JPH0590047U - ダブルシール機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 水車等ガス圧が使用される回転機械の軸封部
の軸封装置で、コンパクトで、シール性が向上した。 【構成】 大気側シールに端面シール、高圧ガス側に円
筒面シールの組み合わせで、その間にガス圧よりも高い
潤滑水１５を導入した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、水車，ポンプ，圧縮機等のガス圧が使用される回転機械の軸封部に 適用される軸封装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

高圧ガスをシールする回転機械には従来下記の２方式が代表的である。 (1) 図９に示すようにグランドパッキン方式である。 高圧ガスＧが作用する回転機械の主軸４１とケーシング４２との間より漏れな いようにガス側パッキン４３，大気側パッキン４４がケーシング４２に取り付け たパッキンケース４５とパッキン抑え４６により主軸４１に当接され、シール面 Ｓ₁ ，Ｓ₂ を形成する。

【０００３】 シール面Ｓ₁ を形成するガス側パッキン４３はドライのため焼付が生ずるので 、パッキンケース４５の給水孔４７より高圧ガスＧよりも高い圧力水４８をシー ル面Ｓ₁ に送り、潤滑性を与えると共に、シール面Ｓ₁ の隙間より高圧ガスＧが 漏れないようにシールする。

【０００４】 一方、圧力水４８が大気側Ａへ漏れないように、大気側パッキン４４で形成す るシールＳ₂ によりシールする圧力水４８を介した２段シールである。

【０００５】 しかし、パッキンは樹脂等の柔らかい材質で作られており、特に差圧が大きい 大気側パッキン４５のシール面は主軸４１の高速化，ガス圧の高圧化などにより 摩耗，焼付が発生し、母機の高速高圧化へ適用できない。

【０００６】 (2) 別の方式は図１０に示すように、端面シールの代表的なメカニカルシール 方式である。 メカニカルシールは大気側シール４９とガス側シール５０により構成され、各 々のシールはシールケース５１のバネ５２により、回転リング５３，５４に当接 し、シール面Ｓ₃ ，Ｓ₄ を構成する。

【０００７】 大気側シール４９とガス側シール５０の間にはシールケース５１の給水孔５５ より圧力水５６を送り、ガス側シール面Ｓ₃ の潤滑を与える。 又は圧力水５６が大気側Ａへ漏れるのを大気側シール４９によりシールする２ 段シールである。

【０００８】 しかし、このメカニカルシール方式は複雑な構造で、特に長手方向の長さＬが 長くなり、軸封装置，又母機が大きくなり、コンパクト化が図れない。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

前述したように、従来のガスシール方式の２例として、グランドパッキンにつ いては、特に大気側シールは母機および軸封装置の条件が高速高圧化になり、焼 付限界値以上の使用条件で使用できない。 一方、メカニカルシールタイプは構造が複雑で、コンパクトが期待できない。

【００１０】 以上のことより、高速高圧条件にマッチするメカニカルシールとコンパクトな グランドパッキン方式を組み合わせたハイブリット型ガスシールとして、厳しい 使用条件に適用可能で、コンパクトな新型シールが望まれたのである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は前記従来の課題を解決したもので、 (1) 回転軸に固定した回転リングに当接するメカニカルシールと、メカニカル シールの円筒部内側に取り付けられ、回転軸の外周面に対峙する部材からなるダ ブルシール機構。

【００１２】 (2) 回転軸に固定した回転リングの上端面に当接するメカニカルシールと、シ ールケーシングに当接され回転リングの外周面に対峙するシール部材とからなる ダブルシール機構。

【００１３】 (3) シール部に向ってシールガス圧力より高い潤滑水供給手段を備えた上記(1 ) ，(2) 記載のダブルシール機構。 である。

【００１４】

【作用】

前記の機構であるので、 (1) 大気側シールに端面シール，ガス側シールに円筒面シールと両者の利点を 組合せると共に、その間にガス圧よりも高い潤滑水を導入することにより、円筒 面シールは潤滑条件が良くなり、作用圧力も圧力水とガス圧との差圧のみが作用 し、ガス圧を圧力水によって弱め、ガスシールを容易にならしめる。

【００１５】 (2) コンパクトで作用圧力が小さく、シール条件としてもゆるやかな円筒面シ ールを端面シールの円筒部に挿入するハイブリット型とすることにより、ガスシ ールとしてコンパクトで性能が向上する。

【００１６】 (3) フローティングピースで支持された円筒シールは、軸の静的，動的偏心を フローティングピースが追従することにより、円筒シールは同心作用をし、シー ル性能が向上する。

【００１７】

【実施例】

本考案の基本機構である第１実施例を図１に示し、本図を基に機構を説明する 。 １は主軸、２はケーシング、３は主軸１に固着した回転リング、４はケーシン グ２に固着したシールケーシング、５はメカニカルシールで、Ｏリング６を介し てシールケーシング４に嵌入している。７はバネで、メカニカルシール５の端面 Ｆを回転リング３に押圧し、シール面Ｓ_A を形成し、大気側Ａのシールを構成す る。

【００１８】 ８はフローティングピースで、メカニカルシール５の円筒部９の内周面１０に Ｏリング１１を介してピン１２によりルーズに支持されている。１３はグランド パッキンで、フローティングピース８に嵌合し、主軸１に押圧され、シール面Ｓ _G を形成し、高圧ガスＧをシールするガス側シールを構成する。

【００１９】 １４は給水孔で、大気側シール面Ｓ_A と高圧ガス側Ｇのシール面Ｓ_G との間の メカニカルシール５に穿けられ、ガス圧力よりも高い潤滑水１５をシール面Ｓ_A とシール面Ｓ_G に与える。

【００２０】 図２ないし図７は図１の応用例で、大気側Ａのシール機構は図１と同様である ので、高圧ガス側Ｇのシール構造について説明する。

【００２１】 図２の第２実施例はメカニカルシール５の円筒部９に設けたフローティングピ ース１６の内周面にラビリンスシール１７、表示していないが、ねじシール，ク リアランスシールなどの非接触シールを加工し、円筒面シールを形成するもので ある。

【００２２】 図３の第３実施例はメカニカルシール５の円筒部９にパッキンピース１８を介 して円筒面シール１９を固定支持したもので、偏心が少ない回転機械に使用され る。

【００２３】 図４の第４実施例は図３と同様で、パッキンピース２０に非接触のフローティ ングシール２１を挿入した形状である。

【００２４】 図５の第５実施例はメカニカルシール２２を構成する部品のシールケーシング ２３の円筒内周面２４に円筒面シール２５を形成したものである。

【００２５】 図６の第６実施例はシールケーシング２６の円筒内周面２７に設けた円筒面シ ール２８をメカニカルシール２９を構成する部品の回転リング３０の外周面３１ に対向させ、円筒面シールを構成したものである。３２はシールケーシング２６ に穿けられた給水孔である。

【００２６】 図７の第７実施例は図６と同様で、シールケーシング２６を３３，３４に分割 した形状であり、シールケーシング３３に給水孔３５が穿けられている。

【００２７】

【考案の効果】

本考案は図１の基本構造を基に考案の効果として下記のことが挙げられる。 (1) 大気側シールに高速高条件に耐える端面シール、ガス側シールにコンパク トな円筒面シールを、その間に潤滑水を供給することにより、ドライ条件になる ガス側シールに潤滑水を与え、潤滑水圧とガス圧との関連を図８に示すように、 潤滑水圧とガス圧との差圧のみを与え、，作動圧力条件を軽減し、ガス側の円筒 面シールの作動条件を良好にする。

【００２８】 (2) 円筒面シールを端面シールの円筒部に挿入するハイブリット型とすること により、コンパクトなガスシール機構を構成せしめる。

【００２９】 (3) 円筒面シールはフローティングピースに支持されることにより、円筒面シ ールは同心作用をし、シール性能を向上せしめる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係るハイブリット型シー
ルの断面図である。

【図２】本考案の第２実施例の断面図である。

【図３】本考案の第３実施例の断面図である。

【図４】本考案の第４実施例の断面図である。

【図５】本考案の第５実施例の断面図である。

【図６】本考案の第６実施例の断面図である。

【図７】本考案の第７実施例の断面図である。

【図８】本考案の圧力作用関係図である。

【図９】従来のグランドパッキン型とメカニカルシール
型を示す断面図の一例である。

【図１０】従来のグランドパッキン型とメカニカルシー
ル型を示す断面図の他の一例である。

【符号の説明】

１ 主軸 ２ ケーシング ３ 回転リング ４ シールケーシング ５ メカニカルシール ６ Ｏリング ７ バネ ８ フローティングピース ９ 円筒部 １０ 内周面 １１ Ｏリング １２ ピン １３ グランドパッキン １４ 給水孔 １５ 潤滑水 １６ フローティングピース １７ ラビリンスシール １８ パッキンピース １９ 円筒面シール ２０ パッキンシール ２１ フローティングシール ２２ メカニカルシール ２３ シールケーシング ２４ 円筒内周面 ２５ 円筒面シール ２６ シールケーシング ２７ 円筒内周面 ２８ 円筒面シール ２９ メカニカルシール ３０ 回転リング ３１ 外周面 ３２ 給水孔 ３３，３４ シールケーシング ３５ 給水孔 Ａ 大気側 Ｇ 高圧ガス側 Ｆ 端面 Ｓ_A ，Ｓ_G シール面

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に固定した回転リングに当接する
   メカニカルシールと、該メカニカルシールの円筒部内側
   に取り付けられ、前記回転軸の外周面に対峙するシール
   部材とからなることを特徴とするダブルシール機構。
2. 【請求項２】 回転軸に固定した回転リングの上端面に
   当接するメカニカルシールと、シールケーシングに当接
   され前記回転リングの外周面に対峙するシール部材とか
   らなることを特徴とするダブルシール機構。
3. 【請求項３】 シール部に向かってシールガス圧力より
   高い潤滑水供給手段を備えてなることを特徴とする請求
   項１および請求項２記載のダブルシール機構。