JPH1077982A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転部材とポンプ室壁面との隙間が、腐食に
よって増加することによるポンプ性能の劣化がなく、不
純物の析出による回転部材のロックを防止したポンプ装
置を提供すること。 【解決手段】 ポンプ室３内にポンプ作用を発揮するた
めの回転部材１を収容してなるポンプ装置において、前
記回転部材１の回転軸５方向に面するポンプ室３壁面
に、合成樹脂材料で形成したライナ部材１０，１０’を
取り付けた構成であり、さらに、前記ライナ部材１０，
１０’の前記ポンプ室３壁面との対向面に、前記回転軸
５を取り囲むように環状溝１１，１２を形成し、この環
状溝１１，１２にシール部材１３を配置した構成であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ポンプ作用を発
揮するための回転部材を備えたポンプ装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】回転式のポンプ装置は、ケーシング内
に、インペラ（羽根車）やロータ、ベーン（ロータリー
ベーン）などのポンプ作用を発揮するための回転部材を
収容している。

【０００３】前記回転式のポンプ装置においては、前記
回転部材とケーシング内のポンプ室壁面との間に所定の
隙間を設ける必要がある。特に、回転部材の回転軸方向
の側面とポンプ室との間の隙間を適切に設定すること
は、ポンプ性能を得る上で重要である。すなわち、この
隙間が狭いほど、ポンプ性能は向上するが、回転部材と
ポンプ室壁面との固着（かじり）が生じるためである。
従来は、この隙間を適切に維持するために両者の材質の
組合せを調整したり、ポンプ壁面に別部品で銅合金（例
えば黄銅）やステンレス鋼製のライナ部材を取り付けて
いる。

【０００４】しかし、長期にわたって使用していると、
液体と接触している回転部材の側面やライナ部材が腐食
し、肉厚が減少して前記の隙間が増加し、性能低下を招
く。しかし、両者をともに耐食性の高い材料、例えばス
テンレス鋼で構成すると、いわゆる「かじり」によるロ
ックの問題が生じるため、前記隙間を広く取る必要が生
じてくる。

【０００５】また、前記の隙間の部分には液体が残留し
易く、この残留液体は回転部材やライナ部材を腐食さ
せ、両者を固着させる原因となる。また、この残留液体
の乾燥すると、不純物が析出するが、この不純物が堆積
することによっても両者の固着の原因となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明が解
決しようとする課題は、回転部材とポンプ室壁面との隙
間が、腐食によって増加することによるポンプ性能の劣
化がなく、不純物の析出による回転部材のロックを防止
したポンプ装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、ポンプ室内
にポンプ作用を発揮するための回転部材を収容してなる
ポンプ装置において、前記回転部材の回転軸方向に面す
るポンプ室壁面に、合成樹脂材料で形成したライナ部材
を取り付けた構成によって、上述の課題を解決するもの
である。

【０００８】さらに、この発明は、前記ライナ部材の前
記ポンプ室壁面との対向面に、前記回転軸を取り囲むよ
うに環状溝を形成し、この環状溝にシール部材を配置し
た構成によって上述課題を解決するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明は、インペラやロータ、
ベーン（ロータリーベーン）、ギアなどのポンプ作用を
発揮するための回転部材を備えたポンプ装置について適
用される。このようなポンプ装置としては、渦流ポン
プ，液封式真空ポンプなどの他、多軸ロータリーポン
プ，ベーンポンプ，ギアポンプなどを含む。

【００１０】前記ポンプ装置において、回転部材とこれ
を収容するポンプ室の壁面との間には、所定の隙間を必
要とする。この隙間は、液体の漏れ量による性能低下と
前述のロックを防止するなどの観点から決定されるもの
である。この隙間を保った状態で、前記ポンプ室の壁面
に合成樹脂製のライナ部材を設ける。

【００１１】このライナ部材の形状は、少なくとも回転
部材の側面において所定の隙間を持たせる必要のある範
囲に該当する形状であり、さらにこの範囲を越えて液体
流路を構成するように設ける場合もある。したがって、
回転部材の回転軸方向の一方側のポンプ室壁面に設ける
場合も、両方の側に設ける場合を含む。さらに、このラ
イナ部材は、前記ギヤポンプや多軸のロータリーポンプ
のように、複数の回転部材を一つのポンプ室内に収容し
たものについては、それぞれの回転部材の側面において
所定の隙間を持たせる必要のある範囲に対応する形状で
ある。さらに、前記回転部材には、通常、駆動軸が連結
されるため、ライナ部材は、駆動軸が貫通する部分に孔
を有するが、前記回転部材がその外周から駆動力を受け
る場合には、ライナ部材の中央部に孔を形成しなくても
よい。ここで、この発明でいう回転軸とは、前記回転部
材自体の回転軸である。

【００１２】さらに、前記ライナ部材のポンプ室の壁面
と対向する面には、前記回転軸を取り囲むようにこのラ
イナ部材に環状溝を形成し、この環状溝にシール部材を
配置する。この環状溝は、好ましくは、前記ライナ部材
の外周部及び内周部の二個所に設けるのが好ましいが、
流体の圧力が高い方に設けたものでもよい。特に、ライ
ナ部材を回転部材の駆動軸が貫通する場合には、少なく
とも内周側に設ける。前記シール部材は、Ｏリングなど
のように弾力性と密着性のある成形された部材を用いる
場合と、接着剤や充填材のよう流動性のある不定形の部
材を充填し、固化させる場合を含む。

【００１３】この発明によれば、前記ライナ部材を合成
樹脂製とすることによって、前記の腐食による隙間の増
加や、不純物の析出・堆積による回転部材の固着を防止
できる。さらに、前記環状溝とシール部材により、ライ
ナ部材とポンプ室の壁面との接合面に侵入した液体が壁
面を腐食し、盛り上がりを生じてライナ部材を反り返ら
せることによる回転部材のロックを防止できる。

【００１４】前記ライナ部材を形成する合成樹脂材料と
しては、吸水率，熱膨張係数などが小さくて寸法安定性
がよく、耐熱性がよく，湿度による劣化が少なく、加工
性，耐磨耗性に優れ、適度の潤滑性能を備えた材質が好
ましい。流通性，コストを考慮すれば、変性ＰＰＯ（ポ
リフェニレンオキサイド），ＰＰＳ（ポリフェニレンサ
ルファイド）などである。その他には、ケトン基をもっ
たＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やＰＥＫ
（ポリエーテルケトン）などのポリエーテルや、イミド
基をもったＰＥＩ（ポリエーテルイミド），ＰＡＩ（ポ
リアミドイミド）などのポリイミド，サルホン基を持っ
たＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）などのポリサルホン
が挙げられる。

【００１５】ここで、ライナ部材を前記ポンプ室の壁面
に装着するに際しては、環状溝内に収容するシール部材
として、接着剤や充填剤を充填し、前記壁面に装着する
ことにより、全周にむらなく接着剤や充填剤が行き渡る
ため、壁面とライナ部材との接合面間に液体が侵入する
のを確実に防止できる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明を渦流ポンプに適用した一実
施例について、図面を参照しながら説明する。なお、図
１〜３に示す実施例は、この発明を渦流ポンプに適用し
たものであって、図１は、この発明に係るポンプ装置の
縦断側面の拡大説明図，図２は、図１に示すポンプ装置
の縦断正面の説明図，図３は、この発明に係るポンプ装
置のライナ部材における環状溝の形成パターンを示す説
明図である。

【００１７】先ず、最初にこの発明を適用する渦流ポン
プについて、図１，図２を参照しながら説明する。図示
する渦流ポンプは、回転部材としてのインペラ１を、ケ
ーシング２内のポンプ室３に収容している。前記インペ
ラ１は、その外周縁に多数の羽根溝４を形成したもの
で、この実施例においては、インペラ１の表裏両面に形
成してある。このインペラ１は、前記ケーシング２を貫
通する駆動軸５によって駆動される。したがって、この
実施例においては、インペラ１はこの駆動軸５を回転軸
として回転駆動する。

【００１８】前記ポンプ室３は、インペラの羽根溝４の
部分を覆うように所定の断面形状（図示する第一実施例
においては略矩形）の円環状の流体通路６を有してお
り、この流体通路６の一部を隔壁部７によって遮断して
ある。そして、この隔壁部７の両側、すなわち流体通路
６の両端部に、前記ケーシング２に設けた吸込流路８及
び吐出流路９を連通させた構成である。

【００１９】この渦流ポンプは、駆動軸５によってイン
ペラ１を回転させると、周知のように、回転部材１の回
転に伴って羽根溝４内から流出した液体（水）は角運動
量を得て、回転部材１外周から流体通路６に流出し、こ
の流体通路６内の液体と運動量の交換を行って圧力を高
めた後、再び羽根溝４の根元に流入する。このような作
用が夫々の羽根溝４内で繰り返され、流体は、流体通路
６内を圧力を高めながら螺旋状の経路を経て流通する。
そして、この流体通路６終端で、羽根溝４間から流出し
た水は、隔壁部７に遮られて吐出流路９に向かい、吐出
流路９から吐出される。なお、吸込流路８と吐出流路９
との間の隔壁部７は、吐出流路９側の高圧の流体が吸込
流路８へ逆流するのを防止する。

【００２０】以上の渦流ポンプにおいて、インペラ１の
駆動軸５方向両側のポンプ室３壁面には、ライナ部材１
０，１０’を取り付けてある。このライナ部材１０，１
０’は、合成樹脂製の成形品であって、例えば、変性Ｐ
ＰＯ（ポリフェニレンオキサイド）を使用している。前
記ライナ部材１０，１０’におけるポンプ室３の内壁と
の接合面には、図３に示すように、ライナ部材１０，１
０’の外周部分と内周部分とに環状溝１１，１２を形成
してある。この環状溝１１，１２のそれぞれには、シー
ル部材１３を装着している。前記シール部材１３は、こ
の実施例では、接着剤や充填剤のように流動性のある不
定形の部材であって、このような接着剤や充填剤を前記
環状溝１１，１２内に充填し、ライナ部材１０，１０’
をポンプ室３の壁面に装着することにより、前記接着剤
や充填剤がこの環状溝１１，１２の全周にむらなく行き
渡るため、壁面とライナ部材１０，１０’との接合面間
に液体が侵入するのを確実に防止できる。また、このシ
ール部材１３は、Ｏリングなどのように弾力性と密着性
のある成形された部材を用いてもよい。

【００２１】さらに、図示する実施例では、ライナ部材
１０，１０’は、ポンプ室３内のインペラ１の軸方向両
側の側面における羽根溝４部分の側面の他、先端面（イ
ンペラ１の外周面）を覆うように構成してある。すなわ
ち、このライナ部材１０，１０’によってケーシング２
内に流体通路６や隔壁部７などを構成している。詳細に
説明すると、駆動軸５の基端側（図１の右側）のライナ
部材１０は、その外周部分に他方のライナ部材１０’に
向けて延びる短い筒状部分１５を形成して、前記インペ
ラ１の外周面を覆うようにしてある。他方のライナ部材
（図１の左側）１０’は、前記のライナ部材１０の筒状
部分１５に突き合わせた状態で配置される。各ライナ部
材１０，１０’には、前記インペラ１の羽根溝４部分に
対応する個所に溝部を形成してあり、この溝部は渦流ポ
ンプ完成時に流体通路６となる。この溝部の一部には、
前記隔壁部７となる軸線方向の突出部を形成した構造と
している。

【００２２】ここで、ライナ部材１０，１０’とインペ
ラ１との駆動軸５方向の隙間は、従来同様に、吐出流路
９側の高圧の流体が駆動軸５の側に漏れ出るのを防止
し、ポンプ性能を向上するためには狭く、逆に、インペ
ラ１とライナ部材１０，１０’との「かじり」や固着を
防止するためには広く設定するが、合成樹脂製のライナ
部材１０，１０’の潤滑作用，耐腐食性から従来のよう
な金属製のライナ部材を用いたものに比べ狭く設定する
ことができる。また、ライナ部材１０，１０’を合成樹
脂製とすることによって、ライナ部材１０，１０’とイ
ンペラ（回転部材）１の前記の「かじり」によるロック
に対する問題を解決でき、前記インペラ１には、耐食性
の高いステンレス鋼などの金属材料を用いることができ
る。

【００２３】以上のように、この発明によれば、前記ラ
イナ部材１０，１０’を合成樹脂製とすることによっ
て、前述の腐食による隙間の増加や、不純物の析出によ
るインペラ１の固着を防止できる。さらに、前記環状溝
１１，１２とシール部材１３により、ライナ部材１０，
１０’とポンプ室３の壁面との接合面に侵入した液体が
この壁面を腐食し、盛り上がりを生じてライナ部材１
０，１０’を反り返らせることによるインペラ１のロッ
クを防止できる。

【００２４】さらに、この発明によれば、前記ライナ部
材１０，１０’を合成樹脂製とすることによって、ライ
ナ部材１０，１０’側の腐食による隙間の増大や、不純
物の析出によるインペラ１のロックの問題が解決され
る。そして、前記ライナ部材１０，１０’の裏面側に環
状溝１１，１２を設けて、この環状溝１１，１２内にシ
ール部材１３を設けることにより、ライナ部材１０，１
０’とポンプ室３の壁面との接合面に侵入した液体がポ
ンプ室壁面を腐食し、盛り上がりを生じてライナ部材１
０，１０’を反り返らせることによるインペラ１のロッ
クを防止できる。すなわち、この発明においては、ライ
ナ部材１０，１０’とポンプ室３壁面との接合面間への
液体の侵入を防止し、液体と接する部分を取り除いてい
る。すなわち、液体との接触部分を除去して、この部分
の腐食の可能性が除去している。

【００２５】ここで、ライナ部材１０，１０’をポンプ
壁３壁面に装着するに際して、この環状溝１１，１２内
に収容するシール部材１３としては、接着剤や充填剤を
充填し、前記壁面に装着することにより、環状溝１１，
１２の全周に接着剤や充填剤がムラ無く行き渡るため、
壁面とライナ部材１０，１０’との接合面間に液体が侵
入するのを確実に防止できる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るポ
ンプ装置によれば、ポンプ室内にポンプ作用を発揮する
ための回転部材を収容してなるポンプ装置において、前
記回転部材の回転軸方向に面するポンプ室壁面に、合成
樹脂材料で形成したライナ部材を、この回転部材の側面
に対面させて取り付けたことにより、前記の回転部材の
ロックを防止し、隙間を維持するから性能の低下を防止
できる。

【００２７】さらに、この発明に係るポンプ装置によれ
ば、前記ライナ部材の前記ポンプ室壁面との対向面にお
いて、このライナ部材に前記回転軸を取り囲むように環
状溝を形成し、この環状溝にシール部材を配置したこと
により、ポンプ室壁面とライナ部材との接合面間に液体
が侵入するのを防止し、ポンプ室壁面の腐食によりライ
ナ部材が浮き上がるのを防止できるため、ライナ部材と
回転部材の接触によるロックも防止できる。

【００２８】以上のように、この発明に係るポンプ装置
は、長期にわたる性能の維持と、回転部材のロックによ
る事故を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るポンプ装置の縦断側面の拡大説
明図である。

【図２】図１に示すポンプ装置の縦断正面の説明図であ
る。

【図３】この発明に係るポンプ装置のライナ部材におけ
る環状溝の形成パターンを示す説明図である。

【符号の説明】

１ インペラ（回転部材） ２ ケーシング ３ ポンプ室 ５ 駆動軸 １０ ライナ部材 １０’ ライナ部材 １１ 環状溝 １２ 環状溝 １３ シール部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ室３内にポンプ作用を発揮するた
   めの回転部材１を収容してなるポンプ装置において、前
   記回転部材１の回転軸５方向に面するポンプ室３壁面
   に、合成樹脂材料で形成したライナ部材１０，１０’を
   取り付けたことを特徴とするポンプ装置。
2. 【請求項２】 前記ライナ部材１０，１０’の前記ポン
   プ室３壁面との対向面に、前記回転軸５を取り囲むよう
   に環状溝１１，１２を形成し、この環状溝１１，１２に
   シール部材１３を配置したことを特徴とする請求項１記
   載のポンプ装置。