JPH0519742U - 軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高面圧，高周速の運転条件でも焼付きが発生
せず、良好な密封作用を行うことができると共にフリー
メンテナンス化を可能とし、しかも長寿命化、コンパク
ト化を図る。 【構成】 固定体２６の内周面に、圧力流体２３側の長
さｌの右ねじ２７とそれより２倍の長さ２ｌの大気側の
左ねじ２８とを圧力流体２３の流れ方向に沿って直列に
設けて、ねじシールを構成する。固定体２６にはこれら
ねじシール間の部分３０と大気側室３１とを連通する通
路３２に設けると共に、この通路３２内にはこれらねじ
シール間の圧力により開閉するバルブ３３を設ける。固
定体２６の内周一部には、主軸（回転体）２１に取付け
たスリーブ２５に対して該固定体２６を真円を保つ作用
をする軸受３４を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、水車、ポンプ等の回転流体機械の軸貫通部に適用して好適な軸封装 置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来技術の一例として、図５に示すように、回転体である主軸１と回転機械の ケーシング２との間から異物を含んだ圧力流体３が流出しないように、軸封装置 ４として、グランドパッキン５がフランジ６に取り付けたシールボックス７と主 軸１に取り付けたスリーブ８との間に装着されている。また、グランドパッキン ５の上側に配置されたパッキン押え９はボルト１０、ナット１１によりシールボ ックス７に締付け固定されている。グランドパッキン５の内周面側にはシール面 １２が形成され、圧力流体３をシールする構成となっている。

【０００３】 ただし、グランドパッキン５は締込みによりシール面１２が発熱し、潤滑不足 をきたすため、複雑で大きな清水供給補機（図示せず）より、清水を清水供給管 １３を通して流すことが必要である。また、常にシール性を保持するためには、 頻繁にグランドパッキン５を調整する必要がある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来例にあっては、次のような種々の問題があった 。すなわち、従来のグランドパッキン５は、高圧面、高周速では、運転条件で焼 付きを生じる限界に達しており、母機の運転に支障をきたす。

【０００５】 また、従来のグランドパッキン５は前述した如く常にシール性を保持するため に頻繁に調整する必要があるので、軸封装置のメンテナンスが容易でない。

【０００６】 さらに、圧力流体３に含まれる異物により、グランドパッキン５、スリーブ８ の摩耗が激しく、軸封装置が短寿命となる。

【０００７】 加えて、グランドパッキン５がスリーブ８の円周上に多段パッキンで締付けシ ールする構造のため、焼付き等が生じ易く、前述した如く清水を供給する必要が ある。このため、複雑な清水供給補機を必要とし、軸封装置が大型化する。

【０００８】 また、締付力が大きく、異物混入の水をシールするため、シール面１２の摩耗 が激しく、この摩耗を補なっていくため、グランドパッキン５を常に締付ける操 作も必要で、運転管理が容易でない。

【０００９】 本考案は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、高面 圧、高周速の運転条件でも焼付きが発生せず、良好な密封作用を行うことができ ると共にフリーメンテナンス化が可能となり、しかも長寿命化、コンパクト化が 図れるようにした軸封装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するために、本考案は、固定体と、正，逆転する回転体との 間に配置される軸封装置において、前記固定体の内周の一部に設けられかつ前記 回転体を支承する軸受と、前記固定体の内周側に圧力流体の流れ方向に沿って直 列に設けられた右ねじ及び左ねじのねじシールと、これらねじシール間の部分と 大気側とを連通する通路と、この通路内に配設されかつねじシール間の圧力によ り開閉するバルブとを備えて成り、大気側の左ねじ又は右ねじのねじシールは圧 力流体側の右ねじ又は左ねじのねじシールの２倍の長さを有してなる。

【００１１】

【作用】

上記の手段において、回転体が右回転し、圧力流体側のねじシールが右ねじで あり、ねじの長さは圧力流体側をｌ、大気側を２ｌ、流体圧力をＰ₀とすると、 右ねじシール部に押込み作用が働き、流体圧力と同圧の押込み圧力Ｐ₀が発生す る。そして、ねじシール間は、Ｐ₀＋Ｐ₀の圧力となり、バルブは大気側と連通す る通路を閉じ、流体の流出を防止する。このとき、大気側のねじシールは２倍の 長さの左ねじを有しているため、２倍のＰ₀の引込み圧力が作用し、圧力流体は 大気側へ流出しない。

【００１２】 逆に、回転体が左回転した場合、圧力流体側の右ねじは圧力流体Ｐ₀を密封す る作用となる。ねじシール間は、大気側のねじシールが左ねじであるため、流体 が大気側へ押し出される作用が働き、負圧になろうとするが、この時バルブは通 路を開とし、大気側と連通する働きをする。このため、ねじシール間の部分は大 気側と均圧となるため、圧力流体は完全に密封される。

【００１３】

【実施例】

以下、図１〜図４を参照して本考案の実施例について詳細に説明する。

【００１４】 図１は、本考案の第１実施例に係る軸封装置を示す縦断面図である。本実施例 においては、回転体である主軸２１と回転機械のケーシング２２との間から異物 を含んだ圧力流体２３が流出しないように、主軸２１に固定ピン２４で固定され たスリーブ２５との間が最小隙間となる固定体２６の内周面に、長さｌの圧力流 体側右ねじ２７とそれより２倍の長さ２ｌの大気側左ねじ２８とが圧力流体２３ の流れ方向に沿って直列に設けられて、ねじシールが構成されている。

【００１５】 そして、固定体２６の外周面には、該固定体２６の外周面とケーシング２２と の間からの圧力流体２３をシールすると共に該固定体２６を弾性支持する複数個 のＯリング２９が装着されている。また、固定体２６にはねじシール間の部分３ ０と大気側室３１とを連通する通路３２が形成されていると共に、この通路３２ 内に密封作用及び均圧作用の両方を兼ね備えたバルブ３３が設けられている。

【００１６】 さらに、固定体２６の内周一部には、長さｌの右ねじ２７とそれより２倍の長 さ２ｌの左ねじ２８とが回転中にスリーブ２５と接触しないように、上記右，左 ねじ２７，２８の内径よりも小さい内径を有し、かつ固定体２６をスリーブ２５ に対し真円を保つ作用をする軸受３４が設けられている。なお、固定体２６は廻 り止めピン３５によりケーシング２２に固定されている。

【００１７】 次に、作用について説明する。上記した構成において、主軸２１が右回転する とき、固定体２６の内周面とスリーブ２５との隙間６０を通って流れる流体圧力 Ｐ₀を持った圧力流体２３は、固定体２６の圧力流体側に切られた長さｌの右ね じ２７により押込み作用が働き、押込み圧力Ｐ₀が発生し、ねじシール間の部分 ３０の圧力はＰ₀＋Ｐ₀の圧力となる。このとき、バルブ３３は、圧力により通路 ３２に押付けられ、該通路３２を閉じ、圧力流体２３の流出を防止する。そして 、他方の大気側に切られた長さ２ｌの左ねじ２８のねじシールには、２倍の密封 圧力Ｐ₀が作用するため、圧力流体２３の大気側室３２への流出はない。

【００１８】 また、逆に主軸２１が左回転するとき、固定体２６の内周面とスリーブ２５と の隙間６０を通って流れる流体圧力Ｐ₀を持った圧力流体２３は、固定体２６に 切られた圧力流体側の長さｌの右ねじ２７により、密封圧力Ｐ₀が作用し、圧力 流体２３はねじシール間の部分３０へ流出しない。ところが、大気側には２倍の 長さ２ｌの左ねじ２８が切られているため、流体が大気側へ押し出される作用が 働き、ねじシール間の部分３０は負圧になろうとするが、このとき、バルブ３３ は通路３２を開とし、大気側室３１とねじシール間の部分３０を均圧させること により、常に大気の状態を保つため、流体圧力２３は流出しない。

【００１９】 大気側室３１に溜った流体は、固定体２６に設けられた排水孔３６、ケーシン グ２２に設けられた排水孔３７、排水管３８を通って流出される。また、スリー ブ２５とシールボックス３９との間からの外部漏れについては、簡易なグランド パッキン４０によりシールされている。なお、符号４１はパッキン押え、４２は このパッキン押え４１をシールボックス３９に固定するボルトである。

【００２０】 次に、図２は本考案の第２実施例を示すもので、図１と同一部分については同 一符号を付して、重複する説明は省略する。本実施例は、スリーブ２５と固定体 ２６との間からの外部漏れについて、固定体２６の上端部にリップシール４３を 設けることにより、圧力流体２３の流出を防止するようにしたものである。

【００２１】 図３は本考案の第３実施例を示すもので、図１と同一部分については同一符号 を付して、重複する説明は省略する。本実施例は、図１中の固定体２６に相当す る固定体４４に長さｌの右ねじ４５とそれよりも２倍の長さ２ｌを有する左ねじ ４６が対向して切られており、その対向する間に主軸２１に固定されたスリーブ ４７の軸線と平行に延びた円筒状のスカート部４８を挿入し、夫々隙間４９を形 成することにより、図１に示した第１実施例と同様の作用によって、圧力流体２ ３を密封するようにした構成のものである。

【００２２】 最後に、図４は本考案の第４実施例を示すもので、図３に示すものと同一部分 には同一符号を付して、重複する説明は省略する。本実施例によれば、図３中の 固定体４４に相当する固定体５０の、主軸２１と平行な内面の一端に、圧力流体 ２３側に長さｌの右ねじ５１と大気側にそれより２倍の長さ２ｌの左ねじ５２が 背中合せに切られている。そして、これら両ねじ５１，５２をスリーブ５３の軸 線と平行に延びた円筒状のスカート部５４を被せるように取り付け、夫々隙間５ ５を形成することにより、図１に示した第１実施例と同様の作用によって、圧力 流体２３を密封するようにしている。

【００２３】 なお、図示はしないが、以上述べた各実施例の変形として、圧力流体側に長さ ｌの左ねじを設けると共に、大気側にそれより２倍の長さ２ｌの右ねじを設ける こともできる。

【００２４】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、圧力流体側の長さｌの右ねじ又は左ねじ とそれより２倍の長さ２ｌの大気側の左ねじ又は右ねじとを直列に配設した正転 ，逆転両用の非接触シール構造であるので、高面圧，高周速の運転条件でも焼付 が発生せず、良好な密封作用が行われる。また、常にシール性を保持するため、 調整が不要となり、軸封装置のフリーメンテナンス化が図れる。さらに、異物水 等によるシールの摩耗もなく、耐摩耗性を向上させることができるので、軸封装 置の長寿命化が図れる。加えて、複雑な清水供給補機を必要としないので、軸封 装置のコンパクト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係る軸封装置を示す縦断
面図である。

【図２】本考案の第２実施例に係る軸封装置を示す縦断
面図である。

【図３】本考案の第３実施例に係る軸封装置を示す縦断
面図である。

【図４】本考案の第４実施例に係る軸封装置を示す縦断
面図である。

【図５】従来の軸封装置を示す縦断面図である。

【符号の説明】

２１ 主軸（回転体） ２３ 圧力流体 ２６ 固定体 ２７ 右ねじ ２８ 左ねじ ３０ ねじシール間の部分 ３１ 大気側室 ３２ 通路 ３３ バルブ ３４ 軸受 ４４ 固定体 ４５ 右ねじ ４６ 左ねじ ５０ 固定体 ５１ 右ねじ ５２ 左ねじ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小室 隆信 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)考案者 田中 猛 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目８番25号 高菱エンジニアリング株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】固定体と、正，逆転する回転体との間に配
   置される軸封装置において、前記固定体の内周の一部に
   設けられかつ前記回転体を支承する軸受と、前記固定体
   の内周側に圧力流体の流れ方向に沿って直列に設けられ
   た右ねじ及び左ねじのねじシールと、これらねじシール
   間の部分と大気側とを連通する通路と、この通路内に配
   設されかつねじシール間の圧力により開閉するバルブと
   を備えて成り、大気側の左ねじ又は右ねじのねじシール
   は圧力流体側の右ねじ又は左ねじのねじシールの２倍の
   長さを有することを特徴とする軸封装置。