JPH0146016B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低温の液体を取り扱う要気密機器に
適用される軸受部シール装置に係り、例えばポン
プのグランド部における低温に起因する氷結を防
止でき、かつ当該部分から漏洩する要気密機器内
流通低温流体（機内流体）を監視できる軸受部シ
ール装置に関する。

一般に、液化石油ガス（LPG）、液化天然ガス
（LNG）等は、通常低温の液体として取り扱われ
るが、これらは常温で容易に気化し、メカニカル
シール等から漏洩し易い。

ここで、LPGやLNGは引火性が高く、このよ
うな流体を移送するポンプにおいては、ポンプグ
ランド部からの当該流体の漏洩は安全上重要な監
視ポイントである。このため、従来は、作業員の
五感によつたり、あるいは、ポンプの近傍にガス
検知器を設けて漏洩のチエツクを行なつていた。

しかし、このような従来の方法によつては微量
な漏洩を早期に発見することができず、安全上の
問題点となつていた。

また、低温LPGやLNG等の低温流体を移送す
るポンプにおいては、メカニカルシール部の昇温
により低温流体が蒸発してガス化しないように、
低温の冷却流体を流通させてシール部を冷却して
いる。この際、冷却流体によるシール部の冷却あ
るいは機内流体によるグランド部の冷却等によつ
て、当該部分に周囲の空気中の水分が氷結してポ
ンプの動作に悪影響を与える可能性があるため、
メカニカルシール部に乾燥した不活性ガス、例え
ばドライ窒素ガスを供給して氷結防止をしてい
る。しかし、従来は窒素ガスを常時供給して軸受
部の周囲から噴出させているため、ドライ窒素ガ
スの使用量が多く、運転コストを増加させるとい
う欠点もあつた。

本発明の目的は、要気密機器内を流通する低温
流体の取り扱いを確実にし、運転効率を高めかつ
コストを低減できるとともに、流通する低温流体
の微量の漏洩をも容易に検知でき、異常の初期状
態での発見を可能にして安全性の高い軸受部シー
ル装置を提供するにある。

本発明は、軸受部シール装置として、冷却流体
を流通させたメカニカルシールを用い、このメカ
ニカルシールの周囲を囲繞するシール室を設け
て、シール部に供給されるグランド部氷結防止用
気体を封止することによりその供給量を削減する
一方、メカニカルシール部分を外気から遮断して
低温に保ち、流通する低温流体の気化を防止す
る。また、要気密機器内を流通する低温流体のシ
ール部への洩れは、前記冷却流体内へ混入するで
あろうことに着目し、冷却流体の循環通路の途
中、例えば冷却流体貯留用ポツトなどに機内流体
の微量検出をできる流体検知器を設置することに
より、漏洩の早期発見を可能にして前記目的を達
成しようとするものである。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

全体の概略構成が示される第１図において、
LPG、LNG等の低温流体（機内流体）を移送す
る要気密機器としてのポンプ１０のケーシング１
１には、軸受ブツシユ１２が取付けられるととも
に、この軸受ブツシユ１２にはメカニカルシール
２０が取付けられ、これらの軸受ブツシユ１２及
びメカニカルシール２０を貫通して駆動軸１３が
回転自在に支持されている。この駆動軸１３のメ
カニカルシール２０から突出した上端部には、カ
ツプリング１４及び連結軸１５等を介して図示し
ないポンプ駆動モータの出力軸が連結され、ポン
プ１０の駆動が行なえるようになつている。

前記ケーシング１１上には、メカニカルシール
２０を囲繞するように密閉構造の円筒状シール室
３０が設けられ、このシール室３０には、ガスケ
ツト等のシール部材３１を介して透明板３２で閉
塞された覗き窓３３が設けられるとともに、同じ
くガスケツト等のシール部材３４を介して閉塞板
３５で閉塞された組立て分解操作用窓３６が設け
られている。

前記メカニカルシール２０には、グランド部氷
結防止用気体としてのドライ窒素ガスを供給する
バルブ４１付きの気体供給管路４２が接続される
とともに、メカニカルシールを冷却する冷却流体
としての冷却オイル５１を供給及び返戻する冷却
流体供給管路５２及び冷却流体返戻管路５３が接
続されている。これらの各管路４２，５２，５３
はそれぞれ前記シール室３０を貫通して配管され
るとともに、その貫通部はそれぞれ適宜な手段で
密封されている。また、冷却オイル５１の供給管
路５２及び返戻管路５３はシール室３０の外部で
それぞれ冷却オイル貯留用ポツト５４に接続さ
れ、冷却オイル５１の循環用の閉じた循環通路が
形成されている。

前記ポツト５４には冷却オイル５１の液面を検
出する液面計５５が設けられるとともに、ポツト
内圧力を検出する圧力計５６がバルブ５７を介し
て接続され、さらに、要気密機器としてのポンプ
１０内を流通する流体を微量でも検知しうる流体
検知器６０がバルブ６１を介して接続されてい
る。この検知器６０としては市販の検知器が用い
られ、ポンプ１０内流体に応じて適宜な性能の検
知器が用いられる。

なお、ポンプ１０内を流通する機内流体は、図
中矢印で示されるように、左方から吸入され右方
へ吐出されるようになつている。

第２図には第１図の部すなわちメカニカルシ
ール２０の部分の詳細構造が示され、このメカニ
カルシール２０は通常の市販品が用いられてい
る。第２図において、メカニカルシール２０のメ
カニカルシールカバー２１は軸受ブツシユ１２に
固定されるとともに、シヤフトスリーブ２２はポ
ンプ１０の駆動軸１３に固定されている。これら
のメカニカルシールカバー２１とシヤフトスリー
ブ２２との間において、機内側すなわち軸受ブツ
シユ１２に近い下部側には第１のメカニカルシー
ル部２３が設けられるとともに、機外側すなわち
上部側には第２のメカニカルシール部２４が設け
られ、いわゆるダブルメカニカルシールが構成さ
れている。これらの第１、第２のメカニカルシー
ル部２３，２４間には前記冷却オイル５１の供給
管路５２及び返戻管路５３が接続され、メカニカ
ルシール２０内の冷却が行なえるようになつてい
る。また、第２のメカニカルシール部２４よりも
さらに機外側には前記窒素ガスの供給管路４２が
接続され、メカニカルシールカバー２１の上端部
への氷結が防止されている。

このような構成において、何らかの原因でメカ
ニカルシール２０に異常が生じた場合には、機内
側の第１のメカニカルシール部２３からポンプ内
流体が冷却オイル５１内に混入し、冷却オイル５
１の循環に伴ないポツト５４内に流入する。この
ポツト５４内の機内流体のガス濃度が所定値を超
えると検知器６０で漏洩が検出され、図示しない
警報装置で表示あるいは警告音が発せられ、異常
の早期発見がなされる。

実験によれば、機内流体として液体低温プロパ
ン（−42℃）及びブタン（−５℃）を200ton／毎
時流通させるポンプに本発明を適用したところ、
停止中では検知器６０によりガス漏洩が検知され
ない状態のポンプ１０を起動すると、起動初期の
メカニカルシール２０の昇温中に検出器６０で漏
洩が検知されることがあつた。この場合、目視点
検では異常は認められず、昇温過程の完了した数
分後には検知がされなくなつた。このように、従
来は見逃がされていたメカニカルシール昇温時の
各部の温度差等に基づく微妙なクリアランス変化
により生ずる微量漏洩も確実に検知できた。

また、ポンプ１０の駆動時において、気体供給
管路４２から供給されるドライ窒素ガスは、シー
ル室３０を設けたことにより、当該シール室３０
内への充填に至る初期の一定時間の供給と、その
後の間欠的な供給とでまかなえ、連続供給はなさ
れない。

なお、ポンプ１０が停止されているときは、冷
却オイル５１の循環はないが、下部の第１のメカ
ニカルシール部２３からの洩れは、冷却オイル５
１のメカニカルシール内入口から漏洩ガスの気泡
が供給管路５２内に入り、この管路５２内を逆流
してポツト５４内に至つて検知器６０で検知され
ることとなる。

上述のような本実施例によれば、次のような効
果がある。すなわち、ポンプ１０の構造上のウイ
ークポイントである軸受部における漏洩を常時監
視できるとともに、自動検知が可能であるから監
視の省力化、無人化を図ることができる。また、
冷却オイル５１の循環系で検知するようにしたか
ら、従来に比べて微量の漏洩を迅速に検知でき、
検知性能の向上と異常の早期発見とを達成でき
る。この際、検知器６０を冷却オイル５１のポツ
ト５４に接続したから、特別なガス溜り室を必要
とすることなく、従来製品にも容易に適用でき
る。さらに、メカニカルシール２０の周囲をシー
ル室３０で囲繞したから、氷結防止用のドライ窒
素ガスの供給量を大巾に削減でき、運転コストの
低減を図れる。

なお、実施にあたり、メカニカルシール２０は
図示の構造に限らず、他の一般のメカニカルシー
ルでもよく、要するに冷却流体を循環させる構造
であればよい。また、検知器６０の設置位置は、
ポツト５４に接続するものに限らず、供給管路５
２、メカニカルシール２０内等の冷却オイル５１
の循環通路のどこでもよい。しかし、ポツト５４
に設ければ前述の利点がある。さらに、要気密機
器としてはポンプ１０に限らずコンプレツサ等の
他の機器でもよく、要するに気密を必要とし、軸
受部からの機内流体の漏洩が問題となる機器であ
ればよい。また、検知精度の向上により、操業上
問題とならない漏洩も検知する可能性があるが、
これは検出器６０の検知精度の調整あるいはポツ
ト５４内を一定時間ごとに手動あるいは自動的に
開放すること等により解決できる。さらに、機内
流体としてはLPG等の可燃性流体に限らず毒性
流体等の低温流体にも本発明は適用できる。

上述のように本発明によれば、氷結防止用気体
の供給量を削減できるとともに、機内流体の微量
漏洩をも検知でき、運転コストが低く安全性の高
い軸受部シール装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体概略構成を示
す断面図、第２図は第１図の部の拡大半断面図
である。 １０……要気密機器としてのポンプ、２０……
メカニカルシール、２１……メカニカルシールカ
バー、２３……第１のメカニカルシール部、２４
……第２のメカニカルシール部、３０……シール
室、４２……氷結防止用気体供給管路、５１……
冷却流体としての冷却オイル、５２……冷却流体
供給管路、５３……冷却流体返戻管路、５４……
冷却流体貯留用ポツト、６０……流体検知器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 要気密機器の軸挿通部にメカニカルシールを
   設けるとともに、このメカニカルシールに冷却流
   体を流通させた軸受部シール装置において、前記
   メカニカルシールには冷却流体流通部分より外側
   にグランド部氷結防止用気体が供給されるととも
   に、当該メカニカルシールの周囲を囲繞して前記
   メカニカルシールに供給されたグランド部氷結防
   止用気体を内部に収容するシール室が設けられ、
   さらに、前記冷却流体の循環通路の途中に要気密
   機器内流通低温流体を検出する流体検知器が設け
   られたことを特徴とする軸受部シール装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記流体検
   知器は、冷却液貯留用ポツトに設けられたことを
   特徴とする軸受部シール装置。