JP5993274B2

JP5993274B2 - インペラを備えたポンプ装置

Info

Publication number: JP5993274B2
Application number: JP2012233097A
Authority: JP
Inventors: 大蔵田邊
Original assignee: Seikow Chemical Engr and Machinery Ltd
Current assignee: Seikow Chemical Engr and Machinery Ltd
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2032-10-22
Also published as: JP2014084767A

Description

本発明は、インペラと該インペラの軸受けに使用するライナリングを備えたポンプ装置に関する。

遠心ポンプ装置は一般に、ケーシング内に羽根車であるインペラを設けて構成される。該インペラを回転させて、該インペラの基端部から液体を吸い上げ、該インペラの周囲から液体を吐出する。これにより、該インペラの基端部が負圧、インペラの周囲が正圧となり、更に連続的に液体が吸い上げられる。ケーシングにはインペラの基端部周囲に対向して、インペラの軸受けとなるライナリングが圧入されており、該ライナリングとケーシングの隙間を小さくすることにより、インペラで昇圧された液体がインペラの基端部側に漏れることを抑制している(特許文献１参照)。

特開２００２―２５７０８２号

ポンプ装置の空運転時やインペラが吸い上げる液体に空気が混入した時、又はキャビテーション発生時に、インペラが振動することがある。また、出願人が製造するポンプ装置では、組立て作業性等を考慮して、ライナリングをインペラに設けている。この場合、ライナリングのインペラへの取り付け強度が弱いとインペラ振動時に、ライナリングがインペラから外れる可能性がある。また、ライナリングがインペラに対して不用意に回転すれば、やはりライナリングがインペラから外れ易い要因となる。
本発明の目的は、ライナリングがインペラから容易に外れないポンプ装置を提供することにある。

ポンプ装置は、液体が流入されて吐出されるケーシング内に、回転により液体を前記ケーシングの液体吐出側に送るインペラと該インペラの液体流入路に形成された凹部に圧入されて前記ケーシングに摺接するライナリングを備え、該ライナリングは周縁部の一部に切欠部が形成され、前記凹部の周縁部には該切欠部に合わさる嵌合部が形成され、前記切欠部と嵌合部とによってインペラに対するライナリングの不用意な回転を規制している。
また、インペラは円盤状の本体内に液体が通る複数の吐出路を放射状に設けて形成され、前記ライナリングの周面には、インペラの凹部に圧入された状態で前記吐出路に連なる複数の透孔が開設されている。

１．ライナリングはインペラの凹部に圧入される。従って、凹部内にてライナリングの圧入長さを長く設ければ、ライナリングのインペラへの取り付け強度を高めることが出来る。また、インペラの嵌合部をライナリングの切欠部に合わせることにより、ライナリングの回転止めとしている。これによっても、ライナリングがインペラから外れることを防止している。
ここで、ライナリングに嵌合部を設けるとともに、インペラに切欠部を設け、ライナリングの嵌合部をインペラの切欠部に合わせることも考えられる。しかし、ライナリングはケーシングに摺接するから、ケーシングに対し耐摩耗性を有する高価な材料にて形成する必要がある。
その上で、ライナリングに嵌合部を設けると、ライナリングの大型化に繋がる。かかる高価な材料を用いたライナリングを大型化させると、ライナリングの製造コストの上昇に繋がる。従って、ライナリングに切欠部を形成して、ライナリングの大型化を防ぎ、ライナリングの製造コスト上昇を防いでいる。
２．ライナリングがインペラの凹部に圧入された状態で、透孔が吐出路に連なるから、インペラの回転により吸引された液体は、透孔から吐出路を通ってインペラの外側に吐出される。これにより、インペラで昇圧された液体がインペラの低圧側に漏れることを抑制しつつ、インペラの外側に液体をスムーズに吐出している。

本実施形態に係るポンプ装置の断面図である。図１にて矢印Ａで示す要部の拡大図である。インナーマグネット部を除いたインペラとライナリングの分解斜視図である。インペラの裏面図である。ライナリングの裏面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係るポンプ装置１の断面図であり、図２は、図１にて矢印Ａで示す要部の拡大図である。ポンプ装置１はケーシング２を備え、該ケーシング２の一端部に液体が流入する流入口２０が開設されている。ケーシング２側部には、該流入口２０からの液体が吐出する吐出口２１が形成され、流入口２０と吐出口２１は互いに直交する方向を向いている。ケーシング２内にて、流入口２０と吐出口２１との間の流路上には、回転体３が設けられ、該回転体３の中心部には水平方向に延びた回転支軸３０が嵌められている。以下、回転支軸３０の軸線をＬ１とする。
回転体３は、円盤状のインペラ４と回転支軸３０に沿って該インペラ４に隣接するインナーマグネット部３１とを一体に設けている。インナーマグネット部３１の内側には、第１磁石３２が設けられている。回転支軸３０はケーシング２内に位置するベアリング２２に支持されており、回転体３の軸線Ｌ１を中心とする回転を容易にする。

ポンプ装置１は所謂マグネットポンプである。ケーシング２の外側であって第１磁石３２にケーシング２の壁を隔てて対向する箇所には、アウターマグネット部６が設けられている。該アウターマグネット部６はモータＭに連結されて、軸線Ｌ１に直交する面内にて回転する。アウターマグネット部６の内側には、ケーシング２の壁を隔てて第１磁石３２と対向する第２磁石６０が設けられている。
第１磁石３２と第２磁石６０とは互いに吸引するから、モータＭによってアウターマグネット部６が回転すると、インナーマグネット部３１も回転する。インナーマグネット部３１と一体に設けられたインペラ４も回転し、ケーシング２内の液体を回転させる。該液体は遠心力によって吐出口２１に向けて移動し、流入口２０が負圧になる。これにより、流入口２０から液体が流入されて、図１の矢印Ｆに沿って流れる。
ケーシング２上にて、流入口２０と吐出口２１以外には液体が出入り可能な箇所はない。故に、ポンプ装置１の如きマグネットポンプにおいては、液体が流入口２０と吐出口２１以外の箇所からケーシング２の外に出ることはない。

インペラ４の中心部には貫通孔４０が開設され、該インペラ４の液体流入側には、貫通孔４０に連なって貫通孔４０より流路面積の大きな凹部４１が設けられている。該凹部４１にケーシング２に摺接するライナリング５が嵌められる。ライナリング５とケーシング２の隙間を小さくすることにより、インペラ４で昇圧された液体が流入口２０に戻ることを抑制している。ライナリング５はケーシング２に対して耐摩耗性を有する材料、具体的にはカーボンやフッ素加工樹脂から形成される。かかる材料はプラスチック等の合成樹脂に比して高価である。
図３は、インナーマグネット部３１を除いたインペラ４とライナリング５の分解斜視図である。インペラ４は、前記凹部４１が開設された円盤状の本体４２の内側に、凹部４１から外向きに延びた複数の吐出路４３、４３を放射状に設けて形成される。各吐出路４３は先端部が本体４２の周面に開口して、液体は吐出路４３内を流れる。

前記ライナリング５は、凹部４１に嵌まる嵌合体５０の一端部に、ケーシング２に摺接する円形の鍔体５１を設けて構成される。嵌合体５０は筒状体５２の周面の２箇所に切欠部５３を形成して構成される。該２箇所の切欠部５３は筒状体５２の中心部を挟んで対称に位置するが、切欠部５３の位置はこれに限定されない。
該嵌合体５０の周面には、インペラ４の凹部４１に圧入された状態で前記吐出路４３、４３に連なる複数の透孔５４、５４が開設されている。
前記凹部４１は、嵌合体５０の外形よりも少し小さく形成され、嵌合体５０は側面形状が弾性変形しながら、凹部４１内に挿入される。嵌合体５０は凹部４１内に挿入後に、弾性復帰して凹部４１内への圧入状態を保つ。

前記の如く、ライナリング５がインペラ４の凹部４１に圧入された状態で、透孔５４が吐出路４３に連なるから、インペラ４の回転により吸引された液体は、透孔５４から吐出路４３を通ってインペラ４の外側、即ち吐出口２１に吐出される。これにより、インペラ４で昇圧された液体がインペラ４の低圧側に漏れることを抑制しつつ、インペラ４の外側に液体をスムーズに吐出している。
また、ライナリング５はインペラ４の凹部４１に圧入される。従って、凹部４１内にてライナリング５の圧入長さを長く設ければ、ライナリング５のインペラ４への取り付け強度を高めることが出来る。

図４は、インペラ４の裏面図である。凹部４１は、平面視で円形の凹面４４の内周から２箇所の嵌合部４５を内向きに突出させて構成される。該嵌合部４５は切欠部５３に合わせた形状に形成される。即ち、凹部４１は嵌合体５０に合わせた形状に形成されている。
ライナリング５を凹部４１に嵌める際には、切欠部５３と嵌合部４５とが合わさるように、ライナリング５の位置を定める。前記の如く、嵌合体５０の側面形状が弾性変形するように押圧しながら、凹部４１内に挿入する。切欠部５３と嵌合部４５が合わさることによって、ライナリング５が軸線Ｌ１の周りに回転することを防止している。ライナリング５を凹部４１に圧入するだけでなく、ライナリング５のインペラ４に対する回転止めを設けることによっても、ライナリング５がインペラ４から外れることを防止している。

ここで、ライナリング５に嵌合部４５を設けるとともに、インペラ４に切欠部５３を設け、ライナリング５の嵌合部４５をインペラ４の切欠部５３に合わせることも考えられる。しかし、ライナリング５はケーシング２に摺接するから、前記の如く、耐摩耗性を有する高価な材料にて形成する必要がある。
その上で、ライナリング５に嵌合部４５を設けると、ライナリング５の大型化に繋がる。かかる高価な材料を用いたライナリング５を大型化させると、ライナリング５の製造コストの上昇に繋がる。従って、ライナリング５に切欠部５３を形成して、ライナリング５の大型化を防ぎ、ライナリング５の製造コスト上昇を防いでいる。

図５は、ライナリング５の裏面図である。前記嵌合体５０の透孔５４は、該嵌合体５０の内周面から、該内周面の接線方向に延びている。即ち、嵌合体５０の内側から液体が吐出路４３に向かう方向に延びている。これにより、インペラ４及びライナリング５の回転中に、液体は嵌合体５０の内側から吐出路４３にスムーズに流れる。
鍔体５１上には、内周側から外向きに複数の冷却用溝５５が形成されている。前記の如く、鍔体５１はケーシング２に摺接するから、鍔体５１には摩擦熱が発生する。流入口２０から凹部４１に入り吐出口２１に向かう液体は、一部が冷却用溝５５を通って吐出口２１に向かう。即ち、液体が冷却用溝５５を通ることによって、鍔体５１ひいてはライナリング５が冷却されるから、鍔体５１の摩擦熱による損傷を抑えることができる。

上記記載において、吐出路４３は凹部４１から直線状に延びているが、これに代えて、円弧を描くように延びてもよい。また、嵌合部４５の形状は、図示されたものに限定されず、例えば丸軸状であっても良い。更に、本発明に係る技術的特徴は、マグネットポンプ以外のポンプ装置にも適用可能である。

本発明は、インペラと該インペラの軸受けに使用するライナリングを備えたポンプ装置に適用すると有用である。

１ポンプ装置
２ケーシング
４インペラ
５ライナリング
４５嵌合部
５０嵌合体
５１鍔体
５３切欠部
５５冷却用溝

Claims

液体が流入されて吐出されるケーシング内に、回転により液体を前記ケーシングの液体吐出側に送るインペラと該インペラの液体流入路に形成された凹部に圧入されて前記ケーシングに摺接するライナリングを備え、
該ライナリングは周縁部の一部に切欠部が形成され、前記凹部の内周側には該切欠部に合わさる嵌合部が形成され、前記切欠部と嵌合部とによって前記インペラに対する前記ライナリングの不用意な回転を規制している、ポンプ装置。
前記インペラは円盤状の本体内に液体が通る複数の吐出路を放射状に設けて形成され、
前記ライナリングの周面には、前記インペラの凹部に圧入された状態で前記吐出路に連なる複数の透孔が開設されている、請求項１に記載のポンプ装置。
前記ライナリングは、前記凹部に嵌まる嵌合体と、該嵌合体の端部に位置して前記ケーシングに摺接する鍔体とを設け、
該鍔体には、前記ケーシングの液体流入側から液体吐出側に流れる液体の通過を許す冷却用溝が開設されている、請求項１又は２に記載のポンプ装置。
前記切欠部は、前記嵌合体に形成され、前記鍔体は円形である、請求項３に記載のポンプ装置。
前記ライナリングは、前記ケーシングとの耐磨耗性を有する材料にて形成された、請求項１乃至４の何れかに記載のポンプ装置。