JPH078876Y2

JPH078876Y2 - ポンプのガスシ−ル機構

Info

Publication number: JPH078876Y2
Application number: JP1986106725U
Authority: JP
Inventors: 義昭小西
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1986-07-14
Filing date: 1986-07-14
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2001-07-14
Also published as: JPS6314895U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、モータ駆動ポンプにおけるポンプケーシン
グとモータケーシングとの間の軸封部に形成するガスシ
ール機構に関する。

〔従来の技術〕

一般に、モータ駆動ポンプにおいて、取扱液中にスラリ
ーを含有していると、パッキングやメカニカルシールで
構成した摺動部分が摩耗し熱を発生し易く、殊に重合し
易い液、腐蝕性の強い液または粘度の高い液等である場
合は、摺動部分（軸封部）の摩耗により取扱液がモータ
ロータ室内に侵入してモータを損傷したり、熱の発生に
より液が重合もしくは変質したりする難点がある。

このような難点を解決する手段として、従来より、モー
タケーシングとポンプケーシングとの接続部に大気又は
不活性ガス等を封入するガスシール室を設けることが種
々提案されている（例えば実公昭57-22072号公報参
照）。

すなわち、従来のガスシール機構においては、モータケ
ーシングとポンプケーシングとを上下の関係で接続配置
したモータ駆動ポンプにおいて、モータケーシングとポ
ンプケーシングとの間にガスシール室を構成する場合、
このガスシール室内のガスの漏出を簡単な構成で最も有
効に防止し得ると共に、ガスシール室内に流入した液の
液面を確実に安定化することが要求されていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来のガスシール機構は、ガスシール室内におけるガス
圧を適正に保持することにより、ポンプケーシング側液
圧によりガスシール室内へ洩れる液をガス圧により押下
げ、ポンプケーシング側液圧とガス圧とをバランスさせ
てガスシール室内の液面を一定にし、モータ側への液の
侵入を防ぐものである。しかしながら、この場合、ガス
圧のバランスが崩れると、直ちにモータ側へ液が侵入し
たり、逆にポンプケーシング側へガスが混入するため、
ガス圧を常に監視してこれを一定状態に制御するための
手段が必要であり、付帯設備に費用が嵩む難点がある。
また、何らかの原因で、ガスシール室内のガス圧力に変
動を生じた場合、直ちにガス圧力を回復できる追従制御
は比較的困難であり、この種のガス圧力変動に対するガ
スシール室内の安定化制御の対策が要求される。

そこで、本考案の目的は、ガスシール室とポンプ室との
隔壁に軸貫通孔を介して前記モータロータ軸を貫通さ
せ、前記軸貫通孔の間隙によりガスシール室とポンプ室
とを連通してガスシール室内のガス圧力をガスシール室
の所定レベルまでポンプ取扱液が充填されるよう設定し
たモータ駆動ポンプにおいて、ガスシール室内のガス圧
力とポンプ室内の液圧力との関係から、これらの圧力の
差に相当する圧力までガス圧力の変動を許容することが
できるように構造的改良を加えたポンプのガスシール機
構を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕本考案に係るポンプのガスシール機構は、これらのモー
タケーシングとポンプケーシングとの間にガスシール室
を設け、ガスシール室とモータロータ室とを貫通するモ
ータロータ軸部分を軸封し、ガスシール室とポンプ室と
の隔壁に軸貫通孔を介して前記モータロータ軸を貫通さ
せ、前記軸貫通孔の間隙によりガスシール室とポンプ室
とを連通してガスシール室内のガス圧力をガスシール室
の所定レベルまでポンプ取扱液が充填されるよう設定し
たモータ駆動ポンプにおいて、前記ガスシール室内のポンプ取扱液で充填される部分
に、前記モータロータ軸の回転によってガスシール室内
の液を軸貫通孔の間隙を介してポンプ室側へ移送する推
力を発生する推力発生機構を設け、前記ガスシール室内
におけるガス圧力を、ポンプ室内の液圧力から推力発生
機構による推力を引いた圧力を下限とし、ポンプ室内の
液圧力を上限とする範囲の任意の圧力でバランスするよ
う設定することを特徴とする。

この場合、推力発生機構は、ガスシール室とポンプ室と
の隔壁に近接したモータロータ軸に対し、このモータロ
ータ軸の回転を利用したねじポンプで構成することがで
きる。

代案として、推力発生機構は、ガスシール室とポンプ室
との隔壁に近接したモータロータ軸に対し、このモータ
ロータ軸にインペラを取付けた遠心ポンプで構成するこ
ともできる。

〔作用〕

本考案に係るポンプのガスシール機構によれば、モータ
ケーシングとポンプケーシングとの間に設けたガスシー
ル室内に、常時は液中に位置するよう推力発生機構を設
け、この推力発生機構をモータロータ軸と一体化するこ
とによりガスシール室内の液をポンプ室側へ移送するよ
う推力を発生させれば、ガスシール室内のガス圧力は、
推力発生機構による推力との和と、ポンプ室内の液圧力
とがバランスするよう設定される。この結果、ガス圧力
が増大したような場合、ガスシール室内が次第にガス雰
囲気となると、推力発生機構は推力が零となり、ガス圧
力と液圧力とが直接バランスしてガスシール効果を安定
に維持することができる。

〔実施例〕

次に、本考案に係るポンプのガスシール機構の実施例に
つき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図は本考案に係るガスシール機構の一実施例であっ
て、モータ駆動ポンプに応用した実施例を示すものであ
る。すなわち、第１図は、ポンプ部10とモータ部12との
接続部に設けられるガスシール室14の構成を示すキャン
ドルモータポンプの要部断面図である。このガスシール
室14は、ポンプケーシング16とモータケーシング18との
間に形成された円筒ケーシング20からなり、このガスシ
ール室14内をモータロータ軸22が貫通し、モータロータ
室24側とはメカニカルシールからなる軸封機構26で軸封
される。また、ガスシール室14のポンプケーシング16に
よって形成されるポンプ室28側とは、前記モータロータ
軸22の軸貫通孔30を備えた隔壁32で画成される。この場
合、前記軸貫通孔30は、モータロータ軸22との間に若干
の間隙34が形成されるよう構成する。さらに、前記モー
タロータ軸22のポンプ室28内に突出した先端部には、イ
ンペラ36が取付けられる。なお、前記ガスシール室14に
は、その上方にガス供給管38が適宜連通接続され、ガス
シール室14内のガス圧力を一定に保持するよう構成され
ている。

以上の構成は、従来のガスシール型キャンドモータポン
プの基本的構成である。しかるに、本実施例のガスシー
ル機構は、ガスシール室14の下部隔壁32側において、モ
ータロータ軸22に対し外周部に螺旋溝40を刻設したリン
グ部材42を一体的に結合して、このリング部材42の外周
に筒形ガイド部材を近接配置して、小形ねじポンプを構
成したことを特徴とするものである。なお、この場合、
小形ねじポンプは、ガスシール室14内へ流入するポンプ
取扱液の液レベルより下方に位置するよう設定すると共
に、モータロータ軸22の回転に際し、ガスシール室14内
の液をポンプ室28側へ送液動作するよう構成する。

このように構成した本実施例に係るガスシール機構によ
れば、ガスシール室14内のガス圧力をPg、ポンプ室28内
の液圧力をPl、小形ねじポンプが発生する推力をΔｐと
すれば、次式によってガスシール室14内の液とガスとの
圧力バランスが保持される。

Pg₁＝Pl−Δｐ・・・・（１）そこで、例えば、ガスシール室14内でガス圧力Pgが上昇
した場合、ガスシール室14内の液はポンプ室28側へ流出
する。この結果、小形ねじポンプの部分がガス雰囲気に
なると、小形ねじポンプが発生する推力はΔｐ＝０とな
り、ガスシール室14での液とガスとの圧力バランス条件
は、Pg₂＝Plとなる。

従って、ガスシール室14内の液の移動によるバランス条
件は、次式で示される。

Pl−Δｐ≦Pg≦Pl ・・・・（２）前記式（２）から明らかな通り、本考案のガスシール機
構によれば、ガス圧力Pgが小形ねじポンプの発生する推
力Δｐに相当するまでの圧力変動（上昇）に対し、安定
したガスシール効果を発揮させることができる。

第２図は、本考案に係るガスシール機構の別の実施例を
示すものであり、ガスシール室14内に設ける小形ねじポ
ンプの構成として、筒形ガイド部材46が直接モータロー
タ軸の外周部を囲繞するよう構成配置すると共に前記筒
形ガイド部材46の内周面に螺旋溝48を刻設したものであ
る。このように構成することによっても、前述した第１
図に示す実施例と同様に、ガスシール室14内のガス圧力
の変動を許容し得る安定したガスシール効果を発揮させ
ることができる。

第３図は、本考案に係るガスシール機構のさらに別の実
施例を示すものである。すなわち、本実施例において
は、ガスシール室14内の隔壁32に隣接するモータロータ
軸22の一部に小形インペラ50を軸着し、その外周をケー
シング部材52に囲繞して小形遠心ポンプを構成したもの
である。このように構成することによっても、前述した
第１図に示す実施例と同様に、ガスシール室14内のガス
圧力の変動を許容し得る安定したガスシール効果を発揮
させることができる。

〔考案の効果〕

前述した実施例から明らかな通り、本考案によれば、ガ
スシール室内にこの室内の液をポンプ動作と連動してポ
ンプ室側へ移送する推力発生機構を設けることにより、
この推力発生機構による推力とガス圧力との和がポンプ
室側の液圧力とバランスするよう設定することができ、
この結果ガス圧力が前記推力に相当する圧力まで増大す
る変動があっても、ガス圧力の増大で前記推力発生機構
がガス雰囲気中に露呈されれば推力が零となり、前記ガ
ス圧力と液圧力とはバランスし、安定したガスシール機
能を維持することができる。

なお、前述した実施例においては、ガスシール室内の推
力発生機構として、モータロータ軸に結合するねじポン
プや遠心ポンプを例示したが、これらに限定されること
なく、同様の推力を発生させる機能を有するものであれ
ば他の構成を採用することができることは勿論である。

本考案に係るガスシール機構を設けることにより、ガス
シール室内へ供給するガスの圧力調整は、ポンプ室内に
おいて発生するポンプ吐出圧に対し、これとバランスす
る圧力以上となるよう設定しておけば、仮にガス圧力が
若干低下しても推力発生機構による推力で液圧力とのバ
ランスを保持することができ、またガス圧力の増大に対
しては前述したように液圧力とのバランスを保持するこ
とができるので、ガス圧力の調整が容易となり、この種
のポンプシステムを低コストに製造することができる。

以上、本考案の好適な実施例について説明したが、本考
案の精神を逸脱しない範囲内において種々の改良並びに
変更を施すことができることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るガスシール機構の一実施例を示す
モータ駆動ポンプの要部断面図、第２図は本考案に係る
ガスシール機構の別の実施例を示すモータ駆動ポンプの
要部断面図、第３図は本考案に係るガスシール機構のさ
らに別の実施例を示すモータ駆動ポンプの要部断面図で
ある。 10……ポンプ部、12……モータ部 14……ガスシール室 16……ポンプケーシング 18……モータケーシング 20……円筒ケーシング、22……モータロータ軸 24……モータロータ室、26……軸封機構 28……ポンプ室、30……軸貫通孔 32……隔壁、34……間隙 36……インペラ、38……ガス供給管 40……螺旋溝、42……リング部材 44……筒形ガイド部材、46……筒形ガイド部材 48……螺旋溝、50……小形インペラ 52……ケーシング部材

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】モータケーシングとポンプケーシングとを
上下の関係で接続配置し、これらのモータケーシングと
ポンプケーシングとの間にガスシール室を設け、ガスシ
ール室とモータロータ室とを貫通するモータロータ軸部
分を軸封し、ガスシール室とポンプ室との隔壁に軸貫通
孔を介して前記モータロータ軸を貫通させ、前記軸貫通
孔の間隙によりガスシール室とポンプ室とを連通してガ
スシール室内のガス圧力をガスシール室の所定レベルま
でポンプ取扱液が充填されるよう設定したモータ駆動ポ
ンプにおいて、前記ガスシール室内のポンプ取扱液で充填される部分
に、前記モータロータ軸の回転によってガスシール室内
の液を軸貫通孔の間隙を介してポンプ室側へ移送する推
力を発生する推力発生機構を設け、前記ガスシール室内
におけるガス圧力を、ポンプ室内の液圧力から推力発生
機構による推力を引いた圧力を下限とし、ポンプ室内の
液圧力を上限とする範囲の任意の圧力でバランスするよ
う設定することを特徴とするポンプのガスシール機構。
【請求項２】実用新案登録請求の範囲第１項記載のガス
シール機構において、推力発生機構は、ガスシール室と
ポンプ室との隔壁に近接したモータロータ軸に対し、こ
のモータロータ軸の回転を利用したねじポンプで構成し
てなるポンプのガスシール機構。
【請求項３】実用新案登録請求の範囲第１項記載のガス
シール機構において、推力発生機構は、ガスシール室と
ポンプ室との隔壁に近接したモータロータ軸に対し、こ
のモータロータ軸にインペラを取付けた遠心ポンプで構
成してなるポンプのガスシール機構。