JPH06193743A - 回転機の軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機外及び機内へ流出する油量を低減すること
により、軸封油量及び水素ガス消費量の低減を図り、も
ってプラントの小形化、運用効率向上、省資源を図る。 【構成】 機外側のシールリング(71)においては機内側
からみて、また機内側のシールリング(72)においては機
外側からみて回転軸の回転方向と逆向きのネジ方向とな
るような螺旋溝(91)，(92)をシールリング内周面に設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば水素冷却タービ
ン発電機のような回転機の軸封装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】タービン発電機のような回転機において
は、容量の増大に伴い、冷却効果向上のため機内に水素
ガスを封入することが一般的であるが、このような回転
機においては機内の水素ガスの機外への漏洩を防止する
ため、軸封装置が設けられている。

【０００３】一般的な軸封装置の構造を図４に示す。回
転軸（１）の外周にはそれぞれ隙間(81)，(82)を介して
軸方向に２組のシールリング(71)，(72)が並設されてい
る。また、このシールリング(71)，（72) はシールケー
シング（６）の内径側のスペースに収納されている。機
内の水素ガスよりも若干高く加圧された油が外部よりシ
ールケーシング（６）に供給され、回転軸（１）とシー
ルリング(71)，(72)との隙間(81)，(82)をそれぞれ機外
側及び機内側に向かって軸方向に流出する。このとき隙
間(81)，(82)を流れる油は回転軸の回転による作用によ
って、回転軸の回転方向に回りながら軸方向に流出す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、軸封装置に
おける油量は一般に回転軸とシールリングの隙間の大き
さに関連し、隙間の大きいほど油量は多く、小さいほど
少ない。プラントの小形化、高効率化の観点より油量の
低減を図ることが望まれているが、隙間を小さくするこ
とは、油中の異物等による回転軸及びシールリングの損
傷を招く危険性が懸念され、おのずと限界があった。

【０００５】また、機内側に流出した油は機内の水素ガ
スを巻き込み、溶解して、外部油系統へ戻るため、機内
側への流出油量に関連した水素ガス消費が発生する。プ
ラントの小形化、省資源の観点より機内油量を低減し、
水素ガス消費量を低減することが上記同様望まれている
が、これもまた上記と同様に、おのずと限界があるのが
現状であった。

【０００６】そこで本発明では、回転軸とシールリング
との隙間を縮小することなく機外・機内への流出油量を
低減し、もって全油量及び水素ガス消費量の低減を図る
ことの可能な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】上記目的を達成するため
に、本発明では第１及び第２の内周面にそれぞれ螺旋溝
を設ける。この螺旋溝は、機外側の第１のシールリング
においては機内側からみて、また機内側の第２のシール
リングにおいては機外側からみて回転軸の回転方向と逆
向きのネジ方向とする。

【０００８】

【作用】上記のような構成により、回転軸とシールリン
グの隙間を流れる回転方向の速度成分を持った油は、回
転し、溝に流入した際、油自身が有する回転力の溝壁面
からの反力によって、当初より有している軸方向速度成
分とは逆方向の軸方向力を受ける。即ち機外側の第１の
シールリングにおいては機内側へ、機内側の第２のシー
ルリングにおいては機外側へ押し戻そうとする力が発生
する。これにより、機外側及び機内側へ流出する油量は
低減される。

【０００９】

【実施例】以下に図１を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。なおここでは説明の簡素化のため、回転
軸が機内側から見て右回り（時計方向）に回転している
ものとして説明する。 （実施例の構成）

【００１０】本実施例では図１に示されるように、機外
側シールリング(71)の内周面には左ネジ方向の溝、即ち
右側に傾いて伸びる溝(91)が、また機内側シールリング
(72)の内周面には右ネジ方向の溝、即ち左側に傾いて伸
びる溝(92)が設けられている。

【００１１】またこれらの溝は軸方向端面よりも手前で
止まっている。即ち機外側シールリング(71)においては
機内側から軸方向に伸びる溝(91)は機外側端面の手前で
止まっている。また機内側シールリング(72)においては
機外側から軸方向に伸びる溝(92)は機内側端面の手前で
止まっている。 （実施例の作用）

【００１２】以上のような構成によりもたらされる油の
流れを図２中の矢印で示す。回転軸（１）と機外側シー
ルリング(71)との隙間(81)に機内側から流入した油は、
回転軸の回転方向と同方向に回転しながら機外側へ軸方
向に流れる。隙間(81)を右方向に回転して、即ち図で右
から流れてきた油は、溝(91)が右へ傾きながら軸方向に
伸びているので、溝に入ると回転力に対する溝壁面から
の反力を受け、軸方向機内側へ戻ろうとする。油入口と
機外との圧力差によって油は軸方向機外へ流れようとす
るが、上記の、機内側へ戻ろうとする流れによってその
油量は減少する。また溝(91)が機内側から機外側へ貫通
していると、圧力差によって溝内を機内から機外へ流れ
てしまうが、本実施例では溝(91)の貫通をなくしている
ので溝を設けたことによる油量の増加は防止できる。 （実施例の効果）以上の作用によって油量の低減が可能
となり、また機内側油量の低減によって機内水素ガス消
費量の低減が可能となる。 （他の実施例）

【００１３】他の実施例としては、図３に示すように、
溝(91)，(92)の回転方向入口の角部に面取りを施して溝
への油の流入を促進する手段がある。これにより溝によ
る上記の効果が一層向上する。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば回
転軸シールリングの隙間を縮小することなく、油量及び
機内側油量に基づく水素ガス消費量の低減を図ることが
可能となり、プラントの小形化、運用効率向上、省資源
の実現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す回転機の軸封装置の外観
図。

【図２】図１における油の流れを示す模式図。

【図３】本発明の他の実施例を示す回転機の軸封装置の
外観図。

【図４】従来の回転機の軸封装置周りを示す上半部縦断
面図。

【符号の説明】

１…回転軸、２…軸受、３…機外、４…機内、５…ベア
リングブラケット、６…シールケーシング、71…機外側
シールリング、72…機内側シールリング、81…機外側隙
間、82…機内側隙間、91…機外側シールリング、92…機
内側シールリング溝。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器を貫通する回転軸の外周に軸方向に
   対向して並設された第１及び第２のシールリングと、こ
   れらのシールリングを収納するシールケーシングとを備
   え、容器外部より前記シールケーシング内に圧入された
   高圧流体が前記第１及び第２のシールリングと回転軸と
   で形成される隙間をそれぞれ軸逆方向に流れることによ
   り容器内の高圧流体を封入せしむる軸封装置において、
   シールリング内周面に螺旋状の溝を設けたことを特徴と
   する回転機の軸封装置。
2. 【請求項２】 螺旋状の溝は、第１及び第２のシールリ
   ングに対しそれぞれ第２及び第１のシールリングから見
   て、回転軸の回転方向と逆向きのネジ方向であることを
   特徴とする請求項１に記載の回転機の軸封装置。