JPH0215085Y2

JPH0215085Y2 -

Info

Publication number: JPH0215085Y2
Application number: JP1984063127U
Authority: JP
Priority date: 1984-04-28
Filing date: 1984-04-28
Publication date: 1990-04-24
Also published as: JPS60175960U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、ガス圧縮機等に使用される液封式軸
封装置に関するものである。

従来、この種のガス圧縮機に使用されている液
封式軸封装置は第１図に示すように構成されてい
る。すなわちヘツドタンク２０の封液はポンプ１
７、調整弁１８を介して給入口５に供給されると
ともに、調整弁１８と給入口５の間にヘツドタン
ク２０よりの管路が接続されている。またヘツド
タンク２０の上部には高圧室１１のガスが導入さ
れておりヘツドタンク２０には液面高さ検出器１
９が設置され、検出器１９の信号により液面高さ
が一定になるように調整弁１８が作動している。

一方、給入口５より供給された封液は、一部は
高圧側の吐出口１３より圧力調整弁１４および配
管１５を経てタンク１６に戻るが、大半の封液は
機内側シールリング３と機外側シールリング４の
間の液流入路８を通り、軸２と機内側シールリン
グ３の隙間Ａを通つて高圧室１１へと流入し、ま
た、機外側シールリング４と軸２との隙間Ｂを通
り機外側シールリング１０と軸２との隙間Ｃを経
て低圧室１２へと流入する。この二つの機外側シ
ールリング４および１０によつて仕切られた部分
は中間圧室９を構成する。低圧室１２に流入した
封液は流出口６よりタンク１６へと導びかれる
が、高圧室１１へ流入した封液は流出口７より流
出して廃液として処理される。したがつて、機内
側シールリング３と軸２との隙間Ａを流れる液量
を少なくする必要があるが、隙間Ａを流れる流量
は隙間の３乗に比例することから、隙間Ａは小さ
く設定されるとともに、隙間内の液はケーシング
１に支持される軸２の回転に伴なつて液の粘性摩
擦により発熱してその発熱量は軸２の回転数に比
例し、かつ、隙間の大きさに反比例する。

なお、第１図では高圧室１１と低圧室１２との
圧力差が大きい場合に使用される機外側シールリ
ングを二段に配置した例を示しているが、両室の
圧力差が小さい場合は機外側シールリング４のみ
が使用される。

しかしながらこのように構成された液封式軸封
装置によれば、機外側の隙間Ｂ，Ｃ部に比べて隙
間Ａ部の隙間が小さく、隙間Ａでは軸２の回転数
の上昇にともない隙間内の封液の発熱量が増加
し、その熱量の大半は軸２および機内側シールリ
ング３へと伝達され、軸２および機内側シールリ
ング３の温度上昇による熱膨張を招くおそれがあ
る。

一方、上記構造において、機内側シールリング
３は液流入路８を流れる液により冷却されるた
め、機内側シールリング３と軸２との隙間Ａは軸
２の熱膨張により小さくなり、隙間が小さくなる
と、隙間内の発熱量が増加し、さらに隙間が小さ
くなつて機内側シールリング３と軸２との焼損を
ひきおこす等の問題がある。

本考案は、かかる従来構造の問題点を解するた
めに提案されたもので、機内側シールリングの焼
損事故を防ぐとともに機内側シールリング部から
の漏洩量の調整を可能にすることを目的とした液
封式軸封装置を提供せんとするものであつて、か
かる目的を達成するための構成は、機外側シール
リングを二段構造とし、中間圧室の圧力を調整す
ることにより一段目の機外側シールリング部での
軸の冷却効果を可変とし、運転中に外部より機内
側シールリングの焼損を防止するとともに漏洩量
を調整可能にしたことを特徴とする。

以下、本考案に係る軸封装置を第２図に示した
実施例に基づいて詳細に説明する。なお、従来構
造と対応する同一部材には同じ符号を付して説明
を省略する。

まず一段目の機外側シールリング４と軸２との
間の隙間Ｂは、二段目の機外側シールリング１０
と軸２との間の隙間Ｃより大きくなるように機外
側シールリング４および１０を配置するととも
に、封液は中間圧室９より流出口２１を通り中間
圧室９の圧力を調整できるように設置した圧力調
整弁２２を経てタンク１６へと導びかれるように
構成されている。圧力調整弁２２は、機内側シー
ルリング３に設けたモニタ用の熱電対２３および
流出口７より流出する液量を流量計２４の出力信
号により制御装置２５に入力し、その弁開度を調
整することができるようになつている。

このように構成された本考案に係る液封式軸封
装置を作動させるにあたつては、まず給入口５よ
り導びかれた封液の一部は液流入路８を通るとと
もに一段目の機外側シールリング４と軸２との隙
間Ｂを通り、さらに二段目の機外側シールリング
１０と軸２との隙間Ｃを通つて低圧室１２へと流
出する。このとき、圧力調整弁２２が全閉のとき
は従来の機外側シールリング二段のシール機構と
同じであり、中間圧室９の圧力は隙間Ｂおよび隙
間Ｃの流路形状によつて決まる。

つぎに圧力調整弁２２の弁開度をコントロール
することにより、中間圧室９の圧力を変化させる
ことができるため、隙間Ｂを流れる封液の差圧
〔（流入路８の圧力）−（中間圧室９の圧力）〕を変
化させることができる。なお、隙間Ｂを流れる封
液の流量は、前述した差圧に比例するため、圧力
調整弁２２の弁開度により隙間Ｂを流れる封液の
流量を変化させることができるものである。流入
路８を経て〓間８に入る加熱されていない軸封液
は、シールリング３，４，１０と回転軸２との〓
間Ａ，Ｂ，Ｃで軸２の回転による軸封液の粘性抵
抗により加熱された回転軸２を冷却する。よつ
て、軸封液の流量を調整することにより、回転軸
２の熱膨張量を調整し、シール〓間Ａの大きさを
調整することができる。

したがつて、機内側シールリング３に設けた熱
電対２３によつて計測した機内側シールリング３
の温度がある値以上に上昇した場合には、制御装
置２５からの信号により圧力調整弁２２の弁開度
を大きくすることによつて中間圧室９の圧力を低
下させ、流入路８を経て〓間Ｂへ流入する軸封液
の流入を増加させて、回転軸２の冷却効果を高め
ることができる。よつて、回転軸２の熱膨張量が
減少し、〓間Ａが大きくなる。〓間Ａが大きくな
ると、〓間Ａ内における、回転軸２の回転により
軸封液の粘性抵抗によつて生じる発熱量が減少
し、よつてシールリング３の加熱が減少し、シー
ルリング３の温度が下がり、焼損を防止すること
ができる。

逆に、〓間Ａを通つて機外へ流出する流出を計
測する流量計２４により〓間Ａを通つて機外へ流
出する流量が所定の値より大きいという信号が制
御装置２５に入ると、この場合には、〓間Ａを小
さくすることにより流出流量を低減できるから、
制御装置２５からの信号により圧力調整弁２２の
弁開度を小さくし、中間圧室９の圧力を上昇さ
せ、流入路８を経て〓間Ｂへ流入する軸封液の流
量を減少させて、回転軸２の熱膨張量を大きく
し、〓間Ａを小さくする。

以上、図面に示した実施例にもとづいて詳細に
説明したように、本考案に係る液封式軸封装置に
よれば、機内側シールリングと軸との隙間Ａで
は、軸の回転に伴ない隙間Ａ部内の封液の粘性摩
擦により軸および機内側シールリング３は加熱さ
れる。また、加熱された軸は隙間Ａ部に比べて流
速が大きく、液流入路より隙間Ｂ部へ導びかれた
加熱されていない封液により冷却される。したが
つて、ここで中間圧室の圧力を調整する圧力調整
弁の開度を調整することにより、隙間Ｂ部を流れ
る封液の流量を調整することができるものであ
り、これにより隙間Ｂで軸の冷却効果を調整し、
軸の熱膨張量を調整して機内側シールリングと軸
との隙間Ａ部より流出する液量を調整することが
でき、しかも、軸と機内側シールリングとの焼損
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガス圧縮機に使用されている液
封式軸封装置の概略構成を示す要部の断面図、第
２図は本考案のガス圧縮機に使用されている液封
式軸封装置の概略構成を示す要部の断面図であ
る。図面中、１はケーシング、２は軸、３は機内側
シールリング、４，１０は機外シールリング、８
は液流入路、９は中間圧室、１１は高圧室、１２
は低圧室、１４は圧力調整弁、１６はタンク、１
８は調整弁、１９は液面高さ検出器、２０はヘツ
ドタンク、２１は流出口、２２は圧力調整弁、２
３は熱電対、２４は流量計、２５は制御装置であ
る。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ケーシングに軸支された回転軸の軸封部におい
て、機外側シールリングを二段構造とするととも
に、その中間圧室の流出口より圧力調整弁を介し
て液タンクへ配管する一方、前記圧力調整弁によ
り中間圧室の圧力を制御する構造を有することを
特徴とする液封式軸封装置。