JP2903459B2 - ポンプ用軸封装置 - Google Patents
ポンプ用軸封装置Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3404—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
- F16J15/3408—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface
- F16J15/3412—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities
- F16J15/342—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities with means for feeding fluid directly to the face
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3464—Mounting of the seal
- F16J15/348—Pre-assembled seals, e.g. cartridge seals
- F16J15/3484—Tandem seals
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はポンプ用軸封装置
で、詳しくは、例えば液体アンモニアやハイドロカーボ
ンなどの揮発性ないし低沸点流体あるいは化学工業で汎
用される洗浄剤や溶剤などの有害物質を含んだ流体を取
り扱うプロセスポンプなどに適用されるポンプ用軸封装
置に関するものである。
で、詳しくは、例えば液体アンモニアやハイドロカーボ
ンなどの揮発性ないし低沸点流体あるいは化学工業で汎
用される洗浄剤や溶剤などの有害物質を含んだ流体を取
り扱うプロセスポンプなどに適用されるポンプ用軸封装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のポンプ用軸封装置においては、
上述したような内部流体がポンプケーシングと回転軸と
の間の微小隙間を通って大気へ漏れ出すと、それが微
量、低濃度であっても、長期間吸入すると健康に悪影響
を及ぼす恐れがあることから、その漏れ出しには厳しい
規制が要求されている。
上述したような内部流体がポンプケーシングと回転軸と
の間の微小隙間を通って大気へ漏れ出すと、それが微
量、低濃度であっても、長期間吸入すると健康に悪影響
を及ぼす恐れがあることから、その漏れ出しには厳しい
規制が要求されている。
【０００３】従来から一般的に採用されているポンプ用
軸封装置としては、ポンプケーシング及び該ポンプケー
シングを貫通する回転軸間で軸線方向に間隔を隔てた機
内側と大気側との２箇所に、上記ポンプケーシングに固
定保持された静止密封環とこの静止密封環に対向配置さ
れて上記回転軸に軸線方向摺動可能に保持された回転密
封環とを有し、かつ、上記回転密封環を上記静止密封環
側へ押圧付勢してなる２組の接触シールを配設するとと
もに、これら２組の接触シール間に形成した封液室内に
オイルや水などの封液を注入して、上記各接触シールの
両密封環の相対回転摺接作用および上記封液室に注入さ
れた封液を介して機内側と大気側とを遮蔽シールするよ
うにしたダブルあるいはタンデム形の接触シールから構
成された軸封装置が知られている。
軸封装置としては、ポンプケーシング及び該ポンプケー
シングを貫通する回転軸間で軸線方向に間隔を隔てた機
内側と大気側との２箇所に、上記ポンプケーシングに固
定保持された静止密封環とこの静止密封環に対向配置さ
れて上記回転軸に軸線方向摺動可能に保持された回転密
封環とを有し、かつ、上記回転密封環を上記静止密封環
側へ押圧付勢してなる２組の接触シールを配設するとと
もに、これら２組の接触シール間に形成した封液室内に
オイルや水などの封液を注入して、上記各接触シールの
両密封環の相対回転摺接作用および上記封液室に注入さ
れた封液を介して機内側と大気側とを遮蔽シールするよ
うにしたダブルあるいはタンデム形の接触シールから構
成された軸封装置が知られている。
【０００４】また、上記のようなダブルあるいはタンデ
ム形の接触シールから構成された軸封装置の他にも、特
公平７−６９０１８号公報や特開平５−３３８７１号公
報などでみられるように、２組のシールのうち一方を接
触シールとするとともに他方を回転密封環の端面に形成
した動圧発生溝を介して発生される動圧により両密封環
を非接触状態で相対回転させる動圧形非接触シールとし
たものや、特開平７−７１６１３号公報や特開平６−１
７４１０８号公報などでみられるように、２組のシール
を共に動圧形非接触シールとしたものも知られている。
ム形の接触シールから構成された軸封装置の他にも、特
公平７−６９０１８号公報や特開平５−３３８７１号公
報などでみられるように、２組のシールのうち一方を接
触シールとするとともに他方を回転密封環の端面に形成
した動圧発生溝を介して発生される動圧により両密封環
を非接触状態で相対回転させる動圧形非接触シールとし
たものや、特開平７−７１６１３号公報や特開平６−１
７４１０８号公報などでみられるように、２組のシール
を共に動圧形非接触シールとしたものも知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術のうち、ダブルあるいはタンデム形の接触シ
ールから構成されたポンプ用軸封装置にあっては、２組
の接触シールそれぞれの両密封環の端面同志が摺接する
ために摩耗が激しくて使用寿命が非常に短いばかりでな
く、両密封環の端面間に形成される流体潤滑膜が摺動熱
によって破壊されてシール機能が低下しやすく、封液が
機内の被密封流体側へ漏れたり、大気へ漏れ出すなど全
体としてシールの信頼性が低い。加えて、摺動熱によっ
て封液が次第に昇温されることを防ぐために、クーラー
を使用した封液循環供給システムが必要となり、装置全
体の構造が複雑化し、高コスト化するという問題があ
る。
た従来技術のうち、ダブルあるいはタンデム形の接触シ
ールから構成されたポンプ用軸封装置にあっては、２組
の接触シールそれぞれの両密封環の端面同志が摺接する
ために摩耗が激しくて使用寿命が非常に短いばかりでな
く、両密封環の端面間に形成される流体潤滑膜が摺動熱
によって破壊されてシール機能が低下しやすく、封液が
機内の被密封流体側へ漏れたり、大気へ漏れ出すなど全
体としてシールの信頼性が低い。加えて、摺動熱によっ
て封液が次第に昇温されることを防ぐために、クーラー
を使用した封液循環供給システムが必要となり、装置全
体の構造が複雑化し、高コスト化するという問題があ
る。
【０００６】また、接触シールと動圧形非接触シールと
を組み合わせたポンプ用軸封装置や２組のシールを共に
動圧形非接触シールとしたポンプ用軸封装置にあって
は、ダブルあるいはタンデム形の接触シールを用いるも
のに比べて、少なくとも一方が非接触シールであること
から、全体の摩耗度合を低減して使用寿命を改善できる
ものの、その非接触シールが動圧形であるから、ポンプ
起動時や停止時に必要なトルクが大きく、そのために従
来から設置されている小動力源をもつポンプの場合に対
しては動力源の取替えなどを要し、そのまま適用するこ
とができない。また、動圧形非接触シールは主にポンプ
起動時に密封環の端面を破損したり、損耗したりしてシ
ール性能を低下しやすく、したがって、２組の動圧形非
接触シールをダブルに配設したとしても、それら両者の
シール性能が早期のうちに低下することになり、長期間
使用に際して安定したシール機能を発揮させることがで
きず、シールの信頼性が不十分で、近年の厳しい漏れ規
制には対応させることができないものであった。
を組み合わせたポンプ用軸封装置や２組のシールを共に
動圧形非接触シールとしたポンプ用軸封装置にあって
は、ダブルあるいはタンデム形の接触シールを用いるも
のに比べて、少なくとも一方が非接触シールであること
から、全体の摩耗度合を低減して使用寿命を改善できる
ものの、その非接触シールが動圧形であるから、ポンプ
起動時や停止時に必要なトルクが大きく、そのために従
来から設置されている小動力源をもつポンプの場合に対
しては動力源の取替えなどを要し、そのまま適用するこ
とができない。また、動圧形非接触シールは主にポンプ
起動時に密封環の端面を破損したり、損耗したりしてシ
ール性能を低下しやすく、したがって、２組の動圧形非
接触シールをダブルに配設したとしても、それら両者の
シール性能が早期のうちに低下することになり、長期間
使用に際して安定したシール機能を発揮させることがで
きず、シールの信頼性が不十分で、近年の厳しい漏れ規
制には対応させることができないものであった。
【０００７】そこで本発明は上記のような実情に鑑みて
なされたもので、請求項１〜４記載の発明は、摩耗度合
の低減して使用寿命を改善できるとともに、トルクを軽
減して省エネルギー化および適用範囲の拡大を図ること
ができ、しかも、長期間使用に際しても確実かつ安定し
たシール機能を発揮させることができて、信頼性の著し
い向上を達成することができるポンプ用軸封装置を提供
することを目的としている。
なされたもので、請求項１〜４記載の発明は、摩耗度合
の低減して使用寿命を改善できるとともに、トルクを軽
減して省エネルギー化および適用範囲の拡大を図ること
ができ、しかも、長期間使用に際しても確実かつ安定し
たシール機能を発揮させることができて、信頼性の著し
い向上を達成することができるポンプ用軸封装置を提供
することを目的としている。
【０００８】また、請求項５および請求項６記載の発明
は上記請求項１〜４記載の発明の目的における使用寿命
の改善、省エネルギー化およびシール機能をより向上さ
せて信頼性を一層高めることができるようにすることを
目的としている。
は上記請求項１〜４記載の発明の目的における使用寿命
の改善、省エネルギー化およびシール機能をより向上さ
せて信頼性を一層高めることができるようにすることを
目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るポンプ用軸封装置は、ポンプケーシン
グ及び該ポンプケーシングを貫通する回転軸間で軸線方
向に間隔を隔てた機内側と大気側との２箇所に、上記回
転軸とともに回転する回転密封環と、この回転密封環に
対向配置されて上記ポンプケーシングに軸線方向摺動可
能に保持された静止密封環とを有し、かつ、上記静止密
封環を上記回転密封環側へ押圧付勢してなる第１及び第
２非接触シールを各々配設して構成されたポンプ用軸封
装置を共通構成とし、そのうち請求項１記載の発明で
は、上記機内側の第１非接触シールを、回転密封環の端
面に形成した動圧発生溝を介して発生される動圧により
両密封環を非接触状態で相対回転させる動圧形非接触シ
ールに構成するとともに、大気側の第２非接触シール
を、静止密封環に形成したオリフィス孔であるガス供給
孔を通して回転密封環の端面に供給されるガス圧力によ
り両密封間の端面間を非接触状態に保持する静圧形非接
触シールに構成し、また、請求項３記載の発明では、上
記機内側の第１非接触シールを、静止密封環に形成した
オリフィス孔であるガス供給孔を通して回転密封環の端
面に供給されるガス圧力により両密封環の端面間を非接
触状態に保持する静圧形非接触シールに構成するととも
に、大気側の第２非接触シールを、回転密封環の端面に
形成した動圧発生溝を介して発生される動圧により両密
封環を非接触状態で相対回転させる動圧形非接触シール
に構成し、さらに、請求項５記載の発明では、上記機内
側の第１非接触シール及び大気側の第２非接触シールを
共に、静止密封環に形成したオリフィス孔であるガス供
給孔を通して回転密封環の端面に供給されるガス圧力に
より両密封環の端面間を０．００５〜０．０２ｍｍの隙
間に維持して非接触状態に保持する静圧形非接触シール
に構成し、そして、請求項１，３，５記載の発明のいず
れも、上記第１及び第２非接触シール間には、被密封流
体の圧力よりも高圧で第１非接触シール側および第２非
接触シール側それぞれの両密封環を非接触状態に保つた
めのガスを注入可能なガス室を形成していることを特徴
とするものである。
に、本発明に係るポンプ用軸封装置は、ポンプケーシン
グ及び該ポンプケーシングを貫通する回転軸間で軸線方
向に間隔を隔てた機内側と大気側との２箇所に、上記回
転軸とともに回転する回転密封環と、この回転密封環に
対向配置されて上記ポンプケーシングに軸線方向摺動可
能に保持された静止密封環とを有し、かつ、上記静止密
封環を上記回転密封環側へ押圧付勢してなる第１及び第
２非接触シールを各々配設して構成されたポンプ用軸封
装置を共通構成とし、そのうち請求項１記載の発明で
は、上記機内側の第１非接触シールを、回転密封環の端
面に形成した動圧発生溝を介して発生される動圧により
両密封環を非接触状態で相対回転させる動圧形非接触シ
ールに構成するとともに、大気側の第２非接触シール
を、静止密封環に形成したオリフィス孔であるガス供給
孔を通して回転密封環の端面に供給されるガス圧力によ
り両密封間の端面間を非接触状態に保持する静圧形非接
触シールに構成し、また、請求項３記載の発明では、上
記機内側の第１非接触シールを、静止密封環に形成した
オリフィス孔であるガス供給孔を通して回転密封環の端
面に供給されるガス圧力により両密封環の端面間を非接
触状態に保持する静圧形非接触シールに構成するととも
に、大気側の第２非接触シールを、回転密封環の端面に
形成した動圧発生溝を介して発生される動圧により両密
封環を非接触状態で相対回転させる動圧形非接触シール
に構成し、さらに、請求項５記載の発明では、上記機内
側の第１非接触シール及び大気側の第２非接触シールを
共に、静止密封環に形成したオリフィス孔であるガス供
給孔を通して回転密封環の端面に供給されるガス圧力に
より両密封環の端面間を０．００５〜０．０２ｍｍの隙
間に維持して非接触状態に保持する静圧形非接触シール
に構成し、そして、請求項１，３，５記載の発明のいず
れも、上記第１及び第２非接触シール間には、被密封流
体の圧力よりも高圧で第１非接触シール側および第２非
接触シール側それぞれの両密封環を非接触状態に保つた
めのガスを注入可能なガス室を形成していることを特徴
とするものである。
【００１０】すなわち、請求項１，３，５記載の発明に
係るポンプ用軸封装置は、いずれも機内側及び大気側の
２箇所に共に非接触シールを配設した構成であるため
に、２組の非接触シールそれぞれの両密封環の端面の摩
耗度合が低減されて使用寿命の延長化が図れるのみなら
ず、摺動熱によるシール機能の低下もなく、全体として
シール信頼性を向上することが可能である。また、クー
ラーを使用した封液循環供給システムも不要で、装置全
体の構造を簡単にし、低コスト化も図れる。
係るポンプ用軸封装置は、いずれも機内側及び大気側の
２箇所に共に非接触シールを配設した構成であるため
に、２組の非接触シールそれぞれの両密封環の端面の摩
耗度合が低減されて使用寿命の延長化が図れるのみなら
ず、摺動熱によるシール機能の低下もなく、全体として
シール信頼性を向上することが可能である。また、クー
ラーを使用した封液循環供給システムも不要で、装置全
体の構造を簡単にし、低コスト化も図れる。
【００１１】その上、２組の非接触シールのうち、少な
くとも一方の非接触シールが静圧形非接触シールに構成
されているので、２組の非接触シールが共に動圧形非接
触シールに構成されている従来の軸封装置に比べて、信
頼性及びシール性能を１．５〜２倍程度向上することが
可能である。すなわち、動圧形非接触シールは既述した
とおり、起動トルクが大きい上に、主にポンプ起動時に
密封環の端面を破損したり、損耗したりしてシール性能
の低下を生じやすい一方、静圧形非接触シールはポンプ
起動時にも停止時にも回転及び静止両密封環の端面間を
非接触状態にして常に適正な隙間が維持されて漏れを制
限する機能を果たすものであって、起動時における端面
の破損等によるシール性能の低下を殆ど生じることがな
く、それ単体でも動圧形非接触シールをダブルに配設し
たものとほぼ同等なシール性能を発揮するものである。
したがって、２組の非接触シールのうちの一方を静圧形
非接触シールに構成してなる請求項１，３記載の発明で
は、起動トルクを半減して省エネルギー化が図れるとと
もに、他方の動圧形非接触シールのシール性能がポンプ
起動時などにおいて低下し漏れを発生したとしても、静
圧形非接触シールによって被密封流体の漏れ出しを確実
に阻止して、動圧形非接触シールをダブルに配設したも
のに比べて信頼性及びシール性能を１．５倍程度向上す
ることが可能であり、また、請求項５記載の発明では、
起動トルクをより軽減して小動力源のポンプへの適用を
可能とするとともに、信頼性及びシール性能を２倍程度
向上することが可能である。
くとも一方の非接触シールが静圧形非接触シールに構成
されているので、２組の非接触シールが共に動圧形非接
触シールに構成されている従来の軸封装置に比べて、信
頼性及びシール性能を１．５〜２倍程度向上することが
可能である。すなわち、動圧形非接触シールは既述した
とおり、起動トルクが大きい上に、主にポンプ起動時に
密封環の端面を破損したり、損耗したりしてシール性能
の低下を生じやすい一方、静圧形非接触シールはポンプ
起動時にも停止時にも回転及び静止両密封環の端面間を
非接触状態にして常に適正な隙間が維持されて漏れを制
限する機能を果たすものであって、起動時における端面
の破損等によるシール性能の低下を殆ど生じることがな
く、それ単体でも動圧形非接触シールをダブルに配設し
たものとほぼ同等なシール性能を発揮するものである。
したがって、２組の非接触シールのうちの一方を静圧形
非接触シールに構成してなる請求項１，３記載の発明で
は、起動トルクを半減して省エネルギー化が図れるとと
もに、他方の動圧形非接触シールのシール性能がポンプ
起動時などにおいて低下し漏れを発生したとしても、静
圧形非接触シールによって被密封流体の漏れ出しを確実
に阻止して、動圧形非接触シールをダブルに配設したも
のに比べて信頼性及びシール性能を１．５倍程度向上す
ることが可能であり、また、請求項５記載の発明では、
起動トルクをより軽減して小動力源のポンプへの適用を
可能とするとともに、信頼性及びシール性能を２倍程度
向上することが可能である。
【００１２】なお、請求項１，３，５記載のいずれの発
明においても、機内側の動圧形または静圧形非接触シー
ルの静止密封環にガス室内のガス圧力を背圧として作用
させるようにして、第１及び第２非接触シールをタンデ
ムダブル形に配設した構成としてもよい。
明においても、機内側の動圧形または静圧形非接触シー
ルの静止密封環にガス室内のガス圧力を背圧として作用
させるようにして、第１及び第２非接触シールをタンデ
ムダブル形に配設した構成としてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図１は請求項１記載の発明に係
るポンプ用軸封装置を構成する第１及び第２非接触シー
ルをダブルに配設した、いわゆるダブルシールを示す半
截縦断面図である。
にもとづいて説明する。図１は請求項１記載の発明に係
るポンプ用軸封装置を構成する第１及び第２非接触シー
ルをダブルに配設した、いわゆるダブルシールを示す半
截縦断面図である。
【００１４】図１において、１は例えばプロセスポンプ
などのポンプケーシングであり、このポンプケーシング
１には機内側Ａと大気側Ｂとに亘って貫通し、その機内
側Ａにインペラ（図示省略する）が固定された回転軸２
が回転自在に支承されており、この回転軸２には軸スリ
ーブ３が一体回転可能に外嵌されている。４，５は上記
回転軸２の軸線方向に間隔を隔てた機内側Ａと大気側Ｂ
との２箇所に各々配設された第１及び第２非接触シール
であり、これら両非接触シール４，５間には上記機内側
Ａに封入される被密封流体の圧力よりも０．５ｋｇｆ／
ｃｍ2 以上高い圧力のイナートガス、例えばＮ2 ガスを
注入可能なガス室２６が形成されている。
などのポンプケーシングであり、このポンプケーシング
１には機内側Ａと大気側Ｂとに亘って貫通し、その機内
側Ａにインペラ（図示省略する）が固定された回転軸２
が回転自在に支承されており、この回転軸２には軸スリ
ーブ３が一体回転可能に外嵌されている。４，５は上記
回転軸２の軸線方向に間隔を隔てた機内側Ａと大気側Ｂ
との２箇所に各々配設された第１及び第２非接触シール
であり、これら両非接触シール４，５間には上記機内側
Ａに封入される被密封流体の圧力よりも０．５ｋｇｆ／
ｃｍ2 以上高い圧力のイナートガス、例えばＮ2 ガスを
注入可能なガス室２６が形成されている。
【００１５】上記第１及び第２非接触シール４，５は、
上記回転軸２に外嵌の軸スリーブ３の径外方への突出環
状部３ａの軸線方向の両面に固定保持されて上記回転軸
２とともに回転する回転密封環６，７と、これら回転密
封環６，７に対向配置されて上記ポンプケーシング１に
内嵌固定の環状部材８，９に軸線方向摺動可能に保持さ
れた静止密封環１０，１１とを有し、かつ、該静止密封
環１０，１１を上記回転密封環６，７側へ押圧付勢して
なるものである。
上記回転軸２に外嵌の軸スリーブ３の径外方への突出環
状部３ａの軸線方向の両面に固定保持されて上記回転軸
２とともに回転する回転密封環６，７と、これら回転密
封環６，７に対向配置されて上記ポンプケーシング１に
内嵌固定の環状部材８，９に軸線方向摺動可能に保持さ
れた静止密封環１０，１１とを有し、かつ、該静止密封
環１０，１１を上記回転密封環６，７側へ押圧付勢して
なるものである。
【００１６】そして、上記第１及び第２非接触シール
４，５のうち、機内側Ａの第１非接触シール４は、図２
に明示するように、その回転密封環６の端面６ａにマル
チまたは単一の動圧発生用グルーブ１２が形成されてい
るとともに、静止密封環１０にはリテーナ１３を介して
被密封流体の圧力が背圧として作用されて上記回転密封
環６側への押圧付勢力が付与されており、回転時におい
て上記ガス室２６からイナートガスが導入されたグルー
ブ１２を介して発生される動圧によって両密封環６，１
０の端面６ａ，１０ａ同士を数μｍ程度離間させて非接
触状態で相対回転させる動圧形非接触シール（以下、Ｐ
Ｇシールと呼称する）に構成されている。
４，５のうち、機内側Ａの第１非接触シール４は、図２
に明示するように、その回転密封環６の端面６ａにマル
チまたは単一の動圧発生用グルーブ１２が形成されてい
るとともに、静止密封環１０にはリテーナ１３を介して
被密封流体の圧力が背圧として作用されて上記回転密封
環６側への押圧付勢力が付与されており、回転時におい
て上記ガス室２６からイナートガスが導入されたグルー
ブ１２を介して発生される動圧によって両密封環６，１
０の端面６ａ，１０ａ同士を数μｍ程度離間させて非接
触状態で相対回転させる動圧形非接触シール（以下、Ｐ
Ｇシールと呼称する）に構成されている。
【００１７】一方、大気側Ｂの第２非接触シール５は、
図３に明示するように、その静止密封環１１がスプリン
グリテーナ１４およびスプリング１５を介して環状部材
９に軸線方向摺動自在に保持されているとともに、該静
止密封環１１に形成したガス供給孔としてのオリフィス
孔１６を通して上記ガス室２６から回転密封環７の端面
に供給されるＮ2 ガス等のイナートガス圧力により両密
封環１１，７の端面１１ａ，７ａ間に常に０．００５〜
０．０２ｍｍ程度の隙間を維持して非接触状態に保つ静
圧形非接触シール（以下，ＰＥシールと呼称する）に構
成されている。なお、図１中の１７は大気側Ｂの回転軸
２とポンプケーシング１との間に形成したラビリンスシ
ールであって、パージガスが供給される。
図３に明示するように、その静止密封環１１がスプリン
グリテーナ１４およびスプリング１５を介して環状部材
９に軸線方向摺動自在に保持されているとともに、該静
止密封環１１に形成したガス供給孔としてのオリフィス
孔１６を通して上記ガス室２６から回転密封環７の端面
に供給されるＮ2 ガス等のイナートガス圧力により両密
封環１１，７の端面１１ａ，７ａ間に常に０．００５〜
０．０２ｍｍ程度の隙間を維持して非接触状態に保つ静
圧形非接触シール（以下，ＰＥシールと呼称する）に構
成されている。なお、図１中の１７は大気側Ｂの回転軸
２とポンプケーシング１との間に形成したラビリンスシ
ールであって、パージガスが供給される。
【００１８】図４は請求項２記載の発明に係るポンプ用
軸封装置を示す半截縦断面図であって、上記機内側Ａの
第１ＰＧシール４における静止密封環１０に上記ガス室
２６内のＮ2 ガス等のイナートガス圧力が背圧として作
用するようにして、タンデムダブルシールに構成した点
が図１と相違するだけであり、その他の構成は図１と同
一であるため、該当部分には同一の符号を付して、それ
らの詳しい説明を省略する。
軸封装置を示す半截縦断面図であって、上記機内側Ａの
第１ＰＧシール４における静止密封環１０に上記ガス室
２６内のＮ2 ガス等のイナートガス圧力が背圧として作
用するようにして、タンデムダブルシールに構成した点
が図１と相違するだけであり、その他の構成は図１と同
一であるため、該当部分には同一の符号を付して、それ
らの詳しい説明を省略する。
【００１９】上記のように構成されたポンプ用軸封装置
においては、機内側Ａ及び大気側Ｂの２箇所に配設され
たシールが共に非接触シールであるために、２組の非接
触シール４，５それぞれの回転密封環６，７と静止密封
環１０，１１の端面の摩耗度合が低減されて使用寿命の
延長化が図れるのみならず、摺動熱によるシール機能の
低下もなく、全体としてシール信頼性を向上することが
可能である。また、クーラーを使用した封液循環供給シ
ステムなども不要で、装置全体の構造を簡単にし、低コ
スト化も図れる。
においては、機内側Ａ及び大気側Ｂの２箇所に配設され
たシールが共に非接触シールであるために、２組の非接
触シール４，５それぞれの回転密封環６，７と静止密封
環１０，１１の端面の摩耗度合が低減されて使用寿命の
延長化が図れるのみならず、摺動熱によるシール機能の
低下もなく、全体としてシール信頼性を向上することが
可能である。また、クーラーを使用した封液循環供給シ
ステムなども不要で、装置全体の構造を簡単にし、低コ
スト化も図れる。
【００２０】さらに、大気側Ｂの第２非接触シール５が
ポンプ起動時にも停止時にも回転及び静止両密封環７，
１１の端面７ａ，１１ａ間を非接触状態にして常に適正
な隙間が維持されて漏れを制限する機能を果たすＰＥシ
ールに構成されているので、ＰＧシールをダブルに配設
した従来のものに比べて起動トルクを半減して省エネル
ギー化が図れるとともに、機内側Ａの第１ＰＧシール４
の両密封環６，１０の端面６ａ，１０ａがポンプ起動時
に破損されたり、損耗されたりしてシール性能が低下し
て漏れを発生したとしても、第２ＰＥシール５によって
被密封流体の漏れ出しを阻止して信頼性及びシール性能
を１．５倍程度向上することが可能である。
ポンプ起動時にも停止時にも回転及び静止両密封環７，
１１の端面７ａ，１１ａ間を非接触状態にして常に適正
な隙間が維持されて漏れを制限する機能を果たすＰＥシ
ールに構成されているので、ＰＧシールをダブルに配設
した従来のものに比べて起動トルクを半減して省エネル
ギー化が図れるとともに、機内側Ａの第１ＰＧシール４
の両密封環６，１０の端面６ａ，１０ａがポンプ起動時
に破損されたり、損耗されたりしてシール性能が低下し
て漏れを発生したとしても、第２ＰＥシール５によって
被密封流体の漏れ出しを阻止して信頼性及びシール性能
を１．５倍程度向上することが可能である。
【００２１】図５は請求項３記載の発明に係るポンプ用
軸封装置の実施の形態を示す半截縦断面図であって、図
１のダブルシールと相違するのは、機内側Ａの第１非接
触シール４をＰＥシールとし、大気側Ｂの第２非接触シ
ール５をＰＧシールとした点であり、その他の構成は図
１と同一であるため、該当部分には同一の符号を付し
て、それらの詳しい説明を省略する。
軸封装置の実施の形態を示す半截縦断面図であって、図
１のダブルシールと相違するのは、機内側Ａの第１非接
触シール４をＰＥシールとし、大気側Ｂの第２非接触シ
ール５をＰＧシールとした点であり、その他の構成は図
１と同一であるため、該当部分には同一の符号を付し
て、それらの詳しい説明を省略する。
【００２２】また、図６は請求項４記載の発明に係るポ
ンプ用軸封装置を示す半截縦断面図であって、上記機内
側Ａの第１ＰＥシール４における静止密封環１１に上記
ガス室２６内のＮ2 ガス等のイナートガス圧力が背圧と
して作用するようにして、タンデムダブルシールに構成
した点が図５と相違するだけであり、その他の構成は図
５と同一であるため、該当部分には同一の符号を付し
て、それらの詳しい説明を省略する。
ンプ用軸封装置を示す半截縦断面図であって、上記機内
側Ａの第１ＰＥシール４における静止密封環１１に上記
ガス室２６内のＮ2 ガス等のイナートガス圧力が背圧と
して作用するようにして、タンデムダブルシールに構成
した点が図５と相違するだけであり、その他の構成は図
５と同一であるため、該当部分には同一の符号を付し
て、それらの詳しい説明を省略する。
【００２３】上記図５及び図６のように構成されたポン
プ用軸封装置においても、上述した図１及び図４に示す
構成のポンプ用軸封装置と同様に、使用寿命の延長化、
クーラーを使用した封液循環供給システムなどが不要で
装置全体構造の簡単化、低コスト化が図れるとともに、
大気側Ｂの第２ＰＧシール５の両密封環６，１０の端面
６ａ，１０ａがポンプ起動時に破損されたり、損耗され
たりしてシール性能が低下したとしても、機内側Ａの第
１ＰＥシール４によって被密封流体の漏れ出しを阻止し
て信頼性及びシール性能を１．５倍程度向上することが
可能である。
プ用軸封装置においても、上述した図１及び図４に示す
構成のポンプ用軸封装置と同様に、使用寿命の延長化、
クーラーを使用した封液循環供給システムなどが不要で
装置全体構造の簡単化、低コスト化が図れるとともに、
大気側Ｂの第２ＰＧシール５の両密封環６，１０の端面
６ａ，１０ａがポンプ起動時に破損されたり、損耗され
たりしてシール性能が低下したとしても、機内側Ａの第
１ＰＥシール４によって被密封流体の漏れ出しを阻止し
て信頼性及びシール性能を１．５倍程度向上することが
可能である。
【００２４】図７は請求項５記載の発明に係るポンプ用
軸封装置の実施の形態を示す半截縦断面図であって、機
内側Ａの第１非接触シール４及び大気側Ｂの第２非接触
シール５を共にＰＥシールとした点であり、その他の構
成は図１と同一であるため、該当部分には同一の符号を
付して、それらの詳しい説明を省略する。なお、図７の
ダブルシールでは、第１及び第２非接触シール４，５が
共にＰＥシールであるために、それの構成要素である回
転密封環７、静止密封環１１、リテーナ１４、スプリン
グ１５について、第１ＰＥシール４側にＡ、第２ＰＥシ
ール５側にＢの枝番号を付している。
軸封装置の実施の形態を示す半截縦断面図であって、機
内側Ａの第１非接触シール４及び大気側Ｂの第２非接触
シール５を共にＰＥシールとした点であり、その他の構
成は図１と同一であるため、該当部分には同一の符号を
付して、それらの詳しい説明を省略する。なお、図７の
ダブルシールでは、第１及び第２非接触シール４，５が
共にＰＥシールであるために、それの構成要素である回
転密封環７、静止密封環１１、リテーナ１４、スプリン
グ１５について、第１ＰＥシール４側にＡ、第２ＰＥシ
ール５側にＢの枝番号を付している。
【００２５】また、図８は請求項６記載の発明に係るポ
ンプ用軸封装置を示す半截縦断面図であって、上記機内
側Ａの第１ＰＥシール４における静止密封環１１Ａに上
記ガス室２６内のＮ2 ガス等のイナートガス圧力が背圧
として作用するようにして、タンデムダブルシールに構
成した点が図７と相違するだけであり、その他の構成は
図７と同一であるため、該当部分には同一の符号を付し
て、それらの詳しい説明を省略する。
ンプ用軸封装置を示す半截縦断面図であって、上記機内
側Ａの第１ＰＥシール４における静止密封環１１Ａに上
記ガス室２６内のＮ2 ガス等のイナートガス圧力が背圧
として作用するようにして、タンデムダブルシールに構
成した点が図７と相違するだけであり、その他の構成は
図７と同一であるため、該当部分には同一の符号を付し
て、それらの詳しい説明を省略する。
【００２６】上記図７及び図８のように構成されたポン
プ用軸封装置においては、機内側Ａ及び大気側Ｂの２箇
所に配設された第１及び第２非接触シールが共にＰＥシ
ールであるために、図１〜図６に示すポンプ用軸封装置
と比べても起動トルクをより軽減して小動力源のポンプ
への適用が可能であるとともに、ＰＧシールをダブルに
配設した従来のものに比べて信頼性及びシール性能を２
倍程度に向上することが可能である。
プ用軸封装置においては、機内側Ａ及び大気側Ｂの２箇
所に配設された第１及び第２非接触シールが共にＰＥシ
ールであるために、図１〜図６に示すポンプ用軸封装置
と比べても起動トルクをより軽減して小動力源のポンプ
への適用が可能であるとともに、ＰＧシールをダブルに
配設した従来のものに比べて信頼性及びシール性能を２
倍程度に向上することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、請求項１〜６記載の発明
によれば、機内側及び大気側の２箇所に配設されたシー
ルが共に非接触シールであるために、各シールそれぞれ
の両密封環の端面の摩耗度合を低減して使用寿命の延長
化を図るのみならず、摺動熱によるシール機能の低下も
なく、全体としてシール信頼性を向上することができる
とともに、クーラーを使用した封液循環供給システムも
不要で、装置全体の構造を簡単にし、低コスト化を図る
ことができる。
によれば、機内側及び大気側の２箇所に配設されたシー
ルが共に非接触シールであるために、各シールそれぞれ
の両密封環の端面の摩耗度合を低減して使用寿命の延長
化を図るのみならず、摺動熱によるシール機能の低下も
なく、全体としてシール信頼性を向上することができる
とともに、クーラーを使用した封液循環供給システムも
不要で、装置全体の構造を簡単にし、低コスト化を図る
ことができる。
【００２８】しかも、２組の非接触シールのうち、少な
くとも一方の非接触シールが静圧形非接触シールである
から、他方に動圧形非接触シールを用い、そのシール性
能がポンプ起動時などの端面破損等によって低下したと
しても、静圧形非接触シールによって被密封流体の漏れ
出しを確実に阻止することができる。したがって、動圧
形非接触シールをダブルに配設した従来のものに比べ
て、起動トルクを半減して省エネルギー化を図れるとと
もに、信頼性及びシール性能を１．５〜２倍程度向上す
ることができるという効果を奏し、近年の厳しい漏れ規
制に十分に対応させることができる。殊に、請求項５及
び６記載の発明によれば、起動トルクをより軽減して小
動力源のポンプへの適用も可能とするとともに、信頼性
及びシール性能のより一層の向上を達成することができ
る。
くとも一方の非接触シールが静圧形非接触シールである
から、他方に動圧形非接触シールを用い、そのシール性
能がポンプ起動時などの端面破損等によって低下したと
しても、静圧形非接触シールによって被密封流体の漏れ
出しを確実に阻止することができる。したがって、動圧
形非接触シールをダブルに配設した従来のものに比べ
て、起動トルクを半減して省エネルギー化を図れるとと
もに、信頼性及びシール性能を１．５〜２倍程度向上す
ることができるという効果を奏し、近年の厳しい漏れ規
制に十分に対応させることができる。殊に、請求項５及
び６記載の発明によれば、起動トルクをより軽減して小
動力源のポンプへの適用も可能とするとともに、信頼性
及びシール性能のより一層の向上を達成することができ
る。
【図１】請求項１記載の発明に係るポンプ用軸封装置と
なるダブルシールの構成を示す半截縦断面図である。
なるダブルシールの構成を示す半截縦断面図である。
【図２】同上ダブルシールのうちＰＧシールの要部の構
成を拡大して示す一部破断斜視図である。
成を拡大して示す一部破断斜視図である。
【図３】同上ダブルシールのうちＰＥシールの要部の構
成を拡大して示す縦断面図である。
成を拡大して示す縦断面図である。
【図４】請求項２記載の発明に係るポンプ用軸封装置と
なるタンデムダブルシールの構成を示す半截縦断面図で
ある。
なるタンデムダブルシールの構成を示す半截縦断面図で
ある。
【図５】請求項３記載の発明に係るポンプ用軸封装置と
なるダブルシールの構成を示す半截縦断面図である。
なるダブルシールの構成を示す半截縦断面図である。
【図６】請求項４記載の発明に係るポンプ用軸封装置と
なるタンデムダブルシールの構成を示す半截縦断面図で
ある。
なるタンデムダブルシールの構成を示す半截縦断面図で
ある。
【図７】請求項５記載の発明に係るポンプ用軸封装置と
なるダブルシールの構成を示す半截縦断面図である。
なるダブルシールの構成を示す半截縦断面図である。
【図８】請求項６記載の発明に係るポンプ用軸封装置と
なるタンデムダブルシールの構成を示す半截縦断面図で
ある。
なるタンデムダブルシールの構成を示す半截縦断面図で
ある。
１ ポンプケーシング ２ 回転軸 ４ 第１非接触シール ５ 第２非接触シール ６，７ 回転密封環 １０，１１ 静止密封環 １２ 動圧発生用グルーブ １５ スプリング １６ オリフィス孔（ガス供給孔） ２６ ガス室 Ａ 機内側 Ｂ 大気側
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−37047（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−4528（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−182499（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−26652（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−22465（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−8298（ＪＰ，Ａ) 実公 昭56−47414（ＪＰ，Ｙ２) 実公 平１−18927（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭35−10511（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16J 15/34
Claims (6)
- 【請求項１】 ポンプケーシング及び該ポンプケーシン
グを貫通する回転軸間で軸線方向に間隔を隔てた機内側
と大気側との２箇所に、上記回転軸とともに回転する回
転密封環と、この回転密封環に対向配置されて上記ポン
プケーシングに軸線方向摺動可能に保持された静止密封
環とを有し、かつ、上記静止密封環を上記回転密封環側
へ押圧付勢してなる第１及び第２非接触シールを各々配
設して構成されたポンプ用軸封装置であって、 上記機内側の第１非接触シールを、回転密封環の端面に
形成した動圧発生溝を介して発生される動圧により両密
封環を非接触状態で相対回転させる動圧形非接触シール
に構成するとともに、大気側の第２非接触シールを、静
止密封環に形成したオリフィス孔であるガス供給孔を通
して回転密封環の端面に供給されるガス圧力により両密
封環の端面間を非接触状態に保持する静圧形非接触シー
ルに構成し、 上記第１及び第２非接触シール間には、被密封流体の圧
力よりも高圧で第１非接触シール側および第２非接触シ
ール側それぞれの両密封環を非接触状態に保つためのガ
スを注入可能なガス室を形成していることを特徴とする
ポンプ用軸封装置。 - 【請求項２】 上記機内側の動圧形非接触シールは、そ
の静止密封環に上記ガス室内のガス圧力が背圧として作
用するように構成されている請求項１記載のポンプ用軸
封装置。 - 【請求項３】 ポンプケーシング及び該ポンプケーシン
グを貫通する回転軸間で軸線方向に間隔を隔てた機内体
側と大気側との２箇所に、上記回転軸とともに回転する
回転密封環と、この回転密封環に対向配置されて上記ポ
ンプケーシングに軸線方向摺動可能に保持された静止密
封環とを有し、かつ、上記静止密封環を上記回転密封環
側へ押圧付勢してなる第１及び第２非接触シールを各々
配設して構成されたポンプ用軸封装置であって、 上記機内側の第１非接触シールを、静止密封環に形成し
たオリフィス孔であるガス供給孔を通して回転密封環の
端面に供給されるガス圧力により両密封環の端面間を非
接触状態に保持する静圧形非接触シールに構成するとと
もに、大気側の第２非接触シールを、回転密封環の端面
に形成した動圧発生溝を介して発生される動圧により両
密封環を非接触状態で相対回転させる動圧形非接触シー
ルに構成し、 上記第１及び第２非接触シール間には、被密封流体の圧
力よりも高圧で第１非接触シール側および第２非接触シ
ール側それぞれの両密封環を非接触状態に保つためのガ
スを注入可能なガス室を形成していることを特徴とする
ポンプ用軸封装置。 - 【請求項４】 上記機内側の静圧形非接触シールは、そ
の静止密封環に上記ガス室内のガス圧力が背圧として作
用するように構成されている請求項３記載のポンプ用軸
封装置。 - 【請求項５】 ポンプケーシング及び該ポンプケーシン
グを貫通する回転軸間で軸線方向に間隔を隔てた機内側
と大気側との２箇所に、上記回転軸とともに回転する回
転密封環と、この回転密封環に対向配置されて上記ポン
プケーシングに軸線方向摺動可能に保持された静止密封
環とを有し、かつ、上記静止密封環を上記回転密封環側
へ押圧付勢してなる第１及び第２非接触シールを各々配
設して構成されたポンプ用軸封装置であって、 上記機内側の第１非接触シール及び大気側の第２非接触
シールを共に、静止密封環に形成したオリフィス孔であ
るガス供給孔を通して回転密封環の端面に供給されるガ
ス圧力により両密封環の端面間を非接触状態に保持する
静圧形非接触シールに構成し、 上記第１及び第２非接触シール間には、被密封流体の圧
力よりも高圧で第１非接触シール側および第２非接触シ
ール側それぞれの両密封環の端面を０．００５〜０．０
２ｍｍの隙間に維持して非接触状態に保つためのガスを
注入可能なガス室を形成していることを特徴とするポン
プ用軸封装置。 - 【請求項６】 上記機内側の静圧形非接触シールは、そ
の静止密封環に上記ガス室内のガス圧力が背圧として作
用するように構成されている請求項５記載のポンプ用軸
封装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8009812A JP2903459B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | ポンプ用軸封装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8009812A JP2903459B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | ポンプ用軸封装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09196184A JPH09196184A (ja) | 1997-07-29 |
| JP2903459B2 true JP2903459B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=11730590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8009812A Expired - Fee Related JP2903459B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | ポンプ用軸封装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2903459B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3354524B2 (ja) * | 1999-08-16 | 2002-12-09 | 日本ピラー工業株式会社 | 非接触形メカニカルシール |
| US6454268B1 (en) * | 2001-02-09 | 2002-09-24 | Eagle Industry Co., Ltd. | Shaft seal device |
| JP5372772B2 (ja) * | 2007-11-20 | 2013-12-18 | イーグル工業株式会社 | タンデムシール |
| JP6271369B2 (ja) * | 2014-08-22 | 2018-01-31 | 日本ピラー工業株式会社 | 軸封装置 |
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| EP4141297A1 (en) * | 2016-06-10 | 2023-03-01 | John Crane UK Limited | Reduced emission gas seal |
| JP6900305B2 (ja) * | 2017-12-11 | 2021-07-07 | 日本ピラー工業株式会社 | 軸封装置 |
| RU2764825C1 (ru) * | 2018-07-19 | 2022-01-21 | Ибара Корпорейшн | Уплотнительная система и насосная система, включающая в себя уплотнительную систему |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5632500B2 (ja) * | 1972-08-16 | 1981-07-28 | ||
| US5375853B1 (en) * | 1992-09-18 | 1998-05-05 | Crane John Inc | Gas lubricated barrier seal |
-
1996
- 1996-01-24 JP JP8009812A patent/JP2903459B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09196184A (ja) | 1997-07-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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