JP2005113983A - Mechanical seal device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、メカニカルシール装置に関する。更に詳しくは、H2ガス,LNG等の燃焼ガス、揮発性ガス、有害ガス等をシールするメカニカルシール装置に関する。 The present invention relates to a mechanical seal device. More specifically, the present invention relates to a mechanical seal device that seals combustion gas such as H2 gas and LNG, volatile gas, harmful gas, and the like.
従来、シール装置は、シールする空気、水、油が微少量を外部へ漏洩したとしても火災、公害として問題にならなかった。しかし、近年、特殊なガス、例えば、H2ガス、LNG、毒性ガス、揮発性ガス等の流体をシールする必要が生じてきた。このシール装置には、二つのメカニカルシールを軸方向に並列に配置すると共に、その二つのメカニカルシール間に不活性ガス等の高圧のバッファ流体を供給して二つのメカニカルシールのシール手段とバッファ流体としての封止圧力により被密封流体をシールするタンデム形、叉はダブル形メカニカルシールが存在する(例えば、特許文献1参照,特許文献2参照)。このメカニカルシールは、摺動する密封面に動圧発生溝を設けて摺動時に密封面を非接触状態にし、シール面に摩擦熱や摩耗が生じるのを防止するようにしている。しかし、非接触形メカニカルシールは、シール面間に間隙が生じるために被密封流体が漏洩する問題がある。又、漏洩した有害な被密封流体を回収して処分しなければならない。更に、複数にしたメカニカルシールのために装置が高価になる問題と、装置の設置場所を大きくする問題が存する。更に、動圧発生溝を設けたシール面を有する密封環は、加工精度及び品質を必要とするために高価になる問題がある。
Conventionally, a sealing device has not been a problem as a fire or pollution even if a small amount of air, water or oil to be leaked leaks to the outside. However, in recent years, it has become necessary to seal fluids such as special gases such as
更に、本発明に類似する第1関連技術として図7に示すメカニカルシール100が存在する(特許文献3参照)。このメカニカルシール100は、本発明とは全く被密封流体をシールする用途が異なるものである。しかし、形状的に類似する点が存するので、その技術の相違を説明する。このメカニカルシール100は、ロータリジョイントに設けられるものである。ロータリジョイントのケーシング101は、筒状フレーム110と、この筒状フレーム110に取り付けられたヘッド部111とから構成されている。叉、ケーシング101には、ボルト112を介して環状のフレーム107が設けられている。そして、ケーシング101の内部には、シール孔113が設けられている。このシール孔113には外部の流路と連通可能な流路114が連通している。更に、シール孔113には、フレーム107側から工作機械の主軸119の一端が内装されている。
Furthermore, there exists the
このように構成された工作機械の回転する主軸119の流路と、固定されたケーシング101の流路114とを流体Mが通過可能に連通させるためにロータリージョイントが設けられる。ロータリージョイントは、ケーシング101のシール孔113に軸部115が移動自在に取り付けられたフローティングシート102と、主軸119の流路に螺合した回転管軸104とは、対向状態に配置されている。そして、フローティングシート102の流路118と、回転管軸104の流路120とを回転状態でも被密封流体Mが流れるように連通させるものである。
A rotary joint is provided in order to allow the fluid M to pass through the flow path of the rotating main shaft 119 of the machine tool thus configured and the
フローティングシート102の端部には固定用密封環121が設けられている。この固定用密封環121のシール面には平面から見て半円形の潤滑溝121C、121Dが内周と外周に交互に円周に沿って2等配で放射状に設けられている。又、回転管軸104の端面にも回転用密封環122が設けられている。この回転用密封環122のシール面は平面状態である。そして、固定用密封環121のシール面と回転用密封環122のシール面が密接するように、ばね106によりフローティングシート102のフランジ部116が弾発に押圧されている。又、フローティングシート102が回動しないように、フランジ部116の切欠117には、止めピン105が係止している。このシール面の潤滑溝121Cは、両密封環121、122の流通孔121Aを通る被密封流体を潤滑溝121Cに流入させると共に、被密封流体の圧力により潤滑溝121Cからシール面に圧送して潤滑するように構成されている。
A
このように構成されたロータリージョイントは被密封流体の圧力を利用して潤滑溝121Cからシール面へ被密封流体を導入する。この被密封流体の圧力により潤滑溝121Cからシール面へ被密封流体を導入するために、被密封流体には圧力を必要とする。更に、被密封流体は液体でなければならない。従って、本発明のような燃焼する気体をシール場合には、このような構成のメカニカルシールでは、シール面を潤滑できないから、シール面に焼き付きや摩耗が惹起する。この為に、被密封流体が燃焼するガスの場合には、シール面の摺動時の発熱により,被密封流体が燃焼につながることにもなる。又、外周面の潤滑溝121Dに外周面側から潤滑液を強制的に供給する場合には、内外周側に設けられた潤滑溝121D、121Cをつたわって内周側に流入し、流通孔121Aを流れる被密封流体に混入する問題が存する。又、潤滑液を供給する装置を必要とするので、設備費を高価にする問題が存する。又、反対に、流通孔121Aを流れる気体の被密封流体が内周側の潤滑溝121Cから遠心力により外周側の潤滑溝121Dに送り込まれてシール面の外周側に流出する問題が存する。この為に、図7に示すメカニカルシールは、潤滑できる液体を流すロータリジョイントにしか適用できない。
The thus configured rotary joint introduces the sealed fluid from the lubricating groove 121C to the sealing surface using the pressure of the sealed fluid. In order to introduce the sealed fluid from the lubricating groove 121C to the sealing surface by the pressure of the sealed fluid, the sealed fluid requires pressure. Furthermore, the sealed fluid must be liquid. Therefore, when the gas to be burned is sealed as in the present invention, the mechanical seal having such a configuration cannot lubricate the seal surface, which causes seizure and wear on the seal surface. For this reason, in the case where the sealed fluid is a combusting gas, the sealed fluid also leads to combustion due to heat generated when the seal surface slides. Further, when the lubricating liquid is forcibly supplied from the outer peripheral surface side to the lubricating groove 121D on the outer peripheral surface, the lubricating grooves 121D and 121C provided on the inner and outer peripheral sides are connected to flow into the inner peripheral side, and the
更に、本発明の第2関連技術として図8に示す密封環200が存在する(特許文献4参照)。この密封環200は、シール面210に多数個の螺旋溝215を設けたものである。このシール面210は、図7の固定用密封環121と同様に回転用密封環122のシール面に対向して配置される。そして、一方周側の高圧の流体を巻き込んで両シール面間に介在させる。同時に、螺旋溝215によりシール面間に動圧力を発生させて両シール面間を非接触状態にする。このように、両密封環が非接触状態になるシールでは、シール面の摩耗は防止できるが、両シール面間が非接触状態に移行するときに被密封流体を両シール面間から漏洩させるので問題となる。この為に、本発明のような漏洩が許されない特殊な被密封流体では、又は、潤滑油を被密封流体に混入できない場合には、このような密封環200をメカニカルシールに用いることには問題が存する。
Further, as a second related technique of the present invention, there is a
本発明は、上述のような問題点に鑑み成されたものである。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、密封環のシール面の摺動時における摩擦熱を防止すると共に、摺動による摩耗を防止することにある。又、被密封流体に潤滑油が混入するのを防止することにある。更に、被密封流体が高圧であってもシール面から被密封流体が漏洩するのを防止することにある。そして、メカニカルシール装置の製作コストを低減することにある。
The present invention has been made in view of the above problems.
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to prevent frictional heat during sliding of the sealing surface of the sealing ring and to prevent wear due to sliding. Another object is to prevent lubricating oil from entering the sealed fluid. Furthermore, even if the fluid to be sealed is at a high pressure, the fluid to be sealed is prevented from leaking from the sealing surface. And it is in reducing the manufacturing cost of a mechanical seal apparatus.
本発明は、上述のような技術的課題を解決するために成されたものである。その課題を解決する技術的な解決手段は、以下のように構成されている。
請求項1に係わる本発明のメカニカルシール装置は、揮発性流体、低沸点流体、燃焼性流体等をシールするメカニカルシール装置である。そして、シール面を有する第1密封環と、第1密封環のシール面に密接する対向シール面を有する第2密封環と、第1密封環と第2密封環の一方周面側に有する被密封流体用の通路と、第1密封環と第2密封環の他方周面側に有する潤滑液用の潤滑室とを具備し、潤滑室の潤滑液の圧力が被密封流体の圧力より低圧であると共に、潤滑室側のシール面と対向シール面との一方のシール面にシール面と対向シール面との間内へ潤滑室の潤滑液が導される潤滑導入溝を有するものである。
The present invention has been made to solve the technical problems as described above. The technical solution for solving the problem is configured as follows.
The mechanical seal device of the present invention according to
請求項2に係わる本発明のメカニカルシール装置は、潤滑室が第1密封環と第2密封環の内周面側に有するものである。
In the mechanical seal device of the present invention according to
請求項3に係わる本発明のメカニカルシール装置は、第1密封環のシール面に有する潤滑導入溝が内周面からシール面に沿って円弧状に形成されていると共に、シール面の径方向幅の半分以下のシール面に潤滑導入溝が形成されているものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a mechanical seal device according to a third aspect of the present invention, wherein the lubrication introducing groove formed on the seal surface of the first seal ring is formed in an arc shape from the inner peripheral surface along the seal surface, The lubrication introduction groove is formed on the seal surface of half or less of the above.
請求項4に係わる本発明のメカニカルシール装置は、潤滑室に封入される潤滑液が潤滑油であると共に、潤滑液の圧力が供給源からの潤滑油の略自重圧に等しいものである。 In the mechanical seal device according to the fourth aspect of the present invention, the lubricating liquid sealed in the lubricating chamber is lubricating oil, and the pressure of the lubricating liquid is substantially equal to the pressure of the lubricating oil from the supply source.
請求項5に係わる本発明のメカニカルシール装置は、第2密封環がカーボン材製で突出した端面に対向シール面を有すると共に、対向シール面の径方向の幅がシール面の径方向の幅より小さな寸法に形成されているものである。
In the mechanical seal device of the present invention according to
この請求項1に係わる本発明のメカニカルシール装置では、シール面と対向シール面の間に被密封流体の気圧より低い潤滑液を入り込ませる潤滑導入溝が形成されているから、両密封環の他方側に特殊な揮発性の被密封流体が存在しても潤滑液によりシール面の潤滑作用を発揮させる。この為に、シール面間の発熱を防止し、シール面の摩耗を防止する。例え、被密封流体が燃焼するような気体であっても摩擦による燃焼ガスの発火を防止する。そして、両シール面の間は接触状態で潤滑液により潤滑作用を発揮するから、長期に渡りシール能力を発揮する。又、潤滑室の潤滑液は被密封流体の圧力より低いから、潤滑液が被密封流体側へ侵入するのを防止できる。又、潤滑室に供給する潤滑液の圧力は,タンクに封入するのみでよい。この為に、潤滑液を供給するポンプ等の設備を不用とし、メカニカルシール装置としての製作コストを低減できる。 In the mechanical seal device according to the first aspect of the present invention, since the lubricating introduction groove for allowing the lubricating liquid lower than the pressure of the sealed fluid to enter is formed between the sealing surface and the opposing sealing surface, Even when a special volatile sealed fluid is present on the side, the lubricating action of the sealing surface is exerted by the lubricating liquid. For this reason, heat generation between the seal surfaces is prevented, and wear of the seal surfaces is prevented. For example, even if the sealed fluid is a gas that burns, ignition of the combustion gas due to friction is prevented. In addition, since the lubricating action is exerted by the lubricating liquid in a contact state between both the sealing surfaces, the sealing ability is exhibited over a long period of time. Further, since the lubricating liquid in the lubricating chamber is lower than the pressure of the sealed fluid, the lubricating liquid can be prevented from entering the sealed fluid side. Also, the pressure of the lubricating liquid supplied to the lubricating chamber need only be sealed in the tank. For this reason, equipment such as a pump for supplying the lubricating liquid is not required, and the manufacturing cost of the mechanical seal device can be reduced.
この請求項2に係わる本発明のメカニカルシール装置では、両密封環の内周側に潤滑室が設けられているので、両密封環が相対回転すると潤滑導入溝に流入した潤滑液をシール面の間の遠心力でシール面の間に十分に介在させることが可能になる。この為に、潤滑導入溝が両シール面の間内に微小に入り込んだ状態でも、シール面の間に潤滑液を供給できる効果を奏する。又、シール面の間の発熱を防止して被密封流体が摩擦熱により発火するのを防止すると共に、シール面の間の潤滑液を介して被密封流体が潤滑室側へ漏洩するのを防止する。そして、シール面間のシール効果を発揮させる。 In the mechanical seal device according to the second aspect of the present invention, since the lubrication chamber is provided on the inner peripheral side of the both sealing rings, the lubricating liquid that has flowed into the lubrication introduction groove when the two sealing rings rotate relative to each other on the sealing surface. It becomes possible to intervene sufficiently between the sealing surfaces by the centrifugal force in between. For this reason, there is an effect that the lubricating liquid can be supplied between the seal surfaces even in a state where the lubrication introduction groove is minutely inserted between the seal surfaces. Also, heat generation between the seal surfaces is prevented to prevent the sealed fluid from igniting due to frictional heat, and the sealed fluid is prevented from leaking to the lubrication chamber through the lubricating liquid between the seal surfaces. To do. And the sealing effect between sealing surfaces is exhibited.
この請求項3に係わる本発明のメカニカルシール装置では、潤滑導入溝が円弧状に形成されていると共に、シール面の幅の半分以下に潤滑導入溝が形成されているので、シール面と対向シール面との潤滑導入溝のない接触面を大きくして被密封流体と共に潤滑液をシールするシール能力を発揮させることが可能になる。又、潤滑導入溝は、潤滑液がシール面の間に浸入しやすくして潤滑作用を発揮させる。又、円弧状の潤滑導入溝は、回転用密封環が正逆どちらに回転しても潤滑液をシール面間に導入できる。 In the mechanical seal device according to the third aspect of the present invention, the lubrication introduction groove is formed in an arc shape, and the lubrication introduction groove is formed in half or less of the width of the seal surface. It is possible to increase the contact surface with no lubrication introduction groove with the surface and to exert a sealing ability to seal the lubricating liquid together with the sealed fluid. Further, the lubrication introduction groove makes it easier for the lubricating liquid to enter between the seal surfaces to exert a lubricating action. Further, the arc-shaped lubrication introduction groove can introduce the lubricating liquid between the seal surfaces regardless of whether the rotation sealing ring rotates in the forward or reverse direction.
この請求項4に係わる本発明のメカニカルシール装置では、潤滑液の圧力が潤滑油の自重圧に略等しく、しかも、潤滑液が潤滑油に構成されている。そして、潤滑油は潤滑導入溝によりシール面の間に浸入させることができる。このために、シール面間の潤滑作用を最適に発揮させる。同時に、燃焼性ガスでも、問題なく、確実にシールすると共に、潤滑液を被密封流体側へ混入するのも防止できる。更に、シール面の摺動による発熱を防止して燃焼ガスである被密封流体の発熱を防止する。 In the mechanical seal device according to the fourth aspect of the present invention, the pressure of the lubricating liquid is substantially equal to the self-weight pressure of the lubricating oil, and the lubricating liquid is constituted by the lubricating oil. The lubricating oil can be infiltrated between the seal surfaces by the lubrication introduction groove. For this reason, the lubricating action between the seal surfaces is optimally exhibited. At the same time, even a combustible gas can be reliably sealed without any problem, and the lubricating liquid can be prevented from being mixed into the sealed fluid side. Furthermore, heat generation due to sliding of the seal surface is prevented, and heat generation of the sealed fluid that is combustion gas is prevented.
この請求項5に係わる本発明のメカニカルシール装置では、第2密封環がカーボン材であり、しかも、対向シール面の径方向幅がシール面の幅より小さいから、カーボン材の潤滑作用と共に、対向シール面に潤滑液を容易に介在させることが可能になる。この為に、シール面間の発熱を防止すると共に、対向シール面の小さな幅により面圧を高めてシール効果を発揮させることが可能になる。
In the mechanical seal device of the present invention according to
以下、本発明に係わる実施の形態のメカニカルシール装置を図面に基づいて詳述する。尚、以下に説明する各図は設計図を基にした図面である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a mechanical seal device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each drawing described below is based on a design drawing.
図1は、本発明に係わる好ましい第1実施の形態を示すメカニカルシール装置1である。このメカニカルシール装置1は回転軸50とハウジング60との間の通路30を流れる被密封流体Lをシールするために取り付けられる。このハウジング60には孔が設けられており、この孔に動力用の回転軸50が貫通している。この孔を塞ぐようにハウジング60の端面にOリングを介してシールハウジング61を取り付ける。シールハウジング61の内面には、段部にした空所が設けられている。この空所には固定用密封環10を保持するステンレス鋼製のケース61AがOリングを介して嵌着している。このケース61Aは、シールハウジング61に固着されたピン61Cに係止して回動不能に保持される。又、シールハウジング61には、図示省略のタンク内の潤滑液Tを供給する供給通路62が設けられている。このタンクはメカニカルシール装置1より高い位置に設けられている。更に、シールハウジング61には、必要に応じて、メカニカルシール装置1をクェンチング又はフラッシングする流体通路63を設ける。
FIG. 1 is a
回転軸50にはスリーブ51を嵌着している。スリーブ51とシールハウジング61との間の大気側端部には、オイルシール25が設けられている。このオイルシール25は供給通路62から供給される潤滑液Tが大気側へ漏洩するのをシールする。スリーブ51の段部にはステンレス鋼製のカラー51Aを嵌着する。このカラー51Aはスリーブ51との嵌合間にOリングを配設すると共に、セットスクリュウ52により固定されている。このカラー51Aの外周段部には、回転用密封環2の内周段部2Dを嵌合する。又、カラー51Aの外周段部の端面にはドライブピン51Bが設けられている。このドライブピン51Bは、回転用密封環2が回転軸50と共に回転するように、回転用密封環2の背面の外周面2C側に設けた切欠部2F(図2を参照)と係止する。更に、この炭化硅素材製の回転用密封環2の内周段部2Dとカラー51Aの外周段部との間には、Oリング20Aが配設されている。そして、回転用密封環2の背面に被密封流体Lの圧力が作用してシール面2Aを押圧するが、この回転用密封環2の背面に作用する圧力は、Oリング20Aによりシールされる。
A
回転用密封環2は、図2及び図3に示すように、一端面にシール面2Aを設けている。シール面2Aには、内周側に潤滑導入溝3(3A)を設けている。この潤滑導入溝3Aはシール面2Aに内周面2B側からシール面2Aに沿って半径Rの円弧状に形成されている。又、シール面2Aの径方向の幅Hに対して潤滑導入溝3の内周面2Bから径方向への深さhは、h=H/2以下に形成されている。この潤滑導入溝3の径方向の深さhは、図3ではH/3に形成されている。又、潤滑導入溝3の軸方向の幅Wは、図2では、0.05mmから1.5mmにすると良い。この円弧状の潤滑導入溝3は、回転用密封環2が正逆両回転しても潤滑液をシール面2A、10A間に供給できるように形成されている。この潤滑導入溝3の形状は、円弧状とは限らない。例えば、半楕円形溝又は半楕円形溝を径方向に対して回転方向に傾斜させることができる。しかし、半楕円形溝の長さはシール面2Aにおける径方向の幅の半分以下の寸法であり、潤滑導入溝の深さhは、シール面2Aに対して極めて短くされる。又、潤滑導入溝3の形状は、正回転用又は逆回転用に形成することも可能である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
回転用密封環2に対向して配置された固定用密封環10は、ケース61Aの二段の段部に移動自在に嵌合している。この固定用密封環10は、図4に示すように、背面の外周面10C側に切欠溝10Fを形成している。この切欠溝10Fは、ケース61Aに設けた係止ピン61Bと係止して固定用密封環10が回動しないように保持されている。更に、固定用密封環10の第1段面10Dとケース61Aとの嵌合間にはOリング20Bが配設されている。そして、固定用密封環10の背面に被密封流体Lの圧力が作用したときに、被密封流体Lの圧力により固定用密封環10が対向シール面10A方向へ押圧できるように被密封流体Lをシールする。又、固定用密封環10はコイルばね21により常に弾発に押圧されている。このコイルばね21はケース61Aと固定用密封環10との間に周方向に沿って等配に複数個が配置されている。
The fixing
固定用密封環10の端面には、図4に示すように、シール面2Aと密接する対向シール面10Aを設けている。固定用密封環10は、内周面10Bと外周面10Cを設けると共に、内周面10B側に第1段面10Dと第2段面10Eを設ける。この固定用密封環10は、カーボン材製である。又、必要に応じて炭化硅素材製にすることもできる。この対向シール面10Aの径方向の幅は、シール面2Aの径方向の幅寸法よりも小さな幅寸法に形成するとよい。
As shown in FIG. 4, an opposing
供給通路62から供給される潤滑液Tは、潤滑室31に供給される。潤滑室31は回転用密封環2の内周面2Bと固定用密封環10の内周面10B側に形成されている。潤滑室31に供給される潤滑液Tは潤滑油が好ましい。潤滑油とは、次のような油である。すなわち、エンジン油、ギヤ油、ブレーキ油、スピンドル油、タービン油、マシン油、難燃性作動油等である。例えば、タービン油では、その粘度はISOVG32から68に相当させるとよい。又、その他の潤滑油でも、その粘度は、ISOVG32から68に相当するものが好ましいが、この粘度より高い粘度の潤滑油にしても良い。この潤滑液Tは、潤滑導入溝3を介してシール面2A、10Aの間に供給される。シール面2A、10Aの間に供給された潤滑液Tは、シール面2A、10Aの間のうち、潤滑導入溝3を設けた領域周面より外周のシール面の間で被密封流体Lをシールする。この為に、被密封流体Lの性質により、潤滑液Tの潤滑性や粘度が選定される。尚、第1実施の形態では、被密封流体はH2 ガスである。又、LNGを被密封流体にすることもある。この被密封流体Lは、燃焼ガス、揮発性ガス、有害ガス等である。このメカニカルシール装置1は、被密封流体Lが高圧でもシール効果が発揮される。例えば、H2 ガスの場合は、ガスの圧力が10kg/cm2G以上である。このH2ガスは自動車のレシプロコンプレッサー用であるために、潤滑液Tがエンジンの燃焼室に流入するのを防止しなければならないが、本発明のメカニカルシール装置1のシール方法は、潤滑液Tが燃焼室へ流入するのを防止できる。
The lubricating liquid T supplied from the
図5は、固定用密封環10の対向シール面10Aの面圧Dを示すものである。シール面2Aと対向シール面10Aの間に潤滑導入溝3から潤滑液Tが供給されてシール面2Aと対向シール面10Aの間に潤滑液Tが介在すると、図5に示す面圧Dの分布状態になる。この為に、被密封流体Lはシール面2Aと対向シール面10A間の分布した面圧Dのうち、被密封流体L側の高い面圧によりシールされる。この為に、潤滑液Tは被密封流体L側へ流入するのが防止される。同時に、シール面2Aと対向シール面10Aとの摺動面間に介在する潤滑液Tはシール面2Aと対向シール面10Aとを潤滑して摺動時の発熱を防止する。又、対向シール面10Aの内周面10B側は潤滑導入溝3を設けたシール面2Aと摺動するために、面圧Dが0に近づく。この為に、シール面2Aと対向シール面10Aとの摺動面間に潤滑導入溝3から潤滑液Tを浸入しやすくできる。この潤滑液Tは、大気圧又はタンク内における潤滑液Tの自重の圧力である。更に、タンク内に窒素ガスを圧入して潤滑油Tの圧力を被密封流体Lの圧力より低圧にすると共に、大気圧より高い圧力にすることができる。この為に、この潤滑液Tは、ポンプで圧送することなく、タンク内から潤滑室31に供給すればよいから、供給設備を不用として設備のコストを低減できる。しかも、回転用密封環2と固定用密封環10から構成されるメカニカルシールは1個でよいから、メカニカルシール装置1の製作コストが低減できる。
FIG. 5 shows the surface pressure D of the opposing seal surface 10A of the sealing
図6は、第2実施の形態を示すメカニカルシール装置1の回転用密封環2の平面図である。この回転用密封環2はシール面2Aに、平面から見て、台形状の潤滑導入溝3(3B・・)を円周に沿って等配に8個が設けてある。各潤滑導入溝3Bの内周面2Bから径方向の深さは、シール面2Aの径方向における幅の1/2以下の寸法に形成されている。又、潤滑導入溝3Bの軸方向の幅は0.8mmにすると良好な結果が得られた。尚、この潤滑導入溝3Bの軸方向の幅は、0.2mmから1.5mmの範囲で実施したが、全て良好な結果が得られた。潤滑導入溝3Bの軸方向の幅は、潤滑液Tの粘度とも関係するので、粘度に応じて幅寸法が決められる。
FIG. 6 is a plan view of the
以上の実施例では、潤滑室31を回転用密封環2と固定用密封環10の内周側に設けた構成を説明したが、被密封流体の条件、圧力によっては回転用密封環2と固定用密封環10の外周側に潤滑室31を設けることができる。そして、被密封流体L用の通路30を回転用密封環2と固定用密封環10の内周面側にすることもできる。
In the above embodiment, the configuration in which the
以上、説明したように、本発明のメカニカルシール装置1は、潤滑室31に供給された潤滑液Tが、被密封流体Lの圧力より低圧で、しかも、大気圧又は大気圧より高い圧力である。この為、潤滑室31には、潤滑液Tを単に供給して封入すればよいので、従来のように潤滑液Tをポンプでバッファ流体として高圧力状態に保持する必要がない。このため、潤滑液Tの供給設備が不用であるから、メカニカルシール装置1のコストを低減できる。又、潤滑液Tは被密封流体Lより低圧であるために、潤滑導入溝3を介してシール面2A、10A間に供給される。この為に、潤滑液Tは、シール面2A、10Aの間に保持されて潤滑作用を成し、摺動時のシール面2A、10Aの間の摩擦熱が防止できる。更に、潤滑作用とシール能力により、潤滑液Tは、シール面2A、10Aから被密封流体L側へ流入するのが防止されるので、潤滑液Tが被密封流体に混入して不具合になるのを防止できる。この不具合は、例えば、LNGをコンプレッサを介して内燃機関へ供給する場合に、潤滑液が燃焼ガスへ混入すると内燃機関内で燃焼が不完全になるからである。
As described above, in the
以上のように、本発明のメカニカルシール装置は、アンモニア、LGN、エチレン、炭化水素、塩素水、ガソリン等の揮発性、燃焼性、有害性ガスをシールするとともに、シール面から潤滑液が被密封流体に混入するのを防止するメカニカルシール装置として有用である。特に、コンプレッサー、冷却器等の揮発性ガス、燃焼ガスをシールすると共に,シール面から潤滑液が被密封流体に混入するのを防止したメカニカルシール装置として有用である。しかも、メカニカルシール装置の製作コストが安く、構造を簡単にしたメカニカルシール装置として利用できる。 As described above, the mechanical seal device of the present invention seals volatile, flammable and harmful gases such as ammonia, LGN, ethylene, hydrocarbons, chlorinated water, gasoline, etc. and seals the lubricating liquid from the sealing surface. It is useful as a mechanical seal device that prevents the fluid from being mixed. In particular, the present invention is useful as a mechanical seal device that seals volatile gas and combustion gas such as a compressor and a cooler, and prevents the lubricating liquid from entering the sealed fluid from the sealing surface. Moreover, the manufacturing cost of the mechanical seal device is low, and the mechanical seal device can be used as a mechanical seal device with a simple structure.
1 メカニカルシール装置
2 回転用密封環
2A シール面
2B 内周面
2C 外周面
2D 内周段部
2F 切欠部
3 潤滑導入溝
3A 潤滑導入溝
10 固定用密封環
10A 対向シール面
10B 内周面
10C 外周面
10D 第1段面
10E 第2段面
10F 切欠部
25 オイルシール
30 通路
31 潤滑室
50 回転軸
51スリーブ
51A カラー
51B ドライブピン
52 セットスクリュー
60 ハウジング
61 シールハウジング
61A ケース
61B 係止ピン
61C ピン
62 供給通路
63 流体通路
D 面圧
H 径方向の幅
h 径方向の深さ
L 被密封流体
T 潤滑液
W 軸方向の幅
1 Mechanical seal device
2 Sealing ring for rotation
2A Seal surface
2B Inner surface
2C outer peripheral surface
2D inner peripheral step
2F Notch
3 Lubrication introduction groove
3A Lubrication introduction groove
10 Sealing ring for fixing
10A facing seal surface
10B Inner peripheral surface
10C outer peripheral surface
10D 1st step surface
10E Second step surface
10F Notch
25 Oil seal
30 passage
31 Lubrication chamber
50 axis of rotation
51 sleeve
51A color
51B drive pin
52 set screws
60 housing
61 Seal housing
61A case
61B Locking pin
61C pin
62 Supply passage
63 Fluid passage
D Surface pressure
H Width in radial direction
h Radial depth
L Sealed fluid
T Lubricant
W-axis width
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JP2006308097A (en) * | 2005-04-29 | 2006-11-09 | Sulzer Pumpen Ag | Flow machine and its sliding ring seal, sliding ring seal body component, and method of fastening sliding ring seal to flow machine |
JP2008232401A (en) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | Mechanical seal for ozone using installation, and ozone water carrying pump using the same |
JPWO2016035860A1 (en) * | 2014-09-04 | 2017-06-15 | イーグル工業株式会社 | mechanical seal |
CN115614109A (en) * | 2022-10-13 | 2023-01-17 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | Negative pressure resistant circumferential graphite sealing structure |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006308097A (en) * | 2005-04-29 | 2006-11-09 | Sulzer Pumpen Ag | Flow machine and its sliding ring seal, sliding ring seal body component, and method of fastening sliding ring seal to flow machine |
JP2008232401A (en) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | Mechanical seal for ozone using installation, and ozone water carrying pump using the same |
JPWO2016035860A1 (en) * | 2014-09-04 | 2017-06-15 | イーグル工業株式会社 | mechanical seal |
US10054230B2 (en) | 2014-09-04 | 2018-08-21 | Eagles Industry Co., Ltd. | Mechanical seal |
CN115614109A (en) * | 2022-10-13 | 2023-01-17 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | Negative pressure resistant circumferential graphite sealing structure |
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