(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ室とポンプ室との間に介在するオイル室内において、モータ側ハウジングの下面に凹設された環溝にダブル型軸封装置の上部メイティリングを嵌着させ、ポンプ側ハウジングの上面に凹設された環溝にダブル型軸封装置の下部メイティリングを嵌着させ、下部メイティリングの回り止め用の平坦な環状押え板を上記環溝の周壁上面に定着させ、ダブル型軸封装置の外側を環状壁体で囲繞し、環状壁体の内周面にポンプ軸の回転方向に向って上り勾配の傾斜面を形成するようガイドベーンを定着させ、環状壁体の下縁には外側方向へ突出するフランジを付設して該フランジ下面を平坦な上記押え板の上面へ定着させ、環状壁体の下方部にガイドベーンの下端部裏側とオイル室とを導通させるオイル流入用横穴を開設し、環状壁体の上縁部を上部メイティリングとシールリングとの摺動面よりも上方においてモータ側ハウジングに接近させて内側方向へ突出するフランジを付設し、該フランジ上面を上部メイティリング嵌着用環溝の周壁下面との対向面間にオイル流出用の環状溝隙を形成させたことを特徴とする、水中ポンプにおけるオイル室内軸封装置摺動面の潤滑油保持装置。
【請求項２】
環状壁体の上縁部に付設されたフランジ上面と、上部メイティリング嵌着用環溝の周壁下面との対向面間の間隔が、０．５ｍｍ乃至３ｍｍの範囲内に調整されたオイル流出用の環状溝隙に形成されていることを特徴とする、請求項１記載の水中ポンプにおけるオイル室内軸封装置摺動面の潤滑油保持装置。
【請求項３】
環状壁体の上縁部に付設されたフランジ内周面と、上部シールリング外周面との間隔が、１ｍｍ乃至３ｍｍの範囲内に設定されていることを特徴とする、請求項１記載の水中ポンプにおけるオイル室内軸封装置摺動面の潤滑油保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、水中ポンプにおけるオイル室内軸封装置摺動面の潤滑油保持装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術とその問題点】
水中ポンプにおいてオイル室内に封入する潤滑油量は、回転時における軸封装置の摺動面の発熱やモータの発熱による膨張率を見込んで、一般にオイル室全容積の８０％程度としてオイル室内の上方部に空気留りを保有させている。そして軸封装置の回転による遠心力作用で、潤滑油はオイル室内周壁方向へ渦流状に押し付けられて中央部に空気留りが集中し、肝心の軸封装置摺動面を潤滑油が侵さなくなり、摺動面の潤滑と冷却機能が損なわれることになる。
【０００３】
軸封摺動面の潤滑保持対策として図７乃至図９に示すよう、軸封装置１１１の外側を環状壁体１１０で囲繞して、オイルの流れを軸心方向へ向けるための仕切板Ｐを環状壁体１１０の内周面に介装させ、環状壁体１１０の下端部がポンプ側ハウジング１０２a上から離隔して下縁全周でオイル室１０３と導通するオイル流入口１１３ｂを形成し、環状壁体１１０の上縁部をモータ側ハウジング１０１ａの下面に定着させ、上部メイティリング１０５ａとシールリング１０６ａとの摺動面１１２ａよりも上方において環状壁体１１０の壁面要所に複数個のオイル流出孔１１３ａを配設する、という構造が提案されている。
【０００４】
しかしながら実験結果によれば、環状壁体１１０の下縁全周でオイル室１０３と導通するオイル流入口１１３ｂが形成された構造では、軸封装置１１１の回転による遠心力がオイル流入口１１３b付近にも発生して環状壁体１１０内の潤滑油を外側へ押し出そうとする作用が働くため、潤滑油の吸込みおよび押し上げ作用が著しく阻害されることになる。また、環状壁体１１０の上方部に穿設された複数個のオイル流出孔１１３ａから直接潤滑油が外側へ飛散して、結局上部メイティリング１０５ａとシールリング１０６ａとの摺動面１１２ａを潤滑油が浸さなくなるというマイナスの効果を生じることになり、且つ飛散した潤滑油は油面１１４上における空気留り１１５から空気を巻き込み易くなる。更に各流出孔１１３ａごとに、或いは流出孔１１３ａの部位によっても流出量の差が生じるので、流出量の少ない部位から空気が環状壁体１１０内に巻き込まれ、上記遠心力の作用と逆に作用する仕切板Ｐによる軸心方向への誘導作用とで、環状壁体１１０内に攪拌作用により潤滑油の循環作用が阻害されると共に、潤滑油と空気とが混合して細かい気泡を発生し、油・気混合状態となって上部メイティリング１０５ａとシールリング１０６ａとの摺動面１１２ａに介入するため潤滑効果は減殺され、環状壁体１１０の内側と外側との潤滑油の流通作用が不円滑となり、これが前記油・気混合状態と相まって摺動面１１２ａの冷却効率を著しく低下させる結果となっている。
【０００５】
更にまた、オイル流出孔１１３ａの大きさや数はポンプ軸１０４の回転数に適応したものでなければならないが、水中ポンプの使用現場において回転数の変化に対応させてオイル流出孔１１３ａの大きさや数を増減するということは、実際問題として不可能なことである。
【０００６】
【発明の目的】
本発明の目的は、水中ポンプにおけるオイル室内中央部から周壁方向への潤滑油の散逸を防止すると共に潤滑油中への空気の混合を生じさせることなく、ポンプ軸の回転数変化に関係なく潤滑油を円滑に循環させて軸封装置摺動面の有効な潤滑と冷却作用が行われる潤滑油保持装置を提供することにある。
【０００７】
【発明の構成】
本発明に係る水中ポンプにおけるオイル室内軸封装置摺動面の潤滑油保持装置では、モータ室とポンプ室との間に介在するオイル室内において、モータ側ハウジングの下面に凹設された環溝にダブル型軸封装置の上部メイティリングを嵌着させ、ポンプ側ハウジングの上面に凹設された環溝にダブル型軸封装置の下部メイティリングを嵌着させ、下部メイティリングの回り止め用の平坦な環状押え板を上記環溝の周壁上面に定着させ、ダブル型軸封装置の外側を環状壁体で囲繞し、環状壁体の内周面にポンプ軸の回転方向に向って上り勾配の傾斜面を形成するようガイドベーンを定着させ、環状壁体の下縁には外側方向へ突出するフランジを付設して該フランジ下面を平坦な上記押え板の上面へ定着させ、環状壁体の下方部にガイドベーンの下端部裏側とオイル室とを導通させるオイル流入用横穴を開設し、環状壁体の上縁部を上部メイティリングとシールリングとの摺動面よりも上方においてモータ側ハウジングに接近させて内側方向へ突出するフランジを付設し、該フランジ上面を上部メイティリング嵌着用環溝の周壁下面との対向面間にオイル流出用の環状溝隙を形成させ、望ましくは環状壁体の上縁部に付設されたフランジ上面と、上部メイティリング嵌着用環溝の周壁下面との対向面間の間隔が、０．５ｍｍ乃至３ｍｍの範囲内に調整されたオイル流出用の環状溝隙に形成せられ、また、環状壁体の上縁部に付設されたフランジ内周面と、上部シールリング外周面との間隔が、１ｍｍ乃至３ｍｍの範囲内に設定される。
【０００８】
【作用】
ポンプ運転時には、環状壁体の外側におけるオイル室内の潤滑油が下部のオイル流入用横穴から環状壁体内へ流入し、下部の摺動面を潤滑させると共にその発熱を吸収しつつガイドベーンの傾斜面に沿って押し上げられ、フランジ裏面に沿って軸心方向へ移動して上部の摺動面を潤滑させると共にその発熱を吸収し、フランジ内周縁から環状溝隙内へ至り該環状溝隙内で油膜を形成して空気の浸入を阻止しつつ環状壁体外側のオイル室内へ移動する。
【０００９】
【実施例】
以下実施例の図１乃至図６により説明をする。
【００１０】
１はモータ室、２はポンプ室、３は両室１，２の間に介在するオイル室、４はモータ室１から導出されオイル室３内を貫通してポンプ室２内へ導入されるポンプ軸、１ａは下面に環溝１ｂを凹設させたモータ側ハウジング、１ｃは環溝１ｂの周壁、２ａは上面に環溝２ｂを凹設させたポンプ側ハウジング、２ｃは環溝２ｂの周壁、５ａはオイル室３内においてポンプ軸４と遊合しモータ側ハウジング１ａの環溝１ｂ内に嵌着された上部メイティリング、５ｂはオイル室３内においてポンプ軸４と遊合しポンプ側ハウジング２ａの環溝２ｂ内に嵌着された下部メイティリング、１６は該メイティリング５ｂの回り止め用環状押え板であり、内周縁部に下方へ打ち出された係止爪１７を下部メイティリング５ｂ上面の切り込部１８へ係止させた状態で環溝周壁２ｃの上面へ定着させる。６ａは上部メイティリング５ａと摺接する上部シールリング、６ｂは下部メイティリング５ｂと摺接する下部シールリング、７ａは上部シールリング６ａを背面から支承するベローズ、７ｂは下部シールリング６ｂを背面から支承するベローズ、８ａは上部シールリング６ａおよびベローズ７ａの外周に嵌着されて両者６ａ，７ａを一体に結合させる上部リテーナ、８ｂは下部シールリング６ｂおよびベローズ７ｂの外周に嵌着されて両者６ｂ，７ｂを一体に結合させる下部リテーナ、９はポンプ軸４の回転方向と反対方向に巻き上げれたコイルスプリングであって、上下シールリング６ａ，６ｂの背向方向にそれぞれ上下リテーナ８ａ，８ｂを介して張設される。１０はオイル室３内において上述の構成からなるダブル型軸封装置１１の外側を囲繞する環状壁体であり、その内周面にポンプ軸４の回転方向に向って上り勾配の傾斜面を形成するようガイドベーンＧが定着されている。そして環状壁体１０の下縁には外側方向へ突出するフランジＦ２を付設して該フランジＦ２下面を前記環状押え板１６の上面へ定着させ、ガイドベーンＧの下端部裏側に近い位置から外側のオイル室３内へ通じるオイル流入用横穴１３ｂを開設する。また、環状壁体１０の上縁部を上部メイティリング５ａとシールリング６ａとの摺動面１２ａよりも上方において、モータ側ハウジング１ａに接近させて内側方向へ突出する空気巻き込み防止用フランジＦ１を付設し、該フランジＦ１上面と環溝周壁１ｃ下面との対向面間にオイル流出用の環状溝隙１３ａを形成させるのであるが、上記対向面間の間隔Ｈ１を０．５ｍｍ乃至３ｍｍの範囲内に調整しておくことで環状溝隙１３ａ内における油膜の形成が容易となり、また、フランジＦ１内周面と上部シールリング６ａ外周面との間隔Ｈ２を１ｍｍ乃至３ｍｍの範囲内に設定しておくことでガイドベーンＧによる潤滑油の押し上げ作用が有効に機能すると共に上部摺動面１２ａへの潤滑油の誘導を円滑に行わせることができる。
【００１１】
オイル室３内には潤滑油が封入されるが、その封入量はオイル室３の全容積の８０％程度とし、油面１４上には空気留り１５が形成されている。そしてポンプ運転時にはポンプ軸４の回転に伴い、上下シールリング６ａ，６ｂの背向面間に張設されているコイルスプリング９も環状壁体１０内で回転し、環状壁体１０の外側におけるオイル室３内の潤滑油が下部のオイル流入用横穴１３ｂから環状壁体１０の内部へ流入し、下部の摺動面１２ｂを潤滑させると共に該摺動面１２ｂに発生する摺動熱を吸収しつつガイドベーンＧの傾斜面に沿って押し上げられ、空気巻き込み防止用フランジＦ１の裏面に沿って軸心方向へ移動して上部の摺動面１２ａを潤滑させると共に該摺動面１２ａに発生する摺動熱を吸収し、フランジＦ１の内周縁から環状溝隙１３ａ内へ至り該環状溝隙１３ａ内で表面張力により油膜を形成して空気の侵入を阻止しつつ環状壁体１０外側のオイル室３内へ移送されるのであるが、上記オイル流出用の環状溝隙１３ａは、フランジＦ１上面と環状壁体１ｃ下面とが環状平面で対向することにより構成されているため、油膜の形成によって空気の巻き込みを阻止し得られ、ポンプ軸４の回転速度変化に関係なく有効に機能し、特に０．５ｍｍ乃至３ｍｍの範囲内に設定すればその効果を一段と高めることができる。また、フランジＦ１内周面と上部シールリング６ａ外周面との間隔を１ｍｍ乃至３ｍｍの範囲に設定することにより、ガイドベーンＧによるオイルの循環効率を高めると共に上部摺動面１２ａへの潤滑油の誘導が円滑に行われるこになる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、水中ポンプにおけるオイル室内中央部から周壁方向への潤滑油の散逸を確実に防止できると共に、オイル流出用環状溝隙への油膜形成作用によってポンプ軸の回転数変化には関係なく潤滑油中への空気の混合を阻止することができ、軸封装置の有効な潤滑と冷却作用が行われる。また、オイル循環を行わせる機構部を内装した環状壁体の下縁フランジ部が環状の押え板を介してポンプ側ハウジング上へ定着されるので、組立てが簡単であると共に定着面の平坦度が大きく機構的安定性にも優れているという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明装置を施した水中ポンプのオイル室の縦断側面図である。
【図２】  図１における上部摺動面およびオイル流出用環状溝隙部分の拡大図である。
【図３】  図１における下部部摺動面およびオイル流入用横穴部分の拡大図である。
【図４】  本発明装置における環状壁体の縦断側面図である。
【図５】  本発明装置における環状壁体の底面図である。
【図６】  本発明装置における環状押え板の縦断側面図である。
【図７】  従来の水中ポンプにおけるオイル室の縦断側面図である。
【図８】  従来の水中ポンプのオイル室内に装着される環状壁体の縦断側面図である。
【図９】  従来の水中ポンプのオイル室内に装着される環状壁体の平面図である。
【符号の説明】
１      モータ室
１ａ    モータ側ハウジング
１ｂ    環溝
１ｃ    環溝周壁
２      ポンプ室
２ａ    ポンプ側ハウジング
２ｂ    環溝
２ｃ    環溝周壁
３      オイル室
４      ポンプ軸
５ａ    上部メイティリング
５ｂ    下部メイティリング
６ａ    上部シールリング
１０    環状壁体
１１    ダブル型軸封装置
１２ａ  上部の摺動面
１３ａ  オイル流出用環状溝隙
１３ｂ  オイル流入用横穴
１６    環状押え板
Ｆ１    内側方向へ突出するフランジ
Ｆ２    外側方向へ突出するフランジ
Ｇ      ガイドベーン
【図１】
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【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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