JPH0829286A - メカニカルシール漏洩検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メカニカルシール機構からの密封流体の漏洩
を簡便に感度よく検知するメカニカルシール漏洩検知装
置を提供する。 【構成】 メカニカルシール機構から密封流体が大気中
に漏洩するのを検知するメカニカルシール漏洩検知装置
において、メカニカルシール機構より大気側のスタフィ
ングボックス内の空間に連通する導入孔と、導入孔にキ
ャリア流体を供給するキャリア流体供給手段と、導入孔
に対向してメカニカルシール機構より大気側のスタフィ
ングボックス内の空間に連通する導出孔と、導出孔より
導出されるキャリア流体中の密封流体の成分を検出する
検出手段と、検出手段からの信号により密封流体の漏洩
を検知する漏洩検知手段とを具備したことを特徴とする
メカニカルシール漏洩検知装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、メカニカルシール機構
からの密封流体の漏洩を簡便に感度よく検知するメカニ
カルシール漏洩検知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポンプや攪拌器等では、回転する軸と支
持フレームとの間から、ガスや液が漏れないように、メ
カニカルシールを用いてシールしている。図６は、従来
より一般に使用されている従来例の構成説明図で、例え
ば、「渦巻ポンプ・歯車ポンプ・遠心ファン」頁４７
押田良輝等著 （株）オーム社発行 １９８９年２月２
５日印刷発行に示されている。

【０００３】図において、１は回転軸、２は密封流体３
が密封されたスタフィングボックスである。４は緩衝リ
ング５を介してスタフィングボックス２に取付られ、密
封端面６を有する固定リングである。

【０００４】緩衝リング５は、シートリング４とスタフ
ィングボックス２との間からの、密封流体３の漏れを防
止する。７は、ばね８を介して回転軸１に取付られ、密
封端面６においてシートリング４に接する従動リングで
ある。

【０００５】ばね８は、密封端面６が磨耗すると、従動
リング７を移動して密封端面６に従動リング７を押圧す
る。また、振動によって、シートリング４と従動リング
７とが、密封端面６において互いに離れないようにす
る。９は、従動リング７に取付られ、従動リング７と回
転軸１との間からの密封流体３の漏れを防止する軸パッ
キングである。

【０００６】１１は、スタフィングボックス２の端部１
２と回転軸１とを、シールするカーボンリングである。
１３，１４，１５は、スタフィングボックス２にそれぞ
れ設けられたフラッシング用孔、クリーニング用孔、ク
エンチング用孔である。

【０００７】フラッシング用孔１３は、セルフタイプで
は、密封流体３の一部が通過し、エクスターナルタイプ
では、外部から流体が供給されて通過して、スタフィン
グボックス２内の従動リング７やばね８周辺のクリーニ
ング及びクーリングを行う。

【０００８】クリーニング用孔１４は、スタフィングボ
ックス２と固定リング４とで囲まれた円環状の空間１４
１に冷却液を通過させることにより、密封端面６で発生
し、固定リング４を介して伝達される熱が除去される。

【０００９】クエンチング用孔１５は、スタフィングボ
ックス２内の固定リング４とカーボンリング１１とで囲
まれた円環状の空間１４１に冷却液を通過させることに
より、クリーニング及びクーリングを行う。

【００１０】以上の構成において、密封流体３は、主と
して、スタフィングボックス２に取付られて回転しない
固定リング４と、回転軸１と共に回転する従動リング７
との間の密封端面６において、固定リング４と従動リン
グ７とが、互いに摺動して、漏れが防止される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な装置においては、シール部である固定リング４と従動
リング７の劣化、或いは取付不良によるシール不十分状
態を検知する方法はなく、密封流体３が外部に漏れ出し
てから、初めて分かることになる。それゆえ、メカニカ
ルシールの管理は、時間基準で、定期点検時に機器を止
め、（１）無条件で交換する。（２）悪くなっていれば
交換する。（３）まだ使用出来ればそのまま使用すると
していた。

【００１２】このことは、例えば、「メンテナンス便
覧」頁８１９ 日本プラントメンテナンス協会編
（財）日本プラントメンテナンス協会発行 １９９２年
３月２５日印刷発行に示されている。今までは、このシ
ール部の故障は、外部に漏れたガスや液を、ガスセンサ
等で検知してきたが、この方式だと、大量に外部に漏れ
た後しか検知できないし、手遅れとなる事が多かつた。
また、風向き、風力等の大気の条件の影響を受けやす
い。

【００１３】本発明は、この問題点を、解決するもので
ある。本発明の目的は、メカニカルシール機構からの密
封流体の漏洩を簡便に感度よく検知するメカニカルシー
ル漏洩検知装置を提供するにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、スタフィングボックス内に設けられたメ
カニカルシール機構から密封流体が大気中に漏洩するの
を検知するメカニカルシール漏洩検知装置において、前
記スタフィングボックスに設けられ前記メカニカルシー
ル機構より大気側のスタフィングボックス内の空間に連
通する導入孔と、該導入孔にキャリア流体を供給するキ
ャリア流体供給手段と、前記導入孔に対向して前記スタ
フィングボックスに設けられ前記メカニカルシール機構
より大気側のスタフィングボックス内の前記空間に連通
する導出孔と、該導出孔に連通され該導出孔より導出さ
れる前記キャリア流体中の密封流体の成分を検出する検
出手段と、該検出手段からの信号により密封流体の漏洩
を検知する漏洩検知手段とを具備したことを特徴とする
メカニカルシール漏洩検知装置を構成したものである。

【００１５】

【作用】以上の構成において、キャリア流体供給手段に
より導入孔にキャリア流体が供給される。キャリア流体
は、メカニカルシール機構より大気側のスタフィングボ
ックス内を通り抜け、導出孔を介して検出手段に達す
る。

【００１６】検出手段において、キャリア流体中の密封
流体の成分が測定され、この検出手段からの測定信号に
基づき、漏洩検知手段において、メカニカルシール機構
から大気中に密封流体が漏洩しているか否かを検知す
る。以下、実施例に基づき詳細に説明する。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の一実施例の要部構成説明図で
ある。図において、図６と同一記号の構成は同一機能を
表わす。以下、図６と相違部分のみ説明する。

【００１８】２１は、スタフィングボックス２に設けら
れ、メカニカルシール機構より大気側の、スタフィング
ボックス２内の空間１５１に連通する導入孔である。こ
の場合は、クエンチング用孔１５が利用されている。２
２は、キャリア流体２３を導入孔２１に、配管２４を介
して供給するキャリア流体供給手段である。この場合
は、キャリア流体２３として脱湿空気が使用されてい
る。

【００１９】２５は、導入孔２１に対向して、スタフィ
ングボックス２に設けられ、メカニカルシール機構より
大気側の、スタフィングボックス２内の空間１５１に連
通する導出孔である。この場合は、クエンチング用孔１
５が利用されている。２６は、導出孔２５に連通され、
配管２７を介して導出孔２５より導出されるキャリア流
体２３中の密封流体の成分を検出する検出手段である。
この場合は、湿度計が使用されている。

【００２０】２８は、検出手段２６からの信号により、
密封流体の漏洩を検知する漏洩検知手段である。この場
合は、湿度計２８による湿度の検出信号を判断する。３
１は、漏洩検知手段２８よりの信号により、密封流体が
漏洩しているか否かを表示する表示手段である。

【００２１】３２は、漏洩検知手段２８よりの信号によ
り、密封流体が漏洩している場合に警報を発する警報手
段である。

【００２２】以上の構成において、キャリア流体供給手
段２２により、導入孔２１にキャリア流体２３が供給さ
れる。キャリア流体２３は、メカニカルシール機構より
大気側のスタフィングボックス２内の空間１５１を通り
抜け、導出孔２５を介して検出手段２６に達する。

【００２３】検出手段２６において、キャリア流体２３
中の密封流体の成分が測定され、この検出手段２６から
の測定信号に基づき、漏洩検知手段２８において、メカ
ニカルシール機構から大気中に密封流体が漏洩している
か否かを検知する。なお、漏洩検知手段２８からの信号
により、表示手段３１では、密封流体が漏洩しているか
否かを表示する。警報手段３２では、密封流体が漏洩し
ている場合に警報を発する。

【００２４】この場合は、脱湿処理済みの計装用空気２
３が計装用配管により、導入孔２１に導入される。計装
用空気２３、メカニカルシール機構より大気側のスタフ
ィングボックス２内の空間１５１を通り抜け、導出孔２
５を介して検出手段２６に達する。

【００２５】メカニカルシール機構によりシールされて
いる密封流体３の一部が、スタフィングボックス２内に
漏れていると、密封流体３に含まれている水分が蒸気と
なり、計装用空気２３により湿度センサ２６に導かれ
る。

【００２６】この計装用空気２３に含まれる水分は漏れ
量が増加すれば増え、漏れ量が減少すれば減少する。と
言うように、漏れ量に対応しているから、湿度センサ２
６で湿度を測定することにより、漏れ量を測定すること
ができる。

【００２７】この結果、 （１）漏洩検知のループは、配管２４，２７等を使用し
て密閉空間状態で構成できるので、検出感度が良く、鋭
敏なメカニカルシール漏洩検知装置が得られる。 （２）密閉空間状態で検知できるので、風向き、風力等
の大気の条件の影響を受け難い。

【００２８】（３）スタフィングボックス２に一般に設
けられているクエンチング用孔１５等を利用することが
出来るので、通常、導入孔２１，導出孔２５を新たに設
ける必要はなく、スタフィングボックス２を加工する必
要はないので、安価に作る事ができる。

【００２９】（４）キャリア流体２３として空気を使用
し、検出手段２６として湿度センサを使用すれば、脱湿
処理済みの計空用空気源は、プラントの現場においては
容易に得られるので、メカニカルシール漏洩検知装置を
容易に実現することができ、実用性が高いメカニカルシ
ール漏洩検知装置が得られる。

【００３０】（５）キャリア流体２３として空気を使用
し、検出手段２６として湿度センサを使用すれば、密封
流体の種別にあまり制限されず、かなり利用範囲が広い
メカニカルシール漏洩検知装置が得られる。

【００３１】図３は本発明の他の実施例の要部構成説明
図で、図４は図３の動作説明図である。本実施例におい
ては、間欠動作を利用し、３個のメカニカルシール機構
４１、４２、４３を、１台の漏洩検知手段２８で検知す
るようにしたものである。図において、５１は、バルブ
６１、６２、６３を順次開閉する制御手段である。

【００３２】以上の構成において、図４に示す如く、メ
カニカルシール機構４１、４２、４３それぞれを通過し
たキャリア流体２３が順次漏れ検知手段２８に流入し、
漏れ検知手段２８で間欠的に密封流体の漏れが検出され
る。このようにすれば、メカニカルシール機構の数が多
い場合にも、漏れ検知手段２８は１個で良く、コストを
大幅に節約することができる。

【００３３】なお、前述の実施例においては、キャリア
流体２３は連続的に加えると説明したが、これに限るこ
とはなく、例えば、図５に示す如く、間欠的に加えて、
密封流体の成分の立ち上がりに要する時間又は所定時間
内に増加する密封流体の成分の量を測定しても良く、又
一定時間毎に定期的に漏れ量を測定しても良い。

【００３４】また、検知したアラーム信号を、スタフィ
ングボックス２等の機器自体に取付たＬＥＤ等を使用し
て表示することにより、機器の配置されている現場にお
いて、パトロール時等に容易にメンテナンスを行えるよ
うにしてもよい。

【００３５】また、脱湿空気は計装用空気に限定されな
い。また、装置の入り口側の空気の湿度を測定して、出
口側の空気の湿度から差し引く事により、漏れ量の零点
補正を行うことができる。

【００３６】更に、入り口側と出口側の湿度を同一の湿
度センサで時分割的に測定しても良い。また、湿度測定
値の温度による補正を行って水分を求める事により、漏
れ量の測定値に与える周囲温度の影響を除くことができ
る。

【００３７】また、湿度センサとして従来の湿度セン
サ、露点センサの他に、塩化リチウムや誘電率を利用し
たものを用いてもよい。また、湿度センサでなく、導電
率センサ、ガスセンサを用いても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、スタフ
ィングボックス内に設けられたメカニカルシール機構か
ら密封流体が大気中に漏洩するのを検知するメカニカル
シール漏洩検知装置において、前記スタフィングボック
スに設けられ前記メカニカルシール機構より大気側のス
タフィングボックス内の空間に連通する導入孔と、該導
入孔にキャリア流体を供給するキャリア流体供給手段
と、前記導入孔に対向して前記スタフィングボックスに
設けられ前記メカニカルシール機構より大気側のスタフ
ィングボックス内の前記空間に連通する導出孔と、該導
出孔に連通され該導出孔より導出される前記キャリア流
体中の密封流体の成分を検出する検出手段と、該検出手
段からの信号により密封流体の漏洩を検知する漏洩検知
手段とを具備したことを特徴とするメカニカルシール漏
洩検知装置を構成した。

【００３９】この結果、 （１）漏洩検知のループは、配管等を使用して密閉空間
状態で構成できるので、検出感度が良く、鋭敏なメカニ
カルシール漏洩検知装置が得られる。 （２）密閉空間状態で検知できるので、風向き、風力等
の大気の条件の影響を受け難い。

【００４０】（３）スタフィングボックスに一般に設け
られているクエンチング用孔等を利用することが出来る
ので、通常、導入孔，導出孔を新たに設ける必要はな
く、スタフィングボックスを加工する必要はないので、
安価に作る事ができる。

【００４１】従って、本発明によれば、メカニカルシー
ル機構からの密封流体の漏洩を簡便に感度よく検知する
メカニカルシール漏洩検知装置を実現することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。

【図２】図１の要部構成説明図である。

【図３】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。

【図４】図３の動作説明図である。

【図５】本発明の他の実施例の動作説明図である。

【図６】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。

【符号の説明】

１…回転軸 ２…スタフィングボックス ３…密封流体 ４…固定リング ５…緩衝リング ６…密封端面 ７…従動リング ８…ばね ９…軸パッキング １１…カーボンリング １２…端部 １３…フラッシング用孔 １３１…円環状の空間 １４…クリーニング用孔 １５…クエンチング用孔 １５１…空間 ２１…導入孔 ２２…キャリア流体供給手段 ２３…キャリア流体 ２４…配管 ２５…導出孔 ２６…検出手段 ２７…配管 ２８…漏洩検知手段 ３１…表示手段 ３２…警報手段 ４１…メカニカルシール機構 ４２…メカニカルシール機構 ４３…メカニカルシール機構 ５１…制御手段 ６１…バルブ ６２…バルブ ６３…バルブ

フロントページの続き (72)発明者 森本 賢次 岡山県倉敷市潮通三丁目10番地 三菱化成 株式会社水島工場内 (72)発明者 小林 靖典 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スタフィングボックス内に設けられたメカ
   ニカルシール機構から密封流体が大気中に漏洩するのを
   検知するメカニカルシール漏洩検知装置において、 前記スタフィングボックスに設けられ前記メカニカルシ
   ール機構より大気側のスタフィングボックス内の空間に
   連通する導入孔と、 該導入孔にキャリア流体を供給するキャリア流体供給手
   段と、 前記導入孔に対向して前記スタフィングボックスに設け
   られ前記メカニカルシール機構より大気側のスタフィン
   グボックス内の前記空間に連通する導出孔と、 該導出孔に連通され該導出孔より導出される前記キャリ
   ア流体中の密封流体の成分を検出する検出手段と、 該検出手段からの信号により密封流体の漏洩を検知する
   漏洩検知手段とを具備したことを特徴とするメカニカル
   シール漏洩検知装置