JPH0972428A - 立軸ポンプ用軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】軸封装置の気中運転における摺動面の水潤滑を
長時間安定に維持できようにする。 【構成】主軸１に取り付けられてシートリング４とシー
ルリング５の外周を取り囲むように起立して潤滑水保持
室１１ａを形成する回転筒１１の上縁開口を覆う返し板
１２に戻し水路１４を形成し、漏出しようとする潤滑水
を戻し水路１４のポンプ作用により引き戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自己保持した潤滑水で
摺動面を潤滑するようにした立軸ポンプ用軸封装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】雨水を排水する立軸ポンプの軸封装置に
おけるシール部材として耐摩耗性に優れたセラミックス
を用いた端面型セラミック軸封装置が使用されるように
なってきた。

【０００３】その一方において、近年における急激な都
市化により排水機場への雨水の流入が大量且つ急激なも
のとなりつつあり、こうした状況に対応するために排水
ポンプを先行待機運転させる必要性が高まってきてい
る。ところが、このような先行待機運転に代表される気
中運転を行う立軸排水ポンプは、ポンプが起動して主軸
が回転しているにもかかわらず揚水されない気中運転状
態が３０分間以上もの長時間に亘って継続する場合があ
る。この間、軸封装置に対しては潤滑水が補給されない
ことになり、そのままでは軸封装置が摺動面潤滑のため
に自己保持している潤滑水が不足してドライ摺動による
異常摩耗が発生し、セラミック軸封装置を採用すること
が困難である。

【０００４】なお、この種の軸封装置としては、特開平
７−１２２３６号公報に記載されたものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の立軸ポンプ用軸
封装置は、揚水した水を潤滑水として回転容器内に溜め
る構造になっていが、潤滑水の保持量を多くし且つ気中
運転時にこの潤滑水の消費量を軽減することにより長時
間の気中運転に耐えられるようにする配慮が不足してい
る。

【０００６】本発明の目的は、潤滑水の保持量を多くす
ると共に該潤滑水を有効に使用して長時間の気中運転に
耐えられる立軸ポンプ用軸封装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、軸封のための摺動部材であるシートリン
グとシールリングの外周を取り囲んで潤滑水保持室を形
成する回転筒の上縁から該回転筒の上部開口を覆うよう
に突出した返し板に該返し板の内周縁から外周部に向か
って伸びて該回転筒の内側に向けて開口する戻し水路を
形成したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】潤滑水保持室はシートリングとシールリングの
周囲に多量の潤滑水を保持し、また、回転時の遠心力に
より上部開口から飛散しようとする潤滑水を返し板によ
り抑制すると共に該返し板の内周縁から漏出しようとす
る潤滑水を戻し水路の遠心ポンプ作用によって潤滑水保
持室の内側に押し戻す。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。この実施例における立軸ポンプ用軸封装置は、シー
ル部材がセラミックスからなる軸封装置（以下、セラミ
ック軸封装置と呼ぶ）であり、雨水を排水するために先
行待機運転（気中運転）する排水ポンプの軸封装置とし
て搭載される。しかしながら、本発明の立軸ポンプ用軸
封装置のシール部材は、セラミックスのみに限定される
ものではない。

【００１０】図１は、本発明になる立軸排水ポンプ軸封
装置の縦断側面図である。この軸封装置は、主軸１とポ
ンプケーシング７の間の隙間からの流体の漏れを防止す
る装置である。主軸１にはフランジ２が固定され、該フ
ランジ２の上面にはシートリング４を取り付けたケース
３ａが固定される。前記シートリング４に押接して摺動
させるシールリング５を保持したケース３ｂは、シール
ケース６にねじ止めして着脱可能に固定される。主軸１
とフランジ２を囲むように設けられたポンプケーシング
７の上端には環状カバー８が取付けられ、前記シールケ
ース６は該環状カバー８の内周端にＯリング９を介して
水密状態且つ上下方向摺動可能に取付けられる。コイル
ばね１０は、シールリング５をシートリング４に押接す
るようにシールケース６を押下する。なお、１３は、シ
ールケース６の内側からコイルばね１０及び該シールケ
ース６と環状カバー８の摺動部を覆うように伸びたダス
トカバーである。

【００１１】そして、シートリング４及びシールリング
５を支持するケース３ａ，３ｂとシールケース６の外周
側を取り囲むように前記フランジ２の外周端から起立さ
せて固定した回転筒１１は、ポンプによって汲上げられ
た揚水液を溜めて潤滑水として保持する潤滑水保持室１
１ａを形成する。この潤滑水保持室１１ａ内に保持した
潤滑水が主軸１の回転に伴う遠心力によって回転筒１１
の上部開口から飛散するのを抑制するために、該回転筒
１１の上縁から内側に向けて突出してシールケース６の
外周面に近接するように伸びて該上部開口を覆う環状の
返し板１２が設けられる。この返し板１２には、その内
周縁から外周部に向かって伸びて潤滑水保持室１１ａ内
に向けて開口する戻し水路１４が形成されている。１５
は、前記戻し水路１４の潤滑水保持室内側に向けた開口
の内側に設けた環状の案内壁で、戻し水路１４から潤滑
水保持室１１ａ内に戻された潤滑水を回転筒１１の内壁
面に沿って流下するように方向付けする。

【００１２】この立軸排水ポンプ軸封装置において、揚
水時は、ポンプケーシング７内が揚水液で満たされ、回
転筒１１を越えた揚水液はシールケース６と返し板１２
の内周縁の間の隙間から潤滑水保持室１１ａ内に侵入し
て溜められ、シートリング４とシールリング５の摺動面
を潤滑する潤滑水となる。摺動面を潤滑しながら外周側
から内周側に通過した潤滑水（漏水）は、主軸１の外周
面とシールケース６内周面の間に形成された隙間を上昇
し、ダストカバー１３の上面に溢れ出て環状カバー８の
上面を外周側に流れる。漏水に含まれる土砂粒子は、該
漏水した流体と一緒に運ばれるのでシールケース６と環
状カバー８の間の摺動面に侵入してＯリング９を損傷す
ることがない。

【００１３】揚水が終了するとポンプケーシング７内の
水は落水するが、回転筒１１で囲まれた潤滑水保持室１
１ａ内には返し板１２の上面のレベルまで揚水液が溜め
らて潤滑水として保持される。なお、潤滑水保持室１１
ａ内の矢印は、排水ポンプの回転中における該潤滑水保
持室１１ａ内での揚水液（潤滑水）の循環方向を示して
いる。

【００１４】この立軸排水ポンプ軸封装置は、新規組立
て終了時に、最初の気中運転のための潤滑水を潤滑水保
持室１１ａに供給しておくが、その後は、排水ポンプの
揚水運転時の揚水液を自動的に補充して潤滑水として自
己保持し、該潤滑水で４と５の摺動面を潤滑する。シー
トリング４及びシールリング５を支持するケース３ａ，
３ｂとシールケース６の外周側を取り囲むようにフラン
ジ２の外周端から起立させた回転筒１１によって形成す
る潤滑水保持室１１ａは、比較的大きな容量に形成して
多量の潤滑水を保持することができる。

【００１５】潤滑水保持室１１ａ内に蓄えられた潤滑水
は、主軸１が回転するときに一緒に回転することにより
その遠心力によって回転筒１１の内壁面を伝って上昇す
る。上昇した潤滑水は、返し板１２に押えられて下側に
戻される。しかし、上部にある潤滑水の一部は、下部か
ら上昇する水によって押し出されて返し板１２を伝って
該返し板１２の内周縁とシールケース６の間の隙間から
溢れ出て回転筒１１の外に飛散しようとするが、該返し
板１２の外周縁に開口する戻し水路１４が該潤滑水を吸
い込んでその遠心力によるポンプ作用によって潤滑水保
持室１１ａ内に戻し、回転筒１１の内壁に沿って上昇し
てくる潤滑水の上昇を押え込むように下向きに噴出す
る。

【００１６】従って、潤滑水保持室１１ａ内の潤滑水が
飛散して浪費するようなことが少なくなくなるので、長
時間の気中運転に対して確実な潤滑を維持することがで
き、より信頼性の高い軸封装置を実現することができ
る。

【００１７】次に、返し板１２に形成する戻し水路１４
の幾つかの実施例を図２〜図４を参照して説明する。

【００１８】図２に示す実施例は、返し板１２の厚み方
向中間部に該返し板１２の内周縁に開口する５ｍｍ程度
の環状の隙間１４ａを形成し、この隙間１４ａにおける
回転筒１１の壁面に近いところに潤滑水保持室１１ａ内
に向けて複数個の穴１４ｂを形成したものである。この
穴１４ｂは、５ｍｍ程度の直径の丸穴を等間隔に８個程
度形成すれば良い。

【００１９】図３に示す実施例は、返し板１２の内周縁
から外周部に向けて放射状に等間隔に形成した複数本の
丸穴１４ｃを回転筒１１の壁面に近いところで潤滑水保
持室１１ａに折り曲げることにより該潤滑水保持室１１
ａに向けて下向きに開口させたものである。

【００２０】図４に示す実施例は、返し板１２の内周縁
から外周部に向けて等間隔に形成する複数本の丸穴１４
ｄをポンプの回転方向に向けて湾曲させると共に回転筒
１１の壁面に近いところで潤滑水保持室１１ａに湾曲さ
せことにより該潤滑水保持室１１ａに向けて回転方向に
斜め下向きに開口させたものである。

【００２１】このようにすれば、、丸穴１５ｄから潤滑
水保持室１１ａに噴出する戻し水は、より効果的に潤滑
水保持室１１ａ内の潤滑水の上昇を押えることができる
ようになる。

【００２２】図５は、本発明になる立軸排水ポンプ軸封
装置の他の実施例を示す縦断側面図である。この軸封装
置は、シールケース６と返し板１２の内周縁の間の隙間
部分に段付け部材１６を設け、該隙間を通過しようとす
る潤滑水を返し板１２に形成した戻し水路１４に吸い込
み易くしたものである。その他の構成は、前述した実施
例と共通であるので同一の参照符号を付して重複する説
明は省略する。

【００２３】この実施例における戻し水路１４は、段付
け部材１６に沿って後退させて段付きにした返し板１２
の内周縁の段部に臨んで開口する。従って、段付け部材
１６に沿って漏出しようとする潤滑水は戻し水路１４に
吸い込まれ易くなる。

【００２４】図６は、本発明になる立軸排水ポンプ軸封
装置の更に他の実施例を示す縦断側面図である。この軸
封装置は、シールケース６に固定した補助容器１７を潤
滑水保持室１１ａ内に同心的に設けたものである。その
他の構成は、図１に示した実施例と共通であるので同一
の参照符号を付して重複する説明を省略する。

【００２５】補助容器１７は、その上部が開放し、その
底部が連通穴（図示せず）によって潤滑水保持室１１ａ
と連通する補助室１７ａを形成し、潤滑水保持室１１ａ
内の潤滑水の一部を該補助室１７ａ内に回転しないよう
に保持する。そして、戻し水路１４は、潤滑水保持室１
１ａに対しては、回転筒１１と補助容器１７の間の隙間
に向けて下向きに開口する。

【００２６】この実施例における補助容器１７は、潤滑
水保持室１１ａ内を仕切って潤滑水の一部を回転しない
ように保持し、しかも遠心力による潤滑水の上昇水路を
回転筒１１と補助容器１７の間の狭い隙間に限ると共に
該隙間に戻し水路１４からの戻り水を噴出して潤滑水の
上昇を押えるようにしたので、潤滑水の飛散を一層軽減
することができる効果がある。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、シートリングとシールリング
の周囲に形成した潤滑水保持室によって多量の潤滑水を
保持し、また、回転時の遠心力により上部開口から飛散
しようとする潤滑水を返し板により抑制すると共に該返
し板の内周縁から漏出しようとする潤滑水を戻し水路に
よる遠心ポンプ作用によって潤滑水保持室の内側に押し
戻すようにしたので、潤滑水を有効に使用して長時間の
気中運転に耐えられる水潤滑を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる立軸排水ポンプ軸封装置の一実施
例を示す縦断側面図である。

【図２】本発明になる立軸排水ポンプ軸封装置における
返し板に形成する戻し水路の一実施例を示す斜視断面図
である。

【図３】本発明になる立軸排水ポンプ軸封装置における
返し板に形成する戻し水路の他の実施例を示す斜視断面
図である。

【図４】本発明になる立軸排水ポンプ軸封装置における
返し板に形成する戻し水路の更に他の実施例を示す斜視
断面図である。

【図５】本発明になる立軸排水ポンプ軸封装置の他の実
施例を示す縦断側面図である。

【図６】本発明になる立軸排水ポンプ軸封装置の更に他
の実施例を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１…主軸、２…フランジ、３ａ，３ｂ…ケース、４…シ
ートリング、５…シールリング、６…シールケース、７
…ポンプケーシング、８…カバー、９…Ｏリング、１０
…コイルばね、１１…回転筒、１１ａ…潤滑水保持室、
１２…返し板、１４…戻し水路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千葉 吉秋 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸と、該主軸に固定されてシートリング
   を支持するフランジと、シールケースに支持されて前記
   シートリングに当接するシールリングを備えた立軸ポン
   プ用軸封装置において、 前記フランジに取り付けられてシートリングとシールリ
   ングの外周を取り囲むように起立して潤滑水保持室を形
   成する回転筒と、該回転筒の上縁から該回転筒の上部開
   口を覆うように突出した返し板と、該返し板の内周縁か
   ら外周部に向かって伸びて該回転筒の内側に向けて開口
   する戻し水路を設けたことを特徴とする立軸ポンプ用軸
   封装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記返し板の内周縁を
   段付きに形成し、前記戻し水路は前記段部に臨んで開口
   させたことを特徴とする立軸ポンプ用軸封装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記返し板は、戻し水
   路の潤滑水保持室側開口の内側に該開口から噴出する戻
   り水を方向付ける案内壁を備えたことを特徴とする立軸
   ポンプ用軸封装置。
4. 【請求項４】請求項１において、前記潤滑水保持室内に
   静止状態に補助容器を設置し、潤滑水の一部を回転しな
   いように保持することを特徴とする立軸ポンプ用軸封装
   置。
5. 【請求項５】請求項４において、前記補助容器は回転筒
   と同心的に設置し、戻し水路の外端は、回転筒と補助容
   器の間に向けて開口することを特徴とする立軸ポンプ用
   軸封装置。
6. 【請求項６】立軸ポンプの主軸の外周に設けたフランジ
   と、このフランジに固定したケ−スに取り付けたシ−ト
   リングと、前記主軸とフランジを囲むように設けたポン
   プケ−シングと、このポンプケ−シング側に設けたシ−
   ルケ−スと、このシ−ルケ−スに固定したケ−スに取り
   付けたシ−ルリングと、このシ−ルリングを前記シ−ト
   リング面に押接する弾性手段とを備えた立軸ポンプ用軸
   封装置において、 前記両ケ−ス及びシ−ルケ−スの外周を囲むように前記
   フランジに固定して潤滑水保持室を形成する回転筒と、
   この回転筒の上縁に設けられて回転筒の内壁に沿って上
   昇する潤滑水の上昇を抑制する返し板と、該返し板の内
   周縁から外周部に伸びるように形成されて該返し板の内
   周縁から漏出しようとする潤滑水を吸い込んで潤滑水保
   持室に戻す戻し水路を設けたことを特徴とする立軸ポン
   プ用軸封装置。
7. 【請求項７】請求項６において、前記返し板の内周縁を
   段付きに形成し、前記戻し水路の内端は前記段部に臨ん
   で開口させたことを特徴とする立軸ポンプ用軸封装置。
8. 【請求項８】請求項１〜７の１項において、シール部材
   にセラミックスを使用したことを特徴とする立軸ポンプ
   用軸封装置。
9. 【請求項９】請求項１〜７の１項において、先行待機運
   転を行う雨水排水ポンプに使用したことを特徴とする立
   軸ポンプ用軸封装置。