(57)【要約】【課題】小型遠心ポンプにおける、メカニカルシール周囲の空気溜まり防止。【解決手段】軸下設置形式のポンプにおいて、羽根車背面に設けた円筒状口金がメカニカルシールの摺動面より高い位置まで覆うように配置し、メカニカルシール周囲の空間は極力小さくし、羽根車のバランスホールへ向かう流れの流路を狭く形成し、その結果前記羽根車出口の高圧流体のうち、羽根車背面の口金とライナリングとで形成される隙間のシールより漏出した流体が、口金とメカニカルシールとの間隙から軸下へ挿通された羽根車のバランスホールを通り、羽根車入口の低圧部へ流出する。【選択図】        図１
2004183532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸下設置形式で、バランスホール構造の羽根車を使用するポンプにおいて、羽根車背面に設けた円筒状口金がメカニカルシールの摺動面より高い位置まで覆うように配置し、メカニカルシール周囲の空間は極力小さくし、羽根車のバランスホールへ向かう流れの流路を狭く形成し、その結果前記羽根車出口の高圧流体のうち、羽根車背面の口金とライナリングとで形成される隙間のシールより漏出した流体が、口金とメカニカルシールとの間隙から軸下へ挿通された羽根車のバランスホールを通り、羽根車入口の低圧部へ流出するようにした、メカニカルシール周囲の空気溜まりを防止するポンプ羽根車周囲構造。
【請求項２】
メカニカルシールの大きさに対して羽根車外径が大きいポンプにおいて、羽根車背面口金の肉厚を厚くしてメカニカルシール周囲の通路を狭く維持するようにした、請求項１に記載のポンプ羽根車及び周囲構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、清水をくみ上げるために用いられる、遠心ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的な軸下設置の遠心ポンプでは、メカニカルシール周囲が袋小路状となり、空気がその中に溜まる恐れがある場合には、ボリュートや案内羽根の効果により、メカニカルシール周囲よりも高圧となっている部位の流体を、貫通孔等を通してメカニカルシールに噴出させて、空気の滞留を防止していた。もしくは、初めからメカニカルシール周囲が袋小路とならないような流路設計を行い、そのために当初意図したポンプ形状を変更せざるを得なくなり、コスト高となっていた。また、上記の様な状況から、バランスホール構造の羽根車を使用することは困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
軸下設置のポンプでバランスホール構造の羽根車を使用し、メカニカルシール周囲が袋小路形状となっている場合、何らかの理由でポンプ内へ混入した空気は、ポンプの最上位に位置するメカニカルシール周囲へ集まり、これを放置しておくと、メカニカルシールの摺動面が空気中にさらされ、ドライ運転となってメカニカルシール部の早期破損を招く。この滞留している空気を高圧部位の流体によって外側へ噴出させようとすると、バランスホール構造の目的として羽根車背面空間すなはちメカニカルシール設置場所に低圧状態を生成している所へ、高圧流体を噴出させることになり、スラスト荷重の軽減効果を減殺させる。それだけでなく、バランスホールを通じて低圧側と繋がっているので、多量の漏れ損失が発生する。これを防ぐために、全体の構造を再検討し、異なったレイアウトやメカニカルシールと羽根車との間隔、別構造のスラスト軽減対策の採用などを検討せざるを得ず、結果としてポンプサイズは大きくなり、構造も複雑化し、従ってコスト高になる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこでこの発明では、軸下設置形式のポンプにおいて、スラスト軽減対策としてバランスホール構造を採用し、羽根車背面に設けた円筒状口金がメカニカルシールの摺動面より高い位置まで覆うように配置する。また、メカニカルシール周囲の空間は極力小さくし、羽根車のバランスホールへ向かう流れの流路を狭く形成する。そして前記羽根車出口の高圧流体は、羽根車の円筒状口金の外周とライナリングで形成される隙間でシールされ、前記口金の内径側は、口金とメカニカルシールとの間隙から軸下へ挿通された羽根車のバランスホールを通り、羽根車入口の低圧部と繋がり、低圧を維持している。その結果メカニカルシール周囲の袋小路状空間は、上記口金外周のシールから漏出し、口金先端の狭小部から羽根車背面の口金内径から羽根車バランスホールを経て軸下へ流れる低圧流によって満たされ、空気が溜まることはない。
【０００５】
この発明のポンプは以上に述べたように、羽根車背面の口金をメカニカルシール摺動面より高くなるように配置し、羽根車のバランスホールへ向かう流れの流路を狭く形成したので、羽根車によって高圧にされる流体本流の他に、前記口金の頂部から口金とメカニカルシールとの間隙を経由し、羽根車のバランスホールを通り、羽根車入口の低圧部と繋がる、図１中符号Ｌで示す流れが形成され、メカニカルシール周囲の袋小路状空間の空気の滞留が、未然に防止される。メカニカルシールの大きさに対して羽根車外径が大きい場合、羽根車背面口金外径も大きくなるが、その場合には口金の肉厚を厚くしてメカニカルシール周囲の通路を狭くすることで、同様の効果を得ることができる。
【０００６】
【発明の効果】
この発明は以上のように、軸下設置の遠心ポンプにおいて、バランスホール構造を採用し、且つ羽根車背面の口金をメカニカルシール摺動面より高くなるように配置する構造としたので、その他の特別な機構を用いることなく、メカニカルシール周囲の袋小路形状の部分に空気が滞留することをなくし、またポンプ性能やスラスト軽減効果を犠牲にすることなく、メカニカルシール周囲への空気滞留を無くした為、シンプル且つ安価な構成で高性能のポンプが得られた。
【０００７】
【発明の実施態様】
この発明による軸下設置の遠心ポンプの実施例を、図１に示す。軸下設置形式のポンプ１において、メカニカルシール２周囲の空間３は極力小さくし、羽根車４背面に設けた円筒状口金５がメカニカルシール２の摺動面より高い位置まで覆うように配置される。
【０００８】
ポンプ１はスラスト軽減対策としてバランスホール構造を採用し、羽根車４のバランスホール６へ向かう流れの流路を狭く形成する。羽根車４の出口７の高圧流体は、羽根車４の背面円筒状口金５の外周とライナリング８とで形成される隙間９及び羽根車吸込側の口金１０とライナリング１１とで形成される隙間１２でシールされ、ポンプの高圧流路Ｈを形成する。
【０００９】
口金５の内径側は、口金５とメカニカルシール２との間隙から軸下へ挿通された羽根車のバランスホール６を通り、羽根車入口の低圧部と繋がる低圧流路Ｌが形成される。この低圧流路Ｌが、メカニカルシール２周囲の袋小路形状の空間３に空気が滞留することを防止する。
【００１０】
メカニカルシール２の大きさに対して羽根車４の外径が大きい場合、羽根車背面口金５外径も大きくなるが、その場合は口金５の肉厚を厚くして、メカニカルシール周囲の通路を狭く維持する。
【００１１】
この発明と比較するために、従来の軸下設置のポンプでメカニカルシール周囲が袋小路形状となっているものを、図２の縦断面図として示す。貫通孔１３を除き、図１に示したこの発明の実施例のポンプと同じ部品には、同じ符号が付けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の羽根車周囲構造を備えた、小型遠心ポンプの断面図である。
【図２】従来の軸下設置のポンプでメカニカルシール周囲が袋小路形状となっているものを示す断面図である。
【符号の説明】
１  ポンプ
２  メカニカルシール
３  空間
４  羽根車
５  口金
６  バランスホール
７  出口
８  ライナリング
９  隙間
１０  口金
１１  ライナリング
１２  隙間
１３  貫通孔
Ｌ  低圧流路
Ｈ  高圧流路
【図１】
2004183532.tif 000003
【図２】
2004183532.tif 000004