JPH08557Y2 - ポンプ軸封部の冷却構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、ポンプの軸封装置と
して用いられたメカニカルシールのセルフフラッシング
機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】メカニカルシールは密封端面での摺動に
より発熱するため、これを冷却する必要がある。ポンプ
においては、ケーシング内部の高圧部と低圧部との間に
メカニカルシールを経由する導水路を設け、この導水路
にポンプ自身が発生する圧力差で液を流して冷却するセ
ルフフラッシング機構が一般的であり、導水路はケーシ
ング外部に小径のパイプを配管したり、ケーシングの一
部に導孔を穿孔したりすることによって形成される。

【０００３】しかし、このような導水路は径が小さくし
かも長いため、液中に含まれる固形物や液成分の析出に
よる結晶、あるいはポンプ上流で生じた錆片等によって
目詰まりする可能性がある。また、セルフフラッシング
のための液はポンプ内部の循環流であるからポンプの効
率を低下させる要因となり、吐出し量の小さいポンプで
はこの内部循環流による効率低下の割合が大きくなる。
しかしながら、循環流を制限してこれに起因する損失を
減らそうとして導水路にオリフィス等を挿入すると、一
層目詰まりしやすくなって結果的にメカニカルシールの
損傷を招く可能性を高くしてしまう。更に、導水路を設
けるための配管材料や穿孔作業、あるいは目詰まりした
導水路の清掃作業等がポンプの製造コストや維持費を上
昇させる要因になるという問題もある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】この考案はこのような
問題点に着目し、内部循環量を低減してポンプの効率を
向上すると共に効果的にメカニカルシールを冷却するこ
とを課題としてなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、この考案では、羽根車後面のすべり部とケーシン
グのすべり部との間から液が流入するつりあい室をメカ
ニカルシールの部分にまで及ぶ形状で形成すると共に、
つりあい室に流入する液をメカニカルシールに導くガイ
ド部を羽根車の後面に設け、流入した液がメカニカルシ
ールに接してこれを冷却しながら羽根車に形成されたつ
りあい穴から羽根車前面に戻るように構成している。

【０００６】

【作用】つりあい室に流入した液がガイド部に導かれて
メカニカルシールに接し、メカニカルシールが冷却され
るのであるが、つりあい室やつりあい穴は羽根車に作用
する軸スラストを軽減するために本来必要とされるもの
であり、従来、メカニカルシールとは関係なく流されて
いた内部循環液でメカニカルシールが冷却されることに
なる。従って、メカニカルシールの冷却のための別系統
の内部循環液が不要となり、それだけポンプの内部損失
が小さくなって効率が向上される。

【０００７】

【実施例】次に、図示の実施例について説明する。図は
この考案によるセルフフラッシング機構を採用したポン
プの要部断面図である。図１において、１は軸、２は軸
１に装着された羽根車、３はケーシング、４は軸１とケ
ーシング３の間に設けられたメカニカルシールである。
羽根車２の前面は低圧部５、周縁は高圧部６となってお
り、またメカニカルシール４は回転環４ａ、固定環４ｂ
等を備えた周知の構成のもので、回転環４ａと固定環４
ｂの間には密封端面４ｃが形成されている。７は羽根車
２の後面のすべり部とケーシング３のすべり部との間の
間隙、８はケーシング３のすべり部に設けられたライナ
リング、９は間隙７に連通して羽根車２の後面の軸１に
近い部分に形成されたつりあい室、１０はつりあい室９
を低圧部５に連通させるように羽根車２に設けられたつ
りあい穴である。

【０００８】上記のつりあい室９は従来から設けられて
いるつりあい室と基本的には同じものであるが、この実
施例ではメカニカルシール４の固定環４ｂの部分にまで
及ぶように軸方向に長く形成され、これに対応して羽根
車２の後面に円筒状のガイド部１１が設けられている。
図１ではこのガイド部１１を羽根車２の後面に一体に形
成したように描いてあるが、別の部材を取り付けること
によって構成してもよく、またライナリング８に対向し
て羽根車リングが設けられる場合には、この羽根車リン
グを延長してガイド部１１とすることもできる。

【０００９】この実施例は上述のように構成されてお
り、ポンプの運転中は高圧部６の液の一部が間隙７を経
てライナリング８とガイド部１１の間を通過し、つりあ
い室９の奥から前方に向けてメカニカルシール４に接し
ながら流れ、つりあい穴１０から低圧部５に戻るという
矢印のような循環流が生じ、この循環流でメカニカルシ
ール４が冷却されるのである。すなわち、循環流の作用
は羽根車２の軸スラストを軽減する圧力バランスとメカ
ニカルシール４の冷却を兼ねたものとなり、２系統の内
部循環機構を別々に設ける場合と比べて漏れ損失が低減
されるのである。

【００１０】上記の実施例はメカニカルシール４の密封
端面４ｃが羽根車２から比較的遠い位置にある最も一般
的なポンプの例であるが、図２は密封端面４ｃが羽根車
２に近い位置にある静止型と称されているタイプの例を
示したものである。図に示すように、この場合にはつり
あい室９は比較的短く、これに応じてガイド部１１も短
くなっており、つりあい室９の奥を傾斜した壁面９ａと
してある。従って、ライナリング８とガイド部１１の間
を通過してつりあい室９に導入された循環流は壁面９ａ
に沿ってメカニカルシール４の方に流れるのであり、循
環流でメカニカルシール４が冷却されることは図１の場
合と同様である。

【００１１】ところで、ガイド部１１とつりあい室９は
メカニカルシールを冷却するのに適した状態の循環流が
得られるように、ケーシングやメカニカルシールの形状
に応じて適宜の形状で形成すればよく、ガイド部１１も
前２例のような円筒状に限られるものではない。図３は
円筒状以外の例を示したものであり、ガイド部１１を円
錐状として循環流がメカニカルシール４の密封端面４ｃ
の部分に接しながら流れるようにしてある。なお、前２
例は羽根車がクローズド式であったのに対してこの例の
羽根車はオープン式となっている。

【００１２】

【考案の効果】上述の実施例から明らかなように、この
考案は、つりあい室をメカニカルシールの部分にまで及
ぶ形状とし、つりあい室に流入する液をメカニカルシー
ルに導くガイド部を羽根車の後面に設けたものである。
従って、羽根車の圧力バランス用として本来必要とされ
る内部循環液がメカニカルシールの冷却用としても同時
に利用されるため、別系統の冷却用内部循環液が不要と
なり、それだけポンプの内部損失が減少して効率が向上
される。また、目詰まりの生じやすいセルフフラッシン
グ用の導水路が不要となり、内部循環液の系統が１系統
となってポンプの構造が単純化されるので、目詰まり等
によるメカニカルシールの損傷やポンプ停止をなくして
信頼性やメンテナンス性を向上させることができると共
に、ポンプの製造コストや維持費が低減される。特に原
子力発電所のような設備で使用されるポンプにおいて
は、導水路の清掃や除染の必要性がなくなるので被曝を
低減することにも効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の要部の断面図である。

【図２】他の実施例の要部の断面図である。

【図３】更に他の実施例の要部の断面図である。

【符号の説明】

１ 軸 ２ 羽根車 ３ ケーシング ４ メカニカルシール ４ｃ 密封端面 ７ 間隙 ８ ライナリング ９ つりあい室 １０ つりあい穴 １１ ガイド部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸封装置としてメカニカルシールを備え
   たポンプにおいて、羽根車後面のすべり部とケーシング
   のすべり部との間から液が流入するつりあい室を上記メ
   カニカルシールの部分にまで及ぶ形状で形成すると共
   に、つりあい室に流入する液をメカニカルシールに導く
   ガイド部を羽根車の後面に設け、流入した液がメカニカ
   ルシールに接してこれを冷却しながら羽根車に形成され
   たつりあい穴から羽根車前面に戻るように構成したこと
   を特徴とするポンプ軸封部の冷却構造。