JP2003227570A - 軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールガスが無くても長期間確実に軸封する
軸封装置を提供する。 【解決手段】 回転軸３の軸線に沿って回転軸３に対面
する環状溝１２を複数並設し、当該環状溝１２に、回転
軸３に摺接する弾性シールリング１３を配設して、これ
らの並設される弾性シールリング１３により気密性の確
保を図り、加えて、環状溝１２，１２同士間に、回転軸
３に対面し潤滑粘性流体が貯められる環状の潤滑粘性流
体溜まり１１を配設することで、潤滑粘性流体溜まり１
１の潤滑粘性流体を、潤滑粘性流体溜まり１１両脇の環
状溝１２の弾性シールリング１３に対して、回転軸３と
の間に設けられている回転隙間Ａを介して補給し、弾性
シールリング１３の回転軸３に対する摩耗を防止すると
共に当該潤滑粘性流体自体によっても気密性を確保する
ように構成して成るもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸との間に回
転隙間を有して環状に取り囲む固定側に配設され、当該
回転軸を軸封する軸封装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、排ガス処理設備に採用されてい
る活性炭吸着塔や活性炭再生塔は、上部の活性炭供給口
／下部の活性炭排出口に、ガス及び活性炭粉の外部漏洩
を防止しながら活性炭を定量供給／排出するロータリバ
ルブ（ロータリフィーダとも称す）を備えている。

【０００３】このロータリバルブは、複数の羽根板が回
転軸の周囲に放射状に装備される回転体と、この回転体
を収容する箱体と、を備え、回転軸の回転に従って複数
の羽根板が回転することで、入口から活性炭を定量切り
出し出口から排出する構成とされ、気密性を確保すべ
く、箱体内壁と羽根板側面との間の隙間はμｍ単位に設
定されている。

【０００４】しかしながら、このようなμｍ単位の隙間
でも、当該隙間からガス及び活性炭粉の漏れが多少は生
じる。ここで、回転軸は、その両端部が箱体から外方に
突出して軸受に回転自在に支持されているため、ガス及
び活性炭が、回転側となる回転軸と固定側となる箱体と
の間の回転隙間を介して外部に漏れることなる。そこ
で、この回転軸と箱体との間の回転隙間を介してのガス
及び活性炭粉の漏洩を防止すべく、固定側に、回転軸を
軸封する軸封装置を設けている。

【０００５】この軸封装置としては、回転軸に摺接する
環状のグランドパッキンが一般的に知られているが、こ
のグランドパッキンでは漏洩防止が十分では無いため、
グランドパッキンの一部に、若しくは、グランドパッキ
ンの外側に隣接して、環状の所謂ランタンリングを設
け、このランタンリングに例えばＮ₂ガス等のシールガ
スを供給することで、漏洩の確実な防止を図っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、ランタンリン
グを備える軸封装置にあっては、シールガスの供給が不
可欠であるが、設備によっては、シールガスの供給源が
無い場合もあり、従って、シールガスが無くても確実に
軸封し得る軸封装置が望まれている。

【０００７】本発明は、このような課題を解決するため
に成されたものであり、シールガスが無くても長期間確
実に軸封し得る軸封装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による軸封装置
は、回転軸との間に回転隙間を有して環状に取り囲む固
定側に配設され、回転軸を軸封する軸封装置において、
回転軸に対面すると共に当該回転軸の軸線に沿って複数
並設される環状溝と、この環状溝に配設され、回転軸に
摺接する弾性シールリングと、回転軸に対面すると共に
環状溝同士間に配設され、潤滑粘性流体が貯められる環
状の潤滑粘性流体溜まりと、を備える。

【０００９】このような軸封装置によれば、回転軸の軸
線に沿って並設される環状溝に各々配設され、回転軸に
摺接する弾性シールリングにより気密性の確保が図ら
れ、加えて、これらの環状溝同士間に配設される環状の
潤滑粘性流体溜まりの潤滑粘性流体が、当該潤滑粘性流
体溜まり両脇の弾性シールリングに対して、回転軸との
間に設けられている回転隙間を介して補給され、弾性シ
ールリングの回転軸に対する摩耗が防止されると共に、
当該潤滑粘性流体自体によっても気密性が確保される。

【００１０】ここで、環状溝に、弾性シールリングが浴
する潤滑粘性流体が充填されていると、弾性シールリン
グの摩耗が一層防止されると共に、当該潤滑粘性流体自
体によって気密性が一層確保される。

【００１１】また、潤滑粘性流体溜まりと外部とを連通
する連通孔を備えていると、この連通孔を通しての潤滑
粘性流体の交換、補充が可能とされる。また、万一、弾
性シールリングから漏洩すると、漏洩ガスが有色の粉体
等を含む場合には、この弾性シールリングより外側の潤
滑粘性流体溜まりの潤滑粘性流体がその有色に変化する
ため、当該潤滑粘性流体溜まりに接続される連通孔を通
して潤滑粘性流体の色を目視することで、漏洩の有無を
確認することが可能とされる。

【００１２】また、軸線に沿って最内側の弾性シールリ
ングよりさらに内側に、弾性シールリングとは別の環状
のシール部材を備えていると、別のシール部材からの漏
洩が上記軸封装置で確実に防止されると共に、当該軸封
装置に働く漏洩負荷が別のシール部材により低減されて
気密性が一層確保されるようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る軸封装置の好
適な実施形態について添付図面を参照しながら説明す
る。図１は、本発明による軸封装置を示す縦断面構成図
であり、この軸封装置は、活性炭を定量供給／排出する
ロータリバルブに採用されているものである。

【００１４】ロータリバルブ１は、図１に一部が示され
ているように、複数の羽根板２が回転軸３の周囲に放射
状に装備される回転体（ロータ）４を、箱体（ケーシン
グ）５内に収容する一方で、箱体５から外方に突出する
回転軸３の両端部（図では一方のみを図示）を、例えば
メタル等の軸受６で各々回転自在に支承する構成とさ
れ、回転軸３に駆動源から回転駆動力を伝達すること
で、回転軸３及び複数の羽根板２を回転し、これら羽根
板２の回転に従って上方の入口から活性炭を回転方向に
定量切り出し下方の出口から排出するものである。

【００１５】回転軸３は、箱体５（固定側）の側部に形
成され外側（図示右側）が内側に比して大径とされる段
付き貫通孔を挿通し、この段付き貫通孔の大径部５Ｘ
に、第一軸封部７ａが配設されると共に、この第一軸封
部７ａより回転軸３の軸線に沿って外側に、第二軸封部
７ｂが配設され、これらの第一、第二軸封部７ａ，７ｂ
により、回転軸３を軸封する軸封装置７が構成されてい
る。

【００１６】第一軸封部７ａは、回転軸３に摺接するよ
うに段付き貫通孔の大径部５Ｘに装填される環状のグラ
ンドパッキン（シール部材）８を備えている。このグラ
ンドパッキン８は、箱体５に対して外側から例えば螺子
止めされる環状のパッキン押え金具９により、段付き貫
通孔の段差面５Ｙに押圧されて固定されている。このパ
ッキン押え金具９は、回転軸３との間に所定の回転隙間
Ａを有している。

【００１７】第一軸封部７ａより外側の第二軸封部７ｂ
は、パッキン押え金具９（固定側）の内周面に配設さ
れ、回転軸３の軸線に沿って並設されて当該回転軸３に
対面する環状シール機構１０ａ，１０ｂを備えると共
に、これらの環状シール機構１０ａ，１０ｂの間に、回
転軸３に対面するように形成される環状のグリス溜まり
１１を備えている。

【００１８】環状シール機構１０ａ，１０ｂは、パッキ
ン押え金具９の内周面に形成される環状溝１２に、回転
軸３に摺接する例えばＯリング、Ｘリング、Ｕリング等
のゴムリング（弾性シールリング；図示はＯリング）１
３を配設したものであり、この環状溝１２には、ゴムリ
ング１３が浴するグリス（潤滑粘性流体）が予め充填さ
れている。

【００１９】これらの環状シール機構１０ａ，１０ｂ間
に位置するグリス溜まり１１は、パッキン押え金具９の
内周面に、所定量のグリスを収容可能な大きさに形成さ
れる環状溝である。このグリス溜まり１１を有するパッ
キン押え金具９には、グリス溜まり１１の底面と外部と
を連通する連通孔１４が形成され、この連通孔１４に対
してはグリスニップル１５が螺着されている。そして、
グリス溜まり１１には連通孔１４を通して所定量のグリ
スが充填されている。

【００２０】なお、箱体５の段付き貫通孔大径部５Ｘの
グランドパッキン８より外側には、パッキン押え金具９
の外周面との間で、グランドパッキン８から外部に漏洩
する虞があるガス及び活性炭粉を遮断する例えばＯリン
グ、Ｘリング、Ｕリング等のゴムリング１６が配設され
ている。

【００２１】次に、軸封装置７の作用について説明す
る。上記ロータリバルブ１にあっては、箱体５の内壁５
ａと羽根板２の側面２ａとの間の隙間Ｂがμｍ単位に設
定され（図では隙間Ｂは誇張して示されている）、気密
性の確保を図っているが、このμｍ単位の隙間Ｂからで
もガス及び活性炭粉の漏れが多少は生じ、ガス及び活性
炭粉は、箱体５の段付き貫通孔と回転軸３との間の回転
隙間を介して外側に漏洩しようとする。

【００２２】このガス及び活性炭粉の漏洩は、グランド
パッキン８により遮断が図られるが、従来のようなシー
ルガスが供給されるランタンリングが無いため、グラン
ドパッキン８だけでは気密性の確保が十分ではなく、ガ
ス及び活性炭粉は、グランドパッキンを通してさらに外
側に漏洩する。

【００２３】ここで、本実施形態では、グランドパッキ
ン８より外側に、回転軸３に摺接するゴムリング１３が
並設されているため、グランドパッキン８から回転隙間
Ａを通って漏洩してくるガス及び活性炭粉は、この二重
のゴムリング１３で遮断が図られる。

【００２４】この際、ゴムリング１３は、環状溝１２に
充填されるグリスに浴しているため、ゴムリング１３の
回転軸３に対する摩耗が防止されつつ、ガス及び活性炭
粉の漏洩の遮断が図られている。

【００２５】そして、これらのゴムリング１３に対して
は、グリス溜まり１１のグリスが、回転軸３の回転に従
って、回転隙間Ａを通して補給される。従って、ゴムリ
ング１３の回転軸３に対する摩耗が一層防止されてい
る。

【００２６】しかも、回転隙間Ａ、グリス溜まり１１及
び環状溝１２にはグリスが在るため、このグリス自体に
より、ガス及び活性炭粉の漏洩の遮断が図られている。

【００２７】このように、本実施形態においては、回転
軸３の軸線に沿って並設され、回転軸３に摺接するゴム
リング１３により気密性の確保が図られ、加えて、これ
らのゴムリング１３，１３同士間に配設されるグリス溜
まり１１のグリスが、両脇のゴムリング１３，１３に回
転隙間Ａを介して補給され、ゴムリング１３の摩耗が防
止されていると共に当該グリス自体によっても気密性が
確保されている。このため、シールガスが無くても長期
間確実に軸封するのが可能とされている。

【００２８】加えて、環状溝１２に、ゴムリング１３が
浴するグリスが充填されているため、ゴムリング１３の
摩耗が一層防止されていると共に、当該グリス自体によ
り気密性が一層確保されている。

【００２９】また、グランドパッキン８を備える第一軸
封部７ａと、ゴムリング１３，１３、グリスが充填され
たグリス溜まり１１を備える第二軸封部７ｂとが並設さ
れているため、第一軸封部７ａからの漏洩が第二軸封部
７ｂで確実に防止されていると共に、当該第二軸封部７
ｂに働く漏洩負荷が第一軸封部７ａにより低減され気密
性の一層の確保が図られている。

【００３０】なお、本実施形態では、定期／非定期的に
連通孔１４を通してのグリスの交換、補充が可能であ
る。また、万一、内側のゴムリング１３が漏洩すると、
これより外側のグリス溜まり１１のグリスに活性炭粉が
混在しグリスが黒くなるため、当該グリス溜まり１１に
接続される連通孔１４を通してグリスの色を目視するこ
とで、漏洩の有無を確認することが可能である。

【００３１】以上、本発明をその実施形態に基づき具体
的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施形態においては、特に好
ましいとして、環状溝１２に予めグリスを充填している
が、環状溝１２には予めグリスを充填せずに、回転軸３
の回転に従って、グリス溜まり１１のグリスを、回転隙
間Ａを通して環状溝１２のゴムリング１３に補給する形
態を採ることも可能である。

【００３２】また、上記実施形態においては、軸封装置
７を、第一軸封部７ａ及び第二軸封部７ｂを備える構成
としているが、第一軸封部７ａを無くし第二軸封部７ｂ
のみで回転軸３を軸封するようにしても良い。

【００３３】また、上記実施形態においては、活性炭を
扱う（供給／排出する）ことから、活性炭粉が漏洩する
とグリスが黒色となって目視での漏洩の検知が可能であ
るが、活性炭以外でも、有色の粉体等を扱うのであれ
ば、漏洩によりグリスがその有色に変化するため、目視
で漏洩を検知することが可能である。

【００３４】また、上記実施形態においては、特に好適
であるとしてグリスを採用しているが、シリコングリス
等でも良く、要は、潤滑性を有し粘度が比較的高い潤滑
粘性流体であれば良い。

【００３５】また、上記実施形態においては、環状溝１
２に、例えばＯリング、Ｘリング、Ｕリング等のゴムリ
ング１３を配設するようにしているが、これらのゴムリ
ングに限定されるものではなく、弾性シールリングであ
れば良い。

【００３６】また、上記実施形態においては、環状シー
ル機構１０ａ，１０ｂを二段に並設しているが、三段以
上並設しても良い。この場合も、潤滑粘性流体溜まり１
１は環状シール機構同士の間に各々配設されることにな
る。

【００３７】また、上記実施形態においては、ロータリ
バルブ１に対する適用を述べているが、例えば、スクリ
ューコンベア等の回転機器（回転軸を有する機器）に対
しても適用可能であり、要は、気密性が要求される回転
機器に適用するのが好適である。

【００３８】

【発明の効果】本発明による軸封装置は、回転軸の軸線
に沿って回転軸に対面する環状溝を複数並設し、当該環
状溝に、回転軸に摺接する弾性シールリングを配設し
て、これらの並設される弾性シールリングにより気密性
の確保を図り、加えて、この環状溝同士間に、回転軸に
対面し潤滑粘性流体が貯められる環状の潤滑粘性流体溜
まりを配設することで、潤滑粘性流体溜まりの潤滑粘性
流体を、潤滑粘性流体溜まり両脇の弾性シールリングに
対して、回転軸との間に設けられている回転隙間を介し
て補給し、弾性シールリングの回転軸に対する摩耗を防
止すると共に当該潤滑粘性流体自体によっても気密性を
確保するように構成したものであるから、シールガスが
無くても長期間確実に軸封することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による軸封装置を示す縦断面構成図であ
る。

【符号の説明】

３…回転軸、４…回転体、５…箱体（固定側）、７…軸
封装置、７ａ…第一軸封部、７ｂ…第二軸封部、８…グ
ランドパッキン（別のシール部材）、９…パッキン押え
金具（固定側）、１０ａ，１０ｂ…環状シール機構、１
１…グリス溜まり（潤滑粘性流体溜まり）、１２…環状
溝、１３…ゴムリング（弾性シールリング）、１４…連
通孔、Ａ…回転隙間。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸との間に回転隙間を有して環状に
   取り囲む固定側に配設され、前記回転軸を軸封する軸封
   装置において、 前記回転軸に対面すると共に当該回転軸の軸線に沿って
   複数並設される環状溝と、 この環状溝に配設され、前記回転軸に摺接する弾性シー
   ルリングと、 前記回転軸に対面すると共に前記環状溝同士間に配設さ
   れ、潤滑粘性流体が貯められる環状の潤滑粘性流体溜ま
   りと、を備える軸封装置。
2. 【請求項２】 前記環状溝には、前記弾性シールリング
   が浴する前記潤滑粘性流体が充填されていることを特徴
   とする請求項１記載の軸封装置。
3. 【請求項３】 前記潤滑粘性流体溜まりと外部とを連通
   する連通孔を備えることを特徴とする請求項１又は２記
   載の軸封装置。
4. 【請求項４】 前記軸線に沿って最内側の弾性シールリ
   ングよりさらに内側に、前記弾性シールリングとは別の
   環状のシール部材を備えることを特徴とする請求項１〜
   ３の何れか一項に記載の軸封装置。