JP2536171Y2 - ダブルメカニカルシール型軸封装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、大径、小径の二組のメ
カニカルシールが径方向に並んだダブルメカニカルシー
ル型の軸封装置のフラッシング効率を向上させたものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の軸封装置として、図４に
示すように、径方向に互いに重なり合った位置関係に設
けられた二組のメカニカルシール１０４，１０５を備
え、両メカニカルシール１０４，１０５間に潤滑油等の
フラッシング液を供給してなるものが知られている。

【０００３】すなわちこのダブルメカニカルシール型軸
封装置において、内径側メカニカルシール１０４のシー
ルリング１０４ａ及び外径側メカニカルシール１０５の
シールリング１０５ａは非回転であって、共にハウジン
グ１０１側に気密的に支持され、また、内径側メカニカ
ルシール１０４のメイティングリング１０４ｂ及び外径
側メカニカルシール１０５のメイティングリング１０５
ｂは回転軸１０２と一体回転するものであって、共にハ
ウジング１０１の端面と軸方向に対向して回転軸１０２
に外装されたカラー１０３に気密的に支持され、それぞ
れ両リング１０４ａと１０４ｂ、１０５ａと１０５ｂ同
士が対接して密封摺動面１０４ｃ，１０５ｃを形成して
いる。

【０００４】ハウジング１０１には、該ハウジング１０
１、カラー１０３及び両メカニカルシール１０４，１０
５で囲まれた空間１０６へ、外部の循環装置によってフ
ラッシング液を通過させて密封摺動面１０４ｃ，１０５
ｃにおける摺動熱や不純物の除去を行なうための注入孔
１０７及び抽出孔１０８が、互いに位相をずらして開設
されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、フラッ
シング液によるフラッシングを有効になすためには、注
入孔１０７から空間１０６へ流入し、その後抽出孔１０
８へ流出するフラッシング液に、密封摺動面１０４ｃ，
１０５ｃ近傍を経由してカラー１０３側で折り返すよう
な顕著な流れが形成される必要があるが、上記従来構造
によると、ハウジング１０１の注入孔１０７から空間１
０６へ流入したフラッシング液の大半は密封摺動面１０
４ｃ，１０５ｃ近傍に達しないまま、抽出孔１０８から
流出してしまうので、十分なフラッシング効果が得られ
ず、とくに、外径側メカニカルシール１０５の密封摺動
面１０５ｃは周速が大きいため、摺動発熱量が増大して
不具合が発生しやすい問題があった。

【０００６】また、従来構造によると、空間１０６へフ
ラッシング液を強制的に注入抽出するための循環装置
を、外部に設置する必要があった。

【０００７】そこで本考案は、上記した問題に鑑み、両
メカニカルシールに対するフラッシング効果を向上させ
ることを課題としてなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本考案に係るダブルメカニカルシール型軸封装置
は、ハウジングと、回転軸に外装されたカラーと、この
ハウジングとカラーの対向端面間に設けられた内径側、
外径側の二組のメカニカルシールとで囲まれた空間に、
先端部が内径側メカニカルシールの密封摺動面外周近傍
でカラー側と摺接した内径側の第一のバッフルスリーブ
と、ハウジングに固定されて先端部が外径側メカニカル
シールの密封摺動面内周近傍へ向けて外周へ傾斜した外
径側の第二のバッフルスリーブで、内径室、中間室及び
外径室を形成し、ハウジングに内径室へ開口する注入孔
及び中間室へ開口する抽出孔を設け、カラーに中間室に
おける第二のバッフルスリーブの先端内周位置と内径室
とを連通するポンピング孔を開設するとともに、第二の
バッフルスリーブの基端部に外径室と中間室を連通する
透孔を開設したものである。

【０００９】

【作用】上記構成によると、ハウジングと、回転軸に外
装されたカラーと、このハウジングとカラーの対向端面
間に設けられた内径側、外径側の二組のメカニカルシー
ルとで囲まれた空間には、第一及び第二のバッフルスリ
ーブによって、内径室、中間室及び外径室が形成され、
内径室と中間室はカラーに開設したポンピング孔を介し
て連通し、中間室と外径室は第二のバッフルスリーブの
先端部側及び該第二のバッフルスリーブの基端部に開設
した透孔を介して連通している。

【００１０】カラーに開設したポンピング孔は回転によ
ってパーシャルインペラーとして機能するもので、ハウ
ジングの注入孔から内径室に流入したフラッシング液
は、このポンピング穴のポンプ作用によってカラー側へ
向けて吸引され、その際に第一のバッフルスリーブ内周
面に案内されて内径側メカニカルシールの密封摺動面外
周近傍を通過し、ポンピング穴を通って中間室における
第二のバッフルスリーブ先端部近傍空間へ噴出される。

【００１１】第二のバッフルスリーブの先端部は、外径
側メカニカルシールの密封摺動面内周近傍へ向けて外周
側へ傾斜しているため、ポンピング穴から噴出しこの第
二のバッフルスリーブの先端部に衝突したフラッシング
液は、一部は中間室からそのまま抽出孔へ流出するが、
多くは外径側メカニカルシールの密封摺動面内周近傍空
間へ案内され、外径室及び第二のバッフルスリーブ基端
部の透孔を迂回して中間室へ還流して、抽出孔へ流出す
る。

【００１２】

【実施例】図１ないし図３は、本考案のダブルメカニカ
ルシール型軸封装置の一実施例を示すもので、１０は機
器のハウジング、２０はこのハウジング１０の内周に回
転自在に挿通された回転軸、３０はハウジング１０と軸
方向に対向して回転軸２０のスリーブ２１外周にセット
スクリュ３１で固着されたカラーである。

【００１３】ハウジング１０とカラー３０の対向端面間
には、径方向に互いに重なり合った位置関係で配置され
た小径、大径の二組のメカニカルシール４０，５０が装
着されている。両メカニカルシール４０，５０のシール
リング４１，５１は、それぞれノックピン４２，５２に
より回り止めがなされた状態でＯリング４３，５３を介
してハウジング１０に気密的に支持されているととも
に、ばね４４，５４でカラー３０側へ付勢されており、
また、両メカニカルシール４０，５０のメイティングリ
ング４５，５５は、それぞれＯリング４６，５６を介し
てカラー３０に気密的に支持されているとともに、ノッ
クピン４７，５７によりカラー３０と周方向に係合して
回転軸２０及びカラー３０と一体回転するようになって
おり、上記シールリング４１，５１と軸方向に互いに対
接して密封摺動面４０Ｓ，５０Ｓを形成している。

【００１４】６０は、内径側の第一のバッフルスリーブ
６１と外径側の第二のバッフルスリーブ６２をフランジ
６３から一体に延設形成した部材で、フランジ６３がハ
ウジング１０における両メカニカルシール４０，５０の
間の位置にボルト６４により固定されており、カラー３
０側へ向けて同心的に延びる上記第一及び第二のバッフ
ルスリーブ６１，６２は、ハウジング１０、カラー３０
及び両メカニカルシール４０，５０で囲まれた環状の空
間に内径室１、中間室２及び外径室３を形成してなる。

【００１５】第一のバッフルスリーブ６１の先端部６１
ａは、テーパ状の段差部６１ｂを介して、内径側メカニ
カルシール４０の密封摺動面４０Ｓの外周近傍に延び、
該先端部６１ａの内径は、内径側メカニカルシール４０
のシールリング４１の外径よりも小径に形成されてい
る。また、第二のバッフルスリーブ６２の先端部６２ａ
は、外周側へテーパ状に開いて、外径側メカニカルシー
ル５０の密封摺動面５０Ｓの内周近傍に延び、該先端部
６２ａの外径は、外径側メカニカルシール５０のシール
リング５１の内径よりも大径に形成されている。

【００１６】ハウジング１０には、内径室１に開口した
注入孔４及び中間室２に開口した抽出孔５が開設されて
おり、ハウジング１０に対する第一及び第二のバッフル
スリーブ６１，６２の固定部であるフランジ６３の一部
には、抽出孔５を塞がないように孔６５が開設されてい
る。

【００１７】カラー３０におけるハウジング１０の端面
側には、両メカニカルシール４０，５０のメイティング
リング４５，５５の間に位置して、環状のパーシャルイ
ンペラー部３２が突設形成されており、このパーシャル
インペラー部３２とその内周位置に達している上記第一
のバッフルスリーブ６１の小径の先端部６１ａとの間の
隙間は、パッキング３３で密封されている。

【００１８】上記パーシャルインペラー部３２の周方向
等配箇所には、内径室１と中間室２とを連通する所要数
のポンピング孔３４が開設されている。そしてこのポン
ピング孔３４は、その内端３４ａが内径室１におけるカ
ラー３０側の端部であって内径側メカニカルシール４０
のメイティングリング４５の外周位置に臨んで開口する
とともに、その外径端３４ｂが中間室２における第二の
バッフルスリーブ６２のテーパ状に開いた先端部６２ａ
の内周位置に臨んで開口しており、かつ図２に示すよう
に、パーシャルインペラー部３２の端面側から見て、外
径方向に向かって反回転方向へ適宜傾斜するように延び
ている。また、第二のバッフルスリーブ６２の基端部６
２ｂの周方向等配箇所には、外径室３と中間室２とを連
通する所要数の透孔６６が設けられている。

【００１９】６７は第一及び第二のバッフルスリーブ６
１，６２の間に一体に固定された邪魔板で、中間室２内
でカラー３０の回転に引き摺られるように回転流動する
流体の流れを周方向一箇所でせき止めるように存在し、
図３に示すように、抽出孔５の開口、言い換えればフラ
ンジ６３に開設した孔６５の、上記回転流動における下
流側であって、該孔６５の近傍に位置している。

【００２０】本実施例は、以上のように構成され、内径
室１、中間室２及び外径室３には、注入孔４を通じて外
部から供給された潤滑油などのフラッシング液Ａが充満
している。そして、回転軸２０が回転すると、カラー３
０、該カラー３０の一部であるパーシャルインペラー部
３２、両メカニカルシール４０，５０のメイティングリ
ング４５，５５は、上記回転軸２０と一体回転する。

【００２１】このとき、ポンピング孔３４内には、回転
に伴い、このポンピング孔３４が外径方向に向かって反
回転方向に傾斜していることによるスパイラル効果及び
遠心力によって、フラッシング液Ａを外径側へ流動させ
るポンプ力が発生する。このため、注入孔４から内径室
１へ流入したフラッシング液Ａは、ポンピング孔３４の
内径端３４ａに吸引されて内径室１内を内径側メカニカ
ルシール４０の外周面に沿ってカラー３０側へ流動し、
その過程で、第一のバッフルスリーブ６１のテーパ状段
差部６１ｂ及び先端部６１ａに案内されて、密封摺動面
４０Ｓの外周近傍を通過する。

【００２２】次に、ポンピング孔３４の外径端３４ｂか
ら噴出したフラッシング液Ａは、中間室２の外径側の端
部における第二のバッフルスリーブ６２の先端部６２ａ
に衝突して、一部は直接中間室２内へ入るが、多くは外
径側メカニカルシール５０の密封摺動面５０Ｓの内周近
傍空間から外径室３を迂回し、第二のバッフルスリーブ
６２の基端部６２ｂの透孔６６を通じて中間室２へ還流
する。これは、ポンピング孔３４から噴出したフラッシ
ング液Ａが、第二のバッフルスリーブ６２の先端部６２
と、周速の大きいカラー３０外周部及びメイティングリ
ング５５との間で回転力を与えられて大きな遠心力を有
することに加え、上記先端部６２ａが密封摺動面５０Ｓ
側へ向けてテーパ状に開いていて、衝突したフラッシン
グ液Ａを外周側へ案内するからである。

【００２３】第一のバッフルスリーブ６１と、カラー３
０（パーシャルインペラー部３２）の間はパッキング３
３で密封されているので、第二のバッフルスリーブ６２
の先端部６２ａ近傍から直接、または密封摺動面５０Ｓ
の内周近傍空間、外径室３及び透孔６６を経由して中間
室２へ送られたフラッシング液Ａは、内径室１に逆流す
るようなことがなく、さらに、中間室２内での軸回転方
向へのフラッシング液Ａの流れは、図３に示すように、
邪魔板６７にせき止められるようにして軸方向への流れ
に変えられ、この邪魔板６７に隣接した孔６５に重合し
て開口した抽出孔５へ向かって流出する。

【００２４】すなわち本実施例によると、ポンピング孔
３４のポンプ作用によって、注入孔４から吸入されたフ
ラッシング液Ａは、第一及び第二のバッフルスリーブ６
１，６２により案内されて内径側メカニカルシール４０
の外周面及び外径側メカニカルシール５０の内周面に沿
った経路で流れ、密封摺動面４０Ｓ，５０Ｓで発生する
熱や不純物などを除去するもので、とくに、第二のバッ
フルスリーブ６２でフラッシング液Ａに密封摺動面５０
Ｓ近傍を経由する迂回流を形成したことによって、周速
が大きい外径側メカニカルシール５０の密封摺動面５０
Ｓの摺動熱の除去を効率良く行ない、シール寿命を大幅
に向上させることができる。

【００２５】また、第一のバッフルスリーブ６１の先端
部６１ａ内径を、内径側メカニカルシール４０のシール
リング４１の外径よりも小径とし、第二のバッフルスリ
ーブ６２の先端部６２ａの外径を、外径側メカニカルシ
ール５０のシールリング５１の内径よりも大径に形成し
たため、組み付け作業において、メイティングリング４
５，５５の未装着の時点でも、シールリング４１，５１
及びばね４４，５４をハウジング１０側ヘ保持した状態
にでき、作業を容易にすることができる。

【００２６】なお、ポンピング孔３４及び透孔６６の数
や大きさは任意であり、ポンピング孔３４の角度も任意
で、例えば放射状であっても良い。その他各部の形状等
についても、図示のものにとくに限定するものではな
い。

【００２７】

【考案の効果】以上、本考案によると、径方向に互いに
重なり合った位置関係で配置された二組のメカニカルシ
ールを有する軸封装置において、フラッシング効果を十
分に高め、パーシャルインペラー機構を内蔵しているの
で外部にフラッシング液の循環供給装置を設置する必要
がなく、とくに、周速が大きく発熱量の大きい外径側メ
カニカルシールに対する冷却効果を著しく向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す半断面図である。

【図２】同じくカラーのパーシャルインペラー部の部分
正面図である。

【図３】同じく第一及び第二のバッフルスリーブの部分
斜視図である。

【図４】従来構造の一例を示す半断面図である。

【符号の説明】

１ 内径室 ２ 中間室 ３ 外径室 ４ 注入孔 ５ 抽出孔 １０ ハウジング ２０ 回転軸 ３０ カラー ３２ パーシャルインペラー部 ３３ パッキング ３４ ポンピング孔 ４０ 内径側メカニカルシール ４０Ｓ，５０Ｓ 密封摺動面 ５０ 外径側メカニカルシール ６１ 第一のバッフルスリーブ ６１ａ，６２ａ 先端部 ６２ 第二のバッフルスリーブ ６２ｂ 基端部 ６６ 透孔

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、回転軸に外装されたカラ
   ーと、このハウジングとカラーの対向端面間に設けられ
   た内径側、外径側の二組のメカニカルシールとで囲まれ
   た空間に、先端部が内径側メカニカルシールの密封摺動
   面外周近傍でカラー側と摺接した内径側の第一のバッフ
   ルスリーブと、ハウジングに固定されて先端部が外径側
   メカニカルシールの密封摺動面内周近傍へ向けて外周へ
   傾斜した外径側の第二のバッフルスリーブで、内径室、
   中間室及び外径室を形成し、ハウジングに内径室へ開口
   する注入孔及び中間室へ開口する抽出孔を設け、カラー
   に中間室における第二のバッフルスリーブの先端内周位
   置と内径室とを連通するポンピング孔を開設するととも
   に、第二のバッフルスリーブの基端部に外径室と中間室
   を連通する透孔を開設したことを特徴とするダブルメカ
   ニカルシール型軸封装置。