JP2014224476A - シール構造及びポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、シール部材のはみ出し及びケーシング間の隙間の発生を防止可能なシール構造及びポンプ装置を提供すること。【解決手段】ポンプ装置１に設けられるシール構造１７は、円環状に形成されたシール部材９２と、ポンプ装置１の互いに接続される一対のケーシング３２，１４，１５，１６の一方の端部に設けられた円筒状の第１係合部５５、ケーシング３２，１４，１５，１６の他方の端部に設けられ、第１係合部５５の内周面及び端面５５ａに当接する第２係合部５６、第２係合部５６に隣接して設けられ、その軸心方向の長さが、シール部材９２の軸心方向の長さよりも長い円筒状の溝部９５、並びに、第１係合部５５の内周面に設けられ、溝部９５の端面９５ａと対向する端面９６ａが形成された円環状の突起部９６を具備し、第１係合部５５の内周面、溝部９５及び突起部９６により形成された、シール部材９２を収納するシール溝９１と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ケーシングを密封するシール構造及びポンプ装置に関する。

現在、回転軸を軸受部材で支持するポンプ装置が知られている。例えば、このようなポンプ装置として、深井戸内等の水中で水や温泉水、海水等を揚水する、水中ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなポンプ装置として、回転軸に所定の間隔で複数のインペラを固定し、これらインペラをケーシング内にそれぞれ収納することで、ポンプ部が多段に連結される、所謂多段ポンプも知られている。

なお、特許文献１に記載される深井戸用水中ポンプは、温泉等のガスを含有する湯水の揚水に用いられるものであり、インペラの回転軸周辺にガス抜き孔を設ける構成である。なお、ガスの含有が少ない水を揚水するポンプとして、ガス抜き孔を有さないものも知られている。

このようなポンプ装置は、増圧した水が外部に漏洩することを防止するために、ケーシング間にＯリングパッキン等のシール部材がシール溝に設けるシール構造を用いることで、密閉空間が形成されている。

実開平６−８７９１号公報

上述した軸受部材を用いたポンプ装置では、以下の問題があった。即ち、上述したポンプ装置は、シール構造を用いてケーシングの密封を行う構成であるが、増圧した水圧が高圧になると、当該圧力によってシール部材がシール溝から抜け出す、所謂はみ出しが発生する虞があった。シール部材のはみ出しが発生すると、ケーシング間に漏洩が発生する、という問題がある。

このようなシール部材のはみ出しを防止するために、硬質な樹脂材料でシール部材を形成し、水圧によりシール部材の変形を極力防止する構成も知られている。しかし、このような硬質のシール部材を用いた場合には、ケーシング間に配置するシール部材が、ケーシングの組立時において変形せず、ケーシングとシール部材とが干渉し、ケーシング間に微小な隙間が発生する虞がある。特に、ポンプ装置が複数のケーシングを有する多段ポンプである場合に、各ケーシング間に隙間が発生すると、当該隙間の累積によって他の構成品との関係にずれが生じる虞がある。

そこで本発明は、簡単な構成で、シール部材のはみ出し及びケーシング間の隙間の発生を防止可能なシール構造及びポンプ装置を提供することを目的としている。

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ポンプ装置は、次のように構成されている。

本発明の一態様として、シール構造は、円環状に形成されたシール部材と、ポンプ装置の互いに接続される一対のケーシングの一方の端部に設けられた円筒状の第１係合部、前記ケーシングの他方の端部に設けられ、前記第１係合部の内周面及び端面に当接する第２係合部、前記第２係合部に隣接して設けられ、その軸心方向の長さが、前記シール部材の軸心方向の長さよりも長い円筒状の溝部、並びに、前記第１係合部の内周面に設けられ、前記溝部の端面と対向する端面が形成された円環状の突起部を具備し、前記第１係合部の内周面、前記溝部及び前記突起部により形成された、前記シール部材を収納するシール溝と、を備える。

本発明の一態様として、ポンプ装置は、モータに連結された回転軸と、前記回転軸に固定されたインペラと、互いに係合可能な複数のケーシングと、円環状に形成されたシール部材と、前記ケーシングの一方の端部に設けられた円筒状の第１係合部、前記ケーシングの他方の端部に設けられ、前記第１係合部の内周面及び端面に当接する第２係合部、前記第２係合部に隣接して設けられ、その軸心方向の長さが、前記シール部材の軸心方向の長さよりも長い円筒状の溝部、並びに、前記第１係合部の内周面に設けられ、前記溝部の端面と対向する端面が形成された円環状の突起部を具備し、前記第１係合部の内周面、前記溝部及び前記突起部により形成された、前記シール部材を収納するシール溝と、を備える。

本発明によれば、簡単な構成で、シール部材のはみ出し及びケーシング間の隙間の発生を防止可能なシール構造及びポンプ装置を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るポンプ装置の構成を一部断面で示す側面図。 同ポンプ装置の要部構成を示す断面図。 同ポンプ装置に用いられるケーシングの構成を示す断面図。 本発明の第２の実施形態に係るポンプ装置の構成を一部断面で示す側面図。

以下、本発明の一実施の形態に係るシール構造１７を用いたポンプ装置１を、図１乃至図３を用いて説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係るポンプ装置１の構成を一部断面で示す側面図、図２は同ポンプ装置１の要部構成、具体的にはポンプ装置１に用いられるポンプケーシング３２及びシール構造１７の構成を示す断面図、図３はシール構造１７の構成を拡大して示す断面図である。なお、図１中、Ｂはボルトを、Ｎはナットを、Ｖは井戸を、Ｗは井戸水を、それぞれ示している。

図１に示すように、ポンプ装置１は、例えば、井戸Ｖに配置され、少なくともその一部が井戸Ｖ内の流体、例えば井戸水Ｗの水面下に位置する深井戸用水中ポンプである。ポンプ装置１は、水中モータ（モータ）１１と、回転軸１２と、ポンプ部１３と、吸込ケーシング（ケーシング）１４と、中間ケーシング（ケーシング）１５と、吐出ケーシング（ケーシング）１６と、シール構造１７と、固定バンド１８と、電気ケーブル１９と、を備えている。

水中モータ１１は、電気ケーブル１９を介して外部電源に接続されている。水中モータ１１は、井戸水Ｗ中に配置され、ポンプ装置１の最下部に配置される。この水中モータ１１は、その駆動軸１１ａが、例えば継手２０等を介して回転軸１２に接続される。水中モータ１１は、駆動軸１１ａの回転運動を、継手２０を介して回転軸１２に伝達させることで、回転軸１２を駆動可能に形成されている。

回転軸１２は、継手２０を介して水中モータ１１に接続され、吸込ケーシング１４及びポンプ部１３内に収納される。回転軸１２は、後述するポンプ部１３のインペラ３１を固定可能に形成されている。なお、回転軸１２は、例えば、その外周面、又は、固定されたインペラ３１を介してポンプ部１３の軸受部材３４により軸支される。

より具体的には、回転軸１２は、その外周面が被覆部により被覆され、この被覆部が実質的な回転軸１２の外面を形成する。被覆部は、例えば、スペーサ及び後述するインペラ３１の挿入部３１ａ等により構成され、回転軸１２の回転に追従して回転可能に、回転軸１２の外周面に固定される。

ポンプ部１３は、吸込ケーシング１４の上部に複数積層され、その内部に回転軸１２を収納可能に形成されている。具体的に説明すると、ポンプ部１３は、回転軸１２に固定された複数のインペラ３１と、インペラ３１を収納するポンプケーシング（ケーシング）３２と、を備えている。また、ポンプ部１３は、インペラ３１とポンプケーシング３２との間に設けられたライナリング３３と、回転軸１２とポンプケーシング３２との間に設けられた軸受部材３４と、を備えている。

また、ポンプ部１３は、複数、例えば図１においては２つ積層されたポンプ部１３のポンプケーシング３２間に、中間ケーシング１５が配置される。

インペラ３１は、ステンレスや樹脂等で成型される。インペラ３１は、その中心に、回転軸１２に挿入されるとともに、回転軸１２の外表面の一部を覆う挿入部３１ａが形成される。インペラ３１は、円板状のベース部、ベース部の一方の主面に設けられた複数の羽根、及び、この羽根を覆い、且つ、その中央部が挿入部３１ａよりも大径に開口するシュラウド、を備えている。

挿入部３１ａは、ベース部と一体に設けられると共に、被覆部として回転軸１２の外周面の一部を覆う、ベース部及びシュラウド間の長さよりも長い円筒状に形成されている。なお、この挿入部３１ａの外周面の一部が、軸受部材３４と摺動可能に形成されている。

ポンプケーシング３２は、有底の円筒状に形成され、吸込ケーシング１４、その一次側及び二次側に位置する中間ケーシング１５、又は、その一次側及び二次側に位置するポンプケーシング３２を、シール構造１７を介して積層可能に形成されている。

具体的には、図２に示すように、ポンプケーシング３２は、その略円筒の外郭を形成する外郭部５１と、外郭部５１の軸心方向の一方側に設けられた案内部５２と、を備えている。また、ポンプケーシング３２は、外郭部５１及び案内部５２により、インペラ３１を収納する空間である収納部５３が形成される。

外郭部５１は、その一次側に配置される吸込ケーシング１４、中間ケーシング１５又はポンプケーシング３２と接続する第１係合部５５と、その二次側に配置される中間ケーシング１５、吐出ケーシング１６又はポンプケーシング３２と接続する第２係合部５６と、そのインペラ３１と対向する部位に設けられインペラ３１と摺動するライナリング３３を嵌合固定する嵌合溝５７と、を備えている。外郭部５１は、第１係合部５５及び第２係合部５６を互いに係合させることで、ポンプケーシング３２を複数積層可能に形成されている。

第１係合部５５は、円筒状に形成され、吸込ケーシング１４、中間ケーシング１５又はポンプケーシング３２に形成された第２係合部５６と係合可能に形成されている。第１係合部５５は、その内径が、第２係合部５６の外径と同一径に形成される。第１係合部５５は、その内径が、シール構造１７後述するシール部材９２と当接可能に、シール部材９２の外径と同一又はシール部材９２の外径よりも若干小径に形成される。

また、第１係合部５５は、その端面５５ａが、その内周面の延設方向、即ちポンプケーシング３２の軸心方向と直交する方向に延設される。第１係合部５５は、その内周面の一部、及び、端面５５ａが第２係合部５６と当接可能に形成されている。

第２係合部５６は、ポンプケーシング３２の端部の外周面が円筒状に切欠することで形成された溝部である。第２係合部５６は、その外径が、第１係合部５５の内径と略同一径、具体的には同一又は若干小径に形成されるとともに、第１係合部５５の端面５５ａと当接する端面５６ａを備えている。第２係合部５６は、第１係合部５５に挿入可能、且つ、第１係合部５５の内周面の一部及び端面５５ａと当接可能に形成されている。

案内部５２は、インペラ３１の外周部から吐出された水の、二次側への流路を形成する複数のガイドベーン７１と、ガイドベーン７１を支持するとともに、収納部５３に対向する仕切部７２と、を備えている。

ガイドベーン７１は、外郭部５１及び仕切部７２に一体に形成されることで、ガイドベーン７１間に、ポンプケーシング３２の外周側から中央部に向う、収納部５３から二次側の収納部５３への水の流路を形成する。

仕切部７２は、隣接する吸込ケーシング１４、中間ケーシング１５又はポンプケーシング３２と、当該仕切部７２が設けられているポンプケーシング３２の収納部５３によって形成されるインペラ３１の収納空間の天井面及び底面を構成する。

仕切部７２は、その中央が回転軸１２を挿通可能、且つ、軸受部材３４を固定可能に開口する円板状に形成されている。また、仕切部７２は、その外周側及び中央側の略中間位置から中央側に向ってその厚さが漸次増加して形成される。換言すると、仕切部７２は、その中央側が二次側に突出して形成される。

仕切部７２は、ガイドベーン７１に一体に形成されるとともに、その外周縁が外郭部５１の内周面と離間して形成される。換言すると、仕切部７２は、その外周縁が外郭部５１の内周面と離間することで、その外周縁及び外郭部５１の内周面との間に、ガイドベーン７１間への水の流路となる開口部７２ａを形成する。

仕切部７２は、その中央部に、軸受取付部７５を備えている。軸受取付部７５は、仕切部７２の中央部に形成され回転軸１２及び軸受部材３４が挿入される挿入孔７６と、挿入孔７６の周囲に複数形成され、仕切部７２間を貫通する孔部７７と、仕切部７２の一方の主面であって、且つ、挿入孔７６の周囲に形成された座面７８と、を備えている。

挿入孔７６は、その内径が軸受部材３４の後述するブシュ８１の外径と略同一径に形成される。孔部７７は、挿入孔７６の軸心、換言すると、挿入孔７６に配置される回転軸１２の軸心を中心に等間隔（対称）に複数設けられる。孔部７７は、ガイドベーン７１間の仕切部７２に配置される。

座面７８は、挿入孔７６側の一部に、軸受部材３４の後述する鍔部材８２の外径と同一径の内径で、鍔部材８２の厚さと同一厚さに窪んで形成され、鍔部材８２を支持可能に形成される。

ライナリング３３は、嵌合溝５７に固定され、インペラ３１の吸込口側の外周面と摺動することで、インペラ３１及びポンプケーシング３２間を密封可能に形成されている。

軸受部材３４は、ブシュ８１と、ブシュ８１に設けられた鍔部材８２と、鍔部材８２をポンプケーシング３２に固定する固定部材８３と、を備えている。ブシュ８１は、ゴム材（Ｈ−ＮＢＲ）等の樹脂材料で形成されている。ブシュ８１は、回転する回転軸１２の外周面がその内面と摺動可能に形成されている。ブシュ８１は、その外形状が、軸受取付部７５の挿入孔７６に嵌合又は圧入可能な外径を有して形成される。

鍔部材８２は、円環状であって、その内周縁から一方側に筒状に突出して形成された、その断面がＬ字状に形成された金属部材である。この鍔部材８２は、その一部であるブシュ８１の軸心方向に沿って筒状に突出する部位がブシュ８１内に埋設されるとともに、その他部である円環状の部位が、ブシュ８１の径方向に突出することでブシュ８１の外周面から延設される。

鍔部材８２は、ブシュ８１と一体に構成されることで、ブシュ８１の鍔を形成する。鍔部材８２は、ブシュ８１から突出する部位が座面７８と当接することで、軸受取付部７５の挿入孔７６に挿入されたブシュ８１が軸受取付部７５に支持される。

固定部材８３は、例えば、リベットであって、孔部７７に挿入可能、且つ、挿入することで、鍔部材８２を座面７８に固定可能に形成されている。

吸込ケーシング１４は、水中モータ１１の上部に設けられ、ポンプ部１３の最下段に接続される。吸込ケーシング１４は、略円筒状に形成される。吸込ケーシング１４は、その下部に設けられ、水中モータ１１とボルトＢ等により組み付く組付座２１と、組付座２１の上部に設けられた吸込口２２と、上端部（上端側）の外周縁に設けられ、ポンプケーシング３２の第２係合部５６と同一構成の第２係合部５６と、を備えている。

中間ケーシング１５は、インペラ３１を収納せず、流体の流路を形成可能に形成される。中間ケーシング１５は、ポンプ部１３間に配置される。中間ケーシング１５は、円筒状又は筒状に形成され、その両端に、ポンプケーシング３２の第１係合部５５及び第２係合部５６と同一構成の第１係合部５５及び第２係合部５６が形成されている。

吐出ケーシング１６は、例えば固定バンド１８が固定されるとともに、第１係合部５５が形成された下部ケーシング１６ａと、この下部ケーシング１６ａにボルトＢ等により結合され、吐出配管２００等に接続されるフランジ部を有する上部ケーシング１６ｂと、を備えている。また、吐出ケーシング１６は、上部ケーシング１６ｂ内に、逆止弁１６ｃを備えている。

シール構造１７は、ポンプケーシング３２、吸込ケーシング１４、中間ケーシング１５及び吐出ケーシング１６の互いに係合する第１係合部５５及び第２係合部５６間に設けられる円環状の空間を構成するシール溝９１と、シール溝９１に設けられるシール部材９２と、を備えている。

シール溝９１は、二つのケーシング３２，１４，１５，１６が係合することで形成される。シール溝９１は、その軸心方向に沿った長さが、シール部材９２の軸心方向の長さ、換言するとシール部材９２の断面直径（厚さ）よりも長く形成される。

シール溝９１は、その各ケーシング３２，１４，１５，１６の内側に位置する角部の一方が開口して形成される。また、シール溝９１は、第１係合部５５及び第２係合部５６の異なる方向に延設された２面同士、具体的には、第１係合部５５の内周面及び第２係合部５６の外周面、並びに、端面５５ａ及び端面５６ａ同士が当接することで、シール溝９１の開口と対角上の、各ケーシング３２，１４，１５，１６の外側に位置する一方の角部が閉塞されることで形成される。

具体的には、図３に示すように、シール溝９１は、第１係合部５５と、第２係合部５６と、第２係合部５６に形成され、第２係合部５６よりも小径に形成された円筒状の溝部９５と、第１係合部５６に形成され、第１係合部５６よりも小径に形成された円環状の突起部９６と、により構成される。

即ち、ケーシング３２，１５，１６は、その端部の一方の内周形状が、第１係合部５５及び突起部９６により、端部側が大径の二つの異なる内径で形成された二段形状に形成されている。また、同様に、ケーシング３２，１４，１５は、その端部の一方の外周形状が、第２係合部５５及び溝部９５により、端部側が小径の二つの異なる外径で形成された二段形状に形成されている。

溝部９５は、第２係合部５６に隣接して設けられ、その外径が第２係合部５６の外周面よりも小径であって、且つ、シール部材９２と当接可能にシール部材９２の内径と略同一径又はシール部材９２の内径よりも若干大径に形成されている。溝部９５は、第２係合部５６よりもケーシング３２、吸込ケーシング１４及び中間ケーシング１５の端部に設けられる。溝部９５は、その軸心方向の長さが、シール部材９２の軸心方向の長さ、さらに言えばシール部材９２の断面直径(太さ)よりも長く形成される。

また、溝部９５は、その軸心に対して直交する方向に延設された第２係合部５６と連続する端面９５ａと、その端部の稜部に形成された面取部９５ｂと、を備えている。端面９５ａは、シール溝９１の側面を形成する。なお、ここで、シール溝９１の側面とは、シール溝９１の軸心方向の端面である。

突起部９６は、第１係合部５５の内周面に設けられ、その内径が第１係合部５５の内周面よりも大径であって、且つ、シール部材９２の内径と略同一に形成される。突起部９６は、第１係合部５５の軸心に対して直交する方向に延設された第１係合部５５と連続する端面９６ａを備えている。

突起部９６は、その端面９６ａが、第１係合部５５の、第１係合部５５及び第２係合部５６の係合時に、溝部９５の端部に配置される。換言すると、突起部９６は、ケーシング３２、吸込ケーシング１４及び中間ケーシング１５の端面と面一となる位置に配置される。突起部９６は、その端面９６ａと外周面との稜部が溝部９５の面取部９５ｂと所定の間隔を有して離間する。端面９６ａは、第１係合部５５及び第２係合部５６の係合時に、溝部９５の端面９５ａと離間して対向可能に形成される。

このようなシール溝９１は、第１係合部５５及び第２係合部５６が係合することで、第１係合部５５の内周面の一部、溝部９５の内周面、溝部９５の端面９５ａ、及び、突起部９６の端面９６ａによって形成される。

シール溝９１は、溝部９５の面取部９５ｂと突起部９６の稜部とが離間することで、その軸心方向の一方の端部側であってその内周側の稜部（角部）が開口し、当該開口によってケーシング３２，１４，１５，１６内と連続する。また、シール溝９１は、軸心方向の長さが、シール部材９２の断面直径よりも長く形成されるとともに、その幅方向の長さが、シール部材９２と当接可能に、シール部材９２の断面直径と同一又は若干短く形成される。

また、シール溝９１は、その開口と対角上である、その軸心方向の他方の端部側であって、その外周側の稜部（角部）が、第１係合部５５の内周面及び第２係合部５６の外周面並びに第１係合部５５の端面５５ａ及び第２係合部５６の端面５６ａが当接することによって閉塞される。即ち、シール溝９１は、その内周側の稜部の一方が開口し、当該開口と対角上の他方の稜部が、複数の面同士の当接によって閉塞する構成である。

シール部材９２は、その断面直径がシール溝９１の幅と同一又はシール溝９１の幅よりも若干大径に形成されている。シール部材９２は、所謂Ｏリングと呼ばれるパッキンである。シール部材９２は、その外径が、シール溝９１（第１係合部５５）の内径と略同一、より具体的には、シール溝９１の内径と同一又はシール溝９１の内径よりも若干大径に形成されている。

シール部材９２は、その内径が、シール溝９１（溝部９５）の外径と略同一、より具体的には、シール溝９１の外径と同一又はシール溝９１の外径よりも若干小径に形成されている。即ち、シール部材９２は、シール溝９１に配置されたときに、少なくともその外周面及び内周面の一部がシール溝９１の内周面及び外周面と当接可能に形成されている。

固定バンド１８は、帯状のバンド部１８ａと、その両端にナットＮにより締結可能に形成されたねじ部１８ｂとを有している。この固定バンド１８は、その両端のねじ部１８ｂに締結されたナットＮによって、吸込ケーシング１４、ポンプケーシング３２、中間ケーシング１５及び吐出ケーシング１６を一体に固定可能に形成されている。

電気ケーブル１９は、水中モータ１１及び外部電源を接続可能に形成され、水中モータ１１に電力を供給可能に形成されている。電気ケーブル１９は、防水性を有して形成される。

このように構成されたポンプ装置１によれば、シール溝９１の軸心方向の長さをシール部材９２の断面直径よりも長くすることで、シール溝９１に配置されたシール部材９２を、シール溝９１及びシール部材９２の軸心方向で変形させない構成となる。即ち、シール溝９１は、その軸心方向、換言すると、ケーシング３２，１４，１５，１６の係合方向で、ケーシング３２，１４，１５，１６の係合時にシール溝９１の側面（端面９５ａ，９６ａ）とシール部材９２とが干渉することを防止可能となる。これにより、ケーシング３２，１４，１５，１６間にシール部材９２が干渉することによるケーシング３２，１４，１５，１６間の隙間が発生を防止することが可能となる。

このように、ケーシング３２，１４，１５，１６間に隙間が発生することを防止可能とすることで、ポンプ装置１は、各構成品の配置関係を所定の関係とすることが可能となり、結果、組立て時の各構成品の調整が不要となり、容易にポンプ装置１を組立てることが可能となる。

また、ポンプ装置１を、複数のポンプ部１３を有する所謂多段ポンプとした場合に、各ケーシング３２，１４，１５，１６間に隙間が生じると、隙間の総量が大きくなり、ポンプ装置１の機能の低下となる虞もある。しかし、本実施形態のポンプ装置１は、各ケーシング３２，１４，１５，１６間に隙間が生じることを防止可能となり、ポンプ装置１の機能の低下を防止可能となる。

また、ポンプ装置１は、多段ポンプとしても、シール部材９２の干渉によるケーシング３２，１４，１５，１６間の隙間の発生を防止することで、固定バンド１８及びナットＮによる締結トルクのトルク管理を容易とすることが可能となる。即ち、シール部材９２が干渉して隙間が発生する場合には、シール部材９２が変形してケーシング３２，１４，１５，１６間の隙間が減少するための、シール部材９２が変形する締付トルクにより固定バンド１８をナットＮで締結する必要がある。しかし、本実施形態のポンプ装置１は、シール部材９２の干渉によるケーシング３２，１４，１５，１６間の隙間の発生を防止することで、固定バンド１８及びナットＮのトルク管理は、ナットＮが固定バンド１８から脱離せず、且つ、各ケーシング３２，１４，１５，１６間を固定可能なトルクだけを管理する容易な構成でよい。

シール構造１７は、シール溝９１を、その内周面及び外周面がシール部材９２と当接し、且つ、その対角位置で開口及び閉塞する構成とすることで、第１係合部５５及び第２係合部５６で係合したケーシング３２，１４，１５，１６間は、シール溝９１内に配置されたシール部材９２により密封される。

また、シール溝９１に浸入した水の圧力が高圧の場合には、シール部材９２は、水圧によって押圧されて、シール溝９１の閉塞部を覆うように、シール溝９１の内周面、外周面及び閉塞部に隣接する側面（端面９６ａ）に密着する。これにより、シール溝９１に浸入した水の圧力が高圧であっても、第１係合部５５及び第２係合部５６で係合したケーシング３２，１４，１５，１６間は密封される。

また、シール溝９１は、その閉塞部が、第１係合部５５の内周面及び第２係合部５６の外周面、並びに、端面５５ａ及び５５ｂによって、異なる二方向で当接することで閉塞する構成である。このような構成のシール構造１７は、第１係合部５５及び第２係合部５６の互いに当接する面の面積を所定の面積だけ保可能、且つ、異なる方向で当接可能となり、シール部材９２が侵入することを極力防止可能となる。また、仮に第１係合部５５及び第２係合部５６間にシール部材９２が侵入しても、当接する方向を二方向とすることで、シール部材９２の移動を規制可能となる。

このように、シール構造１７は、シール部材９２が第１係合部５５及び第２係合部５６間への侵入を防止可能、且つ、仮に侵入したとしても、第１係合部５５及び第２係合部５６間から外部に脱離する、所謂シール部材９２のはみ出しの防止が可能となる。

また、ポンプ装置１は、各ケーシング３２，１４，１５，１６の径方向の位置合せである第１係合部５５及び第２係合部５６を係合させる簡単な構成で、シール溝９１を形成可能であり、容易に組立てすることが可能となる。

上述したように本発明の一実施形態に係るポンプ装置１によれば、シール構造１７は、第１係合部５５及び第２係合部５６を係合させることでシール溝９１が形成される簡単な構成でよい。また、ポンプ装置１によれば、シール構造１７により、シール部材９２のはみ出しを防止可能、且つ、互いに係合するケーシング３２，１４，１５，１６間の隙間の発生を防止可能となる。

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、回転軸１２は、その外周面が被覆部であるスペーサ及び挿入部３１ａにより被覆されている構成としたがこれに限定されない。回転軸１２は、被覆部に覆われていない構成であってもよい。この場合には、軸受部材３４は、挿入部３１ａでなく、直接回転軸１２を支持する構成であればよい。

また、上述したポンプ装置１は、深井戸用水中ポンプとしてポンプ部１３を複数備える多段ポンプを説明したが、これに限定されず、単段ポンプや、陸上に設置されるポンプであってもよい。例えば、図４に示すポンプ装置１Ａのように、設置面上に設けられる所謂横置きの単段ポンプであってもよい。以下、図４を用いて、第２の実施形態に係るポンプ装置１Ａについて説明する。なお、第２の実施形態に係るポンプ装置１Ａのうち、上述した第１の実施形態に係るポンプ装置１と同様の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図４は、第２の実施形態に係るポンプ装置１Ａの構成を一部断面で示す側面図である。

ポンプ装置１Ａは、例えば、モータ１１と、モータ１１の駆動軸１１ａと継手２０を介して接続される回転軸１２と、ポンプ部１３Ａと、シール構造１７と、を備えている。ポンプ装置１Ａは、所謂横置ポンプであって、設置面に架台１０を介してモータ１１、回転軸１２及びポンプ部１３Ａが支持される。

ポンプ部１３Ａは、インペラ３１と、インペラ３１を収納するポンプ室を構成する一対のケーシング３２ａ，３２ｂにより構成されるポンプケーシング３２Ａと、を備えている。

ポンプケーシング３２Ａは、互いに係合する二つのケーシング３２ａ，３２ｂ間にシール構造１７が設けられる。即ち、ケーシング３２ａ，３２ｂは、一方に第１係合部５５及び突起部９６が、他方に第２係合部５６及び溝部９５が、それぞれ設けられ、第１係合部５５及び第２係合部５６が係合することで、互いに係合する係合部にシール溝９１が形成される。このような構成のポンプ装置１Ａは、上述したポンプ装置１と同様の効果を有することが可能となる。

また、ポンプ装置は、上述したポンプ装置１，１Ａに限定されず、互いに係合する二つ以上のケーシングの係合部にシール構造１７が設けられる構成であれば、横置きの多段ポンプであってもよく、また、縦置きの単段ポンプであっても良い。この他、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。

１…ポンプ装置、１１…水中モータ、１１ａ…駆動軸、１２…回転軸、１３…ポンプ部、１４…吸込ケーシング（ケーシング）、１５…中間ケーシング（ケーシング）、１６…吐出ケーシング（ケーシング）、１６ａ…下部ケーシング（ケーシング）、１６ｂ…上部ケーシング、１６ｃ…逆止弁、１７…シール構造、１８…固定バンド、１８ａ…バンド部、１９…電気ケーブル、２０…継手、２２…吸込口、３１…インペラ、３１ａ…挿入部、３２…ポンプケーシング（ケーシング）、３３…ライナリング、３４…軸受部材、５１…外郭部、５２…案内部、５３…収納部、５５…第１係合部、５５ａ…端面、５６…第２係合部、５６ａ…端面、９１…シール溝、９２…シール部材、９５…溝部、９５ａ…端面、９５ｂ…面取部、９６…突起部、９６ａ…端面、Ｂ…ボルト、Ｎ…ナット、Ｖ…井戸、Ｗ…井戸水。

Claims (6)

1. 円環状に形成されたシール部材と、
   ポンプ装置の互いに接続される一対のケーシングの一方の端部に設けられた円筒状の第１係合部、前記ケーシングの他方の端部に設けられ、前記第１係合部の内周面及び端面に当接する第２係合部、前記第２係合部に隣接して設けられ、その軸心方向の長さが、前記シール部材の軸心方向の長さよりも長い円筒状の溝部、並びに、前記第１係合部の内周面に設けられ、前記溝部の端面と対向する端面が形成された円環状の突起部を具備し、前記第１係合部の内周面、前記溝部及び前記突起部により形成された、前記シール部材を収納するシール溝と、
   を備えることを特徴とするシール構造。
2. 前記シール溝は、前記溝部及び前記突起部の対向部が開口することを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
3. 前記第１係合部及び第２係合部は、対向する面が当接することを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
4. モータに連結された回転軸と、
   前記回転軸に固定されたインペラと、
   互いに係合可能な複数のケーシングと、
   円環状に形成されたシール部材と、
   前記ケーシングの一方の端部に設けられた円筒状の第１係合部、前記ケーシングの他方の端部に設けられ、前記第１係合部の内周面及び端面に当接する第２係合部、前記第２係合部に隣接して設けられ、その軸心方向の長さが、前記シール部材の軸心方向の長さよりも長い円筒状の溝部、並びに、前記第１係合部の内周面に設けられ、前記溝部の端面と対向する端面が形成された円環状の突起部を具備し、前記第１係合部の内周面、前記溝部及び前記突起部により形成された、前記シール部材を収納するシール溝と、
   を備えることを特徴とするポンプ装置。
5. 前記シール溝は、前記溝部及び前記突起部の対向部が開口することを特徴とする請求項４に記載のポンプ装置。
6. 前記第１係合部及び第２係合部は、対向する面が当接することを特徴とする請求項４に記載のポンプ装置。

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