JP6912370B2 - 液切リング及びこれを備えるポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ポンプの回転軸を伝わってポンプケーシングから漏れ出た液体を、遠心力を利用して除去する液切リングに関する。また、本発明は、液切リングを備えるポンプに関する。

従来、羽根車を回転させる回転軸を備えるポンプには、羽根車を収容するケーシング内部からの流体漏れを防止するために、軸封装置が設けられている。従来のポンプの一例として、図７に横軸多段ポンプ１００の概略断面図を示す。図７Ａは、図７の部分拡大図である。図８は、図７の横軸多段ポンプ１００の外観図である。

図７に示される横軸多段ポンプ１００は、複数の羽根車２と、これら羽根車２が固定される回転軸１を有している。回転軸１は水平方向に延びるように設置される。複数の羽根車２は、回転軸１上に直列に配列され、これら羽根車２のそれぞれを囲むように複数のディフューザ６が配置される。回転軸１の一端（図７では左端）は図示しない電動機などの駆動機に連結され、この駆動機によって回転軸１および羽根車２が回転されるようになっている。また、回転軸１は、その両端部近傍に設けられた軸受装置９によって回転自在に支持されている。軸受装置９は、軸受１６６と、軸受１６６を収容する軸受ケーシング１６５と、軸受カバー１６７と、を備えている。軸受カバー１６７は、軸受ケーシング１６５にボルトにより固定されて、潤滑油が充填されるオイル室１６８を形成している。

羽根車２はポンプケーシング内に配置されており、回転軸１はポンプケーシングを貫通して延びている。ポンプケーシングは、吸込みポート１１１が形成された吸込みケーシング１１０と、吐き出しポート１３１が形成された吐き出しケーシング１３０と、吸込みケーシング１１０と吐き出しケーシング１３０との間に配置された中間ケーシング１５０と、を備える。吸込みケーシング１１０には脚部１８０が取り付けられる。吐き出しケーシング１３０には脚部１８１が取り付けられる。

中間ケーシング１５０は、複数の環状のケーシングピース１５０ａが軸方向に接続された構造を有している。各羽根車２の径方向外側に、ディフューザ６が配置されている。各ケーシングピース１５０ａ内には、羽根車２及びディフューザ６の組が配置されている。吸込みケーシング１１０、中間ケーシング１５０及び吐き出しケーシング１３０は、通しボルト１６及びナット１７によって互いに固定されている。

回転軸１の回転とともに複数の羽根車２が回転すると、吸込みポート１１１から水などの液体が吸込まれ、羽根車２とディフューザ６との作用により、液体の圧力が上昇されて液体が吐き出しポート１３１から吐き出される。

ポンプケーシングは、さらに、軸封装置１５５のためのスタフィングボックス１５５ａを含む。図示の例では、軸封装置１５５は、スタフィングボックス１５５ａと、スタフィングボックス１５５ａの内周面と回転軸１の外周面との間に配置されるグランドパッキン１５５ｂと、パッキン押さえ１５５ｃと、を有する。尚、図中、１５５ｄは、回転軸１に装着されるスリーブであるが、スリーブ１５５ｄは必ずしも設けられなくてよい。

グランドパッキン１５５ｂによって、回転軸１と、ポンプケーシングにおける、回転軸１が貫通する部分（以下、軸貫通部とも称する；図示の例では、スタフィングボックス１５５ａの内周面）との間の隙間がシールされ、羽根車２によって昇圧された液体が回転軸
１を伝わって軸受装置９に浸入することを防止される。吐き出しケーシング１３０、スタフィングボックス１５５ａ及び軸受ケーシング１６５は、ボルト１８により互いに固定されている。吸込みケーシング１１０、スタフィングボックス１５５ａ及び軸受ケーシング１６５もまた、ボルト１８により互いに固定されている。

グランドパッキン１５５ｂは、取付け時にパッキン押さえ１５５ｃにより軸方向（換言すれば、回転軸１の軸線方向）に圧縮されることにより内径が縮小される。これにより、回転軸１とグランドパッキン１５５ｂとの間の隙間の大きさを調整することができる。グランドパッキン１５５ｂの内径が小さくなりすぎると、グランドパッキン１５５ｂと回転軸１との間で好ましくない摩擦抵抗が生じる。従って、グランドパッキン１５５ｂと回転軸１との間には若干の隙間が保持される。また、この隙間には、ランタンリング又は封水リング（図示せず）を介して冷却及び潤滑用のシール液が供給される場合もある。

尚、軸封装置１５５の他の例として、オイルシールまたはメカニカルシール等を挙げることができる。

軸封装置１５５としてグランドパッキン１５５ｂが使用される場合には、上記のシール液及び／又はポンプ１００により移送される液体がグランドパッキン１５５ｂと回転軸１との間の若干の隙間を通して、軸封装置１５５の外部へ漏れ出す場合がある。漏れ出した液体が回転軸１を伝わって軸受装置９に浸入すると、軸受装置９内の潤滑油と混ざり合い、潤滑を妨げる要因となる。

従って、軸封装置１５５から漏れ出た液体から軸受装置９を保護するため、図７及び図７Ａに示すように、軸封装置１５５と軸受装置９との間で、回転軸１の外周面に環状の液切リング１４を取り付けることが従来行われている。液切リング１４は、回転軸１と一体になって回転する。回転軸１を伝わって液切リング１４に達した液体は、液切リング１４の回転による遠心力によって、半径方向に吹き飛ばされる。図８の外観図に示されるように、液切リング１４は、軸受ケーシング１６５の側方開口を通してポンプ１００の外部に露出されている。こうして、軸封装置１５５から漏れ出た液体は、液切リング１４の作用によりポンプ１００の外部に放出され、当該液体の軸受装置９への浸入が阻止される。

液切リング１４は、従来、金属、または、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の一般的なゴム材料で形成されている（特許文献１、特許文献２）。ゴム製の液切リング１４は弾性を有するので、金属製のものと異なり、溶接等に依らずに締り嵌めにより回転軸１に固定することができる。このように、ゴム製の液切リング１４は、金属製の液切リングに比べて回転軸１に対する取り付けが容易であるという利点がある。

しかし、従来のゴム製の液切リング１４は、変形し易いことから回転中の遠心力による機械的劣化が生じ易い。すなわち、回転中に液切リング１４の外周側が拡径する方向に変形し、その結果、液切リング１４が破断するおそれがある。また、液切リングの外周側の変形に伴って内周側も変形し、その結果、液切リング１４の内周面と回転軸１との間に隙間が生じるおそれもある。液切リング１４の内周面と回転軸１との間に隙間が生じると、この隙間を通じて漏れ出た液体が、軸受装置９に浸入するおそれがある。また、ゴム材料の経時劣化によっても液切リング１４に割れが生じ、破断につながるおそれもある。回転中に破断した液切リング１４は、回転軸１から脱落する。

従って、従来のゴム製の液切リング１４は、４〜５年程度の周期で定期的に交換されることを必要とする。従来の液切リング１４を交換するためには、ボルト１８を取り外し、軸受装置９ごと軸受ケーシング１６５を取り外す必要がある。このような液切リング１４の交換作業は煩雑であり、時間と手間を要する。

実公昭６２−０２０７１６号公報 実開昭６１−１６０２９９号公報

本発明の一実施形態によれば、遠心力による機械的劣化及び／または経時劣化が生じにくく、定期交換の必要なく長期間にわたって使用可能な液切リングを提供することができる。また、本発明の一実施形態によれば、回転軸に対する取り付け及び取り外しを容易に行うことができる液切リングを提供することができる。

本発明の一実施形態によれば、羽根車を回転させる回転軸を備えるポンプのための軸封装置と、回転軸を支持する軸受装置との間で、回転軸の外周面に取り付けられるように構成された環状の液切リングであって、フッ素樹脂を含む材料で形成されている、液切リングが提供される。

本発明の第１実施形態の液切リングの側断面図である。 第１実施形態の液切リングを軸線方向から見た図である。 本発明の第２実施形態の液切リングの側面図である。 第２実施形態の液切リングを軸線方向から見た図である。 本発明の第３実施形態の液切リングの側面図である。 図３Ａの部分拡大図である。 第３実施形態の液切リングを軸線方向から見た図である。 第３実施形態の液切リングの変形例を示す、図３Ｂに対応する図である。 第３実施形態の液切リングの変形例を示す、図３Ｃに対応する図である。 本発明の第４実施形態の液切リングの側面図である。 第４実施形態の液切リングを軸線方向から見た図である。 本発明の第５実施形態の液切リングの側面図である。 第５実施形態の液切リングを軸線方向から見た図である。 本発明の第６実施形態による液切リングとＯリングとの組み合わせを示す概略側断面図である。 従来の液切リングを備えるポンプの全体構成を示す概略断面図である。 図７の部分拡大図である。 図７のポンプの外観図である。

以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明はあくまでも一例を示すものであって、本願発明の技術的範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。また、図面では、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

本発明の各実施形態によれば、羽根車を回転させる回転軸を備えるポンプのための軸封装置と、回転軸を支持する軸受装置との間で、回転軸の外周面に取り付けられるように構成された環状の液切リングが提供される。ポンプは、上記の横軸多段ポンプ１００の形態を備えていてもよいし、他のいかなる形態を備えていてもよい。ポンプは、ポンプケーシングと、ポンプケーシングに収容される羽根車と、羽根車を回転させる回転軸と、ポンプ
ケーシングにおける、回転軸が貫通する部分に設けられる少なくとも１つの軸封装置と、回転軸を支持する少なくとも１つの軸受装置と、を備えていればよい。

本発明の各実施形態において、液切リングは、フッ素樹脂を含む材料で形成されている。フッ素樹脂の例として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等を挙げることができる。ＰＦＡ、ＦＥＰ及びＥＴＦＥは、吸水性が低いことから、液切リングの材料として特に好ましく使用することができる。尚、液切リングは、フッ素樹脂のみで形成されていてもよいし、フッ素樹脂に加えて各種配合剤または添加剤を含むことができる。液切リングの全重量に対するフッ素樹脂の重量比を、５０％以上にすることができる。

フッ素樹脂は、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の一般的なゴム材料と比較して硬質であり変形しにくいので、回転に対する機械的強度に優れている。従って、液切リングを、回転中の遠心力によって破断させることなく長期間にわたって使用することができる。従って、従来技術と比較して、液切リングの交換作業の頻度を少なくすることができる。

また、フッ素樹脂は、耐薬品性に優れているので、ポンプの取り扱い液との接触による液切リングの物性変化が生じにくい。

また、フッ素樹脂は耐熱性に優れているので、ポンプの高温の取り扱い液に対して劣化及び／または変形がしにくい。例えば、ボイラー給水ポンプの場合、取り扱い液は約１７０℃程度の高温に達する。この温度は、ポンプの回転軸を通じて液切リングに到達する。

［第１実施形態］
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１実施形態による、フッ素樹脂製の液切リング２０の一例を示す。液切リング２０は、ポンプの回転軸に外挿された状態で使用される環状体２４の形態を有し、中心軸線Ｘを有する。図１Ａは、液切リング２０を、中心軸線Ｘを横断する方向から見た側断面図であり、図１Ｂは、液切リング２０を、中心軸線Ｘに沿う方向から見た図である。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、液切リング２０は、中心開口２２を有する実質的に円形リング状の外形及び所定の厚さを有する板状体から形成されている。図１Ａに示すように、板状体の外周縁部２６は、緩やかに面取り加工されている。液切リング２０の内径は、ポンプの回転軸の外径よりも僅かに小さくすることができる。これにより、液切リング２０を回転軸に締り嵌めによって取り付けることができる。液切リング２０を取付ける又は取り外す際には、ポンプを駆動機から分離して、軸受ケーシング等、ポンプケーシングの外側の部材を取り外す（図７を参照）。こうして外部に露出された回転軸の端部を介して液切リング２０を回転軸に外挿するまたは回転軸から引き抜くことができる。フッ素樹脂は、一般的なゴム材料と比較して低い弾性を有するので、液切リング２０の中央開口２２を十分に広げた状態で回転軸上を移動させることが難しい場合がある。しかし、フッ素樹脂は、摩擦係数が小さいので、ポンプの回転軸上を、液切リング２０を破断させることなく所望の取付け位置に移動させることができる。摩擦係数が大きいと、液切リングを回転軸上で移動させる際における、液切リングと回転軸との間の摩擦が大きくなり、液切リングが破断するおそれがある。

［第２実施形態］
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の第２実施形態による、フッ素樹脂製の液切リング３０の
一例を示す。図２Ａは、液切リング３０を、中心軸線Ｘを横断する方向（図２Ｂの左方）から見た側面図であり、図２Ｂは、液切リング３０を、中心軸線Ｘに沿う方向から見た図である。液切リング３０は、中心開口３２を有する環状体３４の形態を有しており、外周縁部３６は、緩やかに面取り加工されている。

第１実施形態の液切リング２０と異なり、第２実施形態の液切リング３０は、周方向の一箇所で切断されている。図２Ａの側面図に示されるように、液切リング３０の切断部における周方向端面３０Ａ、３０Ｂは、中心軸線Ｘと斜めに交差する方向に傾斜している。対向する周方向端面３０Ａ、３０Ｂの間には、僅かに空間３０Ｃが形成されている。液切リング３０が回転軸に外挿されたとき、空間３０は、液切リング３０の周方向における不連続部分を画定する。換言すれば、液切リング３０は、周方向に、液切リングを形成する材料が除去された不連続部分を有する。

第２実施形態の液切リング３０は、周方向の一箇所で切断されているので、第１実施形態と異なり、ポンプを分解することなく回転軸に対する取付け又は取り外しを行うことができる。具体的には、周方向端面３０Ａ、３０Ｂの間の空間３０Ｃに回転軸を通すことにより液切リング３０の取付け又は取り外しを行うことができる。尚、この場合の液切リング３０へのアクセスは、ポンプケーシングの外側にある軸受ケーシング（図７のポンプの場合、軸受ケーシング１６５）の側方開口を通して行うことができる（図８を参照）。しかし、第２実施形態の液切リング３０の取付け及び取り外しは、第１実施形態と同様に、ポンプを分解後、回転軸の露出された端部を介して行われてもよい。液切リング３０の内径は、ポンプの回転軸の外径より僅かに小さくすることができる。上記したように、フッ素樹脂は、摩擦係数が小さいので、ポンプの回転軸上を、液切リング３０を破断させることなく所望の取付け位置に移動させることができる。また、第２実施形態の液切リング３０は、対向する周方向端面３０Ａ、３０Ｂが中心軸線Ｘと斜めに交差する方向に傾斜する傾斜面を形成している。これにより、対向する周方向端面３０Ａ、３０Ｂが軸方向に関して互いにストッパーとなり、取り付け後の液切リング３０の軸方向の位置ずれが生じにくい。尚、ポンプの回転軸が回転すると、移動方向に向かう傾斜面３０Ａ、３０Ｂが翼の作用をするので、回転軸を伝わる液体が空間３０Ｃを通って液切リング３０を越えて流れることはない。

［第３実施形態］
図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の第３実施形態による、フッ素樹脂製の液切リング４０の一例を示す。図３Ａは、液切リング４０を、中心軸線Ｘを横断する方向（図３Ｃの左方）から見た側面図である。図３Ｂは、図３Ａの部分拡大図である。図３Ｃは、液切リング４０を、中心軸線Ｘに沿う方向から見た図である。液切リング４０は、中心開口４２を有する環状体４４の形態を有しており、外周縁部４６は、緩やかに面取り加工されている。

図３Ｃに示すように、第３実施形態の液切リング４０は、周方向の二箇所で切断されることによって、２つの分割体４０Ａ、４０Ｂに分割されている。図３Ａに示すように、切断部において互いに対向する、分割体４０Ａ、４０Ｂの周方向端面４８、４９は、互いに噛みあう形状を有している。具体的には、図３Ｂに示す切断部において、分割体４０Ａの周方向端面４８と分割体４０Ｂの周方向端面４９は、それぞれ、周方向で噛みあう矩形の噛合凹部１４８と噛合凸部１４９を形成している。しかし、液切リング４０の分割体４０Ａ、４０Ｂの周方向端面４８、４９の具体的な形状は、図示のものに限られない。周方向端面４８、４９の噛合凹部１４８と噛合凸部１４９は、例えば湾曲した凹状部と凸状部であってもよいし、三角形状の凹状部と凸状部であってもよい。

第３実施形態の液切リング４０は、周方向に二分割されているので、第１実施形態と異なり、ポンプを分解することなく回転軸に対する取付け又は取り外しを行うことができる
。尚、この場合の液切リング４０へのアクセスは、ポンプケーシングの外側にある軸受ケーシング（図７のポンプの場合、軸受ケーシング１６５）の側方開口を通して行うことができる（図８を参照）。尚、回転軸への取付け時、分割体４０Ａ、４０Ｂの内周面と回転軸との間及び／または周方向端面４８と周方向端面４９との間に、必要に応じて接着剤が塗布されてよい。

また、第３実施形態の液切リング４０の分割体４０Ａ、４０Ｂの周方向端面４８、４９は、図３Ｄに示すように軸方向で噛みあう形状を有していてもよい。図３Ｄ及び図３Ｅは、それぞれ、第３実施形態の液切リング４０の変形例を示す、図３Ｂ及び図３Ｃに対応する図である。図３Ｄに示す切断部では、分割体４０Ａの周方向端面４８は、周方向で隣接する噛合凹部２４８ａと噛合凸部２４８ｂを含み、分割体４０Ｂの周方向端面４９は、周方向で隣接する噛合凹部２４９ａと噛合凸部２４９ｂを含む。これにより、分割体４０Ａ、４０Ｂの周方向の位置ずれに対して、噛合凸部２４８ｂと噛合凸部２４９ｂとが互いにストッパーとして作用することができる。このように、図３Ｄ及び図３Ｅに示す変形例では、取付け後の液切リング４０が回転による遠心力の作用で分解することを、接着剤等の固定手段を用いることなく防止することができる。しかし、上記変形例においても、分割体４０Ａ、４０Ｂの内周面と回転軸との間及び／または周方向端面４８と周方向端面４９との間に、必要に応じて接着剤が塗布されてよい。尚、上記変形例における噛合凹部２４８ａ、２４９と噛合凸部２４８ｂ、２４９ｂは、例えば湾曲した凹状部と凸状部であってもよいし、三角形状の凹状部と凸状部であってもよい。

［第４実施形態］
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第４実施形態による、フッ素樹脂製の液切リング５０の一例を示す。図４Ａは、液切リング５０を、中心軸線Ｘを横断する方向（図４Ｂの左方）から見た側面図であり、図４Ｂは、液切リング５０を、中心軸線Ｘに沿う方向から見た図である。液切リング５０は、中心開口５２を有する環状体５４の形態を有しており、外周縁部５６は、緩やかに面取り加工されている。

図４Ｂに示すように、第４実施形態の液切リング５０は、周方向の二箇所で切断されることによって、２つの分割体５０Ａ、５０Ｂに分割されている。図４Ａの側面図に示されるように、液切リング５０の切断部における周方向端面５８、５９が、中心軸線Ｘと斜めに交差する方向に延びる傾斜面を形成している。具体的には、傾斜面は、図４Ｂに示される、液切リング５０の一方の環状面５５で内周側から外周側に延びる切断線５５Ａと、他方の環状面５７で内周側から外周側に延びる切断線５７Ａとの間に延びる、互いに分離可能な傾斜面である。

第４実施形態の液切リング５０は、周方向に二分割されているので、ポンプを分解することなく回転軸に対する取付け又は取り外しを行うことができる。尚、この場合の液切リング５０へのアクセスは、ポンプケーシングの外側にある軸受ケーシング（図７のポンプの場合、軸受ケーシング１６５）の側方開口を通して行うことができる（図８を参照）。分割体５０Ａ、５０Ｂどうしの固定は、例えば、周方向端面５８、５９に接着剤を塗布することにより行うことができる。

［第５実施形態］
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の第５実施形態による液切リング６０の一例を示す。図５Ａは、液切リング６０を、中心軸線Ｘを横断する方向（図５Ｂの左方）から見た側面図であり、図５Ｂは、液切リング６０を、中心軸線Ｘに沿う方向から見た図である。液切リング６０は、中心開口６２を有する環状体６４の形態を有しており、外周縁部６６は、緩やかに面取り加工されている。

図５Ｂに示すように、第５実施形態の液切リング６０は、周方向の二箇所で切断されることによって、２つの分割体６０Ａ、６０Ｂに分割されている点で第３及び第４実施形態の液切リング４０、５０と共通している。図５Ａの側面図に示されるように、液切リング６０の切断部における周方向端面（符号省略）は、中心軸線Ｘと斜めに交差する方向に延びる傾斜面を形成している。傾斜面は、図５Ａ及び図５Ｂに示される、液切リングの一方の環状面６５で内周側から外周側に延びる切断線６５Ａと、他方の環状面６７で内周側から外周側に延びる切断線６７Ａとの間に延びる、互いに分離可能な傾斜面である。

第５実施形態では、分割体６０Ａ、６０Ｂどうしが締結部材６８を用いて固定されている。この目的のため、分割体６０Ａ、６０Ｂの各々は、周方向端面で開口する貫通ねじ穴（図示せず）を有している。分割体６０Ａ、６０Ｂが組み合わされたとき、それらの貫通ねじ穴は、対向する周方向端面を通して連通し、締結部材６８を受け入れ可能であるように構成されている。尚、本例では、締結部材６８は、ボルトであり、図中、６９はナットである。

第５実施形態の液切リング６０は、周方向に二分割されているので、ポンプを分解することなく回転軸に対する取付け又は取り外しを行うことができる。液切リング６０へのアクセスは、ポンプケーシングの外側にある軸受ケーシング（図７のポンプの場合、軸受ケーシング１６５）の側方開口を通して行うことができる。分割体６０Ａ、６０Ｂどうしの固定は、回転軸への取り付け後、貫通ねじ穴に締結部材６８を通すことにより行うことができる。

尚、第３〜第５実施形態において、液切リング４０、５０、６０の切断箇所は、図示の位置に限られない。また、分割体の数は、３つ以上であってもよい。液切リング４０、５０、６０の内径は、回転軸の外径と実質的に同じに設定されてよい。

［第６実施形態］
図６に、本発明の第６実施形態を示す。第６実施形態では、フッ素樹脂製の液切リング７０と、一対のＯリング８０との組み合わせが提供される。図６は、液切リング７０と一対のＯリング８０との組み合わせが回転軸１に取り付けられた状態を示す。液切リング７０とＯリング８０が断面で示されている。各Ｏリング８０は、回転軸１の外周面を封止可能であるように内径の寸法が決められている。従って、各Ｏリング８０の内径は、回転軸１の外径より小さくてよい。図６に示すように、第６実施形態の液切リング７０の中心開口７２の直径は、回転軸１の外径より大きく設定されていてもよい。

第６実施形態では、液切リング７０の軸線方向両側で回転軸１の外周面に一対のＯリング８０が取り付けられる。Ｏリング８０は、液切リング７０と接触状態で配置される。これにより、図６に示すように液切リング７０の中心開口７２と回転軸１との間に隙間が生じている場合でも、隙間をＯリング８０で覆うことにより、回転軸１を伝わる液漏れを防止することができる。また、液切リング７０と回転軸１との間に隙間が生じている場合には、液切リング７０を回転軸１に締り嵌めすることができないが、この場合でも、Ｏリング８０によって、液切リング７０を適切に位置決めすることができる。Ｏリング８０は、一般的なゴム材料で形成されるので、回転に対する機械的強度は小さい。従って、Ｏリング８０の外径は、できるだけ小さくすることが好ましいが、液切リング７０と回転軸１との間に隙間が生じている場合には、隙間をＯリング８０で覆う必要がある。従って、Ｏリング８０の外径は、液切リング７０の内径よりも大きい外径を有するように形成される。尚、第６実施形態の液切リング７０は、第１実施形態のような閉じた環状体でもよいし、第２実施形態のように周方向に切断されていてもよい。周方向に切断される場合、第３〜第５実施形態のように、複数の分割体から形成されていてもよい。

各実施形態の液切リングは、羽根車を回転させる回転軸を備えるポンプのための軸封装置と、回転軸を支持する軸受装置との間で、回転軸の外周面に取り付けられるように構成されている。従って、ポンプは、例えば、図７〜図８に関して説明したような横軸多段ポンプ１００であってよいが、ポンプの例はこれに限られない。ポンプは、ポンプケーシングと、ポンプケーシングに収容される羽根車と、羽根車を回転させる回転軸と、ポンプケーシングにおける、回転軸が貫通する部分に設けられる軸封装置と、回転軸を支持する軸受装置と、を備えていればよい。

また、ポンプの回転軸のための軸封装置は、グランドパッキンを使用するものの他、オイルシール、メカニカルシール等を使用するものであってよい。本発明の他の実施形態によれば、第１〜第５実施形態の液切リング２０、３０、４０、５０、６０または第６実施形態の液切リング７０とＯリング８０との組み合わせを備えるポンプが提供される。

本発明の各実施形態によれば、液切リング２０、３０、４０、５０、６０は、フッ素樹脂を含む材料で形成されている。これにより、従来の一般的なゴム製の液切リングに比べて、遠心力による機械的劣化及び／または経時劣化が生じにくく、定期交換の必要なく長期間にわたって使用可能な液切リングを提供することができる。また、液切リングを周方向に分割される複数の分割体から形成することにより、ポンプを分解することなく回転軸に対する取付け又は取り外しを行うことができる。これにより、例えば、液切リングを交換する際の作業工程を簡素化することができ、作業時間を著しく短縮することができる。また、一般的なゴム材料と比較して低い弾性を有するフッ素樹脂製の液切リングを、回転軸上の所望の位置に容易に取付けることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

本発明は、以下の態様を含む。
１．羽根車を回転させる回転軸を備えるポンプのための軸封装置と、回転軸を支持する軸受装置との間で、回転軸の外周面に取り付けられるように構成された環状の液切リングであって、フッ素樹脂を含む材料で形成されている、液切リング。
２．上記１．に記載の液切リングであって、周方向に、材料が除去された不連続部を有しており、不連続部を画定する周方向端面が、それぞれ、液切リングの中心軸線と斜めに交差する方向に延びる傾斜面を含む、液切リング。
３．上記１．に記載の液切リングであって、周方向に分割される複数の分割体から形成されている、液切リング。
４．上記３．に記載の液切リングであって、隣接する分割体の互いに対向する周方向端面が、互いに噛みあう形状を有している、液切リング。
５．上記４．に記載の液切リングであって、隣接する前記分割体の互いに対向する周方向端面が、周方向で互いに噛みあう形状を有している、液切リング。
６．上記４．に記載の液切リングであって、隣接する前記分割体の互いに対向する周方向端面が、前記液切リングの中心軸線に沿う方向で互いに噛みあう形状を有している、液切リング。
７．上記３．に記載の液切リングであって、隣接する分割体の互いに対向する周方向端面が、液切リングの中心軸線と斜めに交差する方向に延びる傾斜面を含む、液切リング。
８．上記７．に記載の液切リングであって、分割体は、周方向端面で開口する貫通ねじ穴を有しており、隣接する分割体の貫通ねじ穴は、対向する周方向端面を通して締結部材を
受け入れ可能である、液切リング。
９．上記１．に記載の液切リングと一対のＯリングとの組み合わせであって、一対のＯリングは、液切リングが取り付けられる回転軸の外周面を封止可能であるように構成されており、一対のＯリングの各々の外径は、液切リングの内径よりも大きい、組み合わせ。
１０．ポンプケーシングと、ポンプケーシングに収容される羽根車と、羽根車を回転させる回転軸と、ポンプケーシングにおける、回転軸が貫通する部分に設けられる軸封装置と、回転軸を支持する軸受装置と、上記１．〜８．のいずれかに記載の液切リングと、を備えるポンプ。
１１．ポンプケーシングと、ポンプケーシングに収容される羽根車と、羽根車を回転させる回転軸と、ポンプケーシングにおける、回転軸が貫通する部分に設けられる軸封装置と、回転軸を支持する軸受装置と、上記９．に記載の液切リングと一対のＯリングとの組み合わせ、を備えるポンプ。
１２．上記１１．に記載のポンプであって、一対のＯリングは、液切リングの軸線方向両側で液切リングと接触状態で配置される、ポンプ。

本発明は、羽根車を回転させる回転軸を備えるポンプに広く適用することができる。

Ｘ 中心軸線
１ 回転軸
２ 羽根車
６ ディフューザ
９ 軸受装置
１４ 液切リング
１６、１８ ボルト
１７ ナット
２０、３０、４０、５０、６０、７０ 液切リング
２２、３２、４２、５２、６２、７２ 中心開口
２４、３４、４４、５４、６４ 環状体
２６、３６、４６、５６、６６ 外周縁部
３０Ａ、３０Ｂ 周方向端面
３０Ｃ 空間
４０Ａ、４０Ｂ 分割体
４８、４９ 周方向端面
５０Ａ、５０Ｂ 分割体
５５Ａ、５７Ａ 切断線
５５、５７ 環状面
６０Ａ、６０Ｂ 分割体
６５、６７ 環状面
６５Ａ、６７Ａ 切断線
６８ ボルト
６９ ナット
８０ Ｏリング
１００ 横軸多段ポンプ
１１０ 吸込みケーシング
１１１ 吸込みポート
１３０ 吐き出しケーシング
１３１ 吐き出しポート
１５０ 中間ケーシング
１５０ａ ケーシングピース
１５５ 軸封装置
１５５ａ スタフィングボックス
１５５ｂ グランドパッキン
１５５ｃ パッキン押さえ
１５５ｄ スリーブ
１６５ 軸受ケーシング
１６６ 軸受
１６７ 軸受カバー
１６８ オイル室
１８０、１８１ 脚部

Claims (6)

1. 羽根車を回転させる回転軸を備えるポンプのための軸封装置と、前記回転軸を支持する軸受装置との間で、前記回転軸の外周面に取り付けられるように構成された環状の液切リングであって、フッ素樹脂を含む材料で形成されており、
   周方向に分割される複数の分割体から形成されており、
   隣接する前記分割体の互いに対向する周方向端面が、前記液切リングの中心軸線と斜めに交差する方向に延びる傾斜面を含む、液切リング。
2. 請求項１に記載の液切リングであって、前記分割体は、前記周方向端面で開口する貫通ねじ穴を有しており、隣接する前記分割体の前記貫通ねじ穴は、前記対向する周方向端面を通して締結部材を受け入れ可能である、液切リング。
3. 請求項１に記載の液切リングと一対のＯリングとを組み合わせた物であって、
   前記一対のＯリングは、前記液切リングが取り付けられる前記回転軸の外周面を封止可能であるように構成されており、
   前記一対のＯリングの各々の外径は、前記液切リングの内径よりも大きい、組み合わせた物。
4. ポンプケーシングと、
   前記ポンプケーシングに収容される羽根車と、
   前記羽根車を回転させる回転軸と、
   前記ポンプケーシングにおける、前記回転軸が貫通する部分に設けられる軸封装置と、
   前記回転軸を支持する軸受装置と、
   請求項１又は２に記載の液切リングと、
   を備えるポンプ。
5. ポンプケーシングと、
   前記ポンプケーシングに収容される羽根車と、
   前記羽根車を回転させる回転軸と、
   前記ポンプケーシングにおける、前記回転軸が貫通する部分に設けられる軸封装置と、
   前記回転軸を支持する軸受装置と、
   請求項３に記載の液切リングと一対のＯリングとを組み合わせた物、
   を備えるポンプ。
6. 請求項５に記載のポンプであって、前記一対のＯリングは、前記液切リングの軸線方向両側で前記液切リングと接触状態で配置される、ポンプ。

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