(57)【要約】【課題】システム異常時に電源を要せず作動する緊急用シールを提供する。【解決手段】ハウジングと、ハウジングの軸孔に挿入され外向きフランジ部を有する回転軸と、の間の環状隙間をシステム故障時に密封する緊急用シールであって、フランジ部より機内側に配置され、フランジ部の機内側の面との間でシール面を形成することが可能な対向面を有するシール部材と、シール部材をフランジ部の方向へ付勢する付勢部材と、シール部材をフランジ部から離間した位置で保持する保持部材と、を有し、保持部材には、通常温度下でシール部材の内径より大きい外径を有し、シール部材の対向面の一部に係合することでシール部材のフランジ部の方向への移動を規制する係合部が設けられ、シール部材は、係合部より熱膨張係数が大きい材料で形成され、システム故障時の高温環境下でシール部材が熱膨張により拡径した場合、シール部材の内径は係合部の外径より大きくなる。【選択図】図２
2018155323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジングの軸孔に挿入され外向きフランジ部を有する回転軸と、の間の環状隙間をシステム故障時に密封する緊急用シールであって、
前記フランジ部より機内側に配置され、前記フランジ部の機内側の面との間でシール面を形成することが可能な対向面を有するシール部材と、
前記シール部材を前記フランジ部の方向へ付勢する付勢部材と、
前記シール部材を前記フランジ部から離間した位置で保持する保持部材と、
を有し、
前記保持部材には、通常温度下で前記シール部材の内径より大きい外径を有し、前記シール部材の前記対向面の一部に係合することで前記シール部材の前記フランジ部の方向への移動を規制する係合部が設けられ、
前記シール部材は、前記係合部より熱膨張係数が大きい材料で形成され、
システム故障時の高温環境下で前記シール部材が熱膨張により拡径した場合、前記シール部材の内径は前記係合部の外径より大きくなることを特徴とする緊急用シール。
【請求項２】
前記シール部材の前記対向面には環状の突起部が形成され、前記突起部と前記フランジ部の機内側の面との間に前記シール面が形成されることを特徴とする請求項１に記載の緊急用シール。
【請求項３】
前記シール部材と前記保持部材との間の環状隙間をシールするＯリングをさらに備え、
前記Ｏリングが設けられる軸方向の位置は、前記係合部に対し前記フランジ部とは反対側の位置であり、
前記シール部材における前記Ｏリングが当接する内周面は、前記シール部材が前記フランジ部の方向へ移動する際の移動方向に拡径するテーパ面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の緊急用シール。
【請求項４】
前記シール部材及び前記保持部材はともに金属材料で形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の緊急用シール。
【請求項５】
前記シール部材はエンジニアリングプラスチックで形成され、前記保持部材は金属材料で形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の緊急用シール。
【請求項６】
ハウジングと、
前記ハウジングの軸孔に挿入される回転軸と、
前記回転軸に設けられる外向きフランジ部と、
前記フランジ部より機内側に配置され、前記フランジ部の機内側の面との間でシール面を形成することが可能な対向面を有するシール部材と、
前記シール部材を前記フランジ部の方向へ付勢する付勢部材と、
前記シール部材を前記フランジ部から離間した位置で保持する保持部材と、
前記保持部材に設けられ、通常温度下で前記シール部材の内径より大きい外径を有し、前記シール部材の前記対向面の一部に係合することで前記シール部材の前記フランジ部の方向への移動を規制する係合部と、
を有し、
前記シール部材は、前記係合部より熱膨張係数が大きい材料で形成され、
システム故障時の高温環境下で前記シール部材が熱膨張により拡径した場合、前記シール部材の内径は前記係合部の外径より大きくなることを特徴とする密封構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸のシールであって緊急時に作動する緊急用シール及び密封構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧流体を圧送するポンプや流通させる配管等を有するシステムでは、流体が機外へ漏洩するのを抑制するために、メカニカルシール等のシール装置が用いられる。シール装置は、例えば、回転する軸が挿通されるハウジングと軸との間の環状隙間を密封するよう構成される。このようなシール装置は、例えばシステムに何らかの異常が発生し軸の回転が停止し、流体の温度が過度に高温になった場合、シール装置が十分に機能しなくなり、流体が機外へ漏洩してしまう可能性がある。そこで、システム異常時においても流体が機外へ漏洩するのを抑制できるように、システムにはバックアップとしての緊急用シール（シャットダウンシールともいう）を備えることが求められる。
【０００３】
緊急用シールとして、システムの外部からオペレータが操作することによって作動させる構成のものが考えられる。しかしながら、システム異常時にはオペレータが現場で作業することが困難な事態になることを想定する必要がある。緊急用シールとして、例えばアクチュエータを備え、電気信号により遠隔から起動させる構成のものも考えられる。しかしながら、システム異常時には電源が確保できなくなる事態になることを想定する必要がある。電源喪失時にはアクチュエータを用いた緊急遮断シール装置は作動しない。
【０００４】
そこで、システム異常時に電源を要せず自動的に作動する緊急用シールが求められている。特許文献１には、システム異常時に電源を要せず自動的に作動する緊急用シールとして、熱膨張係数の異なる２部材を組み合わせた構成のものが開示されている。具体的には、図５に示すように、ハウジングとその軸孔に挿入される回転軸５００との間の環状隙間を緊急時にシールする緊急用シールにおいて、熱膨張係数が比較的大きな金属で形成されたハウジングに設けられる保持部２５０の内周に、熱膨張係数が比較的小さな金属で形成されたシール環２６０が固定されており、シール環２６０をフランジ２３０の側へ付勢するコイルスプリング３２０が設けられる。シール環２６０と保持部２５０とは、シール環２６０に設けられた凸部４１０と保持部２５０に設けられた凹部３９０とが係合するように設けられ、通常運転時の温度ではシール環２６０の面２９０に設けられた突起３１０がフランジ２３０の面３００から離間する位置でシール環２６０が固定される。保持部２５０とシール環２６０との間はＯリング２７０によってシールされる。一方、システム故障等により緊急用シールが異常高温にさらされると、熱膨張係数が大きい保持部２５０は膨張して内径が大きくなり、保持部２５０の凹部３９０とシール環２６０の凸部４１０との係合が外れ、コイルスプリング３２０の付勢力によりシール環２６０が機内側６００に押し出される。これにより、突起部３１０とフランジ２３０の面３００とが接触し、シール面が形成される。その他の関連する技術として特許文献２，３に開示された技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２４１７２４号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／０６８６１５号
【特許文献３】特開平２−２６３６９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に記載の技術では、熱膨張係数が小さい材料で保持部２５０が形成されるが、保持部２５０はハウジングの一部であり、部材の大きさが大きく、全体に均一に熱が伝達するのに時間を要する。そのため保持部２５０とシール環２６０との係合が外れるほどの膨張が保持部２５０に生じるのに比較的長い時間がかかる。そのため、システム故障が発生してから緊急用シールが作動するまでに長い時間がかかる可能性がある。また、保持部２５０にシール環２６０を組み込むために焼き嵌めを行う必要があるが、加熱対象が保持部２５０で部材の大きさが大きいため、組み込みの作業に手間がかかる。また、凸部４１０と凹部３９０の係合が外れた後、シール環２６０がフランジ２３０の方向へ移動する際に、凸部４１０がＯリング２７０を通過するため、シール環２６０の作動時にＯリング２７０が抵抗となる。Ｏリング２７０において引っかかりが生じると突起部３１０とフランジ２３０の面３００とが適切に接触せず十分なシール性能が得られない可能性がある。
【０００７】
本発明は、システム異常時に電源を要せず、確実にかつ早期に作動し、組み込み性が高い緊急用シール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】
【０００８】
本発明は、ハウジングと、前記ハウジングの軸孔に挿入され外向きフランジ部を有する回転軸と、の間の環状隙間をシステム故障時に密封する緊急用シールであって、
前記フランジ部より機内側に配置され、前記フランジ部の機内側の面との間でシール面を形成することが可能な対向面を有するシール部材と、
前記シール部材を前記フランジ部の方向へ付勢する付勢部材と、
前記シール部材を前記フランジ部から離間した位置で保持する保持部材と、
を有し、
前記保持部材には、通常温度下で前記シール部材の内径より大きい外径を有し、前記シール部材の前記対向面の一部に係合することで前記シール部材の前記フランジ部の方向への移動を規制する係合部が設けられ、
前記シール部材は、前記係合部より熱膨張係数が大きい材料で形成され、
システム故障時の高温環境下で前記シール部材が熱膨張により拡径した場合、前記シール部材の内径は前記係合部の外径より大きくなることを特徴とする緊急用シールである。
【０００９】
この緊急用シールでは、通常温度下では、シール部材はフランジ部から離間した位置で保持されるため、通常温度下では緊急用シールはハウジングと回転軸との間の環状隙間をシールしない。一方、システム故障時の高温環境下においては、シール部材の熱膨張係数が係合部の熱膨張係数より大きいため、シール部材が熱膨張して拡径し、シール部材の内径が係合部の外径より大きくなる。そのため、係合部とシール部材との係合が外れ、シール部材のフランジ部の方向への移動に対する規制が解除される。これにより、シール部材は付勢部材の付勢力を受けてフランジ部の方向へ移動し、フランジ部の機内側の面とシール部材の対向面との間にシール面が形成される。従って、システムの故障時の高温環境下では、緊急用シールはハウジングと回転軸との間の環状隙間をシールする。
【００１０】
このようなシール部材の動作は、熱膨張を駆動力とするものであり、オペレータによる操作や電源を要しない。また、熱膨張するシール部材はハウジングの一部ではなく、部材のサイズを比較的小さくすることができるため、従来技術のようにハウジングのような大きな部材の熱膨張係数を大きくする場合と比較して、シール部材の全体に均一に熱が伝達するのに要する時間が短縮される。従って、システム故障時に緊急用シールのシール機能が早期に発揮される。これにより、システム故障時においても機内側の作動流体の機外への漏洩を最小限に抑えることができる。また、シール部材と保持部材との組み込みを焼き嵌めによって行う場合に、シール部材のサイズを小さくすればシール部材を加熱する工程を短縮できるので、組み込みの作業性が向上する。
【００１１】
前記シール部材の前記対向面には環状の突起部が形成され、前記突起部と前記フランジ部の機内側の面との間に前記シール面が形成される構成としてもよい。
【００１２】
前記シール部材と前記保持部材との間の環状隙間をシールするＯリングをさらに備え、
前記Ｏリングが設けられる軸方向の位置は、前記係合部に対し前記フランジ部とは反対側の位置であり、
前記シール部材における前記Ｏリングが当接する内周面は、前記シール部材が前記フランジ部の方向へ移動する際の移動方向に拡径するテーパ面を有する構成としてもよい。
【００１３】
この構成によれば、システム故障時の高温環境下において、係合部とシール部材との係合が外れ、シール部材がフランジ部の方向へ移動する際に、Ｏリングが当接するシール部材の内周面が移動方向に拡径するテーパ面となっていることにより、Ｏリングがシール部材の移動に対し抵抗となることを抑制できる。これにより、Ｏリングにおいて引っかかりが生じることを抑制でき、係合が解除された場合にシール部材がより確実にフランジ部の方向へ移動することができる。よって、システム故障時の緊急用シールのより確実に作動が可能になる。
【００１４】
シール部材及び保持部材をともに金属材料で形成し、シール部材を形成する金属材料の熱膨張係数が保持部材を形成する金属材料の熱膨張係数より大きくなるようにしてもよい。これにより、シール部材を保持部材より熱膨張係数が大きい材料で形成することができる。また、シール部材を耐熱性を有するエンジニアリングプラスチックで形成し、保持部材を金属材料で形成しても良い。これによりシール部材を保持部材より熱膨張係数が大きい構成とすることができる。エンジニアリングプラスチックの耐熱性能は、システムの故障時に達することが想定される温度に応じて設定すればよい。
【００１５】
本発明の緊急用シールは、種々の軸封装置を有するシステムに適用可能である。例えば、加圧水型原子力発電所の一次冷却材ポンプ用軸シールに適用する場合、通常運転時の系統水（密封流体）の温度は７０〜８８℃であるが、電源喪失等の異常発生時に冷却機能が失われた場合、系統水の温度は３００℃まで上昇する。そこで、７０〜８８℃の温度環境下において保持部材がシール部材のフランジ部の方向への移動を規制し、３００℃の温度環境下においてシール部材が熱膨張して拡径し、保持部材によるシール部材の規制が解除されるように、シール部材及び保持部材の寸法や材料を定めるとよい。これにより、異常発生時に回転軸の回転が停止し通常の軸封装置がシール機能を失い、さらに冷却機能の喪失により系統水の温度が上昇した場合でも、緊急用シールにより系統水の外部漏洩を抑制できる。
【００１６】
本発明は、上記のようにハウジングと回転軸との間の環状隙間を緊急時に密封する緊急用シールとして捉えることもできるし、そのような緊急用シールを備えた密封構造として捉えることもできる。すなわち、本発明の第２の態様は、
ハウジングと、
前記ハウジングの軸孔に挿入される回転軸と、
前記回転軸に設けられる外向きフランジ部と、
前記フランジ部より機内側に配置され、前記フランジ部の機内側の面との間でシール面を形成することが可能な対向面を有するシール部材と、
前記シール部材を前記フランジ部の方向へ付勢する付勢部材と、
前記シール部材を前記フランジ部から離間した位置で保持する保持部材と、
前記保持部材に設けられ、通常温度下で前記シール部材の内径より大きい外径を有し、前記シール部材の前記対向面の一部に係合することで前記シール部材の前記フランジ部の方向への移動を規制する係合部と、
を有し、
前記シール部材は、前記係合部より熱膨張係数が大きい材料で形成され、
システム故障時の高温環境下で前記シール部材が熱膨張により拡径した場合、前記シール部材の内径は前記係合部の外径より大きくなることを特徴とする密封構造である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、システム異常時に電源を要せず、確実にかつ早期に作動し、組み込み性が高い緊急用シールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の緊急用シールが組み込まれるシステムの軸シール部分を示す縦断面図
【図２】実施例１の緊急用シールの通常運転時の構成を示す図
【図３】実施例１の緊急用シールの高温時の作動を示す図
【図４】実施例１の変形例の緊急用シールの通常運転時の構成を示す図
【図５】従来技術にかかる緊急用シールを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施例１）
本発明の実施例１を説明する。
図１は、本発明の実施例１の緊急用シールが組み込まれるシステムの軸シール部分を示す縦断面図である。このシステムは、例えば、加圧水型原子力発電所の一次冷却材ポンプ用軸シールを例示できるが、本発明が適用できるシステムはこれに限定されない。
【００２０】
図１において、回転軸５が圧力容器であるハウジング３の中心を鉛直方向に挿入されている。回転軸５はハウジング３内で密封される。ハウジング３の機内側６と機外側１との間に一定の圧力差を維持しながら、回転軸５がハウジング３内で回転し得るように、下部の第１シール装置７及び上部の第２シール装置８が、直列に、ハウジング３内の回転軸５の周りに設けられている。各シール装置の形式は種々のものが採用可能であるが、実施例１では、シール機能の大部分を担う第１シール装置７を非接触式とし、第２シール装置８を接触式とした。
【００２１】
各シール装置７，８は、回転軸５と共に回転するように取り付けられた回転側密封要素であるメイティングリング１０，１１と、ハウジング３側に装着された静止側密封要素であるシールリング１３，１４をそれぞれ有する。対をなすメイティングリング１０，１１とシールリング１３，１４とは、それぞれ、互いに対向する上向きの端面１６，１７と、下向きの端面１９，２０とを有する。また、各シール装置７，８には、ＥＰＤＭ等のゴム又は樹脂等から作製され複数のＯリング４０が装着されている。
【００２２】
第１シール装置７は、機内側６に最も近い位置に設けられ、メイティングリング１０は、回転軸５に装着されたカラー２２により機内側６から支持される。第２シール装置８は、機外側１に最も近い位置に設けられる。第２シール装置８よりさらに機外側１の位置Ａにおいて、回転軸５に緊急用シール３０が設けられる。
【００２３】
緊急用シール３０は、通常の冷却系統の作動温度以下では作動せず、通常の冷却系統の作動温度より高温の状態、特に、冷却系統の故障や電源喪失等に起因する異常高温状態で作動し、回転軸５に対するシールとして機能する緊急用遮断シールである。緊急用シール３０が第２シール装置８よりさらに機外側１の位置Ａに設けられる場合、異常高温時に各シール装置のシール機能が失われ、最も機外側の第２シール装置８を介して機内の流体が漏洩した場合でも、緊急用シール３０によって流体が機外へ漏洩することを抑制できる。
【００２４】
以下、実施例１では、本発明の緊急用シールを加圧水型原子力発電所の一次冷却材ポンプ用軸シールに適用した場合の温度条件を例に説明する。加圧水型原子力発電所の一次冷却材ポンプ用軸シールにおいては、通常運転時の系統水（密封流体）の温度は７０〜８８℃であるが、電源喪失等の異常発生時に冷却機能が失われた場合、系統水の温度は約３００℃まで上昇する。そこで、以下の説明で「通常運転時」とは、システムが通常動作している場合の作動流体（密封流体）の温度に基づき、８８℃（第１温度）以下であるとする。また、「高温時」とは、システムに異常が発生して回転軸５が停止した場合の機内の作動流体（密封流体）の温度に基づき、３００℃（第２温度）以上であるとする。これらの温度条件の具体的な数値は一例であって、本発明の緊急用シールを適用するシステムの通常運転時の温度及び何らかの異常が発生した場合に到達し得る温度の条件に応じて、通常運転時と高温時の定義は適宜定められる。
【００２５】
図２は、実施例１の緊急用シール３０の通常運転時の構成を示す図である。図２（Ａ）は、通常運転時における図１のＡ部の拡大図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の緊急用シール３０の部分の拡大図である。図３は、実施例１の緊急用シール３０の高温時の作動を示す図である。図３（Ａ）は、システム故障時等の異常高温時における図１のＡ部の拡大図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の緊急用シール３０の部分の拡大図である。
【００２６】
緊急用シール３０は、ハウジング３と、ハウジング３の軸孔に挿入され外向きフランジ部２８を有する回転軸５と、の間の環状隙間をシステム故障時に密封する緊急用のシール装置である。外向きのフランジ部２８は、回転軸５の外周面に設けられたスリーブ２３に設けられている。
【００２７】
フランジ部２８より機内側には、フランジ部２８の機内側の面２９との間でシール面を形成することが可能な対向面３１を有するシール部材２４が配置される。実施例１の場合、シール部材２４の対向面３１には、環状の突起部３２が形成され、突起部３２の機外側の面３１０とフランジ部２８の機内側の面２９との間にシール面が形成されるよう構成されている。
【００２８】
シール部材２４は、機外側の第１環状部２４１と機内側の第２環状部２４２とを有し、第１環状部２４１の内径は第２環状部２４２の内径より大きい。
【００２９】
ハウジング３には、係合部２７０と、係合部２７０より機内側の第３環状部２７１と、第３環状部２７１より機内側の第４環状部２７２と、を有し、シール部材２４をフランジ部２８から離間した位置で保持する保持部材２７が設けられる。
【００３０】
係合部２７０は、通常温度下でシール部材２４の第１環状部２４１の内径より大きい外径を有し、第１環状部２４１の対向面３１の一部に係合することでシール部材２４のフランジ部２８の方向への移動を規制する。
【００３１】
第３環状部２７１は、シール部材２４の第１環状部２４１を軸方向に案内し、第４環状部２７２は、シール部材２４の第２環状部２４２を軸方向に案内する。第３環状部２７１の外径は第４環状部２７２の外径より小さい。
【００３２】
第４環状部２４２の最も機外側の外周面には環状の段部３３が設けられる。段部３３の外周面と対向する位置における第２環状部２４２の内周面３５には、機外側に向かって拡径するテーパ面３４が形成される。段部３３の外周面と第２環状部２４２の内周面３５との間の環状隙間には、金属製のＯリング２６が配置される。これにより、シール部材２４におけるＯリング２６が当接する内周面３５は、シール部材２４がフランジ部２８の方向へ移動する際の移動方向に拡径するテーパ面３４を有することとなる。
【００３３】
保持部材２７とシール部材２４との間の環状隙間をシールするＯリング２６として金属製のＯリングを採用したのは、システム故障時の高温環境下でゴム製のＯリングが使用できなくなる場合を想定したものである。Ｏリング２６は金属製であるが、Ｏリング２６と接触するシール部材２４の内周面３５には上記のようにテーパ面３４が形成されているため、シール部材２４がフランジ部２８の方向へ移動する動きに対する金属製のＯリング２６の抵抗が軽減される。
【００３４】
保持部材２７の第４環状部２７２には、シール部材２４の第１環状部２４１の機内側の面３６に対しフランジ部２８の方向、すなわち機外側への付勢力を作用させる付勢部材２５が設けられる。実施例１では、付勢部材２５はスプリングである。
【００３５】
シール部材２４と保持部材２７とはともに金属材料で形成されるが、シール部材２４を形成する金属材料の熱膨張係数は保持部材２７を形成する金属材料の熱膨張係数より大きい。例えば、シール部材２４の材料としてＳＵＳ３１６を採用し、保持部材２７の材料としてＳＵＳ４０３やＴＦ３４０を採用することでこのような構成が可能である。
【００３６】
実施例１の緊急用シールは、システム故障時の高温環境下においてシール部材２４が拡径した場合に、シール部材２４の第１環状部２４１の内径が保持部材２７の係合部２７０の外径より大きくなるよう構成されていることを特徴とする。
【００３７】
この構成により、通常温度下では、図１（Ｂ）に示すように、シール部材２４の第１環状部２４１は係合部２７０によってフランジ部２８の方向への移動が規制されるため、シール部材２４はフランジ部２８から離間した位置で保持される。従って、通常温度下では緊急用シール３０はハウジング３と回転軸５との間の環状隙間をシールしない。
【００３８】
一方、システム故障時の高温環境下においては、シール部材２４の熱膨張係数が保持部材２７の係合部２７０の熱膨張係数より大きいため、シール部材２４が熱膨張して拡径し、シール部材２４の第１環状部２４１の内径が係合部２７０の外径より大きくなる。そのため、図３（Ｂ）に示すように、係合部２７０とシール部材２４との係合が外れ、シール部材２４のフランジ部２８の方向への移動に対する規制が解除される。これにより、シール部材２４は付勢部材２５の付勢力を受けてフランジ部２８の方向へ移動する。
【００３９】
シール部材２４がフランジ部２８の方向へ移動すると、フランジ部２８の機内側の面２９と、シール部材２４の突起部３２の機外側の面３１０との間にシール面が形成される。従って、システム故障時の高温環境下では、緊急用シール３０はハウジング３と回転軸５との間の環状隙間をシールする。
【００４０】
（実施例１の緊急用シールの優れた点）
緊急用シール３０は、通常運転時にはハウジング３と回転軸５との間の環状隙間をシールしないが、熱膨張によりハウジング３と回転軸５との間の環状隙間をシールし得るように設計されている。よって、システムの故障等に起因して異常高温になった場合に、ハウジング３と回転軸５との間の環状隙間がシールされる。緊急用シール３０は、シール装置７，８うち最も機外側にあるシール装置８よりさらに機外側に設けられている。よって、システムに故障や電源喪失等の異常が発生した場合に、各シール装置７，８通常運転時より過度に高温の作動流体にさらされ、また回転軸５の回転停止により各シール装置７，８シール機能が失われたとしても、緊急用シール３０のシール機能により、シール装置７，８漏洩した流体がシールされる。よって、回転軸５のシールは維持される。
【００４１】
緊急用シール３０は、緊急用シール３０は異常発生に伴う高温時にのみシール機能を有
し、通常運転時にはシール部材２４とフランジ部２８とが離間しているためシール機能を有しない。従って、緊急用シール３０をシール装置７，８対し機外側及び機内側のいずれの位置に設けたとしても、通常運転時におけるシール装置７，８動作に影響することはない。
【００４２】
システム故障時の高温環境下における緊急用シール３０のシール部材２４の動作は、熱膨張を駆動力とするものであり、オペレータによる操作や電源を要しない。また、熱膨張するシール部材２４はハウジング３の一部ではなく、部材のサイズを比較的小さくすることができるため、従来技術のようにハウジング３のような大きな部材の熱膨張係数を大きくする場合と比較して、シール部材２４の全体に均一に熱が伝達するのに要する時間が短縮される。
【００４３】
従って、システム故障時に緊急用シール３０のシール機能が早期に発揮される。これにより、システム故障時においても機内側６の作動流体の機外１への漏洩を最小限に抑えることができる。また、シール部材２４と保持部材２４との組み込みを焼き嵌めによって行う場合に、シール部材２４のサイズを小さくすればシール部材２４を加熱する工程を短縮できるので、組み込みの作業性が向上する。また、緊急用シール３０は、回転軸５の軸封装置の内部に組み込まれているため、システムの組み立て工数の増加を抑制でき、また、緊急用シール３０の設置するための大きなスペースを要しない。
【００４４】
また、シール部材２４と保持部材２７との間の環状隙間をシールするＯリング２６が設けられている軸方向の位置は、図２（Ｂ）に示すように、係合部２７０に対してフランジ部２８とは反対側の位置である。そのため、システム故障時の高温環境下において係合部２７０とシール部材２４との係合が外れ、シール部材２４０フランジ部２８の方向へ移動する際に、図３（Ｂ）に示すように、Ｏリング２６がシール部材２４の移動に対し抵抗となることを抑制できる。
【００４５】
これにより、Ｏリング２６において引っかかりが生じることを抑制でき、係合が解除された場合にシール部材２４がより確実にフランジ部２８の方向へ移動することができる。よって、システム故障時の緊急用シール３０のより確実な動作が可能になる。
【００４６】
また、シール部材２４がフランジ部２８の方向へ移動を始めた後は、機内側の作動流体の圧力が図３（Ｂ）の矢印３９で示す方向に作用する。従って、Ｏリング２６は保持部材２７の方向へ押し付けられる。これにより、Ｏリング２６が作動流体の漏洩の経路となることが抑制される。
【００４７】
一方、シール部材２４の第１環状部２４１の機内側の面３９には、作動流体の圧力がフランジ部２８の方向へ押すように作用する。これにより、シール部材２４のフランジ部２８の方向への移動が促進され、システム故障時の緊急用シール３０による確実なシールが可能となる。
【００４８】
（変形例）
実施例１ではスリーブにフランジ部２８が設けられる例を示したが、フランジ部２８は回転軸５に設けられる構成でも良い。付勢部材２５は、シール部材２４に対しフランジ部２８の方向への付勢力を作用させることが可能な部材であればスプリングに限定されない。例えばゴム等の弾性部材を付勢部材２５として採用しても良い。
【００４９】
実施例１ではシール部材２４に設けられた突起部３２とフランジ部２８との間でシール面が形成される例を示したが、フランジ部２８の機内側の面２９に突起部が設けられ、そのような突起部の機内側の面とシール部材２４の対向面３１との間でシール面が形成され
る構成でもよい。また、突起部がシール部材２４の対向面３１とフランジ部２８の機内側の面２９との両方に設けられ、両者の突起部の対向する面が接触することでシール面が形成される構成でもよい。
【００５０】
実施例１ではシール部材２４と保持部材２７とがともに金属材料で形成される例を示したが、これらの部材を形成する材料はこれに限らない。例えば、シール部材２４を耐熱性を有するエンジニアリングプラスチックで形成し、保持部材２７を金属材料で形成することによって、シール部材２４が保持部材２７より熱膨張係数が大きい構成とすることができる。この構成において、シール部材２４を形成するエンジニアリングプラスチックとしては、ＰＥＥＫやＰＢＩを例示でき、保持部材２７を形成する金属材料としては、ＳＵＳ３１６やＳＵＳ４０３を例示できる。
【００５１】
実施例１では保持部材２７とシール部材２４との間の環状隙間をシールするＯリング２６として金属製のＯリングを設ける例を説明したが、システム故障時の高温環境下で使用可能な耐熱性能を有するのであればゴム製のＯリングを用いることもできる。ゴム製のＯリングを使用可能な場合、Ｏリングによるシール箇所は図４に示すように、簡潔な構造とすることができる。すなわち、図４に示すように、保持部材２７の第４環状部２７２の外周面に環状溝３６を設け、環状溝３６にゴム製のＯリング３７を設ける。シール部材２４の第２環状部２４２の内周面３８は内径が変化しない簡潔な形状とすることができる。
【００５２】
緊急用シールの位置は、システムに備わるシール装置の機外側又は機内側のいずれでもよい。例えば、第１シール装置７よりさらに機内側６に緊急用シールを設けた場合、異常高温時に緊急用シールが作動することで、機内の流体が緊急用シールにおいて密封されるので、各シール装置７，８流体が流入することを抑制できる。従って、たとえ各シール装置７，８シール機能が失われたとしても、機外に流体が漏洩することを抑制できる。
【符号の説明】
【００５３】
１：機外側
３：ハウジング
５：回転軸
６：機内側
７：第１シール装置
８：第２シール装置
１０，１１：メイティングリング
１３，１４：シールリング
１６，１７：上向きの端面
１９，２０：下向きの端面
２２：カラー
２３：スリーブ
２４１：第１環状部
２４２：第２環状部
２５：付勢部材
２６：Ｏリング
２７：保持部材
２７０：係合部
２７１：第３環状部
２７２：第４環状部
２８：フランジ部
２９：フランジ部の機内側の面
３０：緊急用シール
３１：シール部材の対向面
３１０：突起部の機外側の面
３２：突起部
３３：段部
３４：テーパ面
３５：第２環状部の内周面
３６：環状溝
３７：Ｏリング
３８：内周面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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