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JP2011157897A - Centrifugal pump - Google Patents

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JP2011157897A
JP2011157897A JP2010021223A JP2010021223A JP2011157897A JP 2011157897 A JP2011157897 A JP 2011157897A JP 2010021223 A JP2010021223 A JP 2010021223A JP 2010021223 A JP2010021223 A JP 2010021223A JP 2011157897 A JP2011157897 A JP 2011157897A
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magnetic coupling
liquid
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祥吾 中島
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達哉 日高
Yasuharu Yamamoto
康晴 山本
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剛 大久保
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifugal pump requiring no shaft seal mechanism and free from leakage. <P>SOLUTION: A sealless-type centrifugal pump 1 includes a casing 10 forming a pump chamber 12 with an inflow port 11 and an outflow port for liquid, an impeller 30 disposed inside the pump chamber 12 and rotatably supported by a pivot bearing 20, and a magnetic coupling device 40 rotatively driving a permanent magnet 41 built in the impeller 30 through a partition. The impeller 30 supported in the direction of the rotation axis with respect to the casing 10 is driven by the magnetic coupling device 40, and pressure is applied to the liquid introduced from the direction of the rotation axis through the inflow port 11 to send the liquid through the outflow port in the radial direction. The magnetic coupling device 40 is disposed on a line inclined from an impeller rotating surface to an inflow port 11 side toward the center of the rotation axis, and a through-hole 33 in the direction of the rotation axis is formed at the center of rotation of the impeller 30. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁気カップリングにより羽根車を駆動して液体に圧力を与える遠心ポンプに係り、特に、微粒子を含む薬液等の液体や固着しやすい薬液等の液体に好適な遠心ポンプに関する。   The present invention relates to a centrifugal pump that applies pressure to a liquid by driving an impeller by magnetic coupling, and more particularly to a centrifugal pump that is suitable for a liquid such as a chemical liquid containing fine particles or a liquid such as a chemical liquid that is easily fixed.

従来、一般的なポンプは、ポンプ室内の流体が軸部から外部へ漏出することを防止するために、そして、外部から空気等を吸い込むことを防止するために、軸シール機構(軸封装置)を有している。軸シール機構としては、グランドパッキン、ラビリンス、メカニカルシール等が実用化されており、ポンプの運転環境やコスト等により選定されている。
また、上述したポンプの中には遠心ポンプがあり、ケーシング内で羽根車を回転させることにより、流体に対して遠心力で半径方向に圧力エネルギーまたは速度エネルギーを与えるように構成されている。
Conventionally, a general pump has a shaft seal mechanism (shaft seal device) in order to prevent fluid in the pump chamber from leaking out from the shaft portion and inhaling air and the like from the outside. have. As the shaft seal mechanism, a gland packing, a labyrinth, a mechanical seal, and the like have been put into practical use, and are selected according to the operating environment and cost of the pump.
Among the above-described pumps, there is a centrifugal pump, which is configured to apply pressure energy or velocity energy in a radial direction to the fluid by centrifugal force by rotating an impeller within the casing.

上述した遠心ポンプには、永久磁石がポンプロータの強磁性範囲へ半径方向に作用することで、ポンプロータを安定化させて回転駆動するものがある。(たとえば、特許文献1参照)
また、羽根車の軸部に永久磁石を設け、ケーシング側に設けた回転磁界を発生する駆動装置により羽根車を回転させる人工心臓用遠心ポンプが知られている。この場合、羽根車はピボット軸受により支持されており、ピボット軸及びピボット受けの材質には、たとえばセラミックスと超高分子量ポリエチレンとの組合せのように、硬度の異なる材質を選択することが開示されている。(たとえば、特許文献2参照)
Among the centrifugal pumps described above, there is a centrifugal pump that stabilizes and rotates the pump rotor by the permanent magnet acting in the radial direction on the ferromagnetic range of the pump rotor. (For example, see Patent Document 1)
There is also known an artificial heart centrifugal pump in which a permanent magnet is provided on a shaft portion of an impeller and the impeller is rotated by a driving device that generates a rotating magnetic field provided on the casing side. In this case, the impeller is supported by a pivot bearing, and it is disclosed that materials having different hardnesses such as a combination of ceramics and ultrahigh molecular weight polyethylene are selected as the material of the pivot shaft and the pivot receiver. Yes. (For example, see Patent Document 2)

特許第2869886号公報Japanese Patent No. 2869886 特開2002−349482号公報JP 2002-349482 A

ところで、軸シール機構を備えた遠心ポンプは、軸シール部品からの漏れ発生、摩耗や摩擦の発生、及び耐熱温度や耐圧の制限といった問題を有している。このため、軸シール機構が不要で、しかも漏れのない遠心ポンプの開発が望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、軸シール機構が不要で漏れのない遠心ポンプを提供することにある。特に、本発明の目的は、微粒子を含む薬液等の液体や固着しやすい薬液等の液体に好適であり、しかも、容易に小型化できる構造の遠心ポンプを提供することにある。
By the way, the centrifugal pump provided with the shaft seal mechanism has problems such as leakage from shaft seal components, generation of wear and friction, and limitation of heat resistant temperature and pressure resistance. For this reason, it is desired to develop a centrifugal pump that does not require a shaft seal mechanism and that does not leak.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a centrifugal pump that does not require a shaft seal mechanism and has no leakage. In particular, an object of the present invention is to provide a centrifugal pump that is suitable for a liquid such as a chemical liquid containing fine particles or a liquid such as a chemical liquid that is easily fixed, and that can be easily downsized.

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る遠心ポンプは、液体の流入口及び流出口を備えたポンプ室を形成するケーシングと、前記ポンプ室の内部に配設されてピボット軸受により回転可能に支持されている羽根車と、前記羽根車に内蔵させた永久磁石を隔壁越しに回転駆動させる磁気カップリング装置とを備え、前記ケーシングに対して回転軸線方向に支持されている前記羽根車を前記磁気カップリング装置により駆動し、前記流入口を介して回転軸線方向から導入した液体に圧力を与えて前記流出口から半径方向へ送出するように構成されたシールレス型の遠心ポンプにおいて、前記ピボット軸受が、前記羽根車の回転軸中心に位置するピボット軸と、前記流入口の軸中心線上で前記ピボット軸を両側から支持する2点支持の軸受部とを備え、前記磁気カップリング装置が、羽根車回転面から回転軸中心へ向けて前記流入口側へ傾斜する線上に配置され、かつ、前記羽根車の回転中心に回転軸線方向の貫通孔が形成されていることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
A centrifugal pump according to the present invention includes a casing forming a pump chamber having a liquid inlet and an outlet, an impeller disposed inside the pump chamber and rotatably supported by a pivot bearing, A magnetic coupling device that rotates a permanent magnet built in the impeller through a partition wall, and drives the impeller supported in the rotation axis direction with respect to the casing by the magnetic coupling device; In the sealless centrifugal pump configured to apply pressure to the liquid introduced from the rotation axis direction through the inlet and feed the liquid radially from the outlet, the pivot bearing is configured to rotate the impeller. The magnetic coupling comprising: a pivot shaft positioned at the shaft center; and a two-point support bearing portion for supporting the pivot shaft from both sides on the axial center line of the inlet. Is disposed on a line inclined toward the inlet from the impeller rotation surface toward the rotation axis center, and a through-hole in the rotation axis direction is formed at the rotation center of the impeller. To do.

このような本発明の遠心ポンプによれば、ピボット軸受が、羽根車の回転軸中心に位置するピボット軸と、流入口の軸中心線上でピボット軸を両側から支持する2点支持の軸受部とを備え、磁気カップリング装置が、羽根車回転面から回転軸中心へ向けて流入口側へ傾斜する線上に配置され、かつ、羽根車の回転中心に回転軸線方向の貫通孔が形成されているので、羽根車の回転軸線方向においては、羽根車の両面に対称な2次流れが形成されるようになり、従って、軸スラスト力をバランスさせてピボット軸受の負荷を軽減することができる。   According to such a centrifugal pump of the present invention, the pivot bearing includes a pivot shaft that is positioned at the center of the rotating shaft of the impeller, and a two-point support bearing that supports the pivot shaft from both sides on the axial center line of the inlet. The magnetic coupling device is disposed on a line inclined toward the inlet side from the impeller rotation surface toward the rotation axis center, and a through-hole in the rotation axis direction is formed at the rotation center of the impeller Therefore, in the rotational axis direction of the impeller, a symmetric secondary flow is formed on both surfaces of the impeller, so that the axial thrust force can be balanced and the load on the pivot bearing can be reduced.

上記の発明において、前記ピボット軸受は、少なくとも前記ビボット軸の一部が前記羽根車より前記流入口側へ突出していることが好ましく、これにより、流速の高い流入口側に設置されたピボット軸受は、流入口から導入される流体により効率よく冷却される。   In the above invention, the pivot bearing is preferably such that at least a part of the bibot shaft protrudes from the impeller to the inlet side, whereby the pivot bearing installed on the inlet side having a high flow velocity is , It is cooled efficiently by the fluid introduced from the inlet.

上述した本発明によれば、磁気カップリング装置を回転軸中心へ向けて流入口側へ傾斜する線上に配置し、2点支持のピボット軸受により羽根車を安定支持するとともに、羽根車の回転中心に回転軸線方向の貫通孔を形成したので、羽根車の両面には、回転軸線方向において両面に対称な2次流れが形成される。このため、羽根車及びピボット軸に作用する軸スラスト力は回転軸線方向においてバランスするので、安定した2点支持のピボット軸受に作用する負荷を軽減して、軸シール機構を用いることなく漏れのない小型の遠心ポンプを容易に提供することができる。
また、磁気カップリング装置により駆動されて軸シール機構のない遠心ポンプは、液体中の微粒子が破損しにくい構造及び液体が固着しにくい構造となるので、微粒子を含む薬液等の液体や固着しやすい薬液等の液体に好適なポンプとなる。
According to the present invention described above, the magnetic coupling device is arranged on a line inclined toward the inflow port toward the center of the rotation axis, and the impeller is stably supported by the pivot bearing of the two-point support, and the rotation center of the impeller Since the through-hole in the rotation axis direction is formed on the both sides of the impeller, a secondary flow symmetrical to both surfaces in the rotation axis direction is formed on both surfaces of the impeller. For this reason, since the axial thrust force acting on the impeller and the pivot shaft is balanced in the direction of the rotation axis, the load acting on the stable two-point support pivot bearing is reduced, and there is no leakage without using the shaft seal mechanism. A small centrifugal pump can be easily provided.
In addition, a centrifugal pump driven by a magnetic coupling device and having no shaft seal mechanism has a structure in which fine particles in the liquid are difficult to break and a structure in which the liquid is hard to stick. The pump is suitable for liquids such as chemicals.

本発明に係る遠心ポンプの一実施形態を示す図で、(a)は縦断面図(回転軸線方向の断面図)、(b)は(a)のA−A断面図である。It is a figure which shows one Embodiment of the centrifugal pump which concerns on this invention, (a) is a longitudinal cross-sectional view (cross-sectional view of a rotating shaft direction), (b) is AA sectional drawing of (a). 図1のピボット軸受を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the pivot bearing of FIG. ピボット軸に作用するスラスト力及び羽根車の上下で対称な2次流れの説明図である。It is explanatory drawing of the secondary force symmetrical to the thrust force which acts on a pivot shaft, and the upper and lower sides of an impeller.

以下、本発明に係る遠心ポンプの一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示す実施形態の遠心ポンプ1は、液体の流入口11及び流出口(不図示)を備えたポンプ室12を形成するケーシング10と、ポンプ室12の内部に配設されてピボット軸受20により回転可能に支持されている羽根車30と、羽根車30に内蔵させた永久磁石41をケーシング10の隔壁越しに回転駆動させる磁気カップリング装置40とを具備して構成される。
Hereinafter, an embodiment of a centrifugal pump according to the present invention will be described with reference to the drawings.
A centrifugal pump 1 according to the embodiment shown in FIG. 1 includes a casing 10 forming a pump chamber 12 having a liquid inlet 11 and an outlet (not shown), and a pivot bearing 20 disposed in the pump chamber 12. And a magnetic coupling device 40 for rotating the permanent magnet 41 built in the impeller 30 through the partition wall of the casing 10.

ケーシング10は、羽根車30の回転軸中心と同軸の流入口11から液体を導入し、羽根車30の回転により昇圧するポンプ室12を形成している。ポンプ室12内で昇圧された液体は、ポンプ室12に設けられた流出口から羽根車30の半径方向へ送出される。すなわち、羽根車30は、ケーシング10のポンプ室12内において、流入口11の軸中心線と一致する回転軸となるピボット軸受20に支持されて回転する。図示の構成例では、羽根車30が水平面上で回転し、流入口11は、羽根車30の回転面(水平面)と直交する鉛直線上で、かつ、羽根車回転面の上方に配置されている。   The casing 10 forms a pump chamber 12 that introduces liquid from an inflow port 11 that is coaxial with the rotational axis center of the impeller 30 and pressurizes by rotation of the impeller 30. The liquid pressurized in the pump chamber 12 is sent out in the radial direction of the impeller 30 from an outlet provided in the pump chamber 12. That is, the impeller 30 rotates in the pump chamber 12 of the casing 10 supported by the pivot bearing 20 serving as a rotation axis that coincides with the axial center line of the inflow port 11. In the illustrated configuration example, the impeller 30 rotates on a horizontal plane, and the inflow port 11 is disposed on a vertical line orthogonal to the rotation plane (horizontal plane) of the impeller 30 and above the impeller rotation plane. .

ピボット軸受20は、羽根車30の回転軸中心に位置するピボット軸21と、流入口11の軸中心線上でピボット軸21を両側から支持する2点支持の軸受部22,23とを備えている。これら一対の軸受部22,23は、いずれもケーシング10側に固定支持されている。
羽根車30側に支持部材24を介して固定支持されたピボット軸21には、たとえばアルミナセラミックスや浸炭窒化チタン合金等のように、低摩擦性能、水潤滑性能及び耐食性に優れた素材が採用されている。
一方、ケーシング10側に固定支持されている軸受部22,23には、たとえば超高分子量ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂材等のように、低摩擦性及び耐摩耗性に優れた素材が作用されている。
The pivot bearing 20 includes a pivot shaft 21 positioned at the center of the rotation shaft of the impeller 30, and two-point bearings 22 and 23 that support the pivot shaft 21 from both sides on the axial center line of the inlet 11. . The pair of bearing portions 22 and 23 are both fixedly supported on the casing 10 side.
The pivot shaft 21 fixedly supported on the impeller 30 via the support member 24 is made of a material having excellent low friction performance, water lubrication performance and corrosion resistance, such as alumina ceramics and carbonitrided titanium nitride alloy. ing.
On the other hand, the bearings 22 and 23 fixedly supported on the casing 10 side are made of, for example, a fluoropolymer such as ultrahigh molecular weight polyethylene or polytetrafluoroethylene (PTFE), a polyether ether ketone (PEEK) resin material, or the like. A material excellent in low friction and wear resistance is applied.

また、ピボット軸受20は、凹型曲面を有する軸受部22,23が、略同形状の凸型曲面を有するピボット軸21を回転自在に支持する構造とされる。すなわち、図示の構成例では、羽根車30の回転軸線上において、ピボット軸21の下面を軸受部22が支持し、ピボット軸21の上面を軸受部23が支持することにより、安定した2点支持構造のピボット軸20となっている。この場合、一方の軸受部22は、ケーシング10に設けた軸受支持部13に固定支持され、他方の軸受部23は、支持部材23aを介して流入口11の内周面に固定支持されている。
軸受支持部13は、羽根車30の回転軸線上でケーシング10の内面を流入口11側へ突出させた部分であり、羽根車30の回転中心に形成された回転軸線方向の貫通孔33を略貫通するように設けられている。この場合の軸受支持部13は、回転軸線方向(流入口11)から羽根車32の半径方向へ向けて、滑らかな曲線を描きながら方向転換をしている。
Further, the pivot bearing 20 has a structure in which the bearing portions 22 and 23 having a concave curved surface rotatably support the pivot shaft 21 having a convex curved surface having substantially the same shape. That is, in the illustrated configuration example, on the rotation axis of the impeller 30, the bearing portion 22 supports the lower surface of the pivot shaft 21, and the bearing portion 23 supports the upper surface of the pivot shaft 21, thereby providing stable two-point support. The pivot shaft 20 has a structure. In this case, one bearing portion 22 is fixedly supported by a bearing support portion 13 provided in the casing 10, and the other bearing portion 23 is fixedly supported by the inner peripheral surface of the inflow port 11 via a support member 23 a. .
The bearing support portion 13 is a portion in which the inner surface of the casing 10 protrudes toward the inlet 11 on the rotation axis of the impeller 30, and the through-hole 33 in the rotation axis direction formed at the rotation center of the impeller 30 is substantially omitted. It is provided to penetrate. The bearing support portion 13 in this case changes direction while drawing a smooth curve from the rotation axis direction (inlet 11) toward the radial direction of the impeller 32.

羽根車30は、羽根車本体31に複数の羽根部32を取り付けたものである。図示の構成例では、略中空円柱形状とした羽根車本体31の流入口側端面に、複数の羽根部32が半径方向へ放射状に取り付けられている。また、羽根車30の軸中心部に設けた貫通孔33には、ピボット軸21と羽根車30とを連結する支持部材24が放射状に複数設けられている。なお、図示の構成例では、略120度ピッチに3本の支持部材24が設けられ、各支持部材24の間に3箇所の貫通孔33が形成されているが、これに限定されることはない。
このように構成された羽根車30は、ケーシング10に対して、ピボット軸受20を介して回転軸線方向に支持され、かつ、後述する磁気カップリング装置40の駆動力により回転軸線を中心に回転可能に支持されている。
The impeller 30 is obtained by attaching a plurality of blade portions 32 to an impeller body 31. In the illustrated configuration example, a plurality of blade portions 32 are radially attached to the inlet side end surface of the impeller body 31 having a substantially hollow cylindrical shape. A plurality of support members 24 that connect the pivot shaft 21 and the impeller 30 are radially provided in the through-hole 33 provided in the shaft center portion of the impeller 30. In the illustrated configuration example, three support members 24 are provided at a pitch of approximately 120 degrees, and three through holes 33 are formed between the support members 24. However, the present invention is not limited to this. Absent.
The impeller 30 configured as described above is supported in the rotation axis direction with respect to the casing 10 via the pivot bearing 20 and can be rotated around the rotation axis by a driving force of a magnetic coupling device 40 described later. It is supported by.

磁気カップリング装置40は、羽根車30に内蔵された永久磁石41と、ケーシング10の外周部を回転する駆動側磁石42とを具備して構成される。なお、永久磁石41や駆動磁石42に好適な磁石としては、たとえば最も強力といわれるネオジム磁石が遠心ポンプ1の小型化に有効である。
図示の構成例では、複数の永久磁石41が羽根車本体31の内部に周方向へ等ピッチに埋設されている。
駆動磁石42は、図示しない駆動源に連結された回転軸43と一体に回転するロータ44に対し、複数が周方向へ等ピッチに固定設置されている。
The magnetic coupling device 40 includes a permanent magnet 41 built in the impeller 30 and a drive-side magnet 42 that rotates the outer periphery of the casing 10. As a magnet suitable for the permanent magnet 41 and the drive magnet 42, for example, a neodymium magnet, which is said to be the strongest, is effective for downsizing the centrifugal pump 1.
In the illustrated configuration example, a plurality of permanent magnets 41 are embedded in the impeller body 31 at an equal pitch in the circumferential direction.
A plurality of drive magnets 42 are fixedly installed in the circumferential direction at an equal pitch with respect to a rotor 44 that rotates integrally with a rotary shaft 43 connected to a drive source (not shown).

本実施形態における磁気カップリング装置40は、羽根車30の回転軸中心へ向けて、羽根車回転面から流入口11側へ傾斜する線上に配置されている。すなわち、磁気カップリング装置40は、羽根車30の回転面から傾斜配置された状態となり、永久磁石41及び駆動磁石42の磁力は、羽根車回転面から流入口11側へ傾斜する線上において互いに引き合う方向に作用する。   The magnetic coupling device 40 in the present embodiment is disposed on a line that is inclined from the impeller rotation surface toward the inlet 11 toward the rotation axis center of the impeller 30. That is, the magnetic coupling device 40 is inclined from the rotation surface of the impeller 30, and the magnetic forces of the permanent magnet 41 and the drive magnet 42 attract each other on a line inclined from the impeller rotation surface to the inlet 11 side. Acts on direction.

このように構成された遠心ポンプ1は、磁気カップリング装置40を駆動させることにより、すなわち、ロータ44とともに駆動磁石42を回転させることにより、羽根車30は永久磁石41が駆動磁石42に引きつけられて連れ廻りする。このため、磁気カップリング40は、ケーシング10の隔壁越しに羽根車30を回転駆動させることができ、この結果、流入口11を介して回転軸線方向から導入した液体は、羽根車30により圧力を付与されて流出口から半径方向へ流出する。   The centrifugal pump 1 configured as described above causes the impeller 30 to attract the permanent magnet 41 to the drive magnet 42 by driving the magnetic coupling device 40, that is, by rotating the drive magnet 42 together with the rotor 44. To go around. For this reason, the magnetic coupling 40 can rotate the impeller 30 through the partition wall of the casing 10, and as a result, the liquid introduced from the direction of the rotation axis through the inflow port 11 is pressurized by the impeller 30. It is given and flows out from the outlet in the radial direction.

このように構成された遠心ポンプ1は、ピボット軸受20が、羽根車30の回転軸中心に位置するピボット軸21と、流入口11の軸中心線上でピボット軸21を両側から支持する2点支持の軸受部22,23とを備え、磁気カップリング装置40が、羽根車回転面から回転軸中心へ向けて流入口11側へ傾斜する線上に配置され、かつ、羽根車30の回転中心に回転軸線方向の貫通孔33が形成されているので、羽根車30の回転軸線方向においては、たとえば図3に示すように、羽根車30の両面に対称な2次流れ(図中の矢印W参照)が形成される。
この場合、羽根車30の両面は、回転軸線方向においてポンプ室12の内面と対向する上下の面であり、羽根車30のエアギャップ(隙間)を形成している面でもある。
In the centrifugal pump 1 configured in this way, the pivot bearing 20 supports the pivot shaft 21 positioned at the center of the rotating shaft of the impeller 30 and the two-point support for supporting the pivot shaft 21 from both sides on the axial center line of the inlet 11. The magnetic coupling device 40 is disposed on a line inclined toward the inflow port 11 from the impeller rotation surface toward the rotation axis center, and rotates about the rotation center of the impeller 30. Since the through-hole 33 in the axial direction is formed, in the rotational axis direction of the impeller 30, for example, as shown in FIG. 3, a secondary flow that is symmetrical on both surfaces of the impeller 30 (see arrow W in the figure). Is formed.
In this case, both surfaces of the impeller 30 are upper and lower surfaces facing the inner surface of the pump chamber 12 in the rotation axis direction, and are also surfaces that form an air gap (gap) of the impeller 30.

上述した貫通孔33を設けたことにより、羽根車30の上下両面には、エアギャップを通って回転軸線方向へ向かう上下対称の2次流れが形成されるようになり、従って、上下逆向きに作用する軸スラスト力Fsをバランスさせてピボット軸受20の負荷を軽減することができる。このとき、支持部材24が滑らかに方向転換する形状を有しているので、この支持部材24が上下対称となる2次流れの形成をより一層促進する。   By providing the above-described through-hole 33, a vertically symmetric secondary flow toward the rotation axis through the air gap is formed on both the upper and lower surfaces of the impeller 30. The load on the pivot bearing 20 can be reduced by balancing the axial thrust force Fs that acts. At this time, since the support member 24 has a shape that smoothly changes direction, the support member 24 further promotes the formation of a secondary flow that is vertically symmetric.

また、上述した遠心ポンプ1のピボット軸受20は、少なくともビボット軸21の一部を羽根車30より流入口11側へ突出する位置に配置することが望ましい。ポンプ室12内において羽根車30より流入口11側へ突出する位置は、流入口11よりポンプ室12内に導入した液体の主流が常に通過する流路となる領域であり、従って、液体の流速が高い領域でもある。   Further, the pivot bearing 20 of the centrifugal pump 1 described above is desirably arranged at a position where at least a part of the bibot shaft 21 protrudes from the impeller 30 toward the inlet 11. The position of the pump chamber 12 that protrudes from the impeller 30 toward the inlet 11 is a region that becomes a flow path through which the main flow of the liquid introduced from the inlet 11 into the pump chamber 12 always passes. Is also a high area.

このため、ポンプ室12に導入する液体の流速が高い領域に配置されたピボット軸受20は、遠心ポンプ1で昇圧する液体との接触による冷却効果が促進されるため、ピボット軸受20の摺動面に発生する摩擦熱が効率よく吸収されて温度上昇を抑制できる。すなわち、流速の高い流入口11側に設置されたピボット軸受20は、流入口11から導入される流体の流れによって効率よく冷却されるようになるので、ピボット軸受20の温度上昇を抑制して、ピボット軸受20及び遠心ポンプ1の耐久性を向上させることができる。
なお、ビボット軸受20の位置については、冷却効果のみを考えるとピボット軸受20の全体を液体流速の高い領域に、すなわち羽根車30より高い(流入口11に近い)領域に配置すればよいが、たとえば羽根車30の安定した回転支持の条件等を考慮して、現実的な最適位置を選択すればよい。
For this reason, the pivot bearing 20 disposed in the region where the flow rate of the liquid introduced into the pump chamber 12 is high promotes the cooling effect by contact with the liquid whose pressure is increased by the centrifugal pump 1. The frictional heat generated in is absorbed efficiently and the temperature rise can be suppressed. That is, the pivot bearing 20 installed on the side of the inlet 11 having a high flow velocity is efficiently cooled by the flow of fluid introduced from the inlet 11, so that the temperature rise of the pivot bearing 20 is suppressed, The durability of the pivot bearing 20 and the centrifugal pump 1 can be improved.
As for the position of the bibot bearing 20, considering only the cooling effect, the entire pivot bearing 20 may be arranged in a region where the liquid flow velocity is high, that is, in a region higher than the impeller 30 (close to the inlet 11). For example, a practical optimum position may be selected in consideration of conditions for stable rotation support of the impeller 30 and the like.

このように、上述した実施形態の遠心ポンプ1によれば、磁気カップリング装置40を回転軸中心へ向けて流入口側へ傾斜する線上に配置し、2点支持のピボット軸受20により羽根車30を安定支持するとともに、羽根車30の回転中心に回転軸線方向の貫通孔33を形成したので、羽根車30及びピボット軸20に作用する軸スラスト力は回転軸線方向においてバランスするので、すなわち、上下方向のスラスト力が互いに相殺されてほとんど作用しない状態となる。この結果、安定した2点支持のピボット軸受20に作用する負荷を軽減し、軸シール機構を用いることなく漏れのない小型の遠心ポンプ1を容易に提供することができる。
また、磁気カップリング装置40により駆動される軸シール機構のない遠心ポンプ1とすれば、液体中の微粒子を破損させる原因や液体を固着させる原因となる軸シール機構がないため、微粒子を含む薬液等の液体(混合流体)や固着しやすい薬液等の液体等を昇圧させる好適なポンプとなる。
As described above, according to the centrifugal pump 1 of the above-described embodiment, the magnetic coupling device 40 is arranged on a line inclined toward the inflow port toward the rotation axis center, and the impeller 30 is supported by the pivot bearing 20 that is supported at two points. Since the through-hole 33 in the rotation axis direction is formed at the rotation center of the impeller 30, the axial thrust force acting on the impeller 30 and the pivot shaft 20 is balanced in the rotation axis direction, that is, up and down The thrust forces in the direction cancel each other, so that almost no action occurs. As a result, the load acting on the stable two-point supported pivot bearing 20 can be reduced, and the small centrifugal pump 1 having no leakage can be easily provided without using the shaft seal mechanism.
Further, if the centrifugal pump 1 without the shaft seal mechanism driven by the magnetic coupling device 40 is used, there is no shaft seal mechanism that causes damage to the fine particles in the liquid or causes the liquid to be fixed. It becomes a suitable pump for increasing the pressure of a liquid such as a liquid (mixed fluid) or a liquid such as a chemical liquid that is easily fixed.

また、羽根車30の羽根部32は、ピボット軸受20へのラジアル負荷を軽減させるため、ダブルボリュート形状が望ましい。これは、シングルボリュートの羽根部32とした場合、設計点付近ではラジアル荷重が低くなるものの、設計点を外れて遠心ポンプ1を運転すると、ラジアル荷重が大きくなるためである。
また、ポンプ室12のボリュート形状は、ピボット軸受20へのラジアル負荷を軽減させるため、クローズドインペラを採用することが望ましい。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
Further, the blade portion 32 of the impeller 30 preferably has a double volute shape in order to reduce the radial load on the pivot bearing 20. This is because, when the blade portion 32 of the single volute is used, the radial load decreases near the design point, but when the centrifugal pump 1 is operated outside the design point, the radial load increases.
The volute shape of the pump chamber 12 is desirably a closed impeller in order to reduce the radial load on the pivot bearing 20.
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.

1 遠心ポンプ
10 ケーシング
11 流入口
12 ポンプ室
20 ピボット軸受
21 ピボット軸
22,23 軸受部
30 羽根車
33 貫通孔
40 磁気カップリング装置
41 永久磁石
42 駆動磁石
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Centrifugal pump 10 Casing 11 Inlet 12 Pump chamber 20 Pivot bearing 21 Pivot shaft 22, 23 Bearing part 30 Impeller 33 Through-hole 40 Magnetic coupling apparatus 41 Permanent magnet 42 Drive magnet

Claims (2)

液体の流入口及び流出口を備えたポンプ室を形成するケーシングと、前記ポンプ室の内部に配設されてピボット軸受により回転可能に支持されている羽根車と、前記羽根車に内蔵させた永久磁石を隔壁越しに回転駆動させる磁気カップリング装置とを備え、前記ケーシングに対して回転軸線方向に支持されている前記羽根車を前記磁気カップリング装置により駆動し、前記流入口を介して回転軸線方向から導入した液体に圧力を与えて前記流出口から半径方向へ送出するように構成されたシールレス型の遠心ポンプにおいて、
前記ピボット軸受が、前記羽根車の回転軸中心に位置するピボット軸と、前記流入口の軸中心線上で前記ピボット軸を両側から支持する2点支持の軸受部とを備え、
前記磁気カップリング装置が、羽根車回転面から回転軸中心へ向けて前記流入口側へ傾斜する線上に配置され、かつ、
前記羽根車の回転中心に回転軸線方向の貫通孔が形成されていることを特徴とする遠心ポンプ。
A casing forming a pump chamber having a liquid inlet and outlet, an impeller disposed inside the pump chamber and rotatably supported by a pivot bearing, and a permanent built in the impeller A magnetic coupling device that rotationally drives the magnet through the partition wall, the impeller supported in the rotational axis direction with respect to the casing is driven by the magnetic coupling device, and the rotational axis line is provided via the inflow port. In a sealless centrifugal pump configured to apply pressure to a liquid introduced from a direction and feed the liquid radially from the outlet,
The pivot bearing includes a pivot shaft positioned at the center of the rotating shaft of the impeller, and a two-point support bearing portion that supports the pivot shaft from both sides on the axial center line of the inlet,
The magnetic coupling device is disposed on a line inclined from the impeller rotation surface toward the rotation axis toward the inlet, and
A centrifugal pump characterized in that a through-hole in the rotation axis direction is formed at the rotation center of the impeller.
前記ピボット軸受は、少なくとも前記ビボット軸の一部が前記羽根車より前記流入口側へ突出していることを特徴とする請求項1に記載の遠心ポンプ。
2. The centrifugal pump according to claim 1, wherein at least a part of the bibot shaft of the pivot bearing protrudes from the impeller toward the inlet.
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