JPH06129937A

JPH06129937A - メカニカルシール異常検出装置

Info

Publication number: JPH06129937A
Application number: JP4299141A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Hashio; 寿昭箸尾
Original assignee: Cosmo Oil Co Ltd
Current assignee: Cosmo Oil Co Ltd
Priority date: 1992-10-13
Filing date: 1992-10-13
Publication date: 1994-05-13

Abstract

(57)【要約】【目的】メカニカルシールの異常を遠隔から検知し、
しかもメカニカルシールから外部に液体が漏洩する前に
メカニカルシールの異常を検知する装置を提供する。【構成】メカニカルシール異常検出装置１０は、ポン
プケーシング１６のシャフト貫通部２０に装着されたメ
カニカルシール１１の異常を検出する。装置は、摺動面
４４、固定部１８、固定部を取り付けたシャフト貫通部
２０の内周壁、及びポンプケーシングのシャフト貫通部
の出口３１よりなる群から選ばれた少なくと１か所又は
その近傍に装着されている温度センサー５２と、該温度
センサーの出力に基づいて異常検出の信号を出力する信
号出力装置６０とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被軸封体のシャフト貫
通部を貫通する回転シャフトを軸封するために該シャフ
ト貫通部に装着されたメカニカルシール異常検出装置に
関し、更に詳細にはメカニカルシールが装着されている
被軸封体から遠く離れた所望の場所、例えば中央制御室
等でかかるメカニカルシールの異常を容易に検出するこ
とのできるメカニカルシールの遠隔型異常検出装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】メカニカルシールは、被軸封体のシャフ
ト貫通部を貫通した回転シャフトを軸封するために広く
使用されている。例えば、被軸封体として遠心ポンプ
（別名うず巻きポンプ）を例に挙げて説明する。電気モ
ータ等の回転駆動装置に連結されたポンプシャフトが高
い回転数で回転している遠心ポンプでは、ポンプシャフ
トをポンプケーシングとの間で軸封するために、メカニ
カルシールが、一般に使用されている。

【０００３】軸封すべき被軸封体の型式、軸封条件等に
応じて種々の型式のメカニカルシールが使用されている
が、原理的には図３に示すように、メカニカルシール１
１は、回転シャフト１２と共に一体的に回転する環状の
回転部１４の端面と被軸封体１６のシャフト貫通部２０
に固定された環状の固定部１８の端面とが緊密に接触し
て形成する摺動面４４において回転シャフトの回転と共
に摺動密封することにより、回転シャフト１２の軸封を
行っている。回転部１４は、固定部１８との間で緊密に
接触した摺動面４４を形成するために押圧機構４１によ
り押圧されており、固定部１８とシャフト貫通部２０と
を液密に封止するためにその間にリング状パッキン、例
えばＯ−リング２６が介在している。

【０００４】メカニカルシール１１では、回転部１４と
固定部１８が、回転シャフト１２の回転中摺動面４４を
介して摺動することにより、摩擦熱が発生してメカニカ
ルシール１１の構成部品の温度を上昇させる。また、被
軸封体が取り扱っている流体（以下、内部流体と言う）
の温度が高い場合には、その熱がメカニカルシール１１
を構成している部品の温度を上昇させる。しかるに、上
述したメカニカルシール１１の構成部品は、全て精密加
工された部品で耐熱温度が比較的低く、特に合成樹脂製
の部品の耐熱温度は低い。

【０００５】そこで、メカニカルシール１１の温度が上
昇して構成部品の耐熱温度以上になると予想される場合
には、予めメカニカルシールにフラッシング機構を設
け、それによりメカニカルシールを冷却している。フラ
ッシング機構とは、一般には、被軸封体から内部流体の
一部を分流し、ストレーナ４３を通して異物を除去し、
次いで冷却器４５で冷却して温度を低下させた後、その
温度の低い内部流体をフラッシング液体入口４６からメ
カニカルシール１１に導入する機構である。尚、このフ
ラッシング液体入口４６から導入する液体をフラッシン
グ液体と言う。低温のフラッシング液体は、回転部１４
によって画成されたシャフト貫通部２０内の環状空間５
４を矢印Ｖの方向に流れ、摩擦熱が発生する摺動面４４
と内部流体の熱が伝達される回転部１４とを冷却する。

【０００６】メカニカルシールは、複雑な軸封機構を備
えている上に、高温高圧の流体、しかも殆どの場合が腐
食性の流体に曝されつつ、遠心ポンプのポンプシャフト
のように３０００〜６０００rpm の回転数で高速回転し
ている回転シャフトを軸封すると言った過酷な条件下で
使用されているため、メカニカルシールには種々の異常
または故障がしばしば発生する。メカニカルシールに異
常が生じて、その軸封機能が低下した場合には、内部流
体が、メカニカルシールを介してポンプから外部に漏
れ、内部流体が可燃性の場合には、火災になることもあ
る。また、内部流体がH₂S 或いはCl₂ 等を溶解した流体
のように毒性の強い場合には、人的被害が生じることも
ある。

【０００７】また、メカニカルシールからの内部流体の
漏洩を放置しておくと、メカニカルシールの損傷が大き
くなり、メカニカルシールの交換が必要になる。メカニ
カルシールは、精密加工を必要とする部品の組立体であ
って、高価なものであるから、メカニカルシールの交換
には多大の費用が嵩む。そこで、メカニカルシールを装
着したポンプを多数運転している工場等では、従来は、
オペレータが定期的に巡回してポンプを監視し、メカニ
カルシールから流体の漏洩が発見された場合には、直ち
に予備のポンプに切り換える等の処置を施していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の石油
精製工場、石油化学工場、或いは化学工場等では、操業
の経済性を向上させるため、並びに労働力不足に対処す
るため、工場内の多数の装置及び機器を集中的に管理す
る傾向にある。例えば、中央制御室で各機器或いは各装
置の運転状況を集中的に監視し、そこから遠隔操作する
ような方式が採用されている。この結果、常時は、必要
最小限の人数のオペレータしか、工場内に配置されてい
ない。少ない数のオペレータが短い時間間隔で定期的に
ポンプを巡回監視することは現実的に難しく、巡回の間
隔も長くなり勝ちである。そのため、漏洩に気付くのが
遅くなって、メカニカルシールの損傷が大きくなるのみ
ならず、最悪の場合には漏洩した流体が着火して、火災
等の大事故になる危険或いは毒性の強い流体の漏れのた
めに人的被害が生じる危険が益々増大している。

【０００９】オペレータの巡回目視に代わる検知方法と
して、音波計測による検知方法及び温度センサーによる
漏洩検知方法が試みられている。音波計測による検知方
法は、メカニカルシールの摺動面で発生する音波を計測
することにより、メカニカルシールの異常を検知する方
法である。しかし、この方法は、回転シャフト及び被軸
封体自体の発生音波によって誤作動する率が高く、誤作
動を少なくして検知精度を向上させるには頻繁に調整す
る必要が生じ、実際に稼働している被軸封体のメカニカ
ルシールに適用するには未だ到っていない。一方、温度
センサーによる従来の漏洩検知方法は、メカニカルシー
ルから漏洩した液体を温度センサーによって検知するも
のであって、図３に示すＡ付近に温度センサーを設け、
内部流体の漏洩に伴う温度変化を検知して、そこから内
部流体が漏洩していることを検出しようとするものであ
る。

【００１０】しかし、内部流体がメカニカルシールから
漏洩していることは、メカニカルシールの損傷がある程
度進行していることを意味し、多くの場合、メカニカル
シールの交換を必要とする。また、内部流体が有毒又は
可燃性の場合には、漏洩を検出してから対処するのでは
安全上時期を失して遅過ぎる場合が多く、従ってメカニ
カルシールから液体が漏洩する前に、メカニカルシール
の異常を検知する手段が必要である。しかし、上述のオ
ペレータの目視検査方法及び温度センサーによる従来の
漏洩検知方法は、メカニカルシールから比較的大量の流
体が漏洩して初めて、メカニカルシールの異常を検知す
るものであって、異常発生初期の発見は、極めて困難で
あった。

【００１１】上述の状況に鑑み、本発明の目的は、メカ
ニカルシールの異常を遠隔から検知し、しかもメカニカ
ルシールから比較的多量の液体が漏洩する前にメカニカ
ルシールの異常を検知する装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、メカニカル
シールの異常の発生原因を研究した結果、その原因を概
略次のように分類できることを見出した。第１には、微
小な異物、例えば内部流体中に含有されている異物が、
固定部と回転部との摺動面間に侵入した場合、摺動面
が、その異物により容易に損傷され、その結果、損傷部
分を通して内部流体が被軸封体内部の圧力により漏洩す
ることである。第２には、回転部を固定部に押圧してい
る押圧機構が高温かつ腐食性の雰囲気のために機能劣化
し、そのため摺動面での接触が悪くなりその間隙を介し
て内部流体が漏洩することである。第３には、シャフト
貫通部と固定部との間に介在させたリング状パッキンが
劣化して封止機能が低下し、そのためシャフト貫通部と
固定部との間から内部流体が漏洩することである。第４
には、回転部と回転シャフトとの間を通して内部流体が
漏洩することである。第５には、フラッシング機構を備
えたメカニカルシールにおいては、フラッシング機構の
故障のため冷却機能が低下し、メカニカルシールの温度
が上昇してその構成部品が損傷し、そのため内部流体が
漏洩することである。

【００１３】一方、メカニカルシールが正常に機能して
いる場合には、内部流体の温度の変化に係わらず、メカ
ニカルシール自体の温度は、自然放熱により、或いは冷
却流体によるクェンチング、フラッシング等の強制冷却
により、その所定運転温度でほぼ一定に維持されている
ことを確認した。更に、メカニカルシールの上述の異常
の場合には、その異常発生箇所で温度が上述の所定運転
温度から瞬時に上昇し、又は下降することも多数の実験
の結果確認した。一般には、内部流体の温度が高い場合
には、温度が上昇し、内部流体がＬＰＧ等のように気化
する流体の場合には、下降する。

【００１４】以上の研究と実験の結果に基づき、上記目
的を達成するために、本発明に係るメカニカルシール異
常検出装置は、被軸封体のシャフト貫通部を貫通する回
転シャフトを軸封するための、固定部と回転部とからな
るメカニカルシールであって、固定部が、シャフト貫通
孔を備えた環状に形成されて被軸封体のシャフト貫通部
の内周壁に沿って液密に取り付けられ、かつシャフト貫
通孔に回転シャフトを回転自在に貫通させ、回転部が、
固定部の端面との間に摺動面を形成するように固定部に
隣接してシャフトの周囲に環状に取り付けられ、かつシ
ャフト貫通部内で回転シャフトと共に一体的に回転しつ
つ固定部の端面に対して摺動面を摺動させるように、シ
ャフト貫通部に装着されたメカニカルシールの異常を検
出するために、摺動面、固定部、固定部を取り付けたシ
ャフト貫通部内周壁、及び被軸封体のシャフト貫通部出
口から選ばれた少なくと１か所又はその近傍に装着され
ている温度センサーと、該温度センサーの出力に基づい
て異常検出信号を出力する信号出力装置とを備えている
ことを特徴としている。

【００１５】本発明に係るメカニカルシール異常検出装
置は、いかなる被軸封体に装着されたメカニカルシール
にも適用可能で、例えばポンプ、攪拌機、遠心分離装置
等に装着されたメカニカルシールに適用できる。本発明
で使用する温度センサーは、熱電対温度計、電気抵抗温
度計等の市販の温度センサーである。好適には、シース
熱電対と一般に呼称されている熱電対温度計を使用す
る。シース熱電対とは、熱電対を挿入した保護管の中
に、マグネシア（MgO ）、アルミナ（Al₂O₃ ）を入れて
固めたもので、極めて細長い形状に形成されており、可
撓性を備えている。例えば、直径０．２５mm〜１２mm程
度のものが市販されており、屈曲できる曲率半径は直径
の１〜５倍である。径が細いので、局部的な温度測定に
適し、指示の時間遅れが小さく、被測温体の温度を乱さ
ない利点がある。

【００１６】温度センサーの装着場所は、メカニカルシ
ールの型式によって個別に選定すべきであるが、上述の
場所全てに装着することにより、完璧に異常を検出する
ようにすることもできる。温度センサーを測定場所に装
着するには、測定場所近傍にまで延在する孔をシャフト
貫通部及びメカニカルシールの部品に穿設するか、又は
既に穿設されている他の目的の孔を利用して、測定場所
に近い位置に温度センサーの測温部を配置する。

【００１７】信号出力装置は、温度センサーの検出温度
とメカニカルシールの所定運転温度とを比較し、その差
が設定値以上であれば、異常を検出した旨の異常検出信
号を出力する。本発明で使用する信号出力装置は、既知
の技術によって構成された装置であって、所望の場所、
例えば中央制御室等に設置される。信号出力装置から記
録装置、警報装置、ポンプ自動切替え装置等の所望の装
置に異常検出信号を入力し、異常発生についての記録を
行い、警報を出し、メカニカルシールに異常を検出した
ポンプから別のポンプに自動的に切り換えるようにする
こともできる。

【００１８】上述の異常検出装置において、固定部と回
転部とに加えてフラッシング機構を備えたメカニカルシ
ールの異常を検出するためには、好適には、回転部によ
って画成されたシャフト貫通部内の環状空間、摺動面、
固定部、固定部を取り付けたシャフト貫通部内周壁、及
び被軸封体のシャフト貫通部出口から選ばれた少なくと
１か所又はその近傍に装着されている温度センサーと、
該温度センサーの出力に基づいて異常検出信号を出力す
る信号出力装置とを備えていることを特徴としている。

【００１９】

【作用】メカニカルシールに異常が発生した場合及び内
部流体がメカニカルシールを介して漏洩した場合には、
前述したように、必ず温度変化（所定運転温度と検出温
度との差、以下同様）を伴うので、温度変化が発生し易
い上述の場所に温度センサーを配設し、その温度変化を
検出することにより、メカニカルシールの異常を検知す
る。フラッシング機構を備えたメカニカルシールにおい
て、フラッシングが正常に行われていない場合には、フ
ラッシング液体が流れている流路の温度が正常温度（所
定運転温度）より変化するので、その温度変化を温度セ
ンサーにより検出することによりフラッシング機構の異
常を検出できる。

【００２０】

【実施例】以下に、添付図面を参照して実施例に基づき
本発明をより詳細に説明する。図１は、本発明に係るメ
カニカルシール異常検出装置の実施例を説明するため
に、メカニカルシールの概略の断面と共に、そのメカニ
カルシールに装着した温度センサーの配置を示した説明
図である。図２は、本発明に係るメカニカルシール異常
検出装置の実施例１０の系統図である。尚、図１及び図
２では、図３と同じ部品について同じ符号を付し、その
説明を省略している。本実施例１０は、ポンプ１３に装
着されたメカニカルシール１１の異常を検出するための
装置である。メカニカルシール１１は、被軸封体である
ポンプケーシング１６のシャフト貫通部２０に装着され
ていて、シャフト貫通部２０を貫通するシャフト１２を
軸封している。シャフト１２には、ライナー１５がに嵌
合されているが、以下、簡単のためにライナー１５を含
めてシャフト１２と言う。メカニカルシール１１は、シ
ャフト１２の周方向に環状に取り付けられてシャフト１
２と一体的に回転する回転部１４と、回転部１４に隣接
して駆動機側に位置し、ポンプケーシング１６のシャフ
ト貫通部２０に固定されている固定部１８とから構成さ
れている。

【００２１】環状のフランジ２２は、シャフト貫通部２
０の一部を構成していて、フランジ２２のシャフト孔の
内周面に沿って環状に設けられたフローティングシート
１８が、固定部として形成されている。フローティング
シート１８は、固形カーボンで形成され、バイトン製の
Ｏリング２６を介してフランジ２２の内周に沿って液密
に取り付けられ、かつシャフトとの間に僅かな間隙を有
するように設けられたシャフト貫通孔２８にシャフト１
２を貫通させている。フローティングシート１８の外側
の離隔した位置には、ブッシュ３０が、フランジ２２の
内周に沿って設けられており、外部からの異物がメカニ
カルシール１１に侵入しないようにシャフト貫通部２０
の出口３１をほぼ閉塞してメカニカルシール１１を保護
している。

【００２２】回転部１４は、シャフト１２に沿って固定
部１８に隣接し、かつシャフト貫通部２０の内周壁との
間に間隙を有するようにシャフト１２に環状に取り付け
られている。回転部１４の構成部品は、は、それぞれ環
状に形成された、シールリング３２、Ｖリングリテーナ
３４、Ｖリング３６、ドライブカラー３８、コイルスプ
リング４０、及びスプリングリテーナ４２である。

【００２３】シールリング３２は、超硬合金等の硬質の
材料でリング状に形成され、Ｖリングリテーナ３４に固
定されている。その端面は、フローティングシート１８
の端面と緊密に接触し、かつシャフト１２の回転に伴い
摺動する摺動面４４をフローティングシート１８の端面
との間で相互に形成し、静止しているポンプケーシング
１６のシャフト貫通部２０に対して回転するシャフト１
２を上記形成された摺動面４４により軸封する。Ｖリン
グリテーナ３４は、テフロン製のＶリング３６によりシ
ャフト１２との間が封止されていると共に、シャフト１
２に固定されたスプリングリテーナ４２とそれに一端が
固定されたコイルスプリング４０とからなる押圧機構４
１のバネ力によりドライブカラー３８を介してフローテ
ィングシート１８に向かって押圧されている。これによ
り、シールリング３２は、摺動面４４にてフローティン
グシート１８と緊密に面接触する。

【００２４】上述したメカニカルシール１１の構成部品
は、全て精密加工された部品で耐熱温度が低く、特に合
成樹脂製のＯ−リング２６、Ｖリング３６等の耐熱温度
が低い。そこで、摺動面での摩擦熱或いは内部流体から
の伝熱により、メカニカルシール１１の温度が上昇して
構成部品の耐熱温度以上になることが予想される場合に
は、本実施例のように、予めメカニカルシールに図３の
フラッシング機構を設け、それによりメカニカルシール
１１を冷却してる。フラッシング液体入口４６から導入
されたフラッシング液体は、回転部１４によって画成さ
れたシャフト貫通部２０内の環状空間５４を矢印Ｖの方
向に流れ、摩擦熱が発生する摺動面４４と内部流体の熱
が伝達される回転部１４を冷却する。

【００２５】５０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄは、そ
れぞれ温度センサー５２を装着するために設けられた温
度センサー孔を示している。５０ａは、回転部１４によ
って画成されたシャフト貫通部２０内の環状空間５４の
温度、５０ｂは、摺動部４４の温度、５０ｃは、フロー
ティングシート１８及びフローティングシート１８を取
り付けたフランジ２２の内周壁の温度、及び５０ｄは、
シャフト貫通部２０の出口３１の温度を、それぞれ測定
するために装着する温度センサー５２の装着場所を例示
的に示している。メカニカルシール１１の運転条件に応
じて、その場所を選定すべきであるが、５０ａから５０
ｄの全てに温度センサー５２を装着してもよい。尚、５
０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄは、図１に図示したよ
うな同じ断面でなく、それぞれ別の断面に位置すること
も可能であり、また大型のポンプのようにシャフト１２
が太い場合には、複数の断面で例えば５０ａと同じよう
な場所に複数の温度センサーを装着することもできる。

【００２６】フラッシング液体の流量が低下したり、そ
の流入が停止したり、その流入温度が上昇した場合に
は、環状空間５４の温度が変化するので、５０ａの温度
センサー５２が、その温度変化（所定運転温度との差、
以下同様）を検出することにより、メカニカルシール１
１から内部流体が漏洩する前にフラッシング機構の異常
を検出する。摺動面４４での摺動状態に異常がある場合
には、又は摺動面４４の損傷部分を介して内部流体或い
はフラッシング液体が流出する場合には、摺動面４４の
温度が変化するので、５０ｂの温度センサー５２が、そ
の温度変化を検出することにより、摺動面４４の異常を
検出する。

【００２７】Ｏ−リング２６の劣化により、フローティ
ングシート１８とフランジ２２との間の封止が損なわれ
た場合には、そこを通して内部流体又はフラッシング液
体が流れ、温度が変化するので、５０ｃの温度センサー
５２が、その温度変化を検出することにより、フローテ
ィングシート１８とフランジ２２との間の封止の異常を
検出する。回転部１４とシャフト１２との間の封止が損
なわれた場合、摺動面４４の損傷の場合、フローティン
グシート１８とフランジ２２との間の封止が損なわれた
場合等、いずれの場合にも、漏洩した内部流体は、シャ
フト貫通部２０の出口３１領域を流れ、その領域の温度
が変化するので、５０ｄの温度センサー５２が、その温
度変化を検出することにより、メカニカルシールの漏洩
を検出することができる。

【００２８】本実施例で使用した温度センサー５２は、
岡崎製作所（株）製のシース測温抵抗体であって、外径
８．０mmのステンレス鋼製の管状シースの中に測温抵抗
体（Ｋ（ＣＡ））を挿入した後、酸化マグネシウム等の
無機絶縁材を充填して形成されており、内部に空気層が
無いので感度が極めて高く、かつ小さな曲率半径で曲げ
ることが可能である。穿設された温度センサー孔５０に
温度センサー５２を挿入し、温度センサー孔５０の出口
付近で相互に螺合させることにより外部から温度センサ
ー孔５０を封止することができるようになっている。図
２の系統図に示すように、温度センサー５２は、熱電対
用延長導線５８を介して中央制御室に設けられた信号出
力装置６０に接続されている。

【００２９】信号出力装置６０は、延長導線５８を介し
て伝達された、温度センサー５２の熱電対の熱起電力を
電気信号に変換又は増幅する変換器と、変換器の出力信
号、例えば出力電圧が設定値以上又は以下になれば、異
常検出信号を出力する出力装置とから構成されている。
設定値は、メカニカルシール１１の正常時に温度センサ
ー５２が検出する温度（メカニカルシール１１の温度測
定箇所での所定運転温度）と差が約３〜２０°Ｃ、望ま
しくは約５〜１０°Ｃの範囲になるように設定される。
この差が、小さいと誤作動の恐れがあり、大きいと異常
発生初期の検出が難しくなるからである。これにより、
温度センサー５２の熱電対の熱起電力が大きくなれば、
変換器の出力値が大きくなって設定値以上となり、異常
検出信号が発信される。変換器の設定値は可変であっ
て、メカニカルシール１１の所定運転温度に応じて変更
することが出来る。尚、変換器及出力装置を含む信号出
力装置は、常用の機構からなる装置である。

【００３０】信号出力装置６０には、警報回路６２が接
続されており、信号出力装置６０から出力された異常検
出信号によって、警報回路６２は、各メカニカルシール
毎にかつそのメカニカルシールの温度センサー孔５０ａ
〜５０ｄに装着された温度センサー５２毎に警報ブザー
６４を鳴らし、また警報ランプ６６を点滅させる。更
に、信号出力装置６０は、記録／記憶装置６８に接続さ
れている。これにより、異常検出信号は、記録／記憶装
置６８に入力され、そこで、異常が検出されたポンプの
名称、異常発生時間等の必要なデータが記憶され、必要
に応じて印字される。

【００３１】信号出力装置６０をポンプ自動切替え装置
７０に接続して、メカニカルシールに異常が発生したポ
ンプから別のポンプに自動的に切り換えるようにするこ
ともできる。ポンプが設けられている装置が、所謂ＤＣ
Ｓ（Distributed Control System）或いはＤＤＣ（Dire
ct Degital Control）方式により、中央制御室からコン
ピュータを使用して制御されている場合には、上述の信
号出力装置６０に代えて、このコンピュータの制御装置
と温度センサーとを接続することもできる。

【００３２】以上説明したように構成された本実施例の
メカニカルシール異常検出装置１０は、以下に述べるよ
うに動作する。メカニカルシール１１の所定の場所に装
着された温度センサー５０は、正常時はメカニカルシー
ルの所定運転温度を計測し、その温度に応じた熱起電力
を信号出力装置６０に入力している。ポンプの内部流体
の温度が常温より高い場合には、信号出力装置６０の異
常検出設定値を所定運転温度より僅かに高い設定温度に
設定しておけば、警報は発信されないので、中央制御室
で監視しているオペレータは、メカニカルシール１１が
正常であることを現地に行くことなく遠隔から確認でき
る。ポンプの内部流体の温度が常温より低い場合、或い
はＬＰＧのように内部流体が気化してその温度が低下す
る場合には、逆に所定運転温度より低い設定温度に設定
する。

【００３３】メカニカルシール１１に異常のある場合に
は、温度センサー５０が、正常時とはことなる熱起電力
を発生して、信号出力装置６０がそれを検出して異常検
出の信号を出力し、警報ブザー６４を鳴らし、警報ラン
プ６６を点滅させる。これにより、中央制御室で監視し
ているオペレータは、実際に漏洩が生じる前に、メカニ
カルシール１１に異常が発生してることを遠隔から直ち
に知ることができ、必要な処置をとることが可能とな
る。約３６０°Ｃの温度の流体を移送しているポンプに
本実施例を適用した例では、１００°Ｃのメカニカルシ
ール１１の所定運転温度に対して、信号出力装置６０の
信号発生設定値を１０６°Ｃに設定した。メカニカルシ
ール１１の装着場所５０ａ及びｂに装着された温度セン
サー５２は、それぞえメカニカルシール１１の正常時に
おいて約１００±３°Ｃを示していたが、フラッシング
液体を停止した場合には瞬時に１４０°Ｃに上昇し、警
報ブザー６４を鳴らし、警報ランプ６６を点滅させた。

【００３４】約３１０°Ｃの温度の流体を移送している
ポンプにフラッシング機構を備えていないメカニカルシ
ールを装着した例では、９８°Ｃのメカニカルシールの
所定運転温度に対して、信号出力装置６０の信号発生設
定値を１０３°Ｃに設定した。メカニカルシール１１の
装着場所５０ｄに装着された温度センサー５２は、それ
ぞえメカニカルシール１１の正常時において約９８±１
°Ｃを示していたが、内部流体の漏洩により温度は、ほ
ぼ瞬時に１２７°Ｃに上昇し、警報ブザー６４を鳴ら
し、警報ランプ６６を点滅させた。

【００３５】以上、ポンプに装着されたメカニカルシー
ルを例に挙げて説明したが、本発明に係るメカニカルシ
ール異常検出装置は、いかなる装置に装着されたメカニ
カルシールにも適用可能で、例えばポンプ、攪拌機、遠
心分離装置等に装着されたメカニカルシールに適用でき
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、メカニカルシール異常
検出装置が、摺動面、固定部、固定部を取り付けたシャ
フト貫通部内周壁、及びシャフト貫通部出口よりなる群
から選ばれた少なくと１か所又はその近傍に装着されて
いる温度センサーと、該温度センサーの出力に基づいて
異常検出の信号を出力する信号出力装置装置とを備える
ことにより、メカニカルシールの異常を遠隔から検出
し、しかもメカニカルシールから外部に液体が漏洩する
前にメカニカルシールの異常を検出することができる。
メカニカルシール内部で温度を検出しているので、微量
の流体がメカニカルシールから漏洩しても直ちにそれを
検出することが可能で、人体に有害な流体或いは危険な
可燃性流体の漏洩を極く初期の段階で検出することが可
能である。本発明により、メカニカルシールが損傷する
前に、メカニカルシールの異常を検出することが可能で
あるから、高価なメカニカルシールの使用寿命を長くす
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るメカニカルシール異常検出装置の
実施例の温度センサー配置図である。

【図２】本発明に係るメカニカルシール異常検出装置の
実施例の系統図である。

【図３】メカニカルシールの原理を示す概略図である。

【符号の説明】

１０本発明に係るメカニカルシール異常検出装置の実
施例１１メカニカルシール１２回転シャフト１３ポンプ１５ライナー１４回転部１６被軸封体、ポンプケーシング１８固定部、フローティングシート２０シャフト貫通部３１出口３２シールリング４０コイルスプリング４３ストレーナ４４摺動面４５冷却器５０温度センサー孔５２温度センサー５４環状空間５８熱電対用延長導線６０信号出力装置６２警報回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被軸封体のシャフト貫通部を貫通する回
転シャフトを軸封するための、固定部と回転部とからな
るメカニカルシールであって、前記固定部が、シャフト
貫通孔を備えた環状に形成されて前記被軸封体のシャフ
ト貫通部の内周壁に沿って液密に取り付けられ、かつ前
記シャフト貫通孔に前記回転シャフトを回転自在に貫通
させ、前記回転部が、前記固定部の端面との間に摺動面
を形成するように前記固定部に隣接して前記シャフトの
周囲に環状に取り付けられ、かつ前記シャフト貫通部内
で前記回転シャフトと共に一体的に回転しつつ前記固定
部の端面に対して前記摺動面を摺動させるように、前記
シャフト貫通部に装着されたメカニカルシールの異常を
検出するために、前記摺動面、前記固定部、前記固定部を取り付けた前記
シャフト貫通部内周壁、及び前記被軸封体のシャフト貫
通部出口から選ばれた少なくと１か所又はその近傍に装
着されている温度センサーと、該温度センサーの出力に
基づいて異常検出信号を出力する信号出力装置とを備え
ていることを特徴とするメカニカルシール異常検出装
置。
【請求項２】前記固定部と前記回転部とに加えてフラ
ッシング機構を備えたメカニカルシールの異常を検出す
るために、前記回転部によって画成された前記シャフト貫通部内の
環状空間、前記摺動面、前記固定部、前記固定部を取り
付けた前記シャフト貫通部内周壁、及び前記被軸封体の
シャフト貫通部出口から選ばれた少なくと１か所又はそ
の近傍に装着されている温度センサーと、該温度センサ
ーの出力に基づいて異常検出信号を出力する信号出力装
置とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のメ
カニカルシール異常検出装置。