JP5567418B2 - Underwater rotating equipment - Google Patents

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    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/10Shaft sealings
    • F04D29/106Shaft sealings especially adapted for liquid pumps

Description

本発明は、給水または排水に用いられる水中ポンプや、水槽内の水を撹拌する水中ミキサのような水中回転機器に関し、詳しくは、出力軸に連結された羽根車を回転駆動する電動機が収容された電動機室と、前記電動機室と前記羽根車との間に設けられた軸封室とを備え、前記軸封室が前記出力軸のうち前記羽根車側に設けられた第一軸封機構と前記電動機室側に設けられた第二軸封機構とによって軸封されている水中回転機器に関する。   The present invention relates to a submersible rotating device such as a submersible pump used for water supply or drainage or a submerged mixer that stirs water in a water tank, and more specifically, an electric motor that rotationally drives an impeller connected to an output shaft is accommodated. A first shaft sealing mechanism provided on the impeller side of the output shaft, and a shaft sealing chamber provided between the motor chamber and the impeller. The present invention relates to an underwater rotating device that is shaft-sealed by a second shaft-sealing mechanism provided on the electric motor chamber side.

図9に示すように、水中回転機器の一例としての立軸の水中ポンプ80は、出力軸86に連結された羽根車87を回転駆動する電動機81が収容された電動機室82と、電動機室82と羽根車87との間に設けられた軸封室84と、軸封室84と吐出口89を備えたポンプケーシング83と羽根車87が収容され下部に吸込口88を備えた吸込ベル85等を備え、羽根車87の回転により、吸込口88から水を吸込み、吐出口89から吐出すように構成されている。   As shown in FIG. 9, a vertical shaft submersible pump 80 as an example of a submersible rotating device includes an electric motor chamber 82 in which an electric motor 81 that rotates and drives an impeller 87 connected to an output shaft 86, an electric motor chamber 82, A shaft sealing chamber 84 provided between the impeller 87, a pump casing 83 having the shaft sealing chamber 84 and a discharge port 89, a suction bell 85 having a suction port 88 in the lower portion and accommodating the impeller 87, and the like. The water is sucked from the suction port 88 and discharged from the discharge port 89 by the rotation of the impeller 87.

軸封室84は、出力軸86のうち羽根車87側に設けられたメカニカルシール91と電動機室82側に設けられたメカニカルシール92とによって軸封され、軸封室84内には潤滑油が封入されている。メカニカルシール91の摺動面は、ポンプケーシング83内の水により潤滑と冷却がなさ、メカニカルシール92の摺動面は、軸封室84に封入された潤滑油により潤滑と冷却がなされている。   The shaft seal chamber 84 is shaft-sealed by a mechanical seal 91 provided on the impeller 87 side of the output shaft 86 and a mechanical seal 92 provided on the motor chamber 82 side, and lubricating oil is contained in the shaft seal chamber 84. It is enclosed. The sliding surface of the mechanical seal 91 is not lubricated and cooled by the water in the pump casing 83, and the sliding surface of the mechanical seal 92 is lubricated and cooled by the lubricating oil sealed in the shaft sealing chamber 84.

特許文献1には、特許文献1中の図1に示すように、鉛直方向に出力軸3が配設された電動機が収容された電動機ケーシング1と、出力軸3上に位置しかつ電動機の下方に配置された液圧部2と、電動機ケーシング1と液圧部2との間に設けられ、出力軸3を取り囲み、かつメカニカルシール5,6を介して液圧部2及び電動機ケーシング1の両方から密封される中間チャンバ4を備えた水中ポンプが開示されている。なお、各構成の符号は特許文献1の記載に対応するものである。   In Patent Document 1, as shown in FIG. 1 in Patent Document 1, an electric motor casing 1 in which an electric motor having an output shaft 3 arranged in a vertical direction is accommodated, and an electric motor casing 1 positioned on the output shaft 3 and below the electric motor. Are provided between the hydraulic pressure part 2 and the motor casing 1 and the hydraulic pressure part 2, surround the output shaft 3, and both the hydraulic pressure part 2 and the motor casing 1 through mechanical seals 5 and 6. A submersible pump with an intermediate chamber 4 sealed from is disclosed. In addition, the code | symbol of each structure respond | corresponds to the description of patent document 1. FIG.

中間チャンバ4は、分割壁7により内部環状チャンバ8と外部環状チャンバ9に区画され、内部環状チャンバ8と外部環状チャンバ9は溢流管22で連通されている。内部環状チャンバ8には、予め規定量の潤滑油が封入され、メカニカルシール5,6の潤滑と冷却をするように構成されている。   The intermediate chamber 4 is divided into an inner annular chamber 8 and an outer annular chamber 9 by a dividing wall 7, and the inner annular chamber 8 and the outer annular chamber 9 are communicated by an overflow pipe 22. The internal annular chamber 8 is preliminarily filled with a predetermined amount of lubricating oil, and is configured to lubricate and cool the mechanical seals 5 and 6.

特許文献2には、特許文献2中の図1に示すように、出力軸7に連結された羽根車6を回転駆動する電動機が収容された電動機室9と、電動機室9と羽根車6との間に設けられた軸封室4と、羽根車6を収容するポンプ室8等を備え、外部に備えられたガス供給装置1から、電動機室9あるいは軸封室4にホースや管2、ホース接続器3を通して、ガスが常時少しずつ供給されるように構成された水中ポンプが開示されている。なお、各構成の符号は特許文献2の記載に対応するものである。   In Patent Document 2, as shown in FIG. 1 in Patent Document 2, an electric motor chamber 9 in which an electric motor that rotationally drives an impeller 6 connected to an output shaft 7 is housed, an electric motor chamber 9, an impeller 6, A shaft seal chamber 4 provided between the pump chamber 8 and the pump chamber 8 for accommodating the impeller 6 and the like. From the gas supply device 1 provided outside, the motor chamber 9 or the shaft seal chamber 4 is connected to the hose and the pipe 2, A submersible pump is disclosed that is configured so that gas is constantly supplied little by little through the hose connector 3. In addition, the code | symbol of each structure respond | corresponds to the description of patent document 2. FIG.

特表平3―504150号公報Japanese National Patent Publication No. 3-504150 特開2005―2977号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-2777

図9に示すような軸封室84に潤滑油が封入された水中ポンプ80は、経時的に潤滑油が劣化したり、メカニカルシール91から軸封室84内に漏洩した水によって潤滑油が徐々に希釈され潤滑の効果が低下するため、定期的に潤滑油を交換する必要がある。   In the submersible pump 80 in which the lubricating oil is sealed in the shaft sealing chamber 84 as shown in FIG. 9, the lubricating oil gradually deteriorates due to the deterioration of the lubricating oil over time or the water leaked from the mechanical seal 91 into the shaft sealing chamber 84. Therefore, it is necessary to change the lubricating oil periodically.

潤滑油の注入量は、多すぎると軸封室84の内圧が上昇しメカニカルシール91,92を破損する虞があり、少なすぎるとメカニカルシール92が焼き付く、もしくは、寿命が短くなるため、適量を注入する必要がある。また、排出した潤滑油は環境汚染を招かないように廃棄する作業が必要であり、潤滑油の交換作業自体が非常に煩雑であった。   If the injection amount of the lubricating oil is too large, the internal pressure of the shaft seal chamber 84 may increase and the mechanical seals 91 and 92 may be damaged. If the amount is too small, the mechanical seal 92 may be seized or the life may be shortened. Need to be injected. In addition, it is necessary to dispose of the discharged lubricating oil so as not to cause environmental pollution, and the replacement operation of the lubricating oil itself is very complicated.

さらに、水中ポンプ80は、メカニカルシール91が破損すると軸封室84に封入された潤滑油が外部に漏れ出し環境を汚染する虞があった。   Further, in the submersible pump 80, when the mechanical seal 91 is broken, the lubricating oil sealed in the shaft sealing chamber 84 may leak to the outside and contaminate the environment.

また、潤滑油の注入、排出のために、ポンプケーシング83の周壁部外面と軸封室84を連通する注入通路93、排出通路94や、軸封室84内の空気を抜くための空気通路95を備える必要があるため、構造が複雑なものとなっていた。   Further, in order to inject and discharge the lubricating oil, an injection passage 93 and a discharge passage 94 for communicating the outer surface of the peripheral wall portion of the pump casing 83 and the shaft sealing chamber 84, and an air passage 95 for extracting air in the shaft sealing chamber 84. Therefore, the structure is complicated.

特許文献1に記載の水中ポンプも上述の水中ポンプ80と同様に、潤滑油の交換作業が煩雑であるという問題と、潤滑油が外部に漏れ出し環境を汚染する虞があるという問題が予想される。   Similar to the above-described submersible pump 80, the submersible pump described in Patent Document 1 is expected to have a problem that the replacement work of the lubricating oil is complicated and a problem that the lubricating oil may leak to the outside and contaminate the environment. The

特許文献2に記載される水中ポンプは、ガス供給装置1から供給されるガスにより電動機室9や軸封室4のような気密部分の気圧を外部より高く維持することで、メカニカルシールのような軸封機構及び軸封機構の潤滑油を用いなくても、電動機室9や軸封室4に水が浸入することを防止できるように構成されている。   The submersible pump described in Patent Document 2 maintains a pressure of an airtight portion such as the electric motor chamber 9 and the shaft seal chamber 4 higher than the outside by the gas supplied from the gas supply device 1, so that Even if it does not use the shaft seal mechanism and the lubricating oil of the shaft seal mechanism, water can be prevented from entering the motor chamber 9 and the shaft seal chamber 4.

しかし、地上に設置したガス供給装置1から該水中ポンプまでホースや配管2を配設する必要があるので設備費が余分にかかるという問題があった。また、ホースや配管2は水中に配設されるため、水流や、水中の異物の衝突により破損する虞があった。   However, since it is necessary to arrange a hose and a pipe 2 from the gas supply device 1 installed on the ground to the submersible pump, there is a problem that the equipment cost is excessive. Moreover, since the hose and the pipe 2 are disposed in water, there is a possibility that the hose and the pipe 2 may be damaged due to a water flow or a collision of foreign matter in the water.

また、ガス供給装置1は、ガスを電動機室9または軸シール室4内に、ポンプの最大設置水深の水圧より高い圧力で、かつ、運転中に暖まったポンプが停止後冷却されるときは、電動機室9内のガスが収縮する速度を上回る量のガスを注入する必要があるため、水中ポンプの設置される水深に応じて大型のコンプレッサが必要となり設備費及び運転費が高くなるという問題があった。   When the gas supply device 1 is cooled in the electric motor chamber 9 or the shaft seal chamber 4 at a pressure higher than the maximum water depth of the pump and the pump warmed during operation is cooled after being stopped, Since it is necessary to inject an amount of gas that exceeds the rate at which the gas in the motor chamber 9 contracts, a large compressor is required in accordance with the depth of water in which the submersible pump is installed, and there is a problem that equipment costs and operating costs increase. there were.

なお、特許文献2には、短時間の気密性維持のために、オイルシール等を設けることもある旨が記載されているが、ガスにより電動機室9または軸シール室4を常時加圧するため、オイルシール等の潤滑に必要な水や油の薄膜が得られず、摺動部分の発熱、摩耗の問題があった。   Note that Patent Document 2 describes that an oil seal or the like may be provided in order to maintain airtightness for a short time, but in order to constantly pressurize the motor chamber 9 or the shaft seal chamber 4 with gas, A thin film of water or oil necessary for lubrication such as an oil seal could not be obtained, and there was a problem of heat generation and wear of the sliding part.

本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、軸封機構の潤滑油が不要で、安価な水中回転機器を提供する点にある。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide an inexpensive underwater rotating device that does not require lubricating oil for a shaft seal mechanism.

上述の目的を達成するため、本発明による水中回転機器の第一特徴構成は、特許請求の範囲の請求項1に記載した通り、出力軸に連結された羽根車を回転駆動する電動機が収容された電動機室と、前記電動機室と前記羽根車との間に設けられた軸封室とを備え、前記軸封室が前記出力軸のうち前記羽根車側に設けられた第一軸封機構と前記電動機室側に設けられた第二軸封機構とによって軸封されるとともに、前記軸封室に潤滑油が封入されていない水中回転機器であって、前記軸封室が、前記第一軸封機構から前記軸封室に浸入した蒸気を結露させる飽和蒸気室として機能するように、前記第一軸封機構から前記軸封室に浸入した蒸気の結露を促進する熱交換機構を前記軸封室に備えて構成されている点にある。 In order to achieve the above object, the first characteristic configuration of the underwater rotating device according to the present invention includes an electric motor that rotationally drives an impeller coupled to an output shaft, as described in claim 1 of the claims. A first shaft sealing mechanism provided on the impeller side of the output shaft, and a shaft sealing chamber provided between the motor chamber and the impeller. with the shaft seal by the second shaft seal mechanism provided in the electric motor chamber side, the lubricating oil is a rotating device in the water which is not sealed in the shaft sealing chamber, the shaft seal chamber, the first A heat exchange mechanism that promotes dew condensation of the steam that has entered the shaft sealing chamber from the first shaft sealing mechanism so as to function as a saturated steam chamber that condenses the steam that has entered the shaft sealing chamber from the shaft sealing mechanism. It is in the point comprised for the sealed room .

上述の構成によれば、軸封室は、第一軸封機構から軸封室に浸入した蒸気を結露させる飽和蒸気室として機能するので、第一軸封機構から軸封室に浸入した蒸気は軸封室内で結露する。よって、軸封室に浸入した蒸気が第二軸封機構を介して電動機室に浸入し、軸受を腐食したり、電動機の絶縁を劣化させる虞を低減できる。熱交換機構は、第一軸封機構から軸封室に浸入した蒸気の結露を促進させるので、軸封室に浸入した蒸気が電動機室に浸入する虞をより低減できる。なお、結露水は第一軸封機構の潤滑と冷却に利用することができるとともに、第一軸封機構を介して軸封室に浸入してくる蒸気を捕捉し、前記蒸気が第二軸封機構を介して電動機室に浸入する虞を低減できる。 According to the above-described configuration, the shaft sealing chamber functions as a saturated steam chamber that condenses the vapor that has entered the shaft sealing chamber from the first shaft sealing mechanism, so that the steam that has entered the shaft sealing chamber from the first shaft sealing mechanism Condensation occurs in the shaft seal chamber. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the vapor that has entered the shaft sealing chamber enters the motor chamber via the second shaft sealing mechanism, corrodes the bearing, and deteriorates the insulation of the motor . Since the heat exchange mechanism promotes condensation of the steam that has entered the shaft seal chamber from the first shaft seal mechanism, it is possible to further reduce the risk that the steam that has entered the shaft seal chamber will enter the motor chamber. Na us, together with condensation water can be used to cool the lubrication of the first shaft seal mechanism, through the first shaft seal mechanism to capture vapors coming penetrated into shaft seal chamber, the steam is second axis The possibility of entering the electric motor room through the sealing mechanism can be reduced.

仮に、第一軸封機構が破損して軸封室に水が浸入するような場合があっても、第二軸封機構によって水が電動機室へ浸入することを防止できるため、電動機が漏電するような虞を低減できる。   Even if the first shaft sealing mechanism is damaged and water enters the shaft sealing chamber, the second shaft sealing mechanism can prevent water from entering the motor chamber, so that the electric motor leaks. Such a fear can be reduced.

第一軸封機構は、メカニカルシールが好ましく用いられ、潤滑と冷却は周囲の水により行われる。第二軸封機構は、潤滑油による潤滑と冷却の必要のない軸封機構、例えば無注水方式のメカニカルシールや、オイルシール、Vリング、端面摺動型ゴムシール等が好ましく用いられる。   The first shaft sealing mechanism is preferably a mechanical seal, and lubrication and cooling are performed with ambient water. As the second shaft sealing mechanism, a shaft sealing mechanism that does not require lubrication and cooling with a lubricating oil, for example, a non-water-filled mechanical seal, an oil seal, a V ring, an end face sliding rubber seal, or the like is preferably used.

軸封室は出力軸のうち羽根車側に設けられた第一軸封機構と電動機室側に設けられた第二軸封機構とによって軸封され、第二軸封機構は潤滑油を必要としないので、潤滑油の定期的な交換作業や、交換済みの潤滑油の廃棄作業の必要がなくなる。さらに、例えば、第一軸封機構が破損しても、潤滑油が水中に漏れ出し環境を汚染する虞がなくなる。また、潤滑油を必要としないため、軸封室に連通する潤滑油の注入通路、排出通路、空気通路を形成する必要がなくなるので構造が簡素化できる。   The shaft sealing chamber is sealed by a first shaft sealing mechanism provided on the impeller side of the output shaft and a second shaft sealing mechanism provided on the motor chamber side, and the second shaft sealing mechanism requires lubricating oil. This eliminates the need for periodic replacement work of the lubricant and disposal of the replaced lubricant. Furthermore, for example, even if the first shaft sealing mechanism is broken, there is no possibility that the lubricating oil leaks into water and pollutes the environment. Further, since no lubricating oil is required, it is not necessary to form a lubricating oil injection passage, a discharge passage and an air passage communicating with the shaft seal chamber, so that the structure can be simplified.

水中回転機器として、軸流ポンプ、斜流ポンプ、渦巻きポンプ等の水中ポンプや、水中ミキサが好ましい適用対象となる。   As the submersible rotating device, a submersible pump such as an axial flow pump, a mixed flow pump, and a vortex pump, and a submersible mixer are preferable applications.

同第二の特徴構成は、同請求項2に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記軸封室の周壁部外面が前記羽根車から吐出された水の流路に接するように構成されている点にある。 In the second feature configuration, as described in claim 2, in addition to the first feature configuration described above, the outer surface of the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber is in contact with the flow path of the water discharged from the impeller. It is in the point which is comprised.

上述の構成によれば、軸封室の周壁部外面が羽根車から吐出された水によって冷却されるため、浸入した蒸気の結露が軸封室に備えた熱交換機構により一層促進される。According to the above-described configuration, the outer surface of the peripheral wall portion of the shaft seal chamber is cooled by the water discharged from the impeller, so that the dew condensation of the infiltrated steam is further promoted by the heat exchange mechanism provided in the shaft seal chamber.

同第三の特徴構成は、同請求項3に記載した通り、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記熱交換機構は、前記軸封室の周壁部内面から前記出力軸に向けて延出形成され、前記第一軸封機構から前記軸封室に浸入した蒸気をその表面で結露させる単一または複数の放熱板で構成されている点にある。 In the third characteristic configuration, as described in the third aspect, in addition to the first or second characteristic configuration described above , the heat exchange mechanism is directed from the inner surface of the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber toward the output shaft. It is formed of a single or a plurality of heat radiating plates that are formed so as to condense on the surface the vapor that has entered the shaft sealing chamber from the first shaft sealing mechanism.

上述の構成によれば、熱交換機構は、軸封室の周壁部内面から前記出力軸に向けて延出形成された単一または複数の放熱板により構成されているので、熱交換機構の表面積が増えるために蒸気は放熱板と接触しやすくなり、より確実に結露しやすくなる。なお、熱伝導の観点から、放熱板は軸封室の周壁部と一体形成することが好ましい。   According to the above-described configuration, the heat exchange mechanism is configured by a single or a plurality of heat radiating plates formed extending from the inner surface of the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber toward the output shaft. Therefore, the vapor is likely to come into contact with the heat radiating plate, and condensation is more likely to occur. From the viewpoint of heat conduction, it is preferable that the heat radiating plate is integrally formed with the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber.

同第四の特徴構成は、同請求項4に記載した通り、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記熱交換機構は、前記出力軸の軸芯から放射状となるように、前記軸封室の周壁部内面から前記出力軸に向けて延出形成され、前記第一軸封機構から前記軸封室に浸入した蒸気をその表面で結露させる複数の放熱板で構成されている点にある。 In the fourth feature configuration, as described in claim 4, in addition to the first or second feature configuration described above , the heat exchanging mechanism is configured to be radial from the axis of the output shaft. A point that is formed to extend from the inner surface of the peripheral wall portion of the shaft seal chamber toward the output shaft, and is configured by a plurality of heat radiating plates that condense on the surface the vapor that has entered the shaft seal chamber from the first shaft seal mechanism. It is in.

上述の構成によれば、熱交換機構は、出力軸の軸芯から放射状となるように、前記軸封室の周壁部内面から前記出力軸に向けて延出形成された複数の放熱板により構成されているので、熱交換機構の表面積が増えて蒸気は放熱板と接触しやすくなり、より確実に結露しやすくなる。なお、熱伝導の観点から、放熱板は軸封室の周壁部と一体形成することが好ましい。   According to the above-described configuration, the heat exchange mechanism is configured by a plurality of heat radiating plates formed to extend from the inner surface of the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber toward the output shaft so as to be radial from the shaft core of the output shaft. Therefore, the surface area of the heat exchange mechanism is increased, and the vapor easily comes into contact with the heat radiating plate, so that it is more likely to condense. From the viewpoint of heat conduction, it is preferable that the heat radiating plate is integrally formed with the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber.

同第五の特徴構成は、同請求項5に記載した通り、上述の第四特徴構成に加えて、前記複数の放熱板の表面が、前記出力軸の軸芯方向に沿って対向するように配置されている点にある。   In the fifth feature configuration, as described in claim 5, in addition to the fourth feature configuration described above, the surfaces of the plurality of heat radiating plates face each other along the axial direction of the output shaft. It is in the point where it is arranged.

上述の構成によれば、複数の放熱板の表面が、出力軸の軸芯方向に沿って対向するように配置されているので、第一軸封機構から軸封室に浸入した蒸気は、放熱板の表面に沿って第二軸封機構側へと移動することとなる。蒸気が第一軸封機構側から第二軸封機構側へと移動するまでの放熱板との接触時間がより長くなるため結露しやすくなる。   According to the above-described configuration, the surfaces of the plurality of heat radiating plates are arranged so as to face each other along the axial direction of the output shaft, so that the steam that has entered the shaft sealing chamber from the first shaft sealing mechanism radiates heat. It moves to the 2nd shaft seal mechanism side along the surface of a board. Since the contact time with the heat radiating plate until the steam moves from the first shaft sealing mechanism side to the second shaft sealing mechanism side becomes longer, condensation tends to occur.

同第六の特徴構成は、同請求項6に記載した通り、上述の第四特徴構成に加えて、前記複数の放熱板の表面が、前記出力軸の軸芯方向と交差する方向に沿って対向するように配置されている点にある。   In the sixth feature configuration, as described in claim 6, in addition to the fourth feature configuration described above, the surfaces of the plurality of heat radiating plates extend along the direction intersecting the axial direction of the output shaft. It exists in the point arrange | positioned so that it may oppose.

上述の構成によれば、複数の放熱板の表面が、出力軸の軸芯方向と交差する方向に沿って対向するように配置されているので、第一軸封機構から軸封室に浸入した蒸気は電動機室側の第二軸封機構側への移動が妨げられ放熱板に接触することで結露しやすくなる。   According to the above-described configuration, since the surfaces of the plurality of heat sinks are arranged so as to face each other along the direction intersecting the axial direction of the output shaft, the first heat seal mechanism has entered the shaft seal chamber. The steam is prevented from moving to the second shaft seal mechanism side on the electric motor chamber side and is likely to condense by contacting the heat sink.

同第七の特徴構成は、同請求項7に記載した通り、上述の第三から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記軸封室は、結露水を室外に排水する開閉可能なドレン機構を備え、前記放熱板は、その表面の結露水を前記ドレン機構に向けて案内する案内板となるように、前記ドレン機構に向けて傾斜する傾斜面を備えている点にある。   In the seventh feature configuration, in addition to any of the third to sixth feature configurations described above, the shaft sealing chamber is openable and closable for draining condensed water to the outside. A drain mechanism is provided, and the heat radiating plate is provided with an inclined surface that is inclined toward the drain mechanism so as to be a guide plate that guides dew condensation water on the surface thereof toward the drain mechanism.

上述の構成によれば、放熱板の表面の結露水は、ドレン機構に向けて案内する案内板となるようにドレン機構に向けて傾斜する傾斜面に沿ってドレン機構に導かれる。軸封室内に溜まった結露水は軸封室を分解することなくドレン機構から室外に排水することができる。   According to the above-described configuration, the dew condensation water on the surface of the heat radiating plate is guided to the drain mechanism along the inclined surface that is inclined toward the drain mechanism so as to be a guide plate that is guided toward the drain mechanism. The condensed water accumulated in the shaft seal chamber can be drained from the drain mechanism to the outside without disassembling the shaft seal chamber.

同第八の特徴構成は、同請求項8に記載した通り、上述の第七特徴構成に加えて、前記ドレン機構に逆止弁を備えるとともに、前記軸封室に加圧用ガスを供給するガス供給機構を備えて、前記ガス供給機構により前記軸封室に貯留された結露水を前記逆止弁を介して排水するように構成されている点にある。   In the eighth feature configuration, as described in claim 8, in addition to the seventh feature configuration described above, the drain mechanism is provided with a check valve and a gas for supplying pressurizing gas to the shaft seal chamber A supply mechanism is provided, and the condensed water stored in the shaft sealing chamber by the gas supply mechanism is drained through the check valve.

上述の構成によれば、ガス供給機構が供給する加圧用ガスにより軸封室内を加圧してドレン機構に備えた逆止弁を開き、軸封室に貯留された結露水を確実に排水することができる。さらに、例えば、地上に設置したガス供給機構からホースや配管により軸封室に加圧用ガスを供給することで、水中回転機器を水没させたまま、軸封室に貯留された結露水を排水することもできる。   According to the above-described configuration, the shaft sealing chamber is pressurized with the pressurizing gas supplied by the gas supply mechanism, the check valve provided in the drain mechanism is opened, and the condensed water stored in the shaft sealing chamber is surely drained. Can do. Furthermore, for example, by supplying pressurized gas to the shaft seal chamber by a hose or piping from a gas supply mechanism installed on the ground, the condensed water stored in the shaft seal chamber is drained while the underwater rotating device is submerged. You can also.

同第九の特徴構成は、同請求項9に記載した通り、上述の第一から第八の何れかの特徴構成に加えて、前記軸封室に、結露水が所定量に達したことを検知する水位センサを備えている点にある。   In the ninth feature configuration, in addition to any of the first to eighth feature configurations described above, in addition to the above-described first to eighth feature configurations, the condensed water has reached a predetermined amount in the shaft seal chamber. It is in the point provided with the water level sensor to detect.

上述の構成によれば、軸封室に水位センサを備えているので、水中回転機器を地上に引き上げて作業員が確認しなくても、軸封室に溜まった結露水が所定量に達していることがわかる。また、結露水の貯留されるペースが、予め想定されるペースより早ければ、第一軸封機構が破損して軸封室に水が浸入していることがわかる。水位センサは、フロート式や、電極式が好ましく用いられる。   According to the above configuration, since the shaft seal chamber is equipped with the water level sensor, the condensed water accumulated in the shaft seal chamber reaches a predetermined amount without the operator checking the submersible rotating device to the ground. I understand that. In addition, if the dew condensation water is stored at a faster pace than the previously assumed pace, it can be seen that the first shaft sealing mechanism is broken and water has entered the shaft sealing chamber. The water level sensor is preferably a float type or an electrode type.

同第十の特徴構成は、同請求項10に記載した通り、上述の第一から第九の何れかの特徴構成に加えて、前記出力軸が鉛直姿勢で設置され、前記第一軸封機構に結露水が接するように、前記軸封室の底面のうち前記出力軸の周囲に凹部が形成されている点にある。   In the tenth feature configuration, in addition to any one of the first to ninth feature configurations described above, the output shaft is installed in a vertical posture, and the first shaft sealing mechanism In the bottom surface of the shaft sealing chamber, a recess is formed around the output shaft so that the dew condensation water comes into contact therewith.

上述の構成によれば、軸封室の底面のうち出力軸の周囲に凹部が形成されているので、結露水は凹部に溜まり第一軸封機構に接し、第一軸封機構の潤滑と冷却を助けるとともに、第一軸封機構を介して軸封室に浸入してくる蒸気を捕捉し、前記蒸気が第二軸封機構を介して電動機室に浸入する虞を低減できる。   According to the above-described configuration, since the concave portion is formed around the output shaft in the bottom surface of the shaft sealing chamber, the condensed water accumulates in the concave portion and comes into contact with the first shaft sealing mechanism to lubricate and cool the first shaft sealing mechanism. In addition, the steam entering the shaft sealing chamber via the first shaft sealing mechanism can be captured, and the risk of the vapor entering the motor chamber via the second shaft sealing mechanism can be reduced.

同第十一の特徴構成は、同請求項11に記載した通り、上述の第一から第十の何れかの特徴構成に加えて、前記出力軸が鉛直姿勢で設置され、結露水が前記出力軸に沿って貯留されるように、前記出力軸の周囲に貯水壁を備えている点にある。   According to the eleventh feature configuration, as described in claim 11, in addition to any one of the first to tenth feature configurations described above, the output shaft is installed in a vertical posture, and condensed water is output from the output. The water storage wall is provided around the output shaft so as to be stored along the shaft.

上述の構成によれば、出力軸の周囲に貯水壁を備えているので、結露水は貯水壁内に溜まり第一軸封機構に接し、第一軸封機構の潤滑と冷却を助けるとともに、第一軸封機構を介して軸封室に浸入してくる蒸気を捕捉し、前記蒸気が第二軸封機構を介して電動機室に浸入する虞を低減できる。   According to the above-described configuration, since the water storage wall is provided around the output shaft, the condensed water accumulates in the water storage wall and comes into contact with the first shaft sealing mechanism to assist lubrication and cooling of the first shaft sealing mechanism, and The vapor entering the shaft sealing chamber via the single shaft sealing mechanism can be captured, and the risk of the vapor entering the motor chamber via the second shaft sealing mechanism can be reduced.

同第十二の特徴構成は、同請求項12に記載した通り、上述の第一から第十一の何れかの特徴構成に加えて、前記軸封室に、前記出力軸の回転に伴なって回転する攪拌羽根を備え、前記第一軸封機構から前記軸封室に浸入した蒸気を前記攪拌羽根により前記熱交換機構に向けて案内するように構成されている点にある。 The twelfth characterizing feature is, as described in the claim 12, in addition to any characteristic feature of the first or al eleventh described above, the shaft sealing chamber, with the rotation of the output shaft The rotating blade is provided, and the steam that has entered the shaft-sealed chamber from the first shaft sealing mechanism is guided to the heat exchange mechanism by the stirring blade.

上述の構成によれば、攪拌羽根の回転により軸封室内に気流を発生させて、第一軸封機構から軸封室に浸入した蒸気を熱交換機構に向けて案内するので、軸封室に浸入した蒸気は気流にのって熱交換機構に案内され結露することになる。また、攪拌羽根が発生した気流そのものによって熱交換機構は冷却され、蒸気は冷却された熱交換機構に接触するので、より結露しやすくなる。攪拌羽根は、出力軸の回転に伴なって回転するので、攪拌羽根を回転させるための駆動機構を新たに備える必要がない。   According to the above-described configuration, since the air flow is generated in the shaft seal chamber by the rotation of the stirring blade and the steam that has entered the shaft seal chamber from the first shaft seal mechanism is guided to the heat exchange mechanism, the shaft seal chamber The invaded steam is guided by the heat exchange mechanism on the air stream and condensed. In addition, the heat exchange mechanism is cooled by the airflow itself generated by the stirring blades, and the steam comes into contact with the cooled heat exchange mechanism, so that condensation is more likely to occur. Since the stirring blade rotates with the rotation of the output shaft, there is no need to newly provide a drive mechanism for rotating the stirring blade.

同第十三の特徴構成は、同請求項13に記載した通り、上述の第十二特徴構成に加えて、前記攪拌羽根は、前記第一軸封機構から前記軸封室に浸入した蒸気を、前記軸封室の内壁面のうち前記第二軸封機構より電動機側で前記出力軸を保持する軸受近傍に案内するように構成されている点にある。   In the thirteenth feature configuration, as described in the thirteenth aspect, in addition to the twelfth feature configuration described above, the agitating blade may cause the steam that has entered the shaft seal chamber to enter the shaft seal chamber. In the inner wall surface of the shaft sealing chamber, the second shaft sealing mechanism is guided to the vicinity of the bearing holding the output shaft on the electric motor side.

上述の構成によれば、攪拌羽根が発生する気流は、軸封室の内壁面のうち前記第二軸封機構より電動機側で前記出力軸を保持する軸受近傍を冷却することで、電動機室内の温度上昇や出力軸の回転による摩擦によって発熱している軸受を間接的に冷却できるので、軸受の熱膨張による摩擦抵抗を低減できる。また、発熱によって軸受の潤滑油の粘度が低下すると、油膜形成が不十分となり異常磨耗や、焼き付きが発生する虞があるが、上述のように、軸受を冷却することができるので、そのような不具合を回避することができる。よって、同じ軸受でより電動機の高速回転に対応することができる。   According to the above-described configuration, the airflow generated by the stirring blade cools the vicinity of the bearing that holds the output shaft on the motor side from the second shaft sealing mechanism on the inner wall surface of the shaft sealing chamber, thereby Since the bearing that generates heat by friction due to temperature rise or rotation of the output shaft can be indirectly cooled, frictional resistance due to thermal expansion of the bearing can be reduced. Further, when the viscosity of the lubricating oil of the bearing decreases due to heat generation, there is a risk that oil film formation is insufficient and abnormal wear or seizure may occur, but as described above, the bearing can be cooled. The trouble can be avoided. Therefore, it is possible to cope with high-speed rotation of the electric motor with the same bearing.

以上説明した通り、本発明によれば、軸封機構の潤滑油が不要で、安価な水中回転機器を提供することができるようになった。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an inexpensive underwater rotating device that does not require lubricating oil for the shaft seal mechanism.

本発明による斜流ポンプの概略図Schematic of mixed flow pump according to the present invention (a)は斜流ポンプの第一説明図、(b)は(a)のA−A端面図(A) is a first explanatory view of a mixed flow pump, (b) is an AA end view of (a). (a)は斜流ポンプの第二説明図、(b)は斜流ポンプの第三説明図(A) is 2nd explanatory drawing of a mixed flow pump, (b) is 3rd explanatory drawing of a mixed flow pump. (a)は斜流ポンプの第四説明図、(b)は(a)のB−B端面図(A) is a fourth explanatory view of a mixed flow pump, (b) is a BB end view of (a). (a)は斜流ポンプの第五説明図、(b)は(a)のC−C端面図、(c)は、出力軸の軸芯と放熱板のなす角度の説明図(A) is a fifth explanatory view of the mixed flow pump, (b) is a CC end view of (a), (c) is an explanatory view of an angle formed by the shaft core of the output shaft and the heat sink. (a)は斜流ポンプの第六説明図、(b)は斜流ポンプの第七説明図(A) is the sixth explanatory diagram of the mixed flow pump, (b) is the seventh explanatory diagram of the mixed flow pump. (a)は斜流ポンプの第八説明図、(b)は斜流ポンプの第九説明図(A) is the eighth explanatory diagram of the mixed flow pump, (b) is the ninth explanatory diagram of the mixed flow pump. (a)は別実施形態を示す放熱板の説明図、(b)は別実施形態を示す放熱板の説明図(A) is explanatory drawing of the heat sink which shows another embodiment, (b) is explanatory drawing of the heat sink which shows another embodiment. 従来の水中ポンプの説明図Illustration of conventional submersible pump

以下、本発明による水中回転機器の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the underwater rotating device according to the present invention will be described.

給水または排水に用いられる水中回転機器の一例としての立軸の斜流ポンプ1は、図1に示すように、電動機4が収容された電動機室5と、電装品等が収容され、給電ケーブル11が固定された電動機カバー12と、給電ケーブル11と電装品が接続される接続室35と、電動機4の出力軸2に連結された羽根車3が収容され、下部に吸込口15を備えた吸込ベル36と、電動機室5と羽根車3との間に設けられた軸封室6と、軸封室6と吐出口16を備え吸込ベル36に接続されたポンプケーシング13を備えている。地上に設置された制御盤からの電力が給電ケーブル11を介して電動機4に供給され、電動機4が羽根車3を回転させる。   As shown in FIG. 1, a vertical-shaft mixed flow pump 1 as an example of an underwater rotating device used for water supply or drainage contains an electric motor chamber 5 in which an electric motor 4 is accommodated, electrical components, etc., and a power supply cable 11. A suction bell that houses a fixed motor cover 12, a connection chamber 35 to which the power supply cable 11 and electrical components are connected, and an impeller 3 connected to the output shaft 2 of the motor 4. 36, a shaft sealing chamber 6 provided between the motor chamber 5 and the impeller 3, and a pump casing 13 including the shaft sealing chamber 6 and the discharge port 16 and connected to the suction bell 36. Electric power from a control panel installed on the ground is supplied to the electric motor 4 through the power supply cable 11, and the electric motor 4 rotates the impeller 3.

ポンプケーシング13は、上部に吐出口16が形成され、ポンプケーシング13の内壁部13aに周方向に配置された4枚の案内羽根17を介して、中空の軸封室6と鋳造により一体形成され、内壁部13aと軸封室6の周壁部外面6aとの間に形成される空間が水の流路14となるように構成されている。   The pump casing 13 is integrally formed by casting with the hollow shaft seal chamber 6 through the four guide vanes 17 formed in the circumferential direction on the inner wall portion 13a of the pump casing 13 with a discharge port 16 formed in the upper part. The space formed between the inner wall portion 13a and the outer surface 6a of the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber 6 is configured to be a water flow path 14.

電動機4の出力軸2は、電動機室5の下部に備えられた下部ブラケット18に設置された下部軸受19と、電動機室5の上部に備えられた上部ブラケット20に設置された上部軸受21により鉛直方向の軸芯CL周りに回転自在に支持され、出力軸2の下部は軸封室6を上下方向に貫通して配置され、その下端部に羽根車3が連結されている。   The output shaft 2 of the electric motor 4 is vertically driven by a lower bearing 19 installed in a lower bracket 18 provided in the lower part of the electric motor room 5 and an upper bearing 21 installed in an upper bracket 20 provided in the upper part of the electric motor room 5. The lower part of the output shaft 2 is arranged to penetrate the shaft sealing chamber 6 in the vertical direction, and the impeller 3 is connected to the lower end portion thereof.

下部軸受19、上部軸受21はそれぞれ転がり軸受や滑り軸受等の無注水軸受で構成されている。これにより、軸受の潤滑水及び潤滑水の注水機構や、潤滑油及び潤滑油の注油機構が不要となっている。   The lower bearing 19 and the upper bearing 21 are each composed of a non-water-filled bearing such as a rolling bearing or a sliding bearing. This eliminates the need for the lubricating water and lubricating water injection mechanism of the bearing and the lubricating oil and lubricating oil injection mechanism.

電動機4の出力軸2が羽根車3を回転駆動すると、水は、吸込ベル36の吸込口15から吸い込まれ、案内羽根17により案内され、吐出口16から吐出され、ポンプケーシング13の外周に配置された吐出配管22に吐出される。   When the output shaft 2 of the electric motor 4 rotationally drives the impeller 3, water is sucked from the suction port 15 of the suction bell 36, guided by the guide blade 17, discharged from the discharge port 16, and arranged on the outer periphery of the pump casing 13. The discharged discharge pipe 22 is discharged.

軸封室6は、出力軸2のうち羽根車3側に設けられた第一軸封機構7と電動機室5側に設けられた第二軸封機構8とによって軸封されている。   The shaft sealing chamber 6 is shaft sealed by a first shaft sealing mechanism 7 provided on the impeller 3 side of the output shaft 2 and a second shaft sealing mechanism 8 provided on the motor chamber 5 side.

電動機室5は、第一軸封機構7と第二軸封機構8により、二重に軸封されており、水が入らないように構成されている。   The electric motor chamber 5 is double-sealed by a first shaft sealing mechanism 7 and a second shaft sealing mechanism 8 so that water does not enter.

第一軸封機構7は、メカニカルシールで構成されている。メカニカルシール(第一軸封機構7)は、回転環7aと固定環7bで構成され、回転環7aは出力軸2に固定され出力軸2の回転とともに回転し、軸封室6側にOリング7cを介して固定された固定環7bとの接触面でシール面を形成する。回転環7aと出力軸2の間はOリング7dにより、漏れを防止するように構成されている。Oリング7dは、出力軸2の振動や偏心に応じて変形し、回転環7aと出力軸2との緩衝の役目と漏れを防止する。   The first shaft sealing mechanism 7 is constituted by a mechanical seal. The mechanical seal (first shaft sealing mechanism 7) is composed of a rotating ring 7a and a fixed ring 7b. The rotating ring 7a is fixed to the output shaft 2 and rotates with the rotation of the output shaft 2, and an O-ring is formed on the shaft sealing chamber 6 side. A seal surface is formed by a contact surface with the fixed ring 7b fixed through 7c. Between the rotary ring 7a and the output shaft 2, an O-ring 7d is used to prevent leakage. The O-ring 7d is deformed according to the vibration and eccentricity of the output shaft 2, and prevents the leakage of the role of buffering between the rotary ring 7a and the output shaft 2.

さらに、メカニカルシール(第一軸封機構7)は、付勢部材としてのスプリング7eを備え、回転環7aはスプリング7eにより固定環7bに付勢され、シール面は一定の接触状態が保たれる。なお、シール面は極めて微小な隙間をもち、薄い水膜が形成されている。メカニカルシール(第一軸封機構7)は、羽根車3側の水により潤滑と冷却される。   Further, the mechanical seal (first shaft sealing mechanism 7) includes a spring 7e as an urging member. The rotating ring 7a is urged by the spring 7e to the fixed ring 7b, and the seal surface is kept in a constant contact state. . The sealing surface has a very small gap and a thin water film is formed. The mechanical seal (first shaft sealing mechanism 7) is lubricated and cooled by water on the impeller 3 side.

回転環7a、固定環7bは、カーボン、シリコンカーバイド(SiC)、超硬合金、酸化クロムコーティングで構成され、Oリング7c,7dは合成ゴム、合成樹脂等の弾性体が用いられる。   The rotating ring 7a and the fixed ring 7b are made of carbon, silicon carbide (SiC), cemented carbide, or chromium oxide coating, and the O-rings 7c and 7d are made of an elastic body such as synthetic rubber or synthetic resin.

第二軸封機構8は、オイルシールで構成されている。オイルシール(第二軸封機構8)は、出力軸2の周囲に配置したリング状のリップ8aをスプリング8bによって締め付け、リップ8a内周面と出力軸2外周面でシール面を形成する。このように、二重の軸封機構を備えることで、仮に、第一軸封機構7が破損して軸封室6に水が浸入するような場合があっても、第二軸封機構8によって水が電動機室5へ浸入することを防止できるため、電動機4が漏電するような虞を低減できるのである。   The second shaft sealing mechanism 8 is constituted by an oil seal. In the oil seal (second shaft sealing mechanism 8), a ring-shaped lip 8a disposed around the output shaft 2 is fastened by a spring 8b, and a seal surface is formed by the inner peripheral surface of the lip 8a and the outer peripheral surface of the output shaft 2. Thus, even if the first shaft sealing mechanism 7 is broken and water enters the shaft sealing chamber 6 by providing the double shaft sealing mechanism, the second shaft sealing mechanism 8 is provided. As a result, water can be prevented from entering the electric motor chamber 5, so that the possibility of electric leakage of the electric motor 4 can be reduced.

なお、第二軸封機構8は、無注水方式のメカニカルシールや、Vリング、端面摺動型ゴムシール等の軸封機構でもよい。潤滑剤による潤滑と冷却の必要のない軸封機構が好ましく用いられる。   The second shaft sealing mechanism 8 may be a shaft sealing mechanism such as a non-water-filled mechanical seal, a V-ring, or an end surface sliding rubber seal. A shaft seal mechanism that does not require lubrication and cooling with a lubricant is preferably used.

このように、軸封室6は出力軸2のうち羽根車3側に設けられた第一軸封機構7によって軸封され、第二軸封機構8は潤滑油を必要としないので、潤滑油の定期的な交換作業や、交換済みの潤滑油の廃棄作業の必要がなくなる。さらに、例えば、第一軸封機構7が破損しても、軸封室6に潤滑油を使っていないために潤滑油が水中に漏れ出し環境を汚染する虞がなくなる。また、潤滑油を必要としないので、軸封室6に連通する潤滑油の注入通路、排出通路、空気通路を形成する必要がなくなるので軸封室6及びポンプケーシング13の構造が簡単になり、安価に製造することができるのである。   Thus, the shaft sealing chamber 6 is sealed by the first shaft sealing mechanism 7 provided on the impeller 3 side of the output shaft 2, and the second shaft sealing mechanism 8 does not require lubricating oil. This eliminates the need for periodic replacement work and disposal of replaced lubricating oil. Further, for example, even if the first shaft sealing mechanism 7 is broken, there is no possibility that the lubricating oil leaks into the water and pollutes the environment because no lubricating oil is used in the shaft sealing chamber 6. Further, since no lubricating oil is required, it is not necessary to form a lubricating oil injection passage, a discharge passage and an air passage communicating with the shaft sealing chamber 6, so that the structure of the shaft sealing chamber 6 and the pump casing 13 is simplified. It can be manufactured at low cost.

以上のように、軸封室6は、第一軸封機構7により軸封されているが、第一軸封機構7のシール面の摺動摩擦などにより水が蒸発して、軸封室6に蒸気が浸入してくることがある。   As described above, the shaft sealing chamber 6 is shaft sealed by the first shaft sealing mechanism 7, but water evaporates due to sliding friction of the seal surface of the first shaft sealing mechanism 7, and the shaft sealing chamber 6 enters the shaft sealing chamber 6. Steam may enter.

そこで、軸封室6は、第一軸封機構7から軸封室6に浸入した蒸気を結露させる飽和蒸気室として機能するように構成されている。   Therefore, the shaft seal chamber 6 is configured to function as a saturated steam chamber that condenses the steam that has entered the shaft seal chamber 6 from the first shaft seal mechanism 7.

軸封室6の周壁部外面6aは、ポンプケーシング13と案内羽根17を介して鋳造により一体形成され、流路14を流れる水に接している。よって、周壁部外面6aは、常に流路14を流れる水によって冷却されている。つまり、軸封室6は水により冷却されており、軸封室6に浸入した蒸気は、軸封室6内で冷却され飽和温度以下となると結露するのである。   The outer surface 6 a of the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber 6 is integrally formed by casting via the pump casing 13 and the guide vanes 17 and is in contact with water flowing through the flow path 14. Therefore, the outer peripheral surface 6a is always cooled by the water flowing through the flow path 14. That is, the shaft seal chamber 6 is cooled by water, and the vapor that has entered the shaft seal chamber 6 is condensed in the shaft seal chamber 6 when it is cooled to the saturation temperature or lower.

さらに、軸封室6には、第一軸封機構7から軸封室6に浸入した蒸気の結露を促進する熱交換機構が備えられている。さらに、軸封室6の底部には、結露水を室外に排水する開閉可能なドレン機構9が形成されている。   Further, the shaft sealing chamber 6 is provided with a heat exchange mechanism that promotes the condensation of the vapor that has entered the shaft sealing chamber 6 from the first shaft sealing mechanism 7. Furthermore, an openable / closable drain mechanism 9 is formed at the bottom of the shaft seal chamber 6 for draining condensed water to the outside.

図2(a),(b)に示すように、該熱交換機構は、軸封室6の周壁部内面6bから出力軸2に向けて水平に延出形成され、第一軸封機構7から軸封室6に浸入した蒸気をその表面で結露させる放熱板23で構成されている。放熱板23は、中央に出力軸2を挿通する開口23aが形成された円盤状となっている。なお、開口23aは、出力軸2をギリギリ挿通できる大きさであったり、出力軸2の径に比べて十分な大きさであってもよい。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the heat exchange mechanism is formed to extend horizontally from the inner surface 6 b of the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber 6 toward the output shaft 2, and from the first shaft sealing mechanism 7. It is comprised with the heat sink 23 which condenses the vapor | steam which entered the shaft sealing chamber 6 on the surface. The heat radiating plate 23 has a disk shape in which an opening 23 a through which the output shaft 2 is inserted is formed at the center. The opening 23a may be large enough to be inserted through the output shaft 2 or may be sufficiently larger than the diameter of the output shaft 2.

さらに、本実施形態では、熱交換機構は単一の放熱板23で構成されているが、円盤状の放熱板を軸芯CL方向に2枚以上の複数備えて構成してもよい。放熱板の枚数を増やすと、熱交換機構の表面積が増えるため軸封室6はより冷却され、さらに蒸気は放熱板23と接触しやすくなるので、より確実に軸封室6に浸入した蒸気を結露させることができる。   Furthermore, in this embodiment, the heat exchange mechanism is configured by a single heat radiating plate 23, but may be configured by providing a plurality of disk-shaped heat radiating plates in the direction of the axis CL. When the number of heat sinks is increased, the surface area of the heat exchange mechanism is increased, so that the shaft seal chamber 6 is further cooled, and the steam is more likely to come into contact with the heat sink 23, so that the steam that has entered the shaft seal chamber 6 can be more reliably removed. Condensation can occur.

また、本実施形態では、円盤状の放熱板23で熱交換機構を構成したが、図8(a)に示すように、熱交換機構は、分割された半円盤状や、長方形、棒状などであってもよく、円盤状の放熱板に限定されるものではない。   Further, in this embodiment, the heat exchange mechanism is configured by the disk-shaped radiator plate 23. However, as shown in FIG. 8A, the heat exchange mechanism is divided into a semi-disc shape, a rectangle shape, a rod shape, or the like. There may be, and it is not limited to a disk-shaped heat sink.

放熱板23は、鋳造により軸封室6の周壁部内面6bと一体形成され、軸封室6の周壁部に効率よく熱伝導するように構成されている。   The heat radiating plate 23 is integrally formed with the inner surface 6b of the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber 6 by casting, and is configured to efficiently conduct heat to the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber 6.

放熱板23の下面には、その表面の結露水をドレン機構9に向けて案内する案内板となるように、ドレン機構9に向けて傾斜する傾斜面24が備えられている。放熱板23の表面の結露水は、傾斜面24の表面を伝って確実にドレン機構9に導かれるので結露水は排水されやすくなる。なお、放熱板23のドレン機構9側の端部には、その上面の結露水を下面に通水する開口23bが形成されている。   On the lower surface of the heat radiating plate 23, an inclined surface 24 that is inclined toward the drain mechanism 9 is provided so as to serve as a guide plate that guides the condensed water on the surface toward the drain mechanism 9. The condensed water on the surface of the radiator plate 23 is surely guided to the drain mechanism 9 along the surface of the inclined surface 24, so that the condensed water is easily drained. Note that an opening 23b is formed at the end of the heat radiating plate 23 on the drain mechanism 9 side to allow condensed water on the upper surface to pass through the lower surface.

このように、軸封室6は、第一軸封機構7から軸封室6に浸入した蒸気を結露させる飽和蒸気室として機能し、蒸気は軸封室6内で結露するので、軸封室6に浸入した蒸気がそのまま電動機室5に浸入して下部軸受19や上部軸受21を腐食したり、電動機4の絶縁を劣化させたり、電動機4が故障する虞を低減できるのである。なお、軸封室6の底部に溜まった結露水は第一軸封機構7の冷却に利用することができる。   As described above, the shaft seal chamber 6 functions as a saturated vapor chamber that condenses the vapor that has entered the shaft seal chamber 6 from the first shaft seal mechanism 7, and the steam is condensed in the shaft seal chamber 6. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the steam that has entered the motor 6 enters the motor chamber 5 as it is to corrode the lower bearing 19 and the upper bearing 21, deteriorate the insulation of the motor 4, or cause the motor 4 to break down. The condensed water collected at the bottom of the shaft seal chamber 6 can be used for cooling the first shaft seal mechanism 7.

さらに、軸封室6には、水位センサ10が備えられている。水位センサ10は、フロート式や、電極式が好ましく用いられる。   Further, the shaft seal chamber 6 is provided with a water level sensor 10. The water level sensor 10 is preferably a float type or an electrode type.

水位センサ10は、軸封室6に溜まった結露水が所定量に達していることを検知すると、図示しない警報装置により作業員にその旨を報知するように構成されている。作業員は、当該警報を確認すると、斜流ポンプ1を引き上げてドレン機構9から軸封室6内の結露水を排水する。このように、水位センサ10を備えることで、斜流ポンプ1を地上に引き上げて作業員が確認しなくても、軸封室6に溜まった結露水が所定量に達していることが検知できるのである。また、結露水の貯留されるペースが、予め想定されるペースより早ければ、第一軸封機構7が破損して軸封室6に水が浸入していることが予測できるのである。   When the water level sensor 10 detects that the dew condensation water accumulated in the shaft seal chamber 6 has reached a predetermined amount, the water level sensor 10 is configured to notify the worker of the fact by an alarm device (not shown). When the worker confirms the alarm, the worker raises the mixed flow pump 1 and drains the condensed water in the shaft seal chamber 6 from the drain mechanism 9. As described above, by providing the water level sensor 10, it is possible to detect that the condensed water accumulated in the shaft seal chamber 6 has reached a predetermined amount without lifting the mixed flow pump 1 to the ground and checking by an operator. It is. Moreover, if the pace at which the dew condensation water is stored is earlier than the pace assumed in advance, it can be predicted that the first shaft sealing mechanism 7 is broken and water has entered the shaft sealing chamber 6.

なお、本実施形態では、水位センサ10が放熱板23の上面より上方に位置するように配置した構成について説明したが、放熱板23に開口を形成して、水位センサ10を該開口に挿通し、水位センサ10が放熱板23の下面より下方に位置するように配置される構成であってもよい。   In the present embodiment, the configuration in which the water level sensor 10 is disposed so as to be positioned above the upper surface of the radiator plate 23 has been described. However, an opening is formed in the radiator plate 23 and the water level sensor 10 is inserted through the opening. The water level sensor 10 may be arranged so as to be positioned below the lower surface of the heat sink 23.

さらに、軸封室6に備えた水位センサ10に加えて、電動機室5内に、浸水センサを備えてもよい。例えば、軸封室6で結露しなかった蒸気が第二軸封機構8から電動機室5内へと浸入して結露したり、第一軸封機構7及び第二軸封機構8がともに故障したときに、電動機室5内に水が浸入していることが検知できる。   Furthermore, in addition to the water level sensor 10 provided in the shaft seal chamber 6, a water immersion sensor may be provided in the electric motor chamber 5. For example, vapor that has not condensed in the shaft seal chamber 6 enters the motor chamber 5 from the second shaft seal mechanism 8 to cause condensation, or both the first shaft seal mechanism 7 and the second shaft seal mechanism 8 have failed. Sometimes, it can be detected that water has entered the electric motor chamber 5.

ドレン機構9は、ドレン機構9の排水口9aに、逆止弁(図示せず)を備えるとともに、軸封室6に、地上からホースや配管を介して加圧用ガスを供給するガス供給機構を備えて、該ガス供給機構により軸封室6に貯留された結露水を該逆止弁を介して排水するように構成してもよい。   The drain mechanism 9 includes a check valve (not shown) at the drain port 9a of the drain mechanism 9 and a gas supply mechanism that supplies pressurized gas to the shaft seal chamber 6 from the ground via a hose or a pipe. In addition, the condensed water stored in the shaft sealing chamber 6 by the gas supply mechanism may be drained through the check valve.

該ガス供給機構が供給する加圧用ガスにより軸封室6内を加圧してドレン機構9に備えた前記逆止弁を開き、軸封室6に貯留された結露水を確実に排水することができる。さらに、地上に設置したガス供給機構からホースや配管により軸封室6に加圧用ガスを供給することで、斜流ポンプ1を水没させたまた、軸封室6に貯留された結露水を外部に排水することもできる。なお、斜流ポンプ1が吸い込む水の水位が前記逆止弁以下の水位となると、軸封室6内の結露水の圧力により前記逆止弁が開き、結露水はドレン機構から自動的に排水される。   Pressurizing the inside of the shaft sealing chamber 6 with the pressurizing gas supplied by the gas supply mechanism to open the check valve provided in the drain mechanism 9 to reliably drain the condensed water stored in the shaft sealing chamber 6. it can. Furthermore, the mixed flow pump 1 is submerged by supplying pressurized gas to the shaft sealing chamber 6 from a gas supply mechanism installed on the ground by a hose or a pipe. Also, the condensed water stored in the shaft sealing chamber 6 is removed from the outside. It can also be drained. When the water level sucked by the mixed flow pump 1 becomes a level equal to or lower than the check valve, the check valve is opened by the pressure of the condensed water in the shaft seal chamber 6, and the condensed water is automatically drained from the drain mechanism. Is done.

また、ドレン機構9の排水口9aに地上からホースや配管を接続し、真空ポンプ等の吸引機構により結露水を吸引するように構成してもよい。   Further, a hose or a pipe may be connected to the drain port 9a of the drain mechanism 9 from the ground, and the condensed water may be sucked by a suction mechanism such as a vacuum pump.

熱交換機構を構成する円盤状の放熱板は以下のように構成してもよい。なお、上述の図2(a),(b)に示す実施形態と同様の構成については同一の符号を付し説明を省略する。   You may comprise the disk-shaped heat sink which comprises a heat exchange mechanism as follows. In addition, about the structure similar to embodiment mentioned above to Fig.2 (a), (b), the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図3(a)に示すように、放熱板25は、その全体がその表面の結露水を軸封室6の底部に向けて案内する案内板となるように、軸封室6の底部に向けて傾斜する傾斜面で構成されている。詳述すると、放熱板25の中央には出力軸2を挿通する開口が形成され、放熱板25の上面は、軸封室6の周壁部内面6bから前記開口に向けて下方に傾斜する傾斜面で構成され、放熱板25の下面は、前記開口から軸封室6の周壁部内面6bに向けて下方に傾斜する傾斜面で構成されている。   As shown in FIG. 3A, the heat radiating plate 25 is directed toward the bottom portion of the shaft seal chamber 6 so that the entire heat radiating plate 25 serves as a guide plate for guiding condensed water on the surface thereof toward the bottom portion of the shaft seal chamber 6. It is composed of an inclined surface inclined. More specifically, an opening through which the output shaft 2 is inserted is formed in the center of the heat radiating plate 25, and the upper surface of the heat radiating plate 25 is an inclined surface that is inclined downward from the inner surface 6 b of the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber 6 toward the opening. The lower surface of the heat radiating plate 25 is formed of an inclined surface that is inclined downward from the opening toward the inner surface 6b of the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber 6.

このように構成することで、放熱板25の上面の結露水は、その上面を構成する傾斜面を伝って、中央の前記開口へと導かれて放熱板25の下面側へ流れ、放熱板25の下面の結露水は、その下面を形成する傾斜面を伝って、軸封室6の周壁部内面6bへ導かれ、軸封室6の底部へと導かれ、軸封室6の底部に溜まった結露水がドレン機構9に導かれるのである。   With this configuration, the dew condensation water on the upper surface of the heat radiating plate 25 is guided to the central opening through the inclined surface constituting the upper surface, flows to the lower surface side of the heat radiating plate 25, and the heat radiating plate 25. Condensed water on the lower surface of the shaft is guided to the inner surface 6b of the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber 6 through the inclined surface forming the lower surface, is guided to the bottom portion of the shaft sealing chamber 6, and accumulates at the bottom portion of the shaft sealing chamber 6. The condensed water is guided to the drain mechanism 9.

さらには、図3(b)に示すように、放熱板26は、その全体がその表面の結露水をドレン機構9に向けて案内する案内板となるように、ドレン機構9に向けて傾斜する傾斜面で構成してもよい。詳述すると、放熱板26は、ドレン機構9に近いほうが低く、遠いほうが高くなるように傾斜して構成されている。放熱板26の中央には出力軸2を挿通する開口が形成され、ドレン機構9側の端部には、その上面の結露水を下面に通水する開口26aが形成されている。   Further, as shown in FIG. 3B, the heat radiating plate 26 is inclined toward the drain mechanism 9 so that the whole of the heat radiating plate 26 becomes a guide plate for guiding the condensed water on the surface thereof toward the drain mechanism 9. You may comprise an inclined surface. More specifically, the heat radiating plate 26 is configured to be inclined so that the closer to the drain mechanism 9 is lower and the farther is higher. An opening through which the output shaft 2 is inserted is formed at the center of the heat radiating plate 26, and an opening 26 a through which condensed water on the upper surface passes through the lower surface is formed at the end on the drain mechanism 9 side.

このように、放熱板26は全体がドレン機構9に向けて傾斜しているので、放熱板26の表面の結露水は、その表面を伝って確実にドレン機構9に導かれるのである。   Thus, since the whole heat sink 26 inclines toward the drain mechanism 9, the dew condensation water on the surface of the heat sink 26 is reliably guide | induced to the drain mechanism 9 along the surface.

また、熱交換機構を構成する放熱板を以下のように構成してもよい。なお、上述の図2(a),(b)に示す実施形態と同様の構成については同一の符号を付し説明を省略する。   Moreover, you may comprise the heat sink which comprises a heat exchange mechanism as follows. In addition, about the structure similar to embodiment mentioned above to Fig.2 (a), (b), the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図4(a)に示すように、熱交換機構は、出力軸2の軸芯CLから放射状となるように、軸封室6の周壁部内面6bから出力軸2に向けて軸芯CL方向に幅をもって延出形成され、第一軸封機構7から軸封室6に浸入した蒸気をその表面で結露させる複数の放熱板27で構成されている。   As shown in FIG. 4A, the heat exchanging mechanism is directed in the direction of the axis CL from the peripheral wall inner surface 6b of the shaft sealing chamber 6 toward the output shaft 2 so as to radiate from the axis CL of the output shaft 2. It is formed with a plurality of heat dissipating plates 27 that extend with a width and allow the vapor that has entered the shaft sealing chamber 6 from the first shaft sealing mechanism 7 to condense on the surface thereof.

図4(b)に示すように、軸封室6には、円周方向に45度毎に合計8枚の放熱板27が軸芯CLから放射状となるように、かつ、放熱板27の表面は、出力軸2の軸芯CL方向に沿って対向するように軸芯CLのまわりに配置されている。本実施形態では、放熱板27が8枚であるが、放熱板27は2枚以上の適当な枚数、例えば、4枚や6枚であってもよい。なお、水位センサ10は、隣接する放熱板27の対向面の間の適当な位置に配置されている。また、図8(b)に示すように、放熱板27は軸芯CLに沿って対向していなくてもよい。   As shown in FIG. 4B, the shaft sealing chamber 6 has a total of eight heat radiating plates 27 that radiate from the axis CL every 45 degrees in the circumferential direction, and the surface of the heat radiating plate 27. Are arranged around the axis CL so as to face each other along the direction of the axis CL of the output shaft 2. In the present embodiment, the number of the heat radiating plates 27 is eight, but the number of the heat radiating plates 27 may be two or more, for example, four or six. The water level sensor 10 is disposed at an appropriate position between the opposed surfaces of the adjacent heat radiating plates 27. Moreover, as shown in FIG.8 (b), the heat sink 27 does not need to oppose along the axial center CL.

このように放熱板27を構成することで、第一軸封機構7から軸封室6に浸入した蒸気は、放熱板27の表面に沿って、電動機室5側の第二軸封機構8へと移動することとなる。蒸気が第一軸封機構7側から第二軸封機構8側へと移動するまでの放熱板27との接触時間が長くなるため結露しやすくなるのである。なお、放熱板27は、軸封室6の底面から上端にかけて形成されてもよい。この構成であれば、蒸気と放熱板27との接触時間はより長くなり、さらに結露しやすくなる。   By configuring the heat radiating plate 27 in this way, the vapor that has entered the shaft sealing chamber 6 from the first shaft sealing mechanism 7 passes along the surface of the heat radiating plate 27 to the second shaft sealing mechanism 8 on the motor chamber 5 side. Will move. Since the contact time with the heat radiating plate 27 until the steam moves from the first shaft sealing mechanism 7 side to the second shaft sealing mechanism 8 side becomes longer, condensation tends to occur. The heat radiating plate 27 may be formed from the bottom surface to the upper end of the shaft seal chamber 6. If it is this structure, the contact time of a vapor | steam and the heat sink 27 will become longer, and also it will become easy to dew condensation.

また、熱交換機構を構成する放熱板を出力軸2の軸芯CLから放射状となるように配置するにあたり、図5(a),(b)に示すように、放熱板28の表面が、出力軸2の軸芯CL方向と所定の角度、例えば図5(c)に示すように、75度で交差する方向に沿って対向するように配置してもよい。なお、前記角度は、0度より大きく90度以下の範囲で設定されている。なお、放熱板28と軸芯CLのなす角度を交互に違えて設定してもよく、また放熱板28毎に軸芯CLとのなす角度を違えて設定しても良い。   Further, when the heat radiating plate constituting the heat exchanging mechanism is arranged so as to radiate from the axis CL of the output shaft 2, the surface of the heat radiating plate 28 is output as shown in FIGS. You may arrange | position so that it may oppose along the axis | shaft CL direction of the axis | shaft 2 along a predetermined angle, for example, the direction which cross | intersects at 75 degree | times as shown in FIG.5 (c). The angle is set in the range of greater than 0 degrees and less than 90 degrees. The angle formed between the heat sink 28 and the axis CL may be set alternately. Alternatively, the angle formed between the heat sink 28 and the axis CL may be set differently.

また、放熱板28は、軸芯CLの周方向に隙間をあけて、例えば、図5(b)の放熱板28を一枚おきに配置してもよい。さらに、軸芯CL方向に複数段配置してもよく、この場合は、熱交換機構の表面積が増えるため、蒸気はより結露しやすくなる。   Moreover, the heat sink 28 may arrange | position every other heat sink 28 of FIG.5 (b), for example, leaving a clearance gap in the circumferential direction of the axial center CL. Furthermore, a plurality of stages may be arranged in the direction of the axis CL, and in this case, the surface area of the heat exchange mechanism increases, so that the vapor is more likely to condense.

また、軸封室6は以下のように構成してもよい。なお、上述の図2(a),(b)に示す実施形態と同様の構成については同一の符号を付し説明を省略する。   Further, the shaft sealing chamber 6 may be configured as follows. In addition, about the structure similar to embodiment mentioned above to Fig.2 (a), (b), the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図6(a)に示すように、軸封室6の底面のうち出力軸2の周囲に、軸封室6内で結露した結露水を貯留する円柱状の凹部30を形成し、凹部30に貯留された結露水が確実に第一軸封機構7に接するように構成されている。熱交換機構を構成する放熱板29は、表面の結露水を凹部30に案内するように、軸封室6の周壁部内面6bから凹部30側にかけて下方に傾斜するように構成することが好ましい。   As shown in FIG. 6 (a), a cylindrical recess 30 for storing condensed water condensed in the shaft seal chamber 6 is formed around the output shaft 2 in the bottom surface of the shaft seal chamber 6. The stored dew condensation water is configured to be surely in contact with the first shaft sealing mechanism 7. The heat radiating plate 29 constituting the heat exchanging mechanism is preferably configured to be inclined downward from the inner surface 6b of the peripheral wall portion of the shaft seal chamber 6 toward the concave portion 30 so as to guide the condensed water on the surface to the concave portion 30.

上述の構成によれば、結露水は凹部30に溜まり第一軸封機構7に接し、第一軸封機構7の冷却を助けるとともに、第一軸封機構7を介して軸封室6に浸入してくる蒸気を捕捉し、前記蒸気が第二軸封機構8を介して電動機室5に浸入する虞を低減できる。   According to the above configuration, the dew condensation water accumulates in the recess 30 and comes into contact with the first shaft sealing mechanism 7 to help cool the first shaft sealing mechanism 7 and enters the shaft sealing chamber 6 via the first shaft sealing mechanism 7. It is possible to capture incoming steam and reduce the risk of the steam entering the motor chamber 5 via the second shaft sealing mechanism 8.

図6(b)に示すように、結露水が出力軸2に沿って貯留されるように、出力軸2の周囲に、円筒状の貯水壁31を備えてもよい。   As shown in FIG. 6B, a cylindrical water storage wall 31 may be provided around the output shaft 2 so that condensed water is stored along the output shaft 2.

上述の構成によれば、結露水は貯水壁31内に溜まり第一軸封機構7に接し、第一軸封機構7の冷却を助けるとともに第一軸封機構7を介して軸封室6に浸入してくる蒸気を捕捉し、前記蒸気が第二軸封機構8を介して電動機室5に浸入する虞を低減できる。   According to the above configuration, the condensed water accumulates in the water storage wall 31 and comes into contact with the first shaft sealing mechanism 7, assists cooling of the first shaft sealing mechanism 7, and enters the shaft sealing chamber 6 via the first shaft sealing mechanism 7. It is possible to capture the invading steam and reduce the possibility that the steam enters the electric motor chamber 5 via the second shaft sealing mechanism 8.

また、図6(a)に示す凹部30と、図6(b)に示す貯水壁31をともに軸封室6に備える構成であってもよい。   Moreover, the structure provided with both the recessed part 30 shown to Fig.6 (a) and the water storage wall 31 shown to FIG.6 (b) in the shaft seal chamber 6 may be sufficient.

さらに、図7(a)に示すように、軸封室6に、出力軸2の回転に伴なって回転する攪拌羽根34を備えてもよい。攪拌羽根34は、第一軸封機構7から軸封室6に浸入した蒸気を熱交換機構として機能する放熱板32に向けて案内するように出力軸2の回転方向に応じて設置されている。放熱板32は、中央に出力軸2を挿通する開口が形成された円盤状となっている。   Further, as shown in FIG. 7A, the shaft sealing chamber 6 may be provided with a stirring blade 34 that rotates as the output shaft 2 rotates. The stirring blade 34 is installed according to the rotation direction of the output shaft 2 so as to guide the steam that has entered the shaft sealing chamber 6 from the first shaft sealing mechanism 7 toward the heat radiating plate 32 that functions as a heat exchange mechanism. . The heat radiating plate 32 has a disk shape with an opening through which the output shaft 2 is inserted at the center.

上述の構成によれば、攪拌羽根34の回転により軸封室6内に気流を発生させて、第一軸封機構7から軸封室6に浸入した蒸気を熱交換機構としての放熱板32に向けて案内するので、蒸気は積極的に放熱板32に衝突させられ結露することになる。また、攪拌羽根34により発生した気流そのものが、放熱板32により冷却されるので、軸封室6の中の温度が下がり蒸気が結露しやすくなる。なお、攪拌羽根34は、出力軸2の回転に伴なって回転するので、攪拌羽根34を回転させるための駆動機構を別に備える必要がない。   According to the above-described configuration, the rotation of the stirring blade 34 generates an air flow in the shaft sealing chamber 6, and the steam that has entered the shaft sealing chamber 6 from the first shaft sealing mechanism 7 enters the heat radiating plate 32 as a heat exchange mechanism. Since it guides towards, vapor | steam will be made to collide positively with the heat sink 32, and dew condensation will occur. In addition, since the air flow itself generated by the stirring blade 34 is cooled by the heat radiating plate 32, the temperature in the shaft seal chamber 6 is lowered and the vapor is likely to be condensed. In addition, since the stirring blade 34 rotates with the rotation of the output shaft 2, it is not necessary to separately provide a drive mechanism for rotating the stirring blade 34.

また、図7(b)に示すように、軸封室6に攪拌羽根34を備える場合は、攪拌羽根34が、第一軸封機構7から軸封室6に浸入した蒸気を、軸封室6の内壁面のうち第二軸封機構8より電動機4側で出力軸2を保持する下部軸受19近傍に案内するように構成してもよい。放熱板33は、円周方向に45度毎に軸芯CLから放射状となるように、かつ、放熱板33の表面が、出力軸2の軸芯CL方向に沿って対向するように配置されている。なお、放熱板33は、攪拌羽根34が発生させる気流を妨げない形状や、気流を案内する形状に構成したり、位置に配置にすることが好ましい。   Further, as shown in FIG. 7B, when the shaft sealing chamber 6 is provided with the stirring blade 34, the stirring blade 34 removes the vapor that has entered the shaft sealing chamber 6 from the first shaft sealing mechanism 7 into the shaft sealing chamber. The inner wall surface of 6 may be configured to be guided to the vicinity of the lower bearing 19 that holds the output shaft 2 on the electric motor 4 side from the second shaft sealing mechanism 8. The heat radiating plate 33 is arranged so that it radiates from the axis CL every 45 degrees in the circumferential direction, and the surface of the heat radiating plate 33 faces the direction of the axis CL of the output shaft 2. Yes. In addition, it is preferable to comprise the heat sink 33 in the shape which does not disturb the airflow which the stirring blade 34 generates, the shape which guides an airflow, or arrange | positions it in the position.

攪拌羽根34の回転により発生した気流を下部軸受19に向け、下部軸受19周辺で結露をしやすくすることで、電動機室5内の温度上昇や出力軸2の回転による摩擦によって発熱している下部軸受19を間接的に冷却できるので、下部軸受19の熱膨張による摩擦抵抗を低減できる。また、発熱によって下部軸受19の潤滑油の粘度が低下すると、油膜形成が不十分となり軸受の異常磨耗や、焼き付きが発生する虞があるが、上述のように、下部軸受19を冷却することができるので、そのような不具合を回避することができる。よって、同じ軸受でより電動機の高速回転に対応することができる。   By directing the airflow generated by the rotation of the stirring blade 34 toward the lower bearing 19 and facilitating dew condensation around the lower bearing 19, the lower portion that generates heat due to the temperature rise in the motor chamber 5 and friction due to the rotation of the output shaft 2 Since the bearing 19 can be indirectly cooled, the frictional resistance due to the thermal expansion of the lower bearing 19 can be reduced. Further, when the viscosity of the lubricating oil of the lower bearing 19 is reduced due to heat generation, the oil film is not sufficiently formed and abnormal bearing wear or seizure may occur. However, as described above, the lower bearing 19 may be cooled. Since this is possible, such a problem can be avoided. Therefore, it is possible to cope with high-speed rotation of the electric motor with the same bearing.

さらに、攪拌羽根34の回転により軸封室6内に、軸封室6の底部に向かう気流を発生させ、軸封室6の底部で蒸気を直接結露させ、貯留してもよい。   Further, an air flow toward the bottom of the shaft seal chamber 6 may be generated in the shaft seal chamber 6 by the rotation of the stirring blade 34, and the vapor may be directly condensed at the bottom of the shaft seal chamber 6 and stored.

上述の何れの実施形態でも、放熱板は平板として説明したが、表面に凹凸を有していてもよい。放熱板の表面に凹凸を有することで、表面積が増え、蒸気はより結露しやすくなる。   In any of the above-described embodiments, the heat radiating plate has been described as a flat plate, but the surface may have irregularities. By having irregularities on the surface of the heat sink, the surface area increases and the vapor is more likely to condense.

上述の何れの実施形態でも、熱交換機構として放熱板を備えた構成について説明したが、熱交換機構は、軸封室の内部に配設され、軸封室外周の水を通水可能な冷却配管で構成してもよい。冷却配管には、水中ポンプにより揚水される水の一部が通水され、配管表面を冷やし、軸封室に浸入した蒸気が配管表面で結露するのである。また、放熱板や、冷却配管を備えずに、軸封室の周壁部内面6bそのものを熱交換機構としてもよい。   In any of the above-described embodiments, the configuration including the heat radiating plate as the heat exchange mechanism has been described. However, the heat exchange mechanism is disposed inside the shaft seal chamber and is capable of passing water around the shaft seal chamber. You may comprise by piping. A part of the water pumped by the submersible pump is passed through the cooling pipe to cool the pipe surface, and the vapor that has entered the shaft seal chamber is condensed on the pipe surface. Moreover, it is good also considering the surrounding wall part inner surface 6b itself of a shaft seal chamber as a heat exchange mechanism, without providing a heat sink and cooling piping.

上述した実施形態では、水中回転機器が、出力軸が鉛直方向に配置された立軸の斜流ポンプについて説明したが、出力軸が水平方向に配置された横軸の斜流ポンプであってもよい。また、斜流ポンプに限らず、軸流ポンプ、遠心ポンプ等の水中ポンプであってもよい。さらに、該水中ポンプは、上水、下水、工業用水等様々な分野で給水または排水に用いられる水中ポンプに適用することができる。   In the embodiment described above, the submersible rotating device has been described with respect to the vertical mixed flow pump in which the output shaft is arranged in the vertical direction, but may be a horizontal mixed flow pump in which the output shaft is arranged in the horizontal direction. . Moreover, not only a mixed flow pump but submersible pumps, such as an axial flow pump and a centrifugal pump, may be sufficient. Furthermore, the submersible pump can be applied to a submersible pump used for water supply or drainage in various fields such as clean water, sewage, and industrial water.

また、水中回転機器は水中ポンプに限らない。水槽内に設置され、水を撹拌する羽根車と、羽根車を回転させる電動機との間に軸封室を備えた水中ミキサであってもよい。出力軸に連結された羽根車を回転駆動する電動機が収容された電動機室と、前記電動機室と前記羽根車との間に設けられた軸封室とを備え、前記軸封室が前記出力軸のうち前記羽根車側に設けられた第一軸封機構と前記電動機室側に設けられた第二軸封機構とによって軸封されている水中回転機器であればよい。   The submersible rotating device is not limited to the submersible pump. It may be an underwater mixer that is installed in a water tank and includes a shaft seal chamber between an impeller that stirs water and an electric motor that rotates the impeller. An electric motor chamber that houses an electric motor that rotationally drives an impeller coupled to an output shaft; and a shaft sealing chamber that is provided between the electric motor chamber and the impeller, wherein the shaft sealing chamber is the output shaft. Of these, any underwater rotating device that is shaft-sealed by a first shaft-seal mechanism provided on the impeller side and a second shaft-seal mechanism provided on the motor chamber side may be used.

上述した実施形態は、何れも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。   Each of the above-described embodiments is an example of the present invention, and the present invention is not limited by the description. The specific configuration of each part can be appropriately changed and designed within the range where the effects of the present invention are exhibited. Needless to say.

1:斜流ポンプ
2:出力軸
3:羽根車
4:電動機
5:電動機室
6:軸封室
6a:周壁部外面
6b:周壁部内面
7:第一軸封機構
7a:回転環
7b:固定環
7c:Oリング
7d:Oリング
7e:スプリング
8:第二軸封機構
8a:リップ
8b:スプリング
9:ドレン機構
9a:排水口
10:水位センサ
11:給電ケーブル
12:電動機カバー
13:ポンプケーシング
14:流路
15:吸込口
16:吐出口
17:案内羽根
18:下部ブラケット
19:下部軸受
20:上部ブラケット
21:上部軸受
22:吐出配管
23:放熱板
23a:開口
23b:開口
24:傾斜面
25:放熱板
26:放熱板
27:放熱板
30:凹部
31:貯水壁
32:放熱板
33:放熱板
34:攪拌羽根
35:接続室
36:吸込ベル
1: Mixed flow pump 2: Output shaft 3: Impeller 4: Motor 5: Motor chamber 6: Shaft seal chamber 6a: Outer wall portion outer surface 6b: Perimeter wall portion inner surface 7: First shaft seal mechanism 7a: Rotating ring 7b: Fixed ring 7c: O-ring 7d: O-ring 7e: Spring 8: Second shaft sealing mechanism 8a: Lip 8b: Spring 9: Drain mechanism 9a: Drain port 10: Water level sensor 11: Power supply cable 12: Motor cover 13: Pump casing 14: Flow path 15: Suction port 16: Discharge port 17: Guide vane 18: Lower bracket 19: Lower bearing 20: Upper bracket 21: Upper bearing 22: Discharge pipe 23: Heat sink 23a: Opening 23b: Opening 24: Inclined surface 25: Heat sink 26: Heat sink 27: Heat sink 30: Recess 31: Water storage wall 32: Heat sink 33: Heat sink 34: Stirring blade 35: Connection chamber 36: Suction bell

Claims (13)

出力軸に連結された羽根車を回転駆動する電動機が収容された電動機室と、前記電動機室と前記羽根車との間に設けられた軸封室とを備え、前記軸封室が前記出力軸のうち前記羽根車側に設けられた第一軸封機構と前記電動機室側に設けられた第二軸封機構とによって軸封されるとともに、前記軸封室に潤滑油が封入されていない水中回転機器であって、
前記軸封室が、前記第一軸封機構から前記軸封室に浸入した蒸気を結露させる飽和蒸気室として機能するように、前記第一軸封機構から前記軸封室に浸入した蒸気の結露を促進する熱交換機構を前記軸封室に備えて構成されている水中回転機器。
An electric motor chamber that houses an electric motor that rotationally drives an impeller coupled to an output shaft; and a shaft sealing chamber that is provided between the electric motor chamber and the impeller, wherein the shaft sealing chamber is the output shaft. Of which the shaft is sealed by a first shaft sealing mechanism provided on the impeller side and a second shaft sealing mechanism provided on the motor chamber side, and no lubricating oil is sealed in the shaft sealing chamber. Medium rotating equipment,
Condensation of steam that has entered the shaft sealing chamber from the first shaft sealing mechanism so that the shaft sealing chamber functions as a saturated steam chamber that condenses the steam that has entered the shaft sealing chamber from the first shaft sealing mechanism. An underwater rotating device configured to include a heat exchange mechanism for promoting the shaft seal chamber .
前記軸封室の周壁部外面が前記羽根車から吐出された水の流路に接するように構成されている請求項1記載の水中回転機器。The underwater rotating device according to claim 1, wherein an outer surface of a peripheral wall portion of the shaft sealing chamber is configured to contact a flow path of water discharged from the impeller. 前記熱交換機構は、前記軸封室の周壁部内面から前記出力軸に向けて延出形成され、前記第一軸封機構から前記軸封室に浸入した蒸気をその表面で結露させる単一または複数の放熱板で構成されている請求項1または2記載の水中回転機器。 The heat exchange mechanism is formed so as to extend from the inner surface of the peripheral wall portion of the shaft seal chamber toward the output shaft, and allows the vapor that has entered the shaft seal chamber from the first shaft seal mechanism to condense on the surface thereof. The underwater rotating device according to claim 1 or 2 , comprising a plurality of heat sinks. 前記熱交換機構は、前記出力軸の軸芯から放射状となるように、前記軸封室の周壁部内面から前記出力軸に向けて延出形成され、前記第一軸封機構から前記軸封室に浸入した蒸気をその表面で結露させる複数の放熱板で構成されている請求項1または2記載の水中回転機器。 The heat exchange mechanism is formed to extend from the inner surface of the peripheral wall portion of the shaft sealing chamber toward the output shaft so as to radiate from the shaft center of the output shaft, and from the first shaft sealing mechanism to the shaft sealing chamber. The underwater rotating device according to claim 1 or 2 , comprising a plurality of heat radiating plates that condense the vapor that has entered the surface on the surface thereof. 前記複数の放熱板の表面が、前記出力軸の軸芯方向に沿って対向するように配置されている請求項4記載の水中回転機器。   The underwater rotating device according to claim 4, wherein surfaces of the plurality of heat radiating plates are arranged so as to face each other along an axial direction of the output shaft. 前記複数の放熱板の表面が、前記出力軸の軸芯方向と交差する方向に沿って対向するように配置されている請求項4記載の水中回転機器。   The underwater rotating device according to claim 4, wherein surfaces of the plurality of heat radiating plates are arranged so as to face each other along a direction intersecting with an axial direction of the output shaft. 前記軸封室は、結露水を室外に排水する開閉可能なドレン機構を備え、前記放熱板は、その表面の結露水を前記ドレン機構に向けて案内する案内板となるように、前記ドレン機構に向けて傾斜する傾斜面を備えている請求項3から6の何れかに記載の水中回転機器。   The shaft sealing chamber includes an openable / closable drain mechanism for draining condensed water to the outside, and the heat sink is a guide plate for guiding the condensed water on the surface toward the drain mechanism. The underwater rotating device according to any one of claims 3 to 6, further comprising an inclined surface inclined toward the surface. 前記ドレン機構に逆止弁を備えるとともに、前記軸封室に加圧用ガスを供給するガス供給機構を備えて、前記ガス供給機構により前記軸封室に貯留された結露水を前記逆止弁を介して排水するように構成されている請求項7に記載の水中回転機器。   The drain mechanism includes a check valve, and a gas supply mechanism that supplies pressurizing gas to the shaft sealing chamber. The condensed water stored in the shaft sealing chamber by the gas supply mechanism is supplied with the check valve. The underwater rotating device according to claim 7, wherein the rotating device is configured to drain water through the underwater rotating device. 前記軸封室に、結露水が所定量に達したことを検知する水位センサを備えている請求項1から8の何れかに記載の水中回転機器。   The underwater rotating device according to any one of claims 1 to 8, wherein the shaft seal chamber includes a water level sensor that detects that condensed water has reached a predetermined amount. 前記出力軸が鉛直姿勢で設置され、前記第一軸封機構に結露水が接するように、前記軸封室の底面のうち前記出力軸の周囲に凹部が形成されている請求項1から9の何れかに記載の水中回転機器。   The output shaft is installed in a vertical posture, and a concave portion is formed around the output shaft in the bottom surface of the shaft sealing chamber so that condensed water is in contact with the first shaft sealing mechanism. The underwater rotating device according to any one of the above. 前記出力軸が鉛直姿勢で設置され、結露水が前記出力軸に沿って貯留されるように、前記出力軸の周囲に貯水壁を備えている請求項1から10の何れかに記載の水中回転機器。   The underwater rotation according to any one of claims 1 to 10, wherein the output shaft is installed in a vertical posture, and a water storage wall is provided around the output shaft so that condensed water is stored along the output shaft. machine. 前記軸封室に、前記出力軸の回転に伴なって回転する攪拌羽根を備え、前記第一軸封機構から前記軸封室に浸入した蒸気を前記攪拌羽根により前記熱交換機構に向けて案内するように構成されている請求項1から11の何れかに記載の水中回転機器。 The shaft sealing chamber is provided with a stirring blade that rotates as the output shaft rotates, and the steam that has entered the shaft sealing chamber from the first shaft sealing mechanism is guided toward the heat exchange mechanism by the stirring blade. water rotating device according to claim 1 or al 11 that is configured to. 前記攪拌羽根は、前記第一軸封機構から前記軸封室に浸入した蒸気を、前記軸封室の内壁面のうち前記第二軸封機構より電動機側で前記出力軸を保持する軸受近傍に案内するように構成されている請求項12記載の水中回転機器。   The agitating blade causes the vapor that has entered the shaft sealing chamber from the first shaft sealing mechanism to be close to the bearing that holds the output shaft on the electric motor side of the second shaft sealing mechanism on the inner wall surface of the shaft sealing chamber. The underwater rotating device according to claim 12 configured to guide.
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