JPH094720A

JPH094720A - 軸封装置

Info

Publication number: JPH094720A
Application number: JP17662495A
Authority: JP
Inventors: Kanji Oba; 寛二大場; Toshio Fukui; 寿夫福井
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 1995-06-19
Filing date: 1995-06-19
Publication date: 1997-01-07
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JP2645544B2

Abstract

(57)【要約】【構成】接触型のメカニカルシール１のリテーナ１４
に、密封流体Ａ側とパージ流体室３とを連通する絞り穴
Ｈを形成した。【効果】密封流体Ａとしての低沸点流体を、上記絞り穴
Ｈを通過する際に気化させて、パージ流体としてパージ
流体室３に供給することができる。このため、パージ流
体室３にパージ流体を供給するための専用の加圧供給シ
ステムが不要となり、軸封装置の構造を簡素化すること
ができるとともに、そのコストを安くすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主として高圧の低沸
点流体である液化ガスや熱水等の圧送に使用されるポン
プの軸封装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液体アンモニア等の高圧の低沸点
流体や熱水を圧送するためのポンプの軸封装置として
は、寿命と信頼性とが確保されないのを承知の上で、シ
ンプルメカニカルシールを使用したり、接触型のメカニ
カルシールを互いに逆方向に向けて配置するとともに、
両メカニカルシールの相互間にパージ流体室を構成し、
このパージ流体室に密封流体と異なるパージ流体を供給
して、メカニカルシールを冷却するようにしたダブルシ
ール方式の軸封装置を使用したりしている。

【０００３】上記ダブルシール方式の軸封装置において
は、密封流体側をシールする第１のメカニカルシールに
対して、当該密封流体側より高圧が負荷されるので、パ
ージ流体の圧力を密封流体の圧力よりも高くして、その
密封機能を維持するようにしている。さらに詳述する
と、上記第１のメカニカルシールにおいては、スプリン
グによって密封流体側へ押圧付勢された一方の密封環に
対して、密封流体の圧力が上記押圧付勢方向と逆方向に
作用するので、当該密封流体の圧力が高圧になると、密
封環が上記スプリングによる押圧付勢力に抗して押圧さ
れて、他方の密封環から離反し、その密封機能が損なわ
れる虞れがある。そこで、上記パージ流体の圧力を、密
封流体の圧力よりも高くし、この圧力を上記一方の密封
環の背後から負荷して、つまり背圧として作用させて、
当該一方の密封環を他方の密封環側へ押圧付勢すること
により、両密封環の接触状態を維持して、その密封性能
が損なわれないようにしている。ところが、上記軸封装
置においては、パージ流体の圧力を高くした分、大気側
とパージ流体室との差圧が大きくなる結果、大気側をシ
ールする第２のメカニカルシールのシール機能が損なわ
れ易いという問題があった。

【０００４】また、上記軸封装置の他の例として、非接
触型のメカニカルシールを互いに逆方向に向けて配置す
るとともに、両メカニカルシールの相互間にパージ流体
室を構成したタンデム型ダブルシール方式の軸封装置が
提供されているが、この軸封装置は、密封流体が気体に
限定されるので、高圧の低沸点流体には適用することが
できなかった。

【０００５】そこで、他の軸封装置として、接触型メカ
ニカルシールと非接触型メカニカルシールとをタンデム
に配置するとともに、両メカニカルシールの相互間にパ
ージ流体室を構成したものが提案されている（特開平６
−４２６５０号公報参照）。この軸封装置は、接触型の
メカニカルシールを密封流体側に配置し、非接触型のメ
カニカルシールを大気側に配置したものであり、密封流
体の圧力を、スプリングによって押圧付勢された一方の
密封環に背圧として作用させることにより、当該一方の
密封環と他方の密封環との接触状態を維持するととも
に、パージ流体の圧力を低圧にして、大気側との差圧を
小さくすることにより、非接触型のメカニカルシールの
シール機能が損なわれるのを防止するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記接触型
と非接触型の双方のメカニカルシールを用いた軸封装置
は、接触型のメカニカルシール部分においてフラッシン
グを行なわせるために、当該メカニカルシールに密封流
体を供給するための密封流体供給システムと、パージ流
体室にパージ流体を供給するための加圧供給システムの
双方が必要であるので、密封システムが複雑且つ大掛か
りになり、そのコストが高くつくという問題があった。
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、
パージ室にパージ流体を供給するための加圧供給システ
ムが不要で、構造の簡素化及びコストダウンを図ること
ができる軸封装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、この発明の軸封装置は、密封流体側に配置された接
触型のメカニカルシールと、大気側に配置された非接触
型のメカニカルシールとによって、ケーシングと回転軸
との間の隙間を密封しているとともに、両メカニカルシ
ールの相互間に、パージ流体を供給するパージ流体室を
構成し、上記密封流体の圧力を、接触型のメカニカルシ
ールの軸方向へ摺動可能な密封環に背圧として作用さ
せ、上記パージ流体の圧力を、非接触型のメカニカルシ
ールの軸方向へ摺動可能な密封環に背圧として作用させ
る軸封装置において、上記接触型のメカニカルシールの
所定部に、密封流体を気化させてパージ流体としてパー
ジ流体室に供給する絞り穴を形成していることを特徴と
するものである。

【０００８】

【作用】上記の構成の軸封装置によれば、密封流体を絞
り穴を通過する際の圧力低下によって気化させて、パー
ジ室にパージ流体として供給することができる。このた
め、パージ流体をパージ室に供給するための加圧供給シ
ステムが不要となる。

【０００９】

【実施例】以下この発明の実施例について、添付図面を
参照しながら詳述する。図１は、この発明の軸封装置の
一実施例を示す断面図である。この軸封装置は、例えば
液体アンモニア等の高圧の低沸点流体を圧送するための
ポンプに使用されるものであり、密封流体Ａ側に配置さ
れた接触型のメカニカルシール１と、大気Ｂ側に配置さ
れた非接触型のメカニカルシール２とによって、ケーシ
ングＣと回転軸Ｓとの間の隙間を密封している。また、
両メカニカルシール１，２の相互間には、パージ流体を
供給するためのパージ流体室３が構成されており、この
パージ流体室３には、パージ流体として密封流体Ａの一
部が供給されている。

【００１０】上記各メカニカルシール１，２は、軸スリ
ーブ４を介して回転軸Ｓに一体回転可能に保持された回
転密封環１１，２１と、保持部材５，６を介してケーシ
ングＣに保持された静止密封環１２，２２と、この静止
密封環１２，２２を回転密封環１１，２１に押圧付勢す
るスプリング１３，２３とを備えている。接触型のメカ
ニカルシール１は、回転密封環１１と静止密封環１２の
それぞれの密封端面どうしを、密封流体Ａによる潤滑膜
を介して摺接させることにより、密封流体Ａ側とパージ
流体室３とをシールするものである。上記静止密封環１
２は、回転密封環１１に対して大気Ｂ側に位置してお
り、この状態で、リテーナ１４に嵌合されている。この
リテーナ１４は、上記保持部材５に対して軸方向へ摺動
自在に取り付けられており、これによって静止密封環１
２の軸方向への移動が許容されている。また、上記リテ
ーナ１４の背面１４ａと保持部材５との間に、静止密封
環１２を押圧付勢するための上記スプリング１３が介在
されている。なお、上記回転密封環１１は、回転軸Ｓに
一体回転可能に嵌合された上記軸スリーブ４に対して、
軸方向への移動が規制された状態で嵌合されている。

【００１１】さらに、上記リテーナ１４の外周と保持部
材５の内周との間には、密封流体Ａをリテーナ１４の背
面１４ａ側に供給して、当該密封流体Ａの圧力をリテー
ナ１４に対して、つまり静止密封環１２に対して、背圧
として作用させるための隙間１５が構成されている。ま
た、上記ケーシングＣ及び保持部材５には、隙間１５の
所定部に面した状態で、連通孔Ｃ１が形成されており、
この連通孔Ｃ１は、密封流体Ａをポンプの吐出部等から
取り込んで上記隙間１５に供給するための密封流体供給
システムに連通されており、上記連通孔Ｃ１を通して隙
間１５に供給された密封流体Ａによって、接触型のメカ
ニカルシール１のフラッシングを行うことができるよう
になっている。

【００１２】また、上記リテーナ１４には、上記隙間１
５とパージ流体室３とを連通するための絞り穴Ｈが、径
方向に沿って貫通形成されている。この絞り穴Ｈは、密
封流体Ａの圧力を低下させて当該密封流体Ａを気化さた
状態でパージ流体室３に供給するものであり、その口径
と個数は、密封流体Ａ側の圧力Ｐ１とパージ流体室３の
圧力Ｐ２との差圧ΔＰが、例えば５ｋｇ／ｃｍ²になる
ように設定されている。

【００１３】一方、非接触型のメカニカルシール２は、
回転密封環２１の密封端面に、スパイラル形状等の動圧
発生溝２１ａが形成されているものであり、この回転密
封環２１と静止密封環２２との相対回転に伴って発生す
る動圧によって、両者を非接触状態に維持した状態で、
パージ流体室３と大気Ｂ側とをシールすることができ
る。

【００１４】上記静止密封環２２は、回転密封環２１に
対して大気Ｂ側に位置しており、その内周側がリテーナ
２４に嵌合されている。このリテーナ２４は、上記保持
部材５に対して軸方向へ摺動自在に取り付けられてお
り、これによって静止密封環２２の軸方向への移動が許
容されている。また、上記リテーナ２４の背面２４ａと
保持部材６との間に、静止密封環２２を押圧付勢するた
めの上記スプリング２３が介在されている。さらに、上
記静止密封環２２の外周は、保持部材６の内周に隙間を
有して嵌合されており、パージ流体室３のパージ流体
を、上記リテーナ２４の背面２４ａ側に供給して、当該
密封流体Ａの圧力をリテーナ２４に対して、つまり静止
密封環２２に対して、背圧として作用させるようになっ
ている。なお、上記回転密封環２１は、軸スリーブ４に
対して軸方向への移動が規制された状態で嵌合されてい
る。また、上記パージ流体室３は、上記ケーシングＣ及
び保持部材５に形成された連通孔Ｃ２を介して、上記密
封流体供給システムに連通されている。

【００１５】以上の構成であれば、密封流体Ａを、絞り
穴Ｈを通して気化させた状態で、パージ流体としてパー
ジ流体室３に供給することができるとともに、このパー
ジ流体室３に供給された密封流体Ａを、連通孔Ｃ２を介
して、密封流体供給システムに供給して循環させること
ができる。従って、上記パージ流体室３にパージ流体を
供給するための加圧供給システムが不要となり、その分
軸封装置の構造を簡素化することができるとともに、コ
ストを大幅に安くすることができる。また、上記パージ
流体室３に供給された密封流体Ａが気化されているの
で、非接触型のメカニカルシール２の密封性能に悪影響
を及ぼす虞れもない。

【００１６】なお、この発明の軸封装置は、上記実施例
に限定されるものでなく、例えば、絞り穴Ｈを、回転密
封環１１や静止密封環１２に形成すること、回転密封環
側を回転軸に対して摺動自在に取り付けて、これをスプ
リングによって押圧付勢する構成とすること等、種々の
設計変更を施すことができる。また、上記実施例におい
ては、密封流体として液体アンモニア等の低沸点流体を
例に挙げて説明したが、熱水等の密封流体についても同
様に適用することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明の軸封装置によ
れば、密封流体の一部を、絞り穴を通して気化させた状
態で、パージ流体室に供給して、パージ流体として利用
しているので、当該パージ流体室にパージ流体を供給す
るための専用の加圧供給システムが不要となる。このた
め、軸封装置の構造を簡素化することができるととも
に、そのコストを安くすることができるという特有の効
果を奏する。また、シングルメカニカルシールよりも、
軸封装置の信頼性が格段に向上するという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の軸封装置の一実施例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１接触型のメカニカルシール２非接触型のメカニカルシール３パージ流体室１１回転密封環１２静止密封環２１回転密封環２２静止密封環Ａ密封流体Ｂ大気ＣケーシングＳ回転軸Ｈ絞り穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密封流体側に配置された接触型のメカニカ
ルシールと、大気側に配置された非接触型のメカニカル
シールとによって、ケーシングと回転軸との間の隙間を
密封しているとともに、両メカニカルシールの相互間
に、パージ流体を供給するパージ流体室を構成し、上記
密封流体の圧力を、接触型のメカニカルシールの軸方向
へ摺動可能な密封環に背圧として作用させ、上記パージ
流体の圧力を、非接触型のメカニカルシールの軸方向へ
摺動可能な密封環に背圧として作用させる軸封装置にお
いて、上記接触型のメカニカルシールの所定部に、密封流体を
気化させてパージ流体としてパージ流体室に供給する絞
り穴を形成していることを特徴とする軸封装置。