JPS62182496A - ガスシ−ル型キヤンドモ−タポンプ - 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】 （発明の目的） （産業上の利用分野〉 本発明は、ガスシール型キャンドモータポンプに係り、
キャンドモータ部のロータ室とガスシール室とを軸封す
るメカニカルシールにポンプ取扱液が直接または間接に
接触してポンプ故障に至るのを阻止したポンプに関する
。

（従来の技術） 一般に、キャンドモータポンプは、ポンプ取扱液の一部
をキャンドモータ部に循環さＵ゛ることによって、キャ
ンドモータ部の冷却と軸受の潤滑を行っているが、スラ
リー含有液、高粘度液、重合やゲル化を生じ易い液およ
び特に軸受に対する腐蝕性の高い液などポンプ取扱液を
キャンドモータ部へ循環さけると故障の原因となる場合
は、ガスシール型キャンドモータポンプが採用されてい
る。

このガスシール型キャンドモータポンプは、第４図に示
すように、ポンプ部１の上側にガスシール室２を介して
キセンドモータ８Ｉ１３が気密に−体に１部成され、こ
の−Ｖセンドモータ部３のロータ卒４ど前記ガスシール
室２とがメＪ」ニカルシール５にて軸封されており、前
記ガスシール室２に１１人されたガス６によって１−Ｉ
Ｉンド七−９部３がポンプ取扱液７がら遮断されること
により、並びに前記メカニカルシール５のロータ室４側
の圧力がガスシール室２側の圧力よりｂ高くなるように
、前記Ｉ］−タ室４および土部ボット８と熱交換器９に
１・１人された清澄に（液１０が補助インペラ１１にて
加圧されてキャンドモータ部３を循環されることににす
、基本的にはポンプ取扱液７がキャンドモータ部３へ浸
入されない構成となっている。

ところで、このガスシール型キャンド七−タ・１ぐンブ
には、ポンプ起動時の急激な圧力変化によって、並びに
ポンプ運転中においては、回転＠１２０回転に伴って１
じるガスシール室２のポンプ取扱液７の擾乱によって、
ガスシール室２のガス６がポンプ取扱液７に混入され、
回転軸１２に沿ってポンプ部１へ漏出されるため、ガス
シール室２に封入されたガス６ｉ’ｄが短時間のうちに
減少されてガスシール全２のポンプ取扱液７の液面が上
界され、ポンプ取扱液７が■ヤントモータ部３へ浸入さ
れる問題、丈なわら液面上昇の問題があった。

そこで本特許出願人は実公昭４５−８２８５号公報に記
載されている縦’１１１−センドモータポンプを提案し
ている。このキャンドモータポンプは前記第４図に示す
ようにガスシール室２に複数の邪魔板１３を放射状に設
けた構造が採られている。

また実公昭５７−２２０７２弓公報に記載のガスシール
型ヤヤンドモータボンブが知られている。

この翻ヤントモータポンプは第５図に示すようにガスシ
ール室２とポンプ室１４との間に設けた軸貫通部１５に
ガスシール室２側に延在するスリーブ１６を設け、この
スリーブ１６によって形成された軸貫油部間隙１７とガ
スシール室２とを連通ずる流体通孔１８．１’ｌをスリ
ーブ１６の基部と上端部とにそれぞれ複数個穿設した構
造が採られている。

（発明が解決しようとする問題点） これら従来のＭ４造によると、邪魔板１３まＩζはスリ
ーブ１６の作用により、ガスシール室２のポンプ取扱液
７に回転軸１２の回転に伴う擾乱が生じなので、ガスシ
ール室２の液面上界の問題は一部のポンプ取扱液７に対
しては実用上困難を生じない程度に大幅に改善されるも
のの完全に解決されるに至ってＪ’５らず、すなわらガ
スシール室２の液面が十部してメツＪ二ｈルシール５へ
達するまでの時間が飛躍的に長くなるが液面上界が皆無
になるものではなく、ポンプ取扱液７によっては顕著な
効果が生じない場合がある。

その理由としては、外内周がｔｉＱ記邪ＩＪＩ板１３の
内側縁と回転軸１２の外周とが形成される環状空間２０
にある部分のポンプ取扱液７または前記スリーブ１６と
回転軸１２とで形成される軸貫通部間隙１７にある部分
のポンプ取扱′ａ７は依然として回転軸１２に連れて回
流されており、この回流によってガス６が挿めで微量ず
つではあるがポンプ取扱液７に混入され、回転軸１２に
沿ってポンプ部１へ漏出されるためと＋１１定さ机、ガ
ス６を巻き込み易い高帖磨液や発泡性液およびガス６が
溶ｃノ込み易い高石ｒｌ？度液の１易合（、未液面ト讐
が極めて速いことが確認されている。

従って、長期に渡っても、また凡ゆるポンプ取扱液７に
対しても、ガスシール室２の液面上昇を抑えてポンプ取
扱液７のキャンドモータ部３への侵入を阻止するために
は、ガスシール室２へ外部ガス源から適宜ガス６を補給
する必要がある。

ところが一方、ガスシール室２の液面」−胃が抑えられ
た状態においても、ガスシール室２の回転軸１２に接す
る部分の液面から回転軸１２の回転によってポンプ取扱
ｉ７が極めて微α１ずつではあるが上方へ飛散されてこ
のポンプ取扱液７の飛沫がメカニカルシール５へ到達づ
る結果、この飛沫に含まれたスラリーなとの異物やこの
飛沫がメカニカルシール５部で重合、ゲル化して形成さ
れた異物がメカニカルシール５に噛み込むことにより、
または高粘度の飛沫の侵入によってメカニカルシール５
の潤滑が妨げられることにより、メカニカルシール５が
損１れされてポンプ故障に至ることがＭｊ啄されている
。

前記ポンプ取扱液７の飛沫をメカニカルシ−ル５へ、到
）ヱさせないために、第４図に点線にて示すように、回
転軸１２にメカニカルシール５の下側に近接した回転円
板２１を取着することが木えられるが、この回転円板２
１の回転に伴ってガスシール室２にガス６の回流が生じ
るため、ポンプ取扱液７の飛沫が微細であるほど１１４
記ガス６の回流に混流され、かえってメカニカルシール
５へ到達される怖れが強くなり、さらにはガスシール室
２のポンプ取扱液７の気化ガスがメカニカルシール５部
で重合、ゲル化される場合や前記気化ガスによってメカ
ニカルシールが腐蝕される場合などポンプ取扱液７の気
化ガスの影響による場合には、これらを防ぐ手段がなか
った。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、ポンプ運転
中またはポンプ取扱液７内在中に外部ガス源から常時ガ
ス６を供給して、このガス６をメカニカルシール５部を
経た後、回転軸１２との狭い間隙からガスシール室２へ
流入させるよう構成づることにより、ガスシール室２の
液面上昇が阻止できることは勿論、ガスシール室２の液
面から上方へ飛散されるポンプ取扱液７の飛沫およびポ
ンプ取扱液７の気化ガスがメカニカルシール５へ到達す
るのを防止できるガスシール型キャンドモータポンプを
提供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明のガスシール型キャンドモータポンプは、ポンプ
部の上側にガスシール室を介してキャンドモータ部を気
密に一体に構成し、このキャンドモータ部のロータ室と
前記ガスシール室とをメカニカルシールにて軸封したキ
ャンドモータポンプにおいて、前記ガスシール室と前記
メカニカルシールとの間にこのメカニカルシールを前記
ガスシール室から遮断するガス受給室を設け、このガス
受給室と前記ガスシール室とを狭い’１１１！Ｗ通部間
隙を介して連通し、ポンプ運転中またはポンプ取扱液内
在中に前記ガス受給室へガス、を供給して前記狭い軸貫
連部間隙を経て前記ガスシール室へ流入させるための外
部ガス源を前記ガス受給室に接続してなるものである。

（作用） 本発明のガスシール型キャンドモータポンプは、ポンプ
運転中また【よボン゛プ取扱液内在中に外部ガス源から
常時ガスを供給づることにより、ガスシール室にガスが
過分に補給されるのでガスシール室のガス司が減少する
ことによる液面上昇が１ｉ［Ｊ“されてポンプ取扱液が
メカニカルシールへ到達されず、Ｊ３よびガス受給室か
ら狭い軸貝通部間隙を通ってガスシール室へ流入される
ガス流によってポンプ取扱液の飛沫や気化ガスがガス受
給室へ浸入するのが阻止されてメカニカルシールへ到達
されず、従ってポンプ取扱液に起因してメカニカルシー
ルが損傷されることがない。

（実施例） 次に、本発明の実施例を図面に基づぎ説明する。

第１図および第２図において、７０はポンプ部１の上側
にガスシール室２を介してキャンドＥ−タ部３が気密に
一体に構成され、このキャンドモー９部３のロータ室４
と前記ガスシール室２とがメカニカルシール５にて軸封
されたキせンドモータボンブで、前記キャンドモータ部
３の上側に突出された回転軸１２には補助インペラ１１
が取着されており、前記メカニカルシール５のロータ室
４側の圧力がガスシール室２側の圧力よりも高くなるよ
うに、前記ロータ室４および上部ボット８と熱交換器９
に封入された清澄な液１０が前記補助インペラ１１にて
加圧され、かつ上部軸受２２、ステータキャン２３とロ
ータキャン２４との間隙２５および下部軸受２６と前記
ロータ室４を通り、前記ガスシール室２を構成するアダ
プタ２７の上部に設けられて前記メカニカルシール５を
内包したシール液室２８、循環バイブ２９、熱交換器９
、循環パイプ３０および前記上部ボット８を軽で補助イ
ンペラ１１へと循環されてキャンドモータ部３の冷却と
軸受２２．２Ｇの潤滑を行なう循環経路が形成されてい
る。

そして、前記メカ二ノＪルシール５は、回転ｌ袖１２に
取着された回転環５ａを上側に固定環５ｂを下側にして
配設され、この固定環５ｂはガスシール室２どシール液
室２８を区画するアダプタ２７の仕切壁３１に取着され
た固定環支え３２に装着固定されており、前記アダプタ
２７どポンプケーシング３３の接合部にはガスシール室
２とポンプ部１とを区画する仕切１Ｊｉｉ３４が取着さ
れ、この仕切板３４を貫通してポンプ部１へ突出された
回転軸１２の下端部に主インペラ３５が取６されている
。

また前記ガスシール室２には仕切板３４から上方へ突出
した′ｌＩｌ数の邪魔板１３が放射状に配設されており
、または図示しないが前記第５図に示すようなスリーブ
１６が仕切板３４から上方へ突出されて配設されてａ３
す、前記仕切板３４の下面の環状突起３６と主インペラ
３５の後面シュラウド３７の環状突起３８どにより構成
されたＡ゛リフイス３９内側環状空間がバランス室４０
として形成されており、このバランス室４０は上部では
仕切板３４の軸貫通部間隙４１を介しガスシール室２に
連通され、下部では前記後面シュラウド３７に穿削され
たバランスホール４２を介して主インペラ３５の吸込側
に連通されており、すなわち前記ガスシール室２が仕切
板３４の軸貫連部間隙４１を介してポンプ低圧部に連通
されている。

４３、４４はそれぞれＡ−ヤントモータ部３および上部
ボッ１−８の冷却ジャケットで、冷却パイプ４５゜４６
を介して熱交換″＄１９へ供給される冷却水が順次流れ
るように偶成されてａ３す、４７はがスシール室２のポ
ンプ取扱液７の液面監視用覗き窓、４８はキセンドモー
タ部３を循環される清ｆｆｌな液１０の液ｍ監祝用覗き
窓である。

以上の構成は、本発明のｉ”ｔＪ提となる従来のガスシ
ール型キャンドモータポンプ７０の例を示したもので、
次に本発明の特徴部分の構成について説明する。

前記固定環支え３２はその下端部が内径側に延在されて
、この固定環支え３２と回転＠１２および１１０記固定
環５ｂとで囲まれる空間が前記メカニカルシール５を前
記ガスシール室２から遮断するガス受給室４９として形
成されており、前記固定環支え３２の下端内径部には前
記ガスシール室２側へ延在するスリーブ部５０が設けら
れて、このスリーブ部５０と回転Ｑ＊１２との間の狭い
＠４通部間隙５１によって前記ガス受給室４９ど前記ガ
スシール室２とが連通されており、そして前記ガス受給
室４９は前記固定環支え３２に穿設されたガス通孔５２
、このガス通孔５２に溶接にて連通された内部ガスパイ
プ５３、前記アダプタ２７の側壁に気密に取着されて前
記内部ガスパイプ５３の他端がユニオン５４にて接続さ
れたガス受給口５５、外部ガスパイプ５６および必要に
応じて設けられる定流ｍ装置５１および弁５８を介して
外部ガス源５９に接続されており、すなわちポンプ運転
中またはポンプ取扱液７内在中に前記外部ガスＲ５９か
ら常時ガス６が供給されて、このガス６が前記ガス受給
室４９を経た後、前記狭い軸貫通部間隙５１から前記ガ
スシール室２へ流入されるように構成されている。

次に、以上のように構成された実施例の動作について説
明する。

ポンプ運転中に外部ガス源５９からガス受給室４つに常
時ガス６を供給することにより、狭い軸貫通部間隙５１
を介してガスシール室２にガス６が補給されるので、ガ
スシール室２のガス６が微量ずつポンプ部１側へ漏出さ
れてガスシール室２のガス６ｍが減少されるために生じ
る液面上界がｌ止されてポンプ取扱液７がメカニカルシ
ール５へ到達されないことは勿論、前記ガス６が前記狭
い軸貫連部間隙５１からガスシール室２へ流入される際
のガス流によりて、前記狭い軸貫通部間隙５１を通過し
ようとするポンプ取扱液７の飛沫やポンプ取扱液７の気
化ガスが押し戻されてガス受給室４９への侵入が阻止さ
れる結束、メカニカルシール５へ到達されず、従ってポ
ンプ取扱液７に起因してメカニカルシール５が損傷され
、ポンプ１ａ障に至る問題が解消される。

なお、前記ガスシール室２へ流入されたガス６はポンプ
取扱液７中を回転軸１２に沿って下降され、仕切板３４
の軸貫通部間隙４１、バランス室４０およびバランスホ
ール４２を経て主インペラ３５の吸込側へと至り、ポン
プ取扱液７と共にポンプ吐出口へと吐き出されるが、前
記ガス６の供給量は、過多であるとポンプ部１にキャビ
テーションが発生されるとともに供給コストが高くつく
ので、前記キャビテーションが発生されない最人供拾〇
とボンブ取扱液７の飛沫やポンプ取扱液７の気化ガスが
ガス受給室４９へ浸入するのが阻ｄ−できる最小供給量
との間に設定ずればよく、前記最小供給ｍに近いほど好
ましい。

実験によると、前記実施例において回転軸１２の直径を
３５＃、固定環支え３２のスリーブ部５０と回転軸１２
どの間の狭い＠目通部間隙５１を０．８ａｍ、この軸日
通部間隙５１の軸方向長さを２６ｇ、回転数を２８５　
Ｏｒ、ｐ、ｍ、どし、極めて微粒のスラリーを含むクロ
ルシランをポンプ取扱液７とした場合、窒素ガスを外部
ガス源５９どして毎分２００ＣＣｆｉｉ！度供給するこ
とにより、ガスシール室２の液面上昇が阻止されること
は勿論、ポンプ取扱液７の飛沫に含まれおよび極めて微
粒であるためポンプ取扱液７の気化ガス中に混在された
前記スラリーのガス受給室４つへの侵入が阻止されて、
ポンプ取扱液７に起囚するメカニカルシール５の損傷が
防止される好結果が１１られた。

また、前記ガス６は、ポンプ取扱液７の気化ガスによる
メカニカルシール５への影響が無い場合にはポンプ起動
直前からポンプ停止直後の間、すなわちポンプ運転中に
のみ常時供給すればよいが、前記気化ガスによるメカニ
カルシール５への影響がある場合にはポンプ停止中にお
いてム、すなわちポンプ取扱液７内在中は常時供給し続
ける必要がある。

前記実施例においては、メカニカルシール５の固定環５
ｂが装着される固定環支え３２によってガス受給室４９
およびこのガス受給室４９とガスシール室２を連通ずる
狭い軸貫通部間隙５１を形成したが、第３図に示すよう
にアダプタ２７の仕切壁３１に固定環支え３２の下方を
覆う仕切板６０を取着し、この仕切体６０と前記固定環
支え３２、仕切壁３１および回転軸１２とで囲まれる空
間をガス受給室４９として形成しても良く、前記狭い軸
貫油部間隙５１も第３図に示すように軸方向に短くとも
支障はないが、前記第１図および第２図に示すように軸
方向にある程度長い方がより確実な効果が期待できる。

また、外部ガス源５９とガス受給室４９間の接続につい
ても、＠２内部ガスバイブ５３に代えて第３図に示すよ
うにアダプタ２７の仕切壁３１にガス通孔０１を穿設す
るなど、以上の各実施例に限らず本発明の要旨の範囲で
種々の段：１変向を成し得ることは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明のガスシール型キャンドモータポンプによれば、
ポンプ運転中またはポンプ取扱液７内在中に外部ガス源
５９から常時ガス６を供給し、前記ガス６をガス受給室
４９を経た後、狭い軸貫通部間隙５１を介してガスシー
ル室２へ流入さゼることにより、ガスシール室２にガス
６が過分に補給されるので、ガスシール室２のガス６ｍ
が減少することによる液面上昇が阻止されてポンプ取扱
液７がメカニカルシール５へ到達されないことは勿論、
ガス受給室４９から狭い軸ｄ通部閤隙５１を通ってガス
シール室２へ流入されるガス流によってポンプ取扱液７
の飛沫や気化ガスがガス受給室４９へ侵入するのが阻止
されてメカニカルシール５へ到達されず、従ってポンプ
取扱液７に起囚してメカニカルシール５が損（口されて
ポンプ故陣に至る問題が解消され、保守コストが大幅に
減少されるとともに、ポンプ取扱液７の漏洩による危険
防止および環境保全上その採用が好ましい完全無漏洩構
造のキャンドモータポンプの適用範囲がさらに拡大され
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すガスシール型キャンド
モータポンプの縦断正面図、第２図は同上一部の拡大！
断正面図、第３図は本発明の他の実施例を示すガスシー
ル型キャンドモータポンプの一部の縦断正面図、第４図
は従来のガスシール型キせンドモータボンブの縦断正面
図、第５図は他の従来のガスシール型キャンドモータポ
ンプの縦断正面図である。 １・・ポンプ部、２・・ガスシール室、３・・キャンド
モータ部、４・・ロータ室、５・・メカニカルシール、
４つ・・ガス受給室、５１・軸貫油部間隙、５９・・外
部ガス源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポンプ部の上側にガスシール室を介してキャンド
   モータ部を気密に一体に構成し、このキャンドモータ部
   のロータ室と前記ガスシール室とをメカニカルシールに
   て軸封したキャンドモータポンプにおいて、 前記ガスシール室と前記メカニカルシールとの間にこの
   メカニカルシールを前記ガスシール室から遮断するガス
   受給室を設け、このガス受給室と前記ガスシール室とを
   狭い軸貫通部間隙を介して連通し、ポンプ運転中または
   ポンプ取扱液内在中に前記ガス受給室へガスを供給して
   前記狭い軸貫通部間隙を経て前記ガスシール室へ流入さ
   せるための外部ガス源を前記ガス受給室に接続したこと
   を特徴とするガスシール型キャンドモータポンプ。