メカニカルシール用サーモサイフォンシステムとは

サーモサイフォン システムは、機械シールの適切な機能をサポートするために、機械業界で広く使用されています。これらのシステムは、自然対流を利用して、シール チャンバーとリザーバーの間でシール流体 (通常はオイル) を循環させます。

この記事では、サーモサイフォン システムの仕組みと、冷却、潤滑、圧力調整、漏れ防止などの主要な機能について詳しく説明します。また、サーモサイフォン システムを使用する利点と欠点、およびさまざまな業界での一般的な用途についても説明します。

メカニカルシール用サーモサイフォンシステムとは

サーモサイフォンシステムは、メカニカルシール専用に設計された冷却および潤滑システムです。通常はオイルなどの流体の自然対流循環を利用して、シールから熱を伝達します。 メカニカルシール 最適な動作条件を維持します。

このシステムは、冷却液を保持するリザーバーまたはタンク、熱交換器、およびメカニカルシールをリザーバーに接続する配管で構成されています。熱膨張と密度の違いの原理を利用して、ポンプを必要とせずに流体がシステム内を循環します。

サーモサイフォン システムでは、メカニカル シールからの高温の流体は密度が低いため上昇し、リザーバーからの低温の流体は下降して、連続循環ループを形成します。この循環により、メカニカル シールによって発生した熱が放散され、過熱やシールの潜在的な故障が防止されます。

サーモサイフォンシステムの機能

サーモサイフォン システムは、メカニカル シールの適切な動作を確保するためにいくつかの重要な機能を実行します。

冷却

サーモサイフォン システムの主な機能は、動作中にメカニカル シールによって発生する余分な熱を除去することです。流体が熱交換器を循環すると、熱が放散され、シール チャンバー内の温度が安定します。この冷却効果により、シール面やその他のコンポーネントへの熱による損傷が防止されます。

潤滑

サーモサイフォン システム内の循環流体は、メカニカル シール面の潤滑剤としても機能します。適切な潤滑により、回転面と固定面の間の摩擦と摩耗が軽減され、過度の熱発生や材料の劣化によるシールの故障のリスクが最小限に抑えられます。

圧力調整

サーモサイフォン システムは、シール チャンバー内の圧力を一定に保つのに役立ちます。温度変化により流体が膨張したり収縮したりしても、このシステムによって圧力が均等化され、シールが損傷したり漏れが生じたりする可能性のある過度の圧力上昇が防止されます。

漏れ防止

最適な温度、潤滑、圧力条件を維持することで、サーモサイフォンシステムはメカニカルシールからの漏れを防ぐのに役立ちます。漏れは次のような原因で発生する可能性があります。 シール面 損傷、不適切な設置、または悪条件の動作など、さまざまなリスクが伴います。サーモサイフォン システムは、シールが設計パラメータ内で動作するようにすることで、これらのリスクを軽減します。

サーモサイフォンシステムの仕組み

サーモサイフォン システムは、シール チャンバーと熱交換器の間で流体を循環させる自然対流の原理を利用しています。このシステムは、シール チャンバーに接続されたシール ポットと、シール ポットの上部にあるフィン チューブ熱交換器で構成されています。

メカニカルシールは動作中に熱を発生するため、シールチャンバー内の流体はこの熱を吸収して膨張します。加熱された流体は密度が低いため、シールチャンバーとシールポットを接続する配管を通って上昇します。シールポットに入った流体は、熱交換器につながる配管を通って上昇し続けます。

流体が熱交換器を通過すると、周囲の環境に熱が放出され、その過程で冷却されます。冷却された流体は密度が高まり、配管を通ってシール チャンバーに戻り、そこで再びメカニカル シールから熱を吸収します。この流体循環の連続サイクルにより、メカニカル シールの温度と潤滑状態が安定します。

サーモサイフォンシステムの利点

シンプルで信頼性が高い

メカニカルシール用のサーモサイフォンシステムは、設計と構造がシンプルなため、信頼性が非常に高くなります。可動部品や外部電源を必要としないため、故障の可能性が減り、メンテナンスの必要性が最小限に抑えられます。

効率的な冷却

サーモサイフォン システムは、メカニカル シールから熱を効率的に除去し、最適なパフォーマンスとシール寿命の延長を保証します。自然対流プロセスにより、シールから冷却液に熱が効果的に伝達され、安定した動作温度が維持されます。

コスト効率が良い

他の冷却および潤滑方法と比較して、サーモサイフォン システムはコスト効率に優れています。高価なコンポーネントや複雑な制御システムを必要としないため、多くの用途で経済的な選択肢となります。

環境にやさしい

サーモサイフォン システムでは通常、水やグリコール溶液などの無害で環境に優しい流体を使用します。これにより、環境汚染のリスクが軽減され、ますます厳しくなる規制に準拠できます。

サーモサイフォンシステムの欠点

限られた放熱能力

サーモサイフォン システムは、熱伝達を自然対流に依存しているため、放熱能力が制限される可能性があります。発熱率が高いアプリケーションでは、システムが適切な冷却を維持できず、シールが破損する可能性があります。

インストールに対する感度

サーモサイフォン システムのパフォーマンスは、適切な設置によって決まります。配管レイアウトが不適切、断熱が不十分、またはコンポーネントのサイズが不適切だと、システムの有効性に悪影響が及び、冷却効率が低下し、シールが損傷する可能性があります。

すべてのアプリケーションに適しているわけではありません

サーモサイフォン システムは、すべてのアプリケーション、特に高圧差や極端な温度範囲を伴うアプリケーションには適さない場合があります。このような場合、信頼性の高いメカニカル シール性能を確保するために、別の冷却および潤滑方法が必要になることがあります。

サーモサイフォンシステムの用途

パンプス

サーモサイフォンシステムは、ポンプのメカニカルシールの冷却と潤滑によく使用されます。特に、 遠心ポンプ 水、油、化学溶液などの液体を適度な温度と圧力で取り扱います。

コンプレッサー

コンプレッサー用途では、サーモサイフォン システムはメカニカル シールの適切な潤滑と冷却を維持するのに役立ちます。このシステムは、中程度の圧力と温度でガスを処理するロータリー スクリュー コンプレッサー、往復コンプレッサー、遠心コンプレッサーでよく使用されます。

ミキサーと撹拌機

サーモサイフォン システムは、信頼性の高いメカニカル シール性能を確保するためにミキサーや撹拌機で使用されます。さまざまな材料の混合やブレンドを伴う用途において、効果的な冷却と潤滑を提供し、シールの故障を防ぎ、機器の寿命を延ばします。

原子炉と圧力容器

反応器や圧力容器では、サーモサイフォン システムは適切な冷却と潤滑を提供することで、メカニカル シールの完全性を維持するのに役立ちます。特に、化学反応、高温プロセス、圧力に敏感な操作を伴うアプリケーションで役立ちます。