JP2612673B2 - ポンプ装置 - Google Patents

ポンプ装置

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JP2612673B2
JP2612673B2 JP6105160A JP10516094A JP2612673B2 JP 2612673 B2 JP2612673 B2 JP 2612673B2 JP 6105160 A JP6105160 A JP 6105160A JP 10516094 A JP10516094 A JP 10516094A JP 2612673 B2 JP2612673 B2 JP 2612673B2
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JP
Japan
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seal
gas
pump
ring
chamber
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JP6105160A
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JPH07208330A (ja
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照雄 川崎
秋男 平沢
弘道 菊川
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Ebara Corp
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Ebara Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超低温炭化水素等の液
化ガスを取扱う液化ガス用ポンプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ハイドロカーボン等の気化し易い液化ガ
スを取扱うポンプにおいては、通常、液化ガスはポンプ
吸込口より吸込まれ、ポンプで順次昇圧された後に、ポ
ンプ吐出口より吐き出されるが、その間に軸の貫通をシ
ールする必要がある。そのためにシール構造にメカニカ
ルシールのシングルシール構造や、ダブルシール構造が
採られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】シングルシール構造の
場合は、シール面が常時接触し、かつ、その摺動に伴う
発熱によりシール面における液体の気化が起こり易いた
め、シール性能を維持することが困難であった。
【0004】他方、ダブルシール構造の場合は、二つの
シールで構成されるシール室に冷凍機油等の液体を封入
し、そのシール室を暖めてシール性能を維持している。
しかし、液体を封入しているため、メカニカルシールが
不調であると、液体がポンプ側や大気側に洩れるという
不具合があった。
【0005】本発明は、安定したシール性能が維持でき
る液化ガス用ポンプ装置を提供することを目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、液化ガ
スを取扱う液化ガス用ポンプ装置において、一次ガスシ
ールおよび二次ガスシールを備える軸封装置を設け、ポ
ンプ本体と前記軸封装置との間にガス室を設け、前記ガ
ス室に加熱手段を設け、前記一次および二次ガスシール
は固定部にスプリングにより軸方向に移動自在に支持さ
れたフローティングリングと、軸に回転部を介して固定
されたシールリングとで構成され、それらのフローティ
ングリングとシールリングの対向する面は平坦面であ
り、シールリングに対向する平坦面には半径方向内方の
シールダムを除いた部分に回転方向側に拡がるスパイラ
ル溝が形成されている。
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【作用】したがって、軸は、一次ドライガスシールでガ
ス室で気化したガスをシールする。しかし、微量の洩れ
が予想されるので、二次ドライガスシールで洩れてきた
ガスを捕捉し、ガス通路から安全地帯に排出する。
【0012】本発明では二次非接触型ドライガスシール
のシール室に不活性ガスを流入する場合と、しない場合
とがあり、さらに不活性ガスを加温して注入する場合が
ある。特に低温ガスの場合は加温することが必要とな
る。
【0013】以上の3つの場合はそれぞれ取扱う液化ガ
スによって定めればよく、本発明ではいづれの場合にも
好適に適用できる。
【0014】また、加温ガスにより、ドライガスシール
の部品の性能が充分に発揮される。このように、本発明
ではタンデムガスシールを軸封装置として整備でき、ポ
ンプの取扱液をガス室で気化して、その気体をシール面
に通したので、軸封効果が向上する。
【0015】また、シール面が摺動しないので、シール
性能が安定的に維持される。
【0016】
【0017】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
【0018】先ず、非接触型ドライガスシールを説明す
る。
【0019】図1において、ドライガスシールは、固定
部1にOリング2とスプリング3とにより軸方向に移動
自在に支持されたフローティングリング4と、軸6に回
転部7を介して固定されたシールリング8とで構成さ
れ、両リング4、8の対向する面は、平坦面5、9に形
成され、両面5、9によりシール面が形成されている。
【0020】図2において、シールリング8の平坦面9
には、半径方向内方のシールダム10を除いた部分に、
回転方向R側に拡がる複数(図示の例では10条)のス
パイラル溝11が形成されている。
【0021】このように構成され、軸6が回転すると図
3に示すように、ガスはスパイラル溝11に巻き込ま
れ、矢印方向に移動してシールダム10に抑止され、ガ
スの圧力が上昇する。このガス圧力によりフローティン
グリング4の平坦面5がスプリング3の付勢力に抗して
シールリング8の平坦面9から離れ、非接触状態とな
る。そのギャップG(図4)は、通常3ミクロン程度で
ある。
【0022】図4において、シール面を閉じようとする
力と昇圧されたシール面間のガスで開こうとする力が釣
合うと、このギャップGは一定に保持される。
【0023】運転中において、シール面を閉じようとす
る力FCは、系内圧力Pとスプリング3の付勢力Fとの
和である。他方、シール面を開こうとする力FSは、系
内圧力のシール面間における圧力分布とスパライル溝1
1で得られた圧力との和の圧力分布Dである。そして、
平衡状態が得られると、FC=FSとなり、ギャップG
が維持される。したがって、ドライガスシールにより非
接触でガスはほとんどシールされるが、シールダム10
において微量の洩れが予想される。
【0024】図5は本発明の一実施例を示し、液化ガス
を取扱う全体を符号20で示す縦型ポンプのポンプケー
シング21の上部には、吸込口22と吐出口23とが設
けられている。なお、図示の例は縦型ポンプであるが、
本発明は横型その他任意の形式のポンプに適用できる。
そのポンプケーシング21の頂部には、ガス室ケーシン
グ25及びカバー26a、26bによりガス室24が画
成されている。そして、ガス室ケーシング25及びカバ
ー26a、26bと上方の延びるポンプ軸27との間に
は、ガス室24側から順に非接触型の全体を符号30で
示す一次ドライガスシールと全体を符号30aで示す二
次ドライガスシールとが介装されている。なお、図中の
符号28はヒータである。
【0025】図6において、一次ドライガスシール30
には、ガス室ケーシング25に固設されたバッファスリ
ーブ31にリテーナ33、スプリング34及びディスク
35を介してフローティングリング36が軸方向に移動
自在に設けられ、バッファスリーブ31には、ボアスリ
ーブ32が連結されている。他方、ポンプ軸27に固設
された下部シャフトスリーブ37には、シートアダプタ
38を介してシートリング39が固設されている。ま
た、二次ドライガスシール30aにも実質的に同様なス
プリング34a、フローティングリング36a及びシー
トリング39aが設けられ、両ドライガスシール30、
30aは図1及び図2と同様に構成され、同様な作用効
果が得られるようになっている。
【0026】また、カバー26aには、図示しない加熱
不活性ガス源に接続されたインジェクションポート40
が設けられ、カバー26bには、図示しない加温不活性
流体(例えばN2ガス)源に接続されたクエンチングポ
ート41が設けられている。
【0027】次に、作用について説明する。
【0028】縦型ポンプ20を運転すると、ガス室24
で液化ガスがガス化される。一次ドライガスシール30
は、そのガス化された液化ガスを非接触でシールする。
この一次ドライガスシール30で洩れた微量の液化ガス
を、二次ドライガスシール30aで捕捉する。
【0029】他方、インジェクションポート40から注
入された加温不活性ガスは、二次ドライガスシール30
aのシール室30Aに入り、捕捉した液化ガスと共に矢
印で示すように下部シャフトスリーブ37とバッファス
リーブ31との間の隙間を通り、バッファスリーブ31
の半径方向の孔31aから半径方向外方に流れる。その
後、バッファスリーブ31の軸方向の孔31b及びボア
スリーブ32の軸方向の孔32aを通り、ボアスリーブ
32の環状溝32bからガス室ケーシング25に設けた
半径方向の排気ポート25aを介して図示しない安全地
帯に逃される。また、加温不活性ガスは、液化ガスを扱
う両ドライガスシール30、30aの部品性能を発揮さ
せる役目も果す。また、クエンチングポート41からク
エンチ室30Bに入った加温不活性ガスは、大気中の水
分がポンプ軸27の周辺で氷結を防止する。
【0030】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、非接触型ドライガスシールにより、シール
面の変化、変動が少なく、安定したシール性能が得ら
れ、また、シール寿命が長くなる。
【0031】また、従来のように、冷凍機油等の液体を
使用していないため、液体の洩れを心配する必要がな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】非接触型ドライガスシールの原理を説明する側
断面図。
【図2】シールリングの正面図。
【図3】作用を説明するシールリングの正面図。
【図4】力の釣合いを説明する図面。
【図5】本発明の一実施例を示す縦型ポンプの側断面
図。
【図6】図5の要部を示す拡大図。 符号 FC・・・シール面を閉じようとする力 FS・・・シール面を開こうとする力 G・・・ギャップ 1・・・固定部 2・・・Oリング 3・・・スプリング 4・・・フローティングリング 5、9・・・平坦面 6・・・軸 7・・・回転部 8・・・シールリング 10・・・シールダム 11・・・スパイラル溝 20・・・縦型ポンプ 21・・・ポンプケーシング 22・・・吸込口 23・・・吐出口 24・・・ガス室 25・・・ガス室ケーシング 25a・・・排気ポート 26a、26b・・・カバー 27・・・ポンプ軸 28・・・ヒータ 30・・・一次ドライガスシール 30a・・・二次ドライガスシール 31・・・バッファスリーブ 31a、31b・・・孔 32・・・ボアスリーブ 32a・・・孔 32b・・・環状溝 33・・・リテーナ 34、34a・・・スプリング 35・・・ディスク 36、36a・・・フローティングリング 37・・・下部シャフトスリーブ 38・・・シートアダプタ 39、39a・・・シートリング 40・・・インジェクションポート 41・・・クエンチングポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊川 弘道 滋賀県草津市南笠町531 ヴィラコーポ 清水213 (56)参考文献 特開 平5−215099(JP,A) 実開 平3−130968(JP,U) 実開 平4−48467(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液化ガスを取扱う液化ガス用ポンプ装置
    において、一次ガスシールおよび二次ガスシールを備え
    る軸封装置を設け、ポンプ本体と前記軸封装置との間に
    ガス室を設け、前記ガス室に加熱手段を設け、前記一次
    および二次ガスシールは固定部にスプリングにより軸方
    向に移動自在に支持されたフローティングリングと、軸
    に回転部を介して固定されたシールリングとで構成さ
    れ、それらのフローティングリングとシールリングの対
    向する面は平坦面であり、シールリングに対向する平坦
    面には半径方向内方のシールダムを除いた部分に回転方
    向側に拡がるスパイラル溝が形成されていることを特徴
    とするポンプ装置。
JP6105160A 1993-12-01 1994-05-19 ポンプ装置 Expired - Lifetime JP2612673B2 (ja)

Priority Applications (1)

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JP6105160A JP2612673B2 (ja) 1993-12-01 1994-05-19 ポンプ装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5-301425 1993-12-01
JP30142593 1993-12-01
JP6105160A JP2612673B2 (ja) 1993-12-01 1994-05-19 ポンプ装置

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JPH07208330A JPH07208330A (ja) 1995-08-08
JP2612673B2 true JP2612673B2 (ja) 1997-05-21

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