JP2001012614A - 非接触式軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構造で安定した非接触軸封状態が維持
され、また、機内ガスに曝される領域の洗浄も容易な非
接触式軸封装置を提供する。 【解決手段】 シールリング２１の外周側で機内空間を
シールするＯリング２２よりも機内側のシールリング２
１端部領域に、機外側のシールリング保持部２１ｆより
も径方向外方に突出する密封端面形成部２１ｅを設け、
この密封端面形成部２１ｅの機内側端面に、外周縁がシ
ールリング保持部２１ｆよりも径方向外方に位置するよ
うにシール面２１ｓを形成する。このような構成によ
り、機内圧がシール面２１ｓと密封端面形成部２１ｅの
機外側端面とに相対向する方向に作用し、これによっ
て、機内圧が変動しても非接触軸封状態が安定して維持
される。しかも機内圧を閉方向に作用させる構造が簡単
であり、また、機内ガスに曝される領域の洗浄も容易に
行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばタービン、
ブロワ、コンプレッサ、攪拌機、ロータリーバルブ等の
被軸封機器における回転軸とケーシングとの間の軸封に
用いられる非接触式軸封装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような非接触式軸封装置の従来の
構成例について、図３（ａ）を参照して説明する。同図
において、５１は被軸封機器の回転軸で、この回転軸５
１に回転環５２が気密に外嵌されている。一方、被軸封
機器のハウジング５３に、それぞれ回転軸５１を囲う第
１シールケース５４と第２シールケース５５とが順次取
付けられ、第１シールケース５４と回転軸５１との間
に、シールリング５６が軸方向に移動自在に配置されて
いる。このシールリング５６と上記回転環５２との相対
向面がそれぞれシール面５６ｓ・５２ｓとして形成され
ている。

【０００３】シールリング５６の機外側（図において左
側）には、このシールリング５６を回転環５２側に向か
って押圧するスプリング５７が配置されている。シール
リング５６には、その外周面から上記シール面５６ｓに
通ずる給気孔５６ａが形成されており、この給気孔５６
ａを通して、窒素ガスなどのバリアガスが上記シール面
５６ｓに供給される。

【０００４】なお、第１シールケース５４に上記バリア
ガスを外部から導入するためのガス供給穴５４ａが形成
され、第１シールケース５４とシールリング５６との間
には、上記ガス供給穴５４ａを軸方向に挟んで両側に各
々Ｏリング５８・５９が介装されて、これらの間に、ガ
ス供給穴５４ａと給気孔５６ａとを相互に連通させるマ
ニホールド空間Ｃが形成されている。上記Ｏリング５８
・５９のうち、図において右側のＯリング５８によっ
て、機内空間Ａがシールリング５６の外周側でシールさ
れている。

【０００５】このような構成において、シールリング５
６と回転環５２の各シール面５６ｓ・５２ｓ間（以下、
シール面隙間という）にバリアガスが供給されると、こ
のバリアガスはシール面隙間から内周側および外周側に
向かって流出し、このような流れ状態でシール面隙間に
発生するガス圧が、シールリング５６を開方向（図にお
いて左方向）に押動する力として作用する。これが、前
記スプリング５７のバネ力と拮抗する位置でシールリン
グ５６が保持され、したがって、シールリング５６は回
転環５２とは非接触状態になり、かつ、シール面５６ｓ
・５２ｓ間を満たすバリアガスによって機外への機内空
間Ａの連通が遮断されて、軸封が達成される。

【０００６】ところで、上記のような非接触式軸封装置
を備える被軸封機器では、通常、例えば機内に所定の雰
囲気ガスを導入し、所定のガス圧に保持した運転が行わ
れる。このとき、シールリング５６には、さらに機内ガ
ス圧が軸方向押動力として作用する。そこで、このよう
な機内ガス圧の変動等によって非接触軸封状態の安定性
が損なわれないように、従来のシールリング５６には、
このシールリング５６が機内空間Ａに露呈する前端（図
において右端）外周側の肩部から後端面に通ずる連通穴
６０が、このシールリング５６を軸方向に貫通する細孔
形状で形成されている。

【０００７】そして、シールリング５６の後方、すなわ
ち、スプリング５７の配設領域に、前記マニホールド空
間Ｃの図において左側のＯリング５９と、シールリング
５６の後端側内周に設けたＯリング６１とによって密閉
状にした後方空間Ｅが形成されている。この後方空間Ｅ
に機内ガスが連通穴６０を通して流入することにより、
この後方空間Ｆ内が機内と同じ圧力状態になって、シー
ルリング５６に機内ガス圧による前方への押動力が作用
するようになっている。

【０００８】この構成では、同図（ｂ）に示すように、
シールリング５６のシール面５６ｓに、機内ガス圧が後
方に押動する開力と、バリアガスの供給による開力とが
重畳された開力Ｆｏが作用する一方、シールリング５６
の後端面に、スプリング５７のバネ力Ｆc1と、後方空間
Ｅに流入した機内ガスが前方に押動する閉力Ｆc2とが作
用し、同図（ｃ）に示すように、上記バネ力Ｆc1と機内
ガスによる閉力Ｆc2との合力が、開力Ｆｏとバランスす
る位置でシールリング５６が保持される。そして、後方
空間Ｅでの機内ガス圧による閉力Ｆc2が、開力Ｆｏのう
ちの機内ガス圧による開力にほぼバランスするように形
成することにより、機内ガス圧が変動しても前記した非
接触軸封状態が安定して維持されるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の非接触式軸封装置においては、シールリング５
６の後端側に機内ガス圧を作用させるために、シールリ
ング５６を軸方向に貫通する連通穴６０を形成し、さら
に、シールリング５６の後端側内周にもＯリング６１を
介装して、シールリング５６の後方に密閉された後方空
間Ｅを形成することが必要になっており、このため、全
体的な構造が複雑になるという問題を有している。

【００１０】また、例えば薬品原料や食品原料を攪拌す
る攪拌機などに上記のような非接触式軸封装置を設けた
場合、攪拌操作を終了して原料を取り出した後、機内を
例えばスチームなどによって滅菌洗浄する必要がある
が、このとき、機内ガスが連通穴６０を通して流入した
密閉状の後方空間Ｅ内の洗浄を容易には行えず、このた
め、攪拌時の雰囲気ガスがこの空間Ｅ内に残留し、さら
にこれに含まれる原料粉の腐敗が生じることにもなる。
このため、上記のような洗浄を必要とする機器には使用
できないという問題も有している。

【００１１】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、簡素な構成で非接触軸封状
態を安定して維持することが可能であり、また、機内に
連通する領域の洗浄も容易な非接触式軸封装置を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の非接触
式軸封装置は、被軸封機器の回転軸に設けられた回転環
と、被軸封機器のハウジングに固定されたシールケース
と、このシールケースと回転軸との間で回転環に機外側
から軸方向に対向するように軸方向移動自在に配置され
たシールリングと、このシールリングとシールケースと
の間に介装されて機内空間をシールするシール部材と、
シールリングを回転環に向けて押圧する付勢手段とを備
え、シールリングに形成された給気孔を通してバリアガ
スをシールリングと回転環との相対面するシール面間に
供給してこれらシール面間で軸封するように形成される
非接触式軸封装置であって、上記シールリングに、この
シールリングをシールケースに保持させるべくシールケ
ースに内嵌されるシールリング保持部と、このシールリ
ング保持部よりも機内側端部領域でシールリング保持部
よりも径方向外方に突出する密封端面形成部とを設け、
シールリング保持部の外周面に上記シール部材を介装さ
せる一方、密封端面形成部の機内側端面に、上記シール
面をその外周縁がシールリング保持部よりも径方向外方
に位置するように形成していることを特徴としている。

【００１３】この構成によれば、機内圧は、密封端面形
成部の機内側端面に対してシールリングを機外側に押圧
する開力として作用し、同時に、密封端面形成部の機外
側端面に対してシールリングを機内側に押圧する閉力と
して作用する。そして上記では、シール面の外周縁がシ
ールリング保持部よりも径方向外方に位置するようにシ
ール面を形成しており、これによって、機内圧がシール
面に作用して生じる開力に抗する閉力を、密封端面形成
部の機外側端面において、シールリング保持部の外周面
とシール面の外周縁との各径方向位置に挟まれる領域に
生じさせることができる。

【００１４】したがって、これらが互いにほぼバランス
するようにシールリング保持部外周面とシール面の外周
縁との径方向の位置関係を設定することで、シールリン
グは、機内圧の変動に影響されずに、シール面間に供給
されるバリアガスのガス圧による開力と、付勢手段によ
る閉力とがほぼ拮抗する位置で保持されるようになっ
て、非接触軸封状態が安定して維持される。

【００１５】しかも上記構成では、機内圧を閉方向に作
用させるに当たり、シールリングを軸方向に貫通する連
通穴や、シールリングの機外側に密閉状の空間を形成す
る必要がないので、全体の構成を簡素なものとすること
ができる。また、例えば機内ガスは、機内側から密封端
面形成部を超えてシール部材によるシール位置までのシ
ールリング前端側の領域までしか侵入しないので、機内
ガス等に曝される領域の洗浄を行う場合でも、これを容
易に行うことができる。

【００１６】請求項２の非接触式軸封装置は、上記シー
ルケースに、密封端面形成部の機外側端面とシールケー
スとの間の空間に洗浄用の流体を供給するための洗浄用
流体供給穴を形成していることを特徴としている。

【００１７】この構成によれば、例えば密封端面形成部
の機外側端面とシールケースとの間の空間形状を小さく
して構成した場合、この空間領域の洗浄を機内側からは
行い難くなるが、上記では、シールケースに形成した洗
浄用流体供給穴を通して上記空間領域に洗浄用流体を供
給し得るので、この領域の洗浄も容易になり、また、こ
の領域を過大な空間形状とする必要がないので、全体を
よりコンパクトに構成することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。図２に、本実施形
態に係る非接触式軸封装置１を示している。同図におい
て２は、例えば薬品等の製造に用いられる攪拌機などの
被軸封機器における回転軸である。３は、被軸封機器の
内部空間（以下、機内Ａという）を囲うハウジングであ
る。

【００１９】上記回転軸２には、ハウジング３の端面３
ａとほぼ同一の軸方向位置から、大気側Ｂに延びるスリ
ーブ４が外嵌され固定されている。このスリーブ４に
は、機内Ａ側の端部をやや径大にして端部鍔状部４ａが
形成されている。この端部鍔状部４ａに大気側Ｂから順
次隣接させて、径方向に広がるリング状の回転環５と、
薄肉円筒状のストッパリング６とがスリーブ４に外嵌さ
れている。

【００２０】ストッパリング６は、大気側Ｂの端部領域
にスリーブ４の外周に螺合する螺着部６ａを備え、この
ストッパリング６を機内Ａ側に向けて締め込むことで、
上記回転環５における軸心側の端部領域がストッパリン
グ６の端面と端部鍔状部４ａとの間に挟持されて、この
回転環５がスリーブ４に固定されている。なお、ストッ
パリング６よりも大気側Ｂにさらにスリンガー７が設け
られ、このスリンガー７は、ストッパリング６の端面に
当接させて止めネジ８によりスリーブ４に固定されてい
る。

【００２１】一方、前記ハウジング３の端面３ａに、こ
のハウジング３の開口３ｂの外周側を覆う取付フランジ
１１が固定されている。この取付フランジ１１には、回
転環５の外径よりも径大な中心貫通穴１１ａが形成され
ており、この取付フランジ１１の内周側端面に、第１シ
ールケース１２・第２シールケース１３・第１軸受ハウ
ジング１４・第２軸受ハウジング１５が、締結ボルト１
６をこれら１２〜１５に貫通させて取付フランジ１１に
螺着させることによって固定されている。

【００２２】第１シールケース１２の内面と前記ストッ
パリング６との間に、後述するシールリング２１が配置
されている。また、第２軸受ハウジング１５の内面と前
記スリーブ４の外面との間にはベアリング１７が設けら
れ、上記各シールケース１２・１３、軸受ハウジング１
４・１５は、このベアリング１７によって、回転軸２と
同心状の組付状態で保持されるようになっている。

【００２３】なお、このベアリング１７を挟む軸方向両
側における第１軸受ハウジング１４および第２軸受ハウ
ジング１５の各内方端と、スリーブ４外面との間に、そ
れぞれオイルシール１８・１８が装着されている。一
方、機内Ａ側の気密を保持するために、Ｏリング１９…
が、スリーブ４における機内Ａ側の端部内周面と回転軸
２の外周面との間、スリーブ４の端部鍔状部４ａと回転
環５との間、ハウジング３と取付フランジ１１との間、
取付フランジ１１と第１シールケース１２との間にそれ
ぞれ介装されている。

【００２４】第１シールケース１２には、図１（ａ）に
示すように、径方向に貫通するガス供給穴１２ａが形成
されている。この第１シールケース１２の内周面とシー
ルリング２１の外周面との間には、上記ガス供給穴１２
ａを軸方向に挟んで両側にＯリング２２・２３が各々配
置され、これらＯリング２２・２３間における第１シー
ルケース２１の内面とシールリング２１の外面との間
に、上記ガス供給穴１２ａを通して供給されたガスが流
入するマニホールド空間Ｃが形成されている。

【００２５】第２シールケース１３には、径方向内方で
シールリング２１の後端面（図において左端面）に後方
から対面するスプリングリテーナ部１３ａが一体形成さ
れている。一方、シールリング２１の後端面には、軸方
向に凹入するバネ嵌挿穴２１ａが周方向に複数形成され
ている。そして、スプリングリテーナ部１３ａに、各バ
ネ嵌挿穴２１ａ内に延びるバネ保持ピン２４がそれぞれ
立設され、これら保持ピン２４回りに、それぞれ圧縮コ
イルバネから成るスプリング（付勢手段）２５が配置さ
れている。これらスプリング２５は、後端を上記スプリ
ングリテーナ部１３ａの端面に当接させてバネ嵌挿穴２
１ａに縮装されており、これらスプリング２５のバネ力
が、シールリング２１を機内Ａ側に軸方向に押圧する付
勢力として作用するように構成されている。

【００２６】また、シールリング２１には、前記マニホ
ルド空間Ｃをこのシールリング２１の前端面（図におい
て右端面）に連通させるように、このシールリング２１
内を略レ字状に貫通する給気孔２１ｂが、周方向に等間
隔で複数形成されている。これら給気孔２１ｂにおける
前端側には、径方向の幅を所定の寸法まで広げた断面略
三角形のポケット溝２１ｃが形成され、これらポケット
溝２１ｃがシールリング２１の前端面に開口した形状と
なっている。一方、前記マニホールド空間Ｃ側における
各給気孔２１ｂ内には、それぞれ、オリフィス２１ｄが
絞り機構として介装されている。

【００２７】上記シールリング２１には、その前端側
に、径方向外方に広がる密封端面形成部２１ｅが設けら
れている。すなわち、このシールリング２１における軸
方向略中間位置よりも後端側は径小なシールリング保持
部２１ｆとして形成され、このシールリング保持部２１
ｆを、マニホールド空間Ｃの両側で第１シールケース１
２および第２シールケース１３に内嵌させて、このシー
ルリング２１がこれらシールケース１２・１３内に保持
されている。そして、前端側を、シールリング保持部２
１ｆの外周面から断面略台形状に広がる形状に形成し
て、上記密封端面形成部２１ｅが形成されている。前記
ポケット溝２１ｃは、この密封端面形成部２１ｅの機内
Ａ側の端面における内周面と外周面とのほぼ中間の径方
向位置に開口している。また密封端面形成部２１ｅの端
面には、ポケット溝２１ｃを径方向中央にして所定の幅
にわたり、機内Ａ側に突出する段差面が設けられて、こ
の段差面がシール面２１ｓとなっている。このシール面
２１ｓが対面する前記回転環５の端面には、機内Ａ側に
やや凹入する段差面が形成され、この段差面がこの回転
環５におけるシール面５ｓとして形成されている。

【００２８】なお、上記ポケット溝２１ｃは、シールリ
ング保持部２１ｆの外周面とほぼ同一の径方向位置、も
しくは、シールリング保持部２１ｆの外周面よりもわず
かに内側の位置で開口するように形成されている。した
がって、前記した給気孔２１ｂは、マニホールド空間Ｃ
の内側から斜め外方へと傾斜してポケット溝２１ｃに通
ずる形状となっている。

【００２９】また、シールリング２１における前端側の
上記のような外周形状に対応して、これを囲う第１シー
ルケース１２に、マニホールド空間Ｃよりも前端側を径
方向外方に凹入させた切欠凹部１２ｂが設けられてい
る。この切欠凹部１２ｂと密封端面形成部２１ｅとの間
に、前端側で機内Ａに連通し、かつ、密封端面形成部２
１ｅの背後に至る機内連通空間Ｄが形成されている。こ
の機内連通空間Ｄは、マニホールド空間Ｃにおける図に
おいて右側で、前記シールリング保持部２１ｆの外周面
に介装されているＯリング２２により、このマニホール
ド空間Ｃからシールされている。したがって、本実施形
態においては、上記Ｏリング２２が、第１シールケース
１２とシールリング２１との間で機内側空間をシールす
るシール部材としての機能も兼用する構成となってい
る。

【００３０】上記第１シールケース１２には、図２に破
線で示すように、上記した機内連通空間Ｄに開口するス
チーム供給穴（洗浄用流体供給穴）１２ｂがさらに径方
向に貫通する形状で形成されている。前記ガス供給穴１
２ａには、フィルタ２６と第１開閉弁２７とが順次介設
されたバリアガス供給配管２８が接続され、この供給配
管２８を通して、ドライエアーや窒素ガスなどのバリア
ガスＢＧが前記マニホールド空間Ｃに供給される。

【００３１】一方、スチーム供給穴１２ｂには第２開閉
弁２９が介設されたスチーム供給配管３０が接続され、
前記した薬品等の製造に当たっての攪拌操作を終了した
後、機内を滅菌洗浄する際に、上記スチーム供給配管３
０を通してスチームＳが機内連通空間Ｄに供給される。
なお、このスチーム供給配管３０とバリアガス供給配管
２８とは、第３開閉弁３１が介設されたバイパス配管３
２で相互に接続されている。

【００３２】上記構成の非接触式軸封装置を備えた被軸
封機器に、例えば薬品原料等を投入して運転を開始する
場合、まず、第１開閉弁２７を開弁する操作が行われ
る。これにより、バリアガスＢＧがバリアガス供給配管
２８を通して第１シールケース１２のガス供給穴１２ａ
に供給される。このバリアガスＢＧは、マニホールド空
間Ｃから各給気孔２１ｂへ流入し、オリフィス２１ｄで
適度に絞られた後、給気孔２１ｂを通してポケット溝２
１ｃに供給される。これによって、各ポケット溝２１ｃ
内に発生するガス圧がシールリング２１を後方に押圧す
る力として作用する。この結果、それまでスプリング２
５によって前方に押圧されてシール面２１ｓが回転環５
のシール面５ｓに当接する位置で保持されていたシール
リング２１が、上記スプリング２５のバネ力に抗して後
方へと移動し、シール面２１ｓが回転環５のシール面５
ｓから離間する。

【００３３】こうして両シール面２１ｓ・５ｓ間に隙間
が生じると、ポケット溝２１ｃに供給されたバリアガス
ＢＧは、両シール面９ｓ・２ｓ間の隙間、すなわち、シ
ール面隙間を通して、内周側および外周側へ流出する流
れが生じることになる。このような流れ状態において、
シール面隙間に発生するガス圧がシールリング２１を開
方向（図において左方向）に押圧する力として作用し、
これが、前記スプリング２５のバネ力と拮抗する位置で
シールリング２１が保持される。したがって、シールリ
ング２１が回転密封環２とは非接触状態となって、シー
ル面２ｓ・９ｓ間を満たすバリアガスＢＧによって軸封
が達成される。

【００３４】ところで、上記のような薬品原料等の攪拌
を行う場合、被軸封機器内に所定の雰囲気ガスを導入
し、所定の圧力状態、所定の温度状態として運転され
る。このとき、機内Ａのガス圧が大気圧よりも高いと、
この機内ガス圧がシールリング２１を軸方向に押動する
力として作用する。

【００３５】図１（ｂ）に、このときのシールリング２
１に対する軸方向押動力の作用状態を示している。ま
ず、シールリング２１の後端側にスプリング２５による
バネ力Ｆs1がシールリング２１を図において右側に移動
させる閉力として作用している。一方、シールリング２
１の右端面には、同図（ａ）から明らかなように、機内
ガス圧がシール面２１ｓよりも外周側の領域に作用し、
さらにこの機内ガスは、シール面隙間の領域において
も、その外周縁部での機内ガス圧レベルから、内周縁に
向かって次第に低下するような圧力分布を生じさせ、こ
れに、給気孔２１ｂを通してバリアガスＢＧを供給する
ことによる圧力分布が重畳される。この結果、シール面
２１ｓに、同図（ｂ）にＦｏで示すような圧力分布に基
づく開力が作用し、また、シール面２１ｓよりも外周側
に機内ガス圧に基づく開力Ｆopが作用する。

【００３６】さらに、同図（ａ）に示されているよう
に、前記した機内連通空間Ｄに機内ガスが侵入する結
果、機内ガス圧が密封端面形成部２１ｅにおける後方側
の傾斜した端面にも作用して、シールリング２１を図に
おいて右側に押動する力として作用する。これを、同図
（ｂ）にＦspおよびＦs2として示している。これらＦsp
・Ｆs2は、シール面２１ｓの外周縁の位置と同等の径方
向位置を挟んで外側と内側とに分けて示したもので、外
側領域Ｓｐに作用する機内ガス圧に基づく閉力をＦsp、
内側領域Ｓｉに作用する機内ガス圧に基づく閉力をＦs2
としている。

【００３７】ここで、Ｆspは、この密封端面形成部２１
ｅを挟んで右端側に作用する前記開力Ｆopと同等であ
る。したがって、上記のように機内ガス圧がシールリン
グ２１に作用している運転状態では、同図（ｃ）に示し
ているように、前記したスプリング２５によるバネ力Ｆ
s1と、密封端面形成部２１ｅの後方端面の上記した内側
領域Ｓｉに作用する閉力Ｆs2との合計の閉力が、シール
面２１ｓに作用する開力Ｆｏとバランスする軸方向位置
でシールリング２１が保持されて、前記同様に回転環５
とは非接触での軸封状態となる。

【００３８】密封端面形成部２１ｅは、シール面２１ｓ
に作用する開力Ｆｏのうち、機内ガスの圧力分布に基づ
く開力にほぼバランスする閉力が、内側領域Ｓｉに作用
する機内ガスによって得られるように、この内側領域Ｓ
ｉにおける軸方向の受圧面積を求めて形状が設定されて
いる。したがって、上記のような運転状態において機内
ガス圧が変動しても、この機内ガス圧による軸方向押動
力の変化は開方向と閉方向とで同時に生じる。したがっ
て、このシールリング２１は上記のような機内ガス圧の
変動に殆ど影響されることなく、非接触軸封状態が安定
して維持される。

【００３９】なお、上記のような非接触軸封状態で、例
えば機械振動等によりシール面隙間が広くなった場合に
は、これに伴い、バリアガスＢＧによるシール面隙間で
の圧力分布が全体的に低下し、この結果、シールリング
２１はシール面隙間を狭くする方向に移動する。逆に、
シール面隙間が狭くなった場合にはシール面隙間を広く
する方向に移動する。すなわち、外乱に対してシール面
隙間を一定に保つ自動隙間調整機能が発揮される。

【００４０】このような非接触軸封状態で、図示しない
モータが作動され、回転軸２が回転駆動されることで、
被軸封機器内での薬品原料等の攪拌が行われ、この間
も、回転軸２と共に一体回転する回転環５とシールリン
グ２１との間での上記した非接触軸封状態が維持され
る。

【００４１】こうして攪拌操作が終了すると、機内Ａか
ら薬品原料等が取り出され、その後、機内Ａにスチーム
を供給して滅菌洗浄が行われる。このとき、上記構成の
非接触式軸封装置においては、前記図２に示した第１開
閉弁２７を閉弁し、第２開閉弁２９を開弁することによ
って、スチームＳが第１シールケース１２のスチーム供
給穴１２ｂを通して機内連通空間Ｄに供給される。これ
により、機内ガスが侵入したこの機内連通空間Ｄの滅菌
洗浄も容易に行うことができる。

【００４２】以上の説明のように、本実施形態の非接触
式軸封装置においては、シールリング２１と第１シール
ケース１２との間で機内空間をシールするＯリング２２
よりも機内側のシールリング２１端部領域に、上記Ｏリ
ング２２が外周面に介装されているシールリング保持部
２１ｆよりも径方向外方に突出する密封端面形成部２１
ｅを設け、この密封端面形成部２１ｅの機内側端面に、
外周縁が上記シールリング保持部２１ｆよりも径方向外
方に位置するシール面２１ｓを形成しているので、密封
端面形成部２１ｅの機外側端面に、機内ガス圧がシール
面２１ｓに作用して生じる開力にほぼバランスする閉力
を生じさせることができる。これにより、機内ガス圧が
変動しても非接触軸封状態が安定して維持される。

【００４３】しかも上記では、機内ガス圧による閉力を
生じさせるに当たり、前記した従来例のようにシールリ
ング５６を軸方向に貫通する連通穴６０や、シールリン
グ５６の後端側に密閉状の空間Ｅを形成する必要がない
ので、全体の構成がより簡素なものとなる。また、機内
ガスはシールリング２１の前端側の領域までしか侵入し
ないので、機内ガスに曝される領域の洗浄も容易に行う
ことができる。

【００４４】さらに、上記においては、第１シールケー
ス１２にスチーム供給配管３０を設けて、この配管３０
を通して、密封端面形成部２１ｅの後方空間に洗浄用の
スチームを供給し得るようになっているので、この領域
の空間形状を極力小さくしても、この領域の洗浄を確実
かつ容易に行うことができ、また、全体をよりコンパク
トに構成することができる。

【００４５】以上にこの発明の具体的な実施形態につい
て説明したが、この発明は上記形態に限定されるもので
はなく、この発明の範囲内で種々変更することが可能で
ある。例えば上記形態では、シールリング２１と第１シ
ールケース１２との間で機内空間をシールするシール部
材として、これをＯリング２２で構成した例を挙げた
が、例えば角リングやＶリング等の二次シール的機能を
有するその他の有機弾性部材で上記のシール部材を構成
することが可能であり、さらに、このシール部材とし
て、例えば複数の円弧状のシールリングと、これらシー
ルリングの外周に巻装されてこれらシールリングを全体
として円形状に緊締する円形ばねとを備えるセグメント
シール等を採用して構成することも可能である。

【００４６】また上記実施形態では、被軸封機器とし
て、機内に所定の雰囲気ガスが導入されて運転される攪
拌機を例に挙げて説明したが、例えば機内ガスに液分が
含まれている状態で運転される被軸封機器や、さらに、
機内に液体を導入して運転されるような他の被軸封機器
に設けられる非接触式軸封装置にも本発明を適用して構
成することが可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１の非接
触式軸封装置においては、シールリングにおける機内側
の端部領域に、機内空間をシールするシール部材が介装
されたシールリング保持部よりも径方向外方に突出する
密封端面形成部を設け、この密封端面形成部の機内側端
面に、外周縁が上記シール部材の介装位置よりも径方向
外方に位置するシール面を形成しているので、機内圧が
シール面に作用して生じる開力に抗する閉力が、密封端
面形成部の機外側端面に機内圧が作用して生じることに
なる。これによって、機内圧が変動しても、非接触軸封
状態が安定して維持されるようにすることができる。

【００４８】しかも上記では、シールリングを軸方向に
貫通する連通穴や、シールリングの機外側に密閉状の空
間を形成する必要がないので、全体の構成を簡素なもの
とすることができる。さらに、例えば機内ガスはシール
リング前端側の領域しか侵入しないので、機内ガスに曝
される領域の洗浄も容易に行うことができる。

【００４９】請求項２の非接触式軸封装置は、上記シー
ルケースに、密封端面形成部の機外側端面とシールケー
スとの間の空間に洗浄用の流体を供給するための洗浄用
流体供給穴を形成しているので、密封端面形成部の機外
側端面とシールケースとの間の空間形状を小さくして
も、この領域の洗浄も容易になり、また、この領域を過
大な空間形状とする必要がないので、全体をよりコンパ
クトに構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における非接触式軸封装置
を示すもので、同図（ａ）は上記装置におけるシールリ
ングの配設領域の構成を示す半断面図、同図（ｂ）は上
記シールリングへの軸方向押動力を示す説明図、同図
（ｃ）は軸方向押動力がバランスする状態の説明図であ
る。

【図２】上記装置の全体構成を示す半断面図である。

【図３】従来の非接触式軸封装置を示すもので、同図
（ａ）はシールリングの配設領域の構成を示す半断面
図、同図（ｂ）は上記シールリングへの軸方向押動力を
示す説明図、同図（ｃ）は軸方向押動力がバランスする
状態の説明図である。

【符号の説明】

１ 非接触式軸封装置 ２ 回転軸 ３ ハウジング ５ 回転環 ５ｓ シール面 １２ 第１シールケース １２ａ ガス供給穴 １２ｂ スチーム供給穴（洗浄用流体供給穴） ２１ シールリング ２１ｂ 給気孔 ２１ｅ 密封端面形成部 ２１ｆ シールリング保持部 ２１ｓ シール面 ２２ Ｏリング（シール部材） ２５ スプリング（付勢手段）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年６月２１日（２０００．６．２
１）

【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】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで本発明の非接触式
軸封装置は、被軸封機器の回転軸に設けられた回転環
と、被軸封機器のハウジングに固定されたシールケース
と、このシールケースと回転軸との間で回転環に機外側
から軸方向に対向するように軸方向移動自在に配置され
たシールリングと、このシールリングとシールケースと
の間に介装されて機内空間をシールするシール部材と、
シールリングを回転環に向けて押圧する付勢手段とを備
え、シールリングに形成された給気孔を通してバリアガ
スをシールリングと回転環との相対面するシール面間に
供給してこれらシール面間で軸封するように形成される
非接触式軸封装置であって、上記シールリングに、この
シールリングをシールケースに保持させるべくシールケ
ースに内嵌されるシールリング保持部と、このシールリ
ング保持部よりも機内側端部領域でシールリング保持部
よりも径方向外方に突出する密封端面形成部とを設け、
シールリング保持部の外周面に上記シール部材を介装さ
せる一方、密封端面形成部の機内側端面に、上記シール
面をその外周縁がシールリング保持部よりも径方向外方
に位置するように形成していることを特徴としている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】本発明の非接触式軸封装置は、上記シール
ケースに、密封端面形成部の機外側端面とシールケース
との間の空間に洗浄用の流体を供給するための洗浄用流
体供給穴を形成していることを特徴としている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明の非接触式軸封装
置においては、シールリングにおける機内側の端部領域
に、機内空間をシールするシール部材が介装されたシー
ルリング保持部よりも径方向外方に突出する密封端面形
成部を設け、この密封端面形成部の機内側端面に、外周
縁が上記シール部材の介装位置よりも径方向外方に位置
するシール面を形成しているので、機内圧がシール面に
作用して生じる開力に抗する閉力が、密封端面形成部の
機外側端面に機内圧が作用して生じることになる。これ
によって、機内圧が変動しても、非接触軸封状態が安定
して維持されるようにすることができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】本発明の非接触式軸封装置は、上記シール
ケースに、密封端面形成部の機外側端面とシールケース
との間の空間に洗浄用の流体を供給するための洗浄用流
体供給穴を形成しているので、密封端面形成部の機外側
端面とシールケースとの間の空間形状を小さくしても、
この領域の洗浄も容易になり、また、この領域を過大な
空間形状とする必要がないので、全体をよりコンパクト
に構成することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被軸封機器の回転軸に設けられた回転環
   と、被軸封機器のハウジングに固定されたシールケース
   と、このシールケースと回転軸との間で回転環に機外側
   から軸方向に対向するように軸方向移動自在に配置され
   たシールリングと、このシールリングとシールケースと
   の間に介装されて機内空間をシールするシール部材と、
   シールリングを回転環に向けて押圧する付勢手段とを備
   え、 シールリングに形成された給気孔を通してバリアガスを
   シールリングと回転環との相対面するシール面間に供給
   してこれらシール面間で軸封するように形成される非接
   触式軸封装置であって、 上記シールリングに、このシールリングをシールケース
   に保持させるべくシールケースに内嵌されるシールリン
   グ保持部と、このシールリング保持部よりも機内側端部
   領域でシールリング保持部よりも径方向外方に突出する
   密封端面形成部とを設け、シールリング保持部の外周面
   に上記シール部材を介装させる一方、密封端面形成部の
   機内側端面に、上記シール面をその外周縁がシールリン
   グ保持部よりも径方向外方に位置するように形成してい
   ることを特徴とする非接触式軸封装置。
2. 【請求項２】 上記シールケースに、密封端面形成部の
   機外側端面とシールケースとの間の空間に洗浄用の流体
   を供給するための洗浄用流体供給穴を形成していること
   を特徴とする請求項１の非接触式軸封装置。