JPH0710076Y2 - 多段渦巻ポンプのシール構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、複数の羽根車を備えた多段渦巻ポンプにお
けるシール構造の改良に関するものである。

〔従来の技術及びその課題〕

従来の多段渦巻ポンプのシール構造としては、第４図に
示すようなものが一般的である。この種の多段渦巻ポン
プは、ポンプ室（２′）内に複数の羽根車（３′）及び
中間ケーシング（４′）を多段状に積み重ねて設け、該
ポンプ室の下部に吸込口（９′）を、上部に吐出口（1
0′）をそれぞれ設けるとともに、頂部に駆動用モータ
ー（６′）を配設した構造になっており、該ポンプ室と
モーター（６′）との間にはポンプ軸（５′）に沿って
メカニカルシール（７′）を設けている。

この構造の多段渦巻ポンプにおいては、メカニカルシー
ル（７′）を吐出口（10′）の近くに設けているため、
下部の吸込口（９′）より水を吸い込み、上部の吐出口
（10′）より吐出する際、メカニカルシールに全吐出圧
がかかる。従って、メカニカルシールとしてシール性の
より高いものを用いる必要があり、コスト高となる他、
メカニカルシールの寿命が比較的短いものになるという
問題がある。

そこで、その改善策として、メカニカルシール（７′）
を内設したシール室（８′）と、吸込口（９′）若しく
はポンプの比較的低圧部とを連通する連絡管（13）を設
け、循環流を作ってメカニカルシールにかかる圧力を下
げるようにした構造が採用されているが、この構造もコ
スト的な問題を解決するには至ってない。また、昇圧し
た高圧水を低圧領域に戻すため、この循環流はポンプ装
置にとって全て動力損失となり、低比速度型のポンプで
は著しい効率ダウンとなる。さらに、この構造では、シ
ール室とポンプ吐出部との間に大きな圧力差が生じ、ポ
ンプ軸がシール室を貫通する部分においてもリーク量が
大きくなり、これを低減するために複雑なシール構造が
要求され、益々製作コストが高くなってしまう。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は、上述の問題点に鑑み、確実なシールを提供
することができ、且つ長寿命のシール構造を低コストで
実現しようとするもので、具体的には、ポンプ室内に複
数の羽根車及び中間ケーシングを多段状に積み重ねて設
置し、前記羽根車を駆動するポンプ軸の一端にモーター
を連結した構造の多段渦巻ポンプにおいて、ポンプ室と
モーターとの間にメカニカルシールを収容するシール室
を設け、このシール室の近傍個所に吸込口を形成し、前
記ポンプ軸の他端の、前記吸込口と相対する側に吐出口
を配するとともに、第１段目の中間ケーシング内と前記
シール室とを連通する第１連通孔、及び前記シール室と
前記吸込口とを連通する第２連通孔を設けたことを特徴
としている。

〔作用〕

上述の構成の多段渦巻ポンプによれば、吸込口より水を
吸い込み、羽根車で昇圧して吐出口より吐出する際、シ
ール室を吸込口の近くに設けているので、メカニカルシ
ールにわずかな圧力しかかからず、安価なメカニカルシ
ールを用いることができ、メカニカルシール自体の寿命
も延びる。

さらに、第１連通孔を設けることにより、第１段目の中
間ケーシングからシール室へ水を導入（フラッシング）
することができる一方、第２連通孔を設けることによ
り、シール室のエア抜きが起動時に自動的に行われ、メ
カニカルシールのドライ運転が防止される。

〔実施例〕

以下、この考案の好ましい実施例を図面に基づいて説明
する。図中（１）は円筒型をした外胴で、その内部をポ
ンプ室（２）とし、複数の羽根車（３）及び中間ケーシ
ング（４）を交互に多段状に積み重ねて設けている。前
記外胴の一端には、吸込口（９）を有する吸込口ケーシ
ング（14）を、その他端には吐出口（10）を有する吐出
口ケーシング（15）を接続してあり、これら２つのケー
シングで前記中間ケーシングを挟持して固定した構成に
なっている。（16）は、前記吸込口ケーシング及び吐出
口ケーシングを連結するための連結ボルトで、周方向に
等分に３〜４本設けてある。

前記羽根車（３）はポンプ軸（５）に固定しているが、
このポンプ軸の一端には吐出口（10）が位置し、他端
は、吸込口ケーシング（14）に接続したモーター（６）
の駆動軸（61）にカップリング（17）を介して連結して
いる。ポンプ室（２）とモーター（６）との間には、ポ
ンプ軸部を封液するためのメカニカルシール（７）を備
えたシール室（８）を設けている。シール室（８）を吸
込口（９）の近傍に設けることにより、メカニカルシー
ル（７）にわずかな圧力しかかからないので、シール性
のあまり高くない安価なものを用いることができる。

（11）は第１連通孔で、第１段目の中間ケーシング（4
1）と前記シール室（８）とを連通した状態にある。こ
のため、両者間の圧力差（数mAq〜1kg/cm²程度）によ
り、第１段目の中間ケーシングからシール室へ水を流す
こと（フラッシング）ができ、メカニカルシール（７）
の摺動面の潤滑が良好に行われる。即ち、ポンプの吸込
配管の圧損やポンプ上流側に設けたストレーナの詰まり
などにより、シール室内が負圧になると、ポンプ外側よ
り空気を吸込み、メカニカルシールの摺動面の冷却が妨
げられるようになるが、上記の構成によりそれを防止す
ることができる。

（12）は第２連通孔で、シール室（８）と吸込口（９）
とを連通するためのもので、該シール室の上方位置（メ
カニカルシール（７）の摺動部より上方位置）に設けて
いる。この第２連通孔は、ポンプの起動時及び運転中、
シール室内に溜まった気体を圧力差で自動的に排出する
ように機能するため、メカニカルシールのドライ運転防
止に対してさらに効果的である。シールリング（18）
は、シール室（８）を貫通するポンプ軸（５）部分のシ
ールをするものであるが、このシールリング前後の圧力
差が小さいのでエロージョンの心配も少なく、シールリ
ングとして簡単で安価な非接触型のものを用いることが
できる。

第３図は、第１連通孔（５）（従来のものは連絡管（1
3））前後、第２連通孔（６）前後、シールリング（1
8）前後の圧力差等を従来のものと比較した表である。
尚、この考案は、縦軸型の多段渦巻ポンプだけでなく、
横軸型のものにも適用することができる。

〔考案の効果〕

この考案は、以上のように、シール室を吸込口の近くに
設定し、メカニカルシールにわずかな圧力しかかからな
いように構成したものであり、次のような実用的効果を
有する。

第１段目の中間ケーシングとシール室とを連通する第１
連通孔を設けることにより、中間ケーシングからシール
室にフラッシングを行うことが可能で、シール室内が負
圧とならず、また、シール室を吸込口とを連通する第２
連通孔を設けることにより、ポンプの起動時及び運転中
に自動的にエア抜きをして、仮に流体に気泡が混入して
いても速やかに排出することができ、メカニカルシール
摺動部のドライ運転を防止して、その潤滑を良好な状態
に維持することができる。

さらに、第１連通孔、第２連通孔、及びシールリング前
後の圧力差が小さく、これらが低圧部分に集まっている
ため、通過流体の流速が遅く、エロージョンの心配も少
ない。

従来のものと比較すると、シール性のあまり高くない安
価なものを用いることができ、メカニカルシール自体の
寿命を著しく延長することができる他、ポンプ外部に連
絡管を設ける必要がなく、コンパクトな構造を可能に
し、フラッシングを圧力差の小さい部分で行うことがで
きるため、ポンプ効率が低下しないなどの効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す縦断面図、第２図は
その要部拡大図、第３図はこの考案と従来のものとの各
部の圧力差を示す比較表、第４図は従来の一実施例を示
す縦断面図である。 （２）…ポンプ室、（３）…羽根車 （４）…中間ケーシング、（５）…ポンプ軸 （６）…モーター、（７）…メカニカルシール （８）…シール室、（９）…吸込口 （10）…吐出口、（11）…第１連通孔 （12）…第２連通孔 （41）…第１段目の中間ケーシング

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプ室（２）内に複数の羽根車（３）及
   び中間ケーシング（４）を多段状に積み重ねて設置し、
   前記羽根車を駆動するポンプ軸（５）の一端にモーター
   （６）を連結した構造の多段渦巻ポンプにおいて、ポン
   プ室（２）とモーター（６）との間にメカニカルシール
   （７）を収容するシール室（８）を設け、このシール室
   の近傍個所に吸込口（９）を形成し、前記ポンプ軸の他
   端の、前記吸込口と相対する側に吐出口（10）を配する
   とともに、第１段目の中間ケーシング（41）内と前記シ
   ール室とを連通する第１連通孔（11）、及び前記シール
   室と前記吸込口とを連通する第２連通孔（12）を設けた
   ことを特徴とする多段渦巻ポンプのシール構造。