[发明专利]机械密封件

说明书

技术领域

本发明涉及例如在火力发电厂的锅炉供水泵或冷凝泵等的热水泵和热油泵等中使用的密封对象液体为高温的轴封装置。

背景技术

作为在火力发电厂的锅炉供水泵或冷凝泵等的热水泵和热油泵等中使用的轴封装置，以往，例如使用图3所示的轴封装置。

图3所示的基于现有技术的轴封装置作为接触式机械密封件，具有内装形式(对要从滑动面的外周向内周方向漏出的流体进行密封的形式)的形态，旋转侧密封要素52和静止侧密封要素55通过沿轴向对该静止侧密封要素55施力的弹簧56，在彼此相对端面之间密接滑动，该旋转侧密封要素52隔着套筒51以能够与旋转轴50一体旋转的状态设置在对机内侧的泵叶轮(未图示)进行驱动的该旋转轴50侧，该静止侧密封要素55以非旋转状态且能够轴向移动的状态设置在固定于泵的壳体53的密封罩54上。即，该接触式机械密封件在旋转侧密封要素52和静止侧密封要素55彼此的滑动部S中，防止机内侧(泵内)的高温高压液体从旋转轴50的外周向机外侧流出。

然而，这种接触式机械密封件在用作锅炉供水泵或冷凝泵等的热水泵和热油泵等的轴封单元的情况下，由于密封对象液体为高温高压，因此，由于压力而导致结构部件变形，并且，由于在滑动部S中产生的热或高温的密封对象液体，导致结构部件热变形或材质劣化，密封性能可能不稳定。因此，以往构成为，从机内侧流入并充满机械密封件的外周侧空间57的密封对象液体的一部分，通过形成于套筒51且与旋转轴50一体旋转的局部叶轮58，从密封罩54的密封流体出口59经由冲洗配管60送到冷却器61，在这里进行冷却后，经由冲洗配管62和密封罩54的密封流体入口63回流到所述空间57，通过这种密封对象液体的循环，对机械密封件进行冷却(以下称为“现有技术1”。例如参照专利文献1。)。

然而，在上述现有技术1中存在以下的问题点。

(1)为了对机械密封件进行冷却，需要冲洗配管、冷却器以及冷却器用的大量冷却水。

(2)需要抽吸环，伴随于此，安装空间和消耗动力增大。如果装配抽吸环，则密封箱内周与轴的挤压部的长度无法取得较长，所以，内置于密封箱内的水冷套的冷却效果不充分。

(3)机械密封件是内装/平衡形式的单密封，所以，需要在套筒外周装配旋转侧密封要素，机械密封件的尺寸增大套筒的壁厚的量。机械密封件的尺寸增大时，滑动面的周速度加快，滑动面的负荷增大。并且，发热部分即滑动面位于密封箱内，无法期待基于大气的空冷效果。

(4)机械密封件的密封端面宽度超过2.5mm，滑动发热大，所以，为了去除发热，冲洗不可或缺，还需要较大冲洗流量，所以，需要抽吸环的高流量(Q)-扬程(H)性能。

(5)为了进行机械密封件的冷却，有时向滑动部S的大气侧(图3的情况下为滑动部S的内侧)供给水来进行阻封(quenching)，但是，由于高温而使阻封水蒸发，水中的漂白粉析出，机械密封件固定而泄漏。

并且，公知有如下技术：机械密封件构造是静止形式/外装/平衡形式、即机械密封件装配在密封箱外的外装配形式，在轴环直接装配在旋转轴上、旋转环装配在轴环外周的无套筒的机械密封件中，装配冲洗设备(以下称为“现有技术2”。例如参照专利文献2。)。

但是，在现有技术2中也存在如下问题：为了对机械密封件进行冷却，需要冲洗配管、冷却器以及冷却器用的大量冷却水。

专利文献1：日本特开2002-98237号公报

专利文献2：日本再表2006-022378号公报

发明内容

本发明的目的在于，例如在火力发电厂的锅炉供水泵或冷凝泵等的热水泵和热油泵等中使用的密封对象液体为高温的机械密封件中，通过采用将密封要素装配在密封箱外、并在密封箱内设置冷却单元的结构，从而提供无冲洗且无冷却器的机械密封件。

为了实现上述目的，本发明的机械密封件，装配于在壳体与旋转轴之间形成的轴封部上，对壳体与旋转轴之间进行密封，该机械密封件的第1特征在于，该机械密封件采用对要从滑动面的内周向外周方向漏出的被密封流体进行密封的外装形式，以位于密封箱外的方式设置旋转侧密封要素和静止侧密封要素，将内置有弹簧的静止侧密封要素装配在固定于壳体的密封罩上，将旋转侧密封要素装配在直接装配于旋转轴的轴环上，由旋转侧密封要素和轴环等构成的旋转侧以在机外侧环境中旋转的方式进行配置，将静止侧密封要素的滑动面的轴向的投影面积A1与承受作为轴向的移动力而作用于静止侧密封要素的密封流体压力的轴向的投影面积A2的平衡比A2/A1设定为1以下，在壳体内周与旋转轴外周之间设置环状的冷却套。