JP3017462B2 - メカニカルシールの冷却装置 - Google Patents
メカニカルシールの冷却装置Info
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- JP3017462B2 JP3017462B2 JP9236800A JP23680097A JP3017462B2 JP 3017462 B2 JP3017462 B2 JP 3017462B2 JP 9236800 A JP9236800 A JP 9236800A JP 23680097 A JP23680097 A JP 23680097A JP 3017462 B2 JP3017462 B2 JP 3017462B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メカニカルシー
ル、特に、ボイラー給水などの高温流体を取り扱うポン
プ等に使用するメカニカルシールの冷却装置に関するも
のである。
ル、特に、ボイラー給水などの高温流体を取り扱うポン
プ等に使用するメカニカルシールの冷却装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高温の液体を取り扱う機器、たと
えばボイラー給水ポンプにおいては、一般に、軸封装置
としてメカニカルシールを使用している。また、この種
のポンプにおいては、スタフィングボックスに冷却室を
設けて高温のポンプ揚液からの熱伝導を遮断するととも
に、スタフィングボックスとメカニカルシール間のシー
ル液をポンプ外に設けた冷却用熱交換器を介して循環冷
却し、この冷却された循環シール液によりメカニカルシ
ールの密封端面を冷却し、密封端面で生じる摩擦による
発熱を取り去るようになっている。
えばボイラー給水ポンプにおいては、一般に、軸封装置
としてメカニカルシールを使用している。また、この種
のポンプにおいては、スタフィングボックスに冷却室を
設けて高温のポンプ揚液からの熱伝導を遮断するととも
に、スタフィングボックスとメカニカルシール間のシー
ル液をポンプ外に設けた冷却用熱交換器を介して循環冷
却し、この冷却された循環シール液によりメカニカルシ
ールの密封端面を冷却し、密封端面で生じる摩擦による
発熱を取り去るようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
法によれば、冷却室の冷却水用熱交換器の他に、シール
液冷却用熱交換器を必要とし、高価になるとともに、ポ
ンプ周辺の配管が複雑になり、保守作業等に支障を来す
という課題を有する。したがって、本発明者は、前記課
題を解決するため種々検討の結果、冷却室の冷却水で前
記シール液をも冷却できることを見出して本発明を完成
したものである。
法によれば、冷却室の冷却水用熱交換器の他に、シール
液冷却用熱交換器を必要とし、高価になるとともに、ポ
ンプ周辺の配管が複雑になり、保守作業等に支障を来す
という課題を有する。したがって、本発明者は、前記課
題を解決するため種々検討の結果、冷却室の冷却水で前
記シール液をも冷却できることを見出して本発明を完成
したものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、内部に冷却水が循環する冷却室を備えたス
タフィングボックスの内方と回転軸との間で相対的に回
転してシール液をシールする少なくとも回転環を有する
回転体と固定環とからなるメカニカルシールを備え、前
記冷却室内にクーリングチューブを配設し、該クーリン
グチューブの両端部をシール室を形成する前記スタフィ
ングボックス内面に第１、第２貫通孔により開口させ、
第１貫通孔の端部開口もしくはこの開口に近接する前記
回転体の外周部の少なくとも一方に環状溝部を設けると
ともに、回転体の一部に前記環状溝に向かう多数の貫通
孔を設け、前記回転軸の回転にもとづく前記貫通孔のポ
ンプ作用によりシール液をクーリングチューブ内に循環
させて冷却されたシール液にて前記密封端面近傍を冷却
するようにしたメカニカルシールの冷却装置において、
前記第２貫通孔の一端を大気に開放するとともに、この
第２貫通孔の両端開口を開閉する切り替え機構を設けた
ものである。
するために、内部に冷却水が循環する冷却室を備えたス
タフィングボックスの内方と回転軸との間で相対的に回
転してシール液をシールする少なくとも回転環を有する
回転体と固定環とからなるメカニカルシールを備え、前
記冷却室内にクーリングチューブを配設し、該クーリン
グチューブの両端部をシール室を形成する前記スタフィ
ングボックス内面に第１、第２貫通孔により開口させ、
第１貫通孔の端部開口もしくはこの開口に近接する前記
回転体の外周部の少なくとも一方に環状溝部を設けると
ともに、回転体の一部に前記環状溝に向かう多数の貫通
孔を設け、前記回転軸の回転にもとづく前記貫通孔のポ
ンプ作用によりシール液をクーリングチューブ内に循環
させて冷却されたシール液にて前記密封端面近傍を冷却
するようにしたメカニカルシールの冷却装置において、
前記第２貫通孔の一端を大気に開放するとともに、この
第２貫通孔の両端開口を開閉する切り替え機構を設けた
ものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
にしたがって説明する。図において、２はポンプケーシ
ング１に設けたスタフィングボックスで、このスタフィ
ングボックス２は前記ポンプケーシング１と一体に形成
された水冷ジャケット３と、該水冷ジャケット３の端部
とポンプケーシング１に設けた回転軸貫通孔５内に取り
付けられ、前記水冷ジャケット３とで冷却室４を形成す
る内筒部材６とで構成される。また、１０は前記内筒部
材６の外端面に取り付けたシールカバーで、該シールカ
バー１０のボス部１０ａは内筒部材６の内方に所定間隔
をもって挿通されている。
にしたがって説明する。図において、２はポンプケーシ
ング１に設けたスタフィングボックスで、このスタフィ
ングボックス２は前記ポンプケーシング１と一体に形成
された水冷ジャケット３と、該水冷ジャケット３の端部
とポンプケーシング１に設けた回転軸貫通孔５内に取り
付けられ、前記水冷ジャケット３とで冷却室４を形成す
る内筒部材６とで構成される。また、１０は前記内筒部
材６の外端面に取り付けたシールカバーで、該シールカ
バー１０のボス部１０ａは内筒部材６の内方に所定間隔
をもって挿通されている。
【０００６】１４は、ポンプ回転軸Ｓのポンプケーシン
グ１の外方に装着したスリーブで、このスリーブ１４上
と前記シールカバー１０のボス部１０ａとにメカニカル
シール１５が組立てられている。すなわち、前記メカニ
カルシール１５は、前記スリーブ１４上に固定されると
ともに前記内筒部材６の内面に近接した外周面にラビリ
ンスシール部１８を有するホルダ１７と、該ホルダ１７
の内方に取り付けた回転環２０とで構成した回転体２１
と、前記シールカバー１０のボス部１０ａに設けた環状
空所１１に軸方向に移動する押金２２と、この押金２２
に取り付けられ前記回転環２０に圧接して密封端面Ｍを
形成する固定環２３と、前記環状空所１１の底部に設け
た複数の穴１２に装着され、前記押金２２を介して固定
環２３を回転環２０側に押圧するスプリング等の弾発機
構２４とからなる。なお、●はＯリング等のシールパッ
キングＰである。
グ１の外方に装着したスリーブで、このスリーブ１４上
と前記シールカバー１０のボス部１０ａとにメカニカル
シール１５が組立てられている。すなわち、前記メカニ
カルシール１５は、前記スリーブ１４上に固定されると
ともに前記内筒部材６の内面に近接した外周面にラビリ
ンスシール部１８を有するホルダ１７と、該ホルダ１７
の内方に取り付けた回転環２０とで構成した回転体２１
と、前記シールカバー１０のボス部１０ａに設けた環状
空所１１に軸方向に移動する押金２２と、この押金２２
に取り付けられ前記回転環２０に圧接して密封端面Ｍを
形成する固定環２３と、前記環状空所１１の底部に設け
た複数の穴１２に装着され、前記押金２２を介して固定
環２３を回転環２０側に押圧するスプリング等の弾発機
構２４とからなる。なお、●はＯリング等のシールパッ
キングＰである。
【０００７】また、前記ホルダ１７のラビリンスシール
部１８の中間に環状凹部１８ａが形成され、この環状溝
１８ａの底面には、一端が前記密封端面Ｍ外方に開口す
る多数の貫通孔１９が設けてある。
部１８の中間に環状凹部１８ａが形成され、この環状溝
１８ａの底面には、一端が前記密封端面Ｍ外方に開口す
る多数の貫通孔１９が設けてある。
【０００８】一方、前記内筒部材６には仕切筒７が設け
られ、この仕切筒７により前記冷却室４は仕切筒７前方
で連通する環状の上下２室８ａ，８ｂに区画されてい
る。そして、前記仕切筒７を境として連続して２段に巻
回されたクーリングチューブ２５が設けられ、その一端
は内筒部材６に軸方向に設けた貫通孔２６を介して後述
する第２貫通孔２８に、他端は前記回転体２１に設けた
環状溝１８ａと対向して内筒部材６に設けた環状溝６ａ
に連通する第１貫通孔２７にそれぞれ接続されている。
られ、この仕切筒７により前記冷却室４は仕切筒７前方
で連通する環状の上下２室８ａ，８ｂに区画されてい
る。そして、前記仕切筒７を境として連続して２段に巻
回されたクーリングチューブ２５が設けられ、その一端
は内筒部材６に軸方向に設けた貫通孔２６を介して後述
する第２貫通孔２８に、他端は前記回転体２１に設けた
環状溝１８ａと対向して内筒部材６に設けた環状溝６ａ
に連通する第１貫通孔２７にそれぞれ接続されている。
【０００９】また、内筒部材６には、内端がシールカバ
ー１０のボス部１０ａの基部付近に小径部２８ａで開口
するとともに外端が大気に開放される第２貫通孔２８が
設けられ、該第２貫通孔２８に前記貫通孔２６が連通し
ている。さらに、前記冷却室４の上室８ａと下室８ｂ
は、水冷ジャケット３と内筒部材６に設けた通路２９，
３０により図示しないポンプ外に設けた冷却用熱交換器
に接続している（図２参照）。その他、図において３１
はテーパーピン、３２はプラグである。
ー１０のボス部１０ａの基部付近に小径部２８ａで開口
するとともに外端が大気に開放される第２貫通孔２８が
設けられ、該第２貫通孔２８に前記貫通孔２６が連通し
ている。さらに、前記冷却室４の上室８ａと下室８ｂ
は、水冷ジャケット３と内筒部材６に設けた通路２９，
３０により図示しないポンプ外に設けた冷却用熱交換器
に接続している（図２参照）。その他、図において３１
はテーパーピン、３２はプラグである。
【００１０】つぎに、前記構成からなるメカニカルシー
ルの冷却装置の作用を説明する。まず、図示しない冷却
用熱交換器からの冷却水を、通路２９，３０を介して冷
却室４に循環させる。ついで、図示しないポンプ内を揚
液で充満させると、その水位の上昇につれて、揚液（シ
ール液）はスリーブ１４と内筒部材６の間、ラビリンス
シール部１８と内筒部材６の間を通って貫通孔１９から
シール室Ｒを充満したのち貫通孔１９からクーリングチ
ューブ２５へと流入するとともにシール室Ｒ内の空気は
第２貫通孔２８から放出される。
ルの冷却装置の作用を説明する。まず、図示しない冷却
用熱交換器からの冷却水を、通路２９，３０を介して冷
却室４に循環させる。ついで、図示しないポンプ内を揚
液で充満させると、その水位の上昇につれて、揚液（シ
ール液）はスリーブ１４と内筒部材６の間、ラビリンス
シール部１８と内筒部材６の間を通って貫通孔１９から
シール室Ｒを充満したのち貫通孔１９からクーリングチ
ューブ２５へと流入するとともにシール室Ｒ内の空気は
第２貫通孔２８から放出される。
【００１１】そして、シール室Ｒ内がシール液で充満す
ると、図１のように、前記第２貫通孔２８に切り替え機
構の１つであるテーパーピン３１を差し込んで第２貫通
孔２８の小径部２８ａを閉鎖する。この場合、第２貫通
孔２８とテーパーピン３１との間には間隙αが形成され
る。その後、ポンプ内揚液の水位が上昇するにつれてク
ーリングチューブ２５内の空気は前記間隙αから外方に
追い出される。このようにクーリングチューブ２５内の
空気が排出されると、前記テーパーピン３１に代えても
う一つの切り替え機構であるプラグ３２で第２貫通孔２
８の外端開口を閉鎖してポンプを駆動する。
ると、図１のように、前記第２貫通孔２８に切り替え機
構の１つであるテーパーピン３１を差し込んで第２貫通
孔２８の小径部２８ａを閉鎖する。この場合、第２貫通
孔２８とテーパーピン３１との間には間隙αが形成され
る。その後、ポンプ内揚液の水位が上昇するにつれてク
ーリングチューブ２５内の空気は前記間隙αから外方に
追い出される。このようにクーリングチューブ２５内の
空気が排出されると、前記テーパーピン３１に代えても
う一つの切り替え機構であるプラグ３２で第２貫通孔２
８の外端開口を閉鎖してポンプを駆動する。
【００１２】回転軸Ｓの回転によりメカニカルシール１
５の回転体２１も回転し、密封端面Ｍからのシール液の
漏出を防止する。また、回転体２１の回転により、貫通
孔１９も回転し、そのポンプ作用によりシール室Ｒのシ
ール液は前記環状溝１８ａ，６ａから第１貫通孔２７に
入り、クーリングチューブ２５を通過する間に、冷却室
４内の冷却水により冷却され、貫通孔２６から第２貫通
孔２８を通ってシール室Ｒに入り前記工程を繰り返す。
すなわち、前記密封端面Ｍの外周は、常に冷却水に接
し、密封端面Ｍでの摩擦発熱が除去されることになる。
５の回転体２１も回転し、密封端面Ｍからのシール液の
漏出を防止する。また、回転体２１の回転により、貫通
孔１９も回転し、そのポンプ作用によりシール室Ｒのシ
ール液は前記環状溝１８ａ，６ａから第１貫通孔２７に
入り、クーリングチューブ２５を通過する間に、冷却室
４内の冷却水により冷却され、貫通孔２６から第２貫通
孔２８を通ってシール室Ｒに入り前記工程を繰り返す。
すなわち、前記密封端面Ｍの外周は、常に冷却水に接
し、密封端面Ｍでの摩擦発熱が除去されることになる。
【００１３】前記説明では、クーリングチューブ２５内
の空気の除去をテーパーピン３１の着脱で行なうように
したが、第２貫通孔２８の先端部（図では小径部２８
ａ）を開閉する手段であれば、貫通孔を備えたコック等
でもよい。なお、前記説明では、回転体２１をホルダ１
７と回転環２１とで構成し、ホルダ１７を設けた貫通孔
１９でポンプ作用を行なわせる場合を示したが、場合に
よっては、ホルダ１７を設けず回転環２１自体に貫通孔
１９を設けるようにしてもよい。
の空気の除去をテーパーピン３１の着脱で行なうように
したが、第２貫通孔２８の先端部（図では小径部２８
ａ）を開閉する手段であれば、貫通孔を備えたコック等
でもよい。なお、前記説明では、回転体２１をホルダ１
７と回転環２１とで構成し、ホルダ１７を設けた貫通孔
１９でポンプ作用を行なわせる場合を示したが、場合に
よっては、ホルダ１７を設けず回転環２１自体に貫通孔
１９を設けるようにしてもよい。
【００１４】前記実施の態様は、メカニカルシールとし
て静止形（スプリングが回転しない）のものに適用した
場合を示したが、図３に示すように、回転形のものにも
適用できる。なお、構成的には、回転環２２をホルダ１
７に設けたスプリング２４により押金２２を介して固定
環２３に押圧するもので、図１と同一部分に同一符号を
付して説明を省略する。
て静止形（スプリングが回転しない）のものに適用した
場合を示したが、図３に示すように、回転形のものにも
適用できる。なお、構成的には、回転環２２をホルダ１
７に設けたスプリング２４により押金２２を介して固定
環２３に押圧するもので、図１と同一部分に同一符号を
付して説明を省略する。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、シール液の冷却を冷却室内に設けたクーリング
チューブ内を通して行なうものであるから、従来のよう
に、シール液を外部配管により別に設けた熱交換器で冷
却する必要がなく、全体として安価であるばかりか、ポ
ンプ廻りの配管が少なく、保守作業も容易に行なえると
いう効果を奏する。
よれば、シール液の冷却を冷却室内に設けたクーリング
チューブ内を通して行なうものであるから、従来のよう
に、シール液を外部配管により別に設けた熱交換器で冷
却する必要がなく、全体として安価であるばかりか、ポ
ンプ廻りの配管が少なく、保守作業も容易に行なえると
いう効果を奏する。
【図１】 本発明にかかる冷却装置を備えたメカニカル
シールの断面図。
シールの断面図。
【図２】 図１における冷却室内の冷却水の循環方向を
示す断面図。
示す断面図。
【図３】 本発明にかかる冷却装置を備えたメカニカル
シールの他の態様を示す断面図。
シールの他の態様を示す断面図。
１…ポンプケーシング、２…スタフィングボックス、３
…水冷ジャケット、４…冷却室、６…内筒部材、１０…
シールカバー、１５…メカニカルシール、１８…ラビリ
ンスシール部、６ａ，１８ａ…環状溝、１９…貫通孔、
２０…回転環、２１…回転体、２３…固定環、２４…弾
発機構、２５…クーリングチューブ、２６…貫通孔、２
７…第１貫通孔、２８…第２貫通孔、３１…テーパーピ
ン（切り替え機構）、３２…プラグ（切り替え機構）、
Ｍ…密封端面、Ｓ…回転軸。
…水冷ジャケット、４…冷却室、６…内筒部材、１０…
シールカバー、１５…メカニカルシール、１８…ラビリ
ンスシール部、６ａ，１８ａ…環状溝、１９…貫通孔、
２０…回転環、２１…回転体、２３…固定環、２４…弾
発機構、２５…クーリングチューブ、２６…貫通孔、２
７…第１貫通孔、２８…第２貫通孔、３１…テーパーピ
ン（切り替え機構）、３２…プラグ（切り替え機構）、
Ｍ…密封端面、Ｓ…回転軸。
Claims (1)
- 【請求項１】 内部に冷却水が循環する冷却室を備えた
スタフィングボックスの内方と回転軸との間で相対的に
回転してシール液をシールする少なくとも回転環を有す
る回転体と固定環とからなるメカニカルシールを備え、
前記冷却室内にクーリングチューブを配設し、該クーリ
ングチューブの両端部をシール室を形成する前記スタフ
ィングボックス内面に第１、第２貫通孔により開口さ
せ、第１貫通孔の端部開口もしくはこの開口に近接する
前記回転体の外周部の少なくとも一方に環状溝部を設け
るとともに、回転体の一部に前記環状溝に向かう多数の
貫通孔を設け、前記回転軸の回転にもとづく前記貫通孔
のポンプ作用によりシール液をクーリングチューブ内に
循環させて冷却されたシール液にて前記密封端面近傍を
冷却するようにしたメカニカルシールの冷却装置におい
て、前記第２貫通孔の一端を大気に開放するとともに、
この第２貫通孔の両端開口を開閉する切り替え機構を設
けたことを特徴とするメカニカルシールの冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9236800A JP3017462B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | メカニカルシールの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9236800A JP3017462B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | メカニカルシールの冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182754A JPH1182754A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3017462B2 true JP3017462B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=17005982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9236800A Expired - Fee Related JP3017462B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | メカニカルシールの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3017462B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5259463B2 (ja) * | 2009-03-13 | 2013-08-07 | イーグル工業株式会社 | 高温用デッドエンドシール |
| JP5712067B2 (ja) * | 2011-06-27 | 2015-05-07 | 株式会社日立製作所 | 高温流体用軸封装置 |
| JP6257250B2 (ja) * | 2012-10-01 | 2018-01-10 | 株式会社酉島製作所 | メカニカルシール |
-
1997
- 1997-09-02 JP JP9236800A patent/JP3017462B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1182754A (ja) | 1999-03-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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