JPH11294594A - ポンプの漏れ損失低減機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ポンプ運転時の回転物と固定物間に十分かつ安
定したシール効果が得られて取扱液の漏れ損失を低減さ
せ得ると共に、ポンプ起動時の負荷を低減させ摺動部の
摩耗を防止し得るポンプの漏れ損失低減機構を提供す
る。 【解決手段】ポンプの回転物と固定物間をシールして取
扱液の漏れ損失を低減させる機構であって、回転物の固
定物との対向面にリング部材を固定し、該リング部材を
回転物の回転による遠心力で変形させ、この変形したリ
ング部材によって回転物と固定物間をシールすることを
特徴とする。ポンプとしては、例えば多段ポンプが使用
され、リング部材が各ポンプ段部のインペラの回転ボス
部分に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば多段ポンプ
の各ポンプ段部間や各種ポンプの軸封装置部分における
回転物と固定物間のシール性を向上させて、取扱液の漏
れ損失を低減させ得るポンプの漏れ損失低減機構に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、多段ポンプは、例えば図１９
に示すように構成され、回転軸２を共用する多段ポンプ
部３（ポンプ部３という）を備えており、その各ポンプ
段部７の区画固定壁部８間の係合穴部から形成される固
定接合部９と、区画固定壁部８及びインペラ１０の回転
ボス部１０ａ（図２０参照）間の回転軸２方向の通路か
ら形成される摺動接合部１１とを介して順次接合するこ
とによって多段化されている。なお、図１９において、
符号は４はバランスディスク部を、符号５は軸封装置
を、また符号６は軸受を示している。

【０００３】そして、従来、この各ポンプ段部７の摺動
接合部１１においては、高圧力側から低圧力側に取扱液
が漏れるのを阻止するために、摺動接合部１１にシール
構造が設けられているが、このシール構造としては、例
えば図２０の（ａ）〜（ｃ）に示すウェヤリング５１に
よるシール構造や、図２０（ｄ）に示すラビリンス５２
によるシール構造、あるいは図２１（ａ）に示すＶリン
グ５３（もしくはＵリング）によるシール構造や、図２
１（ｂ）に示す区画固定壁部８に固定されたＵ字部材５
４によるシール構造等が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２０
に示すウェヤリング５１やラビリンス５２によるシール
構造にあっては、シール部材である区画固定壁部８とイ
ンペラ１０との間に形成される隙間を正確に管理する必
要があるため、これらの部材に寸法公差の厳しい加工精
度が要求されて、その機械加工費がアップすると共に、
インペラ１０を回転させる回転軸２の軸芯にズレが生じ
た場合に、インペラ１０が区画固定壁部８と大きな力で
接触して前記隙間が一定とならず、取扱液の漏れを確実
に阻止することが困難になる虞があるという問題点があ
った。

【０００５】また、図２１（ａ）に示すＶリング５３等
によるシール構造にあっては、Ｖリング５３やＵリング
の先端が常時インペラ１０の回転ボス部１０ａに接触し
ているため、インペラ１０に常時負荷がかかり、ポンプ
１の起動時の負荷が大きくなり易いという問題点があっ
た。

【０００６】また、図２１（ｂ）に示すシール構造にあ
っては、図２０に示す各シール構造の問題点は解消し得
るものの、インペラ１０の回転によって取扱液に十分な
圧力が生じないと、Ｕ字部材５４に図２１（ｂ）の矢印
ハ方向への所定の圧力が作用しないため、Ｕ字部材５４
の先端がインペラ１０に対して所定の隙間を維持するこ
とができずに、シール機能が成立しなくなる。

【０００７】そのため、このシール構造にあっては、低
揚程用及び高揚程用を考慮して、Ｕ字部材５４の材質硬
度等を変える必要性があると共に、Ｕ字部材５４に作用
する圧力が、取扱液の流れる流路を形成する摺動接合部
１１の区画固定壁部８の内面形状やインペラ１０の形状
等にも影響され易く、摺動接合部１１に十分かつ安定し
たシール効果を得ることが困難な場合があるという問題
点があった。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、請求項１ないし３記載の発明の目的は、ポン
プ運転時の回転物と固定物間に十分かつ安定したシール
効果が得られて取扱液の漏れ損失を低減させ得ると共
に、ポンプ起動時の負荷を低減させ摺動部の摩耗を防止
し得るポンプの漏れ損失低減機構を提供することにあ
る。また、請求項４記載の発明の目的は、請求項１ない
し３記載の発明の目的に加え、多段ポンプの各ポンプ段
部間の摺動接合部における漏れ損失を十分に低減させ得
ると共に、その組付及び保守を容易に行い得るポンプの
漏れ損失低減機構を提供することにある。また、請求項
５記載の発明の目的は、ポンプの軸封装置部分に十分か
つ安定したシール効果が得られよう取扱液の漏れを低減
させ得る軸封部補助機構としてのポンプの漏れ損失低減
機構を提供することにある。また、請求項６記載の発明
の目的は、請求項１ないし５記載の発明の目的に加え、
リング部材の変形を制限してより十分かつ安定したシー
ル効果が得られるポンプの漏れ損失低減機構を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明のうち請求項１記載の発明は、ポンプの回転
物と固定物間をシールして取扱液の漏れ損失を低減させ
る機構であって、回転物の固定物との対向面にリング部
材を固定し、該リング部材を回転物の回転による遠心力
で変形させ、この変形したリング部材によって回転物と
固定物間をシールすることを特徴とする。

【００１０】このように構成することにより、ポンプの
例えばインペラ等からなる回転物が回転すると、この回
転物に固定されているリング部材も一体となって回転
し、リング部材が回転による遠心力で変形する。このリ
ング部材の変形によって、リング部材の外周部が外側に
移動すると共にリング部材の弾性力により、回転物と固
定物との間隙が常に一定に維持され、例えばこの間隙に
介在する液膜によって回転物と固定物間がシールされ
て、取扱液の漏れが確実に阻止される。また、リング部
材は、回転物が回転しないポンプ静止時には、遠心力で
外側に変形することがなく固定物に接触しないため、ポ
ンプ起動時の回転物に加わる負荷が低減、つまり起動ト
ルクが低減されると共に、段間シールの起動初期の固体
潤滑による摩耗が低減される。

【００１１】また、請求項２記載の発明は、リング部材
が、ポンプの回転物にはめ込み固定されるはめ込みリン
グ部と、はめ込みリング部に弾性を有する連結リング部
を介して外側方向に突出する状態で設けられた外周リン
グ部とで形成され、回転物の回転による遠心力で少なく
とも連結リング部を変形させることによって、リング部
材で回転物と固定物間をシールすることを特徴とする。

【００１２】このように構成することにより、リング部
材は、そのはめ込みリング部を回転物にはめ込むことに
よって固定され、このはめ込みリング部に外側方向に突
出して設けられる連結リング部が、回転物の回転による
遠心力で外側方向に伸びる如く変形する。この変形した
リング部材の外周リング部によって、回転物と固定物間
がシールされる。

【００１３】また、請求項３記載の発明は、リング部材
が、弾性を有する袋状のリング部材と該リング部材内に
収容された移動体とで形成され、回転物の回転による遠
心力で移動体が外側方向に移動することによってリング
部材が変形し、該変形したリング部材で回転物と固定物
間をシールすることを特徴とする。

【００１４】このように構成することにより、回転物に
固定された袋状のリング部材が回転物と一体的に回転す
ると、その遠心力が袋状のリング部材内に収容されてい
る移動体に作用し、移動体がリング部材内を外側方向に
移動して、リング部材の外周部が外側方向に伸びる如く
変形し、例えばこの外周部によって回転物と固定物間が
シールされる。

【００１５】また、請求項４記載の発明は、ポンプが、
各ポンプ段部の区画固定壁部間の係合穴部から形成され
る固定接合部と、区画固定壁部とインペラの回転ボス部
分間の回転軸方向の通路から形成される摺動接合部とを
介して順次接合された多段ポンプで構成され、リング部
材がインペラの回転ボス部分に固定されていることを特
徴とする。

【００１６】このように構成することにより、固定接合
部と摺動接合部を介して各ポンプ段部が順次接合される
多段ポンプの各摺動接合部において、インペラの回転ボ
ス部分である例えばインペラマウスリングに固定された
リング部材が、インペラの回転による遠心力で変形す
る。これにより、インペラと区画固定壁部間がシールさ
れると共に、リング部材は、インペラの回転ボス部分に
はめ込むだけで固定でき、ポンプの組付及び保守が容易
になる。

【００１７】また、請求項５記載の発明は、回転軸が固
定物を貫通する軸貫通部に軸封装置を有するポンプの軸
封装置部分からの取扱液の漏れ損失を低減させる機構で
あって、回転軸の軸封装置部分にリング部材を固定し、
該リング部材を回転軸の回転による遠心力で変形させ、
この変形したリング部材によって軸封装置部分へかかる
ポンプ発生圧力を低減し、シール機構を補助することを
特徴とする。

【００１８】このように構成することにより、回転軸が
固定物を貫通する軸貫通部に軸封装置を有する、例えば
単段ポンプの場合、回転軸が回転することにより、回転
軸に固定されているリング部材が遠心力によって変形す
る。このリング部材の変形で軸封装置部分の回転軸と固
定物間がシールされ、リング部材で軸封装置によるシー
ル機構を補助することができて、軸封装置部分に十分か
つ安定したシール効果が得られる。

【００１９】また、請求項６記載の発明は、リング部材
に、遠心力による固定物方向への変形を制限する制限部
材が設けられていることを特徴とする。このように構成
することにより、回転物の回転でリング部材に遠心力が
作用すると、リング部材が固定物方向に変形しようとす
るが、この変形はリング部材に設けられている制限部材
で制限され、例えば固定物への強い接触が防止される。
これにより、リング部材の変形がより適切となって、例
えば回転物と固定物間のシール効果がより安定かつ向上
する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるポンプの漏
れ損失低減機構の実施の形態を図面に基づいて詳細に説
明する。なお、説明の便宜上、図１９に示す構造と同一
の構成部分には、同一符号を付しその詳細な説明は省略
する。

【００２１】本発明に係わる漏れ損失低減機構の基本的
な形態は、シール部材としてのリング部材を、ポンプの
回転物としての例えば前記インペラ１０の回転ボス部１
０ａのインペラマウスリングに取り付け、ポンプ運転時
のインペラ１０の回転による遠心力でリング部材を変形
させ、固定物としての区画固定壁部８との間隙を一定に
維持する点に特徴を有する。

【００２２】図１〜図４は、その漏れ損失低減機構の第
１実施例を示し、図１が前記多段ポンプ１に適用した場
合の摺動接合部分の分解斜視図、図２がその要部拡大断
面図、図３が図２のＡ部拡大図、図４が動作説明図であ
る。この第１実施例の漏れ損失低減機構は、はめ込みリ
ング部１４と、連結リング部１５及び外周リング部１６
が一体成形された円環状のリング部材１３を有してい
る。

【００２３】このリング部材１３は、そのはめ込みリン
グ部１４が所定の長さ（幅）に形成され、このはめ込み
リング部１４の長手方向の略中央位置に外側方向（区画
固定壁部８方向）に向けて断面形状が略Ｃ字状の連結リ
ング部１５が突出状態で設けられ、この連結リング部１
５の先端に断面略円形の外周リング部１６が設けられて
いる。

【００２４】リング部材１３は、天然ゴム、ＮＢＲ、Ｅ
ＰＤＭ、シリコン、各種エラストマー等の伸縮性を有す
る材料で、そのはめ込みリング部１４、連結リング部１
５及び外周リング部１６が一体成形されることによっ
て、全体が所要の弾力性を有している。また、リング部
材１３のはめ込みリング部１４の内径Ｒ１（図１参照）
は、インペラ１０の回転ボス部１０ａのインペラマウス
リング１０ｂの外径Ｒ２より少し小さく設定されてお
り、はめ込みリング部１４の自緊作用によって、リング
部材１３がインペラマウスリング１０ｂにはめ込み固定
される。なお、リング部材のインペラ１０への固定方法
としては、例えばリング部材１３をインペラ１０と一体
成形（異種材の二段階射出成型）することもできる。

【００２５】そして、このリング部材１３は、インペラ
１０のインペラマウスリング１０ｂにはめ込み固定され
た状態で、ポンプケーシングを構成する多段ポンプ１
（以下、ポンプ１という）の前記各ポンプ段部７の区画
固定壁部８（以下、固定壁部８という）間に配置され、
図３に示すポンプ１の静止状態において、リング部材１
３の外周リング部１６の外表面１６ａと固定壁部８との
間には、所定の間隙δ１が設定されている。

【００２６】この第１実施例の漏れ損失低減機構によれ
ば、ポンプ１の静止状態においては、インペラ１０が回
転しないため、リング部材１３の外周リング部１６と固
定壁部８間に間隙δ１が形成され、リング部材１３にシ
ール機能が作用していない。そして、ポンプ１が運転状
態になるとインペラ１０が回転し、インペラマウスリン
グ１０ｂに固定されているリング部材１３も一体的に回
転して、リング部材１３の外周リング部１６に遠心力が
作用する。

【００２７】この外周リング部１６への遠心力の作用に
より、弾性を有する断面Ｃ字状の連結リング部１６が、
図４に示すように外側方向に伸びる如く変形し、外周リ
ング部１６の外表面１６ａが固定壁部８に近づいて間隙
δ２（δ１＞δ２）となる。間隙δ２は間隙δ２内に取
扱液による油膜等からなる液膜１７が形成される程度の
寸法（例えば０．１ｍｍ）になるように、連結リング部
１５の材質、硬度、形状及び外周リング部１６の外形形
状等が予め設定されており、この液膜１７によってリン
グ部材１３の両側がシールされ、取扱液の図４の矢印イ
方向（高圧力側から低圧力側方向）への漏れが阻止され
る。また、ポンプ１の起動時にリング部材１３の摺動に
よる摩擦抵抗に起因するモータへの負荷が軽減される。

【００２８】このように前記第１実施例の漏れ損失低減
機構によれば、シール機能を有するリング部材１３を、
ポンプ１の各ポンプ段部７の回転物であるインペラ１０
に固定し、このリング部材１３をインペラ１０の回転に
よる遠心力で変形させることにより、リング部材１３の
外周リング部１６の外表面１６ａと固定壁部８間に間隙
δ２を設定して液膜１７を形成することができる。

【００２９】そのため、例えば固定壁部８とインペラ１
０の熱膨張差、膨潤及び磨耗による間隙変化、インペラ
１０の回転軸２の芯ズレやはめ合い公差中のバラツキに
よる間隙変化等の全ての間隙の変化を、弾性を有するリ
ング部材１３で吸収することができ、ポンプ１の運転時
の固定壁部８とインペラ１０の間隙δ２を一定に保つこ
とができる。

【００３０】また、リング部材１３の少なくとも連結リ
ング部１５が弾性力を有しているため、外周リング部１
３と固定壁部８間にスラリー等の異物が噛み込んだとし
ても、連結リング部１５の弾性変形により、異物が外周
リング部１６と固定壁部８間を比較的容易に通過し、異
物の噛み込みによる固定壁部８等の磨耗（傷付き）を低
減させることができる。これらのことから、ポンプ１の
各ポンプ段部７間の摺動接合部１１に十分かつ安定した
シール効果が得られて、取扱液の漏れ損失を低減させる
ことができ、特に摺動接合部１１を多数有する前記多段
ポンプ１に適用してより大きな効果が期待できる。

【００３１】また、リング部材１３の外周リング部１６
は、ポンプ１の静止状態において固定壁部８との間に、
その接触が確実に防止され得る比較的大きい間隙δ１が
形成されているため、ポンプ１の起動時の固体潤滑によ
る磨耗を防止することができると共に、起動トルクを低
減させることができ、起動トルク確保のためにモータ出
力を大きくしたり、モータの設計を変更したりする必要
がなくなる。

【００３２】また、リング部材１３が伸縮性の材料で形
成されているため、はめ込みリング部１４の自緊作用を
利用して、リング部材１３をインペラ１０のインペラマ
ウスリング１０ｂにはめ込み固定することができ、ポン
プ１の組付作業が容易になると共に、リング部材１３の
交換作業も簡単となって、メンテナンス作業を容易に行
うことができる。さらに、リング部材１３をインペラ１
０に取り付けるだけで漏れ損失低減機構が構成されるた
め、ポンプ１の製作後であっても、簡単な追加加工ある
いはポンプ１の構造によっては追加加工なしで取り付け
ることができ、既存のポンプ１にも容易に対応すること
ができる。

【００３３】なお、この第１実施例のリング部材１３の
材質としては、前記材質に限らず、例えば弾性領域で変
形可能な金属材料で形成することもできるし、外周リン
グ部１６にＰＴＦＥ等のすべり特性の良い（摩擦係数の
小さい）物質を使用したり、あるいは外周リング部１６
にＰＴＦＥ等の物質をコーティングすることによって、
外周リング部１６の磨耗を一層防止することもできる。

【００３４】また、リング部材１３のはめ込みリング部
１４は、必ずしも弾性力を有する必要はなく、例えば弾
性力のない金属板で形成し、このはめ込みリング部１４
の外面に、先端部分に外周リング部１６が一体成形され
た弾性力を有する連結リング部１５を適宜の手段で固定
すると共に、はめ込みリング部１４をインペラ１０のイ
ンペラマウスリング１０ｂに焼バメ、接着あるいは前後
面のはめ込み等の固定手段で固定する。このように構成
しても、リング部材１３の取り付け及びメンテナンス等
の作業性は、前記第１実施例に比較して劣るものの、弾
性力を有する連結リング部１５の遠心力による変形で前
記間隙δ２を一定に維持することができる。

【００３５】さらに、第１実施例において、ポンプ１の
運転時の間隙δ２を０ｍｍとなるように設定し、リング
部材１３の外周リング部１６の外表面１６ａを固定壁部
８に軽く接触させることによってシールする構造として
も良い。

【００３６】図５は、本発明に係わる漏れ損失低減機構
の第２実施例のリング部材の要部断面図を示している。
この第２実施例の特徴は、はめ込みリング部１４の軸方
向にリング部材１３を複数設けて、漏れ損失低減機構を
多段化するようにした点にある。この第２実施例によれ
ば、第１実施例と同様の作用効果が得られると共に、多
段化によってシール性がより一層確実となる。なお、こ
の第２実施例においては、図５の二点鎖線で示すよう
に、複数設けられるリング部材１３の形状を異ならせる
こともできる。

【００３７】図６〜図１０は、本発明に係わる漏れ損失
低減機構の第３〜５実施例を示している。これらの各実
施例の構成上の基本的な特徴は、弾性力を有する略袋状
のリング部材を使用し、この袋状のリング部材の内部に
形成される空間部内に、遠心力によって外側に移動し袋
状のリング部材を変形させる移動体を収容させた点にあ
る。なお、上記第１実施例と同一部位は同一符号を付
し、その詳細な説明は省略する。

【００３８】先ず、図６及び図７は本発明に係わる漏れ
損失低減機構の第３実施例のリング部材を示し、図６
（ａ）がそのポンプ静止時の要部断面図、図６（ｂ）が
ポンプ運転時の要部断面図、図７がリング部材の全体を
示す一部破断した平面図である。この第３実施例の袋状
のリング部材２０は、弾性を有する一対のシート状リン
グ２１、２２と、このシート状リング２１、２２で形成
される空間部２３内に収容された例えば、砂、金属粒、
樹脂粒等の移動体としての粒体２４とで形成されてい
る。なお、場合によっては粒体２４として磁性材料を使
用することもできる。

【００３９】このリング部材２０は、空間部２３内に所
定量の粒体２４を収容して、シート状リング２１、２２
の合わせ部を接着等することによって、シート状リング
２１の粒体２４が収容された部分が外側に所定寸法突出
して外周リング部２５が形成される。袋状のリング部材
２０は、シート状リング２１の弾性力を利用して、イン
ペラ１０のインペラマウスリング１０ｂにはめ込み固定
され、ポンプ１の静止時においては、外周リング部２５
と固定壁部８間には所定の間隙δ１が設定されている。

【００４０】そして、ポンプ１の運転時には、インペラ
１０の回転によるリング部材２０の回転で粒体２４に遠
心力が作用し、図６（ｂ）に示すように、粒体２４が空
間部２３内を外側に移動して、弾性力を有するシート状
リング２１の外周リング部２５が外側に拡がる（伸び
る）如く変形する。これにより、外周リング部２５の外
表面２５ａと固定壁部８間に前記間隙δ２が設定され
て、前記第１実施例と同様の作用効果を得ることができ
る。

【００４１】また、図８及び図９は、本発明に係わる漏
れ損失低減機構の第４実施例のリング部材を示し、図８
がその要部断面図、図９が一部省略した図８のＢ−Ｂ断
面図である。この第４実施例のリング部材２７は、弾性
を有するシート状リング２８と、このシート状リング２
８の空間部２３内に収容された例えば、金属球、樹脂球
等からなる移動体としての球体２９とで形成されてい
る。このリング部材２７は、シート状リング２８内に多
数の球体２９を略連接状態でインサート成形等によって
一体的に収容することによって、外側に所定寸法突出し
た外周リング部３０が形成されている。

【００４２】また、図１０及び図１１は、本発明に係わ
る漏れ損失低減機構の第５実施例のリング部材を示し、
図１０は図９と同様の断面図、図１１は円弧状バーの斜
視図である。この第５実施例のリング部材３２は、第４
実施例の球体２９の代わりに、金属や樹脂等からなり断
面円形で平面視円弧状の円弧状バー３３をシート状リン
グ２８の空間部２３内に複数本収容させ、この円弧状バ
ー３３によってシート状リング２８に外周リング部３０
を形成したものである。

【００４３】この第５実施例の円弧状バー３３として
は、図１１に示す断面形状が円形の円弧状バー３３に限
らず、例えば図１２（ａ）に示す断面正方形状の円弧状
バー３３や、図１２（ｂ）に示す断面三角形状の円弧状
バー、あるいは図１２（ｃ）に示す断面多角形状の円弧
状バー３３等のように、断面が適宜形状の円弧状バー３
３を使用することができるし、その長さＬ（図１１参
照）も適宜に設定することができる。

【００４４】この第４実施例及び第５実施例において
も、リング部材２７、３２の回転による遠心力が球体２
９や円弧状バー３３に作用し、これらが空間部２３内を
外側に移動してシート状リング２８が外側に拡がり（伸
び）、第３実施例のリング部材２１と同様の作用効果を
得ることができる。

【００４５】図１３（ａ）〜（ｆ）は、本発明に係わる
漏れ損失低減機構の第６〜１１実施例のリング部材の要
部断面図（但し図３とは逆方向から見た断面図）を示し
ている。図１３（ａ）に示す第６実施例のリング部材３
５は、第１実施例に示すリング部材１３と例えば第３実
施例に示すリング部材２１を組み合わせた形態を示すも
ので、はめ込みリング部１４に連結リング部１５を介し
て第１の外周リング部１６を形成すると共に、空間部２
３内に粒体２４（もしくは球体２９、円弧状バー３３）
を収容させて第２の外周リング部３０を形成したもので
ある。この第６実施例によれば、前記第２実施例と同様
に漏れ損失低減機構の多段化が図れる。

【００４６】図１３（ｂ）に示す第７実施例のリング部
材３６は、はめ込みリング部１４に連結リング部１５を
介して外周リング部１６に形成すると共に、外周リング
部１６内に金属、樹脂等の所定の重量を有する錘３７を
収容させたものである。この第７実施例によれば、外周
リング部１６が錘３７によって重くなるため、ポンプ１
の運転時の外周リング部１６に遠心力を効果的に作用さ
せることができる。

【００４７】図１３（ｃ）に示す第８実施例のリング部
材３８は、はめ込みリング部１４にＣ字状の連結リング
部３９を一体的に形成し、この連結リング部３９の先端
部３９ａを外周リング部として機能させるようにしたも
のである。

【００４８】また、図１３（ｄ）に示す第９実施例のリ
ング部材４０は、はめ込みリング部１４に連結リング部
１５を介して、断面略鍵状の外周リング部４１を形成し
たものである。このリング部材４０によれば、ポンプ１
が静止状態の場合には、外周リング部４１が所定の形状
を維持し、ポンプ１が運転状態の場合には、インペラ１
０の回転による遠心力で外周リング部４１が外側に変形
すると共に、ポンプ１内の取扱液が鍵状の外周リング部
４１の内側に矢印ロの如く進入して外周リング部４１を
外側により効果的に変形させることができる。

【００４９】図１３（ｅ）に示す第１０実施例のリング
部材４２は、第９実施例のリング部材４１の断面略鍵状
の外周リング部４１の先端に、断面略円形の先端リング
部４３を形成したものである。このリング部材４２にお
いても、ポンプ１の運転時に、第９実施例のリング部材
４１と同様、外周リング部４１に取扱液の圧力が作用
し、二点鎖線で示すように外周リング部４１が外側に変
形すると共に、この変形時に、先端リング部４３によっ
て外周リング部４１内に進入した取扱液の逆流が抑制さ
れ、取扱液の圧力が外周リング部４１により大きく作用
することになる。

【００５０】図１３（ｆ）に示す第１１実施例のリング
部材４４は、はめ込みリング部１４に蛇腹状リング部４
５を一体的に形成し、この蛇腹状リング部４５の先端部
４５ａを外周リング部として機能させるようにしたもの
である。このリング部材４４においては、蛇腹状リング
部４５の先端部４５ａに断面略円弧状の前記外周リング
部１６等を形成することもできる。

【００５１】この図１３（ａ）〜（ｆ）に示す第６〜１
１実施例においても、各リング部材のはめ込みリング部
１４をインペラ１０のインペラマウスリング１０ｂには
め込み固定することにより、インペラ１０の回転による
遠心力でリング部材を変形させることができるため、各
リング部材の外周リング部や先端部と固定壁部８間に前
記間隙δ２を維持することができて、前記各実施例のリ
ング部材と同様の作用効果を得ることができる。

【００５２】図１４〜図１８は、本発明に係わる漏れ損
失低減機構の第１２〜１４実施例を示し、これらの各実
施例の特徴は、リング部材の外周リング部の外側方向へ
の変形（伸び）を制限部材によって制限するようにした
点にある。すなわち、図１４及び図１５に示す第１２実
施例のリング部材６１は、外周リング部１６とはめ込み
リング部１４との間で、かつはめ込みリング部１４の円
周方向の等間隔位置に、複数個（図では８個）のスプリ
ング６２を配設したものである。

【００５３】このスプリング６２によって、リング部材
６１に遠心力が作用した場合、その外周リング部１６の
矢印ニ方向への伸びが制限され、例えば外周リング部１
６の区画固定壁部８への強い接触圧での接触が防止され
る。その結果、リング部材６１の外周リング部１６と区
画固定壁部８との間に所定の間隙を維持するか、あるい
は弱い所定の接触圧で接触させることができて、そのシ
ール効果を一層向上かつ安定化させることができる。

【００５４】図１６に示す第１３実施例のリング部材６
３は、前記第１２実施例のリング部材６１の変形例を示
すもので、スプリング６２の代わりに弾性を有する紐６
４を使用したものである。この第１３実施例のリング部
材６３においても、第１２実施例のリング部材６１と同
様の作用効果を得ることができる。

【００５５】また、図１７及び図１８に示す第１４実施
例のリング部材６５は、外周リング部１６内に、円周方
向に連続したリング状のスプリング６６を埋設したもの
である。この第１４実施例のリング部材６５によれば、
遠心力によるリング部材６５の矢印ニ方向への伸びがリ
ング状のスプリング６６で制限され、第１２実施例のリ
ング部材６１と同様の作用効果が得られる。この第１４
実施例においても、スプリング６６の代わりに弾性を有
する前記紐６４を使用することもできるし、スプリング
や紐に限らず、所定の弾性を有する適宜部材を使用する
ことができる。

【００５６】なお、本発明に係わる漏れ損失低減機構
は、上記した各第１〜１４実施例のそれぞれに限定され
るものでもなく、これらの各実施例を適宜に組み合わせ
ることもできるし、リング部材の形状、材質等も適宜に
変更することができる。

【００５７】また、上記実施例においては、漏れ損失低
減機構を多段ポンプ１の固定壁部８とインペラマウスリ
ング１０ｂ間に適用したが、本発明はこれに限定され
ず、例えば回転ボス部１０ａの外周と対応する固定壁部
８間等に適用することもできる。さらに、本発明の適用
部位は、多段ポンプ１の各ポンプ段部７間の接合部に限
らず、例えば図１４の軸封装置５部分や図示しない単段
ポンプの軸封装置部分の回転軸に、前記各リング部材を
固定して漏れ損失低減機構を構成しても良い。

【００５８】この軸封装置部分にリング部材を設けた構
成によれば、回転軸の回転よるリング部材の変形で軸封
装置部分をシールすることができるため、このリング部
材によって軸封装置のシール効果を補助することができ
て、取扱液の外部（ポンプ外部）への漏れをより確実に
防止することができる。このように、本発明に係わる漏
れ損失低減機構は、固定物としてのケーシングと回転物
してのインペラ、回転軸等を有する各種ポンプの各種部
位に適用することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明によれば、ポンプ運転時に、回転物の回転によりリン
グ部材に遠心力が作用して、リング部材が固定物方向に
伸びる如く変形するため、リング部材の外周部と固定物
との間隙を所定の間隙に維持することができ、例えばこ
の間隙に介在する液膜で回転物と固定物間に十分かつ安
定したシール効果が得られて、取扱液の漏れ損失を低減
させることができる。また、リング部材は、少なくとも
回転物が回転しないポンプ静止時には、遠心力で外側に
変形することがなく固定物に接触しないため、ポンプ起
動時の回転物に加わる負荷を低減させて摺動部の摩耗を
防止することができる。

【００６０】また、請求項２記載の発明によれば、リン
グ部材は、そのはめ込みリング部を回転物にはめ込むこ
とによって固定され、このはめ込みリング部に外側方向
に突出して設けられる連結リング部が、回転物の回転に
よる遠心力で外側方向に伸びる如く変形するため、この
変形したリング部材の外周リング部によって、回転物と
固定物間に十分かつ安定したシール効果が得られて、取
扱液の漏れ損失の低減を図ることができる。

【００６１】また、請求項３記載の発明によれば、回転
物に固定された袋状のリング部材が回転物と一体的に回
転すると、その遠心力が袋状のリング部材内に収容され
ている移動体に作用し、移動体がリング部材内を外側方
向に移動して、リング部材の外周部が外側方向に伸びる
如く変形するため、この外周部によって回転物と固定物
間に十分かつ安定したシール効果が得られて、取扱液の
漏れ損失の低減を図ることができる。

【００６２】また、請求項４記載の発明によれば、多段
ポンプの各摺動接合部が、インペラのインペラマウスリ
ング等の回転ボス部分に固定されたリング部材の遠心力
による変形でシールされるため、インペラと区画固定壁
部間に十分かつ安定したシール効果が得られ、取扱液の
各ポンプ段部間における漏れ損失を低減させることがで
きると共に、リング部材はインペラの回転ボス部分に、
はめ込むだけで固定することができて、多段ポンプの組
付及び保守作業を容易に行うことができる。

【００６３】また、請求項５記載の発明によれば、回転
軸が固定物を貫通する軸貫通部に軸封装置を有する単段
ポンプや多段ポンプの場合に、回転軸が回転することに
より、回転軸に固定されているリング部材が遠心力によ
って変形し、このリング部材の変形で軸封装置部分の回
転軸と固定物間がシールされ、軸封装置によるシール効
果を補助することができるため、軸封装置部分から取扱
液が外部に漏れるのを確実に防止できて、軸封装置部分
に十分かつ安定したシール効果を得ることができる。

【００６４】また、請求項６記載の発明によれば、回転
物の回転でリング部材に遠心力が作用すると、リング部
材が固定物方向に変形しようとするが、この変形はリン
グ部材に設けられている制限部材で制限され、例えば固
定物への強い接触が防止され、リング部材の変形がより
適切となって、例えば回転物と固定物間のシール効果を
より安定かつ向上させることができる等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるポンプの漏れ損失低減機構の第
１実施例を示す要部の分解斜視図

【図２】同要部拡大断面図

【図３】同図２のＡ部拡大図

【図４】同動作説明図

【図５】同漏れ損失低減機構の第２実施例を示すリング
部材の要部断面図

【図６】同漏れ損失低減機構の第３実施例を示すリング
部材の要部断面図

【図７】同そのリング部材の全体を示す一部破断した平
面図

【図８】同漏れ損失低減機構の第４実施例を示すリング
部材の要部断面図

【図９】同一部省略した図８のＢ−Ｂ断面図

【図１０】同漏れ損失低減機構の第５実施例を示す図９
と同様の断面図

【図１１】同その円弧状バーの斜視図

【図１２】同円弧状バーの他の実施例を示す斜視図

【図１３】同漏れ損失低減機構の第６〜１１実施例を示
すリング部材の要部断面図

【図１４】同漏れ損失低減機構の第１２実施例を示すリ
ング部材の断面図

【図１５】同そのＣ−Ｃ線矢視図

【図１６】同漏れ損失低減機構の第１３実施例を示すリ
ング部材の断面図

【図１７】同漏れ損失低減機構の第１４実施例を示すリ
ング部材の断面図

【図１８】同そのＤ−Ｄ線矢視図

【図１９】多段ポンプの一例を示す断面図

【図２０】従来の漏れ損失低減機構を示す要部断面図

【図２１】従来の他の漏れ損失低減機構を示す要部断面
図

【符号の説明】

１ 多段ポンプ ２ 回転軸 ３ 多段ポンプ部 ４ バランスディスク部 ５ 軸封装置 ６ 軸受部 ７ ポンプ段部 ８ 区画固定壁部 ９ 固定接合部 １０ インペラ １０ａ 回転ボス部 １０ｂ インペラマウスリング １１ 摺動接合部 １３、２０、２７、３２、３５、３６、３８、４０、４
２、４４、６１、６３、６５ リング部材 １４ はめ込みリング部 １５、３９ 連結リング部 １６、２５、３０、４１ 外周リング部 １６ａ、２５ａ 外表面 １７ 液膜 ２４ 粒体 ２９ 球体 ３３ 円弧状バー ３７ 錘 ３９ａ、４５ａ 先端部 ４５ 蛇腹状リング部 ６２ スプリング ６４ 紐 ６６ スプリング

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプの回転物と固定物間をシールして取
   扱液の漏れ損失を低減させる機構であって、前記回転物
   の固定物との対向面にリング部材を固定し、該リング部
   材を回転物の回転による遠心力で変形させ、この変形し
   たリング部材によって前記回転物と固定物間をシールす
   ることを特徴とするポンプの漏れ損失低減機構。
2. 【請求項２】前記リング部材が、ポンプの回転物にはめ
   込み固定されるはめ込みリング部と、該はめ込みリング
   部に弾性を有する連結リング部を介して外側方向に突出
   する状態で設けられた外周リング部とで形成され、回転
   物の回転による遠心力で少なくとも連結リング部を変形
   させることによって、リング部材で前記回転物と固定物
   間をシールすることを特徴とする請求項１記載のポンプ
   の漏れ損失低減機構。
3. 【請求項３】前記リング部材が、弾性を有する袋状のリ
   ング部材と該リング部材内に収容された移動体とで形成
   され、回転物の回転による遠心力で移動体が外側方向に
   移動することによってリング部材が変形し、該変形した
   リング部材の外周部によって前記回転物と固定物間をシ
   ールすることを特徴とする請求項１記載のポンプの漏れ
   損失低減機構。
4. 【請求項４】前記ポンプが、各ポンプ段部の区画固定壁
   部間の係合穴部から形成される固定接合部と、前記区画
   固定壁部とインペラの回転ボス部分間の回転軸方向の通
   路から形成される摺動接合部とを介して順次接合された
   多段ポンプで構成され、前記リング部材がインペラの回
   転ボス部分に固定されていることを特徴とする請求項１
   ないし３のいずれかに記載のポンプの漏れ損失低減機
   構。
5. 【請求項５】回転軸が固定物を貫通する軸貫通部に軸封
   装置を有するポンプの軸封装置部分からの取扱液の漏れ
   損失を低減させる機構であって、前記回転軸の軸封装置
   部分にリング部材を固定し、該リング部材を回転軸の回
   転による遠心力で変形させ、この変形したリング部材に
   よって前記軸封装置部分をシールすることを特徴とする
   ポンプの漏れ損失低減機構。
6. 【請求項６】前記リング部材に、遠心力による固定物方
   向への変形を制限する制限部材が設けられていることを
   特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のポンプ
   の漏れ損失低減機構。