JP6257250B2 - mechanical seal - Google Patents

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Description

本発明は、ボイラー給水等の高温流体を扱う流体機械に使用するメカニカルシールにおいて、強制冷却を必要とするものに関する。   The present invention relates to a mechanical seal used in a fluid machine that handles a high-temperature fluid such as boiler feed water and that requires forced cooling.

メカニカルシールは、ポンプ等の流体機械の回転軸が貫通されるハウジングを備えている。ハウジング内には、回転軸に固定されて一体的に回転する従動リング(回転環)が配設されるとともに、この従動リングが軸方向に沿って押し付けられるシートリング(固定環)が配設されている。これらの外周部には、従動リングとシートリングとの摩擦熱を除去するための封止液(揚水)が充填された封止液室が形成されている。   The mechanical seal includes a housing through which a rotating shaft of a fluid machine such as a pump passes. A driven ring (rotating ring) that is fixed to the rotating shaft and rotates integrally is disposed in the housing, and a seat ring (fixed ring) that is pressed along the axial direction is disposed. ing. In these outer peripheral portions, a sealing liquid chamber filled with a sealing liquid (pumped water) for removing frictional heat between the driven ring and the seat ring is formed.

このメカニカルシールでは、流体機械により給水する揚水温度が高い場合、揚水からなる封止液を強制的に冷却して循環させ、従動リングとシートリングとの摩擦熱を除去する必要がある。そのため、特許文献1では、封止液室の外周に熱交換室を設け、この熱交換室内にハウジング外から冷却液を循環供給する。また、熱交換室内にクーリングチューブを配設し、このクーリングチューブを通して封止液室内の封止液を循環させることにより、封止液を強制冷却している。   In this mechanical seal, when the pumping temperature supplied by the fluid machine is high, it is necessary to forcibly cool and circulate the sealing liquid made of the pumped water and to remove the frictional heat between the driven ring and the seat ring. Therefore, in Patent Document 1, a heat exchange chamber is provided on the outer periphery of the sealing liquid chamber, and the coolant is circulated and supplied from the outside of the housing into the heat exchange chamber. In addition, a cooling tube is disposed in the heat exchange chamber, and the sealing liquid is forcedly cooled by circulating the sealing liquid in the sealing liquid chamber through the cooling tube.

しかしながら、特許文献1のメカニカルシールの熱交換室は、封止液室から径方向に延びて開口した封止液流入路と、軸方向に延びて開口した封止液流出路とを形成し、更に冷却液を循環させるための冷却液流入路と冷却液流出路を、ハウジングの径方向外側から延びるように形成した複雑な構成である。その結果、この熱交換室の内部に配設するクーリングチューブは、螺旋状をなすようにパイプを巻回し、その内側に更に第2巻回部を設けた複雑な形状をなすため、加工性が悪いという問題がある。しかも、複雑な形状の熱交換室に複雑な形状のクーリングチューブを配設する必要があるため、組立時やメンテナンス時の作業性が悪いという問題がある。   However, the heat exchange chamber of the mechanical seal of Patent Document 1 forms a sealing liquid inflow passage that extends in the radial direction from the sealing liquid chamber and an opening, and a sealing liquid outflow passage that extends in the axial direction and opens, Further, the cooling liquid inflow path and the cooling liquid outflow path for circulating the cooling liquid are formed so as to extend from the radially outer side of the housing. As a result, the cooling tube disposed inside the heat exchange chamber has a complicated shape in which a pipe is wound so as to form a spiral shape and a second winding portion is further provided on the inside thereof. There is a problem of being bad. In addition, since it is necessary to dispose a cooling tube having a complicated shape in a heat exchange chamber having a complicated shape, there is a problem that workability during assembly and maintenance is poor.

特開平11−82754号公報JP-A-11-82754

本発明は、強制冷却するための熱交換室およびクーリング部材を簡素化し、組立時やメンテナンス時の作業性を向上可能なメカニカルシールを提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a mechanical seal that simplifies a heat exchange chamber and a cooling member for forced cooling and can improve workability during assembly and maintenance.

前記課題を解決するため、本発明のメカニカルシールは、流体機械のケーシングに固定され、前記流体機械の回転軸を貫通させたハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に配設され、前記回転軸と一体的に回転する回転環と、前記ハウジング内に回転不可能に配設され、前記回転環が当接して摺動面を形成する固定環と、前記回転環の外周部に形成された封止液室と、前記封止液室の外周部に形成された環状の熱交換室と、前記封止液室と前記熱交換室とを連通させる封止液流入路および封止液流出路と、前記熱交換室に連通され、前記ハウジング外の冷却液を循環供給するための冷却液流入路および冷却液流出路と、前記熱交換室内に配設され、前記封止液流入路からの封止液と前記冷却液流入路からの冷却液とを区画して流動させる略円筒状のクーリング部材と、前記封止液流入路から前記クーリング部材および前記封止液流出路を経て前記封止液室内へ封止液を循環させる循環手段と、を備える構成としている。   In order to solve the above-mentioned problems, a mechanical seal of the present invention is fixed to a casing of a fluid machine, passes through a rotating shaft of the fluid machine, and is rotatably disposed in the housing. A rotating ring that rotates integrally, a fixed ring that is non-rotatably disposed in the housing and forms a sliding surface by contacting the rotating ring, and a seal formed on the outer periphery of the rotating ring A liquid chamber, an annular heat exchange chamber formed in an outer peripheral portion of the sealing liquid chamber, a sealing liquid inflow passage and a sealing liquid outflow passage for communicating the sealing liquid chamber and the heat exchange chamber, A cooling liquid inflow path and a cooling liquid outflow path, which are communicated with the heat exchange chamber and circulate and supply the cooling liquid outside the housing, and are disposed in the heat exchange chamber and sealed from the sealing liquid inflow path The liquid and the cooling liquid from the cooling liquid inflow path are partitioned and flowed A cylindrical cooling member, has a configuration comprising, a circulation means for circulating a sealing liquid from said sealing liquid inlet passage through the cooling member and the sealing fluid outflow passage to the sealing liquid chamber.

このメカニカルシールは、封止液と冷却液とが熱交換室内で略円筒状のクーリング部材によって区画されて流動される。これにより、高温の封止液を冷却液によって冷却する。しかも、冷却した封止液が封止液室に供給されるため、封止液により回転環および固定環の摩擦熱を確実に除去することができる。また、熱交換室が簡素化された構成であるため、熱交換室内に配設するクーリング部材も簡素化できる。よって、組立時やメンテナンス時の作業性も向上できる。   In this mechanical seal, the sealing liquid and the cooling liquid are partitioned and flowed by a substantially cylindrical cooling member in the heat exchange chamber. Thereby, the hot sealing liquid is cooled by the cooling liquid. Moreover, since the cooled sealing liquid is supplied to the sealing liquid chamber, the frictional heat of the rotating ring and the stationary ring can be reliably removed by the sealing liquid. Moreover, since the heat exchange chamber has a simplified configuration, the cooling member disposed in the heat exchange chamber can also be simplified. Therefore, workability during assembly and maintenance can be improved.

詳しくは、本発明の第1態様では、前記クーリング部材は、前記熱交換室内において、封止液および冷却液のうち一方を径方向に流動させるとともに他方を軸方向に流動させる構成である。Specifically, in the first aspect of the present invention, the cooling member is configured to cause one of the sealing liquid and the cooling liquid to flow in the radial direction and the other to flow in the axial direction in the heat exchange chamber.
また、本発明の第2態様では、前記クーリング部材は、前記熱交換室内に液密に配設される円筒形状であり、封止液および冷却液のいずれか一方が流動される第1流路と、封止液および冷却液のいずれか他方が流動される第2流路とを有する。  In the second aspect of the present invention, the cooling member has a cylindrical shape that is liquid-tightly arranged in the heat exchange chamber, and either the sealing liquid or the cooling liquid flows. And a second flow path through which either the sealing liquid or the cooling liquid flows.
さらに、本発明の第3態様では、前記クーリング部材は、複数の分割ユニットによって構成された略円筒形状であり、前記各分割ユニットは、封止液および冷却液のいずれか一方が流動される第1流路を有し、前記熱交換室内の隣接する前記分割ユニットの間には、封止液および冷却液のいずれか他方が流動される第2流路が形成されている。この第3態様では、前記各分割ユニットは、扇形形状であり、前記第1流路は、前記熱交換室の軸方向の一端側で開口する前記封止液流入路または前記冷却液流入路と、前記熱交換室の軸方向の他端側で開口する前記封止液流出路または前記冷却液流出路とを接続していることが好ましい。  Furthermore, in the third aspect of the present invention, the cooling member has a substantially cylindrical shape constituted by a plurality of divided units, and each of the divided units has a first flow of either a sealing liquid or a cooling liquid. A second flow path that has one flow path and in which either the sealing liquid or the cooling liquid flows is formed between the adjacent divided units in the heat exchange chamber. In this third aspect, each of the divided units has a sector shape, and the first flow path is formed with the sealing liquid inflow path or the cooling liquid inflow path that opens at one end side in the axial direction of the heat exchange chamber. It is preferable that the sealing liquid outflow path or the cooling liquid outflow path that opens at the other end side in the axial direction of the heat exchange chamber is connected.

このメカニカルシールでは、前記封止液流入路および前記封止液流出路を、前記熱交換室の軸方向および径方向のいずれか一方の一端側と他端側とで開口させるとともに、前記冷却液流入路および前記冷却液流出路を、前記熱交換室の軸方向および径方向のいずれか他方の一端側と他端側とで開口させることが好ましい。ここで、径方向の一端側と他端側とは、環状をなす熱交換室において、半径の両端である内周部と外周部、および、直径の両端である各外周部の両方を含む。このようにすれば、熱交換室内を確実に簡素化し、封止液と冷却液とが交差するように確実に流動させることができる。 In this mechanical seal, the sealing liquid inflow path and the sealing liquid outflow path are opened at one end side and the other end side in either the axial direction or the radial direction of the heat exchange chamber, and the cooling liquid It is preferable that the inflow path and the coolant outflow path are opened at one end side and the other end side in either the axial direction or the radial direction of the heat exchange chamber. Here, the one end side and the other end side in the radial direction include both an inner peripheral portion and an outer peripheral portion that are both ends of the radius and each outer peripheral portion that is both ends of the diameter in the annular heat exchange chamber. In this way, the heat exchange chamber can be reliably simplified and can be reliably flowed so that the sealing liquid and the cooling liquid intersect.

前記封止液流入路を前記封止液室の前記摺動面と離れた位置に開口させるとともに、前記封止液流出路を前記封止液室の前記摺動面と近接した位置に開口させることが好ましい。このようにすれば、熱交換室を通して冷却した封止液を摩擦熱が最も生じている摺動面に供給し、効率的に冷却できる。
また、前記固定環の外周部に、前記冷却液流入路に連通する冷却液室を更に設けることが好ましい。このようにすれば、冷却液を兼用して、ハウジングと固定環とを確実に冷却することができる。
The sealing liquid inflow path is opened at a position away from the sliding surface of the sealing liquid chamber, and the sealing liquid outflow path is opened at a position close to the sliding surface of the sealing liquid chamber. It is preferable. If it does in this way, the sealing liquid cooled through the heat exchange chamber can be supplied to the sliding surface where frictional heat is generated most, and it can cool efficiently.
Further, it is preferable that a cooling liquid chamber communicating with the cooling liquid inflow path is further provided on the outer periphery of the stationary ring. In this way, the housing and the stationary ring can be reliably cooled by using the coolant as well.

そして、前記ハウジングは、前記ケーシングに固定されるハウジング本体と、前記ハウジング本体の前記ケーシングと逆側端部を閉塞するカバーと、を備え、前記封止液流入路および前記封止液流出路からなる封止液流路の一部と、前記冷却液流入路および前記冷却液流出路からなる冷却液流路の一部とを、前記カバーに形成することが好ましい。このようにすれば、カバー内でも封止液と冷却液の熱交換作用を得ることができる。よって、クーリング部材を含むハウジング本体の径方向の大きさを小さくすることができる。   And the said housing is provided with the housing main body fixed to the said casing, and the cover which obstruct | occludes the casing opposite to the said casing of the said housing main body, from the said sealing liquid inflow path and the said sealing liquid outflow path It is preferable that a part of the sealing liquid flow path and a part of the cooling liquid flow path including the cooling liquid inflow path and the cooling liquid outflow path are formed in the cover. In this way, the heat exchange effect between the sealing liquid and the cooling liquid can be obtained even in the cover. Therefore, the radial size of the housing body including the cooling member can be reduced.

本発明のメカニカルシールでは、各一対の流入路および流出路の形成位置を含めた熱交換室の構成が簡素であるため、クーリング部材を簡素化できるとともに、組立時やメンテナンス時の作業性を向上できる。   In the mechanical seal of the present invention, the structure of the heat exchange chamber including the position where each pair of inflow passage and outflow passage is formed is simple, so that the cooling member can be simplified and the workability during assembly and maintenance is improved. it can.

本発明の第1実施形態のメカニカルシールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mechanical seal of 1st Embodiment of this invention. 図1を所定位置で切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected FIG. 1 in the predetermined position. クーリング部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a cooling member. 第2実施形態のメカニカルシールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mechanical seal of 2nd Embodiment. 第3実施形態のメカニカルシールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mechanical seal of 3rd Embodiment. 第4実施形態のクーリング部材の用いたメカニカルシールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mechanical seal which the cooling member of 4th Embodiment used. 第4実施形態のクーリング部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cooling member of 4th Embodiment. 第4実施形態のクーリング部材の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the cooling member of 4th Embodiment. 第4実施形態のクーリング部材の他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other modification of the cooling member of 4th Embodiment. 第5実施形態のメカニカルシールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mechanical seal of 5th Embodiment. 図10を所定位置で切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected FIG. 10 in the predetermined position. 図10を他の位置で切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected FIG. 10 in the other position. メカニカルシールの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a mechanical seal.

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は、本発明に係る第1実施形態のメカニカルシール10を示す。このメカニカルシール10は、流体機械(例えば高温流体を扱うボイラー給水用のポンプ)のケーシング1に固定されるハウジング11を備える。このハウジング11には、ケーシング1に配設した回転軸2が貫通され、その周囲に回転環である従動リング17と固定環であるシートリング20とが配設されている。本実施形態のメカニカルシール10は、ハウジング11内の封止液を循環させて冷却液によって冷却することにより、従動リング17とシートリング20の摩擦熱を除去(強制冷却)する構成としている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a mechanical seal 10 according to a first embodiment of the present invention. The mechanical seal 10 includes a housing 11 that is fixed to a casing 1 of a fluid machine (for example, a boiler feed water pump that handles high-temperature fluid). A rotating shaft 2 disposed in the casing 1 is passed through the housing 11, and a driven ring 17 that is a rotating ring and a seat ring 20 that is a stationary ring are disposed around the rotating shaft 2. The mechanical seal 10 of the present embodiment is configured to remove (forcibly cool) frictional heat between the driven ring 17 and the seat ring 20 by circulating the sealing liquid in the housing 11 and cooling with the cooling liquid.

ハウジング11は、ケーシング1にボルトで固定されるハウジング本体12と、ハウジング本体12の大気側(ケーシング1の逆側)端部を閉塞するカバー13とを備える。ハウジング本体12は、ケーシング1に接するように配設され、これらの間がシールパッキンにより封止されている。カバー13は、ハウジング本体12に図示しないボルトで固定され、これらの間がシールパッキンにより封止されている。   The housing 11 includes a housing main body 12 that is fixed to the casing 1 with bolts, and a cover 13 that closes the atmosphere side (opposite side of the casing 1) end of the housing main body 12. The housing body 12 is disposed so as to be in contact with the casing 1, and the space between them is sealed with a seal packing. The cover 13 is fixed to the housing main body 12 with bolts (not shown), and the space between them is sealed with seal packing.

ハウジング11内に位置するように、回転軸2にはスリーブ14が嵌められている。このスリーブ14は、回転軸2と一体的に回転するように、固定部材15によって回転軸2に固定されている。スリーブ14と回転軸2との間は、シールパッキンにより封止されている。スリーブ14には、ケーシング1の側にホルダ16が一体的に回転するように固定されている。このホルダ16内には、従動リング17の一部が収容されている。この従動リング17は、ホルダ16に対して回転不可能であるが、回転軸2の軸線に沿った方向(軸方向)には移動可能である。従動リング17の内周部にはシールパッキンが配設されている。また、ホルダ16と従動リング17との間にはコンプレッションリング18が配設されている。このコンプレッションリング18とホルダ16との間には、従動リング17を回転軸2の軸線に沿って外側へ弾性的に付勢するためのスプリング19が配設されている。   A sleeve 14 is fitted to the rotary shaft 2 so as to be located in the housing 11. The sleeve 14 is fixed to the rotary shaft 2 by a fixing member 15 so as to rotate integrally with the rotary shaft 2. The sleeve 14 and the rotary shaft 2 are sealed with seal packing. The holder 16 is fixed to the sleeve 14 so as to rotate integrally with the casing 1 side. A part of the driven ring 17 is accommodated in the holder 16. The follower ring 17 is not rotatable with respect to the holder 16 but is movable in a direction (axial direction) along the axis of the rotary shaft 2. A seal packing is disposed on the inner peripheral portion of the driven ring 17. A compression ring 18 is disposed between the holder 16 and the driven ring 17. A spring 19 is provided between the compression ring 18 and the holder 16 for elastically urging the driven ring 17 outward along the axis of the rotary shaft 2.

従動リング17が付勢された外側にはシートリング20が配設されている。このシートリング20は、ハウジング本体12とカバー13との間に挟み込むように配設されている。また、シートリング20は、カバー13に固定されたピン21を差し込むことで、ハウジング11内に回転不可能に保持されている。シートリング20は、ハウジング本体12およびカバー13との間がシールパッキンにより封止されている。従動リング17およびシートリング20は、回転軸2の軸方向に沿った対向位置が、回転軸2の軸線に対して直交する面状に形成されている。そして、シートリング20に対して従動リング17がスプリング19の付勢力によって弾性的に押し付けられることにより、その当接部分が後述する封止液室23を大気側に対して封止する摺動面22を構成する。   A seat ring 20 is disposed on the outer side where the driven ring 17 is biased. The seat ring 20 is disposed so as to be sandwiched between the housing body 12 and the cover 13. The seat ring 20 is held in the housing 11 so as not to rotate by inserting a pin 21 fixed to the cover 13. The seat ring 20 is sealed between the housing main body 12 and the cover 13 by seal packing. The driven ring 17 and the seat ring 20 are formed so that the facing positions along the axial direction of the rotating shaft 2 are perpendicular to the axis of the rotating shaft 2. Then, when the driven ring 17 is elastically pressed against the seat ring 20 by the urging force of the spring 19, the contact portion seals the sealing liquid chamber 23, which will be described later, from the atmosphere side. 22 is configured.

本実施形態では、従動リング17の材質はカーボンで、シートリング20の材質はシリコンカーバイトである。ただし、従動リング17とシートリング20の材質はこれに限定されず、一般的には、一方にはカーボンを用い、他方にはセラミックス、超硬合金、ステンレス鉄等を用いることができる。   In this embodiment, the material of the driven ring 17 is carbon, and the material of the seat ring 20 is silicon carbide. However, the material of the driven ring 17 and the seat ring 20 is not limited to this. Generally, carbon is used on one side, and ceramics, cemented carbide, stainless steel, or the like can be used on the other side.

ハウジング11内には、従動リング17の外周部に位置するように、流体機械が取り扱う流体(揚水)からなる封止水(封止液)で満たされた封止液室23が形成されている。この封止液室23の大気側は、摺動面22により封止されている。また、封止液室23のケーシング1側には、封止液を循環させる循環手段を構成するポンピングリング24が配設されている。このポンピングリング24は、ホルダ16の端部に位置するようにスリーブ14に固定され、回転軸2の回転により一体的に回転可能である。ポンピングリング24には、ハウジング本体12の挿通部12aの内周面と所定間隔をもって位置する外周部に、ケーシング1内の揚水の流入を遮断するためのラビリンス25aが設けられている。また、ポンプリング24の封止液室23側の外周部には、周方向に所定間隔をもって軸方向に延びる溝が設けられている。この溝を形成していない部分により羽根部25bが形成されている。この羽根部25bは、封止液室23内の封止液を径方向外向きに流動させ、封止液流入路29からクーリング部材35および封止液流出路30を経て封止液室23内へ循環させる。   A sealing liquid chamber 23 filled with sealing water (sealing liquid) made of fluid (pumped water) handled by the fluid machine is formed in the housing 11 so as to be positioned on the outer peripheral portion of the driven ring 17. . The atmosphere side of the sealing liquid chamber 23 is sealed with a sliding surface 22. A pumping ring 24 that constitutes a circulating means for circulating the sealing liquid is disposed on the casing 1 side of the sealing liquid chamber 23. The pumping ring 24 is fixed to the sleeve 14 so as to be positioned at the end of the holder 16, and can be rotated integrally by the rotation of the rotating shaft 2. The pumping ring 24 is provided with a labyrinth 25 a for blocking the inflow of pumped water in the casing 1 on the outer peripheral portion located at a predetermined distance from the inner peripheral surface of the insertion portion 12 a of the housing body 12. Further, a groove extending in the axial direction with a predetermined interval in the circumferential direction is provided on the outer peripheral portion of the pump ring 24 on the sealing liquid chamber 23 side. A blade portion 25b is formed by a portion where the groove is not formed. The blade portion 25 b causes the sealing liquid in the sealing liquid chamber 23 to flow outward in the radial direction, and passes from the sealing liquid inflow path 29 through the cooling member 35 and the sealing liquid outflow path 30 to enter the sealing liquid chamber 23. Circulate to

ハウジング11内には、封止液室23の外周部に位置するように、回転軸2の軸方向から見た断面形状が円筒形状をなす熱交換室26が形成されている。本実施形態では、ハウジング本体12を、ケーシング1に固定する第1本体12Aと、カバー13を配設する第2本体12Bとで構成している。これら第1および第2本体12A,12Bは、カバー部材28の内周ネジ部で固定することにより、従動リング17の外周に位置する封止液室23と、封止液室23の外周に位置する熱交換室26とが形成される。封止液室23と熱交換室26とは、円筒状をなす区画部材27により区画されている。この区画部材27と第1および第2本体12A,12Bとはシールパッキンにより封止されている。また、熱交換室26の外周部は、円筒状をなすカバー部材28により密閉されている。このカバー部材28と第1および第2本体12A,12Bとはシールパッキンにより封止されている。   In the housing 11, a heat exchange chamber 26 having a cylindrical cross section viewed from the axial direction of the rotary shaft 2 is formed so as to be positioned on the outer peripheral portion of the sealing liquid chamber 23. In the present embodiment, the housing body 12 includes a first body 12A that is fixed to the casing 1 and a second body 12B that is provided with a cover 13. These first and second main bodies 12A and 12B are fixed at the inner peripheral screw portion of the cover member 28, so that the sealing liquid chamber 23 positioned on the outer periphery of the driven ring 17 and the outer periphery of the sealing liquid chamber 23 are positioned. Heat exchange chamber 26 is formed. The sealing liquid chamber 23 and the heat exchange chamber 26 are partitioned by a cylindrical partition member 27. The partition member 27 and the first and second main bodies 12A and 12B are sealed with seal packing. Further, the outer peripheral portion of the heat exchange chamber 26 is sealed by a cylindrical cover member 28. The cover member 28 and the first and second main bodies 12A and 12B are sealed with seal packing.

封止液室23と熱交換室26とは、封止液流路を構成する封止液流入路29と封止液流出路30により連通されている。封止液流入路29の一端は、摺動面22から離れた位置であるポンピングリング24の外周部に位置するように開口されている。封止液流入路29の他端は、熱交換室26の軸方向の一(右)端側に位置するように開口されている。具体的には、封止液流入路29の他端は、熱交換室26の軸線と同一の軸線の円環状開口部29aとされ、この円環状開口部29aが熱交換室26の軸方向の端部で開口(連通)されている。封止液流出路30の一端は、摺動面22の近接位置であるシートリング20の端部に位置するように開口されている。封止液流出路30の他端は、熱交換室26の他(左)端側に位置するように開口されている。具体的には、封止液流出路30の他端は、封止液流入路29と同様の円環状開口部30aとされ、この円環状開口部30aが熱交換室26の軸方向の端部で開口されている。   The sealing liquid chamber 23 and the heat exchange chamber 26 are communicated with each other by a sealing liquid inflow path 29 and a sealing liquid outflow path 30 that form a sealing liquid flow path. One end of the sealing liquid inflow passage 29 is opened so as to be located on the outer peripheral portion of the pumping ring 24 which is a position away from the sliding surface 22. The other end of the sealing liquid inflow passage 29 is opened so as to be positioned on one (right) end side in the axial direction of the heat exchange chamber 26. Specifically, the other end of the sealing liquid inflow passage 29 is an annular opening 29 a having the same axis as the axis of the heat exchange chamber 26, and this annular opening 29 a is in the axial direction of the heat exchange chamber 26. Opened (communication) at the end. One end of the sealing liquid outflow path 30 is opened so as to be located at the end of the seat ring 20 that is in the vicinity of the sliding surface 22. The other end of the sealing liquid outflow path 30 is opened so as to be positioned on the other (left) end side of the heat exchange chamber 26. Specifically, the other end of the sealing liquid outflow passage 30 is an annular opening 30 a similar to the sealing liquid inflow passage 29, and this annular opening 30 a is the end of the heat exchange chamber 26 in the axial direction. It is opened at.

ハウジング11内には、シートリング20の外周部に位置するように円環状をなす冷却液室31が設けられている。この冷却液室31は、ハウジング本体12に窪みを設けることにより形成されている。冷却液室31には、ハウジング11の外部に配設した図示しない冷却液供給部からの冷却水(冷却液)が供給される。また、この冷却液は、熱交換室26内にも循環供給される。   In the housing 11, an annular coolant chamber 31 is provided so as to be positioned on the outer periphery of the seat ring 20. The coolant chamber 31 is formed by providing a recess in the housing body 12. Cooling water (cooling liquid) is supplied to the cooling liquid chamber 31 from a cooling liquid supply unit (not shown) disposed outside the housing 11. The coolant is also circulated and supplied into the heat exchange chamber 26.

ハウジング11には、冷却液を冷却液室31および熱交換室26に循環供給するために、冷却液流路を構成する冷却液流入路32と冷却液流出路34とが設けられている。冷却液流入路32は、一端がハウジング11の外周部に位置し、他端が径方向に延びて冷却液室31に連通するように形成されている。この冷却液流入路32は分流部33を備え、この分流部33が熱交換室26の内周部に位置するように開口されている。具体的には、分流部33の端部は、円筒状の熱交換室26に内接する円環状開口部33aとされ、この円環状開口部33aが熱交換室26の径方向の内周部で開口(連通)されている。冷却液流出路34は、一端がハウジング11におけるケーシング1側の端部近傍の外周部に位置するように形成され、他端が熱交換室26の外周部に位置するように開口されている。具体的には、冷却液流出路34の他端は、円筒状の熱交換室26に外接する円環状開口部34aとされ、この円環状開口部34aが熱交換室26の径方向の外周部で開口されている。即ち、熱交換室26に対して、径(半径)方向の一端側で冷却液流入路32が開口され、径方向の他端側で冷却液流出路34が開口されている。   The housing 11 is provided with a cooling liquid inflow path 32 and a cooling liquid outflow path 34 that constitute a cooling liquid flow path in order to circulate and supply the cooling liquid to the cooling liquid chamber 31 and the heat exchange chamber 26. The coolant inflow passage 32 is formed so that one end is located on the outer peripheral portion of the housing 11 and the other end extends in the radial direction and communicates with the coolant chamber 31. The cooling liquid inflow path 32 includes a flow dividing portion 33, and the flow dividing portion 33 is opened so as to be positioned on the inner peripheral portion of the heat exchange chamber 26. Specifically, the end of the flow dividing portion 33 is an annular opening 33 a that is inscribed in the cylindrical heat exchange chamber 26, and the annular opening 33 a is an inner peripheral portion in the radial direction of the heat exchange chamber 26. Open (communication). The coolant outflow passage 34 is formed so that one end is located in the outer peripheral portion of the housing 11 near the end portion on the casing 1 side, and the other end is opened so as to be located in the outer peripheral portion of the heat exchange chamber 26. Specifically, the other end of the coolant outflow passage 34 is an annular opening 34 a that circumscribes the cylindrical heat exchange chamber 26, and the annular opening 34 a is an outer peripheral portion in the radial direction of the heat exchange chamber 26. It is opened at. That is, with respect to the heat exchange chamber 26, the coolant inflow path 32 is opened at one end side in the radial (radial) direction, and the coolant outflow path 34 is opened at the other end side in the radial direction.

この熱交換室26は、封止液流入路29および封止液流出路30が軸方向の両端で開口しているため、循環供給される封止液が軸方向に流動される。また、冷却液流入路32および冷却液流出路34が径方向の両端で開口しているため、循環供給される冷却液が径方向に流動される。これら封止液と冷却液とを混合することなく区画して流動させるために、熱交換室26内にはクーリング部材35が配設されている。   In this heat exchange chamber 26, the sealing liquid inflow passage 29 and the sealing liquid outflow path 30 are opened at both ends in the axial direction, so that the sealing liquid circulated and supplied flows in the axial direction. Further, since the cooling liquid inflow path 32 and the cooling liquid outflow path 34 are open at both ends in the radial direction, the circulatingly supplied cooling liquid flows in the radial direction. A cooling member 35 is disposed in the heat exchange chamber 26 in order to partition and flow the sealing liquid and the cooling liquid without mixing them.

クーリング部材35は、銅合金等の熱伝導性に優れた材料により形成された円筒形状の部材である。このクーリング部材35の外周部および内周部には、ハウジング本体12との間を封止するシールパッキン36が配設されている。これらシールパッキン36により、クーリング部材35が熱交換室26内に液密に配設される。図2および図3に示すように、クーリング部材35には、軸方向に延びて貫通する多数の第1流路37と、径方向に延びて貫通する多数の第2流路38とが設けられている。本実施形態の第1流路37は、径方向に隣接するように設けた4個を1組とし、この第1流路37の組を周方向に所定間隔をもって複数組設けている。また、第2流路38は、軸方向に隣接するように設けた3個を1組とし、この第2流路38の組を周方向に所定間隔をもって複数組設けている。図1に示すように、径方向に隣接する第1流路37の組は、封止液用の円環状開口部29a,30a内に全て位置し、軸方向に隣接する第2流路38の組は、冷却液用の円環状開口部33a,34a内に全て位置する。   The cooling member 35 is a cylindrical member formed of a material having excellent thermal conductivity such as a copper alloy. A seal packing 36 that seals the housing body 12 is disposed on the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the cooling member 35. With these seal packings 36, the cooling member 35 is liquid-tightly arranged in the heat exchange chamber 26. As shown in FIGS. 2 and 3, the cooling member 35 is provided with a large number of first flow paths 37 extending in the axial direction and a large number of second flow paths 38 extending in the radial direction and penetrating therethrough. ing. The first flow path 37 of the present embodiment is a set of four provided so as to be adjacent in the radial direction, and a plurality of sets of the first flow paths 37 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction. In addition, the second flow paths 38 are provided as a set of three adjacent to each other in the axial direction, and a plurality of sets of the second flow paths 38 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction. As shown in FIG. 1, the set of first flow paths 37 adjacent in the radial direction are all located in the annular openings 29a and 30a for the sealing liquid, and the second flow paths 38 adjacent in the axial direction are arranged. The sets are all located in the annular openings 33a, 34a for the coolant.

このように構成したメカニカルシール10は、封止液室23を含む、封止液流入路29、封止液流出路30および第1流路37が封止液流路を構成する。流体機械の回転軸2が回転されると、ポンピングリング24が回転することにより、羽根部25bによって封止液室23内の封止液が封止液流入路29から熱交換室26内に流入する。そして、熱交換室26内に配設したクーリング部材35の各第1流路37を通って軸方向に流動する。その後、封止液流出路30を通って封止液室23内に流入した後、ケーシング1側へ流動する。そして、ポンピングリング24の外周部において、再び封止液流入路29に循環される。   In the mechanical seal 10 configured as described above, the sealing liquid inflow path 29, the sealing liquid outflow path 30, and the first flow path 37 including the sealing liquid chamber 23 constitute a sealing liquid flow path. When the rotating shaft 2 of the fluid machine is rotated, the pumping ring 24 rotates, so that the sealing liquid in the sealing liquid chamber 23 flows into the heat exchange chamber 26 from the sealing liquid inflow path 29 by the blade portion 25b. To do. Then, it flows in the axial direction through each first flow path 37 of the cooling member 35 disposed in the heat exchange chamber 26. Thereafter, the liquid flows into the sealing liquid chamber 23 through the sealing liquid outflow passage 30 and then flows to the casing 1 side. Then, it is circulated again to the sealing liquid inflow passage 29 at the outer peripheral portion of the pumping ring 24.

この際、封止液は、従動リング17とシートリング20とが摺接する摺動面22により、大気側への漏れが阻止される。また、摺接により発生した従動リング17およびシートリング20の摩擦熱は、封止液により除去される。但し、流体機械が高温流体を扱うボイラー給水用のポンプの場合、封止液となる揚水が高温であるため、摩擦熱を十分に除去することはできない。しかし、本実施形態では、冷却液供給部から循環供給される冷却液により、封止液を強制冷却して摩擦熱を除去できるとともに、高温流体も冷却できる。   At this time, leakage of the sealing liquid to the atmosphere side is prevented by the sliding surface 22 where the driven ring 17 and the seat ring 20 are in sliding contact. Further, the frictional heat of the driven ring 17 and the seat ring 20 generated by the sliding contact is removed by the sealing liquid. However, in the case where the fluid machine is a boiler feed water pump that handles a high temperature fluid, the pumping water as the sealing liquid is at a high temperature, and therefore the frictional heat cannot be sufficiently removed. However, in the present embodiment, the sealing liquid can be forcibly cooled and the frictional heat can be removed by the cooling liquid circulated from the cooling liquid supply unit, and the high-temperature fluid can also be cooled.

具体的には、冷却液流入路32、冷却液流出路34および第2流路38が冷却液流路を構成する。冷却液供給部からメカニカルシール10へ冷却液を供給すると、冷却液流入路32を通して冷却液室31に冷却液が供給される。これにより、シートリング20で発生している摩擦熱が強制冷却される。また、分流部33を通して冷却液が熱交換室26の径方向の内周部に流入する。そして、熱交換室26内に配設したクーリング部材35の各第2流路38を通って径方向に流動する。その後、冷却液流出路34を通って冷却液供給部へ戻される。   Specifically, the cooling liquid inflow path 32, the cooling liquid outflow path 34, and the second flow path 38 constitute a cooling liquid flow path. When the coolant is supplied from the coolant supply unit to the mechanical seal 10, the coolant is supplied to the coolant chamber 31 through the coolant inflow passage 32. Thereby, the frictional heat generated in the seat ring 20 is forcibly cooled. Further, the coolant flows into the radially inner peripheral portion of the heat exchange chamber 26 through the diverter 33. Then, it flows in the radial direction through each second flow path 38 of the cooling member 35 disposed in the heat exchange chamber 26. Thereafter, the coolant is returned to the coolant supply section through the coolant outflow passage 34.

即ち、クーリング部材35には、高温の封止液が軸方向に沿って流動し、低温の冷却液が径方向に沿って交差するように流動する。そして、クーリング部材35は熱伝導性に優れた材料により形成されているため、熱交換(平衡)作用により、封止液は冷却され、冷却液は昇温される。また、冷却した封止液は、摩擦熱が最も生じている封止液室23の摺動面22の近傍に供給されるため、効率的に冷却できる。   That is, the high-temperature sealing liquid flows in the cooling member 35 along the axial direction, and the low-temperature cooling liquid flows so as to intersect along the radial direction. Since the cooling member 35 is formed of a material having excellent thermal conductivity, the sealing liquid is cooled and the temperature of the cooling liquid is raised by heat exchange (equilibrium) action. Further, since the cooled sealing liquid is supplied to the vicinity of the sliding surface 22 of the sealing liquid chamber 23 where the frictional heat is generated most, it can be efficiently cooled.

しかも、本実施形態の熱交換室26は円筒形状をなし、その軸方向の両端と径方向の両端にそれぞれ流入路29,32および流出路30,34を開口させた簡素な構成である。そして、この熱交換室26内に配設するクーリング部材35は円筒状をなし、その軸方向および径方向に貫通する直線状の孔からなる流路37,38を設けただけの簡素な構成である。そのため、ハウジング11およびクーリング部材35の製造が容易であるうえ、組立時およびメンテナンス時の作業性を向上できる。さらに、クーリング部材35はメンテナンス時には、第1および第2流路37,38の清掃も容易に行うことができる。   In addition, the heat exchange chamber 26 of the present embodiment has a simple configuration in which the inflow passages 29 and 32 and the outflow passages 30 and 34 are opened at both ends in the axial direction and both ends in the radial direction, respectively. The cooling member 35 disposed in the heat exchange chamber 26 has a cylindrical shape, and has a simple configuration in which flow paths 37 and 38 including linear holes penetrating in the axial direction and the radial direction are provided. is there. Therefore, the housing 11 and the cooling member 35 can be easily manufactured, and workability during assembly and maintenance can be improved. Furthermore, the cooling member 35 can easily clean the first and second flow paths 37 and 38 during maintenance.

(第2実施形態)
図4は第2実施形態のメカニカルシール10を示す。この第2実施形態では、シートリング20の外周部に冷却液室31を形成しない構成とした点で、第1実施形態と相違する。具体的には、第2実施形態のハウジング11内には、第1実施形態と同様に、従動リング17の外側にシートリング20が配設されている。シートリング20は、カバー13に固定されたピン21を差し込むことで、ハウジング11内に回転不可能に保持されている。シートリング20とカバー13との間はシールパッキンにより封止されている。また、シートリング20とハウジング本体12との間は、封止されることなく、封止液室23の一部を構成する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows the mechanical seal 10 of the second embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in that the coolant chamber 31 is not formed on the outer peripheral portion of the seat ring 20. Specifically, the seat ring 20 is disposed outside the driven ring 17 in the housing 11 of the second embodiment, as in the first embodiment. The seat ring 20 is held in the housing 11 so as not to rotate by inserting a pin 21 fixed to the cover 13. The seat ring 20 and the cover 13 are sealed with seal packing. Further, the space between the seat ring 20 and the housing body 12 constitutes a part of the sealing liquid chamber 23 without being sealed.

この第2実施形態のメカニカルシール10では、回転軸2が回転されると、第1実施形態と同様に、ハウジング11内にて封止液を循環供給する。そして、冷却液供給部から冷却液が供給されると、冷却液にて直接シートリング20を冷却することはできないが、冷却液にて冷却した封止液にて冷却することができる。   In the mechanical seal 10 of the second embodiment, when the rotary shaft 2 is rotated, the sealing liquid is circulated and supplied in the housing 11 as in the first embodiment. When the cooling liquid is supplied from the cooling liquid supply unit, the seat ring 20 cannot be directly cooled with the cooling liquid, but can be cooled with the sealing liquid cooled with the cooling liquid.

(第3実施形態)
図5は第3実施形態のメカニカルシール10を示す。この第3実施形態では、クーリング部材35に対して、封止液を径方向に流動させ、冷却液を軸方向に流動させるようにした点で、第1実施形態と相違する。
(Third embodiment)
FIG. 5 shows a mechanical seal 10 of the third embodiment. The third embodiment is different from the first embodiment in that the sealing liquid is caused to flow in the radial direction and the cooling liquid is caused to flow in the axial direction with respect to the cooling member 35.

具体的には、封止液流入路29は、封止液室23から径方向外側に向けて延びて、熱交換室26の径方向の外周部で開口するように設けられている。封止液流出路30は、封止液室23から延びて熱交換室26の径方向の内周部で開口するように設けられている。冷却液流入路32は、ハウジング11の外周部から熱交換室26の軸方向の一(左)端側で開口するように設けられている。冷却液流出路34は、ハウジング11の外周部から熱交換室26の軸方向の他(右)端側で開口するように設けられている。   Specifically, the sealing liquid inflow passage 29 is provided so as to extend from the sealing liquid chamber 23 toward the radially outer side and open at the outer peripheral portion in the radial direction of the heat exchange chamber 26. The sealing liquid outflow path 30 is provided so as to extend from the sealing liquid chamber 23 and open at the radially inner periphery of the heat exchange chamber 26. The coolant inflow passage 32 is provided so as to open from the outer peripheral portion of the housing 11 on the one (left) end side in the axial direction of the heat exchange chamber 26. The coolant outflow passage 34 is provided so as to open from the outer peripheral portion of the housing 11 on the other (right) end side in the axial direction of the heat exchange chamber 26.

この第3実施形態のメカニカルシール10は、第1実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。また、この第3実施形態では、第2実施形態と同様に、冷却液室31を設けない構成としてもよい。   The mechanical seal 10 of the third embodiment can obtain the same operations and effects as those of the first embodiment. Moreover, in this 3rd Embodiment, it is good also as a structure which does not provide the coolant chamber 31 similarly to 2nd Embodiment.

(第4実施形態)
図6および図7は第4実施形態のメカニカルシール10を示す。この第4実施形態では、クーリング部材35を扇形形状をなす複数の分割ユニット39によって構成される円筒形状とした点で、第1実施形態と大きく相違する。
(Fourth embodiment)
6 and 7 show a mechanical seal 10 of the fourth embodiment. The fourth embodiment is greatly different from the first embodiment in that the cooling member 35 has a cylindrical shape constituted by a plurality of fan-shaped divided units 39.

具体的には、ハウジング11の熱交換室26には、4個の分割ユニット39が配設されている。各分割ユニット39は、扇形形状をなす中空パイプからなり、軸方向に沿った一面側の周方向の一端に第1接続部40が設けられ、他面側の他端に第2接続部41が設けられている。熱交換室26の軸方向に対向する両端には、円環状開口部の代わりに第1および第2接続部41を接続する接続孔(図示せず)が設けられている。   Specifically, four divided units 39 are disposed in the heat exchange chamber 26 of the housing 11. Each divided unit 39 is formed of a fan-shaped hollow pipe, and is provided with a first connecting portion 40 at one end in the circumferential direction on one surface side along the axial direction, and a second connecting portion 41 at the other end on the other surface side. Is provided. Connection holes (not shown) for connecting the first and second connection portions 41 are provided at both ends of the heat exchange chamber 26 facing in the axial direction instead of the annular opening.

この分割ユニット39を用いたメカニカルシール10は、ポンピングリング24の回転により、封止液室23内の封止液が封止液流入路29を経て分割ユニット39内に流入する。その後、封止液流出路30を経て封止液室23へ循環される。   In the mechanical seal 10 using the division unit 39, the sealing liquid in the sealing liquid chamber 23 flows into the division unit 39 through the sealing liquid inflow path 29 by the rotation of the pumping ring 24. Thereafter, it is circulated to the sealing liquid chamber 23 through the sealing liquid outflow path 30.

また、冷却液が冷却液流入路32を経て熱交換室26に対して径方向の内周部に流入する。そして、各分割ユニット39の間を通って熱交換室26の径方向の外周部へ流動し、冷却液流出路34を経てハウジング11外へ戻される。   Further, the coolant flows into the inner peripheral portion in the radial direction with respect to the heat exchange chamber 26 through the coolant inflow passage 32. Then, it flows between the divided units 39 and flows to the outer peripheral portion in the radial direction of the heat exchange chamber 26, and returns to the outside of the housing 11 through the cooling liquid outflow path 34.

このように、第4実施形態では、分割ユニット39からなるクーリング部材35により、封止液および冷却液を区画して軸方向および径方向に流動させ、高温の封止液を冷却液によって強制冷却して封止液室23へ循環供給できる。そのため、第1実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。また、第4実施形態では、冷却液室31を設けない第2実施形態のメカニカルシール10にも同様に適用可能であるうえ、封止液と冷却液の通水方向を逆とした第3実施形態のメカニカルシール10にも同様に適用可能である。   As described above, in the fourth embodiment, the cooling member 35 including the dividing unit 39 partitions the sealing liquid and the cooling liquid to flow in the axial direction and the radial direction, and forcibly cools the high-temperature sealing liquid with the cooling liquid. Thus, it can be circulated and supplied to the sealing liquid chamber. Therefore, the same operation and effect as the first embodiment can be obtained. Further, the fourth embodiment can be similarly applied to the mechanical seal 10 of the second embodiment in which the coolant chamber 31 is not provided, and the third embodiment in which the flow direction of the sealing liquid and the coolant is reversed. The present invention can be similarly applied to the mechanical seal 10 in the form.

なお、第4実施形態のクーリング部材35の分割ユニット39は扇形形状に限られず、種々の変更が可能である。具体的には、図8に示すように長円形状とし、その一面側の一端に第1接続部40を設け、他面側の他端に第2接続部41を設けた構成としてもよい。また、図9に示すように、円筒状の直管パイプにより構成してもよい。これらのようにしても、第4実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。   In addition, the division | segmentation unit 39 of the cooling member 35 of 4th Embodiment is not restricted to a sector shape, A various change is possible. Specifically, as shown in FIG. 8, an oval shape may be used, and the first connection portion 40 may be provided at one end on one surface side, and the second connection portion 41 may be provided at the other end on the other surface side. Moreover, as shown in FIG. 9, you may comprise by a cylindrical straight pipe. Even if it does in this way, the effect | action and effect similar to 4th Embodiment can be acquired.

(第5実施形態)
図10は第5実施形態のメカニカルシール10を示す。このメカニカルシール10は、ハウジング11のカバー13に各液流路の一部を形成することにより、封止液および冷却液の熱交換機能を低下させることなく、ハウジング11の径方向の寸法の小型化を図るようにした点で、各実施形態と相違する。
(Fifth embodiment)
FIG. 10 shows a mechanical seal 10 of the fifth embodiment. The mechanical seal 10 has a small size in the radial direction of the housing 11 without reducing the heat exchange function of the sealing liquid and the cooling liquid by forming a part of each liquid flow path in the cover 13 of the housing 11. It differs from each embodiment by the point which was made to achieve.

第5実施形態のハウジング11は、第1実施形態と同様に、ケーシング1にボルトで固定されるハウジング本体12と、ハウジング本体12におけるケーシング1と逆側端部を閉塞するカバー13とを備える。そのうち、ハウジング本体12は、第1および第2本体12A,12Bに分割していない点で第1実施形態と相違する。カバー13は、各液流路の一部である封止液流出路30と冷却液流出路34とを形成した点で第1実施形態と相違する。   Similar to the first embodiment, the housing 11 of the fifth embodiment includes a housing main body 12 that is fixed to the casing 1 with bolts, and a cover 13 that closes the opposite end of the housing main body 12 from the casing 1. Among these, the housing body 12 is different from the first embodiment in that it is not divided into the first and second bodies 12A and 12B. The cover 13 is different from the first embodiment in that a sealing liquid outflow path 30 and a cooling liquid outflow path 34 which are part of each liquid flow path are formed.

具体的には、図10および図11に示すように、ハウジング本体12は、回転軸2の側に位置する径方向内側の内環部45と、大気に露出される径方向外側の外環部47と、内環部45と外環部47とを一体的に連結するリブ49とを備える。   Specifically, as shown in FIGS. 10 and 11, the housing main body 12 includes a radially inner inner ring portion 45 located on the rotating shaft 2 side and a radially outer outer ring portion exposed to the atmosphere. 47, and a rib 49 that integrally connects the inner ring portion 45 and the outer ring portion 47 to each other.

内環部45は、径方向内側に位置する封止液室23と、径方向外側の外環部47との間に形成される熱交換室26とを区画する円筒形状である。内環部45のケーシング1側には、回転軸2を回転可能に挿通する縮径した挿通部46が設けられている。外環部47は、径方向内側に位置する熱交換室26と、径方向外側に位置する大気とを区画する円筒形状である。外環部47は、ハウジング本体12をケーシング1に固定するためのボルト孔を形成するために、径方向の肉厚が厚く形成されている。また、外環部47には、内周部の軸方向外側に拡開部48が設けられている。リブ49は、周方向に所定間隔をもって複数設けられ、外環部47から軸方向内側に突出した挿通部46の外周部と、外環部47の内側端部とを連結する。リブ49には、冷却液を流通させるための流通孔50が設けられている。   The inner ring portion 45 has a cylindrical shape that partitions the sealing liquid chamber 23 located on the radially inner side and the heat exchange chamber 26 formed between the outer ring portion 47 on the radially outer side. On the casing 1 side of the inner ring portion 45, a reduced diameter insertion portion 46 through which the rotary shaft 2 is rotatably inserted is provided. The outer ring portion 47 has a cylindrical shape that partitions the heat exchange chamber 26 located on the radially inner side and the atmosphere located on the radially outer side. The outer ring portion 47 is formed to have a large radial thickness in order to form a bolt hole for fixing the housing body 12 to the casing 1. Further, the outer ring portion 47 is provided with an expanded portion 48 on the outer side in the axial direction of the inner peripheral portion. A plurality of ribs 49 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction, and connect the outer peripheral portion of the insertion portion 46 protruding inward in the axial direction from the outer ring portion 47 and the inner end portion of the outer ring portion 47. The rib 49 is provided with a flow hole 50 for flowing the coolant.

本実施形態のケーシング1には、ハウジング本体12のリブ49を収容配置する配設部1aが設けられている。この配設部1aは、回転軸2を回転可能に挿通する軸挿通部1bを備える。この軸挿通部1bの内面側に挿通部46の先端が液密に配設される。配設部1a、挿通部46および外環部47で画定される内部は、熱交換室26の軸方向の端部に隣接し、熱交換室26に連通する冷却水用の円環状開口部33aを構成する。   The casing 1 of the present embodiment is provided with an arrangement portion 1a for accommodating and arranging the rib 49 of the housing main body 12. This arrangement | positioning part 1a is provided with the shaft insertion part 1b which penetrates the rotating shaft 2 rotatably. The tip of the insertion portion 46 is disposed in a liquid-tight manner on the inner surface side of the shaft insertion portion 1b. The interior defined by the arrangement portion 1 a, the insertion portion 46, and the outer ring portion 47 is adjacent to the axial end of the heat exchange chamber 26, and an annular opening 33 a for cooling water that communicates with the heat exchange chamber 26. Configure.

図10および図12に示すように、カバー13は、熱伝導性に優れた材料により形成され、ハウジング本体12の軸方向の外側端部を閉塞する。カバー13の外径はハウジング本体12の外径と同一に設定される。   As shown in FIGS. 10 and 12, the cover 13 is formed of a material having excellent thermal conductivity, and closes the outer end of the housing body 12 in the axial direction. The outer diameter of the cover 13 is set to be the same as the outer diameter of the housing body 12.

封止液流出路30は、径方向外側に位置する上流(入口)側の円環状開口部30aと、径方向内側に位置する下流(出口)側の円環状開口部30bと、これら開口部30a,30bを連通させる一対の連通部30cとを備える。開口部30aは、熱交換室26におけるクーリング部材35の径方向外側に位置する拡開部48に連通する。開口部30bは、内環部45の径方向内側に位置する封止液室23に連通する。連通部30cは、カバー13の外周部から開口部30bにかけて径方向に延びるように一対設けられている。下側に位置する連通部30cは、開口部30aの外側でプラグキャップ51により止水されている。上側に位置する連通部30cは、バルブを備えるエア抜き用の配管52が接続されている。   The sealing liquid outflow passage 30 includes an upstream (inlet) side annular opening 30a located on the radially outer side, a downstream (outlet) side annular opening 30b located on the radially inner side, and these openings 30a. , 30b and a pair of communicating portions 30c. The opening 30 a communicates with an expanded portion 48 located on the radially outer side of the cooling member 35 in the heat exchange chamber 26. The opening 30 b communicates with the sealing liquid chamber 23 located on the radially inner side of the inner ring portion 45. A pair of communication portions 30c are provided so as to extend in the radial direction from the outer peripheral portion of the cover 13 to the opening 30b. The communication part 30c located on the lower side is water-stopped by the plug cap 51 outside the opening part 30a. The communication part 30c located on the upper side is connected to an air vent pipe 52 provided with a valve.

冷却液流出路34は、封止液流出路30の開口部30a,30b間に位置する半円環状をなす一対の開口部34a,34aと、冷却液供給部へ戻すための接続部34bとを備える。各開口部34a,34aは、両端部が封止液流出路30の各連通部30c,30cの近傍に位置するC字形状に形成されている。接続部34bは、一端がカバー13の外周部に位置するように形成され、他端が一方の開口部34aに連通するように開口されている。接続部34bが形成された一方の開口部34aと、接続部34bが形成されていない他方の開口部34aとは、クーリング部材35とカバー13との間に形成される円環状の隙間53により連通される。   The coolant outflow path 34 includes a pair of openings 34a and 34a having a semi-annular shape located between the openings 30a and 30b of the sealing liquid outflow path 30, and a connection portion 34b for returning to the coolant supply section. Prepare. Each opening 34 a, 34 a is formed in a C shape whose both ends are located in the vicinity of each communication portion 30 c, 30 c of the sealing liquid outflow passage 30. The connection portion 34b is formed so that one end is located on the outer peripheral portion of the cover 13, and the other end is opened so as to communicate with the one opening portion 34a. One opening 34 a in which the connection portion 34 b is formed communicates with the other opening 34 a in which the connection portion 34 b is not formed by an annular gap 53 formed between the cooling member 35 and the cover 13. Is done.

ハウジング11内に位置するように、回転軸2にはスリーブ14が一体的に回転するように嵌められている。スリーブ14には、ケーシング1側に位置するようにフランジ部14aが設けられている。このフランジ部14aの外周部には、ケーシング1内の揚水の流入を遮断するためのラビリンス25aを備えたポンピングリング24が固定されている。ポンピングリング24の外周部は、ハウジング本体12の内環部45に密接している。また、ポンプリング24には、周方向に所定間隔をもって溝が設けられ、この溝を形成していない部分により羽根部25bが構成される。フランジ部14aおよびポンピングリング24で囲まれた内部には、スリーブ14を介して回転軸2と一体的に回転される従動リング17が固定されている。   A sleeve 14 is fitted to the rotary shaft 2 so as to rotate integrally so as to be positioned in the housing 11. The sleeve 14 is provided with a flange portion 14a so as to be positioned on the casing 1 side. A pumping ring 24 having a labyrinth 25a for blocking the inflow of pumped water in the casing 1 is fixed to the outer peripheral portion of the flange portion 14a. The outer peripheral portion of the pumping ring 24 is in close contact with the inner ring portion 45 of the housing body 12. Further, the pump ring 24 is provided with grooves at a predetermined interval in the circumferential direction, and a blade portion 25b is constituted by a portion where the grooves are not formed. A driven ring 17 that is rotated integrally with the rotary shaft 2 via the sleeve 14 is fixed inside the flange portion 14 a and the pumping ring 24.

従動リング17に対向してシートリング20が配設されている。本実施形態のシートリング20は、カバー13に固定されたホルダ16内に固定される第1リング20Aと、この第1リング20Aに連結された第2リング20Bとを備える。カバー13とシートリング20との間には、スプリング19が配設されている。回転軸2の軸線に沿ったスプリング19の付勢により、シートリング20が従動リング17に対して弾性的に押し付けられ、その当接部分が封止液室23を封止する摺動面22を構成する。本実施形態の摺動面22は、ポンプリング24の羽根部25bの径方向内側に位置する。   A seat ring 20 is disposed to face the driven ring 17. The seat ring 20 of the present embodiment includes a first ring 20A that is fixed in a holder 16 that is fixed to the cover 13, and a second ring 20B that is connected to the first ring 20A. A spring 19 is disposed between the cover 13 and the seat ring 20. Due to the urging of the spring 19 along the axis of the rotary shaft 2, the seat ring 20 is elastically pressed against the driven ring 17, and the abutting portion of the sliding surface 22 seals the sealing liquid chamber 23. Configure. The sliding surface 22 of this embodiment is located on the radially inner side of the blade portion 25 b of the pump ring 24.

ハウジング11内には、従動リング17の外周部に位置するように封止液室23が形成される。また、封止液室23の外周部に位置するように、内環部45によって区画された円筒状の熱交換室26が形成される。封止液室23と熱交換室26とは、ハウジング本体12の内環部45に形成した封止液流入路29と、カバー13に形成した前述の封止液流出路30により連通されている。封止液流入路29は、ポンプリング24の羽根部25bの径方向外側に位置するように、内環部45の周方向に所定間隔をあけて形成した貫通穴からなる。径方向に対向する一対の封止液流入路29には、ポンプリング24の外周部に向けて突出する井堰部29b(図11参照)が設けられている。   A sealing liquid chamber 23 is formed in the housing 11 so as to be positioned on the outer peripheral portion of the driven ring 17. Further, a cylindrical heat exchange chamber 26 partitioned by the inner ring portion 45 is formed so as to be positioned on the outer peripheral portion of the sealing liquid chamber 23. The sealing liquid chamber 23 and the heat exchange chamber 26 are communicated with each other by a sealing liquid inflow path 29 formed in the inner ring portion 45 of the housing body 12 and the above-described sealing liquid outflow path 30 formed in the cover 13. . The sealing liquid inflow passage 29 is formed of through holes formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the inner ring portion 45 so as to be located on the radially outer side of the blade portion 25 b of the pump ring 24. The pair of sealing liquid inflow passages 29 that are opposed to each other in the radial direction is provided with a well weir portion 29 b (see FIG. 11) that protrudes toward the outer peripheral portion of the pump ring 24.

ハウジング11は、冷却液を熱交換室26に循環供給するために、ハウジング本体12に設けた冷却液流入路32と、ハウジング本体12およびケーシング1の間に形成した前述の円環状開口部33aと、カバー13に形成した前述の冷却液流出路34とからなる冷却液通路を備える。冷却液流入路32は、一端がハウジング本体12の外環部47の外面中央に位置し、他端がリブ49の近傍に位置するように傾斜して延びる。   The housing 11 circulates and supplies the coolant to the heat exchange chamber 26, and the coolant inlet passage 32 provided in the housing body 12 and the above-described annular opening 33a formed between the housing body 12 and the casing 1 A cooling fluid passage formed of the above-described cooling fluid outflow passage 34 formed in the cover 13 is provided. The coolant inflow path 32 extends in an inclined manner so that one end is located at the center of the outer surface of the outer ring portion 47 of the housing body 12 and the other end is located in the vicinity of the rib 49.

第5実施形態の熱交換室26は、封止液の入口である封止液流入路29が軸方向の中心で径方向内側に設けられ、封止液の出口である封止液流出路30の開口部30aが軸方向の外側で径方向外側に設けられている。また、冷却液の入口である円環状開口部33aが軸方向の内側に設けられ、冷却液の出口である冷却液流出路34の開口部34aが軸方向の外側に設けられている。そして、熱交換室26内には、各実施形態と同様に、封止液および冷却液を混合させることなく区画し、一方を径方向に流動させるとともに他方を軸方向に流動させるクーリング部材35が配設されている。   In the heat exchange chamber 26 of the fifth embodiment, a sealing liquid inflow path 29 that is an inlet of the sealing liquid is provided radially inward at the center in the axial direction, and a sealing liquid outflow path 30 that is an outlet of the sealing liquid. The opening 30a is provided outside in the axial direction and radially outside. An annular opening 33a that is an inlet for the coolant is provided on the inner side in the axial direction, and an opening 34a of the coolant outlet channel 34 that is an outlet for the coolant is provided on the outer side in the axial direction. In the heat exchange chamber 26, as in each embodiment, there is a cooling member 35 that partitions the sealing liquid and the cooling liquid without mixing them, and causes one to flow in the radial direction and the other to flow in the axial direction. It is arranged.

図10および図11に示すように、クーリング部材35は、熱伝導性に優れた材料により形成された円筒形状の部材である。クーリング部材35の外周部および内周部には、ハウジング本体12との間を封止するシールパッキン36が配設されている。クーリング部材35には、軸方向に延びて貫通する第1流路37が、周方向に所定角度をあけて複数設けられている。全ての第1流路37がカバー13の開口部34aに位置するように組み付けられる。また、クーリング部材35には、径方向に延びて貫通する第2流路38が、隣接する第1流路37,37間に位置するように周方向に所定角度をあけて複数設けられている。全ての第2流路38が外環部47の拡開部48に位置するように組み付けられる。   As shown in FIGS. 10 and 11, the cooling member 35 is a cylindrical member formed of a material having excellent thermal conductivity. A seal packing 36 that seals the housing body 12 is disposed on the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the cooling member 35. The cooling member 35 is provided with a plurality of first flow paths 37 extending in the axial direction and penetrating at a predetermined angle in the circumferential direction. All the first flow paths 37 are assembled so as to be positioned in the openings 34 a of the cover 13. The cooling member 35 is provided with a plurality of second flow passages 38 extending in the radial direction and penetrating at a predetermined angle in the circumferential direction so as to be positioned between the adjacent first flow passages 37, 37. . All the second flow paths 38 are assembled so as to be positioned in the expanded portion 48 of the outer ring portion 47.

このように構成したメカニカルシール10は、封止液室23を含む、封止液流入路29、封止液流出路30および第2流路38が封止液流路を構成する。流体機械の回転軸2が回転されると、スリーブ14を介してポンプリング24がハウジング11内で回転する。すると、封止液室23内の封止液が羽根部25bにより周方向かつ径方向外向きに掻き回される。ポンピングリング24の外周部の封止液は、井堰部29bによる堰き止め作用により、内環部45の封止液流入路29を通って熱交換室26内へ流動する。そして、熱交換室26内に配設したクーリング部材35の各第2流路38を通って径方向外側へ流動する。その後、熱交換室26の拡開部48に流入した後、封止液流出路30の外側の開口部30aから連通部30cを経て、内側の開口部30bから封止液室23へ循環される。   In the mechanical seal 10 configured as described above, the sealing liquid inflow path 29, the sealing liquid outflow path 30, and the second flow path 38 including the sealing liquid chamber 23 constitute a sealing liquid flow path. When the rotary shaft 2 of the fluid machine is rotated, the pump ring 24 rotates in the housing 11 via the sleeve 14. Then, the sealing liquid in the sealing liquid chamber 23 is stirred by the blade portion 25b in the circumferential direction and radially outward. The sealing liquid at the outer peripheral portion of the pumping ring 24 flows into the heat exchange chamber 26 through the sealing liquid inflow passage 29 of the inner ring portion 45 by a blocking action by the well weir portion 29b. Then, it flows radially outward through the second flow paths 38 of the cooling member 35 disposed in the heat exchange chamber 26. Then, after flowing into the expansion part 48 of the heat exchange chamber 26, it is circulated from the outer opening 30 a of the sealing liquid outflow passage 30 through the communication part 30 c to the sealing liquid chamber 23 from the inner opening 30 b. .

また、メカニカルシール10は、冷却液流入路32、円環状開口部33a冷却液流出路34および第1流路37が冷却液流路を構成する。冷却液供給部からメカニカルシール10へ冷却液を供給すると、冷却液流入路32を通して円環状開口部33aに流入する。その後、熱交換室26内に配設したクーリング部材35の各第1流路37を通って軸方向に流動した後、冷却液流出路34を通って冷却液供給部へ戻される。   In the mechanical seal 10, the coolant inflow path 32, the annular opening 33 a, the coolant outflow path 34, and the first flow path 37 constitute a coolant flow path. When the coolant is supplied from the coolant supply unit to the mechanical seal 10, it flows into the annular opening 33 a through the coolant inflow path 32. After that, after flowing in the axial direction through each first flow path 37 of the cooling member 35 disposed in the heat exchange chamber 26, it is returned to the cooling liquid supply section through the cooling liquid outflow path 34.

クーリング部材35では、高温の封止液が第2通路38を通って径方向に流動し、低温の冷却液が第1通路37と通って軸方向に流動する。また、カバー13では、低温の冷却液が開口部34aを通って接続部34bへ向けて周方向に流動し、高温の封止液が開口部34aの外側に位置する開口部30aから内側に位置する開口部30bへ向けて流動する。そして、カバー13およびクーリング部材35は熱伝導性に優れた材料により形成されているため、熱交換(平衡)作用により、封止液は冷却され、冷却液は昇温される。   In the cooling member 35, the high-temperature sealing liquid flows in the radial direction through the second passage 38, and the low-temperature cooling liquid flows in the axial direction through the first passage 37. In the cover 13, the low-temperature coolant flows in the circumferential direction toward the connection portion 34 b through the opening 34 a, and the high-temperature sealing liquid is located on the inner side from the opening 30 a located outside the opening 34 a. It flows toward the opening 30b. Since the cover 13 and the cooling member 35 are formed of a material having excellent thermal conductivity, the sealing liquid is cooled and the temperature of the cooling liquid is raised by heat exchange (equilibrium) action.

第5実施形態のメカニカルシール10は、各実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。しかも、第5実施形態では、クーリング部材35によって区画した熱交換室26内だけでなく、カバー13内でも封止液と冷却液の熱交換作用を得ることができる。よって、クーリング部材35を含む熱交換室26を小さくしても、カバー13内にて熱交換効率を補うことができる。よって、クーリング部材35を含むハウジング本体12の径方向の大きさを小さくすることができる。   The mechanical seal 10 of 5th Embodiment can acquire the effect | action and effect similar to each embodiment. Moreover, in the fifth embodiment, the heat exchange action between the sealing liquid and the cooling liquid can be obtained not only in the heat exchange chamber 26 partitioned by the cooling member 35 but also in the cover 13. Therefore, even if the heat exchange chamber 26 including the cooling member 35 is made small, the heat exchange efficiency can be supplemented in the cover 13. Therefore, the size of the housing body 12 including the cooling member 35 in the radial direction can be reduced.

なお、本発明のメカニカルシール10は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。   The mechanical seal 10 of the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made.

例えば、第1から第4実施形態では、流入路29,32および流出路30,34を、熱交換室26の半径の両端である内周部と外周部とに開口させたが、直径の両端である外周部の対向位置に開口させてもよい。また、第5実施形態のように、一方を径方向の内側または外側で開口させ、他方を軸方向の一端で開口させてもよい。   For example, in the first to fourth embodiments, the inflow passages 29 and 32 and the outflow passages 30 and 34 are opened to the inner peripheral portion and the outer peripheral portion, which are both ends of the radius of the heat exchange chamber 26, but both ends of the diameter You may make it open in the opposing position of the outer peripheral part which is. Further, as in the fifth embodiment, one may be opened at the inner side or the outer side in the radial direction, and the other may be opened at one end in the axial direction.

また、第1〜3,5実施形態では、円筒形状としたクーリング部材35に、軸方向に貫通する第1流路37と、径方向に貫通する第2流路38とを設けたが、図13に示すように、径方向から流入して軸方向に流出する第1流路55と、軸方向から流入して径方向に流出する第2流路56とを設け、一方に封止液を流動させ、他方に冷却液を流動させる構成としてもよい。なお、この変形例では、封止液と冷却液とが混合することを防止するために、クーリング部材35の冷却液流出路34の部分にはパッキン(Oリング)57が配設されている。このようにしても、各実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。   In the first to third and fifth embodiments, the cylindrical cooling member 35 is provided with the first flow path 37 penetrating in the axial direction and the second flow path 38 penetrating in the radial direction. 13, a first flow path 55 that flows in from the radial direction and flows out in the axial direction and a second flow path 56 that flows in from the axial direction and flows out in the radial direction are provided, and a sealing liquid is provided on one side. It is good also as a structure which is made to flow and makes a cooling fluid flow to the other. In this modified example, a packing (O-ring) 57 is provided in the cooling liquid outflow path 34 of the cooling member 35 in order to prevent the sealing liquid and the cooling liquid from mixing. Even if it does in this way, the effect | action and effect similar to each embodiment can be acquired.

また、第1実施形態のクーリング部材35は、円筒形状をなす本体に第1流路37を径方向に隣接させて4個1組として設け、第2流路38を軸方向に隣接させて3個1組として設けたが、第5実施形態のように、連続する長円形状の1個のみとし、それぞれ周方向に所定間隔をもって設けるようにしてもよい。   Moreover, the cooling member 35 of 1st Embodiment is provided in the main body which makes | forms a cylindrical shape, the 1st flow path 37 is adjacent to radial direction as one set, and the 2nd flow path 38 is adjacent to an axial direction, and is 3 Although provided as one set, as in the fifth embodiment, only one continuous oval shape may be provided and provided at predetermined intervals in the circumferential direction.

また、第5実施形態では、カバー13に液流路の一部である封止液流出路30と冷却液流出路34とを設けたが、封止液流入路29と冷却液流入路32とを設けてもよい。また、封止液流入路29と冷却液流出路34とを設けてもよいうえ、封止液流出路30と冷却液流入路32とを設けてもよい。   In the fifth embodiment, the sealing liquid outflow path 30 and the cooling liquid outflow path 34 which are part of the liquid flow path are provided in the cover 13, but the sealing liquid inflow path 29 and the cooling liquid inflow path 32 are provided. May be provided. Further, the sealing liquid inflow path 29 and the cooling liquid outflow path 34 may be provided, and the sealing liquid outflow path 30 and the cooling liquid inflow path 32 may be provided.

また、カバー13に液流路の一部を形成する第5実施形態も第1実施形態と同様に、冷却液によってシートリング20を直接冷却する構成としてもよい。また、第5実施形態でも、封止液を軸方向に流動させ、冷却液を径方向に流動させる構成としてもよい。   Further, the fifth embodiment in which a part of the liquid flow path is formed in the cover 13 may be configured to directly cool the seat ring 20 with the coolant as in the first embodiment. In the fifth embodiment, the sealing liquid may flow in the axial direction and the cooling liquid may flow in the radial direction.

また、従動リング17およびシートリング20の具体的な形状は、摺動面22の構成等の基本的な機能を実現できる限り、実施形態の構成に限定されない。循環手段もポンピングリング24に限られず、封止液の循環を実現できる限り、実施形態の構成に限定されない。   Further, the specific shapes of the driven ring 17 and the seat ring 20 are not limited to the configuration of the embodiment as long as the basic functions such as the configuration of the sliding surface 22 can be realized. The circulating means is not limited to the pumping ring 24 and is not limited to the configuration of the embodiment as long as the sealing liquid can be circulated.

1…ケーシング
2…回転軸
10…メカニカルシール
11…ハウジング
12…ハウジング本体
13…カバー
14…スリーブ
17…従動リング(回転環)
20…シートリング(固定環)
22…摺動面
23…封止液室
24…ポンピングリング(循環手段)
26…熱交換室
29…封止液流入路
30…封止液流出路
31…冷却液室
32…冷却液流入路
33…分流部
34…冷却液流出路
35…クーリング部材
37…第1流路
38…第2流路
39…分割ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Casing 2 ... Rotating shaft 10 ... Mechanical seal 11 ... Housing 12 ... Housing main body
13 ... cover 14 ... sleeve 17 ... driven ring (rotating ring)
20 ... Seat ring (fixed ring)
22 ... Sliding surface 23 ... Sealing liquid chamber 24 ... Pumping ring (circulation means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 26 ... Heat exchange chamber 29 ... Sealing liquid inflow path 30 ... Sealing liquid outflow path 31 ... Cooling liquid chamber 32 ... Cooling liquid inflow path 33 ... Diverging part 34 ... Cooling liquid outflow path 35 ... Cooling member 37 ... 1st flow path 38 ... second flow path 39 ... divided unit

Claims (9)

流体機械のケーシングに固定され、前記流体機械の回転軸を貫通させたハウジングと、
前記ハウジング内に回転可能に配設され、前記回転軸と一体的に回転する回転環と、
前記ハウジング内に回転不可能に配設され、前記回転環が当接して摺動面を形成する固定環と、
前記回転環の外周部に形成された封止液室と、
前記封止液室の外周部に形成された環状の熱交換室と、
前記封止液室と前記熱交換室とを連通させる封止液流入路および封止液流出路と、
前記熱交換室に連通され、前記ハウジング外の冷却液を循環供給するための冷却液流入路および冷却液流出路と、
前記熱交換室内に配設され、前記封止液流入路からの封止液と前記冷却液流入路からの冷却液とを区画して流動させる略円筒状のクーリング部材と、
前記封止液流入路から前記クーリング部材および前記封止液流出路を経て前記封止液室内へ封止液を循環させる循環手段と、
を備え、
前記クーリング部材は、前記熱交換室内において、封止液および冷却液のうち一方を径方向に流動させるとともに他方を軸方向に流動させる構成であることを特徴とするメカニカルシール。
A housing fixed to the casing of the fluid machine and passing through the rotating shaft of the fluid machine;
A rotating ring disposed rotatably in the housing and rotating integrally with the rotating shaft;
A stationary ring disposed in the housing in a non-rotatable manner, wherein the rotating ring contacts and forms a sliding surface;
A sealing liquid chamber formed on the outer periphery of the rotating ring;
An annular heat exchange chamber formed on the outer periphery of the sealing liquid chamber;
A sealing liquid inflow path and a sealing liquid outflow path for communicating the sealing liquid chamber and the heat exchange chamber;
A coolant inflow passage and a coolant outflow passage, which are communicated with the heat exchange chamber and circulate and supply the coolant outside the housing;
A substantially cylindrical cooling member that is disposed in the heat exchange chamber and separates and flows the sealing liquid from the sealing liquid inflow path and the cooling liquid from the cooling liquid inflow path;
A circulating means for circulating a sealing liquid from the sealing liquid inflow path to the sealing liquid chamber through the cooling member and the sealing liquid outflow path;
Bei to give a,
In the heat exchange chamber, the cooling member is configured to cause one of a sealing liquid and a cooling liquid to flow in the radial direction and the other to flow in the axial direction .
流体機械のケーシングに固定され、前記流体機械の回転軸を貫通させたハウジングと、
前記ハウジング内に回転可能に配設され、前記回転軸と一体的に回転する回転環と、
前記ハウジング内に回転不可能に配設され、前記回転環が当接して摺動面を形成する固定環と、
前記回転環の外周部に形成された封止液室と、
前記封止液室の外周部に形成された環状の熱交換室と、
前記封止液室と前記熱交換室とを連通させる封止液流入路および封止液流出路と、
前記熱交換室に連通され、前記ハウジング外の冷却液を循環供給するための冷却液流入路および冷却液流出路と、
前記熱交換室内に配設され、前記封止液流入路からの封止液と前記冷却液流入路からの冷却液とを区画して流動させる略円筒状のクーリング部材と、
前記封止液流入路から前記クーリング部材および前記封止液流出路を経て前記封止液室内へ封止液を循環させる循環手段と、
を備え、
前記クーリング部材は、前記熱交換室内に液密に配設される円筒形状であり、封止液および冷却液のいずれか一方が流動される第1流路と、封止液および冷却液のいずれか他方が流動される第2流路とを有することを特徴とするメカニカルシール。
A housing fixed to the casing of the fluid machine and passing through the rotating shaft of the fluid machine;
A rotating ring disposed rotatably in the housing and rotating integrally with the rotating shaft;
A stationary ring disposed in the housing in a non-rotatable manner, wherein the rotating ring contacts and forms a sliding surface;
A sealing liquid chamber formed on the outer periphery of the rotating ring;
An annular heat exchange chamber formed on the outer periphery of the sealing liquid chamber;
A sealing liquid inflow path and a sealing liquid outflow path for communicating the sealing liquid chamber and the heat exchange chamber;
A coolant inflow passage and a coolant outflow passage, which are communicated with the heat exchange chamber and circulate and supply the coolant outside the housing;
A substantially cylindrical cooling member that is disposed in the heat exchange chamber and separates and flows the sealing liquid from the sealing liquid inflow path and the cooling liquid from the cooling liquid inflow path;
A circulating means for circulating a sealing liquid from the sealing liquid inflow path to the sealing liquid chamber through the cooling member and the sealing liquid outflow path;
Bei to give a,
The cooling member has a cylindrical shape that is liquid-tightly disposed in the heat exchange chamber, and includes either a first flow path through which one of the sealing liquid and the cooling liquid flows, and any of the sealing liquid and the cooling liquid. A mechanical seal having a second flow path through which the other flows .
流体機械のケーシングに固定され、前記流体機械の回転軸を貫通させたハウジングと、
前記ハウジング内に回転可能に配設され、前記回転軸と一体的に回転する回転環と、
前記ハウジング内に回転不可能に配設され、前記回転環が当接して摺動面を形成する固定環と、
前記回転環の外周部に形成された封止液室と、
前記封止液室の外周部に形成された環状の熱交換室と、
前記封止液室と前記熱交換室とを連通させる封止液流入路および封止液流出路と、
前記熱交換室に連通され、前記ハウジング外の冷却液を循環供給するための冷却液流入路および冷却液流出路と、
前記熱交換室内に配設され、前記封止液流入路からの封止液と前記冷却液流入路からの冷却液とを区画して流動させる略円筒状のクーリング部材と、
前記封止液流入路から前記クーリング部材および前記封止液流出路を経て前記封止液室内へ封止液を循環させる循環手段と、
を備え、
前記クーリング部材は、複数の分割ユニットによって構成された略円筒形状であり、
前記各分割ユニットは、封止液および冷却液のいずれか一方が流動される第1流路を有し、
前記熱交換室内の隣接する前記分割ユニットの間には、封止液および冷却液のいずれか他方が流動される第2流路が形成されていることを特徴とするメカニカルシール。
A housing fixed to the casing of the fluid machine and passing through the rotating shaft of the fluid machine;
A rotating ring disposed rotatably in the housing and rotating integrally with the rotating shaft;
A stationary ring disposed in the housing in a non-rotatable manner, wherein the rotating ring contacts and forms a sliding surface;
A sealing liquid chamber formed on the outer periphery of the rotating ring;
An annular heat exchange chamber formed on the outer periphery of the sealing liquid chamber;
A sealing liquid inflow path and a sealing liquid outflow path for communicating the sealing liquid chamber and the heat exchange chamber;
A coolant inflow passage and a coolant outflow passage, which are communicated with the heat exchange chamber and circulate and supply the coolant outside the housing;
A substantially cylindrical cooling member that is disposed in the heat exchange chamber and separates and flows the sealing liquid from the sealing liquid inflow path and the cooling liquid from the cooling liquid inflow path;
A circulating means for circulating a sealing liquid from the sealing liquid inflow path to the sealing liquid chamber through the cooling member and the sealing liquid outflow path;
Bei to give a,
The cooling member has a substantially cylindrical shape constituted by a plurality of divided units,
Each of the divided units has a first flow path through which either the sealing liquid or the cooling liquid flows.
A mechanical seal characterized in that a second flow path through which either the sealing liquid or the cooling liquid flows is formed between the adjacent divided units in the heat exchange chamber .
前記各分割ユニットは、扇形形状であり、
前記第1流路は、前記熱交換室の軸方向の一端側で開口する前記封止液流入路または前記冷却液流入路と、前記熱交換室の軸方向の他端側で開口する前記封止液流出路または前記冷却液流出路とを接続していることを特徴とする請求項に記載のメカニカルシール。
Each of the divided units has a fan shape,
Wherein said first flow path, and the sealing liquid inlet passage or the coolant inlet passage opening at one end side in the axial direction before Symbol heat exchange chamber, open at the other axial end side of the heat exchange chamber mechanical seal according to claim 3, characterized in that connects the sealing fluid outflow passage or the coolant outlet passage.
前記クーリング部材は、前記熱交換室内において、封止液および冷却液のうち一方を径方向に流動させるとともに他方を軸方向に流動させることを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載のメカニカルシール。 The cooling member, in the heat exchange chamber, to any one of claims 2 to 4, characterized in that flowing the other in the axial direction together with flowing the one of the sealing liquid and the cooling liquid in the radial direction The mechanical seal described. 前記封止液流入路および前記封止液流出路を、前記熱交換室の軸方向および径方向のいずれか一方の一端側と他端側とで開口させるとともに、
前記冷却液流入路および前記冷却液流出路を、前記熱交換室の軸方向および径方向のいずれか他方の一端側と他端側とで開口させたことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のメカニカルシール。
While opening the sealing liquid inflow path and the sealing liquid outflow path at one end side and the other end side in either the axial direction or the radial direction of the heat exchange chamber,
6. The cooling liquid inflow path and the cooling liquid outflow path are opened at one end side and the other end side of either the axial direction or the radial direction of the heat exchange chamber , respectively. The mechanical seal of any one of Claims .
前記封止液流入路を前記封止液室の前記摺動面と離れた位置に開口させるとともに、前記封止液流出路を前記封止液室の前記摺動面と近接した位置に開口させたことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のメカニカルシール。 The sealing liquid inflow path is opened at a position away from the sliding surface of the sealing liquid chamber, and the sealing liquid outflow path is opened at a position close to the sliding surface of the sealing liquid chamber. The mechanical seal according to any one of claims 1 to 6, wherein the mechanical seal is provided. 前記固定環の外周部に、前記冷却液流入路に連通する冷却液室を更に設けたことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のメカニカルシール。 The mechanical seal according to any one of claims 1 to 7 , further comprising a cooling liquid chamber communicating with the cooling liquid inflow path in an outer peripheral portion of the stationary ring. 前記ハウジングは、前記ケーシングに固定されるハウジング本体と、前記ハウジング本体の前記ケーシングと逆側端部を閉塞するカバーと、を備え、
前記封止液流入路および前記封止液流出路からなる封止液流路の一部と、前記冷却液流入路および前記冷却液流出路からなる冷却液流路の一部とを、前記カバーに形成したことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のメカニカルシール。
The housing includes a housing main body fixed to the casing, and a cover that closes an end opposite to the casing of the housing main body,
The cover includes a part of a sealing liquid flow path including the sealing liquid inflow path and the sealing liquid outflow path, and a part of the cooling liquid flow path including the cooling liquid inflow path and the cooling liquid outflow path. mechanical seal according to any one of claims 1 8, characterized in that formed on.
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