JP2000046198A - メカニカルシール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デッドエンド方式のシングルシールで負圧の
軸封部に適用可能なメカニカルシールを提供する。 【解決手段】 ハウジング１９側にシールリング５を取
り付け、回転軸１８側にメイティングリング１０を取り
付け、両者のシール端面６、１１を相互に接触させる。
メイティングリング１０の後方の回転軸１８の部分にポ
ンピングリング１４を取り付ける。ポンピングリング１
４の複数箇所に機内２１側と軸封部２０側とを相互に連
通するポンピング孔１５を設ける。ポンピング孔１５の
後方のポンピングリング１４の外周面とハウジング１９
の内周面との間で微小隙間の絞り部１７を形成する。機
内２１側の流体はポンピング孔１５を介して軸封部２０
に押し込まれ、軸封部２０が昇圧させられる。軸封部２
０の流体は絞り部１７によって機内２１側に漏れ出るの
が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はメカニカルシール
に関し、特に、軸封部の圧力が負圧（真空）でも適用可
能なデッドエンド方式のシングル形のメカニカルシール
に関するものである。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】回転軸とハウジングとの
間に形成した軸封部に装着されて、回転軸とハウジング
との間をシールするメカニカルシールにあっては、ハウ
ジング側にベローズ等を介して取り付けられるととも
に、回転軸の軸線に垂直なシール端面を有する回転軸の
軸線方向に変位可能なシールリングと、回転軸側に取り
付けられるとともに、シールリングのシール端面に接触
する回転軸の軸線に垂直なシール端面を有するメイティ
ングリングとを具えている。

【０００３】そして、回転軸の回転時に、シールリング
のシール端面とメイティングリングのシール端面とが相
互に摺動接触することによって、回転軸とハウジングと
の間がシールされるものである。

【０００４】そして、上記のような構成のメカニカルシ
ールを、例えば石油精製プラントの減圧蒸留設備の熱油
ポンプの負圧の軸封部にシングルシールとして用いる場
合には、軸封部に適宜の液体を注入するとともに、メイ
ティングリングの後方（機内側）に絞り部を設けて軸封
部を昇圧させる必要がある。昇圧させないと、シールリ
ングとメイティングリングとの摺動面にエアー等を噛み
込んでしまい、摺動面が損傷したり、早期に摩耗したり
する不具合が生じるからである。

【０００５】このため、軸封部に液体を注入するフラッ
シングが必要となるので、フラッシング用の配管が必要
となり、装置全体としてコスト高となる。また、熱油の
場合には、ダイレクトフラッシングでは軸封部の熱負荷
が高くなるため、クーラーで冷却した液体でフラッシン
グする必要があり、クーラー及びその付帯設備によって
装置全体としてコスト高となる。また、冷却した液体が
配管系内に入ることにより系内の熱効率が低下すること
になる。

【０００６】この発明は前記のような従来のもののもつ
問題点を解決したものであって、石油精製プラントの減
圧蒸留設備の熱油ポンプの負圧の軸封部等にシングルシ
ールとして用いた場合であっても、フラッシングが不要
で、フラッシング配管が不要であるとともに、クーラー
が不要で、軸封部の熱負荷を下げることができ、さら
に、ポンプ及びプラントの効率を高めることができるメ
カニカルシールを提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】上記の問題点を解決す
るためにこの発明は、ハウジングと回転軸との間に形成
した軸封部に装着されて、ハウジングと回転軸との間を
シールするメカニカルシールであって、前記ハウジング
側にベローズ等を介して取り付けられるとともに、前記
回転軸の軸線に垂直なシール端面を有し、かつ、回転軸
の軸線方向に変位可能なシールリングと、前記回転軸側
に取り付けられるとともに、前記シールリングのシール
端面と接触する前記回転軸の軸線に垂直なシール端面を
有するメイティングリングとを具え、該メイティングリ
ングの後方の前記回転軸の部分にポンピングリングを取
り付けて、該ポンピングリングの外周側を軸封部側に位
置させ、内周側を機内側に位置させるとともに、該ポン
ピングリングに、内周側から外周側に貫通するポンピン
グ孔を複数箇所に設けて、該ポンピング孔を介して機内
側と軸封部側とを相互に連通し、かつ、該ポンピング孔
の後方のポンピングリングの外周面とハウジングの内周
面との間で微小隙間の絞り部を形成した手段を採用した
ものである。また、前記絞り部にねじを設けた手段を採
用したものである。

【０００８】

【作用】この発明は前記のような手段を採用したことに
より、ポンピングリングの複数のポンピング孔によって
機内側の流体を軸封部側に押し込むことができるととも
に、ポンピングリングとハウジングとの間の絞り部によ
って軸封部内の流体が機内側に漏れ出るのを防止するこ
とができることになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に示すこの発明の実施
の形態について説明する。図１には、この発明によるメ
カニカルシールの一実施の形態が示されていて、この実
施の形態によるメカニカルシールは、回転軸１８とハウ
ジング１９との間に形成した軸封部２０に装着されて、
回転軸１８とハウジング１９との間をシールするメカニ
カルシールであって、ハウジング１９側に取り付けられ
るカラー１と、カラー１に連結されるベローズ３と、ベ
ローズ３に連結されるアダプタ４と、アダプタ４に嵌合
されるシールリング５と、回転軸１８側に取り付けられ
るメイティングリング１０と、メイティングリング１０
の後方の回転軸１８の部分に取り付けられるポンピング
リング１４とを具えている。

【００１０】カラー１は、金属から形成される筒状をな
すものであって、環状のガスケット２を介してハウジン
グ１９側に取り付けられるようになっている。

【００１１】ベローズ３は、打抜き加工等によって波形
環状に形成した金属製のダイアフラム板を複数枚一列に
並べて、隣接するダイアフラム板の外径部間及び内径部
間をガス溶接等によって交互に連結して、全体を蛇腹筒
状に形成したものであって、一端がカラー１側にガス溶
接等によって一体に連結されるようになっている。

【００１２】アダプタ４は、金属から形成される筒状を
なすものであって、一端部内周面側にはシールリング５
の外周側が嵌合されるようになっている。アダプタ４に
はベローズ３の他端がガス溶接等によって一体に連結さ
れるようになっている。

【００１３】シールリング５は、カーボンから形成され
る筒状をなすものであって、外周側をアダプタ４の内周
側に嵌合させることで、アダプタ４に一体に取り付けら
れるようになっている。シールリング５の軸線方向の一
端面は回転軸１８の軸線に垂直なシール端面６に形成さ
れている。

【００１４】シールリング５、アダプタ４、ベローズ３
及びカラー１の内周側には所定の間隔をおいて筒状のバ
ッファスリーブ７が取り付けられ、このバッファスリー
ブ７によってクエンチング液が摺動面に確実に導かれる
ようになっている。

【００１５】回転軸１８には筒状をなすスリーブ８が嵌
合されている。スリーブ８の外周面には鍔部９が設けら
れ、鍔部９の右側の部分にはメイティングリング１０が
リテーナ１２及びパッキン１３を介して取り付けられ、
鍔部９の左側の部分にはポンピングリング１４が取り付
けられるようになっている。

【００１６】メイティングリング１０は、カーボンから
形成される筒状をなすものであって、軸線方向の一端面
はシールリング５のシール端面６と接触する回転軸１８
の軸線に垂直なシール端面１１に形成されている。

【００１７】ポンピングリング１４は、金属から形成さ
れる筒状をなすものであって、内周面側が機内２１側に
位置し、一端部外周面側が軸封部２０側に位置するよう
に、取り付けられている。ポンピングリング１４には、
内周面側から一端部外周面側に貫通するポンピング孔１
５が複数箇所に穿設され、このポンピング孔１５を介し
て機内２１側と軸封部２０側とが相互に連通するように
なっている。

【００１８】ポンピングリング１４の他端部外周面は他
の部分よりも一段高い突出部１６に形成され、この突出
部１６の外周面とハウジング１９の内周面との間で、微
小隙間である絞り部１７が形成されるようになってい
る。

【００１９】なお、２３はホルダー、２２はホルダー２
３とスリーブ８との間をシールするクエンチシールであ
る。

【００２０】そして、上記のように構成したこの実施の
形態によるメカニカルシールを例えば石油精製プラント
の減圧蒸留設備の熱油ポンプの負圧の軸封部にシングル
シールとして使用し、回転軸１８を回転させると、熱油
が機内２１側から各ポンピング孔１５を介して軸封部２
０側に押し込まれるとともに、ポンピングリング１４の
突出部１６とハウジング１９内周面との間の絞り部１７
によって軸封部２０側から機内２１側に熱油が漏れ出る
のが防止されることになる。

【００２１】したがって、軸封部２０内を昇圧させるこ
とができ、軸封部２０内を正圧にすることができるの
で、シールリング５とメイティングリング１０との摺動
面にエアー等が噛み込むことがなくなり、摺動面が損傷
したり、早期に摩耗したりすることがなくなる。

【００２２】また、クーラーが不要であるとともに、フ
ラッシングの配管も不要であるので、省コスト化を図る
ことができる。さらに、ポンプ、プラントの効率を高め
ることができる。さらに、軸封部２０の熱負荷を下げる
こともできることになる。

【００２３】そして、上記のように構成したメカニカル
シールで試験を行った結果、軸封部２０は、−０．６
（Ｋｇｆ／ｃｍ² ）であったものが約１．０（Ｋｇｆ／
ｃｍ²）昇圧して０．４（Ｋｇｆ／ｃｍ² ）となった。

【００２４】なお、前記の説明においては、ポンピング
リング１４の突出部１６の外周面をフラットな面とした
が、突出部１６の外周面をねじ（図示せず）に形成して
もよいものであり、ねじとすることによって、軸封部２
０の流体が機内２１側に漏れるのを更に効果的に防止す
ることができるものである。

【００２５】

【発明の効果】この発明は前記のように構成したことに
より、フラッシングを行わない状態で、軸封部を昇圧さ
せることができることになる。したがって、シールリン
グとメイティングリングとの摺動面にエアー等が噛み込
むことがなくなり、摺動面が損傷したり、早期に摩耗し
たりすることがなくなる。また、クーラーが不要である
とともに、フラッシングの配管も不要であるので、省コ
スト化を図ることができることになる。さらに、ポン
プ、プラントの効率を高めることもできることになる。
さらに、軸封部の熱負荷を下げることもできることにな
る。そして、絞り部にねじを設けたことにより、軸封部
からの漏れを更に効果的に防止することができ、更に効
果的に軸封部内を昇圧させることができることになる等
の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるメカニカルシールの一実施の形
態を示した概略断面図である。

【符号の説明】

１……カラー ２……ガスケット ３……ベローズ ４……アダプタ ５……シールリング ６、１１……シール端面 ７……バッファスリーブ ８……スリーブ ９……鍔部 １０……メイティングリング １２……リテーナ １３……パッキン １４……ポンピングリング １５……ポンピング孔 １６……突出部 １７……絞り部 １８……回転軸 １９……ハウジング ２０……軸封部 ２１……機内 ２２……クエンチシール ２３……ホルダー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと回転軸との間に形成した軸
   封部に装着されて、ハウジングと回転軸との間をシール
   するメカニカルシールであって、前記ハウジング側にベ
   ローズ等を介して取り付けられるとともに、前記回転軸
   の軸線に垂直なシール端面を有し、かつ、回転軸の軸線
   方向に変位可能なシールリングと、前記回転軸側に取り
   付けられるとともに、前記シールリングのシール端面と
   接触する前記回転軸の軸線に垂直なシール端面を有する
   メイティングリングとを具え、該メイティングリングの
   後方の前記回転軸の部分にポンピングリングを取り付け
   て、該ポンピングリングの外周側を軸封部側に位置さ
   せ、内周側を機内側に位置させるとともに、該ポンピン
   グリングに、内周側から外周側に貫通するポンピング孔
   を複数箇所に設けて、該ポンピング孔を介して機内側と
   軸封部側とを相互に連通し、かつ、該ポンピング孔の後
   方のポンピングリングの外周面とハウジングの内周面と
   の間で微小隙間の絞り部を形成したことを特徴とするメ
   カニカルシール。
2. 【請求項２】 前記絞り部にねじを設けた請求項１記載
   のメカニカルシール。