JPH0617023Y2 - ロータリーポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ローター駆動軸とケーシングとの間にメカニ
カルシールを介装して成るロータリーポンプ、特に食品
や薬品の輸送に使用されるロータリーポンプの改良に関
するものである。

（従来の技術及びその問題点） 前記のようにローター駆動軸とケーシングとの間にメカ
ニカルシールを介装したロータリーポンプに於いては、
当該メカニカルシールのローター駆動軸と一体に回転す
る回転リングとケーシング側固定リングとを軸方向に互
いに圧接させるためのコイルスプリングが使用される
が、一般に圧縮状態で使用されるコイルスプリングの両
端適当長さ部分には、このスプリングの端部を受ける面
に対して面接触するように偏平面を形成していた。この
ような従来の一般的なコイルスプリングを前記ロータリ
ーポンプのメカニカルシールに使用した場合、当該コイ
ルスプリングの両端部は例えばローターと前記回転リン
グとに対し面接触するため、当該スプリングの安定性は
増すが、次のような問題点があった。

即ち、ローターとケーシングとの間の隙間等からメカニ
カルシール内装空洞部内に流入した輸送液体が、前記コ
イルスプリングの端部を受ける面と当該スプリングの端
部偏平面との間の面接触部に入り込み、滞留することに
なる。特に輸送液体が食品である場合には、滞留した食
品が微量であっても腐敗したり変質し、その後に輸送さ
れる食品に悪影響を及ぼすことになるので、一般的には
１日の輸送作業を終えるとポンプを完全に分解してポン
プ内部を洗浄することが義務づけられていた。しかしこ
のようなポンプの分解洗浄及び洗浄後の組立作業には多
大の手間と時間を要し、結果的には製品のコストアップ
につながることになっていた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記のような従来の問題点を解決し得るロータ
リーポンプを提案するものであって、その特徴は、ロー
ター駆動軸とケーシングとの間に、前記ケーシング側の
固定リング、ローター駆動軸と一体に回転する回転リン
グ、及び前記両リングの一方を他方のリング側へ軸方向
に押圧付勢するコイルスプリングから成るメカニカルシ
ールを介装したロータリーポンプに於いて、前記コイル
スプリングの両端部でスプリング端部受け面に当接する
部分を、前記スプリング端部受け面に対して線接触する
尖鋭状稜線に形成する山形断面形状とすると共に、コイ
ルスプリング両端部が当接する上記両スプリング端部受
け面のうち、一方のスプリング端部受け面である上記回
転リングの段面に環状凹入溝を形成してなる点にある。

（実施例） 以下に本考案の一実施例を添付の例示図に基づいて説明
する。

第１図及び第２図に於いて、１Ａ，１Ｂは図外のモータ
ーによって駆動されるローター駆動軸であって、その先
端近傍スプライン軸部２には夫々ローター３Ａ，３Ｂが
スプライン嵌合せしめられ、先端螺軸部４にはローター
固定用ナット５が夫々螺嵌締結されている。６はケーシ
ングであり、前記ローター３Ａ，３Ｂのポンプ歯部７が
遊嵌回動するポンプ室８の吸入管接続部９及び吐出管接
続部１０を備えたケーシング本体１１と、このケーシン
グ本体１１から突出するローター３Ａ，３Ｂ及びナット
５を覆うケーシングカバー１２とから構成されている。

前記ケーシング本体６とローター駆動軸１Ａ，１Ｂとの
間には、輸送液体が漏洩するのを防止するためのメカニ
カルシール１３と、滅菌用スチームの漏洩防止用メカニ
カルシール１４とが介装されている。前記メカニカルシ
ール１３は、ケーシング本体１１に固定された固定リン
グ１５、前記ローター３Ａ，３Ｂのボス部１６に軸方向
移動可能に結合された回転リング１７、及びこの回転リ
ング１７とローター３Ａ，３Ｂとの間に介装されて前記
回転リング１７を固定リング１５の方へ押圧付勢するコ
イルスプリング１８から構成され、固定リング１５ケー
シング本体１１との間、及び回転リング１７とローター
駆動軸１Ａ，１Ｂとの間には、夫々液封用リングとして
のＯリング１９，２０が介装されている。

２１ａ，２１ｂは、前記両メカニカルシール１３，１４
間でローター駆動軸１Ａ，１Ｂとケーシング本体１１と
の間に形成される空隙２２に滅菌用スチームを流通させ
るためにケーシング本体１１に設けられたスチーム給排
通路である。２３は前記ポンプ室８を取り囲むようにケ
ーシング本体１１の端面に形成した環状通路であって、
この環状通路２３に滅菌用スチームを流通させるための
スチーム給排通路２４ａ，２４ｂがケーシング本体１１
に設けられ、ケーシングカバー１２には、前記環状通路
２３に対向する箇所を挟むように内外二重にシール用Ｏ
リング２５，２６が嵌装されている。

第３図及び第４図に基づいて前記メカニカルシール１３
を更に詳細に説明すると、前記固定リング１５はセラミ
ック等の超硬シール材から構成され、ケーシング本体１
１の固定リング受け部１１ａから突出する廻り止めピン
２７が嵌合する切り欠き凹部２８を有する。又、前記Ｏ
リング１９はケーシング本体１１の内周面に形成された
環状溝２９に嵌合して、当該環状溝２９の底面と前記固
定リング１５の外周面中央部とに圧接する。そしてこの
Ｏリング１９が圧接する外周面中央部から回転リング１
７側の固定リング外周面１５ａは、先端側程小径となる
ようにテーパー状に形成され、このテーパー状外周面１
５ａに対向し且つ前記環状溝２９を形成するケーシング
本体部分１１ｂの内径は可能な限り大きく構成され、両
者間に比較的広い環状流路３０を形成している。

前記回転リング１７には、タングステンカーバイト等か
ら構成され且つ前記固定リング１５の端面に摺接するシ
ールリング３１が内嵌固定され、このシールリング３１
の内側に前記Ｏリング２０が遊嵌する環状溝３２が形成
されている。又、前記コイルスプリング１８を受ける段
面１７ａを形成するように小径突出部１７ｂが突設され
ている。この小径突出部１７ｂには、ローターボス部１
６から突設された廻り止めピン３３が嵌合する切り欠き
凹部３４が設けられ、回転リング１７がローターボス部
１６に対し一定範囲内で軸方向に移動し得る状態でロー
ターボス部１６と一体に回転するように構成している。

更に前記回転リング１７には、前記環状溝３２のロータ
ー側端部に連通するように、前記コイルスプリング１８
を受ける段面１７ａの軸方向両側に跨がる直径の半径方
向の貫通流路３５が直径方向２箇所に設けられ、そして
前記段面１７ａと小径突出部１７ｂとの間の入隅部に
は、全周にわたって連続する環状凹入溝３６が設けられ
ている。

前記コイルスプリング１８は、第３図及び第５図〜第７
図に示すように、ローター端面３ａ及び回転リング１７
の段面１７ａに圧接する可能性のある領域部分３７、例
えば両端１８ａから略２７０度の範囲に及ぶ領域部分３
７の線材３８を、前記ローター端面３ａ及び回転リング
１７の段面１７ａに対向する側が断面山形形状となるよ
うに加工している。従ってこのコイルスプリング１８
は、ローター端面３ａ及び回転リング１７の段面１７ａ
に対して、尖鋭状稜線１８ｂに於いて線接触することに
なる。

尚、第１図〜第３図に示すように、前記ポンプ室８の内
周壁を形成するケーシング本体１１の筒状突出部１１ｃ
には、ポンプ室８内の高圧吐出部近傍とメカニカルシー
ル１３を内装する空洞部３９とを連通させる連通路４０
が設けられている。第２図に於いて４１は吸入口であ
り、４２は吐出口である。

以上のように構成されたロータリーポンプに於いて、両
ローター駆動軸１Ａ，１Ｂにより両ローター３Ａ，３Ｂ
を第２図に矢印で示すように互いに逆方向に同調回転駆
動することにより、夫々ポンプ室８内を回動するポンプ
歯部７の働きで、吸入口４１から液体がポンプ室８内に
吸引されると共に、加圧されて吐出口４２へ送り出され
るが、加圧された液体の一部は連通路４０からメカニカ
ルシール１３を内装する空洞部３９内に流入し、この空
洞部３９内を流動した後、ケーシング本体１１とロータ
ー３Ａ，３Ｂとの間に隙間を経由してポンプ室８の低圧
側、即ち吸入口４１に近い箇所へ流出する。即ち、ポン
プ室８を経由して加圧された液体の一部が空洞部３９を
経由して吸入口４１側へ循環流動することになる。

一方、メカニカルシール１３の回転リング１７は、廻り
止めピン３３と切り欠き凹部３４とを介してローター駆
動軸１Ａ，１Ｂ及びローターボス部１６と一体に回転し
ながらコイルスプリング１８の付勢力で固定リング１５
の方へ押圧されているので、固定リング１５と回転リン
グ１７（シールリング３１）とは互いに圧接状態で摺接
し、両リング間を液体が流動することを阻止する。又、
固定リング１５とケーシング本体１１との間はＯリング
１９で液封され、互いに一体に回転する回転リング１７
とローター駆動軸１Ａ，１Ｂとの間はＯリング２０によ
って液封されている。

従って、前記のように空洞部３９内に流入した液体がケ
ーシング本体１１とローター駆動軸１Ａ，１Ｂとの間を
経由して流出することは、メカニカルシール１３及びＯ
リング１９，２０によって完全に封じられるが、空洞部
３９内に流入した液体は、貫通流路３５を経由して、Ｏ
リング２０よりも空洞部３９側の環状溝３２内や回転リ
ング１７とローター駆動軸１Ａ，１Ｂ及びローターボス
部１６との間の隙間を流動することになる。又、空洞部
３９内に流入した液体は、広い環状流路３０の存在によ
り、Ｏリング１９よりも空洞部３９側の環状溝２９内で
も容易に流動することが出来る。

更に、ローター端面３ａや回転リング段面１７ａとコイ
ルスプリング１８とは、当該スプリング１８の尖鋭状稜
線１８ｂに於いて線接触しているだけであるから、これ
らローター端面３ａや回転リング段面１７ａの略全面に
対し液体が接触流動することになる。又、コイルスプリ
ング１８によってカバーされる状態の回転リング段面１
７ａと小径突出部１７ｂとの間の入隅部は、環状凹入溝
３６の存在により広くなっているので、この入隅部に於
いても液体は容易に流動することが出来る。

即ち、メカニカルシール１３を内装する空洞部３９内に
流入した輸送液体が、回転リング１７の内側のＯリング
用環状溝３２内や当該回転リング１７とローター駆動軸
１Ａ，１Ｂ及びローターボス部１６との間の隙間、固定
リング１５の外側のＯリング用環状溝２９内、コイルス
プリング１８とローター端面３ａや回転リング段面１７
ａとの当接面間、或いは回転リング段面１７ａと小径突
出部１７ｂとの間の入隅部等に入り込んでそのまま滞留
してしまうような恐れがない。従って、このロータリー
ポンプによる液体輸送作業が終了した後に、例えば洗浄
水を輸送液体に代えてこのロータリーポンプで圧送させ
ると、ポンプ内を流通する洗浄水は前記のように空洞部
３９内に流入し、Ｏリング１９，２０の際まで接触流動
すると共に、コイルスプリング１８の端部が当接するロ
ーター端面３ａや回転リング段面１７ａに対してもその
略全面に対して接触流動して、空洞部３９内の隅々まで
確実に洗浄することが出来る。

尚、実施例では回転リング１７をローター駆動軸１Ａ，
１Ｂ（ローターボス部１６）に対し軸方向移動可能に結
合し、この回転リング１７をコイルスプリング１８で固
定リング１５の方へ押圧付勢するように構成したが、回
転リング１７はローター駆動軸１Ａ，１Ｂ（ローターボ
ス部１６）に固定し、固定リング１５をローター駆動軸
１Ａ，１Ｂの軸方向に移動可能にケーシング本体１１に
結合し、この固定リング１５を回転リング１７の方へコ
イルスプリングにより押圧付勢させるように構成しても
良い。

（考案の作用及び効果） 上記実施例のように本考案のロータリーポンプによれ
ば、ケーシングとローター駆動軸との間に介装されたメ
カニカルシールの固定リングと回転リングとを互いに圧
接させるコイルスプリングの端部は、スプリング端部受
け面（実施例ではローター端面３ａと回転リング段面１
７ａ）に対し尖鋭状稜線に於いて線接触するのであるか
ら、従来のように、メカニカルシール内装空洞部内に流
入した液体が前記コイルスプリングの端部とスプリング
受け面との当接面間に入り込んで滞留するような恐れが
なくなる。しかも円形断面の素材そのままのコイルスプ
リングを使用する場合と比較しても、スプリング受け面
との線接触箇所の両側入隅部が鈍角状に広く開放されて
いるので、先に説明したようにポンプを稼動させる等し
て当該ポンプ内に洗浄水を流通させた場合、前記線接触
箇所の両側入隅部を当該洗浄水により完全に洗浄するこ
とが出来、従来のようにポンプを分解洗浄する必要がな
くなる。しかも、コイルスプリング両端部が当接する上
記両スプリング端部受け面のうち、一方のスプリング端
部受け面である上記回転リングの段面に環状凹入溝を形
成してなるため、該段面付近の液体の流通面積が広くな
って、液体が容易に流動することができ、より一層の洗
浄作用を発揮することができる。従って、ポンプ内を洗
浄に維持させるための手間と時間を大幅に削減し、延い
ては製品のコストダウンを図ることが出来る。

尚、本考案の構成は、実施例に説明したように加圧され
た液体の一部をメカニカルシール内装空洞部３９内へ積
極的に流入させるための連通路４０を併用することによ
り、一層効果を大ならしめ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は縦断側面図、第２図はケーシング本体とケーシ
ングカバーとの境界部での縦断正面図、第３図は輸送液
体漏洩防止用メカニカルシール部分を詳細に示す拡大縦
断側面図、第４図は前記メカニカルシールの固定リング
と回転リングとを示す斜視図、第５図は前記メカニカル
シール用コイルスプリングの一端の斜視図、第６図は同
スプリングの正面図、第７図は同スプリングの要部の拡
大断面図である。 １Ａ，１Ｂ…ローター駆動軸、２…スプライン軸部、３
Ａ，３Ｂ…ローター、５…ローター固定用ナット、６…
ケーシング、７…ポンプ歯部、８…ポンプ室、１１…ケ
ーシング本体、１２…ケーシングカバー、１３…輸送液
体の漏洩防止用メカニカルシール、１４…滅菌用スチー
ムの漏洩防止用メカニカルシール、１５…固定リング、
１７…回転リング、１８…コイルスプリング、１８ｂ…
尖鋭状稜線、１９，２０…Ｏリング、２７，３３…廻り
止めピン、２９，３２…環状溝、３１…シールリング、
３５…貫通流路、３６…環状凹入溝、３９…メカニカル
シール内装空洞部、４０…連通路、４１…吸入口、４２
…吐出口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ローター駆動軸とケーシングとの間に、前
   記ケーシング側の固定リング、ローター駆動軸と一体に
   回転する回転リング、及び前記両リングの一方を他方の
   リング側へ軸方向に押圧付勢するコイルスプリングから
   成るメカニカルシールを介装したロータリーポンプに於
   いて、前記コイルスプリングの両端部でスプリング端部
   受け面に当接する部分を、前記スプリング端部受け面に
   対して線接触する尖鋭状稜線に形成する山形断面形状と
   して成ると共に、コイルスプリング両端部が当接する上
   記両スプリング端部受け面のうち、一方のスプリング端
   部受け面である上記回転リングの段面に環状凹入溝を形
   成してなるロータリーポンプ。