JPS62188858A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は軸封装置に関し、特に圧縮機、送風機或いは膨
張機等に適用し得る軸封装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来から、圧縮機、送風機、膨張機等の軸封装置として
は、一般に第５図に示すように、回転軸５１に嵌着した
シャフトスリーブ５２と静止側の貫通孔５３に装着した
シールリング５４との間の隙間にラビリンスシール５５
を配置した構造や、第６図に示すように、前記シャフト
スリーブ５２と貫通孔５３との間にカーボンパツキンシ
ール５６を介装した構造などが知られている。前記ラビ
リンスシール５５の特徴は、比較的漏れ量は多いが機械
的に安定しかつ機構が筒車なことである。

一方、カーボンパツキンシール５６の特徴は、微小隙間
を形成することによって、ラビリンスシール５５より漏
れ量を少なくできることにある。

これらのシールを備えた軸封装置は、通常、系内ガスが
大気側へ漏洩しても支障のない場合に適用されているが
、一部の用途では、第５図及び第６図に示すように、シ
ール部に中間室５７を設けて矢印で示すようにシールガ
ス５８を睡気または抽気することにより、系内ガスが外
部に漏洩しないようにした構造が採用されている。

さらに、停止時に系内ガスが漏洩してはならない場合に
は、第６図に示すように、手動にて静止側遮断部材５９
を軸方向に移動させて、回転軸側に設けた遮断端面６０
に密封状態に当接させ、両者間の間隙を遮断するように
した遮断手段６１を設けた軸封装置が採用されている。

ところが、以上のような軸封装置で系内ガスの漏洩を常
に防止する場合、ラビリンスシール５５を用いたもので
はシールガス量を多く必要とするという問題があり、ま
たカーボンパツキンシール５６を用いたものでは起動時
に回転軸と接触発火する虞れがあって、可燃性ガス雲囲
気では使用できないという問題があった。さらに手動に
よる遮断手段６１を設けた構造では、頻繁に起動停止を
行う場合に面倒な手間を要し、また系内ガスが危険なガ
スである場合には操作できないという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
ものであって、シールガス量が少なくてすむとともに、
系内ガスが可燃性ガスである場合にも危険性がなく、さ
らに停止時にシールガスの供給を停止しても自動的に系
内ガス側と大気側を遮断できるようにしだ軸封装置の提
供を目的とするものである。

〔発明の構成〕

本発明に係る軸封装置は、上記の目的を達成するために
、回転軸と静止側の回転軸貫通孔との間の間隙の系内ガ
ス側にラビリンスシールを、大気側にはカーボンパツキ
ンシールをそれぞれ配設するとともに、これらシール間
にシールガスが供給される中間室を設け、かつ系内ガス
圧力により作動して前記間隙を遮断する遮断手段を設け
、この遮断手段に対して回転軸停止時に系内ガスを供給
する供給制御手段を設けて成り、大気側をカーボンパツ
キンシールでシールすることによって大気側への漏洩量
を少なくしてシールガス量を少なくシ、カつ系内ガス側
をラビリンスシールでシールするとともにこれらカーボ
ンパツキンシールとラビリンスシールとの間にシールガ
スを供給して前記カーボンパツキンシールを系内ガスと
切り離し、系内ガスが可燃性ガスの場合の発火防止を図
る等、カーボンパツキンシールに対する系内ガスの影響
を無（すようにし、さらに運転停止時には遮断手段が系
内ガスの圧力により自動的に作動して、シールガスの供
給を停止しても系内ガスが漏洩しないように構成したこ
とを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
説明する。

第１図に於いて、軸封装置１は、一端に羽根車３の装着
された回転軸２と、静止側のケーシング４に形成された
この回転軸２の貫通孔５との間の間隙６に配設されてい
る。前記ケーシング４の中央部には前記羽根車３の配置
空間が形成され、その外周にディフューザ部７を介して
スクロール部８が形成され、このスクロール部８から吐
出管９が延出されている。

前記軸封装置１は、前記間隙６の系内ガス側１０に配設
されたラビリンスシール１２と、反対側の大気側１１に
配設されたカーボンパツキンシール１３と、これらシー
ル１２・１３間に形成されかつシールガス１５を供給す
るように構成された中間室１４と、系内ガス側１０と大
気側１１とを遮断する遮断手段１６とから構成されてい
る。この遮断手段１６は、前記吐出管９から自動弁１７
を介して供給される系内ガス１日にて作動するように構
成され、かつ前記回転軸２の回転を検出する回転計１９
からの信号が入力する制御装置２０にて前記自動弁１７
が開閉制御されるように構成されている。

次に、上記軸封装置１の具体的な構成を第２図により説
明する。前記回転軸２の外周には、前記ラビリンスシー
ル１２に対応してラビリンススリーブ２１が、またカー
ボンパツキンシール１３に対応してシャフトスリーブ２
２が外嵌されている。ラビリンススリーブ２１の外周に
はラビリンス２３が突設されるとともに、大気側端部に
遮断用突部２４が径方向外方に突設されている。前記貫
通孔５には、前記ラビリンスシール１２のシールリング
２５を保持する保持リング２６と、前記カーボンパツキ
ンシール１３を保持する保持筒体２７とが嵌合され、こ
れら保持リング２６と保持筒体２７の間に前記中間室１
４が形成されている。

また、前記保持筒体２７の中間室１４側の端部内周部に
はシリンダー室２８が形成され、ピストン部材２９が前
記遮断用突部２４に対して当接離間するように軸方向に
移動可能に嵌合され、このピストン部材２９の遮断用突
部２４と当接する部分にはシール部材２９ａが装着され
ている。前記シリンダー室２８の奥部に、ピストン部材
２９にて圧力室３０が区画形成され、この圧力室３０に
前記系内ガス１８を供給するガス供給路３１が保持筒体
２７に形成されている。また、ピストン部材２９を遮断
用突部２４から離間するように退入付勢するばね３２が
設けられている。前記保持リング２６には、シールガス
１５を中間室１４に供給する送気路３３が形成されてお
り、またシールリング２５及び保持リング２６の中央部
を貫通する排気路３４と、カーボンパツキンシール１３
と保持筒体２７の中間部を貫通する排気路３５とが形成
されている。なお、前記羽根車３の背面と保持リング２
６との間にはバックシール３６が配設されている。

以上の構成において、運転中は窒素ガス等の不活性ガス
からなるシールガス１５を送気路３３から中間室１４に
供給すると、軸封装置１の系内ガス側１０に配設された
ラビリンスシール１２と中間室１４に供給され排気路３
４から排出される前記シールガス１５によって、系内ガ
スの大気側１１への漏洩は防止される。また、シールガ
ス１５の大気側１１への漏洩は、１軸封装置１の大気側
１１に配設されたカーボンパツキンシール１３にて防止
される。従って、漏れ量の少ないカーボンパツキンシー
ル１３によって、シールガス量を少なくできるとともに
、系内ガスの大気側への漏洩は完全に防止される。また
系内ガスが可燃性ガスの場合にも、ラビリンスシール１
２とシールガス１５の作用で、系内ガスはカーボンパツ
キンシール１３部分に殆ど接触せず、かつシールガス１
５として不活性ガスを用いると不活性ガス雰囲気となっ
ているので、カーボンパツキンシール１３を用いていて
も起動時などに接触発火する虞れはない。

また、運転を停止して回転軸２の回転が停止すると、こ
れが回転計１９で検知されてその信号が制御装置２０に
入力される。これにより、自動弁１７が開かれ、高圧の
系内ガス１８がガス供給路３１を通って圧力室３０に供
給され、ピストン部材２９が遮断用突部２４に向かって
移動して当接し、間隙６が遮断されるため、シールガス
１５の供給を停止しても系内ガスが大気側１１に漏洩す
ることはない。

上記実施例では、遮断手段１６を中間室１４に配置した
ものを例示したが、その配置位置は任意に選定すること
ができる。例えば、第３図に示すように、ラビリンスシ
ール１２のシールリング２５に代えて、内周面がシール
リングとしても機能するピストン部材３７を保持リング
２６に嵌合することによって、ラビリンスシール１２に
遮断手段１６を内蔵させてもよい。また、第４図に示す
ように、保持筒体２７の大気側１１の端面に装着した取
付部材３８と、カーボンパツキンシール１３の押え板３
９にてシリンダー室４０を形成し、回転軸２に形成した
遮断用突部４２に対して当接離間可能にこのシリンダー
室４０にピストン部材４１を嵌合することによって、遮
断手段１６をカーボンパツキンシール１３の大気側１１
に配置してもよい。

〔発明の効果〕

本発明の軸封装置によれば、以上のように、ラビリンス
シールとカーボンパツキンシールとシールガスによって
系内ガスの漏洩を完全に防止できる。特に、大気側にカ
ーボンパツキンシールを配置しているのでシールガスの
漏洩量が少なくてすみ、シールガス量を少なくすること
ができる。しかも、系内ガス側をラビリンスシールでシ
ールするとともに、これらカーボンパツキンシールとラ
ビリンスシールとの間にシールガスを供給してカーボン
パツキンシールを系内ガスと切り離すようにしているの
で、系内ガスが可燃性ガスの場合でも発火防止を図るこ
とができるなど、カーボンパツキンシールに対する系内
ガスの影響を無くすことができる。さらに運転停止時に
は遮断手段が系内ガスの圧力により自動的に作動するの
で、運転停止中にシールガスの供給を停止することがで
き、かつシールガスを停止しても系内ガスが漏洩するの
を確実に防止できる。したがって、可燃性ガス、毒性ガ
ス、高温ガス等に適用することが可能となる。さらに系
内ガス側にラビリンスシールを配置しているので、種々
のガスに対応した材料選定を行えば、カーボンパツキン
シールは系内ガスに左右されない材料を用いることがで
きる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す半縦断正面
図、第２図は要部の詳細を示す半縦断正面図、第３図及
び第４図はそれぞれ他の実施例を示す要部縦断正面図、
第５図及び第６図はそれぞれ従来例の縦断正面図である
。 １は軸封装置、２は回転軸、５は貫通孔、６は間隙、１
０は系内ガス側、１１は大気側、１２はラビリンスシー
ル、１３はカーボンパツキンシール、１４は中間室、１
５はシールガス、１６は遮断手段、１７は自動弁、１８
は系内ガス、１，９は回転針、２０は制御装置である。 ＄３１１ 第４図 ＄５１１ ＄６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．回転軸と静止側の回転軸貫通孔との間の間隙の系内
   ガス側にラビリンスシールを、大気側にはカーボンパッ
   キンシールをそれぞれ配設するとともに、これらシール
   間にシールガスが供給される中間室を設け、かつ系内ガ
   ス圧力により作動して前記間隙を遮断する遮断手段を設
   け、この遮断手段に対して回転軸停止時に系内ガスを供
   給する供給制御手段を設けたことを特徴とする軸封装置
   。