(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
竪型遠心ポンプのインペラ軸に固定的に取付けた回転側スリーブと、ディフューザカバーに軸直角方向に移動可能に取付けた固定側ライナリングとからなるフローティング方式の軸シールにおいて、前記固定側ライナリングは、前記軸直角方向と同じく軸方向にも移動可能に形成すると共に、この固定側ライナリングの前記ディフューザカバーに対するシール部を、このライナリングを軸方向上下に挾持するようディフューザカバーの内部に設けた上部シールリング及び下部シールリングにより形成し、前記回転側スリーブは、その前記固定側ライナリングとの摺接シール間隙を０．０２〜０．０８ｍｍ程度の範囲に設定すると共に、その摺接シール面にはポンプ起動時にポンプ背面部からモータ部への軸回転進行方向へポンプ作用を行うねじ溝ポンプ機構を形成することにより、ポンプ背面部からモータ部へのエア抜きとモータ部内の取扱液のポンプ背面部への侵入防止とを行うことを特徴とする竪型遠心ポンプのインペラ軸の軸シール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、キャンドモータ形式等の竪型遠心ポンプにおけるインペラ軸に適用される軸シールの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、キャンドモータ形式等の竪型遠心ポンプ（図３参照）におけるインペラ軸１０の軸シール１２は、インペラ軸１０に固定的に取付けた回転側スリーブ１４と、ディフューザカバー１８に軸直角方向に移動可能に取付けた固定側ライナリング１６とからなるフローティング方式、すなわち固定側ライナリング１６が回転側スリーブ１４の振れ回りに追従摺接される方式により構成されている。従って、このような構成によれば、軸シール１２は、その両構成部品である回転側スリーブ１４と固定側ライナリングとの間に、過大な力を負荷されることがないので、良好に作動し得ると同時に長寿命を達成することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の竪型遠心ポンプのインペラ軸の軸シールは、以下に述べるような基本的な難点を有していた。
【０００４】
すなわち、一般に、インペラ軸の軸シールは、ポンプ運転中におけるシール性と、ポンプ起動時におけるエア抜き性（ポンプ内滞留ガスの排除性）との両機能が併せ要求されるが、前記従来の軸シールは、前記両機能を同時には達成することができなかった。
【０００５】
図３において、ポンプ起動時には、インペラ２０の背面部２２に滞留しているガスがモータ部２４内へ排除され、一方ポンプ運転中には、高圧側となるモータ部２４内の取扱液（冷却液、点線矢印参照）が、低圧側となるインペラ背面部２２へ侵入するのを阻止しなければならないが、この両機能は、軸シール１０のシール性能（すなわち、回転側スリーブ１４と固定側ライナリング１６との間の摺接シール間隙の大小）に共に依存し、しかも相反して作用する（すなわち、前記間隙が大きくなると、エア抜き性は助長されるがシール性が阻害され、一方前記間隙が小さくなると、シール性は助長されるがエア抜き性が阻害される）ため、前記シール性とエア抜き性とを同時に達成することは不可能であった。なお、エア抜き性の低下はポンプ運転性能を全般的に阻害し、シール性の低下はポンプ効率を特に高速運転領域において大幅に阻害することは明らかである。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ポンプ起動時におけるエア抜き性とポンプ運転中におけるシール性の両機能を同時に達成することができる、竪型遠心ポンプのインペラ軸の軸シールを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
先の目的を達成するために、本発明に係る竪型遠心ポンプのインペラ軸に固定的に取付けた回転側スリーブと、ディフューザカバーに軸直角方向に移動可能に取付けた固定側ライナリングとからなるフローティング方式の軸シールにおいて、前記固定側ライナリングは、前記軸直角方向と同じく軸方向にも移動可能に形成すると共に、この固定側ライナリングの前記ディフューザカバーに対するシール部を、このライナリングを軸方向上下に挾持するようディフューザカバーの内部に設けた上部シールリング及び下部シールリングにより形成し、前記回転側スリーブは、その前記固定側ライナリングとの摺接シール間隙を０．０２〜０．０８ｍｍ程度の範囲に設定すると共に、その摺接シール面にはポンプ起動時にポンプ背面部からモータ部への軸回転進行方向へポンプ作用を行うねじ溝ポンプ機構を形成することにより、ポンプ背面部からモータ部へのエア抜きとモータ部内の取扱液のポンプ背面部への侵入防止とを行うことを特徴とする。
【０００８】
【作用】
従って、本発明によれば、ポンプ起動時のエア抜き性は、回転側スリーブの摺接シール面上におけるねじ溝ポンプ機構のポンプ作用により、またポンプ運転中のシール性は、固定側ライナリングの良好なシール性能（回転側スリーブに対する摺接シール間隙の狭小化による）およびディフューザカバーのシールリングに対する確実なシール対接（ライナリングの上下圧力差圧による）により、共に良好に達成し得ることが可能となる。
【０００９】
【実施例】
次に、本発明に係る竪型遠心ポンプのインペラ軸の軸シールの実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図３に示す従来の構成と同一の構成部分には同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００１０】
先ず、本発明の軸シールの基本的構成は、前記従来の構成（図３）と同一である。すなわち、図３に示すように、本発明の軸シール１２は、基本的には、インペラ軸１０側の回転側スリーブ１４と、ディフューザカバー１８側の固定側ライナリング１６とからなるフローティング方式により構成されている。
【００１１】
しかるに、本発明においては、前記構成において、図１および図２に示すように、固定側ライナリング１６は、ディフューザカバー１８に対し、周り止めピン３０を介してインペラ軸１０の軸直角方向および軸方向に移動可能なように取付けられる。また、前記ディフューザカバー１８に対するシール部を、このディフューザカバー１８の内部に、ライナリング１６を軸方向上下に挾持するよう設けた上下部両シールリング３２、３４により形成する。さらに、回転側スリーブ１４は、その固定側ライナリング１６との摺接シール間隙ｃを、可及的に小さく
（好適には、０．０２〜０．０８ｍｍ程度の範囲に）設定すると共に、その摺接シール面１４ａ（図２）には軸回転進行方向へポンプ作用を行うねじ溝３６を形成したポンプ機構を形成するように構成される。
【００１２】
従って、本発明によれば、先ずポンプ起動時におけるエア抜き、すなわちポンプ背面部２２内の滞留ガス２６のモータ部２４内への排除は、前記ねじ溝３６からなるポンプ機構のポンプ作用により確実に達成し得ることは明らかである。一方、ポンプ運転中におけるシール性、すなわち高圧側となるモータ部２４内の取扱液（冷却液）の、低圧側となるインペラ背面部２２への侵入阻止機能は、固定側ライナリング１６の良好なシール性能（摺接シール間隙ｃの可及的狭小化による）およびディフューザカバー１８の下部シールリング３４に対する確実なシール対接（ライナリング１６に対する上下両部２４、２０間の圧力差による）により、良好に達成することが可能となる。
【００１３】
この結果、ポンプの運転性能および効率を、大幅に向上することができる。なお、ポンプの停止時等において、インペラ背面部２２の圧力がモータ部２４の圧力より高くなると、ライナリング１６の前記シールは、上部シールリング３２によって達成し得ることは明らかである。
【００１４】
以上、本発明を好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。また、本発明を適用し得る遠心ポンプは、前述したキャンドモータ形式に限定されることなく、各種のポンプのインペラ軸に対しても、同様に適用することが可能である。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る竪型遠心ポンプのインペラ軸に固定的に取付けた回転側スリーブと、ディフューザカバーに軸直角方向に移動可能に取付けた固定側ライナリングとからなるフローティング方式の軸シールにおいて、前記固定側ライナリングは、前記軸直角方向と同じく軸方向にも移動可能に形成すると共に、この固定側ライナリングの前記ディフューザカバーに対するシール部を、このライナリングを軸方向上下に挾持するようディフューザカバーの内部に設けた上部シールリング及び下部シールリングにより形成し、前記回転側スリーブは、その前記固定側ライナリングとの摺接シール間隙を０．０２〜０．０８ｍｍ程度の範囲に設定すると共に、その摺接シール面にはポンプ起動時にポンプ背面部からモータ部への軸回転進行方向へポンプ作用を行うねじ溝ポンプ機構を形成することにより、ポンプ背面部からモータ部へのエア抜きとモータ部内の取扱液のポンプ背面部への侵入防止とを行うように構成したことにより、ポンプ起動時のエア抜き性は、回転側スリーブの摺接シール面上におけるねじ溝ポンプ機構のポンプ作用により、またポンプ運転中のシール性は、固定側ライナリングの良好なシール性能（回転側スリーブに対する摺接シール間隙の狭小化による）およびディフューザカバーのシールリングに対する確実なシール対接（ライナリングの上下圧力差圧による）により、共に良好に達成することが可能となる。
【００１６】
従って、本発明によれば、この種の竪型遠心ポンプにおいて、従来から課題とされていた劣悪な運転性能および効率を、大幅に向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る竪型遠心ポンプのインペラ軸の軸シールの一実施例を示す要部断面図である。
【図２】図１に示す軸シールにおける回転側スリーブの摺接面を示す正面図である。
【図３】キャンドモータ形式の竪型遠心ポンプのインペラ軸の一般的なフローティング方式の軸シールを示す要部断面側面図である。
【符号の説明】
１０  インペラ軸
１２  軸シール
１４  回転側スリーブ
１４ａ  摺接シール面
１６  固定側ライナリング
１８  ディフューザカバー
２０  インペラ
２２  ポンプ背面部（インペラ背面部）
２４  モータ部
２６  滞留ガス
３０  周り止めピン
３２  上部シールリング
３４  下部シールリング
３６  ねじ溝
ｃ  摺接シール間隙
【図１】
0003765595.tif 000002
【図２】
0003765595.tif 000003
【図３】
0003765595.tif 000004