(57)【要約】      （修正有）【課題】取り扱う流体の圧力が高い場合でも、メンテナンス頻度を大幅に低減させるとともに、付帯設備を別途設ける必要がなく、さらに構成部品の特殊な仕上げ加工が不要な軸封装置を提供する。【解決手段】軸封装置３０は、回転軸６の軸方向に沿って配置された複数のケーシング構造体３３，５３を有するシールケーシング７０と、複数のケーシング構造体のそれぞれの内部に形成された複数のシール室３３ａ，５３ａと、複数のシール室のそれぞれに収容され、回転軸と一体に回転し、回転軸の軸心に垂直な環状面３１ａ，５１ａを有する複数の円板状のシール体３１，５１とを備える。各ケーシング構造体は、回転軸が貫通するとともに、シール室と連通する貫通孔３５ａ，５５ａを有し、シール体の環状面に対向するケーシング構造体の内面は、回転軸の軸心に垂直な平面である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧流体と低圧流体を分離する容器に固定され、該容器を貫通して延びる回転軸の軸貫通部をシールする軸封装置であって、
前記回転軸の軸方向に沿って配置される複数のケーシング構造体を有するシールケーシングと、
前記複数のケーシング構造体のそれぞれの内部に形成された複数のシール室と、
前記複数のシール室のそれぞれに収容され、前記回転軸と一体に回転し、前記回転軸の軸心に垂直な環状面を有する複数の円板状のシール体と、を備え、
前記複数のケーシング構造体のそれぞれは、前記回転軸が貫通するとともに、前記シール室と連通する貫通孔を有し、
前記シール体の前記環状面に対向し、かつ前記シール室を形成する前記ケーシング構造体の内面は、前記回転軸の軸心に垂直な平面であることを特徴とする軸封装置。
【請求項２】
前記複数のシール体のうちの少なくとも一つのシール体の前記環状面には、放射状に延びる複数の溝が形成され、
前記溝の幅は、前記溝の内端から外端まで一定であることを特徴とする請求項１に記載の軸封装置。
【請求項３】
前記複数のシール体のうちの少なくとも一つのシール体の前記環状面には、放射状に延びる複数の溝が形成され、
前記溝の幅は、前記溝の外端に向かって徐々に大きくなることを特徴とする請求項１に記載の軸封装置。
【請求項４】
前記複数のシール体のうちの最も上側に位置するシール体の上方には、前記複数のシール構造体のうちの最も上側に位置するシール構造体の貫通孔と前記回転軸との隙間を封止する非接触式の上側シール構造体がさらに設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の軸封装置。
【請求項５】
前記上側シール構造体は、ラビリンスシールまたはフラットシールであり、
前記上側シール構造体を取り囲むように前記シールケーシングの上部に固定される漏液カバーが設けられ、
前記漏液カバーには、前記漏液カバーの内部空間と前記漏液カバーの外部とを連通する開口が設けられ、
前記開口には、漏液管が接続されていることを特徴とする請求項４に記載の軸封装置。
【請求項６】
前記複数のシール体のうちの最も下側に位置するシール体の下方には、前記複数のシール構造体のうちの最も下側に位置するシール構造体の貫通孔と前記回転軸との隙間を封止する非接触式の下側シール構造体がさらに設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の軸封装置。
【請求項７】
前記下側シール構造体は、ラビンリンスシールまたはフラットシールであることを特徴とする請求項６に記載の軸封装置。
【請求項８】
前記シールケーシングには、前記複数のシール室のうちの少なくとも一つのシール室と前記シールケーシングの外部とを連通する少なくとも１つの開口が設けられ、
前記開口には、ドレイン管が接続されていることを特徴とする請求項６または７に記載の軸封装置。
【請求項９】
高圧流体と低圧流体を分離する容器に固定され、該容器を貫通して延びる回転軸の軸貫通部をシールする軸封装置であって、
前記回転軸の軸方向に沿って配置される複数のケーシング構造体を有するシールケーシングと、
前記複数のケーシング構造体のそれぞれの内部に形成された複数のシール室と、
前記複数のシール室のそれぞれに収容され、前記回転軸と一体に回転する複数の円板状のシール体と、を備え、
前記複数のケーシング構造体のそれぞれは、前記回転軸が貫通するとともに、前記シール室と連通する貫通孔を有し、
前記シール体は、前記回転軸の軸心と垂直な面に対して下方に傾斜する上面を有しており、
前記シール体の前記上面に対向し、かつ前記シール室を形成する前記ケーシング構造体の内面は、前記シール体の前記上面に沿って延びることを特徴とする軸封装置。
【請求項１０】
前記シール体の前記上面は、湾曲していることを特徴とする請求項９に記載の軸封装置。
【請求項１１】
羽根車と、
前記羽根車が固定された回転軸と、
前記羽根車を収容し、かつ前記回転軸が貫通する軸貫通部を有するポンプケーシングと、
前記軸貫通部をシールするための軸封装置と、を備え、
前記軸封装置は、
前記回転軸の軸方向に沿って配置される複数のケーシング構造体を有するシールケーシングと、
前記複数のケーシング構造体のそれぞれの内部に形成された複数のシール室と、
前記複数のシール室のそれぞれに収容され、前記回転軸と一体に回転し、前記回転軸の軸心に垂直な環状面を有する複数の円板状のシール体と、を備え、
前記複数のケーシング構造体のそれぞれは、前記回転軸が貫通するとともに、前記シール室と連通する貫通孔を有し、
前記シール体の前記環状面に対向し、かつ前記シール室を形成する前記ケーシング構造体の内面は、前記回転軸の軸心に垂直な平面であることを特徴とする立軸ポンプ。
【請求項１２】
羽根車と、
前記羽根車が固定された回転軸と、
前記羽根車を収容し、かつ前記回転軸が貫通する軸貫通部を有するポンプケーシングと、
前記軸貫通部をシールするための軸封装置と、を備え、
前記軸封装置は、
前記回転軸の軸方向に沿って配置される複数のケーシング構造体を有するシールケーシングと、
前記複数のケーシング構造体のそれぞれの内部に形成された複数のシール室と、
前記複数のシール室のそれぞれに収容され、前記回転軸と一体に回転する複数の円板状のシール体と、を備え、
前記複数のケーシング構造体のそれぞれは、前記回転軸が貫通するとともに、前記シール室と連通する貫通孔を有し、
前記シール体は、前記回転軸の軸心と垂直な面に対して下方に傾斜する上面を有しており、
前記シール体の前記環状面に対向し、かつ前記シール室を形成する前記ケーシング構造体の内面は、前記シール体の前記上面に沿って延びることを特徴とする立軸ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸が貫通する容器の軸貫通部から液体が漏洩するのを防止する軸封装置に関する。また、本発明は、この軸封装置を備えた立軸ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高圧流体と低圧流体を分離する容器に固定され、該容器を貫通して延びる回転軸の軸貫通部をシールする軸封装置が知られている。例えば、立軸ポンプの羽根車を回転させる回転軸は、ポンプケーシングを貫通して延びており、回転軸が貫通する軸貫通部から液体が漏れないように、該軸貫通部は、軸封装置によってシールされる。立軸ポンプでは、容器は、ポンプケーシングであり、高圧流体はポンプケーシングの内部を流れる液体であり、低圧流体は、ポンプケーシングの外部の大気である。このような軸封装置は、一般に、グランドパッキン、メカニカルシール、またはフローティングシールなどのシール機構を採用している。
【０００３】
グランドパッキンは、回転軸の外周面に接触して、その接触圧力で液体の漏洩を防止する。メカニカルシールは、回転軸と一体に回転する回転リングと、ハウジングなどの静止部材に固定された固定リングとを有し、回転リングと固定リングとが互いに接触を保つことで、液体の漏洩を防止する。フローティングシールは、回転軸の外周面に固定されたスリーブと、該スリーブに対向するシールリングとを有する。シールリングとスリーブとの間には極めて微小な隙間が構成されており、微量な液体の漏洩のみを許容する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
グランドパッキンは、回転する回転軸に常に接触している（この接触状態を、「摺接する」と称する）ので、グランドパッキンが徐々に摩耗する。したがって、グランドパッキンの定期的なメンテナンスまたは交換が必要となる。また、グランドパッキンには、回転軸との摺接に伴い摩擦熱が発生するため、グランドパッキンの冷却が必要となる。取り扱う液体が清水であれば、その液体でグランドパッキンを冷却できるが、液体がスラリーなどの固体を含む場合には、グランドパッキンと回転軸との間に固体が噛み込まないように、別途設けた注水装置からグランドパッキンに液体を供給するか、または固体の侵入を防ぐための保護管で回転軸を囲む必要がある。
【０００５】
メカニカルシールの回転リングは、固定リングに常に摺接するので、回転リングおよび固定リングは徐々に摩耗する。したがって、回転リングおよび固定リングの定期的なメンテナンスまたは交換が必要となる。また、回転リングと固定リングの摺接により摩擦熱が発生するために、メカニカルシールには、冷却用のフラッシング液を注入するための付帯設備が必要である。さらに、回転リングと固定リングとの接触面は精密に仕上げ加工されているため、回転リングおよび固定リングをメンテナンスまたは交換するときには、回転リングおよび固定リングの正確な組立が要求される。
【０００６】
フローティングシールは、摺接するグランドパッキンやメカニカルシールと異なり、シールリングとスリーブとの間に微小な隙間が形成されているので、摺接する構成部材を含まない非接触の軸封装置とされる。したがって、グランドパッキンまたはメカニカルシールで必要とされるメンテナンスは原則的に不要である。しかしながら、回転軸に振れ回りや振動が発生すると、シールリングはスリーブと接触することがある。このため、このような接触を許容するために、シールリングおよび／またはスリーブに耐摩耗性の高い高硬度材料を用いる必要があり、フローティングシールは高価になりやすい。また、フローティングシールは、液体のある程度の通過を許容するため、スラリーなどの固体を含む液体の漏洩防止には適さない。また、フローティングシールでは、取り扱う液体が海水である場合には、その腐食性のために高硬度材料が使用できないことが多い。
【０００７】
さらに、軸封装置が一つのシール機構のみを有している場合は、取り扱う流体（例えば、立軸ポンプのポンプケーシング内の液体）の圧力次第で、取り扱う流体が軸封装置から漏洩する場合がある。より具体的には、取り扱う流体の圧力が非常に高い場合は、液体が軸封装置から漏洩することがある。複数のシール機構が直列に配置された軸封装置を用いると、流体が軸封装置から漏洩することを防止することができる。しかしながら、シール機構の数が増加すると、軸封装置およびその付帯設備が大型化すると共に、メンテナンス頻度およびメンテナンスコストが大幅に増加する。例えば、２つのフローティングシールが直列に配置された軸封装置におけるメンテナンス頻度およびメンテナンスコストは、１つのフローティングシールが配置された軸封装置におけるメンテナンス頻度およびメンテナンスコストの２倍である。
【０００８】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、取り扱う流体の圧力が高い場合でも、流体を漏洩させずに、メンテナンス頻度を大幅に低減させるとともに、冷却水などの液体を供給するための付帯設備を別途設ける必要がなく、さらに構成部品の特殊な仕上げ加工が不要な軸封装置を提供することを目的とする。また、本発明は、この軸封装置を備えた立軸ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、高圧流体と低圧流体を分離する容器に固定され、該容器を貫通して延びる回転軸の軸貫通部をシールする軸封装置であって、前記回転軸の軸方向に沿って配置される複数のケーシング構造体を有するシールケーシングと、前記複数のケーシング構造体のそれぞれの内部に形成された複数のシール室と、前記複数のシール室のそれぞれに収容され、前記回転軸と一体に回転し、前記回転軸の軸心に垂直な環状面を有する複数の円板状のシール体と、を備え、前記複数のケーシング構造体のそれぞれは、前記回転軸が貫通するとともに、前記シール室と連通する貫通孔を有し、前記シール体の前記環状面に対向し、かつ前記シール室を形成する前記ケーシング構造体の内面は、前記回転軸の軸心に垂直な平面であることを特徴とする軸封装置である。
【００１０】
本発明の好ましい態様は、前記複数のシール体のうちの少なくとも一つのシール体の前記環状面には、放射状に延びる複数の溝が形成され、前記溝の幅は、前記溝の内端から外端まで一定であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数のシール体のうちの少なくとも一つのシール体の前記環状面には、放射状に延びる複数の溝が形成され、前記溝の幅は、前記溝の外端に向かって徐々に大きくなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい態様は、前記複数のシール体のうちの最も上側に位置するシール体の上方には、前記複数のシール構造体のうちの最も上側に位置するシール構造体の貫通孔と前記回転軸との隙間を封止する非接触式の上側シール構造体がさらに設けられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記上側シール構造体は、ラビリンスシールまたはフラットシールであり、前記上側シール構造体を取り囲むように前記シールケーシングの上部に固定される漏液カバーが設けられ、前記漏液カバーには、前記漏液カバーの内部空間と前記漏液カバーの外部とを連通する開口が設けられ、前記開口には、漏液管が接続されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の好ましい態様は、前記複数のシール体のうちの最も下側に位置するシール体の下方には、前記複数のシール構造体のうちの最も下側に位置するシール構造体の貫通孔と前記回転軸との隙間を封止する非接触式の下側シール構造体がさらに設けられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記下側シール構造体は、ラビンリンスシールまたはフラットシールであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記シールケーシングには、前記複数のシール室のうちの少なくとも一つのシール室と前記シールケーシングの外部とを連通する少なくとも１つの開口が設けられ、前記開口には、ドレイン管が接続されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の態様は、高圧流体と低圧流体を分離する容器に固定され、該容器を貫通して延びる回転軸の軸貫通部をシールする軸封装置であって、前記回転軸の軸方向に沿って配置される複数のケーシング構造体を有するシールケーシングと、前記複数のケーシング構造体のそれぞれの内部に形成された複数のシール室と、前記複数のシール室のそれぞれに収容され、前記回転軸と一体に回転する複数の円板状のシール体と、を備え、前記複数のケーシング構造体のそれぞれは、前記回転軸が貫通するとともに、前記シール室と連通する貫通孔を有し、前記シール体は、前記回転軸の軸心と垂直な面に対して下方に傾斜する上面を有しており、前記シール体の前記上面に対向し、かつ前記シール室を形成する前記ケーシング構造体の内面は、前記シール体の前記上面に沿って延びることを特徴とする軸封装置である。
本発明の好ましい態様は、前記シール体の前記上面は、湾曲していることを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の態様は、羽根車と、前記羽根車が固定された回転軸と、前記羽根車を収容し、かつ前記回転軸が貫通する軸貫通部を有するポンプケーシングと、前記軸貫通部をシールするための軸封装置と、を備え、前記軸封装置は、前記回転軸の軸方向に沿って配置される複数のケーシング構造体を有するシールケーシングと、前記複数のケーシング構造体のそれぞれの内部に形成された複数のシール室と、前記複数のシール室のそれぞれに収容され、前記回転軸と一体に回転し、前記回転軸の軸心に垂直な環状面を有する複数の円板状のシール体と、を備え、前記複数のケーシング構造体のそれぞれは、前記回転軸が貫通するとともに、前記シール室と連通する貫通孔を有し、前記シール体の前記環状面に対向し、かつ前記シール室を形成する前記ケーシング構造体の内面は、前記回転軸の軸心に垂直な平面であることを特徴とする立軸ポンプである。
【００１５】
本発明の他の態様は、羽根車と、前記羽根車が固定された回転軸と、前記羽根車を収容し、かつ前記回転軸が貫通する軸貫通部を有するポンプケーシングと、前記軸貫通部をシールするための軸封装置と、を備え、前記軸封装置は、前記回転軸の軸方向に沿って配置される複数のケーシング構造体を有するシールケーシングと、前記複数のケーシング構造体のそれぞれの内部に形成された複数のシール室と、前記複数のシール室のそれぞれに収容され、前記回転軸と一体に回転する複数の円板状のシール体と、を備え、前記複数のケーシング構造体のそれぞれは、前記回転軸が貫通するとともに、前記シール室と連通する貫通孔を有し、前記シール体は、前記回転軸の軸心と垂直な面に対して下方に傾斜する上面を有しており、前記シール体の前記環状面に対向し、かつ前記シール室を形成する前記ケーシング構造体の内面は、前記シール体の前記上面に沿って延びることを特徴とする立軸ポンプである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の軸封装置によれば、回転軸の軸方向に直列に配置され、該回転軸と一体的に回転する複数のシール体によって、流体が軸封装置から漏洩することを防止する。したがって、取り扱う流体の圧力が高い場合でも、軸封装置からの流体の漏洩を防止することができる。さらに、この軸封装置は、各シール体が他の部材に摺接しない非接触の軸封装置であるため、シール体が摩耗しない。したがって、軸封装置のメンテナンス頻度を大幅に低減させることができる。また、各シール体は、非接触でシール機能を発揮するので、互いに摺接する構成部材を含む軸封装置と比較して、各シール体上を流動する液体に生じる摩擦熱は極く僅かであり、冷却水、もしくはフラッシング液などの液体を軸封装置に供給するための付帯設備を別途設ける必要がない。さらに、メカニカルシールのように、回転リングと固定リング等の構成部材の表面を精密に仕上げ加工する必要がなく、正確な組立が要求されることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る軸封装置が設けられた立軸ポンプを示す模式図である。
【図２】図１に示される軸封装置の断面図である。
【図３】図３（ａ）は、第１シール体の一実施形態を示す上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４（ａ）は、第１シール体の別の実施形態を示す上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５（ａ）は、第１シール体のさらに別の実施形態を示す上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】図６（ａ）は、第１シール体のさらに別の実施形態を示す上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図７】図７は、別の実施形態に係る軸封装置の断面図である。
【図８】図８は、図７に示される軸封装置の変形例を示す断面図である。
【図９】図９は、さらに別の実施形態に係る軸封装置の断面図である。
【図１０】図１０は、さらに別の実施形態に係る軸封装置の断面図である。
【図１１】図１１は、さらに別の実施形態に係る軸封装置の断面図である。
【図１２】図１２は、さらに別の実施形態に係る軸封装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る軸封装置３０が設けられた立軸ポンプを示す模式図である。図１に示すように、立軸ポンプは、吸込ベルマウス１ａ及び吐出ボウル１ｂを有するインペラケーシング１と、インペラケーシング１を吸込水槽５内に吊り下げる揚水管３と、揚水管３の上端に接続される吐出エルボ管４と、インペラケーシング１内に収容される羽根車１０と、羽根車１０が固定される回転軸６とを備えている。揚水管３は、吸込水槽５の上部のポンプ据付床２２に形成された挿通口２４を通して下方に延び、揚水管３の上端に設けられた据付用ベース２３を介してポンプ据付床２２に固定される。回転軸６は、吐出エルボ管４、揚水管３、及びインペラケーシング１内を通って鉛直方向に延びている。ポンプケーシング２は、インペラケーシング１、揚水管３、及び吐出エルボ管４により構成される。
【００１９】
吸込ベルマウス１ａは下方を向いて開口し、吸込ベルマウス１ａの上端は吐出ボウル１ｂの下端に接続されている。羽根車１０は回転軸６の下端に固定されており、羽根車１０と回転軸６とは一体的に回転する。この羽根車１０の上方（吐出側）には複数のガイドベーン１４が配置されている。これらのガイドベーン１４は吐出ボウル１ｂの内周面に固定されている。回転軸６は、外軸受１１、中間軸受１５、および水中軸受１２により回転自在に支持されている。水中軸受１２は吐出ボウル１ｂ内に収容されており、羽根車１０の上方に配置されている。水中軸受１２を支持する支持部材７はボウルブッシュ１３の内面に固定されており、さらに、ボウルブッシュ１３はガイドベーン１４を介してインペラケーシング１に支持されている。外軸受１１はボールベアリングなどの転がり軸受、または滑り軸受であり、水中軸受１２および中間軸受１５は、滑り軸受である。
【００２０】
回転軸６は吐出エルボ管４を貫通して上方に延び、駆動源１８に連結されている。駆動源１８は、ポンプ据付床２２に固定された架台１９上に固定されている。立軸ポンプの運転時には、羽根車１０は、吸込水槽５内の液面より下に位置している。
【００２１】
立軸ポンプは、吸込水槽５内の液体を吐出水槽１００まで移送する。すなわち、駆動源１８を運転することにより回転軸６を介して羽根車１０を回転させると、吸込水槽５内の液体が吸込ベルマウス１ａから吸い込まれ、吐出ボウル１ｂ、揚水管３、吐出エルボ管４、および吐出配管２０を通って吐出水槽１００に移送される。吐出配管２０は、吐出エルボ管４から吐出水槽１００まで延びている。吐出水槽１００の液面は、吐出エルボ管４よりも上方に位置する。吐出配管２０の途中には、仕切弁２５が配置されており、この仕切弁２５は、立軸ポンプの通常運転時には開かれている。立軸ポンプの停止時には仕切弁２５が閉じられ、液体が吐出水槽１００から吐出配管２０を通じて吸込水槽５へ逆流することを防止する。仕切弁２５の代わりに、逆止弁を設けてもよい。また、吐出配管２０の吐出末端に、フラップ弁を配置してもよい。
【００２２】
図１に示されるように、回転軸６がポンプケーシング２の吐出エルボ管４を貫通する軸貫通部には、本発明の一実施形態に係る軸封装置３０が配置されている。この軸封装置３０により、液体が立軸ポンプの外部に漏洩することが防止される。以下、図２を参照して、この軸封装置３０を説明する。
【００２３】
なお、軸封装置３０は、下方の高圧流体と上方の低圧流体を分離する容器に固定され、該容器を貫通して延びる回転軸の軸貫通部をシールする軸封装置であれば、立軸ポンプ以外にも適用することができる。立軸ポンプでは、容器は、ポンプケーシング２であり、高圧流体はポンプケーシング２の内部を流れる液体であり、低圧流体は、ポンプケーシング２の外部の大気である。
【００２４】
図２は、本発明の一実施形態に係る軸封装置３０の断面図である。図２に示されるように、軸封装置３０は、吐出エルボ管４に形成された通孔４ｂを塞ぐように、吐出エルボ管４の軸封装置取付面４ａ上に固定される。回転軸６は、通孔４ｂを通って鉛直方向に延びる。軸封装置３０は、回転軸６に固定された複数の（図２では、２つの）円板状のシール体３１，５１と、複数の（図２では、２つの）ケーシング構造体３３，５３を有するシールケーシング７０とを備えている。ケーシング構造体３３の内部には、シール体３１を収容するシール室３３ａが形成されており、ケーシング構造体５３の内部には、シール体５１が収容されるシール室５３ａが形成されている。以下の説明では、シール体３１を第１シール体３１と称し、シール体５１を第２シール体５１と称し、ケーシング構造体３３を第１ケーシング構造体３３と称し、ケーシング構造体５３を第２ケーシング構造体５３と称する。さらに、第１ケーシング構造体３３の内部に形成され、第１シール体３１を収容するシール室３３ａを第１シール室３３ａと称し、第２ケーシング構造体５３の内部に形成され、第２シール体５１を収容するシール室５３ａを第２シール室５３ａと称する。
【００２５】
回転軸６と第１シール体３１の内周面（後述の図３（ａ）及び図３（ｂ）に示される貫通孔３１ｂ）とは、緊密に接触しているため、回転軸６と第１シール体３１の内周面との間を液体は通過しない。図示はしないが、Ｏリングなどのシール部材により、回転軸６と第１シール体３１の内周面との間の隙間をシールしてもよい。同様に、回転軸６と第２シール体５１の内周面とは、緊密に接触しているため、回転軸６と第２シール体５１の内周面との間を液体は通過しない。Ｏリングなどのシール部材により、回転軸６と第２シール体５１の内周面との間の隙間をシールしてもよい。第１シール体３１の中心、および第２シール体５１の中心は、回転軸６の軸心に一致し、２つのシール体３１，５１は、回転軸６と一体的に回転する。
【００２６】
第１ケーシング構造体３３は、回転軸６が貫通する第１貫通孔３５ａを有する第１上側ケーシング３５と、第１上側ケーシング３５を支持する第１中間ケーシング３６とを有する。第１貫通孔３５ａの中心線は、回転軸６の軸心に一致する。第１中間ケーシング３６は、円筒形状の内周面３６ａを有している。この内周面３６ａの中心線は、回転軸６の軸心および第１シール体３１の中心と一致する。第１ケーシング構造体３３の第１中間ケーシング３６は、吐出エルボ管４の軸封装置取付面４ａと第１上側ケーシング３５とに挟まれた状態で、該第１上側ケーシング３５と軸封装置取付面４ａに固定される。これにより、第１シール体３１が収容される第１シール室３３ａが第１ケーシング構造体３３内に形成される。
【００２７】
本実施形態では、第２ケーシング構造体５３は、第１ケーシング構造体３３と同様の構成を有する。より具体的には、第２ケーシング構造体５３は、回転軸６が貫通する第２貫通孔５５ａを有する第２上側ケーシング５５と、第２上側ケーシング５５を支持する第２中間ケーシング５６とを有する。第２貫通孔５５ａの中心線は、回転軸６の軸心に一致する。第２中間ケーシング５６は、円筒形状の内周面５６ａを有している。この内周面５６ａの中心線は、回転軸６の軸心および第２シール体５１の中心と一致する。
【００２８】
第１ケーシング構造体３３と第２ケーシング構造体５３とは、回転軸６の軸方向に沿って直列に配置されている。本実施形態では、第２ケーシング構造体５３の第２中間ケーシング５６は、第１ケーシング構造体３３の第１上側ケーシング３５と第２ケーシング構造体５３の第２上側ケーシング５５との間に挟まれた状態で、該第１上側ケーシング３５と第２上側ケーシング５５に固定される。これにより、第２シール体５１が収容される第２シール室５３ａが第２ケーシング構造体５３内に形成される。図２に示される第２ケーシング構造体５３の第２中間ケーシング５６は、第１ケーシング構造体３３の第１中間ケーシング３６の外径と同一の外径を有し、第２中間ケーシング５６の内周面５６ａの直径は、第１中間ケーシング３６の内周面３６ａの直径と同一である。
【００２９】
図示はしないが、第２ケーシング構造体３３の第２中間ケーシング５６は、第１ケーシング構造体３３の第１中間ケーシング３６の外径と異なる外径を有していてもよい。さらに、第２中間ケーシング５６の内周面５６ａの直径は、第１中間ケーシング３６の内周面３６ａの直径と異なっていてもよい。いずれの場合も、第２中間ケーシング５６の内周面５６ａの中心線は、回転軸６の軸心および第２シール体５１の中心と一致する。
【００３０】
後述する図７、図８、図９、図１０、図１１、および図１２に示される実施形態でも同様に、第２ケーシング構造体３３の第２中間ケーシング５６の外径は、第１ケーシング構造体３３の第１中間ケーシング３６の外径と同一であってもよいし、異なっていてもよい。さらに、第２中間ケーシング５６の内周面５６ａの直径は、第１中間ケーシング３６の内周面３６ａの直径と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００３１】
吐出エルボ管４に形成された通孔４ｂは、第１中間ケーシング３６の内周面３６ａに沿って形成されている。すなわち、通孔４ｂは、第１中間ケーシング３６の内周面３６ａと同じ形状および同程度の大きさを有し、内周面３６ａに接続されている。第１ケーシング構造体３３の第１シール室３３ａは、下方に開放されており、吐出エルボ管４に形成された通孔４ｂを通じて、吐出エルボ管４の内部に連通する。
【００３２】
第１シール室３３ａは、第１ケーシング構造体３３の内部に形成される。より具体的には、第１上側ケーシング３５の下面３５ｂと、第１中間ケーシング３６の内周面３６ａと、により第１シール室３３ａが形成される。第１シール体３１は、第１シール室３３ａにおいて回転軸６に固定される。第１上側ケーシング３５の下面３５ｂは、回転軸６の軸心に垂直な平面である。第１中間ケーシング３６の内周面３６ａは、回転軸６の外周面と同心状にある。第１シール室３３ａは、第１貫通孔３５ａに連通しており、第１貫通孔３５ａの下側に位置している。回転軸６は、第１シール室３３ａおよび第１貫通孔３５ａを通って鉛直方向に延びている。
【００３３】
第１シール体３１は、回転軸６の軸心に垂直な環状面である上面３１ａを有している。この上面３１ａは、第１シール体３１の回転により、該上面３１ａ上を流動する液体に対して、好適な遠心力を与えることができる表面として構成される。例えば、上面３１ａには、放射状に延びる複数の溝３７が形成されている。第１シール体３１の上面３１ａは、第１シール室３３ａを形成する第１ケーシング構造体３３の内面の１つである、第１上側ケーシング３５の下面３５ｂと隙間を介して対向している。
【００３４】
第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の隙間は、第１シール体３１の回転により、該隙間に必要十分な遠心力場が生じるように第１シール体３１の回転速度、第１シール体３１の直径、および液体の動粘性を考慮して設定される。
【００３５】
図３（ａ）は、第１シール体３１の一実施形態を示す上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）に示されるように、第１シール体３１の中央部には回転軸６が嵌挿される貫通孔３１ｂが形成されている。この第１シール体３１の上面３１ａには、第１シール体３１の内周面（すなわち、貫通孔３１ｂ）から第１シール体３１の外周面まで放射状に延びる複数の溝３７が形成される。図３（ａ）に示す実施形態では、溝３７は２４本形成されているが、溝３７の数は２４本よりも多くてもよいし、少なくてもよい。図３（ａ）および図３（ｂ）に示される実施形態では、溝３７は直線状に延びており、溝３７の幅は、その内端から外端まで一定である。言及するまでもないが、第１シール体３１の上面３１ａは、該上面３１ａ上を流動する液体へ遠心力を付加する目的を有するため、溝３７は、第１シール体３１の半径方向に対して傾斜してもよいし、直線状に延びていなくてもよい。さらに、溝３７の幅は、一定でなくてもよい。
【００３６】
吐出エルボ管４（図１参照）を吐出配管２０に向かって流れる液体の一部は、通孔４ｂを通って、第１ケーシング構造体３３の第１シール室３３ａに流入する。さらに、液体は、第１シール体３１の上面３１ａに形成された溝３７、および第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の隙間を通って、第１シール体３１の中心に向かって（すなわち、回転軸６に向かって）、第１シール体３１の半径方向に流れようとする。しかしながら、回転する第１シール体３１の溝３７の作用により液体には周方向速度成分が生じるため、第１シール体３１の上面３１ａ上の液体、および溝３７内の液体には遠心力が発生する。その結果、上面３１ａ上の液体、および溝３７内の液体は、第１シール体３１の半径方向外側に向けて押し返される。さらに、第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の隙間が好適な寸法であるので、該隙間に存在する液体に遠心力を作用させることができる。その結果、第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の隙間に存在する液体、および溝３７内に存在する液体の全てに、半径方向外側への力が生じることになる。
【００３７】
このように、溝３７を有する第１シール体３１の回転により、第１シール体３１と第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の隙間に遠心力場が形成されるため、この隙間に存在する液体の静圧は、第１シール体３１の上面３１ａの半径方向外側へ向かって上昇する。以下に、第１シール体３１の回転により発生した周方向速度成分（角速度成分）を持つ単位質量の液体に生じる慣性力（加速度ａ）を表す式（１）を示す。
ａ＝ｒω２      ・・・（１）
ただし、ｒは第１シール体３１の半径であり、ωは第１シール体３１の角速度である。
【００３８】
なお、後述する第２シール体５１の回転により発生した周方向速度成分（角速度成分）を持つ単位質量の液体に生じる慣性力（加速度ａ）も、上記式（１）で表すことができる。この場合、ｒは第２シール体５１の半径であり、ωは第２シール体５１の角速度である。
【００３９】
回転する第１シール体３１によって、第１シール体３１よりも下側に存在する液体にも周方向速度成分が生じるので、第１シール室３３ａ内に存在する液体に遠心力が作用し、液体の静圧が上昇する。第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の隙間に発生する液体の静圧と、第１シール室３３ａ内に存在する液体の静圧との差が小さくなると、液体が第１貫通孔３５ａを通過して第１ケーシング構造体３３の外部に漏洩しやすくなる。本実施形態では、吐出エルボ管４に形成された通孔４ｂが第１中間ケーシング３６の内周面３６ａに沿って形成されているため、第１シール室３３ａは、吐出エルボ管４の内部に開放されている。したがって、第１シール体３１よりも下側に存在する液体の体積は、第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂにより形成された隙間の体積に対して十分に大きいとみなすことができ、第１シール体３１の下側に存在する液体の周方向速度成分を十分に小さくすることができる。その結果、第１シール室３３ａに存在する液体は、第１シール体３１の回転によって影響を受けないか、もしくは極めて僅かに影響を受けると仮定することが可能である。
【００４０】
液体が第１ケーシング構造体３３の第１貫通孔３５ａを通過すること、すなわち液体が第１ケーシング構造体３３の外部に漏洩することを防止するためには、回転する第１シール体３１によって第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の隙間に発生する液体の静圧が、第１シール室３３ａ内に存在する液体の静圧と均衡するか、もしくはそれよりも大きければよい。
【００４１】
しかしながら、吐出エルボ管４を流れる液体の圧力が非常に高い場合は、液体が第１貫通孔３５ａを通って第１ケーシング構造体３３から漏洩することがある。あるいは、軸封装置３０の周囲に立軸ポンプの他の構成部材があるために、様々なポンプおよび運転条件に応じて、第１シール体３１の直径を十分大きく設定できない場合がある。この場合も、液体が第１貫通孔３５ａを通って第１ケーシング構造体３３から漏洩することがある。そのため、軸封装置３０のシールケーシング７０は、第１ケーシング構造体３３の上側に配置された第２ケーシング構造体５３を備え、第２ケーシング構造体５３の内部には、第２シール体５１を収容する第２シール室５３ａが形成されている。図２に示される軸封装置３０では、第２ケーシング構造体５３は、第１ケーシング構造体３３の第１上側ケーシング３５に直接固定されている。図示はしないが、第２ケーシング構造体５３は、円筒形状を有するスペーサー部材を介して第１ケーシング構造体３３の第１上側ケーシング３５に固定されてもよい。
【００４２】
本実施形態では、第２ケーシング構造体５３は第１ケーシング構造体３３と同様の構成を有し、第２シール体５１は第１シール体３１と同様の構成を有する。第１ケーシング構造体３３の第１貫通孔３５ａから漏洩した液体は、第２ケーシング構造体５３の内部に形成された第２シール室５３ａに流入するが、第２シール室５３ａに収容され、回転軸６とともに回転する第２シール体５１によって、第２ケーシング構造体５３から（すなわち、軸封装置３０から）液体が漏洩することが防止される。
【００４３】
第２シール室５３ａは、第２ケーシング構造体５３の内部に形成される。より具体的には、第２上側ケーシング５５の下面５５ｂと、第２中間ケーシング５６の内周面５６ａと、第１ケーシング構造体３３の第１上側ケーシング３５の上面とにより第２シール室５３ａが形成される。第２シール体５１は、第２シール室５３ａにおいて回転軸６に固定される。第２上側ケーシング５５の下面５５ｂは、回転軸６の軸心に垂直な平面である。第２中間ケーシング５６の内周面５６ａは、回転軸６の外周面と同心状にある。第２シール室５３ａは、第２貫通孔５５ａに連通しており、第２貫通孔５５ａの下側に位置している。さらに、第２シール室５３ａは、第１貫通孔３５ａを介して第１シール室３３ａに連通しており、第１貫通孔３５ａの上側に位置している。回転軸６は、第２シール室５３ａおよび第２貫通孔５５ａを通って鉛直方向に延びている。
【００４４】
上述したように、本実施形態の第２シール体５１は、第１シール体３１と同様の構成を有する。より具体的には、第２シール体５１は、円板形状を有し、かつ回転軸６の軸心に垂直な環状面である上面５１ａを有している。この上面５１ａは、第２シール体５１の回転により、該上面５１ａ上を流動する液体に対して、好適な遠心力を与えることができる表面として構成される。図２に示される第２シール体５１の上面５１ａには、図３（ａ）および図３（ｂ）を参照して説明された複数の溝３７が形成されている。第２シール体５１の上面５１ａは、第２シール室５３ａを形成する第２ケーシング構造体５３の内面の１つである、第２上側ケーシング５５の下面５５ｂと隙間を介して対向している。
【００４５】
第２シール体５１の上面５１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間の隙間は、第２シール体５１の回転により、該隙間に必要十分な遠心力場が生じるように第２シール体５１の回転速度、第２シール体５１の直径、および液体の動粘性を考慮して設定される。第２シール体５１の上面に形成される溝３７の数を任意に設定することができる。さらに、溝３７は直線状に延びていてもよいし、第２シール体５１の半径方向に対して傾斜してもよい。あるいは、溝３７は、直線状に延びていなくてもよい。さらに、溝３７の幅は、一定であってもよいし、一定でなくてもよい。
【００４６】
第１ケーシング構造体３３の第１貫通孔３５ａを通過した液体は、第２ケーシング構造体５３の第２シール室５３ａに流入する。さらに、液体は、第２シール体５１の上面５１ａに形成された溝３７、および第２シール体５１の上面３１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間の隙間を通って、第２シール体５１の中心に向かって（すなわち、回転軸６に向かって）、第２シール体５１の半径方向に流れようとする。しかしながら、回転する第２シール体５１の溝３７の作用により液体には周方向速度成分が生じるため、第２シール体５１の上面５１ａ上の液体、および溝３７内の液体には遠心力が発生する。その結果、第２シール体５１の上面５１ａ上の液体、および溝３７内の液体は、第２シール体５１の半径方向外側に向けて押し返される。さらに、第２シール体５１の上面５１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間の隙間が好適な寸法であるので、該隙間に存在する液体に遠心力を作用させることができる。その結果、第２シール体５１の上面５１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間の隙間に存在する液体、および溝３７内に存在する液体の全てに、半径方向外側への力が生じることになる。このように、溝３７を有する第２シール体５１の回転により、第２シール体５１と第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間の隙間に遠心力場が形成されるため、この隙間に存在する液体の静圧は、第２シール体５１の上面５１ａの半径方向外側へ向かって上昇する。
【００４７】
液体が第２ケーシング構造体５３の第２貫通孔５５ａを通過すること、すなわち液体が第２ケーシング構造体５３の外部に漏洩することを防止するためには、回転する第２シール体５１によって第２シール体５１の上面５１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間の隙間に発生する液体の静圧が、第２シール室５３ａ内に存在する液体の静圧と均衡するか、もしくはそれよりも大きければよい。
【００４８】
第１シール室３３ａから第１貫通孔３５ａを通って第２シール室５３ａに流入する液体の静圧は、第１シール室３３ａ内で回転する第１シール体３１によって低減されている。すなわち、第２シール室５３ａ内の液体の静圧は、第１シール室３３ａ内の液体の静圧よりも低い。本実施形態に係る軸封装置３０では、回転する第１シール体３１によって第２シール室５３ａに流入する液体の静圧を低減し、さらに、回転する第２シール体５１によってこの低減された静圧を有する液体が第２ケーシング構造体５３から漏洩することを防止する。したがって、第１シール体３１および第２シール体５１を、このような条件を満たす形状・寸法に設計することにより本発明の目的を達成することが可能である。第１シール体３１および第２シール体５１の回転速度はポンプの運転条件に依存するため、第１シール体３１の半径および第２シール体５１の半径をポンプの仕様および運転条件に対して好適に設計し、さらに、液体が第１シール体３１および第２シール体５１の回転に伴って回転しやすい表面形状を上面３１ａおよび上面５１ａにそれぞれ形成することにより、様々なポンプ、および使用条件に対応することが可能である。
【００４９】
第１シール体３１の上面３１ａは、該第１シール体３１の回転により、第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の隙間を流動する液体に遠心力を与えることができる表面として構成される。したがって、様々なポンプおよび運転条件に応じて、第１シール体３１の半径、および第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の隙間が好適な寸法に設定されている場合には、第１シール体３１の上面３１ａは、溝３７がない平面であってもよい。
【００５０】
同様に、第２シール体５１の上面５１ａは、該第２シール体５１の回転により、第２シール体５１の上面５１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間の隙間を流動する液体に遠心力を与えることができる表面として構成される。したがって、第２シール体５１の半径、および第２シール体５１の上面５１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間の隙間が好適な寸法に設定されている場合には、第２シール体５１の上面５１ａは、溝３７がない平面であってもよい。一実施形態では、第１シール体３１の上面３１ａまたは第２シール体５１の上面５１ａのいずれか一方にのみ溝３７を形成してもよい。
【００５１】
さらに、第１シール体３１の直径および第２シール体５１の直径をポンプの仕様および運転条件に応じて設計することができる。したがって、図２に示される実施形態では、第２シール体５１の直径は、第１シール体３１の直径と同一であるが、第２シール体５１の直径は、第１シール体３１の直径と異なっていてもよい。後述する図７、図８、図９、図１０、図１１、および図１２に示される実施形態でも同様に、第２シール体５１の直径は、第１シール体３１の直径と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００５２】
図２に示される軸封装置３０は、回転軸６の軸方向に沿って配置された２つのケーシング構造体３３，５３を有するシールケーシング７０と、２つのケーシング構造体３３，５３のそれぞれの内部に形成された２つのシール室３３ａ，５３ａと、２つのシール室３３ａ，５３ａのそれぞれに収容される２つのシール体３１，５１を備えている。しかしながら、軸封装置３０は、回転軸６の軸方向に沿って配置された３つ以上のケーシング構造体を有するシールケーシングと、該３つ以上のケーシング構造体のそれぞれの内部に形成された３つ以上のシール室と、３つ以上のシール室のそれぞれに収容される３つ以上のシール体を有していてもよい。すなわち、軸封装置３０は、回転軸の軸方向に沿って配置された複数のケーシング構造体を有するシールケーシングと、複数のケーシング構造体のそれぞれの内部に形成された複数のシール室と、複数のシール室のそれぞれに収容される複数のシール体とを有していてもよい。複数のシール構造体および複数のシール体は、回転軸６の軸方向に沿って直列に配置される。シール構造体の数、およびシール体の数を、ポンプの仕様および運転条件に応じて設定することができる。
【００５３】
後述する図７、図８、図９、図１０、図１１、および図１２に示される実施形態でも同様に、軸封装置３０は、回転軸の軸方向に沿って配置された複数のケーシング構造体を有するシールケーシングと、複数のケーシング構造体のそれぞれの内部に形成された複数のシール室と、複数のシール室のそれぞれに収容される複数のシール体とを有していてもよい。
【００５４】
上述したように、本実施形態に係る軸封装置３０では、回転軸６の軸方向に直列に配置され、該回転軸６と一体的に回転する複数のシール体３１，５１によって、液体が軸封装置３０から漏洩することを防止する。したがって、立軸ポンプの吐出エルボ管４を流れる液体の圧力が高い場合でも、軸封装置３０から液体が漏洩することを防止することができる。さらに、立軸ポンプの他の構成部材が軸封装置３０の周囲に存在していることにより、シール体３１，５１の直径を大きくできない場合でも、複数のシール体３１，５１によって液体が軸封装置３０から漏洩することを効果的に防止することができる。
【００５５】
さらに、本実施形態に係る軸封装置３０は、複数のシール体３１，５１が他の部材に摺接しない非接触の軸封装置であるため、複数のシール体３１，５１が摩耗しない。したがって、軸封装置３０のメンテナンス頻度を大幅に低減させることができる。また、各シール体３１，５１は、非接触でシール機能を発揮するので、流体せん断力による熱のみが軸封装置３０で発生する。したがって、互いに摺接する構成部材を含む軸封装置と比較して、軸封装置３０で発生する熱量は極く僅かであり、冷却水、もしくはフラッシング液などの液体を軸封装置に供給するための付帯設備を別途設ける必要がない。さらに、メカニカルシールのように、回転リングと固定リング等の構成部材の表面を精密に仕上げ加工する必要がなく、正確な組立が要求されることもない。
【００５６】
図４（ａ）は、第１シール体３１の別の実施形態を示す上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示されるように、第１シール体３１の上面３１ａには、シール体３１の内周面（すなわち、貫通孔３１ｂ）からシール体３１の外周面まで放射状に延びる複数の溝３７が形成される。図４（ａ）に示す実施形態では、溝３７は２４本形成されているが、溝３７の数は２４本よりも多くてもよいし、少なくてもよい。溝３７は、放射状に延びており、溝３７の幅は、第１シール体３１の半径方向外側へ向かうほど徐々に大きくなっている。このような溝３７が形成された第１シール体３１も、該第１シール体３１の回転により第１上側ケーシング３５の下面３５ｂと第１シール体３１の上面３１ａとの間の隙間に存在する液体に効率的に遠心力を与え、該隙間に大きな遠心力場を形成することができる。言及するまでもないが、第１シール体３１の上面３１ａは、該上面３１ａ上を流動する液体へ遠心力を付加する目的を有するため、溝３７は、第１シール体３１の半径方向に対して傾斜してもよいし、直線状に延びていなくてもよい。さらに、溝３７の幅は、半径方向外側へ向かって徐々に大きくならなくてもよい。なお、図４（ａ）および図４（ｂ）に示される溝３７を、第２シール体５１の上面５１ａに形成してもよい。
【００５７】
図５（ａ）は、第１シール体３１のさらに別の実施形態を示す上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。本実施形態で特に説明しない構成は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示す第１シール体３１の構成と同様であるため、その重複する説明を省略する。本実施形態でも、放射状に延びる複数の溝３７が第１シール体３１の上面３１ａに形成されるが、該溝３７の内端３７ａは、第１シール体３１の内周面（すなわち、貫通孔３１ｂ）に到達していない。すなわち、本実施形態の溝３７の内端３７ａは、第１シール体３１の内周面と外周面との間に位置する。溝３７の幅は、その内端３７ａから外端まで一定である。このような溝３７が形成された第１シール体３１も、該第１シール体３１の回転により第１上側ケーシング３５の下面３５ｂと第１シール体３１の上面３１ａとの間の隙間に存在する液体に効率的に遠心力を与え、該隙間に大きな遠心力場を形成することができる。言及するまでもないが、第１シール体３１の上面３１ａは、該第１上面３１ａ上を流動する液体へ遠心力を付加する目的を有するため、溝３７は、第１シール体３１の半径方向に対して傾斜してもよいし、直線状に延びていなくてもよい。さらに、溝３７の幅は、一定でなくてもよい。なお、図５（ａ）および図５（ｂ）に示される溝３７を、第２シール体５１の上面５１ａに形成してもよい。
【００５８】
図６（ａ）は、第１シール体３１のさらに別の実施形態を示す上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。本実施形態で特に説明しない構成は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示す第１シール体３１の構成と同様であるため、その重複する説明を省略する。本実施形態でも、放射状に延びる複数の溝３７が第１シール体３１の上面３１ａに形成されるが、該溝３７の内端３７ａは、第１シール体３１の内周面（すなわち、貫通孔３１ｂ）に到達していない。すなわち、本実施形態の溝３７の内端３７ａは、第１シール体３１の内周面と外周面との間に位置する。溝３７の幅は、第１シール体３１の半径方向外側へ向かうほど徐々に大きくなっている。このような溝３７が形成された第１シール体３１も、該第１シール体３１の回転により第１上側ケーシング３５の下面３５ｂと第１シール体３１の上面３１ａとの間の隙間に存在する液体に効率的に遠心力を与え、該隙間に大きな遠心力場を形成することができる。言及するまでもないが、第１シール体３１の上面３１ａは、該上面３１ａ上を流動する液体へ遠心力を付加する目的を有するため、溝３７は、第１シール体３１の半径方向に対して傾斜してもよいし、直線状に延びていなくてもよい。さらに、溝３７の幅は、半径方向外側へ向かって徐々に大きくならなくてもよい。なお、図６（ａ）および図６（ｂ）に示される溝３７を、第２シール体５１の上面５１ａに形成してもよい。
【００５９】
図７は、別の実施形態に係る軸封装置３０を示す断面図である。本実施形態で特に説明しない構成は、図２に示す軸封装置３０の構成と同様であるため、その重複する説明を省略する。図７に示される軸封装置３０の第１シール体３１は、該第１シール体３１の半径方向外側に向かって下方に傾斜する上面（環状面）３１ａを有する。同様に、第２シール体５１は、該第２シール体５１の半径方向外側に向かって下方に傾斜する上面（環状面）５１ａを有する。すなわち、第１シール体３１の上面３１ａおよび第２シール体５１の上面５１ａは、回転軸６の軸心に垂直な面に対して下方に傾斜する。
【００６０】
本実施形態では、第１シール体３１の上面３１ａおよび第２シール体５１の上面５１ａは、直線状に傾斜している。より具体的には、第１シール体３１の上面３１ａおよび第２シール体５１の上面５１ａは、回転軸６の軸心と平行な断面で見たときに、直線状に傾斜する。第１シール体３１の上面３１ａと隙間を介して対向する第１上側ケーシング３５の下面３５ｂは、第１シール体３１の上面３１ａに沿って延びており、第２シール体５１の上面５１ａと隙間を介して対向する第２上側ケーシング５５の下面５５ｂは、第２シール体５１の上面５１ａに沿って延びている。より具体的には、第１上側ケーシング３５の下面３５ｂは、回転軸６の軸心と平行な断面で見たときに、第１シール体３１の上面３１ａと平行であり、同一の傾斜角度を有する。したがって、第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間に形成される隙間の大きさ（すなわち、第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の距離）は一定である。同様に、第２上側ケーシング５５の下面５５ｂは、回転軸６の軸心と平行な断面で見たときに、第２シール体５１の上面５１ａと平行であり、同一の傾斜角度を有する。したがって、第２シール体５１の上面５１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間に形成される隙間の大きさ（すなわち、第２シール体５１の上面５１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間の距離）は一定である。
【００６１】
図７に示されるように、第１シール体３１の上面３１ａおよび第２シール体５１の上面５１ａには、複数の溝３７がそれぞれ形成される。図７に示される第１シール体３１の溝３７は、第１シール体３１の内周面（すなわち、貫通孔３１ｂ）から第１シール体３１の外周面まで放射状に延びる。同様に、図７に示される第２シール体５１の溝３７は、第２シール体５１の内周面から第２シール体５１の外周面まで放射状に延びる。図３（ａ）および図３（ｂ）を参照して説明されたように、第１シール体３１および第２シール体５１の溝３７の幅はその内端から外端まで一定であってもよいし、図４（ａ）および図４（ｂ）を参照して説明されたように、各シール体３１，５１の半径方向外側へ向かうほど徐々に大きくなってもよい。あるいは、図５（ａ）および図５（ｂ）、または図６（ａ）および図６（ｂ）を参照して説明されたように、溝３７の内端３７ａが各シール体３１，５１の内周面と外周面との間に位置していてもよい。
【００６２】
本実施形態でも、第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の隙間は、第１シール体３１の回転により、該隙間に必要十分な遠心力場が生じるように第１シール体３１の回転速度、第１シール体３１の直径、および液体の動粘性を考慮して設定される。同様に、第２シール体５１の上面５１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間の隙間は、第２シール体５１の回転により、該隙間に必要十分な遠心力場が生じるように第２シール体５１の回転速度、第２シール体５１の直径、および液体の動粘性を考慮して設定される。
【００６３】
本実施形態では、回転する第１シール体３１の溝３７の作用により液体には周方向速度成分が生じるため、第１シール体３１の上面３１ａ上の液体、および溝３７内の液体には遠心力が発生する。さらに、第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の隙間が好適な寸法に設定されているので、該隙間に存在する液体に遠心力を作用させることができる。同様に、回転する第２シール体５１の溝３７の作用により液体には周方向速度成分が生じるため、第２シール体５１の上面５１ａ上の液体、および溝３７内の液体には遠心力が発生する。さらに、第２シール体５１の上面５１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間の隙間が好適な寸法に設定されているので、該隙間に存在する液体に遠心力を作用させることができる。
【００６４】
上述したように、第１シール体３１の半径、および第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の隙間が好適な寸法に設定されている場合には、第１シール体３１の上面３１ａには、溝３７が形成されなくてもよい。同様に、第２シール体５１の半径、および第２シール体５１の上面５１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間の隙間が好適な寸法に設定されている場合には、第２シール体５１の上面５１ａには、溝３７が形成されなくてもよい。あるいは、第１シール体３１の上面３１ａまたは第２シール体５１の上面５１ａのいずれか一方にのみ、溝３７を形成してもよい。
【００６５】
図７に示される軸封装置３０では、第２シール体５１は、第１シール体３１と同様の構成を有する。図示はしないが、図７に示される第１シール体３１の上面３１ａまたは第２シール体５１の上面５１ａのいずれか一方を、回転軸６の軸心に垂直な環状面として構成してもよい（図２参照）。
【００６６】
図８は、図７に示される軸封装置３０の変形例を示す断面図である。本実施形態で特に説明しない構成は、図７に示す軸封装置３０の構成と同様であるため、その重複する説明を省略する。図８に示される軸封装置３０の第１シール体３１も、該第１シール体３１の半径方向外側に向かって下方に傾斜する上面（環状面）３１ａを有するが、この上面３１ａは、湾曲している。より具体的には、第１シール体３１の上面３１ａは、回転軸６の軸心と平行な断面で見たときに、曲線状に傾斜する。図８に示される軸封装置では、第２シール体５１は、第１シール体３１の構成と同様の構成を有する。すなわち、第２シール体５１も、該第２シール体５１の半径方向外側に向かって下方に傾斜する上面（環状面）５１ａを有し、この上面５１ａは、回転軸６の軸心と平行な断面で見たときに、曲線状に傾斜する。
【００６７】
上面３１ａの曲率は一定であってもよいし、徐々に変化してもよい。上面３１ａの曲率が一定である場合は、上面３１ａは円弧状に延びる。上面３１ａの曲率が徐々に変化する場合は、上面３１ａの曲率は、第１シール体３１の内周面から第１シール体３１の外周面まで徐々に大きくなってもよいし、徐々に小さくなってもよい。第１シール体３１の上面３１ａと隙間を介して対向する第１上側ケーシング３５の下面３５ｂは、第１シール体３１の上面３１ａに沿って延びている。すなわち、第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間に形成される隙間の大きさ（すなわち、第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の距離）が一定となるように、第１上側ケーシング３５の下面３５ｂは形成される。
【００６８】
同様に、上面５１ａの曲率は一定であってもよいし、徐々に変化してもよい。上面５１ａの曲率が一定である場合は、上面５１ａは円弧状に延びる。上面５１ａの曲率が徐々に変化する場合は、上面５１ａの曲率は、第２シール体５１の内周面から第２シール体５１の外周面まで徐々に大きくなってもよいし、徐々に小さくなってもよい。第２シール体５１の上面５１ａと隙間を介して対向する第２上側ケーシング５５の下面５５ｂは、第２シール体５１の上面５１ａに沿って延びている。すなわち、第２シール体５１の上面５１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間に形成される隙間の大きさ（すなわち、第２シール体５１の上面５１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間の距離）が一定となるように、第２上側ケーシング５５の下面５５ｂは形成される。
【００６９】
図８に示される軸封装置３０では、第２シール体５１は、第１シール体３１と同様の構成を有する。図示はしないが、図８に示される第１シール体３１の上面３１ａまたは第２シール体５１の上面５１ａのいずれか一方を、回転軸６の軸心に垂直な環状面として構成してもよいし（図２参照）、半径方向外側に向かって下方に直線状に傾斜させてもよい（図７参照）。
【００７０】
図７または図８に示される軸封装置３０も、回転軸６の軸方向に直列に配置され、該回転軸６と一体的に回転する複数のシール体３１，５１によって、液体が軸封装置３０から漏洩することを防止する。したがって、立軸ポンプの吐出エルボ管４を流れる液体の圧力が高い場合でも、軸封装置３０から液体が漏洩することを防止することができる。さらに、立軸ポンプの他の構成部材が軸封装置３０の周囲に存在していることにより、シール体３１，５１の直径を大きくできない場合でも、複数のシール体３１，５１によって液体が軸封装置３０から漏洩することを効果的に防止することができる。
【００７１】
さらに、本実施形態に係る軸封装置３０は、複数のシール体３１，５１が他の部材に摺接しない非接触の軸封装置であるため、複数のシール体３１，５１が摩耗しない。したがって、軸封装置３０のメンテナンス頻度を大幅に低減させることができる。また、各シール体３１，５１は、非接触でシール機能を発揮するので、流体せん断力による熱のみが軸封装置３０で発生する。したがって、互いに摺接する構成部材を含む軸封装置と比較して、軸封装置３０で発生する熱量は極く僅かであり、冷却水、もしくはフラッシング液などの液体を軸封装置に供給するための付帯設備を別途設ける必要がない。さらに、メカニカルシールのように、回転リングと固定リング等の構成部材の表面を精密に仕上げ加工する必要がなく、正確な組立が要求されることもない。
【００７２】
図９は、さらに別の実施形態に係る軸封装置３０を示す断面図である。本実施形態で特に説明しない構成は、図２に示す軸封装置３０の構成と同様であるため、その重複する説明を省略する。図９に示される軸封装置３０は、第２シール体５１の上方に設けられた、回転軸６と第２貫通孔５５ａとの間の隙間を封止する非接触式の上側シール構造体４５をさらに備えている。
【００７３】
図９に示されるように、第２上側ケーシング５５は、回転軸６の長手方向に沿って上方に延びる延長部５５ｃを有する。延長部５５ｃは、円筒形状を有しており、回転軸６を取り囲んでいる。回転軸６が貫通する第２貫通孔５５ａは、延長部５５ｃを含む第２上側ケーシング５５の内周面全体によって形成される。回転軸６の外周面にはスリーブ４７が固定されており、このスリーブ４７は、第２上側ケーシング５５の第２貫通孔５５ａを通って鉛直方向に延びている。スリーブ４７の外周面と第２貫通孔５５ａとの間には、隙間が形成される。
【００７４】
本実施形態の非接触式の上側シール構造体４５は、第２上側ケーシング５５の延長部５５ｃとスリーブ４７とで構成されるラビリンスシールである。非接触式の上側シール構造体４５は、ラビリンス構造を有しないフラットシールであってもよい。
【００７５】
ラビリンスシールのラビリンス構造は、例えば、第２貫通孔５５ａに形成された複数の平行溝（図示せず）である。ラビリンス構造を構成する複数の平行溝は、スリーブ４７の外周面に形成されてもよいし、第２貫通孔５５ａおよびスリーブ４７の外周面の両方に形成されてもよい。複数の平行溝は、互いに平行であり、各平行溝は、第２貫通孔５５ａおよび／またはスリーブ４７の外周面上で回転軸６の軸心と垂直な面内を延びる。隣接する平行溝の間の間隔は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。さらに、平行溝の頂部の断面形状は任意である。例えば、平行溝の頂部は、三角形の断面形状を有していてもよいし、四角形の断面形状を有していてもよいし、台形の断面形状を有していてもよい。あるいは、平行溝の頂部は、丸められた断面形状（例えば、半球の断面形状）を有していてもよい。
【００７６】
ラビリンス構造を構成する溝は、第２貫通孔５５ａおよび／またはスリーブ４７の外周面上で螺旋状に延びるねじ溝であってもよい。螺旋状に延びるねじ溝の回転方向は、好ましくは、回転軸６を回転させたときに、液体を第２シール室５３ａに押し返すポンプ作用を発揮する方向である。すなわち、ねじ溝は、回転軸６の回転方向とは反対方向に螺旋状に延びるのが好ましい。ねじ溝のピッチ、および条数は任意である。例えば、１本のねじ溝を第２貫通孔５５ａおよび／またはスリーブ４７の外周面上に不等ピッチで形成してもよいし、多条のねじ溝を第２貫通孔５５ａおよび／またはスリーブ４７の外周面上に形成してもよい。ねじ溝の頂部の形状は任意である。例えば、ねじ溝の頂部は、三角形の断面形状を有していてもよいし、四角形の断面形状を有していてもよいし、台形の断面形状を有していてもよい。あるいは、ねじ溝の頂部は、丸められた断面形状（例えば、半球の断面形状）を有していてもよい。
【００７７】
さらに、軸封装置３０は、上側シール構造体４５を取り囲む漏液カバー４８を有する。漏液カバー４８は、第２上側ケーシング５５の上面に固定される。すなわち、シールケーシング７０の上部に固定される。漏液カバー４８の側壁には、該漏液カバー４８の内部空間４８ａを外部に連通させる開口４８ｂが設けられ、この開口４８ｂによって、内部空間４８ａと漏液カバー４８の外部とが連通する。さらに、この開口４８ｂには、漏液管４９が接続される。漏液管４９は、吸込水槽５（図１参照）内にまで延びており、漏液管４９の先端は吸込水槽５内の液面の上方に位置している。一実施形態では、漏液管４９の先端はポンプ据付床２２（図１参照）に形成された側溝（図示せず）の上方に位置していてもよい。漏液管４９から側溝に流れた液体は、該側溝を介して吸込水槽５に戻されてもよいし、図示しないタンクなどの回収容器に回収されてもよい。漏液カバー４８に、複数の開口４８ｂを設けてもよい。この場合、各開口４８ｂに漏液管４９が接続される。
【００７８】
第２ケーシング構造体５３の第２シール室５３ａ内に存在する液体の圧力が、第２シール体５１の回転によって第２上側ケーシング５５の下面５５ｂと第２シール体５１の上面５１ａとの間の隙間に存在する液体へ与える遠心力よりも高い場合は、液体は上側シール構造体４５まで到達する。この場合、液体は、上側シール構造体４５を通過する際に減圧され、漏液カバー４８の内部空間４８ａに流入する。
【００７９】
漏液カバー４８の内部空間４８ａは、開口４８ｂを介して漏液管４９に接続され、漏液管４９の先端は、吸込水槽５内で大気に連通しているので、内部空間４８ａに漏れた液体は、吸込水槽５に戻される。したがって、漏液カバー４８から液体が漏洩することが防止される。漏液管４９の先端がポンプ据付床２２（図１参照）に形成された側溝（図示せず）の上方に位置している場合は、漏液管４９の先端は、側溝の上方で大気に連通しているので、内部空間４８ａに漏れた液体は、側溝を介して吸込水槽５に戻されるか、または回収タンクに回収される。
【００８０】
図９に示されるように、漏液カバー４８の内部空間４８ａ内で、回転軸６に水切板５０を固定してもよい。水切板５０は上側シール構造体４５の上方に配置されている。上側シール構造体４５を通過した液体が水切板５０に衝突することにより、液体の移動方向を側方または下方に変更させることができる。
【００８１】
上側シール構造体４５は、回転軸６と一体的に回転するスリーブ４７が第２上側ケーシング５５に接触しない非接触型シールである。したがって、スリーブ４７および第２上側ケーシング５５は摩耗せず、上側シール構造体４５のメンテナンス頻度を大幅に下げることができる。さらに、上側シール構造体４５は非接触でシール機能を発揮するので、摩擦熱が発生せず、冷却水およびフラッシング液などの液体を上側シール構造体４５に供給する必要もない。
【００８２】
上側シール構造体４５は、回転する第２シール体５１によって第２シール体５１の上面５１ａと第２上側ケーシング５５の下面５５ｂとの間の隙間に発生する液体の静圧が、第２シール室５３ａ内に存在する液体の静圧よりも小さい場合でも、液体が軸封装置３０の外部に漏洩することを防止する補助シールとして機能する。一実施形態では、第２シール体５１の形状・寸法、および／または上側シール構造体４５の形状を適切に設計することにより、上側シール構造体４５を通過する液体の量を調整してもよい。
【００８３】
軸封装置３０が３つ以上のケーシング構造体と、該ケーシング構造体のそれぞれに形成されたシール室に収容される３つ以上のシール体を有している場合は、上側シール構造体４５は、最も上側に位置するシール体の上方に配置される。より具体的には、上側シール構造体４５は、最も上側に位置するケーシング構造体の上側ケーシングに設けられた延長部と、回転軸６に固定されたスリーブとで構成され、最も上側に位置するケーシング構造体の貫通孔と回転軸６との間の隙間を封止する。
【００８４】
図１０は、さらに別の実施形態に係る軸封装置３０を示す断面図である。本実施形態で特に説明しない構成は、図２に示す軸封装置３０の構成と同様であるため、その重複する説明を省略する。図１０に示される軸封装置３０の第１ケーシング構造体３３は、上述した第１上側ケーシング３５と第１中間ケーシング３６だけでなく、下側ケーシング３４を備える。
【００８５】
下側ケーシング３４は、回転軸６が貫通する下側貫通孔３４ａを有しており、下側貫通孔３４ａの中心線は、回転軸６の軸心に一致する。第１中間ケーシング３６は、円筒形状の内周面３６ａを有している。第１中間ケーシング３６は、下側ケーシング３４と第１上側ケーシング３５とに挟まれた状態で、該下側ケーシング３４と第１上側ケーシング３５に固定される。これにより、第１シール体３１が収容される第１シール室３３ａが第１ケーシング構造体３３内に形成される。
【００８６】
本実施形態では、第１シール室３３ａは、第１上側ケーシング３５の下面３５ｂと、第１中間ケーシング３６の内周面３６ａと、下側ケーシング３４の上面３４ｂとにより形成される。第１シール体３１は、第１シール室３３ａの内部で回転軸６に固定される。第１上側ケーシング３５の下面３５ｂおよび下側ケーシング３４の上面３４ｂは、回転軸６に垂直な平面であり、第１中間ケーシング３６の内周面３６ａは、回転軸６の外周面と同心状にある。第１シール室３３ａは、下側貫通孔３４ａおよび第１貫通孔３５ａに連通しており、第１シール室３３ａは下側貫通孔３４ａと第１貫通孔３５ａとの間に位置している。回転軸６は、下側貫通孔３４ａ、第１シール室３３ａ、および第１貫通孔３５ａを通って鉛直方向に延びている。
【００８７】
本実施形態では、下側ケーシング３４は、回転軸６の長手方向に沿って下方に延びる下側延長部３４ｃを有する。下側延長部３４ｃは、円筒形状を有しており、回転軸６を取り囲んでいる。回転軸６が貫通する下側貫通孔３４ａは、延長部３４ｃを含む下側ケーシング３４の内周面全体によって形成される。
【００８８】
図１０に示されるように、軸封装置３０は、吐出エルボ管４に形成された通孔４ｂを塞ぐように、吐出エルボ管４の軸封装置取付面４ａ上に固定される。本実施形態では、下側ケーシング３４の下面が軸封装置取付面４ａに連結される。
【００８９】
さらに、回転軸６の外周面にはスリーブ４１が固定されており、このスリーブ４１は、下側ケーシング３４の下側貫通孔３４ａを通って鉛直方向に延びている。スリーブ４１の外周面と下側貫通孔３４ａとの間には、隙間が形成される。
【００９０】
本実施形態では、下側ケーシング３４の下側延長部３４ｃとスリーブ４１とで、下側シール構造体４０が構成される。下側シール構造体４０は、ラビリンス構造を有するラビリンスシールであってもよいし、ラビリンス構造を有しないフラットシールであってもよい。
【００９１】
ラビリンスシールのラビリンス構造は、例えば、下側貫通孔３４ａに形成された複数の平行溝（図示せず）である。ラビリンス構造を構成する複数の平行溝は、スリーブ４１の外周面に形成されてもよいし、下側貫通孔３４ａおよびスリーブ４１の外周面の両方に形成されてもよい。複数の平行溝は、互いに平行であり、各平行溝は、下側貫通孔３４ａおよび／またはスリーブ４１の外周面上で回転軸６の軸心と垂直な面内を延びる。隣接する平行溝の間の間隔は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。さらに、平行溝の頂部の断面形状は任意である。例えば、平行溝の頂部は、三角形の断面形状を有していてもよいし、四角形の断面形状を有していてもよいし、台形の断面形状を有していてもよい。あるいは、平行溝の頂部は、丸められた断面形状（例えば、半球の断面形状）を有していてもよい。
【００９２】
ラビリンス構造を構成する溝は、下側貫通孔３４ａおよび／またはスリーブ４１の外周面上で螺旋状に延びるねじ溝であってもよい。螺旋状に延びるねじ溝の回転方向は、好ましくは、回転軸６を回転させたときに、液体を吐出エルボ管４に形成された通孔４ｂに押し返すポンプ作用を発揮する方向である。すなわち、ねじ溝は、回転軸６の回転方向とは反対方向に螺旋状に延びるのが好ましい。ねじ溝のピッチ、および条数は任意である。例えば、１本のねじ溝を下側貫通孔３４ａおよび／またはスリーブ４１の外周面上に不等ピッチで形成してもよいし、多条のねじ溝を下側貫通孔３４ａおよび／またはスリーブ４１の外周面上に形成してもよい。ねじ溝の頂部の形状は任意である。例えば、ねじ溝の頂部は、三角形の断面形状を有していてもよいし、四角形の断面形状を有していてもよいし、台形の断面形状を有していてもよい。あるいは、ねじ溝の頂部は、丸められた断面形状（例えば、半球の断面形状）を有していてもよい。
【００９３】
本実施形態では、第１ケーシング構造体３３の側壁、より具体的には、第１中間ケーシング３６には、第１シール室３３ａに連通する開口３３ｂが形成されている。この開口３３ｂは、第１シール室３３ａから第１ケーシング構造体３３の外面（すなわち、第１中間ケーシング３６の外面）まで延びている。図１０に示される開口３３ｂは、回転軸６の径方向に延びている。一実施形態では、開口３３ｂは、回転軸６の径方向に対して上方または下方に延びてもよい。あるいは、開口３３ｂは、回転軸６の径方向に対して斜めに延びてもよい。この開口３３ｂによって、第１シール室３３ａと第１ケーシング構造体３３の外部とが連通する。開口３３ｂには、第１ドレイン管４３が接続されている。第１ドレイン管４３は、吸込水槽５（図１参照）内にまで延びており、第１ドレイン管４３の先端は吸込水槽５内の液面の上方に位置している。
【００９４】
一実施形態では、第１ドレイン管４３の先端はポンプ据付床２２（図１参照）に形成された側溝（図示せず）の上方に位置していてもよい。第１ドレイン管４３から側溝に流れた液体は、該側溝を介して吸込水槽５に戻されてもよいし、図示しないタンクなどの回収容器に回収されてもよい。
【００９５】
複数の開口３３ｂを設けてもよい。この場合、隣接する開口３３ｂの間の間隔は、任意である。例えば、第１ケーシング構造体３３の内周面３６ａの周方向に１８０°離れた２つの開口３３ｂを第１ケーシング構造体３３の側壁に設けてもよいし、第１ケーシング構造体３３の内周面３６ａの周方向に９０°離れた４つの開口３３ｂを第１ケーシング構造体３３の側壁に設けてもよい。複数の開口３３ｂが設けられる場合は、各開口３３ｂに第１ドレイン管４３が接続される。
【００９６】
吐出エルボ管４（図１参照）を吐出配管２０に向かって流れる液体の一部は、通孔４ｂを通って、下側シール構造体４０に流入する。さらに、液体は、下側シール構造体４０を通過して第１シール室３３ａに流入する。液体は、下側シール構造体４０を通過する際に減圧される。下側シール構造体４０を通過して第１シール室３３ａに到達した液体は、第１ケーシング構造体３３の側壁に設けられた開口３３ｂを通って第１ドレイン管４３に流入し、吸込水槽５に戻される。第１シール室３３ａに到達した液体は、大気と連通する第１ドレイン管４３を通って吸込水槽５に戻されるので、第１ケーシング構造体３３の第１シール室３３ａ内の液体の圧力は低下する。したがって、第１シール体３１が発生すべき液体の圧力は、図２に示した実施形態よりも低くなる。さらに、第２ケーシング構造体５３の第２シール室５３ａへ流入する液体の圧力も低減されるので、軸封装置３０からの液体の漏洩を防止するために第２シール体５１が発生すべき液体の圧力は、図２に示した実施形態よりも低くなる。その結果、本実施形態の軸封装置３０は、図２に示した軸封装置３０と比較して、より高圧の液体の漏洩を防止することができる。さらに、本実施形態の軸封装置３０と、図２に示した軸封装置３０とを比較すると、第１シール体３１および第２シール体５１の直径を小さくすることができるので、軸封装置３０の大きさ（特に、回転軸６の軸心に対して垂直な方向における軸封装置３０の大きさ）を減少させることができる。
【００９７】
本実施形態では、開口３３ｂの数、および／または開口３３ｂの直径の大きさを変更することにより、第１シール室３３ａ内の液体の圧力を調整することができる。したがって、開口３３ｂの数、および／または開口３３ｂの直径の大きさを適切に設計することにより、第１ケーシング構造体３３の第１貫通孔３５ａを通過して、第２ケーシング構造体５３の第２シール室５３ａに流入する液体の圧力を調節することができる。
【００９８】
本実施形態では、回転する第１シール体３１によって、第１シール室３３ａ内で第１シール体３１よりも下側に存在する液体にも周方向速度成分が生じる。したがって、第１シール室３３ａ内で第１シール体３１よりも下側に存在する液体にも遠心力が作用し、第１シール室３３ａ内の液体の静圧が上昇する。第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の隙間に発生する液体の静圧と、第１シール室３３ａ内に存在する液体の静圧との差が小さくなると、第２ケーシング構造体５３の第２シール室５３ａに流入する液体の量が増加する。したがって、第１シール体３１よりも下側に存在する液体の体積を、第１シール体３１の上面３１ａと第１上側ケーシング３５の下面３５ｂとの間の隙間の体積よりも十分に大きくするのが好ましい。例えば、第１シール体３１の下面と下側ケーシング３４の上面３４ｂとの間の距離を増加させることにより、第１シール体３１よりも下側に存在する液体の体積を増加させることができる。
【００９９】
下側シール構造体４０は、回転軸６と一体的に回転するスリーブ４１が下側ケーシング３４に接触しない非接触型シールである。したがって、スリーブ４１および下側ケーシング３４は摩耗せず、下側シール構造体４０のメンテナンス頻度を大幅に下げることができる。さらに、下側シール構造体４０は非接触でシール機能を発揮するので、摩擦熱が発生せず、冷却水およびフラッシング液などの液体を下側シール構造体４０に供給する必要もない。
【０１００】
図１０に示されるように、第２ケーシング構造体５３の側壁、より具体的には、第２中間ケーシング５６に、第２シール室５３ａに連通する開口５３ｂを形成してもよい。この開口５３ｂは、第２シール室５３ａから第２ケーシング構造体５３の外面（すなわち、第２中間ケーシング５６の外面）まで延びている。図１０に示される開口５３ｂは、回転軸６の径方向に延びている。一実施形態では、開口５３ｂは、回転軸６の径方向に対して上方または下方に延びてもよい。あるいは、開口５３ｂは、回転軸６の径方向に対して斜めに延びてもよい。この開口５３ｂによって、第２シール室５３ａと第２ケーシング構造体５３の外部とが連通する。開口５３ｂには、第２ドレイン管５４が接続されている。第２ドレイン管５４は、吸込水槽５（図１参照）内にまで延びており、第２ドレイン管５４の先端は吸込水槽５内の液面の上方に位置している。
【０１０１】
一実施形態では、第２ドレイン管５４の先端はポンプ据付床２２（図１参照）に形成された側溝（図示せず）の上方に位置していてもよい。第２ドレイン管５４から側溝に流れた液体は、該側溝を介して吸込水槽５に戻されてもよいし、図示しないタンクなどの回収容器に回収されてもよい。
【０１０２】
複数の開口５３ｂを設けてもよい。上述した開口３３ｂと同様に、隣接する開口５３ｂの間の間隔は、任意である。複数の開口５３ｂが設けられる場合は、各開口５３ｂに第２ドレイン管５４が接続される。
【０１０３】
第１シール室３３ａから第１貫通孔３５ａを通過して第２シール室５３ａに到達した液体は、第２ケーシング構造体５３の側壁に設けられた開口５３ｂを通って第２ドレイン管５４に流入し、吸込水槽５に戻される。第２シール室５３ａに到達した液体は、大気と連通する第２ドレイン管５４を通って吸込水槽５に戻されるので、第２ケーシング構造体５３の第２シール室５３ａ内の液体の圧力は低下する。軸封装置３０が第１ケーシング構造体３３の側壁に設けられた開口３３ｂだけでなく、第２ケーシング構造体５３の側壁に設けられた開口５３ｂを有する場合は、軸封装置３０からの液体の漏洩を防止するために第１シール体３１および第２シール体５１が発生すべき液体の圧力をさらに低減することができる。その結果、本実施形態の軸封装置３０は、高圧の液体の漏洩を効果的に防止することができる。さらに、第１シール体３１および第２シール体５１の直径をさらに小さくすることができるので、軸封装置３０の大きさ（特に、回転軸６の軸心に対して垂直な方向における軸封装置３０の大きさ）を減少させることができる。
【０１０４】
図示はしないが、第１ケーシング構造体３３の側壁に設けられた開口３３ｂおよびこの開口３３ｂに接続される第１ドレイン管４３を省略してもよい。この場合、軸封装置３０は、第２ケーシング構造体５３の側壁に設けられた開口５３ｂおよびこの開口５３ｂに接続される第２ドレイン管５４のみを有する。
【０１０５】
さらに、第１シール体３１の形状・寸法、第２シール体５１の形状・寸法、および下側シール構造体４０の形状を適切に設計することにより、第１ケーシング構造体３３の側壁に設けられた開口３３ｂ、および第２ケーシング構造体５３の側壁に設けられた開口５３ｂを省略してもよい。この場合、第１ケーシング構造体３３の側壁に設けられた開口３３ｂに接続される第１ドレイン管４３、および第２ケーシング構造体５３の側壁に設けられた開口５３ｂに接続される第２ドレイン管５４も省略される。
【０１０６】
軸封装置３０が３つ以上のケーシング構造体と、該ケーシング構造体のそれぞれに形成されたシール室に収容される３つ以上のシール体を有している場合は、下側シール構造体４０は、最も下側に位置するシール体の下方に配置される。より具体的には、下側シール構造体４０は、最も下側に位置するケーシング構造体の下側ケーシングに設けられた下側延長部と、回転軸６に固定されたスリーブとで構成され、最も下側に位置するケーシング構造体の貫通孔と回転軸６との間の隙間を封止する。
【０１０７】
さらに、軸封装置３０のシールケーシング７０が３つ以上のケーシング構造体（すなわち、３つ以上のシール室）を有する場合は、少なくとも一つのシール室と該シール室の外部とを連通する少なくとも一つの開口を設ければよい。すなわち、シールケーシング７０は、複数のシール室のうちの少なくとも一つのシール室とシールケーシング７０の外部とを連通する少なくとも１つの開口を有していればよい。この場合も、開口には、ドレイン管が接続される。あるいは、複数のシール体の形状・寸法、および下側シール構造体４０の形状を適切に設計することにより、シールケーシング７０は、上記少なくとも一つの開口を有していなくてもよい。
【０１０８】
図１１は、さらに別の実施形態に係る軸封装置３０を示す断面図である。本実施形態で特に説明しない構成は、図１０に示す軸封装置３０の構成と同様であるため、その重複する説明を省略する。図１１に示される軸封装置３０では、図１０に示される軸封装置３０に、図９を参照して説明された上側シール構造体４５が取り付けられている。したがって、本実施形態の上側シール構造体４５の構成は、図９に示される上側シール構造体４５の構成と同様であるため、上側シール構造体４５の詳細な説明を省略する。なお、以下の説明では、第２上側ケーシング５３の延長部５５ｃを上側延長部５５ｃと称する。
【０１０９】
図１１に示されるように、本実施形態の軸封装置３０の第１ケーシング構造体３３も、第１上側ケーシング３５、下側ケーシング３４、および第１上側ケーシング３５と下側ケーシング３５に挟まれる第１中間ケーシング３６を備える。第１シール体３１は、第１上側ケーシング３５の下面３５ｂと、第１中間ケーシング３６の内周面３６ａと、下側ケーシング３４の上面３４ｂとによって形成される第１シール室３３ａの内部で回転軸６に固定される。
【０１１０】
第１ケーシング構造体３３の下側ケーシング３４は、回転軸６の長手方向に沿って下方に延びる下側延長部３４ｃを有し、回転軸６が貫通する下側貫通孔３４ａは、下側延長部３４ｃを含む下側ケーシング３４の内周面全体によって形成されている。回転軸６の外周面にはスリーブ４１が固定されており、このスリーブ４１は、下側ケーシング３４の下側貫通孔３４ａを通って鉛直方向に延びている。スリーブ４１の外周面と下側貫通孔３４ａとの間には、隙間が形成される。上述したように、本実施形態の非接触式の下側シール構造体４０は、下側ケーシング３４の下側延長部３４ｃとスリーブ４１とで構成されるラビリンスシール、またはフラットシールである。回転軸６は、下側貫通孔３４ａ、第１シール室３３ａ、および第１貫通孔３５ａを通って鉛直方向に延びている。
【０１１１】
第２ケーシング構造体５３の第２上側ケーシング５５は、回転軸６の長手方向に沿って上方に延びる上側延長部５５ｃを有し、回転軸６が貫通する第２貫通孔５５ａは、上側延長部５５ｃを含む第２上側ケーシング５５の内周面全体によって形成されている。回転軸６の外周面にはスリーブ４７が固定されており、このスリーブ４７は、第２上側ケーシング５５の第２貫通孔５５ａを通って鉛直方向に延びている。スリーブ４７の外周面と第２貫通孔５５ａとの間には、隙間が形成される。上述したように、本実施形態の非接触式の上側シール構造体４５は、第２上側ケーシング５５の上側延長部５５ｃとスリーブ４７とで構成されるラビリンスシール、またはフラットシールである。
【０１１２】
本実施形態によれば、下側シール構造体４０を通過して第１シール室３３ａに流入した液体は、下側シール構造体４０を通過する際に減圧される。さらに、下側シール構造体４０を通過して第１シール室３３ａに到達した液体の一部は、第１ケーシング構造体３３の側壁に設けられた開口３３ｂを通ってドレイン管４３に流入し、吸込水槽５に戻される。第１シール室３３ａに到達した液体の一部が大気と連通するドレイン管４３を通って吸込水槽５に戻されるので、第１ケーシング構造体３３の第１シール室３３ａ内の液体の圧力は低下する。したがって、軸封装置３０からの液体の漏洩を防止するために第１シール体３１および第２シール体５１が発生すべき液体の圧力を低下させることができる。
【０１１３】
一実施形態では、第２ケーシング構造体５３の側壁に、第２シール室５３ａに連通する開口５３ｂ（図１０参照）を設けてもよい。この場合、第２シール室５３ａ内の液体の圧力をさらに低減することができるので、軸封装置３０からの液体の漏洩を防止するために第１シール体３１および第２シール体５１が発生すべき液体の圧力をさらに低下させることができる。
【０１１４】
上述したように、第１シール体３１の形状・寸法、第２シール体５１の形状・寸法、および下側シール構造体４０の形状を適切に設計することにより、第１ケーシング構造体３３の側壁に設けられた開口３３ｂ、および第２ケーシング構造体５３の側壁に設けられた開口５３ｂを省略してもよい。
【０１１５】
さらに、第２ケーシング構造体５３の第２シール室５３ａ内に存在する液体の圧力が、第２シール体５１の回転によって第２上側ケーシング５５の下面５５ｂと第２シール体５１の上面５１ａとの間の隙間に存在する液体へ与える遠心力よりも高くても、液体は、上側シール構造体４５を通過する際にさらに減圧され、漏液カバー４８の内部空間４８ａに流入する。しかしながら、漏液カバー４８の内部空間４８ａに流入した液体は、漏液管４９を介して吸込水槽５に戻される。したがって、この軸封装置３０によって、該軸封装置３０から液体が漏洩することを確実に防止することができる。一実施形態では、第１シール体３１の形状・寸法、第２シール体５１の形状・寸法、上側シール構造体４５の形状、および下側シール構造体４０の形状を適切に設計することにより、液体が第２ケーシング構造体５３の第２貫通孔５５ａを通過することを防止することができる。あるいは、シール体３１の形状・寸法、第２シール体５１の形状・寸法、上側シール構造体４５の形状、および下側シール構造体４０の形状を適切に設計することにより、上側シール構造体４５を通過する液体の量を調整してもよい。
【０１１６】
軸封装置３０が３つ以上のケーシング構造体と、該ケーシング構造体のそれぞれに形成されたシール室に収容される３つ以上のシール体を有している場合は、上側シール構造体４５は、最も上側に位置するシール体の上方に配置される。より具体的には、上側シール構造体４５は、最も上側に位置するケーシング構造体の上側ケーシングに設けられた上側延長部と、回転軸６に固定されたスリーブとで構成され、最も上側に位置するケーシング構造体の貫通孔と回転軸６との間の隙間を封止する。さらに、下側シール構造体４０は、最も下側に位置するシール体の下方に配置される。より具体的には、下側シール構造体４０は、最も下側に位置するケーシング構造体の下側ケーシングに設けられた下側延長部と、回転軸６に固定されたスリーブとで構成され、最も下側に位置するケーシング構造体の貫通孔と回転軸との間の隙間を封止する。
【０１１７】
さらに、軸封装置３０のシールケーシング７０が３つ以上のケーシング構造体（すなわち、３つ以上のシール室）を有する場合は、少なくとも一つのシール室と該シール室の外部とを連通する少なくとも一つの開口を設ければよい。すなわち、シールケーシング７０は、複数のシール室のうちの少なくとも一つのシール室とシールケーシング７０の外部とを連通する少なくとも１つの開口を有していればよい。この場合も、開口には、ドレイン管が接続される。あるいは、複数のシール体の形状・寸法、および下側シール構造体４０の形状を適切に設計することにより、シールケーシング７０は、上記少なくとも一つの開口を有していなくてもよい。
【０１１８】
本実施形態に係る軸封装置３０も、回転軸６の軸方向に直列に配置され、該回転軸６と一体的に回転する複数のシール体３１，５１によって、液体が軸封装置３０から漏洩することを防止する。したがって、立軸ポンプの吐出エルボ管４を流れる液体の圧力が高い場合でも、軸封装置３０から液体が漏洩することを防止することができる。さらに、立軸ポンプの他の構成部材が軸封装置３０の周囲に存在していることにより、シール体３１，５１の直径を大きくできない場合でも、複数のシール体３１，５１によって液体が軸封装置３０から漏洩することを効果的に防止することができる。
【０１１９】
さらに、本実施形態に係る軸封装置３０は、複数のシール体３１，５１が他の部材に摺接しない非接触の軸封装置であるため、複数のシール体３１，５１が摩耗しない。したがって、軸封装置３０のメンテナンス頻度を大幅に低減させることができる。また、各シール体３１，５１は、非接触でシール機能を発揮するので、流体せん断力による熱のみが軸封装置３０で発生する。したがって、互いに摺接する構成部材を含む軸封装置と比較して、軸封装置３０で発生する熱量は極く僅かであり、冷却水、もしくはフラッシング液などの液体を軸封装置に供給するための付帯設備を別途設ける必要がない。さらに、メカニカルシールのように、回転リングと固定リング等の構成部材の表面を精密に仕上げ加工する必要がなく、正確な組立が要求されることもない。
【０１２０】
さらに、上側シール構造体４５は、回転軸６と一体的に回転するスリーブ４７が上側ケーシング３５に接触しない非接触型シールである。同様に、下側シール構造体４０は、回転軸６と一体的に回転するスリーブ４１が下側ケーシング３４に接触しない非接触型シールである。したがって、上側シール構造体４５および下側シール構造体４０のメンテナンス頻度を大幅に下げることができる。さらに、上側シール構造体４５および下側シール構造体４０は、非接触でシール機能を発揮するので、接触による摩擦熱が発生せず、冷却水およびフラッシング液などの液体を上側シール構造体４５および下側シール構造体４０に供給する必要もない。
【０１２１】
図１２は、さらに別の実施形態に係る軸封装置３０を示す断面図である。本実施形態で特に説明しない構成は、図２に示す軸封装置３０の構成と同様であるため、その重複する説明を省略する。図１２に示される軸封装置３０は、回転軸６と第１貫通孔３５ａとの間の隙間を封止する非接触式の中間シール構造体６０を備える。
【０１２２】
さらに、図１２に示される軸封装置３０は、図９を参照して説明された漏液カバー４８を備え、この漏液カバー４８の側壁には、該漏液カバー４８の内部空間４８ａを外部に連通させる少なくとも一つの開口４８ｂが設けられる。開口４８ｂには、上述した漏液管４９が接続されている。図１２に示されるように、漏液カバー４８の内部空間４８ａ内で、回転軸６に上述した水切板５０を固定してもよい。
【０１２３】
さらに、この軸封装置３０の第２ケーシング構造体５３の側壁には、図１０を参照して説明された少なくとも一つの開口５３ｂが設けられており、この開口５３ｂには、上述した第２ドレイン管５４が接続されている。
【０１２４】
図１２に示される軸封装置３０では、回転軸６の外周面にスリーブ６１が固定されており、このスリーブ６１は、第１ケーシング構造体３３の第１上側ケーシング３５に形成された第１貫通孔３５ａを通って鉛直方向に延びている。スリーブ６１と第１貫通孔３５ａとの間には隙間が形成される。第１ケーシング構造体３３の第１シール室３３ａは、スリーブ６１と第１貫通孔３５ａとの間に形成された隙間を介して第２ケーシング構造体５３の第２シール室５３ａに連通する。
【０１２５】
本実施形態の非接触式の中間シール構造体６０は、第１上側ケーシング３５に形成された第１貫通孔３５ａとスリーブ６１とで構成されるラビリンスシールである。非接触式の中間シール構造体６０は、ラビリンス構造を有しないフラットシールであってもよい。
【０１２６】
ラビリンスシールのラビリンス構造は、例えば、第１貫通孔３５ａに形成された複数の平行溝（図示せず）である。ラビリンス構造を構成する複数の平行溝は、スリーブ６１の外周面に形成されてもよいし、第１貫通孔３５ａおよびスリーブ６１の外周面の両方に形成されてもよい。複数の平行溝は、互いに平行であり、各平行溝は、第１貫通孔３５ａおよび／またはスリーブ６１の外周面上で回転軸６の軸心と垂直な面内を延びる。隣接する平行溝の間の間隔は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。さらに、平行溝の頂部の断面形状は任意である。例えば、平行溝の頂部は、三角形の断面形状を有していてもよいし、四角形の断面形状を有していてもよいし、台形の断面形状を有していてもよい。あるいは、平行溝の頂部は、丸められた断面形状（例えば、半球の断面形状）を有していてもよい。
【０１２７】
ラビリンス構造を構成する溝は、第１貫通孔３５ａおよび／またはスリーブ６１の外周面上で螺旋状に延びるねじ溝であってもよい。螺旋状に延びるねじ溝の回転方向は、好ましくは、回転軸６を回転させたときに、液体を第１シール室３３ａに押し返すポンプ作用を発揮する方向である。すなわち、ねじ溝は、回転軸６の回転方向とは反対方向に螺旋状に延びるのが好ましい。ねじ溝のピッチ、および条数は任意である。例えば、１本のねじ溝を第１貫通孔３５ａおよび／またはスリーブ６１の外周面上に不等ピッチで形成してもよいし、多条のねじ溝を第１貫通孔３５ａおよび／またはスリーブ６１の外周面上に形成してもよい。ねじ溝の頂部の形状は任意である。例えば、ねじ溝の頂部は、三角形の断面形状を有していてもよいし、四角形の断面形状を有していてもよいし、台形の断面形状を有していてもよい。あるいは、ねじ溝の頂部は、丸められた断面形状（例えば、半球の断面形状）を有していてもよい。
【０１２８】
吐出エルボ管４（図１参照）を吐出配管２０に向かって流れる液体の一部は、通孔４ｂを通って、第１シール室３３ａに流入する。第１シール室３３ａから第１貫通孔３５ａを通って第２シール室５３ａに流入する液体の静圧は、第１シール室３３ａ内で回転する第１シール体３１によって低減され、さらに、中間シール構造体６０を通過する際に低減される。さらに、第２シール室５３ａに到達した液体は、第２ケーシング構造体５３の側壁に設けられた開口５３ｂを通って第２ドレイン管５４に流入し、吸込水槽５に戻される。したがって、第２ケーシング構造体５３の第２シール室５３ａ内の液体の圧力はさらに低下する。したがって、軸封装置３０からの液体の漏洩を防止するために第１シール体３１および第２シール体５１が発生すべき液体の圧力を低下させることができる。その結果、本実施形態の軸封装置３０は、図２に示した軸封装置３０と比較して、より高圧の液体の漏洩を防止することができる。さらに、本実施形態の軸封装置３０と、図２に示した軸封装置３０とを比較すると、第１シール体３１および第２シール体５１の直径を小さくすることができるので、軸封装置３０の大きさ（特に、回転軸６の軸心に対して垂直な方向における軸封装置３０の大きさ）を減少させることができる。
【０１２９】
第２ケーシング構造体５３の第２シール室５３ａ内に存在する液体の圧力が、第２シール体５１の回転によって第２上側ケーシング５５の下面５５ｂと第２シール体５１の上面５１ａとの間の隙間に存在する液体へ与える遠心力よりも高い場合は、液体は第２貫通孔５５ａを通って、漏液カバー４８の内部空間４８ａに流入する。しかしながら、漏液カバー４８の内部空間４８ａに流入した液体は、漏液管４９を介して吸込水槽５に戻される。したがって、この軸封装置３０によって、該軸封装置３０から液体が漏洩することを確実に防止することができる。
【０１３０】
軸封装置３０が中間シール構造体６０を有する場合は、軸封装置３０は、第２ケーシング構造体５３の側壁に設けられた開口５３ｂ、または漏液カバー４８の側壁に設けられた開口４８ｂのいずれかを有する必要がある。より具体的には、第２ケーシング構造体５３の側壁に設けられた開口５３ｂを省略できるが、この場合、第２ケーシング構造体５３の上側ケーシング５３の上面には漏液カバー４８が固定され、この漏液カバー４８の側壁には少なくとも一つの開口４８ｂが設けられる。あるいは、第２ケーシング構造体５３の上側ケーシング５３の上面に固定された漏液カバー４８、および該漏液カバー４８の側壁に設けられた少なくとも一つの開口４８ｂを省略することができるが、この場合、第２ケーシング構造体５３の側壁には、開口５３ｂが設けられる。
【０１３１】
図示はしないが、図９および図１１を参照して説明された上側シール構造体４５を、図１２に示される軸封装置３０に設けてもよい。この場合は、上側シール構造体４５によって、漏液カバー４８の内部空間４８ａに流入する液体の圧力を低減することができる。
【０１３２】
本実施形態に係る軸封装置３０も、回転軸６の軸方向に直列に配置され、該回転軸６と一体的に回転する複数のシール体３１，５１によって、液体が軸封装置３０から漏洩することを防止する。したがって、立軸ポンプの吐出エルボ管４を流れる液体の圧力が高い場合でも、軸封装置３０から液体が漏洩することを防止することができる。さらに、立軸ポンプの他の構成部材が軸封装置３０の周囲に存在していることにより、シール体３１，５１の直径を大きくできない場合でも、複数のシール体３１，５１によって液体が軸封装置３０から漏洩することを効果的に防止することができる。
【０１３３】
さらに、本実施形態に係る軸封装置３０は、複数のシール体３１，５１が他の部材に摺接しない非接触の軸封装置であるため、複数のシール体３１，５１が摩耗しない。したがって、軸封装置３０のメンテナンス頻度を大幅に低減させることができる。また、各シール体３１，５１は、非接触でシール機能を発揮するので、流体せん断力による熱のみが軸封装置３０で発生する。したがって、互いに摺接する構成部材を含む軸封装置と比較して、軸封装置３０で発生する熱量は極く僅かであり、冷却水、もしくはフラッシング液などの液体を軸封装置に供給するための付帯設備を別途設ける必要がない。さらに、メカニカルシールのように、回転リングと固定リング等の構成部材の表面を精密に仕上げ加工する必要がなく、正確な組立が要求されることもない。
【０１３４】
さらに、中間シール構造体６０は、回転軸６と一体的に回転するスリーブ６１が第１上側ケーシング３５に接触しない非接触型シールである。したがって、スリーブ６１および第１上側ケーシング３５は摩耗せず、中間シール構造体６０のメンテナンス頻度を大幅に下げることができる。さらに、中間シール構造体６０は非接触でシール機能を発揮するので、摩擦熱が発生せず、冷却水およびフラッシング液などの液体を中間シール構造体６０に供給する必要もない。
【０１３５】
本実施形態では、中間シール構造体６０は、隣接する第１シール室３３ａおよび第２シール室５３ａを互いに連通させる第１貫通孔３５ａと回転軸６との間の隙間を封止する。軸封装置３０が３つ以上のケーシング構造体と、該ケーシング構造体のそれぞれに形成されたシール室に収容される３つ以上のシール体を有している場合は、軸封装置３０は、少なくとも一つの中間シール構造体６０を有していればよい。より具体的には、軸封装置３０は、隣接するシール室を互いに連通させる複数の貫通孔のうちの少なくとも一つの貫通孔と回転軸６と間の隙間を封止する少なくとも一つの中間シール構造体６０を有していてもよい。この場合、軸封装置３０は、少なくとも一つのケーシング構造体の側壁に設けられた少なくとも一つの開口、および／または最も上側に位置するケーシング構造体の上側ケーシングの上面に固定された漏液カバー４８の側壁に設けられた少なくとも一つの開口４８ｂを有する。
【０１３６】
図示はしないが、図１２に示される中間シール構造体６０を、図７、図８、図９、および図１１に示される軸封装置３０に設けてもよい。
【０１３７】
図示はしないが、図９、図１０、図１１、および図１２に示される第１シール体３１の上面３１ａおよび／または第２シール体５１の上面５１ａを、該第１シール体３１および／または第２シール体５１の半径方向外側に向かって下方に傾斜させてもよい（図７参照）。同様に、図９、図１０、図１１、および図１２に示される第１シール体３１の上面３１ａおよび／または第２シール体５１の上面５１ａを、該第１シール体３１および／または第２シール体５１の半径方向外側に向かって下方に傾斜させるとともに、湾曲させてもよい（図８参照）。
【０１３８】
上述した実施形態において、軸封装置３０の複数のシール体３１，５１は、他の部材に接触しないので、各シール体３１，５１から摩耗粉が発生しない。同様に、上側シール構造体４５、下側シール構造体４０、および中間シール構造体６１も非接触型のシールであるため、上側シール構造体４５、下側シール構造体４０、および中間シール構造体６１から摩耗粉が発生しない。したがって、上述した実施形態に係る軸封装置３０を、厳しい品質が要求される液体（例えば、飲料水）を移送する立軸ポンプに取り付けることができる。
【０１３９】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
【符号の説明】
【０１４０】
１    インペラケーシング
２    ポンプケーシング
３    揚水管
４    吐出エルボ管
５    吸込水槽
６    回転軸
１０    羽根車
１１    外軸受
１２    水中軸受
１５    中間軸受
２０    吐出配管
２２    ポンプ据付床
２３    据付用ベース
２５    仕切弁
３０    軸封装置
３１    第１シール体
３３    第１ケーシング構造体
３４    下側ケーシング
３５    第１上側ケーシング
３６    第１中間ケーシング
３７    溝
４０    下側シール構造体
４１    スリーブ
４３    ドレイン管
４５    上側シール構造体
４７    スリーブ
４８    漏液カバー
４９    漏液管
５０    水切板
５１    第２シール体
５３    第２ケーシング構造体
５５    第２上側ケーシング
５６    第２中間ケーシング
７０    シールケーシング
１００    吐出水槽
【図１】
2018123947.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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