JPH10281300A - メカニカルシール装置 - Google Patents
メカニカルシール装置Info
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- JPH10281300A JPH10281300A JP9968097A JP9968097A JPH10281300A JP H10281300 A JPH10281300 A JP H10281300A JP 9968097 A JP9968097 A JP 9968097A JP 9968097 A JP9968097 A JP 9968097A JP H10281300 A JPH10281300 A JP H10281300A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低速回転において従来技術のものよりも大き
な浮上量を得て軸封部のシール性能を高く維持し、ま
た、流体の供給圧力が低い場合にもシール面の摺動劣化
の発生が無く、信頼性の高いメカニカルシール装置を提
供する。 【解決手段】 回転リングと固定リングとの間に軸封部
を形成して高圧室と低圧室との間をシールするように構
成されたメカニカルシール装置において、前記固定リン
グの軸封部には環状溝を設けるとともに、該環状溝と前
記高圧室とを連通する連通孔を少なくとも前記固定リン
グに設け、前記回転リングの前記環状溝に対向する軸封
部には該環状溝内の流体を移送するらせん状溝を内周方
向に沿って複数個設けるとともに、該らせん状溝の外周
側に少なくとも１本の円周溝を設ける。
な浮上量を得て軸封部のシール性能を高く維持し、ま
た、流体の供給圧力が低い場合にもシール面の摺動劣化
の発生が無く、信頼性の高いメカニカルシール装置を提
供する。 【解決手段】 回転リングと固定リングとの間に軸封部
を形成して高圧室と低圧室との間をシールするように構
成されたメカニカルシール装置において、前記固定リン
グの軸封部には環状溝を設けるとともに、該環状溝と前
記高圧室とを連通する連通孔を少なくとも前記固定リン
グに設け、前記回転リングの前記環状溝に対向する軸封
部には該環状溝内の流体を移送するらせん状溝を内周方
向に沿って複数個設けるとともに、該らせん状溝の外周
側に少なくとも１本の円周溝を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス圧縮機や各種
ポンプ等の回転機械の回転軸部に使用されるメカニカル
シール装置に関する。
ポンプ等の回転機械の回転軸部に使用されるメカニカル
シール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガス圧縮機、高圧流体を送る各種ポンプ
等においては、作動あるいは操作流体が比較的高圧であ
り、より確実な軸封効果を要することからメカニカルシ
ール装置が使用されている。図５〜図６はかかる回転機
械のメカニカルシール装置の従来の一例を示し、図５は
その軸心線に沿う断面図（軸心よりも上半分）、図６は
回転リングの正面図である。
等においては、作動あるいは操作流体が比較的高圧であ
り、より確実な軸封効果を要することからメカニカルシ
ール装置が使用されている。図５〜図６はかかる回転機
械のメカニカルシール装置の従来の一例を示し、図５は
その軸心線に沿う断面図（軸心よりも上半分）、図６は
回転リングの正面図である。
【０００３】図５〜図６において、５はモ−タ等の駆動
源に（図示省略）に連結されて回転する回転軸、８は回
転機械のケーシングである。前記ケーシング８の嵌合穴
８ａには環状のシールハウジング９が、その外周９ａを
前記嵌合穴８ａに固挿されることにより、該ケーシング
８に固定されている。
源に（図示省略）に連結されて回転する回転軸、８は回
転機械のケーシングである。前記ケーシング８の嵌合穴
８ａには環状のシールハウジング９が、その外周９ａを
前記嵌合穴８ａに固挿されることにより、該ケーシング
８に固定されている。
【０００４】前記環状のシールハウジング９の内側には
回転リング１、固定リング２及び可動リング２２が軸方
向に並設されている。１０は前記シールハウジング９と
可動リング２２の側面との間に架設されてたバネで、円
周方向に沿って複数個設けられ、可動リング２２及び固
定リング２を回転リング１側に押圧している。
回転リング１、固定リング２及び可動リング２２が軸方
向に並設されている。１０は前記シールハウジング９と
可動リング２２の側面との間に架設されてたバネで、円
周方向に沿って複数個設けられ、可動リング２２及び固
定リング２を回転リング１側に押圧している。
【０００５】かかるバネ１０からの押圧力により、前記
固定リング２の側面とこれに対向する回転リング１の側
面との間には、円周方向に相対摺動する軸封部３Ａが構
成され、高圧のガス、高圧油等が収容される高圧室３
と、大気等の低圧室４との間をシールしている。
固定リング２の側面とこれに対向する回転リング１の側
面との間には、円周方向に相対摺動する軸封部３Ａが構
成され、高圧のガス、高圧油等が収容される高圧室３
と、大気等の低圧室４との間をシールしている。
【０００６】前記回転軸５には、スリーブ６とスリーブ
７とが取り付けられ、このスリーブ６、７を介して、前
記回転リング１が回転軸５上に支持されている。そし
て、前記回転リング１に、図２に示すように軸封部３Ａ
に沿って高圧室３側へ流体を移送するためのらせん溝３
１が円周方向等間隔に設けられている。
７とが取り付けられ、このスリーブ６、７を介して、前
記回転リング１が回転軸５上に支持されている。そし
て、前記回転リング１に、図２に示すように軸封部３Ａ
に沿って高圧室３側へ流体を移送するためのらせん溝３
１が円周方向等間隔に設けられている。
【０００７】前記固定リング２及び可動リング２２の軸
方向には、前記軸封部３Ａと高圧室３側とを連結する複
数個の連通孔１２が設けられており、前記回転リング１
のらせん溝３１内に高圧室３側のガスが導入されるよう
になっている。また、前記固定リング２には、回転リン
グ１との対向面に環状溝２Ａが設けられ、この環状溝２
Ａが連通孔１２に連結されている。５ａは回転軸５の段
差部、６ａは該段差部５ａに当接するスリーブ６の前
面、２１、２３、２４、２５、２６、２７はＯリングで
ある。
方向には、前記軸封部３Ａと高圧室３側とを連結する複
数個の連通孔１２が設けられており、前記回転リング１
のらせん溝３１内に高圧室３側のガスが導入されるよう
になっている。また、前記固定リング２には、回転リン
グ１との対向面に環状溝２Ａが設けられ、この環状溝２
Ａが連通孔１２に連結されている。５ａは回転軸５の段
差部、６ａは該段差部５ａに当接するスリーブ６の前
面、２１、２３、２４、２５、２６、２７はＯリングで
ある。
【０００８】かかる従来のメカニカルシール装置を備え
た回転機械の運転時において、前記回転リング１に円周
方向等間隔に複数個設けられたらせん溝３１には、該回
転リング１の回転によって高圧室３側の流体を連通孔１
２及び環状溝２Ａを経由して軸封部３Ａに沿って外径方
向へ移送せしめる。そして、回転リング１と固定リング
２との軸封部３Ａ間においては、相対回転を許容しつ
つ、圧力差を維持し、回転リング１の回転中は前記らせ
ん溝３１の動圧作用によって数μｍの微小ギャップ（間
隔）を保持している。
た回転機械の運転時において、前記回転リング１に円周
方向等間隔に複数個設けられたらせん溝３１には、該回
転リング１の回転によって高圧室３側の流体を連通孔１
２及び環状溝２Ａを経由して軸封部３Ａに沿って外径方
向へ移送せしめる。そして、回転リング１と固定リング
２との軸封部３Ａ間においては、相対回転を許容しつ
つ、圧力差を維持し、回転リング１の回転中は前記らせ
ん溝３１の動圧作用によって数μｍの微小ギャップ（間
隔）を保持している。
【０００９】かかるらせん溝３１は、図６に示すよう
に、回転リング１が回転すると流体を外径方向へ移送す
ることのできる、いわゆる外向流形のらせん溝３１で形
成されているが、前記ギャップ、つまり所定浮上量（数
μｍ）を得るための浮上回転数が高く、特に高圧室３側
の導入圧力が低い場合には、前記浮上回転数が極めて高
くなっている。ここで、前記所定浮上量とは、回転リン
グ１と固定リング２とが機械的に接触しなくなる浮上量
を示す。即ち、回転リング１及び固定リング２の表面は
極めて高い仕上精度で加工されているが、所定浮上量
（浮上回転数）に達するまでは該回転リング１と固定リ
ング２との表面は極微小ながら接触摺動している。
に、回転リング１が回転すると流体を外径方向へ移送す
ることのできる、いわゆる外向流形のらせん溝３１で形
成されているが、前記ギャップ、つまり所定浮上量（数
μｍ）を得るための浮上回転数が高く、特に高圧室３側
の導入圧力が低い場合には、前記浮上回転数が極めて高
くなっている。ここで、前記所定浮上量とは、回転リン
グ１と固定リング２とが機械的に接触しなくなる浮上量
を示す。即ち、回転リング１及び固定リング２の表面は
極めて高い仕上精度で加工されているが、所定浮上量
（浮上回転数）に達するまでは該回転リング１と固定リ
ング２との表面は極微小ながら接触摺動している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来のメカニカ
ルシール装置にあっては、前記のように、軸封部３Ａの
所定浮上量（開き）に必要な負荷能力を発生させるため
の浮上回転数が極めて高くなっていた。このため、かか
る従来技術では回転機械の起動停止を繰り返している
と、前記浮上回転数以下の低速時に軸封部３Ａのシール
面３２が摺動劣化して、シール性能が悪化し、メカニカ
ルシールの信頼性が低下するという問題点があった。
ルシール装置にあっては、前記のように、軸封部３Ａの
所定浮上量（開き）に必要な負荷能力を発生させるため
の浮上回転数が極めて高くなっていた。このため、かか
る従来技術では回転機械の起動停止を繰り返している
と、前記浮上回転数以下の低速時に軸封部３Ａのシール
面３２が摺動劣化して、シール性能が悪化し、メカニカ
ルシールの信頼性が低下するという問題点があった。
【００１１】前記のように、流体の供給圧力が低い場合
には、前記浮上回転数が極めて高くなっていたが、実際
のガス圧縮機等の運転では流体の供給圧力が大気圧状態
で起動される場合が多く、このため前記浮上回転数以下
の低速時にシール面３２が摺動劣化し、前記と同様、メ
カニカルシールの信頼性が低くなるという問題点があっ
た。
には、前記浮上回転数が極めて高くなっていたが、実際
のガス圧縮機等の運転では流体の供給圧力が大気圧状態
で起動される場合が多く、このため前記浮上回転数以下
の低速時にシール面３２が摺動劣化し、前記と同様、メ
カニカルシールの信頼性が低くなるという問題点があっ
た。
【００１２】さらに、蒸気タービン等において、駆動機
側の低速エージング運転が要求される場合には、前記浮
上回転数以下で長時間運転されるので、この場合もシー
ル面３２が摺動劣化する。
側の低速エージング運転が要求される場合には、前記浮
上回転数以下で長時間運転されるので、この場合もシー
ル面３２が摺動劣化する。
【００１３】本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、
低速回転において従来技術のものよりも大きな浮上量を
得て軸封部のシール性能を高く維持し、また、流体の供
給圧力が低い場合にもシール面の摺動劣化の発生が無
く、信頼性の高いメカニカルシール装置を提供すること
を目的とする。
低速回転において従来技術のものよりも大きな浮上量を
得て軸封部のシール性能を高く維持し、また、流体の供
給圧力が低い場合にもシール面の摺動劣化の発生が無
く、信頼性の高いメカニカルシール装置を提供すること
を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、回転軸に装着された回転リングと、シール
ハウジングにバネを介して軸方向に移動可能に取付けら
れた可動リングと、前記バネにより該可動リングを介し
て前記回転リングに向かって押し付けられる固定リング
との間に軸封部を形成して高圧室と低圧室との間をシー
ルするように構成されたメカニカルシール装置におい
て、前記固定リングの軸封部には環状溝を設けるととも
に、該環状溝と前記高圧室とを連通する連通孔を少なく
とも前記固定リングに設け、前記回転リングの前記環状
溝に対向する軸封部には該環状溝内の流体を移送するら
せん状溝を内周方向に沿って複数個設けるとともに、該
らせん状溝の外周側に少なくとも１本の円周溝を設けて
なることを特徴とするメカニカルシール装置を提案す
る。
決するため、回転軸に装着された回転リングと、シール
ハウジングにバネを介して軸方向に移動可能に取付けら
れた可動リングと、前記バネにより該可動リングを介し
て前記回転リングに向かって押し付けられる固定リング
との間に軸封部を形成して高圧室と低圧室との間をシー
ルするように構成されたメカニカルシール装置におい
て、前記固定リングの軸封部には環状溝を設けるととも
に、該環状溝と前記高圧室とを連通する連通孔を少なく
とも前記固定リングに設け、前記回転リングの前記環状
溝に対向する軸封部には該環状溝内の流体を移送するら
せん状溝を内周方向に沿って複数個設けるとともに、該
らせん状溝の外周側に少なくとも１本の円周溝を設けて
なることを特徴とするメカニカルシール装置を提案す
る。
【００１５】かかる手段によれば、本発明のメカニカル
シールによれば、回転軸に装着された回転リングの軸封
部に設けられた複数個のらせん溝は、連通孔から固定リ
ングの環状溝内に導入された流体を、回転リングの回転
によって移送することにより、高圧室と低圧室との間を
シールしている。流体は高圧室から、固定リングの連通
孔を経て環状溝に導入される。同環状溝からの流体は外
向流のらせん溝に導かれ、回転リングの回転によってら
せん溝内には動圧が発生せしめられる。さらに、前記流
体はらせん溝の最外周から、これの外周側に設けられた
円周溝に向かい、該円周溝の内側の土手部を乗り越えて
円周溝内に流入する。ここで、かかる流体の半径方向へ
の流れは該円周溝によって乱されて高い静圧が発生す
る。この静圧によって浮上力が発生し、該浮上力によっ
て低速回転でも軸封部を浮上させることができ、らせん
溝に発生する動圧と、前記円周溝における静圧を合わせ
て、軸封部における所定浮上量を得ることができる。
シールによれば、回転軸に装着された回転リングの軸封
部に設けられた複数個のらせん溝は、連通孔から固定リ
ングの環状溝内に導入された流体を、回転リングの回転
によって移送することにより、高圧室と低圧室との間を
シールしている。流体は高圧室から、固定リングの連通
孔を経て環状溝に導入される。同環状溝からの流体は外
向流のらせん溝に導かれ、回転リングの回転によってら
せん溝内には動圧が発生せしめられる。さらに、前記流
体はらせん溝の最外周から、これの外周側に設けられた
円周溝に向かい、該円周溝の内側の土手部を乗り越えて
円周溝内に流入する。ここで、かかる流体の半径方向へ
の流れは該円周溝によって乱されて高い静圧が発生す
る。この静圧によって浮上力が発生し、該浮上力によっ
て低速回転でも軸封部を浮上させることができ、らせん
溝に発生する動圧と、前記円周溝における静圧を合わせ
て、軸封部における所定浮上量を得ることができる。
【００１６】また、円周溝に流入した流体は周方向全周
にわたって均一な静圧となるため、軸封部の軸方向すき
まが均一化されて、回転リングと固定リングとは周方向
全周に片あたりの無い状態となり、良好な浮上状態が得
られ、低速回転でも軸封部を均一に浮上させることが出
来る。
にわたって均一な静圧となるため、軸封部の軸方向すき
まが均一化されて、回転リングと固定リングとは周方向
全周に片あたりの無い状態となり、良好な浮上状態が得
られ、低速回転でも軸封部を均一に浮上させることが出
来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。
【００１８】図１は本発明の実施形態に係るメカニカル
シールの回転軸心線に沿う上半分の断面図、図２は軸封
部の拡大断面図、図３は回転リングの軸封部側から視た
正面図、図４は軸封部の浮上量を示す線図である。
シールの回転軸心線に沿う上半分の断面図、図２は軸封
部の拡大断面図、図３は回転リングの軸封部側から視た
正面図、図４は軸封部の浮上量を示す線図である。
【００１９】図１〜図３において、５はモ−タ等の駆動
源（図示省略）に連結されている回転する回転軸、８は
回転機械のケーシングである。前記ケーシング８の嵌合
穴８ａには環状のシールハウジング９が、その外周９ａ
を前記嵌合穴８ａに固挿されることにより、該ケーシン
グ８に封止されている。
源（図示省略）に連結されている回転する回転軸、８は
回転機械のケーシングである。前記ケーシング８の嵌合
穴８ａには環状のシールハウジング９が、その外周９ａ
を前記嵌合穴８ａに固挿されることにより、該ケーシン
グ８に封止されている。
【００２０】前記環状のシールハウジング９の内側には
回転リング１、固定リング２及び可動リング２２が軸方
向に並設されている。前記回転リング１は回転軸５の外
周に固挿され、肩部前面６ａが回転軸５の段差面５ａに
圧接されたスリーブ６と該スリーブ６の外周に固挿され
たスリーブ７との間に挟持されて、該回転軸５とともに
回転するようになっている。
回転リング１、固定リング２及び可動リング２２が軸方
向に並設されている。前記回転リング１は回転軸５の外
周に固挿され、肩部前面６ａが回転軸５の段差面５ａに
圧接されたスリーブ６と該スリーブ６の外周に固挿され
たスリーブ７との間に挟持されて、該回転軸５とともに
回転するようになっている。
【００２１】また前記固定リング２は、前記可動リング
２２とシールハウジング９との間に架設されたバネ１０
（円周方向に複数個設けられる）によって該可動リング
２２を介して、前記回転リング１との軸封部３Ａに押圧
されている。この軸封部３Ａは、高圧のガス、圧油等の
高圧流体が収容される高圧室３と大気等の低圧室４との
間を流体室にシールしている。
２２とシールハウジング９との間に架設されたバネ１０
（円周方向に複数個設けられる）によって該可動リング
２２を介して、前記回転リング１との軸封部３Ａに押圧
されている。この軸封部３Ａは、高圧のガス、圧油等の
高圧流体が収容される高圧室３と大気等の低圧室４との
間を流体室にシールしている。
【００２２】前記固定リング２及び可動リング２２の軸
方向には、前記軸封部３Ａと高圧室３とを連結する複数
個の連通孔１２が設けられ、また、前記固定リング２に
は、回転リング１との対向面に環状溝２Ａが設けられ、
この環状溝２Ａが連通孔１２に連絡されている。
方向には、前記軸封部３Ａと高圧室３とを連結する複数
個の連通孔１２が設けられ、また、前記固定リング２に
は、回転リング１との対向面に環状溝２Ａが設けられ、
この環状溝２Ａが連通孔１２に連絡されている。
【００２３】前記高圧室３と低圧室４とは前記軸封部３
Ａの他、可動リング２２とシールハウジング９との間の
Ｏ−リング２５、可動リング２２と固定リング２との間
のＯリング２６等によりシールされ、また互いに固定さ
れた各部材間にもシール用のＯリング２１、２３、２
４、２７が嵌装されている。以上の基本構成は図５〜図
６に示す従来技術に係るメカニカルシールと同様であ
る。
Ａの他、可動リング２２とシールハウジング９との間の
Ｏ−リング２５、可動リング２２と固定リング２との間
のＯリング２６等によりシールされ、また互いに固定さ
れた各部材間にもシール用のＯリング２１、２３、２
４、２７が嵌装されている。以上の基本構成は図５〜図
６に示す従来技術に係るメカニカルシールと同様であ
る。
【００２４】本発明の実施形態においては前記軸封部３
Ａをらせん溝３１と円周溝３Ｂとを組み合わせて構成し
ている。即ち、前記回転リング１の軸封部３Ａには図
２、３に示すように、複数個のらせん溝３１と同らせん
溝３１の外周側に設けられた１または複数条の円周溝３
Ｂ及び土手部（平坦面）３Ｃが形成されており、回転リ
ング１の回転により固定リング２の環状溝２Ａ内の流体
を高圧室３側及び低圧室４側へ移送しシールできるよう
になっている。
Ａをらせん溝３１と円周溝３Ｂとを組み合わせて構成し
ている。即ち、前記回転リング１の軸封部３Ａには図
２、３に示すように、複数個のらせん溝３１と同らせん
溝３１の外周側に設けられた１または複数条の円周溝３
Ｂ及び土手部（平坦面）３Ｃが形成されており、回転リ
ング１の回転により固定リング２の環状溝２Ａ内の流体
を高圧室３側及び低圧室４側へ移送しシールできるよう
になっている。
【００２５】かかる構成からなるメカニカルシール装置
を備えた回転機械の運転時において、回転リング１の軸
封部３Ａに設けられた複数個のらせん溝３１は、固定リ
ング１の回転によって外径方向へ移送することにより、
軸封部３Ａの軸方向軸受を形成している。
を備えた回転機械の運転時において、回転リング１の軸
封部３Ａに設けられた複数個のらせん溝３１は、固定リ
ング１の回転によって外径方向へ移送することにより、
軸封部３Ａの軸方向軸受を形成している。
【００２６】回転軸５の静止時及び回転時はシール面３
２が閉じた状態でシールされているが、回転し始めると
軸封部３Ａが固体潤滑作用によって摺動し、極力、低速
回転数で浮上力が働き始め、シール面３２間の接触圧力
を小さくし、シール面の摺動劣化を少なくするようにな
っている。回転時において、高圧室３からの流体は可動
リング２２及び固定リング２の連通孔１２を経て環状溝
２Ａに入る。そして、該環状溝２Ａからの流体はらせん
溝３１内に導かれ、回転リング１の回転によってらせん
溝３１内に動圧を発生させる。さらに、流体はらせん溝
３１の最外周から、その外周側に設けられた円周溝３Ｂ
に向かい土手部３Ｃを乗り越えて円周溝３Ｂに流入す
る。ここで、流入した液体の半径方向への流れは円周溝
３Ｂによって乱されて高い静圧が発生し、この静圧によ
る浮上力によって低速回転でも軸封部３Ａを浮上させる
ことができ、らせん溝３１での動圧と円周溝３Ｂでの静
圧を合わせて、軸封部３Ａの所定浮上量を得ることがで
きる。
２が閉じた状態でシールされているが、回転し始めると
軸封部３Ａが固体潤滑作用によって摺動し、極力、低速
回転数で浮上力が働き始め、シール面３２間の接触圧力
を小さくし、シール面の摺動劣化を少なくするようにな
っている。回転時において、高圧室３からの流体は可動
リング２２及び固定リング２の連通孔１２を経て環状溝
２Ａに入る。そして、該環状溝２Ａからの流体はらせん
溝３１内に導かれ、回転リング１の回転によってらせん
溝３１内に動圧を発生させる。さらに、流体はらせん溝
３１の最外周から、その外周側に設けられた円周溝３Ｂ
に向かい土手部３Ｃを乗り越えて円周溝３Ｂに流入す
る。ここで、流入した液体の半径方向への流れは円周溝
３Ｂによって乱されて高い静圧が発生し、この静圧によ
る浮上力によって低速回転でも軸封部３Ａを浮上させる
ことができ、らせん溝３１での動圧と円周溝３Ｂでの静
圧を合わせて、軸封部３Ａの所定浮上量を得ることがで
きる。
【００２７】また、円周溝３Ｂに流入した流体には周方
向全周に亙って均一な静圧となるため、軸封部３Ａの軸
方向のすきまが均一化されて、回転リング１と固定リン
グ２とは周方向全周に片あたりの無い状態となり、良好
な浮上状態が得られ、低速回転でも軸封部３Ａを浮上さ
せることができる。なお、円周溝３Ｂ及び土手部３Ｃを
複数配設し、静圧による浮上力を増加させることもでき
るが、内周側から外周側に向かうほど円周溝３Ｂ及び土
手部３Ｃにより圧力損失が生じ、円周溝３Ｂの静圧は外
周側ほど低くなるので、最適な円周溝３Ｂの本数が選定
されている。
向全周に亙って均一な静圧となるため、軸封部３Ａの軸
方向のすきまが均一化されて、回転リング１と固定リン
グ２とは周方向全周に片あたりの無い状態となり、良好
な浮上状態が得られ、低速回転でも軸封部３Ａを浮上さ
せることができる。なお、円周溝３Ｂ及び土手部３Ｃを
複数配設し、静圧による浮上力を増加させることもでき
るが、内周側から外周側に向かうほど円周溝３Ｂ及び土
手部３Ｃにより圧力損失が生じ、円周溝３Ｂの静圧は外
周側ほど低くなるので、最適な円周溝３Ｂの本数が選定
されている。
【００２８】前記のように、本発明の実施形態において
は、らせん溝３１の外周側に円周溝３Ｂが形成されてお
り、該円周溝３Ｂで発生する高い静圧によって低回転で
も浮上させることができ、らせん溝３１で発生する動圧
と円周溝３Ｂで発生する静圧を合わせた浮上力によっ
て、図４の実線Ｂに示すように回転周速Ｖが小さい場合
にも、点線Ａで示す従来技術のものよりも大きな浮上量
を得ることができる。
は、らせん溝３１の外周側に円周溝３Ｂが形成されてお
り、該円周溝３Ｂで発生する高い静圧によって低回転で
も浮上させることができ、らせん溝３１で発生する動圧
と円周溝３Ｂで発生する静圧を合わせた浮上力によっ
て、図４の実線Ｂに示すように回転周速Ｖが小さい場合
にも、点線Ａで示す従来技術のものよりも大きな浮上量
を得ることができる。
【００２９】なお、前記実施形態では、回転リング１側
にらせん溝３１と円周溝３Ｂを設けた例を示したが、こ
れとは別に、固定リング２側にらせん溝３１と円周溝３
Ｂを設けても同様の作用効果が得られる。
にらせん溝３１と円周溝３Ｂを設けた例を示したが、こ
れとは別に、固定リング２側にらせん溝３１と円周溝３
Ｂを設けても同様の作用効果が得られる。
【００３０】
【発明の効果】以上の記載のごとく、本発明によれば回
転軸に固定された回転リングの軸封部にらせん溝を設け
ると共に、同らせん溝の外周側に少なくとも１本の円周
溝が設けられているので、前記円周溝で発生する高い静
圧によって浮上力が発生するとともに、周方向全周にわ
たって浮上量が均一化されることによって従来技術より
も低速回転で軸封部を浮上させることができ、前記らせ
ん溝で発生する動圧と、前記のように円周溝で発生する
静圧とを合わせた浮上力によって軸封部の所定浮上量を
得ることができる。
転軸に固定された回転リングの軸封部にらせん溝を設け
ると共に、同らせん溝の外周側に少なくとも１本の円周
溝が設けられているので、前記円周溝で発生する高い静
圧によって浮上力が発生するとともに、周方向全周にわ
たって浮上量が均一化されることによって従来技術より
も低速回転で軸封部を浮上させることができ、前記らせ
ん溝で発生する動圧と、前記のように円周溝で発生する
静圧とを合わせた浮上力によって軸封部の所定浮上量を
得ることができる。
【００３１】また、軸封部におけるシール面の接触摺動
が軽減されるため、高いシール性能が維持され、メカニ
カルシールの寿命が長くなる。さらに、流体の供給圧力
が低い場合にも低速回転で軸封部を浮上させることがで
きる。以上により軸封部のシール性能を確実に維持し、
信頼性が高いメカニカルシール装置を得ることができ
る。
が軽減されるため、高いシール性能が維持され、メカニ
カルシールの寿命が長くなる。さらに、流体の供給圧力
が低い場合にも低速回転で軸封部を浮上させることがで
きる。以上により軸封部のシール性能を確実に維持し、
信頼性が高いメカニカルシール装置を得ることができ
る。
【図１】本発明の実施形態に係るメカニカルシールの回
転軸心線に沿う上半分の断面図である。
転軸心線に沿う上半分の断面図である。
【図２】前記実施形態における軸封部の拡大断面図であ
る。
る。
【図３】前記実施形態における回転リングの正面図であ
る。
る。
【図４】軸封部の浮上量と回転周連との関係を示す図で
ある。
ある。
【図５】従来のメカニカルシール装置を示す図１に対応
する図である。
する図である。
【図６】従来のメカニカルシール装置における回転リン
グの正面図である。
グの正面図である。
１ 回転リング ２ 固定リング ３ 高圧室 ３Ａ 軸封部 ３Ｂ 円周部 ３Ｃ 土手部 ４ 低圧室 ５ 回転軸 ６ スリーブ ７ スリーブ ８ ケーシング ９ シールハウジング １０ バネ １２ 連通孔 ３１ らせん溝
Claims (1)
- 【請求項１】 回転軸に装着された回転リングと、シー
ルハウジングにバネを介して軸方向に移動可能に取付け
られた可動リングと、前記バネにより該可動リングを介
して前記回転リングに向かって押し付けられる固定リン
グとの間に軸封部を形成して高圧室と低圧室との間をシ
ールするように構成されたメカニカルシール装置におい
て、 前記固定リングの軸封部には環状溝を設けるとともに、
該環状溝と前記高圧室とを連通する連通孔を少なくとも
前記固定リングに設け、 前記回転リングの前記環状溝に対向する軸封部には該環
状溝内の流体を移送するらせん状溝を内周方向に沿って
複数個設けるとともに、該らせん状溝の外周側に少なく
とも１本の円周溝を設けてなることを特徴とするメカニ
カルシール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9968097A JPH10281300A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | メカニカルシール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9968097A JPH10281300A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | メカニカルシール装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10281300A true JPH10281300A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=14253755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9968097A Withdrawn JPH10281300A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | メカニカルシール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10281300A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102022542A (zh) * | 2010-12-11 | 2011-04-20 | 浙江工业大学 | 一种负压型槽端面机械密封结构 |
| CN102278482A (zh) * | 2011-06-23 | 2011-12-14 | 北京化工大学 | 压力自适应机械密封装置 |
| CN108571590A (zh) * | 2017-03-13 | 2018-09-25 | 清华大学 | 机械密封装置 |
| TWI640704B (zh) * | 2017-06-06 | 2018-11-11 | 祥景精機股份有限公司 | 具有反曲點溝槽之非接觸式氣體軸封 |
| CN114001159A (zh) * | 2020-07-28 | 2022-02-01 | 上海汽车集团股份有限公司 | 空压机密封装置 |
| WO2024024839A1 (ja) * | 2022-07-29 | 2024-02-01 | イーグル工業株式会社 | 摺動部品 |
-
1997
- 1997-04-01 JP JP9968097A patent/JPH10281300A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102022542A (zh) * | 2010-12-11 | 2011-04-20 | 浙江工业大学 | 一种负压型槽端面机械密封结构 |
| CN102278482A (zh) * | 2011-06-23 | 2011-12-14 | 北京化工大学 | 压力自适应机械密封装置 |
| CN108571590A (zh) * | 2017-03-13 | 2018-09-25 | 清华大学 | 机械密封装置 |
| CN108571590B (zh) * | 2017-03-13 | 2024-03-26 | 清华大学 | 机械密封装置 |
| TWI640704B (zh) * | 2017-06-06 | 2018-11-11 | 祥景精機股份有限公司 | 具有反曲點溝槽之非接觸式氣體軸封 |
| US10697547B2 (en) | 2017-06-06 | 2020-06-30 | Scenic Precise Element Inc. | Shaft sealing device |
| CN114001159A (zh) * | 2020-07-28 | 2022-02-01 | 上海汽车集团股份有限公司 | 空压机密封装置 |
| WO2024024839A1 (ja) * | 2022-07-29 | 2024-02-01 | イーグル工業株式会社 | 摺動部品 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040601 |