JP3308937B2 - Non-contact type shaft sealing device - Google Patents

Non-contact type shaft sealing device

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JP3308937B2
JP3308937B2 JP18894199A JP18894199A JP3308937B2 JP 3308937 B2 JP3308937 B2 JP 3308937B2 JP 18894199 A JP18894199 A JP 18894199A JP 18894199 A JP18894199 A JP 18894199A JP 3308937 B2 JP3308937 B2 JP 3308937B2
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ring
seal ring
sealing
shaft
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敏彦 布施
聡史 藤原
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Nippon Pillar Packing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばタービン、
ブロワ、コンプレッサ、攪拌機、ロータリーバルブ等の
被軸封機器における回転軸とケーシングとの間の軸封に
用いられる非接触式軸封装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a turbine, for example,
The present invention relates to a non-contact type shaft sealing device used for shaft sealing between a rotating shaft and a casing in a shaft sealed device such as a blower, a compressor, a stirrer, and a rotary valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】上記のような非接触式軸封装置の従来の
構成例について、図3(a)を参照して説明する。同図
において、51は被軸封機器の回転軸で、この回転軸5
1に回転環52が気密に外嵌されている。一方、被軸封
機器のハウジング53に、それぞれ回転軸51を囲う第
1シールケース54と第2シールケース55とが順次取
付けられ、第1シールケース54と回転軸51との間
に、シールリング56が軸方向に移動自在に配置されて
いる。このシールリング56と上記回転環52との相対
向面がそれぞれシール面56s・52sとして形成され
ている。
2. Description of the Related Art An example of a conventional structure of a non-contact type shaft sealing device as described above will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 51 denotes a rotating shaft of the shaft-sealed device.
The outer periphery of the rotary ring 52 is airtightly fitted to the outer ring 1. On the other hand, a first seal case 54 and a second seal case 55 respectively surrounding the rotary shaft 51 are sequentially attached to the housing 53 of the shaft-sealed device, and a seal ring is provided between the first seal case 54 and the rotary shaft 51. Reference numeral 56 is disposed so as to be movable in the axial direction. Opposing surfaces of the seal ring 56 and the rotary ring 52 are formed as seal surfaces 56s and 52s, respectively.

【0003】シールリング56の機外側(図において左
側)には、このシールリング56を回転環52側に向か
って押圧するスプリング57が配置されている。シール
リング56には、その外周面から上記シール面56sに
通ずる給気孔56aが形成されており、この給気孔56
aを通して、窒素ガスなどのバリアガスが上記シール面
56sに供給される。
[0003] A spring 57 for pressing the seal ring 56 toward the rotating ring 52 is disposed outside the seal ring 56 (left side in the figure). An air supply hole 56a is formed in the seal ring 56 from the outer peripheral surface to the seal surface 56s.
Through a, a barrier gas such as nitrogen gas is supplied to the seal surface 56s.

【0004】なお、第1シールケース54に上記バリア
ガスを外部から導入するためのガス供給穴54aが形成
され、第1シールケース54とシールリング56との間
には、上記ガス供給穴54aを軸方向に挟んで両側に各
々Oリング58・59が介装されて、これらの間に、ガ
ス供給穴54aと給気孔56aとを相互に連通させるマ
ニホールド空間Cが形成されている。上記Oリング58
・59のうち、図において右側のOリング58によっ
て、機内空間Aがシールリング56の外周側でシールさ
れている。
A gas supply hole 54a for introducing the barrier gas from outside is formed in the first seal case 54, and the gas supply hole 54a is provided between the first seal case 54 and the seal ring 56. O-rings 58 and 59 are interposed on both sides with respect to the direction, and a manifold space C for interconnecting the gas supply hole 54a and the air supply hole 56a is formed between them. O-ring 58
Out of 59, the inside space A is sealed on the outer peripheral side of the seal ring 56 by the O-ring 58 on the right side in the figure.

【0005】このような構成において、シールリング5
6と回転環52の各シール面56s・52s間(以下、
シール面隙間という)にバリアガスが供給されると、こ
のバリアガスはシール面隙間から内周側および外周側に
向かって流出し、このような流れ状態でシール面隙間に
発生するガス圧が、シールリング56を開方向(図にお
いて左方向)に押動する力として作用する。これが、前
記スプリング57のバネ力と拮抗する位置でシールリン
グ56が保持され、したがって、シールリング56は回
転環52とは非接触状態になり、かつ、シール面56s
・52s間を満たすバリアガスによって機外への機内空
間Aの連通が遮断されて、軸封が達成される。
In such a configuration, the seal ring 5
6 and the respective seal surfaces 56s and 52s of the rotating ring 52 (hereinafter, referred to as
When the barrier gas is supplied to the seal surface gap, the barrier gas flows out from the seal surface gap toward the inner peripheral side and the outer peripheral side. 56 acts as a force for pushing the opening 56 in the opening direction (left direction in the figure). This holds the seal ring 56 at a position where it opposes the spring force of the spring 57, so that the seal ring 56 is not in contact with the rotating ring 52, and the seal surface 56s
The communication of the inside space A to the outside of the machine is cut off by the barrier gas filling for 52 s, and the shaft sealing is achieved.

【0006】ところで、上記のような非接触式軸封装置
を備える被軸封機器では、通常、例えば機内に所定の雰
囲気ガスを導入し、所定のガス圧に保持した運転が行わ
れる。このとき、シールリング56には、さらに機内ガ
ス圧が軸方向押動力として作用する。そこで、このよう
な機内ガス圧の変動等によって非接触軸封状態の安定性
が損なわれないように、従来のシールリング56には、
このシールリング56が機内空間Aに露呈する前端(図
において右端)外周側の肩部から後端面に通ずる連通穴
60が、このシールリング56を軸方向に貫通する細孔
形状で形成されている。
Incidentally, in a shaft-sealed device provided with the above-mentioned non-contact type shaft-sealing device, usually, for example, a predetermined atmospheric gas is introduced into the machine, and an operation is performed while maintaining a predetermined gas pressure. At this time, the in-machine gas pressure acts on the seal ring 56 as an axial pushing force. Therefore, in order to prevent the stability of the non-contact shaft sealing state from being impaired by such fluctuations in the gas pressure in the machine, the conventional seal ring 56 includes
A communication hole 60 extending from the shoulder on the outer peripheral side at the front end (right end in the drawing) where the seal ring 56 is exposed to the in-machine space A to the rear end face is formed in a pore shape penetrating the seal ring 56 in the axial direction. .

【0007】そして、シールリング56の後方、すなわ
ち、スプリング57の配設領域に、前記マニホールド空
間Cの図において左側のOリング59と、シールリング
56の後端側内周に設けたOリング61とによって密閉
状にした後方空間Eが形成されている。この後方空間E
に機内ガスが連通穴60を通して流入することにより、
この後方空間F内が機内と同じ圧力状態になって、シー
ルリング56に機内ガス圧による前方への押動力が作用
するようになっている。
At the rear of the seal ring 56, that is, in the area where the spring 57 is disposed, an O-ring 59 on the left side in the figure of the manifold space C and an O-ring 61 provided on the inner periphery on the rear end side of the seal ring 56. A closed space E is formed by this. This rear space E
The in-flight gas flows through the communication hole 60 to
The pressure in the rear space F is the same as that of the inside of the machine, so that the sealing ring 56 is acted upon by a forward pressing force due to the gas pressure in the machine.

【0008】この構成では、同図(b)に示すように、
シールリング56のシール面56sに、機内ガス圧が後
方に押動する開力と、バリアガスの供給による開力とが
重畳された開力Foが作用する一方、シールリング56
の後端面に、スプリング57のバネ力Fc1と、後方空間
Eに流入した機内ガスが前方に押動する閉力Fc2とが作
用し、同図(c)に示すように、上記バネ力Fc1と機内
ガスによる閉力Fc2との合力が、開力Foとバランスす
る位置でシールリング56が保持される。そして、後方
空間Eでの機内ガス圧による閉力Fc2が、開力Foのう
ちの機内ガス圧による開力にほぼバランスするように形
成することにより、機内ガス圧が変動しても前記した非
接触軸封状態が安定して維持されるようになっている。
In this configuration, as shown in FIG.
On the sealing surface 56 s of the seal ring 56, an opening force Fo in which the opening force for pushing the gas pressure in the apparatus backward and the opening force due to the supply of the barrier gas are superimposed, while the sealing ring 56.
A spring force Fc1 of the spring 57 and a closing force Fc2 for pushing the in-flight gas flowing into the rear space E forward act on the rear end surface of the rear end face, and as shown in FIG. The seal ring 56 is held at a position where the resultant force with the closing force Fc2 by the in-machine gas balances with the opening force Fo. The closing force Fc2 due to the in-flight gas pressure in the rear space E is formed so as to be substantially balanced with the opening force due to the in-flight gas pressure of the opening force Fo. The contact shaft sealing state is stably maintained.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の非接触式軸封装置においては、シールリング5
6の後端側に機内ガス圧を作用させるために、シールリ
ング56を軸方向に貫通する連通穴60を形成し、さら
に、シールリング56の後端側内周にもOリング61を
介装して、シールリング56の後方に密閉された後方空
間Eを形成することが必要になっており、このため、全
体的な構造が複雑になるという問題を有している。
However, in the above-mentioned conventional non-contact type shaft sealing device, the seal ring 5 is not provided.
6, a communication hole 60 is formed through the seal ring 56 in the axial direction in order to apply the in-machine gas pressure to the rear end side. Therefore, it is necessary to form a closed rear space E behind the seal ring 56, and therefore, there is a problem that the overall structure becomes complicated.

【0010】また、例えば薬品原料や食品原料を攪拌す
る攪拌機などに上記のような非接触式軸封装置を設けた
場合、攪拌操作を終了して原料を取り出した後、機内を
例えばスチームなどによって滅菌洗浄する必要がある
が、このとき、機内ガスが連通穴60を通して流入した
密閉状の後方空間E内の洗浄を容易には行えず、このた
め、攪拌時の雰囲気ガスがこの空間E内に残留し、さら
にこれに含まれる原料粉の腐敗が生じることにもなる。
このため、上記のような洗浄を必要とする機器には使用
できないという問題も有している。
Further, for example, when a non-contact type shaft sealing device as described above is provided in a stirrer or the like for stirring a chemical raw material or a food raw material, after the stirring operation is completed and the raw material is taken out, the inside of the device is for example steamed. It is necessary to perform sterile cleaning, but at this time, it is not easy to clean the inside of the closed rear space E into which the in-machine gas has flowed through the communication hole 60. It remains and further causes decay of the raw material powder contained therein.
For this reason, there is also a problem that it cannot be used for equipment that requires cleaning as described above.

【0011】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、簡素な構成で非接触軸封状
態を安定して維持することが可能であり、また、機内に
連通する領域の洗浄も容易な非接触式軸封装置を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to stably maintain a non-contact shaft sealing state with a simple configuration, and to communicate with the inside of a machine. An object of the present invention is to provide a non-contact type shaft sealing device in which an area to be cleaned can be easily cleaned.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】そこで本発明の非接触式
軸封装置は、被軸封機器の回転軸に設けられた回転環
と、被軸封機器のハウジングに固定されたシールケース
と、このシールケースと回転軸との間で回転環に機外側
から軸方向に対向するように軸方向移動自在に配置され
たシールリングと、このシールリングとシールケースと
の間に介装されて機内空間をシールするシール部材と、
シールリングを回転環に向けて押圧する付勢手段とを備
え、シールリングに形成された給気孔を通してバリアガ
スをシールリングと回転環との相対面するシール面間に
供給してこれらシール面間で軸封するように形成される
非接触式軸封装置であって、上記シールリングに、この
シールリングをシールケースに保持させるべくシールケ
ースに内嵌されるシールリング保持部と、このシールリ
ング保持部よりも機内側端部領域でシールリング保持部
よりも径方向外方に突出する密封端面形成部とを設け、
シールリング保持部の外周面に上記シール部材を介装さ
せる一方、密封端面形成部の機内側端面に、上記シール
面をその外周縁がシールリング保持部よりも径方向外方
に位置するように形成していることを特徴としている。
Accordingly, a non-contact type shaft sealing device according to the present invention comprises a rotating ring provided on a rotating shaft of a shaft-sealed device, a seal case fixed to a housing of the shaft-sealed device, A seal ring disposed between the seal case and the rotating shaft so as to be axially movable from the outside of the rotating ring to the rotating ring in an axial direction, and a seal ring interposed between the seal ring and the seal case, and A sealing member for sealing the space,
Biasing means for pressing the seal ring toward the rotating ring, a barrier gas is supplied between the sealing surfaces of the sealing ring and the rotating ring facing each other through an air supply hole formed in the sealing ring, and between these sealing surfaces. What is claimed is: 1. A non-contact type shaft sealing device formed so as to seal a shaft, wherein said seal ring has a seal ring holding portion internally fitted in said seal case to hold said seal ring in said seal case. A sealing end face forming portion that protrudes radially outward from the seal ring holding portion in the inboard end region than the portion,
While the seal member is interposed on the outer peripheral surface of the seal ring holding portion, the seal surface is arranged on the inboard end surface of the sealed end surface forming portion such that the outer peripheral edge thereof is located radially outward from the seal ring holding portion. It is characterized by forming.

【0013】この構成によれば、機内圧は、密封端面形
成部の機内側端面に対してシールリングを機外側に押圧
する開力として作用し、同時に、密封端面形成部の機外
側端面に対してシールリングを機内側に押圧する閉力と
して作用する。そして上記では、シール面の外周縁がシ
ールリング保持部よりも径方向外方に位置するようにシ
ール面を形成しており、これによって、機内圧がシール
面に作用して生じる開力に抗する閉力を、密封端面形成
部の機外側端面において、シールリング保持部の外周面
とシール面の外周縁との各径方向位置に挟まれる領域に
生じさせることができる。
According to this configuration, the internal pressure acts as an opening force for pressing the seal ring against the outside of the machine against the inside end face of the sealed end face forming portion, and at the same time, acts on the outside end face of the sealed end face forming portion. And acts as a closing force to press the seal ring inward. In the above, the seal surface is formed such that the outer peripheral edge of the seal surface is located radially outward of the seal ring holding portion, whereby the opening force generated by the internal pressure acting on the seal surface is prevented. This closing force can be generated in a region between the outer peripheral surface of the seal ring holding portion and the outer peripheral edge of the seal surface in each radial position on the outside end surface of the sealed end surface forming portion.

【0014】したがって、これらが互いにほぼバランス
するようにシールリング保持部外周面とシール面の外周
縁との径方向の位置関係を設定することで、シールリン
グは、機内圧の変動に影響されずに、シール面間に供給
されるバリアガスのガス圧による開力と、付勢手段によ
る閉力とがほぼ拮抗する位置で保持されるようになっ
て、非接触軸封状態が安定して維持される。
Therefore, by setting the positional relationship in the radial direction between the outer peripheral surface of the seal ring holding portion and the outer peripheral edge of the seal surface so that these are substantially balanced with each other, the seal ring is not affected by fluctuations in the internal pressure of the machine. In addition, the opening force due to the gas pressure of the barrier gas supplied between the sealing surfaces and the closing force by the urging means are held at a position where they substantially oppose each other, so that the non-contact shaft sealing state is stably maintained. You.

【0015】しかも上記構成では、機内圧を閉方向に作
用させるに当たり、シールリングを軸方向に貫通する連
通穴や、シールリングの機外側に密閉状の空間を形成す
る必要がないので、全体の構成を簡素なものとすること
ができる。また、例えば機内ガスは、機内側から密封端
面形成部を超えてシール部材によるシール位置までのシ
ールリング前端側の領域までしか侵入しないので、機内
ガス等に曝される領域の洗浄を行う場合でも、これを容
易に行うことができる。
In addition, in the above configuration, when the internal pressure is applied in the closing direction, there is no need to form a communication hole penetrating the seal ring in the axial direction or a closed space outside the seal ring. The configuration can be simplified. Further, for example, since the in-machine gas invades only the region on the front end side of the seal ring from the inside of the machine beyond the sealing end surface forming portion to the sealing position by the seal member, even when cleaning the region exposed to the in-machine gas or the like. This can be done easily.

【0016】本発明の非接触式軸封装置は、上記シール
ケースに、密封端面形成部の機外側端面とシールケース
との間の空間に洗浄用の流体を供給するための洗浄用流
体供給穴を形成していることを特徴としている。
In the non-contact type shaft sealing device of the present invention, a cleaning fluid supply hole for supplying a cleaning fluid to the space between the outside end face of the sealing end face forming portion and the seal case in the seal case. Is formed.

【0017】この構成によれば、例えば密封端面形成部
の機外側端面とシールケースとの間の空間形状を小さく
して構成した場合、この空間領域の洗浄を機内側からは
行い難くなるが、上記では、シールケースに形成した洗
浄用流体供給穴を通して上記空間領域に洗浄用流体を供
給し得るので、この領域の洗浄も容易になり、また、こ
の領域を過大な空間形状とする必要がないので、全体を
よりコンパクトに構成することができる。
According to this configuration, for example, when the space between the outer end face of the sealed end face forming portion and the seal case is made small, it is difficult to clean this space area from the inside of the machine. In the above, since the cleaning fluid can be supplied to the space region through the cleaning fluid supply hole formed in the seal case, the cleaning of this region is also facilitated, and the region does not need to have an excessive space shape. Therefore, the whole can be configured more compactly.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。図2に、本実施形
態に係る非接触式軸封装置1を示している。同図におい
て2は、例えば薬品等の製造に用いられる攪拌機などの
被軸封機器における回転軸である。3は、被軸封機器の
内部空間(以下、機内Aという)を囲うハウジングであ
る。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 shows a non-contact type shaft sealing device 1 according to the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a rotating shaft of a shaft-sealed device such as a stirrer used for manufacturing a chemical or the like. Reference numeral 3 denotes a housing that surrounds an internal space of the shaft-sealed device (hereinafter, referred to as in-machine A).

【0019】上記回転軸2には、ハウジング3の端面3
aとほぼ同一の軸方向位置から、大気側Bに延びるスリ
ーブ4が外嵌され固定されている。このスリーブ4に
は、機内A側の端部をやや径大にして端部鍔状部4aが
形成されている。この端部鍔状部4aに大気側Bから順
次隣接させて、径方向に広がるリング状の回転環5と、
薄肉円筒状のストッパリング6とがスリーブ4に外嵌さ
れている。
An end face 3 of a housing 3 is
A sleeve 4 extending toward the atmosphere side B from substantially the same axial position as a is externally fitted and fixed. The sleeve 4 is formed with an end flange 4a with a slightly larger end on the in-machine A side. A ring-shaped rotating ring 5 which is sequentially adjacent to the end flange portion 4a from the atmosphere side B and spreads in the radial direction;
A thin cylindrical stopper ring 6 is fitted over the sleeve 4.

【0020】ストッパリング6は、大気側Bの端部領域
にスリーブ4の外周に螺合する螺着部6aを備え、この
ストッパリング6を機内A側に向けて締め込むことで、
上記回転環5における軸心側の端部領域がストッパリン
グ6の端面と端部鍔状部4aとの間に挟持されて、この
回転環5がスリーブ4に固定されている。なお、ストッ
パリング6よりも大気側Bにさらにスリンガー7が設け
られ、このスリンガー7は、ストッパリング6の端面に
当接させて止めネジ8によりスリーブ4に固定されてい
る。
The stopper ring 6 is provided with a threaded portion 6a which is screwed to the outer periphery of the sleeve 4 in the end region on the atmosphere side B. By tightening the stopper ring 6 toward the inside A of the machine,
An end region of the rotating ring 5 on the axial center side is sandwiched between the end surface of the stopper ring 6 and the end flange 4 a, and the rotating ring 5 is fixed to the sleeve 4. A slinger 7 is further provided on the atmosphere side B than the stopper ring 6, and the slinger 7 is fixed to the sleeve 4 by a set screw 8 in contact with an end surface of the stopper ring 6.

【0021】一方、前記ハウジング3の端面3aに、こ
のハウジング3の開口3bの外周側を覆う取付フランジ
11が固定されている。この取付フランジ11には、回
転環5の外径よりも径大な中心貫通穴11aが形成され
ており、この取付フランジ11の内周側端面に、第1シ
ールケース12・第2シールケース13・第1軸受ハウ
ジング14・第2軸受ハウジング15が、締結ボルト1
6をこれら12〜15に貫通させて取付フランジ11に
螺着させることによって固定されている。
On the other hand, a mounting flange 11 for covering the outer peripheral side of the opening 3b of the housing 3 is fixed to the end face 3a of the housing 3. A center through hole 11 a having a diameter larger than the outer diameter of the rotating ring 5 is formed in the mounting flange 11, and a first seal case 12 and a second seal case 13 are formed on the inner peripheral end surface of the mounting flange 11. The first bearing housing 14 and the second bearing housing 15 are the fastening bolts 1
6 is fixed by screwing it through the mounting flange 11 through these 12 to 15.

【0022】第1シールケース12の内面と前記ストッ
パリング6との間に、後述するシールリング21が配置
されている。また、第2軸受ハウジング15の内面と前
記スリーブ4の外面との間にはベアリング17が設けら
れ、上記各シールケース12・13、軸受ハウジング1
4・15は、このベアリング17によって、回転軸2と
同心状の組付状態で保持されるようになっている。
A seal ring 21 to be described later is arranged between the inner surface of the first seal case 12 and the stopper ring 6. A bearing 17 is provided between the inner surface of the second bearing housing 15 and the outer surface of the sleeve 4, and the seal cases 12 and 13 and the bearing housing 1 are provided.
The bearings 4 and 15 are held by the bearing 17 in an assembled state concentric with the rotating shaft 2.

【0023】なお、このベアリング17を挟む軸方向両
側における第1軸受ハウジング14および第2軸受ハウ
ジング15の各内方端と、スリーブ4外面との間に、そ
れぞれオイルシール18・18が装着されている。一
方、機内A側の気密を保持するために、Oリング19…
が、スリーブ4における機内A側の端部内周面と回転軸
2の外周面との間、スリーブ4の端部鍔状部4aと回転
環5との間、ハウジング3と取付フランジ11との間、
取付フランジ11と第1シールケース12との間にそれ
ぞれ介装されている。
Oil seals 18 are provided between inner ends of the first bearing housing 14 and the second bearing housing 15 on both axial sides of the bearing 17 and outer surfaces of the sleeve 4, respectively. I have. On the other hand, in order to maintain the airtightness on the inside A side, the O-rings 19.
Between the inner peripheral surface of the end of the sleeve 4 on the in-machine A side and the outer peripheral surface of the rotary shaft 2, between the end flange 4 a of the sleeve 4 and the rotary ring 5, and between the housing 3 and the mounting flange 11. ,
They are interposed between the mounting flange 11 and the first seal case 12, respectively.

【0024】第1シールケース12には、図1(a)に
示すように、径方向に貫通するガス供給穴12aが形成
されている。この第1シールケース12の内周面とシー
ルリング21の外周面との間には、上記ガス供給穴12
aを軸方向に挟んで両側にOリング22・23が各々配
置され、これらOリング22・23間における第1シー
ルケース21の内面とシールリング21の外面との間
に、上記ガス供給穴12aを通して供給されたガスが流
入するマニホールド空間Cが形成されている。
As shown in FIG. 1A, the first seal case 12 has a gas supply hole 12a penetrating in the radial direction. The gas supply hole 12 is provided between the inner peripheral surface of the first seal case 12 and the outer peripheral surface of the seal ring 21.
O-rings 22 and 23 are arranged on both sides of the gas supply hole 12a in the axial direction, and the gas supply hole 12a is provided between the inner surface of the first seal case 21 and the outer surface of the seal ring 21 between the O-rings 22 and 23. A manifold space C into which the gas supplied through the gas flows is formed.

【0025】第2シールケース13には、径方向内方で
シールリング21の後端面(図において左端面)に後方
から対面するスプリングリテーナ部13aが一体形成さ
れている。一方、シールリング21の後端面には、軸方
向に凹入するバネ嵌挿穴21aが周方向に複数形成され
ている。そして、スプリングリテーナ部13aに、各バ
ネ嵌挿穴21a内に延びるバネ保持ピン24がそれぞれ
立設され、これら保持ピン24回りに、それぞれ圧縮コ
イルバネから成るスプリング(付勢手段)25が配置さ
れている。これらスプリング25は、後端を上記スプリ
ングリテーナ部13aの端面に当接させてバネ嵌挿穴2
1aに縮装されており、これらスプリング25のバネ力
が、シールリング21を機内A側に軸方向に押圧する付
勢力として作用するように構成されている。
The second seal case 13 is integrally formed with a spring retainer portion 13a facing the rear end face (left end face in the figure) of the seal ring 21 from the rear inside in the radial direction. On the other hand, on the rear end face of the seal ring 21, a plurality of spring insertion holes 21a which are recessed in the axial direction are formed in the circumferential direction. A spring holding pin 24 extending into each of the spring insertion holes 21a is erected on the spring retainer 13a, and a spring (biasing means) 25 composed of a compression coil spring is disposed around each of the holding pins 24. I have. These springs 25 have their rear ends in contact with the end faces of the spring retainer portion 13a, and
1a, and the spring force of these springs 25 is configured to act as an urging force for pressing the seal ring 21 in the machine A side in the axial direction.

【0026】また、シールリング21には、前記マニホ
ルド空間Cをこのシールリング21の前端面(図におい
て右端面)に連通させるように、このシールリング21
内を略レ字状に貫通する給気孔21bが、周方向に等間
隔で複数形成されている。これら給気孔21bにおける
前端側には、径方向の幅を所定の寸法まで広げた断面略
三角形のポケット溝21cが形成され、これらポケット
溝21cがシールリング21の前端面に開口した形状と
なっている。一方、前記マニホールド空間C側における
各給気孔21b内には、それぞれ、オリフィス21dが
絞り機構として介装されている。
The seal ring 21 is connected to the seal ring 21 so that the manifold space C communicates with the front end face (the right end face in the figure) of the seal ring 21.
A plurality of air supply holes 21b penetrating the inside in a substantially rectangular shape are formed at equal intervals in the circumferential direction. At the front end side of these air supply holes 21b, pocket grooves 21c having a substantially triangular cross section whose radial width has been expanded to a predetermined size are formed, and these pocket grooves 21c have a shape opened to the front end face of the seal ring 21. I have. On the other hand, an orifice 21d is interposed as a throttle mechanism in each of the air supply holes 21b on the manifold space C side.

【0027】上記シールリング21には、その前端側
に、径方向外方に広がる密封端面形成部21eが設けら
れている。すなわち、このシールリング21における軸
方向略中間位置よりも後端側は径小なシールリング保持
部21fとして形成され、このシールリング保持部21
fを、マニホールド空間Cの両側で第1シールケース1
2および第2シールケース13に内嵌させて、このシー
ルリング21がこれらシールケース12・13内に保持
されている。そして、前端側を、シールリング保持部2
1fの外周面から断面略台形状に広がる形状に形成し
て、上記密封端面形成部21eが形成されている。前記
ポケット溝21cは、この密封端面形成部21eの機内
A側の端面における内周面と外周面とのほぼ中間の径方
向位置に開口している。また密封端面形成部21eの端
面には、ポケット溝21cを径方向中央にして所定の幅
にわたり、機内A側に突出する段差面が設けられて、こ
の段差面がシール面21sとなっている。このシール面
21sが対面する前記回転環5の端面には、機内A側に
やや凹入する段差面が形成され、この段差面がこの回転
環5におけるシール面5sとして形成されている。
The seal ring 21 is provided at its front end side with a sealed end face forming portion 21e which spreads radially outward. That is, the rear end side of the seal ring 21 from the substantially intermediate position in the axial direction is formed as a seal ring holding portion 21f having a small diameter.
f, the first seal case 1 on both sides of the manifold space C.
The seal ring 21 is held in the seal cases 12 and 13 by being fitted inside the second and second seal cases 13. Then, the front end side is connected to the seal ring holding portion 2.
The sealing end face forming portion 21e is formed to have a shape that expands in a substantially trapezoidal cross section from the outer peripheral surface of 1f. The pocket groove 21c is open at a radial position substantially intermediate between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the inner end surface on the in-machine A side of the sealed end surface forming portion 21e. The end face of the sealed end face forming portion 21e is provided with a stepped surface protruding toward the in-machine A side over a predetermined width with the pocket groove 21c at the center in the radial direction, and this stepped surface is a seal surface 21s. At the end face of the rotary ring 5 facing the seal surface 21s, a step surface slightly recessed into the machine A side is formed, and this step surface is formed as a seal surface 5s of the rotary ring 5.

【0028】なお、上記ポケット溝21cは、シールリ
ング保持部21fの外周面とほぼ同一の径方向位置、も
しくは、シールリング保持部21fの外周面よりもわず
かに内側の位置で開口するように形成されている。した
がって、前記した給気孔21bは、マニホールド空間C
の内側から斜め外方へと傾斜してポケット溝21cに通
ずる形状となっている。
The pocket groove 21c is formed so as to open at a position substantially in the same radial direction as the outer peripheral surface of the seal ring holding portion 21f, or at a position slightly inside the outer peripheral surface of the seal ring holding portion 21f. Have been. Therefore, the above-described air supply hole 21b is formed in the manifold space C.
Is inclined obliquely outward from the inside of the pocket groove 21c and communicates with the pocket groove 21c.

【0029】また、シールリング21における前端側の
上記のような外周形状に対応して、これを囲う第1シー
ルケース12に、マニホールド空間Cよりも前端側を径
方向外方に凹入させた切欠凹部12bが設けられてい
る。この切欠凹部12bと密封端面形成部21eとの間
に、前端側で機内Aに連通し、かつ、密封端面形成部2
1eの背後に至る機内連通空間Dが形成されている。こ
の機内連通空間Dは、マニホールド空間Cにおける図に
おいて右側で、前記シールリング保持部21fの外周面
に介装されているOリング22により、このマニホール
ド空間Cからシールされている。したがって、本実施形
態においては、上記Oリング22が、第1シールケース
12とシールリング21との間で機内側空間をシールす
るシール部材としての機能も兼用する構成となってい
る。
Further, corresponding to the above outer peripheral shape of the front end side of the seal ring 21, the front end side of the manifold space C is recessed radially outward from the first seal case 12 surrounding the first seal case 12. A notch recess 12b is provided. A front end side communicates with the interior A between the notch recess 12b and the sealed end face forming part 21e, and the sealed end face forming part 2e.
An in-machine communication space D reaching behind 1e is formed. The in-machine communication space D is sealed from the manifold space C on the right side in the figure of the manifold space C by an O-ring 22 interposed on the outer peripheral surface of the seal ring holding portion 21f. Therefore, in the present embodiment, the O-ring 22 is configured to also function as a seal member for sealing the space inside the machine between the first seal case 12 and the seal ring 21.

【0030】上記第1シールケース12には、図2に破
線で示すように、上記した機内連通空間Dに開口するス
チーム供給穴(洗浄用流体供給穴)12bがさらに径方
向に貫通する形状で形成されている。前記ガス供給穴1
2aには、フィルタ26と第1開閉弁27とが順次介設
されたバリアガス供給配管28が接続され、この供給配
管28を通して、ドライエアーや窒素ガスなどのバリア
ガスBGが前記マニホールド空間Cに供給される。
As shown by a broken line in FIG. 2, the first seal case 12 has a shape in which a steam supply hole (cleaning fluid supply hole) 12b opening in the in-machine communication space D further penetrates in the radial direction. Is formed. The gas supply hole 1
A barrier gas supply pipe 28 in which a filter 26 and a first opening / closing valve 27 are sequentially provided is connected to 2a. Through this supply pipe 28, a barrier gas BG such as dry air or nitrogen gas is supplied to the manifold space C. You.

【0031】一方、スチーム供給穴12bには第2開閉
弁29が介設されたスチーム供給配管30が接続され、
前記した薬品等の製造に当たっての攪拌操作を終了した
後、機内を滅菌洗浄する際に、上記スチーム供給配管3
0を通してスチームSが機内連通空間Dに供給される。
なお、このスチーム供給配管30とバリアガス供給配管
28とは、第3開閉弁31が介設されたバイパス配管3
2で相互に接続されている。
On the other hand, a steam supply pipe 30 provided with a second on-off valve 29 is connected to the steam supply hole 12b.
After the above-described stirring operation in the production of chemicals and the like is completed, when the inside of the apparatus is sterilized and washed, the steam supply pipe 3 is used.
The steam S is supplied to the in-machine communication space D through 0.
The steam supply pipe 30 and the barrier gas supply pipe 28 are connected to the bypass pipe 3 in which the third on-off valve 31 is provided.
2 are interconnected.

【0032】上記構成の非接触式軸封装置を備えた被軸
封機器に、例えば薬品原料等を投入して運転を開始する
場合、まず、第1開閉弁27を開弁する操作が行われ
る。これにより、バリアガスBGがバリアガス供給配管
28を通して第1シールケース12のガス供給穴12a
に供給される。このバリアガスBGは、マニホールド空
間Cから各給気孔21bへ流入し、オリフィス21dで
適度に絞られた後、給気孔21bを通してポケット溝2
1cに供給される。これによって、各ポケット溝21c
内に発生するガス圧がシールリング21を後方に押圧す
る力として作用する。この結果、それまでスプリング2
5によって前方に押圧されてシール面21sが回転環5
のシール面5sに当接する位置で保持されていたシール
リング21が、上記スプリング25のバネ力に抗して後
方へと移動し、シール面21sが回転環5のシール面5
sから離間する。
When, for example, a chemical raw material or the like is supplied to a shaft-sealed device provided with the non-contact type shaft-sealing device having the above-described structure and operation is started, first, an operation of opening the first on-off valve 27 is performed. . As a result, the barrier gas BG passes through the barrier gas supply pipe 28 to the gas supply holes 12a of the first seal case 12.
Supplied to The barrier gas BG flows from the manifold space C into each of the air supply holes 21b, and is appropriately narrowed by the orifice 21d.
1c. Thereby, each pocket groove 21c
The gas pressure generated inside acts as a force for pressing the seal ring 21 backward. As a result, spring 2
5, the sealing surface 21s is pressed forward by the rotating ring 5
The seal ring 21 held at a position where it abuts against the seal surface 5s moves rearward against the spring force of the spring 25, and the seal surface 21s
Separated from s.

【0033】こうして両シール面21s・5s間に隙間
が生じると、ポケット溝21cに供給されたバリアガス
BGは、両シール面9s・2s間の隙間、すなわち、シ
ール面隙間を通して、内周側および外周側へ流出する流
れが生じることになる。このような流れ状態において、
シール面隙間に発生するガス圧がシールリング21を開
方向(図において左方向)に押圧する力として作用し、
これが、前記スプリング25のバネ力と拮抗する位置で
シールリング21が保持される。したがって、シールリ
ング21が回転密封環2とは非接触状態となって、シー
ル面2s・9s間を満たすバリアガスBGによって軸封
が達成される。
When a gap is formed between the two sealing surfaces 21s and 5s, the barrier gas BG supplied to the pocket groove 21c passes through the gap between the two sealing surfaces 9s and 2s, that is, the gap between the sealing surfaces, and the inner and outer peripheral sides. There will be a flow out to the side. In such a flow state,
The gas pressure generated in the seal surface gap acts as a force for pressing the seal ring 21 in the opening direction (left direction in the figure),
The seal ring 21 is held at a position where this opposes the spring force of the spring 25. Therefore, the seal ring 21 is brought into a non-contact state with the rotary seal ring 2, and the shaft sealing is achieved by the barrier gas BG that fills between the seal surfaces 2 s and 9 s.

【0034】ところで、上記のような薬品原料等の攪拌
を行う場合、被軸封機器内に所定の雰囲気ガスを導入
し、所定の圧力状態、所定の温度状態として運転され
る。このとき、機内Aのガス圧が大気圧よりも高いと、
この機内ガス圧がシールリング21を軸方向に押動する
力として作用する。
When stirring the above-mentioned chemical raw materials or the like, a predetermined atmospheric gas is introduced into the shaft-sealed device, and the device is operated under a predetermined pressure state and a predetermined temperature state. At this time, if the gas pressure in the cabin A is higher than the atmospheric pressure,
This gas pressure in the machine acts as a force for pushing the seal ring 21 in the axial direction.

【0035】図1(b)に、このときのシールリング2
1に対する軸方向押動力の作用状態を示している。ま
ず、シールリング21の後端側にスプリング25による
バネ力Fs1がシールリング21を図において右側に移動
させる閉力として作用している。一方、シールリング2
1の右端面には、同図(a)から明らかなように、機内
ガス圧がシール面21sよりも外周側の領域に作用し、
さらにこの機内ガスは、シール面隙間の領域において
も、その外周縁部での機内ガス圧レベルから、内周縁に
向かって次第に低下するような圧力分布を生じさせ、こ
れに、給気孔21bを通してバリアガスBGを供給する
ことによる圧力分布が重畳される。この結果、シール面
21sに、同図(b)にFoで示すような圧力分布に基
づく開力が作用し、また、シール面21sよりも外周側
に機内ガス圧に基づく開力Fopが作用する。
FIG. 1B shows the seal ring 2 at this time.
1 shows an action state of an axial pushing force with respect to No. 1. First, a spring force Fs1 by the spring 25 acts on the rear end side of the seal ring 21 as a closing force for moving the seal ring 21 rightward in the drawing. On the other hand, seal ring 2
1, the gas pressure in the machine acts on a region on the outer peripheral side of the seal surface 21 s, as is apparent from FIG.
Further, the in-machine gas generates a pressure distribution that gradually decreases from the in-machine gas pressure level at the outer peripheral edge toward the inner peripheral edge even in the region of the seal surface gap, and the barrier gas is supplied through the air supply hole 21b. The pressure distribution by supplying BG is superimposed. As a result, an opening force based on the pressure distribution indicated by Fo in FIG. 4B acts on the sealing surface 21s, and an opening force Fop based on the in-machine gas pressure acts on the outer peripheral side of the sealing surface 21s. .

【0036】さらに、同図(a)に示されているよう
に、前記した機内連通空間Dに機内ガスが侵入する結
果、機内ガス圧が密封端面形成部21eにおける後方側
の傾斜した端面にも作用して、シールリング21を図に
おいて右側に押動する力として作用する。これを、同図
(b)にFspおよびFs2として示している。これらFsp
・Fs2は、シール面21sの外周縁の位置と同等の径方
向位置を挟んで外側と内側とに分けて示したもので、外
側領域Spに作用する機内ガス圧に基づく閉力をFsp、
内側領域Siに作用する機内ガス圧に基づく閉力をFs2
としている。
Further, as shown in FIG. 3A, as a result of the in-machine gas entering the above-described in-machine communication space D, the in-machine gas pressure also increases at the rear end inclined end face of the sealed end face forming portion 21e. It acts as a force to push the seal ring 21 rightward in the figure. These are shown as Fsp and Fs2 in FIG. These Fsp
Fs2 is divided into an outer side and an inner side across a radial position equivalent to the position of the outer peripheral edge of the seal surface 21s, and the closing force based on the in-machine gas pressure acting on the outer region Sp is represented by Fsp,
The closing force based on the in-machine gas pressure acting on the inner region Si is represented by Fs2
And

【0037】ここで、Fspは、この密封端面形成部21
eを挟んで右端側に作用する前記開力Fopと同等であ
る。したがって、上記のように機内ガス圧がシールリン
グ21に作用している運転状態では、同図(c)に示し
ているように、前記したスプリング25によるバネ力F
s1と、密封端面形成部21eの後方端面の上記した内側
領域Siに作用する閉力Fs2との合計の閉力が、シール
面21sに作用する開力Foとバランスする軸方向位置
でシールリング21が保持されて、前記同様に回転環5
とは非接触での軸封状態となる。
Here, Fsp is the sealing end face forming portion 21.
This is equivalent to the opening force Fop acting on the right end side with respect to e. Therefore, in the operating state in which the in-machine gas pressure acts on the seal ring 21 as described above, as shown in FIG.
At the axial position where the total closing force of s1 and the closing force Fs2 acting on the above-described inner region Si of the rear end face of the sealing end face forming portion 21e is balanced with the opening force Fo acting on the sealing surface 21s. Is held, and the rotating ring 5
Is a non-contact shaft sealing state.

【0038】密封端面形成部21eは、シール面21s
に作用する開力Foのうち、機内ガスの圧力分布に基づ
く開力にほぼバランスする閉力が、内側領域Siに作用
する機内ガスによって得られるように、この内側領域S
iにおける軸方向の受圧面積を求めて形状が設定されて
いる。したがって、上記のような運転状態において機内
ガス圧が変動しても、この機内ガス圧による軸方向押動
力の変化は開方向と閉方向とで同時に生じる。したがっ
て、このシールリング21は上記のような機内ガス圧の
変動に殆ど影響されることなく、非接触軸封状態が安定
して維持される。
The sealing end face forming part 21e is provided with a sealing face 21s
Among the opening forces Fo acting on the inner region S, a closing force substantially balanced with the opening force based on the pressure distribution of the in-device gas is obtained by the in-device gas acting on the inner region Si.
The shape is set by obtaining the pressure receiving area in the axial direction at i. Therefore, even if the in-machine gas pressure fluctuates in the above operating state, the change in the axial pushing force due to the in-machine gas pressure occurs simultaneously in the opening direction and the closing direction. Therefore, the seal ring 21 is stably maintained in the non-contact shaft sealing state almost without being affected by the fluctuation of the gas pressure in the machine as described above.

【0039】なお、上記のような非接触軸封状態で、例
えば機械振動等によりシール面隙間が広くなった場合に
は、これに伴い、バリアガスBGによるシール面隙間で
の圧力分布が全体的に低下し、この結果、シールリング
21はシール面隙間を狭くする方向に移動する。逆に、
シール面隙間が狭くなった場合にはシール面隙間を広く
する方向に移動する。すなわち、外乱に対してシール面
隙間を一定に保つ自動隙間調整機能が発揮される。
When the gap between the sealing surfaces is widened due to, for example, mechanical vibration or the like in the non-contact shaft sealing state as described above, the pressure distribution in the gap between the sealing surfaces due to the barrier gas BG is accordingly reduced. As a result, the seal ring 21 moves in a direction to narrow the gap between the seal surfaces. vice versa,
When the gap between the sealing surfaces is reduced, the gap moves in a direction to increase the gap between the sealing surfaces. In other words, an automatic gap adjusting function for keeping the gap between the sealing surfaces constant against disturbance is exhibited.

【0040】このような非接触軸封状態で、図示しない
モータが作動され、回転軸2が回転駆動されることで、
被軸封機器内での薬品原料等の攪拌が行われ、この間
も、回転軸2と共に一体回転する回転環5とシールリン
グ21との間での上記した非接触軸封状態が維持され
る。
In such a non-contact shaft sealing state, a motor (not shown) is operated, and the rotating shaft 2 is rotationally driven, so that
Stirring of the chemical raw material and the like in the shaft-sealed device is performed, and during this time, the above-described non-contact shaft sealing state between the rotating ring 5 and the seal ring 21 that rotates integrally with the rotating shaft 2 is maintained.

【0041】こうして攪拌操作が終了すると、機内Aか
ら薬品原料等が取り出され、その後、機内Aにスチーム
を供給して滅菌洗浄が行われる。このとき、上記構成の
非接触式軸封装置においては、前記図2に示した第1開
閉弁27を閉弁し、第2開閉弁29を開弁することによ
って、スチームSが第1シールケース12のスチーム供
給穴12bを通して機内連通空間Dに供給される。これ
により、機内ガスが侵入したこの機内連通空間Dの滅菌
洗浄も容易に行うことができる。
When the stirring operation is completed in this way, the chemical raw materials and the like are taken out from the inside of the machine A, and thereafter, steam is supplied to the inside of the machine A to perform sterilization washing. At this time, in the non-contact type shaft sealing device having the above-described configuration, by closing the first opening / closing valve 27 and opening the second opening / closing valve 29 shown in FIG. The air is supplied to the internal communication space D through the 12 steam supply holes 12b. Thus, the in-machine communication space D into which the in-machine gas has entered can be easily sterilized and cleaned.

【0042】以上の説明のように、本実施形態の非接触
式軸封装置においては、シールリング21と第1シール
ケース12との間で機内空間をシールするOリング22
よりも機内側のシールリング21端部領域に、上記Oリ
ング22が外周面に介装されているシールリング保持部
21fよりも径方向外方に突出する密封端面形成部21
eを設け、この密封端面形成部21eの機内側端面に、
外周縁が上記シールリング保持部21fよりも径方向外
方に位置するシール面21sを形成しているので、密封
端面形成部21eの機外側端面に、機内ガス圧がシール
面21sに作用して生じる開力にほぼバランスする閉力
を生じさせることができる。これにより、機内ガス圧が
変動しても非接触軸封状態が安定して維持される。
As described above, in the non-contact type shaft sealing device of the present embodiment, the O-ring 22 for sealing the internal space between the seal ring 21 and the first seal case 12.
In the end region of the seal ring 21 on the inner side of the machine, the sealed end face forming portion 21 which projects radially outward from the seal ring holding portion 21f in which the O-ring 22 is interposed on the outer peripheral surface.
e is provided on the inboard end surface of the sealed end surface forming portion 21e.
Since the outer peripheral edge forms the seal surface 21s located radially outward from the seal ring holding portion 21f, the in-machine gas pressure acts on the outer surface of the sealed end surface forming portion 21e and the seal surface 21s. It is possible to generate a closing force that is substantially balanced with the generated opening force. As a result, the non-contact shaft sealing state is stably maintained even when the internal gas pressure fluctuates.

【0043】しかも上記では、機内ガス圧による閉力を
生じさせるに当たり、前記した従来例のようにシールリ
ング56を軸方向に貫通する連通穴60や、シールリン
グ56の後端側に密閉状の空間Eを形成する必要がない
ので、全体の構成がより簡素なものとなる。また、機内
ガスはシールリング21の前端側の領域までしか侵入し
ないので、機内ガスに曝される領域の洗浄も容易に行う
ことができる。
Further, in the above, when the closing force is generated by the gas pressure in the machine, the communication hole 60 penetrating the seal ring 56 in the axial direction as in the above-described conventional example, or the hermetic seal is formed at the rear end side of the seal ring 56. Since there is no need to form the space E, the overall configuration becomes simpler. Further, since the in-machine gas penetrates only to the area on the front end side of the seal ring 21, the area exposed to the in-machine gas can be easily cleaned.

【0044】さらに、上記においては、第1シールケー
ス12にスチーム供給配管30を設けて、この配管30
を通して、密封端面形成部21eの後方空間に洗浄用の
スチームを供給し得るようになっているので、この領域
の空間形状を極力小さくしても、この領域の洗浄を確実
かつ容易に行うことができ、また、全体をよりコンパク
トに構成することができる。
Further, in the above, the steam supply pipe 30 is provided in the first seal case 12 and
Through this, steam for cleaning can be supplied to the space behind the sealed end face forming portion 21e, so that even if the space shape of this region is made as small as possible, it is possible to clean the region reliably and easily. It is possible to make the whole more compact.

【0045】以上にこの発明の具体的な実施形態につい
て説明したが、この発明は上記形態に限定されるもので
はなく、この発明の範囲内で種々変更することが可能で
ある。例えば上記形態では、シールリング21と第1シ
ールケース12との間で機内空間をシールするシール部
材として、これをOリング22で構成した例を挙げた
が、例えば角リングやVリング等の二次シール的機能を
有するその他の有機弾性部材で上記のシール部材を構成
することが可能であり、さらに、このシール部材とし
て、例えば複数の円弧状のシールリングと、これらシー
ルリングの外周に巻装されてこれらシールリングを全体
として円形状に緊締する円形ばねとを備えるセグメント
シール等を採用して構成することも可能である。
Although the specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example is described in which the O-ring 22 is used as a seal member for sealing the internal space between the seal ring 21 and the first seal case 12. It is possible to constitute the above-mentioned sealing member with another organic elastic member having a secondary sealing function. Further, as this sealing member, for example, a plurality of arc-shaped sealing rings, and winding around the outer periphery of these sealing rings It is also possible to employ a segment seal or the like including a circular spring that tightens these seal rings as a whole in a circular shape.

【0046】また上記実施形態では、被軸封機器とし
て、機内に所定の雰囲気ガスが導入されて運転される攪
拌機を例に挙げて説明したが、例えば機内ガスに液分が
含まれている状態で運転される被軸封機器や、さらに、
機内に液体を導入して運転されるような他の被軸封機器
に設けられる非接触式軸封装置にも本発明を適用して構
成することが可能である。
In the above embodiment, the stirrer operated by introducing a predetermined atmospheric gas into the machine has been described as an example of the shaft sealed device. However, for example, a state in which a liquid component is contained in the machine gas. The shaft-sealed device operated by
The present invention can be applied to a non-contact type shaft sealing device provided in another shaft sealed device that is operated by introducing a liquid into the machine.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のように、本発明の非接触式軸封装
置においては、シールリングにおける機内側の端部領域
に、機内空間をシールするシール部材が介装されたシー
ルリング保持部よりも径方向外方に突出する密封端面形
成部を設け、この密封端面形成部の機内側端面に、外周
縁が上記シール部材の介装位置よりも径方向外方に位置
するシール面を形成しているので、機内圧がシール面に
作用して生じる開力に抗する閉力が、密封端面形成部の
機外側端面に機内圧が作用して生じることになる。これ
によって、機内圧が変動しても、非接触軸封状態が安定
して維持されるようにすることができる。
As described above, in the non-contact type shaft sealing device of the present invention, the seal ring holding portion in which the seal member for sealing the space inside the machine is interposed in the end region inside the machine in the seal ring. A sealing end face forming portion protruding radially outward, and forming a sealing surface on the inboard end face of the sealing end face forming portion, the outer peripheral edge of which is located radially outward from the interposition position of the sealing member. Therefore, a closing force against the opening force generated by the internal pressure acting on the sealing surface is generated by the internal pressure acting on the outer end face of the sealed end face forming portion. Thereby, even if the internal pressure fluctuates, the non-contact shaft sealing state can be stably maintained.

【0048】しかも上記では、シールリングを軸方向に
貫通する連通穴や、シールリングの機外側に密閉状の空
間を形成する必要がないので、全体の構成を簡素なもの
とすることができる。さらに、例えば機内ガスはシール
リング前端側の領域しか侵入しないので、機内ガスに曝
される領域の洗浄も容易に行うことができる。
In addition, in the above, there is no need to form a communication hole penetrating the seal ring in the axial direction or a closed space outside the seal ring, so that the overall configuration can be simplified. Further, for example, since the in-machine gas only enters the area on the front end side of the seal ring, the area exposed to the in-machine gas can be easily cleaned.

【0049】本発明の非接触式軸封装置は、上記シール
ケースに、密封端面形成部の機外側端面とシールケース
との間の空間に洗浄用の流体を供給するための洗浄用流
体供給穴を形成しているので、密封端面形成部の機外側
端面とシールケースとの間の空間形状を小さくしても、
この領域の洗浄も容易になり、また、この領域を過大な
空間形状とする必要がないので、全体をよりコンパクト
に構成することができる。
The non-contact type shaft sealing device according to the present invention provides a cleaning fluid supply hole for supplying a cleaning fluid to the space between the outer end face of the sealing end face forming portion and the seal case. Since the shape of the space between the outer end face of the sealed end face forming portion and the seal case is reduced,
This area can be easily cleaned, and it is not necessary to form this area with an excessively large space shape, so that the entire structure can be made more compact.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態における非接触式軸封装置
を示すもので、同図(a)は上記装置におけるシールリ
ングの配設領域の構成を示す半断面図、同図(b)は上
記シールリングへの軸方向押動力を示す説明図、同図
(c)は軸方向押動力がバランスする状態の説明図であ
る。
FIG. 1 shows a non-contact type shaft sealing device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a half-sectional view showing a configuration of an arrangement area of a seal ring in the device, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the axial pressing force on the seal ring, and FIG. 3C is an explanatory diagram showing a state where the axial pressing force is balanced.

【図2】上記装置の全体構成を示す半断面図である。FIG. 2 is a half cross-sectional view showing the entire configuration of the above device.

【図3】従来の非接触式軸封装置を示すもので、同図
(a)はシールリングの配設領域の構成を示す半断面
図、同図(b)は上記シールリングへの軸方向押動力を
示す説明図、同図(c)は軸方向押動力がバランスする
状態の説明図である。
3A and 3B show a conventional non-contact type shaft sealing device, in which FIG. 3A is a half sectional view showing a configuration of an arrangement area of a seal ring, and FIG. FIG. 3C is an explanatory diagram showing the pressing force, and FIG. 3C is an explanatory diagram showing a state where the axial pressing force is balanced.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 非接触式軸封装置 2 回転軸 3 ハウジング 5 回転環 5s シール面 12 第1シールケース 12a ガス供給穴 12b スチーム供給穴(洗浄用流体供給穴) 21 シールリング 21b 給気孔 21e 密封端面形成部 21f シールリング保持部 21s シール面 22 Oリング(シール部材) 25 スプリング(付勢手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Non-contact type shaft sealing device 2 Rotating shaft 3 Housing 5 Rotating ring 5s Seal surface 12 First seal case 12a Gas supply hole 12b Steam supply hole (fluid supply hole for cleaning) 21 Seal ring 21b Air supply hole 21e Sealed end face forming portion 21f Seal ring holding portion 21s Seal surface 22 O-ring (seal member) 25 Spring (biasing means)

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−164249(JP,A) 特開 平10−281300(JP,A) 特開 平9−273636(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16J 15/34 Continuation of the front page (56) References JP-A-5-164249 (JP, A) JP-A-10-281300 (JP, A) JP-A-9-273636 (JP, A) (58) Fields investigated (Int) .Cl. 7 , DB name) F16J 15/34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被軸封機器の回転軸に設けられた回転環
と、被軸封機器のハウジングに固定されたシールケース
と、このシールケースと回転軸との間で回転環に機外側
から軸方向に対向するように軸方向移動自在に配置され
たシールリングと、このシールリングとシールケースと
の間に介装されて機内空間をシールするシール部材と、
シールリングを回転環に向けて押圧する付勢手段とを備
え、 シールリングに形成された給気孔を通してバリアガスを
シールリングと回転環との相対面するシール面間に供給
してこれらシール面間で軸封するように形成される非接
触式軸封装置であって、 上記シールリングに、このシールリングをシールケース
に保持させるべくシールケースに内嵌されるシールリン
グ保持部と、このシールリング保持部よりも機内側端部
領域でシールリング保持部よりも径方向外方に突出する
密封端面形成部とを設け、シールリング保持部の外周面
に上記シール部材を介装させる一方、密封端面形成部の
機内側端面に、上記シール面をその外周縁がシールリン
グ保持部よりも径方向外方に位置するように形成してお
り、 上記シールケースに、密封端面形成部の機外側端面とシ
ールケースとの間の空間に洗浄用の流体を供給するため
の洗浄用流体供給穴を形成していることを特徴とする非
接触式軸封装置。
1. A rotating ring provided on a rotating shaft of a shaft-sealed device, a seal case fixed to a housing of the shaft-sealed device, and a rotating ring between the seal case and the rotating shaft from the outside of the machine. A seal ring disposed axially movably so as to face the axial direction, and a seal member interposed between the seal ring and the seal case to seal a space inside the machine,
Biasing means for pressing the seal ring toward the rotating ring, and supplying a barrier gas between the sealing surfaces of the sealing ring and the rotating ring facing each other through an air supply hole formed in the sealing ring to provide a seal between the sealing surfaces. What is claimed is: 1. A non-contact type shaft sealing device formed so as to seal a shaft, wherein said seal ring has a seal ring holding portion internally fitted in said seal case to hold said seal ring in said seal case. A sealing end face forming portion protruding radially outward from the seal ring holding portion in an inboard end region with respect to the seal ring holding portion, the seal member is interposed on the outer peripheral surface of the seal ring holding portion, and the sealing end face formation is performed. The seal surface is formed on the inboard end face of the portion so that the outer peripheral edge thereof is located radially outward from the seal ring holding portion. Non-contact type shaft sealing device, characterized in that to form a cleaning fluid supply hole for supplying the fluid for cleaning the space between the outboard end face and the seal case.
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