JPS62223491A - 高温スラリ用メカニカルシ−ルポンプ - 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） 本発明は、高起スラリを送ｌｆｋするメカニカルシール
型のポンプの措迅及びその構成に関する。

（従来の技術） スラリとは細かい固体粒子か水の中に懸濁している懸濁
液、または固体と液体との混合物をいう。

酋通の温水用ポンプにおけるメカニカルシールでは、シ
ール部の焼付きは冷水を使用することで防止できる。

スラリであっても、低温（ＧＯ’Ｃ以下）の場合はシー
ル而で水の膜がまた形成されているので１寿命は短いが
運転は一１ｆ能である。しかし薗！！Ａ（（ｉｏ’ｃ以
」二１００℃以下）になると、スラリ自体の１１す度に
加えて、スラリに含まれる固体ｔＩ′Ｌ子によるメカニ
カルシール而でのＪＰＩ動ｊＹ微熱により史に；ｌ’４
度が１−昇し、この結果、沸騰か起り、シール而での水
の膜が切れて焼き付くとノ（に、スラリ成分そのものか
固着し９回転不能をきたしていた。

スラリ送液用ポンプにおいては、シール部の冷却用とし
て冷水を用いることは、スラリか稀薄され、濃度コント
ロールに千人な支障をきたすため、冷水による冷却はで
きない。

シール面での焼付き防止に関し、従来技術として実開昭
５８−１５１３８６号記載のものがある。これは、ギヤ
ポンプにおける軸受部への熱硬化性樹脂の浸入を阻止す
るンール技術に関するもので、硬さの異なるシール部材
をバネにより押圧して、すべり密封面を形成して該熱硬
化性樹脂の侵入を阻止するとしている。そして、シール
面での摺動摩擦熱による焼付は、シール部材に互に硬さ
の異なる祠質を用いることにより、防止されるとしてい
る。

（発明により解決すべき問題点） しかしながら１本発明における高温スラリ送液ポンプの
シール部焼付き防止技術に関し、従来技術ではこの而に
おける発熱作用及び固着現象をおさえることはできない
。

設備の保全技術にあっては、故障停止ゼロ化と保全周期
延長（最終的にはメンテナンスフリー化）か最優先の課
題である。本発明は、シール部における焼付き故障を防
止し、長期間の連続運転を可能にする新規なポンプの構
造及びその構成を提供するものである。

（発明による問題点の解決手段） 本発明は、高１Ｍスラリを送液するメカニカルシール型
のポンプにおいて、該ポンプ内に、スラリ取出孔及び該
スラリがメカニカルシールを通過するための流路孔を設
けて、スラリ循環流路系とし、メカニカルシール固定部
にテーパカットを施し、該テーパカット部空所に冷水を
送る冷水孔及びこれを排出する排水孔、史に冷水の流出
を防１１−する軸封装置を前記ポンプ内に設けて、冷却
水流路系とし、該両流路系内に設けた冷却器と共に。

メカニカルシールの冷却及び洗浄を行うものである。

シール部の冷却は、前述の理由により冷却水が使用でき
ないので、ポンプ内スラリを取り出し。

これを冷却器により冷却し、この冷却スラリを使用する
。取出口は、スラリか圧力エネルギをもつ吐出し口から
とする。冷却方法としては、シール部にメカニカルシー
ル上部から冷却スラリを注ぐ方式、あるいはメカニカル
シール下部よりこの部分に噴き付ける方式等が考えられ
る。いづれの方式をとっても、シール面は摺動回転して
いるため、冷却効果に大きな差はない。

冷却器は、空冷式も考えられるが１本発明においては冷
却と同時に洗浄も行うため水冷式とする。

冷却水流路系における冷却方法については１回転軸とシ
ール部との間隙が小さいため冷却水をこの間隙に噴き込
む方式も考えられるが９本発明においては、簡単な構造
で冷却と洗浄を同時に満足する溜水方式を採る。このた
めに冷却水の取入口をド方に設け、内部に溜った冷却水
をに方から排出するような方式を採る。

冷却水流路系におけるシール部の冷却に関し。

メカニカルシール固定部に施したテーパカット部の長さ
λとテーパ角度θは、該固定部における冷却水の容量を
決めると同時に冷却の効果にも関係する。すなわち、シ
ール部の冷却は、該シール部の冷却水に接した部分及び
メカニカルシール固定部に接した部分により行われる。

今、第３図において、シール部材１７の温度をＴ　、冷
却水の温度をＴ２とすると（Ｔ１〉■ Ｔ２）、斜線部分の断面積Ｓを横切って流れる熱１ｕｄ
Ｑは次式で表わされる。

従って、シール部の冷却効果を１−げるためにはＸをで
きるだけ小さくする。すなわち（及びθを、材料力学的
強度を考慮した最大値にとる。このとき、メカニカルシ
ール固定部１３と回転軸１Ｇとの間隙長さｔは最小とな
り、かつ１間隙ｙもテーパ状に拡がっているので、シー
ル部の冷却及び洗浄のための冷却水の流通にとっても満
足すべきものである。

□テーバカットはメカニカルシール固定部全周に互って
設けても、あるいは断続的に設けてもよい。更に一部の
みに設けることも可能である。

（実施例） 以下１本発明について実施例を示す図面を基に説明する
。第２図は本発明の高温スラリ用メカニカルシールポン
プの実施例の構成を示す全体図である。２１はメカニカ
ルシール型渦巻ポンプ（１２０ＯＡ　／ｍ１ｎｘ　３０
ｍ　ｘ　２２ｋｖ）である。ケーシング２３には、ケー
シング外部よりメカニカルシール部２４に通じるスラリ
導入路１１及びメカニカルシール部２４よりボリュート
２５に通じるスラリ排出孔１２か設けられる。吐出しケ
ーシング２Ｂには、吐出し口２８より外部に通じるスラ
リ取出孔２７が設けられる。２９は流量計で、この流量
に応じて冷却器の温度調節（冷却水の流量調節）をする
。２２はスパイラル型冷却器で、冷水槽３０内に冷却水
が溜められ、この槽内に設置されたスパイラル状流路管
３１内を高温スラリ（９０℃、１０％珪酸ソーダ水溶液
）が通過する間に該スラリの冷却が行なわれる。この冷
却器２２の冷却温度調節はコック３２により冷水流入量
を調節することにより行う。３３は貯水槽で、ここに冷
却廃水及び洗浄汚水が溜められる。沈殿あるいは濾過処
理した後、この溜水を再使用することが可能である。

３４はコックでこれにより流量を調節し、シール部にお
ける冷却能力及び洗浄能力を調節することができる。

第１図は２本発明の実施例のメカニカルシール部の拡大
断面図である。同図において、　１１はスラリ導入路、
１２は同排出孔である。カラ１４はピン１５によって回
転軸１６に固定する。円環状シール部伺１７は、ケーシ
ング２３に固定されたメカニカルシール固定部１３内に
固着されている。円環状シール部材１８は従動リング１
０内に固着されている。この従動リングＩＯは２回転軸
１６の軸方向に摺動可能Ｎ。

かつ、スプリング９を介して回転軸１６と共に回転する
。８は“０”リングで回転軸Ｉ６の外周に接して軸表面
を伝うスラリ漏れを防市する。両シール部材１７．１８
は、スプリング９により対向面で互いに接してすべり密
封面を形成する。５はケーシング２３に設けた外部より
円環状空間３に通じる冷水孔、６はこの空間３より外部
に通じる排水孔である。４はメカニカルシール固定部１
３に９回転軸１Ｇに対して上下対称に、断続的に施した
テーパ面である。２はグランドパツキンで、テフロン含
侵タイプのものを２本使用する。該テーパカット部空所
１及び円環状空間３は１回転軸１６の上下に二つの空間
、すなわち貯水槽を形成する。

（実施例作用） 第２図において、軸継手３５により原動機の回転が渦巻
ポンプ２１に伝えられると、ポンプ内の羽根車３６が回
転し、この回転は、吸込口３７より流入したスラリに圧
力と速度のエネルギを与え、該スラリは吐出し口２８よ
り流出し、液送が行われる。スラリの一部は、圧力エネ
ルギによりスラリ取出孔２７を通り、循環流路３８を経
て冷却器２２へ送られる。この高温スラリは、冷却器２
２の冷却水槽３０内に設置されたスパイラル状流路管３
１内を通過する間に冷される。この冷却水槽３０の下方
には、冷却水流路４０より常に冷水が供給され、高温ス
ラリの通過により暖められ、上昇した冷却用水は水槽上
方より冷却水流路４１を経て貯水槽３３へ押出される。

従って、冷却水槽３０内には常に冷水が満されている。

なお、流量計２９により計測される高温スラリ流量に応
じて、コック３２により冷水の流量を調節して冷却器２
２の冷却能力を調節できる。

冷却されたスラリは、循環流路３９を経てスラリ導入路
１１へ送られる。ｍ１図において、冷却スラリは導入路
１１を通り、シール部材１７．．１Ｂに上方より注がれ
る。高温スラリ及び摺動摩擦熱により１５温に熱せられ
たシール部材はこれにより冷却される。従動リングｌＯ
及びこれに固着されている円環状シール部材１８は、ス
プリング９を介して回転軸１６と共に回転じているため
、シール部の冷却は万遍無く行われる。この冷却スラリ
は、シール部Ｈのすべり密封面により外部に漏れること
はない。

冷却が終ったスラリは、第２図において、スラリ排出孔
１２よりポリュート２５に排出される。そして１羽根車
３６によって再び回転が与えられ、吸込口３７よりの他
のスラリと共に送液され、一部はスラリ取出孔２７より
取出されて、スラリ循環流路を再び循環する。

冷却水流路系において、冷却器２２のもつ位置エネルギ
により、冷却水は冷却水流路４２を経て、冷水孔５へ送
られる。第１図において、冷水孔５より導入された冷却
水は１回転軸Ｉ６とメカニカルシール固定部１３との間
隙１９を満たし、テーパカット部空所１及び円環状空間
３によって形成される二つの貯水槽を満たし、更に、冷
却廃水及び洗浄１９水を排水孔６より押流す。シール部
材１７．１８及び回転軸１６との間隙を満す冷却水は、
該冷却水の両シール部材接触面より該シール部材を冷却
し。

かつ１両シール部材の摺動面より漏れ出たスラリを洗い
流す。冷却は、シール部材１７のメカニカルシール固定
部１３との接触面からも熱伝導作用を通して行われる。

排水孔６より押出された冷却廃水及び洗浄汚水は、第２
図において、冷却水流路２０より貯水槽３３に送られる
。必要に応じて、コック３４により冷却水の流量を調節
して、メカニカルシール固定部Ｉ３における冷却水流星
を調節し、シール部における冷却能力及び洗浄能力を調
節する。

（発明の効果） 本発明は以上述べた通り、ポンプ内に流路を設＋ｊて、
二つの流路系を構成し、メカニカルシールの冷却及び洗
浄を行うものである。

シール部の冷却は、冷却スラリ、冷却水及びメカニカル
シール固定部により行われるので、その冷却効果は顕著
なものである。これによりシール部の発熱がおさえられ
、その結果、メカニカルシール型のポンプの最大の問題
点てあったシール部の焼付きを防止できる。更に、冷却
と同時に。

洗浄も併せて行われるので、シール部におけるスラリの
固層が防止され、その結果、長期間の連続運転が可能に
なる。

スラリの循環にはポンプの圧力エネルギを利用し、冷却
水の流通には冷却器の位１λエネルギを利用するもので
あるから、そのためのポンプを必要とせず、経費の点で
安」−かりである。

メカニカルシール固定部にテーパ面を形成しであるので
、冷却水か回転軸とシール部との間隙に入り易く、かつ
、そこから出易い。従って、冷却水の流通がよく行われ
、その結果、シール部における冷却効果及び洗浄効果を
上げることかできる。

本発明は、シール部の焼付き及び接部におけるスラリ固
着を防止する。その結果、ポンプの故障停止が減少し、
長期間の連続運転が可能となる。

そのためにメンテナンスコストを大幅に下げることがで
きる。（例えば、実施例における送液ポンプ、高温スラ
リの場合は２年間的　１３０万円コストダウンされた。

）

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例のメカニカルシール部の拡
大断面図、第２図は１本発明の一実施例の高ｌ！ｌＡス
ラリ用メカニカルシールポンプの構成を示す全体図、第
３図は、メカニカルシールの部分拡大説明図、第４図は
、第１図Ａ−Ａ断面図、を夫々示す。 １・・・テーパカット、　　６・・・排水孔。 ５・・・冷水孔、　　　　　１１・・・スラリ導入路２
２・・・グランドパツキン。 ２７・・・スラリ取出孔。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高温スラリを送液するメカニカルシール型のポンプにお
   いて、該ポンプ内に、スラリ取出孔及び該スラリがメカ
   ニカルシールを通過するための流路孔を設けて、スラリ
   循環流路系とし、メカニカルシール固定部にテーパカッ
   トを施し、該テーパカット部空所に冷水を送る冷水孔及
   びこれを排出する排水孔、更に冷水の流出を防止する軸
   封装置を前記ポンプ内に設けて、冷却水流路系とし、該
   両流路系内に設けた冷却器と共に、メカニカルシールの
   冷却及び洗浄を行うことを特徴とする高温スラリ用メカ
   ニカルシールポンプ。