JP2002257081A - うず巻きポンプの漏れ止め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 うず室の圧力水の吸い込み流路に対する漏れ
を最小限に抑えて、大幅なポンプ効率の向上を図ること
ができ、加工精度も比較的緩和できるうず巻きポンプの
漏れ止め装置を提供する。 【解決手段】 うず巻きポンプのケーシング５ａの内周
と羽根車１の隙間１１を形成する部分において、滑り特
性の優れた材料を用いて一箇所に切り離し部を持つ環状
に形成したシールリング１３を、羽根車１に対して周方
向及び軸方向に摺動可能となるよう挿入し、上記ケーシ
ング５ａの内周でシールリング１３に対して吸い込み流
路４側の位置に、軸方向に移動したシールリング１３の
当たり面１４を設け、上記隙間１１をシールリング１３
によってシールすることにより、圧力水が吸い込み流路
４側に流出するのを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、うず巻きポンプ
において、うず室と吸い込み流路間の隙間をシールする
漏れ止め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４（Ａ）、（Ｂ）は従来のうず巻きポ
ンプにおける羽根車１と羽根車室２、その外周のうず室
３及び吸い込み流路４の部分の構造を示し、ケーシング
カバー５の内側に形成した羽根車室２の内部に羽根車１
を収納し、この羽根車１はモータで駆動される回転軸６
に固定され、モータの起動により羽根車室２内で回転す
ると共に、ケーシング５ａには羽根車１の対向面の中央
で開口する吸い込み流路４が設けられている。なお、ケ
ーシング５ａは、羽根車１を収納する羽根車室２と、吸
い込み流路４を形成する吸い込み室とからなっている。

【０００３】上記のようなうず巻きポンプは、羽根車１
の回転で吸い込み流路４から水を吸い込み、遠心力作用
で圧力ヘッドを上昇させ、羽根車室２の外周のうず室３
から吐出口に送り出すことになり、この時、うず室３が
正圧になるのに対し吸い込み流路４は負圧になり、うず
室３と吸い込み流路４の間で圧力差が生じ、このため、
うず室３の圧力水の一部がケーシング５ａと羽根車１の
間に形成されている隙間を通って吸い込み流路４に漏れ
ることになる。

【０００４】このような漏れの発生はポンプ効率を低下
させることになるので、従来は、上記隙間７の部分にお
けるケーシング５ａの内周面にマウスリング７を取り付
け、マウスリング７の内径と羽根車１のマウス部分１ａ
の外径の隙間８を狭くすることで上記した漏れの発生を
抑えるようにしている。

【０００５】図５は、インナーケーシング５ｂを用いた
自吸式うず巻きポンプの例を示し、図４と同一部分に同
一符号を付すことによって説明に代える。

【０００６】従来、うず巻きポンプの設計時には、マウ
スリング７の内径と羽根車１のこのマウスリング７内に
位置するマウス部分１ａの外径との隙間８を、直径で
１．０ｍｍから０．５ｍｍの範囲に設定するのが一般的
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、省エネや省
資源化が叫ばれている現在社会において、ポンプもより
高効率化が必要になっているが、上記のようなう従来の
うず巻きポンプにおける隙間８の設定は、この隙間８か
らの漏れを考慮に入れた設計となり、ポンプ効率は設計
時から１０〜１５％のロスを招いているのが現状であ
る。

【０００８】また、上記のような隙間８の設定は、羽根
車１のマウス部分１ａの仕上げ精度、同心度等が要求さ
れることになり、コスト上昇の原因になる。

【０００９】そこで、この発明の課題は、うず室の圧力
水の吸い込み流路に対する漏れを最小限に抑えることに
より、大幅なポンプ効率の向上を図ることができ、加工
精度も比較的ラフになるうず巻きポンプの漏れ止め装置
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、第１の発明は、うず巻きポンプのうず室と吸
い込み流路間に位置するケーシン又はグインナーケーシ
ングの内周と羽根車の隙間を形成する部分において、滑
り特性の優れた材料を用いて一箇所に切り離し部を持つ
環状に形成したシールリングを、羽根車に対して周方向
及び軸方向に摺動可能となるよう挿入し、上記ケーシン
グ又はインナーケーシングの内周でシールリングに対し
て吸い込み流路側の位置に、軸方向に移動したシールリ
ングの当たり面を設けた構成を採用したものである。

【００１１】第２の発明は、うず巻きポンプのうず室と
吸い込み流路間に位置するケーシング又はインナーケー
シングと羽根車の隙間を形成する部分において、滑り特
性の優れた材料を用いて一箇所に切り離し部を持つ環状
に形成したシールリングを、ケーシング又はインナーケ
ーシングに対して周方向及び軸方向に摺動可能となるよ
う挿入し、上記羽根車のシールリングに対する吸い込み
流路側の位置に、軸方向に移動したシールリングの当た
り面を設けた構成を採用したものである。

【００１２】上記した各発明において、シールリング
は、フッソ樹脂のような滑り特性の優れた材料を用いて
形成し、挿入した羽根車又はケーシングやインナーケー
シングに対して、摺動抵抗を極力少なくし、このシール
リングが当たり面に当接した場合でも、ポンプに与える
負荷を少なくしている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
示例と共に説明する。なお、うず巻きポンプの羽根車と
羽根車室、その外周のうず室及び吸い込み流路部分の基
本的な構造は、図４と同じであるので、図４と同一部分
に同一符号を付すことにより説明に代える。

【００１４】図１は、第１の実施の形態の漏れ止め装置
を示し、うず巻きポンプのうず室３と吸い込み流路４間
に位置するケーシング５ａの内周と羽根車１のマウス部
分１ａが隙間１１を形成する位置において、滑り特性の
優れた材料を用いて一箇所に切り離し部１２を持つ環状
に形成したシールリング１３を、羽根車１のマウス部分
１ａに対して周方向及び軸方向に摺動可能となるよう挿
入し、上記ケーシング５ａの内周でシールリング１３に
対して吸い込み流路４側の位置に、軸方向に移動したシ
ールリング１３の当たり面１４が設けられている。

【００１５】上記シールリング１３は、フッソ樹脂のよ
うな滑り特性の優れた材料を用いて断面角形のリングに
形成し、切り離し部は、図３（Ａ）のように、径方向に
距離をおいて両端面から軸方向に入れた切れ目の内端を
傾斜切れ目でつないで形成して切り離したり、図３
（Ｂ）のように、径方向に距離をおいて外径と内径から
径方向に入れた切れ目の内端を水平切れ目でつないで形
成して切り離した構造を採用することができる。

【００１６】上記羽根車１の円筒状となるマウス部分１
ａの外径とシールリング１３の内径の関係は、挿入した
シールリング１３の内径がこの羽根車１のマウス部分１
ａに対して摺動抵抗を極力少なくなるように、軽く接触
又は限りなく０接触に近づくように設定され、マウス部
分１ａの先端はこのマウス部分１ａにシールリング１３
を挿入し易いように傾斜面１ｂになっている。

【００１７】また、ケーシング５ａの上記隙間１１を形
成する部分の内周は、シールリング１３の納まり部分１
５がシールリング１３の外径よりも少し大径となり、こ
の納まり部分１５に対して吸い込み流路４側の部分がマ
ウス部分１ａの外径に接近する小径部１６となり、上記
納まり部分１５と小径部１６の段差が軸方向に移動した
シールリング１３の当たり面１４になり、上記納まり部
分１５の開口端側に納まり部分のシールリング１３が羽
根車室２側に移動するのを制限する止めリング１７が嵌
着されている。従って、シールリング１３は当たり面１
４と止めリング１７の間で軸方向に移動可能になる。

【００１８】この発明の第１の実施の形態の漏れ止め装
置は、上記のような構成であり、羽根車１を回転させた
揚水時において、シールリング１３は羽根車１と一体に
回転することになり、羽根車室２とうず室３内で圧力が
上昇した水が、ケーシング５ａの内周と羽根車１のマウ
ス部分１ａの隙間から吸い込み流路４側に流出しようと
すると、その水圧がシールリング１３の端面に作用し、
このシールリング１３は吸い込み流路４側に移動するこ
とで当たり面１４に当接し、これにより、ケーシング５
ａの内周と羽根車１のマウス部分１ａの隙間１１がシー
ルリング１３によってシールされることになり、圧力水
が吸い込み流路４側に流出するのを防ぐことになる。

【００１９】従って、大幅なポンプ効率の向上が見込め
ることになり、例えば、従来のうず巻きポンプに比べ、
約１０％のポンプ効率の向上が図れる。

【００２０】上記シールリング１３は固定となるケーシ
ング５ａの当たり面１４に当接することにより、回転が
停止する。即ち、シールリング１３は羽根車１のマウス
部分１ａに対して摺動抵抗を極力少なくなるように、軽
く接触又は限りなく０接触に近づくように取り付けられ
ているのに対し、当たり面１４とシールリング１３の当
接したときに生じる抵抗の方が大きくなるからであり、
シールリング１３が停止してもシールリング１３の弾力
による摩擦力のみの損失で済み、羽根車１の回転駆動力
に対する負荷は極めて少ないことから、ポンプ効率の低
下を最小限に抑えることができる。

【００２１】図２は、第２の実施の形態の漏れ止め装置
を示し、うず巻きポンプのうず室３と吸い込み流路４間
に位置するケーシング５ａの内周と羽根車１のマウス部
分１ａが隙間１１を形成する位置において、上記第１の
実施の形態と同じシールリング１３を、ケーシング５ａ
の内周に対して周方向及び軸方向に摺動可能となるよう
挿入し、上記羽根車１のマウス部分１ａの外周でシール
リング１３に対して吸い込み流路４側の先端位置に、軸
方向に移動したシールリング１３の当たり面１４が設け
られている。

【００２２】上記ケーシング５ａの内周とシールリング
１３の外径の関係は、挿入したシールリング１３の外径
がこのケーシング５ａの内周に対して摺動抵抗を極力少
なくなるように、軽く接触又は限りなく０接触に近づく
ように設定され、ケーシング５ａの内周部分の開口端は
この内周部分にシールリング１３を挿入し易いように傾
斜面５ｂになっている。

【００２３】また、羽根車１のマウス部分１ａの上記隙
間１１を形成する部分の外周は、シールリング１３の納
まり部分１８がシールリング１３の内径よりも少し小径
となる凹溝状となり、この納まり部分１８に対して吸い
込み流路４側の先端部分がシールリング１３の内径に接
近する大径部１９となり、上記納まり部分１８と大径部
１９の段差が軸方向に移動したシールリング１３の当た
り面１４になり、上記納まり部分１８の内部でシールリ
ング１３は軸方向に移動可能になる。

【００２４】この発明の第２の実施の形態の漏れ止め装
置は、上記のような構成であり、羽根車１を回転させた
揚水時において、シールリング１３は固定となるケーシ
ング５ａへの取り付けにより回転することなく停止して
おり、羽根車室２とうず室３内で圧力が上昇した水が、
ケーシング５ａの内周と羽根車１のマウス部分１ａの隙
間１１から吸い込み流路４側に流出しようとすると、そ
の水圧がシールリング１３の端面に作用し、このシール
リング１３は吸い込み流路４側に移動することで当たり
面１４に当接し、これにより、ケーシング５ａの内周と
羽根車１のマウス部分１ａの隙間１１がシールリング１
３によってシールされることになり、圧力水が吸い込み
流路４側に流出するのを防ぐことになる。

【００２５】上記シールリング１３は回転するる羽根車
１の当たり面１４に当接することにより、羽根車１と一
緒に回転することになる。即ち、シールリング１３はケ
ーシング５ａに対して摺動抵抗を極力少なくなるよう
に、軽く接触又は限りなく０接触に近づくように取り付
けられているのに対し、当たり面１４とシールリング１
３の当接したときに生じる抵抗の方が大きくなるからで
あり、シールリング１３が回転してもシールリング１３
の弾力による摩擦力のみの損失で済み、羽根車１の回転
駆動力に対する負荷は極めて少ないことから、この第２
の実施の形態においてもポンプ効率の低下を最小限に抑
えることができる。

【００２６】なお、何れの実施の形態においても、うず
巻きポンプは、非自吸式、自吸式の何れであってもよ
い。また、図５で示したような、インナーケーシング５
ｂを用いた形態のポンプにおける、インナーケーシング
５ｂのマウスリング部に、上述したこの発明の漏れ止め
装置を採用することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、うず
巻きポンプのうず室と吸い込み流路間に位置するケーシ
ング又はインナーケーシングの内周と羽根車の隙間を形
成する部分において、滑り特性の優れた材料を用いて環
状に形成したシールリングと、シールリングに対して吸
い込み流路側の位置に軸方向に移動したシールリングの
当たり面を設けたので、ケーシング又はインナーケーシ
ングと羽根車の隙間をシールリングでシールして圧力水
が吸い込み流路側に流出するのを防ぐことができ、吸い
込み流路側への漏れを抑えることで大幅なポンプ効率の
向上が見込めることになる。

【００２８】また、羽根車のマウス部の仕上げ精度、同
心度等の加工精度の緩和ができるので、比較的安価で効
率のよいポンプを提供できる。

【００２９】さらに、一箇所に切り離し部を設けたシー
ルリングを使用することにより、シールリングが当たり
面に接触した場合でも、ポンプの駆動力に対してシール
リングの弾力による摩擦力のみの損失で済み、ポンプ効
率の低下を最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の第１の実施の形態の漏れ止
め装置を設けたうず巻きポンプの要部構造を示す縦断正
面図、（Ｂ）は同上の漏れ止め装置を拡大した縦断正面
図

【図２】（Ａ）はこの発明の第１の実施の形態の漏れ止
め装置を設けたうず巻きポンプの要部構造を示す縦断正
面図、（Ｂ）は同上の漏れ止め装置を拡大した縦断正面
図

【図３】（Ａ）は漏れ止め装置に用いるシールリングの
斜視図、（Ｂ）は同じくシールリングの切り離し部の他
の例を示す斜視図

【図４】（Ａ）は従来のうず巻きポンプの要部構造を示
す縦断正面図、（Ｂ）は同上の隙間部分の構造を拡大し
た縦断正面図

【図５】インナーケーシングを用いた従来の自吸式うず
巻きポンプの構造をを示す縦断正面図

【符号の説明】

１ 羽根車 ２ 羽根車室 ３ うず室 ４ 吸い込み流路 ５ ケーシングカバー ５ａ ケーシング ５ｂ インナーケーシング ６ 回転軸 １１ 隙間 １２ 切り離し部 １３ シールリング １４ 当たり面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 うず巻きポンプのうず室と吸い込み流路
   間に位置するケーシング又はインナーケーシングの内周
   と羽根車の隙間を形成する部分において、滑り特性の優
   れた材料を用いて一箇所に切り離し部を持つ環状に形成
   したシールリングを、羽根車に対して周方向及び軸方向
   に摺動可能となるよう挿入し、上記ケーシング又はイン
   ナーケーシングの内周でシールリングに対して吸い込み
   流路側の位置に、軸方向に移動したシールリングの当た
   り面を設けたうず巻きポンプの漏れ止め装置。
2. 【請求項２】 うず巻きポンプのうず室と吸い込み流路
   間に位置するケーシング又はインナーケーシングと羽根
   車の隙間を形成する部分において、滑り特性の優れた材
   料を用いて一箇所に切り離し部を持つ環状に形成したシ
   ールリングを、ケーシング又はインナーケーシングに対
   して周方向及び軸方向に摺動可能となるよう挿入し、上
   記羽根車のシールリングに対する吸い込み流路側の位置
   に、軸方向に移動したシールリングの当たり面を設けた
   うず巻きポンプの漏れ止め装置。