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JP7650677B2 - Vertical Pump - Google Patents
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JP7650677B2 - Vertical Pump - Google Patents

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Description

本発明は、立形ポンプに関するものである。 The present invention relates to a vertical pump.

従来から、下記特許文献1に記載の立形ポンプが知られている。立形ポンプは、鉛直方向に延びる回転軸と、回転軸に固定された羽根車と、羽根車を収容する円筒状のケーシングと、ケーシングの上部開口を閉塞する蓋部を有すると共に、当該蓋部に回転軸が挿通される挿通孔が形成されたブラケットと、回転軸と挿通孔との間をシールするメカニカルシールと、を備えている。メカニカルシールは、ブラケット側に固定された固定部と、回転軸側に固定された回転部と、を有し、固定部と回転部との摺動面をシール面として回転軸の周囲を軸封している。 The vertical pump described in Patent Document 1 below has been known for some time. The vertical pump includes a rotating shaft extending vertically, an impeller fixed to the rotating shaft, a cylindrical casing that houses the impeller, a bracket having a lid that closes the upper opening of the casing and a through hole through which the rotating shaft is inserted in the lid, and a mechanical seal that seals between the rotating shaft and the through hole. The mechanical seal has a fixed part fixed to the bracket and a rotating part fixed to the rotating shaft, and seals the periphery of the rotating shaft with the sliding surface between the fixed part and the rotating part as a seal surface.

特開2008-75476号公報JP 2008-75476 A

従来の立形ポンプは、メカニカルシールの摺動面がケーシングの内側に位置して取扱液に曝されていた(特許文献1の図1の符号11参照)。立形ポンプは、例えばボイラー向けなど、高温・高圧環境で使用される場合があるが、この場合、メカニカルシールの摺動面はドライ運転状態に陥り易くなる。ドライ運転状態となると、摺動面の摩耗、摩耗による取扱液の滲み漏れ、取扱液の滲み漏れによる摺動面の安定化(シール性の回復)を繰り返すが、この摺動面の摩耗のループによってメカニカルシールの寿命が短くなり、交換や修理などのメンテナンス頻度が高くなる、という問題があった。 In conventional vertical pumps, the sliding surface of the mechanical seal is located inside the casing and exposed to the handled liquid (see reference numeral 11 in Figure 1 of Patent Document 1). Vertical pumps are sometimes used in high-temperature, high-pressure environments, such as in boilers, and in such cases, the sliding surface of the mechanical seal is prone to running dry. When the pump runs dry, the sliding surface wears, the handled liquid seeps out due to the wear, and the sliding surface is stabilized (sealing ability is restored) due to the seepage of the handled liquid. This cycle of sliding surface wear shortens the life of the mechanical seal, and there is a problem in that maintenance such as replacement and repair becomes more frequent.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高温・高圧環境で使用される場合であっても、メカニカルシールの摺動面のドライ運転状態を抑制できる立形ポンプの提供を目的とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a vertical pump that can prevent the sliding surface of the mechanical seal from running dry, even when used in a high-temperature, high-pressure environment.

本発明の一態様に係る立形ポンプは、鉛直方向に延びる回転軸と、前記回転軸に固定された羽根車と、前記羽根車を収容する筒状のケーシングと、前記ケーシングの上部開口を閉塞する蓋部、及び、前記蓋部から上方に突出して設けられ、前記回転軸が挿通して配置される筒部を有するブラケットと、前記回転軸と前記筒部との隙間をシールするメカニカルシールと、を備え、前記メカニカルシールの摺動面は、前記筒部の内側に位置している。 The vertical pump according to one aspect of the present invention comprises a rotating shaft extending vertically, an impeller fixed to the rotating shaft, a cylindrical casing housing the impeller, a lid that closes the upper opening of the casing, a bracket that protrudes upward from the lid and has a cylindrical portion through which the rotating shaft is inserted, and a mechanical seal that seals the gap between the rotating shaft and the cylindrical portion, and the sliding surface of the mechanical seal is located inside the cylindrical portion.

上記立形ポンプにおいては、前記筒部は、前記メカニカルシールの摺動面の高さ以上の位置に、空気抜き栓を備えてもよい。 In the vertical pump, the cylindrical portion may be provided with an air vent valve at a position equal to or higher than the height of the sliding surface of the mechanical seal.

上記立形ポンプにおいては、前記ケーシングの内側の取扱液を、前記筒部の内側の前記メカニカルシールの摺動面まで導く循環流を形成する取扱液循環構造を備えてもよい。 The vertical pump may be provided with a pumped liquid circulation structure that forms a circulating flow that guides the pumped liquid inside the casing to the sliding surface of the mechanical seal inside the cylindrical portion.

上記立形ポンプにおいては、前記取扱液循環構造は、前記筒部の内側に配置され、前記メカニカルシールの摺動面の外側を囲う内筒部材と、前記回転軸に固定され、前記内筒部材の内側及び外側のいずれか一方を往路とし、他方を復路とする前記循環流を形成する第2の羽根車と、を備えてもよい。 In the vertical pump, the handled liquid circulation structure may include an inner cylinder member disposed inside the cylindrical portion and surrounding the outside of the sliding surface of the mechanical seal, and a second impeller fixed to the rotating shaft and forming the circulating flow with either the inside or the outside of the inner cylinder member as the forward path and the other as the return path.

上記立形ポンプにおいては、前記内筒部材は、前記ブラケットに固定されていてもよい。 In the vertical pump, the inner cylinder member may be fixed to the bracket.

上記立形ポンプにおいては、前記内筒部材は、前記第2の羽根車に固定され、前記第2の羽根車と共に回転してもよい。 In the vertical pump, the inner cylinder member may be fixed to the second impeller and rotate together with the second impeller.

上記立形ポンプにおいては、前記第2の羽根車は、前記内筒部材の外側を往路とし、前記内筒部材の内側を復路とする前記循環流を形成してもよい。 In the vertical pump, the second impeller may form the circulation flow with the outside of the inner cylinder member as the outward path and the inside of the inner cylinder member as the return path.

上記立形ポンプにおいては、前記回転軸に固定され、前記筒部を外側から空冷する第3の羽根車を備えてもよい。 The vertical pump may also include a third impeller that is fixed to the rotating shaft and air-cools the cylindrical portion from the outside.

上記本発明の一態様によれば、高温・高圧環境で使用される場合であっても、メカニカルシールの摺動面のドライ運転状態を抑制できる立形ポンプを提供できる。 According to one aspect of the present invention, a vertical pump can be provided that can prevent the sliding surface of the mechanical seal from running dry, even when used in a high-temperature, high-pressure environment.

第1実施形態に係る立形ポンプの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the vertical pump according to the first embodiment. 第1実施形態に係る立形ポンプの筒部付近の断面図である。2 is a cross-sectional view of the vicinity of a cylindrical portion of the vertical pump according to the first embodiment. FIG. 第1実施形態に係る第2の羽根車の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a second impeller according to the first embodiment. 第1実施形態に係る内筒部材の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an inner cylinder member according to the first embodiment. 第1実施形態に係る内筒部材の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the inner cylinder member according to the first embodiment. 第2実施形態に係る立形ポンプの筒部付近の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the vicinity of a cylindrical portion of a vertical pump according to a second embodiment. 第2実施形態に係る取扱液循環構造の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a handled fluid circulation structure according to a second embodiment. 第2実施形態に係る取扱液循環構造の平面図である。FIG. 11 is a plan view of a handled fluid circulation structure according to a second embodiment. 第3実施形態に係る立形ポンプの筒部付近の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the vicinity of a cylindrical portion of a vertical pump according to a third embodiment. 第4実施形態に係る立形ポンプの筒部付近の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the vicinity of a cylindrical portion of a vertical pump according to a fourth embodiment. 第4実施形態に係る取扱液循環構造の平面図である。FIG. 13 is a plan view of a handled fluid circulation structure according to a fourth embodiment. 第5実施形態に係る立形ポンプの筒部付近の断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of the vicinity of a cylindrical portion of a vertical pump according to a fifth embodiment. 第5実施形態に係る第3の羽根車を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing a third impeller according to a fifth embodiment.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る立形ポンプ1の断面図である。
図1に示す立形ポンプ1は、鉛直方向に延びる回転軸2と、回転軸2に固定された複数の羽根車3と、を備える立形多段ポンプである。以下では、この立形多段ポンプの構成について説明するが、羽根車3が一つの形態であっても構わない。また、以下の説明では、回転軸2の中心軸Oが延びる方向を軸方向といい、中心軸Oに直交する方向を径方向といい、中心軸O回りに周回する方向を周方向という。
First Embodiment
FIG. 1 is a cross-sectional view of a vertical pump 1 according to a first embodiment.
1 is a vertical multi-stage pump including a rotating shaft 2 extending in the vertical direction and a plurality of impellers 3 fixed to the rotating shaft 2. In the following, the configuration of this vertical multi-stage pump will be described, but it may be in a form having only one impeller 3. In addition, in the following description, the direction in which the central axis O of the rotating shaft 2 extends is referred to as the axial direction, the direction perpendicular to the central axis O is referred to as the radial direction, and the direction rotating around the central axis O is referred to as the circumferential direction.

羽根車3は、主板4と、側板5と、複数のブレード6と、を有する。主板4は、中心軸Oを中心とする円板状に形成され、回転軸2に固定されている。側板5は、主板4と同軸の環状に形成され、主板4と軸方向に隙間をあけて配置されている。主板4及び側板5は、複数のブレード6を介して接続されている。主板4、側板5、及び複数のブレード6によって囲まれた空間は、取扱液を径方向に導く流路となっている。側板5は、羽根車3の吸込口7を形成している。 The impeller 3 has a main plate 4, a side plate 5, and a number of blades 6. The main plate 4 is formed in a disk shape centered on the central axis O, and is fixed to the rotating shaft 2. The side plate 5 is formed in an annular shape coaxial with the main plate 4, and is disposed with a gap between it and the main plate 4 in the axial direction. The main plate 4 and the side plate 5 are connected via a number of blades 6. The space surrounded by the main plate 4, the side plate 5, and the number of blades 6 forms a flow path that guides the handled liquid in the radial direction. The side plate 5 forms the suction port 7 of the impeller 3.

立形ポンプ1は、羽根車3を収容する筒状のケーシング11を備えている。ケーシング11は、羽根車3によって取扱液を昇圧するポンプ室10Aを内部に形成している。ケーシング11は、多段に積み重ねられた中間ケーシング11aと、中間ケーシング11aの上部に配置された上部ケーシング11bと、中間ケーシング11aの下部に配置された下部ケーシング11cと、中間ケーシング11a及び上部ケーシング11bの外側に配置された外ケーシング11dと、を有する。 The vertical pump 1 has a cylindrical casing 11 that houses the impeller 3. The casing 11 has a pump chamber 10A formed inside, in which the pumped liquid is pressurized by the impeller 3. The casing 11 has an intermediate casing 11a stacked in multiple stages, an upper casing 11b arranged on the upper part of the intermediate casing 11a, a lower casing 11c arranged on the lower part of the intermediate casing 11a, and an outer casing 11d arranged on the outside of the intermediate casing 11a and the upper casing 11b.

中間ケーシング11aは、鋼板などをプレス成形して有底筒状に形成され、その底部中央に回転軸2が挿通される開口が形成されている。中間ケーシング11aは、羽根車3の数に応じて多段に積み重ねられている。中間ケーシング11aの底部下面には、リターンプレート12が溶接により取り付けられている。また、リターンプレート12の下面には、戻し羽根13が溶接により取り付けられている。そして、中間ケーシング11aの底部開口の内壁には、羽根車3の吸込口7の周囲からの取扱液の漏れを防止するライナリング14が取り付けられている。 The intermediate casing 11a is formed into a bottomed cylinder by pressing a steel plate or the like, and an opening is formed in the center of the bottom through which the rotating shaft 2 is inserted. The intermediate casings 11a are stacked in multiple stages according to the number of impellers 3. A return plate 12 is attached by welding to the underside of the bottom of the intermediate casing 11a. In addition, return vanes 13 are attached by welding to the underside of the return plate 12. A liner ring 14 is attached to the inner wall of the bottom opening of the intermediate casing 11a to prevent leakage of the handled liquid from around the suction port 7 of the impeller 3.

上部ケーシング11bは、中間ケーシング11aと同様の有底筒状に形成され、中間ケーシング11aの最上段に積み重ねられている。上部ケーシング11bの周壁には、複数の連通孔11b1が形成されている。外ケーシング11dは、中間ケーシング11a及び上部ケーシング11bの径方向外側を囲う円筒状に形成されている。外ケーシング11dは、中間ケーシング11a及び上部ケーシング11bの径方向外側に、連通孔11b1と連通する環状流路10Bを形成している。上部ケーシング11b及び外ケーシング11dの上部は、ブラケット31の下面に配設されたケーシングカバー11eによって覆われている。 The upper casing 11b is formed in a cylindrical shape with a bottom like the intermediate casing 11a, and is stacked on the top of the intermediate casing 11a. A plurality of communication holes 11b1 are formed in the peripheral wall of the upper casing 11b. The outer casing 11d is formed in a cylindrical shape that surrounds the radial outside of the intermediate casing 11a and the upper casing 11b. The outer casing 11d forms an annular flow path 10B that communicates with the communication holes 11b1 on the radial outside of the intermediate casing 11a and the upper casing 11b. The upper parts of the upper casing 11b and the outer casing 11d are covered by a casing cover 11e arranged on the underside of the bracket 31.

下部ケーシング11cは、ポンプ室10Aの下端の吸込口7に連通する連通空間10Cを形成すると共に、外ケーシング11dの内側の上述した環状流路10Bに連通する連通空間10D(第2の連通空間)を形成している。下部ケーシング11cは、連通空間10Cを内側に形成する第1フレーム11c1と、第1フレーム11c1の外側を囲い、第1フレーム11c1との間に連通空間10Dを形成する第2フレーム11c2と、を有する。 The lower casing 11c forms a communication space 10C that communicates with the suction port 7 at the lower end of the pump chamber 10A, and also forms a communication space 10D (second communication space) that communicates with the above-mentioned annular flow path 10B inside the outer casing 11d. The lower casing 11c has a first frame 11c1 that forms the communication space 10C on the inside, and a second frame 11c2 that surrounds the outside of the first frame 11c1 and forms the communication space 10D between itself and the first frame 11c1.

第1フレーム11c1は、連通孔11c3が形成された鍔部11c4を備える有底筒状(略皿型)に形成されている。連通孔11c3は、鍔部11c4を軸方向に貫通し、環状流路10Bと連通空間10Dとを連通させている。第2フレーム11c2は、第1フレーム11c1を入れ子状に収容する有底筒状に形成されている。第2フレーム11c2の内周面に、第1フレーム11c1の鍔部11c4の外端縁が接することで、第1フレーム11c1の外周面と第2フレーム11c2の内周面との間に隙間(連通空間10D)が形成される。 The first frame 11c1 is formed in a bottomed cylindrical shape (approximately dish-shaped) with a flange 11c4 in which a communication hole 11c3 is formed. The communication hole 11c3 penetrates the flange 11c4 in the axial direction, and connects the annular flow path 10B to the communication space 10D. The second frame 11c2 is formed in a bottomed cylindrical shape that accommodates the first frame 11c1 in a nested manner. The outer edge of the flange 11c4 of the first frame 11c1 contacts the inner peripheral surface of the second frame 11c2, forming a gap (communication space 10D) between the outer peripheral surface of the first frame 11c1 and the inner peripheral surface of the second frame 11c2.

下部ケーシング11cは、水平方向に延びる吸込ノズル21と、同じく水平方向に延びる吐出ノズル22と、を有する。吸込ノズル21は、第2フレーム11c2の周壁を貫通して接合されると共に、第1フレーム11c1の周壁を貫通し、連通空間10Cまで延びている。吐出ノズル22は、吸込ノズル21と同一直線上に配置され、第2フレーム11c2の周壁を貫通して接合されると共に、第1フレーム11c1の周壁は貫通せずに、連通空間10Dと連通している。 The lower casing 11c has a suction nozzle 21 that extends horizontally and a discharge nozzle 22 that also extends horizontally. The suction nozzle 21 penetrates and is joined to the peripheral wall of the second frame 11c2, penetrates and is joined to the peripheral wall of the first frame 11c1, and extends to the communication space 10C. The discharge nozzle 22 is disposed in the same straight line as the suction nozzle 21, penetrates and is joined to the peripheral wall of the second frame 11c2, does not penetrate the peripheral wall of the first frame 11c1, and is connected to the communication space 10D.

下部ケーシング11cの下部には、ポンプ台23が設けられている。ポンプ台23は、ブラケット31に対し、ケーシングボルト23a及びナット23bによって軸方向に連結されている。ケーシングボルト23a及びナット23bは、周方向に間隔をあけて複数設けられている。複数のケーシングボルト23a及びナット23bの締め付けにより、多段の中間ケーシング11a、上部ケーシング11b、下部ケーシング11c、及びケーシングカバー11eが、軸方向において挟持されている。 A pump stand 23 is provided below the lower casing 11c. The pump stand 23 is axially connected to the bracket 31 by casing bolts 23a and nuts 23b. A plurality of casing bolts 23a and nuts 23b are provided at intervals in the circumferential direction. By fastening the plurality of casing bolts 23a and nuts 23b, the multiple stages of the intermediate casing 11a, upper casing 11b, lower casing 11c, and casing cover 11e are clamped in the axial direction.

ブラケット31は、ケーシング11の上部開口を閉塞する蓋部32と、蓋部32から上方に突出して設けられ、回転軸2が挿通して配置される筒部33と、を有する。また、ブラケット31は、筒部33の径方向外側に配置され、蓋部32から上方に突出して設けられた一対の脚部34(図1において手前側の脚部34は不図示)と、一対の脚部34に支持された台座部35と、を有する。 The bracket 31 has a lid 32 that closes the upper opening of the casing 11, and a tube 33 that protrudes upward from the lid 32 and through which the rotating shaft 2 is inserted. The bracket 31 also has a pair of legs 34 (the legs 34 on the near side in FIG. 1 are not shown) that are disposed radially outward from the tube 33 and protrude upward from the lid 32, and a base 35 that is supported by the pair of legs 34.

台座部35は、図示しないモータを支持している。図示しないモータの出力軸は、図示しないカップリングを介して、筒部33から上方に突出した回転軸2の上端部と接続されている。図示しないカップリングは、一対の脚部34にねじ止めされた一対のガード部材36によって囲われている。 The base 35 supports a motor (not shown). The output shaft of the motor (not shown) is connected to the upper end of the rotating shaft 2 protruding upward from the cylindrical portion 33 via a coupling (not shown). The coupling (not shown) is surrounded by a pair of guard members 36 that are screwed to a pair of legs 34.

蓋部32の筒部33よりも径方向外側には、空気抜き栓37および呼び水栓38が設けられている。また、筒部33にも空気抜き栓39(第2の空気抜き栓)が設けられている。筒部33には、メカニカルシール40が装着されている。メカニカルシール40は、回転軸2と筒部33との隙間を軸封し、ポンプ室10Aから筒部33を介して取扱液が機外に漏れ出すことを防止する。 An air vent valve 37 and a priming valve 38 are provided radially outward of the tubular portion 33 of the lid portion 32. An air vent valve 39 (second air vent valve) is also provided on the tubular portion 33. A mechanical seal 40 is attached to the tubular portion 33. The mechanical seal 40 seals the gap between the rotating shaft 2 and the tubular portion 33, and prevents the pumped fluid from leaking from the pump chamber 10A through the tubular portion 33 to the outside of the machine.

上記構成の立形ポンプ1においては、羽根車3が回転すると、吸込ノズル21から取扱液が下部ケーシング11cの連通空間10Cに吸い込まれる。連通空間10Cに吸い込まれた取扱液は、ポンプ室10Aの下端の吸込口7から1段目の羽根車3に吸い込まれて昇圧される。1段目の羽根車3から吐き出された取扱液は、戻し羽根13及びリターンプレート12により形成される流路を通って次段の羽根車3の吸込口7に導かれる。 In the vertical pump 1 configured as described above, when the impeller 3 rotates, the handled liquid is sucked into the communication space 10C of the lower casing 11c through the suction nozzle 21. The handled liquid sucked into the communication space 10C is sucked into the first-stage impeller 3 through the suction port 7 at the lower end of the pump chamber 10A and pressurized. The handled liquid discharged from the first-stage impeller 3 passes through a flow path formed by the return vanes 13 and the return plate 12 and is guided to the suction port 7 of the next-stage impeller 3.

取扱液は、複数の羽根車3により多段昇圧された後、上部ケーシング11b内に流入する。上部ケーシング11b内に流入した取扱液は、連通孔11b1から上部ケーシング11bの外側に形成された環状流路10Bを通って下降し、連通孔11c3を介して連通空間10Dに流入する。連通空間10Dに流入した取扱液は、下部ケーシング11cに接続された吐出ノズル22を介して吐出される。 The handled liquid is pressurized in multiple stages by the multiple impellers 3 and then flows into the upper casing 11b. The handled liquid that flows into the upper casing 11b flows down through the annular flow passage 10B formed on the outside of the upper casing 11b from the communication hole 11b1 and flows into the communication space 10D through the communication hole 11c3. The handled liquid that flows into the communication space 10D is discharged through the discharge nozzle 22 connected to the lower casing 11c.

図2は、第1実施形態に係る立形ポンプ1の筒部33付近の断面図である。
図2に示すように、メカニカルシール40は、ブラケット31の筒部33に装着されている。メカニカルシール40は、ブラケット31側に固定された固定部41と、回転軸2側に固定された回転部42と、を有する。なお、本実施形態のメカニカルシール40は、固定部41と回転部42を一緒に着脱可能なカートリッジ型であるが、カートリッジ型でなくても構わない。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the vicinity of the cylindrical portion 33 of the vertical pump 1 according to the first embodiment.
2, the mechanical seal 40 is attached to the cylindrical portion 33 of the bracket 31. The mechanical seal 40 has a fixed portion 41 fixed to the bracket 31 side, and a rotating portion 42 fixed to the rotating shaft 2 side. Note that the mechanical seal 40 in this embodiment is a cartridge type in which the fixed portion 41 and the rotating portion 42 are detachable together, but it does not have to be of the cartridge type.

固定部41は、回転軸2の周囲をシールする摺動面40aを形成する固定環43(摺動部材)と、固定環43を保持するホルダー44と、を備える。摺動面40aは、固定環43の下端面に形成されている。固定環43の外周面には、Oリング45が配置される段差が形成されている。このOリング45は、固定環43とホルダー44との間をシールしている。 The fixed part 41 includes a fixed ring 43 (sliding member) that forms a sliding surface 40a that seals the periphery of the rotating shaft 2, and a holder 44 that holds the fixed ring 43. The sliding surface 40a is formed on the lower end surface of the fixed ring 43. The outer peripheral surface of the fixed ring 43 is formed with a step on which an O-ring 45 is disposed. This O-ring 45 provides a seal between the fixed ring 43 and the holder 44.

ホルダー44は、固定環43の外周面を囲うと共に、Oリング45を介して固定環43の軸方向上側の移動を規制している。ホルダー44は、開口部が形成された底部44aと、底部44aの周縁部から上方に向かって延びる側壁部44bと、側壁部44bの上端部から径方向外側に向かって延びる鍔部44cと、を有する。 The holder 44 surrounds the outer peripheral surface of the fixed ring 43 and restricts the upward axial movement of the fixed ring 43 via an O-ring 45. The holder 44 has a bottom 44a with an opening, a side wall 44b extending upward from the peripheral edge of the bottom 44a, and a flange 44c extending radially outward from the upper end of the side wall 44b.

底部44aの開口部には、回転軸2及びスリーブ49(後述)が空間をあけて挿通されている。この底部44aの開口部の内壁面には、固定環43が保持されている。側壁部44bは、底部44aの周縁部から筒部33の上端まで延びる環状壁である。側壁部44bの外壁面には、筒部33の内壁面まで延在するケーシングカバー11eとの隙間をシールするOリング45を配置する環状溝が形成されている。 The rotating shaft 2 and sleeve 49 (described later) are inserted through the opening of the bottom 44a with a gap therebetween. The fixed ring 43 is held on the inner wall surface of the opening of the bottom 44a. The side wall 44b is an annular wall that extends from the periphery of the bottom 44a to the upper end of the tubular portion 33. An annular groove is formed on the outer wall surface of the side wall 44b in which an O-ring 45 is placed to seal the gap with the casing cover 11e that extends to the inner wall surface of the tubular portion 33.

鍔部44cは、側壁部44bの上端部から径方向外側に延びる円環状に形成されている。鍔部44cは、筒部33の上部開口の周縁部に接している。この鍔部44cは、ボルト46(固定部固定部品)によって、軸方向から筒部33に固定されている。ボルト46は、周方向において間隔をあけて複数設けられており、複数個所で鍔部44cを筒部33に固定している。 The flange 44c is formed in an annular shape extending radially outward from the upper end of the side wall 44b. The flange 44c contacts the peripheral edge of the upper opening of the tubular portion 33. The flange 44c is fixed to the tubular portion 33 in the axial direction by bolts 46 (fixing part fixing components). Multiple bolts 46 are provided at intervals in the circumferential direction, and fix the flange 44c to the tubular portion 33 at multiple points.

回転部42は、固定環43と対向し、摺動面40aを形成する回転環47(相手側の摺動部材)と、ホルダー48,スプリング50及び第2の羽根車62(後述)を介して回転環47を外周に支持すると共に、内周に回転軸2が挿通されるスリーブ49と、スリーブ49を回転軸2に固定するスリーブ押さえ51と、を有する。回転環47は、固定環43と軸方向で対向する上端面が摺動面40aを形成している。 The rotating part 42 has a rotating ring 47 (the mating sliding member) that faces the fixed ring 43 and forms the sliding surface 40a, a sleeve 49 that supports the rotating ring 47 on its outer periphery via a holder 48, a spring 50, and a second impeller 62 (described later) and through which the rotating shaft 2 is inserted on its inner periphery, and a sleeve retainer 51 that fixes the sleeve 49 to the rotating shaft 2. The upper end surface of the rotating ring 47 that faces the fixed ring 43 in the axial direction forms the sliding surface 40a.

回転環47とホルダー48との間、ホルダー48とスリーブ49との間、及びスリーブ49と回転軸2との間は、Oリング45によってシールされている。ホルダー48は、回転環47の外周面を囲うと共に、Oリング45を介して回転環47を下方から支持している。スプリング50は、ホルダー48を上方に付勢しており、回転環47を固定環43に向かって押圧している。 The gaps between the rotating ring 47 and the holder 48, between the holder 48 and the sleeve 49, and between the sleeve 49 and the rotating shaft 2 are sealed with O-rings 45. The holder 48 surrounds the outer circumferential surface of the rotating ring 47 and supports the rotating ring 47 from below via the O-ring 45. The spring 50 biases the holder 48 upward, pressing the rotating ring 47 towards the fixed ring 43.

スリーブ49は、円筒状に形成され、回転軸2に外装されている。スリーブ49の下端部は、径方向外側に拡径しており、その拡径部の上面で第2の羽根車62を支持している。スプリング50は、ホルダー48と第2の羽根車62との軸方向の隙間に配設されており、ホルダー48を上方に付勢すると共に、第2の羽根車62をスリーブ49の拡径部に押し付けて固定している。 The sleeve 49 is formed in a cylindrical shape and is fitted to the rotating shaft 2. The lower end of the sleeve 49 expands radially outward, and the upper surface of the expanded diameter portion supports the second impeller 62. The spring 50 is disposed in the axial gap between the holder 48 and the second impeller 62, and biases the holder 48 upward and presses the second impeller 62 against the expanded diameter portion of the sleeve 49 to fix it.

スリーブ49の下端面は、回転軸2に固定されたリング押え2aと軸方向で接している。リング押え2aは、メカニカルシール40の軸方向の位置を決める軸部品である。リング押え2aの内側には、リング押え2aの軸方向の位置を決める二つ割れリング2bが回転軸2に形成された環状溝に取り付けられている。このスリーブ49は、回転環47、固定環43の内側を通り、ポンプ室10A(機内)から機外まで延在している。 The lower end surface of the sleeve 49 is in axial contact with a ring retainer 2a fixed to the rotating shaft 2. The ring retainer 2a is a shaft part that determines the axial position of the mechanical seal 40. On the inside of the ring retainer 2a, a split ring 2b that determines the axial position of the ring retainer 2a is attached to an annular groove formed on the rotating shaft 2. This sleeve 49 passes through the inside of the rotating ring 47 and the fixed ring 43, and extends from the pump chamber 10A (inside the machine) to outside the machine.

スリーブ押さえ51は、スリーブ49の上端部に溶接されている。スリーブ押さえ51は、円環状に形成されており、周方向に間隔をあけて複数の止めネジ52(回転部固定部品)が螺合している。スリーブ49には、止めネジ52に対応した位置に貫通孔が設けられており、止めネジ52を螺入することによって、回転軸2を径方向に締め付けることが可能とされている。これにより、回転部42が回転軸2に固定され、回転部42が回転軸2と共に回転可能となる。 The sleeve retainer 51 is welded to the upper end of the sleeve 49. The sleeve retainer 51 is formed in an annular shape, and multiple set screws 52 (rotating part fixing parts) are screwed into it at intervals in the circumferential direction. The sleeve 49 has through holes at positions corresponding to the set screws 52, and the rotating shaft 2 can be tightened in the radial direction by screwing in the set screws 52. This fixes the rotating part 42 to the rotating shaft 2, and the rotating part 42 can rotate together with the rotating shaft 2.

メカニカルシール40の摺動面40aは、筒部33の内側に位置している。すなわち、メカニカルシール40の摺動面40aは、ケーシング11(ポンプ室10A)より高い位置にある。筒部33は、メカニカルシール40の摺動面40aの高さ以上の位置に、第2の空気抜き栓39を備えている。第2の空気抜き栓39が、メカニカルシール40の摺動面40aの高さ以上の位置にあることで、メカニカルシール40の摺動面40aまで呼び水を注入することができる。 The sliding surface 40a of the mechanical seal 40 is located inside the tubular portion 33. That is, the sliding surface 40a of the mechanical seal 40 is located higher than the casing 11 (pump chamber 10A). The tubular portion 33 is provided with a second air vent plug 39 at a position equal to or higher than the height of the sliding surface 40a of the mechanical seal 40. Since the second air vent plug 39 is located at a position equal to or higher than the height of the sliding surface 40a of the mechanical seal 40, priming water can be injected up to the sliding surface 40a of the mechanical seal 40.

立形ポンプ1は、運転中に、ケーシング11の内側(ポンプ室10A)の取扱液を、筒部33の内側のメカニカルシール40の摺動面40aまで導く循環流(図2において矢印で示す)を形成する取扱液循環構造60を備えている。取扱液循環構造60は、筒部33の内側に配置され、メカニカルシール40の摺動面40aの外側を囲う内筒部材61と、回転軸2に固定され、内筒部材61の内側及び外側のいずれか一方(図2においては内側)を往路とし、他方(図2においては外側)を復路とする循環流を形成する第2の羽根車62と、を備えている。 The vertical pump 1 is provided with a handled fluid circulation structure 60 that forms a circulation flow (indicated by an arrow in FIG. 2) that guides the handled fluid inside the casing 11 (pump chamber 10A) to the sliding surface 40a of the mechanical seal 40 inside the cylindrical portion 33 during operation. The handled fluid circulation structure 60 is provided with an inner cylindrical member 61 that is disposed inside the cylindrical portion 33 and surrounds the outside of the sliding surface 40a of the mechanical seal 40, and a second impeller 62 that is fixed to the rotating shaft 2 and forms a circulation flow with either the inside or the outside of the inner cylindrical member 61 (the inside in FIG. 2) as the forward path and the other (the outside in FIG. 2) as the return path.

図3は、第1実施形態に係る第2の羽根車62の平面図である。図4は、第1実施形態に係る内筒部材61の断面図である。図5は、第1実施形態に係る内筒部材61の平面図である。
第2の羽根車62は、図3に示すように、円筒状の装着筒部62aと、装着筒部62aの外周面に設けられた複数のブレード62bと、を備えている。
Fig. 3 is a plan view of the second impeller 62 according to the first embodiment. Fig. 4 is a cross-sectional view of the inner cylinder member 61 according to the first embodiment. Fig. 5 is a plan view of the inner cylinder member 61 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 3, the second impeller 62 includes a cylindrical mounting tube portion 62a and a plurality of blades 62b provided on the outer circumferential surface of the mounting tube portion 62a.

装着筒部62aは、図2に示すように、スリーブ49に外嵌している。複数のブレード62bは、軸流ファンの翼形状を有し、内筒部材61の内側に向かってポンプ室10Aの取扱液を送り出す。なお、結果的に図2に示す循環流を形成できれば、例えば、第2の羽根車62は、軸流ファンではなく、遠心ファンであっても構わない。 As shown in FIG. 2, the mounting cylinder portion 62a is fitted onto the sleeve 49. The blades 62b have the blade shape of an axial fan, and send the handled liquid from the pump chamber 10A toward the inside of the inner cylinder member 61. Note that, for example, the second impeller 62 may be a centrifugal fan instead of an axial fan, as long as it can eventually form the circulating flow shown in FIG. 2.

内筒部材61は、図4に示すように、円筒状に形成されると共に、下端部に径方向外側に延在する環状のフランジ61aが設けられている。フランジ61aには、図5に示すように、周方向に間隔をあけて複数の孔部61bが形成されている。孔部61bは、内筒部材61の外周面に沿って円弧状に形成されている。 As shown in FIG. 4, the inner tube member 61 is formed in a cylindrical shape and has an annular flange 61a extending radially outward at its lower end. As shown in FIG. 5, the flange 61a has a plurality of holes 61b formed at intervals in the circumferential direction. The holes 61b are formed in an arc shape along the outer circumferential surface of the inner tube member 61.

内筒部材61は、図2に示すように、ブラケット31に固定されていている。ブラケット31の内壁面を形成するケーシングカバー11eには、径方向外側に窪んだ環状溝11e1が形成されている。内筒部材61のフランジ61aの外周端は、ケーシングカバー11eの環状溝11e1に嵌合している。 The inner cylinder member 61 is fixed to the bracket 31 as shown in FIG. 2. The casing cover 11e that forms the inner wall surface of the bracket 31 has an annular groove 11e1 recessed radially outward. The outer peripheral end of the flange 61a of the inner cylinder member 61 fits into the annular groove 11e1 of the casing cover 11e.

フランジ61aには、軸方向に貫通する孔部61bが形成されているため、内筒部材61の外側を流れる取扱液が、フランジ61aを通過できる。なお、孔部61bは、フランジ61aの外周端まで切り欠かれた切欠部であっても構わない。本実施形態では、フランジ61aの外周端を切り欠かないことで、環状溝11e1に対する接触領域を全周に確保し、内筒部材61の取り付けの安定性を高めている。 The flange 61a is formed with a hole 61b that penetrates in the axial direction, so that the handled fluid flowing outside the inner cylinder member 61 can pass through the flange 61a. The hole 61b may be a cutout that is cut out to the outer circumferential edge of the flange 61a. In this embodiment, the outer circumferential edge of the flange 61a is not cut out, so that the contact area with the annular groove 11e1 is secured all around, and the stability of the attachment of the inner cylinder member 61 is improved.

内筒部材61の内径は、メカニカルシール40の回転部42の外径よりも大きい。また、内筒部材61の外径は、筒部33の内壁面を形成するケーシングカバー11eの内径よりも小さい。この内筒部材61は、筒部33の根本付近の位置から、メカニカルシール40の摺動面40aの高さ以上の位置まで軸方向に延在している。内筒部材61の上端と、メカニカルシール40の固定部41との間には、軸方向の隙間が形成されている。 The inner diameter of the inner cylinder member 61 is larger than the outer diameter of the rotating portion 42 of the mechanical seal 40. The outer diameter of the inner cylinder member 61 is smaller than the inner diameter of the casing cover 11e that forms the inner wall surface of the cylindrical portion 33. This inner cylinder member 61 extends in the axial direction from a position near the base of the cylindrical portion 33 to a position equal to or higher than the height of the sliding surface 40a of the mechanical seal 40. An axial gap is formed between the upper end of the inner cylinder member 61 and the fixed portion 41 of the mechanical seal 40.

上記構成のメカニカルシール40の摺動面40aのドライ運転状態による摩耗のループについて説明する。ボイラー向け等の高温・高圧環境では、メカニカルシール40の摺動面40aがドライ運転状態に陥り易く、摺動面40aの摩耗、摩耗による液体の滲み漏れ、液体の滲み漏れによる摺動面40aの安定化(シール性の回復)を繰り返す。 The following describes the wear loop that occurs when the sliding surface 40a of the mechanical seal 40 configured as above is in a dry operating state. In high-temperature, high-pressure environments such as those used in boilers, the sliding surface 40a of the mechanical seal 40 is prone to falling into a dry operating state, and this causes a cycle of wear of the sliding surface 40a, leakage of liquid due to wear, and stabilization of the sliding surface 40a due to leakage of liquid (restoration of sealing properties).

具体的には、メカニカルシール40の摺動面40aがドライ運転状態となると、また圧力変動などの外的要因が加わると、メカニカルシール40は摺動面40aで片当たりを起こし、通常より早いペースで摩耗する。結果として、摩耗が進むと摺動面40aからの液体の滲み漏れが発生し、この状態が続くと今度は滲み漏れが起きていることが幸いして水潤滑が十分にされる。さらに、摺動面40aの摩耗痕が研磨剤のような役割を果たし、摺動面40aを安定した状態に保とうとする。これにより、液体の漏れ量が減少し、再び最初のステップへとループする。 Specifically, when the sliding surface 40a of the mechanical seal 40 is in a dry operating state, or when external factors such as pressure fluctuations are added, the mechanical seal 40 comes into contact with one side of the sliding surface 40a, causing it to wear at a faster pace than usual. As a result, as wear progresses, liquid begins to seep out from the sliding surface 40a, and if this condition continues, the liquid leakage will be fortunate enough to provide sufficient water lubrication. Furthermore, the wear marks on the sliding surface 40a will act as an abrasive, trying to keep the sliding surface 40a in a stable state. This will reduce the amount of liquid leakage, and the process will loop back to the first step.

本実施形態の立形ポンプ1は、図1に示すように、鉛直方向に延びる回転軸2と、回転軸2に固定された羽根車3と、羽根車3を収容する筒状のケーシング11と、ケーシング11の上部開口を閉塞する蓋部32、及び、蓋部32から上方に突出して設けられ、回転軸2が挿通して配置される筒部33を有するブラケット31と、回転軸2と筒部33との隙間をシールするメカニカルシール40と、を備え、メカニカルシール40の摺動面40aは、筒部33の内側に位置している。この構成によれば、メカニカルシール40の摺動面40aが、ポンプ室10Aより高い位置にあり、ポンプ室10Aの取扱液が高温・高圧状態のままで摺動面40aに供給されないようになる。したがって、メカニカルシール40の摺動面40aのドライ運転状態を抑制できる。これにより、メカニカルシール40のメンテナンス頻度を低減させることができる。 As shown in FIG. 1, the vertical pump 1 of this embodiment includes a rotating shaft 2 extending vertically, an impeller 3 fixed to the rotating shaft 2, a cylindrical casing 11 housing the impeller 3, a lid 32 closing the upper opening of the casing 11, a bracket 31 protruding upward from the lid 32 and having a cylindrical portion 33 through which the rotating shaft 2 is inserted, and a mechanical seal 40 sealing the gap between the rotating shaft 2 and the cylindrical portion 33, and the sliding surface 40a of the mechanical seal 40 is located inside the cylindrical portion 33. With this configuration, the sliding surface 40a of the mechanical seal 40 is located higher than the pump chamber 10A, and the handled liquid in the pump chamber 10A is not supplied to the sliding surface 40a while still in a high-temperature and high-pressure state. Therefore, the dry operation state of the sliding surface 40a of the mechanical seal 40 can be suppressed. This reduces the frequency of maintenance of the mechanical seal 40.

また、本実施形態においては、筒部33は、メカニカルシール40の摺動面40aの高さ以上の位置に、第2の空気抜き栓39を備える。この構成によれば、筒部33の内側に配置されたメカニカルシール40の摺動面40aまで呼び水を注入することができる。なお、図1に示す蓋部32に設けられた空気抜き栓37を無くし、第2の空気抜き栓39に統一してもよいが、蓋部32に空気抜き栓37があることで、ポンプ室10A内を呼び水で満たす時間を短縮できる。 In addition, in this embodiment, the cylindrical portion 33 is provided with a second air vent valve 39 at a position equal to or higher than the height of the sliding surface 40a of the mechanical seal 40. With this configuration, priming water can be injected up to the sliding surface 40a of the mechanical seal 40 arranged inside the cylindrical portion 33. Note that the air vent valve 37 provided on the lid portion 32 shown in FIG. 1 may be eliminated and unified with the second air vent valve 39, but the presence of the air vent valve 37 on the lid portion 32 shortens the time required to fill the pump chamber 10A with priming water.

また、本実施形態においては、図2に示すように、ケーシング11の内側の取扱液を、筒部33の内側のメカニカルシール40の摺動面40aまで導く循環流を形成する取扱液循環構造60を備える。この構成によれば、筒部33の内側に位置するメカニカルシール40の摺動面40aに常に新しい取扱液を供給できるため、摺動面40aがドライ運転状態となることを抑制できる。また、筒部33は、蓋部32に対し突設され、外気との接触面積が大きいため、取扱液は、筒部33の内側を通過する過程で冷却される。これにより、メカニカルシール40の摺動面40aが取扱液によって冷却され、摺動面40aがドライ運転状態になり難くなる。 In addition, as shown in FIG. 2, this embodiment is provided with a handled fluid circulation structure 60 that forms a circulating flow that guides the handled fluid inside the casing 11 to the sliding surface 40a of the mechanical seal 40 inside the cylindrical portion 33. With this configuration, new handled fluid can always be supplied to the sliding surface 40a of the mechanical seal 40 located inside the cylindrical portion 33, so that the sliding surface 40a can be prevented from running dry. In addition, since the cylindrical portion 33 protrudes from the lid portion 32 and has a large contact area with the outside air, the handled fluid is cooled as it passes through the inside of the cylindrical portion 33. As a result, the sliding surface 40a of the mechanical seal 40 is cooled by the handled fluid, making it difficult for the sliding surface 40a to run dry.

また、本実施形態においては、取扱液循環構造60は、筒部33の内側に配置され、メカニカルシール40の摺動面40aの外側を囲う内筒部材61と、回転軸2に固定され、内筒部材61の内側を往路とし、外側を復路とする循環流を形成する第2の羽根車62と、を備える。この構成によれば、筒部33の内側に内筒部材61を配置し、第2の羽根車62によって内筒部材61の内側に取扱液を送り込むことにより、筒部33とメカニカルシール40との間の狭い隙間に、循環流を形成することができる。 In this embodiment, the handled fluid circulation structure 60 includes an inner cylinder member 61 that is disposed inside the cylinder portion 33 and surrounds the outside of the sliding surface 40a of the mechanical seal 40, and a second impeller 62 that is fixed to the rotating shaft 2 and forms a circulating flow with the inside of the inner cylinder member 61 as the outgoing path and the outside as the return path. With this configuration, by disposing the inner cylinder member 61 inside the cylinder portion 33 and sending the handled fluid inside the inner cylinder member 61 with the second impeller 62, a circulating flow can be formed in the narrow gap between the cylinder portion 33 and the mechanical seal 40.

また、本実施形態においては、内筒部材61は、ブラケット31に固定されていている。この構成によれば、内筒部材61の取り付けの安定性を高めることができる。 In addition, in this embodiment, the inner tube member 61 is fixed to the bracket 31. This configuration can increase the stability of the attachment of the inner tube member 61.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be simplified or omitted.

図6は、第2実施形態に係る立形ポンプ1の筒部33付近の断面図である。
第2実施形態の立形ポンプ1は、図6に示すように、内筒部材61が、第2の羽根車62に固定され、第2の羽根車62と共に回転する構成の取扱液循環構造60を備えている。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the vicinity of a cylindrical portion 33 of a vertical pump 1 according to a second embodiment.
As shown in FIG. 6 , the vertical pump 1 of the second embodiment includes a pumped liquid circulation structure 60 in which an inner cylindrical member 61 is fixed to a second impeller 62 and rotates together with the second impeller 62 .

図7は、第2実施形態に係る取扱液循環構造60の断面図である。図8は、第2実施形態に係る取扱液循環構造60の平面図である。
図7及び図8に示すように、内筒部材61には、フランジ61a(上述した図2及び図4参照)が設けられていない。内筒部材61の下端は、第2の羽根車62の複数のブレード62bの径方向外側の端部に接合されている。なお、取扱液は、複数のブレード62bの隙間を通過して、内筒部材61の内側を通り抜ける。
Fig. 7 is a cross-sectional view of the treated fluid circulation structure 60 according to the second embodiment. Fig. 8 is a plan view of the treated fluid circulation structure 60 according to the second embodiment.
7 and 8, the flange 61a (see FIGS. 2 and 4) is not provided on the inner cylinder member 61. The lower end of the inner cylinder member 61 is joined to the radially outer ends of the blades 62b of the second impeller 62. The handled liquid passes through the gaps between the blades 62b and passes through the inside of the inner cylinder member 61.

上記構成の第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に循環流を形成し、メカニカルシール40の摺動面40aのドライ運転状態を抑制することができる。また、第2実施形態においては、内筒部材61は、第2の羽根車62に固定され、第2の羽根車62と共に回転するため、ブラケット31側に環状溝11e1などを形成しなくてもよくなる。さらに、内筒部材61と第2の羽根車62が一体になることで、取扱液循環構造60の部品点数が減少し、組み立てが容易になる。 According to the second embodiment having the above configuration, a circulating flow is formed in the same manner as in the first embodiment, and the dry operation state of the sliding surface 40a of the mechanical seal 40 can be suppressed. Also, in the second embodiment, the inner cylinder member 61 is fixed to the second impeller 62 and rotates together with the second impeller 62, so there is no need to form an annular groove 11e1 or the like on the bracket 31 side. Furthermore, by integrating the inner cylinder member 61 and the second impeller 62, the number of parts of the handled liquid circulation structure 60 is reduced, making assembly easier.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be simplified or omitted.

図9は、第3実施形態に係る立形ポンプ1の筒部33付近の断面図である。
第3実施形態の立形ポンプ1は、図9に示すように、第2の羽根車62が回転することで、内筒部材61の外側を往路とし、内筒部材61の内側を復路とする循環流が形成されている。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the vicinity of a cylindrical portion 33 of a vertical pump 1 according to a third embodiment.
As shown in FIG. 9 , in the vertical pump 1 of the third embodiment, a circulation flow is formed in which the outside of the inner cylindrical member 61 is the forward path and the inside of the inner cylindrical member 61 is the return path as a result of the rotation of the second impeller 62.

第3実施形態の第2の羽根車62は、上述した第1実施形態と同様の軸流ファンであるが、第1実施形態の第2の羽根車62(上述した図2参照)と向きが上下逆になっている。これにより、内筒部材61の内側の取扱液をポンプ室10Aに送り出すことができる。そうすることで、内筒部材61の外側に取扱液が吸い込まれ、内筒部材61の外側を往路とし、内筒部材61の内側を復路とする循環流を形成するこができる。 The second impeller 62 of the third embodiment is an axial fan similar to that of the first embodiment described above, but its orientation is upside down compared to the second impeller 62 of the first embodiment (see FIG. 2 described above). This allows the handled liquid inside the inner cylinder member 61 to be sent to the pump chamber 10A. This allows the handled liquid to be sucked to the outside of the inner cylinder member 61, forming a circulating flow with the outside of the inner cylinder member 61 as the outgoing path and the inside of the inner cylinder member 61 as the return path.

上記構成の第3実施形態によれば、外気に触れて空冷されている筒部33に近い内筒部材61の外側が循環流の往路となるため、メカニカルシール40の摺動面40aに至るまでの間に、取扱液の温度をより下げることができる。このため、メカニカルシール40の摺動面40aのドライ運転状態を抑制する効果が高くなる。 According to the third embodiment having the above configuration, the outside of the inner cylinder member 61 close to the cylinder portion 33, which is air-cooled by contact with the outside air, becomes the outgoing path of the circulation flow, so the temperature of the handled fluid can be further lowered before it reaches the sliding surface 40a of the mechanical seal 40. This increases the effect of suppressing the dry operation state of the sliding surface 40a of the mechanical seal 40.

(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
Fourth Embodiment
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be simplified or omitted.

図10は、第4実施形態に係る立形ポンプ1の筒部33付近の断面図である。
第4実施形態の立形ポンプ1は、図10に示すように、第2の羽根車62が回転することで、内筒部材61の外側を往路とし、内筒部材61の内側を復路とする循環流が形成され、且つ、内筒部材61が、第2の羽根車62に固定され、第2の羽根車62と共に回転する構成となっている。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the vicinity of a cylindrical portion 33 of a vertical pump 1 according to a fourth embodiment.
As shown in FIG. 10 , in the vertical pump 1 of the fourth embodiment, as the second impeller 62 rotates, a circulation flow is formed with the outside of the inner cylinder member 61 as the forward path and the inside of the inner cylinder member 61 as the return path, and the inner cylinder member 61 is fixed to the second impeller 62 and rotates together with the second impeller 62.

図11は、第4実施形態に係る取扱液循環構造60の平面図である。
図11に示すように、内筒部材61は、第2の羽根車62の複数のブレード62bの径方向外側の端部に接合されている。なお、第4実施形態のブレード62bは、上述した第2実施形態のブレード62b(上述した図8参照)と周方向の向きが逆になっており、内筒部材61の内側の取扱液をポンプ室10Aに送り出すことができるようになっている。
FIG. 11 is a plan view of a handled fluid circulation structure 60 according to the fourth embodiment.
11, the inner tubular member 61 is joined to the radially outer ends of the multiple blades 62b of the second impeller 62. The blades 62b of the fourth embodiment are circumferentially oriented in the opposite direction to the blades 62b of the second embodiment (see FIG. 8), so that the pumped fluid inside the inner tubular member 61 can be sent to the pump chamber 10A.

上記構成の第4実施形態によれば、第2実施形態と同様に、内筒部材61は、第2の羽根車62に固定され、第2の羽根車62と共に回転するため、ブラケット31側に環状溝11e1などの固定構造を形成しなくてもよくなる。さらに、内筒部材61と第2の羽根車62が一体になることで、取扱液循環構造60の部品点数が減少し、組み立てが容易になる。また、第4実施形態によれば、第3実施形態と同様に、内筒部材61の外側が循環流の往路となるため、取扱液の温度を下げて、メカニカルシール40の摺動面40aを冷却し易くなる。 According to the fourth embodiment having the above configuration, as in the second embodiment, the inner cylinder member 61 is fixed to the second impeller 62 and rotates together with the second impeller 62, so there is no need to form a fixing structure such as annular groove 11e1 on the bracket 31 side. Furthermore, by integrating the inner cylinder member 61 and the second impeller 62, the number of parts of the handled liquid circulation structure 60 is reduced, making assembly easier. Also, according to the fourth embodiment, as in the third embodiment, the outside of the inner cylinder member 61 becomes the outgoing path of the circulating flow, so that the temperature of the handled liquid is lowered, making it easier to cool the sliding surface 40a of the mechanical seal 40.

(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
Fifth Embodiment
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be simplified or omitted.

図12は、第5実施形態に係る立形ポンプ1の筒部33付近の断面図である。
第5実施形態の立形ポンプ1は、図12に示すように、回転軸2に固定され、筒部33を外側から空冷する第3の羽根車70を備えている。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the vicinity of a cylindrical portion 33 of a vertical pump 1 according to a fifth embodiment.
As shown in FIG. 12, the vertical pump 1 of the fifth embodiment is provided with a third impeller 70 that is fixed to the rotary shaft 2 and air-cools the cylindrical portion 33 from the outside.

第3の羽根車70は、回転軸2と共に回転し、筒部33の内側と外側に向かって冷却風(図12において矢印で示す)を発生させる。本実施形態の第3の羽根車70は、スリーブ49を回転軸2に固定するスリーブ押さえ51の上面に、スポット溶接によって取り付けられている。なお、第3の羽根車70は、回転軸2と共に回転できるのであれば、例えば、スリーブ49に取り付けてもよく、また、回転軸2に直接取り付けてもよい。 The third impeller 70 rotates with the rotating shaft 2, and generates cooling air (indicated by arrows in FIG. 12) toward the inside and outside of the tubular portion 33. In this embodiment, the third impeller 70 is attached by spot welding to the upper surface of the sleeve retainer 51 that fixes the sleeve 49 to the rotating shaft 2. Note that the third impeller 70 may be attached to the sleeve 49, for example, or directly to the rotating shaft 2, as long as it can rotate with the rotating shaft 2.

図13は、第5実施形態に係る第3の羽根車70を示す平面図である。
第3の羽根車70は、中央に開口71aが形成されたリング部71と、リング部71から径方向外側に延びる複数のブレード部72と、を有する。リング部71は、平板状に形成されている。リング部71の開口71aは、回転軸2が挿通可能な大きさを有する。リング部71には、スリーブ押さえ51とスポット溶接により接合された接合部71bが周方向に間隔をあけて複数形成されている。なお、本実施形態では、接合部71bとブレード部72の周方向における位相が一致しているが、一致していなくてもよい。
FIG. 13 is a plan view showing a third impeller 70 according to the fifth embodiment.
The third impeller 70 has a ring portion 71 with an opening 71a formed in the center, and a plurality of blade portions 72 extending radially outward from the ring portion 71. The ring portion 71 is formed in a flat plate shape. The opening 71a of the ring portion 71 has a size that allows the rotating shaft 2 to be inserted therethrough. The ring portion 71 has a plurality of joint portions 71b joined to the sleeve holder 51 by spot welding, which are formed at intervals in the circumferential direction. In this embodiment, the joint portions 71b and the blade portions 72 are in phase with each other in the circumferential direction, but they do not have to be in phase with each other.

第3の羽根車70は、図13に示す平面視で、時計回りに回転するようにスリーブ押さえ51に取り付けられている。ブレード部72は、リング部71の外周から径方向外側に延びる平板状の前縁部72aと、前縁部72aから回転方向後方側に向かって斜め下方に延びる後縁部72bと、を有する。後縁部72bは、図12に示すように、スリーブ押さえ51と干渉しないように、スリーブ押さえ51の径方向外側に配置されている。また、後縁部72bの下端部は、ボルト46と干渉しないように、ボルト46のヘッド部よりも上方に位置している。 The third impeller 70 is attached to the sleeve holder 51 so as to rotate clockwise in the plan view shown in FIG. 13. The blade portion 72 has a flat front edge portion 72a extending radially outward from the outer periphery of the ring portion 71, and a rear edge portion 72b extending diagonally downward from the front edge portion 72a toward the rear side in the rotation direction. As shown in FIG. 12, the rear edge portion 72b is disposed radially outward from the sleeve holder 51 so as not to interfere with the sleeve holder 51. In addition, the lower end portion of the rear edge portion 72b is located above the head portion of the bolt 46 so as not to interfere with the bolt 46.

上記構成の第5実施形態によれば、図12に示すように、回転軸2が回転すると、第3の羽根車70が回転し、筒部33の内側と外側に向かって冷却風が発生する。筒部33の内側に向かう冷却風は、ホルダー44に当たって、摺動面40aを形成する固定環43を、ホルダー44を介した熱伝導により間接的に冷却する。また、筒部33の外側に向かう冷却風は、筒部33の外壁面に沿って流れ、筒部33を冷却することで、内筒部材61の外側を流れる取扱液を間接的に冷却する。これにより、メカニカルシール40の摺動面40aを効果的に冷却し、ドライ運転状態をより確実に抑制することができる。 According to the fifth embodiment having the above configuration, as shown in FIG. 12, when the rotating shaft 2 rotates, the third impeller 70 rotates, and cooling air is generated toward the inside and outside of the cylindrical portion 33. The cooling air toward the inside of the cylindrical portion 33 hits the holder 44 and indirectly cools the stationary ring 43 forming the sliding surface 40a by heat conduction through the holder 44. In addition, the cooling air toward the outside of the cylindrical portion 33 flows along the outer wall surface of the cylindrical portion 33, and by cooling the cylindrical portion 33, indirectly cools the handled fluid flowing outside the inner cylindrical member 61. This effectively cools the sliding surface 40a of the mechanical seal 40, and more reliably suppresses the dry operation state.

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。 Although preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it should be understood that these are illustrative of the present invention and should not be considered as limiting. Additions, omissions, substitutions, and other modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Thus, the present invention should not be considered as limited by the foregoing description, but rather by the scope of the claims.

1…立形ポンプ、2…回転軸、2b…リング、3…羽根車、4…主板、5…側板、6…ブレード、7…吸込口、10A…ポンプ室、10B…環状流路、10C…連通空間、10D…連通空間、11…ケーシング、11a…中間ケーシング、11b…上部ケーシング、11b1…連通孔、11c…下部ケーシング、11c1…第1フレーム、11c2…第2フレーム、11c3…連通孔、11c4…鍔部、11d…外ケーシング、11e…ケーシングカバー、11e1…環状溝、12…リターンプレート、13…戻し羽根、14…ライナリング、21…吸込ノズル、22…吐出ノズル、23…ポンプ台、23a…ケーシングボルト、23b…ナット、30A…ポンプ室、31…ブラケット、32…蓋部、33…筒部、34…脚部、35…台座部、36…ガード部材、37…空気抜き栓、38…呼び水栓、39…第2の空気抜き栓(空気抜き栓)、40…メカニカルシール、40a…摺動面、41…固定部、42…回転部、43…固定環、44…ホルダー、44a…底部、44b…側壁部、44c…鍔部、45…Oリング、46…ボルト、47…回転環、48…ホルダー、49…スリーブ、50…スプリング、52…止めネジ、60…取扱液循環構造、61…内筒部材、61a…フランジ、61b…孔部、62…第2の羽根車、62a…装着筒部、62b…ブレード、70…第3の羽根車、71…リング部、71a…開口、71b…接合部、72…ブレード部、72a…前縁部、72b…後縁部、O…中心軸 1 ... vertical pump, 2 ... rotating shaft, 2b ... ring, 3 ... impeller, 4 ... main plate, 5 ... side plate, 6 ... blade, 7 ... suction port, 10A ... pump chamber, 10B ... annular flow passage, 10C ... communication space, 10D ... communication space, 11 ... casing, 11a ... intermediate casing, 11b ... upper casing, 11b1 ... communication hole, 11c ... lower casing, 11c1 ... first frame, 11c2 ... second frame, 11c3 ... communication hole, 11c4 ... flange, 11d ... outer casing, 11e ... casing cover, 11e1 ... annular groove, 12 ... return plate, 13 ... return vane, 14 ... liner ring, 21 ... suction nozzle, 22 ... discharge nozzle, 23 ... pump stand, 23a ... casing bolt, 23b ... nut, 30A ... pump chamber, 31 ... bracket, 32 ... cover, 3 Reference Signs List 3: Cylinder portion, 34: Leg portion, 35: Base portion, 36: Guard member, 37: Air vent plug, 38: Priming plug, 39: Second air vent plug (air vent plug), 40: Mechanical seal, 40a: Sliding surface, 41: Fixed portion, 42: Rotating portion, 43: Fixed ring, 44: Holder, 44a: Bottom portion, 44b: Side wall portion, 44c: Flange portion, 45: O-ring, 46: Bolt, 47: Rotating ring, 48 ...Holder, 49...Sleeve, 50...Spring, 52...Set screw, 60...Treatment liquid circulation structure, 61...Inner cylinder member, 61a...Flange, 61b...Hole, 62...Second impeller, 62a...Mounting cylinder, 62b...Blade, 70...Third impeller, 71...Ring, 71a...Opening, 71b...Joint, 72...Blade, 72a...Front edge, 72b...Rear edge, O...Center axis

Claims (5)

鉛直方向に延びる回転軸と、
前記回転軸に固定された羽根車と、
前記羽根車を収容する筒状のケーシングと、
前記ケーシングの上部開口を閉塞する蓋部、及び、前記蓋部から上方に突出して設けられ、前記回転軸が挿通して配置される筒部を有するブラケットと、
前記回転軸と前記筒部との隙間をシールするメカニカルシールと、を備え、
前記メカニカルシールの摺動面は、前記筒部の内側に位置し
前記筒部は、前記メカニカルシールの摺動面の高さ以上の位置に、空気抜き栓を備える、ことを特徴とする立形ポンプ。
A rotation axis extending in a vertical direction;
An impeller fixed to the rotating shaft;
A cylindrical casing that houses the impeller;
a bracket having a lid portion that closes an upper opening of the casing, and a tubular portion that protrudes upward from the lid portion and through which the rotating shaft is inserted;
a mechanical seal that seals a gap between the rotating shaft and the cylindrical portion,
The sliding surface of the mechanical seal is located inside the cylindrical portion ,
The vertical pump , wherein the cylindrical portion is provided with an air vent plug at a position equal to or higher than the height of the sliding surface of the mechanical seal .
前記ケーシングの内側の取扱液を、前記筒部の内側の前記メカニカルシールの摺動面まで導く循環流を形成する取扱液循環構造を備え
前記取扱液循環構造は、
前記筒部の内側に配置され、前記メカニカルシールの摺動面の外側を囲う内筒部材と、 前記回転軸に固定され、前記内筒部材の外側を往路とし、前記内筒部材の内側を復路とする前記循環流を形成する第2の羽根車と、を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の立形ポンプ。
a handled fluid circulation structure that forms a circulating flow that guides the handled fluid inside the casing to the sliding surface of the mechanical seal inside the cylindrical portion ,
The handled liquid circulation structure includes:
2. The vertical pump according to claim 1, further comprising: an inner cylindrical member disposed inside the cylindrical portion and surrounding an outside of a sliding surface of the mechanical seal ; and a second impeller fixed to the rotating shaft and forming the circulating flow with the outside of the inner cylindrical member as an outward path and the inside of the inner cylindrical member as a return path .
前記内筒部材は、前記ブラケットに固定されている、ことを特徴とする請求項2に記載の立形ポンプ。 3. The vertical pump according to claim 2 , wherein the inner cylindrical member is fixed to the bracket. 前記内筒部材は、前記第2の羽根車に固定され、前記第2の羽根車と共に回転する、ことを特徴とする請求項2に記載の立形ポンプ。 3. The vertical pump according to claim 2 , wherein the inner cylindrical member is fixed to the second impeller and rotates together with the second impeller. 前記回転軸に固定され、前記筒部を外側から空冷する第3の羽根車を備える、ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の立形ポンプ。 5. The vertical pump according to claim 1, further comprising a third impeller fixed to the rotating shaft for air-cooling the cylindrical portion from the outside.
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