特許 6906314 遠心ポンプ及びそのシール構造

(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】6906314

(24)【登録日】2021年7月1日

(45)【発行日】2021年7月21日

(54)【発明の名称】遠心ポンプ及びそのシール構造

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/16 20060101AFI20210708BHJP

   F04D 29/08 20060101ALI20210708BHJP

   F16J 15/18 20060101ALI20210708BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/16

   F04D29/08 A

   F16J15/18 C

【請求項の数】13

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2017-6558(P2017-6558)

(22)【出願日】2017年1月18日

(65)【公開番号】特開2018-115597(P2018-115597A)

(43)【公開日】2018年7月26日

【審査請求日】2020年1月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000176383

【氏名又は名称】三相電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149870

【弁理士】

【氏名又は名称】芦北 智晴

(72)【発明者】

【氏名】曹 銀春

(72)【発明者】

【氏名】長野 浩忠

(72)【発明者】

【氏名】白澤 孝行

(72)【発明者】

【氏名】舩原 一馬

(72)【発明者】

【氏名】内海 伸昭

【審査官】 田谷 宗隆

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０５−０５７４００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−１３９０９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／１６

Ｆ０４Ｄ ２９／０８

Ｆ１６Ｊ １５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遠心ポンプにおける隔壁の開口部と、インペラの吸込口の外周面との隙間をシールするためのシール構造であって、
ライナーリング本体と、
前記ライナーリング本体を、当該ライナーリング本体の半径方向内側を除いて、軸方向一方から覆う側壁部と、この側壁部の外周部から連続して軸方方向他方へ形成された、前記隔壁の開口部に圧入される円筒部と、この円筒部の軸方向他方の端部から連続して半径方向外方へ延出したフランジ部と、を有するライナーリングケースと、
前記ライナーリング本体を、当該ライナーリング本体の半径方向内側を除いて、軸方向他方から覆い、前記ライナーリングケースのフランジ部に固定されたライナーリングカバーと、
を備え、
前記ライナーリング本体の外周部には、第１の係合部が形成され、
前記ライナーリングケースには、当該ライナーリングケースを貫通する流路が生じないように第２の係合部が形成され、
前記第１の係合部と前記第２の係合部とが、前記ライナーリング本体が回転規制されるように、互いに周方向に係合されており、
前記ライナーリングケースの前記円筒部の内周面の半径は、前記ライナーリング本体の半径より大きく設定されており、
前記ライナーリングケースの前記円筒部と前記ライナーリング本体との間に他の部材が介在しない、ことを特徴とする遠心ポンプのシール構造。

【請求項2】

請求項１に記載の遠心ポンプのシール構造において、
前記第１の係合部は、前記ライナーリング本体の半径方向外周縁部に形成された複数の切欠部であり、
前記第２の係合部は、前記切欠部に挿入されるように前記ライナーリングケースに形成された突起部である、ことを特徴とする遠心ポンプのシール構造。

【請求項3】

遠心ポンプにおける隔壁の開口部と、インペラの吸込口の外周面との隙間をシールするためのシール構造であって、
ライナーリング本体と、
前記ライナーリング本体を、当該ライナーリング本体の半径方向内側を除いて、軸方向一方から覆う側壁部と、この側壁部の外周部から連続して軸方方向他方へ形成された、前記隔壁の開口部に圧入される円筒部と、この円筒部の軸方向他方の端部から連続して半径方向外方へ延出したフランジ部と、を有するライナーリングケースと、
前記ライナーリング本体を、当該ライナーリング本体の半径方向内側を除いて、軸方向他方から覆い、前記ライナーリングケースのフランジ部に固定されたライナーリングカバーと、
を備え、
前記ライナーリング本体の外周部には、第１の係合部が形成され、
前記ライナーリングケースには、当該ライナーリングケースを貫通する流路が生じないように第２の係合部が形成され、
前記第１の係合部と前記第２の係合部とが、前記ライナーリング本体が回転規制されるように、互いに周方向に係合されており、
前記第１の係合部は、前記ライナーリング本体の半径方向外周縁部に２個１組で複数組形成された凸部であり、
前記ライナーリングケースには、前記隔壁の開口部で覆われる孔が複数形成され、前記第２の係合部として、前記各孔の軸方向一方の縁部から延出した舌片状の突起部が形成されており、当該舌片状の突起部が、各組を成す２個の凸部の間に挿入されている、ことを特徴とする遠心ポンプのシール構造。

【請求項4】

請求項１に記載の遠心ポンプのシール構造において、
前記第１の係合部は、前記ライナーリング本体の半径方向外周縁部に２個１組で複数組形成された凸部であり、
前記ライナーリングケースには、前記隔壁の開口部で覆われる孔が複数形成され、前記第２の係合部として、前記各孔の軸方向他方の縁部から延出した舌片状の突起部が形成されており、当該舌片状の突起部が、各組を成す２個の凸部の間に挿入されている、ことを特徴とする遠心ポンプのシール構造。

【請求項5】

請求項２に記載の遠心ポンプのシール構造において、
前記ライナーリングケースには、前記隔壁の開口部で覆われる孔が複数形成されており、
前記突起部は、前記各孔の軸方向一方の縁部から延出して前記切欠部に挿入された舌片状のものである、ことを特徴とする遠心ポンプのシール構造。

【請求項6】

請求項２に記載の遠心ポンプのシール構造において、
前記ライナーリングケースに前記隔壁の開口部で覆われる孔が複数形成されており、
前記突起部は、前記各孔の軸方向他方の縁部から延出して前記切欠部に挿入された舌片状のものである、ことを特徴とする遠心ポンプのシール構造。

【請求項7】

請求項２に記載の遠心ポンプのシール構造において、
前記ライナーリングケースに前記隔壁の開口部で覆われる孔が複数形成されており、
前記突起部は、前記各孔の側縁部から延出して前記切欠部に挿入された舌片状のものである、ことを特徴とする遠心ポンプのシール構造。

【請求項8】

請求項２に記載の遠心ポンプのシール構造において、
前記突起部は、前記円筒部の各部が前記切欠部側へ膨出して形成されたものである、ことを特徴とする遠心ポンプのシール構造。

【請求項9】

遠心ポンプにおける隔壁の開口部と、インペラの吸込口の外周面との隙間をシールするためのシール構造であって、
ライナーリング本体と、
前記ライナーリング本体を、当該ライナーリング本体の半径方向内側を除いて、軸方向一方から覆う側壁部と、この側壁部の外周部から連続して軸方方向他方へ形成された、前記隔壁の開口部に圧入される円筒部と、この円筒部の軸方向他方の端部から連続して半径方向外方へ延出したフランジ部と、を有するライナーリングケースと、
前記ライナーリング本体を、当該ライナーリング本体の半径方向内側を除いて、軸方向他方から覆い、前記ライナーリングケースのフランジ部に固定されたライナーリングカバーと、
を備え、
前記ライナーリング本体の外周部には、第１の係合部が形成され、
前記ライナーリングケースには、当該ライナーリングケースを貫通する流路が生じないように第２の係合部が形成され、
前記第１の係合部と前記第２の係合部とが、前記ライナーリング本体が回転規制されるように、互いに周方向に係合されており、
前記第１の係合部は、前記ライナーリング本体の半径方向外周縁部に形成された複数の切欠部であり、
前記第２の係合部は、前記切欠部に挿入されるように前記ライナーリングケースに形成された突起部であり、
前記突起部は、前記円筒部から前記側壁部に至る各部分が前記切欠部側へ膨出して形成されたものである、ことを特徴とする遠心ポンプのシール構造。

【請求項10】

請求項１に記載の遠心ポンプのシール構造において、
前記第１の係合部は、前記ライナーリング本体の半径方向外周縁部に形成された複数の凸部であり、
前記第２の係合部は、前記凸部が挿入され、前記隔壁の開口部で覆われる前記ライナーリングケースに形成された孔である、ことを特徴とする遠心ポンプのシール構造。

【請求項11】

遠心ポンプにおける隔壁の開口部と、インペラの吸込口の外周面との隙間をシールするためのシール構造であって、
ライナーリング本体と、
前記ライナーリング本体を、当該ライナーリング本体の半径方向内側を除いて、軸方向一方から覆う側壁部と、この側壁部の外周部から連続して軸方方向他方へ形成され、前記隔壁の開口部に圧入される円筒部と、この円筒部の軸方向他方の端部から連続して半径方向外方へ延出したフランジ部と、を有するライナーリングケースと、
前記ライナーリング本体を、当該ライナーリング本体の半径方向内側を除いて、軸方向他方から覆い、前記ライナーリングケースのフランジ部に固定されたライナーリングカバーと、
を備え、
前記ライナーリング本体の外周部には、第１の係合部が形成され、
前記ライナーリングカバーには、当該ライナーリングカバーを貫通する流路が生じないように第２の係合部が形成され、
前記第１の係合部と前記第２の係合部とが、前記ライナーリング本体が回転規制されるように、互いに周方向に係合されており、
前記ライナーリングケースの前記円筒部の内周面の半径は、前記ライナーリング本体の半径より大きく設定されており、
前記ライナーリングケースの前記円筒部と前記ライナーリング本体との間に他の部材が介在しない、ことを特徴とする遠心ポンプのシール構造。

【請求項12】

請求項１１に記載の遠心ポンプのシール構造において、
前記第１の係合部は、前記ライナーリング本体の半径方向外周縁部に形成された複数の切欠部であり、
前記第２の係合部は、前記ライナーリングカバーの各部が前記切欠部に挿入されるように前記切欠部側へ膨出して形成された突起部である、ことを特徴とする遠心ポンプのシール構造。

【請求項13】

請求項１〜１２の何れか１項に記載のシール構造を備える遠心ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、遠心ポンプ内に設けられるシール構造に関し、特に、インペラの吸込口の外周と隔壁との隙間を介して高圧側から低圧側へ流れようとする流体をシールするためのシール構造に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の技術は、特許文献１に開示されている。同文献に開示されている遠心ポンプのシール構造は、図２４および図２５に示すように、ポンプ内で、隔壁５１の開口部５２と、インペラの吸込口５４の外周との隙間をシールするためのものであって、ライナーリング本体５５、ライナーリングケース５６およびライナーリングカバー５７で構成されている。

【0003】

ライナーリング本体５５は、半径方向外周縁部に等間隔に切欠部５５ａを形成した円環板状部材からなり、その内側にインペラの吸込口５４が挿入されている。

【0004】

ライナーリングカバー５７は、ライナーリング本体５５の半径方向外側を上から覆っている。また、ライナーリングカバー５７には、ライナーリング本体５５に形成された切欠部５５ａと対向する位置に折曲部５７ａが形成され、当該折曲部５７ａがライナーリング本体５５の切欠部５５ａに挿入されている。これにより、ライナーリング本体５５は、回転が規制され、インペラ６０との供回りが防止されるようになっている。

【0005】

ライナーリングケース５６は、ライナーリング本体の半径方向外方および軸方向下方を包囲している。ライナーリングケース５６の内径は、ライナーリング本体５５の外径よりも大きく設定されている。これにより、ライナーリング本体５５は、半径方向に移動可能となり、インペラの吸込口５４と、ケーシングの隔壁５１の開口部５２とが互いに芯ずれを生じていても、ライナーリング本体５５が半径方向に移動して、その芯ずれを吸収する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許３８４１６４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、特許文献１に開示されたシール構造では、ライナーリング本体５５に形成された切欠部５５ａに対して、ライナーリングカバー５７の折曲部５７ａを半径方向および周方向に遊びを持たせて挿入しているため、この遊びを確保するための隙間Ｓ（図２５参照）を介して流体が矢印Ｘ（図２４参照）に沿った経路で、ライナーリング本体５５の下面（低圧側）に回り込み、ライナーリング本体５５の下面とライナーリングケース５６との間を通って低圧側へ漏れてしまい、ポンプ効率が低下するという問題があった。

【0008】

本発明は、上記問題を解決するために創案されたものであり、インペラの吸込口の外周と隔壁との隙間を介して高圧側から低圧側へ流れようとする流体をシールするために、ライナーリング本体、ライナーリングケースおよびライナーリングカバーを備え、ライナーリング本体が半径方向に移動可能とされ且つインペラと供回りしないように係止された、遠心ポンプのシール構造において、従来のものよりも確実に漏れを防止することのできる遠心ポンプのシール構造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】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明にかかる遠心ポンプのシール構造（第１の発明）は、遠心ポンプにおける隔壁の開口部と、インペラの吸込口の外周面との隙間をシールするためのものであって、ライナーリング本体と、ライナーリングケースと、前記ライナーリング本体を、当該ライナーリング本体の半径方向内側を除いて、軸方向他方から覆い、前記ライナーリングケースのフランジ部に固定されたライナーリングカバーと、を備える。前記ライナーリングケースは、前記ライナーリング本体を、当該ライナーリング本体の半径方向内側を除いて、軸方向一方から覆う側壁部と、この側壁部の外周部から連続して軸方方向他方へ形成された、前記隔壁の開口部に圧入される円筒部と、この円筒部の軸方向他方の端部から連続して半径方向外方へ延出したフランジ部と、を有する。そして、前記ライナーリング本体の外周部には、第１の係合部が形成され、前記ライナーリングケースには、当該ライナーリングケースを貫通する流路が生じないように第２の係合部が形成され、前記第１の係合部と前記第２の係合部とが、前記ライナーリング本体が回転規制されるように、互いに周方向に係合されている。

【0010】

かかる構成を備える遠心ポンプのシール構造によれば、ライナーリングカバーに何も設けることなく、ライナーリング本体を半径方向および周方向に遊びを持たせた状態で回転係止させることができるため、ライナーリングカバーを貫通する流路が形成されることがない。その結果、高圧側から低圧側への流体の漏れが阻止される。

【0011】

第１の発明において、例えば、前記第１の係合部は、前記ライナーリング本体の半径方向外周縁部に形成された複数の切欠部であり、前記第２の係合部は、前記切欠部に挿入されるように前記ライナーリングケースに形成された突起部である（第２の発明）。

【0012】

かかる構成を備える遠心ポンプのシール構造によれば、突起部をライナーリングカバーに設けることなく、ライナーリングケースのみに設けていることから、高圧側には、突起部も切欠部も露出しておらず、これらは、ライナーリングカバーで覆われている。このため、ライナーリング本体に形成された切欠部に対して、突起部を半径方向および周方向に遊びを持たせた状態で挿入していても、高圧側では、当該遊びを確保するための隙間がライナーリングカバーで覆われているため、当該隙間を介した高圧側から低圧側への流体の漏れが阻止される。

【0013】

第１の発明において、例えば、前記第１の係合部は、前記ライナーリング本体の半径方向外周縁部に２個１組で複数組形成された凸部であり、前記ライナーリングケースには、前記隔壁の開口部で覆われる孔が複数形成され、前記第２の係合部として、前記各孔の軸方向一方の縁部から延出した舌片状の突起部が形成されており、当該舌片状の突起部が、各組を成す２個の凸部の間に挿入されているものとしてもよい（第３の発明）。

【0014】

第１の発明において、例えば、前記第１の係合部は、前記ライナーリング本体の半径方向外周縁部に２個１組で複数組形成された凸部であり、前記ライナーリングケースには、前記隔壁の開口部で覆われる孔が複数形成され、前記第２の係合部として、前記各孔の軸方向他方の縁部から延出した舌片状の突起部が形成されており、当該舌片状の突起部が、各組を成す２個の凸部の間に挿入されているものとしてもよい（第４の発明）。

【0015】

第２の発明において、前記ライナーリングケースには、前記隔壁の開口部で覆われる孔が複数形成されており、前記突起部は、前記各孔の軸方向一方の縁部から延出して前記切欠部に挿入された舌片状のもの、としてもよい（第５の発明）。

【0016】

第２の発明において、前記ライナーリングケースには、前記隔壁の開口部で覆われる孔が複数形成されており、前記突起部は、前記各孔の軸方向他方の縁部から延出して前記切欠部に挿入された舌片状のもの、としてもよい（第６の発明）。

【0017】

第２の発明において、前記ライナーリングケースには、前記隔壁の開口部で覆われる孔が複数形成されており、前記突起部は、前記各孔の側縁部から延出して前記切欠部に挿入された舌片状のもの、としてもよい（第７の発明）。

【0018】

第２の発明において、前記突起部は、前記円筒部の各部が前記切欠部側へ膨出して形成されたもの、としてもよい（第８の発明）。

【0019】

第２の発明において、前記突起部は、前記円筒部から前記側壁部に至る各部分が前記切欠部側へ膨出して形成されたもの、としてもよい（第９の発明）。

【0020】

第１の発明において、前記第１の係合部は、前記ライナーリング本体の半径方向外周縁部に形成された複数の凸部であり、前記第２の係合部は、前記凸部が挿入され、前記隔壁の開口部で覆われる前記ライナーリングケースに形成された孔である、ものとしてもよい（第１０の発明）。

【0021】

本発明にかかる遠心ポンプのシール構造（第１１の発明）は、遠心ポンプにおける隔壁の開口部と、インペラの吸込口の外周面との隙間をシールするためのものであって、ライナーリング本体と、ライナーリングケースと、前記ライナーリング本体を、当該ライナーリング本体の半径方向内側を除いて、軸方向他方から覆い、前記ライナーリングケースのフランジ部に固定されたライナーリングカバーと、を備える。前記ライナーリングケースは、前記ライナーリング本体を、当該ライナーリング本体の半径方向内側を除いて、軸方向一方から覆う側壁部と、この側壁部の外周部から連続して軸方方向他方へ形成された、前記隔壁の開口部に圧入される円筒部と、この円筒部の軸方向他方の端部から連続して半径方向外方へ延出したフランジ部と、を有する。そして、前記ライナーリング本体の外周部には、第１の係合部が形成され、前記ライナーリングカバーには、当該ライナーリングカバーを貫通する流路が生じないように第２の係合部が形成され、前記第１の係合部と前記第２の係合部とが、前記ライナーリング本体が回転規制されるように、互いに周方向に係合されている。

【0022】

かかる構成を備える遠心ポンプのシール構造によれば、前記ライナーリング本体を回転規制するためにライナーリングカバーに設けられる第２の係合部は、当該ライナーリングカバーを貫通する流路が生じないように設けられるものであるので、高圧側から低圧側への流体の漏れが阻止される。

【0023】

第１１の発明において、前記第１の係合部は、前記ライナーリング本体の半径方向外周縁部に形成された複数の切欠部であり、前記第２の係合部は、前記ライナーリングカバーの各部が前記切欠部に挿入されるように前記切欠部側へ膨出して形成された突起部である、ものとしてもよい。

【0024】

かかる構成を備える遠心ポンプのシール構造によれば、ライナーリング本体に形成された切欠部に対して、ライナーリングカバーに形成された突起部を半径方向および周方向に遊びを持たせた状態で挿入していても、高圧側では、当該遊びを確保するための隙間がライナーリングカバーで覆われているため、当該隙間を介した高圧側から低圧側への流体の漏れが阻止される。

【0025】

本発明にかかる遠心ポンプは、前記何れかのシール構造を備えるものである。

【発明の効果】

【0026】

本発明にかかる遠心ポンプのシール構造によれば、従来のものよりも確実に漏れを防止でき、遠心ポンプのポンプ効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本実施の形態にかかる遠心ポンプの概略構成を示した図である。

【図2】図１のＡ部拡大図である。

【図3】ライナーリング本体、ライナーリングケースおよびライナーリングカバーの部分断面図である。（ａ）は切欠部および突起部が形成されていない箇所の断面を示す。（ｂ）は切欠部および突起部が形成されている箇所の断面を示す。

【図4】（ａ）はライナーリング本体を示す図である。（ｂ）はライナーリングケースを示す図である。（ｃ）はライナーリングカバーを示す図である。

【図5】（ａ）はライナーリングケースにライナーリング本体を組み込んだ状態を示す図である。（ｂ）はライナーリング本体、ライナーリングケースおよびライナーリングカバーが組み上がった状態を低圧側から視た図である。（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図である。

【図6】ライナーリングケースの部分断面図である。（ａ）は突起部形成前の状態を示す。（ｂ）は突起部形成後の状態を示す。

【図7】第２の実施形態に係るライナーリングケースの部分断面図である。（ａ）は突起部形成前の状態を示す。（ｂ）は突起部形成後の状態を示す。

【図8】第３の実施形態に係るライナーリングケースの部分断面図である。（ａ）は突起部形成前の状態を示す。（ｂ）は突起部形成後の状態を示す。

【図9】第４の実施形態に係るライナーリング本体、ライナーリングケースおよびライナーリングカバーの部分断面図である。（ａ）は突起部が形成されていない箇所の断面を示す。（ｂ）は突起部が形成されている箇所の断面を示す。

【図10】第４の実施形態に係るライナーリングケースを示す斜視図である。（ａ）は斜め下から視た斜視図、（ｂ）は斜め上から視た斜視図である。

【図11】第５の実施形態に係るライナーリング本体、ライナーリングケースおよびライナーリングカバーの部分断面図である。（ａ）は凸部および突起部が形成されていない箇所の断面を示す。（ｂ）は１組を成す２つの凸部の間且つ突起部が形成されている箇所の断面を示す。

【図12】第５の実施形態に係るライナーリング本体を示す平面図である。

【図13】第５の実施形態に係るライナーリングケースを示す斜視図である。（ａ）は斜め下から視た斜視図、（ｂ）は斜め上から視た斜視図である。

【図14】第６の実施形態に係るライナーリング本体、ライナーリングケースおよびライナーリングカバーの部分断面図である。（ａ）は凸部および突起部が形成されていない箇所の断面を示す。（ｂ）は１組を成す２つの凸部の間且つ突起部が形成されている箇所の断面を示す。

【図15】第６の実施形態に係るライナーリングケースを示す斜視図である。（ａ）は斜め下から視た斜視図、（ｂ）は斜め上から視た斜視図である。

【図16】第７の実施形態に係るライナーリング本体、ライナーリングケースおよびライナーリングカバーの部分断面図である。（ａ）は凸部および孔が形成されていない箇所の断面を示す。（ｂ）は１組を成す２つの凸部および孔の間の箇所の断面を示す。

【図17】第７の実施形態に係るライナーリングケースを示す斜視図である。（ａ）は斜め下から視た斜視図、（ｂ）は斜め上から視た斜視図である。

【図18】第８の実施形態に係るライナーリング本体、ライナーリングケースおよびライナーリングカバーの部分断面図である。（ａ）は突起部および切欠部が形成されていない箇所の断面を示す。（ｂ）は突起部および切欠部が形成されている箇所の断面を示す。

【図19】第８の実施形態に係るライナーリングケースを示す斜視図である。（ａ）は斜め下から視た斜視図、（ｂ）は斜め上から視た斜視図である。

【図20】第９の実施形態に係るライナーリング本体、ライナーリングケースおよびライナーリングカバーの部分断面図である。（ａ）は切欠部および突起部が形成されていない箇所の断面を示す。（ｂ）は切欠部および突起部が形成されている箇所の断面を示す。

【図21】第９の実施形態に係るライナーリング本体を示す平面図である。

【図22】第９の実施形態に係るライナーリングケースを示す斜視図である。（ａ）は斜め下から視た斜視図、（ｂ）は斜め上から視た斜視図である。

【図23】第９の実施形態に係るライナーリングケースの部分断面図である。（ａ）は突起部形成前の状態を示す。（ｂ）は突起部形成後の状態を示す。

【図24】従来例に係る遠心ポンプのシール構造を示す部分断面図である。

【図25】従来例に係る遠心ポンプのシール構造を低圧側から視た図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係る遠心ポンプのシール構造について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、遠心ポンプとして、深井戸対応の多段遠心ポンプを例に挙げて説明する。

【0029】

図１および図２に深井戸対応の多段遠心ポンプ１（以下単に「遠心ポンプ１」という。）を示す。同図に示すように、遠心ポンプ１は、そのケーシング２内に図外のモータと連結される主軸３と、主軸３に回転一体に設けられた複数のインペラ４と、各インペラ４の軸方向下流側にケーシング２内に固定された案内羽根部５とを備えている。インペラ４が回転駆動すると、インペラ４および案内羽根部５の作用により、流体が吸引口７から吸引され吐出口８から吐出される。なお、吐出口８の直近上流側には逆止弁９が設けられている。以下では、説明の便宜上、吐出口８を上にして主軸３を鉛直方向に向けた状態での各部の説明について「上」「下」の語を用いる。

【0030】

ケーシング２内には、図２に示すように、インペラ４および案内羽根部５ごとに隔壁１１が設けられており、隔壁１１の開口部１２にインペラ４の円筒状の吸込口１３が挿入されている。そして、隔壁１１の開口部１２と、インペラ４の吸込口１３の外周面との間に、これらの隙間をシールするためのシール構造１００が設けられている。なお、隔壁１１は円筒状のケーシング２と一体物となっている。

【0031】

以下、上記シール構造１００について詳細に説明する。図２に示すように、本発明の実施形態に係るシール構造１００は、遠心ポンプ１における隔壁１１の開口部１２と、インペラ４の吸込口１３の外周面との隙間をシールするためのものであり、ライナーリング本体１３、ライナーリングケース１４、ライナーリングカバー１５等で構成されている。

【0032】

ライナーリング本体１３は、例えば、断面矩形の円環板からなり、図３（ｂ）および図４（ａ）に示すように、その半径方向外周縁部に周方向に一定間隔をおいて複数（図４に示す例では３つ）の切欠部１３ａ（第１の係合部）を有する。本実施形態では、金属製の円環板１３Ａをゴム材１３Ｂで被覆して全体として断面矩形の円環板に形成したライナーリング本体１３が使用されている。なお、ライナーリング本体１３は、これに限定されず、単一材料（例えばゴム材のみ）からなるものを使用してもよい。

【0033】

ライナーリングケース１４は、例えば、図３（ａ）および図４（ｂ）に示すような断面形状を有する円環状のものであって、側壁部１４ａ、円筒部１４ｂおよびフランジ部１４ｃからなる。このライナーリングケース１４は、隔壁１１の開口部１２に対して圧入されることにより固定される。側壁部１４ａは、ライナーリング本体１３を、半径方向内側を除いて、軸方向下方から覆うように形成されている。円筒部１４ｂは、側壁部１４ａの外周端部から連続して軸方方向上方へ形成されている。フランジ部１４ｃは、円筒部１４ｂの軸方向上方の端部から連続して半径方向外方へ延出している。なお、ライナーリングケース１４の円筒部１４ｂの内周面の半径Ｒ１は、ライナーリング本体１３の半径Ｒ２より大きく設定されている。

【0034】

また、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、ライナーリングケース１４の円筒部１４ｂには、ライナーリング本体１３の切欠部１３ａ（第１の係合部）に挿入される突起部１７（第２の係合部）が形成されている。切欠部１３ａと突起部１７とは互いに周方向に係合し、これによりライナーリング本体１３は、インペラ４と供回りしないように回転規制される。突起部１７の周方向幅は切欠部１３ａの周方向幅より若干小さく設定されており、図５に示すように、ライナーリングケース１４にライナーリング本体１３が嵌め込まれたときに、周方向および半径方向に一定の遊びが確保される。

【0035】

上記ライナーリングケース１４を製作するには、例えば薄板材に絞り加工を施し、その内径側および外径側を切除して、図３（ａ）に示すような断面形状を形成した上で、円筒部１４ｂにコ字状（上方に開口した「コ」の字状）の切込みを入れる。そして、円筒部１４ｂに設けられたコ字状の切込み１９に囲まれた部分を円筒部１４ｂの外側から内側に向けて（矢印Ｐの方向に向けて）押し込むことにより、図６（ｂ）に示すように、舌片状の突起部１７を形成する。このようにして突起部１７が設けられた場合、円筒部１４ｂに矩形の孔２１が残存し、孔２１の軸方向上方の縁部２２から舌片状の突起部１７が延出したものとなる。

【0036】

ライナーリングカバー１５は、例えば薄板材に絞り加工を施し、その内径側および外径側を切除して形成されたものであり、図３および図４（ｃ）に示すように、半径方向中間位置に段差１５ｂが形成されたものからなる。段差１５ｂより半径方向外側の外周部１５ａは、ライナーリングケース１４のフランジ部１４ｃに溶接にて固定されている。段差１５ｂより半径方向内側の内周部１５ｃは、ライナーリング本体１３を、当該ライナーリング本体１３の半径方向内側を除いて、軸方向上方から覆う。なお、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、上記段差１５ｂは、ライナーリングケース１４の円筒部１４ｂの内周面よりも主軸３側に形成されている。

【0037】

以上のように構成されたシール構造１００においては、突起部１７をライナーリングカバー１５に設けることなく、ライナーリングケース１４のみに設けている。このことから、図５（ｂ）に示すように、高圧側（シール構造１００の上側）には、突起部１７も切欠部１３ａも露出しておらず、これらは、ライナーリングカバー１５で覆われている。このため、図５（ｃ）に示すように、ライナーリング本体１３に形成された切欠部１３ａに対して、突起部１７を半径方向および周方向に遊びを持たせた状態で挿入していても、高圧側では、当該遊びを確保するための隙間１８がライナーリングカバー１５で覆われているため、当該隙間１８を介した高圧側から低圧側への流体の漏れが阻止される。その結果、遠心ポンプ１のポンプ効率が向上する。なお、ライナーリングケース１４の円筒部１４ｂには、孔２１が形成されているが、円筒部１４ｂが、隔壁１１の開口部１２（円筒状の開口部）に圧入されて当該開口部１２によって完全に覆われていることから、当該孔２１がライナーリングケース１４を貫通する流路を形成し、これが高圧側から低圧側への流路となることはない。

【0038】

＜第２の実施形態＞
上記ライナーリングケース１４に設けられた突起部１７は、図６（ｂ）に示したように、孔２１の軸方向上方の縁部２２から舌片状に延出したものであったが、この突起部１７に代えて図７（ｂ）に示すように、孔２１の軸方向下方の縁部２３から舌片状に延出した突起部１７Ａを採用してもよい。

【0039】

このようなライナーリングケース１４Ａを製作するには、例えば薄板材に絞り加工を施し、その内径側および外径側を切除して、図３（ａ）に示すような断面形状を形成した上で、円筒部１４ｂにコ字状（下方に開口した「コ」の字状）の切込みを入れる。そして、円筒部１４ｂに設けられたコ字状の切込み２４に囲まれた部分を円筒部１４ｂの外側から内側に向けて（矢印Ｐの方向に向けて）押し込むことにより、図７（ｂ）に示すように、舌片状の突起部１７Ａを形成する。

【0040】

なお、第２の実施形態に係るシール構造は、第１の実施形態に係るシール構造と比較して、上記突起部１７Ａの点のみが相違し、その他の構成については、第１の実施の形態と同様である。また、第２の実施形態に係るシール構造においても、ライナーリング本体はライナーリングケースおよびライナーリングカバーに対して、周方向および半径方向に一定の遊びを確保した状態で嵌め付けられる。また、第２の実施形態に係るシール構造おいても、孔２１は、隔壁１１の開口部１２に覆われており、当該孔２１がライナーリングケース１４を貫通する流路を形成し、これが高圧側から低圧側への流路となることはない。

【0041】

＜第３の実施形態＞
上記ライナーリングケース１４に設けられた突起部１７は、図６（ｂ）に示したように、孔２１の軸方向上方の縁部２２から舌片状に延出したものであったが、この突起部１７に代えて図８（ｂ）に示すように、円筒部１４ｂを、外側から内側に向かって局部的に押し込み膨出させることによって形成される突起部１７Ｂを採用してもよい。

【0042】

このようなライナーリングケース１４Ｂを製作するには、例えば薄板材に絞り加工を施し、その内径側および外径側を切除して、図８（ａ）に示すように、側壁部１４ａ、円筒部１４ｂおよびフランジ部１４ｃを形成する。そして、円筒部１４ｂを、外側から内側に向けて（矢印Ｐの方向に向けて）押圧金具２６を用いて局部的に押し込むことにより、図８（ｂ）に示すように、押し込み部分の裏面側が隆起して突起部１７Ｂが形成される。

【0043】

なお、第３の実施形態に係るシール構造は、第１の実施形態に係るシール構造と比較して、上記突起部１７Ｂの点および孔２１が無い点で相違し、その他の構成については、第１の実施の形態と同様である。また、第３の実施形態に係るシール構造おいても、ライナーリング本体はライナーリングケースおよびライナーリングカバーに対して、周方向および半径方向に一定の遊びを確保した状態で嵌め付けられる。

【0044】

第３の実施形態に係るシール構造では、ライナーリングケース１４Ｂに貫通孔が存在しないため、隔壁１１の開口部１２への圧入状態にかかわらず、ライナーリングケースを貫通する流路が生じることはなく、高圧側から低圧側へ流体が漏れることをより確実に防止できる。

【0045】

＜第４の実施形態＞
上記ライナーリングケース１４に設けられた突起部１７は、図６（ｂ）に示したように、孔２１の軸方向上方の縁部２２から舌片状に延出したものであったが、この突起部１７に代えて図９（ｂ）および図１０に示すように、円筒部１４ｂから側壁部１４ａに至る各部分を、ライナーリング本体１３の切欠部１３ａ側に向かって押し込み、膨出させることによって形成される突起部１７Ｃとしてもよい。

【0046】

なお、第４の実施形態に係るシール構造は、第１の実施形態に係るシール構造と比較して、上記突起部１７Ｃの点および孔２１が無い点で相違し、その他の構成については、第１の実施の形態と同様である。また、第４の実施形態に係るシール構造おいても、ライナーリング本体はライナーリングケースおよびライナーリングカバーに対して、周方向および半径方向に一定の遊びを確保した状態で嵌め付けられる。

【0047】

第４の実施形態に係るシール構造でも、ライナーリングケースに貫通孔が存在しないため、隔壁１１の開口部１２への圧入状態にかかわらず、ライナーリングケースを貫通する流路が生じることはなく、高圧側から低圧側へ流体が漏れることをより確実に防止できる。

【0048】

＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施の形態に係る遠心ポンプのシール構造について、図１１〜図１３を参照しつつ説明する。以下でも第１の実施形態に係るシール構造との相違点についてのみ説明する。

【0049】

本発明の実施形態に係るシール構造のライナーリング本体１３Ｘは、例えば、断面矩形の円環板からなり、図１２に示すように、その半径方向外周縁部に周方向に一定間隔をおいて２個１組で形成された凸部２８（第１の係合部）を複数組（図１２では３組）有する。本実施形態では、半径方向に突出した突起を有する金属製の円環板１３Ｃをゴム材１３Ｄで被覆して全体として断面矩形の円環板（凸部付円環板）に形成したライナーリング本体１３Ｘが使用されている。なお、ライナーリング本体１３Ｘは、これに限定されず、単一材料（例えばゴム材のみ）からなるものを使用してもよい。

【0050】

本発明の実施形態に係るシール構造のライナーリングケース１４Ｘは、例えば、図１３に示すように、薄板材に対して絞り加工を施し、その内径側および外径側を切除することにより形成された側壁部１４ａ、円筒部１４ｂおよびフランジ部１４ｃからなり、隔壁１１の開口部１２に対して圧入される。側壁部１４ａは、ライナーリング本体１３Ｘを、半径方向内側を除いて、軸方向下方から覆うように形成されている。円筒部１４ｂは、側壁部１４ａの外周端部から連続して軸方方向上方へ形成されている。フランジ部１４ｃは、円筒部１４ｂの軸方向上方の端部から連続して半径方向外方へ延出している。なお、ライナーリングケース１４Ｘの円筒部１４ｂの内周面の半径Ｒ１は、ライナーリング本体１３Ｘの半径Ｒ２より大きく設定されている。

【0051】

また、図１１（ｂ）および図１３に示すように、ライナーリングケース１４Ｘの円筒部１４ｂには、ライナーリング本体１３Ｘの各組を成す２個の凸部２８（第１の係合部）の間に挿入される舌片状の突起部１７Ｄ（第２の係合部）が形成されている。凸部２８と突起部１７Ｄとは互いに周方向に係合し、これによりライナーリング本体１３Ｘは、インペラ４と供回りしないように回転規制される。突起部１７Ｄの周方向幅は１組を成す２個の凸部２８間の寸法より若干小さく設定されており、ライナーリングケース１４Ｘにライナーリング本体１３Ｘが嵌め込まれたときに、周方向および半径方向に一定の遊びが確保される。

【0052】

上記ライナーリングケース１４Ｘは、第２の実施形態と同様の方法で製作することができる。但し、コ字状の切込みは、本実施形態の方が第２の実施形態よりも大きく設けられ、舌片状の突起部１７Ｄの向きは図７および図１１に示すように第２の実施形態と比べて若干相違している。

【0053】

本実施形態では、ライナーリング本体１３Ｘを回転規制するために、ライナーリング本体１３Ｘの各２個の凸部２８の間に、ライナーリングケース１４Ｘの舌片状の突起部１７Ｄを挿入しているので、第１および第２の実施形態と比較して突起部１７Ｄの長さが小さくて済む。これにより、ライナーリングケース１４Ｘの製作時にコ字状の切込みを大きくすることができ、切込み加工が行い易くなる。

【0054】

なお、第５の実施形態に係るシール構造では、ライナーリングケース１４Ｘに孔２１が存在するが、孔２１は、隔壁１１の開口部１２に覆われており、当該孔２１がライナーリングケース１４Ｘを貫通する流路を形成し、これが既述した高圧側から低圧側への流路となることはない。

【0055】

＜第６の実施形態＞
上記第５の実施形態におけるライナーリングケース１４Ｘに設けられた突起部１７Ｄは、図１１（ｂ）に示したように、孔２１の軸方向下方の縁部２３から舌片状に延出したものであったが、この突起部１７Ｄに代えて図１４（ｂ）、図１５に示すように、孔２１の軸方向上方の縁部２２から舌片状に延出した突起部１７Ｅを採用してもよい。なお、本実施形態に係るシール構造は、上記以外の点では、第５の実施形態と同様である。

【0056】

上記ライナーリングケース１４Ｙは、第１の実施形態と同様の方法で製作することができる。但し、コ字状の切込みは、本実施形態の方が第１の実施形態よりも大きく設けられており、舌片状の突起部１７Ｅの先端部の向きは図３および図１４に示すように第１の実施形態と比べて若干相違している。

【0057】

本実施形態でも、ライナーリング本体１３Ｘを回転規制するために、ライナーリング本体１３Ｘの各２個の凸部２８の間に、ライナーリングケース１４Ｙの舌片状の突起部１７Ｅを挿入しているので、第１および第２の実施形態と比較して突起部１７Ｄの長さが小さくて済む。これにより、ライナーリングケース１４Ｙの製作時にコ字状の切込みを大きくすることができ、切込み加工が行い易くなる。

【0058】

なお、第６の実施形態に係るシール構造においても、ライナーリングケース１４Ｙに孔２１が存在するが、孔２１は、隔壁１１の開口部１２に覆われており、当該孔２１がライナーリングケース１４Ｙを貫通する流路を形成し、これが既述した高圧側から低圧側への流路となることはない。

【0059】

＜第７の実施形態＞
上記第５および第６の実施形態におけるライナーリングケースにおいては、舌片状の突起部１７Ｄ，１７Ｅを設けていたが、この突起部１７Ｄ，１７Ｅを設けることなく、図１６（ｂ）および図１７に示すように、ライナーリングケース１４Ｚの円筒部１４ｂからフランジ部１４ｃにかけて矩形の孔２９のみを設けるようにしてもよい。この場合、図１６（ｂ）に示すように、ライナーリングケース１４Ｚの円筒部１４ｂには、ライナーリング本体１３Ｘの凸部２８（第１の係合部）が孔２９に挿入され、凸部２８と孔２９とは互いに周方向に係合する。これによりライナーリング本体１３Ｘは、インペラ４と供回りしないように回転規制される。

【0060】

ライナーリングケース１４Ｚに形成された孔２９は、円筒部１４ｂの軸方向中間位置からフランジ部１４ｃの内径近傍に亘って形成されているため、その孔２９に対してライナーリング本体１３Ｘの凸部２８を軸方向に挿入することができる。なお、本実施形態に係るシール構造は、上記以外の点では、第５の実施形態と同様である。

【0061】

上記ライナーリングケース１４Ｚは、絞り加工および孔加工のみで簡単に製作することができる。

【0062】

なお、第７の実施形態に係るシール構造においても、ライナーリングケース１４Ｚに孔２９が存在するが、孔２９は、隔壁１１の開口部１２に覆われており、当該孔２９がライナーリングケース１４Ｚを貫通する流路を形成し、これが既述した高圧側から低圧側への流路となることはない。

【0063】

＜第８の実施形態＞
次に、本発明の第８の実施の形態に係る遠心ポンプのシール構造について、図１８および図１９を参照しつつ説明する。但し、第１の実施形態に係るシール構造との相違点についてのみ説明する。

【0064】

本発明の実施形態におけるライナーリングケース１４Ｗは、既述した他の実施形態におけるライナーリングケースと同様に、側壁部１４ａ、円筒部１４ｂおよびフランジ部１４ｃで構成されるが、図１８に示すように、第２の係合部となる突起部や孔は一切設けられていない。その代わりに、図１９に示すように、ライナーリングカバー１５Ａに、ライナーリング本体１３に形成された切欠部１３ａ（第１の係合部）に挿入されて周方向に係合する突起部３０（第２の係合部）が形成されている。この突起部３０は、切欠部１３ａ側に膨出した形状とされ、ライナーリングカバー１５Ａを貫通する孔は一切形成されていない。よって、ライナーリングカバー１５Ａを貫通する流路が形成されることもない。

【0065】

なお、ライナーリング本体１３の切欠部１３ａは、高圧側から視てライナーリングカバー１５Ａによって十分に覆われるように、ライナーリングカバー１５Ａの内径寸法、ライナーリング本体１３の外径寸法、切欠部１３ａの深さ寸法等が設定されることが望ましい。

【0066】

＜第９の実施形態＞
次に、本発明の第９の実施の形態に係る遠心ポンプのシール構造について、図２０〜図２３を参照しつつ説明する。但し、本実施形態では、第１の実施形態に係るシール構造との相違点についてのみ説明し、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。

【0067】

第１の実施形態に係るシール構造では、ライナーリングケース１４に設けられた突起部１７が、図３（ｂ）に示したように、孔２１の軸方向上方の縁部２２から舌片状に延出したものであったが、本実施形態におけるライナーリングケース１４Ｖの突起部１７Ｆは、図２０（ｂ）および図２２に示すように、孔２１の両側縁部３１から舌片状に延出したものとなっている。

【0068】

また、本実施形態におけるライナーリング本体１３Ｙは、図２１に示すように、その半径方向外周縁部に周方向に一定間隔をおいて２個１組で形成された切欠部１３ａ（第１の係合部）を複数組（図２１では３組）有する。本実施形態では、周方向に一定間隔をおいて２個１組で切欠部が形成された金属製の円環板１３Ｅをゴム材１３Ｆで被覆して全体として断面矩形の円環板に形成したライナーリング本体１３Ｙが使用されている。なお、ライナーリング本体１３Ｙの各組を成す２個の切欠部１３ａの間においては、金属製の円環板１３Ｅの外周縁部がライナーリング本体１３Ｙの外周縁まで張り出している。

【0069】

上記ライナーリングケース１４Ｖを製作するには、例えば薄板材に絞り加工を施し、その内径側および外径側を切除して、図２３（ａ）に示すような断面形状を形成した上で、円筒部１４ｂにエ字状の切込みを入れる。そして、円筒部１４ｂに設けられたエ字状の切込みの縦線部の両側近傍を円筒部１４ｂの外側から内側に向けて（矢印Ｐの方向に向けて）押し込むことにより、図２３（ｂ）に示すように、舌片状の突起部１７Ｆを形成する。この点から明らかなように、本実施形態によれば、ライナーリングケース１４Ｖの円筒部１４ｂの軸方向寸法が小さくても突起部１７Ｆの長さを十分に確保することが可能である。

【0070】

第９の実施形態に係るシール構造においても、ライナーリング本体１３Ｙはライナーリングケース１４Ｖおよびライナーリングカバー１５に対して、周方向および半径方向に一定の遊びを確保した状態で嵌め付けられる。また、第９の実施形態に係るシール構造においても、孔２１は、隔壁１１の開口部１２に覆われており、当該孔２１がライナーリングケース１４Ｖを貫通する流路を形成し、これが高圧側から低圧側への流路となることはない。

【0071】

なお、第９の実施形態に係るシール構造では、ライナーリング本体１３Ｙの切欠部１３ａは、周方向に一定間隔をおいて２個１組で形成され、これに対応する突起部１７Ｆは孔２１の両側縁部３１から延出したものであったが、ライナーリング本体１３Ｙの切欠部１３ａを周方向に一定間隔をおいて１個ずつ形成し、この切欠部１３ａに挿入される突起部１７Ｆを孔２１の片側縁部３１からのみ延出したものとしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0072】

本発明は、遠心ポンプ内のシール構造として利用可能である。

【符号の説明】

【0073】

１００ シール構造
１ 遠心ポンプ
４ インペラ
５ 案内羽根部
１１ 隔壁
１２ 開口部
１３ ライナーリング本体
１３ａ 切欠部
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｖ〜１４Ｚ ライナーリングケース
１４ａ 側壁部
１４ｂ 円筒部
１４ｃ フランジ部
１５，１５Ａ ライナーリングカバー
１７，１７Ａ〜１７Ｆ 突起部
２１ 孔
２２，２３ 孔の縁部
２８ 凸部
２９ ライナーリングケース
３０ 突起部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】