軸封装置

こちらでは、軸封装置についてわかりやすく解説しています。撹拌装置全体のクオリティに大きな影響を与える重要な装置ですので、理解を深めておくことが大切です。また、軸封方式4種類をピックアップし、それぞれ紹介していきます。

軸封装置とは

回転中の撹拌軸から、液やガスが漏れ出てしまうのを防ぐために用いられる装置のことを、軸封装置といいます。総称してシールと呼ばれることもあります。撹拌装置の性能や安全性、コストパフォーマンスなどに直結する役割を担う装置です。

日常的なメンテナンス業務についても考慮しつつ、ニーズに合う軸封方式・材料を選定するようにしましょう。適した製作・据付精度を確保することも重要です。

軸封方式の種類

軸封方式には、次のような種類があります。それぞれの特徴をみていきましょう。

シングルメカニカルシール

1組の摺動面で流体をシールする方式です。広く使用されています。

ダブルメカニカルシール

2個のメカニカルシールがそれぞれ反対方向を向いています。2個の中間に、シールしようとする流体の圧力を上回る圧力の外部注入液を注入して使います。有毒液や摺動面によって固化しやすい液を扱うとき、あるいは高真空でシール部よりも空気を吸い込んでしまうリスクがあるときなどに採用される軸封方式です。

グランドパッキン

スタッフィングボックス内にあるパッキンを、パッキン押さえを用いて締め付けると、軸表面を押し付ける力が生じます。その力で内部の流体をシールする仕組みになっています。

オイルシール

回転軸に接触して摺動する運動シールのひとつです。そのため、接触摺動面は、シール性および潤滑性が両立している状態でなくてはなりません。

メカニカルシールで漏れが起こる原因

漏れが生じたときに、問題となっている原因をできるだけ正しく想定することで、講じるべき対策を検討しやすくなります。

急に漏れが発生した

ずっと順調に運転していたにもかかわらず、次の日になって突発的な漏洩が起こった場合などは、摺動面の損傷、あるいはベローズのパンクなどがおもな原因として考えられます。摺動面の損傷は、過大な圧力や冷却不足、熱衝撃、空運転などによって生じやすくなります。また、ベローズのパンクは、過大トルクや振動、摺動面の固着などが原因になっているおそれがあります。

寿命が安定しない

メカニカルシールが数か月間しかもたないこともあるかと思えば、数年間にわたって使い続けられることもあるなど、寿命が安定しない場合があります。あまりに寿命が短い場合は、摺動面への付着物や摺動面の局所当たり、部品の摩耗、パッキンの固着などの問題が原因となっている可能性が高いです。

交換直後で液が漏れる

交換から間もないときに、ポタポタと漏れが起こってしまう場合に考えられる原因は、空運転や締切運転、吸込不良による負圧、軸移動などです。

微量の漏れが発生

微量漏れの発生は、摺動面からの漏れであるケースが多いです。また、摺動面がなじんでくると、続いていた微量漏れが急に止むこともあります。

シーラントの缶内漏れ

シーラントの缶内漏れ、いわゆる「コンタミ」は、ダブルメカニカルシールを使っている場合、発生を完全に防いで「コンタミレス」の状態にするのは難しいです。

粉漏れが起こる

粉体機器のほとんどは、グランドパッキンやオイルシールといったような簡易的なシールを採用しています。これらの簡易的なシールだと、粉漏れの発生を制御するのは困難です。粉じん爆発が生じるリスクを高めることにもつながるため、注意が必要です。

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