JPH1089489A - メカニカルシール - Google Patents
メカニカルシールInfo
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- JPH1089489A JPH1089489A JP24943196A JP24943196A JPH1089489A JP H1089489 A JPH1089489 A JP H1089489A JP 24943196 A JP24943196 A JP 24943196A JP 24943196 A JP24943196 A JP 24943196A JP H1089489 A JPH1089489 A JP H1089489A
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- Japan
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- ring
- shaft
- rotating
- rotating shaft
- mechanical seal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸受能力を低下させることなく流体のリーク
量を減らすことができるメカニカルシールを提供する。 【解決手段】 回転軸１２に同軸をなして設けた回転リ
ング３１と回転軸１２を囲繞するケーシング１１に回転
軸１２と同軸をなすように設けた固定リング８とを対向
させることにより、回転軸１２の回転を可能にしながら
回転軸１２とケーシング１１との間をシールするメカニ
カルシールであって、固定リング８の回転リング３１と
の対向面に周方向に沿って環状溝１９を形成する一方、
回転リング３１の固定リング８との対向面の周縁端に環
状溝１９よりも固定リング８の径方向外側に位置するよ
うに螺旋溝３２を回転リング３１の周方向に沿って所定
の間隔で複数形成した。
量を減らすことができるメカニカルシールを提供する。 【解決手段】 回転軸１２に同軸をなして設けた回転リ
ング３１と回転軸１２を囲繞するケーシング１１に回転
軸１２と同軸をなすように設けた固定リング８とを対向
させることにより、回転軸１２の回転を可能にしながら
回転軸１２とケーシング１１との間をシールするメカニ
カルシールであって、固定リング８の回転リング３１と
の対向面に周方向に沿って環状溝１９を形成する一方、
回転リング３１の固定リング８との対向面の周縁端に環
状溝１９よりも固定リング８の径方向外側に位置するよ
うに螺旋溝３２を回転リング３１の周方向に沿って所定
の間隔で複数形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メカニカルシール
に関し、特に、ガス圧縮機やポンプなどのような回転機
械に適用すると有効なものである。
に関し、特に、ガス圧縮機やポンプなどのような回転機
械に適用すると有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】ガス圧縮機やポンプなどのような回転機
械に適用されているメカニカルシールとしては、特開平
５−１６４２５０号公報に開示されたものが知られてい
る。このメカニカルシールを図３，４を用いて以下に説
明する。
械に適用されているメカニカルシールとしては、特開平
５−１６４２５０号公報に開示されたものが知られてい
る。このメカニカルシールを図３，４を用いて以下に説
明する。
【０００３】図３において、１１はケーシング、１２は
回転軸、３１は回転リングである。この回転リング３１
は、回転軸１２の外周段部に同軸をなして嵌合してい
る。また、この回転軸１２に軸スリーブ１５が回転リン
グ３１に隣接して嵌合し、ナット１６が回転軸１２に螺
合することにより、軸スリーブ１５が回転リング３１を
回転軸１２の外周段部に押しつけて回転軸１２に固定し
ている。
回転軸、３１は回転リングである。この回転リング３１
は、回転軸１２の外周段部に同軸をなして嵌合してい
る。また、この回転軸１２に軸スリーブ１５が回転リン
グ３１に隣接して嵌合し、ナット１６が回転軸１２に螺
合することにより、軸スリーブ１５が回転リング３１を
回転軸１２の外周段部に押しつけて回転軸１２に固定し
ている。
【０００４】一方、ケーシング１１に図示しないボルト
で固定されたインサート１７には、固定リング１８が上
記回転軸１２と同軸をなすように嵌装して取り付けられ
ている。この固定リング１８の回転リング１３との対向
面には、周方向に沿って環状溝１９が形成されている。
固定リング１８の外周上には、この環状溝１９と高圧室
Ｐ1 とを連通するための複数個の連通孔２０が形成され
ている。また、回転リング１３の固定リング１８との対
向面の周縁端には、図４に示すように、螺旋溝３２が周
方向に沿って所定の間隔で複数形成されている。
で固定されたインサート１７には、固定リング１８が上
記回転軸１２と同軸をなすように嵌装して取り付けられ
ている。この固定リング１８の回転リング１３との対向
面には、周方向に沿って環状溝１９が形成されている。
固定リング１８の外周上には、この環状溝１９と高圧室
Ｐ1 とを連通するための複数個の連通孔２０が形成され
ている。また、回転リング１３の固定リング１８との対
向面の周縁端には、図４に示すように、螺旋溝３２が周
方向に沿って所定の間隔で複数形成されている。
【０００５】なお、図中、２１はインサート１７と固定
リング１８との間に介装された圧縮ばね、２２は回転軸
１２と回転リング１３との間及びケーシング１１とイン
サート１７との間、インサート１７と固定リング１８と
の間にそれぞれ配設されたＯリングであり、２３はケー
シング１に穿設された給液穴、Ｐ2 は低圧側の低圧室で
ある。
リング１８との間に介装された圧縮ばね、２２は回転軸
１２と回転リング１３との間及びケーシング１１とイン
サート１７との間、インサート１７と固定リング１８と
の間にそれぞれ配設されたＯリングであり、２３はケー
シング１に穿設された給液穴、Ｐ2 は低圧側の低圧室で
ある。
【０００６】前記螺旋溝３２は、径方向外方側が開口し
て流体の逃げ口をなすと共に、その中心（回転リング３
１の中心）から螺旋を描く方向が回転リング３１の回転
方向と同方向となっており、その内径ＲA が固定リング
１８の環状溝１９の外径ＲBに対してＲA ＞ＲB の関係
となるような寸法、すなわち、上記環状溝１９よりも固
定リング１８の径方向外側に位置するように形成されて
いる。
て流体の逃げ口をなすと共に、その中心（回転リング３
１の中心）から螺旋を描く方向が回転リング３１の回転
方向と同方向となっており、その内径ＲA が固定リング
１８の環状溝１９の外径ＲBに対してＲA ＞ＲB の関係
となるような寸法、すなわち、上記環状溝１９よりも固
定リング１８の径方向外側に位置するように形成されて
いる。
【０００７】また、回転リング３１と固定リング１８と
の対向面において、環状溝１９で区画された外周側は軸
受部３３、内周側は軸封部３４となっており、当該軸受
部３３は、螺旋溝３２を有するスラスト軸受として作用
し、当該軸封部３４は、高圧室Ｐ1 から連通孔２０を介
して環状溝１９へ流入した流体が低圧室Ｐ2 へ流出する
のを抑制するためのシール部として作用するようになっ
ている。
の対向面において、環状溝１９で区画された外周側は軸
受部３３、内周側は軸封部３４となっており、当該軸受
部３３は、螺旋溝３２を有するスラスト軸受として作用
し、当該軸封部３４は、高圧室Ｐ1 から連通孔２０を介
して環状溝１９へ流入した流体が低圧室Ｐ2 へ流出する
のを抑制するためのシール部として作用するようになっ
ている。
【０００８】前記固定リング１８は、その背面に作用す
る高圧室Ｐ1 の流体圧による軸方向の力及び圧縮ばね２
１による押付力と、回転リング３１と接触する摺動隙間
内で発生する軸封部３４での流体圧及び回転軸１２の回
転により発生する軸受部３３の流体圧による軸方向力と
を釣り合わせるように軸方向に微小変位し、回転リング
３１との間の微小な摺動隙間を保持することにより、回
転軸１２のメカニカルシールとして作用するようになっ
ている。
る高圧室Ｐ1 の流体圧による軸方向の力及び圧縮ばね２
１による押付力と、回転リング３１と接触する摺動隙間
内で発生する軸封部３４での流体圧及び回転軸１２の回
転により発生する軸受部３３の流体圧による軸方向力と
を釣り合わせるように軸方向に微小変位し、回転リング
３１との間の微小な摺動隙間を保持することにより、回
転軸１２のメカニカルシールとして作用するようになっ
ている。
【０００９】ここで、固定リング１８と回転リング３１
との間の圧力分布を図５に示す。図５に示すように、環
状溝１９の圧力Ｐm1は、高圧側Ｐ1 と同じ圧力となるよ
うに設定され、軸受部３３の圧力は、螺旋溝３２の効果
でＰm1≒Ｐ1 より中央部分が高くなり、軸封部３４の圧
力は、環状溝１９の圧力Ｐm1から低圧側Ｐ2 へほぼ直線
的に小さくなっている。
との間の圧力分布を図５に示す。図５に示すように、環
状溝１９の圧力Ｐm1は、高圧側Ｐ1 と同じ圧力となるよ
うに設定され、軸受部３３の圧力は、螺旋溝３２の効果
でＰm1≒Ｐ1 より中央部分が高くなり、軸封部３４の圧
力は、環状溝１９の圧力Ｐm1から低圧側Ｐ2 へほぼ直線
的に小さくなっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前述したようなメカニ
カルシールでは、低圧室Ｐ2 への流体のリーク量が軸封
部３４での圧力差勾配で決まる。そこで、軸封部３４の
サイズを大きくして圧力差勾配を小さくすることによ
り、固定リング１８と回転リング３１との間の微小な摺
動隙間の大きさを変えることなく高圧室Ｐ1 から低圧室
Ｐ2 へのリーク量を小さくしようとすると、軸封部３４
のサイズを大きくした分だけ軸受部３３のサイズが小さ
くなってしまい、軸受部３３の負荷能力が下がって適切
な摺動間隔を保持できなくなってしまう。
カルシールでは、低圧室Ｐ2 への流体のリーク量が軸封
部３４での圧力差勾配で決まる。そこで、軸封部３４の
サイズを大きくして圧力差勾配を小さくすることによ
り、固定リング１８と回転リング３１との間の微小な摺
動隙間の大きさを変えることなく高圧室Ｐ1 から低圧室
Ｐ2 へのリーク量を小さくしようとすると、軸封部３４
のサイズを大きくした分だけ軸受部３３のサイズが小さ
くなってしまい、軸受部３３の負荷能力が下がって適切
な摺動間隔を保持できなくなってしまう。
【００１１】このようなことから、本発明は、軸受能力
を低下させることなく流体のリーク量を減らすことがで
きるメカニカルシールを提供することを目的とした。
を低下させることなく流体のリーク量を減らすことがで
きるメカニカルシールを提供することを目的とした。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明によるメカニカルシールは、回転軸に同
軸をなして設けた回転リングと当該回転軸を囲繞するケ
ーシングに当該回転軸と同軸をなすように設けた固定リ
ングとを対向させることにより、当該回転軸の回転を可
能にしながら当該回転軸と当該ケーシングとの間をシー
ルするメカニカルシールであって、前記固定リングの前
記回転リングとの対向面に周方向に沿って環状溝を形成
する一方、前記回転リングの前記固定リングとの対向面
の周縁端に上記環状溝よりも当該固定リングの径方向外
側に位置するように螺旋溝を当該回転リングの周方向に
沿って所定の間隔で複数形成したことを特徴とする。
ための、本発明によるメカニカルシールは、回転軸に同
軸をなして設けた回転リングと当該回転軸を囲繞するケ
ーシングに当該回転軸と同軸をなすように設けた固定リ
ングとを対向させることにより、当該回転軸の回転を可
能にしながら当該回転軸と当該ケーシングとの間をシー
ルするメカニカルシールであって、前記固定リングの前
記回転リングとの対向面に周方向に沿って環状溝を形成
する一方、前記回転リングの前記固定リングとの対向面
の周縁端に上記環状溝よりも当該固定リングの径方向外
側に位置するように螺旋溝を当該回転リングの周方向に
沿って所定の間隔で複数形成したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明によるメカニカルシールの
実施の形態を図１を用いて説明する。なお、図１は、そ
の要部の概略構造を表す断面図である。
実施の形態を図１を用いて説明する。なお、図１は、そ
の要部の概略構造を表す断面図である。
【００１４】図１において、１１はケーシング、１２は
回転軸、３１は回転リングである。この回転リング３１
は、回転軸１２の外周段部に同軸をなして嵌合してい
る。また、この回転軸１２に軸スリーブ１５が回転リン
グ３１に隣接して嵌合し、ナット１６が回転軸１２に螺
合することにより、軸スリーブ１５が回転リング３１を
回転軸１２の外周段部に押しつけて回転軸１２に固定し
ている。
回転軸、３１は回転リングである。この回転リング３１
は、回転軸１２の外周段部に同軸をなして嵌合してい
る。また、この回転軸１２に軸スリーブ１５が回転リン
グ３１に隣接して嵌合し、ナット１６が回転軸１２に螺
合することにより、軸スリーブ１５が回転リング３１を
回転軸１２の外周段部に押しつけて回転軸１２に固定し
ている。
【００１５】一方、ケーシング１１に図示しないボルト
で固定されたインサート１７には、固定リング８が前記
回転軸１２と同軸をなすように嵌装して取り付けられて
いる。この固定リング８の回転リング１３に対向する面
には、環状溝１９が周方向に沿って形成されている。こ
の固定リング８は、環状溝１９と高圧室Ｐ1 とを連通さ
せるために従来設けられていた複数個の連通孔が省かれ
ている。また、回転リング１３の固定リング８との対向
面の周縁端には、螺旋溝３２が周方向に沿って所定の間
隔で複数形成されている。
で固定されたインサート１７には、固定リング８が前記
回転軸１２と同軸をなすように嵌装して取り付けられて
いる。この固定リング８の回転リング１３に対向する面
には、環状溝１９が周方向に沿って形成されている。こ
の固定リング８は、環状溝１９と高圧室Ｐ1 とを連通さ
せるために従来設けられていた複数個の連通孔が省かれ
ている。また、回転リング１３の固定リング８との対向
面の周縁端には、螺旋溝３２が周方向に沿って所定の間
隔で複数形成されている。
【００１６】なお、図中、２１はインサート１７と固定
リング８との間に介装された圧縮ばね、２２は回転軸１
２と回転リング１３との間及びケーシング１１とインサ
ート１７との間、インサート１７と固定リング８との間
にそれぞれ配設されたＯリングであり、２３はケーシン
グ１に穿設された給液穴、Ｐ2 は低圧側の低圧室であ
る。
リング８との間に介装された圧縮ばね、２２は回転軸１
２と回転リング１３との間及びケーシング１１とインサ
ート１７との間、インサート１７と固定リング８との間
にそれぞれ配設されたＯリングであり、２３はケーシン
グ１に穿設された給液穴、Ｐ2 は低圧側の低圧室であ
る。
【００１７】前記螺旋溝３２は、径方向外方側が開口し
て流体の逃げ口をなすと共に、その中心（回転リング３
１の中心）から螺旋を描く方向が回転リング３１の回転
方向と同方向となっており、その内径ＲA が固定リング
８の環状溝１９の外径ＲB に対してＲA ＞ＲB の関係と
なるような寸法、すなわち、上記環状溝１９よりも固定
リング８の径方向外側に位置するように形成されてい
る。
て流体の逃げ口をなすと共に、その中心（回転リング３
１の中心）から螺旋を描く方向が回転リング３１の回転
方向と同方向となっており、その内径ＲA が固定リング
８の環状溝１９の外径ＲB に対してＲA ＞ＲB の関係と
なるような寸法、すなわち、上記環状溝１９よりも固定
リング８の径方向外側に位置するように形成されてい
る。
【００１８】また、回転リング３１と固定リング８との
対向面において、環状溝１９で区画された外周側は軸受
部３３、内周側は軸封部３４となっており、当該軸受部
３３は、螺旋溝３２を有するスラスト軸受として作用
し、当該軸封部３４は、高圧室Ｐ1 から連通孔２０を介
して環状溝１９へ流入した流体が低圧室Ｐ2 へ流出する
のを抑制するためのシール部として作用するようになっ
ている。
対向面において、環状溝１９で区画された外周側は軸受
部３３、内周側は軸封部３４となっており、当該軸受部
３３は、螺旋溝３２を有するスラスト軸受として作用
し、当該軸封部３４は、高圧室Ｐ1 から連通孔２０を介
して環状溝１９へ流入した流体が低圧室Ｐ2 へ流出する
のを抑制するためのシール部として作用するようになっ
ている。
【００１９】前記固定リング８は、その背面に作用する
高圧室Ｐ1 の流体圧による軸方向の力及び圧縮ばね２１
による押付力と、回転リング３１と接触する摺動隙間内
で発生する軸封部３４での流体圧及び回転軸１２の回転
により発生する軸受部３３の流体圧による軸方向力とを
釣り合わせるように軸方向に微小変位し、回転リング３
１との間の微小な摺動隙間を保持することにより、回転
軸１２のメカニカルシールとして作用するようになって
いる。
高圧室Ｐ1 の流体圧による軸方向の力及び圧縮ばね２１
による押付力と、回転リング３１と接触する摺動隙間内
で発生する軸封部３４での流体圧及び回転軸１２の回転
により発生する軸受部３３の流体圧による軸方向力とを
釣り合わせるように軸方向に微小変位し、回転リング３
１との間の微小な摺動隙間を保持することにより、回転
軸１２のメカニカルシールとして作用するようになって
いる。
【００２０】このようなメカニカルシールにおける固定
リング８と回転リング３１との間の圧力分布を図２
（ａ）に示す。図２（ａ）に示すように、環状溝１９の
圧力Ｐm1は、環状溝１９が高圧室Ｐ1 と連通していない
ことから、高圧室Ｐ1 と低圧室Ｐ 2 との中間の圧力とな
る。このため、前記軸受部３３が軸受機能だけではなく
軸封機能も発現するようになり、従来のメカニカルシー
ルの場合の圧力分布を表す図２（ｂ）との比較からも明
らかなように、固定リング８と回転リング３１との間の
シール能力が向上するようになる。
リング８と回転リング３１との間の圧力分布を図２
（ａ）に示す。図２（ａ）に示すように、環状溝１９の
圧力Ｐm1は、環状溝１９が高圧室Ｐ1 と連通していない
ことから、高圧室Ｐ1 と低圧室Ｐ 2 との中間の圧力とな
る。このため、前記軸受部３３が軸受機能だけではなく
軸封機能も発現するようになり、従来のメカニカルシー
ルの場合の圧力分布を表す図２（ｂ）との比較からも明
らかなように、固定リング８と回転リング３１との間の
シール能力が向上するようになる。
【００２１】したがって、軸封部３４のサイズを大きく
しなくても、固定リング８と回転リング３１との間の微
小な摺動隙間の大きさを変えることなく高圧室Ｐ1 から
低圧室Ｐ2 へのリーク量を小さくすることができるの
で、軸受部３３のサイズの縮小による当該軸受部３３の
負荷能力の低下を生じることがなく、適切な摺動間隔を
保持することができる。
しなくても、固定リング８と回転リング３１との間の微
小な摺動隙間の大きさを変えることなく高圧室Ｐ1 から
低圧室Ｐ2 へのリーク量を小さくすることができるの
で、軸受部３３のサイズの縮小による当該軸受部３３の
負荷能力の低下を生じることがなく、適切な摺動間隔を
保持することができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明のメカニカルシールによれば、軸
受能力を低下させることなく流体のリーク量を減らすこ
とができる。
受能力を低下させることなく流体のリーク量を減らすこ
とができる。
【図１】本発明によるメカニカルシールの実施の形態の
要部の概略構造を表す断面図である。
要部の概略構造を表す断面図である。
【図２】図１のメカニカルシールと従来のメカニカルシ
ールとのシール部分の圧力分布の対比説明図である。
ールとのシール部分の圧力分布の対比説明図である。
【図３】従来のメカニカルシールの概略構造を表す断面
図である。
図である。
【図４】回転リングの一部省略正面図である。
【図５】図３のメカニカルシールのシール部分の圧力分
布図である。
布図である。
８ 固定リング １１ ケーシング １２ 回転軸 １９ 環状溝 ３１ 回転リング ３２ 螺旋溝 ３３ 軸受部 ３４ 軸封部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 揚 兵庫県高砂市荒井町新浜２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 佐久間 啓臣 兵庫県高砂市荒井町新浜２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】 回転軸に同軸をなして設けた回転リング
と当該回転軸を囲繞するケーシングに当該回転軸と同軸
をなすように設けた固定リングとを対向させることによ
り、当該回転軸の回転を可能にしながら当該回転軸と当
該ケーシングとの間をシールするメカニカルシールであ
って、前記固定リングの前記回転リングとの対向面に周
方向に沿って環状溝を形成する一方、前記回転リングの
前記固定リングとの対向面の周縁端に上記環状溝よりも
当該固定リングの径方向外側に位置するように螺旋溝を
当該回転リングの周方向に沿って所定の間隔で複数形成
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 |
|---|---|---|---|
| JP24943196A JPH1089489A (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | メカニカルシール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24943196A JPH1089489A (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | メカニカルシール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089489A true JPH1089489A (ja) | 1998-04-07 |
Family
ID=17192874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24943196A Withdrawn JPH1089489A (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | メカニカルシール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1089489A (ja) |
-
1996
- 1996-09-20 JP JP24943196A patent/JPH1089489A/ja not_active Withdrawn
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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: 20031202 |