JPH0622150Y2 - ギャポンプの軸封機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、溶融プラスチック等の高温、高粘度流体を移
送するのに用いられるギャポンプの軸封機構に関するも
のである。

［従来の技術］ 例えば、溶融ポリエステルの移送用に使用されるギャポ
ンプでは、ポンプ内から外部への液洩れを防止する上
で、ポンプ本体の側面から外部に延出されるギャシャフ
トに対する軸封機構の如何が技術的に非常に大きなウェ
ートを占める。

当初、この軸封機構には第２図のようなグランドパッキ
ン方式のものが採用されていた。すなわち、ギャシャフ
ト（駆動軸）７を、ポンプ本体Ｉの側面からフロントカ
バー５に一体に設けたスタフィングボックス５ａを貫通
させて外部に延出するとともに、このスタフィングボッ
クス５ａの内部に、ギャシャフト７に嵌着したスリーブ
８と摺接されるグランドパッキン９…を装填し、更にこ
れらグランドパッキン９…を外側からグランド押え１０
を締着する軸封構造からなっている。

ここでポンプ本体Ｉは、ケース１の内部で、側板を兼ね
る軸受４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにそれぞれ回転自由に支
承させた駆動ギャ２と従動ギャ３とを噛合させ、この噛
合部に臨む歯先離反側に吸込口を同歯先寄合側に排出口
を設けて、両側を前記フロントカバー５とリヤカバー６
とで蓋着した周知の構造を具備したものである。なお、
この種のポンプでは、内部で移送液が冷却して固化する
のを防ぐため、ポンプ本体Ｉおよびスタフィングボック
ス５ａの内部に蒸気やオイル等の加熱媒体を流通させる
熱媒ジャケット１１、１２が周設される。そして、かか
る熱媒ジャケット１１、１２の設置については、以下の
改良例や実施例においても共通している。

しかし、このグランドパッキン方式によると、ポンプ本
体Ｉから浸透して来る移送液がスリーブ８上の摺動面で
冷却、固化し、機械的な強い摩擦力を受けて、グランド
パッキン９…及びその摺動面が早期に摩耗を来たすこと
があり、グランドパッキン９…を頻繁に交換しなければ
ならず、メンテナンスやランニングコストの点での不利
が大きかった。

そこで、このグランドパッキン方式に代わる軸封機構と
して、第３図のような非接触形シールを利用したものが
案出されている。このものは、そのケース部（スタフィ
ングボックス）５ａ内でギャシャフト７のスリーブ８上
に、内周に周溝等を刻設してあるブッシュ１３を一体化
した非接触シール１４を挿嵌締着し、対面するスリーブ
外周面とブッシュ内周面との間で適当なクリアランスを
形成するとともに、ブッシュ内面の凹凸でラビリンスシ
ール１５を形成するようにしたものである（以下、非接
触シールがラビリンスシールを形成する場合は、便宜上
これをラビリンスと呼ぶことにする）。ところが、この
非接触形シール構造の場合には、今度はそのラビリンス
シール１５の隙間からの移送液の洩れ量が過大となって
しまう不都合が認められる。このような洩れの発生原因
については、ラビリンス１４が隣接するケース部５ａか
ら熱媒ジャケット１２による加熱の影響を受け、軸封部
で洩出液を有効に冷却し固化させることができないた
め、と考えられる。

そこで、本考案者等はかかる洩れ発生原因に着目し、第
４図に示すような更に改良された非接触形シール構造の
軸封機構を提案している。すなわち、このものはラビリ
ンス１４の鍔状外方端部１４ａの内部に水等の冷媒を流
通させる冷却用ジャケット１６を穿設し、ここから軸封
端部を強制冷却することで、洩出液を外方に行く程冷却
を促進し固形化させることで、洩れを防止するように企
図したものである。

しかし乍ら、この改良された非接触形シール構造のもの
を実使用に供した結果によると、ラビリンス１４を有効
に冷却するために、その冷却用ジャケット１６に多量の
冷却水を流通させることが必要となり、なお且多くの場
合、ラビリンスシール１５等の隙間から移送液が液状の
ままで多量に洩出するのを防ぎ得ないことが確められて
いる。

本考案は、このような問題点に鑑み、高温、高粘度流体
を移送するギャポンプのギャシャフトにおける軸封端部
からの移送液の洩れを、僅かなエア使用量によっても効
果的に低減できるようにした軸封機構を実現することを
目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、このような目的を合致するギャポンプの軸封
機構として、そのギャシャフトを貫通させるケース部
に、該シャフトとの間にクリアランスを形成する非接触
シール（ラビリンスシールを形成するものであってもよ
い）を挿嵌するとともに、この非接触シールの外方端部
と前記ケース部の端面とを離反し、両者の間にエアを噴
射する冷却手段を設けた構造のものを提供している。

［作用］ 第４図に示した従前例においては、そのラビリンス１４
の外方端部１４ａに冷却水を流通する冷却用ジャケット
１６を設置しても、ラビリンスシール１５のシール面で
の液洩れ（矢印ａ）並びにラビリンス１５とケース部５
ａとの接触面からの液洩れ（矢印ｂ）を有効に防ぐこと
ができなかった。本考案者の考察によると、これは次の
ような理由に起因する。

この場合、ラビリンス１４は、その鍔状外方端部１４ａ
を締着ボルト１７でケース部５ａの端面１９にガスケッ
ト１８を介して密着させる組立構造の下に取付けられて
いる。しかるに、ラビリンス１４の外方端部１４ａがケ
ース部５ａに密着される構造では、このケース部５ａの
内部に設置されている熱媒ジャケット１２からの熱が該
ラビリンス外方端部１４ａに直接的に入熱されることに
なるため、その内部に冷却用ジャケット１６を設置して
も、軸封端部での冷却作用は大きく減殺されてしまうこ
とになる。

これに対し、上記のようにラビリンス外方端部をケース
部の端面と離反させる構造を採れば、熱媒ジャケットか
らラビリンス外方端部への入熱が著しく減少できるもの
となり、従って両者の間に冷却手段を設置しエアを当該
部分に噴射すれば、少ないエア噴射量で有効に軸封端部
を強制冷却することができて、前述した隙間からの液洩
れを効果的に抑制することが可能となる。

［実施例］ 以下、従来例と対比して示す第１図の実施例について、
本考案をより具体的に説明する。

この軸封機構の基本的な構成は、第４図に示した従前例
のものと共通している。すなわち、ポンプ本体Ｉのフロ
ントカバー５に一体に設けたケース部５ａからギャシャ
フト７を外部に貫通されるとともに、このギャシャフト
７に液密に嵌着したスリーブ８とケース部５ａとの間
に、外方から、内面に凹凸を有するブッシュ１３を一体
化した円筒状のラビリンス（非接触シール）１４を挿嵌
して構成される。すなわち、このラビリンス１４は前記
スリーブ８の外周面との間に所定のクリアランスを形成
するとともに、軸方向でその隙間を間欠的に増減するラ
ビリンスシール１５を形成している。なお、図中の符号
は第２〜４図で示したものと共通に使用される。

しかして、本考案に係るものでは、ラビリンス１４の鍔
状外方端部１４ａとケース部５ａの端面１９との間に、
適当な間隔ｌを置いて、ラビリンス１４の外方端部１４
ａからケース５ａ部に設けた螺子孔２２にロックナット
２１を掛けた適数本の締結ボルト２０を螺着し、ラビリ
ンス１４をケース部５ａに固定するようにしている。そ
して、離反されたケース部端面１９とラビリンス外方端
部１４ａとの間に、軸封端部の冷却手段として、内面に
多数のエア噴出し穴２４を有する環状のエアパイプ２３
を配設している。このエアパイプ２３には、図外のエア
供給源から加圧エアが導入され、等角間隔に開口させた
各噴出し穴２４から、図示矢印のように、ラビリンス１
４の外周面並びにケース部５ａの端面Ａに向けて噴射さ
れる。

なお、この軸封機構では、ラビリンス外方端部１４ａの
内部には、もとより冷却用ジャケットを要しない。

このように構成したものでは、ケース部５ａとラビリン
ス外方端部１４ａとが間隔ｌを置いた離反位置に隔離さ
れているため、ケース部５ａに内有された熱媒ジャケッ
ト１２からの熱が軸封端部に位置するラビリンス外方端
部１４ａの近傍に波及し難く、しかもその部分には外周
から直接均等にエアが噴射されるため、エアパイプ２３
からのエア噴射量は少なくとも的確な液洩れ抑制効果が
得られるものとなる。具体的に言えば、矢印ｂのラビリ
ンス１４とケース部５ａとの接触面からの液洩れは、こ
れをほぼ完全に無くすることができ、また矢印ａのラビ
リンスシール１５のシール面からの液洩れについても、
非常に僅かな量にまで抑制することができる。例えば、
ポリエステルの移送に供した場合の実例を示せば、その
洩れ量を５０〜１００ｇ程度にまで抑えることができ、
移送液の無駄を著しく削減することが可能となってい
る。

そして、この軸封機構によると、エアパイプ２３からの
エア噴射量を調整することで、洩れ（前記矢印ａの系路
からの洩れ）を適当に制御することも可能である。すな
わち、この種ポンプの軸封機構としては、ラビリンス１
４等の摩耗を防止する上で、多少の洩れがある方が望ま
しく、従って単に洩れ無くするだけでなく、適当に制御
できるようにすることが有用となる。

なお、図示の実施例品では、第３図、第４図に示した従
来改良形のものと同様に、第２図のグランドパッキン方
式のものから基本的形態を変更しないで済む互換性をも
たせた構造としている。

以上、非接触シールとしてラビリンスシール１５を形成
するラビリンス１４を用いる場合について説明したが、
非接触形シール構造のものでは、実際にはギャシャフト
７（スリーブ８）と非接触シールとのクリアランスで主
たるシール効果を発揮しているものであり、その故本考
案では、実施例のようにラビリンスシール１５を形成す
るものを使用する場合の他、ギャシャフト７との間に凹
凸のないクリアランスを形成するだけの非接触シールを
使用する場合についても、同様に適用されるものであ
る。

また、本考案で用いる冷却手段は、ラビリンス（非接触
シール）外方端部１４ａとケース部５ａとの離反位置か
らエアを噴射する機構のものであれば、図示例のような
エアパイプ方式のものに限らないことを付記する。

［考案の効果］ 以上に説明したように、本考案のギャポンプ軸封機構で
は、少ないエア使用量で液洩れを抑制し制御することが
でき、移送液のロスが少なくしランニングコストを削減
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すギャポンプ軸封部の断
面図である。第２図は従来例を示すギャポンプの断面図
である。第３図、第４図はそれぞれ従来改良例を示すギ
ャポンプ軸封部の断面図である。 Ｉ…ポンプ本体 ５…フロントカバー ５ａ…ケース部（スタフィングボックス） ７…ギャシャフト ８…スリーブ １２…熱媒ジャケット １３…ブッシュ １４…ラビリンス（非接触シール） １４ａ…外方端部 １５…ラビリンスシール １９…ケース部の端面 ２３…エアパイプ ２４…噴出し穴

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】高温、高粘度流体を移送するギャポンプの
   ギャシャフトに適用される軸封機構であって、前記ギャ
   シャフトを貫通させるケース部に、該シャフトとの間に
   クラアランスを形成してシールする非接触シールを挿嵌
   するとともに、この非接触シールの外方端部と前記ケー
   ス部の端面とを離反し、両者の間にエアを噴射する冷却
   手段を設けたことを特徴とするギャポンプの軸封機構。