JPS5999094A - ポンプ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不発明は圧送された液体が周凹に逸出してはならない用
途にイＬ用するキャンドーータポンブ、たとえば、核廃
棄物と非生物等級、芳香族または毒性流体とを送るため
使用するポンプに係るものである。浴液がモータを包囲
するすなわち包み圧送した液体が逸出するのを防止する
がこの方法では圧送された液体がモータを損傷すのを防
止する問題を解決しない。包んだユニットはまた非能率
で高価でまたモータ電気的接続部等を適当に冷却すする
には特殊な対策を必要とする。

この問題に対するその他の対策が、たとえば、米国特許
第３，８５０，５５０号、第３，７９０，３１２号およ
び第３，５７４，４７８号に示しである。米国特許第３
，８５０，５５０号はシール室に設けた１対のシールを
含みシール室から流れ出てポンプの吸込み側に流れ戻る
圧送液体を慎重に供給する構造が示しである。モータの
シール室には潤滑剤が満たしである。

米国特許第３，７９０，３１２号には燃料、圧送された
液体または燃料の蒸気がポンプの軸受またはラビリンス
シール室に流れるのを防止する構造が示しである。液体
または蒸気を軸受または室に圧・送するため二次羽根車
を使用する。

米国特許第５，５７４，４７８号にはラビリンスバッキ
ングを通り過ぎ軸受室に向は空気流を引くタービン内で
軸受室を包むことが示しである。空気流は空気流の効果
を生じる真空の利点を利用して、空気流をその供給源か
ら引出し第２のラビリンスバッキングを通過させる。

これら従来技術は圧送された液体がモータシールを通り
モータに移動しないようにしない限り核廃棄物および非
生物等級、芳香族または毒性流体ノの圧送問題を完全に
は解決しない。

本発明一義的目的は、多メカニカルシール装置における
ポンプシールを通り圧送された液体が漏洩すると外部の
機械的機構を使用せずにその液体を直ちにポンプの吸込
み側に戻すようにすることである。この目的を果すため
、液体ポンプとしてエゼクタの機能を利用しエゼクタノ
ズルが液体内の固型的よりふさがれないようにする。必
要の場合には、エゼクタに入る液体に固型物が連行され
るのを防止するだめのセパレータを使用する。ポンプが
作動していないとき流体の逆流を防止するため一方向逆
止めの弁を使用する。

エゼクタは一端がシール漏洩室に接続されこの室はエゼ
クタの吸引室に接続されている。エゼクタの駆動ノズル
がポンプの吐出し側に接続され、従って、ノズルを通り
圧送された液体の流れは圧力降下を生じ圧送された液体
をシール漏洩物集積室から吸引室に引（すなわち導（。

導かれた液体と駆動液体とは次いでポンプの入口すなわ
ち吸込み側に排出される。エゼクタ、セパレータおよび
一方向逆止の弁はポンプのハウジング内に一体に設ける
かポンプのハウジングに容易に接続できるブロック内に
便宜上に位置決めする。液体および固型物用の導管はす
べて必要に応じてハウジングからブロックに組み込む。

エゼクタは生じた吸引力により圧送された液体をモータ
のシール室から取除きまたシール漏洩物すなわち集積室
を圧送されに液体の蒸気圧忙近い圧力に保持する。従っ
てシール漏洩物室からの液体がモータシールのシール面
に流れるのを防止する。

本発明の原理はモータを流体に浸漬するポンプ組立て体
に応用するのに特に適しているのでモータを圧力を制御
した加圧油に浸漬するポンプに関連して説明する。

本発明１つの実施態様を唯一の特定の具体例を示す添付
図面を参照して説明する。

本発明の必須の部品とその好ましい配列とが第１図に略
図で示しである。部品の詳細については他の図を参照し
て説明する。

総体的に符号１Ｄで示したポンプ組立て体はモータハウ
ジング１４内によりポンプの羽根車１８に接続されたシ
ャフト１６を有する電動機１２を備えている。羽根車１
８は吸込み側すなわち入口２２（矢印で示しである）を
有してポンジノ１ウジング２０内に位置決めされている
。圧送された液体は出口２６に接続した渦巻部すなわち
スクロール（５ｃｒｏｌｌ）　２４に排出される。１対
のメカニカルシール２８．３０がシャフト１６を包囲し
、シール２８はポンプシールと呼称しシール３０はモー
タシールと呼称する。７−ル２８，５０は通常の構造で
それぞれシール漏洩物集積室３２を間に位置決めした１
対のシールリングから成り、圧送された液体がシール３
０の面を横切りモータハウジングに移動するのを防止す
ることが本発明の主たる目的である。

外ット　すなわちノズル３６と吸引室３８とから成るエ
ゼクタ３４が適当な通路によりポンプの高圧帯域に接続
されていて圧送された液体がノズｊ１．ｉ６６を通り流
れる。ノズルが狭搾されているのでシール室６２からの
液体の流れは吸引室３８に引かれるすなわち導かれる。

エゼクタ６４は導かれた液体を吸引室６８からポンプの
吸込み側に排出する。

ポンプが作動していない時導かれた液体がシール漏洩物
集積室６２に逆流するのを防止するため一方向弁４０が
シール室と吸引室とを接続する通路に位置決めされてい
る。

エゼクタに流れる液体から固型物な取り除くため必要に
応じてサイクロンセパレータ４２を設ける。圧送された
液体はセパレータに流入し、七ノ（レータ内で渦巻ぎ、
従って、重い固型物はセパレータの底部に一部の液体と
共に落下し、この固型物と液体とはポンプの低圧帯域に
戻る。

第２図と第６図とには、構造的組立て体内にポンプ１０
、電動機１２、モータフ１ウジング１４、人口すなわち
吸引部２２、スクロール２４、出口すなわち吐出し部２
６、ポンプのメカニカルシール２８、モータのメカニカ
ルシール６０１シール漏洩物集積室３２およびエゼクタ
３４が示しである。

電動機１２への電気的接続は母線４４で行い従来型式で
あるので詳細な説明は不要と思う。

モータハウジング１４は外壁５４および内壁５５により
形成された円筒形本体部分１４ａと、上方カバー１４１
）とキャップ組立て体１４ｃとを含む一連の部品で構成
されている。電動機１２はプラグ４８で閉じである口孔
４７を通りキャップ組立て体１４ｃ内の貯槽４６に導入
された潤滑冷却油（図示せず）に浸漬されている。モー
タハウジングの内部は通路４９により貯槽と連通してい
る。ユニットを組立てた後、所定量の潤滑冷却油を貯槽
に供給して電動機１２のまわりの空隙と貯槽４６の少く
とも一部分とを満たす。以下に［モータ流体］と呼称す
る油はらせん状コイル５０のまわりを流れる外部から供
給される冷媒により冷却され、モータ流体はこのコイル
を通り下方の入口から導入され上部の排出口５２から符
号５１で示した個所で排出される。モーターシャフト軸
受の上部鋳造部材５２ｃに設けた種々の通路５２ａ。

５２ｂと、下部鋳造部材に設けた通路５２ｄと下部モー
タシャフト軸受に設けた通路５２ｃとの種々の通路はモ
ータ流体をモータ組立て体内とそのまわりとをまわり循
環させる。外部から供給された冷媒ハウジング１４の外
壁５４と電動機１２を包囲している内壁５５とにより形
成されたスペース５３内のコイル５０のまわりに供給さ
れる。冷媒Ｑ、工取付は管路５６で供給され取付は管路
５７で排出される。

モータ流体はコイルばね６４が加える力に抵抗するピス
トン組立て体６２が加圧する。ポンプ流体の如き圧縮さ
れた空気またはその他の加圧された媒体が取付管路６５
を通りピストン組立て体６２の反対側の室６６に送給さ
れてばね６４の力に抵抗してピストン組立て体を下方に
押す。ピストン組立て体６４は環状のカップ形要素６２
ａとハウジング１４０力ツプ組立て体１４ｃに取り付け
たボス６２ｃとに支持されそれと摺動接触している中心
位置にしたピストン本体６２ｂとを含んでいる。可撓性
ダイヤフラム６８が貯槽４６を室６６から密封している
。ピストン６２ａの位置がモータ流体の水位を示しピス
トン組立て体の要素６２ａと共に可動な要素６２ｄを含
む流体水位表示じ７０が設けである。表示器７０にはモ
ータ流体の水位を直接読み取れるよう目盛を付けること
が好ましい。本発明の原理がモータがモータ流体に浸漬
されないポンプ組立て体にも応用できることは理解する
必要がある。

第４図てはメカニカルシール２８，３０が拡大断面図で
示してあり、これらシール間にはシール漏洩物集積室６
２が位置決めされメカニカルシール２８を通り移動する
ことのある圧送された流体をこの室から取除（。メカニ
カルシール２８は回転可能なシールリング７２と固定の
シールリング７４とから成り、シールリング７４は冷却
室７８が設けであるハウジング部品７６に支持されてい
る。リング７２．７４は向かい合ったシール面８０．８
２をそれぞれ有している。リング７２は限られた距離軸
線方向に運動するよう支持さればねホルダー８８のポケ
ット８４に収容された複数のコイルばね８４（１つしか
示してない）によりリング７４に向は押圧されている。

ホルダー８８はリング７２に少くとも部分的におおいか
ぶさる軸線方向に延びる円筒形部分９０を有している。

リング７２はそれと円筒形部分９０とに設けた向い合わ
せの軸線方向キー溝に設けたキー９２により円筒形部分
９０にキー留めされている。リング７２とホルダー８８
とはシャフト１６にキー留めされたシャフトスリーブ９
４により支持されている。

シール漏洩物集積室３２によりポンプシール２８から隔
てられているモータシール６０は回転可能なシールリン
グ９６と固定のシールリング３２とから成り、シールリ
ング２８はシャフト１６を包囲しハウジング部品１００
により支持されている。リング９６．９８は向かい合っ
たシール面１０２，１０４をそれぞれ有していて、リン
グ９６はコイルばね１０６（１つのみが示しである）に
よりリング９８に向は押圧されている。コイルばね１０
６はそれぞればねホルダー１１０に設けたポケット１０
８に収容され、はねホルダーはリング９６の少くとも一
部分をおおう軸線方向に延びた円筒形部分１１２を有し
ている。リング９６はそれと円筒形部分１１２とに設け
た向かい合うているキー溝に収容されているキー１１４
により円筒形部分１１２にキー留めされている。ばねホ
ルダー１１０はシャフト１６と共に回転するよう支持さ
れている。

エゼクタ６４（特に第６図と第４図参照）はノズルすな
わちジェット６６と、吸引室６８とヴエンチュリ−２”
制限された通路１１６とから成る。

ポンプ圧の下に圧送された液体は通路１１８を通りエゼ
クタノズル６６に流れ集積室６２からの連行された液体
と共に通路１２０を通りポンプの吸込み側に排出される
。ポンプシール２８は通路１２２により通路１２０に連
絡されている。

通路１１８を流れるエゼクタ駆動液体は先づ第６図ない
し第９図に示したサイクロンセパレータ４２を通る。第
８図に詳細に示しであるように、ポンプの排出圧下の圧
送された液体は羽根車の先端付近から通路１２４を通り
流れ、この通路はセパレータ４２の円錐形内面１２６に
対し接線をなしている互いに接続された通路部分１２４
ａ、１２４ｂ、１２４ｃで構成され従って、液体は第７
図に示した如く渦巻く。圧送された液体より重い砂の如
き固型物はセパレータ４２の底部に落下し通路１２８（
第９図）を通る。圧送された液体によりポンプハウジン
グ２ｏの低圧帯域（排出圧以下）に運ばれ、この通路１
２８は互いに接続された通路部分１２８ａ、１２８ｂ、
１２８ｃで構成されている。固型物を含まない液体は挟
挿された開口１３Ｇ（第８図）を上方に流れ通路１１８
に入りこの通路からエゼクタノズル６６に流れる。

ある場合には、圧送された液体は直接エゼクタノズル３
６に送る。

第１０回に示しであるように、ポンプシール２８を通り
シール漏洩物集積室６２に流入する圧送液体はエゼクタ
６４により通路１６８を通り一方向弁４０の人口側に流
れるようにされ、この通路１６８は互いに接続された通
路部分１６８ａ、１３８１１．１６８ｃで構成されてい
る。一方向弁４０（第１０図）は通路部分１３８ｃ、１
３８１）、１６８ａを介してゾール漏洩物集積室６２と
連通している孔１３６１）を有する部材１６６ａの弁座
に着座するボール１６４を備え、ヴエンチュリー通路１
１６に流体を高速度の流れにして圧送すると吸引室６８
に低圧帯域を生じ一方向弁１４０に流体の流れを生じボ
ール１ろ４を弁座１ろ６から離れるよう動かず。弁１４
０は液体がシール漏洩物集積室ろ２に逆流するのを有効
に防止する。吸引室ろ８に吸引力がないとボール１６４
は弁座１６６に着座する。エゼクタ６４、サイクロンセ
パレータ４２および一方向弁逆上の弁４０はポンプハウ
ジング１４に取り付けたブロック内に位置決めされてい
る。もし所望ならば他の型式の逆止め弁を使用すること
もできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好ましい具体例の略図、第２図および
第６図は前者を後者の上に配置した場合の本発明の好ま
しい具体例を組み込んだポンプ組立て体の縦断面図、第
４図はポンプのメカニカルシールの詳細断面部分図、第
５図は第６図の５−５線に沿い切断して示した断面図、
第６図は第６図の６−６線に清い切断して示した断面図
、第７図は第６図の７−７線に沿つい切断して示した断
面図、第８図および第９図は第６図のそれぞれ、８−８
線および９−９線に沿い切断し吸引部までの液体の流路
を示すセパレータの断面図、第１０図は第６図の１０−
１０線に沿い切断して示す一方向弁の断面図である。 １０：ポンプ組立て体 １２：モ　−　タ １４：ハウジング １６：モータシャフト １８二羽根車 ２Ｄ：羽根車ハウジング ２２：入　口 ２６：出　口 ２８、ろろ　：　メカニカルシール手段３２二シール漏
洩室 ３４：エゼクタ手段 １１８：接続手段 特許出願人　　ボーク・ワーナー・コーボンーションョ
ニニＴＴ４ −一二二ｔラ 一一ロエＬ者

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　モータ（１２）と、前記モータ用のハウジング（
   １４）と、前記モータおよびハウジングから延びている
   モータシャフト（１６）と、前記モータハウジングに接
   続された羽根車ハウジング（２Ｄ）と、羽根車ハウジン
   グの入口（２２）および出口（２６）と、入口から出口
   に液体を送るためシャフトに接続された羽根車（１８）
   と、シャフトを包囲し、かつ羽根車ハウジングとモータ
   ハウジングとの間に位置決めされて圧送された液体がモ
   ータハウジングに侵入するのをほぼ防止しそれぞれか向
   い合うシール面（８０，８２，１（３２゜１０４）を有
   する１対のシールリング（７２１７４：９６．９８）を
   有し各列のうちの一方のシールリングが他方のシールリ
   ングに相対的に回転可能である１対のメカニカルシール
   組立て体（２８゜６０）から成るメカニカルシール手段
   （２８，３０）と、シャフトを包囲し、かつシール組立
   て体間に位置決めされていて中に１対のシールリングの
   うちの一方のシールリングを横切り漏洩する液体が流入
   するシール漏洩室（６２）と、シール漏洩室から液体を
   排出しシールリングの他方のもののシール面を横切りモ
   ータハウジングに液体が拡散するのを防止するためにシ
   ール漏洩室からの液体を排するためのエゼクタ手段（６
   ４）と、エゼクタ手段をシール漏洩室および出口にシー
   ル漏洩室からの液体の流れを導くように接続する手段（
   １１８）と、導かれた液体の流れを入口に戻す手段（１
   ２０）と、を備えていることを特徴とするポンプ組立て
   体（１０）。 ２）　前記エゼクタ手段（３４）が制限されたノズル（
   ６６）と吸引室（６８）とを有し、前記ノズルが出口に
   接続され、かつ吸引室が漏洩室（６２）に接続され、そ
   れによりノズルを通る液体の流れが液体をシール漏洩室
   から吸引室に次いで入口に導（特許請求の範囲第１項の
   ポンプ組立て体。 ６）　更にまたセパレータ（４２）を備え、該セパレー
   タが出口からエゼクタに流れる液体から固型物を分離す
   る構造と配置とにしである特許請求の範囲第２項のポン
   プ組立て体。 ４）　更にまたシール漏洩室と吸引室との間にあり液体
   がシール漏洩室から吸引室に逆流するのを防止する一方
   向弁（４０）を備えている特許請求の範囲第２項または
   第３項のポンプ組立て体。 ５）　シール組立て体の１つ（２８）が羽根車に近接し
   他方のシール（６０）がモータに近接している特許請求
   の範囲第１項のポンプ組立て体。