JP2008063981A

JP2008063981A - 縦型水中ポンプ

Info

Publication number: JP2008063981A
Application number: JP2006240982A
Authority: JP
Inventors: Sadahiko Chatani; 貞彦茶谷
Original assignee: Terada Pump Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Terada Pump Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2008-03-21

Abstract

【課題】ケーシングカバーの上面に形成された環状の凹部を空気室に利用することで、オイル室内のオイル量増大を既存の縦型水中ポンプにも適用することができ、これにより、運転可能時間を大幅に伸ばすことができる縦型水中ポンプを提供する。
【解決手段】モータのハウジング５内で渦巻き室とモータの間に、渦巻き室とモータの間を封止するダブルメカニカルシール８、９を潤滑するためのオイル室１０が設けられている縦型水中ポンプにおいて、オイル室１０内の底部に、ダイアフラム２１を張設してその下部にオイル室１０と隔離された空気室２２を形成している。
【選択図】図１

Description

この発明は、縦型水中ポンプ、更に詳しくは、メカニカルシールを潤滑するオイルの減少によって規定される運転可能時間の長時間化を可能にすると共に、メカニカルシールに対する潤滑オイルの供給が確実に行え、メカニカルシールの耐久性を向上させることができるようにした縦型水中ポンプに関する。

一般に市販されている水中ポンプは、図３に示すように、内部が渦巻き室１となるポンプケーシング２の上にケーシングカバー３を介してモータ４のハウジング５を水密に固定し、モータ軸６の渦巻き室１内に位置する下端に羽根車７を取付け、前記モータ４のハウジング５内で渦巻き室１とモータ４の間に、渦巻き室１とモータ４の間を封止するダブルメカニカルシール８、９を潤滑するためのオイル室１０が設けられている。

図４は、従来のオイル室１０の構造を示し、オイル室１０はケーシングカバー３とモータ４のハウジング５間に中空室として形成され、ケーシングカバー３の上面は、モータ軸６の周囲に下位メカニカルシール８が納まる筒壁１１と、周囲にモータ４のハウジング５を結合する周壁１２を有し、筒壁１１と周壁１２の間が環状の凹部１３になっていると共に、上位メカニカルシール９がモータ４のハウジング５側に位置している。

上記のようなオイル室１０は、メカニカルシール８、９の摺動発熱やモータ４の発熱によるオイルＡの膨張を見込んで、オイル量をオイル室１０の容積の８０％程度とし、オイル室１０の上方部に空気溜まり１４を作っている。

また、上位メカニカルシール９に対するオイルＡの供給潤滑が行えるよう、下位メカニカルシール８には、回転時にオイルＡをかき上げて上位メカニカルシール９に供給する攪拌羽根１５が設けられている。

上記オイル室１０内のオイルＡは、ポンプの稼動にともなって時間的に減少することになり、上位メカニカルシール９が潤滑されない限界油面まで油面が低下するまでの時間がポンプの運転可能時間となる。

ここで、図４のオイル室形状において、オイルＡが減少して上位メカニカルシール９が潤滑されなくなる限界油面ｂを調査した結果、初期封入量がオイル室全容量の８０％である２００ｍｌに対して１６２ｍｌであった。

この結果より、オイルＡの減少量＝２００−１６２＝３８ｍｌとなり、
ポンプ稼動時の１時間当たりのオイル減少量を０．０１ｍｌ／１ｈｒとすると、運転可能時間ＬＨは
ＬＨ＝３８／０．０１＝３８００ｈｒとなる。

上記のように、従来の縦型水中ポンプは、オイル量の減少により起因する運転可能時間が短く、オイル室１０に対するオイル補充のメンテナンスのサイクルが短いという問題がある。

また、上位メカニカルシール９の潤滑を攪拌羽根１５で行う構造では、油面の低下と共にオイル供給機能が悪くなり、上位メカニカルシール９の損傷を招き易いという危惧がある。

上記した上位メカニカルシールの潤滑を維持する方法として、オイルの体積変化に反比例して体積が膨張収縮するオイルチャンバーをオイル室内に設け、オイル室内のオイル量の増大を図るようにした縦型水中ポンプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２２７０８８号公報

ところで、オイル室内にオイルチャンバーを設ける構造は、オイルチャンバーの組み込みができるようにオイル室内を特別の構造に設計しなければならず、既存の縦型水中ポンプに対する採用が困難である。

更に、ケーシングカバーが凹部を有する縦型水中ポンプにおいては、凹部内にオイルチャンバーを設置しても、凹部のデッドスペースを解消することができず、オイルの有効利用を図れないものである。

そこで、この発明の課題は、上記のような問題点を解決するため、ケーシングカバーの上面に形成された環状の凹部がオイル室のデッドスペースになっている点に着目し、このデッドスペースを空気室に利用することで、オイル室内のオイル量増大を既存の縦型水中ポンプにも適用することができ、これにより、運転可能時間を大幅に伸ばすことができると共に、上位メカニカルシールの潤滑が確実に行える縦型水中ポンプを提供することにある。

上記のような課題を解決するため、この発明は、メカニカルシールの潤滑を行うオイル室内の底部に、ダイアフラムを張設してその下部にオイル室と隔離された空気室を設けた構成を採用したものである。

また、上記ダイアフラムに、メカニカルシールの外側を囲み、その上端がオイル室の上面に達する分離筒体を設け、この分離筒体の内周面にオイルを上方に誘導するための螺旋溝を形成し、前記分離筒体の下部にオイルの流入口と上部にオイルの流出口を設けた構造とすることができる。

ここで、縦型の水中ポンプは、内部が渦巻き室となるポンプケーシングの上にケーシングカバーを介してモータのハウジングを水密に固定し、モータ軸の渦巻き室内に位置する下端に羽根車を取付け、前記モータのハウジング内で渦巻き室とモータの間に、渦巻き室とモータの間を軸封するダブルメカニカルシールを潤滑するためのオイル室が設けられている。

上記ケーシングカバーは、上面がモータ軸の周囲に下位メカニカルシールが納まる筒壁と、周囲にモータのハウジングを結合する周壁を有し、筒壁と周壁の間が環状の凹部になっていると共に、ダイアフラムは前記凹部上に張設された環状となり、その内周が筒壁に水密状態で外嵌し、外周部がケーシングカバーとハウジング間に水密に挟まれ、従来デッドスペースであった凹部を空気室に形成し、この空気室がオイルの体積変化を吸収することで、オイル室内にオイルを満杯に封入することができるようにしている。

また、上記メカニカルシールの外側を分離筒体で囲むことにより、メカニカルシールと共に内部のオイルが旋回し、螺旋溝がオイルを上方に誘導することで流入口から流出口にオイルの上昇流が生じ、これによって上位メカニカルシールへのオイルの供給が確実に行える。

この発明によると、メカニカルシールの潤滑を行うオイル室内の底部にダイアフラムを張設し、オイル室の下部にオイル室と隔離された空気室を設けたので、この空気室がオイルの体積変化を吸収することで、オイル室内にオイルを満杯に封入でき、メカニカルシールに対するオイル潤滑が長く維持できることで縦型水中ポンプの運転可能時間を大幅に伸ばすことができる。

また、ダイアフラムの張設による空気室の形成は、ケーシングカバーの上面に環状の凹部を有する構造の縦型水中ポンプにおいて、オイル室内のオイル量増大を既存の縦型水中ポンプにもそのまま適用することができる。

更に、ケーシングカバーの上面に環状の凹部を有する構造の縦型水中ポンプにおいて、凹部を空気室とすることにより、デッドスペースとなる凹部を有効利用し、オイル室に封入するオイル量の削減が可能になる。

更にまた、内周に螺旋溝を設けた分離筒体でメカニカルシールの外側を囲むことにより、メカニカルシールと共に内部のオイルが旋回し、螺旋溝がオイルを上方に誘導することで流入口から流出口にオイルの上昇流が生じ、これによって上位メカニカルシールへのオイルの供給が確実に行える。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、縦型水中ポンプの基本的な構造は、図３と図４と同一であるので、同一部分に同一符号を付すことによって説明に代える。

図１は、この発明の第１の実施の形態を示し、縦型水中ポンプにおいて、メカニカルシール８と９の潤滑を行うオイル室１０は、ケーシングカバー３とモータ４のハウジング５間に中空室として形成され、ケーシングカバー３の上面は、モータ軸６の周囲に下位メカニカルシール８が納まる筒壁１１と、周囲にモータ４のハウジング５を結合する周壁１２有し、筒壁１１と周壁１２の間がダイアフラム２１の張設によってオイル室１０と隔離された環状の空気室２２になっている。

上記ダイアフラム２１は、筒壁１１と周壁１２間の上部に張設された環状となり、その内周が筒壁１１に水密状態で外嵌し、外周部がケーシングカバー３とハウジング５間に水密に挟まれ、従来デッドスペースであった図４の凹部１３を空気室２２に形成し、この空気室２２がオイルＡの体積変化を吸収することで、オイル室１０内にオイルＡを満杯に封入することができるようにしている。

このように、オイル室１０の下部に空気室２２を設けるようにすれば、上位メカニカルシール９に対する潤滑の限界油面は図３で示した攪拌羽根式と同一であっても、オイルＡの許容減少量が多く取れるという利点がある。

ちなみに、図４と同じ条件のオイル室１０において、限界油面ｂは同一攪拌羽根１５を使用するため変わらない。
従って、この場合限界油面ｂまでのオイル量は、
３８ｍｌ＋（２００×（０．２／０．８）ｍｌ＝８８ｍｌとなり、
縦型水中ポンプの運転可能時間は
ＬＨ＝８８／０．０１＝８８００ｈｒとなり
従来の攪拌羽根式縦型水中ポンプに比較してオイル室１０の形状が同一であっても、２倍以上の運転時間がとれるようになる。

図２は、この発明の第２の実施の形態を示し、上位メカニカルシール９に対する潤滑のための攪拌羽根１５を省き、上記したダイアフラム２１に、モータ軸６と同軸心の配置となってメカニカルシール８、９の外側を囲み、その上端がオイル室１０の上面に達する円筒状の分離筒体２３を一体に設け、この分離筒体２３の内周面にオイルＡを上方に誘導するための螺旋溝２４を形成し、前記分離筒体２３の下部にオイルの流入口２５と上部にオイルの流出口２６を設けた構造になっている。

上記のように、内周に螺旋溝２４を設けた分離筒体２３でメカニカルシール８、９の外側を囲むことにより、下位メカニカルシール８と共に内部のオイルＡが旋回し、螺旋溝２４がオイルＡを上方に誘導することで流入口２５から流出口２６にオイルＡの上昇流が生じ、これによって上位メカニカルシール９の摺動面へのオイルＡの供給が確実に行え、攪拌羽根式に比べて限界油面を下げることができるので、ポンプの運転時間を更に長くすることができる。

この発明に係る縦型水中ポンプの第１の実施の形態の要部を示す縦断正面図この発明に係る縦型水中ポンプの第２の実施の形態の要部を示す縦断正面図従来の縦型水中ポンプを示す要部切り欠き正面図従来の縦型水中ポンプの要部を拡大した縦断正面図

符号の説明

１渦巻き室
２ポンプケーシング
３ケーシングカバー
４モータ
５ハウジング
６モータ軸
７羽根車
８メカニカルシール
９メカニカルシール
１０オイル室
１１筒壁
１２周壁
１３凹部
１４空気溜まり
１５攪拌羽根
２１ダイアフラム
２２空気室
２３分離筒体
２４螺旋溝
２５流入口
２６流出口

Claims

メカニカルシールの潤滑を行うオイル室内の底部に、ダイアフラムを張設してその下部にオイル室と隔離された空気室を設けた縦型水中ポンプ。
上記ダイアフラムに、メカニカルシールの外側を囲み、その上端がオイル室の上面に達する分離筒体を設け、この分離筒体の内周面にオイルを上方に誘導するための螺旋溝を形成し、前記分離筒体の下部にオイルの流入口と上部にオイルの流出口を設けた請求項１に記載の縦型水中ポンプ。