JPS62180173A - 軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は水車、ポンプなどの回転軸からの流体の漏れを
防止する軸封装置に関する。

〔開明の背景〕

一般に水車、ポンプ等の水力機様では、第７図に示すよ
うに１回Ｑｂ　４ｉ１ｔ！　１に直結されたインペラ３
の近傍にケーシング６とこのケーシング６を貫通する回
転軸１とで構成されるすきまからインペラ３側の高圧ｄ
体が禰れることを防止するために。

軸封装［２が設置される。図中５は流量調整のために設
置したガイドベーン、４は流水路となるドラフト管であ
る。

軸封装置の構造には種々あるが、水力機械に対しては実
開昭５８−１２６７８号公報や１９７３年８月に発行さ
れたウォーター・パワー（ｗａｔｅｒｐｏｗｅｒ）の３
０９頁から３１４頁に端面形の軸封装置が提案さ！して
いる。第８図はこのウォーター・パワーに紹介された水
車用の大径軸封装置の構造を示した図であるっ 水車など大形回転機械の場合は、構造上の制約から軸封
装置ば分ＪＩＪ構造となる。第８図に示した軸封装置も
、７リング面を構成する回転リング１３をｄＵめ、シー
ルケーシング９．シールケース１０．シールリング１２
などの偶成部品は全て板故に分割されている。

さて、このような端面形の軸封装置はシールリング１２
を回転リング１３の７リング面に押圧して流体の漏れを
防止するが、このシールリング１２は、水力機械のよう
に大径の場合、複数個に分割される。例えば、第８図の
実施例では締付用リング１１によってボルトで固定され
る。このシールリング１２の取付構造は簡単でシールリ
ング１２の交換が容易である。しかし、ｉ数個に分割さ
れたシールリング１２を均等に締付けないと漏れの原因
となることがあり、締付けの管理を必要とする。また、
第３図に示すように１固々のシールリング１２の加工端
波、特に軸方口の厚さがΔｔ１乃至Δｔ３のように不ぞ
ろいの場合は、密封性能は低下する。これは寸法公差の
範囲内で生じる摺動面の不ぞろいであり、そ封性能を良
くするためには高精度にシールリング１２を加工しなけ
ればならない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、シールリングの着脱が簡単で。

密封性能にすぐれた。構造簡単な端面形の軸封装置を提
供することにある。

〔発明の概要〕

本発明はシールリングをシールケースとは別のケースに
格納し、複数１園に分割されたシールリングをこのケー
スに格納固定した状態で７リング面に押圧する面を加工
して７−ルケースにシールリングをケースと一体で着脱
するように軸封装置を構成したことを特徴とする。従っ
て、大匝の分割構造の軸封装置でも高精度の密封端面が
得られ。

シールリングの交換が簡単で、製作コストが安価である
などの利点がある。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明による軸封装置の一実施例を示す図であ
る。軸封装置は回転軸１に分割された回転リング１３を
抱き合せてボルトで取付けられていて、回転りング１３
が７リング面となっている。

この７リング面にシールリング１２が押圧されて（は いて、シールリング１２弗シールケース１０に着脱でき
るように、ケース１７Ａ（以下カートリッジケースとい
９）に格納され、ボルト１Ｂで固定されている。また、
シールケーシング９にはカバー１９が取付けられていて
、シールケース１０とカバー１９のすきまをＯｌｊング
１４で封止している。８はコイルはねてシールリング１
２を７リング面は押圧するために設置されていてシール
ケース１２のまわり止めとして配置されたピン１５に差
し込まれている。

本構成の軸封装置は図示のように１分割構造を示したも
ので、例えば、クールケーシング９は締結板２１がシー
ルケーシング９に溶接されていてボルト２０で締付けら
れ、一体に構成されている。

第２図はカートリッジケース１７Ａにシールリング１２
に配置格納された状態を示したもので。

二分割のカートリッジケース１７Ａに四分割のシールリ
ング１２を配置構成されている。また、第３図にはカー
トリッジケース１７Ａにシールリング１２を格納後の厚
さＴ方向の断面展開を示したもので１分割されたシール
リング１２は寸法公差の範囲内でΔ１１〜Δｔ３の不ぞ
ろいが出る。この状態で組込むと公知の軸封装置と同様
シールリング１２が７リング面に対してすきまを溝成し
。

流体の漏れをうｅくばかりでなくシールリングの合せ目
の段ちがいとなるｇの部分が破損する（カーボンのよう
にもろい材質の場合ンこともあり、より漏れ易くなる欠
点がある。しかし１本発明ではシールリング１２”、３
−カートリッジケース１７Ａに格納後、第３図に示した
面の段ちがいとなっている寸法を組込む前に〃ロエでき
るので、同−半１」が得られる。従って１本発明による
実施例ではシールリング１２はシールケース１０に着脱
できるように配置構成したカートリッジケース１７Ａに
格納後シールリング１２の摺動面を加工するので分割の
状態では厚さＴ方向の寸法公差は無公差でよい。また、
カートリッジケース１７Ａはシールケース１０に着脱で
きるので、水力機械の軸封装置は取替えも簡単で、取付
直後から密封性能の良い状態で使用できるなどの利点が
ある。また、シールリング１２の加工精度に関しては、
以下に示すように、カートリッジ方式特有の効果を奏し
、低コストの軸封装置が提供できる。

本夷流例によれば、カートリッジケース方式による軸封
構造では、シールリングの寸法公差が無公差でよいこと
、及び、シールリングをカートリッジケースに接着固定
する方式を採用すれば、セラミックスのように極めて加
工性の悪い硬質の材料に対して、摺Ａ＠面の加工以外は
寸法精度が不要となシ、安価で密封性能のよい長寿命の
軸封装置が得られる。すなわち、第５図に示すように、
寸法精度の悪い分割状のシールリング１２の場合。

カートリッジケース１７Ａを使用することによシ。

そのままの寸法精度でカートリッジケース１７Ａに格納
固定し、シールリングとして使用できる。

第５図のようにシールリング１２に対してあらかじめカ
ートリッジケース１７Ａの内外径の寸法を大きくしてお
き、シールリング１２を格納後すきまを樹脂等の接着剤
２３によって埋め固定すればよく、軸封装置に組込む場
合は摺動面のみ同一平面になる寸法Δｔだけ加工するだ
けでよい。

この方式はセラミックスのように加工性が悪い材料には
、好都合の構成である。特に、最近のセラミックス摺動
材料も常圧成形後、旋盤やフライス盤などで機械加工が
できるので１機械加工後焼結し第５図に示したように寸
法精度が悪くても加工せずにカートリッジケース１７Ａ
に格納できる。

また、セラミックスで製作したシールリングの場合は、
回転側も同様の硬質の面にする必要がある。

このような場合も本発明によるカートリッジケースによ
る方式が回転リングにもそのまま適用できる。

第６図は本発明による他の実五例を示したもので、第１
図と異なる構成は回転リング１３の７ランク部である。

図のように回転リング１３にカートリッジケース１７Ｂ
を固定し、シールリング１２の摺動部にシートリング１
６を格納固定している。シールリング１２及びシートリ
ング１６がセラミックスや超硬合金のように硬質材料の
場合は好都合の構成となるばかりでなく、摺動部のみ硬
質材料ですむので、加工費だけでなく材料費も低減でき
る。また１回転リング側にセラミックスのような耐衝撃
性の悪い材料を一体で使用することは強度信頼性の面で
不利であるが、本発明の適用により信頼性の面でも有利
である。なお、シールリング１２とシートリング１６の
半径方向の幅を同一にしていない理由は軸振動を配慮し
て設計したもので、シートリング１６とシールリング１
２の材質が異種の場合は軟質の材料の幅を狭くすること
が好ましい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、カートリッジ方式により組立及び取替
えが簡単であり、大径シールでも高精度の摺動面が得ら
れるので密封性能の良い軸封装置が提供でき、総合的に
構造簡単にして安価で、かつ、密封性能の良い長寿命の
軸封装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の軸封装置の縦断面図、第２
図はシールリングの配置を示す平面図。 第３図はシールリングの断面展開図、第４図はシールリ
ングの分割形状を示す斜視図、第５図はカートリッジケ
ースにシールリングを格納固定した状態を示す縦断面図
、第６図は本発明の他の実施例の縦１１？面図、第７図
は水車の縦−１面図、第８図は従来の軸封装置の縦−１
面図である。 １・・・回ｉｍ、９・・・シールケーシング、１０・・
・シールケース、１２・・・シールリング、１３・・・
回転リング、１６・・・シートリング、１７Ａ、１７Ｂ
・・・ケ−亭３図 ＩＺ　　　口Ａ ｚ２３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸とそのフランジを囲むようにシールケーシン
   グを取付け、前記シールケーシングと前記回転軸で構成
   されるすきまを前記シールケーシングと前記回転軸の間
   に配置したシールケースと、このシールケースに取付け
   たシールリングをフランジ面に押圧して封じ、流体の漏
   れを防止する端面形の軸封装置において、前記シールケ
   ースに前記シールリングを格納したケースを備え、かつ
   前記シールリングを格納した前記ケースが前記シールケ
   ースに着脱できるように構成したことを特徴とする軸封
   装置。 ２、前記シールリングを押圧する前記フランジの面にシ
   ートリング及びこのシートリングを格納したケースを前
   記フランジに着脱できるように構成し、前記シートリン
   グに前記シートリングを押圧して流体を封止することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の軸封装置。 ３、前記シールリングと前記シートリングを同じ材質で
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   軸封装置。