JPH053741U - 高圧ポンプ用メカニカルシール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 第１段メカニカルシールと第２段メカニカル
シールの部品を共用できる構造とし、部品製造コストの
低減及び２種類の予備部品をストックする不便さを解消
するとともに、組立・分解の作業性の向上を図ることが
できる高圧ポンプ用メカニカルシールを提供することを
目的とする。 【構成】 第１段メカニカルシールと第２段メカニカル
シールとを備えたメカニカルシールカートリッジにおい
て、第２段メカニカルシールにスリーブ２を設け、スリ
ーブ２上に回転シールリング３及びその関連部品を取付
け、回転シールリング３を保持したスリーブ２を軸スリ
ーブ２８に嵌合するようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は高圧ポンプ用メカニカルシールに係り、特に高温、高圧下で回転をす る回転軸を密封するための高圧ポンプ用メカニカルシールに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、高圧ポンプの流体が回転軸に沿って漏出することを防止するために 、複数の減圧の段を形成するいくつかのメカニカルシールをポンプに具備するこ とが行われてきた。原子力発電所で使用されている一次冷却材循環ポンプは、原 子炉内の高温、高圧の冷却材を循環するために、使用される重要なポンプで、定 期検査の時に停止する以外は、連続して運転しなければならないので高度の信頼 性を必要とする。ポンプの軸封装置は冷却材が外部に流出することのない様に前 述のとおり多段のメカニカルシールを装備し、１段当たりの差圧を小さくして長 寿命を図っている。ポンプの使用場所が原子炉格納容器内の狭隘な場所であり且 つ放射能を有するので、消耗部品であるメカニカルシールの分解・点検・整備を 短時間で実施するために、カートリッジ型のメカニカルシールを採用し、細かい シール部品の組立を別の清浄な雰囲気の場所で行っている。組立を完了したカー トリッジは、ポンプに組込む前にカートリッジ単体で耐圧漏洩試験を行い、正常 に機能する事を確認した上で、ポンプ据付場所に運搬し、ポンプに組込んでいる 。カートリッジには、高圧用バランス型メカニカルシールを２組同方向に組込ん だタンデム型を用いている。

【０００３】 次に、原子力発電所の一次冷却材循環ポンプに用いられている従来のメカニカ ルシールを図２乃至図４を参照して説明する。

【０００４】 図２に示すように、高圧ポンプ５０はハウジング６０を備えている。メカニカ ルシールカートリッジ２１は、ポンプケーシングカバー２２の上部に設けられた 軸封室２３に収められている。メカニカルシールカートリッジ２１には上下２段 のメカニカルシール２４，２５が組込まれている。

【０００５】 メカニカルシールカートリッジ２１はシールフランジ５５を取り外すことによ りポンプの回転軸５６から取り外すことができるようになっている。

【０００６】 前記上下２段のメカニカルシール２４，２５は同一構造であるために第１段メ カニカルシール２４のみを説明する。第１段メカニカルシール２４は、図３に示 されるように回転シールリング２７を備え、この回転シールリング２７は、回転 軸５６に嵌合された軸スリーブ２８上で軸方向に移動可能でありかつ軸スリーブ ２８とともに回転可能になっている。そして、回転シールリング２７は締付リン グ２９を介して回転リング本体３０に連結されている。回転リング本体３０はＵ カップ３１が挿入されている溝を備え、該溝内に挿入されたＵカップ３１に隣接 してＵカップ押え３２が設けられている。前記Ｕカップ押え３２とスプリングホ ルダ３３との間にはスプリング３５が介装されている。

【０００７】 また、回転シールリング２７に隣接して固定シートリング３６が設けられてお り、回転シールリング２７と固定シートリング３６とは互いのシール面にて接触 摺動している。固定シールリング３６に隣接してバックアップリング３７が設け られている。そして、固定シートリング３６及びバックアップリング３７は保持 リング３８を介して減圧ピース３９に保持されている。なお、減圧ピース３９は 減圧セル４０に固定されている。

【０００８】 一方、第２段メカニカルシール２５の構造は、第１段メカニカルシール２４の 構造と全く同一であるが、バランス型であり、内径に段差があるため２組のシー ルのサイズは異なるものを使用している。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

上述したように、従来のメカニカルシールカートリッジにおいては、第１段メ カニカルシール２４と第２段メカニカルシール２５との構成部品は、それぞれサ イズ（内径）が異なるため、サイズが異なった予備部品を２種類用意しておかな ければならないという問題点があった。

【００１０】 また、組立てに当たっては、軸スリーブに対して１段目シール回転部品、１段 目シール静止部品、２段目シール回転部品、２段目シール静止部品の順に回転側 、静止側を交互に、組立てなければならない。これらの部品の組立て精度は極め て正確でなければ機能に支障を来す惧れがあるので、組立てのステップ毎に厳重 な精度確認を行って次のステップに進むように定められている。従って各部品は 、組立て毎に精度を測定できるようにしてあるが、カートリッジ構成上、極狭い 場所での組立作業が含まれて居り、可成りの熟練度を必要とする。これを図４を 参照して説明すると、組立時、第１段メカニカルシール２４における回転シール リング２７等の主要部品を軸スリーブ２８に組付けた後に、固定シートリング３ ６等を保持した減圧ピース３９や減圧セル４０を組み込むと、図４に示されるよ うに軸スリーブ２８と減圧セル４０内に狭い空洞Ａが形成される。そして、第２ 段メカニカルシール２５は、この狭い空洞Ａ内で組付け作業をしなければならな いため、非常に作業性が悪いという問題点があった。また、分解時も同様に図３ に示す状態から第２段メカニカルシール２５を取り外さなければならないため、 同様に狭い減圧セル内で作業を行わなければならないという問題点があった。

【００１１】 本考案は、上述の事情に鑑みて創案されたもので、その目的とする処は、第１ 段メカニカルシールと第２段メカニカルシールの部品を共用できる構造とし、部 品製造コストの低減及び２種類の予備部品をストックする不便さを解消するとと もに、組立・分解の作業性の向上を図ることができる高圧ポンプ用メカニカルシ ールを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

前述した目的を達成するため、本考案の高圧ポンプ用メカニカルシールは、回 転軸に嵌合され該回転軸とともに回転する軸スリーブと、該軸スリーブとともに 回転するように該軸スリーブ上に設けられている第１回転シールリングと前記回 転軸が貫通しているハウジングに連結されている第１固定リングとを有した第１ 段メカニカルシールと、該第１段メカニカルシールの上段に位置し、前記軸スリ ーブとともに回転するように前記軸スリーブ上に設けられている第２回転シール リングと前記ハウジングに連結されている第２固定リングとを有した第２段メカ ニカルシールとを備えたメカニカルシールカートリッジにおいて、前記第２段メ カニカルシールにスリーブを設け、該スリーブ上に前記第２回転シールリングを 取付け、該第２回転シールリングを保持した前記スリーブを前記軸スリーブに嵌 合したことを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】

前述した構成からなる本考案によれば、第２段メカニカルシールに回転シール リングを取付けるためのスリーブを設けたため、第１段メカニカルシールとの内 径の段差を解消することができ、第２段メカニカルシールは第１段メカニカルシ ールと全く同一の構成部品を使用することが可能になり、部品製造コストの低減 を図ることができるとともに２種類の予備部品をストックする不便さを解消でき る。

【００１４】 また、本考案によれば、第２段メカニカルシールをカートリッジ型にしたため 、回転部品の組付け、分解を狭い減圧セル内で行わなくて済み、組立・分解の作 業性が向上する。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案に係る高圧ポンプ用メカニカルシールの一実施例を図１を参照し て説明する。

【００１６】 本考案の高圧ポンプ用メカニカルシールは、図２乃至図４に示した従来のメカ ニカルシールカートリッジにおける第２段（上段）メカニカルシールに適用され る。

【００１７】 第１段メカニカルシールは図２及び図３に示した第１段メカニカルシール２４ と全く同一構造であるため、説明を省略する。

【００１８】 第２段メカニカルシール１は、図１に示されるように軸スリーブ２８に嵌合さ れるスリーブ２を備えており、このスリーブ２はキー６５によって軸スリーブ２ ８に固定されている。スリーブ２上に第２回転シールリングを構成する回転シー ルリング３が軸方向に移動可能にかつスリーブ２とともに回転可能に装着されて いる。回転シールリング３に隣接して第２固定リングを構成する固定シートリン グ４が設けられており、この固定シートリング４及び回転シールリング３は、そ れぞれ互いに接触摺動してシール作用を行うシール面５，６を有している。

【００１９】 前記回転シールリング３は、締付リング７を介して回転リング本体８に連結さ れている。回転リング本体８はＵカップ９を挿入する溝を備え、この溝内に挿入 されたＵカップ９に隣接してＵカップ押え１０が配設されている。前記Ｕカップ 押え１０とスプリングホルダ１１との間にはスプリング１２が介装されており、 このスプリング１２のバネ力と流体の作動圧とによってＵカップ９を拡大し、回 転シールリング３と軸スリーブ２８との間における流体の漏洩を防止するととも に、回転シールリング３と固定シートリング４のシール面５，６を相互に密接密 封させる。

【００２０】 一方、固定シートリング４に隣接してバックアップリング１４が設けられてい る。そして、固定シートリング４及びバックアップリング１４は保持リング１５ を介して減圧ピース１６に保持されている。なお、減圧ピース１６はシールフラ ンジ５５に固定されている。

【００２１】 前記シールフランジ５５は、図２の従来のものに比べて大きな開口部５５ａを 有しているため、この開口部１６ａを閉塞するためにエンドプレート１７がシー ルフランジ５５に固定されている。なお、符号１８はロックプレートである。

【００２２】 また、前記スリーブ２の上端には、軸スリーブ２８に嵌合された二つ割リング １９が係合しており、この二つ割リング１９によりスリーブ２の位置決め固定が なされている。そして、二つ割リング１９は保持リング２０によって保持されて おり、さらに、保持リング２０は軸スリーブ２８の内側よりインサートされたピ ン４１により固定されている。なお、ピン４１をインサートする際には回転軸５ ６は存在せず、またメカニカルシールを回転軸５６に装着するとピン４１は抜け 落ちない構造になる。

【００２３】 前述のように構成された第２段メカニカルシール１は、新たにスリーブ２を設 けて第１段メカニカルシール２４との内径の段差を解消したため、第２段メカニ カルシール１は第１段メカニカルシール２４と全く同一の構成部品を使用するこ とが可能になる。

【００２４】 次に、前述のように構成された第２段メカニカルシールの組立方法を説明する 。

【００２５】 第１段メカニカルシール２４の回転部品（回転シールリング２７等）及び静止 部品（固定シートリング３６等）を組付けると、図４と同様に軸スリーブ２８と 減圧セル４０内に狭い空洞Ａが形成される。一方、第２段メカニカルシール１は 上記空洞Ａ内ではなく、別の処（広い空間）で組付ける。即ち、スリーブ２上に 回転シールリング３等の回転部品を組付けた後に、図４に示す状態から前記組付 けを終了した回転部品とともにスリーブ２を軸スリーブ２８に嵌合する。なお、 スリーブ２と軸スリーブ２８間のシールはＯリング４２により行われる。そして 静止部品を組付けた後、二つ割リング１９を軸スリーブ２８に嵌合し、保持リン グ２０を軸スリーブ２８に嵌合し二つ割リング１９を保持する。そして、最後に 、ピン４１を軸スリーブ２８の内側から保持リング２０にインサートし、保持リ ング２０を固定する。このように、本実施例によれば、第２段メカニカルシール １がカートリッジ型になったため、回転部品の組付け、分解を狭い減圧セル内で 行わなくて済み、組立・分解が容易にできる。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、第２段メカニカルシールに回転シール リングを取付けるためのスリーブを設けたため、第１段メカニカルシールとの内 径の段差を解消することができ、第２段メカニカルシールは第１段メカニカルシ ールと全く同一の構成部品を使用することが可能になり、部品製造コストの低減 を図ることができるとともに２種類の予備部品をストックする不便さを解消でき る。

【００２７】 また、本考案によれば、第２段メカニカルシールをカートリッジ型にしたため 、回転部品の組付け、分解を狭い減圧セル内で行わなくて済み、組立・分解の作 業性が向上する。また、目視しながら、第２段メカニカルシールの主要部品を組 付けできるために、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る高圧ポンプ用メカニカルシールの
一実施例を示す断面図。

【図２】従来の高圧ポンプ用メカニカルシールを装着し
た高圧ポンプの断面図。

【図３】従来の高圧ポンプ用メカニカルシールの断面
図。

【図４】従来の高圧ポンプ用メカニカルシールの組立手
順を示す説明図。

【符号の説明】

１ 第２段メカニカルシール ２ スリーブ ３ 回転シールリング ４ 固定シートリング ５，６ シール面 ７ 締付リング ８ 回転リング本体 ９ Ｕカップ １０ Ｕカップ押え １１ スプリングホルダ １２ スプリング １４ バックアップリング １５ 保持リング １９ 二つ割リング ２０ 保持リング ２８ 軸スリーブ ４１ ピ ン ５５ シールフランジ

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 回転軸に嵌合され該回転軸とともに回転
   する軸スリーブと、該軸スリーブとともに回転するよう
   に該軸スリーブ上に設けられている第１回転シールリン
   グと前記回転軸が貫通しているハウジングに連結されて
   いる第１固定リングとを有した第１段メカニカルシール
   と、該第１段メカニカルシールの上段に位置し、前記軸
   スリーブとともに回転するように前記軸スリーブ上に設
   けられている第２回転シールリングと前記ハウジングに
   連結されている第２固定リングとを有した第２段メカニ
   カルシールとを備えたメカニカルシールカートリッジに
   おいて、前記第２段メカニカルシールにスリーブを設
   け、該スリーブ上に前記第２回転シールリングを取付
   け、該第２回転シールリングを保持した前記スリーブを
   前記軸スリーブに嵌合したことを特徴とする高圧ポンプ
   用メカニカルシール。