(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸とこれに嵌合して同回転軸に保持されかつシールナットで軸方向に固定されたドライガススリーブとの境界面をそれぞれテーパ形状に形成すると共に、前記ドライガススリーブの内径の左右両端部寄りにそれぞれシール部材を配設し、各シール部材の間の前記境界面に軸端部から連通して揮発性流体を供給する流体通路を開口したことを特徴とするドライガスシール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンプレッサ等の回転機器における回転軸の軸端側等に設けられ、同機器の内外部間での流体の連通を遮断するようにしたドライガスシールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンプレッサ等の機器内を軸封するために従来より種々の形式のシールが採用されている。
【０００３】
その中の１種であるドライガスシールは、油圧供給装置が不要であること、非接触タイプのものであるため動力損失が少ないこと、また、シールガスの漏れがほとんど無いこと等々の利点を有することから、実機に対する適用件数が近年急速に増加している。
【０００４】
しかし、このドライガスシールは精密機器であるために、塵等の固形物や液体が摺動部に混入することを嫌うものであり、通常は特定化した専門の工場、又は専門のメーカにおいてドライガスシールとして組立完了状態のカートリッジにしてからこれを組み込む機器の工場、又はメーカに納入するようになっている。
【０００５】
従って、たとえばコンプレッサの軸封としてドライガスシールを採用する場合にあっては、前記組立完了状態のカートリッジをコンプレッサ工場、又はコンプレッサメーカに納入し、納入を受けた側においてコンプレッサ機内にカートリッジで組み込み、一体化した装置として完成する様にしている。
【０００６】
この様なドライガスシールの従来のものの一例を図２に基づいて説明する。
１はコンプレッサ等の回転機械の回転軸で、同回転軸１に対して以下に説明する部品番号２〜１０を組み合わせて構成されるカートリッジが組み込まれて同回転機械のドライガスシールが完成されている。
【０００７】
即ち、同ドライガスシールのカートリッジについて見ると、まずその内周側にドライガスシールスリーブ２が配置され、その内径には一対のトレランスリング３、３が軸方向に間隔をおいて設置されている。
【０００８】
各トレランスリング３、３は、板バネをドライガスシールスリーブ２の内径に合わせて周状に形成し、接着剤で固定されたものであり、高速回転による高遠心力下の状態においても、アンバランスを生じない様に非常にバネ特性の高い板バネから成っている。
【０００９】
また、前記ドライガスシールスリーブ２の外周側には、シールハウジング６が配置され、同シールハウジング６から機内側に向けてバネ部材１０で付勢されてリテーナ９が配置され、同リテーナ９側で支持されるシールリング８と前記ドライガスシールスリーブ２側で支持されるメイティングリング７が相対峙して配列され、前記カートリッジの主要部が構成されている。
【００１０】
なお、４及び５はそれぞれＯリングで、Ｏリング４はドライガスシールスリーブ２と回転軸１との間にあって、同ドライガスシールスリーブ２と回転軸１との摺動面を機内側と遮断し、またＯリング５はシールハウジング６とリテーナ９との間にあって機内側と機外側とを遮断する役割を負っている。
【００１１】
このように構成されたカートリッジが前記回転軸１に装着され、シールナット１１で位置を固定されてドライガスシールが構成されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のドライガスシールは、前記の様に非常にバネ特性の高い板バネよりなるトレランスリング３、３でドライガスシールスリーブ２を支持する構造であるために、その組込み、開放時に大きな力が必要な一方で接着部が外れ易く、組込み、開放に長時間と大きな労力を要している。
【００１３】
なお、図示省略するが従来の他の装置として、前記したトレランスリング３の代わりにＯリングを用いたものもあったが、同Ｏリングは回転体となるメイティングリング７とドライガスシールスリーブ２を保持するものであるため、大きなつぶし代が必要であり、組込み、及び開放時に大きな力が必要であることに加え、Ｏリングが溝からはみ出したり表面がむしりとられたりするという不具合が多かった。
【００１４】
本発明は従来の装置におけるこれらの問題点を解消し、ドライガスシールスリーブ等のカートリッジの組込み、及び開放に際して小さな力ですみ、その作業が容易かつ迅速に行え、しかも安全性、信頼性を高め得るドライガスシールを提供することを課題とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記した課題を解決すべくなされたもので、回転軸とこれに嵌合して同回転軸に保持されかつシールナットで軸方向に固定されたドライガススリーブとの境界面をそれぞれテーパ形状に形成すると共に、前記ドライガススリーブの内径の左右両端部寄りにそれぞれシール部材を配設し、各シール部材の間の前記境界面に軸端部から連通して揮発性流体を供給する流体通路を開口したドライガスシールを提供するものである。
【００１６】
すなわち、本発明によれば、回転軸と嵌合するドライガススリーブは、回転軸に嵌合して同回転軸に保持され、かつ、シールナットにより軸方向に固定されるので、この保持、固定の一連の作業は極めて容易に、かつ、確実に行うことが出来、特に据え付け現場等における作業の効率化を図ることが出来る。
また、回転軸とドライガススリーブの境界面でドライガススリーブの内径の左右両端部寄りにシール部材を配設し、同シール部材の間において、同ドライガススリーブと回転軸との境界面に揮発性流体を供給する流体通路の出口を開口し、同流体通路を経て境界面に流体圧力をかけることにより、ドライガススリーブの内径を膨らませてシール部材である例えばＯリング等の摩擦抵抗を小さくし、ドライガススリーブ等の回転軸への組み込み、及び開放を小さな力で可能とするものである。
【００１７】
しかもこの回転軸とこれに嵌め合うドライガススリーブとの境界面は、それぞれテーパ形状に形成されているので、前記開放時において境界面に開口する流体通路から揮発性流体により流体圧力をかけることにより、ドライガススリーブは軸方向に移動し、開放が容易に行うことができるものである。
ここで前記境界面にかける流体圧力を揮発性流体により得る様にしたことにより、前記開放時にドライガスシールの内部側に前記流体が侵入することが有っても、揮発性のために内部に残留することがないので、ドライガスシール面への悪影響を生じることのない様にしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図１及び図２に基づいて説明する。
【００１９】
なお前記した従来のものと同一の部位については、図中に同一の符号を付して示し、重複する説明は省略して本実施の形態の特徴ある部分について重点的に説明する。
【００２０】
すなわち本実施の形態は、ドライガスシールスリーブ２２及びその外周側のシールハウジング６、Ｏリング５で機内外を遮断され、バネ部材１０で軸方向で機内側に付勢されたリテーナ９、同リテーナ９側に支持されるシールリング８、及び同シールリング８に対峙し前記ドライガスシールスリーブ２２側に支持されたメイティングリング７等が集合体としてドライガスシールカートリッジを構成し、これが別途専門工場、又は専門メーカで製造されることは前記した従来例のものと同様である。
【００２１】
しかし、本実施の形態においては、ドライガスシールスリーブ２２と、これに嵌め合わされる回転軸２１の各境界面がそれぞれテーパー形状に形成され、同境界面により嵌め合いがなされている。
【００２２】
そしてこのドライガスシールスリーブ２２は、その左右両端側の端面近くでシール部材となる２つのＯリング２４、２４によって回転軸２１に対して保持され、かつシールナット１１により軸方向に固定されている。
【００２３】
また、回転軸２１内部には、軸端部から流体通路２３を配設し、同流体通路２３は前記２つのＯリング２４、２４の間でドライガスシールスリーブ２２と回転軸２１の境界面に開口し、この境界面に外部に設けた流体ポンプ３２より流体圧力がパイプ３３、アダプタ３４を経由して伝播できる構造となっている。
【００２４】
本実施の形態は、前記の様に回転軸２１の内部に流体圧力を伝播するための流体通路２３を設け、ドライガスシールスリーブ２２内周部にシール部材として配した２つのＯリング２４、２４の間に前記流体通路２３を開口してここに外部に設けた流体ポンプ３２よりの流体圧力がかかるようにしたことにより、ドライガスシールスリーブ２２は内径が膨らみ、Ｏリング２４、２４の摩擦抵抗が小さくなり、組込み・開放が小さな力で済むことになる。
【００２５】
そしてドライガスシールの回転軸２１に対する保持力の調整は、Ｏリング２４、２４のつぶし代の量の変化により得ることができ、これは従来の装置においてバネ特性の高い板バネにより構成したトレランスリング３で得た機能と同様のものとなる。
【００２６】
また、前記のように流体圧によりドライガスシールスリーブ２２の内径を膨らませることによってＯリング２４、２４のつぶし代が低減できるので、組込み・開放時の摩擦抵抗は大きく低減でき、従来の組込み・開放時にＯリングが溝からはみ出したり、表面がむしれたりする問題は生じない。
【００２７】
そしてドライガスシールが規定の位置まで組込みができたところで流体圧力を抜くことによりＯリング２４、２４のつぶし代が増し、必要な保持力を得ることができ、かつまた、開放の時には流体圧力をかけることにより、境界面のテーパ形状と相俟ってドライガスシールは軸方向に移動し、開放が容易になる。
【００２８】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００２９】
例えば、適用するガスの腐食性、温度等のいわゆるガス条件により、ドライガスシールスリーブのシール部材としてＯリングが採用できない場合には、これに替えて金属板バネをシール材でコーティングしたシールエレメント等を採用する構成としてもよい。
【００３０】
また、圧力伝播に採用する流体はドライガスシール面への悪影響を無くするため揮発性流体を採用するようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、回転軸とこれに嵌合して同回転軸に保持されかつシールナットで軸方向に固定されたドライガススリーブとの境界面をそれぞれテーパ形状に形成すると共に、前記ドライガススリーブの内径の左右両端部寄りにそれぞれシール部材を配設し、各シール部材の間の前記境界面に軸端部から連通して揮発性流体を供給する流体通路を開口してドライガスシールを構成しているので、回転軸と嵌合するドライガススリーブが、回転軸に嵌合して同回転軸に保持され、かつ、シールナットにより軸方向に固定されていることにより、この保持、固定の一連の作業は極めて容易に、かつ、確実に行うことが出来、特に据え付け現場等における作業の効率化を図ることが出来る。
また、回転軸とドライガススリーブの境界面でドライガススリーブの内径の左右両端部寄りにシール部材を配設し、同シール部材の間で、同ドライガススリーブと回転軸との境界面に出口を開口した流体通路を経て同境界面に揮発性流体により流体圧力をかけることにより、ドライガススリーブの内径を膨らませて前記Ｏリング等のようなシール部材の摩擦抵抗を小さくするので、ドライガススリーブ等の回転軸への組み込み、及び開放を小さな力で可能とすることができたものである。
【００３２】
そしてまた、前記回転軸とこれに嵌め合うドライガススリーブとの境界面は、それぞれテーパ形状に形成されているので、前記開放時において境界面に開口する流体通路から揮発性流体により流体圧力をかけることにより、同圧力とテーパ形状とが相俟ってドライガススリーブは軸方向に移動し、開放を容易に行うことができるようにしたものである。
しかもこの境界面にかける流体圧力は、揮発性流体により得る様にしているので、前記開放時に万一前記流体がドライガスシールの内部側に侵入することが有ったとしても、前記流体は揮発性のために内部に残留することがなく、ドライガスシール面への悪影響を生じることのないようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るドライガスシールの概要を示す半裁断面図である。
【図２】従来のドライガスシールの概要を示す断面図である。
【符号の説明】
１        回転軸
２        ドライガスシールスリーブ
３        トレランスリング
４        Ｏリング
５        Ｏリング
６        シールハウジング
７        メイティングリング
８        シールリング
９        リテーナ
１０        バネ部材
１１        シールナット
２１        回転軸
２２        ドライガスシールスリーブ
２３        流体通路
２４        Ｏリング
３２        流体ポンプ
３３        パイプ
３４        アダプタ
【図１】
0003692239.tif 000002
【図２】
0003692239.tif 000003