特開 2022-134580 サクションパッキンおよびこれを備えるポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022134580

(43)【公開日】2022-09-15

(54)【発明の名称】サクションパッキンおよびこれを備えるポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/08 20060101AFI20220908BHJP

   F04B 53/00 20060101ALI20220908BHJP

   F16J 15/10 20060101ALI20220908BHJP

【ＦＩ】

F04D29/08 B

F04B53/00 F

F16J15/10 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021033790

(22)【出願日】2021-03-03

(71)【出願人】

【識別番号】505328085

【氏名又は名称】古河産機システムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】葛山 達夫

(72)【発明者】

【氏名】中澤 真一

【テーマコード（参考）】

3H071

3H130

3J040

【Ｆターム（参考）】

3H071BB03

3H071CC35

3H071DD52

3H130AA02

3H130AB12

3H130AB22

3H130AB47

3H130AC30

3H130BA91A

3H130CA02

3H130CA22

3H130DA02Z

3H130DB01Z

3H130DC01Z

3H130DC06X

3H130DG02Z

3H130EA01A

3J040AA12

3J040BA03

3J040EA16

3J040FA05

3J040HA03

3J040HA05

3J040HA15

(57)【要約】

【課題】メンテナンス性が向上するポンプを提供する。
【解決手段】このポンプ１０のサクションパッキン４０は、吸込口２１ｋの部分で対向するフランジ接続部２４、Ｓｊ相互の対向する端面間に介装されるものであり、対向する端面間に挟持される円環状をなすゴム製のシール本体部４１と、シール本体部４１の内側端面よりも吸込口２１ｋの内側に張り出すとともにフランジ接続部２４側に嵌合される姿勢保持部４３と、を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線が水平配置される円筒中心部に吸込口が設けられたフランジ接続部を有するケーシングを有するポンプに用いられ、前記吸込口に対向して着脱可能に接続される吸込管のフランジ接続部と前記ケーシングのフランジ接続部との間に介装されるサクションパッキンであって、
前記介装されたときに前記対向するフランジ接続部相互の端面間に挟持される円環状をなすゴム製のシール本体部と、
前記シール本体部の内側の端面から前記吸込口の側に張り出して前記介装されたときに前記ケーシングのフランジ接続部側に嵌め込まれる姿勢保持部と、
を有することを特徴とするサクションパッキン。

【請求項2】

前記姿勢保持部は、前記介装されたときに前記シール本体部の内側の端面から前記吸込口の側に張り出して前記吸込口の内周面に挿入されるようになっている請求項１に記載のサクションパッキン。

【請求項3】

前記姿勢保持部の外面は、前記ケーシングの吸込口の内周面に挿入されて吸込口の内周面に嵌合される円筒状をなして設けられ、
前記姿勢保持部の内面は、前記ケーシングの吸込口の下流側に向けて拡径する円錐台形状をなして設けられている請求項２に記載のサクションパッキン。

【請求項4】

円筒中心部に吸込口が設けられたフランジ接続部を有するケーシングを有し、前記フランジ接続部の軸線が水平に配置されるポンプであって、
前記ケーシングのフランジ接続部と、該フランジ接続部に接続される吸込管のフランジ接続部との間に介装されるサクションパッキンとして、請求項１～３のいずれか一項に記載のサクションパッキンを備えることを特徴とするポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はポンプに係り、特に、ケーシングの吸込口に接続される吸込管のフランジ接続部とポンプ側のフランジ接続部との間に介装されるサクションパッキンに関する。

【背景技術】

【0002】

この種のポンプは、複数の羽根を有するインペラと、インペラを自身に画成された空間内に収容するケーシングと、を備える（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１４０８７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、この種のポンプでは、吸込口が設けられたケーシングのフランジ接続部とこれに接続される吸込管のフランジ接続部との間に、サクションパッキンが介装される。
しかし、軸線が水平に配置されるポンプにあっては、フランジ接続部の組立作業に際し、相互のフランジ接続部同士を固定するための複数のボルト締め作業時に、仮介装状態のサクションパッキンが外れ易く、また、サクションパッキンの介装位置がずれ易いという問題がある。

【0005】

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、ケーシングの吸込口と吸込管とのフランジ接続部同士の組立作業をより安全に且つスムーズに行い、メンテナンス性を向上させ得るサクションパッキンおよびこれを備えるポンプを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るサクションパッキンは、軸線が水平配置される円筒中心部に吸込口が設けられたフランジ接続部を有するケーシングを有するポンプに用いられ、前記吸込口に対向して着脱可能に接続される吸込管のフランジ接続部と前記ケーシングのフランジ接続部との間に介装されるサクションパッキンであって、前記介装されたときに前記対向するフランジ接続部相互の端面間に挟持される円環状をなすゴム製のシール本体部と、前記シール本体部の内側の端面から前記吸込口の側に張り出して前記介装されたときに前記ケーシングのフランジ接続部側に嵌め込まれる姿勢保持部と、を有することを特徴とする。

【0007】

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るポンプは、円筒中心部に吸込口が設けられたフランジ接続部を有するケーシングを有し、前記フランジ接続部の軸線が水平に配置されるポンプであって、前記ケーシングのフランジ接続部と、該フランジ接続部に接続される吸込管のフランジ接続部との間に介装されるサクションパッキンとして、本発明の一態様に係るサクションパッキンを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、サクションパッキンに、介装されたときにケーシングのフランジ接続部側に嵌め込まれる姿勢保持部を設けたので、ポンプのメンテナンス性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一態様に係るポンプの第一実施形態である遠心ポンプの説明図であり、同図では、軸線に沿った断面を示している。

【図2】本発明の一態様に係るサクションパッキンの第一実施形態の説明図であり、同図（ａ）は軸線に沿った断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。

【図3】本発明の一態様に係るサクションパッキンの第一実施形態の装着状態の説明図である。

【図4】第一実施形態における姿勢保持部の変形例（第一変形例）の説明図であり、同図（ａ）は軸線に沿った断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。

【図5】第一実施形態における姿勢保持部の変形例（第二変形例）の説明図であり、同図（ａ）は軸線に沿った断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。

【図6】本発明の一態様に係るサクションパッキンの第二実施形態とその装着状態の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。

【0011】

［第一実施形態］
図１に示すように、第一実施形態のポンプ１０は、フレーム２と、フレーム２の上部に載置固定されたハウジング（軸受箱）３と、フレーム２の前側面に固定されたケーシング２０と、を備える。ハウジング３は、軸線が水平に配置される駆動軸１を回転自在に支持している。ハウジング３は、フレーム２上の所定位置に、前後二箇所のハウジング押え７によって固定される。

【0012】

駆動軸１の先端１ｓは、ケーシング２０の背面中央からケーシング２０内部に張り出しており、その駆動軸１の先端１ｓにインペラ（羽根車）８が片持ち支持され、ケーシング２０内の画成空間に収容されている。インペラ８の軸方向の背面側には、ケーシング２０とハウジング３との間に、軸封装置４が駆動軸１を囲繞するように配される。駆動軸１の基端側は、ハウジング３の後端から後方に突設され、この突設部が不図示のモータの出力軸に駆動力を伝達可能に連結される。

【0013】

第一実施形態のケーシング２０は、駆動軸１と直交する面に沿って適所で三分割され、軸方向の前面側（同図の左側）から順に、吸込みカバー２１、ケーシング本体２２およびケーシング側壁部２３を有して構成される。吸込みカバー２１、ケーシング本体２２およびケーシング側壁部２３相互は、分割面の周囲が、複数のボルト・ナットを用いて軸方向に着脱可能に固定される。

【0014】

本実施形態のケーシング２０では、インペラ８の軸方向の前面側に吸込部５が設けられ、インペラ８の径方向の上方に吐出部６が設けられている。吐出部６は、ケーシング本体２２の上部中央の位置に設けられ、これにより、インペラ８の回転により吸込部５から流体Ｆを吸い込んでその流体Ｆを吐出部６から吐出するようになっている。

【0015】

本実施形態の吸込部５は、吸込みカバー２１の中央部に吸込口２１ｋを有する。吸込口２１ｋは、駆動軸１の先端１ｓに対向しており、その円筒状の内周面２１ｎが駆動軸１と同軸に形成される。
本実施形態の吸込みカバー２１には、吸込口２１ｋの前端周囲に、円環状に径方向に張り出すフランジ接続部２４が形成されている。また、吸込みカバー２１のフランジ接続部２４の前端面には、凸円環状の内縁段部２５が形成されている。

【0016】

ここで、第一実施形態のケーシング２０は、図３に拡大図示するように、吸込みカバー２１に対して、吸込口２１ｋ前端のフランジ接続部２４に吸込管Ｓが接続されるところ、吸込管Ｓのフランジ接続部Ｓｊと吸込みカバー２１のフランジ接続部２４との対向面間には、略円環状のサクションパッキン４０が介装される。なお、フランジ接続部２４と吸込管Ｓのフランジ接続部Ｓｊとは、複数のボルト・ナット（不図示）を用いて着脱可能に周囲が固定される。

【0017】

第一実施形態のサクションパッキン４０は、図２および図３に示すように、円環状をなすゴム製のシール本体部４１と、シール本体部４１と一体形成されて、シール本体部４１の側端面よりも吸込口２１ｋの内側に張り出す姿勢保持部４３とを有する。
シール本体部４１は、介装時に、フランジ接続部２４とこれに対向する吸込管Ｓのフランジ接続部Ｓｊとの端面間に挟持される円環状の部分である。シール本体部４１の両面の部分が介装時のシール面４１ａ，４１ｂになっている（図２参照）。

【0018】

そして、姿勢保持部４３は、介装されたとき、図３に示すように、径方向において、シール本体部４１の側端面よりも吸込口２１ｋ側に張り出すように設けられるとともに、軸方向においても、吸込口２１ｋの下流側に張り出すように設けられている。
これにより、姿勢保持部４３は、吸込みカバー２１の吸込口２１ｋの内周面２１ｎに挿入可能に構成される。つまり、この姿勢保持部４３は、組み立て後の状態において、流路内での接液する部分に設けられている。

【0019】

第一実施形態では、図２に示すように、姿勢保持部４３の外面４３ｓは、吸込みカバー２１の吸込口２１ｋの内周面に挿入されて吸込口２１ｋの内周面２１ｎに嵌合される円筒状をなして設けられている。姿勢保持部４３の外面４３ｓは、吸込口２１ｋの内周面２１ｎに嵌め込んだ仮置き状態が保持されるように寸法が管理されている。
また、姿勢保持部４３の内面４３ｎは、軸方向後側から略中央の位置にかけて、吸込みカバー２１の吸込口２１ｋの下流側に向けて拡径する円錐台形状をなして設けられている。円錐台形状の内面４３ｎよりも軸方向前側は円筒面４３ｐとされている。

【0020】

次に、上記第一実施形態に示すポンプ１０での装着作業および作用効果について説明する。
第一実施形態に示すポンプ１０において、ケーシング２０側の吸込口２１ｋのフランジ接続部２４と吸込管Ｓのフランジ接続部Ｓｊとの組立作業を行う際は、まず、フランジ接続部２４に対し、サクションパッキン４０の姿勢保持部４３を吸込口２１ｋの内周面２１ｎに軸方向の前方から挿入し、吸込口２１ｋの内周面２１ｎに嵌め込んだ仮置き状態とする。

【0021】

次いで、その仮置き状態で、吸込管Ｓのフランジ接続部Ｓｊをフランジ接続部２４に対向させた状態を保持しつつ、複数のボルト・ナット（不図示）を用いて着脱可能に固定する。これにより、サクションパッキン４０は、上記シール本体部４１の両シール面４１ａ，４１ｂが挟圧されて、必要なシール機能が発揮される。

【0022】

ここで、この組立作業のとき、吸込管Ｓとのフランジ接続部２４、Ｓｊの分解・組立作業の時間短縮がメンテナンス性に大きく影響する。これに対し、第一実施形態のサクションパッキン４０によれば、図２および図３に示したように、円筒状の姿勢保持部４３が、シール本体部４１の側端面よりも吸込口２１ｋ側に更に張り出しており、吸込みカバー２１の吸込口２１ｋの内周面２１ｎに挿入可能に形成されている。これにより、図３に示すように、吸込みカバー２１に対し、吸込口２１ｋの内周面２１ｎに仮置き状態とされたサクションパッキン４０によれば、この姿勢保持部４３により仮置き時の脱落防止性が向上する。

【0023】

よって、第一実施形態のサクションパッキン４０およびこれを備える第一実施形態のポンプ１０によれば、ケーシング２０の吸込口２１ｋと吸込管Ｓとのフランジ接続部同士の組立作業をより安全に且つスムーズに行なえるので、メンテナンス性が向上する。

【0024】

また、第一実施形態のサクションパッキン４０によれば、吸込口２１ｋの内周面２１ｎと、サクションパッキン４０の姿勢保持部４３とで偏芯があったときでも、シール本体部４１の径方向での介装位置は特段の拘束がされない。そのため、サクションパッキン４０の仮置き時に、姿勢保持部４３の挿入が容易であり、姿勢保持部４３を軸方向前方からスムーズに差し込んでサクションパッキン４０の仮置き姿勢を容易に保持できる。

【0025】

なお、フランジ接続部同士を組み立てた後は、姿勢保持部４３は、ポンプの流路内に位置することになるので、対応する流体に接液しても問題が無い素材を選定すればよい。なおまた、第一実施形態のサクションパッキン４０では、姿勢保持部４３の内面は、ケーシング２０の吸込口２１ｋの下流側に向けて拡径する円錐台形状をなして設けられているので、圧送流体の流れを可及的に阻害しないようにする上で好適である。

【0026】

また、スラリーなどが含まれる流体の移送においては、姿勢保持部４３が摩耗して消失することも考えられるものの、第一実施形態の姿勢保持部４３の作用効果は、フランジ接続部同士の組立作業性の向上にある。そのため、フランジ接続部同士を組み立て後のポンプの稼働によって姿勢保持部４３が磨滅したところでなんら問題はない。

【0027】

なお、本発明に係るサクションパッキン若しくはポンプは、上記第一実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。
つまり、本発明に係る姿勢保持部は、シール本体部の内側の端面から吸込口の側に張り出しており、ボルト締め作業時にフランジ接続部側に嵌め込まれて、仮介装状態のサクションパッキンの姿勢を保持可能であれば種々の態様を採用できる。

【0028】

例えば、図４に示す第一変形例では、サクションパッキン４０Ａの姿勢保持部４３には、一または複数のスリット４８が軸方向に沿って形成されている。第一変形例の姿勢保持部４３は、その張り出す円筒形状の周方向に離隔して、複数（この例では、径方向で対向する位置の二か所）のスリット４８が軸方向に沿って形成されている。このような構成であれば、例えば異心がある場合の姿勢保持部４３の挿入性が向上する。

【0029】

また、例えば上記第一実施形態では、姿勢保持部４３は円環状に形成されるとともに、シール本体部４１と一体形成されている例を示したが、これに限定されない。例えば、姿勢保持部４３は、シール本体部４１とは別個の部品としてもよい。図５に示す第二変形例では、複数の金属製の爪部から姿勢保持部を構成している。

【0030】

同図に示すように、第二変形例のサクションパッキン４０Ｂでは、姿勢保持部４３は、シール本体部４１とは別個の部品からなる金属製の板部材から側面視が略Ｌ字状に形成されるとともに、シール本体部４１に対して上下の二か所に設けられている。
各姿勢保持部４３は、略Ｌ字状をなす一方の側が基端部４３ｂとされ、基端部４３ｂとは反対の側が軸方向に沿って伸びる挿入部４３ａとされている。挿入部４３ａは、上記第一実施形態同様に、吸込口２４の内周面２４ｎに挿入可能に形成される。
各姿勢保持部４３は、径方向で対向する二か所に離隔配置され、シール本体部４１の内周面側に基端部４３ｂが嵌め込まれて加硫接着される。これにより、挿入部４３ａが、シール本体部４１の内周面に沿ってシール本体部４１の端面よりも吸込口２４の内側に張り出すように設けられる。よって、この姿勢保持部４３によっても、仮置き時の脱落防止性が向上する。

【0031】

また、本発明に係る姿勢保持部は、吸込口の内周面に挿入される態様に限定されず、介装されたときにケーシングのフランジ接続部側に嵌め込まれるようになっていれば、種々の態様を採用できる。以下、第二実施形態について説明する。なお、以下の説明は、上記第一実施形態と相違する点について説明し、同一若しくは同様の構成については説明を省略する。

【0032】

［第二実施形態］
図６に示すように、第二実施形態のサクションパッキン１４０は、円環状をなすゴム製のシール本体部１４１と、シール本体部１４１と一体形成された円環状凸部１４２と、から構成されている。

【0033】

一方、第二実施形態の吸込みカバー１２１は、その中央部に吸込口１２１ｋを有し、その円筒状の内周面１２１ｎが駆動軸と同軸に形成されている。吸込口１２１ｋの前端周囲には、円環状に径方向に張り出すフランジ接続部１２４が形成される。そして、この第二実施形態においては、フランジ接続部１２４の側には、凹の円環溝による内縁段部１２５が、姿勢保持部としての円環状凸部１４２と軸方向で対向する位置に形成されている。

【0034】

第二実施形態のサクションパッキン１４０を用いて吸込管Ｓの組立作業を行う際は、同図に示すように、サクションパッキン１４０の円環状凸部１４２を姿勢保持部とし、フランジ接続部１２４に形成されている凹円環状の内縁段部１２５に軸方向前方から嵌め込んで、サクションパッキン１４０を仮置き状態とし、この仮置き状態で吸込管Ｓのフランジ接続部Ｓｊを対向させて組立作業を行うことができる。
これにより、吸込みカバー１２１に対し、吸込口１２１ｋの前端に仮置き状態とされた第二実施形態のサクションパッキン１４０によれば、仮置き時の脱落防止性が向上する。よって、第二実施形態のサクションパッキン１４０およびこれを備えるポンプによれば、第一実施形態同様、フランジ接続部同士の組立作業をより安全に且つスムーズに行なえるので、メンテナンス性が向上する。
なお、第二実施形態での姿勢保持部である円環状凸部１４２においても、上記第一実施形態での変形例と同様に、円環状凸部１４２を別個の部品から構成したり、また、円環状凸部１４２にその軸方向に沿ってスリットを設けたり、分割構造を設けたりすることができることは勿論である。

【0035】

但し、第二実施形態において、吸込みカバー１２１のフランジ接続部１２４におけるサクションパッキン１４０の仮置き状態を安定させることを主眼におくと、同図での中心線上側に破線で示すように、吸込みカバー１２１の内縁段部１２５の深さＬ２を深くすればよいものの、この深さＬ２を深くすれば、その分、フランジ接続部１２４の肉厚Ｍ２が薄くなることになる。

【0036】

そのため、フランジ相互の締結による強い力が作用することにより、フランジ接続部１２４が内縁段部１２５の角部から破断するおそれが高くなるので、第二実施形態においては、むやみに内縁段部１２５の深さＬ２を深くできないという問題がある。また、フランジ接続部１２４自体の肉厚Ｍ２を厚くすると機器が大型化するという問題がある。

【0037】

一方、第二実施形態において、吸込みカバー１２１のフランジ接続部１２４における強度に主眼をおくと、吸込みカバー１２１の内縁段部１２５の深さＬ２を浅くすれば、機器を小型に維持しつつフランジ接続部１２４の肉厚Ｍ２の厚さも確保し得る。しかし、この場合、同図での中心線下側に示すように、逆に、サクションパッキン１４０の円環状凸部１４２と内縁段部１２５との軸方向の嵌合長が短くなる。そのため、仮置き状態でのサクションパッキン１４０の装着安定性が低下して、組立作業時のメンテナンス性が低下するという問題がある。

【0038】

これに対し、上述した第一実施形態のサクションパッキン４０によれば、図２および図３に示したように、円筒状の姿勢保持部４３が、シール本体部の側端面よりも吸込口２１ｋ側に更に張り出しており、吸込みカバー２１の吸込口２１ｋの内周面２１ｎに挿入可能に形成されている。

【0039】

これにより、第一実施形態の構成であれば、図３に示したように、吸込みカバー２１に対し、第二実施形態での内縁段部１２５自体の加工が不要となり、この段部から破断するというような強度問題や機器が大型化するというような問題が解消される上、吸込口２１ｋの内周面２１ｎに仮置き状態とされたサクションパッキン４０は、この姿勢保持部４３により仮置き時の脱落防止性を向上させることができる。

【0040】

このように、第一実施形態のサクションパッキン４０によれば、サクションパッキン４０の仮置き状態の安定性を向上させて軸方向組み付け性が大幅に向上する上、第二実施形態に示したような、吸込みカバー１２１端面への凹の内縁段部１２５のような加工が不要となり、これにより、フランジ接続部２４の肉厚についても必要十分に確保して機器を小型に維持しつつも必要な強度をもたせることができる。

【符号の説明】

【0041】

１ 駆動軸
２ フレーム
３ ハウジング（軸受箱）
４ 軸封装置
５ 吸込部
６ 吐出部
７ ハウジング押え
８ インペラ
１０ ポンプ
２０ ケーシング
２１ 吸込みカバー
２１ｋ （吸込みカバーの）吸込口
２１ｎ （吸込口の）内周面
２２ ケーシング本体
２３ ケーシング側壁部
２４ フランジ接続部
２４ｎ 内周面
２５ 内縁段部
４０ サクションパッキン
４１ シール本体部
４１ａ，４１ｂ シール面
４３ 姿勢保持部
４３ｎ 内面
４３ｓ 外面
１２５ 内縁段部
１４０ サクションパッキン
１４１ シール本体部
１４２ 円環状凸部
Ｆ 流体
Ｍ１ 肉厚
Ｍ２ 肉厚
Ｓ 吸込管
Ｓｊ フランジ接続部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】