JPH0566372U - メカニカルシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転軸２に固定された回転リング３とばね２
０によって回転リング３の方へ押し付けられる固定リン
グ５とで軸封面を形成して高圧室と低圧室との間をシー
ルするメカニカルシール装置において、低速回転時にお
いても軸封面の作動すき間を確保して回転リング３と固
定リング５との接触による損傷を防止すること。 【構成】 固定リング５の背面を押し付けるばねの背後
にスライド板２６を内装した高圧室２７を設け、その高
圧室２７にはガス供給装置２９が接続されていて、低速
回転時にガス圧を低下させることでばね２０の圧縮量を
低下させ、所要の作動すき間を得るようにしたもの。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ガス圧縮機、ポンプ等の高圧回転機械の軸封部に適用されるメカニ カルシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２及び図３を参照して従来のメカニカルシール装置の概要を説明する。図２ はメカニカルシール装置の要部を示した軸方向断面図であり、図３は軸封面側か ら見た回転リングの端面図である。

【０００３】 これらの図において、符号１はケーシング、２は回転軸、３はこの回転軸に固 定された回転リング、４はらせん溝、５は回転軸２を囲繞するケーシング１に取 付けられて回転リング３と共に軸封面を構成する固定リング、６は固定リング５ を軸受部とシール部とに分割する環状溝、７は高圧室Ｐ₁と環状溝６を連通する 連通孔、８は軸スリーブ、９はＯリング、１０は回り止め用のピン、１１，１２ はＯリング、１３はキー、１４は軸スリーブ、１５は軸スリーブ８と軸スリーブ １４とを固定するボルト、１６は固定リング５を支持する支持リング、１７はピ ン、１８，１９はＯリング、２０は支持リング１６を介して回転リング３に固定 リング５を押し付けるばね、２１はシールハウジング、２２はＯリング、２３は ピン、２４は固定リング５がシールハウジング２１からはみ出さないようにする 止め輪、２５は軸スリーブ１４を軸方向に固定するナット、Ｐ₁は高圧室、Ｐ₂は 低圧室を示している。

【０００４】 回転軸２が回転するとこれに固定された回転リング３も回転し、所定回転数を 越えると固定リング５は回転リング３より浮上し、そのすき間は高圧室Ｐ₁と低 圧室Ｐ₂との差圧と回転数とに依存して自動的に調節される。

【０００５】 図４に固定リング５に作用する力のバランス状態を示す。この図においてＷ_B は軸受部流体反力、Ｗ_SLはシール部すき間内反力、Ｗ_Tはシール差圧による力、 Ｗ_Sはばねの押し付け力である。ここで、軸受部流体反力Ｗ_Bはシール差圧及びば ねの押し付け力が与えられると、Ｗ_B＝Ｗ_T＋Ｗ_S−Ｗ_SLでなければならない。ま た、軸受部流体反力Ｗ_Bは軸受すき間及び軸回転数の関数であり、したがってシ ール差圧と回転数条件とに対応してシールリングに作用する力が釣合うように、 軸受すき部、すなわちシールすき間が自動調節される。

【０００６】 図５に固定リングの浮上特性を示す。この図によれば、固定リングは或る回転 数から急激に浮上し始め、或る回転数を過ぎると浮上り量の変化は小さくなる傾 向を示している。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、蒸気タービンでは、軸の熱変形等を防止するためにターニングとい う低速回転で長時間運転する手法が用いられている。したがって、従来のメカニ カルシール装置において、固定リングは或る回転数を越えないと浮上しない特性 があるために、低速回転数では浮上していないのが現実である。そのために、本 メカニカルシール装置をターニング運転で使用すると、回転リングと固定リング との接触が起こり、固定リングが損傷するという問題点があった。

【０００８】 本考案は上記事情にかんがみてなされたもので、低速回転数においても固定リ ングを浮上することが可能なメカニカルシール装置を提供することを目的とする 。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的に対し、本考案によれば、軸封面に複数のらせん溝を設けた回転リン グと環状溝によってシール部及び軸受部に分離された固定リングとで軸封面を形 成して高圧室と低圧室との間をシールするメカニカルシール装置において、前記 固定リングを前記回転リングに押し付けるばねの背後に設けられてこのばねの圧 縮量を可変できるスライド板が内装されている高圧室と、この高圧室に連通され てこれにガスを供給するガス供給装置とを備えていることを特徴とするメカニカ ルシール装置が提供される。

【００１０】

【作用】

上記手段によれば、高圧室に供給されるガスの圧力を変化させることでスライ ド板を介してばねの圧縮量を変化させ、固定リングのばねによる押し付け力を変 化させるようにしている。

【００１１】

【実施例】

以下図１に例示した本考案の好適な実施例について詳述する。この図１におい て、図２に示したものと同一の要素には同一の符号を付してその詳細な説明は省 略する。

【００１２】 図中符号２６はばね２０の圧縮量を変化させるスライド板、２７は高圧室、２ ８は給気孔、２９は高圧室２７にガス圧を供給するガス供給装置、３０，３１は Ｏリングを示している。

【００１３】 低速運転時においては、ガス供給装置２９より高圧室２７に供給するガス圧を 低下させる。すると、高圧室２７に内装されたスライド板２６はこれに応答して 図中右側へ移動し、その分ばね２０は伸びてその圧縮量が減り、固定リング５に 作用する図４に示したばねの押し付け力Ｗ_Sが低下する。これにより、前述のメ カラカルシール装置の釣り合いの式Ｗ_B＝Ｗ_T＋Ｗ_S−Ｗ_SLの右辺の値が小さくな るので、本メカニカルシール装置はそれに釣り合うように軸受部流体反力Ｗ_Bが 小さくなって自動調心する。ここで、軸受部流体反力Ｗ_Bは作動すき間に比例す る関係にあるため、作動すき間が大きくなるよう調心することになる。

【００１４】 よって、低速回転時においても、回転リング３と固定リング５との作動すき間 を大きくした状態で運転することが可能となり、回転リング３と固定リング５と の接触が防止できることになる。

【００１５】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、ばね取付部にスライド板を内装した高圧室を 設け、そのスライド板をスライドさせることで固定リングを押し付けるばね力を 低下させるようにしたので、低速回転時に本メカニカルシール装置の作動すき間 を大きくすることができ、回転リングと固定リングとの接触が防止でき、メカニ カルシール装置を安定して作動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるメカニカルシール装置の一実施例
を示した要部軸方向断面図である。

【図２】従来のメカラニルシール装置の一例を示した要
部軸方向断面図である。

【図３】回転リングの一例を示す端面図である。

【図４】固定リングに作用する力のバランス状態を示す
説明図である。

【図５】固定リングの浮上特性を示した図である。

【符号の説明】

２ 回転軸 ３ 回転リング ５ 固定リング ６ 環状溝 １６ 支持リング ２０ ばね ２６ スライド板 ２７ 高圧室 ２８ 給気孔 ２９ ガス供給装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸封面に複数のらせん溝を設けた回転リン
   グと環状溝によってシール部及び軸受部に分離された固
   定リングとで軸封面を形成して高圧室と低圧室との間を
   シールするメカニカルシール装置において、前記固定リ
   ングを前記回転リングに押し付けるばねの背後に設けら
   れてこのばねの圧縮量を可変できるスライド板が内装さ
   れている高圧室と、この高圧室に連通されてこれにガス
   を供給するガス供給装置とを備えていることを特徴とす
   るメカニカルシール装置。