JP2011017324A - Seal structure and feed water pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、漏水を防止するシール構造及びこのシール構造を有する給水ポンプに関する。 The present invention relates to a seal structure for preventing water leakage and a water supply pump having the seal structure.
現在、建造物等に水を給水する装置として、モータとポンプを有し、モータの回転軸を、ポンプのインペラに接続することで、モータを運転することでポンプを駆動し、インペラによって水を増圧給水する給水ポンプが知られている。 Currently, as a device for supplying water to buildings, etc., it has a motor and a pump, and by connecting the rotating shaft of the motor to the impeller of the pump, the pump is driven by operating the motor, and water is supplied by the impeller. A water supply pump for increasing the pressure of water supply is known.
このような給水ポンプには、回転軸とポンプケーシングとの間隙からの漏水を防止するために、密封シールとしてメカニカルシール等が用いられているものがある(例えば、特許文献1参照)。また、エンジンの冷却水を供給する循環ポンプに持ちられる給水ポンプとして、ポンプとドレン室と間にメカニカルシールを設け、ドレン室と出力軸の軸受との間に、回転軸と摺動可能、且つ、流体を密封するオイルシールが設けられたものも知られている(例えば、特許文献2参照)。このような給水ポンプによれば、軸受へ水の浸入をオイルシールにより防止することが可能となる。 Some of these water supply pumps use a mechanical seal or the like as a hermetic seal in order to prevent water leakage from the gap between the rotating shaft and the pump casing (see, for example, Patent Document 1). Further, as a water supply pump held by a circulation pump for supplying engine cooling water, a mechanical seal is provided between the pump and the drain chamber, and the rotary shaft can slide between the drain chamber and the output shaft bearing. Also known are those provided with an oil seal for sealing a fluid (see, for example, Patent Document 2). According to such a water supply pump, it is possible to prevent water from entering the bearing by the oil seal.
上述した給水ポンプでは、以下の問題があった。即ち、メカニカルシール等の密封シールを用いた給水ポンプでは、長期間の使用停止によってメカニカルシールに接触した水が蒸発等すると、水に含有されるカルシウムや塩素等の含有物が析出した析出物がメカニカルシールに固着する虞がある。このような析出物は、メカニカルシールの回転の阻害や、回転による析出物の摺動により摺動面の劣化等の虞がある。また、析出物の付着状態によっては、メカニカルシールの固着となる虞もある。これにより、メカニカルシールのシール機能の低下となる虞がある。 The above-described water supply pump has the following problems. That is, in a water supply pump using a hermetic seal such as a mechanical seal, when the water in contact with the mechanical seal evaporates due to a long-term use stoppage, a precipitate in which contents such as calcium and chlorine contained in the water are precipitated is deposited. There is a risk of sticking to the mechanical seal. Such precipitates may hinder the rotation of the mechanical seal and may cause deterioration of the sliding surface due to sliding of the precipitates due to rotation. Moreover, there is a possibility that the mechanical seal may be fixed depending on the deposit state. Thereby, there exists a possibility that the sealing function of a mechanical seal may fall.
そこで本発明は、密封シールのシール機能の低下を防止可能なシール構造、及び、給水ポンプを提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a seal structure and a water supply pump that can prevent a decrease in the sealing function of the hermetic seal.
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のシール構造及び給水ポンプは、次のように構成されている。 In order to solve the above problems and achieve the object, the seal structure and the water supply pump of the present invention are configured as follows.
本発明の一態様として、その内面側に流体が充満する圧力容器に設けられた挿通孔と、その一部を前記挿通孔から前記圧力容器の内面側に挿通する回転体との間隙を密封するシール構造であって、前記挿通孔から挿通された前記回転体と前記挿通孔との間隙に設けられ、前記回転体と前記圧力容器との間隙を密封する密封シールと、前記密封シールに隣接して前記挿入孔に設けられた第1封止環、前記回転体の回転に伴って回転可能に前記回転体に設けられ、その側面に前記第1封止環の側面と摺動する舌片を有する第2封止環、前記第1封止環の側面と前記舌片と前記回転体の外面とにより形成された円環状の空間部、及び、前記空間部に充填されたグリス、を具備する封止シールと、を備えることを特徴とするシール構造が提供される。 As one aspect of the present invention, a gap between an insertion hole provided in a pressure vessel filled with fluid on its inner surface side and a rotating body that is partially inserted from the insertion hole to the inner surface side of the pressure vessel is sealed. A seal structure, provided in a gap between the rotary body inserted through the insertion hole and the insertion hole, and sealing a gap between the rotary body and the pressure vessel; and adjacent to the seal seal A first sealing ring provided in the insertion hole, a tongue piece which is provided on the rotary body so as to be rotatable with the rotation of the rotary body, and which slides on a side surface of the first sealing ring on the side surface thereof. A second sealing ring having an annular space formed by a side surface of the first sealing ring, the tongue, and an outer surface of the rotating body, and grease filled in the space. A sealing structure is provided, comprising: a sealing seal.
本発明の一態様として、固定子及び回転子を有するモータと、このモータの回転子にその一部が固定された回転軸と、この回転軸の他部に固定されたインペラ、このインペラを収納するポンプケーシング、及び、このポンプケーシングに設けられ、前記回転軸を挿通させる挿通孔を有し、前記回転子の回転により、前記回転軸を介して前記インペラが駆動されるポンプと、前記挿通孔とこの挿通孔から挿通された前記回転軸との間隙に設けられ、前記回転軸と前記ポンプケーシングとの間隙を密封する密封シールと、前記固定環に隣接して前記挿入孔に設けられた第1封止環、前記回転軸の回転に伴って回転可能に前記回転軸に設けられ、その側面に前記第1封止環の側面と摺動する舌片を有する第2封止環、前記第1封止環の側面と前記舌片と前記回転軸の外面とにより形成された円環状の空間部、及び、前記空間部に充填されたグリス、を具備する封止シールと、を備えることを特徴とする給水ポンプが提供される。 As one aspect of the present invention, a motor having a stator and a rotor, a rotating shaft partially fixed to the rotor of the motor, an impeller fixed to the other part of the rotating shaft, and the impeller are accommodated A pump casing, a pump provided in the pump casing and having an insertion hole through which the rotating shaft is inserted, and the impeller being driven via the rotating shaft by rotation of the rotor, and the insertion hole And a sealing seal that seals a gap between the rotary shaft and the pump casing, and a first seal provided in the insertion hole adjacent to the fixed ring. 1st sealing ring, 2nd sealing ring which is provided in the said rotating shaft so that rotation is possible with rotation of the said rotating shaft, and has a tongue piece which slides on the side surface of the said 1st sealing ring, the said 1st 1 Side surface of sealing ring and tongue Space of annular shape formed by the outer surface of the rotary shaft, and a water supply pump, characterized in that it comprises a sealing seal having a grease, filled in the space portion is provided.
本発明によれば、メカニカルシール等の密封シールの固着を確実に防止することが可能となり、メカニカルシールのシール機能の低下を防止するとともに、メンテナンス性を向上することが可能なシール構造及び給水ポンプを提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the seal structure and water supply pump which can prevent reliably the sealing seals, such as a mechanical seal, can prevent the fall of the sealing function of a mechanical seal, and can improve maintainability. Can be provided.
以下、本発明の一実施の形態に係るシール構造22を用いた給水ポンプ1を図1及び図2を用いて説明する。
Hereinafter, a
図1は本発明の一実施の形態に係るシール構造22を用いた給水ポンプ1の構成を示す断面図、図2は同シール構造22の構成を拡大して示す断面図である。なお、図1、2中、Bはボルトを、Eは設置床面を、Fは水の流路を、Pはパッキンを、Nはナットをそれぞれ示している。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a
図1に示すように、給水ポンプ1は、ベース10と、ベース10に固定されたポンプ11と、ポンプ11に接続されたモータ12と、モータ12の回転をポンプ11に伝達可能に設けられた回転軸(回転体)13と、を備えている。ベース10は、設置床面Eに設置可能に形成されている。また、ベース10は、ポンプ11をボルト等で固定可能に形成されている。
As shown in FIG. 1, the
ポンプ11は、ポンプケーシング(圧力容器)20と、ポンプケーシング20内に設けられたインペラ21と、その一部がポンプケーシング20内に位置し、インペラ21と接続された回転軸13と、を備えている。また、ポンプ11は、ポンプケーシング20と回転軸13との間隙を密封することで、ポンプケーシング20と回転軸13との間隙からポンプケーシング20内に充満する水が漏洩することを防止するシール構造22を備えている。
The pump 11 includes a pump casing (pressure vessel) 20, an impeller 21 provided in the pump casing 20, and a
ポンプケーシング20は、例えば、その外面に凹部24aを有する第1ケース24と、その外面に凹部24aと対向する凹部25aを有し、第1ケース24にパッキンPを介装してボルトB等により固定される第2ケース25と、を備えている。ポンプケーシング20は、これら凹部24a,25aが互いに対向するように第1ケース24と第2ケース25が組み合わされることで形成される。また、ポンプケーシング20は、呼水孔27a及び逆止弁27bが設けられた吸込口27と、吐出口28と、ドレン口29と、を備えている。
The pump casing 20 has, for example, a
第1ケース24は、吸込口27と、吐出口28と、ドレン口29と、が設けられている。第1ケース24は、吸込口27から凹部24aまでの流路が形成されているとともに、凹部24aから吐出口28及びドレン口29までの流路が形成されている。なお、これら流路は、凹部24aを介して連続して形成されている。
The
第2ケース25は、回転軸13が挿通される挿通孔30を有している。なお、この挿通孔30は、2つの異なる内径を有する段状に形成されている。挿通孔30は、第1ケース24側(ポンプケーシング20の内面側)に位置する内径30aが、モータ12側(ポンプケーシング20の外面側)に位置する内径30bよりも大径に形成されている。これら挿通孔30の内径は、何れも、回転軸13の外面と所定の距離離間する径に形成されている。
The
第1ケース24及び第2ケース25は、凹部24a,25aが互いに対向して固定されることで、凹部24a,25aの組み合わせにより形成された空間、即ちポンプ室32が形成される。
In the
詳しく説明すると、ポンプ室32は、第1ケース24と第2ケース25とが互いに対向することで、各凹部24a,25aの組み合わせにより形成される空間であって、インペラ21が収納可能に形成されている。ポンプ室32は、第1ケース24の吸込口27から凹部24aまでの流路と連続している。また、ポンプ室32は、凹部24aから吐出口28及びドレン口29までの流路連続している。即ち、ポンプケーシング20内には、ポンプ室32が形成されることにより、吸込口27からポンプ室32を介して、吐出口28及びドレン口29まで連続する流路Fが形成されている。
More specifically, the
インペラ21は、吸込み側に位置し、ポンプ室32内の凹部24aの壁面に固定される第1シュラウド35と、回転軸13に固定されるとともに、複数の羽根36を有する第2シュラウド37と、を備えている。
The impeller 21 is located on the suction side, and is fixed to the wall surface of the
第1シュラウド35は、その中心が開口することで、この開口により吸込口27とポンプ室32との間の流路Fの一を成し、第2シュラウド37の中央側への流路を形成可能に形成されている。第2シュラウド37は、キー等によって回転軸13に回転方向に規制されており、回転軸13の回転に伴って回転可能に固定されている。また、第2シュラウド37は、ナットN等により、回転軸13の軸心方向への脱離を防止可能に、回転軸13に固定されている。なお、第2シュラウド37と第2ケース25との間には、シール構造22の一部が設けられている。
The center of the first shroud 35 is opened, and this opening forms one of the flow paths F between the suction port 27 and the
モータ12は、モータケーシング40と、モータケーシング40内にその一部が配置された回転軸13と、モータケーシング40内に設けられた固定子41と、この固定子41と隣接して設けられ、回転軸13に固定された回転子42と、を備えている。モータ12は、モータケーシング40の外部に設けられ、供給電源等の外部電源に接続されるとともに、固定子41に接続された制御部43を備えている。また、モータ12は、モータケーシング40内に固定されるとともに、回転軸13を回転可能に支持(軸支)する2つの軸受44が設けられている。
The motor 12 is provided adjacent to the
モータケーシング40は、複数のケースが組み合わさることで形成されている。固定子41は、モータケーシング40内に固定されている。また、固定子41は、制御部43に電気的に接続されている。即ち、固定子41は、制御部43から供給される電力によって、回転子42を回転可能に形成されている。
The
回転軸13は、一端側がポンプ11内に配置されるとともに、他端側がモータ12内に配置されている。回転軸13は、その一部に、シール構造22の一部を固定可能な固定部47が形成されている。
The rotating
固定部47は、回転軸13の異なる外径の段差により形成されている。固定部47は、シール構造22の一部を挿入する挿入側を小径部47aと、シール構造22の一部をその側面で当接することで支持する大径部47bとにより構成されている。
The fixed
また、回転軸13は、モータ12との間に設けられる2つの軸受44を嵌合し、固定可能に形成されている。なお、回転軸13は、シール構造22の一部を固定させる固定部47だけでなく、各構成品を設けるために、その外径が各位置によって異なる径に形成されているが、その詳細は省略する。
Further, the
回転軸13は、ポンプ11側に設けられた軸受44とポンプケーシング20との間に設けられ、モータケーシング40と回転軸13との間隙への水の浸入を防止する鍔部48を備えている。この鍔部48は、少なくともモータケーシング40と回転軸13との間隙を覆う円環薄板状に形成されている。即ち、モータケーシング40と回転軸13との間隙は、鍔部48によって回転軸13の軸心方向が覆われている。このような鍔部48は、回転軸13の軸心方向に飛散する水がモータケーシング40と回転軸13との間隙へ浸入することを防止可能な形状であれば、その形状は特に限定されない。
The
制御部43は、外部電源と接続可能に形成されるとともに、固定子41に電力を供給可能に形成されている。また、例えば制御部43は、固定子41に供給する電力を可変可能に形成されており、回転軸13の回転数を可変可能な所謂インバータの機能を有していてもよい。
The control unit 43 is formed so as to be connectable to an external power source and is capable of supplying power to the stator 41. Further, for example, the control unit 43 is formed so as to be able to vary the power supplied to the stator 41, and may have a so-called inverter function capable of varying the rotation speed of the
2つの軸受44は、一方が、モータケーシング40のポンプ11側、他方がモータケーシング40内に位置する回転軸13の端部側に設けられている。
One of the two
シール構造22は、ポンプ室32内の水の漏洩を防止可能、且つ、動的な密封シール、例えばメカニカルシール51と、このメカニカルシール51と隣接して設けられた封止シール52と、を備えている。
The
具体的に説明すると、図2に示すように、シール構造22は、回転軸13に固定される回転環54と、ポンプケーシング20に固定され、回転環54と摺動可能な固定環55と、ポンプケーシング20のモータ12側に固定される封止環56と、を備えている。なお、シール構造22は、ポンプ11側からモータ12側にかけて、回転環54、固定環55及び封止環56の順に設けられている。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
なお、メカニカルシール51は、これら回転環54と固定環55と、により構成されている。また、封止シール52は、封止環56と、封止環56に設けられたグリスと、により構成されている。
The
回転環54は、回転軸13に嵌合(固定)された第1回転環60と、この第1回転環60に設けられ、固定環55と摺動する第2回転環61と、第2回転環61を押圧するスプリング62と、を備えている。
The rotating
第1回転環60は、大小異なる2つの径を有する筒状に形成されている。第1回転環60は、その内周の一部が回転軸13と嵌合する小内径部60aと、その内周の他部が第2回転環61を嵌合可能に形成された大内径部60bと、を有している。小内径部60aは、その内周面と回転軸13の外周面との間隙をシール(密封)可能に、回転軸13が嵌合される。これにより、第1回転環60は、回転軸13の回転に伴って回転する。
The first
第1回転環60は、その大内径部60bに第2回転環61が嵌合可能に形成されている。また、第1回転環60は、スプリング62の座部を有している。
The first
第2回転環61は、その外径が第1回転環60の大内径部60bに嵌合可能に形成されるとともに、その内径が回転軸13の外径よりも大径に形成されている。第2回転環61は、摺動面61aを有する突起部61bを有している。なお、第1回転環60及び第2回転環61は、これらの間隙が第1回転環60の大内径部60bに第2回転環61が嵌合することで、シール可能に形成されている。
The second
摺動面61aは、固定環55と摺動可能に形成されている。突起部61bの断面形状は、摺動抵抗が低減可能な形状、例えば、摺動面61aの幅が突起部61bの付け根の幅よりも狭くなる先細形状に形成されている。
The sliding
スプリング62は所謂モノコイルスプリングであって、一方の端面がインペラ21の第2シュラウド37に、他方の端面が第1回転環60の座面にそれぞれ当接して配置されている。スプリング62は、第1回転環60を押圧する、即ち、回転環54をインペラ21と離間する方向に所定のばね力で押圧することで、固定環55に摺動面61aを所定の圧力で押圧可能に形成されている。
The spring 62 is a so-called monocoil spring, and one end surface is disposed in contact with the
固定環55は、ポンプケーシング20の第2ケース25に設けられた挿通孔30の大径な内径30a側に設けられている。即ち、固定環55は、挿通孔30のインペラ21側(ポンプケーシング20の内面側)に位置することとなる。固定環55は、挿通孔30に嵌合される第1固定環65と、この第1固定環65に嵌合され、第2回転環61の摺動面61aと摺動する摺動面66aを有する第2固定環66と、を備えている。
The
第1固定環65は、挿入孔30の内周面と、挿入孔30に挿入されるその外周面との間隙をシール(密封)可能に挿入孔30に嵌合されている。なお、第1固定環65の内径は、第2固定環66の内径よりも大径に形成されている。第2固定環66の内径は、回転軸13の外径よりも若干大きく形成されている。即ち、第2固定環66は、回転軸13と微小な間隙を有して離間している。また、第1固定環65及び第2固定環66は、これらの間隙が、第1固定環65及び第2固定環66の嵌合によりシール可能に形成されている。
The first fixed
封止環56は、第2ケース25に設けられた挿通孔30の小径の内径30b及び回転軸13に設けられている。即ち、封止環56は、挿通孔30のモータ12側に設けられることで、第2ケース25の外部に露出している。
The sealing
封止環56は、挿通孔30の小径側の内径30bに設けられた第1封止環68と、この第1封止環68の端面と当接する第2封止環69と、この第2封止環69を支持する第3封止環70と、を備えている。また、封止環56は、グリスが充填される空間部71を有している。
The sealing
第1封止環68は、所謂ブッシュであって、第2ケース25の内径30bに嵌合される。これにより、第1封止環68は、第2ケース25に固定されることとなる。また、第1封止環68は、その内径が回転軸13と微小な間隙を有して離間する径に形成されている。
The
第1封止環68は、第2封止環69と当接する端面が第2封止環69と摺動可能に形成されている。また、第1封止環68は、第2ケース25に嵌合することで、第1封止環68と第2ケース25との間隙(嵌合部)を密封可能な精度で形成されている。なお、第2ケース25と第1封止環68との間に、Oリング等の密封シールを介しても良い。
The
また、例えば、このような第1封止環68は、CAC(Copper Alloy Castings)等の材料により形成されている。なお、第1封止環68は、第1固定環65に隣接して、ポンプケーシング20の外面側に位置する挿通孔30の内径30bに嵌合されている。
Further, for example, such a
第2封止環69は、所謂動的シール部材であって、方形の断面を有する円環状に形成されるとともに、第1封止環68と対向する端面に舌片69aを有している。第2封止環69は、ニトリルゴム等の弾性を有し、摺動が可能な樹脂材料で形成されている。この第2封止環69は、回転軸13の小径部47aに嵌合することで、回転軸13の回転に伴って回転可能に形成されている。また、第2封止環69は、回転軸13と当接する内周面によって、第2封止環69と回転軸13との間隙をシール可能に形成されている。
The
舌片69aは、第2封止環69の端面の回転軸13側から、第2封止環69の外周側に向って所定の角度で突出する円環状に形成されている。この舌片69aは、その先端が第1封止環68の側面に摺動可能に当接する。
The
第3封止環70は、所謂スリーブであって、回転軸13に嵌合されている。例えば、第3封止環70は、回転軸13の小径部47aに嵌入されるとともに、その一方の端面が第2封止環69と当接し、他方の端面が回転軸13の大径部47bの側面と当接する。このように、第3封止環70は、その軸心方向の長さ等を調整することで、第2封止環69の位置決めが可能に形成されている。
The
空間部71は、互いに対向する第1封止環68の端面、舌片69a及び回転軸13の外周面によって、その断面形状が略三角形の円環状に形成されている。グリスは、この空間部71に充填されている。グリスは、例えば、第2封止環69が回転しても、飛散しない程度の粘度を有している。例えば、このようなグリスは、給水ポンプ1を飲料水等の生活用水に用いる場合に、万が一水に混入しても人体に悪影響のないものを用いる。このように、グリスの種類は、給水ポンプ1の用途等に応じて適宜設定可能である。
The
このように構成された給水ポンプ1によれば、給水ポンプ1により水を増圧給水するために、先ず、制御部43からモータ12へ電力を供給する。この供給された電力により、固定子41は、回転子42を回転させる。回転子42の回転に伴って、回転軸13が回転する。
According to the
ポンプ11のポンプ室32に配置されたインペラ21は、回転軸13の回転に伴って回転する。即ち、モータ12が運転されることによって、ポンプ11が駆動されることとなる。ポンプ11の駆動によってインペラ21が回転し、インペラ21の第1シュラウド35の中心側から水が吸い込まれるとともに、インペラ21の回転によって羽根36で吸い込まれた水が増圧される。この増圧された水は、インペラ21の側面からポンプケーシング20内を介して吐出口28から給水ポンプ1の二次側へ吐出される。
The impeller 21 disposed in the
このような給水ポンプ1の駆動時において、ポンプ室32内には、増圧された水の水圧が印加される。このときの、回転軸13と第2ケース25との間隙の水の漏洩は、シール構造22によって防止されることとなる。
When the
具体的に説明すると、ポンプ11の駆動時において、シール構造22は、回転軸13の回転に伴って回転環54が回転しており、固定環55が第2ケース25に固定されている。このため、第2回転環61の突起部61bの摺動面61aと第2固定環66の摺動面66aとが摺動する。
Specifically, when the pump 11 is driven, in the
第2回転環61は、スプリング62により所定のばね力で第2固定環66側へ押圧されている。第2回転環61が所定の力で第2固定環66を押しながら互いの摺動面61a,66aが摺動することで、シールされる。即ち、回転軸13とポンプケーシング20の挿入孔30との間隙は、メカニカルシール51によりシールされることとなり、ポンプ室32内に充満する水を漏洩させることなく、ポンプ室32を密封させる。
The second
また、回転軸13の回転に伴って、回転軸13に固定された第2封止環69が回転することで、第1封止環68と第2封止環69とが摺動する。このとき、第2封止環69は、第3封止環70によって位置決めされており、この第3封止環70により舌片69aが所定の力で押圧されるため、つぶれ変形を成して第1封止環68に当接している。
Further, as the
この状態で第2封止環69が回転するため、第1封止環68と第2封止環69とが摺動するとともに、空間部71にはグリスが充填されていることから、第1封止環68と第2封止環69でシールされるため、外気が第1封止環68と回転軸13との間隙から浸入しない。
Since the
即ち、メカニカルシール51及び封止シール52により、回転軸13と第2ケース25との間隙は密封されることとなる。このように、シール構造22により、ポンプ室32内の水が外部に漏洩することが防止されるとともに、外気がポンプ室32内に侵入することがない。
That is, the gap between the
次に、給水ポンプ1の停止時について説明する。給水ポンプ1の停止時には、回転軸13も停止することとなる。このため、メカニカルシール51は、スプリング62による回転環54の押圧により、回転環54と固定環55との当接によって、ポンプ室32内の水が、第2ケース25と回転軸13との間隙から漏洩することを防止する。
Next, the stop time of the
このときのポンプ室32内の水圧は、ポンプ11の駆動停止により低下するため、スプリング62によりメカニカルシール51でシールが可能となる。なお、ポンプ室32内の水は、停止するメカニカルシール51の回転環54及び固定環55から漏洩したとしても、封止シール52の第1封止環68、第2封止環69及びグリスにより、ポンプケーシング20から外部へと水が漏洩することがない。即ち、ポンプ室32内の水の外部への漏洩は、メカニカルシール51及び封止シール52によって防止される。
Since the water pressure in the
また、封止シール52は、第1封止環68、第2封止環69及びグリスにより、外気はポンプ室32内に浸入することがない。このため、ポンプ室32内の水が外気に曝されることがない。特に、封止シール52とメカニカルシール51との間、及び/又は、ポンプ室32とメカニカルシール51との間にそれぞれ充満している水が外気に曝されることがない。このため、これらに位置する水の蒸発が防止されることとなる。
The sealing
また、給水ポンプ1の使用によって、封止シール52の第1封止環68が摩耗し、封止シール52のシール性が低下しても、第1封止環68の交換、又は、第1封止環68の摺動面の再加工を行えば良い。
Further, even if the
たとえば、第1封止環68の再加工による第1封止環68の厚さの変化が発生した場合には、第3封止環70を交換、又は、追加することで対応できる。即ち、スペーサである第3封止環70を調整することで、第2封止環69を第1封止環68へ所定の圧力で押圧させることが可能となる。このため、封止シール52のメンテナンス性が向上することとなり、維持コストを削減することが可能となる。
For example, when a change in the thickness of the
また、万が一、メカニカルシール51及び封止シール52の破損等によってシール機能の低下や喪失が発生した場合であっても、回転軸13と第2ケース25との間隙から漏水した水は、回転軸13に設けられた鍔部48により、モータ12内に水が浸入することを防止する。即ち、鍔部48は、モータケーシング40と回転軸13との間隙から、モータケーシング40内に水が浸入することを防止する。このため、軸受44が水に曝されることで、軸受44の機能の低下を防止することが可能となる。
Even if the sealing function is deteriorated or lost due to breakage of the
このように構成されたシール構造22を用いた給水ポンプ1によれば、ポンプ11の漏水を防止するメカニカルシール51の周囲の水が外気に曝されることがない。このため、メカニカルシール51の周囲の水の蒸発を防止することが可能となる。
According to the
特に、このようなメカニカルシール51を用いた場合には、メカニカルシール51の周囲の水が蒸発すると、水に含有されるミネラル等の含有物が析出される。この含有物が析出した析出物が、メカニカルシール51に付着すると、メカニカルシール51の回転環54の回転を阻害する虞があるとともに、析出物により、摺動面61a,66aの破損(裂傷)や摺動の阻害等により、シール性の低下を招く虞がある。
In particular, when such a
しかし、シール構造22により、水の蒸発を防止することで、メカニカルシール51のシール機能の低下を防止することが可能となる。このように、シール構造22、特に、メカニカルシール51のシール機能の維持が可能となり、メカニカルシール51の信頼性の向上となり、ポンプ11の信頼性の向上にもなる。
However, it is possible to prevent the sealing function of the
また、シール構造22のシール機能の低下等により、回転軸13と挿通孔30との間隙から水が漏洩した場合であっても、鍔部48は、回転軸13の軸心方向の水を塞き止めるため、モータ12内への水の浸入を防止することが可能となる。このように、鍔部48により、軸受44へ水が浸入することがない。また、同様に、モータケーシング40内へ水が浸入することがない。鍔部48は、モータ12内への水の浸入を防止することで、モータ12の機能の低下を防止するとともに、モータ12の寿命の低下を防止可能となる。
Even when water leaks from the gap between the
さらに、封止シール52は、第2封止環69が、回転軸13を摺動する軸シール等ではなく、第1封止環68と摺動する構成としたことで、摺動により摺動する摩耗面は、第1封止環68及び第2封止環69の摺動部となる。これにより、回転軸13が摺動により摩耗することがない。
Further, the sealing
即ち、摺動による摩耗は、封止シール52の構成品となることから、給水ポンプ1の駆動によるシール機能の低下がある場合には、封止シール52のいずれかを交換、又は、再加工すればよく、交換コストを低減することが可能となり、メンテナンス性が向上する。
That is, since wear due to sliding becomes a component of the sealing
また、回転軸13に固定部47を設け、封止シール52の位置決めをすることで、他の構成を必要とせず、簡単な構成とすることが可能となり、部品点数の増大に伴う信頼性の低下を防止することが可能となる。
In addition, by providing the fixed
これらのように、給水ポンプ1の寿命及び信頼性の向上とすることが可能となる。
As described above, the life and reliability of the
上述したように本実施の形態に係るシール構造22を用いた給水ポンプ1によれば、メカニカルシール51へ析出物が付着することを防止することが可能となり、メカニカルシール51のシール機能の低下を防止することが可能となる。また、シール機能の低下を防止することが可能となり、メカニカルシール51の寿命の向上となり、交換回数を低減することが可能となる。
As described above, according to the
また、封止シール52は、第1封止環68と第2封止環69との摺動部の摩耗等によるシール機能の低下があっても、交換、又は、再加工すればよく、メンテナンス性が良い。さらに、万が一、シール構造22のシール機能が停止しても、鍔部48により、モータ12内への水の浸入を防止することが可能となり、モータ12の信頼性を向上することにもなる。これららのことから、給水ポンプ1は、高い信頼性を有し、長寿命とすることが可能となる。
The sealing
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、メカニカルシール51に用いるスプリング62は、モノコイルスプリングを用いるとしたが、これに限定されない。即ち、メカニカルシール51は、マルチスプリングとして、複数個のスプリングを円周上に均一に配置させル構造でもよい。また、メカニカルシール51は、アンバランス形であってもバランス形であってもよい。但し、メカニカルシール51は、回転環54がポンプケーシング20の内面側に位置する、所謂インサイト形が望ましい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the example described above, the spring 62 used for the
また、上述した例では、密封シールにメカニカルシール51を用いるとしたが、例えば、他の回転摺動部のシールが可能な密封シールであっても良い。即ち、密封シールの周囲の水が外気に触れ、密封シールに析出物が析出することで、密封シールのシール性を低下させる虞がある場合であれば、封止シール52を用いることで、他の密封シールを用いた場合であっても、メカニカルシール51を用いた場合と同様にシール機能の低下を防止する効果を得ることが可能となる。
In the above-described example, the
また、上述した例では、封止シール52の封止環56には、第3封止環70を用いる構成としたが、これに限定されない。第3封止環70は、第2封止環69を第1封止環68に対して、所定の押圧となる用に位置決めするものである。即ち、第2封止環69を回転軸13の固定部47で位置決め可能であれば、第3封止環70を用いなくてもよい。
In the above-described example, the
例えば、給水ポンプ1の出荷時においては、第3封止環70を設けない構成とする。給水ポンプ1の使用による第1封止環68及び第2封止環69の摺動による摺動面の摩耗によって、第2封止環69が回転軸13の固定部47で位置決めが困難となった場合に、第3封止環70を挿入してもよい。このような構成とすることで、第2封止環69の位置決めが容易となり、メンテナンス性が向上する。
For example, the
さらに、上述した例では、舌片69aを有する第2封止環69を用いるとしたが、舌片69aの形状は、上述の形状に限定されない。例えば、第1封止環68及び第2封止環69の摺動面にグリスを充填する凹部を有する構成であってもよい。即ち、ポンプケーシング20の外面側の外気を密封可能であって、グリスの充填量を所定、即ち、給水ポンプ1の使用の際に適切な量を充填可能、且つ、グリスの飛散を防止できる構成であればよい。
Further, in the above-described example, the
また、上述した例では第1封止環68をポンプケーシング20と別体とし、挿入孔30に設ける構成としたが、これに限定されない。第1封止環68は、第2封止環69と摺動することで、第1封止環68及び第2封止環69の摺動面でシール可能であればよく、例えば、第1封止環68をポンプケーシング20と一体であってもよい。ただし、ポンプケーシング20と第1封止環68とが一体の場合には、ケーシングカバー20の材質は、第2封止環69との摺動性及びシール性が良い材質である必要がある。このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
In the above-described example, the
1…給水ポンプ、10…ベース、11…ポンプ、12…モータ、13…回転軸(回転体)、20…ポンプケーシング(圧力容器)、21…インペラ、22…シール構造、24…第1ケース、24a…凹部、25…第2ケース、25a…凹部、27a…呼水孔、27b…逆止弁、27…吸込口、28…吐出口、29…ドレン口、30…挿通孔、32…ポンプ室、35…第1シュラウド、36…羽根、37…第2シュラウド、40…モータケーシング、41…固定子、42…回転子、43…制御部、44…軸受、47…固定部、47a…小径部、47b…大径部、48…鍔部、51…メカニカルシール(密封シール)、52…封止シール、54…回転環、55…固定環、56…封止環、60…第1回転環、60a…小内径部、60b…大内径部、61…第2回転環、61a…摺動面、61b…突起部、62…スプリング、65…第1固定環、66…第2固定環、66a…摺動面、68…第1封止環、69…第2封止環、69a…舌片、70…第3封止環、71…空間部、B…ボルト、E…設置床面、F…流路、P…パッキン、N…ナット。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記挿通孔から挿通された前記回転体と前記挿通孔との間隙に設けられ、前記回転体と前記圧力容器との間隙を密封する密封シールと、
前記密封シールに隣接して前記挿入孔に設けられた第1封止環、前記回転体の回転に伴って回転可能に前記回転体に設けられ、その側面に前記第1封止環の側面と摺動する舌片を有する第2封止環、前記第1封止環の側面と前記舌片と前記回転体の外面とにより形成された円環状の空間部、及び、前記空間部に充填されたグリス、を具備する封止シールと、
を備えることを特徴とするシール構造。 A seal structure that seals a gap between an insertion hole provided in a pressure vessel filled with fluid on the inner surface side thereof, and a rotating body that is partially inserted from the insertion hole to the inner surface side of the pressure vessel.
A sealing seal provided in a gap between the rotating body and the insertion hole inserted through the insertion hole, and sealing a gap between the rotating body and the pressure vessel;
A first sealing ring provided in the insertion hole adjacent to the hermetic seal, provided on the rotating body so as to be rotatable with the rotation of the rotating body, and on a side surface of the first sealing ring A second sealing ring having a sliding tongue piece, an annular space formed by a side surface of the first sealing ring, the tongue piece, and an outer surface of the rotating body; and the space part is filled. A sealing seal comprising grease,
A seal structure comprising:
前記圧力容器の外面側は、外気に曝されることを特徴とする請求項1に記載のシール構造。 The hermetic seal and the hermetic seal are the insertion holes, and are located on the inner surface side and outer surface side of the pressure vessel, respectively.
The seal structure according to claim 1, wherein an outer surface side of the pressure vessel is exposed to outside air.
前記挿通孔から挿通された前記回転体に設けられ、前記回転体の回転に伴って回転可能な回転環と、
前記圧力容器の挿通孔、且つ、前記圧力容器の内面側に前記第1封止環に隣接して設けられ、前記回転環と摺動可能な固定環と、
前記回転環を前記固定環に所定のばね力で押圧するスプリングと、を具備し、
前記回転環の回転時に前記固定環と前記回転環とが摺動することで、前記固定環及び前記回転環の間隙をシールするメカニカルシールであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシール構造。 The hermetic seal is
A rotating ring provided on the rotating body inserted through the insertion hole, and rotatable with the rotation of the rotating body;
An insertion hole of the pressure vessel, and a fixed ring that is provided adjacent to the first sealing ring on the inner surface side of the pressure vessel, and is slidable with the rotary ring;
A spring that presses the rotating ring against the stationary ring with a predetermined spring force;
The mechanical seal that seals the gap between the stationary ring and the rotating ring by sliding the stationary ring and the rotating ring when the rotating ring rotates. The seal structure described.
このモータの回転子にその一部が固定された回転軸と、
この回転軸の他部に固定されたインペラ、このインペラを収納するポンプケーシング、及び、このポンプケーシングに設けられ、前記回転軸を挿通させる挿通孔を有し、前記回転子の回転により、前記回転軸を介して前記インペラが駆動されるポンプと、
前記挿通孔とこの挿通孔から挿通された前記回転軸との間隙に設けられ、前記回転軸と前記ポンプケーシングとの間隙を密封する密封シールと、
前記固定環に隣接して前記挿入孔に設けられた第1封止環、前記回転軸の回転に伴って回転可能に前記回転軸に設けられ、その側面に前記第1封止環の側面と摺動する舌片を有する第2封止環、前記第1封止環の側面と前記舌片と前記回転軸の外面とにより形成された円環状の空間部、及び、前記空間部に充填されたグリス、を具備する封止シールと、
を備えることを特徴とする給水ポンプ。 A motor having a stator and a rotor;
A rotating shaft partially fixed to the rotor of the motor;
An impeller fixed to the other part of the rotating shaft, a pump casing that houses the impeller, and an insertion hole that is provided in the pump casing and allows the rotating shaft to pass therethrough. A pump in which the impeller is driven via a shaft;
A sealing seal provided in a gap between the insertion hole and the rotating shaft inserted through the insertion hole, and sealing a gap between the rotating shaft and the pump casing;
A first sealing ring provided in the insertion hole adjacent to the fixed ring, provided on the rotary shaft so as to be rotatable in accordance with the rotation of the rotary shaft, and on a side surface of the first sealing ring A second sealing ring having a sliding tongue piece, an annular space formed by a side surface of the first sealing ring, the tongue piece, and an outer surface of the rotary shaft; and the space part is filled. A sealing seal comprising grease,
A water supply pump comprising:
前記ポンプケーシングの外面側は、外気に曝されることを特徴とする請求項4に記載の給水ポンプ。 The sealing seal and the sealing seal are the insertion holes, and are located on the inner surface side and the outer surface side of the pump casing, respectively.
The water supply pump according to claim 4, wherein an outer surface side of the pump casing is exposed to outside air.
前記挿通孔から挿通された前記回転軸に設けられ、この回転軸の回転に伴って回転可能な回転環と、
前記挿通孔であって、前記ポンプケーシングの内面側に設けられ、前記回転環と摺動可能な固定環と、
前記回転環を前記固定環に所定のばね力で押圧するスプリングと、を具備し、
前記回転環の回転時に前記固定環と前記回転環とが摺動することにより、前記回転環と前記固定環との間隙を密封するメカニカルシールであることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の給水ポンプ。 The hermetic seal is
A rotating ring provided on the rotating shaft inserted through the insertion hole, and rotatable with the rotation of the rotating shaft;
The insertion hole, provided on the inner surface side of the pump casing, and a fixed ring slidable with the rotating ring,
A spring that presses the rotating ring against the stationary ring with a predetermined spring force;
6. The mechanical seal that seals a gap between the rotating ring and the stationary ring by sliding the stationary ring and the rotating ring when the rotating ring rotates. The water supply pump described in 1.
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