JP4004572B2 - 遠心ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、羽根車とポンプ軸とポンプハウジングと、ポンプハウジングおよびポンプ軸に連結されたモータとを備え、軸封装置がポンプ軸を囲み、軸封装置が、後部壁とポンプ軸との間に配置された第１のシール手段組と、後部壁の外面上に装着された冷却器と軸との間で冷却水などの冷媒が漏れるのを防止するように構成された第２のシール手段組とを備え、予圧コイルばねなどのばね手段が二つのシール手段組の間に設けられているところの遠心ポンプに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
ポンプ流体の望ましくない漏れを減少させるため、ポンプハウジングの後部壁を貫通してポンプ軸が延びる場所で、遠心ポンプに配置される軸封装置の効率を高くすることが長期間にわたって望まれてきた。
【０００３】
本発明の目的は、軸が後部壁を貫通して延びる場所で特に効率的な密封を行う上記の種類の遠心ポンプを得ることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の遠心ポンプは、ばね手段が、第１のシール手段組に当接するスラストプレートと、第２のシール手段組に当接するスラストカラーとに部分的に当接し、スラストカラーは、前記カラーの内部でポンプ軸のまわりを延び、かつ二つのシール手段組の下側に配置されているフラッシュパイプに相互連結され、前記フラッシュパイプはその内面および外面上に冷媒が流れるようにすることを特徴とする。したがって、冷媒によるシール手段の非常に効率的な強制フラッシングが行われるようになり、それによって、シール手段が高温になる傾向が減少するので、シールは一層効率的になる。更に、冷媒はポンプハウジング内部のポンプ流体に対する障壁流体（ｂａｒｒｉｅｒ ｆｌｕｉｄ）として作用できるので、シールはより効率的である。ばね手段には予め力が加えられているので、二組のシール手段は「動的（ｄｙｎａｍｉｃ）」に保たれる、すなわちそれらのシール手段はモータの運転中に、従って遠心ポンプの運転中に小さい軸線方向運動を行うことができる。ポンプを衛生ポンプとして運転させる場合に、それらの小さい運動は特に有利である。このシール手段は自己清掃性能が優れているので、シール手段の効率は高くなる。
【０００５】
本発明によれば、第１のシール手段組は、後部壁に好ましくは間接的に取付けたステータリングを備えることができ、羽根車の裏面に固定連結された第１のロータリングが前記ステータリングに密封式に当接でき、後部壁と第１のステータリングの間に第１の環状室が配置でき、Ｏリングなどの第１の密封弾性リングを収納することができる。このようにして、ポンプ軸が後部壁を貫通して延びる場所で特に効率的なシールが得られる。
【０００６】
本発明によれば、第２のシール手段組は、冷却器の内部で軸の周囲に配置された第２のステータリングを備えることができ、軸に固定連結された第２のロータリングが前記第２のステータリングに密封式に当接でき、冷却器と第２のステータリングとの間に第２の環状室を配置でき、Ｏリングなどの第２の密封弾性リングを収納することができる。したがって、障壁流体として作用する冷媒が望ましくない漏れを起こさないため、高い効率が得られる。
【０００７】
更に、本発明によれば、Ｏリングを収納する環状室のそれぞれの軸線方向長さが関連するＯリングの横断面の直径ｄを超え、その長さはｄの１．１〜１．５倍、たとえば、１．２〜１．３倍であることが好ましい。その結果、運転中の二組のシール手段の自己清掃性能が高くなる。
【０００８】
更に、本発明によれば、スラストカラー（ｔｈｒｕｓｔ ｃｏｌｌａｒ）は、軸線方向に延びて第２のステータリングの端部面と協働し、かつステータリングとロータリングとポンプハウジングの後部壁と軸と羽根車とによって画定された区画内部での冷媒の循環を増大させる一つまたは複数のほぼ径方向の通路を画定する少なくとも一つの突出部を備えることができる。このようにして、前記区画の内部で冷媒を半径方向に流すための改善された条件が整えられる。
【０００９】
本発明によれば、スラストプレート（ｔｈｒｕｓｔ ｐｌａｔｅ）とスラストカラーは、第１のステータリングと第２のステータリングとがそれぞれ係合する軸線方向突出部と、冷却器に係合してステータリングの回転を防止する径方向突出部とを備えることができる。実際には、ステータリングは回転することを防止されるが、それでも小さい軸線方向運動（振動）を行うことができるので、これは特に効率的であることが判明している。
【００１０】
更に、本発明によれば、冷却器は、スラストプレートとスラストカラーとの間の中間に配置された冷媒を供給するための通路と、第２の環状室に通じるように配置された冷媒を排出する通路とを備えることができる。このようにして、冷媒を特に効率的に循環させることができる。
【００１１】
最後に、本発明によれば、ロータリングと羽根車のハブ部の間、ならびにモータハウジングに配置されている軸連結部材とロータリングの間に密封Ｏリングを設けることができる。障壁流体として作用する冷媒は特に効率的にできる。
【００１２】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に示す遠心ポンプは羽根車１を備えている。この羽根車はポンプ軸３に取り付けられ、ポンプハウジング内部で回転できる。図１にはポンプハウジングの後部壁４だけを示す。すなわち、ポンプハウジングの前部壁は羽根車の右側に配置されているが、本発明の基本的特徴があいまいにならないように除いている。モータ５がポンプハウジングとポンプ軸３に連結されている。前記モータを図の最も左に示す。ポンプ軸３とポンプハウジングの後部壁４の間の、軸が後部壁の穴を貫通して延びる場所に軸封装置６が配置される。後部壁４の裏面に固定された冷却水などの循環する冷媒を含む冷却器１４と軸との間から冷媒が漏れるのを防止するために、軸封装置は第１のシール手段組１０と、第２のシール手段組１１を備える。第１のシール手段組１０は後部壁４とポンプ軸３の間に配置される。冷却器は適当な方法で、たとえばねじ留めすることによって、後部壁に固定される。Ｏリング２６などの密封弾性リングが冷却器と前記後部壁との間に設けられる。冷却器１４の内部を循環する水は冷媒として作用するばかりでなく、障壁流体としても作用する。すなわち、冷却水を、羽根車１の裏面とポンプハウジングの後部壁４との間の区画内部の圧力に少なくとも対応する圧力に加圧することができる。
【００１４】
図示のように、第１のシール手段組１０は第１のステータリング２０を備えることができる。この第１のステータリングは、好ましくは間接的に後部壁４に取り付けられる。前記ステータリングは第１のロータリング２５と密封式に衝合させることができる。ロータリングは羽根車の裏面１ａに固定連結される。後部壁４とステータリング２０の間に第１の環状室２１が配置でき、その環状室にはＯリング２２などの第１の密封弾性リングが収納される。
【００１５】
第２のシール手段組１１は第２のステータリング３０と、第２のロータリング３５とを備えることができる。第２のステータリングは、冷却器１４の内部で、軸３の周囲に配置される。第２のロータリング３５は軸に固定されて、前記第２のステータリングを密封式にそのステータリングと当接させることができる。冷却器１４と第２のステータリングとの間に第２の環状室３１を配置でき、その環状室にはＯリング３２など第２の密封弾性リングが収納される。
【００１６】
予圧コイルばね１２などのばね手段が二つのシール手段組１０と１１の間に配置される。前記ばねは、第１のシール手段組１０に当接するスラストプレート１３と、第２のシール手段組１１に当接するスラストカラー１５とに当接する。
【００１７】
図示のように、スラストカラー１５はフラッシュパイプ（ｆｌｕｓｈ ｐｉｐｅ）１８に相互連結される。そのフラッシュパイプは前記カラーの内部で、ポンプ軸の周りを延び、二つのシール手段組１０と１１の下に配置される。フラッシュパイプは特にステータリング２０及び３０の下を延びる。フラッシュパイプ１８は、冷媒がその内面および外面上を流れることができるように配置される。
【００１８】
Ｏリング２２及び３２を収納する環状室２１及び３１の軸線方向の長さを、関連するＯリングの横断面の直径ｄより長くできる。各室の長さはｄの１．１〜１．５倍、たとえば、１．２〜１．３倍であることが好ましい。
【００１９】
図示のように、ステータリング２０が後部壁に対して回転するのを防止するために、スラストプレート１３には、第１のステータリング２０に係合する少なくとも一つの軸線方向突出部４０と、径方向に延び冷却器１４に係合する一つまたは複数の突出部４１とを設けることができる。これに対応して、ステータリングが冷却器に対して、従って後部壁４に対して回転するのを防止するために、スラストカラーには、軸線方向に延び第２のステータリング３０と協働する少なくとも一つの突出部４４と、径方向に延び冷却器１４に係合する少なくとも一つの突出部４８とを設けることができる。同時に、突出部４５によってコイルばね１２は常に力を加えられている。
【００２０】
スラストカラー１５の軸線方向に延びる突出部４４は、第２のステータリング３０の一つの端面と一緒に一つまたは複数のほぼ径方向の通路４７を画定して、ステータリング２０、３０とロータリング２５、３５とポンプハウジングの後部壁４と冷却器４４と軸３と羽根車１とによって画定される区画内部での冷媒の循環を増大させる。
【００２１】
冷却器１４内に形成され、スラストプレート１３とスラストカラー１５との間のほぼ中間に終端する入口通路４６を通じて、冷媒を前記区画に供給できる。冷媒は前記区画から冷却器の排出通路４９を通じて排出できる。図示のように、排出通路４９は第２の環状室３１の反対側に配置できる。冷媒は通路４６を通るので、フラッシュパイプの外面へ流れ、その後、ステータリング２０とロータリング２５によって画定された区画４９′の一つに入り、その後、ポンプ軸３とフラッシュパイプ１８との間の左側貫通通路へ流れる。ステータリング３０とロータリング３５とによって画定される区画５２′に冷媒が達すると、冷媒は右へ流れ、ステータリング３０の下を流れ、その後で排出通路４９を通って径方向に外側へ流れる。通路４６及び４９をポンプ（図示せず）に連結して両者の間に圧力差を発生させることができる。
【００２２】
図示のように、ロータリング２５と羽根車１のハブ部との間にＯリング５２を設けることができる。モータのハウジングに装着されている軸連結部材５と第２のロータリング３５との間に、密封Ｏリング５３を同様にして設けることができる。
【００２３】
本発明はその範囲を逸脱することなしに多くのやり方で変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポンプハウジング、羽根車及びポンプ軸の大部分を除いた、本発明による遠心ポンプの実施形態の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 羽根車
３ ポンプ軸
４ 後部壁
５ モータ
１０、１１ シール手段組
１２ コイルばね
１３ スラストプレート
１４ 冷却器
１５ スラストカラー
１８ フラッシュパイプ

Claims (8)

1. 羽根車（１）とポンプ軸（３）とポンプハウジングとポンプ軸（３）に連結されたモータ（５）とを備え、軸封装置がポンプ軸（３）を囲み、該軸封装置が、後部壁（４）とポンプ軸（３）との間に配置された第１のシール手段組（１０）と、後部壁の外面上に装着された冷却器と軸との間で冷却水のような冷媒が漏れるのを防止するように構成された第２のシール手段組（１１）とを備え、予圧コイルばねのようなばね手段（１２）が二つのシール手段組（１０、１１）の間に設けられている遠心ポンプにおいて、ばね手段（１２）が、第１のシール手段組（１０）に当接するスラストプレート（１３）と、第２のシール手段組（１１）に当接するスラストカラー（１５）とに部分的に当接し、スラストカラー（１５）は、そのカラーの内部でポンプ軸（３）のまわりを延び、かつ二つのシール手段組（１０、１１）それぞれの内周側に配置されているフラッシュパイプ（１８）に相互連結され、フラッシュパイプはその内面およびその外面上を冷媒が流れるようにすることを特徴とする遠心ポンプ。
2. 第１のシール手段組（１０）が、後部壁（４）に好ましくは間接的に取付けた第１のステータリング（２０）を備え、羽根車（１）の裏面（１ａ）に固定連結された第１のロータリング（２５）が、前記ステータリングと密封式に当接でき、後部壁（４）と第１のステータリング（２０）の間に第一の環状室（２１）が配置され、Ｏリングなど第１の密封弾性リング（２２）を収納することを特徴とする請求項１に記載の遠心ポンプ。
3. 第２のシール手段組（１１）が、冷却器（１４）の内部で軸（３）の周囲に配置されている第２のステータリング（３０）を備え、軸（３）に固定連結された第２のロータリング（３５）が、前記第２のステータリングに密封式に当接でき、冷却器（１４）と第２のステータリング（３０）との間に第２の環状室（３１）が配置され、Ｏリングなどの第２の密封弾性リング（３２）を収納することを特徴とする請求項１または２に記載の遠心ポンプ。
4. 密封弾性リング（２２、３２）を収納する環状室（２１、３１）それぞれの軸線方向長さが関連する密封弾性リングの横断面の直径ｄを超え、その長さがｄの１．１〜１．５倍であることを特徴とする請求項３に記載の遠心ポンプ。
5. スラストカラー（１５）が軸線方向に延びて第２のステータリング（３０）の端部面と協働し、かつステータリング（２０、３０）とロータリング（２５、３５）とポンプハウジングの後部壁（４）と軸（３）と羽根車（１）とによって画定された区画内部での冷媒の循環を増大させる一つまたは複数のほぼ径方向の通路（４７）を画定する少なくとも一つの突出部（４４）を備えることを特徴とする請求項３または４に記載の遠心ポンプ。
6. スラストプレート（１３）及びスラストカラー（１５）が、それぞれ第１のステータリング（２０）および第２のステータリング（３０）に係合する一つまたは複数の軸線方向突出部（４０、４４）と、冷却器（１４）に係合してステータリング（２０、３０）の回転を防止する一つまたは複数の径方向突出部（４１、４８）とを備えることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。
7. 冷却器（１４）が、スラストプレート（１３）とスラストカラー（１５）との間のほぼ中間に配置された冷媒を供給するための通路（４６）と、第２の環状室（３１）に通じるように配置された冷媒を排出する通路（４９）とを備えることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。
8. ロータリング（２５、３５）と羽根車（１）のハブ部との間、ならびにモータハウジングに配置された軸連結部材（５）とロータリングとの間に密封Ｏリング（５２、５３）が設けられることを特徴とする請求項３から７のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。

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