JPH11287332A - 軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 厳格な衛生管理を必要とする回転機器に好適
に使用することができる軸封装置を提供する。 【解決手段】 軸封装置１０９は、回転機器ケーシング
１０２に取り付けられたシールケース１と、回転軸１０
６に固定された回転密封環３と、シールケース１に保持
された静止密封環４と、静止密封環４を回転密封環３へ
と押圧附勢するスプリング５と、シールケース１及び静
止密封環４を貫通して両密封環３，４の対向端面たる密
封端面間に開口する一連のガス通路６と、シールガス７
１又は滅菌ガス７２を選択的にガス通路６から密封端面
間に噴出させるガス噴出機構７とを具備する。通常運転
時においては、シールガス７１を密封端面間に噴出させ
ることにより、密封端面間を非接触状態に保持させつ
つ、密封端面の相対回転部分においてシール機能を発揮
させる。滅菌作業時においては、滅菌ガス７２を密封端
面間に噴出させることにより、少なくともガス通路６及
び密封端面を滅菌処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厳格な衛生管理が
必要とされる回転機器（例えば、医薬品，食品の製造に
使用される攪拌機や混合機等）に使用される軸封装置に
関するものである。

【０００２】例えば、乳酸菌飲料等の発酵製品を製造す
る場合に使用される竪形の発酵処理用攪拌機１０１は、
図４に示す如く、発酵槽を構成する本体ケーシング１０
２の上面部に原動機支持枠１０３を立設し、原動機支持
枠１０３の上端部に原動機（減速機付きモータ等）１０
４を取り付け、原動機１０４に直結されると共に原動機
支持枠１０３にベアリング１０５を介して回転自在に支
持された攪拌軸たる回転軸１０６を、本体ケーシング１
０２を貫通して機内（醗酵槽内）１０７に垂下させてな
り、回転軸１０６の下端側部分に設けた攪拌翼１０８に
より機内１０７の被処理物を攪拌させつつ、その発酵処
理を行なうように構成されている。

【０００３】かかる発酵処理用攪拌機１０１にあって
は、本体ケーシング１０２の回転軸貫通部分１０２ａと
回転軸１０６との間に適宜の軸封装置１０９を設けて、
機内１０７で発生する発酵ガス等が漏出しないように図
っている。

【０００４】而して、このような攪拌機１０１に設けら
れる軸封装置１０９としては、一般に、端面接触形のメ
カニカルシールをシングル又はダブルで使用したものや
グランドパッキンを使用したものが周知である。

【０００５】すなわち、端面接触形のメカニカルシール
をシングルで使用したもの（以下「第１従来装置」とい
う）は、回転軸貫通部分１０２ａにシールケースを取り
付けると共に、シールケースに設けた静止密封環を回転
軸１０６に設けた回転密封環に押圧接触させて、両密封
環の対向端面たる密封端面の相対回転摺接作用により、
機内１０７をシールするように構成されている。

【０００６】また、端面接触形のメカニカルシールをダ
ブルで使用したもの（以下「第２従来装置」という）
は、第１従来装置と同様構造をなす２組のメカニカルシ
ールを軸線方向に並列配置して、両メカニカルシール間
に形成したシール流体の封入領域を介して、機内１０７
をシールするように構成されている。シール流体として
はオイル又は機内１０７に漏洩して支障ない液体が使用
される。オイルを使用する場合には、オイルユニットを
併設してオイルを循環させ、オイルが封入領域から機内
１０７へと漏洩しないように図っている。また、機内１
０７に漏洩して支障ない液体を使用する場合には、当該
液体の圧力を機内１０７の圧力より高くして、機内ガス
（発酵ガス）の封入領域への漏れを完全に阻止するよう
に図っている。

【０００７】また、グランドパッキンを使用したもの
（以下「第３従来装置」という）では、回転軸貫通部分
１０２ａにスタフィングボックスを取り付け、このスタ
フィンボックスとこれを貫通する回転軸１０６との間に
適当数のグランドパッキン（一般に、編組パッキンが使
用される）を並列状に装填させることにより、機内１０
７をシールするように構成されている。なお、一般に、
グランドパッキン群の中間にランタンリングを配置し
て、窒素ガスを供給するようにしている。

【０００８】ところで、上記した発酵処理用攪拌機１０
１のように医薬品，食品やこれらの原料等を扱う回転機
器にあっては、厳格な衛生管理が要求されており、定期
的に或いは必要に応じて機内１０７に滅菌ガス（一般
に、高温水蒸気（スチーム）が使用される）を注入し
て、滅菌処理することが行なわれている。この場合、機
内１０７に臨む軸封装置部分については、機内１０７に
注入された滅菌ガスのみによっては充分に滅菌されない
ことから、当該軸封装置部分に向けて同一の滅菌ガスを
直接噴射させることにより滅菌するようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第１及び第２
従来装置を使用した場合、両密封端面が接触しているた
め、滅菌ガスを噴射させても、密封端面の滅菌が充分に
行なわれない。特に、構造が複雑な第２従来装置では、
滅菌ガスが充分に行き渡らない部分が多く存在し、滅菌
が甚だ充分である。また、端面接触形のメカニカルシー
ルであることから、運転時においては、両密封端面の接
触により摩耗粉が発生して、これが機内１０７に侵入す
る虞れがある。したがって、機内１０７の衛生管理を充
分に行い得ない。また、第１従来装置では機内ガスの漏
れを完全に阻止することができないため、機内ガスが毒
性や異臭性を有するものである場合には、周辺環境が悪
化することになる。

【００１０】また、第３従来装置を使用した場合、グラ
ンドパッキンに滅菌ガスを直接噴射させても、その滅菌
を充分に行なうことができない。しかも、運転時におい
ては、グランドパッキンが回転軸１０６との接触により
発塵し、機内１０７に侵入する虞れがある。したがっ
て、第１及び第２従来装置を使用した場合と同様に、機
内１０７の衛生管理を充分に行い得ない。

【００１１】このように、第１〜第３従来装置は滅菌ガ
スによる滅菌処理を含めた衛生管理を充分に行なうこと
ができず、厳格な衛生管理を必要とする回転機器の軸封
装置としては甚だ不適当なものであり、従来からも、そ
の対策が強く望まれているのが実情である。

【００１２】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、摩耗粉等の発塵を生じることなく、機内から
の漏出を確実に阻止することができると共に、滅菌ガス
による滅菌処理を充分に行なうことができ、厳格な衛生
管理を必要とする回転機器にも好適に使用することがで
きる軸封装置を提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明の軸封装置は、回転機器の本体ケーシングにおける回
転軸貫通部分に取り付けられたシールケースと、回転機
器の回転軸に固定された回転密封環と、シールケースに
回転密封環に対向して軸線方向移動可能に保持された静
止密封環と、シールケースと静止密封環との間に介装さ
れて静止密封環を回転密封環へと押圧附勢する附勢部材
と、シールケース及び静止密封環を貫通して両密封環の
対向端面たる密封端面間に開口する一連のガス通路と、
シールガス又は滅菌ガスを選択的にガス通路から密封端
面間に噴出させるガス噴出機構とを具備して、通常運転
時においては、シールガスを密封端面間に噴出させるこ
とにより、密封端面間を非接触状態に保持させつつ、密
封端面の相対回転部分においてシール機能を発揮させる
と共に、滅菌作業時においては、シールガスに代えて滅
菌ガスを密封端面間に噴出させることにより、少なくと
もガス通路及び密封端面を滅菌処理するように構成した
ものである。かかる軸封装置にあっては、回転軸の軸振
れによるシール機能の低下，喪失を防止すべく、シール
ケースと回転軸とをベアリングを介して相対回転自在に
且つ径方向に相対変位不能に連結しておくことが好まし
い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図３に基づいて具体的に説明する。

【００１５】この実施の形態は、本発明を図４に示す発
酵処理用攪拌機１０１の軸封装置１０９に適用した例に
係る。

【００１６】すなわち、この実施の形態における軸封装
置１０９は、図１及び図２に示す如く、発酵槽を構成す
る本体ケーシング１０２の回転軸貫通部分１０２ａに取
り付けたシールケース１と、シールケース１及び回転軸
貫通部分１０２ａを貫通して機内（本体ケーシング１０
２で構成される発酵槽の内部）１０７へと延びる攪拌軸
たる回転軸１０６とシールケース１とを相対回転自在に
且つ径方向に相対運動不能に連結する連結部材２と、シ
ールケース１内に配して回転軸１０６に固定した回転密
封環３と、シールケース１に回転密封環３に対向して軸
線方向移動自在に設けられた静止密封環４と、シールケ
ース１と静止密封環４との間に介装されて、静止密封環
４を回転密封環３へと押圧附勢する附勢部材５と、シー
ルケース１及び静止密封環３を貫通して両密封環３，４
の対向端面たる密封端面３１，４１間に開口する一連の
ガス通路６と、シールガス７１又は滅菌ガス７２を選択
的にガス通路６から密封端面３１，４１間に噴出させる
ガス噴出機構７と、ガス７１，７２を排出するドレン機
構８とを具備して、両密封端面３１，４１をその間に発
生させたシールガス７１による静圧により非接触状態に
保持しつつ、両密封環３，４の相対回転部分において、
その外周側領域である機内１０７をシールするように構
成された外部加圧形の非接触シールである。

【００１７】シールケース１は、図１に示す如く、円筒
状の本体部１１と、本体部１１の下端側部分に形成され
たリテーナ部１２，１３，１４と、本体部１１の下端部
に設けられた環状のフランジ部１５とを具備してなり、
フランジ部１５により、回転軸１０６を同心状に囲繞す
る状態で本体ケーシング１０２の回転軸貫通部分１０２
ａに取り付けられている。リテーナ部は、円筒状の外側
保持部１２と内側保持部１３とを環状の背面壁部１４で
連結した、下方開口状の二重筒構造をなしている。

【００１８】連結部材２は、図１に示す如く、シールケ
ース１の本体部１１の上端部分と回転軸１０６に嵌合固
着された円筒状のスリーブ１０６ａとの間に装填された
ベアリングで構成されており、シールケース１と回転軸
１０６とを相対回転自在に且つ径方向及び軸線方向に相
対変位不能に連結している。なお、シールケース１の本
体部１１と回転軸１０６のスリーブ１０６ａとの間に
は、連結部材たるベアリング２の上下に配したオイルシ
ール２１，２１により密閉された潤滑空間２３が形成さ
れていて、本体部１１に形成した潤滑通路２４から潤滑
空間２３に注入した潤滑材（グリース等）２５によりベ
アリング２を潤滑させるように工夫されている。

【００１９】回転密封環３は、図１及び図２に示す如
く、スリーブ１０６ａの下端部に、これに一体形成した
環状鍔部１０６ｂとスリーブ１０６ａの下端側部分に嵌
合固着した円筒状の固定用スリーブ１０６ｃとを介し
て、軸線方向移動不能に且つ相対回転不能に嵌合固定さ
れている。

【００２０】静止密封環４は、図１及び図２に示す如
く、その下端面たる静止密封端面４１を回転密封環３の
上端面たる回転密封端面３１に同心状に直対向させた状
態で、シールケース１に軸線方向移動自在に且つ相対回
転不能に保持されている。すなわち、静止密封環４の外
周部は、上下方向に所定間隔を隔てて並列する一対の第
一Ｏリング９１，９１を介在させた二次シール状態で、
リテーナ部の外側保持部１２の内周部に上下移動自在に
保持されている。また、静止密封環４の内周部は、第二
Ｏリング９２を介在させた二次シール状態で、リテーナ
部の内側保持部１３の外周部に上下移動自在に保持され
ている。また、静止密封環４は、図１に示す如く、その
上端面部たる背面部に係合凹部４２に穿設して、この係
合凹部４２にリテーナ部の背面壁部１４に植設した回り
止めピン４３を係合させることによって、一定範囲での
軸線方向移動つまり上下移動が許容された状態で、シー
ルケース１に対する相対回転が阻止されている。

【００２１】附勢部材５は、図１及び図２に示す如く、
静止密封環４の背面部とリテーナ部の背面壁部１４との
間に介挿された一又は複数のコイルスプリング（一のみ
図示）で構成されていて、静止密封環４を回転密封環３
へと押圧附勢するものである。

【００２２】ガス通路６は、図１〜図３に示す如く、静
止密封環４の外周部と外側保持部１２の内周部との間に
形成された空間であって、上下の第一Ｏリング９１，９
１によってシールされた環状の連絡空間６１と、シール
ケース１の外周部から外側保持部１２を貫通して連絡空
間６１に至るケース側通路６２と、静止密封端面４１に
形成された複数の静圧発生溝６３…と、静止密封環４を
貫通して、連絡空間６１から静圧発生溝６３…に至る密
封環側通路６４とからなる。図３に示す如く、静圧発生
溝６３…は、静止密封端面４１と同心の環状をなして並
列する円弧状凹溝であり、また密封環側通路６４の下流
端部は分岐されていて、その分岐部分６４ａが各静圧発
生溝６３に開口されている。

【００２３】ガス噴出機構７は、図１に示す如く、適宜
のシールガス供給源７３から導かれており、下流端がケ
ース側通路６２に接続されたシールガス供給管７４と、
シールガス供給管７４に配設されたシールガス供給弁７
４ａ、圧力調整弁７４ｂ、フィルタ７４ｃ及び逆止弁７
４ｄと、適宜の滅菌ガス供給源７５から導かれており、
下流端がシールガス供給管７４における逆止弁７４ｄよ
り下流部分に分岐接続された滅菌ガス供給管７６と、滅
菌ガス供給管７６に配設された滅菌ガス供給弁７６ａ及
び逆止弁７６ｂとを具備して、機内１０７の圧力より高
圧のシールガス７１又は滅菌ガス７２を選択的にガス通
路６に供給させるように構成されている。

【００２４】すなわち、軸封装置１０９による軸封機能
が必要とされる通常運転時においては、シールガス供給
弁７４ａを開操作させると共に滅菌ガス供給弁７６ａを
閉操作させることにより、機内１０７の圧力より高圧の
シールガス７１を、シールガス供給管７４からケース側
通路６２、連絡空間６１、密封環側通路６４を経て静圧
発生溝６３…に供給して、両密封端面３１，４１間にこ
れを非接触状態に保持する静圧を発生させるようになっ
ている。シールガス７１としては、機内１０７に洩れて
支障のないガスが使用され、この例では窒素ガスが使用
されている。

【００２５】また、軸封装置１０９による軸封機能が必
要とされない運転停止時であって、機内１０７の滅菌作
業が行われる場合には、滅菌ガス供給弁７６ａを開操作
させると共にシールガス供給弁７４ａを閉操作させるこ
とにより、適当圧力（例えば、シールガス７１と同等
圧）の滅菌ガス７２を、滅菌ガス供給管７６からシール
ガス供給管７４の下流部分（滅菌ガス供給管７６の分岐
接続箇所より下流側の部分）、ケース側通路６２、連絡
空間６１及び密封環側通路６４を経て静圧発生溝６３…
に供給するようになっている。滅菌ガス７２としては、
機内１０７の滅菌処理に使用される滅菌ガスと同一のも
のが使用され、この例では高温水蒸気（スチーム）が使
用されている。なお、滅菌ガス供給源７５としては、機
内１０７の滅菌処理システムにおける滅菌ガス供給源が
兼用されている。また、この例では、シールケース１の
外側保持部１２にこれを貫通する滅菌ガス通路７６ｃを
形成すると共に、この滅菌ガス通路７６ｃを滅菌ガス供
給管７６に接続して、滅菌ガス供給管７６から供給され
る滅菌ガスたるスチーム７２の一部を密封環３，４の衝
合部分の外周面に向けて噴出させるように工夫してあ
る。

【００２６】ドレン機構８は、図１及び図２に示す如
く、シールケース１の内部空間であって、密封端面３
１，４１及び下部のオイルシール２１により機内１０７
及び潤滑空間２３と遮蔽されたドレン空間８１と、ドレ
ン空間８１に配してスリーブ１０６ａに固着されたスリ
ンガ８２と、シールケース１の本体部１１を貫通してド
レン空間８１の下端側に開口する排出口８３とを具備す
る。スリンガ８２の外周縁部には、環状突起８２ａが下
方に向けて突設されている。この環状突起８２ａの内周
部には、背面壁１４の内周縁部に上方に向けて突設した
環状突起１４ａの上端部が突入されている。排出口８３
は、上下方向において、環状突起１４ａ，８２ａに対応
する位置に開口されている。ドレン機構８によれば、密
封端面３１，４１間からドレン空間８１に流出したガス
７１，７２は、両環状突起１４ａ，８２ａ間を通って排
出口８３から排出されるが、環状突起８２ａにより排出
口８３へと積極的に誘導されて、排出口８３から排出さ
れずに上方へと流動することが殆どなく、排出口８３か
らのガス排出が迅速且つ円滑に行なわれる。したがっ
て、例えば高温のスチーム７２が排出口８３より上方に
流動することにより、オイルシール２１が高温に晒され
て劣化するといったような問題を生じることがない。

【００２７】ところで、軸封装置１０９の各構成部材
（スリーブ１０６ａ，１０６ｃを含む）は、発酵処理温
度，衛生面を考慮して、ＳＵＳ３１６等の金属材で構成
されている。但し、密封環３，４の構成材はシール条件
等に応じて適宜に選定される。この例では、回転密封環
３はＳＵＳ３１６で構成されており、その密封端面３１
はＣｒＯ₂ 等のセラミックコーティング層で構成されて
いる。静止密封環４はカーボンで構成されている。

【００２８】以上のように構成された本発明に係る軸封
装置１０９によれば、冒頭で述べた各従来装置のような
問題を生じることなく、機内１０７を良好にシールさせ
ることができる。

【００２９】すなわち、当該攪拌機１０１による発酵処
理が行われる通常運転時においては、シールガス供給弁
７４ａを開操作させると共に滅菌ガス供給弁７６ａを閉
操作して、シールガス７１をガス通路６から密封端面３
１，４１間に供給させると、密封端面３１，４１間にこ
れを開く方向に作用する開力が発生することになる。こ
の開力は、静圧発生溝６３…に供給されたシールガス７
１によって発生する静圧によるものである。したがっ
て、密封端面３１，４１は、この開力と密封端面３１，
４１間を閉じる方向に作用する閉力（静止密封環４を回
転密封環３へと押圧附勢するスプリング５によるもの）
とがバランスする非接触状態に保持される。そして、シ
ールガス７１が機内１０７の圧力より高圧であることか
ら、機内１０７の流体（発酵ガス等）は密封端面３１，
４１間に侵入せず、機内１０７が完全にシールされるこ
とになり、周辺環境を悪化させる虞れは全くない。

【００３０】このとき、密封端面３１，４１を非接触状
態に保持しつつ機内１０７をシールさせることから、密
封端面３１，４１の接触による磨耗粉が機内１０７に侵
入するようなことがなく、衛生的なシール機能が発揮さ
れる。また、シールガス７１は密封端面３１，４１間か
ら機内１０７に漏洩することになるが、シールガス７１
が機内１０７に漏洩しても支障のない窒素ガスであるこ
とから、シールガス７１の機内１０７への漏洩を許容す
ることによる問題も生じない。なお、シールガス７１の
供給は攪拌機１０１の運転中において継続して行われる
が、攪拌機１０１の運転（回転軸１０６の駆動）は、シ
ールガス７１の供給が開始されて密封端面３１，４１間
が適正な非接触状態に保持された後において、開始され
る。また、シールガス７１の供給停止は、攪拌機１０１
の運転停止後であって回転軸１０６が完全に停止した後
に行われる。

【００３１】また、攪拌機１０１の機内１０７は、冒頭
で述べた如く、定期的に或いは必要に応じて、スチーム
の供給により滅菌され、かかる滅菌作業時においては、
スチーム７２をガス通路６に供給させることにより、機
内１０７に臨む軸封装置部分をも良好に滅菌することが
できる。

【００３２】すなわち、回転軸１０６が停止した状態に
おいて、滅菌ガス供給弁７６ａを開操作させると共にシ
ールガス供給弁７４ａを閉操作して、スチーム７２をガ
ス通路６に供給すると、スチーム７２はガス通路６を通
って静圧発生溝６３…に至り、密封端面３１，４１間を
通過して機内１０７及びドレン空間８１へと噴出する。
このとき、密封端面３１，４１は接触状態にあるが、ガ
ス通路６に供給されるスチーム７２はシールガス７１と
同等の高圧ガスであるから、シールガス７１を供給させ
た場合と同様に、スチーム７２は密封端面３１，４１を
開きつつ機内１０７及びドレン空間８１へと噴出するこ
とになる。

【００３３】したがって、ガス通路６内は勿論、接触状
態にある密封端面３１，４１についてもスチーム７２が
万遍なく接触して、スチーム７２による滅菌が良好に行
われる。また、密封端面３１，４１間から機内１０７へ
と噴出したスチーム７２は、機内１０７に臨む軸封装置
部分（密封環３，４の外周面等）に接触しつつ機内１０
７へと流動することから、当該軸封装置部分についても
良好な滅菌が行われる。なお、当該軸封装置部分の滅菌
は、滅菌ガス通路７６ｃから密封環３，４の衝合部分の
外周面に向けて噴出されるスチーム７２によって、更に
良好に行われることになる。

【００３４】ところで、静圧発生溝６３…に供給された
シールガス７１により、密封端面３１，４１間にこれを
適正な非接触状態に保持するための静圧を発生させて、
良好なシール機能を発揮させるためには、密封端面３
１，４１の平行度や同心度が維持されることが必要であ
る。したがって、シールケース１の本体ケーシング１０
２への取り付け精度が低い場合や回転軸１０６に軸振れ
を生じた場合には、密封端面３１，４１の平行度や同心
度が損なわれて、良好なシール機能を発揮できない。特
に、上記した攪拌機１０１における如く、回転軸１０６
がその上端側のみをベアリング１０６で支持した片持状
の支持構造をなすものである場合には、軸振れは甚だし
く、良好なシール機能は到底期待し得ない。

【００３５】しかし、上記した軸封装置１０９では、シ
ールケース１と回転軸１０６とが連結部材たるベアリン
グ２により相対回転自在に且つ径方向における相対変位
不能に連結されているから、軸振れを生じた場合にも、
回転軸１０６に設けられた回転密封環３とシールケース
１に設けられた静止密封環４との相対位置関係が変動せ
ず、一定に保持される。したがって、密封端面３１，４
１の平行度，同心度が適正に維持されて、良好なシール
機能を発揮することができる。しかも、回転軸１０６
は、本体ケーシング１０２の回転軸貫通部分１０２ａに
おいても、これに取り付けられたシールケース１及びベ
アリング２を介して、軸受支持されることになるから、
つまり本体ケーシング１０２から離れた箇所で軸受１０
５されるのみならず本体ケーシング１０２に近接した箇
所でも軸受支持２されることになるから、回転翼１０８
…による攪拌抵抗に伴う軸振れを可及的に抑制すること
ができ、攪拌機能の向上を図ることができる。また、シ
ールケース１が回転軸１０６にベアリング２により連結
されることから、シールケース１と回転軸１０６との相
対位置関係がベアリング２により一定に保持され、シー
ルケース１の本体ケーシング１０２への取り付け精度の
確保も容易となる。

【００３６】なお、本発明に係る軸封装置１０９は、上
記した実施の形態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変更，改良す
ることができる。

【００３７】例えば、ガス通路６の適所（密封環側ガス
通路６４等）にオリフィス，毛細管，多孔質部材等の絞
り器を設けて、密封端面３１，４１間の隙間が自動調整
されるように構成しておいてもよい。すなわち、回転機
器（攪拌機１０１）の振動等により密封端面３１，４１
間の隙間が大きくなったときは、静圧発生溝６３…から
密封端面３１，４１間に流出するシールガス量と絞り器
を通って静圧発生溝６３…に供給されるシールガス量と
が不均衡となり、静圧発生溝６３…内の圧力が低下し
て、開力が閉力より小さくなるため、密封端面３１，４
１間の隙間が小さくなるように変化して、その隙間が適
正なものに調整される。逆に、密封端面３１，４１間の
隙間が小さくなったときは、上記したと同様の作用によ
り静圧発生溝６３…内の圧力が上昇して、開力が閉力よ
り大きくなり、密封端面３１，４１間の隙間が大きくな
るように変化して、その隙間が適正なものに調整され
る。また、静圧発生溝６３の形状も任意であり、例えば
密封端面４１と同心環状をなす凹溝で構成するようにし
てもよい。

【００３８】また、本発明に係る軸封装置１０９は、竪
形の発酵処理用攪拌機１０１の軸封手段として使用され
る他、スチーム等の滅菌ガス７２による厳格な滅菌処理
を必要とされる各種の回転機器（医薬品，食品の製造に
使用される攪拌機，混合機等）の軸封手段として好適に
使用することができる。特に、密封端面間をその相対回
転による発生動圧により非接触状態に保持する動圧形の
非接触シールと異なって、回転軸１０６の回転速度が必
要な動圧を発生させ得る程度にまで高くない回転機器や
有毒物質を扱うため機内１０７からの漏出を完全に阻止
する必要のある回転機器にも好適に使用することができ
る。勿論、何れの回転機器に適用する場合にあっても、
密封端面３１，４１間に噴出させるシールガス７１及び
滅菌ガス７２の性状，圧力は、当該回転機器の使用目
的，条件に応じて設定しておくことが必要である。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から容易に理解されるよう
に、本発明の軸封装置は、機内圧力より高圧のシールガ
スを密封端面間に供給することにより、密封端面を非接
触状態に保持しつつ機内をシールさせるものであるか
ら、機内からの漏出を完全に阻止することができると共
に、密封端面の接触により磨耗粉が発生して機内に侵入
するようなことがない。しかも、スチーム等の滅菌ガス
を密封端面間からその内外周側へと噴出させることがで
きるため、機内に臨む軸封装置部分を、特に滅菌困難な
密封端面を含めて、効果的に滅菌処理することができ
る。したがって、本発明によれば、当該軸封装置部分を
含めた回転機器の機内の衛生管理を良好且つ充分に行う
ことができる。

【００４０】また、本発明の軸封装置にあっては、シー
ルケース及び静止密封環に形成したガス通路をシールガ
スによる静圧発生手段及び滅菌ガスによる滅菌処理手段
として兼用するように工夫したから、上記した如き優れ
た作用効果を奏するものでありながら、装置構造を可及
的に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例を示す縦断側面図
である。

【図２】図１の要部の拡大図である。

【図３】当該軸封装置における静止密封環の密封端面を
示す正面図である。

【図４】当該軸封装置が装備された回転機器の一例を示
す概略の縦断側面図である。

【符号の説明】

１…シールケース、３…回転密封環、４…静止密封環、
５…附勢部材（コイルスプリング）、６…ガス通路、７
…ガス噴出機構、３１，４１…密封端面、７１…窒素ガ
ス（シールガス）、７２…スチーム（滅菌ガス）、１０
１…攪拌機（回転機器）、１０２…本体ケーシング、１
０２ａ…回転軸貫通部分、１０６…回転軸、１０７…機
内、１０９…軸封装置。

【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明の軸封装置は、回転機器の本体ケーシングにおける回
転軸貫通部分に取り付けられたシールケースと、回転軸
貫通部分及びシールケースを上下方向に貫通する回転機
器の回転軸に固定された回転密封環と、シールケースの
リテーナ部に回転密封環に対向して軸線方向移動可能に
保持された静止密封環と、シールケースのリテーナ部と
静止密封環との間に介装されて静止密封環を回転密封環
へと押圧附勢する附勢部材と、リテーナ部の内周縁部に
上方に向けて突設された環状突起と、外周縁部に下方に
向けて突設した環状突起を有しており、当該環状突起の
内周部に前記リテーナ部の環状突起の上端部が突入する
状態で回転軸に固着されたスリンガと、シールケースを
貫通して、上下方向において前記両環状突起に対応する
位置に開口された排出口と、シールケース及び静止密封
環を貫通して両密封環の対向端面たる密封端面間に開口
する一連のガス通路と、シールガス又は滅菌ガスを選択
的にガス通路から密封端面間に噴出させるガス噴出機構
とを具備して、通常運転時においては、シールガスを密
封端面間に噴出させることにより、密封端面間を非接触
状態に保持させつつ、密封端面の相対回転部分において
シール機能を発揮させると共に、滅菌作業時において
は、シールガスに代えて滅菌ガスを密封端面間に噴出さ
せることにより、少なくともガス通路及び密封端面を滅
菌処理するように構成したものである。かかる軸封装置
にあっては、回転軸の軸振れによるシール機能の低下，
喪失を防止すべく、シールケースと回転軸とをベアリン
グを介して相対回転自在に且つ径方向に相対変位不能に
連結しておくことが好ましい。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １…シールケース、３…回転密封環、４…静止密封環、
５…附勢部材（コイルスプリング）、６…ガス通路、７
…ガス噴出機構、１２，１３，１４…リテーナ部、１４
ａ…リテーナ部の内周縁部に上方に向けて突設された環
状突起、３１，４１…密封端面、７１…窒素ガス（シー
ルガス）、７２…スチーム（滅菌ガス）、８２…スリン
ガ、８２ａ…スリンガの外周縁部に下方に向けて突設し
た環状突起、１０１…攪拌機（回転機器）、１０２…本
体ケーシング、１０２ａ…回転軸貫通部分、１０６…回
転軸、１０７…機内、１０９…軸封装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転機器の本体ケーシングにおける回転
   軸貫通部分に取り付けられたシールケースと、回転機器
   の回転軸に固定された回転密封環と、シールケースに回
   転密封環に対向して軸線方向移動可能に保持された静止
   密封環と、シールケースと静止密封環との間に介装され
   て静止密封環を回転密封環へと押圧附勢する附勢部材
   と、シールケース及び静止密封環を貫通して両密封環の
   対向端面たる密封端面間に開口する一連のガス通路と、
   シールガス又は滅菌ガスを選択的にガス通路から密封端
   面間に噴出させるガス噴出機構とを具備して、通常運転
   時においては、シールガスを密封端面間に噴出させるこ
   とにより、密封端面間を非接触状態に保持させつつ、密
   封端面の相対回転部分においてシール機能を発揮させる
   と共に、滅菌作業時においては、シールガスに代えて滅
   菌ガスを密封端面間に噴出させることにより、少なくと
   もガス通路及び密封端面を滅菌処理するように構成した
   ことを特徴とする軸封装置。