JP2000329238A

JP2000329238A - 非接触形メカニカルシール

Info

Publication number: JP2000329238A
Application number: JP11140970A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Iwamoto; 康孝岩本; Katsuaki Furuya; 勝昭古谷; Masachika Ikehara; 正親池原
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nippon Pillar Packing Co Ltd; Mayekawa Manufacturing Co
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nippon Pillar Packing Co Ltd; Mayekawa Manufacturing Co
Priority date: 1999-05-21
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2019-05-21
Also published as: JP3112165B1

Abstract

(57)【要約】【課題】油分等の異物を含有するガスについても、長
期に亘って良好なシール機能を発揮，維持しうる静圧形
のガスシールを提供する。【解決手段】シールケース２と回転軸１２との間に、
複数の環状溝７１とこれに突入する複数の環状板７２と
からなるラビリンスシール７が設けられている。このラ
ビリンスシール７により、シールケース２内における密
封端面３１，４１の外径側領域Ｃを機内領域Ａとが区画
されている。シールケース２には、環状溝７１…の底部
に連通し且つ機内領域Ａに開口する返戻通路８と、外径
側領域Ｃに機内領域Ａより高圧のパージガスを供給する
パージガス供給路と、外径側領域Ｃに開口すると共に該
領域Ｃと同圧に保持された異物回収タンク１０３に連通
する異物回収路１０１とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液状又は固体状の
異物（油分，水分，スラッジ等）を含有するガスを扱う
湿式コンプレッサ，ミキサ，ポンプ等の回転機器に軸封
装置として装備される非接触形メカニカルシールに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】非接触形メカニカルシールとしては、回
転軸側の回転密封環とシールケース側の静止密封環と
を、両密封環の対向端面たる密封端面間に静圧を発生さ
せることにより、非接触状態に保持させつつ、回転機器
の内部領域たる機内領域と外部領域たる大気領域とをシ
ールするように構成されたものが公知である。かかる非
接触形メカニカルシールは、密封端面が相対回転摺接す
る端面接触形のメカニカルシールと異なって、ドライな
条件下においても密封端面が焼き付く等の問題を生じる
ことがなく、ガスを扱う回転機器の軸封装置として好適
に使用されるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、シールすべき
ガスが油分等の液状異物やスラッジ等の固体状異物を含
有する場合には、かかる異物が非接触状態にある密封端
面間に侵入したり、密封端面に付着，堆積したりする虞
れがある。そして、このような事態が発生すると、密封
端面間の静圧を適正にコントロールすることができなく
なり、シール機能が低下，喪失する。

【０００４】本発明は、このような異物含有ガスを扱う
回転機器においても、上記した問題を生じることなく、
長期に亘って良好なシール機能を発揮，維持しうる非接
触形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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転機器に、
その機内領域に一端部を開口させた水平状態で取着され
た筒状のシールケースと、シールケースの他端部に相対
回転不能に且つ軸線方向に移動自在に保持された静止密
封環と、静止密封環より機内領域側に配して、シールケ
ース及び静止密封環を洞貫する回転軸に固定された回転
密封環と、静止密封環を回転密封環へと押圧附勢する附
勢部材と、両密封環の対向端面たる密封端面間に、これ
を非接触状態に保持すべく静圧を発生させる静圧発生機
構とを具備する非接触形メカニカルシールにおいて、上
記の目的を達成すべく、特に、機シールケースと回転軸
との間に、シールケースの一端部の内周部に軸線方向に
並列状に設けた複数の環状溝と回転軸の外周部に軸線方
向に並列し且つ各環状溝に突入する状態で設けた複数の
環状板とで構成されるラビリンスシールを設けて、この
ラビリンスシールによりシールケース内における密封端
面の外径側領域を機内領域と区画するように構成してお
くことを提案する。

【０００６】かかる非接触形メカニカルシールにあって
は、シールケースに、前記環状溝の底部に連通し且つ機
内領域に開口する返戻通路を設けると共に、返戻通路の
下面を、その機内領域への開口部に向かって下り傾斜す
るテーパ面に構成しておくことが好ましい。また、シー
ルケースには、前記外径側領域に機内領域より高圧のパ
ージガスを供給するパージガス供給路を設けておくこと
が好ましい。また、シールケースに前記外径側領域に開
口する異物回収路を設けると共に、この異物回収路に当
該外径側領域と同圧に保持された異物回収タンクを接続
しておくことが好ましい。また、回転軸が水平である場
合においては、前記返戻通路を当該回転軸の下方に配置
すると共に、前記異物回収路を当該回転軸の直下位置に
おいて前記外径側領域に開口させておくことが好まし
い。本発明の非接触形メカニカルシールは、特に、液状
又は固体状の異物（油分，水分，スラッジ等）を含有す
るガスを扱う湿式コンプレッサ，ミキサ，ポンプ等の回
転機器に軸封装置として好適するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図５に基づいて具体的に説明する。

【０００８】図１〜図４に示した非接触形メカニカルシ
ールは、液状異物（水分，油分等）又は固体状異物（ス
ラッジ等）を含有するガス（以下「機内ガス」という）
を扱う湿式コンプレッサ等の回転機器１の軸封部１１に
装着されて、回転機器１の内部領域たる機内領域Ａと回
転機器１の外部たる機外領域（大気領域）Ｂとを遮蔽シ
ールする静圧形のガスシールであり、シールケース２と
静止密封環３と回転密封環４と附勢部材５と静圧発生機
構６とラビリンスシール７と返戻通路８とパージガス供
給機構９と異物回収機構１０とを具備する。回転機器１
の回転軸１２は、機外領域Ｂに設置された駆動装置（図
示せず）から軸封部１１を洞貫して機内領域Ａへと水平
に延びるものである。なお、以下の説明において、前，
後というときは図１又は図２における左，右を意味す
る。

【０００９】シールケース２は、回転機器１の軸封部１
１に水平に取り付けられた筒状のものである。すなわ
ち、シールケース２は、図１及び図２に示す如く、軸封
部１１の前端面に衝合取着された円筒状の本体部２１
と、その後端部に一体形成されており、軸封部１１の内
周面にＯリング２６を介して嵌合取着された円筒状の取
付部２２と、本体部２１の前端部に固着された円筒状の
第一保持部２３と、その前端部に固着された環状の第二
保持部２４と、その内周部から後方に突出形成された円
筒状の第三保持部２５とからなる。シールケース２の内
部は、その一端部（後端部）を構成する取付部２２にお
いて機内領域Ａに開口している。なお、この例では、取
付部２２の内周部２２ａを円筒状の別部材で構成してあ
る。また、回転軸１２はシールケース２を同心状に洞貫
しており、シールケース２内に位置する回転軸部分の外
周部１２ａは円筒状の別部材（スリーブ）によって構成
されている。

【００１０】静止密封環３は、回転軸１２に同心状に遊
嵌された状態で、シールケース２の他端部（前端部）を
構成する保持部２３，２４，２５に相対回転不能且つ軸
線方向に移動自在に保持されている。すなわち、静止密
封環３は、図１及び図２に示す如く、その外周面を所定
間隔を隔てて並列する前後一対の第一Ｏリング２７，２
７を介在させた二次シール状態で、第一保持部２３の内
周面に保持させると共に、その内周面を第二Ｏリング２
８を介在させた二次シール状態で第三保持部２５の外周
面に保持させることにより、シールケース２に軸線方向
に移動自在に保持されている。また静止密封環３は、図
２に示す如く、その前端部に穿設した係合凹部３２に第
二保持部２４に植設した回り止めピン２９を係合させる
ことによって、一定範囲での前後移動が許容された状態
で、シールケース２に対する相対回転が阻止されてい
る。なお、静止密封環３の第一保持部２３による保持形
態は、図１及び図２に示す如く、当該静止密封環３の外
周面における密封端面側（後端縁部側）の極く僅かな部
分のみが後述するパージガス領域Ｃに露出するように工
夫されている。

【００１１】回転密封環４は、図１及び図２に示す如
く、静止密封環３より機内領域Ａ側（後方側）に配し
て、回転軸１２に固定されている。すなわち、回転密封
環４は、シールケース２の本体部２１内に配して、静止
密封環３と直対向した状態で回転軸１２の外周部１２ａ
に嵌合固定されている。両密封環３，４の対向端面たる
密封端面３１，４１（以下、静止密封環３の密封端面３
１を「静止密封端面」という）は、軸線に直交する平滑
面とされている。

【００１２】附勢部材５は、図１に示す如く、静止密封
環３と第二保持部２４との間に介挿された一又は複数の
コイルスプリングで構成されていて、静止密封環３を回
転密封環４へと押圧附勢するものであり、密封端面３
１，４１を閉じる方向に作用する閉力を発生させるもの
である。

【００１３】静圧発生機構６は、図１に示す如く、静止
密封端面３１に形成された静圧発生溝６１と、静圧発生
溝６１にシールガス６２を供給する一連のシールガス供
給路６３，６４，６５と、シールガス供給路６３，６
４，６５の適所に設けた絞り器６６とを具備して、シー
ルガス６２を静圧発生溝６１に供給させることにより、
密封端面３１，４１間にこれを開く方向に作用する静圧
（開力）を発生させるようになっている。

【００１４】静圧発生溝６１は、静止密封端面３１と同
心状の環状をなして連続又は断続する浅い凹溝であり、
この例では後者を採用している。すなわち、静圧発生溝
６１は、図４に示す如く、静止密封端面３１と同心環状
をなして並列する複数の円弧状凹溝６１ａ…で構成され
ている。

【００１５】シールガス供給路は、図１に示す如く、シ
ールケース２及び静止密封環３に形成された一連のもの
であり、静止密封環３の外周面と第一保持部２３の内周
面との間に形成される環状空間であって第一Ｏリング２
７，２７によってシールされた連通空間６４と、シール
ケース２の第一保持部２３を貫通して連通空間６４に至
るケース側通路６３と、静止密封環３を貫通して連通空
間６４から静圧発生溝６１に至る密封環側通路６５とか
らなる。密封環側通路６５の下流端部は分岐されてい
て、その各分岐部を、図４に示す如く、静圧発生溝６１
を構成する各円弧状凹溝６１ａに開口６５ａさせてあ
る。ケース側通路６３には、所定のシールガス供給源
（図示せず）から導かれたシールガス供給管が接続され
ていて、シールガス６２をシールガス供給路６３，６
４，６５から静圧発生溝６１に供給するようになってい
る。シールガス６２としては、各領域Ａ，Ｂに流出して
も無害であり且つ機内ガスに悪影響を及ぼさない性状の
ものを、シール条件に応じて適宜に選定する。この例で
は、各種物質に対して不活性であり且つ人体に無害であ
る清浄な窒素ガスが使用されている。なお、シールガス
６２は、回転機器１の運転中（回転軸１２の駆動中）に
おいてのみ供給され、運転停止後には供給を停止され
る。回転機器１の運転は、シールガス６２の供給が開始
された後であって、密封端面３１，４１間が適正な非接
触状態に保持された後において開始され、シールガス６
２の供給停止は、当該回転機器１の運転停止後であって
回転軸１２が完全に停止した後に行なわれる。

【００１６】絞り器６６は、オリフィス，毛細管，多孔
質部材等の絞り機能を有するものであり、図１に示す如
く、密封環側通路６５の適所（各円弧状凹溝６１ａへの
分岐部分より上流側の部分）に配設されている。

【００１７】而して、シールガス６２をシールガス供給
路６３，６４，６５から静圧発生溝６１に供給すると、
静圧発生溝６１に導入されたシールガス６２により、密
封端面３１，４１間にこれを開く方向に作用する開力が
発生する。この開力は、密封端面３１，４１間に導入さ
れたシールガス６２によって発生する静圧によるもので
ある。したがって、密封端面３１，４１は、この開力と
密封端面３１，４１間を閉じる方向に作用するスプリン
グ荷重による閉力とがバランスする非接触状態に保持さ
れる。すなわち、静圧発生溝６１に導入されたシールガ
ス６２は密封端面３１，４１間に静圧の流体膜を形成
し、この流体膜の存在によって、密封端面３１，４１の
内外径側領域間が遮蔽シールされる。シールガス６２の
圧力及びスプリング５のバネ力（スプリング荷重）は、
密封端面３１，４１間の隙間が適正（一般に、５〜１５
μｍである）となるように、シール条件に応じて適宜に
設定される。ところで、シールガス６２は絞り器６６で
絞られた上で静圧発生溝６１に導入されることから、密
封端面３１，４１の隙間が変動した場合にも、その隙間
が自動的に調整されて適正に保持される。すなわち、回
転機器１の振動等により密封端面３１，４１の隙間が大
きくなったときは、静圧発生溝６１から密封端面３１，
４１間に流出するシールガス量と絞り器６６を通って静
圧発生溝６１に供給されるシールガス量とが不均衡とな
り、静圧発生溝６１内の圧力が低下して、開力が閉力よ
り小さくなるため、密封端面３１，４１間の隙間が小さ
くなるように変化して、その隙間が適正なものに調整さ
れる。逆に、密封端面３１，４１間の隙間が小さくなっ
たときは、上記したと同様の絞り器６６による絞り機能
により静圧発生溝６１内の圧力が上昇して、開力が閉力
より大きくなり、密封端面３１，４１間の隙間が大きく
なるように変化して、その隙間が適正なものに調整され
る。

【００１８】ラビリンスシール７は、図１及び図２に示
す如く、シールケース２の一端部である取付部２２の内
周部２２ａに軸線方向に並列状に形成された複数の環状
溝７１…と回転軸１２の外周部１２ａに軸線方向に並列
し且つ各環状溝７１に突入する状態で一体形成された複
数の環状板７２…とからなり、取付部２２と回転軸１２
との間に、シールケース２内における密封端面３１，４
１の外径側領域（以下「パージガス領域」という）Ｃと
機内領域Ａとを連通する蛇行状通路７３を形成するもの
である。なお、蛇行状通路７３を構成する取付部２２の
内周部と回転軸１２の外周部との隙間及び環状溝７１内
に形成される環状板７２との隙間は、可及的に微小とな
るように工夫されている。

【００１９】返戻通路８は、環状溝７１…の底部に連通
し且つ機内領域Ａに開口するものである。この例では、
返戻通路８は、図２及び図３に示す如く、回転軸１２の
下方位において水平に延びる円形断面をなすものであ
り、最前位の環状溝７１ａを除く全ての環状溝７１…の
底部側において蛇行状通路７３に開口されている。

【００２０】パージガス供給機構９は、図１に示す如
く、シールケース２の本体部２１を貫通してパ−ジガス
領域Ｃに開口するパージガス供給路９１と、その適所に
設けたオリフィス９２とを具備して、パージガス供給路
９１から機内領域Ａより高圧のパージガス９３をパージ
ガス領域Ｃに供給，充満させるように構成されている。
パージガス９３は、オリフィス９２を通過することによ
り、パージガス領域Ｃに噴出することなく緩慢に供給さ
れ、パージガス領域Ｃを機内領域Ａより高圧のパージガ
ス雰囲気に保持する。パージガス９３の圧力は、一般
に、機内領域Ａの圧力つまり機内ガスの圧力より２ｂａ
ｒ程度高く設定され、シールガス６２と同一又は略同一
に設定されている。また、パージガス９３の性状は、前
記したシールガス６２の選定基準と同一の基準で選定さ
れ、この例では、シールガス６２と同一性状の窒素ガス
を使用している。

【００２１】異物排出機構１０は、図１及び図２に示す
如く、シールケース２に設けられた異物回収路１０１及
び圧力保持路１０２と、シールケース２外に設置された
密閉状の異物回収タンク１０３と、異物回収路１０１と
異物回収タンク１０３とを連通接続する第１接続管１０
４と、圧力保持路１０２と異物回収タンク１０３とを連
通接続する第２接続管１０５と、コンプレッサ１０６
と、コンプレッサ１０６の吐出口と異物回収タンク１０
３とを連通接続する吐出管１０７と、異物回収タンク１
０３に接続された異物排出管１０８とを具備する。

【００２２】異物回収路１０１は、図２に示す如く、回
転密封環４の直下位においてパージガス領域Ｃに開口１
０１ａされていて、第１接続管１０４に設けた第１開閉
弁１０４ａを開操作することにより、パージガス領域Ｃ
に侵入した異物を異物回収タンク１０３へと排出させる
ようになっている。なお、シールケース２の本体部２１
の内周面に、ラビリンスシール７側から異物回収路１０
１の開口部１０１ａへと拡径する（本体部２１の内周面
における下部側部分については開口部１０１ａへと下り
傾斜することになる）テーパ面２１ａを形成して、パー
ジガス領域Ｃに侵入した異物の異物回収路１０１への排
出が円滑に行なわれるように工夫してある。圧力保持路
１０２は、図２に示す如く、シールケース２に設けられ
て、パージガス領域Ｃに開放されている。異物回収タン
ク１０３は、第２接続管１０５に設けた第２開閉弁１０
５ａを開操作することにより、圧力保持路１０２及び第
２接続管１０５を介してパージガス領域Ｃに連通され、
パージガス領域Ｃと同圧に保持されるようになってい
る。また、異物回収タンク１０３には、吐出管１０７に
設けた第３開閉弁１０７ａを開操作すると共にコンプレ
ッサ１０６を作動させることにより、所定圧の加圧空気
が供給されるようになっている。また、異物回収路１０
１及び第１接続管１０４から異物回収タンク１０３に回
収された異物は、異物排出管１０８に設けた第４開閉弁
１０８ａを開操作することにより、異物排出管１０８か
ら適宜の異物処理部（図示せず）に排出されるようにな
っている。

【００２３】以上のように構成された非接触形メカニカ
ルシールにあっては、密封端面３１，４１の外径側領域
であるパージガス領域Ｃがラビリンスシール７により機
内領域Ａと区画されており、且つパージガス領域Ｃには
機内領域Ａより高圧のパージガス９３が充満されている
ことから、機内ガスのパージガス領域Ｃへの侵入が可及
的に阻止されることになる。

【００２４】また、機内ガスはラビリンスシール７の蛇
行状通路７３を通過する間において環状板７２…の回転
による遠心力の作用を受け、機内ガスに含まれる異物は
環状溝７１…の底部から返戻通路８へと排出され、返戻
通路８から機内領域Ａに排出されることになる。すなわ
ち、機内領域Ａとパージガス領域Ｃとの境界部分におい
ては、機内ガスが蛇行状通路７３と返戻通路８との間で
循環され、機内ガスに含まれる異物が蛇行状通路７３を
通過してパージガス領域Ｃに侵入することが殆どない。

【００２５】さらに、異物がラビリンスシール７を通過
してパージガス領域Ｃに侵入した場合にも、その異物
は、テーパ面２１ａによる開口部１０１ａへの流下作用
とも相俟って、異物排出機構１０により、異物回収路１
０１からパージガス領域Ｃ外に速やかに排出され、パー
ジガス領域Ｃに異物が堆積して当該メカニカルシールの
機能を損なうことがない。しかも、第１〜第４開閉弁１
０４ａ，１０５ａ，１０７ａ，１０８ａを開閉操作させ
るだけで、当該メカニカルシールの運転を停止すること
なく大量の異物処理を行なうことができる。

【００２６】すなわち、当該メカニカルシールの運転時
においては、第１及び第２開閉弁１０４ａ，１０５ａを
開放すると共に第３及び第４開閉弁１０７ａ，１０８ａ
を閉塞して、異物回収タンク１０３をパージガス領域Ｃ
と同圧に保持しておく。この状態において、パージガス
領域Ｃに異物が侵入すると、当該異物は異物回収路１０
１及び第１接続管１０４から異物回収タンク１０３に回
収される。このとき、パージガス領域Ｃと異物回収タン
ク１０３とが同圧であるから、異物の異物回収タンク１
０３への排出が速やかに行なわれ、異物がパージガス領
域Ｃに堆積して密封環３，４によるシール機能に悪影響
を及ぼすようなことがない。そして、異物回収タンク１
０３に所定量の異物が回収されると、第１及び第２開閉
弁１０４ａ，１０５ａを閉じた上、第３及び第４開閉弁
１０７ａ，１０８ａを開くと共にコンプレッサ１０６を
作動させ、異物回収タンク１０３内の異物を異物排出管
１０８から排出させる。このとき、第１及び第２開閉弁
１０４ａ，１０５ａを閉じることにより、パージガス領
域Ｃの圧力は低下せず、パージガス領域Ｃないし機内領
域Ａの圧力は変動しないから、異物回収タンク１０３か
らの異物排出を当該メカニカルシールの運転を停止する
ことなく行なうことができる。而して、異物回収タンク
１０３内の異物が排出されると、第４開閉弁１０８ａを
閉じた上、コンプレッサ１０６からの加圧空気供給によ
り異物回収タンク１０３の圧力がパージガス領域Ｃと同
圧若しくは略同圧となった時点で、第３開閉弁１０７ａ
を閉じると共にコンプレッサ１０６を停止する。しかる
後、第１及び第２開閉弁１０４ａ，１０５ａを開いて、
異物回収タンク１０３をパージガス領域Ｃに連通させ、
異物回収タンク１０３からの異物排出を行なう前の状態
に復帰させる。このような操作を繰り返すことにより、
パージガス領域Ｃへの異物侵入が大量である場合にも、
パージガス領域Ｃからの異物排出を当該メカニカルシー
ルの運転を継続した状態で良好に行なうことができる。

【００２７】これらのことから、機内ガスに含まれる異
物の密封端面３１，４１間への侵入が極めて効果的に防
止され、冒頭で述べた如き問題を生じることなく、長期
に亘って良好なシール機能が発揮，維持される。

【００２８】なお、本発明は上記した実施の形態に限定
されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範
囲において、適宜に改良，変更することができる。例え
ば、返戻通路８の設置数，形状等は、ラビリンスシール
７による機能を損なわないことを条件として、任意であ
る。特に、回転軸１２の下方に配して設けられる返戻通
路８にあっては、図５に示す如く、当該通路８内におけ
る異物の機内領域Ａ方向への移動（流下）を促進させる
べく、当該通路８の下面を開口部（機内領域Ａへの開口
部）に向かって下り傾斜するような形状としておくこと
ができる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明によれば、機内ガスに含まれる異物の密封端面間への
侵入を可及的に阻止することができ、長期に亘って良好
なシール機能を発揮，維持しうる非接触形メカニカルシ
ール（静圧形のガスシール）を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る非接触形メカニカルシールの一例
を示す上半部分の縦断側面図である。

【図２】同非接触形メカニカルシールの下半部分を示す
縦断側面図である。

【図３】図２のIII−III線に沿う要部の縦断正面図であ
る。

【図４】同非接触形メカニカルシールにおける静止密封
端面を示す正面図である。

【図５】同非接触形メカニカルシールの変形例を示す図
２相当の縦断側面図である。

【符号の説明】

１…回転機器、２…シールケース、３…静止密封環、４
…回転密封環、５…スプリング（附勢部材）、６…静圧
発生機構、７…ラビリンスシール、８…返戻通路、９…
パージガス供給機構、１０…異物回収機構、１１…軸封
部、１２…回転軸、１２ａ…スリーブ（回転軸の外周
部）、２１…本体部、２２…取付部（シールケースの一
端部）、２２ａ…取付部の内周部、２３，２４，２５…
保持部（シールケースの他端部）、２７…第一Ｏリン
グ、２８…第二Ｏリング、２９…回り止めピン、３１…
静止密封端面（静止密封環の密封端面）、３２…係合凹
部、４１…回転密封環の密封端面、６１…静圧発生溝、
６２…シールガス、６３，６４，６５…シールガス供給
路、６６…絞り器、７１…環状溝、７２…環状板、７３
…蛇行状通路、９１…パージガス供給路、９２…オリフ
ィス、９３…パージガス、１０１…異物回収路、１０２
…圧力保持路、１０３…異物回収タンク、１０４ａ，１
０５ａ，１０７ａ，１０８ａ…開閉弁、１０６…コンプ
レッサ、Ａ…機内領域、Ｂ…機外領域、Ｃ…パージガス
領域（シールケース内における密封端面の外径側領
域）。

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月１８日（２０００．２．１
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転機器に、
その機内領域に一端部を開口させた水平状態で取着され
た筒状のシールケースと、シールケースの他端部に相対
回転不能に且つ軸線方向に移動自在に保持された静止密
封環と、静止密封環より機内領域側に配して、シールケ
ース及び静止密封環を洞貫する回転軸に固定された回転
密封環と、静止密封環を回転密封環へと押圧附勢する附
勢部材と、両密封環の対向端面たる密封端面間に、これ
を非接触状態に保持すべく静圧を発生させる静圧発生機
構とを具備する非接触形メカニカルシールにおいて、上
記の目的を達成すべく、特に、シールケースと回転軸と
の間に、シールケースの一端部の内周部に軸線方向に並
列状に設けた複数の環状溝と回転軸の外周部に軸線方向
に並列し且つ各環状溝に突入する状態で設けた複数の環
状板とで構成されるラビリンスシールを設けて、このラ
ビリンスシールによりシールケース内における密封端面
の外径側領域を機内領域と区画するように構成し、且つ
シールケースに、前記外径側領域に機内領域より高圧の
パージガスを供給するパージガス供給路を設けると共に
前記外径側領域に開口する異物回収路を設けておくこと
を提案する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】かかる非接触形メカニカルシールにあって
は、シールケースに、前記環状溝の底部に連通し且つ機
内領域に開口する返戻通路を設けると共に、返戻通路の
下面を、その機内領域への開口部に向かって下り傾斜す
るテーパ面に構成しておくことが好ましい。また、異物
回収路には当該外径側領域と同圧に保持された異物回収
タンクを接続しておくことが好ましい。また、回転軸が
水平である場合においては、前記返戻通路を当該回転軸
の下方に配置すると共に、前記異物回収路を当該回転軸
の直下位置において前記外径側領域に開口させておくこ
とが好ましい。本発明の非接触形メカニカルシールは、
特に、液状又は固体状の異物（油分，水分，スラッジ
等）を含有するガスを扱う湿式コンプレッサ，ミキサ，
ポンプ等の回転機器に軸封装置として好適するものであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩本康孝大阪府大阪市淀川区野中南２丁目11番48号日本ピラー工業株式会社内 (72)発明者古谷勝昭東京都千代田区大手町２丁目６番１号信越化学工業株式会社内 (72)発明者池原正親東京都江東区牡丹２丁目13番１号株式会社前川製作所内Ｆターム(参考） 3J041 AA02 AA06 BC03 DA05 DA11 3J042 AA03 AA13 BA01 CA10 DA09 DA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転機器に、その機内領域に一端部を開
口させた水平状態で取着された筒状のシールケースと、
シールケースの他端部に相対回転不能に且つ軸線方向に
移動自在に保持された静止密封環と、静止密封環より機
内領域側に配して、シールケース及び静止密封環を洞貫
する回転軸に固定された回転密封環と、静止密封環を回
転密封環へと押圧附勢する附勢部材と、両密封環の対向
端面たる密封端面間に、これを非接触状態に保持すべく
静圧を発生させる静圧発生機構とを具備する非接触形メ
カニカルシールにおいて、シールケースと回転軸との間に、シールケースの一端部
の内周部に軸線方向に並列状に設けた複数の環状溝と回
転軸の外周部に軸線方向に並列し且つ各環状溝に突入す
る状態で設けた複数の環状板とで構成されるラビリンス
シールを設けて、このラビリンスシールによりシールケ
ース内における密封端面の外径側領域を機内領域と区画
するように構成したことを特徴とする非接触形メカニカ
ルシール。
【請求項２】シールケースに、前記環状溝の底部に連
通し且つ機内領域に開口する返戻通路を設けると共に、
返戻通路の下面が、その機内領域への開口部に向かって
下り傾斜するテーパ面に構成されていることを特徴とす
る、請求項１に記載する非接触形メカニカルシール。
【請求項３】シールケースに、前記外径側領域に機内
領域より高圧のパージガスを供給するパージガス供給路
を設けたことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記
載する非接触形メカニカルシール。
【請求項４】シールケースに前記外径側領域に開口す
る異物回収路を設けると共に、この異物回収路に当該外
径側領域と同圧に保持された異物回収タンクを接続した
ことを特徴とする、請求項３に記載する非接触形メカニ
カルシール。
【請求項５】回転軸が水平である場合において、前記
返戻通路が当該回転軸の下方に配置されていると共に、
前記異物回収路が当該回転軸の直下位置において前記外
径側領域に開口していることを特徴とする、請求項４に
記載する非接触形メカニカルシール。
【請求項６】液状又は固体状の異物を含有するガスを
扱う回転機器に装備されるものであることを特徴とす
る、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求
項５に記載する非接触形メカニカルシール。