(57)【要約】【課題】高温環境下の回転軸Ｊを高いシール性能を維持しながらシールできるシール装置を提供する。【解決手段】高温環境下の回転軸Ｊと機器本体Ｚとの間にダブルメカニカルシールユニット１と分割リングシール２を設ける。分割リングシール２は回転リング１１の外周面に装着され、回転軸Ｊの熱の影響を受けにくく、膨張差による隙間が生ずることなく、良好なシール性能を保つ。スリーブ３はスプリング３２により押圧され、段差３５との間に膨張差によるパッキン３０の締め付け力が低下することがなく、スリーブ３と回転軸Ｊとの間の高いシール性能を保つ。更に断熱スリーブ４を設け断熱空間４０を形成してあり、回転軸Ｊの内部の高温流体からの熱伝達を減少し、シールユニットＡに対する熱の影響を抑制する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が高温環境にある中空の回転軸のシール装置であって、
スリーブを介して該回転軸に装着され回転軸と共に回転する回転リングとケーシング側に装着された非回転リングからなるメカニカルシールを少なくとも２つ備えたダブルメカニカルシールユニットと、
前記回転軸に形成され、前記スリーブを半径方向の端面でシールを介して受ける段差と、
該段差の端面に前記スリーブを押圧するスプリングと、
前記中空の回転軸内部に装着された断熱スリーブと、
を備えたことを特徴とするシール装置。
【請求項２】
内部が高温環境にある中空の回転軸のシール装置であって、
スリーブを介して該回転軸に装着され回転軸と共に回転する回転リングとケーシング側に装着された非回転リングからなるメカニカルシールを少なくとも２つ備えたダブルメカニカルシールユニットと、
前記ダブルメカニカルシールユニットの機内側のメカニカルシールの回転リングの外周に装着された分割リングシールと、
前記回転軸に形成され、前記スリーブを半径方向の端面でシールを介して受ける段差と、
該段差の端面に前記スリーブを押圧するスプリングと、
前記中空の回転軸内部に装着された断熱スリーブと、
を備えたことを特徴とするシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内部が高温環境にある中空の回転軸のシール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固液を分離乾燥する装置に用いられる回転軸は内部が中空になっており、２００℃以上の高温の流体が流れるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような高温環境下にある回転軸は熱による膨張が生ずるため、十分なシール性能を得ることは難しかった。即ち、回転軸とシール装置は材質が異なることや、シール装置は耐熱性に限界があるため軸内温度より低く保つ必要があるため、温度差による熱膨張差が生じ、これが漏れの原因になる問題があった。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は内部が高温環境にある中空の回転軸のシール装置であって、スリーブを介して該回転軸に装着され回転軸と共に回転する回転リングとケーシング側に装着され非回転リングからなるメカニカルシールを少なくとも２つ備えたダブルメカニカルシールユニットと、前記回転軸に形成され、前記スリーブを半径方向の端面でシールを介して受ける段差と、該段差の端面に前記スリーブを押圧するスプリングと、前記中空の回転軸内部に装着された断熱スリーブと、を備えたことを特徴とする。また、請求項２の発明においては上記構成に加えて、前記ダブルメカニカルシールユニットの機内側のメカニカルシールの回転リングの外周に装着された分割リングシールと、を有することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、中空の回転軸Ｊ上にシールユニットＡが装着されている。
シールユニットＡは、ダブルメカニカルシールユニット１、分割リングシール２、スリーブ３、断熱スリーブ４、及びケーシング９を備えている。ダブルメカニカルシールユニット１は全体がスリーブ３上に装着されており、機内側Ｘに装着された機内側メカニカルシール１０と大気側Ｙに装着された大気側メカニカルシール１３とを備えている。また該機内側メカニカルシール１０と大気側メカニカルシール１３の間にはベアリング１９が設けられており、回転軸Ｊを回転可能に支持している。
【０００６】
機内側メカニカルシール１０は回転リング１１と非回転リング１２を備え、回転リング１１と非回転リング１２の摺動接触する端面によりシールを行うように構成されている。同様に大気側メカニカルシール１３は回転リング１４と非回転リング１５とを備え、回転リング１４と非回転リング１５の摺動接触する端面によりシールを行うようになっている。
機内側メカニカルシール１０と大気側メカニカルシール１３との間、即ちダブルメカニカルシールユニット１の内部には封液が循環するように構成されている。この封液の一部はスリーブ内循環孔１６を流れるように構成されており、回転軸Ｊの外周を冷却するようになっている。
【０００７】
機内側メカニカルシール１０の回転リング１１の外周には非回転の分割リングシール２が装着され、ここで機内側Ｘからの粉体やスラリーを含む液体等を一次的にシールするように構成されている。分割リングシール２は図２に示すように、この例では３つの分割リング２０を備えており、該分割リング２０を回転リング１１の外周に装着し、ガータスプリング２２により締結してリング形状を形成するように構成されている。分割リング２０の内周は回転リング１１の外周に接触してシール面Ｓ２２を形成している。
各分割リング２０は回り止め２１により廻り止めが施され、図１に示す押圧スプリング２３によりケーシング９”の端面に押し付けられ、分割リング２０相互間でシール面Ｓ２３を形成すると共にケーシング９”との間でシール面Ｓ２１を形成している。上記シール面Ｓ２１、２２、２３により機内側Ｘからの粉体やスラリーを含む液体等を一次的にシールするようになっている。
また、ケーシング９”にはパージ孔２５を形成し、ここから機内に影響のない流体を分割リングシール２の周辺にパージしてシールの効果を向上させるようになっている。
【０００８】
上記構成の分割リングシール２は回転リング１１上に装着されているため、回転軸Ｊやスリーブ３に直接装着する構成に比べて回転軸Ｊからの熱の影響を受けにくく、熱膨張差による隙間が生じにくい。
更に分割リングシール２はカーボン材が適しているが、このカーボンの熱膨張は４〜６×１０−５／℃と小さい。一方スリーブ３は通常ＳＵＳ材であり、これの熱膨張は１６〜１７×１０−６／℃と大きく、更に回転リングの材料であるＷＣやＳｉＣの熱膨張は３〜６×１０−６／℃とカーボンの値に近い。従って、分割リングシール２をカーボン材で構成すれば、温度変化による回転リング１１との隙間の変化がなく、効果的なシールを行える利点がある。
なお、分割リングシール２は密封対象が粉体の場合に効果が大きく、対象が粉体ではない場合には、分割リングシール２を使用しないことも可能である。
【０００９】
スリーブ３は図２に示すように回転軸Ｊに設けられた段差３５に当接するように装着されている。この例ではスリーブ３を延長するように設けられたスリーブ３’が段差３５に当接するようになっている。該段差３５とスリーブ３’の間にはパッキン３０を介装させてシールするように構成されている。
またスリーブ３と回転軸Ｊ外周との間にはＯリング３１、３１が介装されており、スリーブ３と回転軸Ｊとの間をシールするようになっている。
【００１０】
スリーブ３の大気側Ｙ端部にはスプリング３２が設けられており、スリーブ３を段差３５に対して押圧し、パッキン３０によるシールを維持するようになっている。
この構成により、熱により回転軸Ｊとスリーブ３とに軸方向の膨張差が生じても、スプリング３２によりスリーブ３は段差３５に対して押されているから、段差３５との間に隙間が生ずることがなく、パッキン３０によるシールが維持できる。
【００１１】
中空の回転軸Ｊの内部には更に断熱のための断熱スリーブ４が設けられている。断熱スリーブ４は回転軸Ｊの内部に嵌装された筒状体であり、両端は凸状になっており、回転軸Ｊの内壁に挿入され、回転軸Ｊの内周壁との間に断熱空間４０を形成するようになっている。
断熱スリーブ４は少なくともシールユニットＡが装着される領域に設けることが望ましい。
上記断熱空間４０により回転軸Ｊの熱はシールユニットＡ側に伝達され難くなる。
【００１２】
以上説明した構成のシールユニットＡにおいては、高温環境下の回転軸Ｊと機器本体Ｚとの間をダブルメカニカルシールユニット１と分割リングシール２により効果的にシールすることができる。しかも分割リングシール２は回転リング１１の外周面に装着されているため、回転軸Ｊの熱の影響を受けにくく膨張差による隙間が生ずることなく、良好なシール性能を保つことが可能である。
【００１３】
また、スリーブ３はスプリング３２により押圧されているため、段差３５との間に膨張差によるパッキン３０の締め付け力が低下することがなく、スリーブ３と回転軸Ｊとの間の高いシール性能を保つことが可能である。
【００１４】
更に断熱スリーブ４を設け断熱空間４０を形成してあるため、回転軸Ｊの内部からの熱伝達を抑制することが出来、シールユニットＡに対する熱の影響を抑制することが可能である。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のシール装置によれば、回転軸Ｊによる熱の影響を抑制して良好なシール性能を維持できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す部分正断面図。
【図２】本発明の一実施形態を示す部分拡大図。
【符号の説明】
１：ダブルメカニカルシールユニット、２：分割リングシール、３：スリーブ、４：断熱スリーブ、９：ケーシング、１０：機内側メカニカルシール、１１：回転リング、１２：非回転リング、１３：大気側メカニカルシール、１４：回転リング、１５：非回転リング、１６：スリーブ内循環孔、１９：ベアリング、２０：分割リング、２１：回り止め、２２：ガータスプリング、２３：押圧スプリング、２５：パージ孔、３０：パッキン、３１：Ｏリング、３２：スプリング、３５：段差、４０：断熱空間。
【図１】
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【図２】
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