JPS6125913B2 - - Google Patents
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- JPS6125913B2 JPS6125913B2 JP54067759A JP6775979A JPS6125913B2 JP S6125913 B2 JPS6125913 B2 JP S6125913B2 JP 54067759 A JP54067759 A JP 54067759A JP 6775979 A JP6775979 A JP 6775979A JP S6125913 B2 JPS6125913 B2 JP S6125913B2
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- water
- shaft
- sliding surface
- rotating shaft
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/26—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for rigid sealing rings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
- F03B11/006—Sealing arrangements
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
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-
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- Y10S277/93—Seal including heating or cooling feature
-
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- Y10S277/937—Glass particles or filament
-
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-
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- Y10S277/945—Containing fluorine
- Y10S277/946—PTFE
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は水力機械の軸封装置に係り、特に水
車、ポンプ等の水力機械の主軸に沿つて外部へ漏
洩する流出水をシールするに好適な水力機械の軸
封装置に関する。
車、ポンプ等の水力機械の主軸に沿つて外部へ漏
洩する流出水をシールするに好適な水力機械の軸
封装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に回転軸とケーシング等の固定部材との間
にはパツキングを含む軸封装置が組込まれ、パツ
キングを回転軸の表面に接触させることよつてシ
ールを行なつている。シール効果を高めるために
はある程度の押圧力をパツキングに付与する必要
があるが、この押圧力が必要以上に強すぎた場合
には回転軸の円滑な作動を妨げ、パツキングまた
は回転軸の摺動面の摩耗を促進し著しい場合には
焼損を起すことがある。
にはパツキングを含む軸封装置が組込まれ、パツ
キングを回転軸の表面に接触させることよつてシ
ールを行なつている。シール効果を高めるために
はある程度の押圧力をパツキングに付与する必要
があるが、この押圧力が必要以上に強すぎた場合
には回転軸の円滑な作動を妨げ、パツキングまた
は回転軸の摺動面の摩耗を促進し著しい場合には
焼損を起すことがある。
第１図は水車の主軸封水装置を示したものであ
り、図においてうず巻ケーシング１内の圧力水
は、ガイドベーン２を通してランナ３に向つて流
れ、ランナ３を回転させたのち吸出管を経て放水
路へ吐き出される。この間に流水の一部はランナ
３の上方にも流れ、上力バー４との間隙５を通し
て主軸６と上カバー４との間に流れようとする
が、この圧力水は軸封装置７によつてシールされ
る。
り、図においてうず巻ケーシング１内の圧力水
は、ガイドベーン２を通してランナ３に向つて流
れ、ランナ３を回転させたのち吸出管を経て放水
路へ吐き出される。この間に流水の一部はランナ
３の上方にも流れ、上力バー４との間隙５を通し
て主軸６と上カバー４との間に流れようとする
が、この圧力水は軸封装置７によつてシールされ
る。
この軸封装置７は、第２図乃至第４図に示され
たように、上カバー４に対してボルト８で固定さ
れたパツキング箱９を有し、このパツキング箱９
内にはパツキング１０ａ，１０ｂ，１０ｃが軸方
向に沿つて複数段設けられ、これらのパツキング
はパツキング押え１１の背部に設けられたガータ
スプリング１２のばね力によつて主軸６に向て押
圧されている。上記パツキング１０ａ，１０ｂ，
１０ｃのうち、上記２段のパツキング１０ａ，１
０ｂは、通常フラン含浸焼結のカーボンパツキン
グで構成され、最下段のパツキング１０ｃはフエ
ノール樹脂系の樹脂パツキングによつて構成され
ている。また、上記パツキング１０ａ，１０ｂ，
１０ｃは、第３図に示されるように、円周方向に
複数個に分割されており、各分割片の相互間は円
周方向の間隙ｇを形成するようにして互いの凸部
１４と凹部１５とが組合されている。さらに、上
記パツキング１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、それぞ
れの内周面が主軸６に被嵌されたスリーブ１６の
外周面と摺接している（特開昭49−104042号公報
参照）。
たように、上カバー４に対してボルト８で固定さ
れたパツキング箱９を有し、このパツキング箱９
内にはパツキング１０ａ，１０ｂ，１０ｃが軸方
向に沿つて複数段設けられ、これらのパツキング
はパツキング押え１１の背部に設けられたガータ
スプリング１２のばね力によつて主軸６に向て押
圧されている。上記パツキング１０ａ，１０ｂ，
１０ｃのうち、上記２段のパツキング１０ａ，１
０ｂは、通常フラン含浸焼結のカーボンパツキン
グで構成され、最下段のパツキング１０ｃはフエ
ノール樹脂系の樹脂パツキングによつて構成され
ている。また、上記パツキング１０ａ，１０ｂ，
１０ｃは、第３図に示されるように、円周方向に
複数個に分割されており、各分割片の相互間は円
周方向の間隙ｇを形成するようにして互いの凸部
１４と凹部１５とが組合されている。さらに、上
記パツキング１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、それぞ
れの内周面が主軸６に被嵌されたスリーブ１６の
外周面と摺接している（特開昭49−104042号公報
参照）。
一方、パツキング箱９内の２つのパツキング１
０ｂおよび１０ｃの間には清水給水孔１７および
この給水孔に連なる給水パイプ１８が接続され、
各パツキング１０ａ，１０ｂ，１０ｃの摺動面に
清水を給水できるようになつている。この供給さ
れた清水の圧力は、主軸フランジ１９とパツキン
グ箱９との間の圧力室２０内の圧力水の圧力と同
等もしくはそれより１〜２Kg/cm2程度高い圧力を
有している。したがつて、供給された清水は、ラ
ンナ３側からのパツキング摺動面への土砂の混入
を防止すると共に、パツキングの発熱を防止し、
パツキングの摩耗の促進を防止するように作用す
る。
０ｂおよび１０ｃの間には清水給水孔１７および
この給水孔に連なる給水パイプ１８が接続され、
各パツキング１０ａ，１０ｂ，１０ｃの摺動面に
清水を給水できるようになつている。この供給さ
れた清水の圧力は、主軸フランジ１９とパツキン
グ箱９との間の圧力室２０内の圧力水の圧力と同
等もしくはそれより１〜２Kg/cm2程度高い圧力を
有している。したがつて、供給された清水は、ラ
ンナ３側からのパツキング摺動面への土砂の混入
を防止すると共に、パツキングの発熱を防止し、
パツキングの摩耗の促進を防止するように作用す
る。
また、パツキング箱９の上方には水切り板２１
が取付けられ、パツキング１０ａ，１０ｂ，１０
ｃから流出した水を半径方向外方に振り飛ばし上
部の軸受２２に直接達しないようになつている。
が取付けられ、パツキング１０ａ，１０ｂ，１０
ｃから流出した水を半径方向外方に振り飛ばし上
部の軸受２２に直接達しないようになつている。
しかしながら、パツキングとしてカーボンパツ
キング１０ａ，１０ｂと樹脂パツキング１０ｃと
を使用した従来の軸封装置においては、封水圧力
が小さくカーボンパツキングでは５Kg/cm2程度、
樹脂パツキングでは３Kg/cm2程度が限度である。
このために高圧の軸封装置の場合にはパツキング
の段数を増やして多段構造とせざるを得ず必然的
にランナ３の上下方向の中心と軸受２２の中心と
の間の軸方向の距離Ｌが大きくなる傾向にある
（第１図参照）。したがつて、軸受からのオーバハ
ングが大きくなつて軸振れが大となり、運転上大
きな障害となつていた。
キング１０ａ，１０ｂと樹脂パツキング１０ｃと
を使用した従来の軸封装置においては、封水圧力
が小さくカーボンパツキングでは５Kg/cm2程度、
樹脂パツキングでは３Kg/cm2程度が限度である。
このために高圧の軸封装置の場合にはパツキング
の段数を増やして多段構造とせざるを得ず必然的
にランナ３の上下方向の中心と軸受２２の中心と
の間の軸方向の距離Ｌが大きくなる傾向にある
（第１図参照）。したがつて、軸受からのオーバハ
ングが大きくなつて軸振れが大となり、運転上大
きな障害となつていた。
また、従来のカーボンパツキングは土砂混入水
に対して摩耗特性が悪いと共に脆性材料であるた
めに折損を起し易く、折損を防止するために断面
係数を大きくした場合にはパツキングが必然的に
大型になつて前記距離Ｌがますます大きくなると
いう問題があつた。また、従来の樹脂パツキング
は熱伝導率が悪く、冷却性が悪いので摺動面付近
の温度勾配が大きくなり易く、いつたん発熱する
と摺動面でのフレツテイングコロージヨンを起し
易く、著しい場合には焼損を起こすという問題が
あつた。
に対して摩耗特性が悪いと共に脆性材料であるた
めに折損を起し易く、折損を防止するために断面
係数を大きくした場合にはパツキングが必然的に
大型になつて前記距離Ｌがますます大きくなると
いう問題があつた。また、従来の樹脂パツキング
は熱伝導率が悪く、冷却性が悪いので摺動面付近
の温度勾配が大きくなり易く、いつたん発熱する
と摺動面でのフレツテイングコロージヨンを起し
易く、著しい場合には焼損を起こすという問題が
あつた。
そこで本発明の目的は、上述した従来の軸封装
置が有する種々の問題点を解消し、高い封水圧力
が期待でき、耐摩耗性に優れ、少ない段数で封水
性能を長期にわたつて維持できるようにした高寿
命の水力機械の軸封装置を提供することにある。
置が有する種々の問題点を解消し、高い封水圧力
が期待でき、耐摩耗性に優れ、少ない段数で封水
性能を長期にわたつて維持できるようにした高寿
命の水力機械の軸封装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は軸の一端
にランナを取付けた回転軸のまわりにパツキング
箱を配置し、このパツキング箱内に回転軸を取り
囲むように複数個のパツキングを配置し、ガータ
スプリングのばね力によつてそれらのパツキング
の摺動面を回転軸の周面に圧接させるようにした
水力機械の軸封装置において；前記回転軸の表面
と接触する前記パツキングの摺動面の中間部には
圧力水の供給ポートを形成すると共に前記摺動面
の高圧側の内周端縁を全長にわたつてほぼ直角に
切欠いて圧力水を導入可能な切欠部を形成する一
方、前記パツキングは40〜90重量％の４弗化エチ
レン樹脂に残部重量％の炭素粉、黒鉛粉、カーボ
ンフアイバー、グラスフアイバー、青銅粉等の充
填剤を添加して圧縮成形することによつて構成し
たことを特徴とするものである。
にランナを取付けた回転軸のまわりにパツキング
箱を配置し、このパツキング箱内に回転軸を取り
囲むように複数個のパツキングを配置し、ガータ
スプリングのばね力によつてそれらのパツキング
の摺動面を回転軸の周面に圧接させるようにした
水力機械の軸封装置において；前記回転軸の表面
と接触する前記パツキングの摺動面の中間部には
圧力水の供給ポートを形成すると共に前記摺動面
の高圧側の内周端縁を全長にわたつてほぼ直角に
切欠いて圧力水を導入可能な切欠部を形成する一
方、前記パツキングは40〜90重量％の４弗化エチ
レン樹脂に残部重量％の炭素粉、黒鉛粉、カーボ
ンフアイバー、グラスフアイバー、青銅粉等の充
填剤を添加して圧縮成形することによつて構成し
たことを特徴とするものである。
以下本発明による水力機械の軸封装置の実施例
の図面を参照して説明する。
の図面を参照して説明する。
第５図乃至第１３図は本発明による水車の軸封
装置を示しており、第１図乃至第４図と同一部分
には同一符号を付して示してある。
装置を示しており、第１図乃至第４図と同一部分
には同一符号を付して示してある。
第５図において、全体を符号３０で示した軸封
装置は、上カバー４と主軸６との間にパツキング
箱３１が装着され、このパツキング箱３１内には
パツキング３２，３３が２段にわたつて組込まれ
ている。これらのパツキング３２の背面にはパツ
キング押え１１が宛われ、パツキング押え１１の
外側にはガータスプリング１２が装着されてお
り、パツキング３２がスリーブ２１の外周面に押
し付けられている。
装置は、上カバー４と主軸６との間にパツキング
箱３１が装着され、このパツキング箱３１内には
パツキング３２，３３が２段にわたつて組込まれ
ている。これらのパツキング３２の背面にはパツ
キング押え１１が宛われ、パツキング押え１１の
外側にはガータスプリング１２が装着されてお
り、パツキング３２がスリーブ２１の外周面に押
し付けられている。
本発明によれば、上記パツキング３２は、４弗
化エチレン樹脂40〜90重量％に炭素粉、黒鉛粉、
カーボンフアイバー、グラスフアイバー、青銅粉
などの充填剤を残部重量％添加し、または必要に
応じて二硫化モリブデンのような潤滑剤を微量添
加し、高圧で圧縮成形することにより構成されて
いる。このパツキング３２は、第３図に示した構
造と同一構造とされガータスプリング１２のばね
力で軸スリーブ１６およびパツキング箱３１に軽
く押圧するようにされている。
化エチレン樹脂40〜90重量％に炭素粉、黒鉛粉、
カーボンフアイバー、グラスフアイバー、青銅粉
などの充填剤を残部重量％添加し、または必要に
応じて二硫化モリブデンのような潤滑剤を微量添
加し、高圧で圧縮成形することにより構成されて
いる。このパツキング３２は、第３図に示した構
造と同一構造とされガータスプリング１２のばね
力で軸スリーブ１６およびパツキング箱３１に軽
く押圧するようにされている。
上記したように４弗化エチレン樹脂に充填剤を
添加し圧縮成形してなるパツキング３２は、シー
ルすべき水との親和性が非常によく、主軸スリー
ブ１６との摺動面に安定な水膜を保持し、きわめ
て高い水圧に対しても流体潤滑状態で摺動するの
で、漏水量を軽減しシール効果を高めることがで
きる。
添加し圧縮成形してなるパツキング３２は、シー
ルすべき水との親和性が非常によく、主軸スリー
ブ１６との摺動面に安定な水膜を保持し、きわめ
て高い水圧に対しても流体潤滑状態で摺動するの
で、漏水量を軽減しシール効果を高めることがで
きる。
また上記本発明のパツキングは、４弗化エチレ
ン樹脂に充填剤を添加することによつて成形した
ものであつて、封水圧力が高く（最大15Kg/cm2以
上）、耐摩耗性に優れている。さらに引張弾性率
が小さい（1.3×104〜2.0×104Kg/cm2程度）靭性材
料のため、土砂混入水ともなじみやすくカーボン
材のように折損することがなく断面係数を小さく
することができる。このため、パツキングのみな
らずパツキング箱３１を小型にすることが可能と
なり、軸封装置全体を小型化できる。例えば、従
来のパツキングの軸方向高さが50〜60mmであつた
のに対し、本発明のパツキングでは25mm程度にす
ることができた。
ン樹脂に充填剤を添加することによつて成形した
ものであつて、封水圧力が高く（最大15Kg/cm2以
上）、耐摩耗性に優れている。さらに引張弾性率
が小さい（1.3×104〜2.0×104Kg/cm2程度）靭性材
料のため、土砂混入水ともなじみやすくカーボン
材のように折損することがなく断面係数を小さく
することができる。このため、パツキングのみな
らずパツキング箱３１を小型にすることが可能と
なり、軸封装置全体を小型化できる。例えば、従
来のパツキングの軸方向高さが50〜60mmであつた
のに対し、本発明のパツキングでは25mm程度にす
ることができた。
また軸封装置の小型化に伴ないランナ３の上下
方向の中心と軸受２２中心との間の軸方向の距離
Ｌ（第１図参照）を短縮することができるから、
オーバーハングが小となり、軸振れの小さい安定
した運転が得られ、しかも小型化による軽量化を
行ない得、保守点検がきわめて容易になる。
方向の中心と軸受２２中心との間の軸方向の距離
Ｌ（第１図参照）を短縮することができるから、
オーバーハングが小となり、軸振れの小さい安定
した運転が得られ、しかも小型化による軽量化を
行ない得、保守点検がきわめて容易になる。
例えば、テフロン（デユポン社の商品名）に炭
素粉を添加し高圧圧縮成形してなるパツキングを
使用し、このパツキングの軸方向の高さを25mm、
主軸スリーブの外径200mmとしてパツキング外周
面からの圧力Ｐを種々変化させて漏水量Ｑ、摩耗
量を測定したところ、従来のパツキング（カーボ
ン材）と比べて漏水量は1/2〜1/3、摩耗量は1/3
以下であり、またパツキング１段当りの封水圧力
の限度は15Kg/cm2以上、周速限度は40m/s以上と
いう好結果が得られた。第６図はこのときの漏水
量の測定結果を示している。
素粉を添加し高圧圧縮成形してなるパツキングを
使用し、このパツキングの軸方向の高さを25mm、
主軸スリーブの外径200mmとしてパツキング外周
面からの圧力Ｐを種々変化させて漏水量Ｑ、摩耗
量を測定したところ、従来のパツキング（カーボ
ン材）と比べて漏水量は1/2〜1/3、摩耗量は1/3
以下であり、またパツキング１段当りの封水圧力
の限度は15Kg/cm2以上、周速限度は40m/s以上と
いう好結果が得られた。第６図はこのときの漏水
量の測定結果を示している。
さらに、本発明のパツキングは熱伝導性がよく
摩擦による温度上昇が小さいため摺動面でのフレ
ツテングコロージヨンが起こり難く、また軟質で
ある（硬度デユロメータD65〜68）ことから、土
砂混入水に対して主軸摺動面を保護するため第２
図に示したような清水給水装置１７，１８を必要
とせず、これを省略することができる。したがつ
て、第２図に示したようなカーボンパツキングを
補助する樹脂パツキング１０ｃも不要となり構造
きわめて単純なものとなる。
摩擦による温度上昇が小さいため摺動面でのフレ
ツテングコロージヨンが起こり難く、また軟質で
ある（硬度デユロメータD65〜68）ことから、土
砂混入水に対して主軸摺動面を保護するため第２
図に示したような清水給水装置１７，１８を必要
とせず、これを省略することができる。したがつ
て、第２図に示したようなカーボンパツキングを
補助する樹脂パツキング１０ｃも不要となり構造
きわめて単純なものとなる。
第７図はパツキング箱３１と圧力室２０との間
の隔壁に給水孔３３を設けると共にこの給水孔３
３に対して給水パイプ３４を接続し、主軸スリー
ブ１６の外周面に向つて給水Ｗを供給しうるよう
にした例を示している。これは、ポンプ、水車に
おいて、揚水起動、調相運転などランナ室内に圧
縮空気を封入してランナを空転するとき圧縮空気
の漏れを防止するための給水装置であり、第２図
に示した従来の軸封装置のように必ずしも清水給
水を行なう必要はない。
の隔壁に給水孔３３を設けると共にこの給水孔３
３に対して給水パイプ３４を接続し、主軸スリー
ブ１６の外周面に向つて給水Ｗを供給しうるよう
にした例を示している。これは、ポンプ、水車に
おいて、揚水起動、調相運転などランナ室内に圧
縮空気を封入してランナを空転するとき圧縮空気
の漏れを防止するための給水装置であり、第２図
に示した従来の軸封装置のように必ずしも清水給
水を行なう必要はない。
第８図ないし第１１図は、バツキング３２の摺
動面に高圧側の圧力水P1を導くための流路を形成
し、パツキング摺動面の冷却効果を高め、摺動面
付近の温度勾配をより小さくすることにより安定
した水膜を形成し、さらに耐摩耗性を改善し、高
寿命化を図る上で有効な手段をそれぞれ示してい
る。
動面に高圧側の圧力水P1を導くための流路を形成
し、パツキング摺動面の冷却効果を高め、摺動面
付近の温度勾配をより小さくすることにより安定
した水膜を形成し、さらに耐摩耗性を改善し、高
寿命化を図る上で有効な手段をそれぞれ示してい
る。
すなわち、第８図および第９図に示した例では
パツキング３２の各分割部片の摺動面中間部に供
給ポートを構成する複数の有底状の丸穴３５を設
けると共に、これらの丸穴３５に高圧側圧力水P1
を導びくために、圧力室２０内と連通する連通孔
３６の出口端を開口させたものである。高圧圧力
水は、パツキングを半径方向外方へ戻すように作
用し、この力はパツキング背部に設けられたガー
タスプリングの押圧力と相殺してパツキング摺動
面の面圧を下げ、冷却効果を高めると共により安
定な水膜を形成し、摩耗をより軽減し、高寿命化
を図るように働く。なお、上記連通孔３６をパツ
キング箱背圧室に連通せしめずに、途中でかぎの
手状に下方へ偏向させてパツキング３２の下面に
開口させた理由は、パツキング押え１１とガータ
スプリング１２との干渉を避けること、清水の給
水孔３３の出口側の近くに開口させることが有利
であることに基づいている。
パツキング３２の各分割部片の摺動面中間部に供
給ポートを構成する複数の有底状の丸穴３５を設
けると共に、これらの丸穴３５に高圧側圧力水P1
を導びくために、圧力室２０内と連通する連通孔
３６の出口端を開口させたものである。高圧圧力
水は、パツキングを半径方向外方へ戻すように作
用し、この力はパツキング背部に設けられたガー
タスプリングの押圧力と相殺してパツキング摺動
面の面圧を下げ、冷却効果を高めると共により安
定な水膜を形成し、摩耗をより軽減し、高寿命化
を図るように働く。なお、上記連通孔３６をパツ
キング箱背圧室に連通せしめずに、途中でかぎの
手状に下方へ偏向させてパツキング３２の下面に
開口させた理由は、パツキング押え１１とガータ
スプリング１２との干渉を避けること、清水の給
水孔３３の出口側の近くに開口させることが有利
であることに基づいている。
第１０図および第１１図に示した例では、パツ
キング３２の各分割部片の摺動面に供給ポートを
構成する矩形状の溝３７を設け、この溝３７に高
圧側圧力水P1を導びくよう圧力室２０内に連通す
る連通孔３８を設けたものであり、第８図に示し
た例とほぼ同様の効果が得られる。
キング３２の各分割部片の摺動面に供給ポートを
構成する矩形状の溝３７を設け、この溝３７に高
圧側圧力水P1を導びくよう圧力室２０内に連通す
る連通孔３８を設けたものであり、第８図に示し
た例とほぼ同様の効果が得られる。
さらに本発明によれば、パツキング３２の回転
軸との摺動面の高圧側の内周端縁が全長にわたつ
て半径方向に所定の流路幅を形成するようにほぼ
直角に切欠かれ、それによつて軸の回転に伴なう
回転する水のリングを高圧水側に形成してパツキ
ングと軸との摺動面におけるシール効果の増大を
図れるようになつている。すなわち、第１２図お
よび第１３図から明らかなように、パツキング３
２の各分割部片の摺動面の高圧側の内周端縁は全
長にわたつて、半径方向に所定の流路幅を与え、
かつ横断面が直角な切欠部３９が形成されてい
る。これらの切欠部３９は、複数個のパツキング
分割片３２，３２………３２を円周上に円環状に
配列したとき環状の円周溝を構成し、この円周溝
が高圧水を導入可能な環状の流路となる。
軸との摺動面の高圧側の内周端縁が全長にわたつ
て半径方向に所定の流路幅を形成するようにほぼ
直角に切欠かれ、それによつて軸の回転に伴なう
回転する水のリングを高圧水側に形成してパツキ
ングと軸との摺動面におけるシール効果の増大を
図れるようになつている。すなわち、第１２図お
よび第１３図から明らかなように、パツキング３
２の各分割部片の摺動面の高圧側の内周端縁は全
長にわたつて、半径方向に所定の流路幅を与え、
かつ横断面が直角な切欠部３９が形成されてい
る。これらの切欠部３９は、複数個のパツキング
分割片３２，３２………３２を円周上に円環状に
配列したとき環状の円周溝を構成し、この円周溝
が高圧水を導入可能な環状の流路となる。
このように、パツキングの摺動面のランナに近
い側の内周端縁の全長にわたつて流路断面がほぼ
直角な切欠部を形成することにより、水力機械の
揚水起動時や調相運転時に軸の回転に伴なうリン
グ状の回転する水の層を切欠部内に形成してパツ
キングと回転軸との摺動面を通過する漏気を防止
できると共に、摺動面に空気が侵入することによ
る局部的水膜の途切れを防止でき、熱による局部
的流動を防止することができる。さらに切欠部を
設けて摺動面積を減少させることにより局部的摩
擦力増大に起因するパツキングのびびり振動を防
止することができる。
い側の内周端縁の全長にわたつて流路断面がほぼ
直角な切欠部を形成することにより、水力機械の
揚水起動時や調相運転時に軸の回転に伴なうリン
グ状の回転する水の層を切欠部内に形成してパツ
キングと回転軸との摺動面を通過する漏気を防止
できると共に、摺動面に空気が侵入することによ
る局部的水膜の途切れを防止でき、熱による局部
的流動を防止することができる。さらに切欠部を
設けて摺動面積を減少させることにより局部的摩
擦力増大に起因するパツキングのびびり振動を防
止することができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、回転軸の外周面に対して配置されたパツキン
グを40〜90重量％の４弗化エチレン樹脂に残部重
量％の炭素粉、黒鉛粉、カーボンフアイバー、グ
ラスフアイバー、青銅粉等の充填剤を添加して圧
縮成形することによつて構成したので、シールす
べき水との親和性を良くして回転軸との摺動面に
安定した水膜を保持することができ、封水圧力を
高くして耐摩耗性を向上できる。また、土砂混入
水ともなじみ易くカーボン材のように折損するこ
とがなくパツキングの断面を小さくすることがで
き、軸封装置全体を小型、軽量化できる。
ば、回転軸の外周面に対して配置されたパツキン
グを40〜90重量％の４弗化エチレン樹脂に残部重
量％の炭素粉、黒鉛粉、カーボンフアイバー、グ
ラスフアイバー、青銅粉等の充填剤を添加して圧
縮成形することによつて構成したので、シールす
べき水との親和性を良くして回転軸との摺動面に
安定した水膜を保持することができ、封水圧力を
高くして耐摩耗性を向上できる。また、土砂混入
水ともなじみ易くカーボン材のように折損するこ
とがなくパツキングの断面を小さくすることがで
き、軸封装置全体を小型、軽量化できる。
また、摺動面の高圧側の内周端縁を全長にわた
つて流面が直角となるように切欠いて切欠部を形
成することにより、水力機械の揚水起動時や調相
運転時に軸の回転により伴なうリング状の回転す
る水の層を切欠内に形成してパツキングと回転軸
との摺動面を通過する漏気を防止できると共に摺
動面に空気が進入することによる局部的水膜の途
切れを防止でき、熱による局部的摺動を防止する
ことができると共に局部的摩擦力の増大に起因す
るパツキングのびびり振動をも防止できる。
つて流面が直角となるように切欠いて切欠部を形
成することにより、水力機械の揚水起動時や調相
運転時に軸の回転により伴なうリング状の回転す
る水の層を切欠内に形成してパツキングと回転軸
との摺動面を通過する漏気を防止できると共に摺
動面に空気が進入することによる局部的水膜の途
切れを防止でき、熱による局部的摺動を防止する
ことができると共に局部的摩擦力の増大に起因す
るパツキングのびびり振動をも防止できる。
第１図は従来の水車の主要部を示した縦断面
図、第２図は従来の軸封装置を示した縦断面図、
第３図は従来の軸封装置で使用しているパツキン
グの一部を示した斜視図、第４図は同パツキング
の装着状態を示した断面図、第５図は本発明によ
る水力機械の軸封装置の一実施例を示した縦断面
図、第６図はパツキングの異なる材質の場合の水
圧の変化に対する漏水量を示した線図、第７図は
本発明の軸封装置を給水設備と共に示した縦断面
図、第８図乃至第１１図はパツキングの摺動面に
供給ポートを形成した例を示した斜視図および断
面図、第１２図および第１３図はパツキングの摺
動面の内周端面に切欠部を形成した例を示した斜
視図および同パツキングの装着状態を示した断面
図である。 ６……主軸、３０……軸封装置、３２……パツ
キング、３３……給水孔、３５……丸穴、３６，
３８……連通孔、３７……溝、３９……切欠部。
図、第２図は従来の軸封装置を示した縦断面図、
第３図は従来の軸封装置で使用しているパツキン
グの一部を示した斜視図、第４図は同パツキング
の装着状態を示した断面図、第５図は本発明によ
る水力機械の軸封装置の一実施例を示した縦断面
図、第６図はパツキングの異なる材質の場合の水
圧の変化に対する漏水量を示した線図、第７図は
本発明の軸封装置を給水設備と共に示した縦断面
図、第８図乃至第１１図はパツキングの摺動面に
供給ポートを形成した例を示した斜視図および断
面図、第１２図および第１３図はパツキングの摺
動面の内周端面に切欠部を形成した例を示した斜
視図および同パツキングの装着状態を示した断面
図である。 ６……主軸、３０……軸封装置、３２……パツ
キング、３３……給水孔、３５……丸穴、３６，
３８……連通孔、３７……溝、３９……切欠部。
Claims (1)
- １ 軸の一端にランナを取付けた回転軸のまわり
にパツキング箱を配置し、このパツキング箱内に
回転軸を取り囲むように複数個のパツキングを配
置し、ガータスプリングのばね力によつてそれら
のパツキングの摺動面を回転軸の周面に圧接させ
るようにした水力機械の軸封装置において；前記
回転軸の表面と接触する前記パツキングの摺動面
の中間部には圧力水の供給ポートを形成すると共
に前記摺動面の高圧側の内周端縁を全長にわたつ
てほぼ直角に切欠いて圧力水を導入可能な切欠部
を形成する一方、前記パツキングは40〜90重量％
の４弗化エチレン樹脂に残部重量％の炭素粉、黒
鉛粉、カーボンフアイバー、グラスフアイバー、
青銅粉等の充填剤を添加して圧縮成形することに
よつて構成したことを特徴とする水力機械の軸封
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6775979A JPS55160172A (en) | 1979-05-31 | 1979-05-31 | Shaft seal for hydraulic machine |
| DE3019874A DE3019874C2 (de) | 1979-05-31 | 1980-05-23 | Wellendichtung für eine hydraulische Maschine |
| CH412380A CH646763A5 (de) | 1979-05-31 | 1980-05-28 | Wellendichtung fuer hydraulische maschinen. |
| US06/338,970 US4408767A (en) | 1979-05-31 | 1982-01-12 | Shaft sealing devices for hydraulic machines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6775979A JPS55160172A (en) | 1979-05-31 | 1979-05-31 | Shaft seal for hydraulic machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55160172A JPS55160172A (en) | 1980-12-12 |
| JPS6125913B2 true JPS6125913B2 (ja) | 1986-06-18 |
Family
ID=13354180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6775979A Granted JPS55160172A (en) | 1979-05-31 | 1979-05-31 | Shaft seal for hydraulic machine |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4408767A (ja) |
| JP (1) | JPS55160172A (ja) |
| CH (1) | CH646763A5 (ja) |
| DE (1) | DE3019874C2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4577872A (en) * | 1984-08-02 | 1986-03-25 | Rockwell International Corporation | Valve stem seal with multiple ring means |
| US4580791A (en) * | 1984-11-16 | 1986-04-08 | The United States Of America As Represented By The Administrator, National Aeronautics And Space Administration | Variable friction secondary seal for face seals |
| TW434375B (en) * | 1995-06-14 | 2001-05-16 | Burckhardt Ag Maschf | Sealing ring |
| AU2003246384A1 (en) * | 2003-07-04 | 2005-01-28 | Leslie James Warren | Liquid pump and method for pumping a liquid that may have gas coming out of solution |
| US20060033286A1 (en) * | 2004-07-29 | 2006-02-16 | Coorstek, Inc. | Graphite loaded PTFE mechanical seals for rotating shafts |
| US7290561B2 (en) * | 2004-12-16 | 2007-11-06 | Diversified Dynamics Corporation | Pulsation causing valve for a plural piston pump |
| US7278443B2 (en) * | 2004-12-16 | 2007-10-09 | Diversified Dynamics Corporation | Pulsation causing valve for a plural piston pump |
| US20060140778A1 (en) * | 2004-12-28 | 2006-06-29 | Warren Leslie J | Reciprocating positive displacement pump for deionized water and method of cooling and lubricating therefor |
| US20060239834A1 (en) * | 2005-04-20 | 2006-10-26 | Larson Steve A | Metered pulse pump |
| JP2006322342A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Toshiba Corp | 水力機械の軸封装置 |
| DE102009038380A1 (de) * | 2009-08-24 | 2011-03-17 | Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg | Dichtelement |
| DE102014224378A1 (de) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | Elringklinger Ag | Dichtelement und Verfahren zum Herstellen eines Dichtelements |
| JP6912370B2 (ja) * | 2017-12-22 | 2021-08-04 | 株式会社荏原製作所 | 液切リング及びこれを備えるポンプ |
| JP2022519219A (ja) * | 2019-01-29 | 2022-03-22 | ヘルビガー ウィーン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 摩耗開口を備えたパッキンリング |
| US20220145991A1 (en) * | 2019-01-29 | 2022-05-12 | Hoerbiger Wien Gmbh | Packaging ring with diagonal relief opening |
| MX2021009089A (es) * | 2019-01-29 | 2021-11-17 | Hoerbiger Wien Gmbh | Anillo de empaque con abertura de descarga. |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE192990C (ja) * | ||||
| DE7113415U (de) * | 1971-07-15 | Basf Ag | Stoffbuchspackung | |
| GB290751A (en) * | 1927-02-22 | 1928-05-22 | British Metallic Packings Comp | Packing and lubricating rods and shafts |
| DE536936C (de) * | 1929-05-30 | 1931-10-28 | Otto Schweickhart Dipl Ing | Dichtungsring fuer Kolben |
| US2191265A (en) * | 1936-06-06 | 1940-02-20 | Harley T Wheeler | Segmental metallic packing ring |
| BE572415A (ja) * | 1958-07-11 | |||
| GB928749A (en) * | 1960-07-28 | 1963-06-12 | Union Carbide Corp | Improvements in or relating to seals |
| US3305241A (en) * | 1965-10-19 | 1967-02-21 | Cooper Bessemer Corp | Packing ring structure |
| GB1157046A (en) * | 1966-06-23 | 1969-07-02 | Marlo Co Inc | New Improved Packing |
| GB1191647A (en) * | 1967-09-11 | 1970-05-13 | Henry Crossley Packings Ltd | Improvements in or relating to Compression Packings for Stuffing Boxes |
| AT295265B (de) * | 1968-01-30 | 1971-12-27 | Oil Ct Rrsearch Inc | Dichtungs- und Verschlußmasse mit Schmiermitteleigenschaften und Verfahren zum Abdichten und Verschließen mit dieser Masse |
| DE2732709A1 (de) * | 1977-07-20 | 1979-02-08 | Hoechst Ag | Dichtungsmaterial aus polytetrafluoraethylen (ptfe)-fasern |
| US4329127A (en) * | 1977-07-25 | 1982-05-11 | Smith International, Inc. | Sealed bearing means for in hole motors |
-
1979
- 1979-05-31 JP JP6775979A patent/JPS55160172A/ja active Granted
-
1980
- 1980-05-23 DE DE3019874A patent/DE3019874C2/de not_active Expired
- 1980-05-28 CH CH412380A patent/CH646763A5/de not_active IP Right Cessation
-
1982
- 1982-01-12 US US06/338,970 patent/US4408767A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3019874A1 (de) | 1980-12-04 |
| CH646763A5 (de) | 1984-12-14 |
| US4408767A (en) | 1983-10-11 |
| DE3019874C2 (de) | 1986-03-13 |
| JPS55160172A (en) | 1980-12-12 |
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