JPH0642650A - 軸封装置 - Google Patents

軸封装置

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JPH0642650A
JPH0642650A JP3962192A JP3962192A JPH0642650A JP H0642650 A JPH0642650 A JP H0642650A JP 3962192 A JP3962192 A JP 3962192A JP 3962192 A JP3962192 A JP 3962192A JP H0642650 A JPH0642650 A JP H0642650A
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Hirobumi Aritsubo
博文 有坪
Toshihiko Fuse
敏彦 布施
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Nippon Pillar Packing Co Ltd
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Nippon Pillar Packing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高圧条件下や液体アンモニア等の揮発性流体
ないし低沸点流体に対しても、良好且つ安定したシール
機能を発揮しうる信頼性の高い軸封装置を提供する。 【構成】 並列配置した2組のメカニカルシール11,
21により、両メカニカルシール11,21間に形成さ
れたパージ流体領域Cを介して、被密封流体領域Aと大
気領域Bとを遮蔽シールするように構成された軸封装置
である。被密封流体領域A側のメカニカルシール11
は、静止密封環13に被密封流体領域Aの流体圧力が背
圧として作用する接触型シールに構成されている。大気
領域B側のメカニカルシール21は、静止密封環23に
パージ流体領域Cの流体圧力が背圧として作用する非接
触型シールに構成されている。パージ流体領域Cには、
被密封流体より低圧の窒素ガス等のパージガスGが注入
されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シールケーシング及び
これを洞貫する回転軸の一方に第1密封環を固定保持す
ると共に他方に第1密封環へと押圧附勢させた第2密封
環を軸線方向摺動可能に保持させてなる2組のメカニカ
ルシールにより、両メカニカルシール間に形成されたパ
ージ流体領域を介して、被密封流体領域と大気領域とを
遮蔽シールするように構成された軸封装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の軸封装置としては、図2
に示す如く、2組の接触型メカニカルシール1a,1b
を逆向きに配置した所謂ダブルシールがよく知られてい
る。
【0003】すなわち、両メカニカルシール1a,1b
は、各々、シールケーシング5に静止密封環2a,2b
を固定保持すると共に回転軸6に静止密封環2a,2b
へと押圧附勢4a,4bさせた回転密封環3a,3bを
軸線方向摺動可能に保持させてなり、密封環2a,3a
及び2b,3bの相対回転摺接作用により、適当圧力
(以下の説明において「圧力」というときは、大気圧を
基準としたゲージ圧力を意味する)のパージ液(水,油
等)Lを注入したパージ流体領域Cを介して、被密封流
体領域Aと大気領域Bとを遮蔽シールしうるように構成
されている。
【0004】而して、かかる従来装置にあっては、摺動
密封環3a,3bにパージ流体Lの圧力P´が背圧とし
て作用することから、被密封流体領域A側のメカニカル
シール1aにおける両密封環2a,3aの接触を適正に
維持すべく、パージ流体圧力P´を被密封流体圧力Pよ
り所定量ΔP高くしてある(P´=P+ΔP)。すなわ
ち、パージ流体圧力P´が被密封流体圧力Pより低い
と、両密封環2a,3aが適正な接触状態を維持でき
ず、スプリング4aによる押圧附勢力を必要以上に大き
くしなければならないといった不都合が生じるからであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、被密封流体領
域Aとパージ流体領域Cとの間をシールする第1メカニ
カルシール1aについては、上記した如くパージ流体圧
力P´を被密封流体圧力Pより高くしておく必要があ
る。しかも、被密封流体が液体アンモニア等の揮発性流
体ないし低沸点流体である場合には、密封環2a,3a
間に形成される流体潤滑膜が摺動熱により破壊され易
く、これが原因でシールが破壊される虞れがある。そし
て、シールが破壊されると、パージ液Lが被密封流体領
域A側に漏れる。
【0006】一方、大気領域Bとパージ流体領域Cとの
間をシールする第2メカニカルシール1bについては、
それが接触型シールであるところから、両領域B,C間
の差圧(P+ΔP)が極めて大きくなる高圧条件下では
シール機能が損なわれる虞れがある。
【0007】このように、従来装置は、全体として信頼
性が低く、シール条件(被密封流体の性状や圧力条件)
によっては好適に使用できないものである。また、パー
ジ液Lを循環させるための周辺機器が必要となり、装置
構造が複雑化するといった問題もある。
【0008】本発明は、上記した問題を解決して、被密
封流体の性状や圧力条件に拘わらず、良好且つ安定した
シール機能を発揮させることができ、信頼性の高い軸封
装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の軸封装置は、上
記の目的を達成すべく、特に、被密封流体領域側の第1
メカニカルシールを第2密封環に被密封流体領域の流体
圧力が背圧として作用する接触型シールに構成すると共
に、大気領域側の第2メカニカルシールを、第2密封環
にパージ流体領域の流体圧力が背圧として作用する非接
触型シールに構成し、且つパージ流体領域に被密封流体
より低圧の窒素ガス等のパージガスを注入させておくこ
とを提案するものである。
【0010】
【作用】被密封流体領域とパージ流体領域とをシールす
る第1メカニカルシールについては、摺動可能な第2密
封環に被密封流体圧力が背圧として作用することから、
パージ流体領域の流体圧力を被密封流体圧力より低くし
ておくことができ、シール部分に作用する負荷を大幅に
低減することができる。したがって、被密封流体が液体
アンモニア等の揮発性流体ないし低沸点流体である場合
や高圧流体である場合にも、良好且つ安定したシール機
能を発揮する。
【0011】一方、大気領域とパージ流体領域とをシー
ルする第2メカニカルシールについては、それが非接触
型のガスシールであることから、パージ流体圧力が被密
封流体圧力よりも低圧であることとも相俟って、高圧条
件下においても良好なシール機能を発揮する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の構成を図1に示す実施例に基
づいて具体的に説明する。
【0013】この実施例の軸封装置は、シールケーシン
グ15とこれを洞貫する回転軸16との間に並列配置さ
せた2組のメカニカルシール11,21により、両メカ
ニカルシール11,21間に形成されたパージ流体領域
Cを介して、被密封流体領域Aと大気領域Bとを遮蔽シ
ールするように構成されたものである。
【0014】各メカニカルシール11,21は、回転軸
16に固定保持された第1密封環たる回転密封環12,
22と、シールケーシング15に軸線方向摺動可能に保
持された第2密封環たる静止密封環13,23と、静止
密封環13,23を回転密封環12,22へと押圧附勢
するスプリング14,24とを具備してなる。
【0015】そして、被密封流体領域A側の第1メカニ
カルシール11は、両密封環12,13が被密封流体に
よる流体潤滑膜を介在した接触状態で相対回転させるこ
とによって、被密封流体領域Aとパージ流体領域Cとを
シールしうる接触型シールに構成されている。
【0016】一方、大気領域B側の第2メカニカルシー
ル21は、回転密封環22の端面にスパイラル形状等の
動圧発生溝22aを形成して、両密封環22,23をそ
の間に発生する動圧により非接触状態で相対回転させる
ことによって、大気領域Bとパージ流体領域Cとをシー
ルしうる非接触型シールに構成されている。
【0017】また、両メカニカルシール11,21は、
静止密封環13,23が回転密封環12,22より大気
領域B側に位置されるように、同じ向きで配置されてい
て、摺動密封環13,23には、第1メカニカルシール
11においては被密封流体領域Aの流体圧力Pが、又第
2メカニカルシール21においてはパージ流体領域Cの
流体圧力P´が、夫々背圧として作用するようになって
いる。
【0018】さらに、パージ流体領域Cには、被密封流
体圧力Pより低圧P´(=P−ΔP)のパージガスGが
封入されている。両者の差圧ΔPは、シール条件等に応
じて適宜に設定されるが、通常、5Kg/cm2程度としてお
くことが好ましい。パージガスGとしては、被密封流体
の性状に応じたものが選択されるが、一般には不活性な
窒素ガス等を使用するのが好ましい。
【0019】なお、第1メカニカルシール11の相対回
転部分に対しては、フラッシング液Fが噴射されるよう
になっている。
【0020】以上のように構成された軸封装置にあって
は、被密封流体が高圧である場合や液体アンモニア等の
揮発性流体ないし低沸点性の流体である場合において
も、良好なシール機能が発揮される。
【0021】すなわち、被密封流体領域Aとパージ流体
領域Cとをシールする第1メカニカルシール11にあっ
ては、被密封流体圧力Pが摺動密封環13の背圧として
作用することから、パージ流体圧力P´を上記した如く
被密封流体圧力Pより低圧(P−ΔP)としても、密封
環12,13を適正な接触状態に維持することができ
る。したがって、このようにパージ流体圧力P´を低圧
としておくことによって、両密封環12,13によるシ
ール部分に作用する負荷を大幅に低減することができ、
被密封流体の性状や圧力条件に拘わらず、良好且つ安定
したシール機能を発揮させることができる。
【0022】また、第2メカニカルシール21について
は、それが非接触型のガスシールであるから、摺動密封
環23に背圧として作用するパージガス圧力P´が被密
封流体圧力Pより低圧であることとも相俟って、高圧条
件下においても良好なシール機能が発揮されることにな
る。
【0023】また、パージ流体Gがガスであり、大気領
域B側のメカニカルシール21をガスシールとしている
ことから、パージ流体Gを循環させるための周辺機器は
これを全く必要としない。
【0024】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明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。例えば、上記実
施例において、静止密封環13,23をシールケーシン
グ15に固定保持された第1密封環とし、回転密封環1
2,22を軸線方向摺動可能に附勢保持された第2密封
環としてもよい。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、高圧条件下や液体アンモニア等の揮発性流体
ないし低沸点流体に対しても、良好且つ安定したシール
機能を発揮しうる信頼性の高い軸封装置を提供すること
ができる。しかも、パージ流体の循環を行うための周辺
機器を必要とせず、装置構造を簡素化することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る軸封装置の一実施例を示す半截縦
断側面図である。
【図2】従来装置を示す半截縦断側面図である。
【符号の説明】
11…第1メカニカルシール、12,22…回転密封環
(第1密封環)、13,23…静止密封環(第2密封
環)、14,24…スプリング(押圧附勢手段)、15
…シールケーシング、16…回転軸、21…第2メカニ
カルシール、A…被密封流体領域、B…大気領域、C…
パージ流体領域、G…パージガス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シールケーシング及びこれを洞貫する回
    転軸の一方に第1密封環を固定保持すると共に他方に第
    1密封環へと押圧附勢させた第2密封環を軸線方向摺動
    可能に保持させてなる2組のメカニカルシールにより、
    両メカニカルシール間に形成されたパージ流体領域を介
    して、被密封流体領域と大気領域とを遮蔽シールするよ
    うに構成された軸封装置において、被密封流体領域側の
    第1メカニカルシールを第2密封環に被密封流体領域の
    流体圧力が背圧として作用する接触型シールに構成する
    と共に、大気領域側の第2メカニカルシールを、第2密
    封環にパージ流体領域の流体圧力が背圧として作用する
    非接触型シールに構成し、且つパージ流体領域に被密封
    流体より低圧の窒素ガス等のパージガスを注入させたこ
    とを特徴とする軸封装置。
JP3962192A 1992-02-26 1992-02-26 軸封装置 Expired - Lifetime JPH0769018B2 (ja)

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