JPH0227730Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 本考案は機器の軸封技術に係り、さらに詳しく
は、２流体の相互の漏洩を阻止するメカニカルシ
ールの均圧機構に関するものである。

２流体の密封を行なうメカニカルシールとして
は、たとえばターボドリルに用いられ、機内の潤
滑油と、タービンを回転させる泥水の双方を密封
するものが挙げられるが、この種のメカニカルシ
ールは、一方の流体（たとえば泥水）の圧力およ
び体積が変化し、両流体間の圧力が不均衡となる
と、その差圧が該メカニカルシールを構成する固
定リングと回転リングに作用して、該両リングの
摺動状態が変化し、密封性が不安定となるため、
適切な均圧機構の考案が望まれていた。

本考案は、この点に鑑み、メカニカルシールに
よつて互いに密封された両流体の相対的な圧力変
動による、該メカニカルシールの摺動部への影響
を抑制するための均圧機構を提供することを目的
とする。

〔考案の構成〕

この目的達成のため、本考案に係るメカニカル
シールの均圧機構は、密封空間と他の空間を軸周
で気密区画するメカニカルシールと、ハウジング
の内部に形成された環状空間と、この環状空間の
軸方向両端から前記ハウジング内を延び、メカニ
カルシールの軸方向一側の前記密封空間および軸
方向他側の空間のそれぞれに開口する連通孔と、
前記環状空間に気密的かつ軸方向摺動自在に内挿
された環状のパツキングとからなるものである。

本考案において、メカニカルシールで気密区画
された一側の密封空間と他側の空間に圧力差が生
じると、該圧力差は前記両空間のそれぞれに開口
する連通孔を通じてハウジングの環状空間内にお
けるパツキングの軸方向両側に作用するので、該
パツキングが前記環状空間内を軸方向低圧側へ摺
動移動し、低圧側の容積を収縮かつ高圧側の容積
を膨張させる。そして、この容積変化によつて前
記密封空間と他側の空間の圧力差が吸収され、所
定の変圧限度（環状空間の大きさ、パツキングの
摺動範囲等によつて異なる）内において、メカニ
カルシール摺動部の両側に作用する圧力をほぼ均
衡せしめるようになる。

〔実施例〕

つぎに、本考案の一実施例を図面にもとづいて
説明する。

符号１は環状のケース部材２，３，４，５が互
いに気密的に接合されて構成されたハウジング、
６は該ハウジング１の軸孔１′内周に遊挿された
回転軸、７はハウジング１（ケース部材３）内周
に気密的に担持固定された非回転の固定リング８
と、回転軸６外周に気密的に担持されて回転し、
スプリング９により押圧付勢されて前記固定リン
グ８と密接摺動する回転リング１０等にて構成さ
れたメカニカルシールである。ハウジング１のケ
ース部材３，４間には環状空間１１が形成されて
おり、該環状空間１１はケース部材３，４のそれ
ぞれに周方向等配状に穿設貫通された複数の連通
孔１２，１３を介して、ハウジング１と回転軸６
との間の、前記メカニカルシール７によつて分離
された油室である密封空間Ａと泥水側である他側
の空間Ｂにそれぞれに連通している。さらに、環
状空間１１内には、該環状空間１１を前記空間Ａ
側の受圧空間ａと前記空間Ｂ側の受圧空間ｂとに
分離するごとく気密的かつ軸方向摺動自在にＯリ
ング１４が装着されている。

上記装置は、たとえばターボドリルの軸封装置
として用いられ、すなわちメカニカルシール７お
よびＯリング１４は、空間Ａ内に封入された潤滑
油および空間Ｂ内に充満し図示しないタービンを
回転させる泥水の双方をシールしており、このう
ち、仮に空間Ｂ内の泥水の圧力が相対的に上昇す
ると、固定リング８と回転リング１０の密封摺動
面の内周側に通じる空間Ｂの上昇圧力は、前記回
転リング１０を固定リング８から離して前記密封
摺動面を開く方向に作用するが、同時に、連通孔
１３を通じて空間Ｂの圧力が導入される環状空間
１１内の受圧空間ｂと、連通孔１２を通じて空間
Ａの圧力が導入される環状空間１１内の受圧空間
ａの間に生じる圧力差によつて、Ｏリング１４は
相対的に低圧である受圧空間ａの容積を収縮する
方向に環状空間１１内を摺動移動するので、前記
上昇圧力は受圧空間ａから連通孔１２を通じて空
間Ａへ伝達される。したがつて、空間Ｂの泥水圧
力と空間Ａの潤滑油圧力は互いに均衡し、メカニ
カルシール７の密封摺動面への開力として働く両
空間Ａ，Ｂの差圧は解消される。また、空間Ｂ内
の泥水の圧力が相対的に低下した場合は、Ｏリン
グ１４は図上右側へ摺動し、上記の場合と同様、
圧力の伝達によつて両空間Ａ，Ｂ間の圧力は均衡
するので、回転リング１０に、前記密封摺動面の
過大な負荷をもたらす空間Ａ側からの圧力差は生
じない。

なお、本実施例による圧力均衡能力は、Ｏリン
グ１４の摺動による受圧空間ａまたはｂの容積変
化の許容量の大小、言い換えれば環状空間１１の
大小によつて異なるものである。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案に係るメカニカルシ
ールの均圧機構は、メカニカルシールの両側空間
に相対的な圧力変動が生じても、該両側空間と連
通する環状空間内のパツキングが前記圧力変動の
度合に応じて摺動移動することにより、前記両側
の空間の圧力が常に同圧となつて、メカニカルシ
ールの摺動面に面開きや過大負荷をもたらす圧力
差を生じさせないので、前記圧力変動に拘らず、
安定した密封面圧が保持される。したがつて、た
とえばターボドリル等のように、両密封流体間の
圧力が相対的に変動する過酷な条件下における軸
封部に本考案の均圧機構を実施することにより、
メカニカルシールの密封性および耐久性を大幅に
向上させることができ、また、該メカニカルシー
ルの設計および製作の条件がきわめて有利となる
ものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係るメカニカルシールの均圧機
構の一実施例を示す半裁側断面図である。 １……ハウジング、１′……軸孔、６……回転
軸、７……メカニカルシール、８……固定リン
グ、１０……回転リング、１１……環状空間、１
２，１３……連通孔、１４……Ｏリング、Ａ，Ｂ
……空間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハウジング軸孔内周に気密的に担持された固定
   リングおよび該固定リングと密接摺動し回転軸側
   に気密的に担持された回転リングを備え密封空間
   と他の空間を軸周で気密区画するメカニカルシー
   ルと、前記ハウジングの内部に形成された環状空
   間と、この環状空間の軸方向両端から前記ハウジ
   ング内を延び、メカニカルシールの軸方向一側の
   前記密封空間および軸方向他側の空間のそれぞれ
   に開口する連通孔と、前記環状空間に気密的かつ
   軸方向摺動自在に内挿された環状のパツキングと
   からなることを特徴とするメカニカルシールの均
   圧機構。