JP3505958B2 - 密封装置 - Google Patents

密封装置

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JP3505958B2
JP3505958B2 JP15045497A JP15045497A JP3505958B2 JP 3505958 B2 JP3505958 B2 JP 3505958B2 JP 15045497 A JP15045497 A JP 15045497A JP 15045497 A JP15045497 A JP 15045497A JP 3505958 B2 JP3505958 B2 JP 3505958B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CO2 を密封可能
とする密封装置に関する。
【0002】
【従来の技術】コンプレッサー等に使用される冷却媒体
として、従来よりフロン系の冷却媒体が使用されてい
る。しかしながら、オゾン層破壊の原因となるCFC
(クロロフルオロカーボン)は既に使用禁止となり、現
在代替されているHCFC(ハイドロクロロフルオロカ
ーボン、R22等)も、西暦2020年には全面使用禁
止となることが予定されている。そして、これらフロン
系の冷却媒体はHFC(ハイドロフルオロカーボン、R
134等)に移行される予定となっている。
【0003】しかし、HFCはオゾン層の破壊には影響
しないが、地球温暖化の要因となることが指摘されてお
り、現在ではオゾン層の破壊や地球温暖化の原因となら
ない冷却媒体として、CO2 も有力な候補となってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、CO2
を冷却媒体として利用する装置には、従来と同様の密封
装置が使用不可能であるという問題がある。これは、例
えばCO2 を機器内部で圧縮する際に、原理的には従来
の冷却媒体の代わりにCO2 を使用することになるの
で、メカニカルな機構としては同様のものが使用可能で
あっても、従来のいわゆるシールやパッキン等の密封装
置が、CO2 を安定して密封することができず、機器の
機能を効果的に発揮させることができない問題である。
【0005】ここで、従来より使用されているフロン系
の冷却媒体をシールする密封装置の例を図5により説明
する。図5(a),(b)はゴム状弾性材の単一部材か
らなるUパッキン101とOリング102である。図5
(c),(d),(e),(f)は、摺動面(あるいは
当接面)にPTFE(ポリ4フッカエチレン)を配置
し、その他の部分に柔軟性や緊迫力を具備させるゴム状
弾性材を備えたシール装置103,104,105,1
06である。これらのシール装置において103a,1
04a,105a,106aはPTFEであり、103
b,104b,105b,106bはゴム状弾性材であ
る。
【0006】そしてこれらの密封装置を、CO2 の冷却
媒体に対して使用する場合には、 a)ゴム状弾性材はCO2 に対し、CO2 と接触した場
合に膨潤し発泡するものと発泡しないものがあり、選択
して使用することが必要である。そしてCO2 の透過量
が多い。
【0007】b)PTFEは発泡性に関しては問題ない
が、ゴム状弾性材と同様にCO2 の透過量が多い。 という問題があり、CO2 に対して発泡せずまた透過し
ないという両方の条件を満たすものではないので、その
まま利用することは不可能である。
【0008】また、単一の材料でCO2 に対して発泡せ
ずまた透過しないという両方の条件、及び耐摩耗性や摺
動性等の従来より密封装置に求められる条件の全てを満
足させる材料は現在のところ開発されていない。
【0009】本発明は上記した従来技術の問題を解決す
る為に成されたもので、その目的とするところは、密封
対象流体であるCO2 による発泡等の影響を受けず、長
期間にわたりCO2 を良好に密封可能とする密封装置を
提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、COを封じ込める密封領域の隙
間に配置される密封装置であって、CO密封側から順
COに対して膨潤しない材料からなる第1のシー
ル部材と、前記膨潤しない材料のCO の透過量と比較
して、COの透過量の少ない材料からなる第2のシー
ル部材と、を備えることを特徴とする。
【0011】これにより、CO2 に直接接触する第1の
シール部材は膨潤により変形することなくシール性を発
揮する。そして、第1のシール部材をCO2 が透過して
も第2のシール部材で密封することにより、CO2 を確
実に密封することが可能である。
【0012】また、前記第1のシール部材及び第2のシ
ール部材は、それぞれ前記隙間に当接してシールする当
接部を備えることも好適である。
【0013】あるいは、前記第1のシール部材及び第2
のシール部材は、一体化していることも好適である。
【0014】また、前記第2のシール部材は、前記隙間
の両面に当接する2つの対向当接部と、該対向当接部の
連結部を備え、前記第1のシール部材は、前記第2のシ
ール部材の対向当接部の間の被挟持部と、該被挟持部か
ら突出する前記隙間の両面に当接する2つの対向当接部
と、を備えることも好適である。
【0015】あるいは、前記第1のシール部材はCO2
に対して膨潤しないゴム状弾性材であり、前記第2のシ
ール部材はCO2 の透過量の少ないナイロン系材料であ
ることも好適である。
【0016】また、前記第1のシール部材はHNBR又
はシリコン系材料であり、前記第2のシール部材はCO
2 の透過量の少ないナイロン系材料であることも好適で
ある。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。
【0018】(実施の形態1)本発明の第1の実施の形
態に関わる密封装置1を図1に示す。図1(a)は密封
装置1の断面図であり、図1(b)はCO2 を封じ込め
る密封容器の上ハウジングUHと下ハウジングLHの接
続部に密封装置1を備え、シール機能を発揮させている
状態である。すなわち、密封装置1は、下ハウジングL
Hの溝LH1に嵌め合わされ、上ハウジングUHの接合
面UH1と下ハウジングLHの溝LH1の底面に密着し
てシールしている。図において左側の密封領域MにはC
2 が封入され、右側は大気側領域Oとしている。
【0019】密封装置1の構成から説明すると、CO2
に対して膨潤しない材料からなる第1のシール部材2
と、CO2 の透過量の少ない材料からなる第2のシール
部材3が一体的に形成されている。この実施の形態で
は、第1のシール部材2は、CO2 に対して膨潤しない
ゴム材が使用され、第2のシール部材3はCO2 の透過
量の少ない変性ナイロン(ザイテル(商品名)等)が使
用されている。
【0020】そして、第2のシール部材3は断面略コ字
状であり、上ハウジングUHの接合面UH1と下ハウジ
ングLHの溝LH1の底面に当接する2つの対向当接部
3a,3bと対向当接部3a,3bを連結する連結部3
cを備えている。
【0021】第1のシール部材2は、第2のシール部材
3の対向当接部3a,3bに挟持される被挟持部2aと
被挟持部2aの解放側から外側に向かって突出する2つ
の対向当接部2b,2cとその間の溝部2dを備えてい
る。対向当接部2b,2cには弾性変形した状態で上ハ
ウジングUHの接合面UH1と下ハウジングLHの溝L
H1の底面に当接する当接部2e,2fが第2のシール
部材3の対向当接部3a,3bよりも外側に位置するよ
うに形成されている。
【0022】このように構成された密封装置1は、図1
(b)のような状態で使用される。この状態では、第1
のシール部材2の対向当接部2b,2cが弾性変形して
当接部2e,2fがシール面をなし、また、第2のシー
ル部材3の対向当接部3a,3bも同様にシール面をな
している。
【0023】従って、第1のシール部材2はCO2 に対
し膨潤したり発泡することがない為にシール性能の低下
が少ないので、直接的にCO2 に触れる部分に使用する
ことで、第1のシール部材2自体が多少のCO2 を透過
させてしまう材料であっても、シール性能を維持するこ
とを可能としている。
【0024】そして、CO2 が第1のシール部材2を透
過した後に大気側領域Oへ発散してしまうことを防ぐ為
に、CO2 の透過量の少ない第2のシール部材3が第1
のシール部材よりも大気側領域O側に備えられている。
第2のシール部材3は、CO2 に対して膨潤してしまう
材料であっても、密封装置1のシール機能は第1のシー
ル部材2により維持されているので、第1のシール部材
2を透過するCO2 が大気側領域Oへ発散することを防
止できれば良い。もっとも、第1のシール部材2を透過
するCO2 の量は極めて少ないので、第2のシール部材
3の膨潤する量は少なく第2のシール部材3によるシー
ル機能も維持することは可能である。
【0025】尚、この実施の形態では、上ハウジングU
Hと下ハウジングLHは相対移動を行わないことを前提
としているが、この密封装置を例えば回転軸とそのハウ
ジングのような相対移動を行なう隙間に備えることも可
能である。
【0026】また、第1のシール部材としては、HNB
R又はシリコン系材料を使用することも好適である。
【0027】(実施の形態2)図2は第2の実施の形態
の密封装置11を説明する図である。図2(a)におい
てこの密封装置11の断面形状は円形状であり、外周表
面の一方の側に第1のシール部材12が現れ、他方の側
に第2のシール部材13が現れている。第2のシール部
材13が断面円弧状の部材であり、第1のシール部材1
2の凸部12aに接合されている。図2(b)は、密封
装置11の使用されている状態を説明するものであり、
上ハウジングUHの接合面UH1と下ハウジングLHの
溝LH1の底面には、それぞれ第1のシール部材12と
第2のシール部材13が当接している。CO2 をシール
する機能は第1の実施の形態と同様である。
【0028】(実施の形態3)図3は第3の実施の形態
の密封装置21を説明する図である。この実施の形態で
は、密封装置21の第1のシール部材22と第2のシー
ル部材23が別体に構成されている。各シール部材は断
面V字状であり、第1のシール部材22はCO2 に対し
て膨潤しない材料からなり、第2のシール部材23はC
2 の透過量の少ない材料からなっている。
【0029】そして、第1のシール部材22がCO2
となるようにV字を重ね合わせるように各シール部材を
組合せ、両側を押さえ部材24及び25により保持して
いる。
【0030】この実施の形態では、第1のシール部材2
2と第2のシール部材23を1つずつ備える構成である
が、例えば第1のシール部材22を2枚重ねにしたり、
図4に示されるように、第2のシール部材23を2枚の
第1のシール部材22の間に挟むように位置させること
も、使用される状況に応じて適宜組合せることは可能で
ある。
【0031】CO2 をシールする機能は第1及び第2の
実施の形態と同様であるが、シール部材を重ね合わせる
ことで、第2のシール部材23の膨潤による変形を抑え
ることが可能となる。
【0032】
【発明の効果】上記のように説明された本発明にあって
は、CO2 に直接接触する第1のシール部材は変形する
ことなくシール性を発揮する。そして、第1のシール部
材をCO2 が透過しても第2のシール部材で密封するこ
とにより、CO2 を確実に密封することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の第1の実施の形態の密封装置の
説明図。
【図2】図2は本発明の第2の実施の形態の密封装置の
説明図。
【図3】図3は本発明の第3の実施の形態の密封装置の
説明図。
【図4】図4は本発明の第3の実施の形態の密封装置の
変形例の説明図。
【図5】図5は従来の密封装置の図。
【符号の説明】
1 密封装置 2 第1のシール部材 2a 被挟持部 2b,2c 対向当接部 2d 溝部 2e,3f 当接部 3 第2のシール部材 3a,3b 対向当接部 3c 連結部 UH 上ハウジング LH 下ハウジング M 密封領域 O 大気側領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16J 15/10 F16J 15/32 301 F16J 15/453 C09K 3/10

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】COを封じ込める密封領域の隙間に配置
    される密封装置であって、 CO密封側から順にCOに対して膨潤しない材料
    からなる第1のシール部材と、前記膨潤しない材料のCO の透過量と比較して、 CO
    の透過量の少ない材料からなる第2のシール部材と、
    を備えることを特徴とする密封装置。
  2. 【請求項2】 前記第1のシール部材及び第2のシール
    部材は、それぞれ前記隙間に当接してシールする当接部
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の密封装置。
  3. 【請求項3】 前記第1のシール部材及び第2のシール
    部材は、一体化していることを特徴とする請求項1また
    は2のいずれかに記載の密封装置。
  4. 【請求項4】 前記第2のシール部材は、前記隙間の両
    面に当接する2つの対向当接部と、該対向当接部の連結
    部を備え、 前記第1のシール部材は、前記第2のシール部材の対向
    当接部の間の被挟持部と、該被挟持部から突出する前記
    隙間の両面に当接する2つの対向当接部と、を備えるこ
    とを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の密封
    装置。
  5. 【請求項5】 前記第1のシール部材はCO2 に対して
    膨潤しないゴム状弾性材であり、前記第2のシール部材
    はCO2 の透過量の少ないナイロン系材料であることを
    特徴とするとする請求項1乃至4のいずれかに記載の密
    封装置。
  6. 【請求項6】 前記第1のシール部材はHNBR又はシ
    リコン系材料であり、前記第2のシール部材はCO2
    透過量の少ないナイロン系材料であることを特徴とする
    とする請求項1乃至4のいずれかに記載の密封装置。
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