特許 6798914 シール取り付け構造およびポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6798914

(24)【登録日】2020年11月24日

(45)【発行日】2020年12月9日

(54)【発明の名称】シール取り付け構造およびポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/12 20060101AFI20201130BHJP

   F16J 15/38 20060101ALI20201130BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/12 B

   F16J15/38

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-55719(P2017-55719)

(22)【出願日】2017年3月22日

(65)【公開番号】特開2018-159288(P2018-159288A)

(43)【公開日】2018年10月11日

【審査請求日】2019年10月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100091498

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(72)【発明者】

【氏名】早川 悟

【審査官】 松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５９−１７５７６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実公昭３１−００９４３９（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 実開昭６１−１８１１６３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／１２

Ｆ１６Ｊ １５／３４ − １５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

メカニカルシールをポンプに取り付けるためのシール取り付け構造において、
前記ポンプの軸に取り付け可能であって、かつねじ部を外周面に有するシールスリーブと、
前記ねじ部に螺合可能な位置決めナットと、
前記シールスリーブに対する前記位置決めナットの相対位置を固定するための廻り止めねじとを備え、
前記位置決めナットは、前記メカニカルシールの回転環に接触可能な位置決め面を有することを特徴とするシール取り付け構造。

【請求項2】

前記ねじ部は、細目ねじであることを特徴とする請求項１に記載のシール取り付け構造。

【請求項3】

羽根車と、
前記羽根車が固定された軸と、
前記羽根車を収容するケーシングと、
前記軸と前記ケーシングとの間の隙間を封止するメカニカルシールと、
前記軸に取り付けられ、かつねじ部を外周面に有するシールスリーブと、
前記ねじ部に螺合された位置決めナットと、
前記シールスリーブに対する前記位置決めナットの相対位置を固定するための廻り止めねじとを備え、
前記メカニカルシールの回転環は、前記シールスリーブの外周面上に配置されており、
前記位置決めナットは、前記回転環に接触する位置決め面を有することを特徴とするポンプ。

【請求項4】

前記シールスリーブの位置決めのためのスリーブナットをさらに備え、前記スリーブナットは軸方向において前記メカニカルシールおよび前記シールスリーブよりも外側に配置され、かつ前記軸の外周面に形成されたねじ部に螺合されていることを特徴とする請求項３に記載のポンプ。

【請求項5】

前記シールスリーブのねじ部は、細目ねじであることを特徴とする請求項３または４に記載のポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプに備えられた軸封装置を他のタイプの軸封装置に交換可能とするためのシール取り付け構造に関し、特にグランドパッキンをメカニカルシールに交換可能とするための構造に関する。また、本発明は、そのようなシール取り付け構造を備えたポンプに関する。さらに、本発明は、グランドパッキンをメカニカルシールに交換する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

液体を移送するためのポンプは、一般に、ケーシングと軸との間の隙間からの液体の漏洩を防止するための軸封装置を備えている。遠心ポンプに使用される軸封装置の具体的な例としては、グランドパッキンやメカニカルシールが挙げられる。軸封装置は、ケーシングに接続されたスタッフィングボックス内に配置される。

【0003】

図３は、ケーシングと軸との間の隙間を封止する軸封装置の一例であるグランドパッキンを示す断面図である。図３に示すように、グランドパッキン１０１は、スタッフィングボックス１０２内に配置されている。ポンプの軸１０５の外周面にはグランドスリーブ１０７が固定されており、グランドスリーブ１０７の内周面には、軸１０５の外周面上に設けられたキー１０５ｂに係合するキー溝（図示せず）が形成されている。グランドスリーブ１０７は、軸１０５の外周面に着脱可能に取り付けられており、グランドスリーブ１０７は軸１０５と一体に回転可能である。グランドパッキン１０１の内周面は、グランドスリーブ１０７の外周面に接触しており、軸１０５の回転に伴って、グランドスリーブ１０７はグランドパッキン１０１に摺接する。

【0004】

グランドパッキン１０１は、パッキン押えフランジ１１０によってスタッフィングボックス１０２内に固定されている。パッキン押えフランジ１１０はボルト１１２およびナット１１３によってスタッフィングボックス１０２に連結されている。ボルト１１２はパッキン押えフランジ１１０を貫通してスタッフィングボックス１０２のねじ穴内にねじ込まれている。スタッフィングボックス１０２の内周面の端部には円筒状のブッシュ１１５が装着されており、グランドパッキン１０１はブッシュ１１５とパッキン押えフランジ１１０との間に挟まれている。ナット１１３を締め付けることによってパッキン押えフランジ１１０はグランドパッキン１０１をブッシュ１１５に対して軸方向に押し付ける。グランドパッキン１０１は、ブッシュ１１５とパッキン押えフランジ１１０との間に挟まれることによって、径方向内側に変形し、グランドスリーブ１０７の外周面に押し付けられる。

【0005】

グランドスリーブ１０７の一方の端部は、ポンプの羽根車（図示せず）まで延びるステージスリーブ１１８に接触しており、グランドスリーブ１０７の他方の端部は押えリング１２０に接触している。ステージスリーブ１１８、グランドスリーブ１０７、および押えリング１２０は、軸１０５の外周面上に配置されており、かつ軸１０５の軸方向に移動可能となっている。押えリング１２０は、スリーブナット１２１に接触している。このスリーブナット１２１は、軸１０５の外周面に形成されたねじ部１０５ａに螺合している。

【0006】

スリーブナット１２１を回転させると、スリーブナット１２１自身が軸方向に移動し、これにより押えリング１２０、グランドスリーブ１０７、およびステージスリーブ１１８が軸１０５に対して位置決めされる。その結果、ステージスリーブ１１８に接触している羽根車が位置決めされる。このように、スリーブナット１２１によって羽根車の軸方向の位置を調整することができる。スリーブナット１２１には、その半径方向に貫通する１個の止めねじ１２２が装着されている。これらの止めねじ１２２を締め付けることによってスリーブナット１２１の軸方向の位置が固定される。

【0007】

グランドスリーブ１０７は、軸１０５とともに回転し、グランドパッキン１０１に摺接する。このため、グランドスリーブ１０７は徐々に摩耗する。摩耗したグランドスリーブ１０７は、次のようにして新たなものに交換される。通常、グランドスリーブ１０７の交換は軸１０５全体をスタッフィングボックス１０２から抜き取った状態で行う。止めねじ１２２を緩め、スリーブナット１２１を回転させて軸１０５から取り外す。次に、押えリング１２０を軸１０５から取り外し、摩耗したグランドスリーブ１０７を軸１０５から取り外する。次いで、新たなグランドスリーブを軸１０５に装着し、さらに押えリング１２０を軸１０５に取り付ける。さらに、スリーブナット１２１が所定の位置に到達するまで当該スリーブナット１２１を回転させ、止めねじ１２２を締め付ける。そしてナット１１３を締め付ける。このようなグランドスリーブ１０７の交換を可能とするために、スリーブナット１２１および軸１０５のねじ部１０５ａは、グランドパッキン１０１よりも軸方向において外側に位置している。

【0008】

図４は、ケーシングと軸との間の隙間を封止する軸封装置の一例であるメカニカルシールを示す断面図である。図４に示すように、メカニカルシール２０１は、スタッフィングボックス２０２内に配置されている。メカニカルシール２０１は、ポンプの軸２０５とともに回転可能な回転環２１０と、回転しない固定環２１１とを備えている。回転環２１０は、シールスリーブ２０７の外周面に図示しない止めねじによって固定されている。シールスリーブ２０７は軸２０５の外周面に固定されており、シールスリーブ２０７および回転環２１０は軸２０５とともに回転可能となっている。固定環２１１はスタッフィングボックス２０２に固定されている。

【0009】

回転環２１０は、固定環２１１に接触するシールリング２１２と、シールリング２１２を固定環２１１に押し付ける複数のばね２１３と、これらのばね２１３を保持するばねホルダ２１５とを有する。ばねホルダ２１５は、シールスリーブ２０７の外周面に図示しない止めねじによって固定されている。回転環２１０は、シールスリーブ２０７および軸２０５とともに回転し、回転環２１０のシールリング２１２は固定環２１１に摺接する。シールスリーブ２０７の外側の端部は、セットリング２１７に保持されている。セットリング２１７は第１止めねじ２１８によって軸２０５の外周面に固定され、シールスリーブ２０７は第２止めねじ２１９によって軸２０５の外周面に固定されている。

【0010】

メカニカルシール２０１の軸方向内側には、スリーブナット２２４が配置されている。このスリーブナット２２４は、軸２０５の外周面に形成されたねじ部２０５ａに螺合している。スリーブナット２２４の端部は、ポンプの羽根車（図示せず）まで延びるステージスリーブ２２２に接触している。ステージスリーブ２２２は、軸２０５の外周面上に配置されており、かつ軸２０５の軸方向に移動可能となっている。

【0011】

スリーブナット２２４を回転させると、スリーブナット２２４自身が軸方向に移動し、これによりステージスリーブ２２２が軸２０５に対して位置決めされる。その結果、ステージスリーブ２２２に接触している羽根車が位置決めされる。このように、スリーブナット２２４によって羽根車の軸方向の位置を調整することができる。スリーブナット２２４には、１個の止めねじ２２５が装着されている。これらの止めねじ２２５を締め付けることによってスリーブナット２２４の軸方向の位置が固定される。

【0012】

メカニカルシール２０１が所望のシール性能を発揮するために、回転環２１０と固定環２１１の軸方向における相対位置は、予め定められた最適位置に維持されることが必要とされる。これは、ばね２１３が発生する回転環２１０のシール面圧を最適に維持するためである。よって、回転環２１０と固定環２１１が一旦位置決めされた後は、それらの位置を変えるべきではない。このような理由から、羽根車の位置決めに使用されるスリーブナット２２４は、軸方向においてメカニカルシール２０１の内側に配置されており、スリーブナット２２４が軸方向に移動しても回転環２１０が軸方向に移動しないようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】実開昭６１−９１０９８号公報

【特許文献2】実開平１−１６６２９５号公報

【特許文献3】特開平６−２５７５９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

ポンプでは、その軸封装置をグランドパッキン１０１からメカニカルシール２０１に変更したいとの要請があることがある。しかしながら、図３と図４との対比から分かるように、グランドパッキン１０１用の軸１０５と、メカニカルシール２０１用の軸２０５は、その構成において違いがある。より具体的には、グランドパッキン１０１用の軸１０５は、グランドパッキン１０１よりも軸方向において外側にねじ部１０５ａを有するのに対して、メカニカルシール２０１用の軸２０５は、メカニカルシール２０１よりも軸方向において内側にねじ部２０５ａを有する。このため、グランドパッキン１０１をメカニカルシール２０１に置き換えるためには、グランドパッキン１０１用の軸１０５をメカニカルシール２０１用の軸に加工する必要がある。具体的には、図４に示すねじ部２０５ａを軸１０５に形成する必要がある。あるいは、軸１０５自体をメカニカルシール２０１用の軸に交換しなければならない。このような軸１０５の加工または交換は、ポンプ全体の分解を伴うため、作業期間が長くなるのみならず、コストがかかってしまう。

【0015】

そこで、本発明は、ポンプの軸を加工または交換することなく、軸封装置をグランドパッキンからメカニカルシールに容易に変更することができるシール取り付け構造を提供することを目的とする。また、本発明は、そのようなシール取り付け構造を備えたポンプを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、メカニカルシールをポンプに取り付けるためのシール取り付け構造において、前記ポンプの軸に取り付け可能であって、かつねじ部を外周面に有するシールスリーブと、前記ねじ部に螺合可能な位置決めナットと、前記シールスリーブに対する前記位置決めナットの相対位置を固定するための廻り止めねじとを備え、前記位置決めナットは、前記メカニカルシールの回転環に接触可能な位置決め面を有することを特徴とする。

【0017】

本発明の好ましい態様は、前記ねじ部は、細目ねじであることを特徴とする。

【0018】

本発明の一態様は、羽根車と、前記羽根車が固定された軸と、前記羽根車を収容するケーシングと、前記軸と前記ケーシングとの間の隙間を封止するメカニカルシールと、前記軸に取り付けられ、かつねじ部を外周面に有するシールスリーブと、前記ねじ部に螺合された位置決めナットと、前記シールスリーブに対する前記位置決めナットの相対位置を固定するための廻り止めねじとを備え、前記メカニカルシールの回転環は、前記シールスリーブの外周面上に配置されており、前記位置決めナットは、前記回転環に接触する位置決め面を有することを特徴とするポンプである。

【0019】

本発明の好ましい態様は、前記シールスリーブの位置決めのためのスリーブナットをさらに備え、前記スリーブナットは軸方向において前記メカニカルシールおよび前記シールスリーブよりも外側に配置され、かつ前記軸の外周面に形成されたねじ部に螺合されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記シールスリーブのねじ部は、細目ねじであることを特徴とする。

【0020】

本発明の一参考例は、グランドスリーブをポンプの軸から取り外し、グランドパッキンをスタッフィングボックスから取り出し、上記位置決めナット、およびメカニカルシールの回転環が外周面上に配置された上記シールスリーブを前記軸の外周面に取り付け、前記メカニカルシールの固定環を保持したシールカバーを前記スタッフィングボックスに取り付けることを特徴とするシール交換方法である。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、羽根車の位置決めのためにメカニカルシールの回転環を軸方向に移動させた後に、位置決めナットで回転環を最適な位置に調整することが可能である。したがって、グランドパッキン用の軸をそのまま使用しながら、グランドパッキンをメカニカルシールに交換することができる。結果として、交換に要する作業時間およびコストを大幅に削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明のシール取り付け構造の一実施形態を示す断面図である。

【図2】図１に示すシール取り付け構造およびメカニカルシールを備えたポンプの一実施形態を示す断面図である。

【図3】グランドパッキンを示す断面図である。

【図4】メカニカルシールを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明のシール取り付け構造の一実施形態を示す断面図である。図１に示すように、シール取り付け構造は、ポンプの軸１０５の外周面に取り付けられたシールスリーブ１と、シールスリーブ１の外周面に取り付けられた位置決めナット５と、シールスリーブ１に対する位置決めナット５の相対位置を固定するための廻り止めねじ７を有している。図１に示す軸１０５、スタッフィングボックス１０２、ステージスリーブ１１８、押えリング１２０、スリーブナット１２１、および止めねじ１２２は、図３に示すものと同じであり、図１に示すメカニカルシール２０１は図４に示すものと同じであり、それらの重複する説明を省略する。

【0024】

シールスリーブ１の内周面には、軸１０５の外周面上に設けられたキー１０５ｂに係合するキー溝（図示せず）が形成されている。シールスリーブ１は、軸１０５の外周面に着脱可能に取り付けられており、シールスリーブ１は軸１０５と一体に回転可能である。シールスリーブ１は、その外周面にねじ部１ａを有している。ねじ部１ａは、シールスリーブ１の外周面の周方向に延びるねじ山から構成されている。本実施形態では、ねじ部１ａは細目ねじから構成されている。位置決めナット５は、シールスリーブ１のねじ部１ａに螺合されている。位置決めナット５を回転させると、位置決めナット５の位置は、シールスリーブ１および軸１０５の軸方向に移動する。細目ねじから構成されたねじ部１ａはピッチが細かいので、位置決めナット５の位置を精密に変えることができる。

【0025】

廻り止めねじ７は位置決めナット５に装着されている。より具体的には、廻り止めねじ７は、位置決めナット５の半径方向に延び、位置決めナット５を貫通している。位置決めナット５は、その半径方向に延びる１つのねじ穴５ａと、位置決めナット５を回転させるための複数のきり穴５ｂを有する（図１では１つのきり穴５ｂのみが図示されている）。廻り止めねじ７はねじ穴５ａに螺合されている。廻り止めねじ７は、位置決めナット５を貫通して延び、廻り止めねじ７の先端はシールスリーブ１に接触可能である。廻り止めねじ７を締め付けると、廻り止めねじ７の先端がシールスリーブ１の外周面に押し付けられ、位置決めナット５の回転が防止される。結果として、シールスリーブ１に対する位置決めナット５の相対位置が固定される。本実施形態では、廻り止めねじ７には棒先止めねじが使用されている。位置決めナット５を位置決めした後、シールスリーブ１に錐揉みを行って、微小な穴をシールスリーブ１の外周面に形成する。そして、廻り止めねじ７の先端を穴に挿入する。止めねじ１２２にも、同様に、棒先止めねじが使用されている。

【0026】

シールスリーブ１の外周面の外径は、メカニカルシール２０１の回転環２１０の内径よりも小さく、メカニカルシール２０１の回転環２１０はシールスリーブ１の外周面上に配置されている。すなわち、回転環２１０を構成するばねホルダ２１５およびシールリング２１２は、シールスリーブ１の外周面上に配置されている。ばねホルダ２１５は、シールスリーブ１の外周面に図示しない止めねじによって固定されている。シールリング２１２は、シールスリーブ１上で軸方向に移動可能であり、シールリング２１２はばね２１３によって固定環２１１に向かって付勢されている。シールスリーブ１、回転環２１０、および位置決めナット５は、軸１０５とともに一体に回転する。

【0027】

位置決めナット５は、回転環２１０に接触する環状の位置決め面６を有している。より具体的には、位置決めナット５は、回転環２１０のばねホルダ２１５の端面に接触する位置決め面６を有している。回転環２１０の位置決めは位置決めナット５によって達成される。すなわち、回転環２１０の軸方向の位置は、位置決めナット５の位置決め面６によって決定される。回転環２１０のシールリング２１２は、ばね２１３によって固定環２１１に押し付けられる。

【0028】

環状の位置決め面６は、回転環２１０の周方向において均一にばねホルダ２１５に接触するので、位置決めナット５は、回転環２１０を傾かせることなく該回転環２１０を位置決めすることができる。したがって、本実施形態の位置決めナット５は、回転環２１０の固定環２１１への片当たり、液体の漏洩、および回転環２１０の偏摩耗を防止することができる。

【0029】

本実施形態のシール取り付け構造は、固定環２１１を保持する環状のシールカバー１０をさらに備えている。このシールカバー１０は、スタッフィングボックス１０２にボルト１１２およびナット１１３により固定されている。ボルト１１２はシールカバー１０を貫通してスタッフィングボックス１０２のねじ穴内にねじ込まれている。シールカバー１０には廻り止めピン１１が設けられており、固定環２１１に形成された孔２１１ａに廻り止めピン１１の先端が挿入されている。固定環２１１の孔２１１ａと廻り止めピン１１との係合によって、固定環２１１の回転が防止されている。

【0030】

シールカバー１０は、図３に示すパッキン押えフランジ１１０に代えて取り付けられている。シールカバー１０の固定に使用されるボルト１１２およびナット１１３は、図３に示すパッキン押えフランジ１１０の固定に使用されているものである。図１では、１組のボルト１１２およびナット１１３のみが描かれているが、複数組のボルト１１２およびナット１１３によってシールカバー１０がスタッフィングボックス１０２に固定されている。

【0031】

固定環２１１はシールカバー１０の内周面に固定されている。シールカバー１０は、その半径方向に延びる冷却液用孔１２を有している。冷却液用孔１２の内側端部は固定環２１１の外周面に対面しており、冷却液用孔１２の外側端部はシールカバー１０の外面内に位置している。ナット１１３をボルト１１２から取り外すと、シールカバー１０をスタッフィングボックス１０２から取り外すことができる。冷却液用孔１２には、固定環２１１を冷却するための冷却液が供給される。

【0032】

シールスリーブ１の内側端部はステージスリーブ１１８に接触しており、シールスリーブ１の外側端部は押えリング１２０に接触している。押えリング１２０はスリーブナット１２１に接触している。すなわち、シールスリーブ１および押えリング１２０は、ステージスリーブ１１８とスリーブナット１２１との間に挟まれている。ステージスリーブ１１８はポンプの羽根車（図示せず）まで延びている。スリーブナット１２１は軸方向においてメカニカルシール２０１およびシールスリーブ１よりも外側に配置されており、かつ軸１０５の外周面に形成されたねじ部１０５ａに螺合されている。

【0033】

止めねじ１２２を緩めた状態でスリーブナット１２１を回転させることによって、スリーブナット１２１が軸方向に移動する。さらに、止めねじ１２２を締め付けることで、スリーブナット１２１の軸方向の位置が固定される。押えリング１２０はスリーブナット１２１に接触しているので、互いに接触している押えリング１２０、シールスリーブ１、およびステージスリーブ１１８の位置決めが達成される。その結果、ステージスリーブ１１８に接触している羽根車が位置決めされる。

【0034】

羽根車の位置決めを行っているとき、回転環２１０はシールスリーブ１とともに軸方向に移動する。一方、固定環２１１はシールカバー１０に固定されているので固定環２１１の位置は変わらない。結果として、固定環２１１に対する回転環２１０の相対位置が変化し、シール面圧が変わってしまう。メカニカルシール２０１がそのシール性能を正しく発揮するために、固定環２１１に対する回転環２１０の最適な相対位置は予め定められている。

【0035】

本実施形態によれば、羽根車の位置決めのためにシールスリーブ１を軸方向に移動させた後に、位置決めナット５の軸方向の位置を調整することによって、回転環２１０の最適な位置決めを達成することができる。特に、細目ねじから構成されたねじ部１ａは細かいピッチを有するので、位置決めナット５は回転環２１０の精密な位置決めを実現することができる。さらに、位置決めナット５は、シールスリーブ１のねじ部１ａに螺合されているので、ばね２１３の強い反発力を受けても位置決めナット５は軸方向に変位せず、かつ位置決めナット５自身が傾くこともない。よって、固定環２１１に対する回転環２１０の最適な相対位置が保たれ、メカニカルシール２０１はそのシール性能を安定して発揮することができる。

【0036】

回転環２１０の位置決めは、シールスリーブ１、位置決めナット５、および回転環２１０を軸１０５から取り外した状態で行われる。具体的な作業は次の通りである。まず、ナット１１３をボルト１１２から取り外し、シールカバー１０および固定環２１１を取り外す。次いで、スリーブナット１２１に装着された止めねじ１２２を緩め、スリーブナット１２１を回転させて軸１０５から取り外す。さらに、押えリング１２０、シールスリーブ１、回転環２１０、および位置決めナット５を軸１０５から取り外す。シールスリーブ１、回転環２１０、および位置決めナット５は、１つの組立体を構成する。

【0037】

ばねホルダ２１５を貫通する止めねじ（図示せず）を緩め、回転環２１０（シールリング２１２、ばね２１３、ばねホルダ２１５）がシールスリーブ１上で軸方向に移動可能とする。廻り止めねじ７を緩め、位置決めナット５をシールスリーブ１上で回転させることで、位置決めナット５の軸方向の位置を調整する。位置決めナット５の軸方向の位置は、メカニカルシール２０１について予め定められた、固定環２１１に対する回転環２１０の最適な相対位置に基づいて決定される。位置決めナット５の位置の調整が終了すると、廻り止めねじ７を締め付け、シールスリーブ１に対する位置決めナット５の相対位置を固定する。次いで、位置決めナット５の環状の位置決め面６がばねホルダ２１５に接触した状態で、ばねホルダ２１５を貫通する止めねじ（図示せず）を締め付けて、ばねホルダ２１５をシールスリーブ１に固定し、シールスリーブ１上の回転環２１０の位置を固定する。

【0038】

その後、回転環２１０および位置決めナット５が組み付けられたシールスリーブ１を軸１０５に取り付ける。さらに、押えリング１２０を軸１０５に装着する。次いで、羽根車の位置決め時に決定された設置位置にスリーブナット１２１が到達するまで、スリーブナット１２１を回転させる。止めねじ１２２を締め付け、軸１０５に対するスリーブナット１２１の相対位置を固定する。ナット１１３をボルト１１２に締め付けて、固定環２１１が取り付けられたシールカバー１０をスタッフィングボックス１０２に固定する。

【0039】

本実施形態によれば、羽根車の位置決めのためにメカニカルシール２０１の回転環２１０を軸方向に移動させた後に、位置決めナット５で回転環２１０を最適な位置に調整することが可能である。したがって、グランドパッキン１０１用の軸１０５、およびスリーブナット１２１をそのまま使用しながら、グランドパッキン１０１をメカニカルシール２０１に交換することができる。結果として、交換に要する作業時間およびコストを大幅に削減することができる。

【0040】

次に、図３に示すグランドパッキン１０１を図１に示すメカニカルシール２０１に交換する方法を説明する。まず、図３に示すナット１１３を取り外し、パッキン押えフランジ１１０を取り外す。次に、止めねじ１２２を緩め、スリーブナット１２１を軸１０５から取り外す。さらに押えリング１２０およびグランドスリーブ１０７を軸１０５から取り外す。そして、グランドパッキン１０１をスタッフィングボックス１０２から取り外し、さらにブッシュ１１５をスタッフィングボックス１０２から取り外す。

【0041】

次に、メカニカルシール２０１をスタッフィングボックス１０２内に装着する。具体的には、まず、図１に示す、予め位置が調整された回転環２１０および位置決めナット５が取り付けられたシールスリーブ１を軸１０５に取り付ける。さらに、押えリング１２０を軸１０５に装着する。次いで、羽根車の位置決め時に決定された設置位置にスリーブナット１２１が到達するまで、スリーブナット１２１を回転させる。止めねじ１２２を締め付け、軸１０５に対するスリーブナット１２１の相対位置を固定する。ナット１１３をボルト１１２に締め付けて、固定環２１１が取り付けられたシールカバー１０をスタッフィングボックス１０２に固定する。このようにしてグランドパッキン１０１からメカニカルシール２０１への交換作業が完了する。

【0042】

図２は、図１に示すメカニカルシール２０１およびシール取り付け構造を備えたポンプの一実施形態を示す断面図である。図２に示す実施形態のポンプは、複数の羽根車を備えた多段ポンプである。図２に示すように、本実施形態の遠心ポンプは、軸１０５と、軸１０５に固定された複数の羽根車３２と、各羽根車３２の周囲に配置されたディフューザ３７と、各羽根車３２の背面に配置されたガイドベーン３９と、羽根車３２，ディフューザ３７，およびガイドベーン３９を収容するケーシング４０とを備えている。軸１０５は、軸受４６ａ，４６ｂによって回転可能に支持されている。

【0043】

ケーシング４０は液体の吸込口４８および吐出口４９を有している。軸１０５は、図示しない原動機（例えばモータ）に連結され、この原動機により羽根車３２が回転する。羽根車３２が回転すると、液体は、吸込口４８を通って羽根車３２内に流入し、回転する羽根車３２によって液体には圧力と速度エネルギーが付与される。液体がディフューザ３７を通過するときに速度エネルギーは圧力に変換される。昇圧された液体は、ガイドベーン３９に案内されて次段の羽根車３２に導かれる。このようにして液体は、各段の羽根車３２およびディフューザ３７で順次昇圧され、吐出口４９から排出される。

【0044】

ケーシング４０の吐出側端部及び、吸込側端部には、スタッフィングボックス１０２が接続されている。このスタッフィングボックス１０２内には、上述したメカニカルシール２０１、シールスリーブ１、位置決めナット５、廻り止めねじ７（図２には図示せず）が配置されている。

【0045】

図２に示されるポンプは、５段の羽根車３２を有する多段ポンプであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、さらに多くの羽根車３２を備えた多段ポンプにも適用できる。さらに、一実施形態では、ポンプは、１つの羽根車３２のみを備えた単段ポンプであってもよい。

【0046】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0047】

１ シールスリーブ
１ａ ねじ部
５ 位置決めナット
５ａ ねじ穴
５ｂ きり穴
６ 位置決め面
７ 廻り止めねじ
１０ シールカバー
１１ 廻り止めピン
１２ 冷却液用孔
３２ 羽根車
３７ ディフューザ
３９ ガイドベーン
４０ ケーシング
４６ａ，４６ｂ 軸受
４８ 吸込口
４９ 吐出口
１０１ グランドパッキン
１０２ スタッフィングボックス
１０５ 軸
１０７ グランドスリーブ
１１０ パッキン押えフランジ
１１２ ボルト
１１３ ナット
１１５ ブッシュ
１１８ ステージスリーブ
１２０ 押えリング
１２１ スリーブナット
１２２ 止めねじ
２０１ メカニカルシール
２０２ スタッフィングボックス
２０５ 軸
２０７ シールスリーブ
２１０ 回転環
２１１ 固定環
２１２ シールリング
２１３ ばね
２１５ ばねホルダ
２１７ セットリング
２１８ 第１止めねじ
２１９ 第２止めねじ
２２２ ステージスリーブ
２２４ スリーブナット
２２５ 止めねじ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】