JPH02236068A - 軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転軸とそのハウジングとの間の空間をシール
する軸封装置に係り、さらに詳しくは遠心圧縮機などの
流体機械の取扱いガスを外部に漏れないようにするに好
適な軸封装置に関する。

〔従来の技術〕

回転軸とそのハウジングとの間の空間をシールする軸封
装置として、例えば特開昭５５−１００４７１号公報に
示されるように、密封面を形成する回転環と静止環．ど
のいずれか一方の端而４こ、内側から外側に延びるらせ
ん状の溝を設け、回転環の回転に伴ない、密封面間の流
体を前述の溝により強制流出させるものである。これに
より密封端面に非常にわずかな軸封すき間を形成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は漏れ量が少なくかつ密封面八の潤滑油の
供給が不用である等の長所がある。しかし、この種の軸
封装置を、例えば遠心圧縮機に使用した場合において、
遠心圧縮機を緊急停止したとき、遠心圧縮機の吐出側に
高い圧力の流体が残ったまま、駆動機を停止させるので
、吐出側の流体が圧縮機の内部を通って吸込側に逆流す
る。その結果、圧縮機の羽根車はタービン羽根の作用を
なし、正規の回転方向とは逆方向に回転する。こ？ため
、前述した軸封装置では流体を強制流出させる機能が発
揮されず、軸封機能が失れるという問題があった。

本発明の目的は、羽根車″が逆方向に回転しても、軸封
機能を発揮することができる軸封装置を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の上記目的は、ロータに装着された回転環とハウ
ジングに装着された静止環との端面■により密封面を形
成する軸封装置に台いて、前記回転環と静止環との間に
中間環を設け、この中間環の回転環側端面もしくは回転
環の端面のいずれか一方に正方向回転時に流体を内方に
巻き込んだ動圧を発生させる第１の溝を設け、中間環の
静止環側端面もしくは静止環の端面のいずれか一方に逆
方向回転時に流体を内方に巻き込んで動圧を発生させる
第２の溝を設けることにより達成される。

〔作用〕

ロータが正方向に回転している状態では、第２の溝は流
体を内方に巻き込み動圧を発生させる作？、すなわち動
圧力発生作用に行わないので、中間環は回転環に密着し
回転環と一体に回転する。

一方、第１の溝は動圧力発生作用を行なうので、中間環
と回転環との端面間には動圧力によるわずかな軸封すき
間が診成される。その結果、回転環は中間環に対して非
接触で回転ずる。

上述とは逆に、ロータが逆方向に回転した場合には、上
述とは逆に第１の溝は動圧力作用を行わないので、中間
環は静止環に■密着しり一方、第２の溝は動圧力発生作
用を行なうめで、中間環と回転環との間には動圧力によ
るわずかな軸封すき間が形成される。

これにより、正方向，逆方向回転時にも軸封機能を維持
することができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の軸封装置の一実施例を示すもので、こ
の図において、１はロータ、２はハウジングを示す。３
は保持枠４Ａ，４Ｂおよび回り止めビン５によってロー
タ１に装設された回転環、６は保持枠７を介してハウジ
ング２に装設された静止環、８は静止環６の背面と保持
枠７との間に設けられたはねで、このばね８は静止環６
を回転環３に向って押圧する役目を果たす。９は回転環
３と封止環６との間に設けられた中間環で、この中間環
９は回転環３に設けた案内部３Ａに嵌め込まれ、この案
内部３Ａにより径方向に移動しないように拘束されてい
る。この中間環９の静止環側端面には第２図に示すよう
に周方向に間隔をもって複数個の溝１０が形成されてい
る。この溝１０はロータ１が矢印Ａで示す正方向回転時
に流体を外側から内側に巻き込み、中間環９と回転環３
との端面間に動圧発生による軸封すき間を形成する。

中間環９の回転環側端面には第３図に示すように周方向
に間隔をもって複数個の溝１１が形成されている。この
溝］１はロータ１１が逆方向に回転したときに、流体の
巻き込みによる動圧を発生し、中間環９の回転環側端面
と回転環３の端而との間に動圧発生による軸封すき間を
形成する。

上述の如く構成された軸封装置Ｓは、例えば第４図に示
すように、１つのロータ上に羽根車Ｂを多段に設けた遠
心圧縮機Ｃの入口側端および出口側端に設けることがで
きる。

次に上述した本発明の実施例を説明する。

ロータ１が正方向Ａに回転しているときは、中間環９の
回転環側端面に設けた溝１１は流体を内方に巻き込み動
圧を発生しない。このため、中間環９の回転環側端面と
回転環３の端面とは密着し、中間環９は回転環３ど共に
回転する。一方、中間環９の静止側端面に設けた溝１０
は流体を内方に巻き込み、中間環９の静止側端面と静止
環６の端而との間に動圧発生による軸封すき間が形成さ
れる。これにより、正常に軸封機能を発揮することがで
きる。

上述と逆に圧力の高い吐出圧流体の逆流等によりロータ
１が逆方向に回転した場合には、上述とは逆の動作によ
り、溝」２は動圧を発生せず、Ｈ１Ｙ１］が動圧を発生
する。これにより、中間環９の静止環側と静止環６との
端面とが密着し、中間環９の回転側端面と回転環３の端
而との間に動圧発生による軸封すき間が形成される。し
たがって、ロータが逆方向に回転しても、軸封面を損傷
させることなく、正常に軸封することができる。

なお、上述の実施例では溝１０．１１をそれぞれ中間環
９の端面に設けたが、回転環３および静止環６の対向す
る端血に設（づてもよい。また、上述の実施例では密封
端面の摩耗にしたがい軸方向に動く従動リングを静止側
に設けたが、回転側に設ける形式についても本発明を適
用することができる。さらに、中間環９を第５図に示す
ように静止環６の案内部６Ａに案内させることも可能で
ある。

また、中間卯９の内周に低摩擦部相を設け、中間環９の
内周とその案内部との摩擦抵抗を軽減するように構成し
てもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、正常回転時に流
体機械の内部流体を軸封することができると共に、逆方
向回転時にも損傷を生じることなく軸封機能を発揮させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の軸封装置の一実施例を示す縦断正面図
、第２図は第１図のＩＩ−１１矢視断面図、第３図は第
１図のＨｌ　−　ＩＩ矢視断面図、第４図は本発明の軸
封装１ｉ１を適用した遠心圧縮機の縦断正面図、第５図
は本発明の軸封装置の他の実施例を示す縦断正面図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロータに装着された回転環とハウジングに装着され
   た静止環との端面により密封面を形成する軸封装置にお
   いて、前記回転環と静止環との間に、中間環を設け、こ
   の中間環の回転環側端面もしくは回転環の端面のいずれ
   か一方に正方向回転時に流体を内方に巻き込んで動圧を
   発生させる第１の溝を設け、中間環の静止環側端面もし
   くは静止環の端面のいずれか一方に逆方向回転時に流体
   を内方に巻き込んで動圧を発生させる第２の溝を設けた
   ことを特徴とする軸封装置。 ２、回転環はその背面に設けたばねによつて中間環に向
   つて押圧されていることを特徴とする請求項１記載の軸
   封装置。 ３、静止環はその背面に設けたばねによつて中間環に向
   つて押圧されていることを特徴とする請求項１記載の軸
   封装置。 ４、第１の溝は正方向の回転方向に沿い前記端面の内側
   の途中から外側に向つて形成されていることを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれかに記載の軸封装置。 ５、第２の溝は逆方向の回転方向に沿い前記端面の内側
   の途中から外側に向つて形成されていることを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれかに記載の軸封装置。 ６、気体を圧縮する遠心圧縮機において、前記圧縮機の
   軸封部に、ロータに装着された回転環と、ハウジングに
   装着された静止環と、前記回転環と静止環との間に設け
   た中間環と、この中間環の回転環側端面もしくは回転環
   の端面とのいずれか一方に設けられ、正方向回転時に流
   体を内方に巻き込んで動圧を発生させる第１の溝と、中
   間環の静止環側端面もしくは静止環の端面のいずれか一
   方に設けられ、逆方向回転時に流体を内方に巻き込んで
   動圧を発生させる第２の溝とを備える軸封装置を設けた
   ことを特徴とする遠心圧縮機。 ７、回転環はその背面に設けたばねによつて中間環に向
   つて押圧されていることを特徴とする請求項６記載の遠
   心圧縮機。 ８、静止環はその背面に設けたばねによつて中間環に向
   つて押圧されていることを特徴とする請求項６記載の遠
   心圧縮機。 ９、第１の溝は正方向の回転方向に沿い前記端面の内側
   の途中から外側に向つて形成されていることを特徴とす
   る請求項６ないし８のいずれかに記載の遠心圧縮機。 １０、第２の溝は逆方向の回転方向に沿い前記端面の内
   側の途中から外側に向つて形成されていることを特徴と
   する請求項６ないし８のいずれかに記載の遠心圧縮機。