JPH0618766U - 軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水車やポンプ等のターボ機械の回転軸貫通部
に適用される軸封装置の密封性向上，小型化，組立・分
解の容易化，長寿命化。 【構成】 回転側のシールリング（３０）と静止側のシ
ールリング（３１）とを互いに軸方向に圧接してシール
面Ｓとする。シールリング（３０），（３１）は複数の
円弧板状の分割ピースで構成し、少なくとも一方の背面
には、２分割された基準リング（３４）を、分割部が重
ならないよう円周方向にずらして配置し、更にその基準
リング（３４）の背面を弾性体（３２）で支持する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば水車，ポンプ等のターボ機械の回転軸貫通部に適用される軸 封装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

軸封装置は、水車やポンプ等のターボ機械の軸貫通部で流体を密封する目的で 設置される。このような軸封装置として、従来回転軸の外周面とその回転軸が挿 入される静止構造体との間で、回転軸に一体回転可能に設けられた回転側シール 部材と、静止構造体に一体的に設けられた静止側シール部材とを圧接させ、その 圧接面を、密封面とする構成のものが多用されている。

【０００３】 このような構成の従来の軸封装置の一例を図６に示す。すなわち、回転軸（１ ）の外周面にスリーブ（２）が一体回転可能に嵌装され、このスリーブ（２）が 回転側シール部材とされている。また、回転軸（１）が挿通される静止構造体で あるケーシング（３）には、筒状のシールボックス（４）が固定され、このシー ルボックス（４）の内周部に複数のグランドパッキン（５）が嵌挿されて、この グランドパッキン（５）が静止側シール部材とされている。そしてスリーブ（２ ）の外周面とグランドパッキン（５）の内周面とが圧接し、この圧接面が密封面 Ｓになって圧力流体（６）の流出を防止している。

【０００４】 上記シールボックス（４）にはパッキン押え（７）が設けられ、これをボルト （８）で締付けることにより、密封面Ｓに必要な密封面圧を付与するようになっ ている。また、複数のグランドパッキン（５）の中間に中間リング（９）が介挿 されて一定の空間（１０）が形成され、この空間（１０）に清水供給機（１１） から配管（１２）を介して清水が供給され、グランドパッキン（５）の締込みに よる密封面Ｓの発熱や潤滑不足を防止するようになっている。なお、（１３）お よび（１４）は、漏洩流体を回収する配管と補機である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところが上述した従来の軸封装置では、グランドパッキン（５）の冷却と潤滑 のために設けられた清水供給機（１１）や、漏洩流体を回収する配管（１３）と 補機（１４）等の構成が複雑かつ大形であるので、これにより軸封装置全体が大 形となっていた。またグランドパッキン（５）において規定以上の漏れが生じた 場合はボルト（８）を増締してパッキン押え（７）を押込む等の調整管理が常時 必要であり、このような運転管理が比較的面倒であった。さらにグランドパッキ ン（５）は多段構造でスリーブ（２）の外周面上に締付けられるため、潤滑不足 による焼付が生じることもあり、損傷摩耗により軸封装置の寿命が比較的短いと いう問題もあった。

【０００６】 本考案はこのような問題点を解決するためなされたもので、密封性の向上によ り清水供給機や漏洩水回収機等が小型化でき、構成がコンパクトになるとともに 、運転管理や組立，分解等が容易で、保守性も良好かつ長寿命の軸封装置を提供 することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記目的を達成するために、固定ケーシングを貫通する回転軸に取 付けられた回転側シールリングを、上記固定ケーシングに取付けられた静止側シ ールリングに軸方向に押付け、その圧接面を密封面とする軸封装置であって、上 記回転側シールリングと上記静止側シールリングとのうち少なくとも一方を、円 周方向に分割された複数の円弧板状の分割ピースで構成するとともに、そのよう に分割されたシールリングの背面に２分割された基準リングを配設し、その基準 リングの分割部と上記シールリングの分割部とが軸方向に重ならないよう円周方 向にずらして、上記基準リングと上記シールリングとを締結固定し、更に上記基 準リングの背面を弾性体で支持することを特徴とする軸封装置を提案するもので ある。

【０００８】

【作用】

本考案によれば、静止側シールリングと回転側シールリングとの圧接面からな る密封面が、回転軸の外周側で軸方向と直交する面となっているので、シール対 象となる加圧流体の軸方向移動に対する抵抗作用が大きく、シール面が軸方向に 沿う従来構造に比べて密封性が向上する。

【０００９】 また各シールリングは円周方向に分割された複数の円弧板状の分割ピースで構 成され、その背面に配設された２分割流の基準リングを分割面が重ならないよう 円周方向にずらしてシールリングと固定するので、２分割の基準リングが基準面 となって２分割以上に分割されたシールリングの平面度が精度よく保持される。 したがって圧接する密封面の隙間が常に微小となり隙間からの漏水量が少ないた め、清水供給や漏水回収の補機がコンパクト化できるばかりでなく、運転管理が 容易になる。

【００１０】 しかも各シールリングは円周方向に分割された円弧板状の分割ピースからなる ものであるから、組立や分解の作業も比較的容易に行なうことができ、保守性が 改善されて長寿命化できる。

【００１１】

【実施例】

図１は本考案の一実施例を示す縦断側面図、図２は図１のII−II水平断面図で ある。

【００１２】 本実施例の軸封装置では、回転軸（２１）が静止側としてのケーシング（２２ ）を貫通し、この回転軸（２１）のケーシング貫通部位近傍に円板状の回転リン グハウジング（２３）が同軸的に嵌装されている。この回転リングハウジング（ ２３）は、回転軸（２１）に螺合したねじスリーブ（２４）によって回転軸（２ １）に一体回転可能に締結固定されている。回転リングハウジング（２３）はほ ぼ半円状の一対のハウジングエレメント（２３ａ）をボルト等の締付具（２５） によって互いに着脱可能に結合して構成されている。

【００１３】 一方、ケーシング（２２）には、上記回転リングハウジング（２３）と軸方向 に向かい合う配置で、円板状の静止リングハウジング（２６）が、軸方向にスラ イド可能に嵌合されている。この静止リングハウジング（２６）は、ケーシング （２２）へ嵌合挿入される部分がＯリング（２７）によってシールされており、 また圧縮コイルスプリング等の弾性部材（２８）によって回転リングハウジング （２３）側へ付勢されている。この静止リングハウジング（２６）も、前記回転 リングハウジング（２３）と同様に、ほぼ半円状の一対のハウジングエレメント をボルト等の締付具（２９）によって互いに着脱可能に結合して、構成されてい る。

【００１４】 ところで静止リングハウジング（２６）の下面には静止側シール部材として、 円周方向に２分割された静止側シールリング（３１）が押え板（３５）によって 取付けられている。また、回転リングハウジング（２３）には回転側シール部材 として、分割面Ａで円周方向に２分割された回転側シールリング（３０）が設け られ、その背面（図１では下面）に分割面Ｂで円周方向に２分割された基準リン グ（３４）が配されている。それら回転側シールリング（３０）と基準リング（ ３４）とは、それぞれの分割面Ａ，Ｂが軸方向に重ならないよう円周方向にずら して、ボルト（３６）により互いに締結固定され、それらが例えばゴムリングか らなる弾性体（３２）によって、回転リングハウジング（２３）の底面側から静 止側シールリング（３１）に向かって押圧され、上端面が押え板（３３）によっ て保持されている。そしてこれら両シールリング（３０），（３１）の軸方向に 直角な端面が回転軸（２１）の外側で互いに対向し、その対向面が密封面Ｓとし て互いに圧接されている。

【００１５】 回転リングハウジング（２３）の外周面には、ケーシング（２２）に取付けら れたシール（３７）が当接しており、清水供給機（１１）から配管（１２）を通 して供給される潤滑水（３８）と圧力流体（６）との間を隔離している。上方の 大気側に漏洩した流体は、配管（１３）を通して回収補機（１４）により回収さ れる。

【００１６】 図３は回転シールリング（３０）の変形状況を示す図である。もし本実施例の ２分割基準リング（３４）が無い場合、一般的には図３（ａ）に点線で示される とおり、分割面Ａが開くように変形する。しかし本実施例のように、回転シール リング（３０）の背面に２分割基準リング（３４）を設け、各分割面Ａ，Ｂが重 ならないよう円周方向にずらせて構成させると、図３（ａ）のような変形は生じ ず、図３（ｂ）に示されるように、回転シールリング（３０）の平面度は精度良 く保持される。図３（ａ）に示す相対シール面隙間ｈは一般に数十μｍ程度であ り、基準リング（３４）が無いときの破線で示す変形量δは、回転シールリング （３０）の径にもよるが大径の場合数百μｍとなる。漏洩量は、基準リング（３ ４）が無い場合には図４に曲線Ｃで示すように多くなるが、本実施例の場合には 曲線Ｄで示すように少なくなる。

【００１７】 図５は本考案の他の実施例における回転リングハウジング（２３）を取出して 示す図２同様の水平断面図である。本実施例では、回転シールリング（３０′） が分割面Ａ′で円周方向に６分割されており、その背面の基準リング（３４）は 図中破線Ｂで示される分割面で円周方向に２分割されている。この場合も、多分 割された回転シールリング（３０′）には先述した変形が発生せず、平面度が精 度良く保持されることとなる。

【００１８】 上記実施例では、回転シールリング（３０），（３０′）側に２分割基準リン グ（３４）を適用したが、静止側あるいは両側ともにこれを適用しても良い。ま た上記実施例では、回転シールリング（３０），（３０′）と静止シールリング （３１）の両方が複数に分割されているが、どちらか一方は分割されない一体型 のリングとしても良い。その場合、図１の上側のケーシング（２２）をフランジ 等を用いて開口型とすることにより、軸方向に挿入することができる。

【００１９】

【考案の効果】 本考案に係る軸封装置は前記のように構成されており、回転する主軸が静止側 ケーシングを貫通する部においてシールリングの変形が無いため、密封性が良好 で圧力流体の漏洩量が少ない。したがって大型の清水供給補機や漏洩流体回収補 機を必要としないので、軸封装置がコンパクト化される。また、シールリングの 端面を軸方向に向き合わせバネ等により圧接して密封面を形成しているので、調 整が不用で運転管理が容易である。更に分割型であるため、必要部位で一体化で き、組立分解が容易で保守性が大幅に改善される。加えて、向き合って形成する 密封面の圧接長さも短く、圧力流体による潤滑も充分で摺動部の焼付等の損傷が 起こらないので、軸封装置の寿命が長くなり交換頻度も少なくてすむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例に係る軸封装置を示す
縦断側面図である。

【図２】図２は図１のII−II水平断面図である。

【図３】図３は上記実施例の作用を説明する図である。

【図４】図４は上記実施例の効果を説明する図である。

【図５】図５は本考案の他の実施例における回転リング
ハウジングを示す水平断面図である。

【図６】図６は従来の軸封装置の一例を示す縦断側面図
である。

【符号の説明】 （１） 回転軸 （２） スリーブ （３） ケーシング （４） シールボックス （５） グランドパッキン （６） 圧力流体 （７） パッキン押え （９） 中間リング （１１） 清水供給機 （１４） 補機 （２１） 回転軸 （２２） ケーシング （２３） 回転リングハウジング （２６） 静止リングハウジング （２８） 弾性部材 （３０），（３０′） 回転側シールリング （３１） 静止側シールリング （３２） 弾性体 （３３） 押え板 （３４） ２分割基準リング （３７） シール （３８） 潤滑水 Ａ，Ａ′，Ｂ 分割面 Ｓ 密封面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定ケーシングを貫通する回転軸に取付
   けられた回転側シールリングを、上記固定ケーシングに
   取付けられた静止側シールリングに軸方向に押付け、そ
   の圧接面を密封面とする軸封装置であって、上記回転側
   シールリングと上記静止側シールリングとのうち少なく
   とも一方を、円周方向に分割された複数の円弧板状の分
   割ピースで構成するとともに、そのように分割されたシ
   ールリングの背面に２分割された基準リングを配設し、
   その基準リングの分割部と上記シールリングの分割部と
   が軸方向に重ならないよう円周方向にずらして、上記基
   準リングと上記シールリングとを締結固定し、更に上記
   基準リングの背面を弾性体で支持することを特徴とする
   軸封装置。