JPH0729341Y2 - グランドパッキンのボックス構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、パッキン押さえによってパッキンを押さえる
ようにした、流体機械の軸封に使用されるグランドパッ
キンのボックス構造に関する。

［従来の技術］ グランドパッキンを使用した軸封装置におけるグランド
パッキンのボックス構造としては、例えば第３図及び第
４図に示すようなものがある。

第３図は、軸101に外嵌固定された軸スリーブ102とこの
軸スリーブ102外周側に配設されたパッキンボックス103
との間にパッキン104を装着したもので、このパッキン1
04をパッキン押さえ105によって軸方向に押圧してネッ
クブッシュ106との間に挾着するようにしている。そし
て、それによって、パッキンボックス103やパッキン押
さえ105と一体となって固定されたパッキン104と、軸10
1とともに回転する軸スリーブ102間で図中左側の密封流
体側Ａと右側の大気側Ｂ間を軸封するようにしている。

そして、密封流体が高温であるなどして特に冷却を要す
る場合には、この第３図に示すようなグランドパッキン
のボックス構造のように、前記パッキンボックス103に
冷却ジャケット107を形設したり、パッキン押さえ105に
冷却ジャケット108を形設して冷却水を流通させること
により、発熱部すなわちここではパッキン104と軸スリ
ーブ102の摺動部109を冷却するようにしていた。

一方、第４図に示すグランドパッキンのボックス構造
は、軸201とこの軸201の外周に配設されたパッキンボッ
クス203との間にパッキン204を介設し、このパッキン20
4をパッキン押さえ205とネックブッシュ206の間に挾着
するようにしたもので、パッキン押さえ205を押圧する
締付治具210と前記ネックブッシュ206は、固定治具211,
212によって軸201に固定されており、したがって、パッ
キン204は軸201とともに回転するようになっている。

この第４図に示すようなグランドパッキンのボックス構
造においても、発熱部すなわちパッキン204とパッキン
ボックス203の間に形成される摺動部209の冷却は、例え
ばパッキンボックス203に冷却ジャケット207を形設し、
この冷却ジャケット207に冷却水を流通させることによ
り行われていた。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のような従来のグランドパッキンの
ボックス構造では以下のような問題があった。

すなわち、第３図に示すような構造では、パッキン104
の内周面と軸スリーブ102の外周面との摺動によってパ
ッキン104の内周側に最も大きな摩擦熱が発生するが、
このとき、パッキン104の外周側に配設されたパッキン
ボックス103に形設の冷却ジャケット107に冷却水を流通
させたとしても、パッキン104の内周側である摺動部109
と冷却ジャケット107との間には断熱材の役目を果たす
パッキン104が介装されているために、最も大きな摩擦
熱を発生するパッキン104の内周側の摺動部109を直接冷
却することができず、その上、摩擦熱によって高温状態
になっているパッキン104の内周側が軸スリーブ102の外
周面に摩擦することになるため、パッキン104の摩耗量
は非常に大きくて、その寿命、ひいては所定の軸封性能
が短期のうちに劣化してしまうという問題があった。ま
た、この第３図の構造のものでは、軸スリーブ102が軸1
01と一体に回転するものであるから、パッキン104の内
周側である摺動部109を直接に冷却することができるよ
うに軸スリーブ102に冷却ジャケットを形設することも
考えられるが、この場合は、そのジャケット自体が回転
するものであるから、そこに冷却水を流通させることが
構成的に非常に難しい。

一方、第４図に示すようなものでは、摺動部209を冷却
ジャケット207に隣接させることができるため、冷却ジ
ャケット207に流通される冷却水による冷却効果は期待
できる。しかしながら、この第４図に示すものでは、密
封液体側Ａに使用される作動流体が高温である場合、軸
201を介しての熱伝導によりパッキン204の温度が上が
り、摺動部209の発熱が助長されてしまうという問題が
ある。これは上記第３図にものにおいても同様であり、
作動流体の熱が軸101及び軸スリーブ102を介して摺動部
109に伝達され、この摺動部109の発熱を助長する。ま
た、これに加えて、第４図に示すものでは、摺動部209
の径が第３図に示す場合の摺動部109に比べて極端に大
きくなるため、摺動面積も大きくなり、その分発熱量が
増えるという問題もある。

さらに、上記第３図及び第４図に示すような従来のグラ
ンドパッキンのボックス構造では、摺動部109あるいは2
09からの漏洩作動流体の漏れ方向（図においては大気側
Ｂ方向）側の延長線上に軸受部が配設された場合、前記
摺動部109あるいは209からの漏れ量が過大であると、そ
の漏れ液によって軸受が浸水してしまう恐れがあった。

本考案は上記のような実情に鑑みてなされたもので、摺
動部の発熱を効果的に抑えてパッキンの寿命を延ばし得
ること、密封流体の漏洩が生じても回転軸の延長線上に
在る軸受部を浸水等の直撃から回避することができるほ
かに、軸スリーバの摩耗により密封流体に漏れが発生し
た際の応急的な保守作業にも容易に対応させることがで
き、しかもパッキンの交換作業を大幅に簡素化すること
ができるグランドパッキンのボックス構造を提供するこ
とを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案によるグランドパッ
キンのボックス構造は、回転軸に、この回転軸の外周面
との間に環状間隙を形成するように円筒状の軸スリーブ
が外嵌され、前記回転軸が貫通する機器ケーシングに前
記軸スリーブの一端側が固定され、前記軸スリーブの他
端に対して軸方向に間隔を隔てた位置の前記回転軸に、
前記軸スリーブの外周面に対向する円筒状ボックス本体
とこのボックス本体の一端に連設されたリング状連結部
とこのリング状連結部の軸心部に連設されて前記回転軸
に嵌合可能な円筒状の取着部からなるパッキンボックス
が固定され、このパッキンボックスのボックス本体と前
記軸スリーブとの間に形成されるパッキン収納部に上記
軸スリーブにその内周面が摺接するパッキンが収納され
ているとともに、このパッキンの一端に当接されて、前
記パッキンを軸方向に押圧するパッキン押さえを、前記
パッキンボックスのボックス本体の開口端側に形成した
鍔状の締結部とこれに対向させてパッキン押さえ側に形
成した鍔状の締結部との間に亘って設けた締結具を介し
て前記ボックス本体の開口端側から該ボックス本体の内
側に挿入可能に設けて、少なくとも前記パッキンボック
スとパッキン押さえおよびパッキンをもって、前記回転
軸に対して一体に軸方向に移動および固定可能でかつ着
脱自在なカセットを構成させ、このカセットを回転軸に
装着した状態において、前記パッキンと軸スリーブとの
間で軸封を行なうように構成したものである。

［作用］ 上記のような構成の本考案によれば、最も大きな摩擦熱
を発生する摺動部がパッキンの内周面と、機器ケーシン
グに固定されて回転軸との間に環状間隙を形成して設け
られた軸スリーブの外周面との間に形成されるから、特
に密封流体が高温で積極的な冷却を必要とする場合、軸
スリーブに冷却ジャケットを形設してこれに冷却水を流
通させる構成とすることが容易であり、これによって、
摺動部を直接冷却することが可能になるとともに、摺動
部の径もさほど大きくならず、発熱面積を比較的小さく
して、摺動部の発熱量およびそれに伴うパッキンの摩耗
量を抑えて軸封性能を長期にわたり良好に保持すること
ができる。また、上記回転軸と軸スリーブとの間に形成
される環状間隙には密封流体が流入し滞留することにな
る。ここで、回転軸を構成する金属、例えばステンレス
の熱伝導率λは15W/（ｍ・ｋ）であるのに対し、密封流
体、例えば水の熱伝導率λは0.659W/（ｍ・ｋ）とステ
ンレスに比べて、（1/27）程度であり、したがって、上
記環状間隙に滞留した密封流体は回転軸を伝わって移動
する熱に対して断熱材と見做すことが可能であり、密封
流体が高温の場合の摺動部への熱伝達を非常に少なくす
ることができて、摺動部の発熱を助長することも回避で
きる。

また、密封流体の漏洩が生じても、その漏洩した密封流
体が、軸スリーブの一端側で180°転換して流れること
になるため、回転軸の延長線上に軸受部が在っても、そ
の漏洩流体が軸受部を直撃することが回避される。

さらに、パッキンの摺接する軸スリーブの外周面が局部
的に摩耗して、その摩耗部分からの流体漏れが発生した
ような場合は、カセット全体を軸方向に移動させてパッ
キンを軸スリーブの摩耗していない部分に摺接させるこ
とで、軸スリーブが新しいものと交換されるまでの間の
流体漏れを一時的に防ぐといった応急的な保守作業も非
常に容易に行なうことが可能である。

しかも、少なくとも前記パッキンボックスとパッキン押
さえおよびパッキンを、回転軸に対して一体に着脱自在
なカセット型に構成することにより、パッキンの交換を
含む保守整備作業を大幅に簡素化することが可能であ
る。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す断面図である。同図に
おいて、15は流体機器ケーシングであって、この機器ケ
ーシング15の内側が密封流体側Ａであり、左側が大気側
Ｂである。

１は前記機器ケーシング15を貫通する回転軸である。前
記機器ケーシング15の外壁面には、前記回転軸１に同心
軸上で外嵌される円筒状の軸スリーブ２が、一端側に形
設したフランジ部2aをボルト止めすることによって固着
されている。この軸スリーブ２の内周径は、前記回転軸
１の外周径よりも大きく、したがってこれら軸スリーブ
２の内周面と回転軸１の外周面の間には環状間隙16が形
成されている。

３はパッキンボックスで、内周面が前記軸スリーブ２の
外周面と対向する円筒状のボックス本体3aと、このボッ
クス本体3aの一端にリング状の連結部3cを介して連設さ
れた、ボックス本体3aより小径の円筒状取着部3bとから
なる。前記ボックス本体3aの内径は、前記軸スリーブ２
の外周面との間に後述するパッキン４を介装しうる径に
設計されており、これによって、前記パッキンボックス
３と軸スリーブ２の間にパッキン収納部23が形成される
ようになっている。一方、取着部3bの内径は前記回転軸
１の外径と略合致するよう形成されている。そして、こ
の取着部3bは、前記軸スリーブ２の自由端と間隔を開け
た位置で、前記回転軸１に対して、ねじ21を介して軸方
向に移動および固定可能でかつ着脱自在に嵌合固定され
ている。20は、前記回転軸１とパッキンボックス３の取
着部3b間をシールするＯリングである。

前述したように、前記軸スリーブ２とパッキンボックス
３のボックス本体3aとの間のパッキン収納部23には、そ
の内周面が軸スリーブ２の外周面に摺接するパッキン４
が収納されている。

このパッキン４の一端面と前記パッキンボックス３の連
結部3cの間には、外径がパッキンボックス３の内径と略
等しいリング状のネックブッシュ６が配設されている。
一方、このパッキン４の他端面にはパッキン押さえ５が
当接している。このパッキン押さえ５は、前記パッキン
ボックス３の一端側からボックス本体3aの内側へ挿入可
能で且つ内径が前記軸スリーブ２の外径より大きい押さ
え本体5aと、この押さえ本体5aの一端に形設された鍔状
の締結部5bとからなり、この締結部5bと前記パッキンボ
ックス３の一端に形設した鍔状の締結部3dを締結具とし
てのボルト19により締結することにより、押さえ部本体
5aが前記ネックブッシュ６との間にパッキン４を挾着す
るようにして、前記パッキンボックス３とパッキン押さ
え５とパッキン４およびネックブッシュ６を、回転軸１
に対して一体に着脱自在なカセット式に構成している。

以上のように、前記パッキンボックス３とパッキン押さ
え５とネックブッシュ６およびパッキン４をもって、前
記回転軸１に対して軸方向に移動および固定可能で、か
つ着脱自在なカセットが構成されており、このカセット
の装着状態において、前記パッキン４は、前記パッキン
ボックス３と前記パッキン押さえ５とに挟着されて回転
軸１とともに回転して前記軸スリーブ２の外周面に摺接
し軸封を行なう摺動部９が形成されている。

したがって、密封液側Ａの流体が低温であれば、この密
封流体により軸スリーブ２が冷却され、このようにして
冷却された軸スリーブ２により前記摺動部９が直接冷却
される。

また、密封液側Ａから漏洩する流体は、回転軸１と軸ス
リーブ２間の間隙16を介して前記摺動部９から機器ケー
シング15側を向いて漏れる。したがって、大気側Ｂに軸
受部を設けてもこの軸受部を漏れ流体が直撃することが
ない。

また、第１図に示す実施例では、軸スリーブ2,パッキン
ボックス3,パッキン4,パッキン押さえ5,ネックブッシュ
６及びＯリング20等が回転軸に対して一体に着脱可能な
カセット式に構成されているから、摩耗したパッキン４
の取換えなどが容易である。

次に、第２図は本考案の他の実施例を示す。この実施例
では軸スリーブ２′以外の部分は第１図の実施例の場合
と全く同様に構成であるのでここでは説明を省略し、軸
スリーブ２′のみを説明する。

この軸スリーブ２′は、機器ケーシング15と一体に形成
されており、且つ内部に冷却水流通路17を形成した冷却
ジャケットを兼用している。前記冷却水流通路17は、冷
却水入口17aから流入した冷却水を軸スリーブ２′内を
循環させて冷却水出口17bから排出するよう形成されて
いる。

このように軸スリーブ２′を冷却ジャケット化すること
によって、摺動部９はより効果的に冷却される。また、
密封流体が高温であっても、軸１と軸スリーブ２間には
間隙16が設けられているから、前記軸１を介して熱が摺
動部９に伝達されることがない。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、密封流体が高温で積極
的な冷却を必要とする場合、軸スリーブが固定であるか
ら、これに冷却ジャケットを形設してこれに冷却水を流
通させる構成とすることが容易であり、これによって、
摺動部を直接冷却することが可能で、摺動部の発熱量お
よびそれに伴うパッキンの摩耗量を抑えて軸封性能を長
期にわたり良好に保持することができる。

また、密封流体が高温であっても、回転軸と軸スリーブ
との間に形成された環状間隙に密封流体を滞留させて、
この滞留密封流体を熱伝導率の大きい回転軸を伝わって
移動する熱に対する断熱材として機能させて、密封流体
が高温の場合の摺動部への熱伝達を非常に少なくするこ
とができ、摺動部の発熱の助長も回避できる。

さらに、漏洩流体の漏れ方向が180°転換するために、
大気側に設けた軸受部を漏洩流体が直撃して浸水するこ
とも防止できる。さらにまた、パッキンの内周側に摺動
部を形成するので、摺動部の径が余り大きくならず、摺
動面積が大きくなることにともなう発熱量の増加も抑制
することができる。

しかも、パッキンボックスとパッキン押さえおよびパッ
キンをもって、回転軸に対して軸方向に移動および固定
可能で、かつ着脱自在なカセット型に構成されているの
で、パッキンが摺接する軸スリーブの外周面が局部的に
摩耗して、その摩耗部分からの流体漏れが発生したよう
な場合、カセット全体を軸方向に移動させてパッキンを
軸スリーブの摩耗していない部分に摺接させることで、
軸スリーブが新しいものと交換されるまでの間の流体漏
れを一時的に防ぐといった応急的な保守作業を非常に容
易に行なうことができるばかりでなく、パッキンの交換
を含む保守整備作業を大幅に簡素化することができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断面図、第２図は他
の実施例を示す縦断面図、第３図は従来例の断面説明
図、第４図は他の従来例の断面説明図である。 １……回転軸 2,2′……軸スリーブ 3,3″……パッキンボックス 3a……ボックス本体 3b……円筒状取着部 3c……リング状連結部 ４……パッキン ５……パッキン押さえ 15……機器ケーシング 23……パッキン収納部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に、この回転軸の外周面との間に環
   状間隙を形成するように円筒状の軸スリーブが外嵌さ
   れ、前記回転軸が貫通する機器ケーシングに前記軸スリ
   ーブの一端側が固定され、前記軸スリーブの他端に対し
   て軸方向に間隔を隔てた位置の前記回転軸に、前記軸ス
   リーブの外周面に対向する円筒状ボックス本体とこのボ
   ックス本体の一端に連設されたリング状連結部とこのリ
   ング状連結部の軸心部に連設されて前記回転軸に嵌合可
   能な円筒状の取着部からなるパッキンボックスが固定さ
   れ、このパッキンボックスのボックス本体と前記軸スリ
   ーブとの間に形成されるパッキン収納部に上記軸スリー
   ブにその内周面が摺接するパッキンが収納されていると
   ともに、このパッキンの一端に当接されて、前記パッキ
   ンを軸方向に押圧するパッキン押さえを、前記パッキン
   ボックスのボックス本体の開口端側に形成した鍔状の締
   結部とこれに対向させてパッキン押さえ側に形成した鍔
   状の締結部との間に亘って設けた締結具を介して前記ボ
   ックス本体の開口端側から該ボックス本体の内側に挿入
   可能に設けて、少なくとも前記パッキンボックスとパッ
   キン押さえおよびパッキンをもって、前記回転軸に対し
   て一体に軸方向に移動および固定可能でかつ着脱自在な
   カセットを構成させ、このカセットを回転軸に装着した
   状態において、前記パッキンと軸スリーブとの間で軸封
   を行なうように構成したことを特徴とするグランドパッ
   キンのボックス構造。