JPH01316567A - 非接触メカニカルシール - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は非接触式のメカニカルシールに関する。

〈従来の技術〉 シール対象物が気体等の場合には、シール端面の焼き付
きを防止するために、シール端面に高圧の気体を尊大し
て、非接触にしてシールを行う非接触メカニカルシール
が用いられる。

この非接触メカニカルシールは従来は密封環のシール端
面に微小なテーパや極めて浅いリング状の溝や細い通気
孔あるいはスパイラル状の条濾等を形成することにより
高圧の気体をシール端面に導入するように構成されてい
た。

〈本発明が解決しようとする課題〉 しかし、上記した従来の非接触メカニカルシールは一溝
や通気孔の工作が難しく、高い精度を必要とするため高
価になる欠点があった。また、シール端面がわずかに摩
耗しただけで溝や孔の形状が変わり、そのシール性能が
大きく変化する場合が多く、シールの安定性の面で問題
が多くあった。

また、従来のものでは加工が難しいことから、溝や孔が
必要以上に大きくなり過ぎ、そのため通気性が大きく成
り、シール端面が離れすぎる問題があった。

〈発明の概要〉 本発明上記した従来の欠点を改善するためになされたも
ので、一方又は両方の密封環の少なくともシール端面部
を多孔質材で形成し、該多孔質材から形成されるシール
端面部に高圧側の気体を通気させる通気部を設けたこと
を基本的な特徴とするものである。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図において、高圧側Ｘの密封環１は回転
軸５０上にＯリング３を介して回転従動可能に装着され
、スプリング４とスプリング止め５により固定環２側に
抑圧されている。−古代圧側Ｙの固定１；ａ２はケーシ
ング５１に装着されて、非回転、非従動になっている。

密封環１は全体がカーボンや金属の焼結材等の通気性を
有する多孔質材から構成されており、その固定Ｑ２側に
対向する多孔質シール端面部６も当然に多孔質に成って
いる。

この多孔質シール端面部６の後側には通気孔７が配設さ
れている０通気孔７は密封環１の高圧側Ｘの外側周から
中心方向に向かって多孔質シール端面部６に沿って形成
され、高圧側Ｘの高圧気体を多孔質シール端面部６に導
入するように構成されている。この通気孔７は密封環１
の内周側まで貫通せずにその少し手前側で終わっている
０通気孔７は第２図に示すように密封Ｑ１の円周方向に
複数個規則的に配置されている。

密封環１は多孔端面１１を除いてそのほぼ全体を気密性
を有する被覆１３で覆われており１通気孔７から通気さ
れる高圧側Ｘの気体は多孔端面１１のみから噴出するよ
うに成っている。

密封環１のシール端面１０の外周側（高圧側Ｘ）は多孔
質シール端面部６が露出して前記した多孔端面１１にな
っており、また、その後側に通気孔７がない内周側（低
圧側Ｙ）は被覆で覆われた被覆端面１２となっている。

また多孔端面１１と被覆端面１２の境目には溝８を円周
方向に形成している。この溝８は仕様条件に合せ”Ｃ正
確にパランスフアクタを設定するためと、周方向の圧力
分布を均一化するためのものである。

上記例では多孔質シール端面部６を密封環１にのみ形成
しているが、密封環１と固定環２の両方に形成すること
も可能である。どちらか一方の密封環に形成する場合に
は、上記した実施例のように回転環に形成するのが望ま
しい１回転環の場合遠心力が作用し１通気孔７への異物
あ侵入が少ないためである。

多孔質シール端面部６の材質（即ち密封環１の材質）と
しては、カーボンや焼結金属等の通気性があり、かつ耐
摩耗性のある材質が好ましい、また被ｙ！１３及び被覆
端面１２は塗料や樹脂、メツキ等で構成することが可能
である。

なお、密封環１の内周側をシールするＯリング３は緩い
リングとして密封′Ｑ１の従動を阻害しないように構成
するのが望ましい。

以上の構成において、高圧側Ｘの高圧気体は通気孔７か
ら多孔質シール端面部６を貫通して多孔端面１°１から
固定ｌ１ａ２に向けて流出する。この時のシール面のギ
ャップｇの圧力分布を第３図にａ。

ｂ、ｃの線で示す、ｄは密封環１の後端面が受ける圧力
分布である。密封環１と固定環２が密着しているときは
、シール面の圧力はＣ線で示すように高くなる。−古書
封環１と固定ＩＡ２が離れると、ノズルの原理によりギ
ャップｇの圧力はａ線で示すように低くなり、吸引力が
生じる。そのため。

結居す線の近傍で、ギャップｇの圧力と′密封環１に対
する押し付は力がバランスし、この状態で安定して運転
が行われる。

多孔質シール端面部６の多孔質材は従来の溝や孔の通気
性より十分に小さくすることが出来るため、密封環１と
固定環２のギャップは十分に小さくすることが出来る。

また、密封環１のパランスフアクタや多孔質シール端面
部６の多孔質の通気性を調整することにより、ギャップ
ｇの調整が可能である。即ち、多孔質シール端面部６の
多孔質の孔の大きさや孔数を小さくすれば、通気性が更
に小さくなり密封環１と固定環２のギャップｇを小さく
することでき、逆に孔の大きさや孔数を人きくす九ば、
ギャップｇを大きくすることが可能になる。

上記実施例では密封環１全体を多孔質材から構成してい
るが、これに限定されるものではなく少なくとも多孔質
シール端面部６を多孔質材から構成すれば良い０例えば
第４図に示す実施例では密封環１′はパックメタル１６
とここに嵌合された多孔質シール端面部６′とから構成
されている。

多孔質シール端前部６′は露出している側周部を被［１
３’で覆われており、その端面のみを露出して多孔端面
１１′としている。そしてバックメタル１６の側周から
多孔質シール端面６′には通気孔７′が形成され高圧側
Ｘの高圧気体を多孔質シール端面部６′に尋人するよう
に構成されている。　第５図の実施例は１通気孔７′の
開口を若干拡げ、ここにフィルタ９を嵌め込み、通気孔
７”への異物の侵入を防止したものである。

以上説明した上記構成によれば、多孔質シール端面部６
の多孔端面１１から流出する高圧側Ｘの気体により密封
環１と固定環２のシール面の間には所定のギャップｇが
生じ、安定した非接触のシールが行われる。また、多孔
質シール端面部６の多孔質材は通気性を小さくできるた
め、従来よりもギャップｇを小さくすることが可能にな
る。また、シール端面１ｏに複雑な加工を施す必要がな
く、更に摩耗によっても多孔端面１．１の通気性などの
状態が変わることがないから、シール性が変わることが
なく、安定したシールを行える。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明の非接触メカニカルシールは
、一方又は両方の密封環の少なくともシール端面部を多
孔質材で形成し、該多孔質材から形成されるシール端面
部に高圧側の気体を通気させる通気部を設けているため
、安定した非接触のシールが可能になる。また、多孔質
材からシール端面部を形成しているため、シール面のギ
ャップを小さくできる。また、シール面に溝などを形成
する必要がないから、製造が極めて容易であり、使用に
よる摩耗によってもシール性が劣化しない等の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す半断面図、第２図は密
封環１のシール面の構成をを示す部分破断図、第３図は
動作説明図、第４図は他の実施例を示す半断面図、第５
図は更に他の実施例を示す半断面図である。 １：密封環、２：固定環、３：Ｏリング、４ニスプリン
グ、５ニスプリング止め、６：多孔質シール端面部、７
：通気孔、８：溝、９：フィルタ、１０：シール端面、
１１：多孔端面、１２：被覆端面、１３：被覆、１６：
バックメタル、５０：回転軸、５１：ケーシング。 特許出願人　　　炭　研　精　工　株式会社代理人　　
　　　弁理士　高　橋　清　外１名第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一方又は両方の密封環の少なくともシール端面部を多孔
   質材で形成し、該多孔質材から形成されるシール端面部
   に高圧側の気体を通気させる通気部を設けたことを特徴
   とする非接触メカニカルシール。