JP4537558B2

JP4537558B2 - Shaft seal device

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Publication number: JP4537558B2
Application number: JP2000286408A
Authority: JP
Inventors: 真己内山
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2020-09-21
Also published as: JP2002098237A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば火力発電所のボイラー給水ポンプやボイラー循環ポンプに使用される軸封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
火力発電所のボイラー給水ポンプやボイラー循環ポンプに使用される軸封装置としては、従来、例えば図５に示されるようなものが使用されている。
【０００３】
図５に示される従来の技術による軸封装置は、接触式のメカニカルシールとしての形態を備えており、ポンプ内のインペラ（図示省略）を駆動させる回転軸６側にスリーブ４を介してこの回転軸６と一体的に回転可能な状態に設けられた回転側密封要素１と、ポンプのハウジング７側に非回転状態かつ軸方向移動可能な状態で設けられた静止側密封要素２が、この静止側密封要素２を軸方向に付勢するスプリング３によって、互いの対向端面同士で密接摺動するようになっている。すなわち、この接触式メカニカルシールＭは、回転側密封要素１と静止側密封要素２の互いの摺動部Ｓにおいて、機内（ポンプ内）の高温・高圧の液体が回転軸６の外周から機外へ流出するのを防止するものである。
【０００４】
ところが、この種の接触式メカニカルシールＭは、ボイラー給水ポンプやボイラー循環ポンプの軸封手段として使用された場合、密封対象液が高圧の熱水等であるため、圧力による構成部品の変形を来したり、また、摺動部Ｓにおいて発生する熱や、高温の密封対象液によって、構成部品が熱変形や材質の劣化を来し、密封性能が不安定になるおそれがある。そこで従来は、機内から流入してメカニカルシールＭの外周側の空間に充満している密封対象液の一部が、スリーブ４に形成されて回転軸６と一体的に回転するパーシャルインペラ５によって、ハウジング７の冷却液流出口７ａから配管８ａを介して冷却器８に送られ、ここで冷却されてから、配管８ｂ及びハウジング７の冷却液流入口７ｂを介して前記空間へ還流され、このような密封対象液の循環によって、メカニカルシールＭが冷却されるように構成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術によれば、冷却器８により冷却した密封対象液の循環によって、熱によるメカニカルシールＭの負荷は軽減されるが、密封対象液の圧力と摺動部Ｓにおける摺動速度（周速）による負荷は軽減できないため、摺動部Ｓの摩耗が大きく、このため良好な密封性能を維持できる期間が短いという問題が指摘される。
【０００６】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたもので、その主な技術的課題とするところは、高温・高圧・高周速といった高負荷の条件でも優れた軸封性能を長期間にわたって維持し得る軸封装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。
すなわち請求項１の発明に係る軸封装置は、ハウジングとその内周に挿通された回転軸との間の軸周空間に、軸方向に二段のシールを配置し、前記二段のシールのうち、機内側の一次シールは回転側密封要素と静止側密封要素が動圧により互いに非接触状態になる非接触式メカニカルシール構造であり、機外側の二次シールは回転側密封要素と静止側密封要素が互いに密接摺動される接触式メカニカルシール構造である軸封装置において、前記一次シールの機内側に、外部から冷却媒体が供給される冷却ジャケットが配置され、前記二次シールは、該二次シールの回転側に設けられたパーシャルインペラによってその摺動部外周空間に充満する密封対象液を冷却器及び冷却液タンクを経由して再び前記二次シールの外周空間に還流して、前記一次シールの回転側密封要素と静止側密封要素との非接触シール部を通過した密封対象液の気化ガスを復液させる自己循環冷却装置を備え、さらに前記冷却液タンクからオーバーフローすることによる前記一次シールからの漏洩量に相当する液量の漏液を回収する漏液回収部を備える、ことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る軸封装置の好適な実施の形態を図１乃至図４を参照しながら説明する。まず図１は、ボイラー給水ポンプ又はボイラー循環ポンプ等の軸封部を軸心Ｏを通る平面で切断した半断面で表す装置全体の構成説明図であり、この図１において、参照符号１０は、例えば火力発電所のボイラー給水ポンプやボイラー循環ポンプにおける軸封部のハウジングで、図中左側が機内のポンプ室側、図中右側が機外側である。
【００１２】
ハウジング１０は、金属からなる複数の環状の分割体１１〜１３がボルト・ナット１４で軸方向に連結されたもので、その内周には、図示されていない機内（ポンプ室内）のインペラを回転駆動させる回転軸２０が、その軸心Ｏの周りに回転可能な状態で挿通されている。ハウジング１０の各分割体１１〜１３間はＯリング１５，１６で密封されている。
【００１３】
回転軸２０の外周面には金属製のスリーブ２１が装着されており、その機内側の端部が、キー２２により回転軸２０に対して回り止めされており、機外側の端部が、カラー２３及びこのカラー２３に回転軸２０とスリーブ２１の双方へ向けてねじ込まれるセットスクリュ２４，２５を介して固定されている。また、回転軸２０とスリーブ２１との間はＯリング２６で密封されている。
【００１４】
ハウジング１０と回転軸２０との間の軸周空間には、軸方向に二段のシール３０，４０、すなわち機内側の一次シール３０と、機外側の二次シール４０が配置されている。また、二次シール４０の更に機外側には、外部シール５０が配置されている。一次シール３０の機内側には、冷却ジャケット６０が配置されており、二次シール４０はその外周に充満する密封対象液を循環させる自己循環冷却装置７０を備えている。
【００１５】
一次シール３０は、回転側密封要素３１と静止側密封要素３２間のシール部が動圧により互いに非接触状態になる非接触式メカニカルシールとしての構造を備え、二次シール４０は、回転側密封要素４１と静止側密封要素４２のシール部が互いに密接摺動される接触式メカニカルシールとしての構造を備える。
【００１６】
図２は、図１における一次シール３０を拡大して示す部分断面図である。すなわち機内側の一次シール３０は、図２に示されるように、回転側密封要素３１が、回転軸２０のスリーブ２１における機内側の端部に形成されたフランジ部２１ａに背面を支持されると共に、外周がこのフランジ部２１ａに係合部３１ｂを介して周方向に係合した状態で装着されている。一方、静止側密封要素３２が、ハウジング１０における分割体１２の内周に形成された環状の収容凹部１２ａに、外周の係合部３２ｂにおいて回り止めされると共に軸方向移動可能な状態で配置され、背面をコンプレッションリング３３を介してコイルスプリング３４で軸方向に押圧されることにより、回転側密封要素３１側へ向けて付勢されている。
【００１７】
回転側密封要素３１及び静止側密封要素３２は、例えばＳｉＣ等の硬質材料で環状に形成されたものである。回転側密封要素３１の背面とスリーブ２１のフランジ部２１ａとの間は、Ｏリング３５で密封されており、静止側密封要素３２とハウジング１０（分割体１２）との間は、コンプレッションリング３３に設けられて分割体１２の内周筒状部１２ｂの外周面と摺接されるＯリング３６によって密封されている。
【００１８】
図３は、一次シール３０における回転側密封要素３１の部分的な斜視図である。この図３に示されるように、回転側密封要素３１における非接触シール面となる端面３１ａには、周方向に対して互いに対称な略Ｌ字型の屈曲形状を呈する動圧発生溝３１１，３１２が、周方向交互に形成されている。この動圧発生溝３１１，３１２は、外周面から半径方向へ延びる部分３１１ａ，３１２ａと更に周方向へ延びる部分３１１ｂ，３１２ｂからなり、周方向へ延びる部分３１１ｂ，３１２ｂは、その溝底が、半径方向へ延びる部分３１１ａ，３１２ａと反対側の端部へ向けて漸次浅くなる傾斜面をなしている。
【００１９】
なお、図３では動圧発生溝３１１，３１２が誇張して表現されているが、実際の溝深さは、μｍ単位の微細加工によって微小深さに形成されている。
【００２０】
上述の構成を備える一次シール３０は、回転側密封要素３１が回転軸２０と共に回転すると、その端面３１ａの動圧発生溝３１１，３１２によって、静止側密封要素３２の端面３２ａとの間に介在する流体（密封対象液）に、動圧が発生する。詳しくは、動圧発生溝３１１，３１２は、その周方向へ延びる部分３１１ｂ，３１２ｂの溝底が、端部へ向けて漸次浅くなる傾斜面をなすため、ここに入り込んだ密封対象液が静止側密封要素３２の端面３２ａとの間で相対移動に伴い圧縮され、スラスト方向の軸受力となる顕著な動圧を発生する。
【００２１】
そしてこの動圧によって、静止側密封要素３２は、コイルスプリング３４による回転側密封要素３１への押し付け力に抗して回転側密封要素３１の端面３１ａから僅かに離れるので、回転側密封要素３１と静止側密封要素３２は、その端面３１ａ，３２ａ間に微小な隙間が形成され、この隙間において、機内空間の密封対象液に対して、僅かな漏洩を許容しながら軸封機能を奏するものである。
【００２２】
図４は、図１における二次シール４０を拡大して示す部分断面図である。すなわち機外側の二次シール４０は、図４に示されるように、回転側密封要素４１が、回転軸２０のスリーブ２１に外挿されると共にセットスクリュ４３１によって固定されたカラー４３に支持され、このカラー４３に係合ピン４３２を介して周方向に係合している。一方、静止側密封要素４２は、ハウジング１０における分割体１３の内周に嵌着されノックピン１３１で回り止めされた環状の金属ケース４６の環状凹部に、軸方向移動可能な状態で配置されると共に、ノックピン４６１と係合切欠４２ｂとの係合によって回り止めされ、背面を、金属ケース４６に配置されたコイルスプリング４９によって軸方向に押圧されている。
【００２３】
回転側密封要素４１は、例えばＳｉＣ等の硬質材料で環状に形成されたものであり、静止側密封要素４２は、例えば硬質カーボン等の材料で環状に形成されたものである。スリーブ２１とカラー４３との間はＯリング４４で密封され、カラー４３と回転側密封要素４１との間はＯリング４５で密封されている。また、ハウジング１０における分割体１３と金属ケース４６との間はＯリング４７で密封され、金属ケース４６と静止側密封要素４２との間は、Ｏリング４８によって密封されている。
【００２４】
したがって、上述の構成を備える二次シール４０は、回転軸２０と共に回転する回転側密封要素４１の端面４１ａに、静止側密封要素４２の端面４２ａが、コイルスプリング４９の付勢力によって、適切な面圧をもって密封的に摺接し、その外周側の空間（以下、摺動部外周空間という）４０Ａに存在する密封対象液に対して、軸封機能を奏するものである。
【００２５】
図１に示された外部シール５０は、例えば従来公知の構造を備えるセグメントシールあるいはフローティングリングシールからなり、二次シール４０からの漏液が、更に機外へ漏洩するのを防止するものである。なお、この外部シール５０と、二次シール４０との間に位置して、ハウジング１０の分割体１３にはドレン孔１３２が開設されており、二次シール４０からの漏液は、このドレン孔１３２を介して回収されるようになっている。
【００２６】
冷却ジャケット６０は、軸方向両端に一対の外向き鍔部６０ａ，６０ｂを有し、この外向き鍔部６０ａ，６０ｂが、ハウジング１０における分割体１１の内周面に、Ｏリング６１，６２を介して嵌着されることにより、前記分割体１１との間に周方向に連続した冷却水導入空間６３を画成している。この冷却水導入空間６３には、分割体１１に開設された給水孔１１１及び排水孔（図示省略）を介して、ハウジング１０の外部に設置された冷却水供給装置（図示省略）から、冷却媒体としての冷却水が循環供給されるようになっている。また、冷却ジャケット６０の内周壁面６０ｃは、回転軸２０の外周面に狭い隙間Ｇを介して近接対向している。
【００２７】
自己循環冷却装置７０は、二次シール４０におけるカラー４３に取り付けられたパーシャルインペラ７１と、ハウジング１０の外部に設置された冷却器７２と、冷却液タンク７３とを備え、これらパーシャルインペラ７１、冷却器７２及び冷却液タンク７３と、ハウジング１０の分割体１３の内周における二次シール４０の摺動部外周空間４０Ａを経由する循環経路が構成されている。冷却器７２としては、例えば空冷式のものが採用される。前記循環経路には、冷却液タンク７３の液面レベルｈまで、密封対象液と同一液体からなる冷却液（バリア液）が充満しており、すなわち冷却液タンク７３には、冷却液が液面レベルｈで貯留されている。
【００２８】
パーシャルインペラ７１には、二次シール４０の静止側密封要素４２側を向いた側面から外周面にかけて延びる回転羽根７１ａが形成されており、図４に示されるように、このパーシャルインペラ７１は、カラー４３及び回転側密封要素４１の外周を覆うように配置されると共に、カラー４３にボルト４３３で固定されている。一方、ハウジング１０における分割体１３には、パーシャルインペラ７１の回転羽根７１ａの外周側の位置に開口した冷却液排出孔１３３と、二次シール４０における静止側密封要素４２を保持している金属ケース４６の外周面との嵌合位置に開口した冷却液供給孔１３４が開設されており、金属ケース４６の外周筒状部４６２には、静止側密封要素４２の収容部と冷却液供給孔１３４とを連通する連通孔４６２ａが開設されている。
【００２９】
ハウジング１０の分割体１３に開設された冷却液排出孔１３３の外端と、ハウジング１０の外部に配置された冷却器７２の冷却液流入口７２ａとの間には、配管７４が接続され、冷却器７２の冷却液流出口７２ｂと、ハウジング１０の外部に配置された冷却液タンク７３の上部流入口７３ａとの間には配管７５が接続され、冷却液タンク７３の下部流出口７３ｂと、ハウジング１０の分割体１３に開設された冷却液供給孔１３４の外端との間には配管７６が接続されている。
【００３０】
パーシャルインペラ７１は、回転軸２０と一体的に回転して、回転羽根７１ａ間に存在する密封対象液（冷却液）を遠心力によって外周側へ送り出すと共に、この回転羽根７１ａにおける静止側密封要素４２側から密封対象液（冷却液）を吸入するといったポンプ力を発生する。したがって、二次シール４０の摺動部外周空間４０Ａに充満する密封対象液（冷却液）は、パーシャルインペラ７１の回転によって、ハウジング１０の冷却液排出孔１３３、配管７４、冷却器７２、配管７５、冷却液タンク７３、配管７６、ハウジング１０の冷却液供給孔１３４及び金属ケース４６の連通孔４６２ａを経由して、静止側密封要素４２の外周隙間から、摺動部外周空間４０Ａへ還流されるといった循環が行われる。
【００３１】
自己循環冷却装置７０における冷却液タンク７３には、その側壁の所定高さにオーバーフロー管８１が開口８１ａしており、このオーバーフロー管８１は、開口８１ａより低位置にある回収タンク８２へ延び、これによって漏液回収部８０を構成している。この漏液回収部８０は、冷却液タンク７３内の冷却液を、その液面レベルｈが開口８１ａの高さを超えた分だけ流出させるものである。
【００３２】
上述の構成を備える軸封装置は、先に説明したように、ボイラー給水ポンプあるいはボイラー循環ポンプにおける軸封部に装着されており、したがって、機内のポンプ室における熱水を密封対象とするものである。
【００３３】
機内のポンプ室に存在する高温の密封対象液の一部は、一次シール３０における回転側密封要素３１と静止側密封要素３２によるシール部の外周空間３０Ａに侵入するが、その過程で、冷却ジャケット６０と回転軸２０との間の狭い隙間Ｇを通る際に、冷却ジャケット６０の冷却水導入空間６３を流れる冷却水と熱交換が行われるので、一次シール３０の外周空間３０Ａは冷却ジャケット６０の機内側よりも適度に低温となっている。
【００３４】
また、一次シール３０は非接触式メカニカルシールとしての構造を有するものであり、すなわち回転側密封要素３１が、その端面３１ａに形成された動圧発生溝３１１，３１２に発生する動圧によって、静止側密封要素３２に対して微小隙間をもって回転するので、摺動発熱もなく、一次シール３０の各構成部品は、熱による変形や材質の劣化を来すことがない。
【００３５】
更に、一次シール３０における回転側密封要素３１と静止側密封要素３２は非接触であるため、機内側の密封対象液の圧力による負荷も作用せず、摺動によるシール部の摩耗も殆ど生じないため、安定した軸封機能を奏する。
【００３６】
上述のように、一次シール３０における回転側密封要素３１と静止側密封要素３２は、非接触のシール部を構成するものであるため、その外周空間３０Ａに存在する密封対象液は、前記非接触シール部を、気化しながら二次シール４０側へ僅かずつ漏洩するが、一次シール３０と二次シール４０との間は、自己循環冷却装置７０によって循環される冷却液（密封対象液）が充満しているため、この冷却液に混入した漏洩ガスは、冷却及び圧力によって凝縮され、液化される。一方、二次シール４０は、接触式メカニカルシール構造であり、すなわち回転側密封要素４１の端面４１ａと静止側密封要素４２の端面４２ａが、適切な面圧で密封的に摺接するシール部を構成するものであるため、前記一次シール３０と二次シール４０との間に充満する冷却液（密封対象液）が機外側へ漏洩するのをほぼ完全に遮断することができる。
【００３７】
二次シール４０は、上述のように接触式メカニカルシールであるため、回転側密封要素４１と静止側密封要素４２のシール部が、摺動によって発熱するが、この熱は、自己循環冷却装置７０によって摺動部外周空間４０Ａを経由して流れる冷却液、すなわち冷却された密封対象液によって除去される。したがって、二次シール４０の各構成部品は、熱による変形や材質の劣化を来すことがなく、安定した軸封機能を奏する。そして、二次シール４０からの摺動熱を受けて昇温した冷却液は、パーシャルインペラ７１によってハウジング１０の冷却液排出孔１３３から冷却器７２へ送られ、ここで空冷により放熱して低温になり、冷却液タンク７３を経由して再び二次シール４０の摺動部外周空間４０Ａに還流し、二次シール４０の冷却に供される。
【００３８】
一方、機内の密封対象液は、一次シール３０側へ侵入する過程で冷却ジャケット６０により冷却されると共に、一次シール３０の非接触シール部を二次シール４０側へ漏洩する過程で減圧され、上述した自己循環冷却装置７０により循環される冷却液に混入することになる。ここで、自己循環冷却装置７０により循環される冷却液の水頭は、冷却液タンク７３におけるオーバーフロー管８１によって高さｈに規定されており、この漏液の混入による冷却液の増量分、すなわち一次シール３０からの漏洩量に相当する分だけ、オーバーフロー管８１から冷却液がオーバーフローし、漏液として回収タンク８２に回収される。このため、二次シール４０に作用する圧力は前記水頭によって常に一定であり、その回転側密封要素４１と静止側密封要素４２の摺動シール部が過大な圧力負荷を受けることがないので、摺動部の摩耗も有効に抑えられる。
【００３９】
また、先に説明したように、一次シール３０における回転側密封要素３１と静止側密封要素３２との間の非接触シール部を二次シール４０側へ僅かずつ通過する密封対象液は、気化してガスとなるので、自己循環冷却装置７０を設けない場合は、このガスの回収が困難である。しかしながら、本発明によれば、自己循環冷却装置７０によって摺動部外周空間４０Ａを経由して流れる冷却液（密封対象液）は、前記非接触シール部を通過した密封対象液の気化ガスを復液させる作用を有するため、上述のように、漏洩ガスの復液による冷却液の増量分をオーバーフローさせて、漏液として回収タンク８２に回収することができるのである。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る軸封装置によれば、機内側の一次シールとして、回転側密封要素と静止側密封要素が動圧により互いに非接触状態で軸封を行う非接触式メカニカルシールを採用したため、機内の密封対象液が高圧であっても、その圧力による負荷が一次シールの回転側密封要素と静止側密封要素によるシール部に作用せず、摩耗も生じないので、この一次シールは、長期間にわたって安定した軸封機能を奏することができる。そして、機外側の二次シールには、回転側密封要素と静止側密封要素が互いに密接摺動される接触式メカニカルシールを採用することによって、二次シールからの漏液を完全にシールすることができる。
【００４１】
また、二次シールの摺動による熱や、密封対象液の有する熱は、二次シールの外周空間と外部の冷却器との間で密封対象液からなる冷却液を循環させる循環冷却装置によって除去されるので、二次シールは熱による負荷や変形を受けることがない。しかも、前記循環冷却装置には一次シールからの漏洩量に相当する液量を回収する漏液回収部を設けることによって、二次シールに作用する圧力が常に一定となるので、過大な圧力による摺動負荷を防止することができる。このため、二次シールは、摺動シール部の摩耗が抑えられ、長期にわたって安定した軸封性能を奏することができると共に、摺動シール部の発熱も抑えられるので、循環冷却装置における冷却器の容量を小さくすることができる。
【００４２】
また、一次シールにおける回転側密封要素と静止側密封要素との間の非接触シール部を僅かずつ通過する密封対象液が気化しても、このガスは、一次シールと二次シールの間に存在する冷却液によって復液されるため、漏洩ガスの復液による冷却液の増量分を、漏液として漏液回収部に回収することができる。
【００４３】
また、一次シールの機内側に外部から冷却媒体が供給される冷却ジャケットを設けることによって、機内から一次シールの外周に達する密封対象液の雰囲気温度を低下することができるので、一次シールへの熱による負荷、ひいては二次シールへの熱負荷を軽減することができる。
【００４４】
また、循環冷却装置が二次シールにおける回転側に設けられたパーシャルインペラにより冷却液としての密封対象液を冷却器へ送り出すものであるため、外部に、冷却液循環のための動力源を設ける必要がない。
【００４５】
更にまた、漏液回収部が循環冷却装置に設けられた冷却液タンクからのオーバーフロー液を回収するものであるため、これによって、二次シールの外周に存在する密封対象液の水頭が一定となり、二次シールの摺動シール部に作用する圧力が一定となるので、過大な圧力による負荷を防止することができ、その結果、摺動発熱も抑えられて、循環冷却装置における冷却器の容量を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係る軸封装置全体を、ボイラー給水ポンプ又はボイラー循環ポンプ等の軸封部を軸心を通る平面で切断した半断面で表す構成説明図である。
【図２】図１に示される軸封装置における一次シールを拡大して示す部分的な断面図である。
【図３】一次シールにおける回転側密封要素の部分的な斜視図である。
【図４】図１に示される軸封装置における二次シールを拡大して示す部分的な断面図である。
【図５】従来の技術に係る軸封装置全体を、ボイラー給水ポンプ又はボイラー循環ポンプ等の軸封部を軸心を通る平面で切断した半断面で表す構成説明図である。
【符号の説明】
１０ハウジング
１１〜１３分割体
１１１給水孔
１３１ノックピン
１３２ドレン孔
１３３冷却液排出孔
１３４冷却液供給孔
１４ボルト・ナット
１５，１６，２６，３５，３６，４４，４５，４７，４８，６１，６２Ｏリング
２０回転軸
２１スリーブ
３０一次シール
３１，４１回転側密封要素
３２，４２静止側密封要素
３３コンプレッションリング
３４，４９コイルスプリング
４０二次シール
４３カラー
４３１セットスクリュ
４３２係合ピン
４３３ボルト
４６金属ケース
４６１ノックピン
４６２外周筒状部
４６２ａ連通孔
５０外部シール
６０冷却ジャケット
６０ａ，６０ｂ外向き鍔部
６０ｃ内周壁面
７０自己循環冷却装置
７１パーシャルインペラ
７１ａ回転羽根
７２冷却器
７３冷却液タンク
７４〜７６配管
８０漏液回収部
８１オーバーフロー管
８１ａ開口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shaft seal device used for, for example, a boiler feed water pump and a boiler circulation pump of a thermal power plant.
[0002]
[Prior art]
As a shaft seal device used for a boiler feed water pump or a boiler circulation pump of a thermal power plant, for example, a shaft seal device as shown in FIG. 5 is conventionally used.
[0003]
The shaft seal device according to the prior art shown in FIG. 5 has a form as a contact-type mechanical seal, and this rotation is carried out via a sleeve 4 on the rotary shaft 6 side for driving an impeller (not shown) in the pump. A rotating side sealing element 1 provided in a state of being rotatable integrally with the shaft 6 and a stationary side sealing element 2 provided in a state of being non-rotatable and axially movable on the housing 7 side of the pump. The springs 3 that urge the side sealing elements 2 in the axial direction slide in close contact with each other. That is, the contact-type mechanical seal M is configured such that high-temperature and high-pressure liquid in the machine (in the pump) is discharged from the outer periphery of the rotary shaft 6 to the outside of the sliding part S of the rotary side sealing element 1 and the stationary side sealing element 2. It is intended to prevent leakage to
[0004]
However, when this type of contact mechanical seal M is used as a shaft sealing means for a boiler feed pump or a boiler circulation pump, the liquid to be sealed is high-pressure hot water or the like, so that deformation of components due to pressure occurs. In addition, the heat generated in the sliding portion S and the high-temperature liquid to be sealed may cause the components to undergo thermal deformation or deterioration of the material, resulting in unstable sealing performance. Therefore, conventionally, a partial impeller 5 that is formed in the sleeve 4 and rotates integrally with the rotary shaft 6 is formed by a part of the liquid to be sealed flowing in from the inside of the machine and filling the outer space of the mechanical seal M. It is sent from the coolant outlet 7a of the housing 7 to the cooler 8 via the pipe 8a, cooled here, and then refluxed to the space via the pipe 8b and the coolant inlet 7b of the housing 7, in this way. The mechanical seal M is configured to be cooled by the circulation of the liquid to be sealed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional technology, the circulation of the liquid to be sealed cooled by the cooler 8 reduces the load on the mechanical seal M due to heat, but the pressure of the liquid to be sealed and the sliding speed at the sliding portion S ( Since the load due to the (circumferential speed) cannot be reduced, the wear of the sliding portion S is large, and thus a problem is pointed out that the period during which good sealing performance can be maintained is short.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and its main technical problem is that it has excellent shaft sealing performance over a long period of time even under high load conditions such as high temperature, high pressure, and high peripheral speed. The object is to provide a shaft seal device that can be maintained.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The technical problem described above can be effectively solved by the present invention.
That shaft sealing apparatus according to a first aspect of the invention, the shaft circumferential space between the rotating shaft inserted through the peripheral housing and of which the sealing of the two-stage arranged in the axial direction, of the seal of the two-stage of primary seal inboard side Ri contactless mechanical seal structure der the stationary seal element and the rotary side sealing element is not in contact with each other by the dynamic pressure, outboard of the secondary seal and the rotary side sealing element stationary In a shaft seal device having a contact mechanical seal structure in which side sealing elements are slid in close contact with each other, a cooling jacket to which a cooling medium is supplied from the outside is disposed inside the primary seal , and the secondary seal is The liquid to be sealed that fills the outer peripheral space of the sliding portion by the partial impeller provided on the rotating side of the secondary seal is returned to the outer peripheral space of the secondary seal again via the cooler and the coolant tank, Said Comprising a closed-loop cooling system for Fukueki the vaporized gas sealed liquid that has passed through the non-contact seal portion of the rotation-side sealing element of the next sealing and stationary seal element, said primary by further overflows from the coolant tank comprising a leakage recovery unit for recovering the leakage of the corresponding liquid volume to the amount of leakage from the seal, it is characterized in.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of a shaft seal device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. First, FIG. 1 is a configuration explanatory view of the entire apparatus represented by a half cross section obtained by cutting a shaft seal portion of a boiler feed water pump or a boiler circulation pump by a plane passing through an axis O. In FIG. For example, a shaft seal housing in a boiler feed water pump or boiler circulation pump of a thermal power plant, the left side in the figure is the pump chamber side in the machine, and the right side in the figure is the outside of the machine.
[0012]
The housing 10 is formed by connecting a plurality of annular divided bodies 11 to 13 made of metal in the axial direction with bolts and nuts 14, and an inner impeller (not shown) is rotated around the inner periphery thereof. A rotating shaft 20 to be driven is inserted around the axis O in a rotatable state. The divided parts 11 to 13 of the housing 10 are sealed with O-rings 15 and 16.
[0013]
A metal sleeve 21 is mounted on the outer peripheral surface of the rotary shaft 20, and an end portion on the inner side of the rotary shaft 20 is prevented from rotating with respect to the rotary shaft 20 by a key 22. 23 and the collar 23 are fixed via set screws 24 and 25 which are screwed into both the rotary shaft 20 and the sleeve 21. Further, the rotary shaft 20 and the sleeve 21 are sealed with an O-ring 26.
[0014]
In the axial space between the housing 10 and the rotary shaft 20, two-stage seals 30, 40, that is, a primary seal 30 inside the machine and a secondary seal 40 outside the machine are arranged in the axial direction. In addition, an external seal 50 is disposed on the outer side of the secondary seal 40. A cooling jacket 60 is disposed inside the machine interior of the primary seal 30, and the secondary seal 40 includes a self-circulating cooling device 70 that circulates the liquid to be sealed that fills the outer periphery thereof.
[0015]
The primary seal 30 includes a structure as a non-contact mechanical seal in which a seal portion between the rotary side sealing element 31 and the stationary side sealing element 32 is in a non-contact state with each other by dynamic pressure, and the secondary seal 40 is a rotary side seal. A structure as a contact-type mechanical seal in which the seal portions of the element 41 and the stationary-side sealing element 42 are intimately slid together is provided.
[0016]
FIG. 2 is an enlarged partial sectional view showing the primary seal 30 in FIG. That is, as shown in FIG. 2, the primary seal 30 on the inner side of the machine has a rotating side sealing element 31 supported on the back surface by a flange portion 21 a formed at the inner side of the sleeve 21 of the rotary shaft 20. The outer periphery is attached to the flange portion 21a in a state of being engaged in the circumferential direction via the engaging portion 31b. On the other hand, the stationary-side sealing element 32 is disposed in an annular accommodating recess 12a formed on the inner periphery of the divided body 12 in the housing 10 so as to be prevented from rotating at the outer engaging portion 32b and axially movable. The back surface is pressed in the axial direction by the coil spring 34 through the compression ring 33, and is urged toward the rotation-side sealing element 31 side.
[0017]
The rotary side sealing element 31 and the stationary side sealing element 32 are formed in a ring shape with a hard material such as SiC, for example. The back surface of the rotation side sealing element 31 and the flange portion 21a of the sleeve 21 are sealed with an O-ring 35, and the compression ring 33 is provided between the stationary side sealing element 32 and the housing 10 (divided body 12). The O-ring 36 that is provided and is in sliding contact with the outer peripheral surface of the inner peripheral cylindrical portion 12 b of the divided body 12 is sealed.
[0018]
FIG. 3 is a partial perspective view of the rotation-side sealing element 31 in the primary seal 30. As shown in FIG. 3, the dynamic pressure generating grooves 311 and 312 exhibiting substantially L-shaped bent shapes that are symmetrical with respect to the circumferential direction are formed on the end surface 31 a serving as a non-contact sealing surface in the rotation-side sealing element 31. Are alternately formed in the circumferential direction. The dynamic pressure generating grooves 311 and 312 are composed of portions 311a and 312a extending in the radial direction from the outer peripheral surface and portions 311b and 312b extending in the circumferential direction. The portions 311b and 312b extending in the circumferential direction have a groove bottom having a radius. It forms an inclined surface that gradually becomes shallower toward the end opposite to the portions 311a and 312a extending in the direction.
[0019]
Although the dynamic pressure generating grooves 311 and 312 are exaggerated in FIG. 3, the actual groove depth is formed to a minute depth by fine processing in units of μm.
[0020]
The primary seal 30 having the above-described configuration is interposed between the end surface 32a of the stationary side sealing element 32 by the dynamic pressure generating grooves 311 and 312 of the end surface 31a when the rotating side sealing element 31 rotates together with the rotating shaft 20. Dynamic pressure is generated in the fluid (liquid to be sealed). Specifically, the dynamic pressure generating grooves 311 and 312 have inclined surfaces in which the groove bottoms of the portions 311b and 312b extending in the circumferential direction gradually become shallower toward the end, so that the liquid to be sealed enters the stationary side. It compresses with relative movement between end face 32a of sealing element 32, and generates remarkable dynamic pressure which serves as a bearing force of a thrust direction.
[0021]
Then, due to this dynamic pressure, the stationary side sealing element 32 is slightly separated from the end surface 31a of the rotation side sealing element 31 against the pressing force against the rotation side sealing element 31 by the coil spring 34. The stationary-side sealing element 32 has a minute gap formed between its end faces 31a, 32a, and in this gap, the shaft-sealing function is achieved while allowing slight leakage to the liquid to be sealed in the space inside the machine. .
[0022]
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the secondary seal 40 in FIG. 1 in an enlarged manner. That is, as shown in FIG. 4, the secondary seal 40 on the outside of the machine is supported by a collar 43 in which a rotary side sealing element 41 is extrapolated to the sleeve 21 of the rotary shaft 20 and fixed by a set screw 431. The collar 43 is engaged in the circumferential direction via an engagement pin 432. On the other hand, the stationary-side sealing element 42 is disposed in an annular recess of an annular metal case 46 that is fitted to the inner periphery of the divided body 13 in the housing 10 and is prevented from rotating by a knock pin 131 and is movable in the axial direction. The rotation is prevented by the engagement between the knock pin 461 and the engagement notch 42 b, and the back surface is pressed in the axial direction by the coil spring 49 disposed on the metal case 46.
[0023]
The rotation-side sealing element 41 is formed in an annular shape with a hard material such as SiC, for example. The stationary-side sealing element 42 is formed in an annular shape with a material such as hard carbon, for example. The sleeve 21 and the collar 43 are sealed with an O-ring 44, and the collar 43 and the rotary side sealing element 41 are sealed with an O-ring 45. Further, the divided body 13 and the metal case 46 in the housing 10 are sealed with an O-ring 47, and the metal case 46 and the stationary side sealing element 42 are sealed with an O-ring 48.
[0024]
Therefore, in the secondary seal 40 having the above-described configuration, the end surface 41a of the rotating side sealing element 41 that rotates together with the rotating shaft 20 is placed on the end surface 42a of the stationary side sealing element 42 by an urging force of the coil spring 49. It seals and slides with pressure and exerts a shaft sealing function on the liquid to be sealed that exists in the outer peripheral space (hereinafter referred to as sliding portion outer peripheral space) 40A.
[0025]
The external seal 50 shown in FIG. 1 is a segment seal or floating ring seal having a conventionally known structure, for example, and prevents leakage of liquid from the secondary seal 40 from leaking further outside the apparatus. . In addition, a drain hole 132 is formed in the divided body 13 of the housing 10 between the outer seal 50 and the secondary seal 40, and leakage from the secondary seal 40 is caused by this drain hole. It is designed to be collected via 132.
[0026]
The cooling jacket 60 has a pair of outward flanges 60 a and 60 b at both ends in the axial direction. The outward flanges 60 a and 60 b are provided with O-rings 61 and 62 on the inner peripheral surface of the divided body 11 in the housing 10. Thus, a cooling water introduction space 63 that is continuous with the divided body 11 in the circumferential direction is defined. A cooling medium is introduced into the cooling water introduction space 63 from a cooling water supply device (not shown) installed outside the housing 10 via a water supply hole 111 and a drain hole (not shown) provided in the divided body 11. The cooling water is circulated and supplied. Further, the inner peripheral wall surface 60 c of the cooling jacket 60 is in close proximity to the outer peripheral surface of the rotating shaft 20 via a narrow gap G.
[0027]
The self-circulating cooling device 70 includes a partial impeller 71 attached to the collar 43 in the secondary seal 40, a cooler 72 installed outside the housing 10, and a coolant tank 73, and the partial impeller 71, cooling A circulation path is formed that passes through the outer space 40 </ b> A of the sliding portion of the secondary seal 40 on the inner periphery of the container 72 and the coolant tank 73 and the divided body 13 of the housing 10. As the cooler 72, for example, an air-cooled type is adopted. The circulation path is filled with a cooling liquid (barrier liquid) composed of the same liquid as the liquid to be sealed up to the liquid level h of the cooling liquid tank 73. That is, the cooling liquid tank 73 is filled with the cooling liquid. Stored at level h.
[0028]
The partial impeller 71 is formed with a rotary blade 71a extending from the side surface of the secondary seal 40 facing the stationary sealing element 42 side to the outer peripheral surface. As shown in FIG. 43 and the rotation-side sealing element 41 are arranged so as to cover the outer periphery, and are fixed to the collar 43 with bolts 433. On the other hand, the divided body 13 in the housing 10 has a metal case that holds a coolant discharge hole 133 that is opened at a position on the outer peripheral side of the rotary blade 71 a of the partial impeller 71 and a stationary side sealing element 42 in the secondary seal 40. A cooling liquid supply hole 134 opened at a fitting position with the outer peripheral surface of 46 is opened, and the outer cylindrical portion 462 of the metal case 46 is provided with a housing portion of the stationary side sealing element 42 and the cooling liquid supply hole 134. A communication hole 462a is established for communicating with each other.
[0029]
A pipe 74 is connected between the outer end of the coolant discharge hole 133 provided in the divided body 13 of the housing 10 and the coolant inlet 72 a of the cooler 72 disposed outside the housing 10. A pipe 75 is connected between the coolant outlet 72b of the vessel 72 and the upper inlet 73a of the coolant tank 73 disposed outside the housing 10, and the lower outlet 73b of the coolant tank 73 and the housing A pipe 76 is connected to the outer end of the coolant supply hole 134 opened in the ten divided bodies 13.
[0030]
The partial impeller 71 rotates integrally with the rotary shaft 20 to send a liquid to be sealed (cooling liquid) existing between the rotary blades 71a to the outer peripheral side by centrifugal force, and the stationary side sealing element 42 in the rotary blade 71a. Pump force is generated such that the liquid to be sealed (coolant) is sucked from the side. Accordingly, the liquid to be sealed (coolant) filling the sliding portion outer peripheral space 40 </ b> A of the secondary seal 40 is cooled by the rotation of the partial impeller 71, the coolant discharge hole 133, the pipe 74, the cooler 72, and the pipe 75 of the housing 10. Then, the coolant is recirculated from the outer peripheral clearance of the stationary side sealing element 42 to the sliding portion outer peripheral space 40A via the coolant tank 73, the pipe 76, the coolant supply hole 134 of the housing 10, and the communication hole 462a of the metal case 46. Such a circulation is performed.
[0031]
An overflow pipe 81 has an opening 81a at a predetermined height of the side wall of the coolant tank 73 in the self-circulation cooling device 70. The overflow pipe 81 extends to a recovery tank 82 located at a position lower than the opening 81a. Constitutes the leakage recovery unit 80. The leakage recovery unit 80 allows the coolant in the coolant tank 73 to flow out by the amount that the liquid level h exceeds the height of the opening 81a.
[0032]
As described above, the shaft seal device having the above-described configuration is attached to the shaft seal portion of the boiler feed water pump or the boiler circulation pump, and is therefore intended to seal hot water in the pump chamber in the machine. is there.
[0033]
A part of the high-temperature liquid to be sealed existing in the pump chamber in the machine enters the outer peripheral space 30A of the seal portion by the rotating side sealing element 31 and the stationary side sealing element 32 in the primary seal 30. Since heat exchange is performed with the cooling water flowing through the cooling water introduction space 63 of the cooling jacket 60 when passing through the narrow gap G between the rotary shaft 20 and the rotary shaft 20, the outer peripheral space 30 </ b> A of the primary seal 30 is in the cooling jacket 60. The temperature is moderately lower than the inside of the aircraft.
[0034]
Further, the primary seal 30 has a structure as a non-contact mechanical seal, that is, the rotation-side sealing element 31 is stationary by the dynamic pressure generated in the dynamic pressure generating grooves 311 and 312 formed on the end surface 31a. Since it rotates with a minute gap with respect to the side sealing element 32, there is no sliding heat generation, and each component of the primary seal 30 does not cause deformation or deterioration of material due to heat.
[0035]
Further, since the rotary side sealing element 31 and the stationary side sealing element 32 in the primary seal 30 are not in contact with each other, the load due to the pressure of the liquid to be sealed inside the machine does not act, and the seal part is hardly worn by sliding. Therefore, a stable shaft sealing function is achieved.
[0036]
As described above, the rotation-side sealing element 31 and the stationary-side sealing element 32 in the primary seal 30 constitute a non-contact seal portion. Therefore, the liquid to be sealed existing in the outer circumferential space 30A is the non-contact Although the seal portion is gradually leaked to the secondary seal 40 side while vaporizing, the coolant (sealing target fluid) circulated by the self-circulating cooling device 70 is filled between the primary seal 30 and the secondary seal 40. Therefore, the leaked gas mixed in the cooling liquid is condensed and liquefied by cooling and pressure. On the other hand, the secondary seal 40 has a contact-type mechanical seal structure, that is, constitutes a seal portion in which the end surface 41a of the rotating side sealing element 41 and the end surface 42a of the stationary side sealing element 42 are in sliding contact with each other at an appropriate surface pressure. Therefore, it is possible to almost completely block the leakage of the cooling liquid (sealing target liquid) filled between the primary seal 30 and the secondary seal 40 to the outside of the machine.
[0037]
Since the secondary seal 40 is a contact-type mechanical seal as described above, the seal portions of the rotary side sealing element 41 and the stationary side sealing element 42 generate heat by sliding. This heat is generated by the self-circulating cooling device 70. Is removed by the cooling liquid flowing via the sliding portion outer peripheral space 40A, that is, the cooled sealing target liquid. Therefore, each component of the secondary seal 40 exhibits a stable shaft sealing function without causing deformation or deterioration of the material due to heat. Then, the coolant heated by the sliding heat from the secondary seal 40 is sent from the coolant discharge hole 133 of the housing 10 to the cooler 72 by the partial impeller 71, where it dissipates heat by air cooling to a low temperature. Thus, it returns to the sliding portion outer peripheral space 40A of the secondary seal 40 again through the coolant tank 73 and is used for cooling the secondary seal 40.
[0038]
On the other hand, the liquid to be sealed in the machine is cooled by the cooling jacket 60 in the process of entering the primary seal 30 side, and the pressure is reduced in the process of leaking the non-contact seal portion of the primary seal 30 to the secondary seal 40 side. It will be mixed in the coolant circulated by the self-circulating cooling device 70. Here, the head of the coolant circulated by the self-circulating cooling device 70 is defined at a height h by the overflow pipe 81 in the coolant tank 73. The coolant overflows from the overflow pipe 81 by an amount corresponding to the amount of leakage from the seal 30 and is collected in the recovery tank 82 as leaked liquid. For this reason, the pressure acting on the secondary seal 40 is always constant by the water head, and the sliding seal portion of the rotating side sealing element 41 and the stationary side sealing element 42 is not subjected to an excessive pressure load. The wear of moving parts is also effectively suppressed.
[0039]
Further, as described above, the liquid to be sealed that passes through the non-contact seal portion between the rotating side sealing element 31 and the stationary side sealing element 32 in the primary seal 30 little by little to the secondary seal 40 side is vaporized. Therefore, when the self-circulating cooling device 70 is not provided, it is difficult to recover this gas. However, according to the present invention, the cooling liquid (sealing target liquid) flowing through the sliding portion outer peripheral space 40A by the self-circulating cooling device 70 recovers the vaporized gas of the sealing target liquid that has passed through the non-contact seal portion. Since it has an action of causing the liquid to leak, as described above, the increased amount of the coolant due to the condensate of the leaked gas overflows and can be recovered in the recovery tank 82 as a leaked liquid.
[0040]
【The invention's effect】
According to the shaft seal device of the first aspect of the present invention, as the primary seal inside the machine, a non-contact mechanical seal is employed in which the rotary side sealing element and the stationary side sealing element seal the shaft in a non-contact state by dynamic pressure. Therefore, even if the liquid to be sealed in the machine is at a high pressure, the load due to the pressure does not act on the seal part by the rotary side sealing element and the stationary side sealing element of the primary seal, and wear does not occur. A stable shaft sealing function can be achieved over a long period of time. The secondary seal on the outside of the machine uses a contact-type mechanical seal in which the rotating side sealing element and the stationary side sealing element slide in close contact with each other, thereby completely sealing the leakage from the secondary seal. Can do.
[0041]
The heat generated by sliding the secondary seal and the heat of the liquid to be sealed are removed by a circulating cooling device that circulates the liquid made of the liquid to be sealed between the outer peripheral space of the secondary seal and the external cooler. Therefore, the secondary seal is not subjected to heat load or deformation. In addition, since the circulating cooling device is provided with a leakage recovery unit that recovers the amount of liquid corresponding to the leakage amount from the primary seal, the pressure acting on the secondary seal is always constant, so A dynamic load can be prevented. For this reason, the secondary seal suppresses the wear of the sliding seal portion, can provide stable shaft sealing performance over a long period of time, and also suppresses heat generation of the sliding seal portion. The capacity can be reduced.
[0042]
Even if the liquid to be sealed that passes through the non-contact seal part between the rotating side sealing element and the stationary side sealing element in the primary seal is vaporized, this gas exists between the primary seal and the secondary seal. Therefore, the increased amount of the coolant due to the recovery of the leaked gas can be collected in the leak recovery unit as a leak.
[0043]
Also, by providing a cooling jacket to which the cooling medium is supplied from the outside inside the primary seal machine, the ambient temperature of the liquid to be sealed that reaches the outer periphery of the primary seal from the machine can be lowered, so the heat to the primary seal It is possible to reduce the load caused by the above, and consequently the thermal load on the secondary seal.
[0044]
Also, since the circulating cooling device sends out the liquid to be sealed as the cooling liquid to the cooler by the partial impeller provided on the rotating side of the secondary seal, it is necessary to provide a power source for circulating the cooling liquid outside. There is no.
[0045]
Furthermore, since the liquid leakage recovery unit collects the overflow liquid from the cooling liquid tank provided in the circulating cooling device, the water head of the liquid to be sealed existing on the outer periphery of the secondary seal becomes constant, Since the pressure acting on the sliding seal part of the secondary seal is constant, it is possible to prevent a load due to excessive pressure. As a result, sliding heat generation is also suppressed, and the capacity of the cooler in the circulating cooling device is reduced. Can be small.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a whole shaft sealing device according to a preferred embodiment of the present invention in a half cross section obtained by cutting a shaft sealing portion of a boiler feed pump or a boiler circulation pump by a plane passing through an axis. .
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an enlarged primary seal in the shaft seal device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a partial perspective view of a rotary side sealing element in a primary seal.
4 is an enlarged partial sectional view showing a secondary seal in the shaft seal device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a structural explanatory view showing the entire shaft seal device according to the prior art in a half cross section obtained by cutting a shaft seal portion of a boiler feed water pump or a boiler circulation pump along a plane passing through the axis.
[Explanation of symbols]
10 Housing 11 to 13 Split body 111 Water supply hole 131 Knock pin 132 Drain hole 133 Coolant discharge hole 134 Coolant supply hole 14 Bolt / Nut 15, 16, 26, 35, 36, 44, 45, 47, 48, 61, 62 O-ring 20 Rotating shaft 21 Sleeve 30 Primary seal 31, 41 Rotating side sealing element 32, 42 Static side sealing element 33 Compression ring 34, 49 Coil spring 40 Secondary seal 43 Collar 431 Set screw 432 Engaging pin 433 Bolt 46 Metal case 461 Knock pin 462 Outer cylindrical part 462a Communication hole 50 External seal 60 Cooling jacket 60a, 60b Outward flange part 60c Inner peripheral wall surface 70 Self-circulating cooling device 71 Partial impeller 71a Rotary blade 72 Cooler 73 Coolant tanks 74 to 76 Piping 80 Leakage recovery 81 overflow pipe 81a opening

Claims

ハウジング（１０）とその内周に挿通された回転軸（２０）との間の軸周空間に、軸方向に二段のシール（３０，４０）を配置し、
前記二段のシール（３０，４０）のうち、機内側の一次シール（３０）は回転側密封要素（３１）と静止側密封要素（３２）が動圧により互いに非接触状態になる非接触式メカニカルシール構造であり、機外側の二次シール（４０）は回転側密封要素（４１）と静止側密封要素（４２）が互いに密接摺動される接触式メカニカルシール構造である軸封装置において、
前記一次シール（３０）の機内側に、外部から冷却媒体が供給される冷却ジャケット（６０）が配置され、
前記二次シール（４０）は、該二次シール（４０）の回転側に設けられたパーシャルインペラ（７１）によってその摺動部外周空間（４０Ａ）に充満する密封対象液を冷却器（７２）及び冷却液タンク（７３）を経由して再び前記二次シールの外周空間（４０Ａ）に還流して、前記一次シール（３０）の回転側密封要素（３１）と静止側密封要素（３２）との非接触シール部を通過した密封対象液の気化ガスを復液させる自己循環冷却装置（７０）を備え、
さらに前記冷却液タンク（７３）からオーバーフローすることによる前記一次シール（３０）からの漏洩量に相当する液量の漏液を回収する漏液回収部（８０）を備える、ことを特徴とする軸封装置。In the axial space between the housing (10) and the rotary shaft (20) inserted through the inner periphery thereof, a two-stage seal (30, 40) is arranged in the axial direction,
Of the two-stage seals (30, 40), the primary seal (30) inside the machine is a non-contact type in which the rotary side sealing element (31) and the stationary side sealing element (32) are in a non-contact state by dynamic pressure. mechanical seal structure der is, outboard of the secondary seal (40) in the shaft seal device is a contact-type mechanical seal structure stationary seal element and the rotary side sealing element (41) (42) is tightly slide relative to each other ,
A cooling jacket (60) to which a cooling medium is supplied from the outside is arranged inside the primary seal (30),
The secondary seal (40) cools the liquid to be sealed that fills the outer peripheral space (40A) of the sliding portion by a partial impeller (71) provided on the rotating side of the secondary seal (40 ). And return to the outer peripheral space (40A) of the secondary seal via the coolant tank (73), and the rotating side sealing element (31) and the stationary side sealing element (32) of the primary seal (30) A self- circulating cooling device (70) that condenses the vaporized gas of the liquid to be sealed that has passed through the non-contact seal portion of
Shaft further wherein comprising a leakage recovery unit for recovering the liquid amount of leakage, which corresponds to the amount of leakage from the primary sealing with the cooling liquid tank (73) to overflow (30) (80), characterized in that Sealing device.