JP2007046581A - ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】流体の漏れに対して早急に対処可能な破砕ポンプを提供する。
【解決手段】破砕ポンプでは、シール空間３００Ｂに設けられる第一オイルシール３４１および第二オイルシール３４２と、シール空間３００Ｂに挿通可能な予備オイルシール３５３と、予備オイルシール３５３をシール空間３００Ｂに挿通させるリテーナ３５０と、リテーナ３５０をシール空間３００Ｂ側に移動させるナット３５２Ｂを備えている。これにより、第一および第二オイルシール３４１，３４２が破損した場合でも、ナット３５２Ｂを締め付けてリテーナ３５０をシール空間３００Ｂ側に移動させて、予備オイルシール３５３をシール空間３００Ｂに挿入させることができ、早急に漏れを阻止することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、遠心型または軸流型のポンプに関する。

従来、流体中の被移送流体を細かく均一に破砕する遠心型の破砕ポンプが知られている（例えば特許文献１）。

この特許文献１に記載の破砕ポンプは、吐出口が形成されたケーシング本体を備えている。このケーシング本体には、中心を貫通して回転軸が設けられ、この回転軸の中央部はケーシング本体内の軸封部に支持されている。そして、回転軸の先端側である吸込路側には、ケーシング本体の内部で回転して流体を吐出ノズルから圧送する加圧羽根車が設けられ、さらにその先端側には、加圧羽根車と一体に回転して被処理物を破砕処理する破砕羽根車が設けられている。この破砕ポンプでは、被移送流体を破砕羽根車にて破砕して細かく均一にし、加圧羽根車により流体と共に圧送して吐出ノズルから排出させる。

特開平０８−１３５５８７号公報（第３頁左欄ないし第４頁右欄、図１ないし図５参照）

ところで、特許文献１のような破砕ポンプでは、軸封部に設けられた軸シ―ルによりケーシング本体と回転軸とをシールしているが、回転軸を長時間回転させたりすることにより、軸封部のシールが劣化してシール効率が低下してしまう場合がある。このような場合、ケーシング本体内部の流体や回転軸と軸封部との間に注入されるグリースなどが軸封部から漏れる虞があり、このような漏れに対して早急に対処可能な漏れ対策の構成が望まれている。特に、破砕ポンプを下水処理などに利用する場合、漏れの発生により悪臭が発生したりする虞があり、早急な漏れ対策が可能な構成が望まれている。

本発明は、流体の漏れに対して早急に対処可能なポンプを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係るポンプは、流体を吐出する吐出口を有するケーシングと、前記ケーシングを貫通して駆動力発生装置から伝達される駆動力により回転駆動する主軸と、前記主軸に設けられて、前記流体を前記吐出口に圧送する加圧羽根車と、前記主軸および前記ケーシングの間に設けられたシール空間をシールする少なくとも１つのシール部材と、前記シール空間の外部に配置される予備シール部材と、前記主軸の軸心方向に沿って移動することで、前記予備シール部材を前記シール空間内に挿入可能に設けられたリテーナとを備えていることを特徴とする。

本発明の請求項２に係るポンプは、請求項１に記載のポンプにおいて、前記ケーシングには、前記主軸の軸心方向に伸びるスタッドボルトが設けられ、前記リテーナは、前記スタッドボルトが挿通されるスタッド孔を備えているとともに、前記スタッドボルトに螺合されたナットで前記ケーシングに取り付けられることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、前記シール空間に設けられる少なくとも１つのシール部材と、前記シール空間に挿通可能な予備シール部材と、この予備シール部材を前記シール空間に挿入するリテーナと、リテーナを移動させる移動手段とを備えている。これにより、シール部材が破損した場合に、移動手段を操作してリテーナを移動させるだけで予備シール部材が前記シール空間に挿入することができる。従って、シール部材が破損して移送流体の漏れが発生した場合でも早急に漏れを阻止する対処ができ、シール部材の破損による移送流体の漏れの量を減少させることができる。

請求項２の発明によれば、前記リテーナは、前記スタッド孔にスタッドボルトを挿通させてナットを螺合させることで取り付けている。これにより、リテーナの取り付けに複雑な取付構造が不要で、簡単な構成で容易にケーシングに取り付けることができる。また、予備シール部材が破損した場合でもナットを外すだけで容易にリテーナを取り外せるため、予備シール部材の交換も容易に実施でき、メンテナンス性を良好にできる。

以下、本発明における一実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る破砕ポンプの軸断面図である。図２は、図１における破砕ポンプのシールボックス近傍を拡大した拡大断面図である。図３は、図２においてリテーナを固定するナットを締め付けた際のシールボックス近傍の拡大断面図である。

〔破砕ポンプの構成〕
図１において、１０は破砕ポンプであり、この破砕ポンプ１０は、流体中の被移送流体を均一に破砕し、均質な個液混合物として送り出す装置である。このような、破砕ポンプ１０は、被移送流体として、例えば廃プラスチックやペットボトル、発泡トレーや生ゴミなどの産廃物、食品、合成樹脂などの原材料、その他あらゆる物質を破砕可能であり、図示しない駆動力発生装置としてのモータと、このモータから伝達される駆動力により回転駆動する主軸１００と、主軸１００を支持する軸封支え２００と、主軸１００から伝達される回転駆動力により駆動する遠心ポンプ部３００と、主軸１００から伝達される回転駆動力により被移送流体を破砕する破砕機構が設けられる破砕取付部４００と、被移送流体を吸い込んで破砕取付部４００の破砕機構に搬送する吸込部５００とを備えている。

主軸１００は、一端部に継手部１１０を備えている。そして、この継手部１１０は、図示しないモータの駆動軸に接続され、モータの回転駆動力を主軸１００に伝達する。また、主軸１００は、図１に示すように、軸封支え２００、遠心ポンプ部３００、破砕取付部４００の軸心上に配置されている。

軸封支え２００は、破砕ポンプ１０を固定する図示しない台座部に固定されており、主軸１００を回転可能に支持する。この軸封支え２００は、遠心ポンプ部３００側に設けられる第一軸封部２１０と、モータ側に設けられた第二軸封部２２０とを備えている。

第一軸封部２１０は、ベアリング部材２３０Ａを介して主軸１００を回転可能に保持している。第一軸封部２１０の遠心ポンプ部３００側の端面には、軸封カバー２４０Ａが固定されており、この軸封カバー２４０Ａと主軸１００との間には、オイルシール２４１が設けられている。

第二軸封部２２０には、軸封支え２００の内周面に沿って軸封室形成部材２５０が固定されている。第二軸封部２２０は、軸封室形成部材２５０と主軸１００との間に設けられるベアリング部材２３０Ｂを介して主軸１００を回転可能に支持している。第二軸封部２２０のモータ側の端面には、軸封カバー２４０Ｂが固定されており、この軸封カバー２４０Ｂと主軸１００との間には、オイルシール２４２が設けられている。

遠心ポンプ部３００は、図１に示すように、吐出ケーシング３１０と、加圧羽根車３２０と、シール機構３００Ａとを備えている。

吐出ケーシング３１０は、略円筒状に形成されて、座部に例えばボルト締めなどにより固定されているとともに、その略中心軸上に主軸１００が挿通されている。この吐出ケーシング３１０は、破砕取付部４００側に設けられる略円筒状のポンプ部３１０Ａと、軸封支え２００がボルト止めされる側のシーリング部３１０Ｂとを備えている。

ポンプ部３１０Ａは、破砕取付部４００が取付可能に設けられている。また、ポンプ部３１０Ａの外周部には、外部とポンプ部３１０Ａの内部とを連通する吐出口３１１が形成されている。ポンプ部３１０Ａの内部には、加圧羽根車３２０が主軸１００に固定されて回転可能に配置されており、加圧羽根車３２０の回転により破砕取付部４００に設けられる破砕機構から流入された移送流体を含む移送流体が吐出口３１１から吐出される。

シーリング部３１０Ｂの内周側には、シール機構３００Ａが設けられている。また、シーリング部３１０Ｂのモータ側端面には、スタッドボルト３１３が主軸１００の軸心と略平行に立設されている。さらに、シーリング部３１０Ｂには、シール機構３００Ａにグリースを注入する注入孔３１４が形成され、この注入孔３１４には、グリース給脂器３６０に接続されるグリース注入管３６１が挿通されている。なお、シール機構３００Ａについての詳細は後述する。

加圧羽根車３２０には、複数の加圧羽根３２１が形成されている。そして、加圧羽根車３２０は、主軸１００とともに回転し、破砕機構から導入される移送流体に遠心力を加える。この遠心力により、移送流体はポンプ部３１０Ａの外周側に圧送され、吐出口３１１から放出される。

破砕取付部４００は、図１に示すように、中間ケーシング４１０と、格子４２０と、破砕羽根車４３０とを備えている。

中間ケーシング４１０は、吐出ケーシング３１０にボルト締めなどにより、Ｏリング４１１を介して固定されている。中間ケーシング４１０内には、格子４２０およびシュラウドリング４１３が固定されている。

格子４２０は、表裏を貫通する複数のスリット孔４２１を有している。そして、破砕機構にて破砕された移送流体のうち、スリット孔４２１を通過可能な大きさの移送流体が格子４２０を通過して、遠心ポンプ部３００に送られる。なお、この格子４２０のスリット孔４２１は、被移送流体を破砕するにあたっての破砕粒子の大きさにより適宜変更可能であり、例えば、被移送流体を粉末状に破砕する場合には、粉末粒子の大きさに応じた微小サイズのスリット孔４２１を有する格子４２０が用いられる。

シュラウドリング４１３は、略円筒状部材であり、円筒内周面に複数の図示しない内刃が形成されている。そして、このシュラウドリング４１３の内側には、破砕羽根車４３０が配置されている。

破砕羽根車４３０は、吸込部５００側に設けられる押え部材４３１を介して主軸１００の先端にボルト締めされている。この破砕羽根車４３０には、主軸１００の軸心から径方向に向かって放射状に突出する複数の破砕羽根４３２が形成されている。そして、本実施形態の破砕ポンプ１０では、格子４２０のスリット孔４２１と、シュラウドリング４１３の内刃と、破砕羽根車４２０の破砕羽根４２３と、後述する切刃部材の切刃５２２により、移送流体を破砕する破砕機構が構成されている。この破砕機構では、主軸１００の回転により破砕羽根車４３０が回転すると、被移送流体を破砕羽根４３２とシュラウドリング４１３の内刃との間に挟んだり、破砕羽根４３２と切刃５２２との間に挟んだりして破砕する。

吸込部５００は、吸込ケーシング５１０を有しており、この吸込ケーシング５１０の破砕取付部４００から遠ざかる側の開口には、被移送流体を吸込する吸込開口部５１１が形成されている。この吸込開口部５１１には、被移送流体が導入される図示しない導入管が取り付けられ、この導入管から破砕ポンプ１０の内部に被移送流体が導入される。また、吸込ケーシング５１０の破砕取付部４００側の一部には、図１に示すように、外周側に突出する切刃挿通部５１２が形成されている。

切刃挿通部５１２には、外側から切刃部材５２０が挿入されて、例えばボルト締めなどにより固定されている。また、この切刃部材５２０は、外周径寸法が切刃挿通部５１２の内周径寸法と略同一寸法となる胴部５２１と、胴部５２１の先端に設けられて破砕羽根車４３０に近接する切刃５２２とを備えている。胴部５２１と切刃挿通部５１２との間には、Ｏリング５１３が設けられ、吸込ケーシング５１０の内部が密封されている。

〔シール機構の構成〕
次にシール機構３００Ａの説明を図１ないし図３に基づいて説明する。

シール機構３００Ａは、吐出ケーシング３１０のシーリング部３１０Ｂに設けられ、スリーブ３３０と、シールボックス３４０と、リテーナ３５０とを備えている。

スリーブ３３０は、筒内周の径寸法が主軸１００の径寸法と略同寸法に形成され、主軸１００が挿通されている。また、スリーブ３３０の加圧羽根車３２０側の端面は、加圧羽根車３２０の当接面に固定されている。また、このスリーブ３３０および加圧羽根車３２０の固定位置に適宜シール部材が取り付けられた構成としてもよい。なお、スリーブ３３０と主軸１００とが一体的に構成されてもよい。

シールボックス３４０は、略筒状に形成され、外周面が吐出ケーシング３１０のシーリング部３１０Ｂの内周面に当接して固定されている。シールボックス３４０の内周面とスリーブ３３０の外周面との間には、所定寸法だけ間隔が設けられ、シール空間３００Ｂが形成されている。さらに、シールボックス３４０には、シーリング部３１０Ｂの注入孔３１４に対応する位置に、この注入孔３１４とシール空間３００Ｂとを連通させる注入連結孔３４３が形成されており、グリース給脂器３６０から給脂されるグリースがシール空間３００Ｂに供給されている。

さらに、シールボックス３４０の内周面には、それぞれ円環状とされたシール部材としての第一オイルシール３４１および第二オイルシール３４２が設けられている。第一オイルシール３４１は、シールボックス３４０の加圧羽根車３２０側に設けられ、第二オイルシール３４２は、シールボックス３４０の軸封支え２００側に設けられている。これらの第一および第二オイルシール３４１，３４２は、スリーブ３３０の外周面に密着している。ここで、シール空間３００Ｂにはグリースが供給されているので、第一オイルシール３４１および第二オイルシール３４２がスリーブ３３０との密着性を保持した状態で主軸１００の回転が可能となる。

リテーナ３５０も、略円筒状に形成されている。また、リテーナ３５０には、径方向に突出する固定板３５２が形成されている。この固定板３５２には、スタッド孔３５２Ａが形成され、前述した吐出ケーシング３１０のスタッドボルト３１３が挿通されている。そして、固定板３５２の軸封支え２００側から、スタッドボルト３１３にナット３５２Ｂが螺合され、リテーナ３５０が保持されている。

また、リテーナ３５０の加圧羽根車３２０側の端面には、予備オイルシール３５３が設けられている。ここで、予備オイルシール３５３は、通常時には使用されず、図２に示すように、スリーブ３３０から離間した位置に設けられている。そして、破砕ポンプ１０の使用により第一オイルシール３４１および／または第二オイルシール３４２が劣化し、グリースや移送流体の漏れが生じた場合、ナット３５２Ｂを調整して、図３に示すように、リテーナ３５０を加圧羽根車３２０側に移動させる。これにより、リテーナ３５０の円筒部分がシール空間３００Ｂ内部に挿入され、予備オイルシール３５３が第二オイルシール３４２と並んでスリーブ３３０の外周面およびシールボックス３４０の内周面の間に嵌めこまれる。

〔破砕ポンプの動作〕
次に、上記破砕ポンプ１０の動作を説明する。

この破砕ポンプ１０のモータに電力が供給されると、モータの駆動力により主軸１００が回転する。そして、この主軸１００の回転により、加圧羽根車３２０および破砕羽根車４３０が回転する。この状態で、導入管から破砕ポンプ１０の内部に流体とともに被移送流体が導入されると、被移送流体は吸込部５００から破砕機構に送られる。この破砕機構において被移送流体は、破砕羽根車４３０の破砕羽根４３２およびシュラウドリング４１３の内刃、あるいは破砕羽根４３２および切刃部材５２０の切刃５２２に挟まれて破砕される。そして、被移送流体が格子４２０のスリット孔４２１を通過可能な大きさの粒子に破砕されると、このスリット孔４２１から遠心ポンプ部３００に送られる。

遠心ポンプ部３００では、加圧羽根車３２０の加圧羽根３２１の回転により移送流体が加圧される。この加圧による遠心力により移送流体は吐出ケーシング３１０のポンプ部の内周壁に押し出され、吐出口３１１から放出される。

上記破砕ポンプ１０において、主軸１００の回転によりシール機構３００Ａの第一オイルシール３４１および第二オイルシール３４２が劣化し、破損してしまう場合がある。このような場合、ナット３５２Ｂを調整してリテーナ３５０を加圧羽根車３２０側に移動させ、予備オイルシール３５３をシール空間３００Ｂ内に挿入する。そして、予備オイルシール３５３がシール空間３００Ｂ内部に挿入されると、この予備オイルシール３５３がシールボックスの内周面およびスリーブ３３０の外周面に当接し、シール空間３００Ｂを密閉する。これにより、第一オイルシール３４１および第二オイルシール３４２が破損した緊急時においても、グリースや流体の漏れを抑えることが可能となる。

〔実施形態の作用効果〕
上述したように、上記一実施の形態の破砕ポンプ１０では、シール空間３００Ｂに設けられる第一オイルシール３４１および第二オイルシール３４２と、シール空間３００Ｂに挿通可能な予備オイルシール３５３と、予備オイルシール３５３をシール空間３００Ｂに挿通させるリテーナ３５０と、リテーナ３５０をシール空間３００Ｂ側に移動させるナット３５２Ｂを備えている。このため、第一オイルシール３４１および第二オイルシール３４２が例えば主軸１００の回転により劣化して破損した場合でも、ナット３５２Ｂを締め付けてリテーナ３５０を加圧羽根車３２０側に移動させるだけで、予備オイルシール３５３をシール空間３００Ｂに挿入できる。従って、第一および第二オイルシール３４１，３４２が破損して、シール空間３００Ｂから流体やグリースなどが漏れ出した場合でも、リテーナ３５０を移動させるだけで早急に漏れを阻止することができる。

また、リテーナ３５０は、リテーナ３５０に設けられるスタッド孔３５２Ａにスタッドボルト３１３を挿通させてナット３５２Ｂを螺合させて取り付けられている。このため、リテーナ３５０を取り付けるために複雑な構成は不要であり、リテーナ３５０を簡単な構成で容易に吐出ケーシング３１０に取り付けることができる。また、予備オイルシール３５３が破損した場合でもナット３５２Ｂを外すだけで容易にリテーナ３５０を取り外せるため、予備オイルシール３５３の交換やメンテナンスも容易に実施できる。

さらに、ナット３５２Ｂおよびスタッドボルト３１３の螺合状態を調整することでリテーナ３５０を主軸１００の軸方向に沿って移動させているため、リテーナ３５０を主軸１００の軸心方向に往復移動させるための複雑な構成を不要にでき、ナット３５２Ｂを締め付けるだけで容易にリテーナ３５０を吐出ケーシング３１０側に移動させることができる。従って、第一、第二オイルシール３４１，３４２が破損してシール空間３００Ｂから流体やグリースが漏れだした場合でも、ナット３５２Ｂを締めるだけの簡単な操作で容易にかつ迅速に予備オイルシール３５３をシール空間３００Ｂに挿入でき、漏れを早急に抑えることができる。

そして、シール空間３００Ｂから漏れが生じていない状態では、予備オイルシール３５３は、主軸１００に接触しない位置に配置されているため、予備オイルシール３５３が無駄に劣化するのを防止できる。従って、予備オイルシール３５３の品質を維持でき、漏れが発生した際に、良好に漏れを阻止できる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、上述した一実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。

すなわち、上記実施の形態では、シール機構を破砕ポンプ１０に適用する例を示したが、これに限定されない。本発明のシール機構は、回転駆動する主軸とこの主軸が挿通されるケーシングとの間に設けられるものであればよく、例えば、破砕機構が形成されず、流体を所定方向に押し流すポンプなどに設けられていてもよい。この場合、主軸とポンプのケースとの間に本発明のシール機構を適用することで漏れ発生時に早急な対応ができるようになる。

さらに、加圧羽根車３２０にて流体を径方向に圧送する遠心型のポンプにシール機構３００Ａを設けた構成を示したが、加圧羽根車により流体を軸方向に圧送する軸流型ポンプにシール機構３００Ａを取り付ける構成としてもよい。

また、上記実施の形態では、遠心ポンプ部３００で移送流体を吐出口３１１から排出する例を示したがこれに限らない。例えば移送流体としては、液体粒子物であってもよく、固形粒子物であってもよい。また、粒子の大きさも特に限定されず、これは格子４２０のスリット孔４２１の大きさにより決定される。

また、上記実施の形態において、シール空間３００Ｂから漏れが生じた場合にナット３５２Ｂの締付状態を変化させてリテーナ３５０をシール空間３００Ｂに挿入する例を挙げたがこれに限定されない。例えば、リテーナ３５０はボルト締めにより吐出ケーシング３１０に取り付けられた構成としてもよい。この場合、吐出ケーシング３１０の軸封支え２００側にボルトが螺合されるボルト孔を形成しておき、リテーナ３５０の固定板３５２のスタッド孔３５２Ａからボルトを挿通させてボルト孔に螺合させる。このような構成では、ボルトを締め付けることでリテーナ３５０をシール空間３００Ｂ側に移動させることができる。さらに、ナット３５２Ｂや上述したボルト以外の移動手段を備える構成としてもよい。

また、シールボックス３４０が吐出ケーシング３１０のシーリング部３１０Ｂに一体的に設けられている構成としてもよい。さらに、シールボックス３４０が設けられない構成としてもよい。この場合、第一、第二オイルシール３４１，３４２は吐出ケーシング３１０のシーリング部３１０Ｂの内周面に直接設けられ、シーリング部３１０Ｂの内周面および主軸１００の外周面によりシール空間３００Ｂが形成される。

さらに、シール空間３００Ｂの近傍に漏れを検出する漏れ検出センサなどを設け、ナット３５２Ｂに漏れ検出センサから送信される信号に基づいてナット３５２Ｂの螺合状態を変化させる締付状態変化手段を設ける構成としてもよい。この構成では、漏れ検出センサにより漏れが発生すると、締付状態変化手段に漏れが検出された旨の検出信号を出力する。そして締付状態変化手段は、検出信号が入力されたことを認識すると、ナット３５２Ｂを締め付けてリテーナ３５０をシール空間３００Ｂ側に移動させ、予備オイルシール３５３をシール空間３００Ｂに挿入する。このような構成にすることで、シール空間３００Ｂからの漏れの発生を即座に察知し、より早急に漏れを自動的に阻止できる。

さらには、上記において、漏れ報知ランプを設け、漏れ検出センサにて漏れが検出された場合に、漏れ報知ランプを点灯させる構成としてもよい。このような構成では、漏れが生じたことを早急に管理者に報知することができ、第一オイルシール３４１および第二オイルシール３４２の交換を促すことができる。なお、漏れ報知ランプを例示したが、漏れを音声や警報音により報知する音声報知手段を設けた構成とするなどしてもよい。

その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。

本発明は、破砕ポンプに利用できる他、破砕部が設けられないその他の遠心型ポンプや軸流型のポンプにも利用できる。

本発明の一実施の形態に係る破砕ポンプの一部を断面した断面図。 本実施の形態のシーリング機構を断面した断面図。 予備オイルシールがシール空間に挿入された際のシーリング機構の断面図。

符号の説明

１０…破砕ポンプ、１００…主軸、３００…遠心ポンプ部、３００Ａ…シール構造、３００Ｂ…シール空間、３１０…ケーシングとしての吐出ケーシング、３１１…排出口としての吐出口、３１３…スタッドボルト、３２０…加圧羽根車、３４１…シール部材としての第一オイルシール、３４２…シール部材としての第二オイルシール、３５０…リテーナ、３５２Ｂ…ナット、３５３…予備シール部材としての予備オイルシール。

Claims (2)

1. 流体を吐出する吐出口を有するケーシングと、
   前記ケーシングを貫通して駆動力発生装置から伝達される駆動力により回転駆動する主軸と、
   前記主軸に設けられて、前記流体を前記吐出口に圧送する加圧羽根車と、
   前記主軸および前記ケーシングの間に設けられたシール空間をシールする少なくとも１つのシール部材と、
   前記シール空間の外部に配置される予備シール部材と、
   前記主軸の軸心方向に沿って移動することで、前記予備シール部材を前記シール空間内に挿入可能に設けられたリテーナとを備えている
   ことを特徴とするポンプ。
2. 請求項１に記載のポンプにおいて、
   前記ケーシングには、前記主軸の軸心方向に伸びるスタッドボルトが設けられ、
   前記リテーナは、前記スタッドボルトが挿通されるスタッド孔を備えているとともに、前記スタッドボルトに螺合されたナットで前記ケーシングに取り付けられる
   ことを特徴とするポンプ。

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