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JPH10281299A - Mechanical seal device - Google Patents

Mechanical seal device

Info

Publication number
JPH10281299A
JPH10281299A JP9369197A JP9369197A JPH10281299A JP H10281299 A JPH10281299 A JP H10281299A JP 9369197 A JP9369197 A JP 9369197A JP 9369197 A JP9369197 A JP 9369197A JP H10281299 A JPH10281299 A JP H10281299A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ring
seal
pressure
seal clearance
retainer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP9369197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Takeshita
興二 竹下
Naotaka Komatsu
直隆 小松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP9369197A priority Critical patent/JPH10281299A/en
Publication of JPH10281299A publication Critical patent/JPH10281299A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Mechanical Sealing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To certainly hold a seal clearance between a rotary ring and a static ring along an overall area from an inner periphery to an outer periphery and prevent occurrence of metallic contact by forming a large number of groove parts along the circumferential direction in the neighborhood of an outlet on the low pressure region side of the seal clearance and land parts between each of the groove parts. SOLUTION: Spiral groove parts are engraved and provided on a side surface facing against a seal clearance 150 of a rotary ring 1 and constitute a dynamic pressure bearing. Inside groove parts are engraved and provided with equal intervals in the circumferential direction on the same side surface of a static ring 2, and these inside groove parts are formed roughly in a T letter shape on a portion to the outlet to the side of a low pressure region B of the seal clearance 150 (that is, a portion to the inner periphery), and they constitute a static pressure bearing with the land parts between each of these groove parts. These dynamic pressure bearing and the inside groove parts and floating force by the static pressure bearing by the land parts show a characteristic to increase (decrease) the floating force when the seal clearance 150 decreases (increases). Consequently, under a condition where a pressure ratio of a high pressure region A and a low pressure region B is high, the seal clearance 150 can be held constant along the overall region of the inner and outer peripheries.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は圧縮機、ポンプ等の
回転機械の軸封装置として適用される非接触型メカニカ
ルシール装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact type mechanical seal device applied as a shaft sealing device for a rotary machine such as a compressor or a pump.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7〜図9はガス圧縮機の回転軸部の軸
封装置として使用されている非接触型メカニカルシール
装置の従来の1例を示し、図7は回転軸心線に沿う縦断
面図、図8は回転環のシールすきま側から視た正面図、
図9は図7のZ部拡大図である。
2. Description of the Related Art FIGS. 7 to 9 show a conventional example of a non-contact type mechanical seal device used as a shaft sealing device for a rotary shaft portion of a gas compressor. FIG. Longitudinal sectional view, FIG. 8 is a front view seen from the seal clearance side of the rotating ring,
FIG. 9 is an enlarged view of a portion Z in FIG.

【0003】図7〜図9において、153は圧縮機の本
体、154は内部ハウジング、103は電動モータ等の
駆動源(図示省略)により回転駆動される回転軸であ
る。101は上記回転軸103の外周に固挿されたスリ
ーブで、同回転軸103と一体で回転する。1は上記ス
リーブ101の筒状部外周に固挿された回転環で、同ス
リーブ101及び上記回転軸103と一体で回転する。
4は上記本体153の内周に固挿されたケーシングで上
記内部ハウジング154にボルトにより固着されてい
る。
In FIGS. 7 to 9, reference numeral 153 denotes a main body of the compressor, 154 denotes an internal housing, and 103 denotes a rotary shaft driven by a drive source (not shown) such as an electric motor. Reference numeral 101 denotes a sleeve fixedly inserted on the outer periphery of the rotating shaft 103, and rotates integrally with the rotating shaft 103. Reference numeral 1 denotes a rotary ring fixedly inserted around the outer periphery of the cylindrical portion of the sleeve 101, and rotates integrally with the sleeve 101 and the rotary shaft 103.
Reference numeral 4 denotes a casing fixedly inserted into the inner periphery of the main body 153, which is fixed to the inner housing 154 by bolts.

【0004】3は上記ケーシング4の内側に設けられた
リテーナである。2は静止環であり、上記回転軸103
の軸方向において、上記リテーナ3と上記回転環1との
間に回転不能に設けられ、後述する圧縮ばね4Cにより
上記リテーナ3とともに軸方向には微動可能となってい
る。上記リテーナ3は上記ケーシング4に対して軸方向
に微動可能な程度に同ケーシング4の内周に対して適当
な嵌め合いで以って上記ケーシング4の内周に嵌入され
ている。そして同リテーナ3のケーシング4側の側面と
これに対向するケーシング4の側面との間には、圧縮ば
ね4Cが内周方向に複数個配設され、上記リテーナ3及
び静止環2を上記回転環1側へ押圧している。
[0004] Reference numeral 3 denotes a retainer provided inside the casing 4. Reference numeral 2 denotes a stationary ring, and the rotating shaft 103
In the axial direction, the retainer 3 and the rotary ring 1 are provided so as not to rotate between the retainer 3 and the rotary ring 1, and are finely movable in the axial direction together with the retainer 3 by a compression spring 4C described later. The retainer 3 is fitted to the inner periphery of the casing 4 with an appropriate fit to the inner periphery of the casing 4 so that the retainer 3 can be finely moved in the axial direction with respect to the casing 4. A plurality of compression springs 4C are disposed in the inner circumferential direction between the side surface of the retainer 3 on the casing 4 side and the side surface of the casing 4 opposed thereto, and the retainer 3 and the stationary ring 2 are connected to the rotating ring. Pressing to one side.

【0005】また、Aは高圧のガス通路に連通される高
圧領域Bは大気に連通される低圧領域であり、上記高圧
領域Aと低圧領域Bとの間のシール部は次のような手段
で軸封がなされている。即ち、3Aは上記静止環2とリ
テーナ3との接触部に設置された背面Oリング、4Aは
リテーナ3とケーシング4との摺動部のケーシングの溝
4B内に設置されたセカンダリシール、102は上記ス
リーブ101の上記回転環1との接触部に設置されたO
リングである。かかる圧縮機は、上記3箇所のシール部
及び後述する回転環1と静止環2との間のシールすきま
150における軸封手段により、上記高圧領域Aから低
圧領域Bへのガスの漏洩を阻止している。
A is a high-pressure area B communicating with a high-pressure gas passage, a low-pressure area communicating with the atmosphere, and a seal between the high-pressure area A and the low-pressure area B is provided by the following means. The shaft is sealed. That is, 3A is a back O-ring provided at a contact portion between the stationary ring 2 and the retainer 3, 4A is a secondary seal provided in a groove 4B of a casing of a sliding portion between the retainer 3 and the casing 4, and 102 is a secondary seal. O is provided at a contact portion of the sleeve 101 with the rotating ring 1.
It is a ring. This compressor prevents gas from leaking from the high-pressure area A to the low-pressure area B by means of the three sealing portions and a shaft sealing means in a seal clearance 150 between the rotating ring 1 and the stationary ring 2 which will be described later. ing.

【0006】上記回転環1の側面とこれに対向する静止
環2の側面との間には微小量のすきま、即ちシールすき
ま150が形成され、このシールすきま150が上記高
圧領域Aと低圧領域Bとの間の圧力境界となっている。
そして、このシールすきま150をガスが高圧領域A側
(本例では外径側)から低圧領域B側(本例では内径
側)に向けて通過する間に、上記高圧領域Aの圧力が低
圧領域Bの圧力まで低下するようになっている。また上
記静止環2には、これの回転環1に対向する面の外周寄
りの部位に中間室2Aを形成する切り欠きが円周方向全
体に設けられており、この中間室2Aより高圧領域Aに
連通される連通孔2Bにより高圧領域Aと同一の圧力が
引導されている。
[0006] A minute clearance, that is, a seal clearance 150 is formed between the side surface of the rotary ring 1 and the side surface of the stationary ring 2 opposed thereto, and the seal clearance 150 is formed between the high pressure region A and the low pressure region B. Between the pressure boundary.
Then, while the gas passes through the seal clearance 150 from the high pressure region A side (the outer diameter side in this example) to the low pressure region B side (the inner diameter side in this example), the pressure in the high pressure region A is reduced to the low pressure region. The pressure is reduced to the pressure of B. The stationary ring 2 is provided with a notch for forming the intermediate chamber 2A at a position near the outer periphery of a surface facing the rotating ring 1 in the entire circumferential direction. The same pressure as in the high-pressure area A is led by the communication hole 2 </ b> B communicating with the high-pressure area A.

【0007】一方、上記回転環1の上記静止環2に対向
する側面には、図8に示されるように、円周方向等間隔
に多数のらせん状の溝部1Bが形成されている。このら
せん状の溝部1Bは、上記回転環1の回転により、上記
シールすきま150内のガスをこれの内部に流入させる
ようにするため、一方側の端(内周側)が上記中間室2
Aに開放され、かつ他方側(外周側)の端はガスの流路
面積が減少するように構成されている。これにより、上
記回転軸103の回転に伴うガスの動圧を利用した動圧
軸受を構成している。そして、かかる動圧軸受は、上記
回転環1に対して静止環2を図7の右方向に移動させる
方向の力、即ち浮上力を発生させており、上記シールす
きま150が減少すると、この浮上力は増加し、また上
記シールすきま150が増加すると上記浮上力は減少す
ることにより、上記シールすきま150は一定に保たれ
るように作用する。尚151は上記回転軸103とスリ
ーブ101との間のシール用のOリング、155は上記
ケーシング4の外周と本体153との間のシール用のO
リングである。
On the other hand, on the side of the rotating ring 1 facing the stationary ring 2, as shown in FIG. 8, a number of spiral grooves 1B are formed at equal intervals in the circumferential direction. The spiral groove 1B has one end (inner peripheral side) formed at the intermediate chamber 2 so that the gas in the seal gap 150 flows into the seal gap 150 by the rotation of the rotary ring 1.
A, and the other end (outer peripheral side) is configured so that the gas passage area is reduced. Thereby, a dynamic pressure bearing utilizing the dynamic pressure of gas accompanying the rotation of the rotary shaft 103 is configured. The dynamic pressure bearing generates a force in the direction of moving the stationary ring 2 to the right in FIG. 7, that is, a floating force with respect to the rotating ring 1, and when the seal clearance 150 decreases, the floating increases. The force increases, and when the seal clearance 150 increases, the floating force decreases, so that the seal clearance 150 acts to be kept constant. Reference numeral 151 denotes an O-ring for sealing between the rotary shaft 103 and the sleeve 101, and reference numeral 155 denotes an O-ring for sealing between the outer periphery of the casing 4 and the main body 153.
It is a ring.

【0008】上記従来のメカニカルシール装置を備えた
圧縮機の運転時において、回転軸103とともにスリー
ブ101及び回転環1は一体に回転せしめられる。この
際において、回転している上記回転環1と静止している
上記静止環2との間の上記シールすきま150は上記溝
部1Bの作用による動圧軸受により発生する浮上力と、
上記セカンダリシール4Aの半径方向の取付位置と、高
圧領域Aと、低圧領域Bとの圧力差即ちシール差圧と、
上記圧縮ばね4Cから受けるばね力と、上記リテーナ3
とセカンダリシール4Aとの摩擦力との力の釣り合いに
よって決まる。
During operation of the compressor provided with the above-mentioned conventional mechanical seal device, the sleeve 101 and the rotary ring 1 are rotated together with the rotary shaft 103 together. At this time, the seal clearance 150 between the rotating rotating ring 1 and the stationary ring 2 at rest is a floating force generated by the dynamic pressure bearing due to the action of the groove 1B.
The mounting position of the secondary seal 4A in the radial direction, the pressure difference between the high-pressure area A and the low-pressure area B, that is, the seal differential pressure,
The spring force received from the compression spring 4C and the retainer 3
It is determined by the balance of the frictional force with the secondary seal 4A.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7〜
図9に示される従来のメカニカルシール装置は、次のよ
うな問題点を抱えている。
SUMMARY OF THE INVENTION However, FIGS.
The conventional mechanical seal device shown in FIG. 9 has the following problems.

【0010】(1)回転機械の運転に伴う発熱により発
生する熱変形やシール差圧により生じる弾性変形によ
り、静止環2の内周側が変形すると、かかる従来のもの
においては、この内周側は、動圧軸受機能を有する静止
環外周側と異なり軸受機能がないため、回転環1と静止
環2との接触が発生しようとした際にはこれを阻止する
手段を有しない。
(1) When the inner peripheral side of the stationary ring 2 is deformed by thermal deformation generated by heat generated during operation of the rotating machine or elastic deformation generated by a seal differential pressure, in the conventional case, the inner peripheral side is Unlike the stationary ring outer peripheral side having the dynamic pressure bearing function, since there is no bearing function, there is no means for preventing contact between the rotating ring 1 and the stationary ring 2 when it is attempted.

【0011】(2)高圧領域Aと低圧領域Bとの圧力比
が大きくなると、ガスの慣性によりシールすきま150
の出口付近では、ガスの圧力が充分に下がらなくなる。
かかる状態では、シールすきま150が増加するとシー
ルすきま150の流量が増加する。このため、さらにシ
ールすきま150の出口圧力が下がり難くなり、同シー
ルすきま150内の圧力分布を積分して得られるシール
浮上力は増加する。すなわち、上記シールすきま150
が減少すると上記シール浮上力も減少する。ところが、
メカニカルシールの望ましい特性は、上記シールすきま
150が減少するとシール浮上力が増加する特性である
から、上記特性はシールの接触つまり回転環1と静止環
2との接触を招く恐れがある。この場合も上記従来のも
のにあっては、前項と同様に軸受機能を有する静止環1
の外周側と異なり、内周側には軸受機能を備えないた
め、回転環1と静止環2の接触を防止するのは困難であ
る。このため、かかる接触を回避するためには、静止環
2の弾性変形や熱変形の予測やシールすきま内の圧力分
布予測を従来以上に正確に行う必要が生じるが、かかる
高精度の予測は困難であり、シールすきま150の安定
保持が困難である。
(2) When the pressure ratio between the high-pressure region A and the low-pressure region B increases, the seal clearance 150
In the vicinity of the outlet, the gas pressure does not drop sufficiently.
In such a state, when the seal clearance 150 increases, the flow rate of the seal clearance 150 increases. For this reason, the outlet pressure of the seal clearance 150 is hardly reduced, and the seal floating force obtained by integrating the pressure distribution in the seal clearance 150 increases. That is, the seal clearance 150
Decreases, the seal floating force also decreases. However,
Desirable characteristics of the mechanical seal are such that when the seal clearance 150 decreases, the seal levitation force increases. Therefore, the above characteristics may cause contact of the seal, that is, contact between the rotating ring 1 and the stationary ring 2. Also in this case, in the above-mentioned conventional one, the stationary ring 1 having the bearing function as in the preceding paragraph.
Unlike the outer peripheral side, since the inner peripheral side has no bearing function, it is difficult to prevent the contact between the rotating ring 1 and the stationary ring 2. For this reason, in order to avoid such contact, it is necessary to more accurately predict the elastic deformation and the thermal deformation of the stationary ring 2 and the pressure distribution in the seal gap than in the past, but such highly accurate prediction is difficult. Therefore, it is difficult to maintain the seal clearance 150 stably.

【0012】本発明の目的は、非接触型メカニカルシー
ル装置において、回転環と静止環との間に設けられるシ
ールすきまを内周から外周の全域にわたって確実に保持
することにより、回転環と静止環との間の金属接触の発
生を防止し、メカニカルシール装置の耐久性を向上する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a non-contact type mechanical seal device, in which a seal clearance provided between a rotating ring and a stationary ring is securely held from the inner periphery to the outer periphery. And to improve the durability of the mechanical seal device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するもので、その要旨とする第1の手段は、回転軸に
嵌挿され、同回転軸とともに回転する回転環と、一側面
が同回転環の側面と微小なシールすきまを存して対向す
るように、かつ回転不能に設けられた静止環と、同静止
環の他側面に当接され上記回転軸の軸方向に移動可能に
設けられたリテーナと、静止部材に固定されるととも
に、内周に上記リテーナが軸方向に移動可能に挿入され
たケーシングと、上記ケーシングとリテーナとの間に架
設され、同リテーナを介して上記静止環を上記回転環側
へ押圧する予圧機構と、上記リテーナとケーシングとの
間の摺動部に設けられ、同摺動部からの流体の漏洩をシ
ールするシール手段とを備え、上記シールすきま及びシ
ール手段によって高圧流体が収容される高圧領域と大気
等の低圧領域との間の流体のシールを行なうメカニカル
シール装置であって、上記シールすきまに対向する上記
回転環あるいは静止環の何れか一方の側面に円周方向に
沿って多数設けられ、上記回転環の回転により上記シー
ルすきま内の流体が流入可能にされた動圧軸受用として
の溝部と、上記回転環あるいは静止環の何れか一方の上
記シールすきまの低圧領域側出口近傍に円周方向に沿っ
て多数設けられた静圧軸受としての第1の溝部及び同溝
部の間に形成されるランド部とを備えたことを特徴とす
るメカニカルシール装置にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The first aspect of the present invention is to provide a rotating ring which is inserted into a rotating shaft and rotates together with the rotating shaft. Can be moved in the axial direction of the rotating shaft by contacting the stationary ring provided non-rotatably and the other side of the stationary ring so as to face the side surface of the rotating ring with a small seal gap. And a casing fixed to a stationary member, and the retainer is inserted into the inner periphery of the casing so as to be movable in the axial direction, and is installed between the casing and the retainer. A preload mechanism for pressing a stationary ring toward the rotating ring; and a sealing means provided at a sliding portion between the retainer and the casing to seal fluid leakage from the sliding portion. And high by sealing means A mechanical seal device for sealing a fluid between a high-pressure region in which a fluid is stored and a low-pressure region such as the atmosphere, wherein a circumferential surface is provided on one side surface of the rotating ring or the stationary ring opposed to the seal clearance. A plurality of grooves are provided along the direction, and a groove for a dynamic pressure bearing in which the fluid in the seal gap is allowed to flow by the rotation of the rotary ring, and the seal gap of one of the rotary ring and the stationary ring. A mechanical seal device comprising: a plurality of first grooves as static pressure bearings provided in the circumferential direction near an outlet on a low-pressure area side; and lands formed between the grooves. .

【0014】上記手段によれば、回転環と静止環との間
に形成されるシールすきまに高圧領域から流入した流体
は、同シールすきまに対向する上記回転環もしくは静止
環の側面に形成された溝部に入る。そしてこの溝部の出
口において流路面積が減少しているので、この部分で圧
力が発生し、回転環の回転との共働により動圧軸受の作
用をなす。さらに、上記流体は、回転環もしくは静止環
の低圧領域側出口近傍に設けられた多数の溝部及びこの
溝部の間に形成されたランド部を流れるが、上記溝部及
びランド部はシールすきまが減少するに従がいシール反
力が増加する静圧軸受として作用するので、シールすき
まは常時一定に保持され、上記動圧軸受の作用と相まっ
てシールすきまの減少による金属接触の発生が阻止され
る。
According to the above-mentioned means, the fluid flowing from the high pressure region into the seal gap formed between the rotating ring and the stationary ring is formed on the side surface of the rotating ring or the stationary ring opposed to the seal gap. Enter the groove. Since the area of the flow passage is reduced at the outlet of the groove, a pressure is generated in this portion, and acts as a dynamic pressure bearing by cooperating with the rotation of the rotating ring. Further, the fluid flows through a large number of grooves provided near the outlet of the rotating ring or the stationary ring on the low pressure region side and lands formed between the grooves, and the grooves and lands have reduced seal clearance. Therefore, the seal clearance is kept constant at all times, and the occurrence of metal contact due to the reduction of the seal clearance is prevented in conjunction with the operation of the dynamic pressure bearing.

【0015】また第2の手段は、上記第1の手段に加え
て、上記静止環が、上記シールすきまに対向する側面の
一部を円周方向に沿って切り欠いて形成された中間室
と、上記高圧領域と同中間室とを連通する連通孔とを備
えてなることにある。
The second means is, in addition to the first means, an intermediate chamber in which the stationary ring is formed by cutting a part of a side surface facing the seal clearance along a circumferential direction. And a communication hole for communicating the high-pressure region with the intermediate chamber.

【0016】かかる手段によれば、高圧領域から連通孔
を経て中間室に入った流体を回転環の遠心力とともに回
転環もしくは静止環のシールすきま側に設けられた溝部
の内周側から外周側へと押し込むので、溝部出口の流路
面積減少部での圧力上昇による動圧軸受作用が上記第1
の手段よりも大きくなり、シールすきまの維持作用が、
より促進される。
According to this means, the fluid entering the intermediate chamber from the high-pressure region through the communication hole is transferred from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the groove provided on the seal clearance side of the rotating ring or the stationary ring together with the centrifugal force of the rotating ring. , The dynamic pressure bearing action due to the pressure increase at the channel area reduced portion at the groove outlet is caused by the first pressure
The effect of maintaining the seal clearance is
More promoted.

【0017】さらに第3の手段は、上記第1の手段ある
いは第2の手段に加えて、上記回転環あるいは静止環の
何れか一方の上記シールすきまに対向する側面の、上記
第1の溝部及びランド部よりも上記高圧領域寄りに、静
止軸受としての第2の溝部を円周方向に沿って多数設け
てなることにある。
Further, in addition to the first means or the second means, the third means includes the first groove portion and the side surface of one of the rotating ring and the stationary ring which faces the seal clearance. A large number of second grooves as stationary bearings are provided along the circumferential direction closer to the high-pressure region than the lands.

【0018】かかる手段によれば、シールすきまの低圧
領域への出口側に設けられた第1の溝部及びランド部に
加えて、シールすきまの入口側にも第2の溝部が設けら
れているので、上記シールすきまの出口側に加えて入口
側においても静圧軸受の作用がなされる。これにより上
記第1,第2の手段よりも所要のシールすきまがさらに
確実に維持される。
According to this means, in addition to the first groove and the land provided on the outlet side of the seal gap to the low-pressure area, the second groove is provided on the inlet side of the seal gap. The function of the hydrostatic bearing is exerted on the inlet side in addition to the outlet side of the seal clearance. As a result, the required seal clearance is more reliably maintained than the first and second means.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下図1〜図6を参照して本発明
の実施形態につき詳細に説明する。図1〜図3には本発
明の実施の第1形態に係る圧縮機のメカニカルシール装
置が示され、図1は回転軸心に沿う縦断面図、図2は回
転環のシールすきま側から視た正面図、図3は静止環の
シールすきま側から視た正面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. 1 to 3 show a mechanical seal device for a compressor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view along a rotation axis, and FIG. 2 is a view from a seal clearance side of a rotary ring. FIG. 3 is a front view of the stationary ring as viewed from the seal clearance side.

【0020】図1〜図3において、153は圧縮機の本
体、154は内部ハウジング、103は電動モータ等の
駆動源(図示省略)により回転駆動される回転軸であ
る。101は上記回転軸103の外周に固挿されたスリ
ーブで、同回転軸103と一体で回転する。1は上記ス
リーブ101の筒状部外周に固挿された回転環で、同ス
リーブ101及び上記回転軸103と一体で回転する。
4は上記本体153の内周に固挿されたケーシングで、
上記内部ハウジング154にボルトにより固着されてい
る。
In FIGS. 1 to 3, reference numeral 153 denotes a main body of the compressor, 154 denotes an internal housing, and 103 denotes a rotating shaft driven by a driving source (not shown) such as an electric motor. Reference numeral 101 denotes a sleeve fixedly inserted on the outer periphery of the rotating shaft 103, and rotates integrally with the rotating shaft 103. Reference numeral 1 denotes a rotary ring fixedly inserted around the outer periphery of the cylindrical portion of the sleeve 101, and rotates integrally with the sleeve 101 and the rotary shaft 103.
Reference numeral 4 denotes a casing fixed to the inner periphery of the main body 153,
It is fixed to the inner housing 154 by bolts.

【0021】3は上記ケーシング4の内側に設けられた
リテーナである。2は静止環であり、上記回転軸103
の軸方向において、上記リテーナ3と上記回転環1との
間に回転不能に設けられ、後述する圧縮ばね4Cにより
上記リテーナ3とともに軸方向には微動可能となってい
る。上記リテーナ3は上記ケーシング4に対して軸方向
に微動可能な程度に同ケーシング4の内周に対して適当
な嵌め合いで以って上記ケーシング4の内周に嵌入され
ている。そして同リテーナ3のケーシング4側の側面と
これに対向するケーシング4の側面との間には、圧縮ば
ね4Cが内周方向に複数個配設され、上記リテーナ3及
び静止環2を上記回転環1側へ押圧している。
Reference numeral 3 denotes a retainer provided inside the casing 4. Reference numeral 2 denotes a stationary ring, and the rotating shaft 103
In the axial direction, the retainer 3 and the rotary ring 1 are provided so as not to rotate between the retainer 3 and the rotary ring 1, and are finely movable in the axial direction together with the retainer 3 by a compression spring 4C described later. The retainer 3 is fitted to the inner periphery of the casing 4 with an appropriate fit to the inner periphery of the casing 4 so that the retainer 3 can be finely moved in the axial direction with respect to the casing 4. A plurality of compression springs 4C are arranged in the inner circumferential direction between the side surface of the retainer 3 on the casing 4 side and the side surface of the casing 4 opposed thereto, and the retainer 3 and the stationary ring 2 are connected to the rotating ring. Pressing to one side.

【0022】また、Aは高圧のガス通路に連通される高
圧領域、Bは大気に連通される低圧領域であり、上記高
圧領域Aと低圧領域Bとの間のシール部は次のような手
段で軸封がなされている。即ち、3Aは上記静止環2と
リテーナ3との接触部に設置された背面Oリング、4A
はリテーナ3とケーシング4との摺動部のケーシングの
溝4B内に設置されたセカンダリシール、102は上記
スリーブ101の上記回転環1との接触部に設置された
Oリングである。かかる圧縮機は、上記3箇所のシール
部及び後述する回転環1と静止環2との間のシールすき
ま150における軸封手段により、上記高圧領域Aから
低圧領域Bへのガスの漏洩を阻止している。
A is a high-pressure area that communicates with the high-pressure gas passage, B is a low-pressure area that communicates with the atmosphere, and the seal between the high-pressure area A and the low-pressure area B is as follows. The shaft is sealed. That is, 3A is a back O-ring provided at a contact portion between the stationary ring 2 and the retainer 3;
Reference numeral denotes a secondary seal provided in a groove 4B of the casing at a sliding portion between the retainer 3 and the casing 4, and reference numeral 102 denotes an O-ring provided at a contact portion of the sleeve 101 with the rotating ring 1. This compressor prevents gas from leaking from the high-pressure area A to the low-pressure area B by means of the three sealing portions and a shaft sealing means in a seal clearance 150 between the rotating ring 1 and the stationary ring 2 which will be described later. ing.

【0023】上記回転環1の側面とこれに対向する静止
環2の側面との間には微小量のすきま、即ちシールすき
ま150が形成され、このシールすきま150が上記高
圧領域Aと低圧領域Bとの間の圧力境界となっている。
そして、このシールすきま150をガスが高圧領域A側
(本例では外径側)から低圧領域B側(本例では内径
側)に向けて通過する間に、上記高圧領域Aの圧力が低
圧領域Bの圧力まで低下するようになっている。151
は上記回転軸103とスリーブ101との間のシール用
のOリング、155は上記ケーシング4の外周と本体1
53との間のシール用のOリングである。
A small amount of clearance, that is, a seal clearance 150 is formed between the side surface of the rotating ring 1 and the side surface of the stationary ring 2 opposed thereto, and the seal clearance 150 is formed between the high pressure region A and the low pressure region B. Between the pressure boundary.
Then, while the gas passes through the seal clearance 150 from the high pressure region A side (the outer diameter side in this example) to the low pressure region B side (the inner diameter side in this example), the pressure in the high pressure region A is reduced to the low pressure region. The pressure is reduced to the pressure of B. 151
Is an O-ring for sealing between the rotary shaft 103 and the sleeve 101; 155 is an outer periphery of the casing 4 and the main body 1;
An O-ring for sealing between the O-ring and the O-ring 53.

【0024】以上の構成は図7〜図9に示される従来の
ものと同様である。1Bは上記回転環1の上記シールす
きま150に対向する側面に、円周方向等間隔に刻設さ
れたらせん状の溝部である。このらせん状の溝部1B
は、上記回転環1の回転により上記シールすきま150
内のガスをこれの内部に流入させるようにするため、一
方側(外周側)が上記高圧領域寄りの部位に開放され、
他方側(内周側)の端はガスの流路面積が減少するよう
に構成されている。これにより、上記回転軸103の回
転に伴なうガスの動圧を利用した動圧軸受を構成してい
る。
The above configuration is the same as the conventional one shown in FIGS. 1B is a spiral groove formed in the side face of the rotary ring 1 facing the seal clearance 150 at equal intervals in the circumferential direction. This spiral groove 1B
Is rotated by the rotation of the rotary ring 1 so that the seal clearance 150
One side (outer peripheral side) is opened to a portion near the high-pressure area in order to allow the gas inside to flow into the inside thereof,
The other end (inner peripheral side) is configured so that the flow area of the gas is reduced. This constitutes a dynamic pressure bearing utilizing the dynamic pressure of gas accompanying the rotation of the rotary shaft 103.

【0025】上記静止環2の上記シールすきま150に
対向する側面には、円周方向等間隔に内側溝部2Cが刻
設されている。この内側溝部2Cは上記シールすきま1
50の低圧領域B側への出口寄りの部位(即ち内周寄り
の部位)に略T字状に形成されており、この溝部2Cと
各溝部2Cの間に形成されるランド部2Dとで静圧軸受
を構成している。
On the side surface of the stationary ring 2 facing the seal clearance 150, inner grooves 2C are formed at regular intervals in the circumferential direction. This inner groove 2C is provided with the seal clearance 1 described above.
50 is formed in a substantially T-shape at a portion near the outlet toward the low-pressure region B (that is, a portion near the inner periphery), and the groove 2C and the land 2D formed between the grooves 2C are statically formed. It constitutes a pressure bearing.

【0026】上記のように構成されたメカニカルシール
装置を備えた圧縮機の運転時において、回転軸103と
ともに、スリーブ101及び回転環1が回転せしめられ
る。同図において、圧縮機内部の高圧領域Aには圧縮機
内の圧縮されたガスが封入されており、また低圧領域B
は大気に開放されている。そして、上記高圧領域Aと低
圧領域Bとは、静止環2とリテーナ3との接触部に設置
された背面Oリング3A、リテーナ3とケーシング4と
の摺動部に設置されたセカンダリシール用Oリング4
A、ケーシング4の外周のOリング201およびスリー
ブ101の内周に設けられたOリング102,により高
圧領域Aのガスが低圧領域Bへ漏れないようシールされ
ている。
During operation of the compressor having the mechanical seal device configured as described above, the sleeve 101 and the rotary ring 1 are rotated together with the rotary shaft 103. In the figure, a compressed gas in the compressor is sealed in a high-pressure area A in the compressor, and a low-pressure area B in the compressor.
Is open to the atmosphere. The high-pressure area A and the low-pressure area B are connected to a back O-ring 3A provided at a contact portion between the stationary ring 2 and the retainer 3, and a secondary seal O provided at a sliding portion between the retainer 3 and the casing 4. Ring 4
A, an O-ring 201 on the outer periphery of the casing 4 and an O-ring 102 provided on the inner periphery of the sleeve 101 are sealed so that gas in the high-pressure area A does not leak to the low-pressure area B.

【0027】また、上記回転環1と静止環2とで構成さ
れる上記シールすきま150が圧力境界を構成してお
り、このシールすきま150を高圧領域A内のガスが低
圧領域Bに向けて通過する間に圧力が低圧領域Bの圧力
まで低下する。一方、回転環1の表面には、同回転環1
の回転により上記シールすきま150内のガスを図2に
矢印にて示すようにその内部に流入させるように、一方
の端部が上記高圧領域A寄りの部位に開放され、かつ他
方の端はガスの流路面積が減少するようにした溝部1B
が設けられており、この流路面積が減少する部分におい
て圧力が発生し動圧軸受の作用をなす。そして、かかる
動圧軸受は、上記回転環1に対して静止環2を図1の右
方向に移動させる方向の力、即ち浮上力を発生させてお
り、上記シールすきま150が減少すると、この浮上力
は増加し、また上記シールすきま150が増加すると上
記浮上力は減少することにより、上記シールすきま15
0は一定に保たれるように作用する。
The seal gap 150 formed by the rotating ring 1 and the stationary ring 2 forms a pressure boundary. The gas in the high pressure area A passes through the seal gap 150 toward the low pressure area B. The pressure drops to the pressure in the low pressure area B during the operation. On the other hand, on the surface of the rotating ring 1,
One end is opened to a portion near the high-pressure area A so that the gas in the seal clearance 150 flows into the inside as shown by an arrow in FIG. 1B with a reduced flow passage area
Is provided, and a pressure is generated in a portion where the flow path area is reduced, so that the portion functions as a dynamic pressure bearing. The dynamic pressure bearing generates a force in the direction of moving the stationary ring 2 rightward in FIG. 1 with respect to the rotating ring 1, that is, a floating force. When the seal clearance 150 decreases, the floating increases. The force increases, and when the seal clearance 150 increases, the floating force decreases, so that the seal clearance 15 increases.
0 acts to be kept constant.

【0028】また、上記圧縮ばね4Cのばね力によっ
て、リテーナ3は上記静止環2に押し付けられ、また静
止環2は上記シールすきま150側へ向けて押圧され、
この押圧力は、上記動圧軸受及び後述する静圧軸受に対
する予圧力として作用している。
The retainer 3 is pressed against the stationary ring 2 by the spring force of the compression spring 4C, and the stationary ring 2 is pressed toward the seal clearance 150,
This pressing force acts as a preload on the dynamic pressure bearing and a static pressure bearing described later.

【0029】また、上記高圧領域Aの圧力と低圧領域B
の圧力との比即ち圧力比が高い条件では、高圧領域Aか
らシールすきま150を流れてきたガスは上記内側溝部
2Cの手前までは圧力が充分に下がり切らない。然るに
この実施形態においては、静止環2のシールすきま15
0出口近傍に上記内側溝部及びランド部2Dが設けられ
ているので、この内側溝部2Cによる切り欠きのない部
分即ちランド部2Dでは、低圧領域Bに達するまでの間
に、ここを流れるガスの圧力が徐々に低圧領域Bの圧力
まで低下するため、この内側溝部2C及びランド部2D
はシールすきま150が減少するに従がいシール反力が
増加する静圧軸受として作用する。
The pressure in the high pressure area A and the pressure in the low pressure area B
Under the condition where the pressure ratio is high, that is, the pressure ratio is high, the gas flowing from the high pressure region A through the seal clearance 150 does not sufficiently decrease in pressure until just before the inner groove 2C. However, in this embodiment, the seal clearance 15 of the stationary ring 2 is
Since the inner groove and land 2D are provided in the vicinity of the outlet 0, the pressure of the gas flowing through the inner groove 2C in the portion without the notch, that is, the land 2D, reaches the low-pressure area B before reaching the low-pressure area B. Gradually decreases to the pressure in the low-pressure region B, so that the inner groove portion 2C and the land portion 2D
Acts as a hydrostatic bearing in which the seal reaction force increases as the seal clearance 150 decreases.

【0030】従って、回転環1の側面と静止環2の側面
とで構成されるシールすきま150は、上記動圧軸受の
作用による浮上力と、セカンダリシール用のOリング4
Aの半径方向の取付位置と高圧領域Aと低圧領域Bとの
圧力差即ちシール差圧と、上記圧縮ばね4Cから受ける
ばね力と、上記リテーナ3とセカンダリシール用のOリ
ング4Aとの摩擦力、内側溝部2Cとランド部2Dによ
って構成される静圧軸受の浮上力、との力の釣り合いに
よって決まることとなる。
Therefore, the seal clearance 150 formed by the side surface of the rotating ring 1 and the side surface of the stationary ring 2 is capable of increasing the floating force due to the action of the dynamic pressure bearing and the O-ring 4 for the secondary seal.
A, the pressure difference between the high pressure area A and the low pressure area B, that is, the seal differential pressure, the spring force received from the compression spring 4C, and the frictional force between the retainer 3 and the O-ring 4A for the secondary seal. , And the floating force of the hydrostatic bearing formed by the inner groove 2C and the land 2D.

【0031】そして、上記動圧および静圧両軸受部は、
シールすきま150が減少すると浮上力が増加し、逆に
シールすきま150が増加すると浮上力は減少する特性
を示す。ここでシール差圧及び回転数が一定で運転され
る条件では上記軸受の浮上力以外の力は一定とみなして
よいから、シールすきま150は常に一定に保持され
る。
The dynamic and static pressure bearings are
When the seal clearance 150 decreases, the levitation force increases, and when the seal clearance 150 increases, the levitation force decreases. Here, under the condition that the operation is performed with the seal differential pressure and the rotation speed kept constant, the force other than the floating force of the bearing may be regarded as constant, so that the seal clearance 150 is always kept constant.

【0032】図4は本発明の実施の第2形態を示す。こ
の実施形態においては、静止環2に図7〜図9に示され
る従来のものと同様な中間室2A及び連通孔2Bを設け
ている。即ち、上記静止環2には、これの回転環1に対
向する面の外周寄りの部位に中間室2Aを形成する切り
欠きが円周方向全体に設けられており、この中間室2A
には高圧領域Aに連通される連通孔2Bにより高圧領域
Aと同一の圧力が引導されている。その他の構成は図1
〜図3に示す第1形態と同様であり、これと同一の部材
は同一の符号にて示す。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the stationary ring 2 is provided with an intermediate chamber 2A and a communication hole 2B similar to the conventional one shown in FIGS. That is, the stationary ring 2 is provided with a notch for forming the intermediate chamber 2A at a position near the outer periphery of the surface facing the rotating ring 1 over the entire circumferential direction.
The same pressure as in the high pressure area A is guided by the communication holes 2B communicating with the high pressure area A. Other configurations are shown in FIG.
3 is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 3, and the same members are denoted by the same reference numerals.

【0033】この実施形態においては、高圧領域A内の
ガスは連通孔2Bを通って中間室2Aに入る。この中間
室2Aは上記回転環1に設けられたらせん状の溝部1B
(図2参照)の内周側と連通しているので、同中間室2
A内のガスはらせん状の溝部1Bに図2の矢印のように
流入し、この溝部1Bを出る部位にて流路面積が減少し
ているため圧力が発生し、上記第1形態と同様な動圧軸
受の作用をなす。
In this embodiment, the gas in the high-pressure area A enters the intermediate chamber 2A through the communication hole 2B. The intermediate chamber 2A has a spiral groove 1B provided in the rotary ring 1.
(See FIG. 2), so that the intermediate chamber 2
The gas in A flows into the spiral groove 1B as shown by the arrow in FIG. 2, and a pressure is generated because the flow path area is reduced at the portion exiting the groove 1B, and the pressure is generated as in the first embodiment. Acts as a hydrodynamic bearing.

【0034】この実施形態においては連通孔2B及び中
間室2Aを形成することにより高圧領域Aのガスを、回
転環1の回転による遠心力とともに回転環1に形成され
たらせん状の溝1Bの内周側から外周側へと押し込むの
で、同溝部1B出口部の流路面積減少部での圧力上昇に
よる動圧軸受作用が第1形態よりも大きくなり、シール
すきまの維持作用がより確実になされる。
In this embodiment, by forming the communication hole 2B and the intermediate chamber 2A, the gas in the high-pressure area A can be separated from the spiral groove 1B formed in the rotary ring 1 together with the centrifugal force generated by the rotation of the rotary ring 1. Since it is pushed in from the circumferential side to the outer circumferential side, the dynamic pressure bearing action due to the pressure increase at the flow path area reduced portion at the outlet of the groove 1B becomes larger than in the first embodiment, and the action of maintaining the seal clearance is more reliably performed. .

【0035】図5〜図6には本発明の実施の第3形態に
係るメカニカルシール装置が示されている。この実施形
態においては、静止環2の低圧領域Bへのガス出口側に
加えてガス入口側にも静圧軸受の作用をなす溝部2Eを
設けている。即ち図6において上記静止環2には上記第
1、第2形態における内周側(低圧領域Bへの出口側)
に加えて、外周側即ち高圧領域A寄りの部位にも外側溝
部2Eが内周方向に沿って等間隔に多数設けられてい
る。その他の構成は上記第1形態と同様であり、これと
同一の部材は同一の符号にて示す。
FIGS. 5 and 6 show a mechanical seal device according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, in addition to the gas outlet side of the stationary ring 2 to the low-pressure area B, a groove 2E serving as a hydrostatic bearing is provided on the gas inlet side. That is, in FIG. 6, the stationary ring 2 has an inner peripheral side in the first and second embodiments (an outlet side to the low pressure region B).
In addition, a large number of outer groove portions 2E are provided at equal intervals along the inner circumferential direction in the outer circumferential side, that is, in a portion near the high-pressure area A. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals.

【0036】この実施形態においては、高圧領域Aから
シールすきま150に流入したガスは外周側(高圧領域
A寄りの部位)に外側溝部2Eが設けられているので、
この部位で流路面積が減少し、圧力が発生する。これに
より、上記内側溝部2Cが設けられた低圧領域Bへの出
口側に加えて高圧領域A寄りの入口側においても静圧軸
受の作用をなすこととなり、シールすきま150の形成
が、より確実になされる。
In this embodiment, the gas that has flowed into the seal clearance 150 from the high-pressure area A is provided with the outer groove 2E on the outer peripheral side (a part near the high-pressure area A).
At this portion, the flow path area is reduced, and pressure is generated. Thereby, in addition to the outlet side to the low-pressure area B where the inner groove 2C is provided, the function of the hydrostatic bearing is performed not only on the inlet side near the high-pressure area A, but also the formation of the seal clearance 150 is more reliably performed. Done.

【0037】尚上記各実施形態において、回転環1に溝
部1Bを設けるのに代えて、静止環2のシールすきま1
50に対向する側面に上記溝部1Bと同様な溝部を設け
てもよい。また、上記第1、第2、第3形態において静
止環2に設けられた内側溝部2C及びランド部2Dは回
転環1側に設けてもよく、さらに第3形態における外側
溝部2Eも回転環側に設けてもよい。
In each of the above embodiments, the groove 1B is provided in the rotary ring 1 instead of the seal clearance 1 of the stationary ring 2.
A groove similar to the above-described groove 1B may be provided on a side surface facing 50. In the first, second and third embodiments, the inner groove 2C and the land 2D provided on the stationary ring 2 may be provided on the rotary ring 1 side, and the outer groove 2E in the third embodiment is also provided on the rotary ring side. May be provided.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
請求項1の発明によれば、シールすきまに対向する回転
環もしくは静止環の側面に設けられた溝部の回転環の回
転との共働による動圧軸受の作用と、回転環もしくは静
止環の低圧領域側出口部近傍に設けられた溝部及びラン
ド部による静圧軸受作用とによって、シールすきまは常
時所要値に保持され、シール部の金属接触の発生を防止
することができる。
The present invention is configured as described above.
According to the first aspect of the present invention, the action of the dynamic pressure bearing in cooperation with the rotation of the rotating ring of the groove provided on the side surface of the rotating ring or the stationary ring facing the seal clearance, and the low pressure of the rotating ring or the stationary ring. The seal clearance is always maintained at a required value by the hydrostatic bearing action of the groove and the land provided near the region-side outlet, so that the metal contact of the seal can be prevented.

【0039】また請求項2の発明によれば、上記に加え
て、高圧領域から連通孔を経て中間室に入った流体を回
転環の遠心力とともに回転環もしくは静止環のシールす
きま側に設けられた溝部の内周側から外周側へと押し込
むので、溝部出口の流路面積減少部での圧力上昇による
動圧軸受作用が上記第1の手段よりも大きくなり、シー
ルすきまの維持作用が、より促進される、という効果が
得られる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above, the fluid which has entered the intermediate chamber from the high-pressure region through the communication hole is provided on the seal clearance side of the rotating ring or the stationary ring together with the centrifugal force of the rotating ring. Since the groove portion is pushed from the inner peripheral side to the outer peripheral side, the dynamic pressure bearing action by the pressure increase at the flow path area reduction portion at the groove outlet becomes larger than that of the first means, and the action of maintaining the seal clearance is more improved. The effect of being promoted is obtained.

【0040】さらに請求項3の発明によれば、上記に加
えてシールすきまの低圧領域への出口側に設けられた第
1の溝部及びランド部に加えて、シールすきまの入口側
にも第2の溝部が設けられているので、上記シールすき
ま出口側に加えて入口側においても静圧軸受の作用がな
される。これにより上記第1、第2の手段よりも所要の
シールすきまがさらに確実に維持される。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the above, in addition to the first groove and the land provided on the outlet side of the seal gap to the low pressure region, the second groove is also provided on the inlet side of the seal gap. Are provided, the effect of the hydrostatic bearing is exerted not only on the outlet side of the seal clearance but also on the inlet side. As a result, the required seal clearance is more reliably maintained than the first and second means.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の第1形態に係るガス圧縮機用メ
カニカルシール装置の縦断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a mechanical seal device for a gas compressor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記第1形態における回転環の正面図。FIG. 2 is a front view of the rotating ring in the first embodiment.

【図3】上記第1形態における静止環の正面図。FIG. 3 is a front view of a stationary ring according to the first embodiment.

【図4】本発明の実施の第2形態を示す図1応当図。FIG. 4 is an equivalent view of FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の第3形態を示す図1応当図。FIG. 5 is an equivalent view of FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.

【図6】上記第3形態における静止環の正面図。FIG. 6 is a front view of a stationary ring according to the third embodiment.

【図7】従来のメカニカルシール装置を示す縦断面図。FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a conventional mechanical seal device.

【図8】上記従来例における回転環の正面図。FIG. 8 is a front view of a rotating ring in the conventional example.

【図9】図7のZ部拡大図。FIG. 9 is an enlarged view of a portion Z in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転環 1B 溝部 2 静止環 2A 中間室 2B 連通孔 2C 内側溝部 2D ランド部 2E 外側溝部 3 リテーナ 3A 背面Oリング 4 ケーシング 4A セカンダリシール 4B Oリング 4C 圧縮ばね 101 スリーブ 102 Oリング 103 回転軸 150 シールすきま 153 本体 A 高圧領域 B 低圧領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating ring 1B Groove part 2 Stationary ring 2A Intermediate chamber 2B Communication hole 2C Inner groove part 2D Land part 2E Outer groove part 3 Retainer 3A Back O-ring 4 Casing 4A Secondary seal 4B O-ring 4C Compression spring 101 Sleeve 102 O-ring 103 Rotating shaft 150 Seal Clearance 153 Body A High pressure area B Low pressure area

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転軸に嵌挿され、同回転軸とともに回
転する回転環と、一側面が同回転環の側面と微小なシー
ルすきまを存して対向するように、かつ回転不能に設け
られた静止環と、同静止環の他側面に当接され上記回転
軸の軸方向に移動可能に設けられたリテーナと、静止部
材に固定されるとともに、内周に上記リテーナが軸方向
に移動可能に挿入されたケーシングと、 上記ケーシングとリテーナとの間に架設され、同リテー
ナを介して上記静止環を上記回転環側へ押圧する予圧機
構と、 上記リテーナとケーシングとの間の摺動部に設けられ、
同摺動部からの流体の漏洩をシールするシール手段とを
備え、上記シールすきま及びシール手段によって高圧流
体が収容される高圧領域と大気等の低圧領域との間の流
体のシールを行なうメカニカルシール装置であって、 上記シールすきまに対向する上記回転環あるいは静止環
の何れか一方の側面に円周方向に沿って多数設けられ、
上記回転環の回転により上記シールすきま内の流体が流
入可能にされた動圧軸受用としての溝部と、 上記回転環あるいは静止環の何れか一方の上記シールす
きまの低圧領域側出口近傍に円周方向に沿って多数設け
られた静圧軸受としての第1の溝部及び同溝部の間に形
成されるランド部とを備えたことを特徴とするメカニカ
ルシール装置。
1. A rotating ring which is inserted into a rotating shaft and rotates together with the rotating shaft, and is provided non-rotatably such that one side faces the side surface of the rotating ring with a small seal clearance. A stationary ring, a retainer provided in contact with the other side surface of the stationary ring so as to be movable in the axial direction of the rotary shaft, and a retainer fixed to the stationary member and capable of axially moving the retainer on the inner periphery. A casing inserted between the casing and the retainer, a preload mechanism that presses the stationary ring toward the rotating ring via the retainer, and a sliding portion between the retainer and the casing. Provided,
A seal means for sealing fluid leakage from the sliding portion, wherein the seal clearance and the seal means seal the fluid between a high-pressure area in which high-pressure fluid is stored and a low-pressure area such as the atmosphere. A device, a number of which are provided along the circumferential direction on either side surface of the rotating ring or the stationary ring opposed to the seal clearance,
A groove portion for a dynamic pressure bearing in which the fluid in the seal gap is allowed to flow by the rotation of the rotary ring, and a circumference near the low pressure region side outlet of the seal gap of either the rotary ring or the stationary ring. A mechanical seal device comprising: a plurality of first grooves as static pressure bearings provided along a direction; and lands formed between the grooves.
【請求項2】 上記静止環は、上記シールすきまに対向
する側面の一部を円周方向に沿って切り欠いて形成され
た中間室と、上記高圧領域と同中間室とを連通する連通
孔とを備えてなる請求項1に記載のメカニカルシール装
置。
2. The communication hole that communicates between the intermediate chamber formed by cutting a part of a side surface facing the seal clearance along a circumferential direction and the high-pressure region with the intermediate chamber. The mechanical seal device according to claim 1, comprising:
【請求項3】 上記回転環あるいは静止環の何れか一方
の上記シールすきまに対向する側面の、上記第1の溝部
及びランド部よりも上記高圧領域寄りに、静圧軸受とし
ての第2の溝部を円周方向に沿って多数設けてなる請求
項1または2の何れかに記載のメカニカルシール装置。
3. A second groove as a hydrostatic bearing on a side surface of one of the rotating ring and the stationary ring opposed to the seal clearance, closer to the high pressure region than the first groove and the land. 3. The mechanical seal device according to claim 1, wherein a large number of the seals are provided along the circumferential direction.
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