JPH1182749A - セグメント型軸封装置及びそれを備えた排水ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ポンプの回転軸とポンプケーシング貫通部との
隙間からの流体の漏れを防止するセグメント型軸封装置
であって、漏水量が少なく、かつ、シール材の潤滑水を
ポンプの外部から給水することなく、長時間の負圧運転
を安定して行うことができるポンプの軸封装置を提供で
きる。 【解決手段】ポンプ主軸にスリーブが固定され、該スリ
ーブの外周位置に配置されるシールケースと、該シール
ケース及び該スリーブ間に周方向に沿って複数配設され
たセグメント状のシール材を配置したセグメント型軸封
装置であって、該シール材の大気側側面とこれと対向す
るカバー面とで構成される隙間に減圧手段を設けたもの
である。 【効果】漏水量が少なく、かつ、シール材の潤滑水をポ
ンプの外部から給水することなく、長時間の負圧運転が
安定して行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポンプの回転軸とケ
ーシング貫通部との隙間からの流体の漏れを防止するセ
グメント型軸封装置に係り、特に負圧対応の無給水軸封
装置とこれを搭載した排水ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】河川水（土砂等の硬い粒子を含んだ水）
排水ポンプを対象にした場合、この種の立軸形排水ポン
プの軸封装置としては、一般的に、シール材に紐状のパ
ッキンを使用したグランドパッキン構造が使用されてい
る。この軸封装置では、正圧・負圧いずれの条件でも使
用できるように、グランドパッキン摺動面へ潤滑水を供
給している。通常、潤滑水の供給圧力は、ランナ側の圧
力よりも約０.１ＭＰa高くしている。

【０００３】最近では、機械設計第３２巻第２号（１９
８８年２月号）に記載されているようにシール材に耐摩
耗性に優れたセラミックスを用いたメカニカルシールが
使用されるようになってきた。正圧の場合は揚水液で潤
滑されるので外部からは無給水である。

【０００４】しかし、負圧の場合は摺動面がドライ状態
となるので、潤滑を目的に外部から給水して使用され
る。

【０００５】一方、ポンプ主軸とシール材との間にわず
かなギャップを設けて非接触状態でシールする方法が、
実開昭62−147766号公報に開示されている。

【０００６】また、排水ポンプの外部から軸封装置に潤
滑水を注入し、負圧運転に対応する方法が、特開平2−1
54869 号公報に開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】実開昭62−147766号公
報に開示されているような軸封装置では、シール材とポ
ンプ主軸とが通常は非接触状態にあり、潤滑水がない負
圧条件においても長時間の運転が可能である。

【０００８】また、特開平2−154869 号公報に開示され
ているような軸封装置及びグランドパッキン構造では、
負圧条件においては常に外部から注水がシール材へ行わ
れるので、長時間運転をする場合には、多量の潤滑水を
必要とする。

【０００９】また、給水配管系を設けていることから、
配管の保全管理が必要となり、そのための負担が多くな
る。更に、給水配管系のトラブルなどでポンプが起動で
きなくなる恐れもあった。

【００１０】すなわち、上述のような軸封構造の場合
は、漏水量が少なく、かつ、ポンプの外部から潤滑水の
給水を受けずに、長時間の負圧運転を行うことは不可能
である。

【００１１】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、漏水量が少なく、かつ、シール材の潤滑水
をポンプの外部から給水することなく、長時間の負圧運
転を安定して行うことができるポンプの軸封装置を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ポン
プ主軸にスリーブが固定され、このスリーブの外周位置
に配置されるシールケースと、このシールケース及びス
リーブ間に周方向に沿って複数配設されたセグメント状
のシール材を配置したセグメント型軸封装置において、
該シール材の大気側端面とこれと対向するカバー面とで
構成される隙間に減圧手段を設けたことにより所期の目
的を達成するようにしたものである。

【００１３】また、ポンプ主軸にスリーブが固定され、
このスリーブの外周位置に配置されるシールケースと、
このシールケース及びスリーブ間に周方向に沿って複数
配設されたセグメント状のシール材を配置したセグメン
ト型軸封装置において、該シール材の大気側端面とこれ
と対向するカバー面とで構成される隙間に減圧手段を設
け、かつ該シール材摺動面に大気側と連通した溝を設け
るようにしたものである。

【００１４】また、ポンプ主軸にスリーブが固定され、
このスリーブの外周位置に配置されるシールケースと、
このシールケース及びスリーブ間に周方向に沿って複数
配設されたセグメント状のシール材を配置したセグメン
ト型軸封装置において、スリーブを超硬合金製の筒状部
材とし、シール材をセラミックスとし、該シール材の大
気側端面とこれと対向するカバー面とで構成される隙間
に減圧手段を設け、かつ該シール材摺動面に大気側と連
通した溝を設けるようにしたものである。

【００１５】ポンプ主軸にスリーブが固定され、このス
リーブの外周位置に配置されるシールケースと、このシ
ールケース及びスリーブ間に周方向に沿って複数配設さ
れたセグメント状のシール材を配置したセグメント型軸
封装置において、スリーブを超硬合金製の筒状部材と
し、シール材をセラミックスとし、該シール材の摺動面
を楕円形状とし、該シール材の摺動面をポンプ主軸の停
止時、該スリーブ摺動面に接触させ、かつ、該シール材
の大気側端面とこれと対向するカバー面とで構成される
隙間に減圧手段を設け、更に、該シール材摺動面に大気
側と連通した溝を設けるようにしたものである。

【００１６】またこの場合、前記セラミックスは炭化珪
素または四ふっ化エチレン樹脂を含浸した炭化珪素と
し、前記スリーブはすくなくともその表面を四ふっ化エ
チレン樹脂を含浸した超硬合金製の筒状部材または超硬
合金製皮膜としたものである。すなわちこのように形成
された軸封装置であると、シール材の大気側端面とこれ
と対向するカバー面とで構成される隙間に設けた減圧手
段により、シール材の摺動面とシール材の外周部とで圧
力差が生じ、シール材が負圧になると摺動面から浮上す
るように作用するので摩擦力が減少し温度上昇がほとん
どなくなり、外部からの給水をしなくても安定して長時
間の負圧条件での運転が行えるのである。一方、セグメ
ント型軸封装置（シール材の合わせ目がゼロの場合）の
漏水は端部および摺動部の両方から生じる。この場合、
端部の方が摺動部よりも多く漏水する。端部からの漏水
に対しての減圧手段が正圧作用時には抵抗となるので端
部からの漏水量が減少する。その結果、全漏水量が減少
し安定した密封性能が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図１にはその軸封装置が断面で
示されている。軸封装置３は、回転する主軸すなわちポ
ンプ主軸１とポンプケーシング１８との隙間からの流体
の漏れを防止する装置であり、主として次のものより構
成されている。

【００１８】すなわち、ポンプ主軸１の外周部に固定さ
れたスリーブ２と、このスリーブ２の外周位置に径方向
に間隙をもって配置されたシールケース６と、このシー
ルケース６及びスリーブ２間に周方向に沿って複数配設
されたセグメント状のシール材４と、このシール材４軸
方向に位置決めするカバー８とを有して構成されてい
る。ここでは、シール段数が１段構造の場合について説
明するが、シール段数は封水圧力，漏水量等により決ま
るものであり、特に限定するものではない。

【００１９】スリーブ２はポンプ主軸１に六角穴付き止
めネジ等（図示せず）で固定されている。このスリーブ
２は金属製のもので、一般にＳＵＳ４０３が使用され
る。

【００２０】一方、シール材４は周方向に２分割した円
筒形状のカーボン材である。シール材４の外周側には、
ガータスプリング５を装着し、２分割した円筒形状のカ
ーボン材をリング状に保持している。シール材４は、軸
方向の一端部に溝１１が形成され、該溝１１にシールケ
ース６に設けられた回り止めピン９により、シールケー
ス６とスリーブ２との間で周方向にずれることがないよ
うにしている。そのため、シールケース６とシールケー
シング１０との間にも周方向にずれないように何らかの
固定手段を設けている（図示せず）。

【００２１】ここでは、該溝１１は２分割されたシール
材４それぞれに加工し、かつ、シール材４周方向の中央
部に設けている。このように、回り止めの位置をシール
材の周方向の中央部に設けることは回転による動圧効果
を利用する上で好ましい。

【００２２】また、シール材４の大気側端面とカバー８
とで構成される間隙１３に減圧手段が設けられている。
この場合の減圧手段は２分割されたシール材の大気側端
面のそれぞれのに円周溝７を加工し、この円周溝７にＯ
リング１２等の弾性体（ゴム等）を装着固定し、装着固
定されたＯリング１２がカバー８と接触するように配置
したことにより構成されている。Ｏリング１２を装着し
た円周溝７をシール材側に設けているが、カバー側に設
けても同等の作用効果があり、特に限定しない。

【００２３】図中のＰｏ側を大気側，Ｐ側を密封側とす
る。

【００２４】図２（ａ）に減圧手段がない場合の負圧時
におけるシール材摺動面とシール材外周部との圧力分布
を示す。図２（ｂ）に減圧手段がある場合の負圧時にお
けるシール材摺動面とシール材外周部との圧力分布を示
す。

【００２５】図２（ａ）に示すように、減圧手段を設け
ない場合はシール材外周部からの押し付け力は大気圧な
ので０、一方、摺動面の反力は(−１／２)ＬＰとなる。
ここで、Ｌはシール材の幅を示す。したがって、シール
材の浮上力は(−１／２)ＬＰとなり、シール材をスリー
ブ摺動面に押し付ける力が生じる。

【００２６】図２（ｂ）に示すように、減圧手段を設け
た場合はシール材外周部からの押し付け力は負圧となる
ので−ＬＰ、一方、摺動面の反力は(−１／２)ＬＰとな
る。したがって、シール材の浮上力は１／２ＬＰとな
り、シール材をスリーブ摺動面から浮上して運転でき
る。

【００２７】すなわちこのように形成された軸封装置で
あると、シール材の大気側端面とこれと対向するカバー
面とで構成される隙間１３に設けた減圧手段により、シ
ール材の摺動面とシール材の外周部とで圧力差が生じ、
シール材が負圧になると摺動面から浮上するように作用
するので摩擦力が減少し温度上昇がほとんどなくなり、
外部からの給水をしなくても安定して長時間の負圧条件
での運転が行えるのである。一方、セグメント型軸封装
置（シール材の合わせ目がゼロの場合）の漏水は端部お
よび摺動部の両方から生じる。この場合、端部の方が摺
動部よりも多く漏水する。端部からの漏水に対して減圧
手段が正圧作用時には抵抗となるので端面からの漏水量
が減少する。その結果、全漏水量が減少し安定した密封
性能が得られる。

【００２８】さらに、減圧手段として構成したＯリング
１２がカバー８と接触しているので、シール材４の周方
向の振動を押さえることができ、高信頼性の軸封装置が
提供できる。

【００２９】図３に本発明による軸封装置の第２の実施
例を示す。この実施例において、前記第１の実施例と異
なるのはスリーブ２を金属リング２ｂの外周面に四ふっ
化エチレン樹脂を含浸した超硬合金部２ａを設けた筒状
部材とし、かつ、シール材４を周方向に２分割した円筒
形状の炭化珪素のセラミックスとした点にある。この筒
状部材は、金属リング２ｂ（材質：ＳＵＳ３０４等）の
外周面に溶射等により超硬合金製の皮膜を形成し、その
後、四ふっ化エチレン樹脂を超硬合金製の皮膜の空孔部
に含浸処理して製造される。また、この筒状部材が超硬
合金製のソリッド材であっても良い。ソリッド材による
超硬合金製の筒状部材は粉体−成形−焼結の順で製造さ
れた後に、表面に開口する空孔部に四ふっ化エチレン樹
脂を含浸して製造される。

【００３０】この実施例によれば、基本的には前述した
第１の実施例と同様の作用効果を得ることができる他、
スリーブ２に含浸された四ふっ化エチレン樹脂２ａがポ
ンプ主軸１が回転するとスリーブ摺動面に数ミクロンの
薄い四ふっ化エチレン樹脂皮膜を形成する。形成された
四ふっ化エチレン樹脂皮膜はすべりやすく摩擦係数が小
さいので、より安定した摺動特性が得られる。また、炭
化珪素のセラミックスはカーボンよりも硬度が高いので
シール材の長寿命化で耐摩耗性向上が期待できる。さら
に、超硬合金製の皮膜は高硬度でしかも酸化しやすいの
で摺動面が安定しており、焼き付きが防止され軸封装置
の信頼性が向上する。超硬合金製の皮膜のバインダーは
耐食性の点からニッケル系が好ましい。

【００３１】図４に本発明のドライ及び負圧条件でのシ
ール材の温度上昇を測定した結果を示す。この場合、本
発明では、前述した実施例と同様のものであって、スリ
ーブ２を金属リング２ｂの外周面に四ふっ化エチレン樹
脂を含浸した超硬合金溶射皮膜２ａを設けた筒状部材と
し、かつ、シール材を周方向に２分割した円筒形状の炭
化珪素のセラミックスとした。スリーブ外径は１００mm
で、シール材の内径は１００.０８mmである。

【００３２】シール材の温度は上部の位置で摺動面から
１mmの所にセンサを埋め込んで測定した。シール材の温
度上昇値はシール材の温度−気温である。本発明におい
て、ドライ運転時シール材の温度上昇値は時間経過と共
に上昇するが、負圧条件になるとシール材の温度上昇値
は急激に低下し、その後は時間の経過に関係なくほぼ一
定値で推移して、安定して長時間の負圧運転ができるこ
とがわかった。一方、従来例（減圧手段がない場合）の
シール材の温度上昇値は、負圧条件になるといったん低
下するものの、すぐに増加に転じその後は増加傾向を示
し、長時間の運転は困難であった。

【００３３】図５に本発明による軸封装置の第３の実施
例を示す。この実施例において、前記第２の実施例と異
なるのは、シール段数を２段構造とした点にある。この
実施例によれば、基本的には前述した第２の実施例と同
様の作用効果を得ることができる他、２段構造となって
いるので段間の差圧が１段構造の１／２になり、漏気量
が減少する。

【００３４】また、正圧時の漏水量も減らすことができ
安定した密封性能が得られる。さらに、１段構造で十分
な性能があり、１段は予備シールとして機能するので、
万一１段が損傷しても予備シールでバックアップできる
ので信頼性が向上する。

【００３５】図６に本発明による軸封装置の第４の実施
例を示す。この実施例において、前記第２の実施例と異
なるのは、２分割シール材４ａを楕円形状にした点にあ
る。２分割のシール材４ａはスリーブの超硬合金溶射皮
膜２ａと上下部で接触した状態で配置されている。本実
施例では上下部で接触した状態で配置されているが、僅
かな隙間をもって配置しても良い。また、シール材４ａ
の摺動面をスリーブ摺動面に対し楕円形状としているの
で、水平方向にわずかな隙間が形成される。δａはスリ
ーブ摺動面とシール材の摺動面との上下部の隙間、δｂ
はスリーブ摺動面とシール材の摺動面との合わせ目部に
おける隙間である。図示のように、δａ＜δｂの寸法関
係にある。したがって、同芯の場合に比較しδａの寸法
が狭くなり、その結果、摺動部からの漏水量が減少す
る。また、Ｒａはスリーブ摺動面の半径、Ｒｂはシール
材４ａの摺動面の半径とすると、Ｒｂ＞Ｒａの関係にあ
る。ＲｂをＲａよりも僅かに大きくするだけで有効であ
る。シール材４の摺動面の半径Ｒｂはスリーブ摺動面の
半径Ｒａに対して、加工精度，許容漏水量等によって決
まるものである。さらに、水平方向の隙間が上下に比較
して大きいので万一金属リング２ｂが損傷しても、合わ
せ目部１３ａと金属リング２ｂが衝突することがなくな
り、合わせ目部１３ａでの割損が確実に防止でき、信頼
性が向上する。

【００３６】なお、これまで説明した実施例では、シー
ル材４，４ａを２分割した例を示したが、その分割数は
スリーブ２の直径で決まるので、図示実施例に限定され
るものではない。

【００３７】図７に本発明による軸封装置の第５の実施
例を示す。この実施例において、前記第２の実施例と異
なるのは、シール材４ａの摺動面に大気側と連通した溝
１４を形成した点にある。この実施例によれば、基本的
には前述した第２の実施例と同様の作用効果を得ること
ができる他、摺動面側に形成される圧力分布が、溝１４
の部分まで大気圧となるので、シール材４ａのスリーブ
摺動面側の浮上力が溝のない場合に比較してさらに増大
するので摩擦力が低減し安定した摺動特性が得られる。
また、摺動面の空気膜の剛性が高くなり、スリーブ振動
に対してもシール材４ａが非接触状態で作動できるので
シール材４ａの長寿命化が達成できる。さらに、溝を設
けたことにより、摺動面を通過する空気量が増大し、冷
却性が向上する。その結果、運転範囲（高周速域まで）
を広げることができる。

【００３８】図８に本発明による軸封装置の第６の実施
例を示す。この実施例において、前記第２の実施例と異
なる点は、シール材４ａの大気側端面とカバー８とで構
成される間隙１３に設けた減圧手段をシール材の大気側
端面に設けたラビリンス溝１５で形成した点にある。ラ
ビリンス溝１５をシール材４ａ側に設けているが、カバ
ー８側に設けても同等の作用効果があり、特に限定しな
い。また、シール材４ａ及びカバー８側の両方に設けて
も良い。

【００３９】この実施例によれば、基本的には前述した
第２の実施例と同様の作用効果を得ることができる他、
減圧手段がラビリンス溝１５で構成されているので、シ
ール材とカバーが非接触状態で減圧効果が得られ、径方
向の動きがよりスムーズになる。ラビリンス溝を設ける
こによりシール材の端面での表面積が増大し放熱しやす
くなり、シール材の温度低減に有効である。

【００４０】なお、この実施例では、ラビリンス溝の段
数を２列にした例を示したが、その列の数はシール材４
ａの径方向の幅及び負圧条件（圧力）で決まるので、図
示実施例に限定されるものではない。

【００４１】図９に本発明による軸封装置の第７の実施
例を示す。この実施例において、前記第２の実施例と異
なる点は、シール材４ａの大気側端面とカバー８とで構
成される間隙１３に設けた減圧手段をシール材の反大気
側に入れたバネ１６により、シール材４ａの大気側端面
をカバー８に押し付け接触させて形成した点にある。こ
の実施例によれば、基本的には前述した第２の実施例と
同様の作用効果を得ることができる他、バネ１６により
押し付けられているのでカバー面にシール材４ａが倣っ
て取り付けられるので組立初期から安定した密封性能が
得られやすい。バネは周方向に複数個配置されている。
また、バネはコイルバネ，板バネいずれでも良い。バネ
材質は耐食性の点からＳＵＳ３０４等が良い。

【００４２】図１０に本発明による軸封装置の第８の実
施例を示す。この実施例において、前記第２の実施例と
異なる点は、シール材４ａの大気側端面とカバー８とで
構成される間隙１３に設けた減圧手段をシール材の径方
向の接触幅を反大気側(幅Ａ)よりも大気側（幅Ｂ）の方
を広くすることにより形成した点にある。

【００４３】この実施例によれば、基本的には前述した
第２の実施例と同様の作用効果を得ることができる他、
シール材４ａの軸方向の断面形状が非対称であるため、
組み込み時のシール材４ａの装着ミスが防止できる。

【００４４】なお、シール材４ａの軸方向の断面形状
は、シール材の径方向の接触幅の関係がＢ＞Ａを満足す
る断面形状であれば特に限定するものではない。

【００４５】次に、本発明の軸封装置を立軸雨水排水ポ
ンプに適用した場合について述べる。

【００４６】即ち、立軸雨水排水ポンプは図１１に示す
ように、ポンプ主軸１と、ポンプ主軸１の下部に固定さ
れたランナ１９と、ポンプ主軸１が貫通するケーシング
貫通部１７と、該ケーシング貫通部１７に固定されてい
る本実施例の軸封装置３とを有している。この軸封装置
は、金属リング２ｂと、シールケース６と、シール材４
ａと、シールケーシング１０，シール材４ａの大気側端
面とカバー８とで構成される間隙１３に減圧手段を備え
ている。

【００４７】減圧手段は図１に示されているように、２
分割されたシール材の大気側端面のそれぞれのに円周溝
を加工し、この溝にＯリング１２等の弾性体（ゴム等）
を装着固定し、装着固定されたＯリング１２がカバー８
と接触するように配置されている。シールケーシング１
０は図１のように筒形をなしており、図１において、左
側が下側になるように固定されている。したがって、シ
ールケース６の上にシール材４ａが配置されている。シ
ール段数は図５に示すように２段としている。この実施
例によれば、シール材の大気側端面とこれと対向するカ
バー面とで構成される隙間に減圧手段を設けているの
で、基本的には第１〜第８の実施例と同等の作用効果を
得ることができる。

【００４８】更に、本発明の軸封装置を横軸雨水排水ポ
ンプに適用した場合について述べる。

【００４９】図１２に示すように、ポンプ主軸１と、ポ
ンプ主軸１の中央部に固定されたランナ１９ａと、ポン
プ主軸１が貫通するケーシング貫通部１７ａ，１７ｂ
と、該ケーシング貫通部１７ａ，１７ｂに固定されてい
る本実施例の軸封装置３とを有している。ポンプ主軸１
は両端部に配置したころがり軸受２１により支持されて
いる。また、一端にカップリング２０が固定されてい
る。この軸封装置３は、金属リング２ｂと、シールケー
ス６と、シール材４ａと、シールケーシング１０と、シ
ール材４ａの大気側端面とカバー８とで構成される間隙
１３に減圧手段を備えている。

【００５０】減圧手段は図１に示されているように、２
分割されたシール材の大気側端面のそれぞれのに円周溝
を加工し、この溝にＯリング１２等の弾性体（ゴム等）
を装着固定し、装着固定されたＯリング１２がカバー８
と接触するように配置されている。シール段数は図５に
示すように２段としている。

【００５１】この実施例によれば、シール材の大気側端
面とこれと対向するカバー面とで構成される隙間に減圧
手段を設けているので、基本的には第１〜第８の実施例
と同等の作用効果を得ることができる。

【００５２】これに加え、外部からの給水をしなくても
長時間の負圧運転が行えるポンプが提供できる。

【００５３】以上説明してきたようにこのように形成さ
れた軸封装置であると、シール材の大気側端面とこれと
対向するカバー面とで構成される隙間に設けた減圧手段
により、シール材の摺動面とシール材の外周部とで圧力
差が生じ、シール材が負圧になると摺動面から浮上する
ように作用するので摩擦力が減少し温度上昇がほとんど
なくなり、外部からの給水をしなくても安定して長時間
の負圧条件での運転が行えるのである。一方、セグメン
ト型軸封装置（シール材の合わせ目がゼロの場合）の漏
水は端部および摺動部の両方から生じる。この場合、端
部の方が摺動部よりも多く漏水する。端部からの漏水に
対して減圧手段が正圧作用時には抵抗となるので端部か
らの漏水量が減少する。その結果、全漏水量が減少し安
定した密封性能が得られる。

【００５４】これに加え、外部からの給水をしなくても
長時間の負圧運転が行えるポンプが得られるのである。

【００５５】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、漏水量が少なく、かつシール材の潤滑水をポンプの
外部から給水することなく、長時間の負圧運転が安定し
て行うことができる軸封装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による軸封装置の第１の実施例を示す縦
断面図。

【図２】（ａ)，(ｂ）は減圧手段がない場合の負圧時の
シール材摺動面とシール材外周部との圧力分布を示す説
明図。

【図３】本発明による軸封装置の第２の実施例を示す縦
断面図。

【図４】本発明の軸封装置と従来技術の軸封装置とのシ
ール材の温度上昇を各々に測定した結果を示す説明図。

【図５】本発明による軸封装置の第３の実施例を示す縦
断面図。

【図６】本発明による軸封装置の第４の実施例を示す２
分割シール材の周方向の配置状況を示す説明図。

【図７】本発明による軸封装置の第５の実施例を示す縦
断面図。

【図８】本発明による軸封装置の第６の実施例を示す縦
断面図。

【図９】本発明による軸封装置の第７の実施例を示す縦
断面図。

【図１０】本発明による軸封装置の第８の実施例を示す
縦断面図。

【図１１】本発明による軸封装置を適用した立軸排水ポ
ンプを示す縦断面図。

【図１２】本発明による軸封装置を適用した横軸排水ポ
ンプを示す縦断面図。

【符号の説明】

１…ポンプ主軸、２…スリーブ、２ａ…超硬合金溶射皮
膜、２ｂ…金属リング、３…軸封装置、４，４ａ…シー
ル材、５…ガータスプリング、６…シールケース、７…
円周溝、８…カバー、９…回り止めピン、１０…シール
ケーシング、１１…溝、１２…Ｏリング、１３…シール
材の大気側端面とこれと対向するカバー面とで構成され
る隙間、１３ａ…合わせ目部、１４…大気側と連通する
溝、１５…ラビリンス溝、１６…バネ、１７，１７ａ，
１７ｂ…ケーシング貫通部、１８…ポンプケーシング、
１９，１９ａ…ランナ、２０…カップリング、２１…こ
ろがり軸受。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプ主軸にスリーブが固定され、該スリ
   ーブの外周位置に配置されるシールケースと、該シール
   ケース及び該スリーブの間に周方向に沿って複数配設さ
   れたセグメント状のシール材を配置したセグメント型軸
   封装置において、該シール材の大気側端面と該大気側端
   面と対向するカバー面とで構成される隙間に減圧手段を
   設けたことを特徴とするセグメント型軸封装置。
2. 【請求項２】ポンプ主軸にスリーブが固定され、該スリ
   ーブの外周位置に配置されるシールケースと、該シール
   ケース及び該スリーブの間に周方向に沿って複数配設さ
   れたセグメント状のシール材を配置したセグメント型軸
   封装置において、スリーブを超硬合金製の筒状部材と
   し、シール材をセラミックスとし、該シール材の大気側
   側面と該大気側端面と対向するカバー面とで構成される
   隙間に減圧手段を設けたことを特徴とするセグメント型
   軸封装置。
3. 【請求項３】ポンプ主軸にスリーブが固定され、該スリ
   ーブの外周位置に配置されるシールケースと、該シール
   ケース及び該スリーブの間に周方向に沿って複数配設さ
   れたセグメント状のシール材を配置したセグメント型軸
   封装置において、スリーブを超硬合金製の筒状部材と
   し、シール材をセラミックスとし、該シール材の摺動面
   を楕円形状とし、該シール材の大気側側面と該大気側端
   面と対向するカバー面とで構成される隙間に減圧手段を
   設けたことを特徴とするセグメント型軸封装置。
4. 【請求項４】ポンプ主軸にスリーブが固定され、該スリ
   ーブの外周位置に配置されるシールケースと、該シール
   ケース及び該スリーブの間に周方向に沿って複数配設さ
   れたセグメント状のシール材を配置したセグメント型軸
   封装置において、スリーブを超硬合金製の筒状部材と
   し、シール材をセラミックスとし、該シール材の摺動面
   を楕円形状とし、該シール材の摺動面をポンプ主軸の停
   止時、該スリーブ摺動面に接触させ、かつ、該シール材
   の大気側側面と該大気側端面と対向するカバー面とで構
   成される隙間に減圧手段を設けたことを特徴とするセグ
   メント型軸封装置。
5. 【請求項５】ポンプ主軸にスリーブが固定され、該スリ
   ーブの外周位置に配置されるシールケースと、該シール
   ケース及び該スリーブの間に周方向に沿って複数配設さ
   れたセグメント状のシール材を配置したセグメント型軸
   封装置において、該シール材の大気側端面と該大気側端
   面と対向するカバー面とで構成される隙間に減圧手段を
   設け、かつ該シール材摺動面に大気側と連通した溝を構
   成したことを特徴とするセグメント型軸封装置。
6. 【請求項６】ポンプ主軸にスリーブが固定され、該スリ
   ーブの外周位置に配置されるシールケースと、該シール
   ケース及び該スリーブの間に周方向に沿って複数配設さ
   れたセグメント状のシール材を配置したセグメント型軸
   封装置において、スリーブを超硬合金製の筒状部材と
   し、シール材をセラミックスとし、該シール材の大気側
   側面と該大気側端面と対向するカバー面とで構成される
   隙間に減圧手段を設け、かつ該シール材摺動面に大気側
   と連通した溝を構成したことを特徴とするセグメント型
   軸封装置。
7. 【請求項７】ポンプ主軸にスリーブが固定され、該スリ
   ーブの外周位置に配置されるシールケースと、該シール
   ケース及び該スリーブの間に周方向に沿って複数配設さ
   れたセグメント状のシール材を配置したセグメント型軸
   封装置において、スリーブを超硬合金製の筒状部材と
   し、シール材をセラミックスとし、該シール材の摺動面
   を楕円形状とし、該シール材の大気側側面と該大気側端
   面と対向するカバー面とで構成される隙間に減圧手段を
   設け、かつ該シール材摺動面に大気側と連通した溝を構
   成したことを特徴とするセグメント型軸封装置。
8. 【請求項８】ポンプ主軸にスリーブが固定され、該スリ
   ーブの外周位置に配置されるシールケースと、該シール
   ケース及び該スリーブの間に周方向に沿って複数配設さ
   れたセグメント状のシール材を配置したセグメント型軸
   封装置において、スリーブを超硬合金製の筒状部材と
   し、シール材をセラミックスとし、該シール材の摺動面
   を楕円形状とし、該シール材の摺動面をポンプ主軸の停
   止時、該スリーブ摺動面に接触させ、かつ、該シール材
   の大気側側面と該大気側端面と対向するカバー面とで構
   成される隙間に減圧手段を設け、かつ該シール材摺動面
   に大気側と連通した溝を構成したことを特徴とするセグ
   メント型軸封装置。
9. 【請求項９】請求項１ないし９のいずれかに記載の前記
   減圧手段が抵抗体を装着、又は圧損が大きくなるように
   構成したことを特徴とするセグメント型軸封装置。
10. 【請求項１０】請求項２ないし４あるいは６ないし９の
    いずれかに記載の前記セラミックスは炭化珪素又は四ふ
    っ化エチレン樹脂を含浸した炭化珪素としたことを特徴
    とするセグメント型軸封装置。
11. 【請求項１１】請求項２ないし４あるいは６ないし９の
    いずれかに記載の前記スリーブは少なくともその表面を
    四ふっ化エチレン樹脂を含浸した超硬合金製の筒状部材
    または超硬合金製皮膜としたことを特徴とするセグメン
    ト型軸封装置。
12. 【請求項１２】ポンプ主軸にスリーブが固定され、該ス
    リーブの外周位置に配置されるシールケースと、該シー
    ルケース及び該スリーブの間に周方向に沿って複数配設
    されたセグメント状のシール材を配置したセグメント型
    軸封装置を備えた排水ポンプにおいて、該シール材の大
    気側側面と該大気側端面と対向するカバー面とで構成さ
    れる隙間に減圧手段を設けたことを特徴とするセグメン
    ト型軸封装置。