(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸とパッキンボックスとの間に複数本のグランドパッキンを介在し、このグランドパッキンを締付部材によって軸方向へ締め付ける軸封装置において、
上記グランドパッキンの内の最大気側に配置されたグランドパッキンの大気側に隣接させた状態で上記回転軸と上記パッキンボックスとの間に介在し、少なくともいずれか一方の一端面の内周寄りに、潤滑液を上記グランドパッキンと上記回転軸との摺動面に導くためのテーパ状突起部が形成された一対の部材より構成された噴霧リングと、上記パッキンボックスを貫通し、上記潤滑液を上記噴霧リングに供給する供給路と、上記潤滑液を霧状にして上記供給路に供給する霧化部とを有した噴霧手段と、
上記潤滑液を排出する排出口とを備えたことを特徴とする軸封装置。
【請求項２】
上記噴霧手段は、上記潤滑液を上記回転軸の全周にわたって上記摺動面に噴霧する請求項１に記載の軸封装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、攪拌機器等の流体機器の貫通軸部分での漏洩を防止するための軸封装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば攪拌機器、混合機器、反応機器等の流体機器の貫通軸部分での漏洩を防止するために、図３に示すような軸封装置が一般的に用いられている。この軸封装置２１は、図３に示すようにパッキンボックス２２にグランドパッキン２３が内装されて、このグランドパッキン２３を締付部材２９で締め付けている。この締付部材２９は、パッキン押え２４と、パッキンボックス２３にねじ込まれ、パッキン押え２４を挿通させた締め付けボルト２５と、この締め付けボルト２５に装着される締め付けナット２６とにより構成されている。
また、軸封装置２１は、パッキンボックス２２内のグランドパッキン２３間にランタンリング２７を備えている。そして、このランタンリング２７を用いて水潤滑、グリース潤滑、油滴下、油溜込みおよび油循環等の方法でグランドパッキン２３や回転軸２８等の潤滑および冷却を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のような軸封装置では、例えば使用する流体が高温樹脂で、回転軸の周速が１ｍ／ｓ以上となるような流体機器に用いられる場合には、以下のような問題があった。
▲１▼例えば水潤滑のような極端な冷却を行った場合、グランドパッキン２３と回転軸２８との摺動面（以下、パッキン摺動面という）に侵入した流体が固化し、グランドパッキン２３の異常摩耗に繋がり短寿命となっていた。
▲２▼流体機器内に水が侵入することにより製品に影響を与える場合には、水潤滑を行うことができなかった。
▲３▼パッキン摺動面が高温になるため、グリース潤滑、油滴下、油溜込み等の方法では、十分な冷却効果が得られなかった。
▲４▼例えば流体が漏洩した場合、締め付けナット２６を増締めしてグランドパッキン２３をパッキン押え２４で押圧する圧力を増加させると、グランドパッキン２３と回転軸２８との摺動による発熱が大きくなって焼き付く可能性がある。このため、締め付けナット２６を増締めすることができず、流体が漏洩した状態で運転をしなければならなかった。
▲５▼パッキン摺動面に侵入した流体が摺動熱により炭化した場合や、流体中に引火性の高い成分が含まれている場合には、摺動熱により引火する可能性があった。本発明は上記の事情に鑑みて提案されたものであって、長期間にわたって効率的に潤滑および冷却を行うことができる軸封装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために以下の手段を採用している。すなわち、回転軸とパッキンボックスとの間に複数本のグランドパッキンを介在し、このグランドパッキンを締付部材によって軸方向へ締め付ける軸封装置において、上記グランドパッキンの内の最大気側に配置されたグランドパッキンの大気側に隣接させた状態で上記回転軸と上記パッキンボックスとの間に介在し、少なくともいずれか一方の一端面の内周寄りに、潤滑液を上記グランドパッキンと上記回転軸との摺動面に導くためのテーパ状突起部が形成された一対の部材より構成された噴霧リングと、上記パッキンボックスを貫通し、上記潤滑液を上記噴霧リングに供給する供給路と、上記潤滑液を霧状にして上記供給路に供給する霧化部とを有した噴霧手段と、上記潤滑液を排出する排出口とを備えるという手段を採用している（請求項１）。
【０００５】
このように構成することにより、噴霧手段の霧化部より供給路へ供給された霧状の潤滑液は、噴霧リングによりグランドパッキンと回転軸との摺動面（以下、パッキン摺動面という）に導かれる。これによって、グランドパッキンと回転軸との間で発生する熱により温度上昇するパッキン摺動面付近を効率的に冷却することができる。また、パッキン摺動面に潤滑性を与えることができるので、軸封装置の密封性を長期的に安定させることができる。さらに、パッキン摺動面に侵入した流体や、この流体が摺動熱により炭化した炭化物を排出口より排出することができるので、摺動熱によって引火する可能性を極力低くすることができる。また、潤滑液を霧状に供給することで大量の潤滑液を必要としないので、流体機器内に潤滑液が侵入し難くなる。また、上記噴霧リングは、上記グランドパッキンの内の最大気側に配置されたグランドパッキンの大気側に隣接させているので、潤滑液は、グランドパッキンと回転軸との間で発生する熱により最も温度上昇しやすい大気側のグランドパッキンのパッキン摺動面付近に主に供給されるので、効率的に冷却することができる。また、このため最封液側のグランドパッキンのパッキン摺動面より侵入する流体は、固化し難くなる。さらに、上記噴霧リングは、少なくともいずれか一方の一端面の内周寄りに、上記潤滑液を上記摺動面に導くためのテーパ状突起部が形成された一対の部材より構成されているので、供給路より導入された霧状の潤滑液は、噴霧リングの突起部に沿ってパッキン摺動面に向かうので、パッキン摺動面により効率よく供給される。
【０００６】
また、上記噴霧手段は、上記潤滑液を上記回転軸の全周にわたって上記摺動面に噴霧している（請求項２）。この場合、潤滑液が回転軸の全周にわたってパッキン摺動面に供給されることになるので、パッキン摺動面付近をより効率的に潤滑および冷却することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明に係る軸封装置の一実施の形態を示す概略断面図であり、以下、図に基づいてこの軸封装置の構成について説明する。
図１に示すように軸封装置１は、主に、グランドパッキン３等が内装されるパッキンボックス２、グランドパッキン７等を締め付けるための締付部材１３、潤滑液を噴霧するための噴霧手段１４を備えている。
パッキンボックス２には、複数のグランドパッキン３、これらグランドパッキン３の内で最大気側のグランドパッキン３ａの大気側に噴霧リング４、この噴霧リング４の大気側にスペーサーリング５がそれぞれ内装されている。そして、これらグランドパッキン３、噴霧リング４およびスペーサーリング５は、締付部材１３により締め付けられている。この締付部材１３は、パッキン押え６と、パッキンボックス２にねじ込まれたパッキン押え６を挿通させた締め付けボルト７と、この締め付けボルト７に装着される締め付けナット８とにより構成されている。この締付力により、グランドパッキン３を回転軸１０の軸方向へ押し潰すように変形させて、このグランドパッキン３と回転軸１０との隙間を小さくすることによって流体を封止している。
【０００８】
上記パッキンボックス２には、噴霧リング４へ潤滑液を供給するための供給路１１と、潤滑液を排出するための排出口１２とが貫通形成されている。この供給路１１は、潤滑液と窒素ガス等とを混合して霧状にして供給する霧化部９にチューブを介して接続されている。スペーサーリング５は、供給された潤滑液がパッキン押え６側へ漏れ出すのを防止するために備えられている。なお、スペーサーリング５に代えてグランドパッキンを配置してもよい。
【０００９】
パッキンボックス２に内装される噴霧リング４は、図２(a)、(b)に示すように対を成す環状の封液側部材４ａおよび大気側部材４ｂと、接続部材４ｃにより構成されている。この封液側部材４ａは、両端面が平面状に形成されている。一方、大気側部材４ｂは、大気側の端面が平面状に形成されており、封液側部材４ａ側の端面の内周寄りには、全周にわたって突起部４１が形成されている。この突起部４１は、外周面がテーパ状に形成されており、このテーパは最大気側のグランドパッキン３ａと回転軸１０との摺動面の方向を向いている。そして、封液側部材４ａと大気側部材４ｂとは、封液側部材４ａの端面と大気側部材４ｂの突起部４１の先端とが所定の間隔で開口するように複数の接続部材４ｃを介して溶着されている。このように構成された噴霧リング４では、封液側部材４ａの封液側端面と最大気側のグランドパッキン３ａの大気側端面とが全面にわたって当接しているので、締付部材１３による締付力をグランドパッキン３ａの大気側端面の全面に均一に伝えることができる。
【００１０】
上記噴霧手段１４は、パッキンボックス２に内装された上記噴霧リング４と、パッキンボックス２に貫通形成された上記供給路１１と、この供給路１１に接続された上記霧化部９とで構成されている。潤滑液は、霧化部９によって霧状にされ、供給路１１を介して噴霧リング４へ供給される。そして、供給路１１より供給された霧状の潤滑液は、パッキンボックス２の内周面と接続部材４ｃとの間を通って回転軸１０の周方向に拡散され、噴霧リング４の大気側部材４ｂに形成された突起部４１のテーパ面に沿ってパッキン摺動面の全周に導かれる。このように潤滑液は、霧状に供給されるため拡散し易く、回転軸１０の全周にわたってパッキン摺動面に供給されることになる。このように潤滑液が回転軸１０の全周にわたってパッキン摺動面に供給されるので、パッキン摺動面付近を効率的に潤滑および冷却することができる。また、潤滑液は、突起部４１のテーパ面に沿ってグランドパッキン３ａ方向に向かうので、パッキン摺動面に効率よく供給されることになる。これによって、グランドパッキン３と回転軸１０との間で発生する熱により温度上昇するパッキン摺動面付近を長期間にわたってより効率的に冷却することができ、また、パッキン摺動面に潤滑性を与えることができる。
上記のようにパッキン摺動面に供給された潤滑液は、グランドパッキン３と回転軸１０との摺動により発生する摩耗粉、パッキン摺動面より漏れてきた流体、パッキン摺動面に侵入した流体が摺動熱により炭化した炭化物等とともに、排出口１２より排出される。
【００１１】
なお、本実施の形態では、噴霧リング４をグランドパッキン３とパッキン押え６との間に設けているが、これに限られるものではなく、隣り合うグランドパッキン３の相互間に設けてもよい。この場合、噴霧リング４の封液側部材４ａは、封液側の端面が平面状に、大気側部材４ｂ側の端面の内周寄りには、所定の間隔でテーパ状の突起部４１が形成される。一方、大気側部材４ｂは、大気側の端面が平面状に、封液側部材４ａ側の端面の内周寄りには、封液側部材４ａの突起部４１と互い違いに組み合わされるようにテーパ状の突起部４１が形成される。これによって、噴霧リング４の両側に設けられているグランドパッキン３の摺動面それぞれに、潤滑液を効率よく供給することができる。
【００１２】
また、本実施の形態では、噴霧リング４の封液側部材４ａおよび大気側部材４ｂそれぞれを、１個の部材で構成しているが、これに限られるものではなく、例えば封液側部材４ａおよび大気側部材４ｂそれぞれを半円形状の部材２個で構成し、これら部材を連結するようにしても構わない。
さらに、本実施の形態では、噴霧リング４の封液側部材４ａの全周にわたって突起部４１を設けているが、これに限られるものではなく、突起部４１は供給路１１に対向する円周上の少なくとも１カ所あればよい。
また、本実施の形態では、噴霧リング４をグランドパッキン３とパッキン押え６との間に１個設けているが、これに限られるものではなく、例えばグランドパッキン３とパッキン押え６との間、および隣り合うグランドパッキン３の相互間それぞれに１個設けるというように２個以上設けることも可能である。
また、潤滑液としては、例えばシリコンオイル等の潤滑油以外に水を用いることも可能である。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る軸封装置では、供給路より導入された霧状の潤滑液を、噴霧リング部分よりパッキン摺動面に供給しているので、グランドパッキンと回転軸との間で発生する熱により温度上昇するパッキン摺動面付近を効率的に冷却することができる。また、パッキン摺動面に潤滑性を与えることができる。このため、軸封装置の密封性を長期的に安定させることができる。さらに、パッキン摺動面に侵入した流体や、この流体が摺動熱により炭化した炭化物を排出口より排出することができるので、摺動熱によって引火する可能性を極力低くすることができる。また、潤滑液を霧状に供給することで大量の潤滑液を必要としないので、流体機器内に潤滑液が侵入し難くなる。また、パッキン摺動面付近が効率的に冷却されているので、例えば流体が漏洩した場合に増締めを行っても、グランドパッキンと回転軸との摺動によって焼き付く可能性が低い。また、上記噴霧リングを、パッキンボックス内の最大気側に配置されたグランドパッキンの大気側に隣接させた場合、潤滑液は、最も温度上昇しやすい最大気側のグランドパッキンのパッキン摺動面付近に主に供給されるので、効率的に冷却することができる。また、このため最封液側のグランドパッキンのパッキン摺動面より侵入する流体は、固化し難くなる。さらに、上記噴霧リングを、少なくともいずれか一方の内周寄りにテーパ状突起部が形成された一対の部材より構成しているので、供給路より導入された霧状の潤滑液は、噴霧リングのテーパ状突起部に沿ってパッキン摺動面に向かうので、パッキン摺動面により効率よく供給される。
【００１４】
また、上記噴霧手段が、上記潤滑液を上記回転軸の全周にわたって上記摺動面に噴霧する場合、潤滑液が回転軸の全周にわたってパッキン摺動面に供給されることになるので、パッキン摺動面付近をより効率的に潤滑および冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軸封装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る軸封装置の一実施の形態に用いる噴霧リングを示す図であり、(a)は正面図、(b)は(a)のＡ−Ｏ−Ｂ断面図である。
【図３】従来の軸封装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１    軸封装置
２    パッキンボックス
３    グランドパッキン
４    噴霧リング
４ａ  封液側部材
４ｂ  大気側部材
４１  突起部
９    霧化部
１１  供給路
１２  排出口
１３  締付部材
１４  噴霧手段
【図１】
0003779559.tif 000002
【図２】
0003779559.tif 000003
【図３】
0003779559.tif 000004