JPS63214575A

JPS63214575A - 密封装置

Info

Publication number: JPS63214575A
Application number: JP62310778A
Authority: JP
Inventors: ヴェルナール　フォグ
Original assignee: Ahlstrom Corp
Current assignee: Ahlstrom Corp
Priority date: 1986-12-08
Filing date: 1987-12-08
Publication date: 1988-09-07
Also published as: EP0280778A3; FI76193B; FI864981A0; FI76193C; EP0280778A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】形式のものに関する．特に、高温流体の圧送用として使
用される遠心式ポンプのシャフト密封として適切である
。

従来、数多くの密封体がポンプにおいて圧送される流体
のシャフト方向の洩れを防止するために使用されていた
。これらの密封形式の全ては、少量の水もしくは他の潤
滑流体を摺動面に必要とし、顔面が乾いている時には増
大する摩擦によって顔面が熱せられたり、焼きを入れら
れたり、あるいは他の損傷を受けたりすることを防止し
ている。従って、これらの密封体における従来の設計は
適切な潤滑を確保するためにわずかに洩れが生じるよう
になっている．ポンプされる流体自身はほとんどが潤滑
剤として適切なものであった。

潤滑剤として、圧送される流体を使用することも幾つか
の危険性をもたらす．過圧状態におけるそのような流体
の温度は、通常の圧力における沸点を越えることになる
。そのような流体か密封しているスロット内へ押し込ま
れた時，圧力は下がり、流体は気化しはじめ、結果とし
てその流体が高温となることより，そして潤滑ができな
くなることより密封体は焼損してしまう。

そのような危険を排除するために、必然的にシャフトの
密封体を通り抜けるすなわち洩れる流体を冷却すること
が試みられ、圧力が下がると同時に沸騰する傾向を抑制
し、所望の如く密封体をその流体で潤滑さなった方法が
知られており、流体に冷水を混合することによる、洩れ
流体の直接冷却法と，シャフトと密封ケージとの間のス
ロット内を流れる洩れ流体と、密封体との両方を冷却す
ることにより、冷却水が密封ケージ内を循環させられる
ような間接冷却法の２つである。

米国特許第４，４９８，６８１号は直接冷却の一例を開
示している．上記特許で開示された装置において、間隙
リングがコードパツキンである密封体間に配置されてお
り、該リングに外側から冷却流体が供給されていて，該
流体は熱い洩れ流体と冷たい流体とを混合した流体であ
り、このようにして流体が続く密封体の領域における沸
騰するのを防止している。実際、間隙リングはほとんど
が金属もしくはプラスチックリングであって、その断面
がＨ字形状をしており、更に該間隙リングはその軸線方
向中央リンｄを春１７丁配置されたぷφ１シ〈Ｌ士算価
な朋口を有している。該開口を介して冷却／ＩＩＩ滑流
体がシャフトもしくはシャフトスリーブのところへ入っ
てくる。そのような装置はしかしながら、幾つかの欠点
を有しており、ポンプシャフトから洩れる流体の量は大
きく、シャフトもしくはシャフトスリーブは冷却されす
ぎる可能性がある。

他の例は密封ケージ全体の冷却であつて、該例は密封体の前の流体の流れの方向か密封体領域
かのどもらかに、中空の空間を有する密封ケージを設け
ることにより、はぼ一般的に配置されている。この配置
の目的は密封ケージがシャフトと該密封ケージとの間に
充分に注入された流体を冷却したままにしておくことに
あり、−密封体領域で圧力が減少した時流体が沸膿する
のを防止している。密封体領域における冷却は。

密封体を介して、密封体とシャフトとの間のもしくは密
封体とシャフトスリーブとの間の流体において、ある効
果を実際に奏するに高効率でなくてはならない。更にこ
の装置の構成は精密であり、密封ケージにおける中空空
間の製造はコストを付加し、従ってポンプの製造コスト
を増大することになる。またシャフトは良好に冷却され
て熱応力及び熱膨張が起こることから、その冷却は必ず
しも望ましいものではない。

従来技術として知られる上述の装置の欠点を排除するた
めに、本発明は密封装置を提供する。該密封装置は単純
で経済的な構成を有し、全ての密封体に適応可能である
０本発明の好ましい実施例は少なくとも１つの密封要素
に加えて、冷却リングが配置されており、その外周は密
封ケージに対して密封されていることを特徴としている
。

他の本発明の好ましい実施例は少なくとも２つの密封要
素間に冷却リングが設けられていて、その外周にはシャ
フト／シャフトスリーブと密封ケージとに関して密封さ
れているリング間隙が設けられている０本発明は別の冷
却流体が使用され、ポンプされる流体か使用されないた
め、いかなる適切な流体も使用可能であるという特別な
利点を有する。冷却流体は潤滑特性を必ずしも有する必
要はなく、必要な密封体の数は単純な構成の密封ケージ
を創成するので減少することになる。更に、本発明の特
徴は特許請求の範囲に記載されている。

本発明による密封装置は添付された図面を参照して以下
に詳細に説明される。

第１図において、ポンプの駆動端がシャフトｌと、該シ
ャフトと共に回転しているシャフトスリーブ２と、密封
ケージ３と、密封リングすなわち密封体４〜７と、固定
用スリーブ８と、冷却リング９と連通入口、出口１０．
１１とから成っていて、該連通入口、出口は好ましくは
シャフトに対向する側に垂直に設けられている。第１図
によれば、冷却リング９の断面は好ましくはＵ字形状で
あり、該リングは密封ケージ３に対して０−リング１２
．１３によって密封されている。冷却リング９とシャフ
トｌとの間には小さな間隙１４があり、該間隙内へ密封
体４，５を通り抜けて洩れた流体が集まってくる。冷却
リング９の内側にはリング間隙１５があつて、該リング
間隙内へ連通入口１０から冷却流体が供給され、またリ
ング間隙から冷却流体が連通出口１１を介して排出され
る。

第１図の例において、冷却リング９は密封リング５と６
の間に配置され、というのは冷却流体が２つの密封リン
グの脇を通過する間に、洩れ流体の圧力は大きく低下す
るので、流体が気化しはじめるという危険性があるとい
うことが試行により判ったからである。

第２図における実施例は第１図の実施例からずれており
、例えば、冷却リング１９は密封体４から７の前に配置
されており、その場合、冷却流体連通入口、出口２０．
２１はインペラ側に向かって相応して移動させられてし
まう。このような装置は、例えば。

圧送される流体が熱くなり、圧力かあまり高くならない
時は適切である。流体の気化の危険性はしかしながら含
んでいる。従って、密封体領域の前で前もって洩れ流体
を冷却するのは安全である。他の相違点はシャフト１の
表面上にシャフトスリーブが、ないことである。

本発明による装置は、冷却流体を連通入口１０．２０か
ら冷却リングのリング間隙１５に供給するように機能し
ている。冷却流体かリング間隙１５内で繕回転循環した
時、連通出口１１．２１を介して排出される。冷却流体
の密封体４〜７への接近は０−リング１２゜１３によっ
て阻止される。このようにして、いかなる適切な流体も
冷却流体として使用してよくなり、というのはポンプに
より圧送される流体と密封体４〜７のどちらとも、該冷
却流体は接触しないからである。

冷却流体は従って潤滑特性を有する必要がなくなる。リ
ング間隙１５内を流れている間、冷却流体はリング９，
１９を冷却し１次に間隙１４内の洩れ流体から主に熱を
受は取り、隣接する密封体５．６及び４からもある程度
の熱を受は取る。このようにして、リング９の冷却効果
は密封体５の領域まで延在し、それにより流体の冷却が
そこですでにはじまっている。

第３図は、本発明の第３の実施例を図示しており、該実
施例は密封体４から７の間に配置されている幾つかの冷
却リング３０から３２より成っている。冷却リング３０
から３２は中実であって、中空空間がなく、熱を良く伝
達し、その外周は溝か設けられていて、溝内には０−リ
ング３３か６３５が設けられており、該Ｏ−リングは密
封ケージ３に対して冷却リング３０から３２を密封して
いる。第１のリング３６の周囲は０−リングにて密封す
ることもできる。

第３図の装置は、加圧された流体が半径方向すきまはも
ちろんのこと密封体４から７の外、内周の両方のすきま
を通り抜けがちであるが、外周のすきまと半径方向のす
きまはすばやく満たされて、０−リングのおかげで流体
が密封体を通り抜けて洩れるのを防止するというように
機能する。このように、残りの唯一の洩れ路は密封体４
から７とスリーブ２との間にあるすきまである。これに
より、洩れ流体圧力の急激な減少がなくなり、流体の気
化が起こらなくなる。

一方、冷却リング３０から３２は３番目の洩れ路と密封
ケージとの間に、特に冷却リング３Ｇから３２の外周か
流体を介して、密封ケージに連結されて熱を良く伝達す
る時に、良好な熱の橋を形成する。このように加圧され
た流体は効率良く冷却し、洩れ流体の量は同時に減少す
る。密封体の必要な数も削減され、唯一の洩れ路すなわ
ち、密封体とシャフトスリーブとの間のすきまのみがあ
る。この装置によって達成される最も重要な利点は単純
な構成（冷却通路を有さない）の密封ケージであるとい
うことである。

上述の如く示された例から判るように。

本発明は全く新しい密封装置を提供するものであり、該
密封装置は従来技術の装置の欠点を排除し、経済的であ
り、密封ケージもしくはポンプの駆動端の他の部分にお
いていかなる特殊な装置も要求しない、更に、密封装置
は例えば温度測定装置を有するシャフトスリーブもしく
はシャフトを設けることにより、調節可能に設けること
ができ、冷却流体の量の最適化を図ることができる。相
応して、ポンプは製造段階ですでに冷却リングを配置す
ることにより、さまざまな動作状況に適するように調節
可能である。更に、製造段階において、冷却すングの幾
つかの配置のために、供給ユニットからの通路を設ける
ことも可能であり、それにより多くの冷却リングが使用
され、近接する他の通路によってのみ１つの通路に冷却
流体の流れを導ひくことができる。

出口端において、相応して幾つかの通路から１つの通路
に及び同じ遠道口に冷却流体を集めることは可能である
。

２つの好ましい実施例についてのみ上述のように説明が
なされたが、これは特許請求の範囲に記載された内容か
ら本発明をいかなる形ででも制限するものでなく、特許
請求の範囲が本発明の範囲を確定する。また特許請求の
範囲内で使用される参照符号は、特許請求の範囲を制限
せず、単に理解しやすくするために設けられたものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による密封装置の好ましい実施例を示す
図である。第２図は本発明による密封装置の他の好ましい実施例を
示す図である。第３図は本発明による密封装置の第３の好ましい実施例
を示す図である。〔主要部分の符号の説明〕ｌ　・・・・・・・・・・・・シャフト２　・・・・・
・・・・・・・シャフトスリーブ３　・・・・・・・・
・・・・密封ケージ４〜７・・・・・・・・・密封体手続補正書（方式）昭和６３年３月１６日特許庁長官　　小　川　邦　夫　　殿１、事件の表示　　昭和６２年特許願第３１０７７８号
２、発明の名称密　　對　　装　　置３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住　所　　フィンランド国、ニスエフ　−２９６００ヌ
ールマルツク（番地なし）名　称　　ニー、アールストロム　コーポレーション４
、代理人電話（２１コ）１５６１　（代表）５、補正命令の日付昭和６３年２月３日（発送日：昭和６３年２月２３日）
別紙のとおり、印書せる全文明細書１通を提出いたしま
す。

Claims

【特許請求の範囲】１、シャフトを密封するための密封装置であって、シャフト（１）もしくはシャフトスリーブ（２）の周りに配置された１つもしくは複数の密封要素（４から７）と、該密封要素を取り巻いている密封ケージ（３）とから成る
密封装置において、少なくとも１つの該密封要素（４から７）に加えて、冷却リング（９、１９、３０から３２）
が設けられていて、該冷却リングの外周が上記密封ケー
ジに対して密封（３３から３５）されていることを特徴
とする密封装置。２、少なくとも１つの上記密封要素（４から７）に加え
て設けられているものが冷却リング（９、１９）であって、該冷却リングの外周には、
上記シャフト（１）／シャフトスリーブ（２）と上記密封ケージとに関して密封されているリング間隙（１５）が設けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の密封装置。３、シャフトを密封するための密封装置であって、シャフト（１）もしくはシャフトスリーブ（２）の周りに配置された密封要素と、該密封要素を取り巻いている密封ケージ（３）とから成る密封装置において、冷却リング（９）が少なくとも２つの密封要素（５から８）の間に配置されており、該冷却リングの外周には、上記シャフト（１）／シャフトスリーブ（２）と上記密封ケージ（３）とに関して密封されているリング間隙（１５）が設けられていることを特徴とす
る密封装置。４、上記リング間隙（１５）には冷却流体用の少なくと
も１つの連通入口（１０、２０）と、該冷却流体用の少
なくとも１つの連通出口（１１、２１）とが導びかれて
いることを特徴とする特許請求の範囲第２項もしくは第
３項に記載の密封装置。５、上記冷却リング（９、１９）の断面がほぼＵ字形を
しており、更に該冷却リングは上記密封要素（１２、１３）により上記密封ケージ（３）
に対して密封されており、該密封要素の外周は上記リング間隙（１５）の対向部に配置され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項もしくは第３項に記載の密封装置。６、上記冷却リング（９、１９、３０から３２）の内径
が、上記シャフト（１）／シャフトスリーブ（２）の外径よりもわずかに大きいことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項もしくは第３項に記載の密封装置。７、上記冷却リング（９、１９）が複数あって、個々の
通路がそれぞれの上記リング間隙から上記連通入口、出口（１０、１１；２０、２１）
まで導びかれていることを特徴とする特許請求の範囲第２項もしくは第３項に記載の密封装置。８、上記連通入口、出口（１０、１１；２０、２１）の
中心線が上記シャフト（２）の中心線を通ることを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項に記載の密封装置。