(57)【要約】      （修正有）【課題】大型竪軸ポンプに対応できるシール装置を提供する。【解決手段】軸９１の軸周りにシール室１、２、３、漏れ受け室４が形成され、第１シール室１の下側にフリンガー５が装着される。第１シール室１には、２つのセグメントリング１５、１５を有するセグメントシール１０が備えられ、セグメントリング１５によりシール面Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２を形成する。第２シール室２内には、軸９１に固定されたフリンガー２０が設置され、その遠心力により固形分を排出孔２５から排出する。第３シール室３内には、第１シール室１と同様にセグメントシール３０が備えられる。漏れ受け室４の内周面４１には排出孔４５が設けられ、漏れた流体をポンプ吸込室へ排出する。【選択図】図１
2008075612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ吸込室に設けられる大型竪軸ポンプ用シール装置において、
ポンプの竪軸の周囲に形成された第１乃至第３のシール室と、
該シール室の中の最下の第１シール室に設けられた、セグメントシールと、
該第１シール室の上の第２シール室において、前記竪軸に装着され、竪軸と共に回転するシール室フリンガーと、
前記第２シール室に連通し、第２シール室内の土砂等を前記フリンガーの回転により前記ポンプ吸込室へ排出する排出孔と、
前記第２シール室の上の第３シール室に設けられたセグメントシールと、
該第３シール室の上に設けられた漏れ受け室と、
該漏れ受け室に連通し、漏れ受け室内へ流出した流体をシール装置外に排出する排出孔と、
前記第１シール室の下側において、前記竪軸に装着され、竪軸と共に回転するポンプ室フリンガーと、
を有することを特徴とする大型竪軸ポンプ用シール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大型竪軸ポンプ用シール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水害などに対応して、大量の排水を行うため土砂等を多く含んだ状態の水を多量に排出する必要があり、大型竪軸ポンプの開発が盛んに行われており、軸径が３００〜６００ｍｍに及ぶようになってきている。
このような排水用のポンプは、ポンプ吸込室に設けられ、ポンプケーシング内にプロペラを設置し、該プロペラ軸はポンプケーシング外に突出させてモータと接続し、駆動する構成になっている。このような構成において、該プロペラ軸とポンプケーシングとの間をシールするためのシール装置が必須である。
【０００３】
【特許文献１】実開平２−９４３９８号公報
【特許文献２】特開２００６−２１４４０９号公報
【特許文献３】特開２００４−１０８１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしプロペラ軸の軸径が大きくなるにつれて、該シール装置についても種々の問題が発生してきており、従来の構成では対応できなくなってきている。
例えば、従来広く使用されてきたグランドパッキンの場合、大型軸径では軸受隙間も大きくなり軸振れも大きくなるため、弾力性のないグランドパッキンでは摩耗が大きくなり、大量の漏れが発生する危険がある。
またメカニカルシールの場合は、軸径が大きくなると交換が大変になる上、土砂などのスラリーによる詰まりなどの問題がある。また、この種のポンプはドライ運転になる時があり、この場合の対処が必要である、等の問題がある。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明のポンプ吸込室に設けられる大型竪軸ポンプ用シール装置は、ポンプの竪軸の周囲に形成された第１乃至第３のシール室と、該シール室の中の最下の第１シール室に設けられた、セグメントシールと、該第１シール室の上の第２シール室において、前記竪軸に装着され、竪軸と共に回転するシール室フリンガー（flinger）と、前記第２シール室に連通し、第２シール室内の土砂等を前記フリンガーの回転により前記ポンプ吸込室へ排出する排出孔と、前記第２シール室の上の第３シール室に設けられたセグメントシールと、該第３シール室の上に設けられた漏れ受け室と、該漏れ受け室に連通し、漏れ受け室内へ流出した流体をシール装置外に排出する排出孔と、前記第１シール室の下側において、前記竪軸に装着され、竪軸と共に回転するポンプ室フリンガー（flinger）と、を有することを特徴とする。
上記構成においては、最下のポンプ室フリンガーにより土砂などの侵入を防止し、また中間のシール室フリンガーと排出孔により侵入した土砂を排出できるため、第３シール室へは土砂が少なくなり、土砂により詰まりや摺動面の摩耗が軽減しシール性が安定する。また、第２シール室より吸込側（ポンプ吸込室）へ戻すことで圧力が低減し、第３シール室の圧力が低くなり大気側への流出が少なくなる。第２シール室よりポンプ吸込室へ戻すことは漏れ損失になるが、全体流量へ影響する程ではなく、シール性能を確保できる。
以上の通り複数のシール室と漏れ受け室を設けることによりシール性を向上し、更にセグメントシールを使用することにより、シール交換が容易になる等の効果を有している。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の大型竪軸ポンプ用シール装置によれば、土砂の詰まりがなく、高いシール性を維持でき、更にシール交換などのメンテナンスが容易である等の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
最初に図２によりポンプＰの構成を説明する。
ポンプ吸込室に設置されたポンプＰはポンプケーシング９３内にインペラー９２を備え、このインペラー９２によりポンプ作用を行って、下側から水をくみ上げて上から排出する構成になっている。軸９１はポンプケーシング９３を貫通し、モータ９０に接続して、回転力を受けるように構成されている。９４は軸受である。
軸９１がポンプケーシング９３を貫通する部分に、軸９１とポンプケーシング９３の間をシールするシール装置Ａが設けられている。
【０００８】
シール装置Ａの構成を図１に示す。図１は半断面図である。
軸９１の軸周りにケーシング５０が軸９１と所定の隙間をあけて嵌装されており、該ケーシング５０により下から順に第１シール室１、第２シール室２、第３シール室３、漏れ受け室４が形成されている。
また第１シール室１の下側に更にポンプ室フリンガー５が装着されている。
【０００９】
第１シール室１内には、セグメントシール１０が備えられている。セグメントシール１０は２つのセグメントリング１５、１５を有しており、セグメントリング１５の内周面が軸９１と接触して摺動するシール面Ｓ１０を形成している。また上方のセグメントリング１５の端面が第１シール室１のシール室上端面１１と接触してシール面Ｓ１１を形成し、セグメントリング１５、１５の端面どうしが接触してシール面Ｓ１２を形成している。これらのシール面によりシールを行っている。
セグメントシール１０にはスプリング１６が設けられており、セグメントリング１５を前記シール室上端面１１に押しつけている。スプリング１６はセグメントシール１０の円周方向に複数個配設されており、下側のセグメントリング１５に形成されたスプリング穴１７に一部分が納められている。これによりスプリング１６の固形分による詰まりを防止できる。
なお別のシール方法として、図３に示すようなフローティングブッシュ１９のようなもので流出量を制限することも可能である。
【００１０】
第２シール室２内には、シール室フリンガー２０が設置されている。シール室フリンガー２０は２つ割りに構成され、ボルトにより軸９１に固定され、軸９１と共に回転し、その遠心力により固形分を半径方向に排出する機能を備えている。第２シール室２のシール室内周面２１には、半径方向に排出孔２５が設けられており、該排出孔２５はケーシング５０を貫通し、所定の配管（図示せず）によりポンプ吸込室に連通している。なお、途中にバルブを設け、開度によって圧力を調節し、第３シール室３の圧力を調整し漏れ受け室４への流出量をコントロールすることもできる。
上記構成により、第２シール室２内の土砂などの固形分は外部に排出される。またシール室２の圧力を調整することが可能になる。
なお、この実施形態ではシール室フリンガー２０の上面はテーパ面２６となっており、固形分の排出効果を高めている。
【００１１】
第３シール室３内には、第１シール室１と同様にセグメントシール３０が備えられている。セグメントシール３０は２つのセグメントリング３５、３５を有しており、セグメントリング３５の内周面が軸９１と接触して摺動するシール面Ｓ３０を形成している。また上方のセグメントリング３５の端面が第３シール室３のシール室上端面３１と接触してシール面Ｓ３１を形成し、軸振れに対し半径方向に作動するようになっている。セグメントリング３５、３５の端面どうしが接触してシール面Ｓ３２を形成している。これらのシール面によりシールを行っている。
セグメントシール３０にはスプリング３６が設けられており、セグメントリング３５を前記シール室上端面３１に押しつけている。スプリング３６はセグメントシール３０の円周方向に複数個配設されており、下側のセグメントリング３５に形成されたスプリング穴３７に一部分が納められている。これによりスプリング３６の固形分による詰まりを防止できる。
【００１２】
第３シール室３の上に形成された漏れ受け室４の内周面４１には排出孔４５が設けられており、該排出孔４５はケーシング５０を貫通し、所定の配管（図示せず）によってポンプ吸込室に連通している。
上記構成により、漏れ受け室４へ流出した流体はポンプ吸込室へ戻されるため、軸シール装置Ａ部には流出する流体はなく、良好な状態を保つことができる。
【００１３】
前記した第１シール室１の下側には更にフリンガー５が設けられている。このフリンガー５はケーシング５０の下端と所定の間隔を空けて設置されている。フリンガー５は軸９１に固定されており、軸９１と共に回転し、遠心力により土砂などの固形分のシール装置Ａへの侵入を防止できるようになっている。
【００１４】
以上の構成において、インペラー９２の回転によりくみ上げられた水及び固形分はポンプケーシング９３から排出される。その際に、ポンプケーシング９３と軸９１との間はシール装置Ａにより効果的にシールされる。
シール装置Ａにおいて、最初にポンプ室フリンガー５の回転により固形分が排除される。また、第１シール室１においてシールされ、更に第２シール室２において、固形分が排出孔２５から排出される。また第３シール室３においてシールされ、更に漏れ受け室４において漏れた流体が排出孔４５から吸込室へと排出される。
以上の構成により効果的にシールがなされ、しかも固形分による詰まりなどが生じない。またドライ状態でも使用でき、軸振れに対する追随性も良い。
また、セグメントシール１０、３０は複数のセグメント片から構成されるため、交換の際に軸受９４を分解する必要がない、等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略半断面図。
【図２】本発明の一実施形態の動作を示す説明図。
【図３】本発明の他の実施形態を示す概略図。
【符号の説明】
【００１６】
１：第１シール室、２：第２シール室、３：第３シール室、４：漏れ受け室、５：ポンプ室フリンガー、１０：セグメントシール、１１：シール室上端面、１５：セグメントリング、１６：スプリング、１７：スプリング穴、１９：フローティングブッシュ、２０：シール室フリンガー、２１：シール室内周面、２５：排出孔、２６：テーパ面、３０：セグメントシール、３１：シール室上端面、３５：セグメントリング、３６：スプリング、３７：スプリング穴、４１：内周面、４５：排出孔、９０：モータ、９１：軸、９２：インペラー、９３：ポンプケーシング、９４：軸受。
【図１】
2008075612.tif 000003
【図２】
2008075612.tif 000004
【図３】
2008075612.tif 000005