JPH0631198Y2 - 無漏洩ポンプの軸受装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、危険な化学薬液、高価な化学液等の移送に用
いられるマグネット駆動ポンプやキャンドモータ型ポン
プ等の無漏洩（シールレス）ポンプに関し、特に、その
軸受の潤滑及び冷却不足、或いは衝撃荷重により発生す
る軸受破損を防ぐようにした軸受装置に関する。

〔従来の技術〕

上記したように無漏洩ポンプには、回転軸にポンプ羽根
車及び従動磁石輪を取付け、該従動磁石輪の外周に対向
して薄い隔壁に相当するキャンを介して、電動機に連動
する駆動磁石輪を配置し、上記従動磁石輪との間で磁力
を作用させてポンプ羽根車を回転させるようにしたマグ
ネット駆動ポンプや、モータ回転子をポンプの回転部分
と共に揚液中に浸し、羽根車をオーバハングしたモータ
軸を液中にある２個の軸受によって支持し、モータ固定
子の内側に薄い耐食性の円筒形キャン（缶）を取付け
て、回転子を隔離し且つ固定子を液から絶縁するように
したキャンドモータ型ポンプ等がある。

第３図は、上記したマグネット駆動ポンプの従来例を示
す縦断面図であって、非磁性体で構成されたポンプケー
シング１内に配置した羽根車２は、従動磁石輪３と共に
ロータ４に取付けられ、カーボンやセラミックスで製作
されたすべり軸受５で回転自在に支持されている。該す
べり軸受は、一端（図で電動機側の左側）において、回
転側軸受摺動体の端面と静止側軸受摺動体の端面間に軸
方向の僅かな隙間（エンドプレー）が形成されている。
これは、組立時における各構成部品の製作誤差に基づく
狂いや、運転時における熱膨張等の逃げのために設けら
れるものである。

一方、駆動磁石輪６は、両磁石輪３と６をそれぞれ収め
た各室を隔離している薄い非磁性体からなるキャン
（缶）７の外側に配置され、ヨーク（枠）８を介して電
動機９の回転軸10に取付けられている。なお、図中、11
は電動機９の外側側板、12は冷却用ファン、13は駆動磁
石輪６を収容し且つ電動機９をポンプケーシング１に取
付けるブラケット（腕木）、13aは該ブラケット13の周
面に穿設された冷却用通風穴、14はケーシングカバーで
ある。

ポンプ運転時、電動機９によって駆動磁石輪６を回転す
ると、該駆動磁石輪６の磁力に引かれて従動磁石輪３が
回転し、ポンプ羽根車２が駆動されて、矢印イに示すよ
うに液体を吸込んで吐き出すポンプ作用を行なうように
なっている。

そして羽根車２の外周出口から吐出された高圧液の一部
は、矢印ロに示すように、ケーシングカバー14の孔14a
を経て、すべり軸受５の磁石側端部に導かれ、ここから
羽根車側端部へ向かって摺動面間を流れ、再びポンプ室
に戻る循環流が形成されている。なお、上記矢印ロのよ
うにケーシングカバー14の孔14aを通過したあと、更に
一部の液は、従動磁石輪３の外周部とキャン７内面との
隙間を経て矢印ハのように流れ、回転軸中心部を経て吸
入部へ導かれるようになっている。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記した従来のマグネット駆動ポンプ（無漏洩ポンプ）
では、カーボンやセラミックスで制作されたすべり軸受
構造を採用しているが、従来のすべり軸受構造のポンプ
においては、空運転、キャビテーション運転、空気混入
液の移送時等において、上記矢印ロのような循環流が円
滑に流れないため、該軸受が潤滑、冷却の不足状態とな
り、短時間で破損し、本来の機能であるポンプ羽根車に
よる液の吸引、圧送ができなくなるという問題点があっ
た。

本考案は、上記した運転状態においても、軸受の破損が
発生せず、ポンプ本来の機能である液の吸引、圧送が行
なえる無漏洩ポンプを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するために、本考案は、ロータをラジ
アル軸受及びスラスト軸受により回転自在に支持し、液
体の一部を、回転するロータの羽根車外周の高圧部か
ら、該ロータを囲むケーシングとの間に形成された低圧
部へ流すようにし、該液体により軸受を潤滑及び冷却を
行ない且つ上記羽根車によつて液体を吸引、圧送する無
漏洩ポンプにおいて、上記軸受に玉軸受又は円筒ころを
設けると共に、上記羽根車に裏羽根を、該裏羽根の半径
方向内側端部を上記軸受部の一側端部に近づけて設け、
該裏羽根による差圧発生機能により上記軸受部の外側及
び該軸受内部の隙間部を通る強制循環路を形成したこと
を特徴としている。

〔作用〕

本考案は、上記のように構成されているので、ポンプ運
転時、電動機を作動すると、駆動側ロータと薄い隔壁
（キャン）を介して隔離された従動側ロータが磁力又は
電磁力により回転され、該従動側ロータと一体のポンプ
羽根車が駆動されて、液体のポンプ作用が行われる。

上記のポンプ作用に伴い、羽根車の外周出口から吐出さ
れた高圧液の一部は、玉軸受又は円筒ころ軸受（つまり
ころがり軸受）を支持するケーシングカバーの裏側に導
かれた後、電動機側から羽根車側へ向かって該ころがり
軸受の隙間を通ってポンプ羽根車の裏羽根の吸込低圧部
へ戻され、ここからポンプ室内の液と合流し、一部は再
び上記羽根車外周の出口から吐出された高圧液と共に、
軸受部を流れる強制循環路を形成する。

上記の場合、一般に、玉軸受又は円筒ころ軸受は、従来
のすべり軸受に比べて数倍大きい隙間を有しているた
め、該軸受を通過する液は充分流れ易くなる。従って、
該軸受の潤滑及び冷却作用は、ポンプ自身が吸引、圧送
する液によって積極的に行われるので、当該玉軸受又は
円筒ころ軸受の採用で、軸受摺動発熱は少なくなる。

また、上記玉軸受や円筒ころ軸受は、自身が僅かの隙間
を有しているため、従来のすべり軸受のように軸受部に
エンドプレーを設けない。従って、キャビテーション運
転時や空気混入運転によるロータの軸方向の振動は無く
なり、結果として衝撃荷重による軸受破損もなくなる。

一方、ポンプ羽根車に裏羽根を取付けることにより、ポ
ンプ運転時、該裏羽根の半径方向内方部、つまり羽根車
裏面（軸受側）の中心部に負圧が生じ、従って該ころが
り軸受の両側、つまり電動機側と羽根車側の両側の圧力
の差が大きくなるので、潤滑液が更に流れ易くなり、前
述した作用効果が一層促進される。

〔実施例〕

次に、本考案の実施例を図面と共に説明する。

第１図は、本考案の一実施例を示す玉軸受を備えたマグ
ネット駆動ポンプの縦断面図であり、図中、第３図に記
載した符号と同一の符号は同一ないし同類部分を示すも
のとする。

図において、非磁性体からなるポンプケーシング１内に
収められた羽根車２は、従動磁石輪３と共にロータ４に
取付けられ、ケーシングカバー14に取付けられた玉軸受
25によって回転自在に支持されている。一方、駆動磁石
輪６は、キャン７の外側に配置され、ヨーク８を介して
電動機９の回転軸10に取付けられており、また該電動機
９の外側側板11の外側には、ファン12が軸10の反出力軸
端に取付けられている。図中、13はブラケットである。

また、第２図にも拡大して示すように、羽根車２の裏面
に裏羽根22が、ケーシングカバー14との軸方向の隙間ｓ
をできるだけ小さくするようにして取付けられている。
従って、ポンプ運転時、羽根車２の外周出口より吐出さ
れた高圧液の主流は、矢印イに示すように、吐出口より
吐出されるが、該高圧液の一部は、矢印ロに示すよう
に、軸受部の外側に位置するケーシングカバー14の孔14
aを経て、裏側つまり従動磁石輪３側に流入し、次い
で、方向を変えて玉軸受25の隙間を通って裏羽根22によ
って負圧が生じている羽根車２の裏面中心部22aへ導か
れる強制循環路を形成する。このようにして、上記裏羽
根22によって主軸受25の両側の圧力差が大きくなるの
で、潤滑液が更に流れ易くなる。

この実施例によれば、上記の玉軸受25は自身が僅かな隙
間を有しているため、従来のすべり軸受（第３図）のよ
うにエンドプレー5aを設けない。従って、キャビテーシ
ョン運転や空気混入運転による軸方向の振動がなくな
り、結果として、衝撃荷重による軸受破損もなくなると
いう効果が生じる。

また、玉軸受25の採用で軸受摺動発熱が少なくなり、ま
た本実施例では、開放型玉軸受を用いているので、軸受
の潤滑、冷却はポンプ自身が吸引、圧送する液にて行わ
れるが、この際、玉軸受の潤滑液の通過する隙間は従来
のすべり軸受に比べて数倍大きく、潤滑液が十分流れ易
くなる。従つて、該軸受の潤滑及び冷却作用は、ポンプ
自身が吸引、圧送する液によつて積極的に行われるの
で、当該玉軸受又は円筒ころ軸受の採用で、軸受摺動発
熱は少なくなる。

また、羽根車２の裏側に裏羽根22を設けているので、当
該軸受25の羽根車側の圧力は負圧となり、該軸受25の従
動磁石輪３側の圧力との差圧が大きくなるので、潤滑液
がさらに流れ易くなる。これにより、キャビテーション
運転や空気混入運転時の軸受周囲への空気の集まりを防
止でき、軸受の潤滑を十分行なうことができる。

上記した実施例において、無漏洩ポンプとしてマグネッ
ト駆動ポンプについて説明したが、キャンドモータ型ポ
ンプにも同様に適用することができる。

また、軸受装置として玉軸受を設けた構造について説明
したが、円筒ころ軸受を使用することも可能である。こ
れらは、転がり軸受として同様の作用が行なわれる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によると、無漏洩ポンプに
おいて、軸受に僅かな隙間を有する玉軸受又は円筒ころ
軸受を設けたことにより、空運転時の短時間での軸受破
損がなくなり、また、キャビテーション運転や空気混入
運転によるロータ軸方向の振動がなくなる。従って、結
果として衝撃荷重による軸受破損もなくすことができ
る。

さらにまた、玉軸受又は円筒ころ軸受は、通常従来のす
べり軸受に比べて数倍大きい隙間を有しているため、該
軸受を通過する液は充分流れ易くなり、羽根車の裏側
に、半径方向内側端部を上記軸受部の一側端部に近づけ
て設けられた裏羽根による差圧発生機能と相俟つて、該
軸受部の外側から該軸受内部の隙間部を通る強制循環路
を潤滑液が更に一層流れ易くなるので、ポンプ自身が吸
引、圧送する液によつて積極的に行われる該軸受の潤滑
及び冷却作用は、一層促進され、軸受摺動発熱は少なく
なるばかりでなく、キャビテーション運転や空気混入運
転時の軸受周囲への空気の集まりを防止でき、軸受の潤
滑を充分行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発案の一実施例を示す軸受装置を備えたマグ
ネット駆動ポンプの縦断面図、第２図は第１図の要部拡
大断面図、第３図は従来例を示す縦断面図である。 １……ポンプケーシング、２……羽根車、 ３……従動磁石輪、６……駆動磁石輪、 ７……キャン、８……ヨーク、 ９……電動機、13……ブラケット、 14……ケーシングカバー、14a……開口、 22……裏羽根、25……玉軸受。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータをラジアル軸受及びスラスト軸受に
   より回転自在に支持し、液体の一部を、回転するロータ
   の羽根車外周の高圧部から、該ロータを囲むケーシング
   との間に形成された低圧部へ流すようにし、該液体によ
   り軸受を潤滑及び冷却を行ない且つ上記羽根車によつて
   液体を吸引、圧送する無漏洩ポンプにおいて、上記軸受
   に玉軸受又は円筒ころを設けると共に、上記羽根車に裏
   羽根を、該裏羽根の半径方向内側端部を上記軸受部の一
   側端部に近づけて設け、該裏羽根による差圧発生機能に
   より上記軸受部の外側から該軸受内部の隙間部を通る強
   制循環路を形成したことを特徴とする無漏洩ポンプの軸
   受装置。