JP2003287140A

JP2003287140A - 軸シール装置

Info

Publication number: JP2003287140A
Application number: JP2002089358A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Kagimoto; 良実鍵本; Toshimitsu Ichinose; 利光一ノ瀬; Kenji Nishizawa; 賢二西澤; Kenji Sakai; 健次坂井; Masami Yoshida; 政美吉田; Yajuro Seike; 弥十郎清家
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】加圧室側のスラリー等の搬送流体の圧力が高
く、回転軸シール及び回転軸の損傷を生じやすい部位に
有効に潤滑若しくは軸シール可能な軸シール装置を提供
することを目的とする。【解決手段】回転軸表面に水、潤滑油若しくはグリー
ス等の液体（高粘度液体も含む）、若しくは気体、更に
は粉粒状固体潤滑剤（以下潤滑剤という）を供給可能に
構成した軸シール装置において、封止部の軸方向位置が
円周方向の位置によって連続的に変位し、その位置変位
の周期が少なくとも軸の１周あたり１回以上である斜行
リング状シールを備えたことと、その封止部へ潤滑剤を
供給した状態で回転軸を回転させることにより封止部に
潤滑剤被膜を形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸表面とシー
ルとの接触位置を斜行させて軸表面とシールとの間に気
膜、油膜、水膜、若しくは粉状潤滑剤の被膜を形成しな
がら、高圧の流体をシールする軸シール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、高圧軸シール装置は混練装
置、圧縮機、ポンプなどに用いられている。以下にその
装置の例を説明する。港湾や河川に堆積した微粒粘度質
の軟弱土は、浚渫されてセメントミルク等の硬化剤を添
加されて改良土とされ、埋立等に使用されている。この
軟弱土は混練装置によってセメントミルクと混練され、
埋立地に圧送されるようになっているが、混練装置が配
置される位置によって、二つの方式が存在する。

【０００３】その一つは、図９に示すように、圧送船に
おいて海中に堆積した軟弱土を汲み上げて軟弱土ホッパ
２１４から、略７５０ｍ程先の岸壁で区画された埋め立
て地に位置する台船１１２上の混練装置１１１に軟弱土
を搬送し、また、供給ホッパ１０３からのセメント粉を
汲み上げた海水と混練してセメントミルクを製造して遠
距離搬送されたセメントミルクと前記軟弱土とを混練装
置１１１で混練して埋め立て地に放出する方式である。

【０００４】また、他の方式は、図８に示すように、圧
送船内に軟弱土ホッパ２１４、セメント粉供給ホッパ１
０３、セメントミルク製造装置１０４及び混練装置１０
６を配設し、圧送船内で改良土を製造して略８００ｍほ
ど先方に位置する台船に改良土を搬送する方式である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前者の技術は、混練装
置１１１がポンプ１０９から見て遠方に位置しており、
それに比して混錬装置１１１から図示しない改良土の吐
出部までの距離が短い。そのため、軟弱土ホッパ２１４
から軟弱土を搬送するポンプ１０９の搬送圧力を高くし
ても、ポンプ１０９から混錬装置１１１までの圧損の方
が混錬装置１１１から改良土の吐出部までの圧損より大
きいので混練装置１１１においては低圧となるので、混
練装置内においては低圧の流体圧シールを用いることが
できる。それに対して、後者の場合は、混練装置１０６
がポンプ１０９に近接しているので、ポンプ１０９から
混錬装置１０６までの管路における圧損が小さいため
に、混練装置内の圧力は前者より高圧となる。通常、図
９に示す方式では埋め立て地に送るための混練装置内の
圧力はは２０ｋｇｆ／ｃｍ^２程度であるのに対し、図８
に示す方式では混錬装置内の圧力は７０ｋｇｆ／ｃｍ^２
程度にまで上昇する。

【０００６】そして、混練装置１０６の加圧容器を回転
軸が貫通する部分の回転軸シール部は一方側に混練装置
内の加圧室と、他方側に加圧室外の大気圧下に配置され
る。よって、大気圧と前記加圧室内圧との圧力差に耐え
ることができる流体圧シールを必要とする。

【０００７】このような高圧のシールに対して、ポンプ
１０９では、一般にゴム材を使ってリップ部を持つよう
に成形したパッキンが使用される。ポンプ１０９はピス
トンの往復によって流体を吐出する構造であり、そのピ
ストン部分の構造は油圧シリンダーと同等である。すな
わち、ピストンとシリンダーの間および、ピストンロッ
ド部に前述のパッキンが適用されている。図１０に示す
ピストンロッド部を例にとって説明する。ゴムでできた
成形パッキンのリップ部７５Ａがスクリュー軸３５表面
と接している。スクリュー軸３５の往復運動に伴って、
前述のパッキンリップ部によってスクリュー軸３５表面
に付着した液体が大部分掻き取られていき、わずかな流
体がリップとスクリュー軸３５の間に流体膜を形成して
反対側へ漏れることになる。このときリップとスクリュ
ー軸３５との間に入り込んだ流体膜は、排除される際に
生じる粘性抵抗によって圧力を発生し、リップを持ち上
げてスクリュー軸３５との接触を緩和しつつ、その部分
で発生した熱を持ち去る効果を有する。また、このとき
のリップとスクリュー軸３５のすき間が充分小さいもの
なので、漏れが小さく損傷がない実用上差し障りのない
シールができる。ところが、こうしたパッキンを混錬装
置に適用すると、上記の効果が得られずにパッキンリッ
プ部が損傷するおそれがある。図１１に従来のシール構
造を示す。回転軸（スクリュー軸）３５がハウジング１
５１を貫通する部分に、ダストシール７５Ａ、圧力シー
ル７６、７７が嵌装されており、混錬装置内部と外部を
隔てている。シール部分へは潤滑油供給路１６１ａおよ
び１６１ｂから連続的に流体（グリース）が供給されて
いる。しかし、回転する軸３５は往復しないのでパッキ
ン７６、７７の軸封部７６ａ、７７ａに対して流体が流
れ込んでくる作用がない。それゆえにリップ部と軸との
間に流体が入り込まず、流体膜が形成されない。その結
果として、常に密着したまま摺動することになる。この
とき、リップと軸との間では流体膜による持ち上げがな
いために、リップと軸が直接接触し、摩擦を生じること
になる。この摩擦によって発生した熱が蓄積し、温度が
上昇する。低差圧であれば温度上昇が小さいが、高差圧
になるとリップの押し付け力が上昇して摩擦発熱が増大
し、温度上昇が大きくなってゴムでできたリップが損傷
する。これにより前記回転軸シール及び回転軸を損傷す
ることとなり、回転運動をする高差圧軸シールにはリッ
プを持つゴムの成形パッキンを用いることが出来なかっ
た。一方、グランドパッキンのようにパッキン自体の内
部に流体が浸透することにより摺動部分へ流体が供給さ
れる部材については、摺動部分への流体供給が確保され
るために回転軸シールへの適用が可能である。しかし、
漏れを充分に小さくするためにはパッキンを充分圧縮し
て流体の浸透を小さくする必要があり、高圧になるほど
大きな力でパッキンを圧縮する必要がある。すると、摺
動部分での接触圧力が大きくなって、過大な摩耗を起こ
したり、発熱が大きくなるなどの不具合を生じるため、
やはり、高差圧軸シールには用いることができなかっ
た。

【０００８】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、加圧室側のスラリー等搬送流体の圧力が高く、回
転軸シール及び回転軸に損傷を生じやすい状況下におい
てシール部を効果的に潤滑することによって軸シール可
能な装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決させるための手段】本発明は、回転軸表面
に水、潤滑油若しくはグリース等の液体（高粘度液体も
含む）のみならず、気体、更には粉粒状固体潤滑剤（以
下潤滑剤という）によって流体膜を形成する軸シール装
置に適用されるものである。勿論、潤滑剤に流体、特に
液体を用いるのが本発明の好ましい実施例であるが、例
えば黒鉛微粉においても流動性を有し、液体を用いた本
発明と同様な効果を有する。そして本発明の特徴とする
ところは、回転軸表面を斜行させて周回封止した斜行リ
ング状シールに潤滑剤を供給した状態で回転軸を回転さ
せることにより回転軸表面とリング状シール内周側との
間に流体膜を形成したことを特徴とする。

【００１０】かかる発明によると、回転軸表面を斜行さ
せて周回封止した斜行リング状シールに、回転軸の回転
により回転軸表面に濡着（粉粒体や気体の場合は被着）
した潤滑剤が、前記斜行リング状シールの斜行縁から軸
の回転に伴なって軸とシールとの接触面に侵入して、該
接触面に積極的に油膜等の流体膜を形成し、前記斜行リ
ング状シールはその油膜等の流体膜の上を摺接すること
となる。よって、潤滑剤の回転軸表面全体への回り込み
が積極的に行われ、斜行リング状シールをグランドパッ
キン等の締め付け力が付勢されるパッキンを用いた場合
でも良好な潤滑性とシール性を維持でき、高圧軸受装置
として有効な軸シール装置が提供できる。

【００１１】この場合、具体的には請求項２および請求
項３に記載のように、前記斜行リング状シールに隣接し
てリング状のスペーサを前記回転軸に嵌合し、該スペー
サの一側面に斜行縁を形成し、該斜行縁を前記斜行リン
グ状シールの斜行縁と接して対面させ、前記スペーサに
潤滑油供給路を設けて該スペーサと軸との間に潤滑油を
供給するように構成しても良い。

【００１２】かかる技術手段によると、回転軸に嵌合さ
れるリング状のスペーサの一側面を斜行縁として前記斜
行リング状シールの斜行縁と接して設けることによっ
て、変形しやすいリング状シール部材の形状を保持する
とともに、前記回転軸と前記スペーサとの間に供給され
た潤滑剤が潤滑剤層を形成し、回転軸が回転すること
で、前記潤滑剤層より油等の潤滑剤がスペーサと前記回
転軸との空隙に積極的に侵入し容易に油膜が形成される
こととなる。よって、斜行リング状シール部への潤滑剤
の回り込みが積極且つ円滑に行われる。

【００１３】又本発明は、請求項５に記載のように、斜
行リング状シールは回転軸軸方向に間隔を保持して複数
段環設し、前記環設位置間に形成される斜行空隙に外部
から潤滑剤を供給する供給路を設けて構成しても良い。

【００１４】かかる技術手段によると、前記斜行リング
状シールは回転軸軸方向に複数段環設し、前記環設位置
に形成される斜行空隙に前記潤滑剤供給路を設けている
ので、前記斜行リング状シールの１つに対して前記潤滑
剤供給路が対応するので、潤滑剤が切れることがなく、
潤滑剤の回転軸表面への回り込みが良好となり、潤滑効
果が高く、高圧下における使用が可能である。

【００１５】そして、前記斜行リング状シールには、グ
ランドパッキンを用いることができるが、パッキン自体
に液体を透過させる特性がない、リップパッキン、スク
ーズパッキン等の成形パッキンであっても回転軸の回転
にかかわらず斜行状態を維持可能なパッキン部材であれ
ば特に限定はない。

【００１６】又本発明は、液体のみならず、流動性があ
れば気体や粉状固体も用いられるが、前記斜行潤滑剤供
給路に供給される潤滑剤が、混錬装置内圧よりも高圧に
加圧されて供給されている水（海水も含む）、潤滑油若
しくはグリース等の加圧液体（乳化油、固体潤滑剤入り
液体も含む）であれば、混錬装置内部の高圧流体に含ま
れる固形異物が前記リングシール部に侵入して回転軸シ
ール及び回転軸を損傷することを完全に防ぐことが容易
となるため、好ましい。

【００１７】例えば、海岸の埋立土を混練する混練装置
に本発明を用いる場合に、潤滑油では汚染の問題があ
る。この混練装置の周囲に位置する海水や水は容易に得
られるので、海水を回転軸表面に供給して回転軸の潤滑
に用いることができる。海水は漏洩量が多くても汚染の
問題を引き起こすことがないため、漏れ量を多くして回
転軸の発熱を効果的に冷却することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形
態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発
明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明
例に過ぎない。

【００１９】まず、図６を用いて、本発明の一実施の形
態が適用される加圧流体の混練装置を説明する。図７は
図６の拡大断面図である。図６において、架台３０には
混練装置１３が固定されている。混練装置１３は、内部
にスクリュー軸３５（図７）を回転自在に円筒状の外筒
として形成された本体３１と、該本体３１と中間軸３２
を介して駆動軸４０がスクリュー軸３５に接続する駆動
手段としての駆動モータ３３とを備えている。

【００２０】本体３１の左端面に軟弱土供給部２６が形
成され、該供給部２６が軟弱土搬送管２２に接続され、
本体３１の軸方向と平行に加圧供される軟弱土が圧送さ
れて本体３１内に供給されるように構成されている。

【００２１】本体３１の筒面上部にはセメントミルク搬
送管２３に連結されるセメントミルク導入部３４が設け
られ、セメントミルク導入部３４から本体３１内にセメ
ントミルクが導入される。そして、本体３１の右端側の
下部には改良土排出管２４に連結する排出部９６が設け
られ、混練装置１３でスクリュー軸３５の回転と撹拌作
用により、セメントミルクと均一混合により製造された
改良土が排出部９６から改良土排出管２４に搬送され
る。そして、本体３１は中間位置で一方部３１ａと他方
部３１ｂとに二分され、該一方部３１ａと他方部３１ｂ
はフランジ３１ｃを介して接続されている。

【００２２】図７に示すように、本体３１は筒状に形成
され、内部にスクリュー室３７が形成され、スクリュー
翼を有するスクリュー軸３５が回転自在に支持されてい
る。該スクリュー軸３５には図７に示すように不連続部
３６ａを有する螺旋状のスクリュー翼３６が設けられて
いる。本体３１の左端側には入口軸受３８を介してスク
リュー軸３５の左端部が回転自在に支持されている。本
体３１の右端部３１ｄ側には本発明の軸シール装置であ
る流体圧シール装置３９を介してスクリュー軸３５の右
端側が支持され、スクリュー室３７の右端側がシール
（密封）された状態となっている。

【００２３】スクリュー軸３５の右端側は本体３１の右
端部３１ｄ（VI参照）側に貫通して配置され、駆動モー
タ３３の駆動軸４０に連結されている。すなわち、スク
リュー軸３５の右端側は自動調心軸受４１を介して回転
自在に支持され、ギヤカップリング４２を介して中間軸
３２の一端に連結されている。中間軸３２の他端は駆動
モータ３３側のギヤカップリング４３を介して駆動モー
タ３３の駆動軸４０に連結されている。

【００２４】図７に示す入口軸受３８は、図示していな
いが本体３１に対して３本の支持柱４５でＹ字型に軸心
部に支持されている。そして、上部の２本の支持柱には
入口軸受３８への潤滑油、グリースの供給を行う図示し
ない供給路が設けられ、下側の１本の支持柱４５には入
口軸受３８からの図示しない異物の排出路が設けられて
いる。

【００２５】図７に示すスクリュー室３７に突出する多
数の固定ピン４６が本体３１に固定され、多数の固定ピ
ン４６はスクリュー室３７内の軟弱土の搬送経路に配置
される。つまり、スクリュー軸３５を中心としてスクリ
ュー翼３６と同一ピッチで螺旋形状経路に沿って多数の
固定ピン４６が、不連続部３６ａと対応する位置に配置
されている。スクリュー軸３５の回転によって軟弱土と
セメントミルクがスクリュー翼３６で混練されて運ば
れ、運ばれる途中で多数の固定ピン４６によって攪拌さ
れ改良土が製造される。

【００２６】多数の固定ピン４６には洗浄液が導入され
る注入孔４７が設けられ、該注入孔４７はスクリュー室
３７内に開口し、図示しない洗浄液供給手段から注入孔
４７を介してスクリュー室３７内に洗浄液が噴出する。
つまり、メンテナンスや洗浄時に洗浄液をスクリュー室
３７内に噴出し、混練装置１３を分解することなくスク
リュー軸３５やスクリュー翼３６を洗浄することができ
る。

【００２７】図７に示すように入口軸受３８は、軸支持
部５１の支持柱４５により軸心部に配置され、軸支持部
５１にはスクリュー軸３５の左側端部が配されるマス部
５２が形成されている。また、該マス部５２の左端を閉
成して潤滑油が充填されている。

【００２８】スクリュー軸３５の左端部は回転軸５４と
なっており、回転軸５４がスクリュー軸３５の一端側に
キー等を介して取り外し自在に固定されている。回転軸
５４は図示しない軸受を介してマス部５２内で軸支持部
５１に回転自在に支持されている。

【００２９】回転軸５４と軸支持部５１との間にはゴム
製リップパッキンやテフロン（デュポン社商標）製のシ
ール部材により潤滑油が封入されマス部５２内部に潤滑
油が充満封止させている。これにより、入口軸受３８
は、図示しないシール部材により前記軸受がスクリュー
室３７側とシールされ、水分やスラリー等が侵入するこ
とがない。

【００３０】次に、図７のVI部内の本発明の軸シール装
置である流体圧シール装置３９の構造を説明する。本体
３１の右端部３１ｄとスクリュー軸３５との間に、図１
に示す軸シール装置３９が配置される。軸シール装置３
９は、図１に示すように、混錬装置内部側にダストの侵
入を防止するシールとしてＬパッキン７５Ａを嵌合し、
ダストシールを行うとともに、それより大気側に回転軸
の軸シール専用パッキンである斜行リング状Ｕパッキン
７６、７７を所定の接触圧でスクリュー軸３５に嵌合
し、片側に斜行縁を有するリング状スペーサ６、８、両
側に斜行縁を有するリング状スペーサ７、固定リング５
によって位置決めされている。

【００３１】斜行リング状Ｕパッキン部材７６、７７の
材質は、リング状の皮、ゴム、樹脂若しくはこれらを板
状に積層してなるものであって、その断面形状はＵ字状
若しくはＶ字状のものである。図１に示すように、ハウ
ジング１５１ａ、１５１ｂの内面と軸の外面にリップ部
分で接している。

【００３２】斜行リング状Ｕパッキン部材７６、７７
は、それぞれの封止部７６ａ、７７ａの軸方向位置が円
周方向の位置によって連続的に変位し、その周期が軸の
１周あたり１周期の位置変位をするようにリング状スペ
ーサ６、７、および８によって斜行して保持されてい
る。その斜行量は、封止部７６ａ、７７ａ上の下側の第
１位置７６ｃ、７７ｃが図１中で右寄り、すなわち大気
側よりであり、該第１位置７６ｃ、７７ｃから１８０°
反対側の上側の第２の位置７６ｄ、７７ｄが左寄り、す
なわち混錬装置内部寄りである。封止部７６ａ、７７ａ
は両位置間を連続して変位した曲線で形成されている。
よって、斜行リング状Ｕパッキン部材７６、７７はスク
リュー軸３５に斜行リング状シールとして作用する。

【００３３】そして、図１に示すように、軸とリング状
スペーサ８との間にはグリースを供給する導入孔１６１
ａが設けられ該導入孔１６１ａにはグリースを所定圧力
で供給する図示しない油圧装置が連結され、グリースが
導入孔１６１ａより所定圧力で供給可能に構成されてい
る。そして、供給されたグリースは排出路１４９ａから
前記油圧装置側に戻され、導入孔１６１ａからスクリュ
ー軸３５とリング状スペーサ８とのすき間部分９０及び
排出路１４９ａを介して潤滑油経路を循環するように構
成されている。

【００３４】図１に示すように、ハウジング１５１ａ、
１５１ｂの間には、軸とリング状スペーサ７のすき間９
１に開口する導入孔１６１ｂが設けられ該導入孔１６１
ｂには潤滑油を自動的に供給する図示しない油圧装置が
連結され、潤滑油が加圧されてすきま９１に供給可能に
構成されている。そして、供給された潤滑油はすき間９
１より排出路１４９ｂから前記油圧装置側に戻され、導
入孔１６１ｂからすき間９１及び排出路１４９ｂを介し
て潤滑油経路を循環するように構成されている。

【００３５】そして、すきま９０にＬパッキン７５Ａか
ら万一異物が侵入しても、そこに存在するグリースは連
続的に供給されるグリースによって排出路１４９ａから
排出され、図示しないダストトラップによって排除する
ことができ、すき間９０内のグリースは常に清浄な状態
に保たれる。

【００３６】そして、スクリュー軸３５が回転すること
によって、すき間９０に充填された清浄なグリースが、
すき間９０に接するスクリュー軸３５の表面に濡着し、
パッキン部材７６の封止部７６ａを斜めに横断摺擦する
ことによって封止部に取り込まれるので、封止部の潤滑
状態が良好となる。

【００３７】また、斜行リング状Ｕパッキン部材７６、
７７の間に形成されたすき間９１に充填された圧力油に
ついても、同様の作用によってパッキン部材７７の封止
部７７ａに容易に取り込まれて潤滑作用をなす。

【００３８】そして、本実施の形態は、スクリュー軸の
大きさ、圧力負荷に応じて、斜行リング状Ｕパッキンを
複数用いることができる。そしてその際には、ダストシ
ール側を粘度が大きいグリースを用い、異物の排出を容
易にし、圧力負荷側の斜行リング状Ｕパッキン７７側を
冷却効果の大きい潤滑油を用いることによって高圧負荷
に対する回転軸支持部の潤滑効果を高めることができ
る。なお、排出路１４９ａから回収されるグリース量は
供給路１６１ａから供給されるグリース量より少なくて
も良く、あるいは、まったく回収しないでも良い。その
場合、余剰のグリースはＬパッキン７５Ａのシール部か
ら混錬装置側へ漏れ出てすき間９０内を清浄に保つと共
に、Ｌパッキン７５Ａのリップ部分周辺に堆積してＬパ
ッキン７５Ａの保護作用をなすことになる。

【００３９】上述したように、本実施の形態は斜行リン
グ状Ｕパッキン７６、７７のスクリュー軸３５表面との
接触部位が、斜行しているので、潤滑油またはグリース
がその斜行曲線を描く前記接触部位の軸表面まで流入し
て、その流入した潤滑油またはグリースが流入した軸面
に前記接触部位がスクリュー軸３５の回転によって接触
するので、潤滑効果が高く高圧での使用が可能となる。
よって、軸受部分において、潤滑油とグリースに圧力を
付加して供給することにより、高圧負荷状態での軸支持
部を提供することができる。

【００４０】次に、図２を用いて流体圧シールの他の実
施形態を説明する。図１に示す実施形態との相違点は、
図１の形態が、斜行リング状Ｕパッキン部材を複数用い
て、それぞれに潤滑油と、グリースを供給したのに対し
て、１個の斜行リング状パッキン７５ＢとＬパッキン７
５Ａとの間に軸受用のカラー９５を設け、該カラー９５
と斜行リング状パッキン７５Ｂとの間のすき間９１にグ
リースを連続的に供給したものである。

【００４１】そして、図２に示すようにスクリュー軸３
５の表面と摺接する斜行リング状パッキン部材７５Ｂ
は、前記軸方向に位置変位する斜行リング円形状で形成
され、ハウジング１５１に密着している。

【００４２】また、ハウジング１５１には導入孔１６１
が設けられ、該導入孔１６１にはグリースを自動的に供
給する図示しない油圧装置が連結され、グリースが所圧
で供給可能に構成されている。そして、供給されたグリ
ースは軸受カラー９５を潤滑した後にＬパッキン７５Ａ
の封止部７５Ａａから混錬装置内部へ漏れ出て、その周
囲に堆積してＬパッキン７５Ａへのスラリー接近を妨げ
る保護作用をなすように構成されている。

【００４３】そして、前記斜行リング状パッキン７５Ｂ
のすき間９１側の周端７５Ｂａがスクリュー軸３５の軸
方向にずれた状態で斜行縁として形成されている。よっ
て、すき間９１に供給された圧力グリースはスクリュー
軸３５の回転により斜行リング状パッキン７５Ｂの封止
部７５Ｂａに容易に取り込まれ、スクリュー軸３５との
間の潤滑作用をなす。

【００４４】そして、本実施の形態は、Ｌパッキン７５
Ａと斜行リング状パッキン７５Ｂとの間に軸受カラー９
５を配置することによって、軸のたわみなどの変形によ
る軸心の位置を規制し、リップ部が追随できないような
大きな軸位置変動を起こさないようにすることができ
る。

【００４５】次に、図３を用いて流体圧シールの他の実
施形態を説明する。図１に示す第１実施の形態との相違
点は、第１実施の形態が、斜行リング状Ｕパッキン７
６、７７を使用したのに対して、本実施の形態は、斜行
リング状グランドパッキン８３、８４を使用したもので
ある。

【００４６】そして、図３に示すように、固定リング状
のスペーサ１４５とハウジング７９を貫通して流体導入
孔１６１ａおよび１６１ｂが設けられ、海水が一定圧で
供給されている。そして、供給された海水は排出路１４
９ａ及び排出路１４９ｂから排出される。

【００４７】そして本実施例においては、斜行リング状
グランドパッキン８３の一側面に、一端が垂直で他端が
斜行した斜行ランタンリング１４５を設け、その斜行縁
１４５ａが前記グランドパッキン８３に接するように配
置されている。また、グランドパッキン８３の他側面は
リング状の斜行ランタンリング８０の斜行縁８０ａに接
するように配置されている。二つのランタンリングに挟
まれることによって、不定形なグランドパッキン８３が
軸３５のまわりに斜行した形状を保って配置されてい
る。

【００４８】このとき、グランドパッキン８３と軸との
間の封止部左端８３ａの最も右側（大気側）寄りの点８
３ｃは、封止部右端８３ｂの最も左側（混錬装置側）寄
りの点８３ｄよりも右にある。そのため、軸３５の表面
は１回転すると必ず封止部の外に出ることができるの
で、軸表面は海水で潤滑されると共に冷却される。よっ
て、本実施の形態は斜行リング状グランドパッキン８
３、８４の端面部位が斜行しているので、前記したよう
に潤滑効果が高く高圧での使用が可能となる。

【００４９】次に、図４を用いて流体圧シールの他の実
施形態を説明する。この構造で使用されている斜行リン
グ状シール７６および７７は図１に示した実施例と同一
であるが、そのシールが嵌装されている溝が、ＮＣ加工
によってハウジング１５１に直接加工されているもので
ある。部品点数が少なくなる利点を有している。また、
図５に流体圧シールの他の実施形態を説明するが、これ
は、シール溝が軸３５の側に加工されているものであ
る。軸が細くなり、切り欠き効果によって強度が低下す
る欠点があるが、穴側に加工が難しい場合には有効であ
る。

【００５０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、加圧室側のスラリー等の搬送流体の圧力が高く、
該スラリーの侵入により回転軸シール及び回転軸を損傷
を生じやすい部位に有効に潤滑若しくは軸シール可能な
軸シール装置を提供出来、特に、前記斜行リング状シー
ルは円滑に流体膜を形成しつつ回転軸を潤滑シールする
こととなるために、潤滑剤の回転軸表面への回り込みが
良好となり、潤滑効果とシール効果が高く、高圧負荷下
による使用が可能である。勿論本発明は高圧部のみなら
ず低圧部にも使用可能で、又潤滑剤も液体、気体、固体
を問わない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかる流体圧シール
装置（軸シール装置）を説明する説明図である。

【図２】流体圧シール装置（軸シール装置）の他の実
施の形態を説明する説明図である。

【図３】流体圧シール装置（軸シール装置）の他の実
施の形態を説明する説明図である。

【図４】流体圧シール装置（軸シール装置）の他の実
施の形態を説明する説明図である。

【図５】流体圧シール装置（軸シール装置）の他の実
施の形態を説明する説明図である。

【図６】本発明の流体圧シール装置（軸シール装置）
が適用される加圧流体の混練装置の全体構成図である。

【図７】図４の拡大断面図である。

【図８】混練装置の配置位置の一方式を説明する説明
図である。

【図９】混連装置の配置位置の他の方式を説明する説
明図である。

【図１０】往復動シールを説明する説明図である。

【図１１】混連装置に使用される従来のシール装置を
説明する説明図である。

【符号の説明】

３５スクリュー軸（回転軸）７６、８３、８４流体シール９０、９１斜行潤滑剤供給路１４５スペーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西澤賢二長崎市深堀町五丁目717番１号三菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者坂井健次下関市彦島江の浦町六丁目16番１号三菱重工業株式会社下関造船所内 (72)発明者吉田政美下関市彦島江の浦町六丁目16番１号三菱重工業株式会社下関造船所内 (72)発明者清家弥十郎長崎市深堀町五丁目717番地１長菱エンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 3J043 AA16 BA02 CA02 CA12 CB13 DA01 DA03 DA07 HA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸の軸方向に圧力差がある流体、も
しくは粉粒体をシールする軸シール装置において、封止
部の軸方向位置が円周方向の位置によって連続的に変位
し、その位置変位の周期が少なくとも軸の１周あたり１
回以上である斜行リング状シールを備えたことを特徴と
する軸シール装置。
【請求項２】前記斜行リング状シールの斜行封止部に
水、潤滑油若しくはグリース等の液体（高粘度液体も含
む）、若しくは気体、更には粉粒状固体潤滑剤（以下潤
滑剤という）を供給可能に構成したことを特徴とする請
求項１に記載の軸シール装置。
【請求項３】前記斜行リング状シールは、回転軸もし
くは回転軸が貫通するハウジング部材に掘られた溝には
め込まれて保持されていることを特徴とする請求項１に
記載の軸シール装置。
【請求項４】前記斜行リング状シールは、該シールに
接する一端に斜行縁と、他端に軸に垂直な縁を有するリ
ング状のスペーサによって保持されていることを特徴と
する請求項１に記載の軸シール装置。
【請求項５】前記斜行リング状シールは回転軸軸方向
に間隔を保持して複数段環設し、前記環設位置間に形成
される斜行空隙に潤滑剤供給路を設けたことを特徴とす
る請求項１に記載の軸シール装置。
【請求項６】前記複数段環設された斜行リング状シー
ルは、該シールに接する一端に斜行縁と、他端に軸に垂
直な縁を有するリング状のスペーサ、および、該シール
に接する一端に斜行縁と、他端に隣接するシールに接す
る斜行縁を有するリング状のスペーサによって保持され
ていることを特徴とする請求項５に記載の軸シール装
置。
【請求項７】前記斜行リング状シールは、成形パッキ
ン若しくはグランドパッキンその他の回転軸の回転によ
り斜行状態を維持可能なパッキン部材であることを特徴
とする請求項１に記載の軸シール装置。
【請求項８】前記斜行リング状シールは、回転軸と接
する部分にリップ部を持つパッキン部材であることを特
徴とする請求項１に記載の軸シール装置。
【請求項９】前記潤滑剤供給路に供給される潤滑剤が、
加圧されて供給されている水、潤滑油若しくはグリース
等の加圧液体であることを特徴とする請求項１記載の軸
シール装置。