JPH0227731Y2 - - 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、
前記環状空間を前記密封空間側と他側の空間側と
に気密区画する可撓性の環状シートとからなる構
成とした。

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相対的な圧
力変動が生じると、その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
状空間に導入されるので、該環状空間を前記密封
空間側と他側の空間側とに気密区画している環状
シートがこの圧力差を受けて可撓変形し、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
状シートの可撓変形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、一端１４ａがケース部材３の内
径部３′とケース部材４の内径軸方向部４′によつ
て該環状空間１１の一端内径部に気密的に挾着さ
れ、他端１４ｂが止めねじ１５によつて該環状空
間１１の他端外径部に気密的に固着されたゴム様
可撓性材よりなる環状シート状のダイアフラム１
４が展設されて、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
離している。

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
よびダイアフラム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、ダイアフラ
ム１４は相対的に低圧である受圧空間ａの容積を
収縮するように外径側へ可撓変形するので、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、ダイアフ
ラム１４は低圧側である受圧空間ｂの容積を収縮
するよう内径側へ可撓変形し、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、ダイア
フラム１４の可撓変形による受圧空間ａまたはｂ
の容積変化の許容量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
通する環状空間内に展設されたダイアフラムが前
記圧力変動の度合に応じて可撓変形することによ
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……ダイアフラム、
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、前記環状空間を前記密封空
   間側と他側の空間側とに気密区画する可撓性の環
   状シート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。