(57)【要約】【課題】交換や補修等のメンテナンスを容易かつ安価に行うことができるメカニカルシール用の封止部材を提供する。【解決手段】流体が収容される収容体１１の壁部１７を貫通して外部に突出する回転軸２０の外周部に設けられるメカニカルシール２２と、壁部１７との間を封止する封止部材２３であって、壁部１７に取り付けられる装着部３４と、装着部３４に着脱可能に設けられ、メカニカルシール２２の密封片３０が接触する被接触部３５とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が収容される収容体の壁部を貫通して外部に突出する回転軸の外周部に設けられるメカニカルシールと、前記壁部との間を封止する封止部材を備えた封止装置であって、
前記封止部材が、
前記壁部に取り付けられる装着部と、
前記装着部とは別体であり、かつ前記装着部に着脱可能に取り付けられて前記メカニカルシールの密封片が接触する被接触部と、を含む、メカニカルシール用の封止装置。
【請求項２】
前記装着部に、前記メカニカルシールが固定される、請求項１に記載のメカニカルシール用の封止装置。
【請求項３】
前記装着部が、前記メカニカルシールよりも大径であり、前記被接触部が、前記メカニカルシールよりも小径である、請求項２に記載のメカニカルシール用の封止装置。
【請求項４】
前記回転軸の外周面を覆う表面処理層からなり、かつ前記メカニカルシールが接触する第２の封止部材をさらに有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のメカニカルシール用の封止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メカニカルシールと共に使用される封止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、メカニカルシールは、液体等の流体が収容されたタンク等の収容体の壁部と、この壁部を貫通する回転軸との間に設けられ、収容体内の流体の漏洩を防止している。例えば、以下の特許文献１には、めっき液が収容されたタンクの側壁と、タンク内に装備されたシンクロールの回転軸との間に適用されるメカニカルシールが開示されている。
【０００３】
特許文献１記載のメカニカルシールは、タンクの側壁から外部に突出する回転軸の外周部に設けられている。メカニカルシールは、回転軸の外周面に固定される回転密封環と、回転密封環に摺接する静止密封環とを備えており、静止密封環は、タンクの側壁に取り付けられた装着壁に固定されている。
【０００４】
静止密封環は、装着壁側へ延びる密封片を備え、この密封片が、装着壁の外側面に接触することで、装着壁と静止密封環との間が密封され、タンク内のめっき液の漏洩が防止されている。したがって、装着壁は、メカニカルシールの静止密封環を装着するための装着部材として機能するとともに、メカニカルシールと側壁との間を封止する封止部材としての機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１１３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１記載の技術において、タンクの側壁に取り付けられる装着壁は、常にメカニカルシールの密封片に接触しかつタンク内のめっき液が触れた状態になる。そのため、タンクにおける他の部品に比べ、摩耗、腐食、劣化等が生じやすく、交換や補修等のメンテナンスの頻度が高くなる。
【０００７】
しかしながら、装着壁は、メカニカルシールとの接触部分であると同時にタンクの側壁の一部を構成しているため、部品自体が大型となり、交換や補修の作業が煩雑になるとともに、高頻度の部品交換はメンテナンスコストの増大を招く。
【０００８】
本発明は、交換や補修等のメンテナンスを容易かつ安価に行うことができるメカニカルシール用の封止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、流体が収容される収容体の壁部を貫通して外部に突出する回転軸の外周部に設けられるメカニカルシールと、前記壁部との間を封止する封止部材を有する封止装置であって、
前記封止部材が、
前記壁部に取り付けられる装着部と、
前記装着部とは別体であり、かつ前記装着部に着脱可能に取り付けられて前記メカニカルシールの密封片が接触する被接触部とを含む。
【００１０】
この構成によれば、封止部材が、装着部と、この装着部とは別体の被接触部とを含むので、交換や補修等のメンテナンスが必要な場合には、被接触部のみを取り外せばよく、メンテナンスを容易にかつ安価に行うことができる。
【００１１】
好ましくは、前記装着部が、前記メカニカルシールよりも大径であり、前記被接触部が、前記メカニカルシールよりも小径である。
このような構成によって、被装着部には、メカニカルシールを固定するためのスペースを確保する必要がなく、被装着部を可及的に小さく形成し、交換や補修等のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００１２】
好ましくは、前記装着部に、前記メカニカルシールが固定される。
このような構成によって、被接触部の交換や補修等のメンテナンスを容易に行うことができるとともに、装着部に対するメカニカルシールの固定を容易に行うことができる。
【００１３】
好ましくは、封止装置は、前記回転軸の外周面を覆う表面処理層からなり、かつ前記メカニカルシールが接触する第２の封止部材をさらに有する。
このような構成によって、メカニカルシールが接触する部分を強化することができ、当該接触部分に対するメンテナンス頻度を低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のメカニカルシール用の封止装置によれば、交換や補修等のメンテナンスを容易かつ安価に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る封止装置を適用した装置の断面図である。
【図２】メカニカルシール及び封止装置を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
［全体構成］
図１は、発明の一実施形態に係る封止装置を適用した装置の断面図である。
図１に例示される装置１０は、金属を酸性溶液に浸漬することで、酸化物を洗浄・除去する酸洗装置である。装置１０は、例えば、鋼板の圧延設備に設置される。装置１０は、タンク（収容体）１１と、タンク１１内に装備されたロール１２と、ロール１２を回転駆動する駆動モータ１３とを備えている。
【００１７】
タンク１１は、塩酸等の酸性溶液（以下、単に「液体」ともいう）を収容する。タンク１１は、上壁部１５、下壁部１６、及び左右側壁部１７を有している。これらの壁部１５，１６，１７によって囲まれた空間に酸性溶液が収容される。タンク１１は、支持部材１８によって支持されている。タンク１１の左右の側壁部１７には開口１７ａが形成されている。
【００１８】
ロール１２は、酸洗処理の処理対象物を搬送するために用いられる。ロール１２は、例えば、熱間で圧延された鋼板を搬送してタンク１１内に導き、タンク１１内の液体に鋼板を浸漬させる。ロール１２は、軸心を水平に向けた状態で配置されている。ロール１２の軸方向の両側には、回転軸２０が設けられている。回転軸２０は、タンク１１の左右側壁部１７の開口１７ａを貫通して、タンク１１の外部に突出している。タンク１１の外部において、回転軸２０は、軸受装置２１によって回転自在に支持されている。
【００１９】
駆動モータ１３は、回転軸２０の一端に連結されている。駆動モータ１３は、回転軸２０を駆動し、ロール１２を回転させる。
タンク１１から突出する回転軸２０の外周部には、メカニカルシール２２が設けられている。また、タンク１１の開口１７ａには、封止部材２３が設けられている。なお、本発明の封止装置は、この封止部材２３と、後述する第２の封止部材４０（図２参照）とを含んでいる。
【００２０】
［メカニカルシールの構成］
図２は、メカニカルシール及び封止装置を拡大して示す断面図である。
メカニカルシール２２は、回転密封環２５と静止密封環２６とを有している。
回転密封環２５は、回転軸２０の回転に伴って回転する。回転密封環２５は、円環状に形成されている。回転密封環２５は、保持環２５ａと、シール環２５ｂとを有している。
【００２１】
保持環２５ａは、回転軸２０の外周面に固定される。保持環２５ａが接触する回転軸２０の外周面には、当該回転軸２０の摩耗・破損・腐食・劣化等を抑制するため、ライニング、コーティング、又は焼き付け塗装等の表面処理層４０が設けられている。このような表面処理層４０を設けることによって、回転軸２０の表面が強化され、メンテナンスの頻度を低くすることができ、メンテナンスコストの低減を図ることができる。この表面処理層４０は、メカニカルシール２２の回転密封環２５と回転軸２０との間を封止し、液体の漏洩を防止する封止部材（第２の封止部材）としても機能している。
【００２２】
シール環２５ｂは、後述する静止密封環２６のシール環２６ｂに接触し、タンク１１内の液体の漏洩を防止する。シール環２５ｂは、例えば、耐摩耗性に優れたＳｉＣ等のセラミックスや超硬合金等の硬質材によって形成される。シール環２５ｂは、保持環２５ａに取り付けられている。
【００２３】
静止密封環２６は、回転軸２０の回転に伴って回転せず、静止した状態にある。静止密封環２６は、保持環２６ａと、シール環２６ｂとを有している。保持環２６ａは、封止部材２３に固定される。また、保持環２６ａの軸方向一端部には、シール環２６ｂが取り付けられる。保持環２６ａは、シール環２６ｂを回転密封環２５のシール環２５ｂに向けて軸方向に付勢するバネ等（図示省略）を有している。
【００２４】
保持環２６ａの軸方向他端部には、軸方向に延びる密封片３０が設けられている。この密封片３０は、例えば弾性を有するゴムや合成樹脂材により形成される。密封片３０は、先端側ほど径方向の厚さが薄くなるように先細り形状に形成されている。
【００２５】
静止密封環２６のシール環２６ｂは、回転密封環２５のシール環２５ｂに接触し、タンク１１内の液体の漏洩を防止する。シール環２６ｂは、例えば、自己潤滑性を有するカーボン等の軟質材によって形成される。
【００２６】
［封止部材の構成］
封止部材２３は、タンク１１の左右側壁部１７に設けられた開口１７ａに取り付けられている。封止部材２３は、装着部３４と、被接触部３５とを有する。装着部３４と被接触部３５とは、個別の部材により構成されている。
【００２７】
装着部３４は、円盤状に形成されている。装着部３４の中央には、回転軸２０を貫通させる開口３４ａが形成されている。装着部３４は、ステンレス等の金属により形成されている。装着部３４の表面には、タンク１１内の液体に対する耐性を有する素材、例えばゴムや合成樹脂材によりライニングが施されている。ただし、装着部３４の表面には、他の素材、例えば、ガラス、琺瑯、亜鉛等によるライニングが施されていてもよい。また、装着部３４の表面には、ライニング以外の表面処理、例えばコーティングや焼き付け塗装が施されていてもよい。
【００２８】
装着部３４の外周部には、周方向に間隔をあけて複数の挿入孔３４ｂが形成されている。挿入孔３４ｂには、ボルト３１が挿入される。タンク１１の側壁部１７における開口１７ａの周縁部には、雌ネジ孔１７ｂが形成されている。装着部３４は、ボルト３１によってタンク１１の側壁部１７に取り付けられる。具体的には、装着部３４の外周部が開口１７ａの周縁部に重ね合わされ、挿入孔３４ｂに挿入されたボルト３１が雌ネジ孔１７ｂに締結されることによって、装着部３４がタンク１１の側壁部１７に取り付けられる。
【００２９】
装着部３４の内周部には、タンク１１内へ向けて軸方向に凹む凹部３４ｃが形成されている。凹部３４ｃの底部３４ｃ１には、周方向に間隔をあけて複数の雌ネジ孔３４ｄが形成されている。また、装着部３４の凹部３４ｃよりも径方向外側には、周方向に間隔をあけて複数の雌ネジ孔３４ｅが形成されている。この雌ネジ孔３４ｅには、植え込みボルト３２ａが締結され、植え込みボルト３２ａ及びナット３２ｂにより、静止密封環２６の保持環２６ａが装着部３４に取り付けられている。
【００３０】
被接触部３５は、前述した静止密封環２６の密封片３０が接触する部材である。被接触部３５は、円環状に形成されている。被接触部３５は、断面形状が矩形であり、簡素な構造に形成されている。被接触部３５は、装着部３４の凹部３４ｃ内に配置される。被接触部３５の断面における径方向の幅と軸方向の幅とは、凹部３４ｃ内に収まる寸法に形成されている。
【００３１】
被接触部３５は、ステンレス等の金属、合成樹脂、セラミックス、鉱石材料などにより形成される。被接触部３５の表面には、静止密封環２６の密封片３０との接触性、密封性、タンク１１内の液体に対する耐性等を考慮して、ゴムや合成樹脂材によるライニングが施されていてもよい。また、被接触部３５の表面には、他の素材、例えば、ガラス、琺瑯、亜鉛等によるライニングが施されていてもよく、ライニング以外の表面処理、例えばコーティングや焼き付け塗装が施されていてもよい。
【００３２】
被接触部３５の外周側には、挿入孔３５ａが形成されている。被接触部３５は、挿入孔３５ａに挿入されかつ装着部３４の雌ネジ孔３４ｄに締結されるボルト３３によって装着部３４に取り付けられている。
【００３３】
被接触部３５の内周側の側面には、周溝３５ｂが形成されている。この周溝３５ｂには、密封片３０が挿入されている。周溝３５ｂは、密封片３０の断面形状に対応して、底部側ほど径方向の幅が狭くなるような先細り形状に形成されている。
【００３４】
［実施形態の作用効果］
封止部材２３の被接触部３５は、メカニカルシール２２の密封片３０が常に接触してタンク１１内の液体の漏れを防止する部品であり、使用により腐食、摩耗、破損、劣化等が生じやすく、交換や補修等のメンテナンスの対象となる。本実施形態では、封止部材２３が、装着部３４と被接触部３５とを別体で備えているので、封止部材２３全体でメンテナンスを行う必要はなく、被接触部３５のみのメンテナンスが可能となり、作業を容易かつ安価に行うことができる。
【００３５】
また、被接触部３５は、ボルト３３を取り外すことによって、装着部３４から簡単に取り外すことができるので、メンテナンスの作業をより容易に行うことができる。
【００３６】
メカニカルシール２２の静止密封環２６は、封止部材２３のうち装着部３４に取り付けられているので、被接触部３５には静止密封環２６を装着するためのスペースは不要である。そのため、被接触部３５を可及的に小さく形成することができ、被接触部３５の交換や補修をより容易に行うことができる。具体的に、被接触部３５は、メカニカルシール２２よりも小径となるように小さく形成することができる。一方、装着部３４は、メカニカルシール２２よりも大径に形成されており、装着部３４に対するメカニカルシール２２の固定を容易に行うことができる。
【００３７】
装着部３４には凹部３４ｃが形成され、この凹部３４ｃ内に被接触部３５が収められている。そのため、装着部３４と静止密封環２６との軸方向の距離を可及的に近づけることができ、両者を連結するためのボルト３２ａを短くし、両者を安定して強固に連結することができる。
【００３８】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で適宜変更できるものである。
例えば、装置１０は、酸洗を行う装置に限らず、湯、水、油等の他の液体によって処理対象物の洗浄等を行う装置や、タンク１１内にめっき液を収容して処理対象物にめっきを施す装置であってもよい。また、装置１０は、液体や気体を収容するケーシングとインペラを回転させる回転軸とを有するポンプ、コンプレッサ、送風機等の回転流体機械であってもよい。すなわち、装置１０は、流体が収容される収容体の壁部を回転軸が貫通し、外部に突出する回転軸の外周部にメカニカルシールが設けられる装置であればよい。
また、封止部材２３の被接触部３５は、メカニカルシール２２の回転密封環２５が接触する部材であってもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１７：側壁部
２０：回転軸
２２：メカニカルシール
２３：封止部材
３０：密封片
３４：装着部
３５：被接触部
【図１】
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【図２】
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