JPS599367A - 軸封装置 - Google Patents

軸封装置

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JPS599367A
JPS599367A JP57116733A JP11673382A JPS599367A JP S599367 A JPS599367 A JP S599367A JP 57116733 A JP57116733 A JP 57116733A JP 11673382 A JP11673382 A JP 11673382A JP S599367 A JPS599367 A JP S599367A
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JP
Japan
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water
flange surface
high pressure
casing
sealing device
Prior art date
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Pending
Application number
JP57116733A
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Inventor
Katsutoshi Arai
新居　勝敏
Kinpei Okano
岡野　金平
Shunzo Tomioka
富岡　俊三
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D29/08—Sealings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16J15/3408—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface
    • F16J15/3412—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities
    • F16J15/342—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities with means for feeding fluid directly to the face
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S277/93—Seal including heating or cooling feature

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水車、ポンプ等の回転軸部からの流体の漏れを
防止する軸封装置に関する。
一般に水車、ポンプ等の水力機械においては、回転軸に
直結されたインペラの近傍にケーシングとケーシングを
貫通する回転軸とで構成される間隙から高圧流体が漏れ
ることを防止するために軸封装置が設置されている。軸
封装置の構造としては種々提案されているが、第１図の
従来構造φその一例である。
第１図において、７ツンジ面ＩＡを有する回転軸１の外
周を囲むケーシング４と、ケーシング４の内側に位置し
アシールリング３を格納するシールケース２と、シール
ケース２に取付けられケーシング４との対向面に設けら
れたＯ　ＩＪング５と、ケーシング４に組込まれた給水
管７と、シールケース２を押圧するコイルばね６から構
成される装置 軸封装置ではフランジ面ＩＡに押圧され斤シールリング
３及びシールケース２の外周部に置かれた０リングの部
分では高圧水を封止している。したがって、密封機能と
しては確実な軸封構造であるが、この構造は次のような
欠点がある。
（１）高圧、高速条件で開用するとシールリング３の摺
動面の摩擦熱により焼損しシールリング３の摩耗及びフ
ランジ面ＩＡの損傷が著しるしい。
（２）水車のように土砂を含０畠圧水を密封する場合、
摺動面に土砂粒子が入るとシールリング３は早期に摩耗
してしまう。このため、必ず給水手段をと９１清水を給
水管７から密封圧力より高い圧力で給水する必要がある
。
（３）摺動面圧の設定は水圧、／−ルブース２の自重及
びコイルはね６の押圧力より決められるが、摺動面の面
圧の限界値がそれほど高くないので密封圧力が高くなる
につれ、溜動面圧の設定、すなわち組立調整がやっかい
となるなどの不都合がある。
本発明は上記した欠点を改善しようとしてなされたもの
で、土砂を含む高圧水においても耐久性にすぐれ、かつ
高圧、高速条件で使用できる取扱いが簡単な軸封装置を
提供することを目的とするものである。
本発明は回転軸フランジ面の遠心作用を利用して土砂を
分離するとともにシールリング摺動面における微粒の土
砂を排除すること及び摺動面の潤滑、冷却作用を高める
た゛めにフランジ面に複数個の放射状の溝を設け、かつ
シールリング側からフランジ面に設けた溝に給水したこ
とを特徴とする軸封装置である。
以下本発明の詳細を図面によって説明する。第２図は本
発明による軸封装置の一実施例を示すもので、図中、第
１図と同一名称の部品には一符号を付している。軸封構
造は第１図とほぼ同じ構造であるが、異なる点は回転軸
１のフランジ面ＩＡの部分に複数個の放射状の溝８がシ
ールリング３には周方向に＃９が夫々設けられており、
溝９には給水孔ｌＯが配設されている。第３図は放射状
の溝８及びシールリング３に設けられた溝９と給水孔ｌ
Ｏの位置関係を示したものでちり、図中の破線で示した
のが溝９及び給水孔１０である。さて、回転＠１が回転
すると土砂を含む高圧流体は図中の矢印方向にケーシン
グ４内で流れをもつ。
運転中、先ずインペラ（図示していない）側の高圧水が
ケーシング４内に流入するとフランジの遠心作用により
土砂など水に比較し比重の大きい物質が外周に飛散し、
極めて粒子の小さい物質を含んだ高圧水がシールリング
２側の給水孔ＩＯ１溝９からフランジ面ＩＡに流入する
。フランジ面ＩＡではさらに上記と同様遠心作用により
溝８よ１シ微粒子を含む高圧水が外周側に流れる。した
がって、第２図においてはフランジ面ＩＡとシールリン
グ２で接触摺動する部分には土砂がほとんど入らなくな
る。′ｉたフランジ面ＩＡの密封部ＩＢから低圧側（大
気側）へ微量漏れるが、上記した遠心効果に↓シ清水に
近い高圧流体が流れ込むので土砂などによる異常摩耗は
ほとんど発生しなくなるう 本構造は上記した土砂に対する効果のみならずフランジ
面ＩＡの潤滑、冷却作用に対しても効果が大きい。すな
わら、）″Ｍ転中シールリング２とフランジ面ＩＡの潤
滑状態は摺動面に形成される液膜は薄いが、はぼ流体潤
滑が作動しており、溝８を設けることにより作動限界面
圧が増大する。第７図は潤滑効果を確認するために摩擦
トルクと作動面圧の関係を実測し、図示したもので図の
ように本発明による構造■は従来構造ｌに比較し作動面
圧の限界値は大幅に向上することが判った。また、溝８
を設けることにより図中の矢印方向に高圧水が旋回流れ
をもつのでシールリング２及びフランジ面ＩＡが冷却さ
れるので高速化に有効である。
第４図乃全第６図は他の夫々の実施例を示すもので、第
４図ではシールケース２に堰１２を設けるとともにゾー
ルケース２の外周とケーシング４の内周で構成される窒
間に沈砂室１３を設けたもので、この沈砂室１３でさら
に微粒子の土砂を取除くように構成した構造である。第
５図はケーシング４内に准積した土砂などの物質を外部
に高圧水を利用して除去する手段を４えたもので管１１
よシ適時土砂などの物質が排除できる。第６図は清水を
給水する手段を与えたもので、清水給水を必要とする場
合は確実に摺動面に給水しないと単にケーシング４内に
給水しても内部の異物が摺動面に流入する危険がある。
本４１造においてはシールケース２とケーシング４で構
成される軸方向の空間部より密封圧力より高い清水を管
７よシ給水する。また、シールケース２とケーシング４
で構成される半径方向のすきまをせまくしで必ず清水が
給水孔１０を通って給水するよう配慮した構造である。
さらに本構造は上記した清水手段によりケーシング４内
をあらかじめフラッシングができるので、異物による摩
耗防止が確実にできる利点がある。
本発明によれば回転軸のフランジ面に放射溝を設はシー
ルリング側から給水するため土砂などの物質による異常
摩耗がさけられるので長期にわたり安定した密封性能で
使用することができ、また摺動面の潤滑状態及び冷却作
用が改善されるのでＬ・ 高圧、高速条件においても安定した摺動特性で便用でき
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の軸封装置を示す縦断面図、第２図は本発
明の一実施例を示す軸封装置の縦断面図、第３図は第２
図回転軸のフランジ部分の平ｉ１図、第４図乃至第６図
は本発明の他の実施例を示す軸封装置の縦断面図、第７
図は本発明と従来の潤滑効果を比較した線図である。 １・・・回転軸、ＩＡ・・・フランジ面、２・・・シー
ルケース、３・・・シールリング、４・・・ケーシング
、８・・・放めＳＺ そ 品Ｆ ４１６−− ＼工 ど

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸に７ツンジを有し、回転軸の外周を囲むケー
    シング内にシールケースに格納されたシールリングをフ
    ランジ面に押圧して密封する軸封装置において、フラン
    ジ面の内周より外周に貫通する複数の放射溝を設け、か
    つ、フランジ面と対向して押圧されるシールリングの面
    に周方向の溝を設けるとともにこの周方向の溝と連通ず
    る孔を配設し、ｍｌ記孔に流入した流体を周方向の溝を
    介して放射溝に流れるように構成したことを特徴とする
    軸封装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載において、ケーシングに
    ケーシング内の土砂などの物質を排除する手段を設けた
    ことを特徴とする軸封装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載において、シールケース
    とケーシングで構成される空間に給水手段を設けたこと
    を特徴とする軸封装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載において、シールリング
    外周に堰を設け、堰とケーシング間で沈砂室を設けたこ
    とを特徴とする軸封装置。
JP57116733A 1982-07-07 1982-07-07 軸封装置 Pending JPS599367A (ja)

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US06/511,097 US4529209A (en) 1982-07-07 1983-06-06 Hydraulic machine shaft seal with centrifugal removal of sand and soil particles
KR1019830002604A KR840005522A (ko) 1982-07-07 1983-06-11 축봉장치(軸封裝置)
IN828/CAL/83A IN158685B (ja) 1982-07-07 1983-07-04

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JP57116733A Pending JPS599367A (ja) 1982-07-07 1982-07-07 軸封装置

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