JPS6317896Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はメカニカルシールの改良に係り、さら
に詳しくは、固定環と摺接する回転環に対して回
転軸駆動力がケースを通じて伝達される機構をも
つメカニカルシールにおいて、該ケースの係止突
起先端に羽根を設け、もつて該回転軸の駆動中に
密封流体を該固定環と該回転環との摺接面近傍に
強制的に供給し、よつて該摺接面の温度を適合す
る範囲に保持するように構成されたメカニカルシ
ールに関する。

第１図は、従来技術に係る外部加圧型メカニカ
ルシールの取付状態を示す要部拡大正断面図であ
る。図中１は外部加圧型のメカニカルシールであ
つて、ハウジング２に固定された固定環３と、該
固定環３に挿通される回転軸４に遊嵌外装され、
かつケース５を介して、該回転軸４に従動する回
転環６との摺接によつて密封流体の漏洩を阻止す
る機能を有する。該メカニカルシール１を高速、
高温、高圧の条件下で用いるに当つては、該固定
環３と該回転環６との摺接面３ａ，６ａが高温と
なるため、耐久性および密封性の見地から、該摺
接面３ａ，６ａの温度を低下させる必要が生ず
る。ところが、従来のメカニカルシール１におい
ては、該ケース５が、第２図に示すごとき構造に
なるため、密封流体の循環によつて、該摺接面３
ａ，６ａの温度を適合する範囲に保持するとい
う、いわゆる冷却効果を充分に挙げることが困難
である。すなわち、該ケース５は、右端面に回転
軸４が挿通される円形孔７が穿設されるとともに
左端面が切除された円筒状を呈し、かつ該円筒の
左端面周壁の一部がそのまま左方に延長して一体
成型された係止突起８を備える。上記構成に係る
ケース５を用いると、第１図に示すように、Ａよ
り流れてきた密封流体は回転軸４とともに回転す
るケース５の回転力によりケース５外周辺で分散
され、その結果、該密封流体は渦巻状態となり、
そのまま排液路Ｂへ流出することが多い。したが
つて、該摺接面３ａ，６ａの近傍Ｃへは新たな密
封流体が供給されることが少なく、よつてＣにお
ける密封流体は新陳代謝が十分に行なわれず、上
記の冷却効果を発揮せしめることが難しい。かく
て該摺接面３ａ，６ａの摩耗が甚しく、また密封
性能も低下する等メカニカルシールの長期使用が
困難となる。かかる欠陥を除去してメカニカルシ
ールの耐久性および密封性を向上させるために
は、フラツシングおよびクーリング等の強制冷却
手段をとつて摺接面における高温を低下させるの
が一般である。しかし、かかる強制冷却手段を講
ずることが困難な構造の機器においては、メカニ
カルシールの材質向上を図る以外に有効な手段が
ない。

そこで本考案は、従来技術に係るメカニカルシ
ールの有する上記の難点を克服すべく、ケースの
係止突起先端に羽根を設け、もつて回転軸の駆動
中に密封流体を固定環と回転環との摺接面近傍に
強制的に供給し、よつて高温に伴なつて生ずる固
定環および回転環の熱劣化現象もしくは摩耗現象
並びにＯリング等の弾性体熱硬化現象の緩和、す
なわちメカニカルシールの耐久性および密封性向
上の目的を挙げんとするものである。

以下、本考案の一実施例を図面にしたがつて説
明する。第３図ないし第５図は、各各本考案に係
るメカニカルシールの構成要素をなすケースの一
実施例を示す斜視図、同右側面図および要部拡大
正面図である。本実施例におけるケース５′は、
第２図における従来例と同じく右端面に回転軸
４′が挿通される円形孔７′が穿設されるとともに
左端面が切除された円筒状を呈し、かつ該円筒の
左端面周壁の一部がそのまま左方に延長して一体
成型された係止突起８′を備える。加えて該係止
突起８′の先端には径方向に立設され（第４図参
照）、かつ該回転軸４′の軸方向に一定の傾斜角度
（θ）をもつて、該ケース５′の相対回転方向（図
中Ｄにて示す）に対し右下りとなるように傾斜す
る羽根９が設けられる（第５図参照）。該係止突
起８′に上記の構成になる羽根９を形成すること
により、第６図に示すように、A′の方向から流
れてくる密封流体が回転軸４′とともに回転する
該ケース５′、ひいては該羽根９の回転にしたが
い、該羽根９の傾斜方向（図中矢印にて示す）に
押し流され、その結果該密封流体はC′にまでいた
り、固定環３′と回転環６′とが互いに摺接し高温
となる摺接面３′ａ，６′ａを冷却し、しかるのち
帯熱した該密封流体は、該羽根９によつて惹起さ
れる流れと衝突することなく排液路B′へ向かう。
かようにして該羽根９はその回転により密封流体
に強制的に循環を生ぜしめ、もつて密封流体の新
陳代謝を行なう（これを羽根９の冷却効果とい
う）。なお、該羽根９を径方向に立設する点およ
び該回転軸４′の軸方向に一定の傾斜角度（θ）
をもつて該ケース５′の相対回転方向に対し右下
りとなるように傾斜させる点は、密封流体の循環
方向ないし循環の実効性と関連するものであり、
本実施例の構成に限定されるものではない。

以上の構成に係る羽根を有する本考案実施例の
奏する効果は、本考案に係るメカニカルシール
（以下本考案品と略称する）と従来技術に係るメ
カニカルシール（以下従来品と略称する）とを同
一条件（軸回転数を5500rpm、ボツクス圧を８
Kg／cm²Ｇ、密封流体をスニソ5GS＋Ｒ−12とす
る）下で性能試験した結果を示す第７図ないし第
１０図によつて明らかである。すなわち第７図は
固定環と回転環との摺接面近傍（固定環摺接面よ
り１mm深の固定環内部にて測定する）の温度を対
比したものである。従来品については、150℃以
上の温度が測定されたのに対し、本考案品の場合
は100℃以下に止まり、本考案に係る羽根の冷却
効果が顕著に示されている。第８図および第９図
は各各固定環摺接面の摩耗量および摩耗状態を対
比したもの（試験時間300時間）である。これに
よると、本考案品の場合は摺接面の面粗度が0μ
以下であるのに対し、従来品の場合はこれが10μ
にも達し、いかに従来品においては摺接面におけ
る温度低下が適切になされずメカニカルシールの
耐久性の点で劣るかが顕著である。これに対して
本考案については、羽根の冷却効果により摺接面
の放熱が充分に行なわれ、その結果耐久性が向上
されるのである。最後に第１０図は両者の密封性
能を比較したものである。試験時間300時間経過
後の時点で本考案における油洩れ量が0.1ｇを下
廻るのに対し、従来品ではこれが0.5ｇを超え、
密封性の点でも本考案が優ることを示している。

以上のとうり本考案に係るメカニカルシール
は、ケースの係止突起先端に上記構成になる羽根
を設けたことにより、回転軸の駆動中に密封流体
を固定環と回転環との摺接面近傍に強制的に供給
し、もつてメカニカルシールの温度を適合する範
囲に保持し、結果的にメカニカルシールの耐久性
および密封性を向上させることができ、その実用
的効果はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は各各従来技術に係るメカ
ニカルシールの取付状態を示す半裁断面図および
同ケースの斜視図、第３図ないし第５図は各各本
考案に係るメカニカルシールの構成要素をなすケ
ースの一実施例を示す斜視図、同右側面図および
同要部拡大正面図、第６図は本考案の一実施例に
係るメカニカルシールの取り付けならびに作動状
態を示す半裁断面図第７図ないし第１０図は本考
案に係るメカニカルシールと従来技術に係るメカ
ニカルシールとを同一条件で性能試験した結果を
示すグラフ等である。 １，１′……メカニカルシール、２，２′……ハ
ウジング、３，３′……固定環、３ａ，３′ａ……
固定環摺接面、４，４′……回転軸、５，５′……
ケース、６，６′……回転環、６ａ，６′ａ……回
転環摺接面、７，７′……円形孔、８，８′……係
止突起、９……羽根。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 固定環と摺接する回転環に対して回転軸駆動力
   がケースを通じて伝達される機構をもつメカニカ
   ルシールにおいて、該ケースの係止突起先端に略
   径方向に立設され、かつ軸方向に所定の傾斜角度
   をもつて傾斜するとともに、該回転軸の駆動中に
   密封流体を、該固定環と該回転環との摺接面近傍
   に強制的に供給せしめる羽根を設けたことを特徴
   とするメカニカルシール。