JP2009250378A - Mechanical seal device for liquid - Google Patents

Mechanical seal device for liquid Download PDF

Info

Publication number
JP2009250378A
JP2009250378A JP2008100481A JP2008100481A JP2009250378A JP 2009250378 A JP2009250378 A JP 2009250378A JP 2008100481 A JP2008100481 A JP 2008100481A JP 2008100481 A JP2008100481 A JP 2008100481A JP 2009250378 A JP2009250378 A JP 2009250378A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seal
passage
sealing
sealing ring
retainer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008100481A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daishi Inoue
大志 井上
Koji Akiyama
浩二 秋山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eagle Industry Co Ltd
Original Assignee
Eagle Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eagle Industry Co Ltd filed Critical Eagle Industry Co Ltd
Priority to JP2008100481A priority Critical patent/JP2009250378A/en
Publication of JP2009250378A publication Critical patent/JP2009250378A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Mechanical Sealing (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanical seal device for liquid capable of preventing the wear of a seal surface even if a lubricating liquid runs short at the seal surface of a seal ring. <P>SOLUTION: This mechanical seal device has: a dimple 3 which makes a sealed fluid flow into or flow out of a seal surface 2A of a fixed seal ring or an opposite seal surface 12A of a rotating seal ring and generates dynamic pressure between the seal surface 2A and the opposite seal surface 12A; a diffusion groove 2D formed into a longitudinal groove or an annular groove in the circumferential direction in a position of the seal surface 2A on the radial opposite side of the sealed fluid of the dimple 3; and a fluid passage 20 passing through the diffusion groove 2D so that gas or liquid flows therein. Gas or liquid is supplied between the seal surface 2A and the opposite seal surface 12A from a supply opening through the fluid passage 20. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体用のメカニカルシール装置に関する。さらに詳しくは、ポンプの軸封用メカニカルシール装置、水力発電の水車の軸封用メカニカルシール装置又はタービンの軸封用メカニカルシール装置に関する。   The present invention relates to a mechanical seal device for liquid. More specifically, the present invention relates to a shaft seal mechanical seal device for a pump, a shaft seal mechanical seal device for a hydroelectric power generation turbine, or a turbine shaft seal mechanical seal device.

本発明に係わる従来のメカニカルシール装置は、ポンプやタービンなどに用いられている。特に、ポンプやタービンなどではシールする被密封流体が水の場合がある。この軸封用のメカニカルシール装置は、図示は省略するが、ハウジングに密封に保持される固定用密封環のシール面と回転軸に密封に保持される回転用密封環の対向シール面が互いに密接してシール面の外周側に存在する被密封水をシールする。この水には、不純物が含まれるから、シール面が損傷しないように密封環は硬質のカーボン又は炭化珪素材料から形成されている。そして、水をシールしている間は、水がシール面間に介在するから、シール面は水により潤滑されて摺動発熱することもなく、被密封液体をシールすることができる。   A conventional mechanical seal device according to the present invention is used for a pump, a turbine, or the like. In particular, in a pump or a turbine, the sealed fluid to be sealed may be water. In this mechanical seal device for shaft sealing, although not shown in the drawing, the sealing surface of the sealing ring for fixing that is hermetically held by the housing and the opposing sealing surface of the sealing ring for rotation that is hermetically held by the rotating shaft are in close contact with each other. Thus, the sealed water present on the outer peripheral side of the sealing surface is sealed. Since this water contains impurities, the sealing ring is made of a hard carbon or silicon carbide material so that the sealing surface is not damaged. While the water is sealed, the water is interposed between the sealing surfaces, so that the sealing surface is lubricated by the water and does not generate heat by sliding, and the sealed liquid can be sealed.

しかし、ポンプや水車では、被密封水が自然水であるから、ポンプや水車に導入されなくなる場合がしばしばある。この場合は、シール面間に水が介在しなくなるから、両シール面は、硬質であるが故に、摺動発熱して高温になるので急速に摩耗する。そして、シール面間は、摩耗により隙間が生じるから、シール能力を低下させる。特に、ポンプや水車などのメカニカルシール装置は、大型であるために、円形を成すシール面の径は大きくなるから周速度も速くなる。その結果、シール面に潤滑作用がなくなると、シール面の摺動発熱が激しくなってシール面が急速に摩耗する。又、炭化珪素やカーボン材製の密封環は、高価であるために、密封環が摩耗して損傷すると、交換のための密封環のコストが大きくなる。また、シール面に被密封流体側に連通する液体導入溝を設けても、被密封液体が枯れる状態では、シール面の摩耗を防止することは困難になる。   However, in a pump or a water wheel, since the sealed water is natural water, it is often not introduced into the pump or the water wheel. In this case, since water does not intervene between the seal surfaces, both the seal surfaces are hard and thus wear rapidly because they generate high temperatures due to sliding heat generation. And since a clearance gap arises between seal surfaces by abrasion, a sealing capability is reduced. In particular, since mechanical seal devices such as pumps and water wheels are large, the diameter of the circular seal surface is increased, so that the peripheral speed is also increased. As a result, when the sealing surface loses its lubricating action, sliding heat generation on the sealing surface becomes intense and the sealing surface is worn rapidly. Further, since the seal ring made of silicon carbide or carbon material is expensive, if the seal ring is worn and damaged, the cost of the seal ring for replacement increases. Even if the liquid introduction groove communicating with the sealed fluid side is provided on the sealing surface, it is difficult to prevent the sealing surface from being worn in a state where the sealed liquid is withered.

さらに、他の従来のメカニカルシール装置として図8に示すメカニカルシール装置のシール面が存在する(例えば、特許文献1の図6及び特許文献2のFig2を参照)。特許文献1の図6に相当する図8のシール面104には、L字形溝105が周面に沿って多数形成されている。このL字形溝105は気体導入溝105Aと動圧発生部105Bとから構成されている。そして、そのL字形溝105の深さは、15×10−6m以下の寸法に形成されている(同明細書の段落番号0023の欄を参照)。このL字形溝105の深さは、気体に対して動圧を発生させる(同明細書の段落番号0001の欄を参照)。なお、気体用の動圧発生溝は、気体であるが故に、シール面に潤滑作用がないので、シール面間を非接触状態にして焼き付き等を防止するものである。さらに、特許文献2の溝の深さは、2.5×10−6m以下である(同明細書の実施例の欄を参照)。この特許文献2の軸用気密密閉装置も気体用メカニカルシール装置である(同明細書の発明の名称及び実施例の欄を参照)。以上から、シール面に設けた動圧発生溝は、全て気体用メカニカルシール装置に用いるものであることが判明する。 Furthermore, as another conventional mechanical seal device, there is a seal surface of the mechanical seal device shown in FIG. 8 (see, for example, FIG. 6 of Patent Document 1 and FIG. 2 of Patent Document 2). A number of L-shaped grooves 105 are formed along the peripheral surface of the seal surface 104 of FIG. 8 corresponding to FIG. 6 of Patent Document 1. The L-shaped groove 105 includes a gas introduction groove 105A and a dynamic pressure generation unit 105B. The depth of the L-shaped groove 105 is 15 × 10 −6 m or less (see the paragraph number 0023 in the same specification). The depth of the L-shaped groove 105 generates a dynamic pressure with respect to the gas (see paragraph number 0001 in the same specification). Since the dynamic pressure generating groove for gas is a gas, the sealing surfaces do not have a lubricating action, so that the sealing surfaces are not contacted to prevent seizure or the like. Furthermore, the depth of the groove | channel of patent document 2 is 2.5 * 10 <-6> m or less (refer the column of the Example of the specification). The shaft hermetic sealing device of Patent Document 2 is also a gas mechanical seal device (see the title of the invention and examples in the specification). From the above, it is found that all the dynamic pressure generating grooves provided on the seal surface are used for the gas mechanical seal device.

特開平07−260009号公報、JP-A-07-260009, 米国特許第5092612号明細書。U.S. Pat. No. 5,092,612.

本発明は、上述のような問題点に鑑み成されたものであって、その発明が解決しようとする技術的課題は、メカニカルシール装置のシール面の摺動発熱やシール面の焼き付き・摩耗を防止することにある。また、シール面間に不純物が侵入してシール面が損傷するのを防止することにある。さらに、シール面のシール能力を向上することにある。同時に、炭化珪素のような高価な密封環の耐久能力を向上して密封環のコストを低減することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and the technical problem to be solved by the invention is that the heat generation of the seal surface of the mechanical seal device and the seizure / wear of the seal surface are caused. It is to prevent. Another object is to prevent the sealing surfaces from being damaged by the entry of impurities between the sealing surfaces. Furthermore, it is in improving the sealing capability of a sealing surface. At the same time, it is to improve the durability of an expensive seal ring such as silicon carbide and reduce the cost of the seal ring.

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って、
その技術的解決手段は以下のように構成されている。
The present invention has been made to solve the technical problems as described above,
The technical solution is configured as follows.

請求項1に係わる本発明のメカニカルシール装置は、回転軸の周りの間隙の被密封液体側と気体側とを遮断するメカニカルシール装置であって、前記回転軸が内設されたハウジングの軸用孔を囲む取付面に取り付け可能にされた保持面と、前記回転軸の廻りの内周嵌合面と、流体供給側の一端部から前記内周嵌合面に貫通する第1通路とを有する環状のシールカバー、前記シールカバーの前記内周嵌合面と移動自在に嵌合する外周嵌合面と、前記回転軸と間隙を設けて遊合可能な内周面と、一端面に接合端面を設けたフランジ部と、前記第1通路と連通するとともに前記接合端面に貫通する第2通路と、を有するリテーナ、
前記リテーナの前記接合端面に密接して保持される第1接合面と、前記第1接合面と反対の端面に設けたシール面と、前記回転軸と遊合可能な内周面とを有する固定用密封環、前記固定用密封環のシール面と摺動可能にして密接する対向シール面を一端に有するとともに前記回転軸と嵌合可能な回転用密封環、および前記回転用密封環を密封に保持すると共に回転軸に密封に嵌着する回転側リテーナを具備し、前記固定用密封環のシール面または前記回転用密封環の対向シール面に被密封流体を流入および流出させるとともにシール面と対向シール面の間に動圧力を発生させるディンプルを有し、前記ディンプルの被密封流体側と径方向反対の前記シール面の位置に周方向に長手溝または環状溝に形成された拡散溝を有するとともに、前記拡散溝内に貫通するとともに前記第2通路と連通する気体または液体を流す第3通路を有し、前記第1通路と前記第2通路と第3通路から構成される流体通路を通して液体または気体が前記シール面と前記対向シール面の間に供給されるものである。
A mechanical seal device according to a first aspect of the present invention is a mechanical seal device that shuts off a sealed liquid side and a gas side of a gap around a rotary shaft, and is for a shaft of a housing in which the rotary shaft is provided. A holding surface capable of being attached to an attachment surface surrounding the hole, an inner peripheral fitting surface around the rotating shaft, and a first passage penetrating from the one end on the fluid supply side to the inner peripheral fitting surface. An annular seal cover, an outer peripheral fitting surface that is movably fitted to the inner peripheral fitting surface of the seal cover, an inner peripheral surface that can be loosely coupled with the rotation shaft, and a joint end surface at one end surface A retainer having a flange portion provided with a second passage that communicates with the first passage and penetrates the joining end surface;
A fixed member having a first joint surface held in close contact with the joint end surface of the retainer, a seal surface provided on an end surface opposite to the first joint surface, and an inner peripheral surface capable of freely mating with the rotating shaft. A sealing ring for rotation, a sealing ring for rotation having a counter seal surface that is slidably in close contact with the sealing surface of the sealing ring for fixing, and fits with the rotating shaft, and seals the sealing ring for rotation A rotating side retainer that is held and fitted on the rotating shaft in a hermetically sealed manner is provided, and fluid to be sealed flows in and out of the sealing surface of the fixing sealing ring or the opposing sealing surface of the rotating sealing ring, and faces the sealing surface. A dimple for generating dynamic pressure between the sealing surfaces, and a diffusion groove formed in a longitudinal or annular groove in the circumferential direction at a position of the sealing surface opposite to the sealed fluid side of the dimple in the radial direction , The expansion A third passage that passes through the groove and communicates with the second passage and allows a gas or liquid to flow, and the liquid or gas passes through a fluid passage formed by the first passage, the second passage, and the third passage. It is supplied between the sealing surface and the opposing sealing surface.

請求項2に係わる本発明のメカニカルシール装置は、前記流体通路が前記固定用密封環を保持するリテーナと前記リテーナと移動自在に嵌合するシールカバーの両嵌合面を貫通して形成されているものである。   In the mechanical seal device of the present invention according to claim 2, the fluid passage is formed so as to penetrate both fitting surfaces of a retainer that holds the fixing sealing ring and a seal cover that is movably fitted to the retainer. It is what.

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、回転軸が始動するときはシール面と対向シール面間に液体が介在しない場合が惹起する。また、回転軸が回転を終了する時にもシール面と対向シール面間に液体が介在しない場合が惹起する。更には、自然現象などで,被密封流体がシール面間に介在しなくなる場合もある。このような状況では、シール面と対向シール面間に液体が介在しなくなるから、摺動発熱してシール面が急速に摩耗する恐れが生じる。しかし、本発明では、このような場合でも、流体通路から供給される液体が拡散溝を介してシール面間に液膜となって介在して摺動発熱を防止する。さらにシール面間に介在する液膜をディンプルによって被密封流体側へ押し出してシール面間に被密封流体が浸入するのを防止し、シール能力を発揮させる。さらに、流体通路からの液体が不足した場合には、シール面におけるディンプルの動圧発生力によりシール面間を非接触状態にしてシール面の摺動発熱とともに、摩耗が防止できる効果を奏する。   In the mechanical seal device according to the first aspect of the present invention, when the rotary shaft is started, there is a case where no liquid is interposed between the seal surface and the opposed seal surface. In addition, there is a case where no liquid is interposed between the seal surface and the opposing seal surface when the rotation shaft finishes rotating. Furthermore, due to natural phenomena, the sealed fluid may not be interposed between the sealing surfaces. In such a situation, no liquid is interposed between the seal surface and the opposed seal surface, so that there is a risk that the seal surface will rapidly wear due to sliding heat generation. However, in the present invention, even in such a case, the liquid supplied from the fluid passage is interposed as a liquid film between the seal surfaces via the diffusion groove to prevent sliding heat generation. Further, the liquid film interposed between the sealing surfaces is pushed out to the sealed fluid side by dimples to prevent the sealed fluid from entering between the sealing surfaces, thereby exerting the sealing ability. Further, when there is a shortage of liquid from the fluid passage, the dynamic pressure generating force of the dimples on the seal surface brings the seal surfaces into a non-contact state, and there is an effect of preventing wear as well as sliding heat generation on the seal surface.

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、リテーナは移動可能にし、シール面の面圧を対向シール面に対して最適にしなければシール能力は向上しない。しかし、リテーナの摺動面(外周面)に潤滑作用が無くなると、シール面の面圧の応答性が低下してシール能力も低下する。本発明では、流体通路がリテーナの摺動面を横断するので、このとき、流体通路を通る液体によって摺動面を潤滑する。その結果、シール面の対向シール面に対する面圧の応答能力が向上し、シール能力を発揮させる。この効果は、リテーナを押圧するばね手段の設計を最適にすることができる。   In the mechanical seal device of the present invention according to claim 2, the retainer is movable, and the sealing ability is not improved unless the surface pressure of the seal surface is optimized with respect to the opposing seal surface. However, when the sliding action (outer peripheral face) of the retainer is not lubricated, the responsiveness of the surface pressure of the seal face is lowered and the sealing ability is also lowered. In the present invention, the fluid passage crosses the sliding surface of the retainer. At this time, the sliding surface is lubricated by the liquid passing through the fluid passage. As a result, the surface pressure response capability of the seal surface with respect to the opposing seal surface is improved, and the seal capability is exhibited. This effect can optimize the design of the spring means for pressing the retainer.

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面の形状は、設計図を基にして作成したものであって寸法関係が正確である。
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. In addition, the shape of each drawing demonstrated below was created based on the design drawing, and its dimensional relationship is accurate.

図1は、本発明に係わるメカニカルシール装置1の軸方向の上側の片側断面図である。なお、図1の正面図は、回転軸50に挿入された円環状である。また、図2は、図1の下側の片側断面図である。図3の上側のA部は、図1の断面から周方向へ90度の位置の片側断面図である。さらに、図3の下側のB部は、図1の断面の位置から45度の位置の片側断面図である。   FIG. 1 is a half sectional view of the upper side in the axial direction of a mechanical seal device 1 according to the present invention. The front view of FIG. 1 is an annular shape inserted into the rotating shaft 50. FIG. 2 is a half sectional view of the lower side of FIG. 3 is a one-side sectional view at a position of 90 degrees in the circumferential direction from the section of FIG. 3 is a one-side cross-sectional view at a position of 45 degrees from the position of the cross-section of FIG.

図1、図2及び図3は、本発明に係わる第1実施の形態(実施例1)を示すものであって、水力発電用の水車に取り付けたメカニカルシール装置1の要部を示すものである。以下に、図1、図2及び図3を用いて説明する。回転軸50は、ハウジング60の軸用孔60Aに挿入されて回転可能に支持されている。ハウジング60の符号Rは被密封流体が存在する機外の河川水側である(被密封流体側)。又、符号A側は機内の気体側または大気側である。メカニカルシール装置1は、回転軸50が貫通するハウジング60の軸用孔60Aと回転軸50との間を軸封するために設ける。シールカバー30の符号省略の保持面は、ハウジング60の軸用孔60Aを囲む取付面60Bにシール用Oリングを介してボルト61により締結する。ボルト61は周面に沿って等配に、例えば、16個所に設けている。このボルト61の個数は、シールカバー40の直径が約1mにもなるので多数個にしているが、このボルト61の個数はシールカバー40の直径に応じて設定する。   FIGS. 1, 2 and 3 show a first embodiment (Example 1) according to the present invention, which shows a main part of a mechanical seal device 1 attached to a hydro turbine for hydroelectric power generation. is there. This will be described below with reference to FIGS. The rotating shaft 50 is inserted into the shaft hole 60A of the housing 60 and is rotatably supported. The symbol R of the housing 60 is the river water side outside the machine where the sealed fluid exists (sealed fluid side). Moreover, the code | symbol A side is the gas side in the machine, or the atmosphere side. The mechanical seal device 1 is provided to seal between the shaft hole 60 </ b> A of the housing 60 through which the rotating shaft 50 passes and the rotating shaft 50. The holding surface of the seal cover 30 with the reference numeral omitted is fastened to a mounting surface 60B surrounding the shaft hole 60A of the housing 60 by a bolt 61 via a sealing O-ring. The bolts 61 are provided at regular intervals along the circumferential surface, for example, at 16 locations. The number of the bolts 61 is large because the diameter of the seal cover 40 is about 1 m, but the number of the bolts 61 is set according to the diameter of the seal cover 40.

シールカバー40には、不純物が含まれない水道水などの液体(潤滑液とも言う)または液体が切れたときは気体を供給できる第1通路20Aを大気側Aの管用ネジから内周嵌合面40Aに貫通する。また、シールカバー40の側面40B1に設けた突部40Eには、穴状のばね座40Cを設ける。このばね座40Cは周面に沿って等配に、例えば、15個所、20個所と設計に応じて複数個を設ける。このシールカバー40は、回転軸50に対向する径方向の両側から抱き合わせに装着できるようにするために、2分割、3分割または4分割の分割シールカバーに構成する。図1では分割シールカバーは2分割である。そして、回転軸50を囲んで各分割シールカバーを円環状体に結合するために、各分割シールカバーの両側面40B1,40B2における両結合面側(両端部側)には、連結板40Dを溶接により一体に結合する(図3を参照)。   The seal cover 40 has a first passage 20A that can supply a liquid (also referred to as a lubricating liquid) such as tap water that does not contain impurities or a gas when the liquid is cut off, from the pipe screw on the atmosphere side A to the inner peripheral fitting surface. It penetrates through 40A. Further, the protrusion 40E provided on the side surface 40B1 of the seal cover 40 is provided with a hole-shaped spring seat 40C. A plurality of the spring seats 40C are provided along the circumferential surface, for example, 15 locations and 20 locations according to the design. The seal cover 40 is configured as a two-part, three-part or four-part split seal cover so that the seal cover 40 can be attached by tying from both sides in the radial direction facing the rotating shaft 50. In FIG. 1, the divided seal cover is divided into two parts. Then, in order to connect each divided seal cover to the annular body so as to surround the rotating shaft 50, the connecting plates 40D are welded to both connecting surface sides (both ends) of the both side surfaces 40B1 and 40B2 of each divided seal cover. (See FIG. 3).

この各分割シールカバーに設けた各連結板40Dは、互いに近接して対向するように溶接して取り付ける。この一対の連結板40D、40Dのうち一方の連結板40Dには雌ネジを設けるとともに、他方の連結板40Dには通し孔を設ける。そして、この通し孔にボルト45を通してボルト45を一方の連結板40Dの雌ネジに締結して各分割シールカバーを円環状体のシールカバー40に形成する。なお、シールカバー40は、直径が小径の場合、または回転軸50に容易に挿入できる構成の場合には、分割シールカバーに分割して互いに連結合するような分割構造にする必要はない。つまり、一体の円環状を成すシールカバー40に形成しても良い。   Each connecting plate 40D provided in each divided seal cover is attached by welding so as to face each other in close proximity. Among the pair of connection plates 40D, 40D, one connection plate 40D is provided with a female screw, and the other connection plate 40D is provided with a through hole. Then, the bolt 45 is passed through the through hole and the bolt 45 is fastened to the female screw of one of the connecting plates 40D to form each divided seal cover on the annular seal cover 40. Note that when the diameter of the seal cover 40 is small or when the seal cover 40 can be easily inserted into the rotary shaft 50, it is not necessary to have a divided structure in which the seal cover 40 is divided into divided seal covers and connected to each other. That is, you may form in the seal cover 40 which comprises the integral annular | circular shape.

シールカバー40の内周嵌合面40Aは、リテーナ30の外周嵌合面30Aと摺動自在に嵌合する。このリテーナ30は円筒体の端部にフランジ部30Bを設けた形に形成する。リテーナ30には、一方の側面40B2(液体または気体の流体を供給する一端部)からL字型に内周嵌合面40Aへ貫通する第1通路20Aを設ける。この第1通路20Aの内周嵌合面40A側は軸方向へ第1通路20Aの直径より大きい幅の溝に形成する。また、第1通路20Aと連通するとともに、軸方向を成した他端がフランジ部30Bの接合端面に貫通する第2通路20Bを設ける。この第2通路20Bの第1通路20Aと連通する嵌合面には第1通路20Aと対称形状に軸方向へ第2通路20Bの直径より大きい幅の溝に形成する。この軸方向へ幅がある両溝は、リテーナ30が軸方向へ微少な距離だけ移動しても第1通路20Aと第2通路20Bとが連通できるようにするためである。   The inner peripheral fitting surface 40A of the seal cover 40 is slidably fitted to the outer peripheral fitting surface 30A of the retainer 30. The retainer 30 is formed in a shape in which a flange portion 30B is provided at the end of the cylindrical body. The retainer 30 is provided with a first passage 20A penetrating from the one side surface 40B2 (one end portion for supplying a liquid or gas fluid) into the L-shaped inner peripheral fitting surface 40A. The inner circumferential fitting surface 40A side of the first passage 20A is formed in a groove having a width larger than the diameter of the first passage 20A in the axial direction. In addition, a second passage 20B is provided that communicates with the first passage 20A and has the other end in the axial direction penetrating the joint end surface of the flange portion 30B. A fitting surface communicating with the first passage 20A of the second passage 20B is formed in a groove having a width larger than the diameter of the second passage 20B in the axial direction symmetrical to the first passage 20A. The two grooves having a width in the axial direction are for allowing the first passage 20A and the second passage 20B to communicate with each other even if the retainer 30 moves by a minute distance in the axial direction.

また、この第2通路20Bが貫通するフランジ部30Bの接合端面(単に、端面とも言う)は、第2通路20Bを囲んで第2通路20Bより大きな凹部に形成する。この第1通路20Aと第2通路20Bとの全体が液体または気体用の流体通路20である。そして、リテーナ30の外周嵌合面30Aとシールカバー40の内周嵌合面40Aとの嵌合間の第1通路20Aと第2通路との接続する両側には流体通路20を通る液体または気体が嵌合間から外部へ漏洩しないようにシール用のOリング21、21を設ける。この流体通路20は、通常、液体を供給するが、液体が自然現象で不足したときは(山岳地帯の発電用水車では、自然現象で水が不足する場合もある)気体を圧送する。この液体用ポンプは液体でも気体でも供給できるものである。   In addition, a joining end face (also simply referred to as an end face) of the flange portion 30B through which the second passage 20B passes is formed in a recess that surrounds the second passage 20B and is larger than the second passage 20B. The entirety of the first passage 20A and the second passage 20B is a fluid passage 20 for liquid or gas. Then, liquid or gas passing through the fluid passage 20 is formed on both sides where the first passage 20A and the second passage are connected between the outer peripheral fitting surface 30A of the retainer 30 and the inner peripheral fitting surface 40A of the seal cover 40. O-rings 21 and 21 for sealing are provided so as not to leak to the outside from between the fittings. The fluid passage 20 normally supplies a liquid, but when the liquid is insufficient due to a natural phenomenon (a water turbine for power generation in a mountainous area may cause a shortage of water due to a natural phenomenon), gas is pumped. This liquid pump can supply liquid or gas.

このリテーナ30のフランジ部30Bとシールカバー40のばね座40Cとの間にはリテーナ30のフランジ部30Bをシールカバー40から前方へ押し出すばね手段(コイル状ばね)41を周方向へ沿って各ばね座40Cの個数だけ設ける。また、リテーナ30は、内周面が回転軸50と間隙を設けて遊嵌合する。さらに、リテーナ30のフランジ部30B側の内周面は段付面に形成する。このリテーナ30もシールカバー40と同様にして分割リテーナに形成する。このリテーナ30の締付部30Cは、図3のA部に示すように、径方向へ突出する一対が二枚の締付板であって、この二枚の締付板を互いに結合するように六角孔付ボルト46とソケットボルト47を締め付けて分割リテーナを円環状体に結合する。このリテーナ30の一対の締付板は分割リテーナの分割数だけ設ける。このリテーナ30も、直径が小径の場合、または回転軸50に簡単に挿入可能な構造の場合には、分割リテーナに構成することなく、一体の円環状に形成することもできる。   Between the flange portion 30B of the retainer 30 and the spring seat 40C of the seal cover 40, spring means (coiled spring) 41 that pushes the flange portion 30B of the retainer 30 forward from the seal cover 40 is provided in the circumferential direction. The number of seats 40C is provided. In addition, the retainer 30 is loosely fitted on the inner peripheral surface with a clearance from the rotation shaft 50. Furthermore, the inner peripheral surface of the retainer 30 on the flange portion 30B side is formed as a stepped surface. The retainer 30 is also formed as a split retainer in the same manner as the seal cover 40. As shown in part A of FIG. 3, the tightening portion 30 </ b> C of the retainer 30 is a pair of two projecting plates that protrude in the radial direction, and connects the two tightening plates to each other. The split retainer is joined to the annular body by tightening the hexagon socket head cap screw 46 and the socket bolt 47. A pair of clamping plates of the retainer 30 is provided by the number of divisions of the division retainer. The retainer 30 can also be formed in an integral annular shape without being configured as a split retainer when the diameter is small or when the structure can be easily inserted into the rotary shaft 50.

また、リテーナ30のフランジ部30Bには、六角孔付ボルト46により第1ホルダ35を軸方向へ結合する。この第1ホルダ35もリテーナ30と同様に分割されており、各分割ホルダの各結合面側の外周に径方向へ突出する第1締付板35Aを設ける。この周方向2個所の各一対の第1締付板35A,35Aをリテーナ30と同様にして締結する。一対の第1締付板35A,35Aを設けた第1ホルダ35は、分割された固定用密封環(以下、固定密封環とも言う)2を環状にして軸方向へ移動しないように保持するものである。   The first holder 35 is coupled to the flange portion 30 </ b> B of the retainer 30 in the axial direction by a hexagon socket bolt 46. The first holder 35 is also divided in the same manner as the retainer 30, and a first fastening plate 35 </ b> A that protrudes in the radial direction is provided on the outer periphery on each coupling surface side of each divided holder. The pair of first fastening plates 35 </ b> A and 35 </ b> A at two places in the circumferential direction are fastened in the same manner as the retainer 30. The first holder 35 provided with a pair of first fastening plates 35A, 35A is configured to hold the divided fixing sealing ring (hereinafter also referred to as a fixed sealing ring) 2 in an annular shape so as not to move in the axial direction. It is.

この固定密封環2は、リテーナ30と同様に2分割しており、断面が図4に示すような形状である。つまり、固定密封環2の一端面にはシール面2Aを設けるとともに他端面には第1接合面2Eを設ける。このシール面2Aは研磨されて鏡面に仕上げられている。この固定密封環2の軸方向に貫通する第3通路20Dは、第2通路20Bに連通するようにリテーナ30の接合端面と固定密封環2の第1接合面2Eとは密接する。この両部品の密接構造は、リテーナ30の接合端面に第2通路20Bを囲んだ大きい凹部を形成するとともに、凹部の外周の廻りにはシール用のOリング23を設けて第2通路20Bと第3通路20Dとの連通間の間隙の周りをシールするものである。また、リテーナ30の接合端面に打ち込まれた固定ピン5は、固定密封環2の第1接合面2Eに設けた係止穴2Hに係止して固定密封環2が周方向へ回動しないように保持する。   The fixed seal ring 2 is divided into two parts like the retainer 30 and has a cross section as shown in FIG. That is, the sealing surface 2A is provided on one end surface of the fixed sealing ring 2, and the first joint surface 2E is provided on the other end surface. The seal surface 2A is polished to a mirror finish. The third passage 20D penetrating in the axial direction of the fixed seal ring 2 is in close contact with the joining end surface of the retainer 30 and the first joint surface 2E of the fixed seal ring 2 so as to communicate with the second passage 20B. The close structure of both the parts forms a large concave portion surrounding the second passage 20B on the joining end face of the retainer 30, and an O-ring 23 for sealing is provided around the outer periphery of the concave portion to form the second passage 20B and the second passage 20B. The periphery of the gap between the communication with the three passages 20D is sealed. Further, the fixing pin 5 driven into the joining end surface of the retainer 30 is engaged with the engaging hole 2H provided in the first joining surface 2E of the stationary sealing ring 2 so that the stationary sealing ring 2 does not rotate in the circumferential direction. Hold on.

固定密封環2の第1外周面2Bにはテーパ面を設ける。そして、固定密封環2のテーパ面と第1ホルダ35の段付面との間によりシール用の第1Oリング22を断面が三角状に弾性変形させてシールするとともに、第1ホルダ35により分割した固定密封環2を環状体に保持する。この第1ホルダ35により固定密封環2を締め付けるときには、その間に第1スペーサ34を挟むのが好ましい。このように構成された固定密封環2は、シール面2Aの被密封流体(河川水、河川水が不足すると空気となる)R側(外周側)に、L形のディンプル3を形成する(他の実施例の図6を参照)。このディンプル3はL形にするとともに、周方向へ対称に配置して一対の正逆回転両用の各ディンプル3,3に構成する。この固定密封環2は、一実施例として、直径が約500mmあるので、シール面2Aに12対(24個)のディンプル3,3,・・を設けている。このディンプル3の個数は固定密封環2の大きさ、ポンピング作用力等を考慮して設定する。ディンプル3の平面の幅は、例えば、5mmから25mmにすると良い。深さは15×10−6mから50×10−6mにすると良い。なお、回転密封環12が一方にのみ回転させる場合は、一対のディンプルにする必要はなく、L型を周方向へ同じ形に配列すればよい。ディンプル3は、径方向を成す流体の流入流出溝3Aと周方向を成す動圧発生溝3Bとから構成する。 A tapered surface is provided on the first outer peripheral surface 2B of the fixed sealing ring 2. The first O-ring 22 for sealing is elastically deformed in a triangular shape between the tapered surface of the fixed sealing ring 2 and the stepped surface of the first holder 35 and is divided by the first holder 35. The fixed sealing ring 2 is held on the annular body. When the fixed sealing ring 2 is tightened by the first holder 35, it is preferable to sandwich the first spacer 34 therebetween. The fixed sealing ring 2 configured in this manner forms an L-shaped dimple 3 on the R side (outer peripheral side) of the sealed fluid (river water or river water becomes insufficient) on the seal surface 2A (others). (See FIG. 6 for the example of this). The dimple 3 is L-shaped and symmetrically arranged in the circumferential direction so as to form a pair of dimples 3 for both forward and reverse rotation. As an example, the fixed sealing ring 2 has a diameter of about 500 mm. Therefore, 12 pairs (24 pieces) of dimples 3, 3,... Are provided on the sealing surface 2A. The number of the dimples 3 is set in consideration of the size of the fixed sealing ring 2 and the pumping force. The plane width of the dimple 3 is preferably 5 mm to 25 mm, for example. The depth is preferably 15 × 10 −6 m to 50 × 10 −6 m. When the rotary seal ring 12 is rotated only in one direction, it is not necessary to form a pair of dimples, and the L shapes may be arranged in the same shape in the circumferential direction. The dimple 3 includes a fluid inflow / outflow groove 3A in the radial direction and a dynamic pressure generation groove 3B in the circumferential direction.

このディンプル3は、ディンプル3の径方向と周方向の各長さにより、第3通路20Dから供給された液体を外周側へポンピング作用をする。同時に、被密封流体側Rの流体をシール面に導入する働きをする。このディンプル3の作用は、動圧発生溝3Bによりポンピング作用をするので、動圧発生溝3Bの周方向の長さを、気体がシール面2A,12Aに介在する場合よりも(従来技術よりも)、短く形成すると良い。また、流入流出溝3Aは、気体がシール面2A,12Aに介在する場合より、幅広く形成すると良い。さらに、ディンプル3の内周側に周方向へ長い拡散溝2Dを形成する(被密封流体がシール面2Aの第1内周面2C側にある時は、拡散溝2Dと流体通路20の出口はディンプル3の外周側となる)。拡散溝2Dの深さは、ディンプル3の深さより深くすると良い。拡散溝2Dの周方向のほぼ中央に第3通路20Dの出口を設ける。   The dimple 3 pumps the liquid supplied from the third passage 20 </ b> D to the outer peripheral side depending on the radial and circumferential lengths of the dimple 3. At the same time, it serves to introduce the fluid on the sealed fluid side R into the sealing surface. Since the dimple 3 is pumped by the dynamic pressure generating groove 3B, the circumferential length of the dynamic pressure generating groove 3B is larger than that in the case where gas is interposed in the seal surfaces 2A and 12A (as compared to the conventional technique). ), It is good to form short. Further, the inflow / outflow grooves 3A may be formed wider than the case where gas is interposed between the seal surfaces 2A and 12A. Furthermore, a long diffusion groove 2D in the circumferential direction is formed on the inner peripheral side of the dimple 3 (when the fluid to be sealed is on the first inner peripheral surface 2C side of the seal surface 2A, the diffusion groove 2D and the outlet of the fluid passage 20 are It becomes the outer peripheral side of the dimple 3). The depth of the diffusion groove 2 </ b> D is preferably deeper than the depth of the dimple 3. The exit of the third passage 20D is provided at substantially the center in the circumferential direction of the diffusion groove 2D.

この第3通路20Dは固定密封環2の軸方向に貫通しているが、第3通路20Dの途中から被密封流体側の方向で、且つディンプル3に向かって20度から50度に傾斜させると良い。第3通路20Dの個数は4個所から12個所設けている。このように構成された拡散溝2Dとディンプル3は、第3通路20Dから噴出する液体を両シール面2A,12A間に膜状にして潤滑作用を成すとともに、ディンプル3により潤滑作用をした液体を被密封流体側Rへポンピングして被密封流体が両シール面間2A,12Aに浸入するのを防止するする。同時に、被密封流体がシール面2A,12A間へ浸入するのをディンプル3のポンピング作用により防止して、シール能力を発揮させる。同時に、自然水である被密封流体が不足して、または、断水してシール面2A,12Aに介在しなくなった場合には、流体通路20から供給される液体をディンプル3によりシール面2へ液膜のように拡散して潤滑作用によりシール面2A,12Aの磨耗を防止する。さらには、シール面2A,12A間を動圧発生溝3Bによる圧力により、非接触状態にしてシール面2A,12Aの損傷を防止する。この固定密封環2は炭化珪素、カーボン、セラミック、超鋼等の耐摩耗性の材料で製作する。   The third passage 20D penetrates in the axial direction of the fixed sealing ring 2. However, if the third passage 20D is inclined from the middle of the third passage 20D toward the sealed fluid side and toward the dimple 3, from 20 degrees to 50 degrees. good. The number of third passages 20D is four to twelve. The diffusion grooves 2D and the dimples 3 configured in this way form a liquid between the seal surfaces 2A and 12A with a liquid ejected from the third passage 20D to form a lubricating action, and the liquid lubricated by the dimples 3 Pumping to the sealed fluid side R prevents the sealed fluid from entering the seal surfaces 2A and 12A. At the same time, the fluid to be sealed is prevented from entering between the sealing surfaces 2A and 12A by the pumping action of the dimple 3, thereby exerting the sealing ability. At the same time, when the fluid to be sealed, which is natural water, is insufficient or when the water is cut off and does not intervene in the seal surfaces 2A and 12A, the liquid supplied from the fluid passage 20 is liquidated to the seal surface 2 by the dimple 3. Diffusion like a film prevents the seal surfaces 2A and 12A from being worn by a lubricating action. Further, the seal surfaces 2A and 12A are brought into a non-contact state between the seal surfaces 2A and 12A by the pressure generated by the dynamic pressure generating groove 3B to prevent damage to the seal surfaces 2A and 12A. The fixed sealing ring 2 is made of a wear-resistant material such as silicon carbide, carbon, ceramic, super steel or the like.

図6に示す固定密封環2は、実施例2ある。この図6に示す固定密封環2は、直径が100mmから300mmのように小径の場合である。つまり、この固定密封環2は分割しない場合である。なお、固定密封環2を分割する場合は、ディンプル3と、燐接するディンプル3の間を径方向へ2分割する。図6に示すシール面2Aに設けたディンプル3は、外周側に被密封流体側Rがる場合である。このディンプル3の形状はL型に限定されず、液体を流入と流出させるとともに、ポンピング作用または動圧発生力を生起させる構成であれば他の形状でも良い。ただし、ディンプル3の溝の深さは従来技術の気体の場合とは異なり、深くされている。なお、固定密封環2の第1内周面2C内に被密封流体側Rがある場合は、さらに、実施例3の図7に示すような固定密封環2に形成する。図7において、拡散溝2Dは、シール面2Aに円環状溝に形成されているが、図6に示すように断続溝に形成することもできる。つまり、固定密封環2の拡散溝2Dは、潤滑する液体をシール面2Aに拡散して液膜にできれば、環状溝、断続溝、周方向へ蛇行した溝等を形成することができる。なお、図7の符号が図6と同一のものは、同一構成である。なお、図7において、固定密封環2は分割していない例を挙げたが、固定密封環2の大きさに応じて径方向へ2分割、3分割することもできる。   The fixed sealing ring 2 shown in FIG. The fixed sealing ring 2 shown in FIG. 6 is a case where the diameter is small such as 100 mm to 300 mm. That is, this fixed sealing ring 2 is not divided. When the fixed seal ring 2 is divided, the space between the dimple 3 and the dimple 3 in contact with the ring is divided into two in the radial direction. The dimple 3 provided on the seal surface 2A shown in FIG. 6 is a case where the sealed fluid side R is on the outer peripheral side. The shape of the dimple 3 is not limited to the L shape, and may be any other shape as long as it allows the liquid to flow in and out and causes a pumping action or a dynamic pressure generating force. However, the depth of the groove of the dimple 3 is made deep unlike the case of the gas of the prior art. In addition, when the to-be-sealed fluid side R exists in the 1st internal peripheral surface 2C of the fixed sealing ring 2, it forms in the fixed sealing ring 2 as shown in FIG. In FIG. 7, the diffusion groove 2D is formed as an annular groove on the seal surface 2A, but can also be formed as an intermittent groove as shown in FIG. That is, the diffusion groove 2D of the fixed sealing ring 2 can form an annular groove, an intermittent groove, a groove meandering in the circumferential direction, etc., if the liquid to be lubricated is diffused to the seal surface 2A to form a liquid film. 7 having the same reference numerals as those in FIG. 6 have the same configuration. In FIG. 7, an example in which the fixed sealing ring 2 is not divided is described. However, the fixed sealing ring 2 may be divided into two or three in the radial direction according to the size of the fixed sealing ring 2.

固定密封環2に対向した位置には回転用密封環(以下、回転密封環とも言う)12を配置する。回転密封環12の断面形状は、図5に示すとおりである。回転密封環12の一端面には対向シール面12Aを設ける。この対向シール面12Aはシール面2Aと摺動可能なように鏡面に仕上げられている。対向シール面12Aと軸方向反対の端面には、第2接合面12Eを設ける。この回転密封環12の第2接合面12Eには、ドライブピン15と係止する第2係止穴12Hを設ける。また、回転密封環12の第2外周面12Bは、ほぼ固定密封環2の第1外周面2Bと同形状に形成する。また、第2内周面12Cは、回転軸50と間隙を設けた状態の非接触である。この2分割に分割された回転密封環12は、第2ホルダ36,36とともに環状体に締め付ける。第2ホルダ36にも、第1ホルダ36と同様に各分割ホルダごとに第2締付板36Aを設ける。そして、互いに対向する各締付板36A,36Aを六角穴付ボルトとソケットボルトにより締め付けて第2ホルダ36とともに回転密封環12を環状体に結合する。なお、第2Oリング22と第2スペーサ34は、第1Oリングと第1スペーサ34と同様に回転密封環12と第2ホルダ36の間に挟んで介在させる。   A rotational sealing ring (hereinafter also referred to as a rotational sealing ring) 12 is disposed at a position facing the fixed sealing ring 2. The cross-sectional shape of the rotary seal ring 12 is as shown in FIG. An opposing seal surface 12 </ b> A is provided on one end surface of the rotary seal ring 12. The opposed seal surface 12A is finished to be a mirror surface so as to be slidable with the seal surface 2A. A second joint surface 12E is provided on the end surface opposite to the opposing seal surface 12A in the axial direction. A second engagement hole 12H that engages with the drive pin 15 is provided in the second joint surface 12E of the rotary seal ring 12. The second outer peripheral surface 12B of the rotary seal ring 12 is formed in substantially the same shape as the first outer peripheral surface 2B of the fixed seal ring 2. Further, the second inner peripheral surface 12C is non-contact with the rotation shaft 50 provided with a gap. The rotary sealing ring 12 divided into the two parts is fastened to the annular body together with the second holders 36 and 36. Similarly to the first holder 36, the second holder 36 is provided with a second fastening plate 36A for each divided holder. Then, the fastening plates 36A and 36A facing each other are fastened with hexagon socket head bolts and socket bolts, and the rotary seal ring 12 is coupled to the annular body together with the second holder 36. The second O-ring 22 and the second spacer 34 are interposed between the rotary seal ring 12 and the second holder 36 in the same manner as the first O-ring and the first spacer 34.

回転側リテーナ31は、分割されており、回転側リテーナ31の外周面には第1ホルダ35の締付板35Aと同様な第3締付板32Aが各分割リテーナごとに分割面側に設ける。そして、第3締付板32Aを六角穴付ボルト46により締め付けて回転側リテーナ31を環状体に結合する。このとき、回転側リテーナ31は、シール用のOリング25を介して回転軸50に嵌着するとともに、シール用のOリング24を介して回転密封環12に密封に接合する(図2を参照)。さらに、回転側リテーナ31の穴に打ち込んで嵌着したドライブピン15は、回転密封環12の第2係止穴12Hに係合して両部品がともに回動するように固定する(図2を参照)。また、第2ホルダ36と回転側リテーナ31とは六角穴付ボルト46により締め付けて結合する。   The rotation side retainer 31 is divided, and a third tightening plate 32A similar to the tightening plate 35A of the first holder 35 is provided on the outer surface of the rotation side retainer 31 on the divided surface side for each divided retainer. Then, the third clamping plate 32A is clamped by the hexagon socket head cap screw 46 to couple the rotation side retainer 31 to the annular body. At this time, the rotation side retainer 31 is fitted to the rotary shaft 50 via the sealing O-ring 25 and is joined to the rotary sealing ring 12 in a sealing manner via the sealing O-ring 24 (see FIG. 2). ). Further, the drive pin 15 that has been driven into and fitted into the hole of the rotation side retainer 31 engages with the second locking hole 12H of the rotation sealing ring 12 and is fixed so that both parts rotate (see FIG. 2). reference). Further, the second holder 36 and the rotation side retainer 31 are coupled by being tightened by a hexagon socket head cap screw 46.

回転側リテーナ31より被密封流体側Rのクランプリング37は、分割されている。分割クランプリングにも、第1ホルダ35と同様な第4締付板37Aを各分割クランプリングの分割面側に設ける。そして、クランプリング37も第1ホルダ35と同様に第4締付板37Aを六角穴付ボルト46とソケットボルト47により締め付けて環状体に結合する。同時に、このクランプリング37に設けたキー溝37Bは、回転軸50に設けたキー42に係合して回転軸50とともに回動するように固定する。このクランプリング37と回転側リテーナ31とは六角穴付ボルト46により軸方向に結合する。   The clamp ring 37 on the sealed fluid side R from the rotation side retainer 31 is divided. Also in the divided clamp ring, a fourth fastening plate 37A similar to the first holder 35 is provided on the divided surface side of each divided clamp ring. In the same manner as the first holder 35, the clamp ring 37 is joined to the annular body by fastening the fourth fastening plate 37 </ b> A with the hexagon socket head cap bolt 46 and the socket bolt 47. At the same time, the key groove 37 </ b> B provided in the clamp ring 37 engages with the key 42 provided on the rotating shaft 50 and is fixed so as to rotate together with the rotating shaft 50. The clamp ring 37 and the rotating side retainer 31 are coupled in the axial direction by a hexagon socket head cap screw 46.

図2のバイパス通路20Cは、流体通路20からバイパス通路20Cを通って流れた液体を図示する流れ線の流路F1にそって流して両シール面12A,12Aの外周側に達するようにする。そして、ごみ等がシール面2A、12Aに付着するのを防止する。図3のB部は図2の他の断面を示すものである。また、図3のA部は、図1と90度異なる位置の断面を示すものである。また、メカニカルシール装置1は、周方向へ複数に分割されて機械に装着された回転軸50に容易に挿入できるように成されているが、このメカニカルシール装置1は、各シール面2A,12Aに設けた各ディンプル3,3・・と流体通路20からの潤滑液の作用効果により各シール面2A,12Aが分割されていても、問題なく、シール能力を発揮できる。   The bypass passage 20C in FIG. 2 allows the liquid flowing from the fluid passage 20 through the bypass passage 20C to flow along the flow line F1 of the flow line shown in the figure so as to reach the outer peripheral side of both the seal surfaces 12A and 12A. And dust etc. are prevented from adhering to the sealing surfaces 2A and 12A. Part B of FIG. 3 shows another cross section of FIG. Moreover, the A part of FIG. 3 shows the cross section of a position 90 degrees different from FIG. In addition, the mechanical seal device 1 is configured to be easily inserted into a rotating shaft 50 that is divided into a plurality of portions in the circumferential direction and mounted on the machine. The mechanical seal device 1 includes the seal surfaces 2A and 12A. Even if each seal surface 2A, 12A is divided by the effect of the lubricating liquid from each of the dimples 3, 3... And the fluid passage 20, the sealing ability can be exhibited without any problem.

このように構成されたメカニカルシール装置1は、流体通路20を流れた水道水のような潤滑液を各シール面2A,12Aの間に供給して潤滑する。被密封流体側Rの河川水が自然現象で不足した場合には、各シール面2A,12Aが乾燥状態で摺動して発熱する恐れがあるが、この流体通路20から供給される潤滑液により各シール面2A,12Aの摺動発熱が防止される。この各シール面2A,12Aの潤滑作用とシール効果は、上述したようにディンプル3により効果的に発揮される。同時に、各シール面2A,12Aに介在する潤滑液は、ディンプル3のポンピング作用により泥水等を含む被密封流体が各シール面2A,12Aに進入するのを効果的に防止してシール能力を向上させる。また、自然現象により河川水の不足とともに、故障等で各シール面2A,12Aへの潤滑液の供給が停止した場合でも、ディンプル3により各シール面2A,12A間に動圧力を発生させて各シール面2A,12A間を非接触状態にして摺動発熱を防止できる。この摺動発熱が防止されると、各シール面2A,12Aに惹起する焼き付きや、破損が防止できる。このため、高価な密封環2,12の破損が防止できれば、この破損防止は、コストを低減できる効果がきわめて大きい。   The mechanical seal device 1 configured in this manner supplies and lubricates a lubricating liquid such as tap water flowing through the fluid passage 20 between the seal surfaces 2A and 12A. When the river water on the sealed fluid side R is insufficient due to a natural phenomenon, the seal surfaces 2A and 12A may slide and generate heat in a dry state. However, the lubricating liquid supplied from the fluid passage 20 Sliding heat generation of each sealing surface 2A, 12A is prevented. The lubricating action and sealing effect of the seal surfaces 2A and 12A are effectively exhibited by the dimple 3 as described above. At the same time, the lubricating liquid present on the seal surfaces 2A and 12A effectively prevents the sealed fluid including mud from entering the seal surfaces 2A and 12A by the pumping action of the dimple 3, thereby improving the sealing performance. Let Further, even when the supply of the lubricating liquid to the seal surfaces 2A and 12A is stopped due to a shortage of river water due to a natural phenomenon and due to a failure or the like, the dimple 3 generates dynamic pressure between the seal surfaces 2A and 12A to Sliding heat generation can be prevented by bringing the seal surfaces 2A and 12A into a non-contact state. If this sliding heat generation is prevented, seizure and damage caused on the seal surfaces 2A and 12A can be prevented. For this reason, if damage to the expensive seal rings 2 and 12 can be prevented, this damage prevention has a great effect of reducing the cost.

上述の第1実施例のメカニカルシール装置1は、分割型メカニカルシール装置1について説明したが、取り付けられる装置(発電用水車など)によっては、一体型メカニカルシール装置1に構成することもできる。この場合は、上述の分解した各部品は一体型にされており、締付板32A,35A,36A,37Aは不要になる。   Although the mechanical seal device 1 according to the first embodiment has been described with respect to the split mechanical seal device 1, the mechanical seal device 1 may be configured as an integrated mechanical seal device 1 depending on a device to be attached (such as a power generation turbine). In this case, the disassembled parts described above are integrated, and the fastening plates 32A, 35A, 36A, and 37A are not necessary.

以上に説明したように、このメカニカルシール装置は、大型の液体用の軸封装置として有用である。特に、大型の密封環は高価であるので、シール面の摩耗を防止したメカニカルシール装置として有用である。さらに、高価な密封環のコストを低減できるので有用である。   As described above, this mechanical seal device is useful as a shaft seal device for large liquids. In particular, since a large seal ring is expensive, it is useful as a mechanical seal device that prevents wear of the seal surface. Furthermore, the cost of the expensive seal ring can be reduced, which is useful.

本発明の第1実施の形態に係わるメカニカルシール装置の片側の断面図である。It is sectional drawing of the one side of the mechanical seal apparatus concerning 1st Embodiment of this invention. 図1の他の断面を示すメカニカルシール装置の片側断面図である。It is a half sectional view of the mechanical seal apparatus which shows the other cross section of FIG. 図1の他の断面を示すメカニカルシール装置の全断面図である。It is a whole sectional view of a mechanical seal device showing other sections of Drawing 1. 図1に示す固定密封環の片側断面図である。It is a half sectional view of the fixed sealing ring shown in FIG. 図1に示す回転密封環の片側断面図である。It is a half sectional view of the rotation sealing ring shown in FIG. 図1に示す固定密封環の正面図である。It is a front view of the fixed sealing ring shown in FIG. 図1に係わる他の固定密封環の正面図である。It is a front view of the other fixed sealing ring concerning FIG. 従来の固定密封環の一部の正面図である。It is a front view of a part of a conventional fixed sealing ring.

符号の説明Explanation of symbols

1 メカニカルシール装置
2 固定用密封環(固定密封環)
2A シール面
2B 第1外周面
2C 第1内周面
2D 拡散溝
2E 第1接合面
3 ディンプル
3A 流入流出溝
3B 動圧発生溝
5 固定ピン
12 回転用密封環(回転密封環)
12A 対向シール面
12B 第2外周面
12C 第2内周面
12E 第2接合面
12H 第2係止穴
20 流体通路
20A 第1通路
20B 第2通路
20C バイパス通路
20D 第3通路
22 第1Oリング、第2Oリング
23 Oリング
30 リテーナ
30A 外周嵌合面
30B フランジ部
30C 締付部
31 回転側リテーナ
32A 第3締付板
34 第1スペーサ、第2スペーサ
35 第1ホルダ
35A 締付板
36 第2ホルダ
36A 第2締付板
37 クランプリング
37A 第3締付板
37B キー溝
40 シールカバー
40A 内周嵌合面
40B1 側面
40B2 側面
40C ばね座
40D 連結板
40E 突部
45 ボルト
46 六角孔付ボルト
47 ソケットボルト
50 回転軸
60 ハウジング
60A 軸用孔
60B 取付面
61 ボルト
A 気体側(大気側)
B 被密封流体側(液体側)
1 Mechanical seal device
2 Sealing ring for fixing (fixed sealing ring)
2A Seal surface
2B 1st outer peripheral surface
2C 1st inner peripheral surface
2D diffusion groove
2E 1st joint surface
3 dimples
3A Inflow / outflow groove
3B Dynamic pressure generating groove
5 Fixing pin
12 Rotating seal ring (Rotating seal ring)
12A Opposing seal surface
12B Second outer peripheral surface
12C 2nd inner peripheral surface
12E Second joint surface
12H Second locking hole
20 Fluid passage
20A 1st passage
20B 2nd passage
20C bypass passage
20D 3rd passage
22 1st O-ring, 2nd O-ring
23 O-ring
30 Retainer
30A outer peripheral mating surface
30B Flange
30C Tightening part
31 Rotating side retainer
32A 3rd clamping plate
34 1st spacer, 2nd spacer
35 First holder
35A clamping plate
36 Second holder
36A Second clamping plate
37 Clamp ring
37A 3rd clamping plate
37B Keyway
40 Seal cover
40A Inner peripheral mating surface
40B1 side
40B2 side
40C Spring seat
40D connecting plate
40E protrusion
45 volts
46 Hexagon socket head cap screw
47 Socket bolt
50 axis of rotation
60 housing
60A shaft hole
60B Mounting surface
61 volts
A Gas side (atmosphere side)
B Sealed fluid side (liquid side)

Claims (2)

回転軸の周りの間隙の被密封液体側と気体側とを遮断するメカニカルシール装置であって、
前記回転軸が内設されたハウジングの軸用孔を囲む取付面に取り付け可能にされた保持面と、前記回転軸の廻りの内周嵌合面と、流体供給側の一端部から前記内周嵌合面に貫通する第1通路とを有する環状のシールカバー、
前記シールカバーの前記内周嵌合面と移動自在に嵌合する外周嵌合面と、前記回転軸と間隙を設けて遊合可能な内周面と、一端面に接合端面を設けたフランジ部と、前記第1通路と連通するとともに前記接合端面に貫通する第2通路と、を有するリテーナ、
前記リテーナの前記接合端面に密接して保持される第1接合面と、前記第1接合面と反対の端面に設けたシール面と、前記回転軸と遊合可能な内周面とを有する固定用密封環、
前記固定用密封環のシール面と摺動可能にして密接する対向シール面を一端に有するとともに前記回転軸と嵌合可能な回転用密封環、および
前記回転用密封環を密封に保持すると共に回転軸に密封に嵌着する回転側リテーナを具備し、
前記固定用密封環のシール面または前記回転用密封環の対向シール面に被密封流体を流入および流出させるとともにシール面と対向シール面の間に動圧力を発生させるディンプルを有し、前記ディンプルの被密封流体側と径方向反対の前記シール面の位置に周方向に長手溝または環状溝に形成された拡散溝を有するとともに、前記拡散溝内に貫通するとともに前記第2通路と連通する気体または液体を流す第3通路を有し、前記第1通路と前記第2通路と第3通路から構成される流体通路を通して液体または気体が前記シール面と前記対向シール面の間に供給されることを特徴とするメカニカルシール装置。
A mechanical seal device that shuts off a sealed liquid side and a gas side of a gap around a rotating shaft,
A holding surface capable of being attached to a mounting surface surrounding a shaft hole of a housing in which the rotary shaft is provided, an inner peripheral fitting surface around the rotary shaft, and an inner periphery from one end on the fluid supply side An annular seal cover having a first passage penetrating the fitting surface;
An outer peripheral fitting surface that is movably fitted to the inner peripheral fitting surface of the seal cover, an inner peripheral surface that can be loosely coupled with the rotary shaft, and a flange portion that has a joint end surface on one end surface And a retainer having a second passage that communicates with the first passage and penetrates the joining end surface;
A fixed member having a first joint surface held in close contact with the joint end surface of the retainer, a seal surface provided on an end surface opposite to the first joint surface, and an inner peripheral surface capable of freely mating with the rotating shaft. Sealing ring,
One end of the sealing ring that is slidable and in close contact with the sealing surface of the sealing ring for fixing and that can be fitted to the rotating shaft, and the sealing ring for rotation that holds and rotates the sealing ring for rotation It has a rotating side retainer that fits hermetically on the shaft,
A dimple that causes fluid to flow into and out of the sealing surface of the sealing ring for fixing or the opposing sealing surface of the sealing ring for rotation and generates dynamic pressure between the sealing surface and the opposing sealing surface; A gas having a diffusion groove formed in a circumferential groove or an annular groove in the circumferential direction at a position opposite to the sealed fluid side in the radial direction, and penetrating into the diffusion groove and communicating with the second passage; A third passage through which liquid flows, and liquid or gas is supplied between the seal surface and the opposing seal surface through a fluid passage formed by the first passage, the second passage, and the third passage. A mechanical seal device.
前記流体通路は前記固定用密封環を保持する前記リテーナと前記リテーナと移動自在に嵌合するシールカバーの両嵌合面を貫通して形成されていることを特徴とする請求項1に記載のメカニカルシール装置。   2. The fluid passage according to claim 1, wherein the fluid passage is formed so as to penetrate both fitting surfaces of the retainer that holds the fixing sealing ring and a seal cover that is movably fitted to the retainer. Mechanical seal device.
JP2008100481A 2008-04-08 2008-04-08 Mechanical seal device for liquid Pending JP2009250378A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008100481A JP2009250378A (en) 2008-04-08 2008-04-08 Mechanical seal device for liquid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008100481A JP2009250378A (en) 2008-04-08 2008-04-08 Mechanical seal device for liquid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009250378A true JP2009250378A (en) 2009-10-29

Family

ID=41311284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008100481A Pending JP2009250378A (en) 2008-04-08 2008-04-08 Mechanical seal device for liquid

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009250378A (en)

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011196429A (en) * 2010-03-18 2011-10-06 Eagle Industry Co Ltd Sliding material of mechanical seal and mechanical seal
WO2013021839A1 (en) * 2011-08-05 2013-02-14 イーグル工業株式会社 Mechanical seal
CN103649608A (en) * 2011-09-03 2014-03-19 伊格尔工业股份有限公司 Sliding component
CN103765060A (en) * 2011-09-10 2014-04-30 伊格尔工业股份有限公司 Sliding component
WO2014112455A1 (en) * 2013-01-16 2014-07-24 イーグル工業株式会社 Sliding part
EP2752603A4 (en) * 2011-09-03 2015-07-22 Eagle Ind Co Ltd Sliding component
CN107605483A (en) * 2017-09-26 2018-01-19 北京中科威能技术服务有限公司 Suspending sealing device, inner sprayer unit and development machine
WO2019221227A1 (en) * 2018-05-17 2019-11-21 イーグル工業株式会社 Seal ring
KR20200039788A (en) * 2017-10-03 2020-04-16 이구루코교 가부시기가이샤 Sliding parts
CN113348307A (en) * 2019-02-04 2021-09-03 伊格尔工业股份有限公司 Sliding component
US11293553B2 (en) 2018-05-17 2022-04-05 Eagle Industry Co., Ltd. Seal ring
US11525512B2 (en) 2018-05-17 2022-12-13 Eagle Industry Co., Ltd. Seal ring
US11608897B2 (en) 2018-08-01 2023-03-21 Eagle Industry Co., Ltd. Slide component
US11644100B2 (en) 2018-05-17 2023-05-09 Eagle Industry Co., Ltd. Seal ring
US11815184B2 (en) 2018-11-30 2023-11-14 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
US11821521B2 (en) 2018-12-21 2023-11-21 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
US11821462B2 (en) 2018-08-24 2023-11-21 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding member
US11892081B2 (en) 2019-07-26 2024-02-06 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
US11933405B2 (en) 2019-02-14 2024-03-19 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
US12007027B2 (en) 2019-04-24 2024-06-11 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
US12013040B2 (en) 2019-02-21 2024-06-18 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding components
US12018757B2 (en) 2019-02-04 2024-06-25 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding components

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53120039A (en) * 1977-03-29 1978-10-20 Gutehoffnungshuette Sterkrade Device for sealing shaft with gas
JPS5863461U (en) * 1981-10-24 1983-04-28 炭研精工株式会社 Stationary mechanical seal for gas seals
JPS58221074A (en) * 1982-06-05 1983-12-22 エム・ア−・エン・マシ−ネンフアブリ−ク・アウクスブルク−ニユルンベルク・アクチエンゲゼルシヤフト Shaft sealing device
JPS6237572A (en) * 1985-08-12 1987-02-18 Ebara Res Co Ltd Shaft seal device
JPS63190975A (en) * 1986-10-28 1988-08-08 パシフィック、ヴィーツ、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング、ウント、コンパニー、コンマンジットゲゼルシャフト Airtight sealing device for shaft
JPH07208612A (en) * 1994-01-27 1995-08-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Mechanical seal device
JPH07260009A (en) * 1994-03-22 1995-10-13 Nippon Pillar Packing Co Ltd Non-contact-type shaft sealing device
JPH07286672A (en) * 1994-04-18 1995-10-31 Hitachi Ltd Shaft sealing device
JP2002098237A (en) * 2000-09-21 2002-04-05 Eagle Ind Co Ltd Shaft sealing device
JP2002235858A (en) * 2001-02-09 2002-08-23 Eagle Ind Co Ltd Shaft seal device

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53120039A (en) * 1977-03-29 1978-10-20 Gutehoffnungshuette Sterkrade Device for sealing shaft with gas
JPS5863461U (en) * 1981-10-24 1983-04-28 炭研精工株式会社 Stationary mechanical seal for gas seals
JPS58221074A (en) * 1982-06-05 1983-12-22 エム・ア−・エン・マシ−ネンフアブリ−ク・アウクスブルク−ニユルンベルク・アクチエンゲゼルシヤフト Shaft sealing device
JPS6237572A (en) * 1985-08-12 1987-02-18 Ebara Res Co Ltd Shaft seal device
JPS63190975A (en) * 1986-10-28 1988-08-08 パシフィック、ヴィーツ、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング、ウント、コンパニー、コンマンジットゲゼルシャフト Airtight sealing device for shaft
JPH07208612A (en) * 1994-01-27 1995-08-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Mechanical seal device
JPH07260009A (en) * 1994-03-22 1995-10-13 Nippon Pillar Packing Co Ltd Non-contact-type shaft sealing device
JPH07286672A (en) * 1994-04-18 1995-10-31 Hitachi Ltd Shaft sealing device
JP2002098237A (en) * 2000-09-21 2002-04-05 Eagle Ind Co Ltd Shaft sealing device
JP2002235858A (en) * 2001-02-09 2002-08-23 Eagle Ind Co Ltd Shaft seal device

Cited By (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011196429A (en) * 2010-03-18 2011-10-06 Eagle Industry Co Ltd Sliding material of mechanical seal and mechanical seal
WO2013021839A1 (en) * 2011-08-05 2013-02-14 イーグル工業株式会社 Mechanical seal
CN103620277A (en) * 2011-08-05 2014-03-05 伊格尔工业股份有限公司 Mechanical seal
JPWO2013021839A1 (en) * 2011-08-05 2015-03-05 イーグル工業株式会社 mechanical seal
US9982784B2 (en) 2011-08-05 2018-05-29 Eagle Industry Co., Ltd. Mechanical seal
CN103649608A (en) * 2011-09-03 2014-03-19 伊格尔工业股份有限公司 Sliding component
EP2752603A4 (en) * 2011-09-03 2015-07-22 Eagle Ind Co Ltd Sliding component
US9447884B2 (en) 2011-09-03 2016-09-20 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding parts
CN103765060B (en) * 2011-09-10 2017-02-15 伊格尔工业股份有限公司 Sliding component
CN103765060A (en) * 2011-09-10 2014-04-30 伊格尔工业股份有限公司 Sliding component
US9151390B2 (en) 2011-09-10 2015-10-06 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding parts
JPWO2014112455A1 (en) * 2013-01-16 2017-01-19 イーグル工業株式会社 Sliding parts
US9951873B2 (en) 2013-01-16 2018-04-24 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
US10883604B2 (en) 2013-01-16 2021-01-05 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
US10072759B2 (en) 2013-01-16 2018-09-11 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
US10113648B2 (en) 2013-01-16 2018-10-30 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
US10487948B2 (en) 2013-01-16 2019-11-26 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
US10883603B2 (en) 2013-01-16 2021-01-05 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
WO2014112455A1 (en) * 2013-01-16 2014-07-24 イーグル工業株式会社 Sliding part
US10781924B2 (en) 2013-01-16 2020-09-22 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
CN107605483A (en) * 2017-09-26 2018-01-19 北京中科威能技术服务有限公司 Suspending sealing device, inner sprayer unit and development machine
CN107605483B (en) * 2017-09-26 2024-03-26 唯实重工股份有限公司 Suspension sealing device, internal spraying device and heading machine
CN111148926A (en) * 2017-10-03 2020-05-12 伊格尔工业股份有限公司 Sliding component
EP3693638A4 (en) * 2017-10-03 2021-06-23 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
KR102409059B1 (en) * 2017-10-03 2022-06-15 이구루코교 가부시기가이샤 sliding parts
US11708911B2 (en) 2017-10-03 2023-07-25 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
KR20200039788A (en) * 2017-10-03 2020-04-16 이구루코교 가부시기가이샤 Sliding parts
WO2019221227A1 (en) * 2018-05-17 2019-11-21 イーグル工業株式会社 Seal ring
US11293553B2 (en) 2018-05-17 2022-04-05 Eagle Industry Co., Ltd. Seal ring
US11525512B2 (en) 2018-05-17 2022-12-13 Eagle Industry Co., Ltd. Seal ring
US11530749B2 (en) 2018-05-17 2022-12-20 Eagle Industry Co., Ltd. Seal ring
US11644100B2 (en) 2018-05-17 2023-05-09 Eagle Industry Co., Ltd. Seal ring
US11608897B2 (en) 2018-08-01 2023-03-21 Eagle Industry Co., Ltd. Slide component
US11821462B2 (en) 2018-08-24 2023-11-21 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding member
US11815184B2 (en) 2018-11-30 2023-11-14 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
US11821521B2 (en) 2018-12-21 2023-11-21 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
CN113348307B (en) * 2019-02-04 2023-11-14 伊格尔工业股份有限公司 Sliding member
CN113348307A (en) * 2019-02-04 2021-09-03 伊格尔工业股份有限公司 Sliding component
US12018757B2 (en) 2019-02-04 2024-06-25 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding components
US11933405B2 (en) 2019-02-14 2024-03-19 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
US12013040B2 (en) 2019-02-21 2024-06-18 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding components
US12007027B2 (en) 2019-04-24 2024-06-11 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
US11892081B2 (en) 2019-07-26 2024-02-06 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009250378A (en) Mechanical seal device for liquid
US8186688B2 (en) Shaft sealing device
US8356819B2 (en) Low and reverse pressure application hydrodynamic pressurizing seals
TW464742B (en) Rotary joint for alternating media
US20160097457A1 (en) Self-pumping hydrodynamic mechanical seal
US20020079648A1 (en) Rotary barrier face seal
JP2008539378A (en) Magnetic fluid seal
KR100273593B1 (en) Spindle assembly for mechanics tool
JP4322747B2 (en) Sealing device
JPWO2008013147A1 (en) Mechanical seal device
CN103307284B (en) There is the Split mechanical seal of self-tightening sealing ability
KR20050039660A (en) Radial rotary transfer assembly
CN111237468A (en) Combined fluid dynamic pressure type rear-mounted isolation sealing device for turbine mechanical dry gas seal
JPH078948Y2 (en) Fluid supply rotary joint
JP2016217256A (en) Pump, mechanical seal device for pump
JP2017020412A (en) Fluid machine and shaft seal device
WO2015046343A1 (en) Sliding component
CN211715184U (en) Combined fluid dynamic pressure type dry airtight seal postposition isolation sealing device
US20030178780A1 (en) Shaft seal device
JP4391205B2 (en) Mechanical seal device
WO2014208235A1 (en) Sealing device
CN111237469A (en) Fluid dynamic pressure type postposition isolation sealing device for dry gas sealing of turbine machinery
CN211715768U (en) Combined fluid dynamic pressure type rear-mounted isolation sealing device for turbine mechanical dry gas seal
CN211715769U (en) Fluid dynamic pressure type postposition isolation sealing device for dry gas sealing of turbine machinery
JP2003097728A (en) Mechanical seal device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120314

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120321

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120521

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20120521

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20121002