JP2529002Y2 - 往復式圧縮機のピストン棒軸封装置 - Google Patents

往復式圧縮機のピストン棒軸封装置

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JP2529002Y2 JP1991050584U JP5058491U JP2529002Y2 JP 2529002 Y2 JP2529002 Y2 JP 2529002Y2 JP 1991050584 U JP1991050584 U JP 1991050584U JP 5058491 U JP5058491 U JP 5058491U JP 2529002 Y2 JP2529002 Y2 JP 2529002Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、複数のパッキンを並設
した往復式圧縮機のピストン棒軸封装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、図6に示すように高圧空間1と低
圧空間2とを仕切る隔壁3を貫通させたピストン棒4の
軸方向に沿って並設した複数のパッキン5を、ピストン
棒4と隔壁3との間に介在させたピストン棒軸封装置が
公知である。一般に、この種の装置では高圧空間1と低
圧空間2の圧力差が大きい程、パッキン5の数を多くし
て、各パッキン5当りの圧力差負荷の軽減が図られる。
また、ピストン棒4とパッキン5とはお互いに相対的に
摺動し乍ら、高圧側から低圧側へと微量のガス漏れを許
容する構造となっている。このため、図6に示す装置で
は中間段のパッキン間の空間を軸封装置外、例えば高圧
空間1に至るガス吸込流路に連通させる一つのガス抜き
流路6を設けて高圧空間1のガスが低圧空間2に漏れる
のを防ぐように形成してある。
【0003】さらに、図7〜図10に示すように、ピス
トン棒4とパッキン5との間の摺動部を冷却するように
した装置が提案されている。なお、図7〜図10におい
て図6と互いに共通する部分には、同一番号を付して説
明を省略する。ピストン棒4とパッキン5との間では、
摺動摩擦により発熱し、この熱がパッキン5を熱変形さ
せ、その摩耗を早めたりするので、この熱をできる限り
取除く必要がある。このため、図7に示す装置では、隔
壁3のパッキンケース11の周囲の部分に冷却水、また
は冷却油を流すようにした冷却用ジャケット31が設け
てあり、図8に示す装置では、パッキンケース11に冷
却用ジャケット31が設けてある。
【0004】また、図9に示す装置では、パッキンケー
ス11の周囲にジャケットカバー32を設けて、パッキ
ンケース11とジャケットカバー32との間に冷却用ジ
ャケット31を形成してある。さらに、図10に示す装
置では、ピストン棒4内に油穴24を穿設して、この油
穴33内に冷却用油を流すことによってピストン棒4自
体を油によって冷却するようになっている。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】上述のように、図6に
示す装置では、ガス抜き流路6によるガス抜き位置の高
圧側に複数、図示する例では4個のパッキン5が設けら
れている場合、このガス抜き位置の高圧側であって、こ
れに最も近いパッキン5の摩耗,消耗が早く、このパッ
キン5のみが軸封装置に作用する圧力差負荷を略全面的
に受持つことが本考案者による種々の実験の結果見出さ
れた。このため、この装置ではパッキン交換は全てのパ
ッキン5が摩耗等していない場合になされることが多
く、無駄が多く、結果的にパッキン寿命は短くなるとい
う問題があった。
【0006】また、図7〜図9に示す装置のいずれにお
いても、ピストン棒4とパッキン5の摺動部を間接的に
冷却するようにしたものに過ぎず、上記摺動部での熱を
十分に取去ることはできない。このため、パッキン5の
摩耗が早く、また、ピストン棒4とパッキン5との摺動
部にパッキン摩耗粉の付着と堆積を起こし易く、パッキ
ンの損傷を招き、その寿命が短くなるという問題があ
る。さらに、これらの装置では、冷却用ジャケット13
を設けるために、パッキンケース11の加工が複雑にな
ったり、軸直角方向(軸の半径方向)に大きなスペース
を必要とし、このため圧縮機のシリンダを大きくしなけ
ればならないという問題がある。同じく、図10に示す
装置においても図7〜図9に示す装置よりは冷却効果が
良くなると考えられるが、上記摺動部を直接的に冷却す
るようにしたものでなく、同様の問題が生じる。また、
細長いピストン棒4に小径の長い穴加工が必要となり、
加工が難しい他、ピストン棒4は重要な強度部材である
から、油穴33はその強度低下を招くことになり、好ま
しくないという問題がある。本考案は、斯る従来の問題
点を課題としてなされたもので、個々のパッキンを有効
に利用し、またパッキンとピストン棒の摺動部で発生し
た熱を効率よく取除き、全体としてパッキン寿命を長く
することを可能とした往復式圧縮機のピストン棒軸封装
置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第1考案は、高圧空間と低圧空間とを仕切る隔壁を
貫通させたピストン棒の軸方向に沿って並設し、上記ピ
ストン棒と上記隔壁との間に介在させた複数のパッキン
と、このパッキン同志の間にあって、上記ピストン棒の
周囲の空間の各々に別個に通じるガス抜き流路と、上記
各ガス抜き流路毎に設けた流路開閉弁と、上記各空間と
各流路開閉弁との間の各ガス抜き流路の圧力を検出する
圧力検出手段とから形成した。
【0008】また、第2考案は、高圧空間と低圧空間と
を仕切る隔壁を貫通させたピストン棒の軸方向に沿って
並設し、上記ピストン棒と上記隔壁との間に介在させた
複数のパッキンと、上記ピストン棒が貫通し、上記パッ
キンをパッキンケースとともにこのピストン棒と上記隔
壁との間に固定する押えフランジと、この押えフランジ
とこれに隣接する上記パッキンケースの両者のうち、少
なくとも押えフランジと上記ピストン棒との間に設けた
環状の冷却用ジャケットとから形成したことを特徴とす
る往復式圧縮機のピストン棒軸封装置。さらに、第3考
案は、上記冷却用ジャケット内に流す冷却剤を循環使用
可能に形成した。
【0009】
【作用】上記第1考案のように構成することにより、ガ
ス抜き位置を任意に変更して、所望のパッキンに圧力差
負荷を受持たせ、かつそのパッキンの異常を検出できる
ようになる。また、第2考案のように構成することによ
り、ピストン棒を直接冷却してその温度上昇を抑え、パ
ッキンの摺動部で発生した熱は効率よくピストン棒によ
って取除かれるようになる。さらに、第3考案のように
構成することにより、第2考案における上記作用に加え
て、冷却剤を使い捨てることなく、有効利用できるよう
になる。
【0010】
【実施例】次に、第1考案の一実施例を図面にしたがっ
て説明する。図1は、第1考案の第1実施例に係る往復
式圧縮機のピストン棒軸封装置を示し、図6に示す装置
と同様、高圧空間1,低圧空間2,隔壁3,ピストン棒
4,パッキン5が設けてある。さらに、本実施例では高
圧側から2段目以降のパッキン5同志の間にあって、ピ
ストン棒4の周囲の空間7の各々に別個に通じるガス抜
き流路6a,6b,6c,6dと、各ガス抜き流路毎に
流路開閉弁8a,8b,8c,8dと、上記各空間7と
各流路開閉弁8a,8b,8c,8dとの間の各ガス抜
き流路6a,6b,6c,6dの圧力を検出する圧力検
出手段9a,9b,9c,9dとが設けてある。各ガス
抜き流路6a,6b,6c,6dは流路開閉弁8a,8
b,8c,8dの反圧力検出手段側で合流して1本の流
路10となり、その先はガスの種類により異なり、即ち
毒性ガス,可燃性ガス,高価なガス,爆発性ガス,嗅気
ガスか否かにより異なり、例えば高圧空間1に至るガス
吸込流路に連通するか、煙突により高所に至る等、適宜
処理場所に通じている。
【0011】次に、上記構成からなる装置の使用方法の
一例について説明する。パッキン5の全てが正常である
場合には、最も高圧側に位置する流路開閉弁8aのみを
開いて、他の流路開閉弁8b,8c,8dを閉じてお
く。これにより、最も高圧側のガス抜き流路6aのみが
働き、この流路に直接連通する空間7の高圧側に隣接す
る2段目のパッキン5が主として圧力差負荷を受ける。
例えば、高圧空間1の圧力をPC,ガス抜き流路6aの
出口圧力をPOとした場合、2段目のパッキン5には略
(PC−PO)の差圧が作用する。そして、時間が経過す
るにつれてこのパッキン5が摩耗等して軸封機能を失え
ば上記差圧は零に近づいてゆくため、圧力検出手段9a
の指示値が次第に高圧側圧力PCに近づき、略等しくな
るのを監視することにより上記摩耗等が明らかになる。
【0012】このようにして、2段目のパッキン5の摩
耗等が明らかになると、流路開閉弁8aを閉じて、ガス
抜き流路6aからの漏れガスの流出を止めて、流路開閉
弁8bを開く。この結果、3段目のパッキン5が上述し
た圧力差負荷を受けるようになり、圧力検出手段9bに
よりその摩耗等が明らかにされる。以後、上記同様の操
作を繰り返すことにより4段目,5段目のパッキン5の
摩耗等が明らかにされる。なお、第1考案に係る軸封装
置の使用方法は、上記のように高圧側から順番に開くよ
うにするものに限定するものでなく、その他状況に応じ
て流路開閉弁8a,8b,8c,8dを開く順番を任意
に変更してもよい。
【0013】図2は、第1考案の第2実施例に係る往復
式圧縮機のピストン棒軸封装置を示し、図1に示す軸封
装置とは流路開閉弁8a,8b,8c,8dの反圧力検
出手段側の流路構成を除き、他は実質的に同一であり、
互いに対応する部分には同一番号を付して説明を省略す
る。この軸封装置では、高圧側の流路開閉弁8a,8b
の反圧力検出手段側で1本の流路10aに、また低圧側
の流路開閉弁8c,8dの反圧力検出手段側で1本の流
路10bに合流させて、高圧側,低圧側の流路10a,
10bに分けて形成してある。そして、斯る構成により
高圧側の流路開閉弁8a,8bのいずれかと、低圧側の
流路開閉弁8c,8dのいずれかを同時に開いて、対応
する2本のガス抜き流路6aまたは6bと、6cまたは
6dとを他方への漏れガスの流入を生ずることなく同時
に働かせることを可能としたものである。
【0014】なお、通常高圧空間1に最も近い1段目の
パッキン5は、他の2段目以降のパッキン5とは異なり
高圧ガスを荒止め軸封するものである故、上記各実施例
では1,2段目のパッキン5同志の空間に連通するガス
抜き流路を設けていないものを示したが、図1,図2に
おいて二点鎖線にて示すようにこの空間にも上記同様に
ここに連通するガス抜き流路を設けてもよい。また、第
1考案はパッキン,ガス抜き流路数を上記実施例に限定
するものでなく、流路の合流のさせ方も上記実施例に限
定するものではない。
【0015】図3は第2考案の第1実施例,図4は第2
考案の第2実施例に係るピストン棒軸封装置を示し、図
1に示す軸封装置と互いに共通する部分には同一番号を
付して説明を省略する。まず図3に示す装置は、パッキ
ン5をパッキンケース11とともに、ピストン棒4とシ
リンダ内の隔壁3との間に固定する押えフランジ12と
ピストン棒4との間に環状の冷却用ジャケット13を設
けて形成したものである。そして、この冷却用ジャケッ
ト13の下方および上方にこれに通じる冷却剤流入路1
4,冷却剤流出路15を設けて冷却用ジャケット13内
に冷却水、或は冷却油等の液体を流してピストン棒4の
パッキン5との摺動部で生じた熱を直接的に取除き、こ
れを冷却するようになっている。
【0016】また、冷却用ジャケット13の両側には圧
縮機の運転中に生じるピストン棒4の微小な軸振れ(軸
直角方向の動き)に追従させ得るように柔軟性,自在性
を有する例えばオイルシール,O−リング,スリッパシ
ール,コイルパッキン材等の軸封材料を使用した漏れ止
めパッキン16を設けて冷却用ジャケット13からの冷
却剤のもれを防止してある。さらに、パッキン5間の空
間部に連通させて流路17,18が設けてあり、流路1
7により図中右側、即ちシリンダ側のパッキン16から
漏れ出た微量の冷却剤をシリンダに至らせることなく機
外に排出し、流路18によりシリンダ側から漏れ出た微
量のガスを機外に排出するように形成してある。なお、
冷却ジャケット13内の冷却剤は上記冷却の他にピスト
ン棒4の表面に付着しているパッキン5の摩耗粉も機外
に排出する働きをする。
【0017】シリンダ内圧力を所定圧力として、実機テ
ストを行った結果、ピストン棒4の摺動面温度は図7〜
図9に示す構造を採用すると約200℃以上となるのに
対して、本実施例によれば約40℃以下になること、お
よびパッキン寿命が図7〜図9に示すものでは3〜10
日間であったのに対して、本実施例では6カ月以上にな
り、延命効果が明確に表れた。図4に示す装置は、冷却
用ジャケット13を押えフランジ12からパッキンケー
ス11にまで至らせて、冷却剤に直接接触するピストン
棒4の摺動面の面積を広くすることにより冷却効果を高
めるようにした点を除き、他は図3に示す装置と実質的
に同一である。
【0018】ついで、図5は第3考案に係るピストン棒
軸封装置の冷却剤流路系統のみを示したもので、軸封装
置本体部は図3、或は図41に示す軸封装置と実質的に
同一であり、装置本体部の説明は省略する。図中Aは図
3、或は図4中の冷却剤流入路14に、またBは同じく
冷却剤流出路15に通じ、冷却剤を溜めるタンク21か
らポンプ22,クーラ23,フィルタ24を介して冷却
剤流入路14に通じる流路25と、冷却剤流出路15か
ら続く流路26とを設けて形成してある。そして、流路
25より冷却剤流入路14にクーラ23により冷却し
て、かつフィルタ24により濾過した冷却剤をポンプ2
2により送り、ピストン棒4を冷却した冷却剤を冷却剤
流出路15から流路26を経てタンク21に回収して冷
却剤を循環使用するように形成してある。
【0019】
【考案の効果】以上の説明より明らかなように、第1考
案によれば、高圧空間と低圧空間とを仕切る隔壁を貫通
させたピストン棒の軸方向に沿って並設し、上記ピスト
ン棒と上記隔壁との間に介在させた複数のパッキンと、
このパッキン同志の間にあって、上記ピストン棒の周囲
の空間の各々に別個に通じるガス抜き流路と、上記各ガ
ス抜き流路毎に設けた流路開閉弁と、上記各空間と各流
路開閉弁との間の各ガス抜き流路の圧力を検出する圧力
検出手段とから形成してある。このため、ガス抜き位置
を任意に変更して、所望のパッキンに圧力差負荷を作用
させて、かつそのパッキンの異常を検出できるようにな
る結果、個々のパッキンを有効に使用でき、全体として
パッキン寿命を延ばすことが可能になるという効果を奏
する。また、第2考案は、高圧空間と低圧空間とを仕切
る隔壁を貫通させたピストン棒の軸方向に沿って並設
し、上記ピストン棒と上記隔壁との間に介在させた複数
のパッキンと、上記ピストン棒が貫通し、上記パッキン
をパッキンケースとともにこのピストン棒と上記隔壁と
の間に固定する押えフランジと、この押えフランジとこ
れに隣接する上記パッキンケースの両者のうち、少なく
とも押えフランジと上記ピストン棒との間に設けた環状
の冷却用ジャケットとから形成してある。このため、ピ
ストン棒を直接冷却してその温度上昇を抑え、パッキン
の摺動部で発生した熱は効率よくピストン棒,冷却剤に
よって取除かれ、この結果ピストン棒の曲がりがなくな
り、ピストン棒自体の摩耗損傷防止にも有効であり、か
つパッキンの熱変形や摩耗が低減される他、冷却剤によ
りパッキンの摩耗粉を機外に排出され、ピストン棒表面
やパッキンケース内での摩耗粉の堆積によるパッキンの
損傷が少なくなりパッキン寿命を延ばすこと、およびピ
ストン棒の軸封機能の低下防止が可能になり、従来のピ
ストン棒に加工を施す必要もないという効果を奏する。
さらに、第3考案は、上記冷却用ジャケット内に流す冷
却剤を循環使用可能に形成した。このため、第2考案に
よる上記効果に加えて、冷却剤を使い捨てることなく、
有効利用できるようになり、経済的な圧縮機運転が可能
になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1考案の第1実施例に係る軸封装置の断面
図である。
【図2】 第1考案の第2実施例に係る軸封装置の断面
図である。
【図3】 第2考案の第1実施例に係る軸封装置の断面
図である。
【図4】 第2考案の第2実施例に係る軸封装置の断面
図である。
【図5】 第3考案に係る軸封装置の冷却剤循環冷却装
置の循環系統図である。
【図6】 従来の軸封装置の断面図である。
【図7】 従来の軸封装置の断面図である。
【図8】 従来の軸封装置の断面図である。
【図9】 従来の軸封装置の断面図である。
【図10】 従来の軸封装置の断面図である。
【符号の説明】
1 高圧空間 2 低圧空間 3 隔壁 4 ピストン棒 5 パッキン 6a,6b,6c,6d ガス抜き流路 7 空間 8a,8b,8c,8d 流路開閉弁 9a,9b,9c,9d 圧力検出手段 20 冷却剤循環冷却装置

Claims (3)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧空間と低圧空間とを仕切る隔壁を貫
    通させたピストン棒の軸方向に沿って並設し、上記ピス
    トン棒と上記隔壁との間に介在させた複数のパッキン
    と、このパッキン同志の間にあって、上記ピストン棒の
    周囲の空間の各々に別個に通じるガス抜き流路と、上記
    各ガス抜き流路毎に設けた流路開閉弁と、上記各空間と
    各流路開閉弁との間の各ガス抜き流路の圧力を検出する
    圧力検出手段とから形成したことを特徴とする往復式圧
    縮機のピストン棒軸封装置。
  2. 【請求項2】 高圧空間と低圧空間とを仕切る隔壁を貫
    通させたピストン棒の軸方向に沿って並設し、上記ピス
    トン棒と上記隔壁との間に介在させた複数のパッキン
    と、上記ピストン棒が貫通し、上記パッキンをパッキン
    ケースとともにこのピストン棒と上記隔壁との間に固定
    する押えフランジと、この押えフランジとこれに隣接す
    る上記パッキンケースの両者のうち、少なくとも押えフ
    ランジと上記ピストン棒との間に設けた環状の冷却用ジ
    ャケットとから形成したことを特徴とする往復式圧縮機
    のピストン棒軸封装置。
  3. 【請求項3】 上記冷却用ジャケット内に流す冷却剤を
    循環使用可能に形成したことを特徴とする請求項2に記
    載の往復式圧縮機のピストン棒軸封装置。
JP1991050584U 1991-01-24 1991-07-01 往復式圧縮機のピストン棒軸封装置 Expired - Lifetime JP2529002Y2 (ja)

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