JPS62278378A - 液体で密封される軸封装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内部空間と外部空間との間にある軸の貫通部
を密封する軸封装置が、内部空間の圧力より高い圧力で
供給される密ＭＭ体用の供給穴と、この供給穴の両側に
延びる部分密封間隙とを持ち、内側部分密封間隙が、密
封液体供給部の方へ密封液体を戻すねじ溝軸甜装置とし
て構成されている、液体で密封されるｍ封装置に関する
。

〔従来の技術〕

ねじ溝軸甜装置は公知である。これらのねじ溝軸尉装置
は、平滑な密封間隙を持つ密封装置に比較して次の利点
を持っている。即ち密封間隙を区画する軸又は密封間隙
を区画するケースへ軸線方向に対し角をなして加工され
た溝により、供給穴の出口において内部空間より高めら
れた圧力の作用で供給穴から内部空間側即ち内側密封間
隙を経て流出する密封液体を戻すので、この密封液体の
母れが制限される。内部空間へ入る密封液体は、大抵の
場合内部空間にある処理ガスで汚されるので、使用不可
能になる。

しかしこの戻す作用は、ねじ溝軸甜装置の溝が設計され
ている高い回転数において初めて現われる。例えばター
ビン運転でタービン駆動の除虫ずるように軸の停止状態
及び低い回転数では、大きい漏れが生ずる。

停止状ｇＭ密封装置及び低回転数用密封装置として、便
かな密封液体しか持たない軸線方向層１Ｉｉ７１環密封
装置が公知である。しかし高い回転数では摺動速度が高
すぎて、密封液体を過熱して分解させる。

高い回転数ではこれらの摺動環を、回転する曙により生
ずる遠心圧力によって篤すことは、ドイツ連邦共和国特
許第８３４９３０号明細書から公知で、回転する液体環
により密封が行なわれる。

この密封の欠点は、回転する’ｌ！Ｍ液体が円板と摩擦
するため、液体を交換しないと強く加熱されることであ
る。

更に回転する液体環は、内部空間において燐層する処理
ガスと分雛面を形成し、特に軸の＠線方向移動により軸
線方向に都の広い回転液体環が生ずると、この分票面に
より密封液体にガスを吸収した半径方向二次流が生ずる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の課題は、高すぎる温度による密封装置の消耗を
生ずることなく、全回転数範囲及び停止状態において極
めて少ない密封液体漏れしか持たない軸封装置を提供す
ることである。

〔問題点を解決するための手段〕

この課題を解決するため本発明によれば、内側部分密封
間隙と外側部分密封間隙との間に、内側部分密封間隙の
直径より大きい直径を持つ円板が設けられて、密封装置
ケースと共にポンプ室を形成し、このポンプ室内におい
て高い回転数では、供給される密封液体の半径方向圧力
上昇が行なわれ、このポンプ室の半径方向外側範囲へ通
ずる穴が、密室装置ケースとねじ溝軸肘装置の内部空間
側端部に設けられる摺動環とにより形成される圧力室に
接続され、この摺動環が、軸の停止状態及び低い回転数
では、外部空間の方へ＠線方向力を生ずる素子及びガス
の力により、軸線方向に軸又は軸ブシュへ押付けられ、
高い回転数では、回転する円板を介して生ずる半径方向
圧力上昇により、軸又は軸ブシュから離される。

〔発明の効果〕

外側部分密封間隙へ供給される密封液体の全部又は大部
分が、供給穴から出た後、回転する円板を持つポンプを
前もって通されることにより、生ずる摩擦熱の完全な放
熱がそこで行なわれる。この場合も円板の所で回転する
密封液体は、内部空間に存在する処理ガスに接続されて
いないので、ポンプ作用の生ずる際ガスとの混合はおこ
り得ない。

密封液体用供給穴が、軸線方向に見て、内側部分密封間
隙の半径方向外側を区画する密封環の内部空間側端部の
所に設けられていると、内側部分密封間隙の特に良好な
外側冷却が行なわれる。その場合密封液体全部をこのＩ
！Ｐ！Ｍ環の外側冷却に使用することができる。

この密封環はＬ形浮動環として有利に構成され、このＬ
形状は、密封環の小さい肉厚従って良好な熱伝達と、過
熱の際の良好な半径方向膨張と、全体として良好な半径
方向移動可能性とを保証する。

良好な半径方向移動可能性を得るため、軸上の浮動環に
より外側部分密封間隙も形成すると有利である。

内部空間と外部空間との圧力差が大きい場合、直列接続
される複数の浮動環により外側部分密封間隙を形成する
のがよい。

しか−し外側部分密封間隙の陶れが大きい場合、供給さ
れる密封液体の一部を絞りを介して別個に制御して、外
側部分密封間隙へ入る直前に初めて半径方向外側から供
給するのも有利である。

内側部分密封間隙の範囲に供給される！！！！甜液体の
一部を、回転する円板を持つ室を迂回して導くことも可
能で、この室は外側から冷却される。

円板の両側で異なる圧力の平衡は、回転する円板の片側
又は両側に設けられる隆起例えばポンプ羽根により半径
方向圧力上昇に影響を与えることによっても行なうこと
ができる。

軸がＮＪ線方向に大きく動く場合、ポンプ室内の円板が
軸上で軸線方向に移動可能であることによって、円板を
軸線方向に区ｅｆする室壁と円板との間隔が異なるのを
防止することができる。

片側の大きい壁間隔による有害な二次流を生ずることな
しにある程度の軸線方向移動可能性は、回転する円板の
＠ＩＩ線方向拡張部及びくびれと隣接する室壁のそれに
応じた構成とによって室壁又は回転する円板に取付けら
れる間隔片によっても所望の間隔をとることができ、こ
れらの間隔片は軸線方向軸受として構成することができ
るポンプ室側壁へ向かって軸線方向に延びている。

密封液体圧力室を形成するため密封装置ケースに対する
摺動環の密封は、蛇腹と組合わせた密ＮＷＡにより行な
うことができ、同時にこの蛇腹は、低い回転数及び停止
状態では軸間部へ摺動環をＭ線方向に押圧することがで
きる。

これは、内部空間から摺動環へ軸線方向に押す圧縮はね
と２つの密ＭＦＡとの組合わせによって行なうことがで
きる。

摺動環の密封面の直径より大きい直径の所に密封環を設
けることによって、軸停止状態では内部空間の高いガス
圧力により付加的な密封力を生ずることができるので、
密封液体の供給を遮断した場合にも摺動環は停止状態密
尉装胎として作用する。

〔実施例〕

本発明を複数の実施例の断面図に基いて以下に説明する
。

第１図によれば、内部空間１と外部空間２との間の軸の
貫通部を密封するため、液体で密封される軸封装置が密
封装置ケース８内に設けられている。供給穴４を介して
密封液体が供給され、浮動環１５の外側を流れる。

続いて！！２！封液体の大部分は、ポンプ室９と浮動環
１７及び軸ブシュ１６により形成される外側部分密封間
隙６とを経て外部空間２へ流れる。

密封液体の僅かな部分は、浮動環１５及び軸ブシュ１６
により形成される内側部分密封間隙５を経て、軸ブシュ
１６の軸線方向肩部とその前に設けられる摺動環１３と
により形成される密封間隙２６へ導かれる。

軸の停止状態及び低い回転数では、摺動環１３は蛇腹１
４とガスの力とにより軸線方向に軸ブシュ１６の肩部へ
押付けられ、供給される密封液体の圧力は内部空間ｌの
ガス圧力より僅か高い。それにより摺動環密封装置は停
止状態密封装置として作用する。

高い回転数では、円板７の回転により、ポンプ室９の半
径方向外側範囲１０には、供給圧力より高められた密封
液体圧力が確立される。この高められたｆ！［液体圧力
は穴１１を経て圧力室１２へ伝達される。これによる軸
線方向力は、蛇腹１４と内部空間１のガス圧力とにより
外部空間２の方へ及ぼされる軸線方向力に打勝ち、宿Ｇ
ｌ環１３は軸線方向に軸ブシュ肩部から雛れて、密封装
置ケース８にあるストッパ２７の所まで動かされる。そ
れにより密封間隙２６が著しく大きくなって、摺動環１
３の密封機能はなくなるが、この摺動環は摩耗から保護
される。

この場合密封を引受ける内側浮動環１５は、軸ブシュ１
６に加工された密Ｎ溝３５と共に今やねじｍ軸封装置と
して作用して、この回転数において最適に動作する溝３
５の戻し作用により、内部空間１への密封液体流を制限
する。供給穴４と内部空間ｌとの圧力差が大きいと、ね
じ溝軸封装置の内部空間側端部に続いて、軸ブシュ肩部
と″Ｓ！Ｓ開封を区画する摺動環面との間に回転する密
封液体環が形成されて、そのポンプ作用により内側密封
液体量を制限するのに寄与することができる。

第２図には、非常に大きい密Ｍ液体量では密封液体の一
部を外側部分密封間隙へ直接供給する付加的な絞り２９
付き供給穴２８が設けられている。

第３図は、迂回穴３０によりポンプ室の周りに密封液体
を導く別のやり方を示している。

第４図では隆起例えば羽根１８が円板７に設けられて、
半径方向圧力上昇に有利な影響を与える。

第５図は、両側に軸線方向拡張部３３とくびれ３２とを
持つ円板７と、対向するポンプ室壁３４のこれに応じた
構成とを示している。

第６図は、軸ブシュ１６上にある案内部３１による円板
としての環１９の軸線方向移動可能性を示している。こ
の案内部３１は、実施例では歯として構成されている。

軸線方向間隔片２０は、この範囲を軸線方向軸受２１と
して構成されている密封装置ケースに対して間隔を一定
に保っている。

第７図、には、密封環２２及び２３による炭素片２５付
き密封環１３の密封と、圧縮ばね２４による押圧力の発
生とが示されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により液体で密封される軸封装置の断面
図、第２図は密封液体を別々に供給される軸封装置の断
面図、第３図は’１２Ｍ液体を迂回される軸封装置の断
面図、第４図は両側に隆起を持つ円板の両側、第５図は
両側に拡張部及びくびれを持つ円板の両側、第６図は軸
上で軸線方向に移動可能な間隔片付き円板の断面図、第
７図は圧力室の密封の他の構成を示す両側である。 ｌ・・・内部空間、２・・・外部空間、３・・・軸、４
・・・供給穴、５，６・・・部分密封間隙、７・・・円
板、８・・・密封装置ケース、９・・・ポンプ室、１０
・・・半径方向外側範囲、１１・・・穴、１２・・・圧
力室、１３・・・摺動環、１４・・・軸線方向力を生ず
る素子（蛇腹）、１６・・・軸ブシュ。 特許出願人　　エムアーエン・グーテホッヌングスヒュ
ッテ・ゲゼルシャフト・ ミツト・ベシュレンクテル・ハフ トウング Ｆｉｇ、　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内部空間（１）と外部空間（２）との間にある軸（
   ３）の貫通部を密封する軸封装置が、内部空間の圧力よ
   り高い圧力で供給される密封液体用の供給穴（４）と、
   この供給穴の両側に延びる部分密封間隙（５、６）とを
   持ち、内側部分密封間隙（５）が、密封液体供給部の方
   へ密封液体を戻すねじ溝軸封装置として構成されている
   ものにおいて、内側部分密封間隙（５）と外側部分密封
   間隙（６）との間に、内側部分密封間隙の直径より大き
   い直径を持つ円板（７）が設けられて、密封装置ケース
   （８）と共にポンプ室（９）を形成し、このポンプ室内
   において高い回転数では、供給される密封液体の半径方
   向圧力上昇が行なわれ、このポンプ室の半径方向外側範
   囲（１０）へ通ずる穴（１１）が、密封装置ケース（８
   ）とねじ溝軸封装置の内部空間側端部に設けられる摺動
   環（１３）とにより形成される圧力室（１２）に接続さ
   れ、この摺動環（１３）が、軸の停止状態及び低い回転
   数では、外部空間（２）の方へ軸線方向力を生ずる素子
   （１４）及びガスの力により、軸線方向に軸（３）又は
   軸ブシユ（１６）へ押付けられ、高い回転数では、回転
   する円板（７）を介して生ずる半径方向圧力上昇により
   、軸又は軸ブシユから離されることを特徴とする、液体
   で密封される軸封装置。 ２　内側部分密封間隙（５）が浮動環（１５）により半
   径方向外側を区画されていることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項に記載の液体で密封される軸封装置。 ３　浮動環（１５）がＬ形であることを特徴とする、特
   許請求の範囲第２項に記載の液体で密封される軸封装置
   。 ４　外側部分密封間隙（６）が軸（３）又は軸ブシユ（
   １６）と浮動環（１７）とにより形成されることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項に記載の液体で密封され
   る軸封装置。 ５　外側部分密封間隙が複数の浮動環により形成される
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の液体
   で密封される軸封装置。 ６　円板（７）の片側又は両側に、密封液体の圧力上昇
   に影響を与える隆起（１８）が設けられていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の液体で密封さ
   れる軸封装置。 ７　円板（７）が片側又は両側に軸線方向拡張部（３３
   ）及び／又はくびれを持ち、ポンプ室壁（３４）もそれ
   に応じて構成されていることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項に記載の液体で密封される軸封装置。 ８　円板が環（１９）として形成されて、案内部（３１
   ）により軸上を軸線方向移動可能であることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載の液体で密封される軸
   封装置。 ９　軸線方向移動可能な環（１９）が、間隔片（２０）
   及び支持面（２１）により、ポンプ室に対するその位置
   を保持されることを特徴とする、特許請求の範囲第８項
   に記載の液体で密封される軸封装置。 １０　摺動環（１３）が蛇腹（１４）及び密封環（２２
   ）により密封装置ケース（８）に対して密封されること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の液体で密
   封される軸封装置。 １１　摺動環（１３）がその半径方向外側範囲を密封環
   （２２、２３）により密封装置ケース（８）に対して密
   封され、軸線方向押圧力がばね（２４）により発生され
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の液
   体で密封される軸封装置。