JP3949741B2 - 遠心ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は遠心ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
遠心ポンプは通常は羽根車を付けている回転軸が固定ケーシングを通り抜ける点に何らかの形の回転シール備えている必要がある。
【０００３】
回転シールは機械的シールとして知られている装置の形になっている可能性が在り、機械的シールにはうまく動作するためにある環境が必要である。
【０００４】
例えば、沸騰がシールを損ない寿命を縮める可能性があるのでシールの表面における局部沸騰を避けるために機械的シールを取り巻く流体内に十分な圧力を保つことが重要である。又、回りの流体の中に懸濁物質を避けることが、そのような物質がシール表面の摩耗を促進させる可能性があるので、重要である。最後に起動前に、どんな気体もシールのすぐそばから、すなわちいわゆるシール室において排出する必要がある。
【０００５】
プロセスポンプの大抵の既存の設計は、背圧隙間を設けることによって周りの流体の中に十分な圧力を保つことができるようにしている。流体のフラッシング流が羽根車のポンプ吐出し口からそのような隙間を経て羽根車の吸込側に戻るように構成されている。これは、機械的シールの中と周りの圧力を高める。これを生じさせる装置は、ネックブシュといわれることが多く、このブシュは固定されており、隙間はネックブシュの内側円筒面と回転軸の円筒面の間にある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
周知のネックブシュには１十分な圧力を周囲の流体内に保つが、周囲の流体の中の懸濁物質を取り除かれず、起動前にすべての気体を排除するために独立の通気孔を設けなければならないという負の効果がある。しかし、通気孔の断面積は、ネックブシュの隙間に比べてかなりのものである可能性がある。これは背圧を小さくすると共に無駄な余分な漏れを助長する。
【０００７】
羽根車吐出し口からシール室に流入するすべての物質は壁に遠心力で押しつけられる傾向がある。これらの物質は、それらが遠心力の場に抗して動かねばならないのでネックブツュの隙間を通って逃げることが困難であることが分かる。したがって、物質がシール室に蓄積する傾向があるが、どんな物質が逃げても隙間の付近で軸に損傷を与える可能性がある。
【０００８】
最後に、シール室を完全に水抜きするためにポンプを分解することが必要なことが多い。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、回転軸と、前記軸上にあって前記軸に事実上隣接している流体吸込み口を持った内部流体流路を備える羽根車とを備え、前記流体流路はそれから半径方向に段々に伸びて羽根車の先端にある流体ポンプ吐出し口で終り、前記ポンプ吐出し口の領域からポンプの固定部を通って前記軸のためのシールの入っているシール室の中へ入り、前記羽根車のハブと前記固定部の間の隙間を通って伸び、前記羽根車の壁を通って前記内部流体流路の吸込み側に戻るフラッシング及び冷却用流体流路があり、前記隙間が前記軸の半径方向に外向きにかつ前記軸から遠く離れて位置して、使用時に通気孔として働き、前記シール室のくずを取り除くことに特徴とする遠心ポンプが提供される。
【００１０】
前記隙間はポンプ用のケーシングから突き出てそれに取付けられる環状ケース摩耗リングと羽根車のハブとの間に置かれてもよく、環状ケース摩耗リングとケ−シングは前記固定部を構成する。
【００１１】
羽根車のハブはケース摩耗リングの外側環状面を取り巻く更新可能な摩耗部を備えていてもよく、更新可能な摩耗部と前記外側環状面の間に第２の隙間がある。 羽根車のハブはケース摩耗リングの内側環状面を取り巻く第２の更新可能な摩耗部を備えていてもよく、前記第２の更新可能な摩耗部はケース摩耗リングと最初の隙間を形成する。
【００１２】
このほかに又は代わりに、その他の更新可能な摩耗部を構成するネックブシュを羽根車のハブに隣接して軸に取り付けられ、ケース摩耗リングの内側環状面の方へ伸びることができ、この場合に最初に述べた隙間はネックブシュの外側円筒面とケース摩耗リングの間のギャップによって定められている。
【００１３】
【実施例】
本発明をよりよく理解し、いかに実施されるかを示すために例として添付図面を参照する。
【００１４】
図面を参照すると、図１は、回転軸１によって定められる中心軸１Ａを持った遠心ポンプの一部分の図解断面図である。遠心羽根車３のハブ２が軸１に取り付けられ、羽根車３は最初は吸込み口又は吸込み側５において軸１にほぼ平行な方向に伸び、次に段々に外向きに半径方向に曲がって羽根車の先端６にある流体ポンプ吐出し口に終る内部流体流路を備えている。
【００１５】
軸１及び羽根車３は複数のケーシング部品を備える固定ケーシング７の中に取付けられ、軸１がケーシング７を抜け出る点にいわゆる機械的シール８が設けられている。シール８はケーシング７に取付けられた固定こすれ面９と軸１に固定され弾性手段（図示なし）によって固定こすれ面９と密封接触するように押しつけられているこすれ面１１を備えている回転部材１０を備えている。互いに接触している二つのこすれ面９及び１１は必要なシールとなっている。
【００１６】
密封こすれ面９及び１１を冷却するために、流体の流れがそれらの面の領域に与えられる。
【００１７】
図１の流れの矢印によって表されているように、主流体流れは遠心力によって生じて羽根車４の入口端の吸込み側から入り羽根車の先端６の吐出し端から流れ出て行く。次に流れの主要部分はケーシング７の内部輪郭によって前方への流路をたどらされる。ポート１２が羽根車３の吐出し端に面するケーシング７の壁に設けられ、導管１３がポート１２から伸び出て機械的シール８に隣接したケーシングのもう一つの部分に通じている。
【００１８】
機械的シール８はシール室１４の中に取付けられ、導管１３を通る流体はシール８に沿ってシール室１４を通って流れ、次に羽根車３のハブ２との間にある隙間を通過し、羽根車３の壁にあるポート１６を通って羽根車の吸込み側に戻るように配置されている。隙間１５は取り囲む流体の中に冷却路が機能するに十分な圧力を得るのに必要な背圧を与える。
【００１９】
図１の実施例において、隙間１５は羽根車３のハブ２の外側円筒面と環状ケース摩耗リング１７の内側環状面１７Ｂとによって構成され、摩耗リング１７はケーシング７から突き出るようにして取付けられている。
【００２０】
隙間１５は軸１の半径方向に外側にかつ軸１から遠く離れた位置にあり、それの上流端、すなわち、シール室１４の前端がシール室１４の半径方向に外側の境界を定めるケーシングの内側周辺にほぼ隣接するように設けられていることが分かる。
【００２１】
図１はまた羽根車３に付いているフランジ３Ａに固定された更新可能な磨耗部１８を示しており、磨耗部１８はケース磨耗リング１７の環状外側面１７Ａを囲みそれによって磨耗軸１８と外側環状面１７Ａの間に第２の間隙１９を形成する。したがって、羽根車の吐出し口端からの流体流れまた間隙１５を通りポート１６を通る流れに合流するようにこの間隙１９を通って流れさせられる。
【００２２】
この構成でシール室１４を起動時に自己排気することができ、物質をシール室から自動的に遠心力で飛ばすことができ、シール室を完全に空にすることができる。
【００２３】
さらに別の摩耗部２０がケーシング７の壁と羽根車の吸込み端５の間に設けられている。
【００２４】
図２の実施例においては、さらに別の摩耗部２１が羽根車のハブ２に設けられている改変態様が示され、この摩耗部２１は隙間１５が更新可能な摩耗部２１と環状ケース摩耗リング１７の間に形成されるように環状ケース摩耗リングの内側環状面１７Ｂに面してそれを取り巻く外側環状面を持っている。
【００２５】
図３に示された実施例では、更新可能な環状ネックブシュ２２が羽根車のハブ２の延長部として軸１にはめられており、ネックブシュ２２の外側円筒面が隙間１５を定めている。
【００２６】
更新可能な摩耗部１８はそれも環状ケース摩耗リングの内側環状面１７Ｂに面するように位置を変えられ、したがって、流体流路軸１の軸線に平行な羽根車３のハブ２を通る長い穴２３として通っているのが分る。
【００２７】
図４に示された実施例は、図１と図３の組み合わせであり、ネックブシュ２２が設けられているが、更新可能な摩耗部１８は環状ケース摩耗リング１７の外側環状面に面するように羽根車のフランジ３Ａに保持されている。
【００２８】
すべての場合に、隙間１５は、ケーシング７の内側環状輪郭と一線に並ぶように配置され、その環状輪郭は、独立の通気孔の必要をなくし、シール８を冷却できるようにしながら、くずをシール室から遠心力によって除去するのを助けるためにシール室の外側壁を形成している。基本的にはシール室１４と隙間１５の間には滑らかな路があってくずをシール室１４から滑らかに外へ出すのを容易にし、このことは遠心力と流体流れの結果として作用する。
【００２９】
図示の各実施例において、ポンプはほぼ水平な軸線１Ａを持った軸１を備えている。これらの場合に、間隙１５とシール室１４の最上領域を一線に揃えることは自然な自己排気を可能にする。しかし軸１は、それらが水平以外、例えば垂直になっているポンプにある可能性があり、その場合にはシール室を通気するために他の構成を準備する必要があるかもしれない。
【００３０】
本願の構成の場合、また遠心力作用の短期間の”ドライ”運転に及ぼす影響がシール室を掃除するのに十分であるはずなので、シール室を空にするためにポンプを分解する必要もないはずである。
【００３１】
本願の構成の場合、生じるどんな摩耗も更新可能な面に起こることが認められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明遠心ポンプの第１の実施例の部分図解断面図である。
【図２】本発明遠心ポンプの第２の実施例の部分図解断面図である。
【図３】本発明遠心ポンプの第３の実施例の部分図解断面図である。
【図４】本発明遠心ポンプの第４の実施例の部分図解断面図である。
【符号の説明】
１ 回転軸
２ 羽根車のハブ
３ 羽根車
７ ポンプの固定部
８ シール
１０ 回転部材
１４ シール室
１５，１９ 隙間
１７ ケース摩耗リング
１８，２１ 更新可能な摩耗部
２２ ネックブシュ

Claims (6)

1. 回転軸（１）と、前記回転軸上にあって前記回転軸に隣接している流体吸込み口を持った内部流体流路を備える羽根車（３）、前記内部流体流路はそれから半径方向に段々と伸びて羽根車の先端(６)にある流体ポンプ吐出し口で終わる；及び
   前記ポンプ吐出し口の領域からポンプの固定部（７）を通って前記回転軸のためのシール(８)の入っているシール室(１４)の中に入り、前記羽根車のハブ(２)と前記固定部の間の第１の隙間(１５)を通って伸び、前記羽根車（３)の壁を通って前記内部流体路の吸込み側に戻るフラッシング及び冷却用流体流路から成り、
   前記シール室（１４）を通過するくずが半径方向外側に片寄らされ、それによって前記第１の隙間 ( １５ ) を通って前記シール（８）を離れるのを促進するように、前記第１の隙間 ( １５ ) によって画定されるフラッシング及び冷却用流体流路の部分は、前記シール室の外壁と半径方向に整列されて前記軸（１）の半径方向外側に位置決めされていることを特長とする遠心ポンプ。
2. 前記第１の隙間（１５）はポンプ用のケーシング（７）から突き出てそれに取付けられる環状ケース摩耗リング（１７）と羽根車のハブ（２）との間に置かれ、前記環状ケース摩耗リングとケーシング（７）は前記固定部を構成する請求項１に記載の遠心ポンプ。
3. 前記羽根車（３）のハブ（２）はケース摩耗リング（１７）の外側環状面（１７Ａ）を取り巻く第１の更新可能な摩耗部（１８）を備え、前記第１の更新可能な摩耗部と前記外側環状面の間に第２の隙間（１９）がある請求項２に記載の遠心ポンプ。
4. 前記羽根車のハブ（２）は前記ケース摩耗リング（１７）の内側環状面（１７Ｂ）を取り巻く第２の更新可能な摩耗部（２１）を備え、前記第２の更新可能な摩耗部は前記ケース摩耗リングと前記第１の隙間（１５）を形成する請求項３に記載の遠心ポンプ。
5. 第３の更新可能な摩耗部を構成するネックブシュ（２２）が前記羽根車（３）のハブ（２）に隣接して前記軸（１）に取付けられ、前記ケース摩耗リングの内側環状面の方へ伸び、前記第１の隙間（１５）は前記ネックブシュの外側円筒面と前記ケース摩耗リングの間のギャップによって定められている請求項２、３又は４に記載の遠心ポンプ。
6. 前記シール（８）が前記ポンプの前記固定部（７）に取付けられた固定こすれ面（９）と前記軸（１）に固定され、弾性手段によって前記固定こすれ面（９）と密封接触するように押しつけられているこすれ面（１１）を備えている回転部材（１０）を備えている請求項１に記載の遠心ポンプ。

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