KR100413902B1 - 비접촉식 축봉 장치 - Google Patents

비접촉식 축봉 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100413902B1
KR100413902B1 KR10-2001-7001472A KR20017001472A KR100413902B1 KR 100413902 B1 KR100413902 B1 KR 100413902B1 KR 20017001472 A KR20017001472 A KR 20017001472A KR 100413902 B1 KR100413902 B1 KR 100413902B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sealing ring
gas
air supply
stationary
sealing
Prior art date
Application number
KR10-2001-7001472A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010106429A (ko
Inventor
토시히코 휴즈
Original Assignee
닙본 필라 팩킹 캄파니 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닙본 필라 팩킹 캄파니 리미티드 filed Critical 닙본 필라 팩킹 캄파니 리미티드
Publication of KR20010106429A publication Critical patent/KR20010106429A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100413902B1 publication Critical patent/KR100413902B1/ko

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3404Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
    • F16J15/3408Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface
    • F16J15/3412Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities
    • F16J15/342Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities with means for feeding fluid directly to the face

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Mechanical Sealing (AREA)

Abstract

본 발명의비접촉식 축봉 장치는 피축봉(被軸封) 기기의 회전축(1)에 설치된 회전 밀봉환(2)에 축 방향으로 대향하여 배설된 정지 밀봉환(9)을 갖추고, 상기 정지 밀봉환(9)에 형성된 급기공(9b)의 수효 n이 3 ∼ 24 개, 이러한 급기공에 각각 개설되어 있는조임 기구의 구멍 직경 d가 0.05 ∼ 3 ㎜로, 하기 무차원량 α가1≤α≤200이 되도록 형성되어 있다.
α= 8hD/nd2
단, h : 밀봉면 간극
D : 축경
이에 의해 안정된 실성이 확보되고 아울러 상기 급기공(9b)를 통하여 공급되는 배리어 가스의 소비량이 극력 억제된 비접촉식 축봉 장치로서 제공하는 것이 가능하다.

Description

비접촉식 축봉 장치{Non-contact type shaft sealing device}
예를 들어 일본국 특개평 4-171370호 공보 등에 상기와 같은 비접촉식 축봉 장치가 개시되어 있다. 본 발명의 설명도에 있는 제 1 도 및 제 2 도를 참조하여 설명한다. 제 1 도에서 1은 피축봉 기기의 회전축으로 이 회전축 1에 회전 밀봉환 2가 공기를 차단하도록 외설되어 있다. 한편 피축봉 기구의 하우징 4에 고정측 밀봉 유닛 5가 취부되어 있으며, 상기 유닛 5에, 상기 회전 밀봉환 2에 축 방향으로 상대면하여 정지 밀봉환 9가 설치되어 있다. 상기 정지 밀봉환 9와 상기 회전 밀봉환 2와의 상대향면 9s, 2s이 각각 또는 양측에 이장치의 비접촉식 밀봉면 9s, 2s로서 형성되어 있다.
정지 밀봉환 9에서 상기 밀봉면 9s와 반대측에는 상기 정지 밀봉환 9를 회전 밀봉환 2측을 향하여 압박하는 스프링 11이 배설되어 있다. 정지 밀봉환9에는 그 외주면으로부터 상기 밀봉면 9s로 통하는 급기공 9b가 형성되어 있으며, 상기 급기공 9b를 통하여 외부로부터 질소 가스 등의 배리어 가스가 상기 밀봉면 9s에 공급된다.
또 급기공 9b에는 배리어 가스의 공급압 변동을 억제하기 위하여 오리피스 12가 개장되어 있다. 또한 상기 밀봉면 9s에는 제 2 도에 도시된 바와 같이, 내외주면 사이에서 중앙을 통하는 원에 연하여 복수개, 예를 들어 6개의 원호 형상의 포켓 9c가 원주 방향에서 등간격으로 형성되며 이런 포켓 9c의 중앙 위치에 상기한 급기공 9b가 개구되는 형태로 형성되어 있다. 그러므로 제 2 도의 경우에는 정지 밀봉환 9에 각각 오리피스 12가 개장된 6개의 급기공 9b가 형성되어 있다.
이러한 구성에서 외부로부터 공급되는 배리어 가스는 오리피스 12에서 유입되고 급기공 9b를 통하여 각 포켓 9c에 공급되어 회전 밀봉환 2와 고정 밀봉환 9의 각 밀봉면 9s, 2s 사이의 간극(이하 밀봉면 간극이라 함)을 통하여 포켓 9c로부터 내주측 및 외주측을 향하여 유출된다. 이에 따라 밀봉면 간극에서 발생하는 가스압은 정지 밀봉환 9를 열린 방향(도면에서는 좌측 방향)으로 압박하는 힘으로 작용하며, 이것이 상기 스프링 11의 스프링력(상세하게는 이것에 기기 내부 가스압에 의한 축방향 압동력을 가미한 힘)과 길항하는 위치에 정지 밀봉환 9가 유지된다. 그러므로 정지 밀봉환 9는 회전 밀봉환 2와의 비접촉 상태에서 각 밀봉면 9s, 2s 사이를 채우는 배리어 가스에 의하여 축봉이 달성된다.
또한 상기한 길항 상태에서 밀봉면 간극이 기계 진동 등에 의하여 넓어지는 경우에는 이에 따라 열린 방향의 힘이 저하되어 정지 밀봉환 9는 밀봉면 간극을 좁히는 방향으로 이동하며, 반대로 밀봉면 간극이 좁혀지는 경우에는 밀봉면 간극을 넓히는 방향으로 이동한다. 즉 외압이 큰 밀봉면 간극을 일정하게 유지하는 자동 간극 조정 기능을 가지고 있다.
그러므로 상기한 밀봉 상태는 급기공 9b의 수효가 많고 또한 오리피스 직경이 커서 밀봉면 간극에서의 압력이 높아지므로 보다 확실한 밀봉 상태를 얻을 수 있지만 이에 따라 밀봉면 간극이 확대되게 된다. 이런 밀봉면 간극에 대해서는 상기한 자동 간극 조정 기능이 보다 양호하게 발휘되도록 간극 변동이 발생할 때 신속하게 보정 동작이 얻어지는 범위로 설정되게 제조된다.
그런데 상기한 관점에서 제작된 종래의 비접촉식 축봉 장치에서는 배리어 가스의 소비량이 많다는 것이 필연적이어서 충분한 경제성을 가지지 못한다는 문제점이 있다. 즉 밀봉성의 관점에서 제조된 장치에서는 급기공 9b의 수효나 오리피스 12의 직경을 과대하게 하여 밀봉면 간극을 크게 하는 것이 좋지만, 그 결과 배리어 가스의 소비량이 많아져서 경제성이 저하된다. 또한 이러한 경우 밀봉면 간극을 좁게 하기 위해서는 정지 밀봉환 9의 배후에 스프링력을 크게 한 스프링 11을 배설하는 것이 필요하지만 그렇게 되면 배리어 가스의 압력 분포도 변화되므로 급기공 9b나 오리피스 12의 구멍 직경 등도 다시 형성되어야 된다. 이에 따라 배리어 가스의 소비량의 관점에서 필요한 경제적인 장치 구성을 해야 하지만 이 점을 가미한 장치는 그 설계 제작이 복잡하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 밀봉성과 함께 배리어 가스의 소비량도 극력 억제하여 경제성이 우수한 비접촉식 축봉 장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 회전축이 형성된 터빈, 블로우, 컴프레서, 교반기, 로터리 밸브 등의 피축봉 기기에서 회전축과 케이싱과의 축봉에 사용되는 비접촉식 축봉 장치에 관한 것이다.
본 발명의 비접촉식 축봉 장치는 피축봉 기기의 회전축에 설치된 회전 밀봉환에 축 방향으로 대향하여 배설된 정지 밀봉환과, 상기 정지 밀봉환을 회전 밀봉환 방향으로 압박하는 가압 수단이 형성되고, 정지 밀봉환에 형성된 다수개의 급기공을 통하여 배리어 가스를 상기 정지 밀봉환과 회전 밀봉환이 서로 대면하는 밀봉면 사이에 공급하도록 형성되는 비접촉식 축봉 장치이다.
상기 급기공의 수효 n이 3 ∼ 24 개이고 상기 급기공에 각각 개설되는 유입구의 구멍 직경 d가 0.05 ∼ 3 ㎜이고, 하기한 무차원량 α가1≤α≤200이 되는 것을 특징으로 한다.
α= 8hD/nd2
단, h : 밀봉면 간극
D : 축경
상기한 무차원량 α는 정지 밀봉환에 설치되는 급기공의 수효 n 및 상기 급기공에 각각 형성되는 오리피스가 있는 구멍으로 이루어지는 유입구의 구멍 직경 d와 밀봉면에서 유출되는 가스량과의 관계를 나타낸 것이다. 상기 무차원량 α가 상기한 범위에 들도록 형성되면 안정된 밀봉성이 확보되며 또한 배리어 가스의 소비량이 억제되는 비접촉식 축봉 장치가 된다.
특히 상기 무차원량 α가15≤α≤160의 범위내에 들면 밀봉 성능과 배리어 가스의 소비량에 대한 특성이 모두 양호한 장치가 된다. 또한 축경 D에 대해서는 10 ∼ 500㎜ 의 범위내에 있는 것이 상기한밀봉 성능과 배리어 가스의 소비량과 각 특성이 양호한 장치를 보다 확실하게 얻을 수 있다.
다음에 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
제 1도는 본 발명의 비접촉식 축봉 장치의 구성예를 나타내고 있다. 피축봉 기기의 회전축 1에는 외부 방향으로 돌출하는 플랜지 형상의 회전 밀봉환 2가 고정되고 있다. 상기 회전 밀봉환 2와 회전축 1의 외주면과의 사이에는 기기 내부측 A와 기기 외부측 B와의 사이를 밀봉하는 O링 3이 개장되고 있다.
한편 회전축 1을 포함하는 피축봉 기기의 하우징 4의 단면에 고정측 밀봉 유닛 5가 취부되고 있다. 상기 고정측 밀봉 유닛 5는 링 형상의 가스 공급부 6과, 상기 가스 공급부 6을 하우징 4의 단면의 사이에서 지지하며 하우징 4에 볼트 7로 고정된 지지판 8과, 상기 가스 공급부 6의 내측에 배치된 링 형상의 정지 밀봉환 9가 개장되고 있다.
상기 가스 공급부 6에는 직경 방향을 관통하는 가스 공급구 6a가 형성되고 있다. 상기 가스 공급부 6의 내주면과 정지 밀봉환 9의 외주면과의 사이에는 상기 가스 공급구 6a가 축 방향으로 좁아지는 양측에 O링 10, 10이 각각 배치되며 상기 O링 10, 10 사이에서 가스 공급부6의 내주면과 정지 밀봉환 9의 외면과의 사이에 상기 가스 공급구 6a를 통하여 공급된 가스가 유입되는 매니홀드 공간 C가 형성되고 있다.
상기 지지판 8에는 직경 방향 내측으로 정지 밀봉환 9의 후단면(도면에서 좌측면)에 대향하는 스프링 지지부 8a가 형성되고 있다. 한편 정지 밀봉환 9의 후단면에는 축 방향으로 요입되는 스프링 수납부 9a가 원주 방향으로 다수개가 형성되며, 상기 스프링 수납부 9a의 내부에 압박 수단인 압축 코일 스프링 11이 각각 삽입되고 있다. 상기 스프링 11은 그 후단이 상기 스프링 지지부 8a와 근접된 스프링 수납부 9a에 압축 수납되며, 상기 스프링 11의 스프링력에 의하여 정지 밀봉환 9를 전방으로 압박하는 가압력이 작용하도록 구성되고 있다.
또한 정지 밀봉환 9에는 상기 매니홀드 공간 C를 상기 정지 밀봉환 9의 전단면(도면에서는 우단면)에 연통하도록 그 정지 밀봉환 9 내부를 L자 형상으로 관통하는 급기공 9b가 원주 방향으로 등간격으로 다수개 형성되고 있다.
상기 급기공 9b에서 전단측에는 직경 방향의 폭을 소정의 칫수까지 확대한 포켓 9c이 형성되며 상기 포켓 9c는 정지 밀봉환 9의 전단면에 개구되도록 형성되고 있다. 한편 상기 매니홀드 공간 C측에서 급기공 9b 내부에는 오리피스 12가 장착되고 있다.
역시 상기 지지판 8의 직경 방향 내측으로는 회전축 1의 외주면에 근접하여 축 방향 전방으로 연장되는 관부 8b가 형성되고 있다. 상기 관부 8b의 외주면과 정지 밀봉환 9의 내주면과의 사이에 O링 13이 개장되고 있다. 정지 밀봉환 9는 그 내외주면에서 상기 O링 13과 상기 매니홀드 공간 C의 양측에 형성된 O링 10, 10에 의하여 지지되며, 이에 따라 정지 밀봉환 9는 상기 스프링 11의 스프링력에 길항하여 축 방향 후방으로 이동 가능하게 형성되고 있다.
상기 회전 밀봉환 2에 대면하는 정지 밀봉환 9의 전단면(이하 밀봉면 9s라 함)은 제 2 도에 도시된 바와 같이, 소정의 폭을 지니는 환 형상으로 형성되어 그 내면 및 외면과의 사이의 중앙부를 통과하는 원호 형상인 포켓 9C가 형성되고 있다. 상기 포켓 9c는 도면에서는 원주 방향으로 6 분할되며 상기 포켓 9C에서 원주 방향의 각 중심부에 급기공 9b가 개구되고 있다. 그러므로 상기 포켓 9c에서 상기 매니홀드 공간 C를 연결하는 급기공 9b가 6개 형성되고 있다.
또한 상기 정지 밀봉환 9는 도 1에서 파선으로 표시되며, 상기 정지 밀봉환 9가 기기 내측 A에 노출되는 전단 외주측의 견부까지 스프링 수납부 9a에서 연장된 연통구 9d가 형성되어 있다. 스프링 수납부 9a 내부를 포함하여 정지 밀봉환 9 후단측의 공간 D는 그 외방측이 도면에서 O링 10에 의하여, 내방측이 O링 13에 의하여 각각 밀봉되고 있다. 이 밀폐 공간 D에 상기 연통구 9d를 통하여 기기 내부 가스가 유입되고 있다. 이에 따라 기기 내부 가스가 상기 정지 밀봉환 9에 작용하여 축 방향으로 압력을 가하는 힘은 정지 밀봉환 9의 전단측에 작용하여 그 것을 후방으로 미는 힘(이하 기내 가스 개방력이라 함)과 상기 밀폐 공간 D에 유입되는 것에 의하여 정지 밀봉환 9를 전방으로 미는 힘(이하 기내 가스 폐쇄력이라 함)으로 상호간에 균형을 맞추도록 구성되고 있다.
상기 구성의 비접촉식 축봉 장치에서는 가스 공급구 6a에 외부로부터 질소 가스 등의 배리어 가스 Gs가 공급되며 상기 배리어 가스 Gs는 매니홀드 공간 C로부터 각 급기공 9b로 유입되며 상기 급기공 9b를 통하여 포켓 9c로 공급된다. 이에 따라 각 포켓 9c 내에 발생하는 가스압이 상기 기내 가스 개방력에 중첩되며, 그 결과 정지 밀봉환 9는 이것을 축 방향 전방으로 압력을 가하는 스프링 11의 스프링력과 기내 가스 폐쇄력과의 합력(이하 폐쇄 방향 합력이라 함)에 길항하여 축 방향 후방으로 이동하며, 밀봉면 9s가 이에 대면하는 회전 밀봉환의 단면(이하 밀봉면 2s라 함)으로부터 탈리된다. 이에 따라 포켓 9c에 공급된 배리어 가스 Gs는 양 밀봉면 9s, 2s 사이의 간극, 즉 밀봉면 간극을 통하여 내주측 및 외주측으로 유출되는 흐름이 발생된다.
상기 흐름 상태에서 상기 밀봉면 간극에서의 배리어 가스 Gs의 가스압과 기내 가스 개방력과의 합력(이하 개방 방향 합력이라 함)과, 상기 개방 방향 합력과 길항하는 위치까지 정지 밀봉환 9가 축 방향 후방으로 이동되며, 또한 상기 밀봉면 간극 사이에 충만된 배리어 가스 Gs에 의하여 밀봉면 간극이 좁혀져서 내측과 외측과의 연결이 탈리된다. 이 결과 정지 밀봉환 9와 회전 밀봉환 2와의 비접촉인 밀봉 상태가 얻어지며, 이 상태가 유지되어 회전축 1 및 회전 밀봉환 2가 회전 구동된다.
또한 상기와 같이 길항된 상태에서 밀봉면 간극이 기계 진동 등에 의하여 넓혀지는 경우에는 이에 따른 개방 방향 합력이 저하되어 정지 밀봉환 9가 밀봉면 간극을 좁히는 방향으로 이동된다. 반대로 밀봉면 간극이 좁혀지는 경우에는 밀봉면 간극을 넓히는 방향으로 이동된다. 그러므로 외압이 큰 밀봉면 간극을 일정하게 유지하는 자동 간극 조절 기능을 가지고 있다.
그러므로 상기한 밀봉 기능은 급기공 9b의 수효와 오리피스 12의 구멍 직경(이하 오리피스 직경이라 함)이라 하는 것은 급기공 9b의 수효가 많은 쪽이나 오리피스 직경이 밀봉면 간극의 압력이 높이지게 되어 더 확실한 밀봉 상태를 얻을 수 있지만 밀봉면 간극이 확대된다. 상기 밀봉면 간극에 대해서는 상기 자동 간극 조정 기능이 양호하게 발휘되도록 간극 이동이 발생할 때 정지 밀봉환 9의 이동 동작이 신속하게 그리고 높은 응답성이 생기는 범위가 될 필요가 있으나, 본 발명의 비접촉식 축봉 장치에서는 밀봉면 간극이 넓어지면 밀봉면 간극으로부터 누설되는 배리어 가스 Gs의 양(소비량)이 많아지게 되므로 이러한 배리어 가스의 소비량을 보다 적게 하기 위하여 급기공 9b의 수효 및 오리피스 직경과 밀봉면 간극에 있어서 하기한 바와 같이 설정되고 있다.
정지 밀봉환 9로의 배리어 가스의 공급압이 기기내 가스 압력 플러스 1 ∼ 3 bar이며, 급기공 9b의 수효 n이 3 ∼ 24 개, 오리피스의 구멍 직경 d가 0.05 ∼ 3 ㎜이며 또한 하기식(1)에 표시된 무차원량 α가1≤α≤200이 되도록 설정되고 있다.
α= 8hD/nd2------- (1)
단, h : 밀봉면 간극
D : 축경
상기 무차원량 α는 밀봉면 간극이 내주측과 외주측에서 개구하는 합계의 개구 면적 So와 오리피스 구멍의 합계 단면적 Si와의 비에 대응하는 량이 된다. 그러므로 So에서는 제 2 도에 부기된 직경 Di, Do를 이용하여
So = πDi × h + πDo × h
= πh(Di + Do)
= πh × 2Dc 가 되며, Si에 대해서는
Si = n × (πd2/4)로 된다. 이에 따라 이들의 비 α1
α1= πh × 2Dc/(n ×πd2/4) = 8hDc/nd2가 된다. 이것에서 정지 밀봉환 9의 밀봉면 9s의 중앙을 통하는 원의 직경 Dc는 회전축 1의 축경 D에 대응한 칫수로 설정된 수치이며, 이 Dc를 D에 취환하여 상기(1)식의 무차원량 α가 정의되고 있다.
이에 따라 상기 무차원량 α는 급기공 9b의 수효 n과 이것에 형성되는 오리피스 12의 구멍 직경 d와 밀봉면 간극으로부터 누설되는 가스의 관계를 표시하게 되며, 이에 의한 무차원량 α를 가미하여 본 발명의 비접촉식 축봉 장치가 제작되고 있다.
그러므로 공급되는 배리어 가스 Gs의 양은 급기공 9b의 수효와 이것에 형성되는 오리피스 12의 구멍 직경 d로부터 결정되며, 이 공급 가스의 전량이 밀봉면 간극으로부터 내외의 각 직경 방향으로 누설된다. 이 누설량은 밀봉면 간극 사이의 내주측과 외주측과의 합계 개구 면적에 비례한 양이 된다.
그리고 이 공급 가스에 의하여 밀봉면 중앙의 압력을 일정치 이상으로 유지하기 위해서는 밀봉면 간극에서 누설되는 양이 공급량보다 많아야 한다. 이를 위하여 상기한 밀봉면 간극 사이의 합계 개구 면적에 제한이 발생되게 된다.
그러기 위해서는 상기한 무차원량 α를 1 ∼ 200의 범위로 하면 밀봉면을 비접촉으로 하여 기기내 가스가 대기로 누설되지 않으며 또한 적은 배리어 가스 소비량으로 안정되게 밀봉 기능을 가진 비접촉식 축봉 장치를 형성하는 것이 가능하다.
다음의 표 1에서는 급기공 9b의 수효 n과 이것에 형성되는 오리피스 12의 구멍 직경 d와 각종 다른 비접촉식 축봉 장치에 있어서 상기 α와 배리어 가스 Gs의소비량을 대응하여 나타내고 있다.
표 1에서 비교예 1 및 실시예 1 ∼ 4는 각 축경D가 250 ㎜인 것이다. 각각의 급기공의 수효 n과 이것에 형성되고 있는 종류별로 변동되어 형성되며, 또한 이것에 대응하여 상기한 자동 간극 조정 기능이 양호하게 발휘되는 밀봉면 간극 h가 설정된다. 그리고 이들중에서도 α가 1보다 작은 비교예 1에서는 밀봉면 간극이 과대한 값이 되며 이에 따라 가스 소비량이 과대하게 된다. 이와 반대로 α가 1 이상인 실시예 1 ∼ 4에서는 α가 커질수록 가스 소비량이 낮아지게 된다. 특히 α가 15 이상인 실시예 2 ∼ 4에서는 비교예 1에 비하여 가스 소비량이 2단위 이상 대폭 저감되고 있다.
한편 비교예 2에서 α가 200을 초과하면 가스 소비량이 대폭 저하되지만 이런 경우 밀봉면 간극 h가 5 ㎛이하로 되고 정지 밀봉환 9의 밀봉면 9s와 회전 밀봉환 2의 밀봉면 2s와의 평행도 등이 변화되므로 상기 밀봉환 2s, 9s가 상호간에 접촉하게 된다. 이런 관점에서 α는 200 이하, 바람직하게는 160 이하인 것이 필요하다.
실시예 5는 배리어 가스의 공급압이 상기와 다른 사양의 장치에 대한 것으로, 이런 경우에도 α가 상기 범위에 있게 되며 가스 소비량도 충분히 저감되고 있다.
비교예 3 및 실시예 6, 7은 축경 D가 45 ㎜인 장치에 관한 것으로 α가 보다 작은 비교예 3에 비하여 실시예 6, 7은 가스 소비량이 충분히 저감되어 있다.
[표 1]
구 분 가스 공급압 bar 스프링력kgf 축경㎜ 급기공수효 오리피스구멍㎜ 밀봉면간극㎛ α 가스소비량ℓ/min
비교예 1 2 150 250 24 3 65 0.6 5266
실시예 1 2 150 250 4 3 36.2 2.0 877
실시예 2 2 92 250 8 0.5 18.2 18.2 57
실시예 3 2 92 250 8 0.3 12.9 35.8 20.6
실시예 4 2 50 250 12 0.1 9.0 150.5 5.4
비교예 2 2 92 250 4 0.1 4.9 245.0 1.1
실시예 5 4 92 250 12 0.3 10.0 18.4 34
비교예 3 2 14 45 6 2 41 0.6 553
실시예 6 2 14 45 3 1 20.7 2.5 69
실시예 7 2 8 45 3 0.3 12.4 16.2 6.4
이상의 설명에 의하면 본 발명의 비접촉식 축봉 장치에서는 급기공 9b의 수효 n이 3 ∼ 24 개, 오리피스 구멍 직경 d가 0.05 ∼ 3 ㎜, 또한 상기한 바와 같이 정의된 무차원량 α가1≤α≤200이 되도록 제작되며, 이것에 의하여 안정된 밀봉성이 확보되며 또한 배리어 가스의 소비량도 극력 저감되어 경제성도 양호한 것이 되고 있다.
본 발명은 상기 형태에 제한된 것이 아니며, 이 발명의 범위 내에서 여러가지로 변경하는 것이 가능하다. 예를 들어 상기 형태에서는 각 급기공에 개장되어 있는 조임 기구로서 오리피스12를 장착하여 구성된 비접촉식 축봉 장치를 예로 거론하였으나, 이것 대신 단말 구멍이 형성된 장치에서도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.

Claims (3)

  1. 피축봉(被軸封) 기기의 회전축에 설치된 회전 밀봉환에 축 방향으로 대향하여 배설된 정지 밀봉환과 상기 정지 밀봉환을 회전 밀봉환 방향으로 압박하는 가압 수단이 형성되고 정지 밀봉환에 형성된 급기공을 통하여 배리어 가스를 상기 정지 밀봉환과 회전 밀봉환이 서로 대면하는 밀봉면 사이에 공급하도록 형성된 비접촉식 축봉 장치에 있어서,
    상기 급기공의 수효 n이 3 ∼ 24 개이고 상기 급기공에 각각 형성되는 유입구의 구멍 직경 d가 0.05 ∼ 3 ㎜이고 α= 8hD/nd2(h : 밀봉면 간극, D : 축경)인 무차원량 α가15≤α≤150이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 축봉 장치.
  2. 삭제.
  3. 제 1 항에 있어서, 축경 D가 10 ∼ 500㎜ 인것을 특징으로 하는 비접촉식 축봉 장치.
KR10-2001-7001472A 1999-06-07 1999-06-07 비접촉식 축봉 장치 KR100413902B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP1999/003037 WO2000075540A1 (fr) 1999-06-07 1999-06-07 Dispositif d'etancheite d'arbre de type sans contact

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010106429A KR20010106429A (ko) 2001-11-29
KR100413902B1 true KR100413902B1 (ko) 2004-01-07

Family

ID=14235914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-7001472A KR100413902B1 (ko) 1999-06-07 1999-06-07 비접촉식 축봉 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6505836B1 (ko)
EP (1) EP1103745B1 (ko)
KR (1) KR100413902B1 (ko)
DE (1) DE69942770D1 (ko)
WO (1) WO2000075540A1 (ko)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2375148A (en) * 2001-04-30 2002-11-06 Corac Group Plc A dry gas seal
JP3792205B2 (ja) 2003-03-03 2006-07-05 日本ピラー工業株式会社 メカニカルシール
EP1780450B1 (en) * 2004-07-02 2011-01-05 Nippon Pillar Packing Co., Ltd. Mechanical seal
JP2007044671A (ja) * 2005-08-12 2007-02-22 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 回転部のシール構造及びスクリュウデカンタ型遠心分離機
CN101158405B (zh) * 2007-06-21 2010-04-21 丹东克隆集团有限责任公司 径向双端面机械密封装置
US20120248704A1 (en) * 2011-03-29 2012-10-04 Alstom Technology Ltd. Film riding seal for turbines
SG11201403813TA (en) * 2012-01-03 2014-09-26 New Way Machine Components Inc Air bearing for use as seal
US10598222B2 (en) 2012-01-03 2020-03-24 New Way Machine Components, Inc. Air bearing for use as seal
JP6446296B2 (ja) * 2015-03-09 2018-12-26 日本ピラー工業株式会社 非接触式ガスシール
DE102016200818B4 (de) * 2016-01-21 2020-09-10 Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg Gleitringdichtungsanordnung mit reduzierter Leckage
US9791047B2 (en) * 2016-01-25 2017-10-17 Pratt & Whitney Canada Corp. Magnetic seal system with internal cooling
US9909438B2 (en) * 2016-04-12 2018-03-06 United Technologies Corporation Hydrodynamic carbon face seal pressure booster
JP6772419B2 (ja) * 2016-05-13 2020-10-21 株式会社神戸製鋼所 密閉型混練機に備えられているダストストップ装置
US10436328B2 (en) 2016-06-10 2019-10-08 John Crane Uk Ltd. Dry gas seal with electronically controlled shutdown valve
WO2018213313A1 (en) 2017-05-15 2018-11-22 John Crane Uk Ltd. Dry gas seal with electronically controlled carrier load
US11506217B2 (en) 2020-01-21 2022-11-22 John Crane Uk Limited Porous carbon containment or separation seal
EP3901496A1 (en) * 2020-04-24 2021-10-27 Alfa Laval Corporate AB A mechanical seal device
KR20230067685A (ko) 2020-10-14 2023-05-16 이구루코교 가부시기가이샤 슬라이딩 부품
DE102020127710A1 (de) * 2020-10-21 2022-04-21 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Vorrichtung mit wenigstens zwei Bauteilen und Gasturbinentriebwerk mit einer solchen Vorrichtung
US11635146B2 (en) 2021-07-27 2023-04-25 Stein Seal Company Circumferential sealing assembly with duct-fed hydrodynamic grooves

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02146374A (ja) * 1988-11-28 1990-06-05 Hitachi Ltd 非接触メカニカルシール

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2568459B2 (ja) 1990-10-31 1997-01-08 日本ピラー工業 株式会社 非接触式軸封装置
JPH083763Y2 (ja) * 1992-09-03 1996-01-31 日本ピラー工業株式会社 非接触型メカニカルシール
US6145840A (en) * 1995-06-02 2000-11-14 Stein Seal Company Radial flow seals for rotating shafts which deliberately induce turbulent flow along the seal gap
JP3008013B2 (ja) * 1996-01-24 2000-02-14 日本ピラー工業株式会社 流体機器用軸封装置
JPH09303571A (ja) * 1996-05-08 1997-11-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 非接触型メカニカルシール
JP3192152B2 (ja) * 1997-11-21 2001-07-23 日本ピラー工業株式会社 静圧形ノンコクタクトガスシール
US6325378B1 (en) * 1998-04-01 2001-12-04 Nippon Pillar Packing Co., Ltd. Shaft seal apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02146374A (ja) * 1988-11-28 1990-06-05 Hitachi Ltd 非接触メカニカルシール

Also Published As

Publication number Publication date
EP1103745B1 (en) 2010-09-15
WO2000075540A1 (fr) 2000-12-14
EP1103745A1 (en) 2001-05-30
DE69942770D1 (de) 2010-10-28
US6505836B1 (en) 2003-01-14
KR20010106429A (ko) 2001-11-29
EP1103745A4 (en) 2005-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100413902B1 (ko) 비접촉식 축봉 장치
AU748909B2 (en) Self-aligning sealing assembly for a rotating shaft
US4952076A (en) Fluid damper for thrust bearing
EP2213915B1 (en) Mechanical seal and tandem seal
CA1138914A (en) Gas seal bushing
US9803743B2 (en) Rotating assembly comprising a transmission member and an oil distribution system
US7014192B2 (en) Multistage shaft sealing apparatus
TW464742B (en) Rotary joint for alternating media
US4457675A (en) Volumetric fluid compressor device
EP1451472A2 (en) Improved thrust bearing for multistage centrifugal pumps
US5655845A (en) Bearing housing seal
US7407198B2 (en) Radial rotary transfer assembly
FI71981B (fi) Lagersystem
CN111577765A (zh) 一种静压型径向气体轴承结构
US20190162320A1 (en) Flow control valve
US3949996A (en) Fluid pressure seal arrangement
US20130167712A1 (en) Cylinder
CN113775759B (zh) 滑阀和薄膜节流器组合内置式干气密封静环结构
US6402202B1 (en) Two-way rotary joint for fluids
EP0922873B1 (en) Hydrodynamic shaft bearing with concentric outer hydrostatic bearing
JP3062845B2 (ja) 回転軸のシール装置
KR200462850Y1 (ko) 로터리 조인트
US3998501A (en) Shaft locating arrangement
CN117905723A (zh) 一种泵用耐磨蚀机械密封
EP3077709B1 (en) Rotor shaft seal assembly

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20061213

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee