グランドパッキンは、鉱山用送風機や各種産業用送風機で広く用いられている伝統的な軸封方式です。パッキンボックス内に編組パッキンを充填し、グランド押さえで締め付けることで、回転軸との隙間を塞ぎ、内部の気体が外部へ漏れ出すことを防ぎます。構造が比較的単純で製作コストも低く、メンテナンスも現場で実施しやすいことから、特に中低温・中圧条件の鉱山用送風機や局所送風機で多く採用されています。粉じんや湿気を含む鉱山環境においても、適切な材質を選定すれば安定したシール性能を維持できる点がグランドパッキンの利点です。
グランドパッキンに使用される材質は、運転条件やガス成分に応じてさまざまです。一般的な空気や非腐食性ガスであれば、グラファイト入りの編組パッキンや耐熱繊維パッキンが用いられ、高温や軽度の腐食性ガスには膨張黒鉛や耐熱耐薬品性を備えたパッキンが選ばれます。鉱山用送風機では、粉じんの侵入が激しい場合、パッキン表面に潤滑性と密封性を兼ね備えた特殊処理が施された製品を採用することで、摩耗の抑制とシール性能の維持が期待できます。重要なのは、運転温度・圧力・軸周速度に適合したパッキンを選び、メーカー推奨の締め付け手順を守ることです。
グランドパッキン方式の軸封では、定期的な調整と交換がシール性能維持の鍵となります。運転中にパッキンが摩耗すると、徐々に漏れ量が増えていくため、グランドボルトを少しずつ均等に締め込み、適切な接触圧を保つ必要があります。締め付けすぎは摩擦発熱と軸表面損傷の原因となり、緩すぎると漏れが大きくなります。鉱山用送風機では、粉じんを含む空気がシール部周辺に堆積しやすいため、定期清掃とあわせてボルトの状態やパッキンの摩耗具合を確認し、計画的な交換を行うことが重要です。交換作業自体は構造が単純なため現場でも実施しやすく、予備パッキンを常備することで突発的な漏れにも迅速に対応できます。
グランドパッキンはメカニカルシールに比べて漏れ量がやや多く、摩擦損失も大きい一方で、導入コストと保守コストを抑えやすいという特徴があります。鉱山用送風機では、ガスの危険性や運転条件に応じて、グランドパッキンとメカニカルシールを適切に使い分けることが実務的です。例えば、主扇や高温・高圧用途には高性能なシール方式を採用し、一般的な局所送風機や補助設備にはグランドパッキンを用いるといった選択が考えられます。グランドパッキンの特性を理解し、適切な材質選定と定期保守を徹底することで、鉱山換気設備においてコストと信頼性のバランスを取った軸封管理を実現することができます。
