JP6198636B2 - 静圧形の非接触形メカニカルシール - Google Patents
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Description
被密封流体領域と背圧室とを連通する背圧導入路を形成しておくことが好ましい。
の内周面との間に軸線方向に所定間隔を隔てて並列する前後一対の第一及び第二Oリング10,11を介在させると共にケース側密封環5の内周面とシールケース2の保持体2cの外周面との間に第五Oリング12を介在させた二次シール状態でケース本体2aと保持体2cとの間に嵌合させることにより、シールケース2に軸線方向に移動可能に保持されている。またケース側密封環5は、図1に示す如く、その基端部(前端部)に穿設した適当数の係合凹部5bにシールケース2のフランジ体2bに植設したドライブピン13を係合させることによって、一定範囲での軸線方向移動が許容された状態で、シールケース2に対する相対回転が阻止されている。この例では、ケース側密封環5がカーボン製の環状体であり、その先端面(後端面)は軸線に直交する平滑な環状平面であるケース側密封端面5aに構成されている。
シールガスSを静圧発生溝15に供給させることにより、密封端面5a,6a間にこれを開く方向に作用する静圧(開力Fo)を発生させるものである。なお、シールガス供給路8から静圧発生溝15へのシールガスSの供給は当該回転機器の運転中(回転軸3の駆動中)において行われ、運転停止後には停止される。当該回転機器の運転は、シールガスSの供給が開始された後であって、密封端面5a,6a間が非接触状態に保持された後において開始され、シールガスSの供給停止は、当該回転機器の運転停止後であって回転軸3が完全に停止した後に行なわれる。
ト圧を圧力検出路92へと導出させるようになっている。
むことによって軸側密封環6が軸線方向に変位した場合や、シールケース2の一体構造物2b,2cとケース本体2aとを連結している連結ボルト2dやシールケース2を機器ハウジング1に取り付けている取付ボルト2eが緩むことによってケース側密封環5が軸線方向に変位した場合等である。
く、軸側密封環6がケース側密封環5に接近する方向に相対変位すると、密封端面5a,6a間の隙間が適正隙間より小さくなると共にスプリング7が設定密封環相対位置の場合より圧縮されてスプリング7による閉力Fcが大きくなり、その結果、密封端面5a,6a間が接触して密封端面5a,6aが摩耗損傷する等、メカニカルシール機能が喪失する虞れがある。この場合、ポケット圧は許容ポケット圧を大幅に上回ることなる。また、逆に、密封環相対位置の変化により、例えば図4に二点鎖線で示す如く、軸側密封環6がケース側密封環5から離間する方向に相対変位すると、密封端面5a,6a間の隙間が適正隙間より大きくなると共にスプリング7が設定密封環相対位置の場合より伸張されてスプリング7による閉力Fcが小さくなり、その結果、ポケット圧が許容ポケット圧を大幅に下回ることになり、メカニカルシール機能が喪失して、密封端面5a,6a間から機内ガスが漏洩する虞れがある。このような状態となったときは、直ちに回転機器の運転を停止して、メカニカルシールM1の修理等のメンテナンスを行う必要がある。
1a 機器ハウジングの外部端
2 シールケース
2a ケース本体
2b フランジ体
2c 保持体
2d 連結ボルト
2e 取付ボルト
2f 円筒状突起
2g 環状段部
2h 開放孔
3 回転軸
4 スリーブ
4a 本体部
4b 受止部
4c 固定部
4d 押圧部
4e 連結ボルト
4f セットスクリュー
4g 環状凹部
5 ケース側密封環
5a ケース側密封端面
5b 係合凹部
5c 環状突起
5d Oリング溝
5e ケース側密封環の基端部
6 軸側密封環
6a 軸側密封端面
6b セラミックス層
6c 係合凹部
6d 段部
7 スプリング
8 シールガス供給路
8a 第一連通空間
8b 第一ケース側通路
8c 第一密封環側通路
8d オリフィス
8e 分岐部分
9 監視装置
10 第一Oリング
11 第二Oリング
12 第五Oリング
13 ドライブピン
14 ドライブピン
15 静圧発生溝
15a 円弧状凹溝
16 シールガス供給管
17 第三Oリング
18 第四Oリング
19 取付ボルト
20 セット爪
21 第三Oリング
22 第四Oリング
23 背圧室
24 背圧導入路
91 ポケット圧導出路
91a 第二連通空間
91b 第二ケース側通路
91c 第二密封環側通路
91d 第二連通空間
91e 第二ケース側通路
91f 第二密封環側通路
91g 第二ケース側通路
92 圧力検出路
93 圧力計
94 ストップ弁
H 機内ガス領域(被密封流体領域)
L 大気領域(非密封流体領域)
M1 静圧形の非接触形メカニカルシール
M2 静圧形の非接触形メカニカルシール
M3 静圧形の非接触形メカニカルシール
M4 静圧形の非接触形メカニカルシール
M5 静圧形の非接触形メカニカルシール
S シールガス
Claims (8)
- シールケース及びこれを洞貫する回転軸の何れか一方に固定された固定密封環と、シールケース及び回転軸の何れか他方に、先端面を固定密封環の先端面に対向させた状態で、軸線方向移動可能に保持された可動密封環と、可動密封環を固定密封環へと押圧附勢するスプリングと、両密封環の何れか一方であってシールケースに設けられたケース側密封環の先端面に形成された静圧発生溝と、シールケース及びケース側密封環を貫通して静圧発生溝に至るシールガス供給路とを具備して、シールガス供給路からこれに配設したオリフィスを経て静圧発生溝にシールガスを供給することにより、両密封環の先端面間を非接触状態に保持しつつ被密封流体領域と非密封流体領域とをシールすると共に、当該両密封環の先端面間の隙間を前記オリフィスにより適正隙間に自動調整するように構成された静圧形の非接触形メカニカルシールにおいて、
シールケース又はシールケース及びケース側密封環に、シールガス供給路におけるオリフィスより下流側の部分に連通接続されたポケット圧導出路を形成すると共に、ポケット圧導出路からシールケース外に導いた圧力検出路に圧力計を設け、この圧力計により静圧発生溝内のシールガス圧力を検出して、この検出圧力により両密封環の軸線方向における相対位置を検知するように構成したことを特徴とする静圧形の非接触形メカニカルシール。
- 圧力計が電源を要しない機械式のものであることを特徴とする、請求項1に記載する静圧形の非接触形メカニカルシール。
- シールガス供給路が、シールケースとケース側密封環との対向周面間に形成された環状空間であって当該対向周面に装填された第一及び第二Oリングによりシールされた第一連通空間と、シールケースに形成されて第一連通空間に連通する第一ケース側通路と、ケース側密封環に形成されて静圧発生溝と第一連通空間とを連通接続する第一密封環側通路とからなり、前記オリフィスが第一密封環側通路に配設されていることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載する静圧形の非接触形メカニカルシール。
- ポケット圧導出路が、シールケースとケース側密封環との対向周面間に形成された環状空間であって当該対向周面間に装填された第三及び第四Oリングによりシールされた第二連通空間と、シールケースに形成されて第二連通空間と圧力検出路とを接続する第二ケース側通路と、ケース側密封環に形成されて第二連通空間と前記シールガス供給路におけるオリフィスより下流側の部分とを連通接続する第二密封環側通路とからなることを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載する静圧形の非接触形メカニカルシール。
- 前記第一及び第二連通空間がシールケースの内周面とケース側密封環の外周面との間に形成されており、第二Oリングと第三Oリングとが兼用されていることを特徴とする、請求項3及び請求項4に記載する静圧形の非接触形メカニカルシール。
- 前記第二連通空間がケース側密封環の内周面とこれに径方向に対向するシールケース部分の外周面との間に形成されていることを特徴とする、請求項4に記載する静圧形の非接触形メカニカルシール。
- ケース側密封環が可動密封環である場合において、ケース側密封環の基端部とこれに軸線方向に対向するシールケース部分との間にOリングでシールされた背圧室を形成し、ケース側密封環に被密封流体領域と背圧室とを連通する背圧導入路を形成してあることを特徴とする、請求項1〜6の何れかに記載する静圧形の非接触形メカニカルシール。
- 固定密封環がシールケースに固定されたケース側密封環であり、可動密封環が回転軸に軸線方向移動可能に保持された軸側密封環であることを特徴とする、請求項1〜6の何れかに記載する静圧形の非接触形メカニカルシール。
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