JPH11210669A - 立形マグネットポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主軸部からの液漏れを無くし、かつ軸封部の
メンテナンスが不要な立形マグネットポンプを提供する
ことである。 【解決手段】 電動機のモータ軸が回転すると、２つの
環状磁石の吸引作用で主軸が回転する立形マグネットポ
ンプにおいて、羽根車の上面に複数の細長い裏羽根が放
射状に固着されており、潤滑液内の不純物を除去するフ
ィルタが隔壁に設けた隔壁内外を連通させる第１通路と
ポンプ吐出口との間に設けてあり、隔壁とラジアル軸受
及び主軸の間に小空間が形成されており、小空間と渦巻
形ケーシングの吸込口との間を連通させる第２通路が隔
壁に設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液中に微細な固形
混合物を有する場合でも主軸及び軸受を傷めることのな
い立形マグネットポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の遠心ポンプでは、動力伝達のため
主軸が機外へ突出するので潤滑液の漏洩を防ぐため軸封
が必要であり、一般にメカニカルシールが使用されてい
る。このメカニカルシールも損耗の結果潤滑液が漏洩す
るのでメンテナンスが必要である。そこで永久磁石同
士、または永久磁石と電磁石との組み合わせなどで軸封
部を無くしたマグネット駆動式ポンプを使用すれば液漏
れを絶無とし、軸封部にかかるメンテナンスも不要とし
得る。

【０００３】図４に示す従来のマグネットポンプ２００
では、羽根車５１を出た揚液の一部が、羽根車５１に遠
い側の軸受５２に至り、軸受５２を潤滑した後、羽根車
５１に近い側の軸受５３まで流れてきて、軸受５３を潤
滑した後、羽根車吸込口５４付近の低圧部５６へ流出す
る。このような構造では、液の中にスラリーを少しでも
含んでいると、そのスラリーが軸受５２、５３を傷める
ことになる。

【０００４】また、図４の構造のマグネットポンプ２０
０は、立形のマグネットポンプとして使用すると、隔壁
５５内の空気が隔壁５５内の上部（図４で見て右方）に
溜まり外部に出ないので、軸受５２は隔壁５５内の上部
に溜まった空気にさらされて液の潤滑を十分には受けら
れず、早期に焼け付きを生じてしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】主軸部からの液漏れを
無くし、かつ軸封部のメンテナンスが不要な立形マグネ
ットポンプを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、電動機の垂直
なモータ軸の下端にモータ軸と共に回転可能にアウター
ヨークが固着されており、前記電動機の下部に渦巻形ケ
ーシングが一体固着されており、電動機と前記渦巻形ケ
ーシングの間で前記アウターヨークの下方に非磁性体か
らなる隔壁が固着されており、前記渦巻形ケーシングに
固定部材により一体固着されたラジアル・スラスト軸受
と前記隔壁に一体固着されたラジアル軸受によりフラン
ジを備えた主軸が垂直に支承されており、前記主軸と一
体固着されたインナーヨークの外縁には第１環状磁石が
固着されており、前記第１環状磁石と前記隔壁を介して
対向するようにアウターヨークの内側に第２環状磁石が
固着されており、前記固定部材の下方において羽根車が
前記主軸と一体に回転可能に固着されており、電動機の
モータ軸が回転すると、第１、第２環状磁石の吸引作用
で前記主軸が回転する立形マグネットポンプにおいて、
前記羽根車の上面に複数の細長い裏羽根が放射状に固着
されており、潤滑液内の不純物を除去するフィルタが前
記隔壁に設けた隔壁内外を連通させる第１通路とポンプ
吐出口との間に設けてあり、前記隔壁と前記ラジアル軸
受及び主軸の間に小空間が形成されており、前記小空間
と前記渦巻形ケーシングの吸込口との間を連通させる第
２通路が前記隔壁に設けてあることを特徴とする立形マ
グネットポンプである。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の立形マグネット
ポンプ１００の縦断正面略図を示している。立形マグネ
ットポンプ１００は、渦巻形ケーシング１、台２、電動
機３、主軸６、羽根車７、隔壁１２及びフィルタケース
１８等から構成されている。

【０００８】渦巻形ケーシング１内に後述するように嵌
着されるメタルプレート４に設けられた孔４ａには、ラ
ジアル・スラスト軸受５がスラスト荷重を支持するフラ
ンジ５ａを上側にして嵌着してあり、孔４ａにラジアル
・スラスト軸受５を嵌着した後、メタルプレート４の下
側からポンプ始動時等に一時的に生じる上向きのスラス
トを受ける環状の上向きスラスト軸受５ｂをラジアル・
スラスト軸受５の下部に外嵌してある。

【０００９】図１に示すように、途中にフランジ６ａを
備えた主軸６を上方からラジアル・スラスト軸受５の孔
５ｃ内に挿入し、フランジ６ａをフランジ５ａに当接さ
せ、主軸６の下端部をラジアル・スラスト軸受５より下
方へ突出させる。

【００１０】図２はラジアル・スラスト軸受５の平面図
を示している。ラジアルスラスト軸受５のフランジ５ａ
には、半径方向の４箇所に水平溝３５が設けられてい
る。さらに水平溝３５と孔５ｃの連通部分には垂直溝３
６が設けられている。垂直溝３６は、主軸６に沿って延
びており、潤滑液が水平溝３５を介して垂直溝３６を通
り、フランジ６ａとフランジ５ａとの当接部分及びラジ
アル・スラスト軸受５と主軸６の間を潤滑する。垂直溝
３６の代わりに螺旋状の溝を形成してもよい。

【００１１】ラジアル・スラスト軸受５より下方へ突出
した主軸６の下端部に羽根車７を嵌め、主軸６の下端部
に設けた図示しないねじ部にナット８を螺合し、羽根車
７が主軸６から外れないようにしてある。羽根車７と主
軸６は、キー３１（図１で３１はキー溝に嵌合したキー
を示している。）で一体に回転可能に固定されている。

【００１２】羽根車７の上面の円周方向８箇所に細長い
裏羽根３３（図３）が放射状に固着されている。裏羽根
３３が配置された部分よりも内周側で羽根車７の上部を
以下空間３７と称する。羽根車７とラジアル・スラスト
軸受５及び上向きスラスト軸受５ｂの間には隙間があ
り、垂直溝３６（図２）と空間３７は環状通路３８を介
して連通している。

【００１３】図１に示すように、環状のインナーヨーク
９の孔９ａに主軸６を貫通させてフランジ６ａの上にイ
ンナーヨーク９を載せ、主軸６に設けたキー溝と、イン
ナーヨーク９に設けた図示しないキー溝を合わせ、キー
１０を嵌めてインナーヨーク９と主軸６が一体に回転で
きるようにしてある。インナーヨーク９の側部外周に環
状磁石１１（第１環状磁石）が外嵌固着されている。

【００１４】上述のように主軸６等を備えたメタルプレ
ート４を渦巻形ケーシング１に嵌挿し、図示しないボル
トで一体に固着している。

【００１５】図１に示すように、有底で円柱状の空間を
内部に形成しかつ開口部の外縁に半径方向の外向きに延
びるフランジ１２ａを形成した隔壁１２が、渦巻形ケー
シング１及びメタルプレート４の上方からメタルプレー
ト４にフランジ１２ａを下にして水密を保ち嵌合してい
る。また隔壁１２には、ラジアル軸受１３が嵌着してお
り、ラジアル軸受１３を介して主軸６の上端部を支持し
ている。

【００１６】図示していないが、ラジアル軸受１３にも
図２に示すラジアル・スラスト軸受５の垂直溝３６に相
当する溝が形成されており、潤滑液がラジアル軸受１３
と主軸６の間を通過して潤滑できるようになっている。
また図１に示すように、主軸６とラジアル軸受１３の上
方には隔壁１２と主軸６，ラジアル軸受１３で仕切られ
た小空間１９が形成されている。

【００１７】隔壁１２のフランジ１２ａの上に筒状の台
２の下部フランジ２ｂを載せ、図示しないボルトで台２
を隔壁１２及び渦巻形ケーシング１に対して一体に固着
している。したがって、渦巻形ケーシング１の上に隔壁
１２のフランジ１２ａを介して台２の下部フランジ２ｂ
が一体に固着されている。また、台２の上部フランジ２
ａの上に電動機３が載せてあり、図示しないボルト・ナ
ットで一体固着されているので、渦巻形ケーシング１と
電動機３は台２及び隔壁１２を介して一体に固着されて
いる。

【００１８】電動機３のモータ軸３ａの下端部には、ア
ウターヨーク１５の上端中央の孔に貫通しており、アウ
ターヨーク１５は、モータ軸３ａと一体に回転可能にキ
ー１４（図１ではキー溝に嵌合しているキー１４を表示
している。）で固定されている。アウターヨーク１５に
は隔壁１２を介してインナーヨーク９に設けた環状磁石
１１に対向するように環状磁石１６（第２環状磁石）が
固着されている。

【００１９】隔壁１２のフランジ１２ａには図１で見て
水平に貫通する通路３４（第１通路）が設けられてい
る。また、隔壁１２には小空間１９から側部を経てフラ
ンジ１２ａを半径方向外方へ向かいフランジ１２ａの側
面から外部に連通する通路１７（第２通路）が設けられ
ている。

【００２０】渦巻形ケーシング１の吐出口１ｂ付近に連
通している孔２２と隔壁１２のフランジ１２ａを貫通す
る通路３４が、配管４１、フィルタケース１８（詳しく
は後述する。）及び配管２３で接続されている。

【００２１】また、渦巻形ケーシング１の吸込口１ａ付
近に連通している孔２４には、途中に開閉弁２７を備
え、上端に空気抜きコック２８を備えた配管２９の下端
が接続されている。配管２９の開閉弁２７と空気抜きコ
ック２８の間に配管３０の右端が接続されており、配管
３０の左端は隔壁１２に設けられた通路１７に接続され
ている。

【００２２】フィルタケース１８は、透明な合成樹脂、
プラスチック等で製作されており、内部のフィルタ４４
の汚染状況を目視することができる。図１に示すように
フィルタケース１８内には、液中の鉄粉を除去するため
にフィルタ４４の上に磁石３２を収納している。磁石３
２の中央部分には孔３２ａが設けられている。

【００２３】フィルタケース１８は、図示しないＯリン
グで水密を保ちながら蓋１８ａをねじで固着しており、
蓋１８ａを取り外すことにより内部のフィルタ４４を取
り替えたり、磁石３２に付着した鉄粉を除去することが
できる。

【００２４】蓋１８ａには空気抜きコック４０が設けら
れている。フィルタケース１８の蓋１８ａと通路３４を
接続する配管２３の途中にはフロースイッチ３９が設け
られている。フロースイッチ３９は、液の流通が減少し
たときに作動して警報信号を送信する。フィルタケース
１８に圧力計を設置し、フィルタ４４を通過した液の圧
力を測定できるようにしておくことにより圧力低下の度
合いによりフィルタ４４の目詰まり度を知ることもでき
る。

【００２５】次に立形マグネットポンプ１００の動作を
説明する。立形マグネットポンプ１００を動作させる前
に呼び水を行う。図５、図６は図１と同じ立形マグネッ
トポンプ１００を示している。図５、図６で４２は呼び
水用の水漏斗を示している。

【００２６】図６の配管４９の途中にはＴ字形継手４７
と弁４６が設けてあり、また配管４９の図６の向きで見
て上端部にはフィルタケース１８が接続してあり、同様
に下端部にはエルボ４８を介して配管４１（図５）の一
端が接続してある。配管４１の他端は、渦巻形ケーシン
グ１の孔２２と接続してある。

【００２７】図５、図６に示すようにＴ字形継手４７を
介して配管４９と直角に配管４５が接続してある。配管
４５の途中には弁４３が設けてあり、また、配管４５の
図５で見て左端部にはエルボ６０、配管６１を介して水
漏斗４２が接続してある。

【００２８】水漏斗４２内には、図示しない配管により
給水できるようになっている。水漏斗４２は、フィルタ
ケース１８（図５）及び小空間１９（図１）よりも上方
に配置し、水頭差を利用して水を隔壁１２内に充満させ
る。

【００２９】まず、図５、図６に示す弁４３及び弁４６
を開き、水漏斗４２から水が配管６１、配管４５、配管
４９及び配管４１を介して孔２２から渦巻形ケーシング
１内に流入する。やがて水は渦巻形ケーシング１内に充
満し、水位が羽根車７を越えると弁４６（図６）を閉じ
る。弁４６を閉じると、水は配管４９からフィルタケー
ス１８内に流入し、図１、図５に示す配管２３を介して
通路３４から室２０内へ流入する。室２０内に流入した
水は隔壁１２内の空気を上方へ押し出しながら環状通路
２１（図１）を上昇する。

【００３０】隔壁１２内の上方へ押し出された空気は小
空間１９（図１）に達し、さらに上昇してきた水により
押し出されて通路１７を介して配管３０及び配管２９を
介して空気抜きコック２８から大気解放される。このと
き弁２７（図５）は閉じておき、また空気抜きコック２
８（図５）は開いておく。

【００３１】空気抜きコック２８から水が出始めると隔
壁１２内の空気は全て押し出されて外部へ出たことにな
り、この時点で弁２７を開き、かつ空気抜きコック２８
は閉じる。これで呼び水は完了であり、立形マグネット
ポンプ１００は駆動可能な状態となっている。

【００３２】電動機３を駆動してアウターヨーク１５を
回転させると、環状磁石１６、１１の吸引作用によりイ
ンナーヨーク９と一体に主軸６が回転を始める。主軸６
と一体に固着した羽根車７も主軸６と共に回転するの
で、孔２２（図１）からフィルタケース１８へ流入した
潤滑液はフィルタ４４、磁石３２により不純物を除去さ
れ、通路３４から隔壁１２内へ入る。

【００３３】潤滑液は室２０から一部はフランジ５ａに
形成した水平溝３５（図２）、垂直溝３６（図２）を通
り、環状通路３８を介して空間３７へ至る。その間に主
軸６のフランジ６ａとラジアル・スラスト軸受５のフラ
ンジ５ａ及びラジアル・スラスト軸受５と主軸６の間を
潤滑する。空間３７に達した潤滑液は、裏羽根３３（図
１、図３）により掻き出され、裏羽根３３よりも羽根車
の上面の外周側から渦巻形ケーシング１内へ流出する。

【００３４】一方、室２０から環状通路２１を上昇した
潤滑液は、主軸６とラジアル軸受１３を潤滑した後小空
間１９へ達し、通路１７から配管３０を介して配管２９
へ至る。ここで弁２７を開いておき、空気抜きコック２
８を閉じておくと、潤滑液は孔２４から渦巻形ケーシン
グ１内へ流出する。

【００３５】以上のようにラジアル軸受１３と主軸６及
びラジアル・スラスト軸受５と主軸６の間の潤滑が行わ
れ、潤滑を終えた潤滑液は渦巻形ケーシング１の吐出口
１ｂから排出される。

【００３６】

【発明の効果】電動機３の運転前に、呼び水が隔壁１２
内を上昇するにつれて隔壁１２内の空気をラジアル軸受
１３及び主軸６の上方に形成した小空間１９へ押し出
し、さらに空気を通路１７、配管３０、２９を介して空
気抜きコック２８から大気解放するので、電動機３の運
転時には隔壁１２内に空気が残存せず水で満たされてお
り、また、隔壁１２内に潤滑液以外の不純物が混入する
余地がないため、ラジアル軸受１３と主軸６の間を潤滑
液により十分に潤滑することができ、かつ冷却作用を奏
することができるので、従来のような焼け付きを防止す
ることができ安全を確保することができる。

【００３７】羽根車７が回転すると、遠心力により潤滑
液が羽根車７の外周方向へ排出されるだけでなく、裏羽
根３３により潤滑液が掻き出されるので、より一層潤滑
液の排出が進み、空間３７に負圧が発生し易くなり、羽
根車７の下向きのスラストを低減させることができる。

【００３８】フィルタ４４を設けたので、潤滑液に含ま
れるスラリーを除去し、清浄な潤滑液をラジアル・スラ
スト軸受５と主軸６の間及びラジアル軸受１３と主軸６
の間に供給するので、ラジアル・スラスト軸受５、ラジ
アル軸受１３及び主軸６を傷めることがない。

【００３９】羽根車７の上面に裏羽根３３を設けること
により、潤滑液を掻き出すので羽根車７の外縁側からの
スラリーを含む液の侵入（逆流）を確実に防止すること
ができる。

【００４０】潤滑液が潤滑するのに必要な差圧を十分に
確保することができる。すなわち、吐出口１ｂ付近の孔
２２は吐き出し圧力を代表し、吸込口１ａ付近の孔２４
は吸い込み圧力を代表するので、孔２２、２４間は圧力
の全揚程に相当する。そのためフィルタ４４や狭い水平
溝３５、垂直溝３６を通過する際の抵抗に十分に打ち勝
ち、清浄な潤滑液で潤滑作用及び冷却作用を奏すること
ができる。

【００４１】従来の横形のマグネットポンプよりも占有
面積が少なくて済み、軸受部の十分な潤滑及び冷却を実
現した上でさらに省スペース化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した立形マグネットポンプの縦
断正面略図である。

【図２】 ラジアル・スラスト軸受の平面図である。

【図３】 上面に裏羽根を固着した羽根車の平面図であ
る。

【図４】 従来の横形マグネットポンプの縦断正面略図
である。

【図５】 本発明を適用した立形マグネットポンプの正
面図である。

【図６】 本発明を適用した立形マグネットポンプの平
面図である。

【符号の説明】 １ 渦巻形ケーシング １ａ 吸込口 １ｂ ポンプ吐出口 ３ 電動機 ３ａ モータ軸 ４ メタルプレート ５ ラジアル・スラスト軸受 ６ 主軸 ６ａ フランジ ７ 羽根車 １１ 環状磁石（第１環状磁石） １２ 隔壁 １３ ラジアル軸受 １５ アウターヨーク １６ 環状磁石（第２環状磁石） １７ 通路（第２通路） １８ フィルタケース １９ 小空間 ３３ 裏羽根 ３４ 通路（第１通路） １００ 立形マグネットポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 良則 大阪府大阪市中央区本町四丁目１番13号 株式会社竹中工務店大阪本店内 (72)発明者 楠本 望 大阪府大阪市中央区本町四丁目１番13号 株式会社竹中工務店大阪本店内 (72)発明者 ▲吉▼竹 裕二 大阪府大阪市中央区本町四丁目１番13号 株式会社竹中工務店大阪本店内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機の垂直なモータ軸の下端にモータ
   軸と共に回転可能にアウターヨークが固着されており、
   前記電動機の下部に渦巻形ケーシングが一体固着されて
   おり、電動機と前記渦巻形ケーシングの間で前記アウタ
   ーヨークの下方に非磁性体からなる隔壁が固着されてお
   り、前記渦巻形ケーシングに固定部材により一体固着さ
   れたラジアル・スラスト軸受と前記隔壁に一体固着され
   たラジアル軸受によりフランジを備えた主軸が垂直に支
   承されており、前記主軸と一体固着されたインナーヨー
   クの外縁には第１環状磁石が固着されており、前記第１
   環状磁石と前記隔壁を介して対向するようにアウターヨ
   ークの内側に第２環状磁石が固着されており、前記固定
   部材の下方において羽根車が前記主軸と一体に回転可能
   に固着されており、電動機のモータ軸が回転すると、第
   １、第２環状磁石の吸引作用で前記主軸が回転する立形
   マグネットポンプにおいて、 前記羽根車の上面に複数の細長い裏羽根が放射状に固着
   されており、潤滑液内の不純物を除去するフィルタが前
   記隔壁に設けた隔壁内外を連通させる第１通路とポンプ
   吐出口との間に設けてあり、前記隔壁と前記ラジアル軸
   受及び主軸の間に小空間が形成されており、前記小空間
   と前記渦巻形ケーシングの吸込口との間を連通させる第
   ２通路が前記隔壁に設けてあることを特徴とする立形マ
   グネットポンプ。