JP2018063009A

JP2018063009A - mechanical seal

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Publication number: JP2018063009A
Application number: JP2016202005A
Authority: JP
Inventors: 高橋　秀和; Hidekazu Takahashi; 秀和高橋
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2018-04-19
Anticipated expiration: 2036-10-13
Also published as: JP6713901B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanical seal system which achieves excellent sealability with a simple structure.SOLUTION: A mechanical seal system includes: a rotary shaft 3; a casing 5 into which the rotary shaft 3 is inserted; an annular cooling jacket 11 provided between the rotary shaft 3 and the casing 5; a mechanical seal 1 wich is provided between the casing 5 and the rotary shaft 3 at the machine outer side A of the cooling jacket 11 and shaft-seals sealed fluid 12; a cooling chamber 40 formed between an outer peripheral side of the mechanical seal 1 and an inner peripheral side of the casing 5; a pump P which feeds cooling liquid V; and a cooling passage 41 with which the pump P, the cooling chamber 40, and the cooling jacket 11 are serially connected and which supplies the cooling liquid V.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、被密封流体が高温である高温用のメカニカルシールシステムに関する。 The present invention relates to a high-temperature mechanical seal system in which a sealed fluid is high temperature.

ボイラー給水ポンプ、コンデンセートポンプ等の熱水ポンプ、熱油ポンプ等の軸封に用いられるメカニカルシールシステムは、メカニカルシールにそれ自身の回転摺動に伴う発熱に加えて高温の被密封流体から伝えられる熱の対策をする必要があった。高温の被密封流体を冷却するために、高温の被密封流体をケーシング外部のクーラに循環させるもの（いわゆるフラッシング形式）があった。このフラッシング形式は、被密封流体をクーラに送るためにケーシング内部にインペラを設ける必要があり、メカニカルシールシステムが大型化していた。他の高温の被密封流体を冷却する形式として、図４に示されるケーシング内部（スタフィングボックス内）に設けたウォータジャケットに被密封流体を熱交換させるものがある。（特許文献１を参照。） Mechanical seal systems used for shaft seals of boiler water pumps, condensate pumps and other hot water pumps, hot oil pumps, etc. are transmitted to the mechanical seals from a high temperature sealed fluid in addition to the heat generated by their own rotational sliding. It was necessary to take measures against heat. In order to cool the high temperature sealed fluid, there is one that circulates the high temperature sealed fluid to a cooler outside the casing (so-called flushing type). In this flushing type, it is necessary to provide an impeller inside the casing in order to send the sealed fluid to the cooler, and the mechanical seal system has been enlarged. As another type of cooling the high-temperature sealed fluid, there is a type in which the sealed fluid is heat-exchanged in a water jacket provided inside the casing (in the stuffing box) shown in FIG. (See Patent Document 1)

図４に示されるメカニカルシールシステムは、回転軸ＸＡと、ウォータジャケットＸＪと、メカニカルシールＸＭと、ケーシングＸＣと、ウォータジャケットの冷却水通路ＸＷと、メカニカルシールの冷却ガス通路ＸＧとから主に構成されている。ウォータジャケットＸＪは、ケーシングＸＣの内側面により画成されるスタフィングボックスＸＳに配置されている。また、ウォータジャケットＸＪには冷却水通路ＸＷを通して冷却水が連続的に供給されており、冷却水により冷却されたウォータジャケットＸＪは回転軸ＸＡとの隙間に存在する被密封流体ＸＬを自身との熱交換により冷却するようになっている。更に、メカニカルシールＸＭの外周側のクエンチ室ＸＱには冷却ガス通路を通して冷却ガスが連続的に供給されており、冷却ガスによりメカニカルシールＸＭの摺動部が冷却されている。 The mechanical seal system shown in FIG. 4 mainly includes a rotary shaft XA, a water jacket XJ, a mechanical seal XM, a casing XC, a water jacket cooling water passage XW, and a mechanical seal cooling gas passage XG. Has been. The water jacket XJ is disposed in a stuffing box XS defined by the inner surface of the casing XC. Further, the water jacket XJ is continuously supplied with cooling water through the cooling water passage XW, and the water jacket XJ cooled by the cooling water receives the sealed fluid XL existing in the gap with the rotation axis XA from itself. It cools by heat exchange. Further, the cooling gas is continuously supplied to the quench chamber XQ on the outer peripheral side of the mechanical seal XM through the cooling gas passage, and the sliding portion of the mechanical seal XM is cooled by the cooling gas.

また、ウォータジャケットＸＪに供給する冷却水の量は、被密封流体ＸＬの温度やボイラー給水ポンプ等の機器の運転状態に基づいて調整され、同様に中間室ＸＱに供給する冷却ガスの量は、被密封流体ＸＬの温度やメカニカルシールＸＭの温度やボイラー給水ポンプ等の機器の運転状態に基づいて調整されており、メカニカルシールＸＭの過度な温度上昇が抑制されていた。 Further, the amount of cooling water supplied to the water jacket XJ is adjusted based on the temperature of the sealed fluid XL and the operating state of the equipment such as the boiler feed water pump. Similarly, the amount of cooling gas supplied to the intermediate chamber XQ is: The temperature was adjusted based on the temperature of the sealed fluid XL, the temperature of the mechanical seal XM, and the operating state of the equipment such as the boiler feed pump, and an excessive temperature rise of the mechanical seal XM was suppressed.

国際公開第２０１１／０３６９１７号（[0023],[0028]、図１）International Publication No. 2011/036917 ([0023], [0028], FIG. 1)

ここで、図４に示されるメカニカルシールシステムにあっては、メカニカルシールシステムが組み込まれたボイラー給水ポンプ等の機器の運転状態が、機内Ｍ側が定常運転時よりも減圧され、メカニカルシールの摺動部がスチーム化した状態、または、コンデンセートポンプ等の取り扱い液がほとんどない状態での運転状態、いわゆる空引き状態となる場合には、メカニカルシールの摺動部におけるクエンチ室ＸＱの反対側に、被密封流体である水が存在しないため密封膜が形成されず、メカニカルシールの摺動部を介して気体が機内Ｍ側に侵入しボイラー給水ポンプ等の機器に悪影響を与える虞があった。また、冷却用に２つの独立した冷却水通路ＸＷ、冷却ガス通路ＸＧが必要とされるため複雑な構造となっていた。 Here, in the mechanical seal system shown in FIG. 4, the operation state of the equipment such as the boiler feed water pump in which the mechanical seal system is incorporated is reduced in pressure in the machine M side than in the normal operation, and the mechanical seal slides. When the part is in a steamed state or in an operation state where there is almost no handling liquid such as a condensate pump, that is, a so-called emptying state, on the opposite side of the quench chamber XQ in the sliding part of the mechanical seal, Since there is no water which is a sealing fluid, a sealing film is not formed, and there is a possibility that gas enters the machine M side through the sliding portion of the mechanical seal and adversely affects equipment such as a boiler feed pump. Further, since two independent cooling water passages XW and cooling gas passages XG are required for cooling, the structure is complicated.

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、簡潔な構造で密封性に優れるメカニカルシールシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such problems, and an object thereof is to provide a mechanical seal system having a simple structure and excellent sealing performance.

前記課題を解決するために、本発明のメカニカルシールシステムは、
回転軸と、
前記回転軸が挿通されるケーシングと、
前記回転軸と前記ケーシングとの間に設けられた環状の冷却ジャケットと、
前記冷却ジャケットよりも機外側において、前記ケーシングと前記回転軸との間に設けられ被密封流体を軸封するメカニカルシールと、
前記メカニカルシールの外周側と前記ケーシングの内周側との間に形成される冷却室と、
冷却液を送り出すポンプと、
前記ポンプ、前記冷却室及び前記冷却ジャケットが直列接続され、前記冷却液を供給する冷却通路と
を備えたことを特徴としている。
この特徴によれば、メカニカルシールの外周側の冷却室に冷却液が供給されているため機内側が定常運転時よりも減圧された状態となっても、メカニカルシールに冷却液による密封膜が形成されるため密封性に優れる。また、冷却室及び冷却ジャケットを同じ流体によって冷却しているためメカニカルシールシステムの構造を単純化できる。更に、冷却通路は冷却室及び冷却ジャケットに直列接続されているため、メカニカルシールシステムの構造を単純化できる。 In order to solve the above problems, the mechanical seal system of the present invention is:
A rotation axis;
A casing through which the rotating shaft is inserted;
An annular cooling jacket provided between the rotating shaft and the casing;
A mechanical seal that is provided between the casing and the rotating shaft and seals the fluid to be sealed outside the cooling jacket.
A cooling chamber formed between the outer peripheral side of the mechanical seal and the inner peripheral side of the casing;
A pump that pumps out the coolant;
The pump, the cooling chamber, and the cooling jacket are connected in series, and include a cooling passage that supplies the cooling liquid.
According to this feature, since the coolant is supplied to the cooling chamber on the outer peripheral side of the mechanical seal, the sealing film is formed on the mechanical seal even if the inside of the machine is depressurized more than during steady operation. Therefore, it has excellent sealing performance. Further, since the cooling chamber and the cooling jacket are cooled by the same fluid, the structure of the mechanical seal system can be simplified. Furthermore, since the cooling passage is connected in series with the cooling chamber and the cooling jacket, the structure of the mechanical seal system can be simplified.

前記メカニカルシールは、前記冷却室の冷却液に対してバランス形であることを特徴としている。
この特徴によれば、冷却室に供給する冷却液の圧力が高くなっても、メカニカルシールに冷却液から作用する応力がバランスするため、メカニカルシールの摺動部に作用する応力に影響を与えない。 The mechanical seal is characterized by being balanced with respect to the coolant in the cooling chamber.
According to this feature, even if the pressure of the coolant supplied to the cooling chamber is increased, the stress acting on the mechanical seal from the coolant is balanced, so the stress acting on the sliding portion of the mechanical seal is not affected. .

前記メカニカルシールは、２つの静止環に１つの回転環が挟まれたダブル形であることを特徴としている。
この特徴によれば、冷却室の高い圧力の冷却液を供給できるため、大量の冷却液を冷却通路に流すことができる。 The mechanical seal has a double shape in which one rotating ring is sandwiched between two stationary rings.
According to this feature, since a high-pressure coolant in the cooling chamber can be supplied, a large amount of coolant can flow through the cooling passage.

前記冷却通路は、前記ポンプ、前記冷却室、前記冷却ジャケットの順に接続されていることを特徴としている。
この特徴によれば、ポンプから吐出された冷却液は冷却室に最初に供給されるため、温度の低い冷却液によってメカニカルシールの摺動部を確実に冷却することができる。 The cooling passage is connected in the order of the pump, the cooling chamber, and the cooling jacket.
According to this feature, since the coolant discharged from the pump is first supplied to the cooling chamber, the sliding portion of the mechanical seal can be reliably cooled by the coolant having a low temperature.

前記冷却通路は、前記冷却液を貯留するリザーバに接続されていることを特徴としている。
この特徴によれば、冷却液の流量の調整が簡単である。 The cooling passage is connected to a reservoir for storing the cooling liquid.
According to this feature, it is easy to adjust the flow rate of the coolant.

実施例におけるメカニカルシールの全体を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the whole mechanical seal in an Example. 図１の要部を拡大して示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which expands and shows the principal part of FIG. 実施例におけるメカニカルシールシステムの全体を示す正面断面図である。It is a front sectional view showing the whole mechanical seal system in an example. 従来技術１を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the prior art 1. FIG.

本発明に係るメカニカルシールシステムを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION The form for implementing the mechanical seal system which concerns on this invention is demonstrated below based on an Example.

実施例に係るメカニカルシールシステムにつき、図１から図３を参照して説明する。尚、本発明はこれに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加えうるものである。 A mechanical seal system according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. It should be noted that the present invention is not construed as being limited thereto, and various changes, modifications, and improvements can be added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

メカニカルシールシステム１００（図３参照）は、メカニカルシール１と冷却通路４１を有する冷却システムとを備えて構成されている。メカニカルシール１は、火力発電所のボイラー給水ポンプやコンデンセートポンプなどの熱水ポンプおよび熱油ポンプ等の２００℃を越えるような高温の被密封流体１２を扱うポンプ等における軸封部のハウジング２（ケーシング）と該ハウジング２の軸嵌装孔１０に嵌装される回転軸３の間をシールするためのものであり、メカニカルシール１はハウジング２と回転軸３間にカートリッジ型に装着される。尚、図１において、左側が機外Ａ側（大気側）、右側が機内Ｍ側である。 The mechanical seal system 100 (see FIG. 3) includes the mechanical seal 1 and a cooling system having a cooling passage 41. The mechanical seal 1 is a housing 2 for a shaft seal in a pump or the like that handles a sealed fluid 12 having a high temperature exceeding 200 ° C. such as a hot water pump and a hot oil pump such as a boiler feed pump and a condensate pump of a thermal power plant. The mechanical seal 1 is mounted in a cartridge type between the housing 2 and the rotary shaft 3. The mechanical seal 1 is mounted between the casing 2 and the rotary shaft 3. In FIG. 1, the left side is the outside A side (atmosphere side), and the right side is the inside M side.

ハウジング２の軸嵌装孔１０には回転軸３が貫通して設けられている。ハウジング２の軸嵌装孔１０の周りの機外側の側面４にはシールカバー５（ケーシング）がボルト（図示せず）等の固定手段によりガスケット１８を介して液密に装着されており、該シールカバー５の内側と回転軸３の外側の空間にメカニカルシール１を構成する静止側密封要素である静止環（以下、「シールリング」という。）７Ａ，７Ｂおよび回転側密封要素である回転環（以下、「メイティングリング」という。）８が配置されるようになっている。 A rotation shaft 3 is provided through the shaft fitting hole 10 of the housing 2. A seal cover 5 (casing) is liquid-tightly mounted on the side surface 4 on the outside of the machine around the shaft fitting hole 10 of the housing 2 through a gasket 18 by a fixing means such as a bolt (not shown). Stationary rings (hereinafter referred to as “seal rings”) 7A and 7B that constitute the mechanical seal 1 in the space inside the seal cover 5 and the outside of the rotating shaft 3, and the rotating ring that is the rotating side sealing element. (Hereinafter referred to as “mating ring”) 8 is arranged.

また、ハウジング２の軸嵌装孔１０の機外Ａ側寄りには拡径された形状のスタフィングボックス９が形成されており、該スタフィングボックス９内に後記する冷却ジャケット１１が配置される。このように、メイティングリング８およびシールリング７Ａ，７Ｂはスタフィングボックス９の外、すなわち、機外Ａ側に位置して設けられる。このため、冷却ジャケット１１の容量を十分に大きくすることができ、また、メイティングリング８とシールリング７Ａ，７Ｂとの摺動部がスタフィングボックス９より大気側に位置することになり、摺動発熱がこもることがない。 Further, a stuffing box 9 having an enlarged diameter is formed near the outside A side of the shaft fitting hole 10 of the housing 2, and a cooling jacket 11 to be described later is disposed in the stuffing box 9. . Thus, the mating ring 8 and the seal rings 7A and 7B are provided outside the stuffing box 9, that is, on the outside A side. Therefore, the capacity of the cooling jacket 11 can be made sufficiently large, and the sliding portion between the mating ring 8 and the seal rings 7A and 7B is located on the atmosphere side from the stuffing box 9, and the sliding There is no dynamic fever.

メカニカルシール１は、シールリング７とメイティングリング８との摺動部Ｓ１，Ｓ２（図２参照）の内周から外周方向へ向かって漏れようとする被密封流体１２（図３参照）をシールするアウトサイド形に形成される。また、図１及び図２に示されるように、本発明に係るメカニカルシール１は、２つのシールリング７Ａ，７Ｂとその間に設けられるメイティングリング８から構成されている。メイティングリング８は軸方向両側に２つの摺動シール面８ａ，８ａ’を有しており、これと対向して配置されるシールリング７Ａの摺動シール面７ａとシールリング７Ｂの摺動シール面７ａ’とがそれぞれ摺接し、２つの摺動部Ｓ１，Ｓ２が形成される、所謂ダブル形メカニカルシールである。 The mechanical seal 1 seals a sealed fluid 12 (see FIG. 3) that tends to leak from the inner periphery to the outer periphery of the sliding portions S1 and S2 (see FIG. 2) between the seal ring 7 and the mating ring 8. The outside shape is formed. Moreover, as FIG.1 and FIG.2 shows, the mechanical seal 1 which concerns on this invention is comprised from the two sealing rings 7A and 7B and the mating ring 8 provided between them. The mating ring 8 has two sliding seal surfaces 8a and 8a 'on both sides in the axial direction, and the sliding seal surface 7a of the seal ring 7A and the sliding seal of the seal ring 7B arranged opposite to each other. This is a so-called double-type mechanical seal in which the surface 7a 'is in sliding contact with each other and two sliding portions S1, S2 are formed.

シールカバー５は回転軸３を包囲するように環状をしており、その内部には軸方向の孔が形成される。このシールカバー５の孔を形成する内周面には、図２に示すように、空間部（以下、「環状溝」という。）５ｇが形成されている。また、シールカバー５の前面には、孔を囲んで位置決め部５ｔが設けられている。この位置決め部５ｔは外周に位置決め溝５ｂを設けるために軸方向端部が凸に形成されている。 The seal cover 5 has an annular shape so as to surround the rotary shaft 3, and an axial hole is formed in the seal cover 5. As shown in FIG. 2, a space portion (hereinafter referred to as “annular groove”) 5 g is formed on the inner peripheral surface forming the hole of the seal cover 5. Further, a positioning portion 5t is provided on the front surface of the seal cover 5 so as to surround the hole. The positioning portion 5t is formed with a convex end in the axial direction in order to provide a positioning groove 5b on the outer periphery.

シールカバー５の嵌合面５ｃには、シールリング７Ａの移動面７ｄが軸方向へ移動自在に当接している。シールリング７Ａの移動面７ｄには、嵌合面５ｃとの間をシールするＯリング用の第１シール溝７ｂが形成されている。 The moving surface 7d of the seal ring 7A is in contact with the fitting surface 5c of the seal cover 5 so as to be movable in the axial direction. The moving surface 7d of the seal ring 7A is formed with a first seal groove 7b for O-ring that seals between the fitting surface 5c.

図１及び図２に示されるように、シールリング７Ａは、第１シール溝７ｂと反対側の端面に摺動シール面７ａが形成されている。また、シールリング７Ａの外周側はフランジ７ｆを形成し、このフランジ７ｆには案内溝７ｇが形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the seal ring 7A has a sliding seal surface 7a on the end surface opposite to the first seal groove 7b. A flange 7f is formed on the outer peripheral side of the seal ring 7A, and a guide groove 7g is formed in the flange 7f.

また、シールカバー５の環状溝５ｇの一方側面に設けられた嵌着穴５ｊに固定ピン１４が圧入されて取り付けられている。案内溝７ｇはこの固定ピン１４に対して移動自在に嵌合され、この固定ピン１４によりシールリング７Ａは軸方向へは移動するが、回転方向へは係止されている。 A fixing pin 14 is press-fitted and attached to a fitting hole 5j provided on one side surface of the annular groove 5g of the seal cover 5. The guide groove 7g is movably fitted to the fixed pin 14, and the fixed ring 14 moves the seal ring 7A in the axial direction but is locked in the rotational direction.

シールリング７Ｂは、シールカバー５に図示しないボルトにより固定される支持構造体１９を介してシールカバー５に取り付けられている。詳しくは、シールリング７Ｂの移動面７ｄ’には、支持構造体１９の嵌合面１９ｃとの間をシールするＯリング用の第１シール溝７ｂ’が形成されている。 The seal ring 7B is attached to the seal cover 5 via a support structure 19 fixed to the seal cover 5 with bolts (not shown). Specifically, a first seal groove 7b 'for O-ring that seals between the moving surface 7d' of the seal ring 7B and the fitting surface 19c of the support structure 19 is formed.

また、シールリング７Ｂは、シールリング７Ａと同様に第１シール溝７ｂ’と反対側の端面に摺動シール面７ａ’が形成されている。更に、シールリング７Ｂの外周側はフランジ７ｆ’を形成し、このフランジ７ｆ’には案内溝７ｇ’が形成されており、案内溝７ｇ’は支持構造体１９の側面に設けられた嵌着穴１９ｊに圧入されて取り付けられた固定ピン１４に対して移動自在に嵌合され、シールリング７Ｂは軸方向へは移動するが、回転方向へは係止されている（図１）。 In addition, the seal ring 7B has a sliding seal surface 7a 'on the end surface opposite to the first seal groove 7b' in the same manner as the seal ring 7A. Further, a flange 7f ′ is formed on the outer peripheral side of the seal ring 7B, and a guide groove 7g ′ is formed in the flange 7f ′. The guide groove 7g ′ is a fitting hole provided on the side surface of the support structure 19. The seal ring 7B is movably fitted to the fixing pin 14 that is press-fitted into the 19j and attached, and the seal ring 7B moves in the axial direction but is locked in the rotational direction (FIG. 1).

第１シール溝７ｂ，７ｂ’には、Ｏリング１３Ａ，１３Ａがそれぞれ取り付けられている。また、支持構造体１９の端面１９ａには第４シール溝１９ｇが形成されてＯリング１３Ｄが取り付けられており、端面１９ａとシールカバー５の内面５ｋとの間がシールされている。これらＯリング１３Ａ，１３Ｄの材質は、フッ素ゴム、ニトリルゴム、Ｈ−ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、パーフロロエラストマなどである。 O-rings 13A and 13A are attached to the first seal grooves 7b and 7b ', respectively. In addition, a fourth seal groove 19g is formed on the end surface 19a of the support structure 19 and an O-ring 13D is attached, and the space between the end surface 19a and the inner surface 5k of the seal cover 5 is sealed. The materials of these O-rings 13A and 13D are fluorine rubber, nitrile rubber, H-NBR, EPDM, perfluoroelastomer and the like.

シールリング７Ａのフランジ７ｆと対向するシールカバー５と、シールリング７Ｂのフランジ７ｆ’と対向する支持構造体１９には、図１に示すように、周方向へ複数個配置した穴状のばね座５ｈ及びばね座１９ｈがそれぞれ設けられている。そして、周面に沿って等配に設けたコイルスプリング１５，１５がばね座５ｈ及びばね座１９ｈに着座してシールリング７Ａ，７Ｂを弾発的に押圧している。 As shown in FIG. 1, a plurality of hole-shaped spring seats arranged in the circumferential direction are provided on the seal cover 5 facing the flange 7f of the seal ring 7A and the support structure 19 facing the flange 7f 'of the seal ring 7B. 5h and a spring seat 19h are provided. Coil springs 15 and 15 provided at equal intervals along the peripheral surface are seated on the spring seat 5h and the spring seat 19h and elastically press the seal rings 7A and 7B.

シールリング７Ｂは、シールリング７Ｂの摺動シール面７ａ’の軸方向の投影面積Ａ１とシールリング７Ａに対して軸方向の移動力として働く被密封流体１２の圧力を受ける軸方向の投影面積Ａ２とのバランス比Ａ２／Ａ１が１以下に設定されたバランス形に形成され、シール流体圧による摺動部Ｓ１への負荷を低減させる形式となっている。すなわち、シールリング７Ｂは、被密封流体１２に対してバランス形に形成されている。 The seal ring 7B has an axial projection area A2 that receives the pressure of the axially projected area A1 of the sliding seal surface 7a ′ of the seal ring 7B and the pressure of the sealed fluid 12 that acts as an axial movement force with respect to the seal ring 7A. And the balance ratio A2 / A1 is set to 1 or less, and the load on the sliding portion S1 due to the sealing fluid pressure is reduced. That is, the seal ring 7 </ b> B is formed in a balanced shape with respect to the sealed fluid 12.

また、シールリング７Ａ，７Ｂは、後記述するエクスターナル流体Ｖに対してバランス形に形成されている。 Further, the seal rings 7A and 7B are formed in a balanced shape with respect to the external fluid V described later.

シールリング７Ａ，７Ｂは、特殊転換法（カーボン表面を部分的にＳｉＣ化し、表面強度を補強し、ＳｉＣの耐摩耗性とカーボンの自己潤滑性の両方を兼ね備えるようにすること）によるＳｉＣから製作されている。また、ダイヤモンドコーティングしたＳｉＣにより製作されてもよい。 Seal rings 7A and 7B are manufactured from SiC by a special conversion method (particulate the carbon surface into SiC, strengthen the surface strength, and combine both SiC wear resistance and carbon self-lubricating properties). Has been. It may also be made of diamond-coated SiC.

また、図３に示すように、シールカバー５には、外周面から環状溝５ｇ内に貫通するように、シールカバー５の真下に位置する部分にエクスターナル孔１６Ａが、真上に位置する部分にエクスターナル孔１６Ｂが、それぞれ設けられている。そしてこのエクスターナル孔１６Ｂからエクスターナル流体Ｖ（冷却液）が供給可能となっている。なお、被密封流体１２とエクスターナル流体Ｖとを同種の液体としてもよい。 Further, as shown in FIG. 3, the seal cover 5 has an external hole 16A in a portion located directly below the seal cover 5 so as to penetrate from the outer peripheral surface into the annular groove 5g. External holes 16B are respectively provided. The external fluid V (coolant) can be supplied from the external hole 16B. The sealed fluid 12 and the external fluid V may be the same type of liquid.

エクスターナル孔１６Ａから供給されたエクスターナル流体Ｖは、環状溝５ｇに斜めに連通する連通路１７を介してシールリング７Ａ，７Ｂとメイティングリング８との摺動部Ｓ１，Ｓ２の外周側の中間室４０（冷却室）に注入される。中間室４０は環状溝５ｇ、メイティングリング８、シールリング７Ａ，７Ｂ、シールカバー５、支持構造体１９により画成されている。中間室４０に供給されたエクスターナル流体Ｖは、環状溝５ｇ内を通過してからエクスターナル孔１６Ｂを介して排出される。その際、摺動部Ｓの摺動時の発熱を冷却すると共に、シールリング７およびメイティングリング８に付着している不純物を清浄にする。 The external fluid V supplied from the external hole 16A is an intermediate chamber on the outer peripheral side of the sliding portions S1 and S2 between the seal rings 7A and 7B and the mating ring 8 via the communication passage 17 obliquely communicating with the annular groove 5g. 40 (cooling chamber). The intermediate chamber 40 is defined by the annular groove 5g, the mating ring 8, the seal rings 7A and 7B, the seal cover 5, and the support structure 19. The external fluid V supplied to the intermediate chamber 40 passes through the annular groove 5g and is then discharged through the external hole 16B. At that time, heat generated when the sliding portion S slides is cooled, and impurities adhering to the seal ring 7 and the mating ring 8 are cleaned.

メカニカルシールシステム１００（図３参照）が組み込まれたボイラー給水ポンプ等の機器は通常運転では、機内Ｍ側（被密封流体１２側）が中間室４０よりも高圧となっており、メカニカルシール１の摺動部Ｓ１における中間室４０の反対側から被密封流体１２により密封膜が形成されており、この密封膜により摺動部Ｓ１の潤滑性が高められているとともに、中間室４０側からのエクスターナル流体Ｖの流入が防止されている。 In a normal operation, a device such as a boiler feed pump incorporating the mechanical seal system 100 (see FIG. 3) has a higher pressure on the M side (sealed fluid 12 side) than the intermediate chamber 40, and the mechanical seal 1 A sealing film is formed by the sealed fluid 12 from the opposite side of the intermediate chamber 40 in the sliding portion S1, and the lubricating property of the sliding portion S1 is enhanced by this sealing film, and the external from the intermediate chamber 40 side. Inflow of the fluid V is prevented.

また、中間室４０の圧力をエクスターナル流体Ｖにより高めることで、機内Ｍ側が定常運転時よりも減圧された状態となっても、エクスターナル流体Ｖにより、摺動部Ｓ１の潤滑性を維持できる。更に、メカニカルシール１の摺動部Ｓ２における中間室４０側にエクスターナル流体Ｖにより密封膜が形成され、摺動部Ｓ２の潤滑性が高められる。 Further, by increasing the pressure in the intermediate chamber 40 with the external fluid V, the lubricity of the sliding portion S1 can be maintained by the external fluid V even when the in-machine M side is depressurized more than during steady operation. Furthermore, a sealing film is formed by the external fluid V on the intermediate chamber 40 side in the sliding portion S2 of the mechanical seal 1, and the lubricity of the sliding portion S2 is enhanced.

一方、図１及び図２に示されるように、スリーブ２０は、内周に嵌着周面２０ｃと第２シール溝２０ｂが設けられている。この嵌着周面２０ｃが回転軸３の外周面３ａと嵌着すると共に、第２シール溝２０ｂに装着されたＯリング１３Ｃにより両部品の嵌着面間をシールする。スリーブ２０には固定ネジによりカラー２４が固定されている。また、カラー２４に螺合したセットスクリュー２１の先端部が回転軸３の外周面３ａに止められてカラー２４及びスリーブ２０は回転軸３に固定されている。 On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the sleeve 20 is provided with a fitting peripheral surface 20c and a second seal groove 20b on the inner periphery. The fitting peripheral surface 20c is fitted to the outer circumferential surface 3a of the rotary shaft 3, and the fitting surfaces of both parts are sealed by the O-ring 13C fitted to the second seal groove 20b. A collar 24 is fixed to the sleeve 20 by a fixing screw. Further, the tip of the set screw 21 screwed to the collar 24 is stopped by the outer peripheral surface 3 a of the rotating shaft 3, and the collar 24 and the sleeve 20 are fixed to the rotating shaft 3.

また、スリーブ２０におけるメイティングリング８の内側にある外周は結合面２０ｄとして機能している。 Moreover, the outer periphery inside the mating ring 8 in the sleeve 20 functions as a coupling surface 20d.

また、メイティングリング８の両端には、図２に示すように、摺動シール面８ａ，８ａ’が形成されている。この摺動シール面８ａ，８ａ’は、シールリング７Ａ，７Ｂの摺動シール面７ａ，７ａ’と密接しながら摺動できるように形成されている。更に、スリーブ２０の結合面２０ｄにシール用の段付面２０ｅが形成さえており、この段付面２０ｅにＯリング１３Ｂが取り付けられてメイティングリング８の内周面８ｃとスリーブ２０の結合面２０ｄとの嵌着面間をシールしている。 Further, sliding sealing surfaces 8a and 8a 'are formed at both ends of the mating ring 8, as shown in FIG. The sliding seal surfaces 8a and 8a 'are formed so as to be able to slide in close contact with the sliding seal surfaces 7a and 7a' of the seal rings 7A and 7B. Further, a stepped surface 20e for sealing is formed on the coupling surface 20d of the sleeve 20, and an O-ring 13B is attached to the stepped surface 20e so that the coupling surface between the inner peripheral surface 8c of the mating ring 8 and the sleeve 20 is provided. The space between the fitting surfaces 20d is sealed.

また、メイティングリング８の内周面８ｃには、ピン用凹部８ｇが形成されている。このピン用凹部８ｇにスリーブ２０の嵌着穴にねじ込まれたドライブピン２２を挿入し、ドライブピン２２に係止されてメイティングリング８の軸方向の移動範囲が規制されている。そして、ドライブピン２２によりスリーブ２０の回転力がメイティングリング８に伝達される。このように、メイティングリング８及びスリーブ２０等からなる回転側は機外Ａ側雰囲気中で回転するように配置されている。このため、回転側が大気により強制空冷される。更に、被密封流体１２と接する回転側の部分は、メイティングリング８とスリーブ２０の被密封流体１２側の端面のみであるので、被密封流体１２との接触面積が少なく、被密封流体１２から伝達される熱量が少ない。 A pin recess 8g is formed on the inner peripheral surface 8c of the mating ring 8. The drive pin 22 screwed into the fitting hole of the sleeve 20 is inserted into the pin recess 8g and is locked to the drive pin 22 to restrict the moving range of the mating ring 8 in the axial direction. The rotational force of the sleeve 20 is transmitted to the mating ring 8 by the drive pin 22. As described above, the rotating side including the mating ring 8 and the sleeve 20 is arranged so as to rotate in the atmosphere outside the machine A side. For this reason, the rotating side is forcibly air-cooled by the atmosphere. Furthermore, since the portion on the rotating side that contacts the sealed fluid 12 is only the end surface of the mating ring 8 and the sleeve 20 on the sealed fluid 12 side, the contact area with the sealed fluid 12 is small, and the Less heat is transferred.

また、メイティングリング８は、特殊転換法によるＳｉＣ、または他の製法によるＳｉＣや超硬合金などのセラミックスなどの材質から製作される。また、ダイヤモンドコーティングしたＳｉＣにより製作されてもよい。 The mating ring 8 is manufactured from a material such as SiC by a special conversion method, or ceramics such as SiC or a cemented carbide by another manufacturing method. It may also be made of diamond-coated SiC.

回転軸３の直径が１００ｍｍ以下の範囲においては、メイティングリング８とシールリング７Ａとの摺動部Ｓ１の幅を１．５ｍｍ以下とし、バランス比Ａ２／Ａ１を０．７以下に設定するのがよい。また、回転軸３の直径が１００ｍｍを越え２００ｍｍ以下の範囲においては、メイティングリング８とシールリング７Ａとの摺動部Ｓ１の幅を２．０ｍｍ以下とし、バランス比Ａ２／Ａ１を０．７以下に設定するのがよい。このため、液圧作用面積が最小限に抑えられ、流体圧力による押付力が最小限となるので発熱も最小限に抑えられた低発熱設計となっている。更に、回転軸３の直径が上記の何れの場合でも、シールリング７Ａの内周と回転軸３の外周面３ａとの隙間を２．５ｍｍ以上とするのが望ましい。このように、シールリング７Ａの内周と回転軸３の外周面３ａとの隙間を大きくとり、シール流体が流動するようにすることで、摺動発熱による摺動部Ｓ１摺動部近傍の蓄熱を防止し、温度上昇を最小限に抑えることができる。 In the range where the diameter of the rotary shaft 3 is 100 mm or less, the width of the sliding portion S1 between the mating ring 8 and the seal ring 7A is set to 1.5 mm or less, and the balance ratio A2 / A1 is set to 0.7 or less. Is good. In the range where the diameter of the rotating shaft 3 exceeds 100 mm and is 200 mm or less, the width of the sliding portion S1 between the mating ring 8 and the seal ring 7A is 2.0 mm or less, and the balance ratio A2 / A1 is 0.7. The following should be set. For this reason, the hydraulic pressure working area is minimized, and the pressing force due to the fluid pressure is minimized, so the heat generation is designed to be minimized. Furthermore, it is desirable that the gap between the inner periphery of the seal ring 7A and the outer peripheral surface 3a of the rotating shaft 3 is 2.5 mm or more regardless of the diameter of the rotating shaft 3 described above. In this way, the clearance between the inner periphery of the seal ring 7A and the outer peripheral surface 3a of the rotary shaft 3 is made large so that the seal fluid flows, whereby heat storage in the vicinity of the sliding portion S1 sliding portion due to sliding heat generation. Can be prevented and temperature rise can be minimized.

図１に示すように、シールカバー５とカラー２４は、カラー２４にボルト２６を介して取り付けられたセットプレート２５の凸部２７をシールカバー５の位置決め溝５ｂに嵌め込んで位置決めと同時に組み立てられる。尚、カラー２４にはスリーブ２０が図示しないスクリューにより固定されている。そして、メイティングリング８が位置決めされたら、図示しないカラーの貫通孔にセットスクリュー２１を挿通し、該セットスクリュー２１を回転軸３へ螺合して止め、スリーブ２０を回転軸３に固定する。また、セットプレート２５は、図１に示すような断面形状に形成されており、スリーブ２０の周面に３等配に配置されて取付けられる。このセットプレート２５は組立後に取り外される。このようにセットプレート２５を取り外す前に、シールリング７Ａ，７Ｂ、メイティングリング８、シールカバー５、支持構造体１９、スリーブ２０、カラー２４はユニット化されている。 As shown in FIG. 1, the seal cover 5 and the collar 24 are assembled at the same time as positioning by fitting the convex portion 27 of the set plate 25 attached to the collar 24 via a bolt 26 into the positioning groove 5 b of the seal cover 5. . In addition, the sleeve 20 is fixed to the collar 24 by a screw (not shown). When the mating ring 8 is positioned, the set screw 21 is inserted into a through-hole of a collar (not shown), the set screw 21 is screwed onto the rotary shaft 3 and stopped, and the sleeve 20 is fixed to the rotary shaft 3. Moreover, the set plate 25 is formed in a cross-sectional shape as shown in FIG. The set plate 25 is removed after assembly. Thus, before removing the set plate 25, the seal rings 7A and 7B, the mating ring 8, the seal cover 5, the support structure 19, the sleeve 20, and the collar 24 are unitized.

図３に示されるように、他方、ハウジング２の軸嵌装孔１０の機内Ｍ側寄りに形成されたスタフィングボックス９内には、ハウジング２内周と回転軸３外周との間にリング状の冷却ジャケット１１が設けられている。該冷却ジャケット１１は、スタフィングボックス９の円周方向位置の真下に設けられたエクスターナル流体Ｖを供給する冷却水給水路２８および真上に設けられたエクスターナル流体Ｖを排出する冷却水排水路２９と連通する冷却水収容空間３０を中央部に有し、両側外周にそれぞれＯリング３１，３１を装着するＯリング溝３２，３２が設けられている。Ｏリング３１の厚みはＯリング溝３２の深さよりも大きく設定されている。また、冷却ジャケット１１の冷却水収容空間３０の回転軸外周側寄りの内部に複数のフィン３３が設けられ、伝熱面積が大きくなっており、冷却ジャケット１１の軸方向の長さが最小化されている。エクスターナル流体Ｖにより冷却された冷却ジャケット１１は、回転軸３との隙間に存在する被密封流体１２を自身との熱交換により冷却するようになっている。 As shown in FIG. 3, on the other hand, in the stuffing box 9 formed near the in-machine M side of the shaft fitting hole 10 of the housing 2, a ring shape is formed between the inner periphery of the housing 2 and the outer periphery of the rotary shaft 3. The cooling jacket 11 is provided. The cooling jacket 11 includes a cooling water supply passage 28 for supplying an external fluid V provided just below the circumferential position of the stuffing box 9 and a cooling water drainage passage 29 for discharging the external fluid V provided immediately above. A cooling water accommodating space 30 communicating with the center is provided at the center, and O-ring grooves 32 and 32 for mounting O-rings 31 and 31 are provided on the outer circumferences of both sides. The thickness of the O-ring 31 is set larger than the depth of the O-ring groove 32. In addition, a plurality of fins 33 are provided inside the cooling water accommodating space 30 of the cooling jacket 11 near the outer periphery of the rotating shaft, the heat transfer area is increased, and the axial length of the cooling jacket 11 is minimized. ing. The cooling jacket 11 cooled by the external fluid V cools the sealed fluid 12 existing in the gap with the rotating shaft 3 by heat exchange with itself.

図３に示されるように、ポンプＰによりリザーバ５０から供給されたエクスターナル流体Ｖは、詳細は後記する冷却通路４１を通して、メカニカルシール１の摺動部Ｓの外周側の中間室４０と、冷却ジャケット１１とに、供給されるようになっている。 As shown in FIG. 3, the external fluid V supplied from the reservoir 50 by the pump P passes through a cooling passage 41, which will be described later in detail, and an intermediate chamber 40 on the outer peripheral side of the sliding portion S of the mechanical seal 1 and a cooling jacket. 11 is supplied.

詳しくは、冷却通路４１は、前記スタフィングボックス９の円周方向位置の真上と真下に設けられた冷却水給水路２８と冷却水排水路２９と、エクスターナル孔１６Ｂと、エクスターナル孔１６Ａと、エクスターナル孔１６Ａ及びエクスターナル孔１６Ｂにそれぞれ連通する連通路１７と、エクスターナル孔１６Ｂと冷却水給水路２８とを繋ぐ接続路４２と、冷却水排水路２９に接続されエクスターナル流体Ｖを排出する排出路４３と、から主に構成されている。すなわち、冷却通路４１は、リザーバ５０と冷却ジャケット１１と中間室４０とを繋ぐ流路である。尚、接続路４２及び排出路４３はパイプにより形成されている。 Specifically, the cooling passage 41 includes a cooling water supply passage 28, a cooling water drainage passage 29, an external hole 16B, an external hole 16A, which are provided directly above and below the circumferential position of the stuffing box 9. The communication passage 17 that communicates with the external hole 16A and the external hole 16B, the connection passage 42 that connects the external hole 16B and the cooling water supply passage 28, and the discharge passage 43 that is connected to the cooling water drainage passage 29 and discharges the external fluid V. And mainly consists of. That is, the cooling passage 41 is a flow path that connects the reservoir 50, the cooling jacket 11, and the intermediate chamber 40. The connection path 42 and the discharge path 43 are formed by pipes.

続いてエクスターナル流体Ｖの流れを説明する。リザーバ５０からポンプＰによりエクスターナル孔１６Ａに供給されたエクスターナル流体Ｖは、中間室４０を周方向に流れてシールリング７Ａ，７Ｂとメイティングリング８との摺動部Ｓ１，Ｓ２を外周側から冷却し、エクスターナル孔１６Ｂから接続路４２を通り、冷却水給水路２８へと流れこむ。 Next, the flow of the external fluid V will be described. The external fluid V supplied from the reservoir 50 to the external hole 16A by the pump P flows through the intermediate chamber 40 in the circumferential direction, and cools the sliding portions S1 and S2 between the seal rings 7A and 7B and the mating ring 8 from the outer peripheral side. Then, it flows from the external hole 16 </ b> B through the connection path 42 to the cooling water supply path 28.

冷却水給水路２８に流れ込んだエクスターナル流体Ｖは、冷却水収容空間３０を周方向に流れて冷却ジャケット１１を冷却し、冷却水排水路２９から排出路４３を通り排出される。 The external fluid V that has flowed into the cooling water supply passage 28 flows in the cooling water accommodation space 30 in the circumferential direction to cool the cooling jacket 11, and is discharged from the cooling water drainage passage 29 through the discharge passage 43.

このように、メカニカルシール１の外周側の中間室４０にエクスターナル流体Ｖが供給されているため機内Ｍ側が定常運転時よりも減圧された状態となっても、シールリング７の摺動シール面７ａとメイティングリング８の摺動シール面８ａ間にエクスターナル流体Ｖによる密封膜が形成されるため密封性に優れる。また、中間室４０及び冷却ジャケット１１を同じ流体によって冷却しているためメカニカルシールシステム１００の構造を単純化できる。更に、冷却通路４１は中間室４０及び冷却ジャケット１１に直列接続されているため、メカニカルシールシステム１００の構造を単純化できる。 As described above, since the external fluid V is supplied to the intermediate chamber 40 on the outer peripheral side of the mechanical seal 1, the sliding seal surface 7a of the seal ring 7 can be obtained even when the in-machine M side is depressurized more than during normal operation. Since a sealing film is formed by the external fluid V between the sliding seal surfaces 8a of the mating ring 8, the sealing performance is excellent. Further, since the intermediate chamber 40 and the cooling jacket 11 are cooled by the same fluid, the structure of the mechanical seal system 100 can be simplified. Furthermore, since the cooling passage 41 is connected in series to the intermediate chamber 40 and the cooling jacket 11, the structure of the mechanical seal system 100 can be simplified.

また、メカニカルシール１の外周側の中間室４０にエクスターナル流体Ｖが供給されているため機内Ｍ側が定常運転時よりも減圧された状態となっても、シールリング７Ｂの摺動シール面７ａ’とメイティングリング８の摺動シール面８ａ間にエクスターナル流体Ｖによる密封膜が形成されることから、摺動部Ｓ１の待機部で水分が蒸発して結晶化する虞がなく、メカニカルシール１の作動性の低下を防止することができる。 Further, since the external fluid V is supplied to the intermediate chamber 40 on the outer peripheral side of the mechanical seal 1, the sliding seal surface 7a ′ of the seal ring 7B and Since a sealing film is formed by the external fluid V between the sliding seal surfaces 8a of the mating ring 8, there is no possibility that water will evaporate and crystallize in the standby portion of the sliding portion S1, and the mechanical seal 1 operates. The fall of property can be prevented.

また、メカニカルシール１は、中間室４０のエクスターナル流体Ｖに対してバランス形であるため、中間室４０に供給するエクスターナル流体Ｖの圧力が高くなっても、メカニカルシール１にエクスターナル流体Ｖから作用する応力がバランスするため、メカニカルシール１の摺動部Ｓ１，Ｓ２に作用する応力に影響を与えない。 Further, since the mechanical seal 1 is balanced with respect to the external fluid V in the intermediate chamber 40, it acts on the mechanical seal 1 from the external fluid V even when the pressure of the external fluid V supplied to the intermediate chamber 40 increases. Since the stress is balanced, the stress acting on the sliding portions S1 and S2 of the mechanical seal 1 is not affected.

また、メカニカルシール１は、２つのシールリング７Ａ，７Ｂに１つのメイティングリング８が挟まれた所謂ダブル形であるため、中間室４０に高い圧力のエクスターナル流体Ｖを供給できるため、大量のエクスターナル流体Ｖを冷却通路４１に流すことができる。 Further, since the mechanical seal 1 has a so-called double shape in which one mating ring 8 is sandwiched between two seal rings 7A and 7B, the external fluid V having a high pressure can be supplied to the intermediate chamber 40. The fluid V can flow through the cooling passage 41.

冷却通路４１は、ポンプＰ、中間室４０、冷却ジャケット１１の順に接続されており、ポンプＰから吐出されたエクスターナル流体Ｖは中間室４０に最初に供給されるため、温度の低いエクスターナル流体Ｖによってメカニカルシール１の摺動部Ｓ１，Ｓ２を確実に冷却することができる。 The cooling passage 41 is connected to the pump P, the intermediate chamber 40, and the cooling jacket 11 in this order. Since the external fluid V discharged from the pump P is first supplied to the intermediate chamber 40, the external fluid V having a low temperature is used. The sliding portions S1 and S2 of the mechanical seal 1 can be reliably cooled.

また、冷却通路４１はエクスターナル流体Ｖを貯留するリザーバ５０に接続されているため、エクスターナル流体Ｖの流量の調整が簡単である。 Further, since the cooling passage 41 is connected to the reservoir 50 that stores the external fluid V, the flow rate of the external fluid V can be easily adjusted.

また、リザーバ５０とエクスターナル孔１６Ａとの間及び、接続路４２には、調整弁である流量調整手段４４及び流量調整手段４５がそれぞれ設けられており、冷却ジャケット１１へ供給されるエクスターナル流体Ｖの流量と、中間室４０へ供給されるエクスターナル流体Ｖの流量を別々に調整することができる。 Further, a flow rate adjusting means 44 and a flow rate adjusting means 45, which are adjusting valves, are provided between the reservoir 50 and the external hole 16A and in the connection path 42, respectively, so that the external fluid V supplied to the cooling jacket 11 is supplied. The flow rate and the flow rate of the external fluid V supplied to the intermediate chamber 40 can be adjusted separately.

また、シールリング７Ａ，７Ｂあるいはメイティングリング８の少なくとも一方の部材を特殊転換法によるＳｉＣとして潤滑性と耐摩耗性を持たせておくことにより、長期間の運転での摺動部Ｓ１，Ｓ２の摺動部状態の変化を防止している。 Further, at least one member of the seal rings 7A, 7B or the mating ring 8 is made of SiC by a special conversion method so as to have lubricity and wear resistance, so that the sliding portions S1, S2 in a long-term operation can be obtained. The change of the sliding part state is prevented.

また、スタフィングボックス９内に冷却ジャケット１１を設け、回転軸３外周と冷却ジャケット１１内周との隙間を極小に絞り、この隙間に介在するシール流体の体積を極小にすることで、冷却ジャケット１１による冷却効果を最大化することができる。更に、冷却ジャケット１１はスタフィングボックス９に対して着脱自在となっているため、清掃が容易である。 Also, a cooling jacket 11 is provided in the stuffing box 9, the gap between the outer periphery of the rotating shaft 3 and the inner circumference of the cooling jacket 11 is minimized, and the volume of the sealing fluid interposed in the gap is minimized, thereby reducing the cooling jacket. The cooling effect by 11 can be maximized. Further, since the cooling jacket 11 is detachable from the stuffing box 9, cleaning is easy.

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and modifications and additions within the scope of the present invention are included in the present invention. It is.

また、前記実施例においてエクスターナル流体Ｖは、排出路４３から排出される構成であるが、これに限らず、例えば排出路４３をリザーバ５０に接続し、エクスターナル流体Ｖを循環させてもよい。この場合、リザーバ５０またはリザーバ５０の近傍に、排出されて貯留されたエクスターナル流体Ｖを冷やす熱交換器等を設置する態様とすることや、自然に外気により排熱される態様とすることが好ましい。 In the embodiment, the external fluid V is discharged from the discharge passage 43. However, the present invention is not limited to this. For example, the external fluid V may be circulated by connecting the discharge passage 43 to the reservoir 50. In this case, it is preferable to install a heat exchanger or the like that cools the external fluid V that has been discharged and stored in the vicinity of the reservoir 50 or the reservoir 50, or a mode in which heat is naturally exhausted by the outside air.

上記実施例においては、メイティングリング８の左右両側に２つのシールリング７Ａ、７Ｂを配置することで、２つの摺動部Ｓ１，Ｓ２を形成するダブル形メカニカルシールであったが、この態様に限られず、いずれか一方の摺動部のみを形成する構成であっても構わない。 In the above embodiment, the two seal rings 7A and 7B are arranged on the left and right sides of the mating ring 8 to form the double-type mechanical seal that forms the two sliding portions S1 and S2. The configuration is not limited, and only one of the sliding portions may be formed.

１メカニカルシール
２ハウジング（ケーシング）
３回転軸
３ａ回転軸外周面
５シールカバー（ケーシング）
７Ａ，７Ｂシールリング
７ａ摺動シール面
８メイティングリング
８ａ摺動シール面
９スタフィングボックス
１０軸嵌装孔
１１冷却ジャケット
１２被密封流体
１６Ａ，１６Ｂエクスターナル孔（冷却通路）
１７連通路（冷却通路）
２０カラー
２８冷却水給水路（冷却通路）
２９冷却水排水路（冷却通路）
３０冷却水収容空間
３３フィン
４０中間室
４１冷却通路
４２接続路（冷却通路）
４３排出路（冷却通路）
４４流量調整手段
４５流量調整手段
５０リザーバ
Ｓ摺動部
Ｖエクスターナル流体
Ｐポンプ 1 Mechanical seal 2 Housing (casing)
3 Rotating shaft 3a Rotating shaft outer peripheral surface 5 Seal cover (casing)
7A, 7B Seal ring 7a Sliding seal surface 8 Mating ring 8a Sliding seal surface 9 Staffing box 10 Shaft fitting hole 11 Cooling jacket 12 Sealed fluid 16A, 16B External hole (cooling passage)
17 Communication passage (cooling passage)
20 Color 28 Cooling water supply channel (cooling passage)
29 Cooling water drainage channel (cooling passage)
30 Cooling water accommodation space 33 Fin 40 Intermediate chamber 41 Cooling passage 42 Connection passage (cooling passage)
43 Discharge path (cooling path)
44 Flow rate adjusting means 45 Flow rate adjusting means 50 Reservoir S Sliding part V External fluid P Pump

Claims

回転軸と、
前記回転軸が挿通されるケーシングと、
前記回転軸と前記ケーシングとの間に設けられた環状の冷却ジャケットと、
前記冷却ジャケットよりも機外側において、前記ケーシングと前記回転軸との間に設けられ被密封流体を軸封するメカニカルシールと、
前記メカニカルシールの外周側と前記ケーシングの内周側との間に形成される冷却室と、
冷却液を送り出すポンプと、
前記ポンプ、前記冷却室及び前記冷却ジャケットが直列接続され、前記冷却液を供給する冷却通路と
を備えたことを特徴とするメカニカルシールシステム。 A rotation axis;
A casing through which the rotating shaft is inserted;
An annular cooling jacket provided between the rotating shaft and the casing;
A mechanical seal that is provided between the casing and the rotating shaft and seals the fluid to be sealed outside the cooling jacket.
A cooling chamber formed between the outer peripheral side of the mechanical seal and the inner peripheral side of the casing;
A pump that pumps out the coolant;
A mechanical seal system comprising: the pump, the cooling chamber, and the cooling jacket connected in series, and a cooling passage for supplying the cooling liquid.

前記メカニカルシールは、前記冷却室の冷却液に対してバランス形であることを特徴とする請求項１に記載のメカニカルシールシステム。 The mechanical seal system according to claim 1, wherein the mechanical seal is balanced with respect to the coolant in the cooling chamber.

前記メカニカルシールは、２つの静止環に１つの回転環が挟まれたダブル形であることを特徴とする請求項１または２に記載のメカニカルシールシステム。 The mechanical seal system according to claim 1 or 2, wherein the mechanical seal has a double shape in which one rotating ring is sandwiched between two stationary rings.

前記冷却通路は、前記ポンプ、前記冷却室、前記冷却ジャケットの順に接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のメカニカルシールシステム。 The mechanical seal system according to any one of claims 1 to 3, wherein the cooling passage is connected in the order of the pump, the cooling chamber, and the cooling jacket.

前記冷却通路は、前記冷却液を貯留するリザーバに接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のメカニカルシールシステム。 The mechanical seal system according to any one of claims 1 to 4, wherein the cooling passage is connected to a reservoir for storing the cooling liquid.