JPH03194193A - 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、メカニカルシールからの流体の漏れを防止
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。

このような再生ポンプを第３図を参照して説明する。

第３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
４ａを回転自在か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２０を保持した保持環２１を液密に設け、この
回転シール部１９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、こ
の回転環２２と保持環２１の間にコイルばね２４を介在
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２＋、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
０１Ｊ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３１．　ａ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口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、吸入口から流体通路３
３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３Ｉｂ内の液体が速度エネルギと圧力エネ
ルギを受け、羽根溝３Ｉｂ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根車３１の多数
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、この再生ポンプでは、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−の外部に排出する排出通路４１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） ところで、上述したようなポンプ装置のメカニカルシー
ル３では、固定シール部１２の固定シール体１３と回転
シール部１９の回転シール体２０の摺接部分に流体が入
り込むので、ポンプの運転により、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、回転シー
ル部１９の回転シール体２０の摺接面に流体の高い圧力
が摺接面に対して垂直に加わるため、回転シール部１９
がコイルばね２４に抗して固定シール部１２から離れよ
うとする結果、固定シール部１２の固定シール体１３と
回転シール部１９の回転シール体２０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１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ケーシン
グ−に対してＯリング１１．５１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とを備えたポンプ装
置に関するものであって、上記回転シール部１９の内周
の上記Ｏリング１８を嵌合する溝５６において、この溝
５Ｇ内のＯリング１８とこの溝５６の固定シール部１９
側の内側部との間に流体が入る空間５７を形成したちの
である。

そして、とくに、請求項２は、溝５６内のＯリング１８
とこの溝５６の固定シール部１２側の内側部との間の空
間５７にこの空間５７を確保する間隔維持部材５５を配
設したものである。

（作用） 本発明のポンプ装置は、ポンプの運転時に、流体の圧力
が高くなって、回転シール部１９の摺接面に流体の高い
圧力が加わるときには、回転シール部１９の内周のＯリ
ング１８を嵌合した溝５６の固定シール部Ｉｚ側の内側
部にも流体の高い圧力が加わるため、両方の圧力が打ち
消し合うものである。

そして、とくに、請求項１では、間隔維持部材５５によ
り、溝５６内の０リング１８が安定する。

（実施例） 本発明のポンプ装置の一実施例を第１図及び第２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３図に示した再生
ポンプと基本的な構造及び作用が同様であるため、同様
な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は上記メカニカルシール３に設け
られたＯリングで、この０リング５１はメカニカルシー
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Ｏリング１１とともに配設されて
いる。

そして、この０リング５１は、上記Ｏ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、０ これによって、上記流体通路３３側の流体が、保持環１
４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とケーシング
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、５５はメカニカルシール３に設けられた間隔維持
部材としての硬質リングで、この硬質リング５５は、第
２図にも示すように、メカニカルシール３のＯリング２
８とともに、回転シール部１９の回転シール体２０の内
周の溝５６内に嵌合され、０リング１８の他側部（図示
左側部）つまり上記固定シール部１２側に配設されてお
り、この溝５６内のＯリング１８とこの溝５６の固定シ
ール部１９側の内側部との間に空間５７を確保し、この
空間５７に流体を入れるようにしている。

そうして、この再生ポンプは、このような構成により、
第３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１ 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１４と
ケーシング１の隔壁２の間の隙間の図示Ａ部に入り込む
のを２つのＯリングＩＩ、　５１により阻止することが
できるので、保持環Ｉ４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が固定シール体１３を支点
に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。

さらに、ポンプの運転時に、流体通路３３の流２ 体の圧力が高くなって、回転シール部１９の回転シール
体２０の摺接面に対して流体の高い圧力が一側方向（図
示右側方向）に加わるときには、溝５６の固定シール部
１２側の内側部に対しても流体の高い圧力が他側方向（
図示右側方向）加わるため、両方の圧力が打ち消し合う
ことになり、したがって、回転シール部１９がコイルば
ね２４に抗して固定シール部１２から離れるようなこと
がなく、回転シール部１９の回転シール体２０が固定シ
ール部１２の固定シール体１３に確実に密着し、この摺
接部分からの異常漏れが発生しない。

なお、実施に際しては、溝５６の径り、と回転シール部
１９の摺接面の径Ｄ２の比を適正に設定すると、流体の
圧力が高くなった場合でも、回転シール部１９と回転シ
ール体２０の摺接面の密着を適正に維持することができ
る。

また、この実施例では、溝５６に形成した空間５７に間
隔維持部材としての硬質リング５５を配設したが、この
硬質リング５５は必ずしも必要としない。

なお、この実施例では、メカ、−カルシール３３ 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２ｏを回転シー
ル部１９として、それぞれ、０リング１１゜５１、１７
あるいは０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〕

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、流体通路の流体の圧力が高くなって、回転シー
ル部の摺接面に対して流体の高い圧力が加わるときには
、溝の固定シール部側の内側部に対しても流体の高い圧
力が加わるため、両方の圧力が打ち消し合うことになり
、したがって、回転シール部が固定シール部から離れる
ようなことがなく、回転シール部が固定シール部に確実
に密着し、この摺接部分からの異常漏れを防止すること
ができる。

４

【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図はその要部を拡大した断面図、第３
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・・Ｏリング、１２・・固定
シール部、１ｇ・・回転シール部、３１・・羽根車、３
３・・流体通路、５５・・間隔維持部材としての硬質リ
ング、５６・・溝、５７・・空間。

Claims (2)

【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たポンプ装置であって、 上記回転シール部の内周の上記Ｏリングを嵌合する溝に
   おいて、この溝内のＯリングとこの溝の固定シール部側
   の内側部との間に流体が入る空間を形成したことを特徴
   とするポンプ装置。
2. （２）溝内のＯリングとこの溝の固定シール部側の内側
   部との間の空間にこの空間を確保する間隔維持部材を配
   設したことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。