JPH04106568U - メカニカルシール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二次シール部分に清浄水を噴出させることに
よって、二次シール部分に被密封流体中の固形分が堆
積，付着するのを阻止して、静止密封環の追従性又は二
次シール機能の低下を防止する。 【構成】 シールケーシングのリテーナ部１０に二次シ
ールたるＯリング１６を介在させた状態で内嵌保持され
た、静止密封環１５を固定保持するための保持環１３
に、Ｏリング１６の近傍であって被密封流体領域Ａに臨
む外周部分に開口２４ａする清浄液噴出通路２４を形成
して、この開口部２４ａから清浄水２２を二次シール当
たり面１０ａに噴出させるようにしている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、発電機用水車等において河川水等の固形分含有流体を軸封させる場 合に好適するメカニカルシールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種メカニカルシールとしては、回転軸に固定された回転側密封端面 部材と、シールケーシングのリテーナ部に二次シールを介在させた状態で軸線方 向摺動可能に内嵌保持された静止側密封端面部材と、静止側密封端面部材を回転 側密封端面部材に圧接させるべく附勢する附勢部材とを具備して、両密封端面部 材の相対回転摺接部分において、該摺接部分より外周側の被密封流体領域と内周 側の非密封流体領域とを遮蔽シールさせるように構成されたものが良く知られて いる。

【０００３】 ところで、かかるメカニカルシールにあっては、被密封流体中に固形分が含有 されていることから両密封端面部材の摺接部分が摩耗し易いが、かかる摩耗が発 生した場合にも、その摩耗量に応じて静止側密封端面部材が附勢部材による附勢 力により追従移動せしめられる（以下「追従性」という）ことから、両密封端面 部材の相対回転摺接作用つまりシール機能はこれが低下することなく良好に維持 される。また、一般には、清浄液を両密封端面部材の摺接部分に供給させるよう にして、被密封流体中の固形分が摺接部分に侵入するのを極力防止し、固形分が シール機能に与える悪影響を可及的に回避するように図っている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、被密封流体中の固形分は、シールケーシングのリテーナ部とこれに二 次シールを介して内嵌保持された静止側密封端面部材との間隙部分にも侵入，滞 留するため、該部分に固形分が堆積したり、二次シールの当たり面に汚れが付着 したりする虞れがある。

【０００５】 而して、かかる状態となると、静止側密封端面部材の追従性が低下して、両密 封端面部材の相対回転摺接によるシール機能が損なわれたり、或いは二次シール によるシール機能が低下して、二次シール部分から大量漏れを生じるようになり 、良好なシール機能を発揮し得ない。

【０００６】 本考案は、かかる点に鑑みてなされたもので、被密封流体が固形分を含有する ものである場合にも、その固形分の二次シール部分への侵入，滞留を防止して、 良好なシール機能を発揮しうるメカニカルシールを提供することを目的とするも のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案のメカニカルシールは、上記の目的を達成するために、特に、静止側密 封端面部材に、前記二次シールの近傍であって被密封流体領域に臨む外周部分に 開口して該開口部から清浄液を被密封流体領域へと噴出させる清浄液噴出通路を 形成してなる、二次シール部分洗浄機構を設けたものである。

【０００８】

【作用】

清浄液噴出通路の開口部から清浄液を噴出させると、二次シールの近傍からリ テーナ部と静止側密封端面部材との間隙を通って被密封流体領域へと向かう清浄 液の流れが生じる。この流れにより、被密封流体中の固形分が上記間隙に侵入， 滞留するのが阻止されて、二次シールの当たり面に汚れが付着したり該間隙に堆 積したりすることがない。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の構成を図１及び図２に示す実施例に基づいて具体的に説明する 。この実施例は、本考案を発電機用横軸チューブラ水車のインペラ（ランナ）軸 に装置されて河川水を軸封するためのメカニカルシールに適用した例に係る。

【００１０】 すなわち、この実施例のメカニカルシールは、図１及び図２に示す如く、イン ペラ（ランナ）軸である回転軸１に固定された回転側密封端面部材２と、回転軸 １と同心状をなしてシールケーシング３に保持された静止側密封端面部材４と、 静止側密封端面部材４を回転側密封端面部材２方向に附勢する附勢部材たるコイ ルスプリング５と、両端面部材２，４間の潤滑等を行うフラッシング機構６と、 二次シール当たり面の洗浄等を行う二次シール部分洗浄機構７とを具備し、両密 封端面部材２，４の相対回転摺接部分において、該摺接部分より外周側の河川水 領域たる被密封流体領域Ａと内周側の大気領域たる非密封流体領域Ｂとを遮蔽シ ールさせるように構成されている。

【００１１】 回転側密封端面部材２は、回転軸１に固定環８を介して嵌挿固定された回転密 封環９からなる。この回転密封環９はＳＵＳ３０４等の耐蝕性金属製又はセラミ ックス製のものであり、金属製のものでは、特に、静止側密封端面部材４と摺接 する密封端面をステライト，セラミックス等の硬質材によるコーティング層９ａ で構成してある。

【００１２】 シールケーシング３には、二次シール当たり面として機能する円形内周面１０ ａを有するリテーナ部１０とその内部に同心配置された保持筒部１１と両部１０ ，１１間を連結する環状壁部１２とが設けられていて、回転軸１が保持筒部１１ を同心状に洞貫するようになされている。

【００１３】 静止側密封端面部材４は、リテーナ部１０の内周面１０ａと保持筒部１１の外 周面との間に嵌挿された保持環１３と、保持環１３に取付けられた押え環１４と 、両環１３，１４間に挟圧固定された静止密封環１５とからなる。

【００１４】 保持環１３は、その外周部に装着した二次シールたるＯリング１６を介してリ テーナ部１０に液密状態で軸線方向摺動可能に内嵌保持されている。Ｏリング１ ６はリテーナ部１０の内周面１０ａに摺接して、静止側密封端面部材４の軸線方 向移動を許容しつつこれとリテーナ部１０との間を二次シールする。

【００１５】 押え環１４は、保持環１３に締着させることによって静止密封環１５を両環１ ３，１４間に挟圧固定させるものである。この押え環１４にはシールケーシング ３に植設した回り止めピン１７が挿通されていて、静止側密封端面部材４をその 軸線方向移動を許容させつつ回転不能に保持させている。

【００１６】 静止密封環１５は、回転密封環９の密封端面９ａに接触する密封端面１５ａに 環状溝１５ｂを凹設したもので、軟質材や硬質材（例えば、熱硬化性樹脂で無機 繊維を固化させたものやカーボン或いはＳｉＣ等のセラミックス）で構成されて いる。

【００１７】 ところで、静止側密封端面部材４を構成する各環１３，１４，１５は、何れも 、周方向に二分割されたもので、分割端面間をフランジ連結することによって環 形態に一体化されるように構成されている。かかる分割構造とすることによって 、装置全体の分解，組立を必要とすることなく、静止側密封端面部材４の組込み やメンテナンス（回転密封環９との摺接作用により摩耗し易い静止密封環１５の 交換等）を容易に行いうるように図っている。

【００１８】 コイルスプリング５は環状壁部１２と保持環１３との間に介挿されていて、静 止密封環１５を回転密封環９に押圧附勢する。このコイルスプリング５の附勢力 により、静止密封環１５が回転密封環９との摺接作用による摩耗量に応じて回転 密封環９方向に追従変位されて、両密封端面９ａ，１５ａを良好な接触状態に維 持する。

【００１９】 フラッシング機構６は、静止側密封端面部材４の背面部に形成された清浄液供 給室１８に清浄液供給路１９を導くと共に、保持環１３及び静止密封環１５に清 浄液供給室１８から静止密封環１５の環状溝１５ｂに連通する一連の清浄液通路 ２０，２１を形成してなり、清浄液供給路１９から清浄液供給室１８に供給され た清浄液２２を環状溝１５ｂから両密封端面９ａ，１５ａ間に噴出させることに より、両密封端面９ａ，１５ａ間の潤滑を行うと共に両密封端面９ａ，１５ａ間 への異物つまり河川水中の固形分の侵入を阻止して、両密封端面９ａ，１５ａの 摺接作用を円滑に行わしめるように図っている。清浄液２２としては、被密封流 体の性状に応じて適宜に選定され、被密封流体に混入しても支障がないものを使 用する。また清浄液２２の圧力は、被密封流体領域Ａの圧力より若干高く設定し ておく。この実施例では、清浄液２２として、インペラ（ランナ）部の圧力より ０．１〜１．０Kg/cm²程度高圧の清浄水を使用している。なお、静止密封環１５ の外周面には、環状溝１５ｂに連通する噴出孔２３が開口されていて、清浄液２ ２を静止密封環１５の外周面側にも噴出させることによって、河川水中の固形分 の両密封端面９ａ，１５ａ間への侵入の更なる防止を図っている。

【００２０】 二次シール部分洗浄機構７は、図１及び図２に示す如く、静止側密封端面部材 ４の保持環１３に、前記清浄液供給室１８に連通し且つ二次シール１６の近傍位 において被密封流体領域Ａに開口２４ａする清浄液噴出通路２４を形成してなり 、前記フラッシング機構６により清浄液供給室１８に供給された清浄液２２の一 部を、二次シール１６の当たり面１０ａに向けて噴出させるように構成されてい る。なお、清浄液噴出通路２４は、保持環１３の周方向に断続的に複数箇所開口 ２４ａするようにしても、連続的に（環状をなして）開口２４ａするようにして もよい。

【００２１】 したがって、かかる二次シール部分洗浄機構７によれば、二次シール部分から 二次シール当たり面１０ａに沿って被密封流体領域Ａへと向かう流れが生じ、こ の流れによって二次シール部分への固形分の侵入，滞留が阻止されると共に当た り面１０ａが洗浄されることになる。その結果、リテーナ部１０と静止側密封端 面部材４との間隙部分２５に固形分が堆積したり、当たり面１０ａに汚れが付着 したりするようなことがなく、静止側密封端面部材４の追従性及び二次シール１ ６によるシール機能が良好に維持される。

【００２２】 なお、本考案の構成は上記実施例に限定されるものではなく、本考案の基本原 理を逸脱しない範囲において適宜に改良，変更することができる。

【００２３】 例えば、二次シール部分洗浄機構７における清浄液噴出通路２４への清浄液供 給手段は、上記実施例においてはメカニカルシールに装備されることが多いフラ ッシング機構６を利用して構成したが、二次シール部分洗浄機構７専用のものを 別途設けるようにしてもよい。しかし、一般には、フラッシング機構７のような 清浄液供給機構を装備している場合には、かかる清浄液供給機構を利用して構成 しておくのが便利である。なお、何れの場合にも、使用する清浄液の性状及び圧 力は、前記した如く、被密封流体の性状及び被密封流体領域の圧力に応じて選定 ，設定しておくようにすることが好ましい。

【００２４】 また、本考案のメカニカルシールは、上記した発電機用横軸チューブラ水車の 他、スラリ水等の固形分含有流体を軸封させる必要のあるあらゆる機器において 好適に使用することができる。

【００２５】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、被密封流体が固形分含有流 体である場合にも、二次シール部分における固形分の堆積，付着を効果的に防止 して、静止側密封端面部材の追従性や二次シール機能の低下を未然に回避するこ とができ、長期に亘って良好なシール機能を発揮させうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るメカニカルシールを示した要部の
縦断側面図である。

【図２】図１の一部を拡大して示す詳細図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 回転側密封端面部材 ３ シールケーシング ４ 静止側密封端面部材 ５ コイルスプリング（附勢部材） ７ 二次シール部分洗浄機構 １６ Ｏリング（二次シール） ２４ 清浄液噴出通路 ２４ａ 開口部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に固定された回転側密封端面部材
   と、シールケーシングのリテーナ部に二次シールを介在
   させた状態で軸線方向摺動可能に内嵌保持された静止側
   密封端面部材と、静止側密封端面部材を回転側密封端面
   部材に圧接させるべく附勢する附勢部材とを具備して、
   両密封端面部材の相対回転摺接部分において、該摺接部
   分より外周側の被密封流体領域と内周側の非密封流体領
   域とを遮蔽シールさせるように構成されたメカニカルシ
   ールにおいて、静止側密封端面部材に、前記二次シール
   の近傍であって被密封流体領域に臨む外周部分に開口し
   て該開口部から清浄液を被密封流体領域へと噴出させる
   清浄液噴出通路を形成してなる、二次シール洗浄機構を
   設けてあることを特徴とするメカニカルシール。