JPH05195985A - セラミックスポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミックスポンプのケーシング口部におけ
るシールを確実なものとする。 【構成】 インナ要素１１ａの口部１１１ａをアウタ要
素１２ａの口部１２１ａに装入したケーシング口部の少
なくとも一つは、インナ要素１１ａの口部外周部には外
側に向かうに従って内径が拡大するインナ傾斜部１１３
ａを設け、アウタ要素１２ａの口部内周部にはインナ傾
斜部１１３ａに対向し、外側に向かうに従って内径が拡
大するアウタ傾斜部１２３ａを設け、これらインナ要素
口部１１１ａとアウタ要素口部１２１ａの間に緩衝材１
３ａを充填して、インナ要素１１ａとアウタ要素１２ａ
の相対的移動を阻止するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスポンプ、
特にインペラを収容するポンプケーシングの構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記セラミックスポンプのケーシ
ングとして、図２に示す構造のものが知られている。こ
のケーシング１は、吸込口部３を有する前部ケーシング
２と軸受口部６を有する後部ケーシング５の２分割構造
となっており、上記前部ケーシング２と後部ケーシング
５は複数の連結ボルト７等により一体化されているとと
もに、この連結ボルト７によってポンプ本体８に連結さ
れている。

【０００３】また、前部ケーシング２と後部ケーシング
５は、それぞれセラミックスからなるインナ要素１１
ａ，１１ｂをアーマプレートなどの金属材料からなるア
ウタ要素１２ａ，１２ｂに内装し、これらインナ要素１
１ａ，１１ｂとアウタ要素１２ａ，１２ｂの間にセメン
トあるいは合成樹脂などの緩衝材１３ａ，１３ｂを充填
した、インナケーシング１１（１１ａ，１１ｂ）、緩衝
層１３（１３ａ，１３ｂ）、アウタケーシング１２（１
２ａ，１２ｂ）からなる３層構造となっており、上記イ
ンナケーシング１１の内側に送液空間１４が形成されて
いる。さらに、上記吸込口部３および軸受口部６も、セ
ラミックスからなるインナ要素１１ａ，１１ｂの口部１
１１ａ，１１４ａ，１１１ｂをアウタ要素１２ａ，１２
ｂの対応する口部１２１ａ，１２４ａ，１２１ｂにそれ
ぞれ挿入し、これらの間に緩衝材１３ａ，１３ｂを充填
して構成されている。

【０００４】上記構成を有するケーシング１は、前部ケ
ーシング２と後部ケーシング５の間に形成された送液空
間１４にインペラ１５を収容し、このインペラ１５が上
記後部ケーシング５の軸受口部６に挿通したシャフト１
６に固定される。また、軸受口部６とシャフト１６との
間は、シャフト１６にシールスリーブ１７、シール押さ
え１８を順次外装し、このシール押さえ１８をシールカ
バー１９によってインナ要素１１１ｂの端面１１２ｂに
押圧してシールが図られる。

【０００５】一方、吸込口部３では、図３に示すよう
に、インナ要素１１ａの口部端面１１２ａと外部配管５
０との間にパッキン５２を介在し、アウタ要素１２ａの
口部１２１ａに設けたフランジ１２２ａと外部配管５０
のフランジ５１とがボルト５３で連結される。同様に、
吐出口部４も、インナ要素１１ａの口部端面１１５ａと
外部配管（図示せず）との間にパッキン（図示せず）を
介在し、アウタ要素１２ａのフランジ１２５ａと外部配
管のフランジがボルトで連結される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ケ
ーシング構造では、吸込口部３と軸受口部６において、
緩衝材１３ａ，１３ｂと接するインナ要素口部１１１
ａ，１１１ｂの外周面とアウタ要素１２１ａ，１２１ｂ
の内周面は共に直管状に形成されている。したがって、
吸込口部３を外部配管５０に接続する際に、十分なシー
ル性を確保すべくボルト等を強く締めてインナ要素口部
端面に大きな押圧力を加えると、インナ要素１１ａと緩
衝材１３ａとの境界面、あるいは緩衝材１３ａとアウタ
要素１２ａとの境界面が剥離して、必要なパッキン押圧
力が得られず、液漏れを生じるという問題点があった。
また、境界面が剥離した状態でボルトをさらに強く締め
ると、高価なセラミックスのインナケーシング１１が破
損するという問題点があった。一方、軸受口部６におい
ても、シールカバー１９からシール押さえ１８に加える
力が大き過ぎると、インナ要素１１ｂと緩衝材１３ｂ、
あるいは緩衝材１３ｂとアウタ要素１２ｂの境界面が剥
離して同様の問題が生じる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記問
題点を解決するためになされたもので、上記セラミック
スポンプにおいて、上記インナ要素の口部を上記アウタ
要素の口部に内装したケーシング口部の少なくとも一つ
は、上記インナ要素の口部外周部には外側に向かうに従
って内径が拡大する少なくとも１つのインナ傾斜部を設
け、上記アウタ要素の口部内周部には上記インナ傾斜部
に対向し、外側に向かうに従って内径が拡大する少なく
とも１つのアウタ傾斜部を設けるとともに、上記アウタ
要素の口部内径を上記インナ要素の口部外径よりも大き
くし、上記アウタ要素の口部とこれに内装した上記イン
ナ要素の口部との間に上記上記緩衝材を充填して構成し
たものである。

【０００８】

【作用】以上の構成によれば、インナ要素の口部を内側
に押圧し、逆にアウタ要素の口部を外側に押圧すると、
上記インナ傾斜部、緩衝材、およびアウタ傾斜部を介し
てインナ要素に加わる力がアウタ要素に伝達され、また
逆にアウタ要素に加わる力が上記傾斜部および緩衝材を
介してインナ要素に伝達され、インナ要素とアウタ要素
の相対的な位置ずれが阻止される。

【０００９】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。図１は本発明にかかるセラミックスポ
ンプのケーシング１ａを示し、前部ケーシング２におい
て、吸込口部３を構成するインナ要素口部１１１ａの外
周部には外側に向かうに従って内径が拡大するインナテ
ーパ１１３ａが形成され、アウタ要素口部１２１ａの内
周部には上記インナテーパ１１３ａの内側に位置し、外
側に向かうに従って内径が拡大するアウタテーパ１２３
ａが形成されている。また、アウタ要素口部１２１ａの
最小内径は、インナ要素口部１１１ａの最大外径よりも
大きくしてあり、インナ要素口部１１１ａはアウタ要素
口部１２１ａに挿入可能となっている。

【００１０】一方、後部ケーシング５において、軸受口
部６を構成するインナ要素口部１１１ｂの外周部には外
側に向かうに従って内径が拡大するインナテーパ１１３
ｂが形成され、アウタ要素口部１２１ｂの内周部にはア
ウタテーパ１２２ｂが形成されている。また、アウタ要
素口部１２１ｂの最小内径は、インナ要素口部１１１ｂ
の最大外径よりも大きくしてあり、インナ要素口部１１
１ｂはアウタ要素口部１２１ｂに挿入可能となってい
る。なお、その他の構成は図１に示す従来のケーシング
と同一であるため、説明は省略する。

【００１１】以上の構成を有するポンプケーシング１ａ
の吸込口部３では、インナ要素１１ａの口部端面１１２
ａにパッキンを当て、アウタ要素１２ａのフランジ１２
２ａと外部配管のフランジとをボルト締めすると、イン
ナテーパ１１３ａとアウタテーパ１２３ａとの間で緩衝
材１３ａが挾圧され、アウタ要素口部１２１ａとインナ
要素口部１１１ａとの相対的移動がそれぞれ阻止され
る。したがって、ボルト締めの力がすべてパッキン押圧
力に還元され、必要なシール性を確保することができ
る。

【００１２】また、軸受口部６においても、シール押さ
え１８を介してインナ要素１１ｂに加わる力はインナテ
ーパ１１３ｂとアウタテーパ１２２ｂを介してアウタ要
素１２ｂに伝達され、インナ要素口部１１１ｂとアウタ
要素口部１２１ｂの相対的移動が阻止される。

【００１３】上記インナテーパ１１３ａ，１１３ｂの角
度α１，α２と、アウタテーパ１２３ａ，１２２ｂの角
度β１，β２は、セラミックスの破壊確率、すなわち安
全率を考慮して決定する。なお、有限要素法によって各
要素の応力解析をしたところ、α，βが約２５°の場合
に最大引張応力が最小となり破壊確率が最も低くなるこ
とが確認された。したがって、設計上、α，βは２５°
±（５〜１０°）程度とするのが現実的である。

【００１４】なお、以上の説明では、ケーシング１ａの
すべての口部、すなわち吸込口部３、軸受口部６におい
て、インナ要素１１ａ，１１ｂとアウタ要素１２ａ，１
２ｂにテーパを設けるものとしたが、これらすべての口
部３，４，６にテーパを設ける必要はない。また、１箇
所の口部において、インナテーパ、アウタテーパは少な
くとも一つあればよいし、インナ要素に設けるインナテ
ーパの数とアウタ要素に設けるアウタテーパの数は違っ
てもよい。さらに、口部に設ける傾斜部はテーパである
必要はなく、中心軸に対して非対称のものでもよい。

【００１５】さらにまた、吐出口部４にも吸込口部３や
軸受口部６と同様の構成を採用しててもよい。すなわ
ち、図１に示すように、吐出口部４におけるインナ要素
口部１１４ａの外周部に傾斜部１１６ａを設ける一方、
アウタ要素口部１２４ａの内周部に上記傾斜部１１６ａ
に対向する傾斜部１２６ａを設けてもよい。この場合、
インナ要素１１ａの口部端面１１５ａにパッキンを当
て、アウタ要素１２ａのフランジ１２５ａと外部配管
（図示せず）のフランジとをボルト締めすると、上記傾
斜部１１６ａと１２６ａとの間で緩衝材が挾圧され、イ
ンナ要素口部１２４ａとアウタ要素口部１２４ａとの相
対的移動が阻止される。

【００１６】そしてまた、アウタ要素が口部の軸方向断
面に沿って分割されているケーシング構造のセラミック
スポンプについても本発明は適用可能である。この種の
ポンプでは、インナ要素口部をアウタ要素口部に挿入す
るという作業が不要となるので、アウタ要素口部の最大
内径がインナ要素口部の最大外径よりも大きいことが必
須ではない。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
かかるセラミックスポンプでは、インナ要素の口部外周
部にインナ傾斜部を設け、アウタ要素の口部内周部に上
記インナ傾斜部に対向するアウタ傾斜部を設け、これら
インナ要素の口部とアウタ要素の口部の間に上記緩衝材
を充填している。したがって、インナ要素の口部端面に
作用する押圧力は、上記インナ傾斜部、緩衝材を介して
アウタ要素のアウタ傾斜部に伝達され、また逆にアウタ
要素を外方に引っ張る力は、アウタ傾斜部、緩衝材を介
してインナ要素のインナ傾斜部に伝達され、インナ要素
とアウタ要素の相対的な位置ずれが阻止される。そのた
め、インナ要素の口部端面におけるシールを確実なもの
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるセラミックスポンプのケーシ
ング断面図である。

【図２】 従来のセラミックスポンプの部分断面図であ
る。

【図３】 従来のセラミックスポンプに対する外部配管
の接続構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１，１ａ…ケーシング、２…前部ケーシング、３…吸込
口部、４…吐出口部、５…後部ケーシング、６…軸受口
部、１１…インナケーシング、１１ａ…インナ要素、１
１１ａ，１１４ａ，１１１ｂ…インナ要素口部、１１３
ａ，１１３ｂ…インナテーパ、１２…アウタケーシン
グ、１２ａ…アウタ要素、１２１ａ，１２１ｂ…アウタ
要素口部、１２３ａ，１２２ｂ…アウタテーパ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックスからなるインナ要素の外面
   を金属材料からなるアウタ要素で覆い、上記インナ要素
   の口部を対応するアウタ要素の口部に内装し、上記イン
   ナ要素とアウタ要素の間隙に緩衝材を充填してケーシン
   グ部材を形成し、このようにして形成した複数のケーシ
   ング部材を組み合わせてポンプケーシングを構成したセ
   ラミックスポンプにおいて、上記インナ要素の口部を上
   記アウタ要素の口部に内装したケーシング口部の少なく
   とも一つは、上記インナ要素の口部外周部には外側に向
   かうに従って内径が拡大する少なくとも１つのインナ傾
   斜部を設け、上記アウタ要素の口部内周部には上記イン
   ナ傾斜部に対向し、外側に向かうに従って内径が拡大す
   る少なくとも１つのアウタ傾斜部を設けるとともに、上
   記アウタ要素の口部内径を上記インナ要素の口部外径よ
   りも大きくし、上記アウタ要素の口部とこれに内装した
   上記インナ要素の口部との間に上記緩衝材を充填して構
   成したことを特徴とするセラミックスポンプ。