JPH03175197A - ポンプのタンデム形メカニカルシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば水冷却装置の冷却水ＶＦｉ環ライン
に組込んで使用する循環ポンプを対象としたポンプのタ
ンデム形メカニカルシール装置に関する。

〔従来の技術〕

まず第３図に頭記した水冷却装置の概要を説明する。図
において、１は水冷、空冷式熱交換器等として戒る放熱
器、２は電子装置等の熱負荷２ａに装備した水冷却器、
３は駆動モータ４に直結した循環ポンプ、５は開放形の
冷却水膨張タンクであり、これらの間を結んで冷却水循
環ライン６が構成されている。ここで循環ポンプ３を運
転することにより、冷却水循環ライン６に矢印のように
冷却水が循環送流され、このＷｉ環過程で熱負荷２ａに
発生した熱は水冷却器２で冷却水中に取り込まれた後に
放熱器ｌより糸外に排熱される。なおポンプ３は流体吸
込口３ａ、吐出口３ｂを有するポンプケーシング３ｃ、
駆動軸３ｄ上に直結したランナ３ｅから戊り、かつポン
プケーシング３Ｃを貫通する駆動軸３ｄの軸封部にはこ
の発明の対象となるメカニカルシール７が装備されてい
る。

一方、メカニカルシール７はＪＩＳ規格で定義されてい
るように、「密封端面の摩耗に従い軸方向に働くことの
できる従動リングと動かないシートリングから戒り、緩
衝機構を有し、軸に略垂直な相対的に回転する密封端面
において流体を密封する働きのものとする」シール機構
であり、その機構に付いては周知であるのでここでは詳
細な説明は省く。

ところでかかるメカニカルシールは、従動リングとシー
トリングとが摺動し合う密封端面で高圧側の密封液体を
シールするようにしているが、この場合に通常のシール
状態でも前記の密封端面を通じて僅かな密封流体のスロ
ーリークの生じるのが避けられない。しかもこの場合に
高圧側の密封流体、つまりポンプの吐出圧力が高いと液
のリーク量が増大することが知られている。

そこでメカニカルシール７から漏出する密封流体のスロ
ーリーク量を抑えてメカニカルシールのシール性能をさ
らに高めるために、第４図のように軸封部に高圧段、低
圧段の２段のメカニカルシールを並設したタンデム形メ
カニカルシール装置が公知である。すなわち図示のよう
にポンプケーシング３ｃを貫通する軸３ｄの軸封部には
、ポンプ送液流体の通流するケーシング内の高圧側液室
８の背後に低圧側液室９を両底した上で、該高圧側液室
８．および低圧側液室９にそれぞれ高圧段のメカニカル
シール７１１．低圧段のメカニカルシール７Ｌが配備さ
れており、かつ低圧段のメカニカルシール７Ｌを配備し
た低圧側液室９に対してはポンプ１０を含むシール液循
環回路１１を通してシール液を循環送流してクーリング
、フラッシングを行い、メカニカルシール密封端面の摺
動に伴って発生する摺動熱の除熱、および異物の停滞防
止を図るようにしている。

かかるタンデム形メカニカルシール装置によれば、高圧
側の密封流体圧と外気圧との間の圧力差ヲ高圧段、低圧
段の２段のメカニカルシール７１！７しで分担するので
、総合的なシール性能は第３図のようにメカニカルシー
ルを１段設けたものと比べて格段に向上させることが可
能である。

一方、上記したタンデム形メカニカルシール装置では、
そのシール性能を充分に発揮させるには運転中に低圧側
液室９内に充填したシール液圧を高圧側液室８の密封流
体圧と外気圧との中間圧に常時保つ必要がある他、ポン
プ送液流体の液中に防錆剤等の化学薬品、スラリ等の不
純物、異物等が含まれているとメカニカルシールの従動
リングシートリング等の密封ｒｄ動面が腐食、あるいは
無機塩類の析出結晶による傷付きが原因で粗面化してシ
ール性能の低下を来すことから、シール液してメカニカ
ルシールのシール部材に害を与えない清浄な液を使用す
ることが望まれており、このために従来では第４図のよ
うにポンプ送液系とは分離独立してシール液循環回路１
１を設け、低圧側液室９のシール液の液質維持、並びに
シール液圧を所定圧に保持するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで前記のように低圧段のメカニカルシールに対し
、ポンプの送液系と分離独立してシール液循環回路を設
けた従来のシール液供給方式では、シール液循環回路、
および補機ポンプが必要となり全体としての設備費がコ
スト高となるのみならず、ポンプ送液系の液中に防錆剤
等の不純物が含まれていると、ポンプの運転経過に伴っ
て高圧段のメカニカルシールをスローリークして低圧側
液室内に漏出した液がシール液に混在して低圧段のメカ
ニカルシールに対するシール液の液質を劣化させる等の
問題がある。

この発明は上記の点にかんがみ成されたものであり、そ
の目的はタンデム形メカニカルシール装置を対象に、先
記した低圧側液室に対するポンプ装備のシール液循環回
路を省略しつつ、しかもそのシール液中に含まれている
不純物成分を除去してメカニカルシールが常に安定した
シール性能を発揮できるようにしたポンプのタンデム形
メカニカルシール装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するためにこの発明によれば、ポンプケ
ーシングの軸封部に高圧段、低圧段の２段のメカニカル
シールを並設して送液流体をシールするポンプのタンデ
ム形メカニカルシール装置において、低圧段のメカニカ
ルシールを収容した低圧側液室に対するシール液供給系
内にシール液の液質浄化手段を設けて構成するものとす
る。

〔作用〕

上記の構成において、シール液の液質浄化手段は例えば
イオン交換樹脂等の不純物吸着剤を充填した液質浄化器
であり、かつ該液質浄化器は低圧段のメカニカルシール
を収容した低圧側液室内でシール液中に浸漬して配備す
るか、ないしはポンプ送液系の吐出側ラインより分岐し
て低圧側液室に接続配管したシール液補給用の導液管路
に介装配備されている。したがって低圧段のメカニカル
シールに対するシール液は液質浄化器のイオン交換樹脂
等の吸着剤の作用で液中の不純物成分が除去され、メカ
ニカルシールのシール部材に害を与えない良質なシール
液に改質されることになる。

これによりタンデム形メカニカルシール装置としてのシ
ール性能向上、長寿命化を図ることができる。

〔実施例〕

第１図、第２図はそれぞれ第３図におけろ水冷却装置に
組み込んだポンプを実施対象とする本発明の異なる実施
例を示すものであり、第３図、第４図に対応する同一部
品には同じ符号が付しである。

まず第１図の実施例において、この発明により低圧段の
メカニカルシール７Ｌを収容した低圧側液室９の内部に
は、シール液の浄化手段としてイオン交換樹脂１２等の
不純物吸着剤を充填した液質浄化器１３が室内のシール
液に浸漬して配備されている。なお１４は低圧側液室９
に対するシール液の供給口であり、この供給口を通じて
ポンプ運転に先立ちあらかじめ純水などのシール液が低
圧側液室９内に充填される。

かかる構成でポンプ運転時には先述のように高圧段のメ
カニカルシール７Ｈをスローリークしてポンプ送液系の
高圧側から密封流体が微量ずつ低圧側液室９に侵入して
室内のシール液に混入するようになるが、このリーク液
に含まれている例えば防錆剤等のシール部材に害を与え
る不純物成分は低圧側液室９内をシール液が巡回する過
程で室内に配備した液質浄化器１３のイオン交換樹脂１
２で吸着除去されるようになる。したがって低圧側液室
９内に充填されているシール液は不純物を含まない清浄
液に改質され、これにより低圧段のメカニカルシール７
Ｌに対しそのシール部材に腐食等の害を及ぼすことが無
くなり、高いシール性能が維持できるようになる。なお
前記液質浄化器１３のイオン交換樹脂等の吸着剤充填量
は、メカニカルシールの摩耗寿命、その保守点検サイク
ル等に合わせて、例えば浄化機能が１年間維持できる程
度の量に選定される。

次に第２図にこの発明の異なる実施例を示す。

この実施例では、まず低圧段のメカニカルシール７Ｌに
対するシール液がポンプ送液系のポンプ吐出側から低圧
側液室９を経て吸込側に戻るバイパス回路を通じて供給
される構成になっており、ここでポンプ送液系循環ライ
ン６のポンプ吐出側より分岐して低圧側液室９に接続配
管したシール液補給用の導液管路１５にイオン交換樹脂
１２等の吸着剤を充填し、さらに必要により液中の異物
を除去するフィルタ等を内蔵した液質浄化器１３が介装
配備されている。

かかる構成により、ポンプ送液系の循環ライン６の高圧
吐出側からバイパスして低圧側液室９に供給されるシー
ル液は、イオン交換樹脂１２を一杯に充填した液質浄化
器１３を通過する過程でその内部圧力損失により減圧さ
れ、低圧段のメカニカルシール７Ｌに対して低圧側液室
９に高圧側液室８の内圧と外気圧との間の中間圧を与え
た後にポンプ吸込側に戻り、循環ライン６を流れる液流
と合流するように循環する。しかもこの循環通流過程で
ポンプ送液系より低圧側液室９に供給されるシール液は
その途中で液質浄化器１３の吸着作用により不純物成分
が除去され、低圧段メカニカルシール７Ｌのシール部材
に害を与えないような液質に改質される。なお高圧段の
メカニカルシール７＋１より低圧側液室クヘスローリー
クした液はシール液の循環通流によりポンプ送液系側に
排出されるので障害を与えることがない。

またこの実施例によれば、液質浄化器１３の内部圧力損
失を利用して当該浄化器を減圧器として機能させること
で、低圧段のメカニカルシール７Ｌに対し高圧側の密封
流体よりも低いシール液圧を与えることができる他、ポ
ンプ運転中は常にシール液が循環しているのでメカニカ
ルシールの摺動発熱を除熱することができる利点がある
。なお低圧側液室９に対するシール液の給液、排液は前
記した導液管路１５を利用して行うことが可能である。

〔発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、ポンプケーシング
の軸封部に高圧段、低圧段の２段のメカニカルシールを
並設して送液流体をシールするポンプのタンデム形メカ
ニカルシール装置において、低圧段のメカニカルシール
を収容した低圧側液室に対するシール液供給系内にシー
ル液の液質浄化手段を設けて構成したことにより、低圧
段のメカニカルシールに対するシール液をシール部材に
害のない液質に改質することができ、かくして従来のよ
うに独立したシール液循環回路を設けることなくタンデ
ム形メカニカルシール装置のシール性能を常に安定よく
発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明の異なる実施例の構成
図、第３図はこの発明の実施対象となるポンプを含む水
冷却装置の系統図、第４図は従来におけるタンデム形メ
カニカルシール装置の略示構戊図である。各図において
、 ３・・・ポンプ、３ａ・・・ポンプの吸込口、３ｂ・・
・吐出口、３ｃ・・・ポンプケーシング、３ｄ・・・回
転軸、３ｅ・・・ランナ、４・・・駆動モータ、６・・
・ポンプ送液系の循環ライン、７１１・・・高圧段メカ
ニカルシール、７Ｌ・・・低圧段メカニカルシール、９
・・・低圧側液室、１２・・・イオン交換樹脂、１３・
・・液質浄化器、１５・・・シール液の導液管路。 第１図 第２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ポンプケーシングの軸封部に高圧段、低圧段の２段
   のメカニカルシールを並設して送液流体をシールするポ
   ンプのタンデム形メカニカルシール装置において、低圧
   段のメカニカルシールを収容した低圧側液室に対するシ
   ール液供給系内にシール液の液質浄化手段を設けたこと
   を特徴とするポンプのタンデム形メカニカルシール装置
   。 ２）請求項１記載のメカニカルシール装置において、シ
   ール液の液質浄化手段がイオン交換樹脂等の不純物吸着
   剤を充填した液質浄化器であることを特徴とするポンプ
   のタンデム形メカニカルシール装置。 ３）請求項２記載のメカニカルシール装置において、液
   質浄化器が低圧段のメカニカルシールを収容した低圧側
   液室内でシール液中に浸漬して配備されていることを特
   徴とするポンプのタンデム形メカニカルシール装置。 ４）請求項２記載のメカニカルシール装置において、液
   質浄化器がポンプ送液系の吐出側ラインより分岐して低
   圧側液室に接続配管したシール液補給用の導液管路に介
   装配備されていることを特徴とするポンプのタンデム形
   メカニカルシール装置。