JP2003120826A - 水車用軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール性が高く、スラリー排出能力の高い水
車用軸封装置を提供する。 【解決手段】 単一のシール室１に複数のセグメントシ
ール２を設け、該セグメントシール２により軸振れ等に
対応してシールを行う。また該シール室１にフラッシン
グ孔５から接線方向にフラッシング液を噴出して、スラ
リーを内壁１３側に集め、隙間１７と排出孔１６からス
ラリー排出部４に移動させ、更にセグメントシール３に
設けた排出溝３２から機内Ｙ側にスラリーを排出する。

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、水車用の軸封装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電等に用いられる水車は水流を受ける
プロペラの軸を軸封装置によりシールし、機械の軸受部
やその他の部分に水が入らないように構成されている。
該軸封装置としては、複数のシール室を多段に形成し、
ここにブッシュやセグメントリングなどのパッキンを装
着したものを用いるのが普通である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、シール室を多
段に形成すると構造が複雑になり、装置の価格も高くな
る問題がある。また、多段のシール室は土砂などのスラ
リーが浸入した場合、排出しにくく、詰まりの原因にな
る等の問題があった。この点を解決するために、単一の
シール室内に軸線方向に長いブッシュを装着する方法も
考えられるが、軸線方向に長いブッシュの場合、軸とケ
ーシングの直角度の狂いや軸振れにより、ブッシュ端部
が軸に当たり、漏れが発生するなどの問題を生ずる。本
発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、水車のプロペラ軸に装着される水車用軸
封装置であって、該軸の周囲に形成された単一の空間で
ある円筒状のシール室と、該シール室において、前記軸
に装着された複数のパッキンとを有することを特徴とす
る。上記構成においては、単一のシール室を形成すれば
よいから、構造が簡単でコストの低減が可能である。ま
た、複数のパッキンでシールを行うため、軸とケーシン
グの直角度のくるいや軸振れ等にも対応でき、シール性
が損なわれることがない。また単一のシール室であるた
め、スラリーの排出も簡単である効果がある。なお、パ
ッキンとしてはセグメントシールを用いるのが好まし
い。スラリー排出のために、更に前記シール室にフラッ
シング液をシール室の内壁の接線方向に吹き込むフラッ
シング装置を備えることが可能である。このフラッシン
グにより、スラリーをシール室の外周内壁に集めること
ができ、排出が更に円滑に行える効果がある。また前記
フラッシング孔からのフラッシング液の噴出によりシー
ル室の内壁側に寄るスラリーを集めて、機内側に排出す
る排出部を更に備えることにより更にスラリーの排出効
果が向上する。更に、該排出部に前記シール室の内壁側
に連通する孔を設け、また該排出部を機内側に連通する
溝を備えたパッキンにより機内側とシールすることによ
り、シール性を維持しつつスラリーの排出効果を高める
ことが可能である。この排出効果によりセグメントシー
ルと軸周との間にスラリーが侵入することを防止でき、
スラリーによる傷付きや摩耗を防止できる。また更に好
適な実施形態においては、水車のプロペラ軸に装着され
る水車用軸封装置であって、該軸の周囲に形成された単
一の空間である円筒状のシール室と、該シール室におい
て、前記軸に装着され軸との間をシールし、互いに端面
において接触して互いの間をシールし、且つ最も大気側
のパッキンがシール室の一端面との間をシールし、更に
該シール室の内壁と該パッキンの外周面との間には所定
の隙間が形成されている、複数のパッキンと、前記シー
ル室に設けられたフラッシング液をシール室の内壁の接
線方向に噴出するフラッシング孔と、前記シール室の内
壁から軸方向に軸とは所定の隙間をあけて突出する突起
と、該突起の機内側に装着され、少なくとも前記シール
室と機内側とをシールするシール面を有する他のパッキ
ンと、該突起の前記内壁側に形成され、前記複数のパッ
キンの空間と該突起の機内側とを連通する孔と、前記他
のパッキンのシール面に形成された機内側に連通する溝
と、前記他のパッキンの前記突起に対向する端面であっ
て、半径方向外周に向かって突起との間隔を広げるよう
に形成されたテーパ端面と、を備え、前記フラッシング
孔からのフラッシングによりスラリーをシール室の内壁
側に集め、前記突起の孔と軸との間の隙間から機内側方
向にスラリーを移動させ、更に前記他のパッキンのシー
ル面に形成された溝からスラリーを機内側に排出する、
ように構成されている。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図１において、プロペラ軸５０の下
側には水車内部に納められたプロペラ（図示せず）が装
着され、プロペラ軸５０の上側は発電機等に連結されて
いる。

【０００６】軸封装置Ａは、プロペラ軸５０の周囲に装
着され、水車の機内側Ｙと大気側Ｘとの間をシールする
構成になっている。

【０００７】軸封装置Ａはシール室１とパッキンである
セグメントシール２とから基本的に構成されている。シ
ール室１は、水車本体のケーシングに装着され、且つプ
ロペラ軸５０の周囲に装着された円筒形状のケーシング
１０により形成されている。このシール室１の内部に、
内壁１３との間に所定の隙間をあけて、複数のセグメン
トシール２が装着され、水車本体の機内側Ｙと大気側Ｘ
との間をシールするようになっている。

【０００８】セグメントシール２は、この実施形態では
６個設けられており、その中の５個は互いに端面を接触
させて重ねられている。各セグメントシール２は互いに
廻り止め２０により連結されており、下段の廻り止め２
０がシール室１内部に突出した係止用突起１５に係止し
て、上側の５個のセグメントシール２の廻り止めを行っ
ている。

【０００９】各セグメントシール２は通常のセグメント
リングであり、複数のセグメントから形成されており、
プロペラ軸５０の外周との間で非接触状態でシール面Ｓ
１を形成するようになっている。係止用突起１５にはス
プリング２１が装着され、セグメントシール２を上方向
に押圧しており、セグメントシール２の互いの端面どう
しを押圧して各セグメントシール２間にシール面Ｓ２を
形成している。更に、該スプリング２１の押圧により上
段のセグメントシール２を上端部１１に押しつけてシー
ル面Ｓ３を形成するようになっている。

【００１０】係止用突起１５の下側は、スラリー排出部
４になっており、ここにセグメントシール３が装着され
ている。セグメントシール３は廻り止め２０により係止
用突起１５に係止して廻り止めされており、またスプリ
ング２２により下側に押されて、水車本体のケーシング
の一部である下端部１２に当接し、シール面Ｓ４を形成
している。またプロペラ軸５０の外周面との間で非接触
状態でシール面Ｓ１を形成していることは他のセグメン
トシール２と同じである。

【００１１】シール室１にはフラッシング孔５が設けら
れており、図示しないフラッシング装置からシール室１
内部にフラッシング液を噴出するように構成されてい
る。フラッシング孔５は図２に示すように円筒のシール
室１の内壁１３の接線方向（矢印方向）にフラッシング
液を噴出するように構成されており、フラッシング液を
回転させ、シール室１内部のスラリーをシール室１の内
壁１３側に集めるように構成されている。

【００１２】図１及び図３の部分拡大図に示すように、
係止用突起１５の内壁１３側には排出孔１６が複数設け
られており、内壁１３側に寄せられたスラリーは、重力
により排出孔１６からスラリー排出部４へと排出される
ようになっている。また、係止用突起１５とプロペラ軸
５０のとの隙間１７からもスラリーはスラリー排出部４
側へ排出されるようになっている。

【００１３】セグメントシール３の係止用突起１５側に
対向する端面はテーパ状のテーパ面３０と成っており、
外周方向に向けて係止用突起１５との隙間を広げるよう
になっている。このテーパ面３０により隙間１７からの
スラリーはスラリー排出部４内に排出されやすくなって
いる。

【００１４】機内側の下端部１２と接触してシール面Ｓ
４を形成するセグメントシール３の端面３１には複数の
排出溝３２が設けられ、該排出溝３２からスラリー排出
部４内のスラリーを機内Ｙ側に排出するように構成され
ている。

【００１５】以上の構成において、シール室１は単一で
あるから、構造が簡単である。また、プロペラ軸５０と
ケーシング１０の直角度にくるいがあったり、或いはプ
ロペラ軸５０が振れることがあっても、各セグメントシ
ール２が半径方向に個々に動き、シール性が損なわれる
ことがない。

【００１６】シール室１内に侵入したスラリーなどの固
形物はフラッシング孔５からのフラッシング液の噴出に
より内壁１３側に集められ、重力により隙間１７、排出
孔１６を通ってスラリー排出部４に移動する。セグメン
トシール３にはテーパ面３０を設けてあるため、係止用
突起１５を通る固形物は効率的にスラリー排出部４に集
められる。そして、セグメントシール３の排出溝３２を
通って機内Ｙ側に排出される。このため、シール面Ｓ
１、Ｓ２、Ｓ３部にスラリーかみ込むことがなく、シー
ル性能を長期にわたり確保できる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の水車用軸
封装置によれば、シール性能が高く、スラリーの排出能
力も高く、しかも構造が簡単になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す側断面図。

【図２】本発明の一実施形態を示す平断面図。

【図３】本発明の一実施形態を示す拡大側半断面図。

【符号の説明】

１：シール室、２：セグメントシール、３：セグメント
シール、４：スラリー排出部、５：フラッシング孔、１
０：ケーシング、１１：上端部、１２：下端部、１３：
内壁、１５：係止用突起、１６：排出孔、１７：隙間、
２０：廻り止め、２１：スプリング、２２：スプリン
グ、３０：テーパ面、３１：端面、３２：排出溝、５
０：プロペラ軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小 野 光 洋 神奈川県横浜市港北区新吉田町2940番地 株式会社日本工営横浜事業所内 (72)発明者 長 妻 忠 浩 東京都大田区矢口３丁目14番15号 株式会 社タンケンシールセーコウ内 Ｆターム(参考） 3H072 AA02 AA27 BB16 BB27 BB32 CC68 3J041 AA03 BD01 BD06 DA03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水車のプロペラ軸に装着される水車用軸
   封装置であって、 該軸の周囲に形成された単一の空間である円筒状のシー
   ル室と、 該シール室において、前記軸に装着された複数のパッキ
   ンとを有することを特徴とする水車用軸封装置。
2. 【請求項２】 前記シール室にフラッシング液をシール
   室の内壁の接線方向に噴出するフラッシング孔を更に備
   えた、 請求項１に記載の水車用軸封装置。
3. 【請求項３】 前記フラッシング孔からのフラッシング
   液の噴出によりシール室の内壁側に寄るスラリーを集め
   て、機内側に排出する排出部を更に備えた、 請求項１又は２に記載の水車用軸封装置。
4. 【請求項４】 前記排出部が前記シール室の内壁側に連
   通する孔を備え、 該排出部が更に機内側に連通する溝を備えたパッキンに
   より機内側とシールされている、 請求項３に記載の水車用軸封装置。
5. 【請求項５】 水車のプロペラ軸に装着される水車用軸
   封装置であって、 該軸の周囲に形成された単一の空間である円筒状のシー
   ル室と、 該シール室において、前記軸に装着され軸との間をシー
   ルし、互いに端面において接触して互いの間をシール
   し、且つ最も大気側のパッキンがシール室の一端面との
   間をシールし、更に該シール室の内壁と該パッキンの外
   周面との間には所定の隙間が形成されている、複数のパ
   ッキンと、 前記シール室に設けられたフラッシング液をシール室の
   内壁の接線方向に噴出するフラッシング孔と、 前記シール室の内壁から軸方向に軸とは所定の隙間をあ
   けて突出する突起と、 該突起の機内側に装着され、少なくとも前記シール室と
   機内側とをシールするシール面を有する他のパッキン
   と、 該突起の前記内壁側に形成され、前記複数のパッキンの
   空間と該突起の機内側とを連通する孔と、 前記他のパッキンのシール面に形成された機内側に連通
   する溝と、 前記他のパッキンの前記突起に対向する端面であって、
   半径方向外周に向かって突起との間隔を広げるように形
   成されたテーパ端面と、 を備え、 前記フラッシング孔からのフラッシングによりスラリー
   をシール室の内壁側に集め、前記突起の孔と軸との間の
   隙間から機内側方向にスラリーを移動させ、更に前記他
   のパッキンのシール面に形成された溝からスラリーを機
   内側に排出する、 ことを特徴とする水車用軸封装置。
6. 【請求項６】 前記パッキンがセグメントシールであ
   る、 請求項１又は２又は３又は４又は５に記載の水車用軸封
   装置。