JPH08193662A - メカニカルシール - Google Patents
メカニカルシールInfo
- Publication number
- JPH08193662A JPH08193662A JP2127495A JP2127495A JPH08193662A JP H08193662 A JPH08193662 A JP H08193662A JP 2127495 A JP2127495 A JP 2127495A JP 2127495 A JP2127495 A JP 2127495A JP H08193662 A JPH08193662 A JP H08193662A
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- Japan
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- ring
- fixed ring
- pressure chamber
- shaft
- mechanical seal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、軸受部１４を通過する流体
中に含まれる異物１６が切り欠き５１を介して排出さ
れ、該異物による固定リング８の面に生じるすじ状の摩
耗傷の発生を防止し、安定したシール特性を示すメカニ
カルシールを提供するにある。 【構成】 固定リング８の外周側より半径方向に切り欠
き５１を複数個設け、該切り欠きは回転リング３にある
螺旋溝４と交差する構造とした。また固定リング８にあ
る複数個の切り欠き５１と回転リング３に設けられてい
る複数個の螺旋溝４との交差は、固定リング８の円周上
で常時１ケ所のみとなるように固定リング８の切り欠き
５１の配置角度と回転リング３の螺旋溝４の配置角度と
をずらして配設する構造としている。
中に含まれる異物１６が切り欠き５１を介して排出さ
れ、該異物による固定リング８の面に生じるすじ状の摩
耗傷の発生を防止し、安定したシール特性を示すメカニ
カルシールを提供するにある。 【構成】 固定リング８の外周側より半径方向に切り欠
き５１を複数個設け、該切り欠きは回転リング３にある
螺旋溝４と交差する構造とした。また固定リング８にあ
る複数個の切り欠き５１と回転リング３に設けられてい
る複数個の螺旋溝４との交差は、固定リング８の円周上
で常時１ケ所のみとなるように固定リング８の切り欠き
５１の配置角度と回転リング３の螺旋溝４の配置角度と
をずらして配設する構造としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガス圧縮機、ポンプ等の
回転機械の軸封部に適用するメカニカルシールに関す
る。
回転機械の軸封部に適用するメカニカルシールに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】以下図５〜９を参照し、本発明の従来例
について説明する。図５は従来のメカニカルシールの一
例を示す断面図、図６は図５の回転リング部分の側面
図、図７は従来のメカニカルシールの作用効果説明図、
図８は図５における軸封面の油の流れを示す図、図９は
図８の回転リング部の側面図である。
について説明する。図５は従来のメカニカルシールの一
例を示す断面図、図６は図５の回転リング部分の側面
図、図７は従来のメカニカルシールの作用効果説明図、
図８は図５における軸封面の油の流れを示す図、図９は
図８の回転リング部の側面図である。
【０００３】図において１はケーシング、２は回転軸、
３は回転リングで複数の螺旋溝４をその軸封面上に配置
している。回転リング３は軸スリーブ５を介してナット
６で回転軸２に固定されている。ケーシング１に図示し
ないボルトで固定されたインサート７に固定リング８を
嵌装して取付けている。
３は回転リングで複数の螺旋溝４をその軸封面上に配置
している。回転リング３は軸スリーブ５を介してナット
６で回転軸２に固定されている。ケーシング１に図示し
ないボルトで固定されたインサート７に固定リング８を
嵌装して取付けている。
【０００４】固定リング８の回転リング３に対向する面
には、環状溝９が設けられており、又該環状溝９と高圧
室Ｐ1 とを連通する複数個の連通孔１０を設けている。
１１はインサート７と固定リング８との間に介装された
圧縮ばね、１２は回転軸２と回転リング３との間、ケー
シング１とインサート７との間及びインサート７と固定
リング８との間にそれぞれ配設されたＯリングである。
には、環状溝９が設けられており、又該環状溝９と高圧
室Ｐ1 とを連通する複数個の連通孔１０を設けている。
１１はインサート７と固定リング８との間に介装された
圧縮ばね、１２は回転軸２と回転リング３との間、ケー
シング１とインサート７との間及びインサート７と固定
リング８との間にそれぞれ配設されたＯリングである。
【０００５】１３はケーシング１に穿設された給液穴で
あり、Ｐ2 は低圧室を示す。図６に示す４は回転リング
３に設けた螺旋溝でその内径Ｒ1 、外径Ｒ3 とし、固定
リング８に設けた環状溝９の内径をＲ0 、外径Ｒ2 及び
固定リング８の外径Ｒ4 とするとＲ0 ＜Ｒ1 ＜Ｒ2 、Ｒ
2 ＜Ｒ3 ＜Ｒ4 の関係となるように加工される。又固定
リング８に設けられた環状溝９で区画された軸封面の外
周側は軸受部１４、内周側は軸封部１５となっている。
あり、Ｐ2 は低圧室を示す。図６に示す４は回転リング
３に設けた螺旋溝でその内径Ｒ1 、外径Ｒ3 とし、固定
リング８に設けた環状溝９の内径をＲ0 、外径Ｒ2 及び
固定リング８の外径Ｒ4 とするとＲ0 ＜Ｒ1 ＜Ｒ2 、Ｒ
2 ＜Ｒ3 ＜Ｒ4 の関係となるように加工される。又固定
リング８に設けられた環状溝９で区画された軸封面の外
周側は軸受部１４、内周側は軸封部１５となっている。
【０００６】上述したメカニカルシールにおいて、固定
リング８に設けられた環状溝９の外周側の軸受部１４
は、螺旋溝４を有するスラスト軸受として作用し、環状
溝９の内周側の軸封部１５は、高圧室Ｐ1 より連通穴１
０を介して連通する環状溝９の流体が低圧室Ｐ2 へ流出
するのを抑制するシール部として作用する。
リング８に設けられた環状溝９の外周側の軸受部１４
は、螺旋溝４を有するスラスト軸受として作用し、環状
溝９の内周側の軸封部１５は、高圧室Ｐ1 より連通穴１
０を介して連通する環状溝９の流体が低圧室Ｐ2 へ流出
するのを抑制するシール部として作用する。
【０００７】固定リング８の背面に作用する高圧室Ｐ1
の流体圧による軸方向の力及び圧縮ばね１１によるばね
力と、軸封する摺動隙間内で発生する前記軸封部１５の
流体圧、及び回転軸２の回転により発生する前記軸受部
１４の流体圧による軸方向の力が釣り合い、固定リング
８は軸方向に微小に変位し、回転リング３と固定リング
８との間の微小な摺動隙間が保持され、回転軸２のメカ
ニカルシールとして作用する。
の流体圧による軸方向の力及び圧縮ばね１１によるばね
力と、軸封する摺動隙間内で発生する前記軸封部１５の
流体圧、及び回転軸２の回転により発生する前記軸受部
１４の流体圧による軸方向の力が釣り合い、固定リング
８は軸方向に微小に変位し、回転リング３と固定リング
８との間の微小な摺動隙間が保持され、回転軸２のメカ
ニカルシールとして作用する。
【０００８】図７は軸が回転中における軸封面即ち固定
リング８と回転リング３の間に発生する圧力分布図を示
したものである。図５に示す環状溝９の圧力Ｐm1は連通
孔１０を介して高圧室Ｐ1 と同じ圧力Ｐ1 となるように
設定されている。又軸封部１５はＰm1から低圧室Ｐ2 の
圧力へとほぼ直線的に落ちる圧力分布となり、軸受部１
４では螺旋溝４の効果でその圧力はＰm1≒Ｐ1 となり、
中央部付近の圧力はさらにＰ1 より高い圧力分布とな
る。
リング８と回転リング３の間に発生する圧力分布図を示
したものである。図５に示す環状溝９の圧力Ｐm1は連通
孔１０を介して高圧室Ｐ1 と同じ圧力Ｐ1 となるように
設定されている。又軸封部１５はＰm1から低圧室Ｐ2 の
圧力へとほぼ直線的に落ちる圧力分布となり、軸受部１
４では螺旋溝４の効果でその圧力はＰm1≒Ｐ1 となり、
中央部付近の圧力はさらにＰ1 より高い圧力分布とな
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のメカニカル
シールにおいて、回転中高圧室Ｐ1 の流体は図８のよう
に流れる。即ち固定リング８に設けられた連通孔１０を
介して高圧室Ｐ1 より環状溝９に導入された流体の一部
は螺旋溝４の作用で再び高圧室Ｐ1 へ循環される。
シールにおいて、回転中高圧室Ｐ1 の流体は図８のよう
に流れる。即ち固定リング８に設けられた連通孔１０を
介して高圧室Ｐ1 より環状溝９に導入された流体の一部
は螺旋溝４の作用で再び高圧室Ｐ1 へ循環される。
【００１０】ところが一般的には流体中には異物１６が
混入していることが多い。（配管中にフィルタを設置し
て異物を捕獲しているが）この異物が前述の流体の流れ
に沿って連通孔１０を介して環状溝９に導入され、螺旋
溝４に導かれる。該螺旋溝４に流入した異物１６は、図
９の回転リング３の側面図に示しているように従来のメ
カニカルシールでは螺旋溝４の外周の角部に溜り易い構
造となっている。
混入していることが多い。（配管中にフィルタを設置し
て異物を捕獲しているが）この異物が前述の流体の流れ
に沿って連通孔１０を介して環状溝９に導入され、螺旋
溝４に導かれる。該螺旋溝４に流入した異物１６は、図
９の回転リング３の側面図に示しているように従来のメ
カニカルシールでは螺旋溝４の外周の角部に溜り易い構
造となっている。
【００１１】この状態において回転リング３と共に異物
１６が回転すると、相対する固定リング８の面を異物１
６が傷つけ、円周方向にすじ状の摩耗１７（図８参照）
を生じる。このすじ状の摩耗１７は螺旋溝４の作用で形
成される軸受部１４のスラスト軸受効果を低下させる。
即ち従来形メカニカルシールでは経時的にその性能を劣
化させる欠点を有していた。
１６が回転すると、相対する固定リング８の面を異物１
６が傷つけ、円周方向にすじ状の摩耗１７（図８参照）
を生じる。このすじ状の摩耗１７は螺旋溝４の作用で形
成される軸受部１４のスラスト軸受効果を低下させる。
即ち従来形メカニカルシールでは経時的にその性能を劣
化させる欠点を有していた。
【００１２】本発明の目的は、軸受部１４を通過する流
体中に含まれる異物１６が切り欠き５１より排出され、
異物１６による固定リング８の面にすじ状の摩耗傷の発
生を防止し安定したシール特性を示すメカニカルシール
を提供するにある。
体中に含まれる異物１６が切り欠き５１より排出され、
異物１６による固定リング８の面にすじ状の摩耗傷の発
生を防止し安定したシール特性を示すメカニカルシール
を提供するにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のメカニカルシー
ルは回転軸２に固定した回転リング３と該回転軸を囲繞
するケーシング１にインサート７を介して取付けた固定
リング８とで軸封面を形成して高圧室Ｐ1 と低圧室Ｐ2
との間をシールする構造であって、前記固定リング８の
軸封面に環状溝９を設けると共に、該環状溝９を前記高
圧室に連通する複数の連通孔１０を前記固定リング８に
設け、かつ前記環状溝９で区画された半径方向の高圧室
側の面に回転軸２の回転と共に環状溝９内の流体を半径
方向の高圧室側に移送する複数の螺旋溝４を回転リング
３に設けたものにおいて、該固定リング８の軸封面上の
外周側より半径方向に前記螺旋溝４を交さくする切り欠
き５１を複数個設け、前記両者の交さくは固定リング８
の円周上で常時１ケ所のみとなるように固定リング８の
切り欠き５１の配置角度と回転リング３の螺旋溝４の配
置角度をずらした構成としたことを特徴としている。
ルは回転軸２に固定した回転リング３と該回転軸を囲繞
するケーシング１にインサート７を介して取付けた固定
リング８とで軸封面を形成して高圧室Ｐ1 と低圧室Ｐ2
との間をシールする構造であって、前記固定リング８の
軸封面に環状溝９を設けると共に、該環状溝９を前記高
圧室に連通する複数の連通孔１０を前記固定リング８に
設け、かつ前記環状溝９で区画された半径方向の高圧室
側の面に回転軸２の回転と共に環状溝９内の流体を半径
方向の高圧室側に移送する複数の螺旋溝４を回転リング
３に設けたものにおいて、該固定リング８の軸封面上の
外周側より半径方向に前記螺旋溝４を交さくする切り欠
き５１を複数個設け、前記両者の交さくは固定リング８
の円周上で常時１ケ所のみとなるように固定リング８の
切り欠き５１の配置角度と回転リング３の螺旋溝４の配
置角度をずらした構成としたことを特徴としている。
【００１４】
【作用】前記のように固定リング８に切り欠き５１を設
けたので、軸受面１４を通過する異物１６は回転リング
３の螺旋溝４に溜らうとするが、固定リング８の切り欠
き５１部分が回転リング３０と螺旋溝４が交差すると該
螺旋溝４に溜っていた異物１６は軸受部１４より高圧室
Ｐ1 への流体流れにそって容易に排出される。
けたので、軸受面１４を通過する異物１６は回転リング
３の螺旋溝４に溜らうとするが、固定リング８の切り欠
き５１部分が回転リング３０と螺旋溝４が交差すると該
螺旋溝４に溜っていた異物１６は軸受部１４より高圧室
Ｐ1 への流体流れにそって容易に排出される。
【００１５】さらに固定リング８にある複数個の切り欠
き５１と、回転リング３にある複数個の螺旋溝４は常時
１ケ所のみが交差する構造としたので、回転リング３の
螺旋溝４の作用で形成される軸受部１４のスラスト軸受
効果の低下を最小限に保持することができる。
き５１と、回転リング３にある複数個の螺旋溝４は常時
１ケ所のみが交差する構造としたので、回転リング３の
螺旋溝４の作用で形成される軸受部１４のスラスト軸受
効果の低下を最小限に保持することができる。
【００１６】
【実施例】以下図１〜４を参照し本発明の一実施例につ
いて説明する。図１は第１実施例に係るメカニカルシー
ルの断面図、図２は図１の固定リングの側面図、図３は
図１のメカニカルシールの要部拡大図、図４は図３の回
転リングと固定リングの配置関係図である。
いて説明する。図１は第１実施例に係るメカニカルシー
ルの断面図、図２は図１の固定リングの側面図、図３は
図１のメカニカルシールの要部拡大図、図４は図３の回
転リングと固定リングの配置関係図である。
【００１７】本発明のメカニカルシールと従来例のもの
との相違点を述べると、本発明のものは固定リング８の
外周側に新しく切り欠き５１を設けた点である。この切
り欠き５１は対向する回転リング３の螺旋溝４と交差す
る位置に設けるが、複数個ある切り欠き５１と複数個あ
る螺旋溝４が円周上で常時１ケ所のみで交差するように
配置角度としたことを特徴としている。
との相違点を述べると、本発明のものは固定リング８の
外周側に新しく切り欠き５１を設けた点である。この切
り欠き５１は対向する回転リング３の螺旋溝４と交差す
る位置に設けるが、複数個ある切り欠き５１と複数個あ
る螺旋溝４が円周上で常時１ケ所のみで交差するように
配置角度としたことを特徴としている。
【００１８】図１〜２の部分拡大図を図３〜４に示す。
図３〜４において異物１６が隅部に溜っているところが
示されている。この図に示す異物１６は前記のように固
定リング８に新設した切り欠き５１と回転リング３に設
けられている螺旋溝４が交差したとき、螺旋溝４より切
り欠き５１を介して固定リング８の外周側の高圧室１２
に排出される。
図３〜４において異物１６が隅部に溜っているところが
示されている。この図に示す異物１６は前記のように固
定リング８に新設した切り欠き５１と回転リング３に設
けられている螺旋溝４が交差したとき、螺旋溝４より切
り欠き５１を介して固定リング８の外周側の高圧室１２
に排出される。
【００１９】さらに、複数個ある切り欠き５１と、複数
個ある螺旋溝４は図４に示すように常時円周上で１ケ所
においてのみ切り欠き５１と螺旋溝４が交差する配置角
度としているので、切り欠き５１を複数個設けているに
も拘らず、回転リング３の螺旋溝４によるスラスト軸受
効果の低減は最小限とすることができる。
個ある螺旋溝４は図４に示すように常時円周上で１ケ所
においてのみ切り欠き５１と螺旋溝４が交差する配置角
度としているので、切り欠き５１を複数個設けているに
も拘らず、回転リング３の螺旋溝４によるスラスト軸受
効果の低減は最小限とすることができる。
【００２０】以上述べたように軸受部１４を通過する異
物１６は切り欠き５１より高圧室Ｐ1 に排出されるた
め、従来例のように異物１６により固定リング８の面に
すじ状の摩耗傷が発生するおそれがなくなり、安定した
シール特性のメカニカルシールを得ることができる。
物１６は切り欠き５１より高圧室Ｐ1 に排出されるた
め、従来例のように異物１６により固定リング８の面に
すじ状の摩耗傷が発生するおそれがなくなり、安定した
シール特性のメカニカルシールを得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明のものは前記のとおり構成したの
で、軸受部１４を通過する異物１６は切り欠き５１を介
して流体流れに沿って排出されるため、異物１６による
固定リングの面に及ぼすすじ状の摩耗傷の発生懸念が回
避され、安定したシール特性のメカニカルシールを提供
できる。
で、軸受部１４を通過する異物１６は切り欠き５１を介
して流体流れに沿って排出されるため、異物１６による
固定リングの面に及ぼすすじ状の摩耗傷の発生懸念が回
避され、安定したシール特性のメカニカルシールを提供
できる。
【図１】本発明の第１実施例に係わるメカニカルシール
の断面図。
の断面図。
【図２】図１の固定リング８の部分側面図。
【図３】図１のメカニカルシール部の要部拡大図。
【図４】図３の回転リング３の螺旋溝４と固定リング８
の切り欠き５１との配置関係図。
の切り欠き５１との配置関係図。
【図５】従来例の図１応当図。
【図６】図５の回転リングの部分側面図。
【図７】従来形メカニカルシールの軸封面圧力分布図。
【図８】従来例の図３応当図。
【図９】図８の回転リング部の側面図。
５１…切り欠き、１…ケーシング、２…回転軸、３…回
転リング、４…螺旋溝、５…軸スリーブ、６…ナット、
７…インサート、、８…固定リング、９…環状溝、１０
…連通穴、１１…圧縮ばね、１２…Ｏリング、１３…給
液口、１４…軸受部、１５…軸封部、１６…異物、Ｐ1
…高圧室、Ｐ2 …低圧室。
転リング、４…螺旋溝、５…軸スリーブ、６…ナット、
７…インサート、、８…固定リング、９…環状溝、１０
…連通穴、１１…圧縮ばね、１２…Ｏリング、１３…給
液口、１４…軸受部、１５…軸封部、１６…異物、Ｐ1
…高圧室、Ｐ2 …低圧室。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榊原 積徳 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 西川 守 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 小西 揚 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 回転軸（２）に固定した回転リング
（３）と該回転軸を囲繞するケーシング（１）にインサ
ート（７）を介して取付けた固定リング（８）とで軸封
面を形成して高圧室（Ｐ1 ）と低圧室（Ｐ2 ）との間を
シールする構造であって、前記固定リング（８）の軸封
面に環状溝（９）を設けると共に、該環状溝（９）を前
記高圧室に連通する複数の連通孔（１０）を前記固定リ
ング（８）に設け、かつ前記環状溝（９）で区画された
半径方向の高圧室側の面に回転軸（２）の回転と共に環
状溝（９）内の流体を半径方向の高圧室側に移送する複
数の螺旋溝（４）を回転リング（３）に設けたものにお
いて、該固定リング（８）の軸封面上の外周側より半径
方向に前記螺旋溝（４）を交さくする切り欠き（５１）
を複数個設け、前記両者の交さくは固定リング（８）の
円周上で常時１ケ所のみとなるように固定リング（８）
の切り欠き（５１）の配置角度と回転リング（３）の螺
旋溝（４）の配置角度をずらした構成としたことを特徴
とするメカニカルシール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2127495A JPH08193662A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | メカニカルシール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2127495A JPH08193662A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | メカニカルシール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08193662A true JPH08193662A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=12050551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2127495A Withdrawn JPH08193662A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | メカニカルシール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08193662A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9765892B2 (en) | 2014-06-26 | 2017-09-19 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sliding component |
| US9841106B2 (en) | 2014-06-26 | 2017-12-12 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sliding parts |
-
1995
- 1995-01-13 JP JP2127495A patent/JPH08193662A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9765892B2 (en) | 2014-06-26 | 2017-09-19 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sliding component |
| US9841106B2 (en) | 2014-06-26 | 2017-12-12 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sliding parts |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020402 |