JPH03194192A - ポンプ装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、羽根車により流体を圧送するポンプ装置に係
り、とくに、ポンプ系内の流体の汚染を防止するととも
に、回転軸に対するシール部からの液漏れを防止するた
めの構造に関するものである。

（従来の技術） 再生ポンプやうず巻ポンプ（遠心ポンプ）等のポンプ装
置では、ケーシングに設けた流体通路に羽根車を配設し
、この羽根車を流体通路の外側から回転軸を介して回転
させ、この羽根車の回転により流体通路の吸入口から流
体を吸入して、流体通路の吐出口から流体を吐出させる
ようになっており、羽根車がある流体通路から回転軸の
外周を伝わって流体が外部に漏れるのを阻止するために
メカニカルシールを設けである。

このメカニカルシールには、回転側と固定側の摺接部分
があるため、この部分の摩耗により、摩耗粉が発生し、
この摩耗粉が不純物として、流体通路側の流体、つまり
、ポンプ系内の流体に混入し、流体を汚染する。

このような汚染は、わずかであっても、超純水、食品、
バイオテクノロジー、薬品、化学工業等に用いるポンプ
装置としては、不適当である。

そのため、メカニカルシールの流体通路側からメカニカ
ルシール付近の流体をケーシングの外部に排出する排出
通路を設けることが考えられた。

この排出通路を備えたポンプ装置を第２図を参照して説
明する。

第２図において、１は中空状のケーシングで、このケー
シング１の内部には環状の隔壁２が形成され、この隔壁
２の一側部（図示右側部）にメカニカルシール３が設け
られ、このメカニカルシール３に対して、−側部を図示
しない軸受に回転自在に支持された回転軸４の大径部４
ａを回転自在がつ液密に貫通させてあり、そして、この
ケーシング１の他端部（図示左端部）に、０リング５を
介して、カバー６を液密に取付けることによって、ケー
シング１の隔壁２の他側部に空間７が形成され、この空
間７に上記回転軸４の先端側の小径の雄ねじ部４ｂが突
設されている。

上記メカニカルシール３は、上記ケーシング１の隔壁２
の一側部に、０リング１１を介して、固定シール部１２
として環状の固定シール体１３を保持した保持環１４を
配設し、隔壁２の一側部に固定環１５をねじ１６で固定
することにより、この固定環１５を、０リング１７を介
して、上記保持環１４及び隔壁２に液密に圧接させると
ともに、保持環１４を、上記Ｏリング１１を介して、隔
壁２に液密に圧接させ、上記固定シール部１２の一側部
に位置して、上記回転軸４の大径部４ａの周囲に、０リ
ング１８を介して、回転シール部１９として環状の回転
シール体２ｏを保持した保持環２１を液密に設け、この
回転シール部Ｉ９の一側部に位置して、上記回転軸４の
大径部４ａの周囲に回転環２２をねじ２３で固定し、二
の回転環２２と保持環２１の間こコイルばね２４２介在
させた構造である。

そして、このメカニカルシール３は、後述する羽根車３
１がある流体通路３３側から回転軸４の外周に伝わる流
体を封止して隔壁２の一側部の空間に入らないようにす
るもので、回転シール部１９の回転シール体２０がコイ
ルばね２４によって固定シール部１２の固定シール体１
３に密着し、図示しないモータにより上記回転軸４が回
転したときに、回転シール体２０が、保持環２１、回転
環２２及び回転軸４とともに回転し、回転シール体２０
と固定シール体１３が液密に摺接して液漏れを止めるよ
うになっており、この慴接部以外の他の部分の液漏れは
ＯＩＪング１１．　１７．１８で止めるようになってい
る。

また、上記ケーシング−の他側部の空間７に羽根車３１
が配設され、この羽根車３１が、上記回転軸４の雄ねじ
部４ｂにナツト３２で固定され、回転軸４の段部４Ｃに
対して締付けである。

そして、上記羽根車３１の円板部３１ａの外周両側部に
円板部３１ｇの外周面及び側面に開口する多数の羽根溝
３１ｂが形成され、この羽根溝３１ｂに対応した溝状の
流体通路３３が上記ケーシング−の内周に有端の円弧状
に形成され、この流体通路３３の一端部に図示しない超
純水等の液体の吸入［コが形成されているとともに、こ
の流体通路３３の他端部に図示しない液体の吐出口が形
成されている。

そうして、この再生ポンプでは、吸入］コから流体通路
３３に液体を通した状態で、回転軸４をモータで駆動し
て羽根車３１を回転すると、遠心力によって羽根車３１
の多数の羽根溝３１ｂ内の液体が速度エネルギと圧力エ
ネルギを受け、羽根溝３１１１内の液体が羽根溝３１ｂ
の外側から流体通路３３に流出するとともに、流体通路
３３の液体が羽根溝３１ｂの側部から羽根溝３ｉｂ内に
流入し、液体の渦流が発生する。

そして、流体通路３３において、速度エネルギが圧力エ
ネルギに変換され、このような作用を羽積車３１め多数
の羽根溝３１ｂで繰返すことにより、流体通路３３にお
いて液体の圧力が次第に高められ、これによって、液体
を、吸入口から吸入して、流体通路３３において圧力を
高めた上で、吐出口から吐出するようになっている。

そして、この際に、上記流体通路３３に対するメカニカ
ルシール３において、回転シール体２０と固定シール体
１３が摺接するため、この部分が摩耗して摩耗粉が発生
し、この摩耗粉が不純物として、流体通路３３側の流体
、つまり、ポンプ系内の流体に混入し、吐出口から吐出
される流体を汚染する可能性がある。

そのため、このポンプ装置では、メカニカルシール３の
流体通路３３側からメカニカルシール３付近の流体をケ
ーシング１の外部に排出する排出通路４ｊを設け、摩耗
粉が不純物として混入した流体を流体通路３３側から排
除するようにしている。

すなわち、メカニカルシール３の固定シール体１３を保
持した保持環１４の上側部に保持環１４の内周部と外周
部を連通ずる通孔４２を形成し、この通孔４２に連通し
て、上記ケーシング１の上側部に通孔４３を形成するこ
とによって、メカニカルシール３の流体通路３３側から
、保持環１４の通孔４２及びケーシング１の通孔４３を
通して、外部にいたる排出通路４１を形成しである。

したがって、この再生ポンプの場合、ポンプの運転時に
は、流体通路３３の流体の圧力が上昇するので、流体通
路３３側のメカニカルシール３付近の摩耗粉が不純物と
して混入した流体が、排出通路４１の通孔４２．４３を
介して、ケーシング１の外部に排出される。

（発明が解決しようとする課題） 上述したようなポンプ装置では、メカニカルシール３の
流体通路３３側からメカニカルシール３付近の流体をケ
ーシング１の外部に排出する排出通路４１を設けると、
メカニカルシール３の摺接部分から発生する摩耗粉をポ
ンプ系から排除することができるが、ただ単に排出通路
４１を設けただけでは、別の問題が発生する。

すなわち、メカニカルシール３の固定シール部１２の保
持環１４に排出通路４１を構成する通孔４２を形成する
と、流体通路３３側から通孔４２を介して、Ｏリング１
１の裏側から保持環１４とケーシング−の隔壁２の間の
隙間の図示Ａ部に流体が入り込むので、ポンプの運転時
に流体通路３３つまりポンプ系内の流体の圧力が高くな
ったときに、図示Ａ部に流体の高い圧力が加わるため、
保持環１４が隔壁２から浮き上がり、保持環１４が固定
シール体１３を支点に変形する結果、固定シール部１２
の固定シール体１３が回転シール部１９の回転シール体
２０に対して正しく接触しなくなり、この摺接部分から
漏れる流体の量が増加し、摺接部分からの異常漏れが発
生する。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、上述し
たようなポンプ装置において、メカニカルシール３の摺
接部分から発生する摩耗粉を排出通路４１を介してケー
シング−の外部に排出することによって、メカニカルシ
ール３に起因する流体の汚染を阻止するとともに、固定
シール部１２が浮き上がらないようにして、メカニカル
シール３の摺接部分からの異常漏れを阻止することを目
的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、流体通路３３を有するケーシング１と、この
ケーシングｌの流体通路３３に回転自在に配設された羽
根車３１と、この羽根車３１に連結された回転軸４と、
上記流体通路３３から回転軸４の外周に伝わる流体を封
止するメカニカルシール３と、このメカニカルシール３
の上記流体通路３３側からメカニカルシール３付近の流
体を流体通路３３の外部に排出する排出通路４１とを有
し、上記メカニカルシール３が、上記回転軸４の周囲に
配設され上記流体通路４１に向かってケーシング１−に
対して０リング１１を介して圧接された環状の固定シー
ル部１２と、０リング１８を介して上記回転軸４の周囲
に配設され上記流体通路３３に向かって上記固定シール
部１２に対して圧接された環状の回転シール部１９とを
備え、上記排出通路４１が、上記固定シール部１２の内
周部と外周部を連通ずる通孔４２を含むボン０ ブ装置において、上記ケーシング１と固定シール部１２
の間のＯリングを固定シール部１２の側部の内周側と外
周側の２か所に配設し、この２つのＯリングＩＩ、　５
］の間と上記回転シール部１９の外側部を連通ずる通孔
５２を上記固定シール部１２に形成したものである。

（作用） 本発明のポンプ装置は、ポンプの運転時に、メカニカル
シール３の摺接部分から発生する摩耗粉を排出通路４１
によりケーシング１の外部に排出することができ、そし
て、この際に、流体の圧力が高くなっても、流体が固定
シール部１２とケーシング１の間の隙間に入り込むのを
２つのＯリングＩｆ、　５１により阻止することができ
るとともに、この２つのＯリング１１．５１の間の隙間
の圧力を通孔５２により外部に逃がすことができる。

（実施例） 本発明のポンプ装置の一実施例を第１図を参照して説明
する。

なお、この実施例の再生ポンプは、第２図に１− 示した再生ポンプと基本的な構造及び作用が同じである
ため、同一部分には同一の符号を付して詳しい説明を省
略し、異なる構造及び作用を中心に説明する。

第１図において、５１はＯリングで、このＯリング５１
は上記メカニカルシール３の固定シール部１２の保持環
１４と上記ケーシング１の隔壁２の間に上記０リング１
１とともに配設されている。

そして、このＯリング５１は、上記０リング１１が保持
環１４の側部の内周側に配設されているのに対し、保持
環１４の側部の外周側に配設されており、これによって
、上記流体通路３３側の流体が、保持環１４に形成した
上記排出通路４１を構成する通孔４２を介して、Ｏリン
グ１１の裏側から保持環１４とケシング１の隔壁２の間
の隙間の図示Ａ部に入り込むのを阻止している。

また、５２は上記保持環１４に形成された通孔で、この
通孔５２は、保持環１４と隔壁２の間の隙間の図示Ａ部
、つまり、２つのＯリング１１．５１の間と、上記回転
シール部Ｉ９の外側部を連通するもので、２ 保持環１４と隔壁２の間のＯリングＩ＋、　５１間の隙
間の圧力を隔壁２の一側部（図示右側部）の空間を介し
て外部に逃がすことができる。

そうして、この再生ポンプは、このような構成により、
第２図に示した再生ポンプと同様に、吸入口から流体通
路３３に液体を通した状態で、回転軸４をモータで駆動
して羽根車３１を回転することにより、液体を、吸入口
から吸入して、流体通路３３において圧力を高めた上で
、吐出口から吐出するようになっている。

そして、ポンプの運転時には、流体通路３３の流体の圧
力が上昇するので、流体通路３３側のメカニカルシール
３付近の摩耗粉が不純物として混入した流体が、排出通
路４１の通孔４２．４３を介して、ケーシング１−の外
部に排出される。

また、ポンプの運転時に、流体通路３３の流体の圧力が
高くなっても、流体が固定シール部１２の保持環Ｉ４と
ケーシング】−の隔壁２の間の隙間の図示Ａ部に入り込
むのを２つの０リングＩＩ、　５１により阻止すること
ができるとともに、この保持環１４３ と隔壁２の間の隙間の図示Ａ部、つまり、２つの０リン
グ１１．５］の間の隙間−の圧力を通孔５２により外部
に逃がすことができるので、保持環１４の図示Ａ部に流
体の高い圧力が加わることがなく、したがって、保持環
１４が隔壁２から浮き上がらず、保持環１４が変形する
ことがないので、固定シール部１２の固定シール体１３
が回転シール部１９の回転シール体２０に対して常に正
しく接触し、この摺接部分からの異常漏れが発生しない
。

なお、この実施例は、メカニカルシール３において、固
定シール部１２が固定シール体１３と保持環１４から成
り、回転シール部１９が回転シール体２０と保持環２１
から成るが、それぞれの保持環１４．２１は必ずしも必
要ではなく、この場合、固定シール体１３を固定シール
体１２とし、回転シール体２０を回転シール部１９とし
て、それぞれ、ＯリングＩＩ、　５］。

Ｉ７あるいはＯリング１８を介して、ケーシング１−あ
るいは回転軸４に直接的に配設することとができる。

〔発明の効果〕

４ 上述したように、本発明のポンプ装置では、ポンプの運
転時に、メカニカルシールの摺接部分から発生する摩耗
粉を、その付近の流体とともに、排出通路を介してポン
プ系内から外部に排出することができるので、ポンプか
ら吐出される流体に摩耗粉が不純物として混入すること
がなく、そして、ポンプの運転時に、流体の圧力が高く
なっても、流体が固定シール部とケーシングの間の隙間
に入り込むのを２つのＯリングにより阻止するとともに
、この２つの０リングの間の圧力を通孔により外部に逃
がすことができるので、固定シール部が浮き上がらず、
固定シール部が変形することがないので、固定シール部
が回転シール部に対して常に正しく接触し、この摺接部
分からの異常漏れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポンプ装置の一実施例を示す再生ポン
プの断面図、第２図は本発明のポンプ装置の前提となる
ポンプ装置を示す再生ポンプの断面図である。 」、・−ケーシング、３・・メカニカルシール、４・・
回転軸、１１．　１８．　５１・・０リング、１２・・
固定シール部、１９・・回転シール部、３１・・羽根車
、３３・・流体通路、４Ｉ・・排出通路、４２・・通孔
、５２・・通孔。 ５ ６ ６４８

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体通路を有するケーシングと、このケーシング
   の流体通路に回転自在に配設された羽根車と、この羽根
   車に連結された回転軸と、上記流体通路から回転軸の外
   周に伝わる流体を封止するメカニカルシールと、このメ
   カニカルシールの上記流体通路側からメカニカルシール
   付近の流体を流体通路の外部に排出する排出通路とを有
   し、上記メカニカルシールが、上記回転軸の周囲に配設
   され上記流体通路に向かってケーシングに対してＯリン
   グを介して圧接された環状の固定シール部と、Ｏリング
   を介して上記回転軸の周囲に配設され上記流体通路に向
   かって上記固定シール部に対して圧接された環状の回転
   シール部とを備え、 上記排出通路が、上記固定シール部の内周部と外周部を
   連通する通孔を含むポンプ装置であって、 上記ケーシングと固定シール部の間のＯリングを固定シ
   ール部の側部の内周側と外周側の２か所に配設し、この
   ２つのＯリングの間と上記回転シール部の外側部を連通
   する通孔を上記固定シール部に形成したことを特徴とす
   るポンプ装置。