JPH0614152Y2 - 竪形回転機器用軸封装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は軸封装置に関し、ことに、竪形スラリーポンプ
等の竪形回転機器の軸封を行なう軸封装置の改良に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来から、たとえば上記竪形スラリーポンプに用いられ
る軸封装置として、第２図に示すようなものがある。

図において(31)は竪形スラリーポンプのハウジング、(3
3)は該ハウジング(31)に垂直に貫通形成された軸孔(32)
に挿通され、上方の図示しないモータによって回転する
駆動軸である。ハウジング(31)と駆動軸(33)との間の空
間には２組のメカニカルシール(Ma)(Mb)が軸方向直列に
装着されており、該両メカニカルシール(Ma)(Mb)は、そ
れぞれ、ハウジング軸孔(32)内周にＯリング(34)を介し
て嵌着された固定環(35)と、駆動軸(33)外周にパッキン
グ(36)を介して嵌着されて該駆動軸(33)とともに回転
し、前記固定環(35)と互いに密接摺動する回転環(37)を
主構成材としている。ハウジング(31)には、上記両メカ
ニカルシール(Ma)(Mb)間に形成された軸封部空間(38)の
下端部（メカニカルシール(Ma)摺動部近傍空間）から外
径方向に延びる給油孔(39)および軸封部空間(38)の上端
部（メカニカルシール(Mb)摺動部近傍空間）から外径方
向に延びる排油孔(40)が貫設されており、給油孔(39)に
は、加圧循環装置(41)によって外部の油タンク(42)から
潤滑油を軸封部空間(38)へ送給するための配管(43)が、
一方排油孔(40)には、冷却装置(44)を経由して延び軸封
部空間(38)から排出される油を前記タンク(42)へ導くた
めの配管(45)がそれぞれ接続されて、油循環経路を構成
している。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記軸封装置では、潤滑油の循環に加圧
循環装置(41)を用いていることから、装置が複雑で大型
にならざるを得ず、また、軸封部空間(38)内の潤滑油と
図の下方に位置するポンプ室(46)内のスラリーを含む腐
蝕性の液等との間を密封するメカニカルシール(Ma)に腐
蝕や摩耗等による損耗が起こり、漏れが生ずると、潤滑
油の消費量が増大するばかりか、これに伴なって、ある
いは圧力変化等によって、スラリーを含む腐蝕性の液等
が軸封部空間(38)内へ漏入し、潤滑油と混合されてしま
う問題も起こる。すなわち、スラリーを含む腐蝕性液体
等が潤滑油とともに上記した構成の油循環経路を循環す
るようになると、ことに加圧循環装置(41)が腐蝕やスラ
リーによる損傷を破り、潤滑油の循環に支障を来たして
当該スラリーポンプの稼動が不可能となったり、メンテ
ナンス費用もかさむ結果となる。

本考案は、以上の問題点に鑑み、軸封装置の信頼性を向
上させるとともに、システム全体の長寿命化、低コスト
化を図ることを主目的としてなされたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本考案に係る竪形回転機器用軸封装置は、駆
動軸がハウジングに垂直方向に挿通されてなる竪形回転
機器において、ハウジングの軸孔と、該軸孔内周の駆動
軸との間の空間に、２組のメカニカルシールを軸方向直
列に装着し、該両メカニカルシールによって区画形成さ
れた軸封部空間の上端部を、該上端部よりも上方へ向け
て延びる管路を介して油タンクの上部と連通させる一
方、前記軸封部空間の下端部を管路を介して前記油タン
クの下部と連通させ、これら軸封部空間、管路および油
タンクよりなる油循環経路を潤滑油で満たし、軸封部空
間と油タンクとの間での対流による潤滑油の循環を可能
になすとともに、下側のメカニカルシールとその下方空
間内の腐蝕性を有する被シール液との間に、外部から加
圧供給した圧力ガスを介在させてなる構成とした。

〔作用〕 本考案の構成によれば、２組のメカニカルシールの摺動
部で発生する摺動熱等機器からの発熱を吸収して高温と
なった軸封部空間内の潤滑油は、該空間の上端部から上
方へ延びる管路内を油タンク側へ向かって上昇流動し、
これに伴ない油タンク内の低温の潤滑油が軸封部空間の
下端部から該空間内へ導入されるといった、自然対流に
よる潤滑油の循環が行なわれるため、潤滑油を強制的に
循環させるための加圧循環装置等は必要としない。ま
た、油循環経路内には加圧循環装置がなく、かつ下側の
メカニカルシールの下方空間には圧力ガスが加圧供給さ
れていることから、軸封部空間は被シール等が存在する
前記下方空間よりも低圧であり、このため軸封部空間か
ら被シール液側に潤滑油が漏洩することがない。しか
も、被シール液の上方に前記圧力ガスが介在することに
よって、メカニカルシールが腐蝕性を有する前記被シー
ル液に接液して腐蝕されることもない。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を第１図に基づいて説明する。

図において、(1)は竪形スラリーポンプのハウジング、
(3)は該ハウジング(1)に垂直に貫通形成された軸孔(2)
に挿通され、上方の図示しないモータによって回転する
駆動軸である。この竪形スラリーポンプは、図の下方に
位置し駆動軸(3)に軸着された図示しないポンプ機構に
よって、スラリーを含む腐蝕性の液体を圧送するもので
ある。ハウジング(1)と駆動軸(3)との間の空間には２組
の圧力バランス型メカニカルシール(M1)(M2)が軸方向直
列に装着されており、該両メカニカルシール(M1)(M2)
は、それぞれ、ハウジング軸孔(2)内周面に耐蝕性およ
び耐熱性に優れたシール材料であるカルレッツ（米国デ
ュポン社登録商標）製のＯリング(4)(4)を介して嵌着さ
れ耐摩耗性および耐蝕性に優れたシール材料である炭化
珪素SiC製の固定環(5)と、駆動軸(3)外周にカルレッツ
製のＯリング(6)を介して嵌着されて該駆動軸(3)ととも
に回転し、前記固定環(5)と互いに密接摺動する炭化珪
素製の回転環(7)を主構成材としている。ハウジング(1)
には、上記両メカニカルシール(M1)(M2)によって区画形
成された軸封部空間(8)の下端部（メカニカルシール(M
1)摺動部近傍空間）から外径方向に延びる吸入孔(9)お
よび軸封部空間(8)の上端部（メカニカルシール(M2)摺
動部近傍空間）から上方へ傾斜してハウジング(1)外側
へ延びる排出孔(10)が貫設されており、吸入孔(9)には
当該スラリーポンプ外部に設置された密閉形の油タンク
(12)の底部空間(12a)に開口する配管(11)が、一方、排
出孔(10)には、上方へ延びて前記軸封部空間(8)上端部
よりも高所に位置する前記油タンク(12)の上部空間(12
b)に開口する配管(13)がそれぞれ接続されて、油循環経
路を構成している。該油循環経路に弗素系潤滑油が充填
され、この潤滑油は、給油補助タンク(14)によって油タ
ンク(12)へ随時補給可能となっている。メカニカルシー
ル(M1)の下方に位置し、スラリーを含む腐蝕性液体の存
するポンプ室側空間(18)には、ハウジング(1)に穿たれ
た送気孔(15)および送気管(16)を介して、外部のガス加
圧供給装置(17)からの圧力ガスが加圧供給されて、前記
下方のメカニカルシール(M1)と腐蝕性液体とを完全に隔
絶している。

上記実施例において、油循環経路内には従来のような加
圧循環装置を有しておらず、軸封部空間(8)はポンプ室
側空間(18)よりも低圧となっている。したがって、基本
的には軸封部空間(8)から潤滑油がポンプ室側空間(18)
へ漏れることはない。また、ポンプ室側空間(18)にはガ
ス加圧供給装置(17)からの圧力ガスが導入されているた
め、メカニカルシール(M1)が直接ポンプ室側空間(18)内
のスラリーを含む腐蝕性液体に浸漬されることはなく、
メカニカルシール(M1)は耐摩耗性および耐蝕性にきわめ
て優れたシール材で構成されており、かつ圧力バランス
型のシール構造であるため、前記腐蝕性液体が軸封部空
間(8)内へ漏入することはない。

油循環経路内での潤滑油の循環は、軸封部空間(8)とポ
ンプ外部の油タンク(12)側との温度差による自然対流を
利用して行なわれるようになっており、すなわち、排出
孔(10)および管路(13)は軸封部空間(8)上端部から、油
タンク(12)の上部空間(12b)へ向けて上方へ延びている
ため、メカニカルシール(M1)(M2)双方の固定環(5)と回
転環(7)の密接摺動による摺動熱等機器からの熱を吸収
して高温となった軸封部空間(8)内の潤滑油は、前記排
出孔(10)、配管(13)内を上昇流動して油タンク(12)内へ
流入し、これに伴なって該油タンク(12)の底部空間(12
a)から低温の潤滑油が、配管(11)、吸入孔(9)を経由し
て軸封部空間(8)下端部へ吸入される。したがって、こ
の構成によれば潤滑油を強制循環させるための加圧循環
装置が不要であることから、従来のような加圧循環装置
の損傷による不具合は起こり得ない。

なお、上記軸封装置は圧力バランス型のシール構造を有
するものであり、既述したとおり、ポンプ室側空間(18)
から腐蝕性流体が軸封部空間(8)へ漏入することがない
よう構成されているが、ガス加圧供給装置(17)から供給
される圧力ガスがメカニカルシール(M1)部を介して油循
環経路の潤滑油中に浸入することが考えられる。このよ
うな場合には、油タンク(12)内の圧力が上昇するため、
潤滑油がポンプ室側空間(18)へ漏れることにもなりなね
ない。その対策として、油タンク(12)の上部に圧力計や
圧力調整バルブ等の圧力調整機構を設けることにより、
油タンク(12)内の圧力を一定範囲内に調整可能とするこ
とが有効である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案に係る竪形回転機器用軸封
装置は、軸封部空間への潤滑油の循環供給を、加圧循環
装置によらず、自然対流を利用して行ない、かつ下側の
メカニカルシールの下方空間に圧力ガスを加圧供給して
なることから、前記軸封部空間から潤滑油が前記下方空
間の被シール液内へ漏れることがなく、しかも加圧供給
された前記圧力ガスが前記下方空間内で被シール液と下
側メカニカルシールの間に介在しているので、該メカニ
カルシールがスラリーを含む腐食性の被シール液に浸漬
されることがなく、シール耐久性が向上する といった優れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案軸封装置の一実施例を示す概略構成説明
図、第２図は従来例に係る軸封装置を示す概略構成説明
図である。 (1)……ハウジング、(2)……軸孔、(3)……駆動軸 (4)(6)……Ｏリング、(5)……固定環、(7)……回転環 (8)……軸封部空間、(9)……吸入孔、(10)……排出孔 (11)(13)……配管、(12)……油タンク (12a)……油タンク底部空間 (12b)……油タンク上部空間 (M1)(M2)……メカニカルシール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 松本 正彦 兵庫県西宮市高須町２丁目１番−25−305 (72)考案者 城尾 勲 東京都港区芝公園２丁目６番15号 イーグ ル工業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭48−109352（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−21749（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭50−27534（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭38−28908（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸がハウジングに垂直方向に挿通さ
   れ、ハウジングの軸孔と、該軸孔内周の駆動軸との間の
   空間に、２組のメカニカルシールを軸方向直列に装着
   し、該両メカニカルシールによって区画形成された軸封
   部空間の上端部を、該上端部よりも上方へ向けて延びる
   管路を介して油タンクの上部と連通させる一方、前記軸
   封部空間の下端部を、管路を介して前記油タンクの下部
   と連通させ、これら軸封部空間、管路および油タンクよ
   りなる油循環経路を潤滑油で満たし、軸封部空間と油タ
   ンクとの間での対流による潤滑油の循環を可能になすと
   ともに、下側のメカニカルシールとその下方空間内の腐
   蝕性を有する被シール液との間に、外部から加圧供給し
   た圧力ガスを介在させてなることを特徴とする竪形回転
   機器用軸封装置。