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JP3310049B2 - Shaft sealing device - Google Patents
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JP3310049B2 - Shaft sealing device - Google Patents

Shaft sealing device

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JP3310049B2
JP3310049B2 JP10149693A JP10149693A JP3310049B2 JP 3310049 B2 JP3310049 B2 JP 3310049B2 JP 10149693 A JP10149693 A JP 10149693A JP 10149693 A JP10149693 A JP 10149693A JP 3310049 B2 JP3310049 B2 JP 3310049B2
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water supply
seal
housing
rotating
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塚 公 一 手
川 朋 美 佐
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  • Sealing Devices (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は軸封装置に係り、特に水
車やポンプ水車などの水力機械の回転軸からの漏水を防
止する軸封装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shaft sealing device and, more particularly, to a shaft sealing device for preventing water leakage from a rotating shaft of a hydraulic machine such as a water turbine or a pump turbine.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、水車やポンプ水車などの水力機
械は、主軸に直結されたランナ回りの圧力水が主軸から
外部に漏水することを防止するために軸封装置が付設さ
れている。この種の軸封装置は、例えば特開昭62−1
80173号公報や特開昭62−237172号公報や
特開昭64−80773号公報に提案されている。
2. Description of the Related Art Generally, a hydraulic machine such as a water turbine or a pump turbine is provided with a shaft sealing device for preventing pressurized water around a runner directly connected to a main shaft from leaking from the main shaft to the outside. This type of shaft sealing device is disclosed in, for example,
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 80173, 62-237172 and 64-80773.

【0003】図5は上記公報に開示された軸封装置の代
表的な一例を示したもので、水力機械の主軸1に直結さ
れたランナの上部近傍には、主軸1からフランジ2が突
設されている。このフランジ2には金属リング3とアタ
ッチメント4とを介して回転側シールリング5が取付け
られている。フランジ2を取囲むようにハウジング6が
配置され、このハウジング6の内周側にはカバー7とO
リング8とを介してシールケース9が配置されている。
このシールケース9には金属リング10とアタッチメン
ト11とを介して静止側シールリング12が取付けられ
ている。カバー7とシールケース9との間にはスプリン
グ13が取付けられ、このスプリング13はシールケー
ス9を介して静止側シールリング12のシール面12a
を回転側シールリング5のシール面5aに押圧してい
る。
FIG. 5 shows a typical example of the shaft sealing device disclosed in the above-mentioned publication. In the vicinity of an upper part of a runner directly connected to a main shaft 1 of a hydraulic machine, a flange 2 protrudes from the main shaft 1. Have been. A rotating side seal ring 5 is attached to the flange 2 via a metal ring 3 and an attachment 4. A housing 6 is arranged to surround the flange 2, and a cover 7 and an O
A seal case 9 is arranged via the ring 8.
A stationary seal ring 12 is attached to the seal case 9 via a metal ring 10 and an attachment 11. A spring 13 is mounted between the cover 7 and the seal case 9, and the spring 13 is connected to the seal surface 12 a of the stationary side seal ring 12 via the seal case 9.
Is pressed against the sealing surface 5 a of the rotating side seal ring 5.

【0004】回転側シールリング5と静止側シールリン
グ12の各々は、軸封装置の分解及び組立の必要上、図
6に示したように複数のシールリング片105,112
から構成されている。なお、シールリング片105,1
12の材料としては、従来の焼成カーボンの他に、最近
は炭化ケイ素などのセラミックス材料が使用されてい
る。この軸封装置は、回転側及び静止側のシールリング
5、12とOリング8とによって、ランナ側の圧力水の
漏水を防止している。
Each of the rotating side seal ring 5 and the stationary side seal ring 12 has a plurality of seal ring pieces 105 and 112 as shown in FIG. 6 due to the necessity of disassembling and assembling the shaft sealing device.
It is composed of The seal ring pieces 105, 1
As the twelfth material, a ceramic material such as silicon carbide has recently been used in addition to conventional calcined carbon. In this shaft sealing device, leakage of pressurized water on the runner side is prevented by the seal rings 5, 12 and the O-ring 8 on the rotating and stationary sides.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】更に上記の境界段差の
発生を無くすために、シールリング片105,112を
金属リング3、10に固着した状態で、シール面5a、
12aを加工する方法も考えられる。しかしながら、こ
の方法は運転中にシールリング片105,112の一部
に損傷や欠落が生じた場合には、その損傷等の生じたシ
ールリング片とこれを保持する金属リングとの両方を交
換する必要があり、非常に不経済であると共に、機械の
早期運転再開を図るためには、シールリング片及び金属
リングの一組を予備品として常時、用意しておかなけれ
ばならないという別の問題が発生する。また、スプリン
グ13は通常運転状態で発生するシール面5a、12a
と直角方向の変動を吸収する作用を有する。しかしなが
ら、このスプリング13は過渡運転状態等の不安定な回
転状態で発生する高サイクルの微小振動に対しては、追
従することができず、この高サイクルの微小振動による
衝撃力によってシールリング片105,112が損傷す
る恐れもある。また、シールリング片は封水性能を高め
るため、隣接シールリング片の間に殆ど間隙がない。従
って、回転側シールリング5の回転に伴いシール面に摩
擦熱が発生すると、シールリングには周方向に熱膨張に
起因する熱応力が発生する。この熱応力によってもシー
ルリング片105、112の割れや欠落が発生する恐れ
がある。
In order to eliminate the above-mentioned boundary step, the sealing surfaces 5a, 112 are fixed to the metal rings 3, 10 while the sealing ring pieces 105, 112 are fixed to the metal rings 3, 10.
A method of processing 12a is also conceivable. However, if a part of the seal ring pieces 105 and 112 is damaged or missing during operation, this method replaces both the damaged seal ring piece and the metal ring holding the seal ring piece. Another problem is that it is necessary to prepare a set of seal ring pieces and a metal ring as spare parts at all times in order to restart the machine early. appear. Further, the springs 13 are used for sealing surfaces 5a, 12a generated in a normal operation state.
Has the function of absorbing fluctuations in the direction perpendicular to the direction. However, the spring 13 cannot follow high-cycle minute vibrations generated in an unstable rotation state such as a transient operation state or the like. , 112 may be damaged. Further, since the seal ring pieces enhance the water sealing performance, there is almost no gap between adjacent seal ring pieces. Accordingly, when frictional heat is generated on the sealing surface with the rotation of the rotating side seal ring 5, thermal stress due to thermal expansion is generated in the seal ring in the circumferential direction. This thermal stress may also cause the seal ring pieces 105 and 112 to crack or drop.

【0006】更に、水車の通常運転時が高圧かつ高速で
あると、シールリングはシール面、即ち摺動面の摩擦熱
により、摩耗や割れや欠落などが生じる。特に、ポンプ
水車における揚水待機状態での空転運転時、または水車
及びポンプ水車での調相運転時には、シールリングのシ
ール面の周囲に空気のみ存在し水が存在しないので、シ
ール面が極めて高温になり、摩耗や割れや欠落などの発
生が著しく、封水性能が大幅に低下するといった問題が
ある。また、長期間の使用の間に、圧力水に混入してい
た土砂などの異物がシールリングを通過し、シールリン
グと主軸との間に徐々に堆積し、これによっても封水性
能が低下するといった問題もある。
Further, when the water turbine is operated at a high pressure and a high speed during normal operation, the seal ring is worn, cracked or chipped due to frictional heat of the sealing surface, that is, the sliding surface. In particular, during the idle operation of the pump turbine in the pumping standby state, or during the phase adjustment operation of the turbine and the pump turbine, since only air exists around the seal surface of the seal ring and no water exists, the seal surface is extremely hot. There is a problem that wear, cracks, chipping and the like are remarkably generated, and the water sealing performance is significantly reduced. In addition, during long-term use, foreign matter such as earth and sand mixed into the pressurized water passes through the seal ring and gradually accumulates between the seal ring and the main shaft, which also lowers the water sealing performance. There is also a problem.

【0007】そこで、本発明の目的は、水力機械の空転
運転または調相運転時におけるシールリングの摩擦熱の
発生を抑制して、シールリングの割れや欠落などを防止
することができる軸封装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a shaft seal device capable of suppressing the generation of frictional heat of a seal ring during idling operation or phase adjustment operation of a hydraulic machine, thereby preventing cracks or missing of the seal ring. Is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、回転軸に突設
されたフランジと、上記フランジを取囲むように配置さ
れたハウジングと、上記ハウジング内に配置されたシー
ルケースと、上記フランジに取付けられ、周方向に隣接
配置された複数個のシールリング片から構成される回転
側シールリングと、上記回転側シールリングに圧接され
るように上記シールケースに取付けられ、周方向に隣接
配置された複数個のシールリング片から構成される静止
側シールリングとを具備する水力機械の軸封装置におい
て、上記ハウジングの内側に設けられた給水用ハウジン
グと、上記回転側及び静止側のシールリングのシール面
に対向した位置の上記給水用ハウジングの壁面に周方向
に沿って形成された複数個の給水用穴とを具備し、上記
給水用ハウジングは、上記水力機械の空転運転または調
相運転時に、上記給水用穴から上記回転側及び静止側の
シールリングのシール面に給水することを特徴とするも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a flange protruding from a rotating shaft, a housing disposed so as to surround the flange, a seal case disposed in the housing, and a flange. A rotating-side seal ring, which is composed of a plurality of seal ring pieces that are attached and circumferentially arranged adjacent to each other, and attached to the seal case so as to be pressed against the rotating-side seal ring, and arranged adjacently in the circumferential direction. A water seal housing provided inside the housing, and a rotating side and a stationary side seal ring. A plurality of water supply holes formed along a circumferential direction on a wall surface of the water supply housing at a position opposed to a sealing surface; , During idle operation or adjustment phase operation of the hydraulic machine, and is characterized in that the water supply from the water supply hole to the sealing surface of the seal ring of the rotary side and the stationary side.

【0009】この構成にあっては、上記シールケースに
穿孔され、上記回転側及び静止側のシールリングと上記
回転軸との間に給水する給水孔を具備することが望まし
く、また、上記給水用ハウジングと上記シールケースの
給水孔とは、水力機械のランナシール給水系統から給水
されることが好ましい。また、上記給水用ハウジングか
らの給水圧力が上記シールケースの給水孔からの給水圧
力よりも大きいことが望ましい。また、本発明は、回転
軸に突設されたフランジと、上記フランジを取囲むよう
に配置されたハウジングと、上記ハウジング内に配置さ
れたシールケースと、上記フランジに取付けられ、周方
向に隣接配置された複数個のシールリング片から構成さ
れる回転側シールリングと、上記回転側シールリングに
圧接されるように上記シールケースに取付けられ、周方
向に隣接配置された複数個のシールリング片から構成さ
れる静止側シールリングとを具備する軸封装置におい
て、上記回転側シールリングと上記静止側シールリング
との少なくとも一方には、そのシール面に周方向に延在
した第1の周方向溝が刻設され、上記シールケースと上
記静止側シールリングとには上記第1の周方向溝に給水
する第1の給水孔が穿孔されていることを特徴とするも
のである。
In this configuration, it is desirable to provide a water supply hole perforated in the seal case and for supplying water between the rotary ring and the stationary side seal ring and the rotary shaft. The housing and the water supply hole of the seal case are preferably supplied with water from a runner seal water supply system of the hydraulic machine. In addition, it is desirable that the water supply pressure from the water supply housing is higher than the water supply pressure from the water supply hole of the seal case. Also, the present invention provides a flange protruding from a rotating shaft, a housing disposed to surround the flange, a seal case disposed in the housing, and a peripheral case attached to the flange and circumferentially attached to the flange. A rotating side seal ring composed of a plurality of disposed seal ring pieces, and a plurality of seal ring pieces attached to the seal case so as to be pressed against the rotational side seal ring and arranged adjacently in the circumferential direction. Wherein at least one of the rotating side seal ring and the stationary side seal ring has a first circumferential direction extending circumferentially on a sealing surface thereof. A groove is formed, and a first water supply hole for supplying water to the first circumferential groove is formed in the seal case and the stationary side seal ring. Than it is.

【0010】この構成にあっては、上記回転側シールリ
ングと上記静止側のシールリングとの少なくとも一方に
は、そのシール面に周方向に延在した第2の周方向溝が
上記第1の周方向溝よりも内周側に刻設され、上記シー
ルケースと上記静止側シールリングとには上記第2の周
方向溝に給水する第2の給水孔が穿孔され、上記シール
面には、上記第1の周方向溝から上記シールリングの外
周端に達する第1の放射方向溝と、上記第2の周方向溝
から上記シールリングの内周端に達する第2の放射方向
溝が夫々刻設されていることが望ましい。上記回転側シ
ールリングと上記静止側シールリングとのシール面に
は、上記第1の周方向溝よりも外周側及び上記第2の周
方向溝よりも内周側に夫々僅かな隙間が形成されている
ことが好ましい。
In this configuration, at least one of the rotating side seal ring and the stationary side seal ring is provided with a second circumferential groove extending in a circumferential direction on a sealing surface thereof. A second water supply hole is provided in the seal case and the stationary side seal ring, and is provided with a second water supply hole for supplying water to the second circumferential groove. A first radial groove extending from the first circumferential groove to an outer peripheral end of the seal ring and a second radial groove extending from the second circumferential groove to an inner peripheral end of the seal ring are respectively formed. It is desirable to be installed. On the sealing surface between the rotating side seal ring and the stationary side seal ring, small gaps are respectively formed on the outer peripheral side with respect to the first circumferential groove and on the inner peripheral side with respect to the second circumferential groove. Is preferred.

【0011】[0011]

【作用】本発明にあっては、水力機械の空転運転または
調相運転時には、給水用ハウジングは、給水用穴から回
転側及び静止側のシールリングのシール面に給水する。
これによって、回転側及び静止側のシールリングのシー
ル面は、潤滑及び冷却され、シール面の摩擦熱の発生が
充分に抑制され、シールリングの摩耗や割れや欠落など
を防止することができる。また、本発明にあっては、回
転軸の回転時に第1の周方向溝には第1の給水孔を介し
て給水される。この第1の周方向溝に供給された水は、
回転側及び静止側のシールリングのシール面を潤滑及び
冷却する。これによって、シール面の摩擦熱の発生が充
分に抑制され、シールリングの摩耗や割れや欠落などを
防止することができる。また、この冷却水をシールリン
グの内周側に流出させることによって、シールリングと
回転軸との間に堆積した土砂などの異物を排出すること
もできる。
According to the present invention, the water supply housing supplies water from the water supply holes to the sealing surfaces of the rotating and stationary seal rings during the idling operation or the phase adjustment operation of the hydraulic machine.
As a result, the sealing surfaces of the rotating side and stationary side sealing rings are lubricated and cooled, the generation of frictional heat on the sealing surfaces is sufficiently suppressed, and wear, cracks and missing of the sealing rings can be prevented. Further, in the present invention, water is supplied to the first circumferential groove through the first water supply hole when the rotation shaft rotates. The water supplied to the first circumferential groove is
Lubricate and cool the sealing surfaces of the rotating and stationary seal rings. As a result, the generation of frictional heat on the sealing surface is sufficiently suppressed, and wear, cracks, and missing of the seal ring can be prevented. Further, by discharging the cooling water to the inner peripheral side of the seal ring, foreign matters such as earth and sand accumulated between the seal ring and the rotating shaft can be discharged.

【0012】[0012]

【実施例】以下に本発明による軸封装置の実施例を図5
及び図6と同部分には同一符号を付して示した図1乃至
図4を参照して説明する。
FIG. 5 shows an embodiment of a shaft sealing device according to the present invention.
6 and FIG. 6 will be described with reference to FIGS.

【0013】図1及び図2は本発明の第1の実施例を示
したものである。図1及び図2において、ハウジング6
の内側にはリング状の給水用ハウジング27が設置さ
れ、この給水用ハウジング27の壁には周方向に沿って
給水用穴28が複数個穿孔されている。これらの給水用
穴28はシール面16a,19aに対向し、それとほぼ
同一高さに位置している。給水用ハウジング27には、
給水管29が接続されている。シールケース9には給水
孔30が穿孔され、この給水孔30はシールリング1
6、19と回転軸1との間の空間に給水する。
FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention. 1 and 2, the housing 6
Is provided with a ring-shaped water supply housing 27, and a plurality of water supply holes 28 are formed in the wall of the water supply housing 27 along the circumferential direction. These water supply holes 28 face the sealing surfaces 16a and 19a, and are located at substantially the same height. In the water supply housing 27,
A water supply pipe 29 is connected. A water supply hole 30 is formed in the seal case 9, and the water supply hole 30 is
Water is supplied to the space between 6, 19 and the rotating shaft 1.

【0014】次にこの実施例の作用を説明する。給水管
29は、水力機械の空転運転時または調相運転時に給水
用ハウジング27に給水し、これによって給水用穴28
は、空気中で回転しているシールリング16、19のシ
ール面16a,19aに冷却水を放出する。この冷却水
はシール面16a,19aを潤滑し冷却して、シール面
の摩擦熱の発生及び摩耗を抑制する。
Next, the operation of this embodiment will be described. The water supply pipe 29 supplies water to the water supply housing 27 at the time of idling operation or phase adjustment operation of the hydraulic machine, whereby the water supply hole 28 is provided.
Discharges cooling water to the sealing surfaces 16a, 19a of the sealing rings 16, 19 rotating in the air. The cooling water lubricates and cools the sealing surfaces 16a and 19a, thereby suppressing the generation and wear of frictional heat on the sealing surfaces.

【0015】シールケース9の給水孔30も、水力機械
の空転運転時または調相運転時にシールリング16、1
9と回転軸1との間の空間に冷却水を供給する。この空
間には一般に滞留水が存在し、この滞留水は回転軸1の
回転に伴い攪拌され温度が上昇し、シールリング16、
19を昇温させる。上記給水孔30からの冷却水は、上
記滞留水を冷却し、シールリング16、19の昇温を抑
制する。また、シールケース9の給水孔30は、水力機
械の通常運転時や空転運転時または調相運転時に、シー
ルリング16、19と回転軸1との間の空間に給水し、
この空間に堆積された土砂などの異物を排除する。な
お、給水用ハウジング27からの給水圧は、シールケー
ス9の給水孔30からの給水圧よりも大きく定められて
いる。
The water supply hole 30 of the seal case 9 is also provided with the seal rings 16, 1 during idling operation or phase adjustment operation of the hydraulic machine.
Cooling water is supplied to a space between the rotary shaft 9 and the rotating shaft 1. In this space, staying water is generally present, and the staying water is stirred by the rotation of the rotating shaft 1 and the temperature rises.
19 is heated. The cooling water from the water supply hole 30 cools the stagnant water and suppresses the temperature rise of the seal rings 16 and 19. The water supply hole 30 of the seal case 9 supplies water to the space between the seal rings 16, 19 and the rotating shaft 1 during normal operation, idle operation, or phase adjustment operation of the hydraulic machine,
Foreign matter such as earth and sand deposited in this space is eliminated. The water supply pressure from the water supply housing 27 is set to be larger than the water supply pressure from the water supply hole 30 of the seal case 9.

【0016】また、給水用ハウジング27の給水源及び
給水孔30の給水源は、水力機械の空転運転時または調
相運転時に使用されるランナシール給水系統から分岐し
た給水源を使用することができる。この場合には、必要
に応じて給水源と給水用ハウジング27及び給水孔30
との間に減圧弁など接続するとよい。図3及び図4は本
発明の第2の実施例を示したものである。図3及び図4
において、回転側及び静止側のシールリング16、19
にはそのシール面16a、19aに外周側の周方向溝3
1と内周側の周方向溝32とが夫々刻設されている。こ
の外周側の周方向溝31には放射方向溝33が接続さ
れ、この放射方向溝33は外周側の周方向溝31からシ
ールリング16、19の外周端まで延在している。同様
に、内周側の周方向溝32には放射方向溝34が接続さ
れ、この放射方向溝34は内周側の周方向溝32からシ
ールリング16、19の内周端まで延在している。
The water supply source of the water supply housing 27 and the water supply source of the water supply hole 30 can be a water supply source branched from a runner seal water supply system used during idling operation or phase adjustment operation of the hydraulic machine. . In this case, if necessary, a water supply source, a water supply housing 27 and a water supply hole 30 are provided.
It is preferable to connect a pressure reducing valve or the like between them. 3 and 4 show a second embodiment of the present invention. 3 and 4
, The rotating and stationary seal rings 16, 19
The circumferential surfaces 3a on the outer peripheral side are
1 and a circumferential groove 32 on the inner circumferential side are respectively carved. A radial groove 33 is connected to the outer circumferential groove 31, and the radial groove 33 extends from the outer circumferential groove 31 to the outer circumferential ends of the seal rings 16 and 19. Similarly, a radial groove 34 is connected to the inner circumferential groove 32, and the radial groove 34 extends from the inner circumferential groove 32 to the inner circumferential ends of the seal rings 16 and 19. I have.

【0017】シールケース9と静止側のシールリング1
9とには、給水孔35、36が夫々複数本穿孔され、こ
れらの給水孔35は外周側の周方向溝31に連通し、給
水孔36は内周側の周方向溝32に連通している。ま
た、シール面16a,19aには、外周側の周方向溝3
1からシール面の外周端まで、及び内周側の周方向溝3
2からシール面の内周端までに僅かな間隙δ4が形成さ
れている。
The seal case 9 and the stationary side seal ring 1
9, a plurality of water supply holes 35 and 36 are respectively formed, and these water supply holes 35 communicate with the circumferential groove 31 on the outer peripheral side, and the water supply hole 36 communicates with the circumferential groove 32 on the inner peripheral side. I have. The sealing surfaces 16a and 19a have circumferential grooves 3 on the outer circumferential side.
1 to the outer circumferential end of the sealing surface and the circumferential groove 3 on the inner circumferential side
A slight gap δ4 is formed from No. 2 to the inner peripheral end of the sealing surface.

【0018】その他の構成は上述の第1の実施例と同一
である。この実施例の作用は次の通りである。給水孔3
5、36は、水力機械の通常運転時や空転運転時や調相
運転時に、夫々外周側の周方向溝31及び内周側の周方
向溝32に冷却水を供給する。外周側の周方向溝31に
流入した冷却水は、シール面16a、19aを潤滑し冷
却して、放射方向溝33及び間隙δ4を通ってシール面
の外周端へ流出する。また、内周側の周方向溝32に流
入した冷却水は、シール面16a、19aを潤滑し冷却
して、放射方向溝34及び間隙δ4を通ってシール面の
内周端へ流出する。この内周端から流出した冷却水は、
シールリング16、19と回転軸1との間に滞留する滞
留水を冷却し、かつそこに堆積する土砂などの異物を排
出する。なお、外周側及び内周側の周方向溝31、32
へ冷却水を給水すると、シール面16a、19aの面圧
が低下する。この場合には、この冷却水の給水時に、図
9などに示したスプリング13を調整してシール面16
a、19aの面圧を一定に調整することができる。ま
た、これらの給水孔35、36の給水源は、第1の実施
例と同様にランナシール給水系統から分岐することがで
きる。この場合にも、必要に応じて減圧弁などを設置し
て、給水源の水圧を所定の値に減圧して給水孔35、3
6に供給することもできる。更に、放射方向溝33、3
4の代りに、回転側シールリング16の回転方向と逆方
向に傾斜した溝を刻設してもよく、これによって常に安
定した封水性能を得ることができる。
The other structure is the same as that of the first embodiment. The operation of this embodiment is as follows. Water supply hole 3
Reference numerals 5 and 36 supply the cooling water to the outer circumferential groove 31 and the inner circumferential groove 32, respectively, during normal operation, idle operation, and phase adjustment operation of the hydraulic machine. The cooling water flowing into the circumferential groove 31 on the outer circumferential side lubricates and cools the seal faces 16a and 19a, and flows out to the outer circumferential end of the seal face through the radial groove 33 and the gap δ4. The cooling water that has flowed into the circumferential groove 32 on the inner circumferential side lubricates and cools the seal faces 16a and 19a, and flows out to the inner circumferential end of the seal face through the radial groove 34 and the gap δ4. The cooling water flowing out from this inner peripheral end
The stagnant water staying between the seal rings 16 and 19 and the rotating shaft 1 is cooled, and foreign matters such as earth and sand deposited there are discharged. The circumferential grooves 31 and 32 on the outer peripheral side and the inner peripheral side are used.
When the cooling water is supplied to, the surface pressure of the sealing surfaces 16a and 19a decreases. In this case, when supplying the cooling water, the spring 13 shown in FIG.
a, the surface pressure of 19a can be adjusted to be constant. Further, the water supply sources of these water supply holes 35 and 36 can be branched from the runner seal water supply system as in the first embodiment. Also in this case, if necessary, a pressure reducing valve or the like is installed, and the water pressure of the water supply source is reduced to a predetermined value so that the water supply holes 35, 3
6 can also be supplied. Furthermore, the radial grooves 33, 3
Instead of 4, a groove inclined in the direction opposite to the rotation direction of the rotation side seal ring 16 may be carved, whereby stable water sealing performance can be always obtained.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、水力機械の空転運転ま
たは調相運転時には、給水用ハウジングは、給水用穴か
ら回転側及び静止側のシールリングのシール面に給水し
て、回転側及び静止側のシールリングのシール面を潤滑
及び冷却するため、シール面の摩擦熱の発生を充分に抑
制し、シールリングの摩耗や割れや欠落などを防止する
ことができる。
According to the present invention, during the idling operation or the phase adjustment operation of the hydraulic machine, the water supply housing supplies water from the water supply holes to the sealing surfaces of the seal rings on the rotating side and the stationary side, and the rotation side and the rotating side. Since the seal surface of the stationary seal ring is lubricated and cooled, the generation of frictional heat on the seal surface can be sufficiently suppressed, and wear, cracks and missing of the seal ring can be prevented.

【0020】また、本発明によれば、第1の給水孔を介
して第1の周方向溝に給水された冷却水が、回転側及び
静止側のシールリングのシール面を潤滑及び冷却するた
め、シール面の摩擦熱の発生を充分に抑制し、シールリ
ングの摩耗や割れや欠落などを防止することができる。
また、この冷却水をシールリングの内周側に流出させる
ことによって、シールリングと回転軸との間に堆積した
土砂などの異物を排出することもできる。
Further, according to the present invention, the cooling water supplied to the first circumferential groove through the first water supply hole lubricates and cools the sealing surfaces of the rotating and stationary seal rings. In addition, the generation of frictional heat on the sealing surface can be sufficiently suppressed, and wear, cracks, and missing of the seal ring can be prevented.
Further, by discharging the cooling water to the inner peripheral side of the seal ring, foreign matters such as earth and sand accumulated between the seal ring and the rotating shaft can be discharged.

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

【図1】本発明による軸封装置の第1の実施例を概略的
に示した断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a first embodiment of a shaft sealing device according to the present invention.

【図2】第1の実施例の要部を拡大して示した断面図。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a main part of the first embodiment.

【図3】本発明による軸封装置の第2の実施例を示した
断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a second embodiment of the shaft sealing device according to the present invention.

【図4】第2の実施例の回転側シールリングを拡大して
示した平面図。
FIG. 4 is an enlarged plan view showing a rotating side seal ring of a second embodiment.

【図5】従来の軸封装置を示した断面図。FIG. 5 is a sectional view showing a conventional shaft sealing device.

【図6】従来の軸封装置の回転側シールリング片を示し
た断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a rotating side seal ring piece of a conventional shaft sealing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転軸(主軸) 2 フランジ 6 ハウジング 9 シールケース 14 シールリング押え部材 16 回転側シールリング 17 シールリング押え部材 19 静止側シールリング 26 シールリングの段差部 27 給水用ハウジング 28 給水用穴 30 給水孔 31 第1の周方向溝(外周側の周方向溝) 35 給水孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotary shaft (spindle) 2 Flange 6 Housing 9 Seal case 14 Seal ring holding member 16 Rotating side seal ring 17 Seal ring holding member 19 Stationary side seal ring 26 Step part of seal ring 27 Water supply housing 28 Water supply hole 30 Water supply hole 31 first circumferential groove (outer circumferential groove) 35 water supply hole

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−163073(JP,A) 特開 平6−81761(JP,A) 特開 平5−79446(JP,A) 実開 平3−57566(JP,U) 実開 平3−89273(JP,U) 実開 平4−73660(JP,U) 実開 平6−18766(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16J 15/28 F03B 11/06 Continuation of the front page (56) References JP-A-63-163073 (JP, A) JP-A-6-81761 (JP, A) JP-A-5-79446 (JP, A) JP-A-3-57566 (JP) , U) Japanese Utility Model Application Hei 3-89273 (JP, U) Japanese Utility Model Application Hei 4-73660 (JP, U) Japanese Utility Model Application Hei 6-18766 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB Name) F16J 15/28 F03B 11/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】回転軸に突設されたフランジと、 上記フランジを取囲むように配置されたハウジングと、 上記ハウジング内に配置されたシールケースと、 上記フランジに取付けられ、周方向に隣接配置された複
数個のシールリング片から構成される回転側シールリン
グと、 上記回転側シールリングに圧接されるように上記シール
ケースに取付けられ、周方向に隣接配置された複数個の
シールリング片から構成される静止側シールリングとを
具備する水力機械の軸封装置において、 上記ハウジングの内側に設けられた給水用ハウジング
と、 上記回転側及び静止側のシールリングのシール面に対向
した位置の上記給水用ハウジングの壁面に周方向に沿っ
て形成された複数個の給水用穴と、 上記回転側及び静止側のシールリングと上記回転軸との
間の空間に給水する給水孔とを具備し、 上記給水用ハウジング及び上記給水孔は、上記水力機械
の空転運転または調相運転時に、上記給水用穴及び上記
給水孔から上記回転側及び静止側のシールリングのシー
ル面に給水することを特徴とする軸封装置。
1. A flange protruding from a rotating shaft, a housing arranged to surround the flange, a seal case arranged in the housing, and attached to the flange and arranged adjacently in a circumferential direction. A rotating-side seal ring composed of a plurality of seal ring pieces, and a plurality of seal ring pieces that are attached to the seal case so as to be pressed against the rotational-side seal ring and are arranged adjacently in the circumferential direction. A shaft sealing device for a hydraulic machine comprising a stationary seal ring configured as described above, wherein: a water supply housing provided inside the housing; and a water supply housing facing a sealing surface of the rotating side and stationary side seal rings. A plurality of water supply holes formed along a circumferential direction on a wall surface of the water supply housing; a plurality of water supply holes; A water supply hole for supplying water to a space between the water supply housing and the water supply hole, the idle side or the phase-adjustment operation of the hydraulic machine, the rotation side and the stationary side from the water supply hole and the water supply hole. A shaft seal device for supplying water to a seal surface of a seal ring.
【請求項2】回転軸に突設されたフランジと、 上記フランジを取囲むように配置されたハウジングと、 上記ハウジング内に配置されたシールケースと、 上記フランジに取付けられ、周方向に隣接配置された複
数個のシールリング片から構成される回転側シールリン
グと、 上記回転側シールリングに圧接されるように上記シール
ケースに取付けられ、周方向に隣接配置された複数個の
シールリング片から構成される静止側シールリングとを
具備する軸封装置において、 上記回転側シールリングと上記静止側シールリングとの
少なくとも一方には、そのシール面に周方向に延在した
第1の周方向溝及び当該第1の周方向溝から上記シール
面の外周端に達する第1の放射方向溝が刻設され、 上記回転側シールリングと上記静止側シールリングの少
なくとも一方には、そのシール面の上記第1の周方向溝
よりも内周側に延在した第2の周方向溝及び当該第2の
周方向溝から上記シール面の内周端に達する第2の放射
方向溝が刻設され、 上記シールケースと上記静止側シールリングとには上記
第1の周方向溝及び上記第2の周方向溝に給水する第1
の給水孔及び第2の給水孔が穿孔されていることを特徴
とする軸封装置。
2. A flange protruding from a rotating shaft, a housing disposed so as to surround the flange, a seal case disposed in the housing, and affixed to the flange and disposed adjacently in a circumferential direction. A rotating-side seal ring composed of a plurality of seal ring pieces, and a plurality of seal ring pieces that are attached to the seal case so as to be pressed against the rotational-side seal ring and are arranged adjacently in the circumferential direction. A shaft sealing device comprising a stationary seal ring configured as described above, wherein at least one of the rotating seal ring and the stationary seal ring has a first circumferential groove extending circumferentially on a sealing surface thereof. And a first radial groove extending from the first circumferential groove to the outer peripheral end of the seal surface is formed, and the first seal groove is formed between the rotating seal ring and the stationary seal ring. At least one of the second circumferential grooves extends on the inner circumferential side of the first circumferential groove of the seal surface and the inner circumferential end of the seal surface extends from the second circumferential groove. A second radial groove is formed, and the seal case and the stationary-side seal ring are supplied with water in the first circumferential groove and the second circumferential groove.
Wherein the water supply hole and the second water supply hole are perforated.
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