WO1988002444A1 - Pump - Google Patents

Description

細

発 の名称

ボ ン フ 技術分野

この発明は、 超純氷、 強酵被、 強アルカリ液の送紿に用い る回転式ポンプに関し、 特にボンブ摺動部に発生する摺動摩 耗物がポンプの送給しょう とする液体に混入しないよう に し た回転式ポンプに閬するものである。

背景技衛

第 5図は、 半導体製造工程における超純水のパイプライ ン に使用される従来のポンプの一例を示す縱断面図である。

図において、 1 は、 主送液の吸込口 l b , 吐出口 l c を有 するケ一シング、 2 はケーシング 1 内に収納されて主送液を 吸込口 l bから吐出 口 l c に圧送する羽根車である。

羽根車 2の軸 2 a は、 ケーシング 1 と一 に形成されてい る铀受と しての筒体である軸ケーシング 1 a の嵌挿されて いる。

6 は、 軸ケーシング l a と軸 2 a との間に介装されるシー ル体、 8は、 同じ く 軸ケーシング 1 a と軸.2 a との間に介装 されるベアリ ング部である。

9 は、 轴ケーシング l aの端部に装着されるグラン ドシー ル部、 1 0 は軸 2 a に達結されて羽根車 2を回転駆動するモ ータである。

モータ 1 0の回転と ともに羽根車 2が回転し、 吸込口 l b から主送液を吸引 し、 吐出口 l cから圧送する。

このとき、 主送液は、 锸ケーシング 1 aにおける羽視車 2 側の端部から、 軸ケーシング 1 a と铀 2 a とのわずかな間隙 を伝わ って軸 2 a 方向に浸入するが、 シール体 6 に阻止さ れ、 ポンプが ¾動する間、 シール体 6 とケーシング 1 との間 を循環するこ と となる。

このため、 轴ケーシング 1 a における摺動部であるべァリ ング部 8、 シール体 6から摺窗にともなつて発生する微量の 摺動摩耗物が、 ケーシング 1 に送出され、 主送液に混じり 合 い、 ケーシング 1 を通過する超純水その他の主送液の純度に 重大な影響をおょぽすこ とになる。

と こ ろ で、 例えば、 半導体の製造工程における洗铮水等 は、 半導侓への不純物の付着を防止し、 製品の収率を上げる ため、 より 純度を高ぐする必要があり 、 このため洗浄水と し て超純水等が使用されている。 ところが、 上記従来のボンブ にあっては、 その摺動部から発生する摺動摩耗物が、 ボンブ を通過する主送液に混入してしまう ため、 たとえ、 主送液と しての洗铮水に超純水を使用しても、 摺動摩耗物の混入によ り半導体製品収率は大き く 低下する といぅ閩題が生じる。 発明の開示

この発明は、 ポンプにおける摺動部から発生する摺動摩耗 物のポンプ主送液への混入移動経路に、 主送液による遮断淀 を形成して、 摺動摩耗 ¾を含む主送液の分淀を抽出し主送液 への混入を防止し、 主送液を所定の純度に維持することによ り従来技衛の有する周題点を解决しょう とするものである。 こ の発明において、 ポンプにおける摺動部の近傍も し く は、 摺動部を遮断流が淀れる こ と によ り 、 摺動部から発生す る摺動摩耗物のケーシング内の主送液への混入、 すなわち、 吸込口、 羽根車、 吐出 口の順に流.れる主送液への摺動摩耗物 の混入が遮断されて、 主送液は所定の純度を錐持できる。 図面の簡単な説明

第 1 図は、 この発 ¾の第 1 実 ¾例を示す縦断面図、 第 2図 は、 第 2実旄例を示す縱断面図、 第 3図は、 第 3実旄例を示 す断面説明図、 第 4図は、 第 4実旄例を示す縦断面図、 第 5 図は、 従来例を示す縱断面図である。

発明を実旅するための最良の形態

*発明をよ り 詳細に説 ¾するために、 以下図面にしたがつ て説明する。

なお、 従来例と同一箇所には同一符号を付して重複説明は 省略する。

第 1 図 （a )は、 こ の発明の第 1 実旄例を示す縱断面図で ある。

3 は、 その一端をケーシング 1 の吐出 口 l cの近傍に開口 し、 他端を後述のマ二ホールド溝 4に開口する分淀路と して の分流パイブで、 ユー ドルバルブ 3 a を有している。

铀ケ一シング 1 a の内周面に形成される前述のマ二ホール ド溝 4は、 シール体 6 と轴ケーシング 1 aの羽根車 2側の端 部との間に位置している。 この実尨例でマ二ホール ド溝 4は 二列形成されているが、 一列でも良い。

5 は、 挵出路と しての铼出パイブで、 その一端はマユホー ルド溝 4に開口 し、 他端はケーシ ング 1 の吸込口 1 b近傍に 開口 しており 、 逆止弁 5 a ， ニー ドルバルブ 5 b ， jg遏装置 5 cを有している。 g過装置 5 c は、 二個のフ ィ ルター、 二 一ドルバルブにより構成されてい,る。

7 は、 軸ケーシング 1 a内周面においてシール体 6 とベア リ ング部 8 との間に形成された揉出溝で、 廃淀パイブ 7 aを 有している。

上述の構成の下に該実 ¾ の作用を説两する。

モータ 1 0が S動レ、 羽根車 2が回転を始める と主送液は 吸込口 1 b か ら吸引され、 吐出 口 1 c に圧送される。 する と、 吐出口 1 c近傍の主送液圧力が高く なり 、 主送液は吐出 口 1 cから送出されるほか、 一部は分淀パイブ 3 を経由して マ二ホールド溝 4にいたつ た後、 このマ二ホールド溝 4から 铢出パイブ 5 に送出される。 そして、 揉出パイブ 5を淀れる 主送液は簦過装置 5 cを通過したのち吸込口 1 b近傍に還浣 される。 マ二ホールド溝 4を流れる主送液は吐出口 1 c近傍 から採取されるためボンブ圧がかかっており 、 マ二ホールド 溝 4にいたり 、 铀ケーシング 1 a と軸 2 a との藺隙を伝わり 一部はケーシング 1方向 （第 1 図で左方） へ移動レ、 また一 部は軸 2 aの後端方向 （第 1 図で右方） へ移動する。 したが つて、 シール体 6 、 ベアリ ング部 8等の摺動部から摺動摩耗 物がケーシ ング 1方向に移動して、 ケーシング 1 中の主送液 に混入する虞れは全く ない。 すなわち、 シール体 6 、 ベアリ ング部 8等の摺動部は、 分淀パイブ 3 、 マ二ホールド溝 4、 揉出パイブ 5で構成される遮断流路を淀れる主送液によ つて 形成される遮断流によ つてケーシング 1 に対して完全に遮蔽 されたこ とにな り 、 摺動部からのケーシング 1 への摺動摩耗 物の混入が防止される。

なお、 シール体 6 、 ベア リ ンク'.部 8で発生した摺動摩耗物 は、 挵出溝 7、 廃淀パイブ 7 a を通って外部に抹出されるこ と となる。

また、 第 1 図 （b )は、 キ ャ ン ドモータポンプに該実旄钧を 適用した場合を示す図である。

図において、 Rはローター、 C はコイル、 Pはローター R の軸 2 a前部第 2マ二ホール ド溝 4 1 内に設けられたサブボ ンブである 。

3 はケーシング 1 の吐出 口 1 c側から第 1 マ二ホールド溝 4に連通される分浣路、 5 は第 1 マ二ホール ド溝 4に畴接し て形成される第 2マ二ホール ド溝 4 1 からの主送液を挵出す るための铼出路と しての排出パイブである。

また、 5 2 は、 捸出パイブ 5 に装備される冷却器で、 ベア リ ング、 ローターでの発熱を奪取するためのもので、 ケーシ ングからの主送液その他を冷却媒体と している。 図に示すよ う に挵出パイブ 5 は、 第 2マユホール ド溝 4 1 と、 キャン ド モーターの後部とを結んでいて、 ケーシング 1 の吸込口 l b 近傍に連通する第 2铼出パイブ 5 1 に、 キ ャ ン ドモーターと 铼出パイブ 5 との連結部近傍で連結されている。 第 2抹出パ イ ブ 5 1 は逆止弁 5 1 a 、 ニー ドルバルブ 5 1 b 、 g過器 5 1 c等を有している。

次に作用を説明する。 モーターの回転によ り 、 吐出口 l c側の圧力の高い主送液 は分淀路 3 を通り 、 第 1 マ二ホールド溝 4から一部は羽車银 2の後面に淀れ、 さらに一部は第 2のマニホ一ルド溝 4 1 に いたり 、 サブポンプ Pによ り揉出パイブ 5 を通りモ一ター後 部に送られる。 そして、 後部ベアリ ング部 （図で右方） を抜 けた後、 ローター Rその他のモーター各部を冷却しつつ前方 (図で左方） に送られる。 そして、 前部べァリ .ング部 8を抜 けた後、 第 2マ二ホールド溝 4 1 にいたり 、 再び珠出パイブ 5 に拔ける。 このよう にして、 この分流は循環する。

以上のよう に、 第 1 マユホール ド溝 4には邃断流が形成さ れて、 ケーシング 1 の主送液と、 ポンプにおける摺動部とは 完全に遮断されるので、 摺動部に発生した摺動摩耗物がケー シング 1 内の主送液に混入するこ とはない。

ところで、 第 1 マ二ホールド溝 4から第 2マ二ホールド溝 4 1 に移動した主送液は、 その後、 サブボンブ Pにより循環 パイブ 5 、 モーターのローター Rまわり 、 摺動部を経て再び 第 2マユホールド溝 4 1 にいたる閉鎖回路を流れるこ とにな り 、 こ こを淀れる主送液分滂中の摺動摩耗物等の不純物の S 度が高まってしまう という不都合が生じる。 そこで、 この実 ¾例では、 揉出バイブ 5 に第 2锈出パイブ 5 1 を連結し、 主 送液を分流し、 接過装置 5 1 cで g遏し、 ケーシング 1 に還 流する よう になっている。 なお、 g過に必要な圧力を得るた めにサブボンブ Pの径を大き ぐすることもある。

このよう に構成するこ とによって、 分流路 3を介して遮断 浣を形成するためにケーシング 1 から第 1 マユホールド溝 4 /

- 7 - 及び第 2 マ二ホール ド溝 4 1 にと り入れられる主送液は、 循 瓖路よ り 5 1 で抽出される水量分を常に補塡するよう に と り 入れられ循環路をみた し、 常に円滑に循環する こ とができ る。 上述の実旄例は、 図示しない'が、 マグネッ トボンブにも 遍用しう る こ とは勿論である。

第 2図は、 この発明の第 2実旌例を示す縦靳面図である。 図において、 2 b は、 送出路と してのスク リ ューねじ部 で、 軸 2 aの羽根車 2側端部に形成されている。 スク リ ュー ねじ部 2 b 、 マ二ホール ド溝 4、 锞出パイプ 5 によ り遮断流 路が構成されている。 羽根車 2が回転しポンプが駆動を開始 する と吸込口 l bから主送液が吸引され、 吐出 口 l c に圧送 されるが、 これに併せてスク リ ューねじ部 2 bの回転によ り ケーシング 1 内の主送液は铀ケーシング 1 a と軸 2 a との間 隙を流れてマ二ホール ド溝 4に達したのち排出パイブ 5 に流 出、 図示しない潼過装置を経てケーシング 1 の吸込口 l b近 傍に還淀する。 このよう にして、 主送液が遮断流路を還流す るこ とによ り 、 ケーシング 1 とシール体 6 、 ベアリ ング部 8 等の摺動部との間に遮断流が形成されて、 摺動部からの摺動 摩耗物がケーシング 1 内の主送液に混入するこ とはない。 な お、 2 bのスク リ ュー部は、 スク リ ユマ溝付のベアリ ングと しても良い。

第 3図は、 この発 ¾の第 3実尨例で、 キャン ドモータ ^ポ ンブにおける実 ¾例を示す図である。

図において、 1 d 1 は、 ケーシング 1 の前方 （図で左方） にこれと一体に配設される前部轴ケーシング、 1 2は、 ベア リ ング部 8を介して、 羽根車 2の前傳 （吸込口 l b僳） の軸 2 a に嵌合するベアリ ング受けで、 その外周に形成された脚 部 1 2 a ， 1 2 a により前部軸ケーシング 1 d 1 中に固定さ れている。

第 3図 （<0に示すよう に 1 3 は、 ケーシング 1 とべア リ ン グ部 8 と を結ぶ分浣路 と しての分淀パイ ブで、 前記脚部 1 2 a とべァリ ング受け 1 2の側壁を貧通し、 ベアリ ング部 8の内周面に設けたマ二ホールド溝 4に達している。 1 3 a は、 ベアリ ング受け 1 2 において ¾ 2 aの孃部前方に位置す る凹所 1 2 b から前部藕ケーシング 1 2外に廷設される ^出 路としての撐出パイブである。 また、 I d 2は後部铀ケーシ ングで、 分浣路と しての分流パイプ 1 1 によ り ケーシング 1 の吐出口 l c近傍と達通する と ともに、 ベアリ ング部 8を介 して、 後部の轴 2 a を支承している。 轴 2 aに捲装されるべ ァリ ング部 8の外周に第 3図 （c )に示すよう に铀方向に複数 の霣通溝 8 aが形成されている。

1 3 b は、 ベア リ ング部 8の後端から後部铀ケーシング 1 d 2の端面に突出する铼出路と しての揉出パイブである。 なお、 1 a 1 はモーターケーシング、 Rはローター、 1 a 2 はローターケーシング、 Cはコイルである。

モーターが鬆動し、 羽 S車 2が回転する と主送液が吸込口 l bから吸引されて吐出口 l cに圧送される一方、 分淀パイ ブ 1 3 にも主送液が流入する。 この主送液は前部ベアリング 部 8のマ二ホールド溝 4に入ったのち、 一部はケーシング 1 傈に流出し、 他の一部は摺動部としてのベアリング部 8を通 /JP87/ 0675

- 9 - 過し、 こ の通 時に主送液中に混入する摺動摩耗物と ともに ベア リ ング受け 1 2先端の凹所 1 2 b に流入したのち、 排出 パイブ 1 3 a によ り-図示しない瀘¾装置で摺動摩耗物を除去 されたのち、 再び前部軸ケーシン,グ 1 d 1 における吸込口 1 b近傍に還淀される。 こ のよ う に、 分淀バイ フ' 1 3 、 摺動部 と してのベアリ ング部 8、 凹所 1 2 b 、 挵出パイブ 1 3 aで 構成される遮断浣路を分流された主送液が流れるこ とによ り 形成される遮断流によ り 、 摺動部であるベアリ ング部 8に発 生する摺動摩耗物がケーシング 1 内の主送液に混入する こ と がなレヽ。

一方、 分流パイブ 1 1 に流入する分流された主送液は、 後 都軸ケーシング l d 2の後端都 l d 3 にいたり 、 次いで、 ベ ァ リ ング部 8の周面に形成された貫通溝 8 a , 8 3 ···をと う り 、 モー タ ーケー シ ン グ l a 1 内の ロータ ーケー シング l a 2 に浣入し、 その大部分は、 ローター Rを冷却して、 ケ 一シング 1 に還流するが、 その一部は、 後部の轴 2 a におけ るベアリ ング部 8を通過し、 通 の際に混入する摺動摩耗物 と と も に 、 ベア リ ン グ部 8 の後端にいた り 、 锞出パイ ブ 1 3 bから外部に揉出されたのち、 図示しない濠遏装置によ り前部轴ケーシング I d 1 における吸込口 l b近傍に還流さ れる。

このよう に して、 分流パイブ 1 1 、 ベア リ ング部 8の貫通 溝 8 a 、 ベアリ ング部 8、 裤出パイブ 1 3 b で構成される遮 断淀路を分流された主送液が流れるこ とによ り形成される邃 断浣によ り 、 摺動摩耗物がケーシング 1 内の主送液に混入す る こ とはない。

次に、 第 4図に基づいてこの発 の第 4実 例について説 明する。

この実 ¾例におけるボンブは、，いわゆるマグネッ トボンプ である。

図において、 1 Aは、 前部铀ケーシング 2 0 に設けられた 分流路で、 ケーシング 1 における吐出口 1 c近傍から前部べ ァ リ ング部 8 1部分に連通している。 8 a は、 ベアリ ング部 8 1 の内傈ベアリ ングと外側ベアリ ングとの間に铀 2 aを巻 回するよう に形成された-マ二ホールド溝である。

2 1 は、 ローターケーシング 2 2 と一体に形成される後部 铀ケ一シング、 2 a 2 は铀 2 aの後端に嵌挿されるソケ ヅ ト で、 端縁部に複数の貫通溝 2 4を有している。

2 3 は後部ケーシング、 2 5 は、 ローターケーシング 2 2 内に収納されるローター、 2 6 はローターを囲辏するマグネ ッ トである 。 1 B は、 前傈 （図で左方） の軸受部分と後傈 (図で右方） の铀受部分とを違通する冷却水走路である。 また、 2 a 1 は铀 2 aの軸長方向に形成される铀貫通溝で ある。 8 b 1 はマ二ホールド溝 8 aに連結する抹出路と して の锞出パイブ、 8 b 2 は同様に後部轅ケーシ ング 2 1 の後端 面に達結される铼出路と しての揉出バイブである。

ロータ一 2 5の回転と ともに羽根車 2が回転し、 主送液は 吸込口 1 bから吸引されて吐出口 1 cに向って圧送される。 圧送された主送液の一部は、 分淀路 1 Aを通り前部べアリ ン グ部 8 1 に送出される。 そして、 その一部は、 ベアリ ング部 8 i の両端から内側ベアリ ング、 外側ベア リ ングの摺動部分 を通過してマ二ホール ド溝 8 a にいたり 、 このと きに主送液 中に混入する摺動摩耗物と ともに铼出パイブ 8 b 1 に锑出さ れ、 他の一部は摺動部を経るこ となく 走路 1 Bをと う つて口 一ター 2 5 を冷却しつつ後部の铀受部分に達する。 そして、 後部轴受部分に達 した主送液の一部は、 後部 ¾ケ一シング 2 1 の内周面と ソケッ ト 2 a 2の外周面との間に介装される 後部ベアリ ング部 8 2の摺動部部分.を通過し、 この際に摺動 部分で発生する摺動摩耗物をと り 込んで铼出パイブ 8 b 2 に 铼出され、 主送液の他の一部は、 摺動部分を経るこ となく ソ ケッ ト 2 a 2の貫通溝 2 4をとう り 铀 2 a の軸貫通溝 2 a 1 に流れケーシング 1 内に還流する。

と こ ろで、 第 4図 （c)は、 ^ 前部べアリ ング部 8 1 近傍のお 大断面図で、 図において 8 l a は、 マ二ホール ド溝 8 a内に 設置される羽根車で、 軸 2 a に固着されている。 この羽根車 8 1 aの設置によ り分淀路 1 Aから供給される送液は、 効率 良く 铢出パイブ 8 b 1 に導出されるこ とになる。

なお、 8 l b は、 いわゆる油溝でベアリ ング部 8 1 の前後 端よ り互いに逆ねじで送液を中央部に送るよう なつている。

なお、 これらの機構は、 第 3図に示した前述のキャ ン ドモ 一ターポンプにも適用しう るこ とは勿論である。

産業上の利用可能性

こめ発 ¾は、 以上述べた構成 · 作用によ り ポンプにおける 摺動部が、 ケーシング内の主送液に対して遮断流の形成によ り遮蔽されるこ と となるので、 主送液に摺動部で発生した摺 動摩耗物が混入するこ となく 主送液を所定の純度に維持する こ とができる。 したがって、 半導体製造工程における超純水 のパイブライ ンに使用した場合最適の劲果が得られる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 羽根車と、 主送液の吸込口および吐出 口を有して、 羽 根車を収納するケーシングと、 このケーシングに連通する軸 ケーシングとからなるポンプにおいて、

ケーシングと軸ケーシングにおける摺動部との間に主 送液による遮断流を形成して、 前記軸ケーシ ングにおける摺 動部をケーシ ングに対して遮蔽する と ともに遮断流を形成す る摺動部に発生した摺動摩耗物を含む主送液のみを外部に挵 出するよう に したこ とを特徴とするボンブ。

2 . 特許請求の範囲第 1 項記載のポンプにおいて、 羽根車 側の端部および摺動部の間の铀ケーシ ング内周面に形成した マ二ホール ド溝と、 このマ二ホール ド溝とケーシングの吐出 口近傍とを結ぶ分流路と、 マ二ホールド溝に設けられた挵出 路とからなる遮断流路に、 主送液をケーシング、 分浣路、 マ 二ホールド溝、 铢出路の摩、に流通させて遮断流を形成したこ とを特徴とするポンプ。

3 . 特許請求の範囲第 1 項記載のポンプにおいて、 羽根車 側の端部および摺動部の間の铀ケーシ ング内周面に形成した マ二ホールド溝と、 このマ二ホール ド溝および軸ケーシング の羽根車側の ¾部の間にあって、 羽根車の轴に形成された送 出路と、 マ二ホール ド溝に設けられた铼出路とからなる遮断 淀路に主送液をケーシング、 送出路、 マ二ホールド溝、 ^出 路の順に流通さ せて遮断流を形成 し た こ と を特徵 と する ボンブ。

4 . 特許請求の範囲第 1項記載のポンプにおいて、 ケーシ ングと铀ケーシングにおける摺勖部の近傍を結ぶ分淀路と、 摺動部と 、 铼出路とか らなる遮断淀路にケ一シ ング、 分浣 路、 摺動部、 揉出路の顺に主送液を浣通させて遮断淀を形成 したこ とを特徴とするポンプ。

5 - 特許請求の範囲第 1項記載のポンプにおいて、 揍出路 に設けられた瀘遏装置により清浄化された液を主ポンプの吸 込口に還淀させたこ とを特徵とする.ポンプ。