轴密封结构及一次冷却材料循环泵的制作方法

本发明涉及例如在原子能发电设备中防止一次冷却材料从使一次冷却材料相对于原子反应堆内进行循环的泵泄漏的轴密封结构及适用轴密封结构的一次冷却材料循环泵。

背景技术：

原子能发电设备构成为在原子反应堆收纳容器的内部收纳有原子反应堆及蒸汽发生器，原子反应堆与蒸汽发生器经由冷却材料配管进行连结，在该冷却材料配管设有一次冷却材料循环泵。一次冷却材料循环泵在主轴的周围沿着轴向设有多组密封件。该多组密封件在一次冷却材料循环泵工作时，使主轴在密封外壳之中旋转的同时对泵外壳的内部与密封外壳的外部之间进行密封。

另外，在原子能发电设备中，假定在全厂断电(sbo：stationblackout)时，在通常运转时为70℃左右的一次冷却材料的温度上升至大约300℃。此时，大约300℃且大约16mpa的一次冷却材料到达密封件。该密封件对于该程度的温度、压力在长时间范围内充分具有耐久性，但谋求进一步的安全性的提高。

作为一次冷却材料循环泵的轴密封结构，例如具有专利文献1所述的被动停止密封装置。该装置包含密封环、活塞、锁定/解锁单元及弹性单元。密封环被分割为，具有在与主轴的外周面之间被允许泄漏流的非起动位置及止住泄漏流的起动位置。活塞用于使密封环位于各位置。锁定/解锁单元是由可溶性的材料制作的环，在自身的温度低于阈值温度时在密封环为非起动位置的位置处锁定活塞，另一方面，在自身的温度超过阈值温度时释放活塞的位置。弹性单元在活塞被释放时移动活塞，以使密封环位于起动位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2015-507195号公报

在上述的专利文献1所述的装置中，从高温的一次冷却材料向锁定/解锁单元传递的热量未必沿环的圆周方向同样地传递。因此，锁定/解锁单元锁定活塞的机械强度在圆周方向上无法同样地降低，担心一部分的活塞没有被释放，密封环相对于主轴的外周面无法在圆周方向上同样地紧贴。其结果是，有可能残留泄漏流路。另外，在上述的专利文献1所记载的装置中构成为，活塞与密封环彼此以倒角后的壁接触，由此将密封环按压于主轴的外周面，但在锁定/解锁单元的机械强度降低而无法克服弹性单元的弹力时，在彼此的倒角后的壁的接触中，必须产生可靠且顺畅的相对变化。

另外，在上述的专利文献1所记载的装置中，密封环为聚醚醚酮(polyetheretherketone，以下称为peek)树脂，当成为高温时软化。因此为了将密封环向半径方向内侧压入，需要在高温时不使锁定/解锁单元熔化而是留在所设置的位置。假设在锁定/解锁单元没有留在所设置的位置而是自此熔化的情况下，被活塞挤压的密封环变形而朝向设置有锁定/解锁单元的位置沿远离主轴的外周面的方向进入，可能无法向密封环传递朝向半径方向内侧的力。在上述的专利文献1所记载的装置中，锁定/解锁单元在超过阈值温度时使机械强度降低，因此预料到使用流动性高的材料，但当流动性高时存在上述的流出风险，因此预料到在密封环、活塞、泵壳体之间尽量不设置间隙。因此，在全场断电时从一次冷却材料向锁定/解锁单元传递的热量未必沿锁定/解锁单元的环的圆周方向同样地传递，锁定/解锁单元在圆周方向上产生温度差。其结果是，锁定活塞的机械强度在圆周方向上无法同样地降低，一部分的活塞未被释放，担心密封环相对于主轴的外周面在圆周方向上无法同样地紧贴。

技术实现要素：

本发明用于解决上述的课题，其目的在于，提供能够可靠且顺畅地工作的轴密封结构及一次冷却材料循环泵。

本发明的一方式所涉及的轴密封结构是旋转轴的轴密封结构，所述轴密封结构具备：密封环，形成为周向的一部分被分割的环状，通过向半径方向内侧缩径，使分割部分相抵接而沿周向连续，并且以能够沿着所述旋转轴的周向与外周面接触的方式设置；按压部件，以能够在将所述密封环向半径方向内侧按压的按压位置与从该按压位置退避的退避位置之间移动的方式设置；弹性部件，通过弹力将所述按压部件朝着所述按压位置进行施力；支撑部件，克服所述弹性部件的弹力而将所述按压部件支撑于所述退避位置，另一方面，在预定温度以上时允许所述按压部件向按压位置移动；及连通部，将所述旋转轴的外周部与所述支撑部件的外周部之间连通。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述连通部以贯通所述按压部件的方式设置。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述连通部以沿半径方向贯通所述密封环的方式设置。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述支撑部件在表面形成有凹凸部。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述支撑部件在表面形成有凹凸部，在所述密封环及所述按压部件中的至少一方的表面形成有与所述支撑部件的所述凹凸部啮合的凹凸部。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述支撑部件通过将在预定温度以上时软化的树脂材料与具有导热性的导热性材料混合而形成。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述支撑部件被分割成在预定温度以上时软化的软化部和具有导热性的导热部而形成，所述软化部与所述导热部沿着所述按压部件的移动方向设置。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述支撑部件被分割成在预定温度以上时软化的软化部和具有导热性的导热部而形成，所述软化部与所述导热部在与所述按压部件的移动方向交叉的方向上排列设置。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述支撑部件具有沿移动方向抵抗并支撑退避位置的所述按压部件、且在预定温度以上时软化的板状部件，所述板状部件由在所述按压部件的移动方向上延伸的多个切槽沿周向进行分割而形成。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述支撑部件设有初期不规则部，所述初期不规则部使由所述多个切槽分割而成的各板片产生能够允许所述按压部件向按压位置移动的压曲。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述支撑部件形成有贯通孔。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述支撑部件以夹有在预定温度以上时熔化的熔化部的方式通过克服所述弹性部件的弹力的拉伸力而将所述按压部件支撑于所述退避位置。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述支撑部件具有压曲部件，所述压曲部件以通过与所述按压部件沿周向相对移动而允许所述按压部件向按压位置移动的方式设置，在所述按压部件的退避位置限制所述支撑部件与所述按压部件沿周向相对移动，另一方面，在预定温度以上时压曲而允许所述支撑部件与所述按压部件沿周向相对移动。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述支撑部件具有：爪状部件，支撑退避位置的所述按压部件，并在预定温度以上时软化；及初期不规则部，使所述爪状部件产生能够允许所述按压部件向按压位置移动的压曲。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述轴密封结构具有推出部，所述推出部伴随着所述按压部件的移动而支援所述爪状部件的压曲。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述支撑部件具有：爪状部件，支撑退避位置的所述按压部件，并在预定温度以上时软化；及膨胀部件，通过在预定温度以上时热膨胀而使所述爪状部件变形，允许所述按压部件向按压位置移动。

本发明的一方式所涉及的轴密封结构是旋转轴的轴密封结构，所述轴密封结构具备：密封环，形成为周向的一部分被分割的环状，通过向半径方向内侧缩径，使分割部分相抵接而沿周向连续，并且以能够沿着所述旋转轴的周向与外周面接触的方式设置；按压部件，以能够在将所述密封环向半径方向内侧按压的按压位置与从该按压位置退避的退避位置之间移动的方式设置；弹性部件，通过弹力将所述按压部件朝着所述按压位置进行施力；支撑部件，克服所述弹性部件的弹力而将所述按压部件支撑于所述退避位置，另一方面，在预定压力以上时允许所述按压部件向按压位置移动；及连通部，将所述旋转轴的外周部与所述支撑部件的外周部之间连通。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述支撑部件形成有中空部。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述密封环及所述按压部件为了使向按压位置移动的所述按压部件按压所述密封环而具有彼此接触并相对滑动的各滑动接触面，并对各所述滑动接触面实施减小摩擦阻力的表面处理。

本发明的一方式所涉及的轴密封结构是旋转轴的轴密封结构，所述轴密封结构具备：密封环，形成为周向的一部分被分割的环状，通过向半径方向内侧缩径，使分割部分相抵接而沿周向连续，并且以能够沿着所述旋转轴的周向与外周面接触的方式设置；及热收缩环，在所述密封环的半径方向外侧沿着周向设置，在预定温度以上时向半径方向内侧收缩。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述轴密封结构还具备连通部，所述连通部将所述旋转轴的外周部与所述热收缩环的外周部之间连通。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述轴密封结构具备密封外壳，所述密封外壳设于所述旋转轴的周围、并设有收容所述密封环及所述热收缩环的环状的凹部，所述连通部形成于密封外壳。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述连通部以沿半径方向贯通所述密封环的方式设置。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述密封环还具备嵌合部，所述嵌合部维持与所述旋转轴分离的状态及与所述旋转轴接触的状态。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，在所述热收缩环的半径方向外侧，沿周向还具备导热环。

另外，在本发明的一方式所涉及的轴密封结构中，优选的是，所述密封环含有具有导热性的导热性材料。

本发明的一方式所涉及的一次冷却材料循环泵具备所述轴密封结构。

发明效果

根据本发明，能够使预定温度以上的一次冷却材料经由连通部到达支撑部件的外周部，能够向支撑部件的周向整体同样地传递温度。其结果是，能够使支撑部件在周向上同样地压曲，能够使按压部件在周向上同样地向按压位置移动，使密封环在周向上同样地与旋转轴接触。

附图说明

图1是适用本发明的实施方式所涉及的一次冷却材料循环泵的原子能设备的概要结构图。

图2是本发明的实施方式所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封部的概要结构图。

图3是本发明的实施方式所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封部的局部剖视图。

图4是本发明的实施方式1所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

图6是本发明的实施方式2所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大立体图。

图7是本发明的实施方式3所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大立体图。

图8是本发明的实施方式3所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大立体图。

图9是本发明的实施方式5所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。

图10是表示本发明的实施方式5所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

图11是本发明的实施方式6所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。

图12是表示本发明的实施方式6所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

图13是本发明的实施方式7所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大立体图。

图14是表示本发明的实施方式7所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的概要图。

图15是本发明的实施方式8所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。

图16是本发明的实施方式8所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。

图17是本发明的实施方式9所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。

图18是表示本发明的实施方式9所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

图19是本发明的实施方式10所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。

图20是本发明的实施方式10所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大立体图。

图21是表示本发明的实施方式10所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

图22是本发明的实施方式11所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。

图23是本发明的实施方式11所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大俯视图。

图24是表示本发明的实施方式11所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

图25是本发明的实施方式12所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。

图26是本发明的实施方式12所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大俯视图。

图27是表示本发明的实施方式12所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

图28是本发明的实施方式13所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。

图29是本发明的实施方式15所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。

图30是本发明的实施方式15所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。

图31是表示本发明的实施方式15所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

图32是表示本发明的实施方式15所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

图33是本发明的实施方式15所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大俯视图。

图34是本发明的实施方式15所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大侧视图。

图35是表示本发明的实施方式15所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

附图标记说明

1：密封环1a：倾斜面1b：接触面1c：上表面：1d：外表面1e：分割环1f：凹凸部2：按压部件2a：倾斜面2b：上表面2c：外表面2d：孔部2e：凹凸部2f：切口2g：突起部2h：推出部3：弹性部件4：支撑部件4a：凹凸部4b：凹凸部4c：凹凸部4a：软化部4b：导热部4c：板状部件4ca：切槽4cb：板片4cc：环片4cd：初期不规则部4d：贯通孔4e：线绳4f：可溶部4h：筒状主体4ha：突起部4hb：切槽4hc：倾斜面4i：筒状主体4ia：爪状部件4ib：初期不规则部4j：筒状主体4ja：爪状部件4k：中空部5：连通部6：止动件7：膨胀部件11：原子反应堆收纳容器12：加压水型原子反应堆13：蒸汽发生器14、15：配管16：加压器17：一次冷却材料循环泵17a：旋转轴17aa：外周面17b：密封外壳17ba：凹部17baa：间隙17bb：固定孔17bc：固定孔17c：第一密封件17ca：旋转环17cb：静止环17d：第二密封件17da：旋转环17db：静止环17e：第三密封件17ea：旋转环17eb：静止环18：蒸汽配管19：冷凝水配管22、23：构成部件22a、23a：内周面25：连结部件27、28：o型环101：密封环101a：分割部101b：接触面101c：上表面101d：下表面101e：外表面101f：贯通孔102：热收缩环102a：内表面102b：外表面103a、103b：槽104：嵌合部104a：嵌合棒104aa：嵌合突起104b：嵌合孔104ba：嵌合凹部105：导热环s1：间隙s2：间隔

具体实施方式

以下，基于附图对本发明所涉及的实施方式进行详细说明。此外，并非通过该实施方式来限定本发明。另外，在下述实施方式中的构成要素中，包含本领域技术人员能够置换且容易的构成要素、或者实际上相同的构成要素。

图1是适用本实施方式所涉及的一次冷却材料循环泵的原子能设备的概要结构图。

在图1所示的原子能设备中，原子反应堆是如下的加压水型原子反应堆(pwr：pressurizedwaterreactor)：将轻水用作原子反应堆冷却材料及中子减速材料，并设为在反应堆活性区整体范围内不沸腾的高温高压水，将该高温高压水送至蒸汽发生器而通过换热来产生蒸汽，并将该蒸汽向涡轮发电机输送而进行发电。

在该原子能设备中，如图1所示，原子反应堆收纳容器11在内部收纳有加压水型原子反应堆12及蒸汽发生器13。加压水型原子反应堆12与蒸汽发生器13经由配管14、15进行连结。配管14设有加压器16。配管15设有一次冷却材料循环泵17。因而，在加压水型原子反应堆12中，通过构成反应堆活性区的燃料将轻水作为一次冷却材料进行加热，高温的轻水在通过加压器16维持为预定的高压的状态下穿过配管14向蒸汽发生器13输送。在该蒸汽发生器13中，在高温高压的轻水(一次冷却材料)与二次冷却材料之间进行换热，被冷却后的轻水在一次冷却材料循环泵17的作用下穿过配管15返回到加压水型原子反应堆12。

蒸汽发生器13经由蒸汽配管18而与未图示的蒸汽涡轮连结。另外，蒸汽发生器13连结有供驱动蒸汽涡轮之后被冷却的二次冷却材料的冷凝水返回的冷凝水配管19。因而，在蒸汽发生器13，与高温高压的一次冷却材料进行换热而生成的二次冷却材料的蒸汽穿过蒸汽配管18向蒸汽涡轮输送，通过该蒸汽而驱动蒸汽涡轮进行发电。并且，驱动蒸汽涡轮后的蒸汽在冷凝器中被冷却而成为冷凝水，穿过冷凝水配管19而返回到蒸汽发生器13。

图2是本实施方式所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封部的概要结构图。图3是本实施方式所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封部的局部剖视图。

如图2所示，一次冷却材料循环泵17以旋转轴17a沿上下方向延伸的方式设置，在图中虽未明示，但在旋转轴(主轴)17a的下端部设有叶轮而在下部配置泵部，在上端部连接马达而在上部配置驱动部。一次冷却材料循环泵17的轴密封部构成为，配置于泵部与驱动部之间，在旋转轴17a与覆盖该旋转轴17a的外周的密封外壳17b之间沿着旋转轴17a的延伸方向从下侧朝向上侧依次配置有第一密封件17c、第二密封件17d、第三密封件17e。上述第一密封件17c、第二密封件17d、第三密封件17e分别具有伴随着由马达的驱动引起的旋转轴17a的旋转而旋转的旋转环17ca、17da、17ea及设于密封外壳17b侧的静止环17cb、17db、17eb，通过旋转环17ca、17da、17ea的旋转而发挥功能。本实施方式的轴密封结构设于在图2中由单点划线围成的部分、即第一密封件17c与第二密封件17d之间的密封外壳17b，在全场断电(sbo)时，在第一密封件17c与第二密封件17d之间防止旋转轴17a的外周部中的一次冷却材料(流体)的泄漏，提高各密封件的安全性及可靠性。

另外，如图3所示，设有本实施方式的轴密封结构的密封外壳17b设置于未图示的泵外壳的内侧，多个构成部件22、23、24构成为由连结部件25及o型环27、28组合为一体。构成部件22、23、24呈圆筒形状，在旋转轴17a的周围沿着轴向配置，在其间配置有o型环27、28。o型环27、28抑制构成部件22、23、24间的泄漏。密封外壳17b(构成部件22、23)在其内周面22a、23a与旋转轴17a的外周面17aa之间设定有沿着半径方向的预定间隙s1。预定间隙s1用于在泵通常运转时维持第一密封件17c、第二密封件17d、第三密封件17e的功能。

此外，轴向是指旋转轴17a延伸的方向。另外，半径方向是指与旋转轴17a的轴向正交的方向，将靠近旋转轴17a的方向称作半径方向内侧，将远离旋转轴17a的方向称作半径方向外侧。另外，周向是指绕旋转轴17a的方向。

【实施方式1】

图4是实施方式1所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。图5是表示实施方式1所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

如图4所示，实施方式1的轴密封结构配置于密封外壳17b中的构成部件23的半径方向内侧，且与旋转轴17a的外周面17aa相向。此外，在图中虽未明示，但实施方式1的轴密封结构也可以配置于密封外壳17b中的构成部件22的半径方向内侧，且与旋转轴17a的外周面17aa相向。

实施方式1的轴密封结构具备密封环1、按压部件2、弹性部件3、支撑部件4及连通部5。上述结构的轴密封结构形成为在密封外壳17b中的构成部件23的内周面23a(或者构成部件22的内周面22a)向半径方向外侧凹陷，并且配置于沿周向连续形成的凹部17ba。

密封环1以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状。密封环1的周向的一部分被分割，在轴向上观察时，形成为c字形。密封环1通过向半径方向内侧缩径，使分割部分抵接而沿周向连续，并且以能够沿着旋转轴17a的周向与外周面17aa接触的方式设置。

如图4所示，密封环1的剖面形状形成为四边形状的一边倾斜且剩余的三边呈直角配置的梯形。密封环1的倾斜的倾斜面1a从半径方向内侧至半径方向外侧朝轴向上侧倾斜而朝着半径方向外侧及轴向下侧沿着周向呈圆弧状配置。另外，密封环1的与倾斜面1a相邻而朝向半径方向内侧的面沿着轴向及周向形成为圆弧状，构成为与旋转轴17a的外周面17aa相向而能够接触的接触面1b。另外，密封环1的与倾斜面1a相反而朝向轴向上侧的面沿着半径方向形成为平坦状，构成为能够与密封外壳17b的凹部17ba的上表面(在此为构成部件22的下表面)接触的上表面1c。另外，密封环1的与接触面1b相反而朝向半径方向外侧的面沿着轴向及周向形成为圆弧状，构成为朝向密封外壳17b的凹部17ba的里侧的外表面1d。

密封环1期望具有耐腐蚀性、与旋转轴17a接触时的紧贴面的密封性、温度上升时的耐热性、压力上升时的耐压性及强度。另外，密封环1有可能与旋转中的旋转轴17a的外周面17aa接触，因此期望低摩擦系数等。密封环1例如由peek树脂、由玻璃或者碳纤维填充的peek合成材料、聚合物材料制作。另外，密封环1例如由不锈钢等金属材料制作。此外，密封环1也可以对金属材料的表面实施软质材料的涂布(例如镀银、合成树脂涂布、橡胶烧结等)。另外，密封环1也可以并非通过涂布，而是将同样的软质材料插入于金属材料。由此，能够提高密封环1与旋转轴17a、密封外壳17b接触时的紧贴性。

优选为，密封环1本身具有弹力，以向分割部分相互分离的方向、即径向外侧扩径的方式被施力，由此构成为使接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa分离。

按压部件2以在密封外壳17b的凹部17ba的内部能够沿轴向(上下方向)移动的方式设置。按压部件2可以以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状，也可以沿着周向配置于多处位置。在配置于多处位置的情况下，优选为，按压部件2至少配置于三处，在周向上配置为等间隔，且各自被支撑为能够在密封外壳17b的凹部17ba的内部沿轴向(上下方向)进行移动。

如图4所示，按压部件2的剖面形状形成为四边形状的一边倾斜、剩余的三边配置成直角的梯形。按压部件2配置为，倾斜的倾斜面2a从半径方向内侧至半径方向外侧朝轴向上侧倾斜而朝向半径方向内侧及轴向上侧。另外，按压部件2的与倾斜面1a相邻而朝向轴向上侧的面构成为沿着半径方向形成为平坦状的上表面2b。另外，按压部件2的与上表面2b相邻而朝向半径方向外侧的面构成为沿着轴向及周向形成为圆弧状、且与密封外壳17b的凹部17ba的里侧面接触的外表面2c。此外，密封外壳17b的凹部17ba的里侧面与按压部件2的外表面2c同样形状地沿着轴向及周向形成为圆弧状。因而，按压部件2的外表面2c与密封外壳17b的凹部17ba的里侧面接触，并且被引导为能够沿轴向(上下方向)进行移动。另外，按压部件2在与上表面2b相反地朝向轴向下侧的面上形成有向下侧开口的孔部2d。

优选为，使按压部件2具有耐腐蚀性、温度上升时的耐热性、压力上升时的耐压性及强度，例如由不锈钢等金属材料制作。

弹性部件3形成为压缩弹簧。具体来说，弹性部件3形成为压缩螺旋弹簧、板簧。弹性部件3收容于按压部件2的孔部2d，在密封外壳17b的凹部17ba的下表面与按压部件2之间通过弹力以使按压部件2朝轴向上侧移动的方式被施力。此外，弹性部件3也可以形成为拉伸弹簧。

在此，按压部件2的倾斜面2a与密封环1的倾斜面1a形成为相同形状。因而，在通过弹性部件3的弹力使按压部件2移动到轴向上侧的情况下，如图5所示，密封环1被向轴向上侧及半径方向内侧按压。密封环1的上表面1c与密封外壳17b的凹部17ba的上表面接触，因此向半径方向内侧移动。因此，密封环1向半径方向内侧缩径。向半径方向内侧缩径的密封环1的分割部分相互抵接而沿周向连续。与此同时，密封环1的接触面1b沿着旋转轴17a的周向而与外周面17aa接触。这样状态下的密封环1封闭密封外壳17b(构成部件23)的内周面23a与旋转轴17a的外周面17aa之间的预定间隙s1，在旋转轴17a与密封外壳17b之间将旋转轴17a的轴向上下分隔。其结果是，抑制一次冷却材料在间隙s1中的流动，阻止一次冷却材料的泄漏。并且，将图5所示那样的、使密封环1缩径而使接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa接触的按压部件2的移动位置称作按压位置。另一方面，将图4所示那样的、使密封环1扩径而以使接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa分离的方式使按压部件2从按压位置退避后的移动位置称作退避位置。并且，当设置为密封环1的接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa分离时，确保了密封外壳17b(构成部件23)的内周面23a与旋转轴17a的外周面17aa之间的预定间隙s1。

支撑部件4克服弹性部件3的弹力而将按压部件2支撑于退避位置。另外，支撑部件4在预定温度以上时允许按压部件2向按压位置移动。支撑部件4在不足预先设定的预定温度的情况下能够维持该形状而确保机械强度。支撑部件4配置于密封外壳17b的凹部17ba的内部、且由按压部件2的上表面2b及密封环1的外表面1d划分的空间。支撑部件4可以以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状，也可以分割环状的一部分而形成。在图4中，支撑部件4呈矩形的剖面形状，但不限定于该形状。支撑部件4在不足预定温度且确保机械强度的情况下被夹在按压部件2的上表面2b与凹部17ba的上表面之间，由此克服弹性部件3的弹力而阻止按压部件2向轴向上侧移动。因此，按压部件2被支撑于退避位置。因而，密封环1以接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa分离的方式配置。

支撑部件4在预定温度以上时压曲而降低机械强度。预定温度是考虑了原子能设备中的全场断电时的一次冷却材料的温度而决定的。例如，在加压水型原子反应堆(pwr)12中，假定在泵通常运转时为70℃～100℃的一次冷却材料的温度在全场断电时上升至大约300℃。因此，期望将预定温度设为大约150℃以上、优选设定为150℃～200℃。在成为预定温度的大约150℃以上时压曲的支撑部件4的材料为树脂材料，例如期望使用peek树脂(玻化温度为140℃～170℃)、聚碳酸酯树脂(玻化温度为130℃～160℃左右)、聚砜树脂系(玻化温度为170℃～200℃左右)、聚醚砜树脂系(玻化温度为200℃～230℃左右)等。另外，压曲是指支撑部件4无法承受弹性部件3的弹力而软化变形的动作，可以是全部变形，也可以是一部分变形。另外，支撑部件4虽然在预定温度以上时发生变形，但期望不发生熔融。支撑部件4因压曲而损害机械强度，由此无法承受弹性部件3的弹力，允许按压部件2向按压位置移动。因而，将密封环1以接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa接触的方式配置。

连通部5将旋转轴17a的外周面17aa与支撑部件4的外周部之间连通。如图4所示，连通部5被设为沿半径方向及轴向贯通按压部件2，将旋转轴17a的外周面17aa与密封外壳17b的凹部17ba的内部连通。另外，如图4所示，连通部5被设为沿半径方向贯通密封环1的接触面1b与外表面1d，将旋转轴17a的外周面17aa与密封外壳17b的凹部17ba的内部连通。连通部5被设于按压部件2及密封环1中的至少一方。

在实施方式1的轴密封结构中，在一次冷却材料循环泵17的通常运转时，由于一次冷却材料的温度比预定温度低，因此，如图4所示，支撑部件4的机械强度得到确保，将按压部件2支撑于退避位置。密封环1以接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa分离的方式配置，密封外壳17b(构成部件23)的内周面23a与旋转轴17a的外周面17aa之间的预定间隙s1得到确保。因此，如图4中实线的箭头所示，一次冷却材料能够在预定间隙s1中从轴向下侧向轴向上侧流动，一次冷却材料循环泵17的第一密封件17c、第二密封件17d、第三密封件17e发挥功能，能够使旋转轴17a顺畅地旋转。

另一方面，在全场断电时，由于一次冷却材料循环泵17的运转停止，因此一次冷却材料不循环而无法进行冷却，由此该一次冷却材料的温度上升，不久后成为预定温度以上。并且，如图5中虚线的箭头所示，预定温度以上的一次冷却材料经由连通部5从旋转轴17a的外周面17aa到达支撑部件4的外周部。支撑部件4的外周部暴露于预定温度以上的一次冷却材料，使其软化并变形，无法维持其形状而发生压曲。于是，按压部件2向按压位置移动，密封环1发生缩径而使接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa接触。因此，密封环1与旋转轴17a的间隙中的一次冷却材料的流动受到抑制，能够抑制一次冷却材料从第一密封件17c向第二密封件17d泄漏。其结果是，能够抑制一次冷却材料循环泵17中的第二密封件17d及第三密封件17e的高温化，能够提高安全性及可靠性。此外，在图5中，支撑部件4变形而发生压曲，但省略了其形态。在图5中，支撑部件4存在于密封外壳17b的凹部17ba的内部、且由按压部件2的上表面2b及密封环1的外表面1d划分的空间。

这样，实施方式1的轴密封结构具备将旋转轴17a的外周面17aa与支撑部件4的外周部之间连通的连通部5。因此，能够使预定温度以上的一次冷却材料经由连通部5到达支撑部件4的外周部，能够向支撑部件4的周向整体同样地传递温度。其结果是，能够使支撑部件4在周向上同样地压曲，使按压部件2在周向上同样地向按压位置移动，使密封环1在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式1的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

此外，密封环1在接触面1b及上表面1c连续的肩部以构成接触面1b及上表面1c的一部分的方式一体地设有被称作反突出环的分割环1e。例外的是，在一次冷却材料成为使密封环1的机械性质劣化那样的高温度的状况时，分割环1e确保与旋转轴17a的外周面17aa的接触，能够确保一次冷却材料的流动的抑制。

【实施方式2】

图6是实施方式2所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大立体图。

在实施方式2的轴密封结构中，相对于上述的实施方式1的轴密封结构，支撑部件4的结构不同。

如图6所示，支撑部件4可以以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状，也可以在环状中分割一部分来形成。如图6所示，该支撑部件4在表面形成有凹凸部4a。凹凸部4a可以通过在支撑部件4的表面排列设置多个凹部(切口)来形成，也可以通过在支撑部件4的表面排列设置多个凸部(翅片)来形成。图6所示的凹凸部4a通过将凸部或者凹部沿轴向连续设置而沿着轴向形成。在图中虽未明示，但凹凸部4a也可以通过将凸部或者凹部沿周向连续设置而沿着周向形成。或者，在图中虽未明示，但凹凸部4a也可以通过将凸部或者凹部沿螺旋方向(合成轴向及周向而成的方向)连续设置而沿着螺旋方向形成。或者，在图中虽未明示，但凹凸部4a也可以通过组合上述的方式来形成。另外，在图6中，示出了凹凸部4a的凸部或者凹部通过凸设或者凹设为矩形来设置的方式，但是凸部或者凹部也可以通过凸设或者凹设为圆弧状来设置。另外，在图6中，凹凸部4a的凸部或者凹部呈线状连续而形成，但也可以是作为突起局部地设于支撑部件4的表面的凸部、作为凹痕局部地设于支撑部件4的表面的凹部。另外，在图6中，凹凸部4a设于环状的支撑部件4的半径方向外侧的表面，但也可以设于半径方向外侧的表面、半径方向内侧的表面、轴向上侧的表面及轴向下侧的表面中的至少一者。此外，凹凸部4a被设计为，在一次冷却材料循环泵17的通常运转时，能够确保克服弹性部件3的弹力而将按压部件2支撑于退避位置的机械强度。

在实施方式2的轴密封结构中，如图6所示，支撑部件4在表面形成有凹凸部4a。因此，通过凹凸部4a在支撑部件4中增大与一次冷却材料接触的接触面积，能够促进支撑部件4中的热量的传递。其结果是，能够使支撑部件4在周向上同样地压曲，使按压部件2在周向上同样地向按压位置移动，使密封环1在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式2的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

此外，实施方式2的轴密封结构期望具有上述的实施方式1的轴密封结构中的连通部5，但也可以设为不具有连通部5、而具有上述的凹凸部4a的支撑部件4的结构。

【实施方式3】

图7是实施方式3所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大立体图。图8是实施方式3所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大立体图。

在实施方式3的轴密封结构中，相对于上述的实施方式1的轴密封结构，如图7所示，密封环1及支撑部件4的结构不同。另外，在实施方式3的轴密封结构中，相对于上述的实施方式1的轴密封结构，如图8所示，按压部件2及支撑部件4的结构不同。

如图7所示，支撑部件4可以以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状，也可以在环状中分割一部分来形成。如图7所示，该支撑部件4在半径方向内侧的表面形成有凹凸部4b。凹凸部4b可以通过在支撑部件4的表面排列设置多个凹部(切口)来形成，也可以通过在支撑部件4的表面排列设置多个凸部(翅片)来形成。图7所示的凹凸部4b通过将凸部或者凹部沿轴向连续设置而沿着轴向形成。在图中虽未明示，但凹凸部4b也可以通过将凸部或者凹部沿周向连续设置而沿着周向形成。或者，在图中虽未明示，但凹凸部4b也可以通过将凸部或者凹部沿螺旋方向(合成轴向及周向而成的方向)连续设置而沿着螺旋方向形成。或者，在图中虽未明示，但凹凸部4b也可以通过组合上述的方式来形成。另外，在图7中示出了凹凸部4b通过将凸部或者凹部凸设或者凹设为矩形来设置的方式，但也可以通过将凸部或者凹部凸设或者凹设为圆弧状来设置。另外，在图7中，凹凸部4b的凸部或者凹部呈线状连续形成，但也可以作为突起而局部地设置于支撑部件4的表面的凸部、作为凹痕而局部地设置于支撑部件4的表面的凹部。此外，凹凸部4a被设计为，在一次冷却材料循环泵17的通常运转时，能够确保克服弹性部件3的弹力而将按压部件2支撑于退避位置的机械强度。

并且，如图7所示，密封环1在与支撑部件4的表面相向的外表面1d形成有与支撑部件4的凹凸部4b啮合的凹凸部1f。密封环1的凹凸部1f的形状以支撑部件4的凹凸部4b的形状为基准。

如图7所示，实施方式3的轴密封结构在支撑部件4的表面形成凹凸部4b，在密封环1的表面形成有与支撑部件4的凹凸部4b啮合的凹凸部1f。因此，利用凹凸部4b在支撑部件4中增大与一次冷却材料接触的接触面积，能够促进支撑部件4中的热量的传递。并且，通过凹凸部4b与凹凸部1f的啮合能够促进热量经由密封环1向支撑部件4的传递。其结果是，能够使支撑部件4在周向上同样地压曲，能够使按压部件2在周向上同样地向按压位置移动，使密封环1在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式3的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

此外，支撑部件4的凹凸部4b及密封环1的凹凸部1f伴随着使密封环1到达按压位置的按压部件2向轴向上侧的移动而彼此按压，因此出于使密封环1的移动顺畅进行的考虑，如图7所示，期望支撑部件4的凹凸部4b及密封环1的凹凸部1f沿着轴向连续形成。

如图8所示，支撑部件4可以以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状，也可以在环状中分割一部分来形成。如图8所示，该支撑部件4在轴向下侧的表面形成有凹凸部4c。凹凸部4c可以通过在支撑部件4的表面排列设置多个凹部(切口)来形成，也可以通过在支撑部件4的表面排列设置多个凸部(翅片)来形成。图8所示的凹凸部4c通过将凸部或者凹部沿半径方向连续设置而沿着半径方向形成。在图中虽未明示，但凹凸部4c也可以通过将凸部或者凹部沿周向连续设置而沿着周向形成。或者，在图中虽未明示，但凹凸部4c也可以通过将凸部或者凹部沿涡旋方向(合成半径方向及周向而成的方向)连续设置而沿着涡旋方向形成。或者，在图中虽未明示，但凹凸部4c也可以通过组合上述的方式来形成。另外，在图8中，示出了凹凸部4c的凸部或者凹部通过凸设或者凹设成矩形来设置的方式，但凸部或者凹部也可以通过凸设或者凹设成圆弧状来设置。另外，在图8中，凹凸部4c的凸部或者凹部呈线状连续形成，但也可以是作为突起局部地设于支撑部件4的表面的凸部、作为凹痕局部地设于支撑部件4的表面的凹部。此外，凹凸部4c被设计为，在一次冷却材料循环泵17的通常运转时，能够确保克服弹性部件3的弹力而将按压部件2支撑于退避位置的机械强度。

并且，如图8所示，按压部件2在与支撑部件4的轴向下侧的表面相向的上表面2b形成有与支撑部件4的凹凸部4c啮合的凹凸部2e。按压部件2的凹凸部2e的形状以支撑部件4的凹凸部4c的形状为基准。此外，如图8所示，按压部件2可以呈环状，也可以沿着周向配置于多个位置。

另一方面，如图8所示，实施方式3的轴密封结构在支撑部件4的表面形成凹凸部4c，在按压部件2的表面形成有与支撑部件4的凹凸部4c啮合的凹凸部2e。因此，通过凹凸部4c，在支撑部件4中与一次冷却材料接触的接触面积增大，能够促进支撑部件4中的热量的传递。并且，通过凹凸部4c与凹凸部2e的啮合，能够促进热量经由按压部件2向支撑部件4的传递。其结果是，能够使支撑部件4在周向上同样地压曲，能够使按压部件2在周向上同样地向按压位置移动，使密封环1在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式3的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

此外，实施方式3的轴密封结构也可以组合图7所示的支撑部件4及密封环1的结构与图8所示的支撑部件4及按压部件2的结构。

此外，优选的是，实施方式3的轴密封结构具有上述的实施方式1的轴密封结构中的连通部5，但也可以不具有连通部5而设为上述的具有凹凸部4b、4c的支撑部件4的结构、具有凹凸部1f的密封环1的结构、具有凹凸部2e的按压部件2的结构。

【实施方式4】

在实施方式4的轴密封结构中，相对于上述的实施方式1的轴密封结构，支撑部件4的结构不同。

支撑部件4通过将在预定温度以上时软化的树脂材料与具有导热性的导热性材料混合而形成。

树脂材料软化的预定温度通过考虑原子能设备中的全场断电时的一次冷却材料的温度来决定。例如，在加压水型原子反应堆(pwr)12中，假定在泵通常运转时处于70℃～100℃的一次冷却材料的温度在全场断电时上升至大约300℃。因此，期望将预定温度设定为大约150℃以上、优选为150℃～200℃。作为在成为预定温度的大约150℃以上软化的树脂材料，例如期望使用peek树脂(玻化温度140℃～170℃)、聚碳酸酯树脂(玻化温度130℃～160℃左右)、聚砜树脂系(玻化温度170℃～200℃左右)、聚醚砜树脂系(玻化温度200℃～230℃左右)等。

导热性材料具有合成材料、填料。作为合成材料，例如期望使用碳纤维强化树脂(cfrp：carbonfiberreinforcedplastic)、玻璃纤维强化树脂(gfrp：glassfiberreinforcedplastic)等。作为填料，期望使用氧化铝(al2o3)、氮化铝(aln)、氮化硼(bn)等。

支撑部件4的形状能够使用上述或者后述的各实施方式中的形状。

关于实施方式4的轴密封结构，支撑部件4通过将在预定温度以上时软化的树脂材料与具有导热性的导热性材料混合而形成。因此，仅通过在预定温度以上时软化的树脂材料，将0.5w/m·k左右的导热率改善为数w/m·k～数十w/m·k，能够提高支撑部件4中的热量的传递。其结果是，能够使支撑部件4在周向上同样地压曲，能够使按压部件2在周向上同样地向按压位置移动，使密封环1在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式4的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

并且，关于实施方式4的轴密封结构，支撑部件4通过将在预定温度以上时软化的树脂材料与具有导热性的导热性材料混合而形成，因此通过导热性材料能够提高机械强度，能够使支撑部件4薄壁化，能够提高导热性能而以较少的输入热量来软化。

此外，优选的是，实施方式4的轴密封结构具有上述的实施方式1的轴密封结构中的连通部5，但也可以不具有连通部5而设为上述的支撑部件4的结构。

【实施方式5】

图9是实施方式5所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。图10是表示实施方式5所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

在实施方式5的轴密封结构中，相对于上述的实施方式1的轴密封结构，支撑部件4的结构不同。

如图9所示，支撑部件4分割成软化部4a与导热部4b而形成。

软化部4a可以以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状，也可以通过分割环状的一部分来形成。软化部4a在预定温度以上时软化。软化部4a由在预定温度以上时软化的树脂材料形成。软化部4a软化的预定温度通过考虑原子能设备中的全场断电时的一次冷却材料的温度来决定。例如，在加压水型原子反应堆(pwr)12中，假定在泵通常运转时处于70℃～100℃的一次冷却材料的温度在全场断电时上升至大约300℃。因此，期望将预定温度设定为大约150℃以上、优选为150℃～200℃。作为在成为预定温度的大约150℃以上时软化的树脂材料，例如期望使用peek树脂(玻化温度140℃～170℃)、聚碳酸酯树脂(玻化温度130℃～160℃左右)、聚砜树脂系(玻化温度170℃～200℃左右)、聚醚砜树脂系(玻化温度200℃～230℃左右)等。

导热部4b可以以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状，也可以通过分割环状的一部分来形成。导热部4b由铜、铝合金等金属材料构成。另外，导热部4b由碳纤维强化树脂(cfrp：carbonfiberreinforcedplastic)、玻璃纤维强化树脂(gfrp：glassfiberreinforcedplastic)等合成材料构成。

并且，如图9所示，支撑部件4的上述的软化部4a与导热部4b沿着作为按压部件2的移动方向的轴向进行设置。在图9中，软化部4a被设为在轴向上侧能够与密封外壳17b的凹部17ba的上表面接触，导热部4b被设为在轴向下侧能够与按压部件2的上表面2b接触。关于软化部4a与导热部4b的配置，不限于上述，也可以使轴向的配置相反。另外，软化部4a与导热部4b的数量不限于各一个，也可以是至少一方为多个，并沿轴向交替配置。

实施方式5的轴密封结构通过将支撑部件4分割为在预定温度以上时软化的软化部4a与具有导热性的导热部4b来形成，将软化部4a与导热部4b沿着按压部件2的移动方向(轴向)设置。因此，由于利用导热部4b提高导热性，因此能够提高支撑部件4(软化部4a)中的热量的传递。其结果是，能够使支撑部件4(软化部4a)在周向上同样地压曲，能够使按压部件2在周向上同样地向按压位置移动，使密封环1在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式5的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

此外，实施方式5的轴密封结构的支撑部件4的导热部4b在预定温度以上时也难以软化。因此，如图10所示，在全场断电时，在按压部件2向按压位置移动而使密封环1缩径并使接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa接触的形态下，导热部4b存在于密封外壳17b的凹部17ba的内部、且由按压部件2的上表面2b及密封环1的外表面1d划分的空间。将导热部4b设为在该状态下不会干扰按压部件2按压密封环1的工作那样的大小、形状。

此外，支撑部件4的软化部4a与导热部4b也可以形成为通过凹凸等彼此嵌合。因此，在将按压部件2支撑于退避位置时，通过软化部4a与导热部4b的相互的嵌合能够确保支撑力。

此外，优选的是，实施方式5的轴密封结构具有上述的实施方式1的轴密封结构中的连通部5，但也可以不具有连通部5而设为上述的支撑部件4的结构。

【实施方式6】

图11是实施方式6所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。图12是表示实施方式6所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

在实施方式6的轴密封结构中，相对于上述的实施方式1的轴密封结构，支撑部件4的结构不同。

如图11所示，支撑部件4分割成软化部4a与导热部4b而形成。

软化部4a可以以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状，也可以通过分割环状的一部分来形成。软化部4a在预定温度以上时软化。软化部4a由在预定温度以上时软化的树脂材料形成。软化部4a软化的预定温度通过考虑原子能设备中的全场断电时的一次冷却材料的温度来决定。例如，在加压水型原子反应堆(pwr)12中，假定在泵通常运转时处于70℃～100℃的一次冷却材料的温度在全场断电时上升至大约300℃。因此，期望将预定温度设定为大约150℃以上、优选为150℃～200℃。作为在成为预定温度的大约150℃以上时软化的树脂材料，例如期望使用peek树脂(玻化温度140～170℃)、聚碳酸酯树脂(玻化温度130℃～160℃左右)、聚砜树脂系(玻化温度170℃～200℃左右)、聚醚砜树脂系(玻化温度200℃～230℃左右)等。

导热部4b可以以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状，也可以通过分割环状的一部分来形成。导热部4b由铜、铝合金等金属材料构成。另外，导热部4b由碳纤维强化树脂(cfrp：carbonfiberreinforcedplastic)、玻璃纤维强化树脂(gfrp：glassfiberreinforcedplastic)等合成材料构成。

并且，如图11所示，支撑部件4的上述的软化部4a与导热部4b沿着与按压部件2的移动方向交叉的半径方向进行设置。在图11中，软化部4a设于半径方向外侧，导热部4b设于半径方向内侧。关于软化部4a与导热部4b的配置，不限于上述，也可以使半径方向的配置相反。软化部4a在不足预定温度而确保有机械强度的情况下，夹在按压部件2的上表面2b与凹部17ba的上表面之间，由此克服弹性部件3的弹力而阻止按压部件2向轴向上侧移动。因此，按压部件2被支撑于退避位置。因而，密封环1以使接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa分离的方式配置。导热部4b被设为与软化部4a在半径方向上相邻，不参与按压部件2的支撑。

实施方式5的轴密封结构通过将支撑部件4分割为在预定温度以上时软化的软化部4a与具有导热性的导热部4b来形成，将软化部4a和导热部4b沿着与按压部件2的移动方向交叉的半径方向进行设置。因此，由于通过导热部4b来提高导热性，因此能够提高支撑部件4(软化部4a)中的热量的传递。并且，由于预定温度以上的一次冷却材料侵入于软化部4a与导热部4b之间，因此能够提高软化部4a中的热量的传递。其结果是，能够使支撑部件4(软化部4a)在周向上同样地压曲，能够使按压部件2在周向上同样地向按压位置移动，使密封环1在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式6的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

此外，实施方式6的轴密封结构的支撑部件4的导热部4b在预定温度以上时也不易软化。因此，如图12所示，在全场断电时，在按压部件2向按压位置移动而使密封环1缩径并使接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa接触的形态下，导热部4b存在于密封外壳17b的凹部17ba的内部、且由按压部件2的上表面2b及密封环1的外表面1d划分的空间。将导热部4b设为在该状态下不会干扰按压部件2按压密封环1的工作那样的大小、形状。

此外，优选的是，实施方式6的轴密封结构具有上述的实施方式1的轴密封结构中的连通部5，但也可以不具有连通部5而设为上述的支撑部件4的结构。

【实施方式7】

图13是实施方式7所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。图14是表示实施方式7所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的概要图。

在实施方式7的轴密封结构中，相对于上述的实施方式1的轴密封结构，支撑部件4的结构不同。

如图13所示，支撑部件4以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状。如图13所示，支撑部件4形成为沿成为按压部件2的移动方向的轴向延伸的筒状的板状部件4c，通过在周向的板状部件4c上形成沿轴向延伸的多个切槽4ca而分割形成为多个细柱状的板片4cb。分割出的各板片4cb通过将切槽4ca形成至轴向的中途而通过环状的环片4cc在周向上连结。支撑部件4在不足预定温度时确保机械强度，另一方面，在预定温度以上时软化。支撑部件4由在预定温度以上时软化的树脂材料形成。支撑部件4软化的预定温度通过考虑原子能设备中的全场断电时的一次冷却材料的温度来决定。例如，在加压水型原子反应堆(pwr)12中，假定在泵通常运转时处于70℃～100℃的一次冷却材料的温度在全场断电时上升至大约300℃。因此，期望将预定温度设定为大约150℃以上、优选为150℃～200℃。作为在成为预定温度的大约150℃以上时软化的树脂材料，例如期望使用peek树脂(玻化温度140℃～170℃)、聚碳酸酯树脂(玻化温度130℃～160℃左右)、聚砜树脂系(玻化温度170℃～200℃左右)、聚醚砜树脂系(玻化温度200℃～230℃左右)等。

并且，在实施方式7的轴密封结构中，在一次冷却材料循环泵17的通常运转时，由于一次冷却材料的温度比预定温度低，因此支撑部件4在不足预定温度时确保机械强度。该情况下，通过将各板片4cb夹在按压部件2的上表面2b与凹部17ba的上表面之间，克服弹性部件3的弹力而顶住并阻止按压部件2向轴向上侧移动。因此，支撑部件4通过各板片4cb将按压部件2支撑于退避位置。密封环1以接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa分离的方式配置，确保密封外壳17b(构成部件23)的内周面23a与旋转轴17a的外周面17aa之间的预定间隙s1。因此，如图4中实线的箭头所示，一次冷却材料能够在预定间隙s1中从轴向下侧向轴向上侧流动，一次冷却材料循环泵17的第一密封件17c、第二密封件17d、第三密封件17e发挥功能，能够使旋转轴17a顺畅地旋转。

另一方面，在全场断电时，一次冷却材料循环泵17的运转停止，因此不使一次冷却材料循环而不进行冷却，因此该一次冷却材料的温度上升，不久后成为预定温度以上。支撑部件4的外周部暴露于预定温度以上的一次冷却材料，各板片4cb软化变形，无法维持其形状而进行压曲。于是，如图5所示，按压部件2向按压位置移动，密封环1缩径而使接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa接触。因此，能够抑制一次冷却材料在密封环1与旋转轴17a的间隙中流动，抑制一次冷却材料从第一密封件17c向第二密封件17d的泄漏。其结果是，能够抑制一次冷却材料循环泵17中的第二密封件17d及第三密封件17e的高温化，能够提高安全性及可靠性。

这样，实施方式7的轴密封结构在支撑部件4中，具有沿移动方向抵抗并支撑退避位置的按压部件2且在预定温度以上时软化的板状部件4c，板状部件4c被在按压部件2的移动方向上延伸的多个切槽4ca沿周向分割而形成。这样，通过利用切槽4ca将在预定温度以上时软化的板状部件4c分割成多个板片4cb，促进在预定温度以上时软化。其结果是，能够使支撑部件4(各板片4cb)在周向上同样地压曲，能够使按压部件2在周向上同样地向按压位置移动，使密封环1在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式7的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

并且，支撑部件4被分割成多个板片4cb，由此当一个板片4cb压曲时，像多米诺骨牌那样使其它的板片4cb压曲，因此能够在周向上同样地压曲。

此外，各板片4cb设为利用切槽4ca分割筒状的板状部件4c的结构，但不限于此，也可以是由切槽4ca分割而成的平坦的板片4cb。若采用平坦的板片4cb，则与分割筒状的板状部件4c而成的圆弧状的板片4cb相比较而能够构成为容易压曲。

另外，在实施方式7的轴密封结构中，支撑部件4设有使各板片4cb产生能够允许按压部件2向按压位置移动的压曲的初期不规则部4cd。具体来说，如图14的(a)所示，在一次冷却材料循环泵17的通常运转时，在产生压曲的部分(在图中为轴向的中央部分)预先作为初期不规则部4cd而形成压曲部。或者，将产生压曲的部分(在图中为轴向的中央部分)预先作为初期不规则部4cd形成为薄壁。这样，通过设置初期不规则部4cd，在成为预定温度以上时能够以初期不规则部4cd为起点而更可靠地产生压曲。因而，根据实施方式7的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

此外，优选的是，实施方式7的轴密封结构具有上述的实施方式1的轴密封结构中的连通部5，但也可以不具有连通部5而设为上述的支撑部件4的结构。

【实施方式8】

图15是实施方式8所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。图16是实施方式8所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。

在实施方式8的轴密封结构中，相对于上述的实施方式1的轴密封结构，支撑部件4的结构不同。

如图15及图16所示，支撑部件4可以以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状，也可以通过分割环状的一部分来形成。如图15及图16所示，支撑部件4形成有贯通孔4d。贯通孔4d形成为，在图15中沿半径方向贯通支撑部件4，在图16中沿轴向贯通支撑部件4。

实施方式8的轴密封结构在支撑部件4形成有贯通孔4d。因此，通过贯通孔4d来提高导热性，因此能够提高支撑部件4中的热量的传递。其结果是，能够使支撑部件4在周向上同样地压曲，能够使按压部件2在周向上同样地向按压位置移动，使密封环1在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式8的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

此外，如图15所示，在贯通孔4d沿半径方向贯通支撑部件4的情况下，优选的是，将在实施方式1中连通密封环1的半径方向的连通部5形成为与贯通孔4d相互连通。因此，能够使预定温度以上的一次冷却材料经由连通部5及贯通孔4d到达支撑部件4的外周部及内部，能够向支撑部件4的周向整体同样地传递温度。

此外，优选的是，实施方式8的轴密封结构具有上述的实施方式1的轴密封结构中的连通部5，但也可以不具有连通部5而设为上述的支撑部件4的结构。

【实施方式9】

图17是实施方式9所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。图18是表示实施方式9所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

在实施方式9的轴密封结构中，相对于上述的实施方式1的轴密封结构，支撑部件4的结构不同。

如图17所示，支撑部件4通过克服弹性部件3的弹力的拉伸力而将按压部件2支撑于退避位置。弹性部件3形成为压缩弹簧，收容于按压部件2的轴向下侧、且按压部件2的孔部2d，在密封外壳17b的凹部17ba的下表面与按压部件2之间通过弹力以使按压部件2向轴向上侧移动的方式施力。

支撑部件4与弹性部件3同样地配置于按压部件2的轴向下侧。支撑部件4具有线绳4e与可溶部4f。

线绳4e构成为分割成两个，各自的一端固定于按压部件2的轴向下侧、且孔部2d的上表面及密封外壳17b的凹部17ba的下表面，各自的另一端在轴向上相向配置。

可溶部4f将分割开的各线绳4e的另一端彼此连接。可溶部4f由在预定温度以上时熔化的树脂材料形成。可溶部4f熔化的预定温度通过考虑原子能设备中的全场断电时的一次冷却材料的温度来决定。例如，在加压水型原子反应堆(pwr)12中，假定在泵通常运转时处于70℃～100℃的一次冷却材料的温度在全场断电时上升至大约300℃。因此，优选的是，将预定温度设定为大约150℃以上，优选为150℃～200℃。作为在成为预定温度的大约150℃以上时软化的树脂材料，例如期望使用peek树脂(玻化温度140℃～170℃)、聚碳酸酯树脂(玻化温度130℃～160℃左右)、聚砜树脂系(玻化温度170℃～200℃左右)、聚醚砜树脂系(玻化温度200℃～230℃左右)等。因而，可溶部4f在不足预定温度时将分割开的各线绳4e的另一端彼此连接，另一方面，在预定温度以上时熔化并断裂，断开各线绳4e的另一端彼此的连接。

并且，支撑部件4与形成为压缩弹簧的弹性部件3同样地收容于按压部件2的轴向下侧、且按压部件2的孔部2d，在密封外壳17b的凹部17ba的下表面与按压部件2之间通过克服弹力的拉伸力而将按压部件2支撑于退避位置。该支撑部件4设于周向的多个位置而在多处支撑按压部件2。

并且，在实施方式9的轴密封结构中，在一次冷却材料循环泵17的通常运转时，由于一次冷却材料的温度低于预定温度，因此支撑部件4在不足预定温度时处于利用可溶部4f将分割开的各线绳4e的另一端彼此连接的形态，确保了机械强度。在该情况下，支撑部件4通过克服弹性部件3的弹力的拉伸力而将按压部件2支撑于退避位置。密封环1以接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa分离的方式配置，确保密封外壳17b(构成部件23)的内周面23a与旋转轴17a的外周面17aa之间的预定间隙s1。因此，如图17中实线的箭头所示的那样，能够使一次冷却材料在预定间隙s1中从轴向下侧向轴向上侧流动，一次冷却材料循环泵17的第一密封件17c、第二密封件17d、第三密封件17e发挥功能，能够使旋转轴17a顺畅地旋转。

另一方面，在全场断电时，一次冷却材料循环泵17的运转停止，因此一次冷却材料不循环而不进行冷却，因此该一次冷却材料的温度上升，不久后成为预定温度以上。支撑部件4暴露于预定温度以上的一次冷却材料，可溶部4f熔化而使机械强度降低，因此在弹性部件3的弹力的作用下断裂，断开各线绳4e的另一端彼此的连接。于是，如图18所示，按压部件2向按压位置移动，密封环1缩径而使接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa接触。因此，能够抑制一次冷却材料在密封环1与旋转轴17a的间隙中流动，抑制一次冷却材料从第一密封件17c向第二密封件17d的泄漏。其结果是，能够抑制一次冷却材料循环泵17中的第二密封件17d及第三密封件17e的高温化，能够提高安全性及可靠性。

这样，实施方式9的轴密封结构在支撑部件4中，以夹有在预定温度以上时熔化的可溶部4f的形态通过克服弹性部件3的弹力的拉伸力而将按压部件2支撑于退避位置。因此，由于可溶部4f在弹性部件3的弹力的作用下断裂，因此能够通过弹性部件3的弹力使支撑按压部件2的机械强度降低。另外，即便将支撑部件4设于周向的多个位置，若使一部分断裂，则在弹性部件3的弹力的作用下，也能够使其它部分像多米诺骨牌那样断裂。其结果是，能够使支撑部件4的机械强度可靠地降低，能够使按压部件2在周向上同样地向按压位置移动，使密封环1在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式9的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

另外，将支撑部件4与由压缩弹簧形成的弹性部件3同样地收容于按压部件2的轴向下侧、且按压部件2的孔部2d，在密封外壳17b的凹部17ba的下表面与按压部件2之间通过克服弹力的拉伸力而将按压部件2支撑于退避位置。因此，由于支撑部件4不存在于按压部件2向按压位置移动的一侧，因此能够防止在预定温度以上时对按压部件2对密封环1的按压动作造成影响的情况。

此外，优选的是，实施方式9的轴密封结构具有上述的实施方式1的轴密封结构中的连通部5，但也可以不具有连通部5而设为上述的支撑部件4的结构。

【实施方式10】

图19是实施方式10所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。图20是实施方式10所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大立体图。图21是表示实施方式10所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

在实施方式10的轴密封结构中，相对于上述的实施方式1的轴密封结构，按压部件2及支撑部件4的结构不同。

如图19～图21所示，按压部件2以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状。按压部件2在轴向下侧的端部形成有一个沿半径方向开口的切口2f。另外，按压部件2形成有从外表面2c沿半径方向突出的突起部2g。按压部件2期望具有耐腐蚀性、温度上升时的耐热性、压力上升时的耐压性及强度，例如由不锈钢等金属材料制作。

按压部件2在一个切口2f处以嵌合的方式安装一个止动件(压曲部件)6。止动件6向按压部件2的半径方向外侧突出地设置。止动件6嵌合于在密封外壳17b中的构成部件23的内周面23a(或者构成部件22的内周面22a)向半径方向外侧凹陷形成的固定孔17bb。该止动件6在不足预先设定的预定温度时，能够维持其形状而确保机械强度。因而，在止动件6嵌合于密封外壳17b的固定孔17bb的状态下，阻止按压部件2沿周向旋转移动。另外，止动件6在预定温度以上时压曲而降低机械强度。预定温度通过考虑原子能设备中的全场断电时的一次冷却材料的温度来决定。例如，在加压水型原子反应堆(pwr)12中，假定在泵通常运转时处于70℃～100℃的一次冷却材料的温度在全场断电时上升至大约300℃。因此，期望将预定温度设定为大约150℃以上，优选为150℃～200℃。在成为预定温度的大约150℃以上时压曲的止动件6的材料为树脂材料，例如期望使用peek树脂(玻化温度140℃～170℃)、聚碳酸酯树脂(玻化温度130℃～160℃左右)、聚砜树脂系(玻化温度170℃～200℃左右)、聚醚砜树脂系(玻化温度200℃～230℃左右)等。另外，压曲是指止动件6无法承受弹性部件3的弹力而软化变形的动作，可以是全部变形，也可以是一部分变形。另外，止动件6在预定温度以上时可以变形，也可以熔融。止动件6因压曲而降低机械强度，由此允许按压部件2沿周向旋转移动。

如图19～图21所示，支撑部件4呈以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状的筒状主体4h。支撑部件4形成有从筒状主体4h的外表面向半径方向外侧突出的突起部4ha。另外，支撑部件4形成有从筒状主体4h的轴向下侧的端部向上侧切开而成的切槽4hb。切槽4hb具有能够供按压部件2的突起部2g插通的间隔。另外，支撑部件4形成有将筒状主体4h的轴向下侧的端部与切槽4hb的中途从下侧向上侧斜向连通的倾斜面4hc。支撑部件4期望具有耐腐蚀性、温度上升时的耐热性、压力上升时的耐压性及强度，例如由不锈钢等金属材料制作。

支撑部件4的突起部4ha嵌合于在密封外壳17b中的构成部件23的内周面23a(或者构成部件22的内周面22a)向半径方向外侧凹陷而形成的固定孔17bc。因而，在突起部4ha嵌合于密封外壳17b的固定孔17bc的状态下，阻止支撑部件4沿周向旋转移动。另外，支撑部件4以筒状主体4h的轴向上侧的端部与密封外壳17b的凹部17ba的上表面抵接的方式设置，向轴向上侧的移动受到阻止。

并且，在实施方式10的轴密封结构中，在一次冷却材料循环泵17的通常运转时，由于一次冷却材料的温度低于预定温度，因此止动件6在不足预定温度时可确保机械强度。在该情况下，支撑部件4自身沿轴向的移动及沿周向的移动受到限制，并且按压部件2的突起部2g与倾斜面4hc抵接，由此克服弹性部件3的弹力而将按压部件2支撑于退避位置。密封环1以接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa分离的方式设置，确保了密封外壳17b(构成部件23)的内周面23a与旋转轴17a的外周面17aa之间的预定间隙s1。因此，如图19中实线的箭头所示，能够使一次冷却材料在预定间隙s1中从轴向下侧向轴向上侧流动，一次冷却材料循环泵17的第一密封件17c、第二密封件17d、第三密封件17e发挥功能，能够使旋转轴17a顺畅地旋转。

另一方面，在全场断电时，由于一次冷却材料循环泵17的运转停止，因此不使一次冷却材料循环而不进行冷却，因此该一次冷却材料的温度上升，不久后成为预定温度以上。止动件6暴露于预定温度以上的一次冷却材料而发生压曲。于是，按压部件2被解除基于止动件6的旋转移动的限制，并且在弹性部件3的弹力的作用下向轴向上侧被施力。由此，按压部件2通过突起部2g沿着支撑部件4的倾斜面4hc被引导至切槽4hb而旋转移动，并在插通于切槽4hb之后，如图21所示，沿着切槽4hb向轴向上侧移动。即，按压部件2移动到按压位置，密封环1缩径而使接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa接触。因此，能够抑制一次冷却材料在密封环1与旋转轴17a的间隙中流动，抑制一次冷却材料从第一密封件17c向第二密封件17d的泄漏。其结果是，能够抑制一次冷却材料循环泵17中的第二密封件17d及第三密封件17e的高温化，能够提高安全性及可靠性。

此外，在实施方式10中，在图中虽未明示，但按压部件2也可以不具备止动件6，而是替代止动件6而具有向半径方向外侧突出的突起部，以利用该突起部限制周向的旋转并且沿轴向引导移动的方式与密封外壳17b卡合地设置。在该情况下，支撑部件4的突起部4ha被设为止动件6，在不足预定温度时通过止动件6来限制周向的旋转移动，将按压部件2支撑于退避位置。并且，支撑部件4在预定温度以上时使止动件6压曲，由此允许周向的旋转移动。支撑部件4通过按压部件2的突起部2g沿着支撑部件4的倾斜面4hc被引导至切槽4hb而旋转移动。按压部件2在突起部2g插通于切槽4hb之后，沿着切槽4hb向轴向上侧移动。即，按压部件2移动到按压位置。

这样，实施方式10的轴密封结构中，支撑部件4以通过与按压部件2沿周向相对移动而允许按压部件2向按压位置移动的方式设置。并且，通过止动件(压曲部件)6，在按压部件2的退避位置处限制支撑部件4与按压部件2沿周向相对移动，另一方面，在预定温度以上时压曲而允许支撑部件4与按压部件2沿周向相对移动。其结果是，能够使按压部件2在周向上同样地向按压位置移动，能够使密封环1在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式6的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

此外，优选的是，实施方式10的轴密封结构具有上述的实施方式1的轴密封结构中的连通部5，但也可以不具有连通部5而设为上述的支撑部件4及按压部件2的结构。

【实施方式11】

图22是实施方式11所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。图23是实施方式11所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大俯视图。图24是表示实施方式11所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

在实施方式11的轴密封结构中，相对于上述的实施方式1的轴密封结构，支撑部件4的结构不同。

如图22～图24所示，支撑部件4呈以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状的筒状主体4i。支撑部件4形成有从筒状主体4i的内表面向半径方向内侧突出的爪状部件4ia。爪状部件4ia沿周向等间隔地设于筒状主体4i的周向的至少三处(在图23中为四处)。支撑部件4的爪状部件4ia在不足预定温度时确保机械强度，另一方面，在预定温度以上时发生软化。支撑部件4由在预定温度以上时软化的树脂材料形成。支撑部件4软化的预定温度通过考虑原子能设备中的全场断电时的一次冷却材料的温度来决定。例如在加压水型原子反应堆(pwr)12中，假定在泵通常运转时处于70℃～100℃的一次冷却材料的温度在全场断电时上升至大约300℃。因此，期望将预定温度设定为大约150℃以上，优选为150℃～200℃。作为在成为预定温度的大约150℃以上时软化的树脂材料，例如期望使用peek树脂(玻化温度140℃～170℃)、聚碳酸酯树脂(玻化温度130℃～160℃左右)、聚砜树脂系(玻化温度170℃～200℃左右)、聚醚砜树脂系(玻化温度200℃～230℃左右)等。

支撑部件4以筒状主体4i的轴向上侧的端部与密封外壳17b的凹部17ba的上表面抵接的方式设置，阻止向轴向上侧的移动。

支撑部件4设有使各爪状部件4ia产生能够允许按压部件2向按压位置移动的压曲的初期不规则部4ib。具体来说，如图22所示，在一次冷却材料循环泵17的通常运转时，在产生压曲的部分(在图中从筒状主体4i突出的部分)预先作为初期不规则部4ib以成为薄壁的方式形成切口。或者，在产生压曲的部分(在图中从筒状主体4h突出的部分)预先作为初期不规则部4ib而形成压曲部。

并且，在实施方式11的轴密封结构中，在一次冷却材料循环泵17的通常运转时，由于一次冷却材料的温度低于预定温度，因此支撑部件4的爪状部件4ia在不足预定温度时确保机械强度。在该情况下，各爪状部件4ia与按压部件2的上表面2b抵接，由此克服弹性部件3的弹力而阻止按压部件2向轴向上侧移动。因此，支撑部件4通过各爪状部件4ia将按压部件2支撑于退避位置。密封环1以接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa分离的方式配置，确保密封外壳17b(构成部件23)的内周面23a与旋转轴17a的外周面17aa之间的预定间隙s1。因此，如图22中实线的箭头所示，能够使一次冷却材料在预定间隙s1中从轴向下侧向轴向上侧流动，一次冷却材料循环泵17的第一密封件17c、第二密封件17d、第三密封件17e发挥功能，能够使旋转轴17a顺畅地旋转。

另一方面，在全场断电时，由于一次冷却材料循环泵17的运转停止，因此不使一次冷却材料循环而不进行冷却，因此该一次冷却材料的温度上升，不久后成为预定温度以上。支撑部件4的外周部暴露于预定温度以上的一次冷却材料，各爪状部件4ia软化而发生变形，无法维持其形状，以初期不规则部4ib为起点而进行压曲。于是，如图24所示，从各爪状部件4ia的支撑脱离的按压部件2向按压位置移动，密封环1缩径而使接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa接触。因此，能够抑制一次冷却材料在密封环1与旋转轴17a的间隙中流动，抑制一次冷却材料从第一密封件17c向第二密封件17d的泄漏。其结果是，能够抑制一次冷却材料循环泵17中的第二密封件17d及第三密封件17e的高温化，能够提高安全性及可靠性。

这样，实施方式11的轴密封结构中，支撑部件4具有相对于移动方向支撑退避位置的按压部件2并在预定温度以上时软化的爪状部件4ia及使爪状部件4ia产生能够允许按压部件2向按压位置移动的压曲的初期不规则部4ib。这样，通过具有爪状部件4ia与初期不规则部4ib，能够在成为预定温度以上时以初期不规则部4ib为起点而可靠地使爪状部件4ia产生压曲。因而，根据实施方式11的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

另外，在实施方式11的轴密封结构中，在按压部件2的上表面2b设有能够与爪状部件4ia接触的推出部2h。在弹性部件3的弹力的作用下将按压部件2向轴向上侧按压，由此推出部2h将爪状部件4ia向轴向上侧按压，支援爪状部件4ia的压曲。推出部2h呈楔形(三角形状)向上侧突出地设置，以便支援爪状部件4ia的压曲。

这样，实施方式11的轴密封结构中，通过具有伴随着按压部件2的移动而支援爪状部件4ia的压曲的推出部2h，能够更加可靠且顺畅地进行其工作。

此外，优选的是，实施方式11的轴密封结构具有上述的实施方式1的轴密封结构中的连通部5，但也可以不具有连通部5而设为上述的支撑部件4的结构。

【实施方式12】

图25是实施方式12所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。图26是实施方式12所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大俯视图。图27是表示实施方式12所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

在实施方式12的轴密封结构中，相对于上述的实施方式1的轴密封结构，支撑部件4的结构不同。

如图25～图27所示，支撑部件4呈以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状的筒状主体4j。支撑部件4形成有从筒状主体4j的内表面向半径方向内侧突出的爪状部件4ja。爪状部件4ja沿周向等间隔地设置在筒状主体4j的周向的至少三处(在图26中为四处)。支撑部件4在不足预定温度时确保机械强度，另一方面，在预定温度以上时软化。支撑部件4由在预定温度以上时软化的树脂材料形成。支撑部件4软化的预定温度通过考虑原子能设备中的全场断电时的一次冷却材料的温度来决定。例如，在加压水型原子反应堆(pwr)12中，假定在泵通常运转时处于70℃～100℃的一次冷却材料的温度在全场断电时上升至大约300℃。因此，期望将预定温度设定为大约150℃以上，优选为150℃～200℃。作为在成为预定温度的大约150℃以上时软化的树脂材料，例如期望使用peek树脂(玻化温度140℃～170℃)、聚碳酸酯树脂(玻化温度130℃～160℃左右)、聚砜树脂系(玻化温度170℃～200℃左右)、聚醚砜树脂系(玻化温度200℃～230℃左右)等。

支撑部件4以筒状主体4j的轴向上侧的端部与密封外壳17b的凹部17ba的上表面抵接的方式设置，阻止向轴向上侧的移动。另外，供支撑部件4设置的密封外壳17b的凹部17ba设有成为能够供支撑部件4向半径方向外侧移动的移动量的间隙17baa。

另外，在支撑部件4中的爪状部件4ja的半径方向内侧设有膨胀部件7。膨胀部件7以与各爪状部件4ja的半径方向内侧的端部接触的方式形成为环状。膨胀部件7在预定温度以上时也确保机械强度并进行热膨胀。支撑部件4由在预定温度以上时软化的树脂材料形成。支撑部件4软化的预定温度通过考虑原子能设备中的全场断电时的一次冷却材料的温度来决定。例如在加压水型原子反应堆(pwr)12中，假定在泵通常运转时处于70℃～100℃的一次冷却材料的温度在全场断电时上升至大约300℃。因此，期望将预定温度设定为大约150℃以上，优选为150℃～200℃。作为在预定温度下也确保机械强度的树脂材料，例如期望使用纤维强化后的peek树脂、聚酰亚胺树脂等。

并且，在实施方式12的轴密封结构中，在一次冷却材料循环泵17的通常运转时，由于一次冷却材料的温度低于预定温度，因此支撑部件4及膨胀部件7在不足预定温度的情况下确保机械强度。在该情况下，支撑部件4的各爪状部件4ja与按压部件2的上表面2b抵接，由此克服弹性部件3的弹力而阻止按压部件2向轴向上侧移动。因此，支撑部件4通过各爪状部件4ja将按压部件2支撑于退避位置。另外，膨胀部件7设于各爪状部件4ja的半径方向内侧、且按压部件2的上表面2b。密封环1以接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa分离的方式设置，确保密封外壳17b(构成部件23)的内周面23a与旋转轴17a的外周面17aa之间的预定间隙s1。因此，如图25中实线的箭头所示，能够使一次冷却材料在预定间隙s1中从轴向下侧向轴向上侧流动，一次冷却材料循环泵17的第一密封件17c、第二密封件17d、第三密封件17e发挥功能，能够使旋转轴17a顺畅地旋转。

另一方面，在全场断电时，由于一次冷却材料循环泵17的运转停止，因此不使一次冷却材料循环而不进行冷却，因此该一次冷却材料的温度上升，不久后成为预定温度以上。支撑部件4的外周部暴露于预定温度以上的一次冷却材料，发生软化并变形，无法维持其形状而进行压曲。另外，膨胀部件7的外周部暴露于预定温度以上的一次冷却材料，发生热膨胀并变形，将各爪状部件4ja向半径方向外侧扩开而使支撑部件4向半径方向外侧扩径。于是，如图27所示，从各爪状部件4ja的支撑脱落的按压部件2向按压位置移动，密封环1缩径而使接触面1b与旋转轴17a的外周面17aa接触。因此，能够抑制一次冷却材料在密封环1与旋转轴17a的间隙中流动，抑制一次冷却材料从第一密封件17c向第二密封件17d的泄漏。其结果是，能够抑制一次冷却材料循环泵17中的第二密封件17d及第三密封件17e的高温化，能够提高安全性及可靠性。

这样，实施方式12的轴密封结构中，支撑部件4具有：爪状部件4ja，相对于移动方向支撑退避位置的按压部件2，并在预定温度以上时软化；及膨胀部件7，通过在预定温度以上时热膨胀而使爪状部件4ja变形，允许按压部件2向按压位置移动。这样，通过具有在预定温度以上时软化的爪状部件4ja与在预定温度以上时热膨胀而使爪状部件4ja变形的膨胀部件7，能够在成为预定温度以上时可靠地使支撑部件4变形。因而，根据实施方式12的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

此外，优选的是，实施方式12的轴密封结构具有上述的实施方式1的轴密封结构中的连通部5，但也可以不具有连通部5而设为上述的支撑部件4的结构。

【实施方式13】

图28是实施方式13所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。

在实施方式13的轴密封结构中，相对于上述的实施方式1的轴密封结构，支撑部件4的结构不同。

如图28所示，支撑部件4以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状。支撑部件4形成有中空部4k。中空部4k期望沿周向连续。支撑部件4在不足预定压力时确保机械强度，另一方面在预定压力以上时发生塑性变形。使具有中空部4k的支撑部件4塑性变形的预定压力通过考虑原子能设备中的全场断电时的一次冷却材料的压力来决定。例如，在加压水型原子反应堆(pwr)12中，关于支撑部件4的周围压力，假定在泵通常运转时为大约0.3mpa～大约1.0mpa的一次冷却材料的压力在全场断电时上升至大约16mpa。因此，期望将预定压力设定为通常运转时的压力大约1.0mpa以上、并且为全场断电时的压力16mpa以下，以便在通常运转时不进行塑性变形。作为形成具有在预定压力下塑性变形的中空部4k的支撑部件4的材料，例如使用peek树脂(玻化温度140℃～170℃)、聚碳酸酯树脂(玻化温度130℃～160℃左右)、聚砜树脂系(玻化温度170℃～200℃左右)、聚醚砜树脂系(玻化温度200℃～230℃左右)等，将此时的支撑部件4的壁厚设为如下壁厚：使用预定温度下的上述材料的杨氏模量e、泊松比ν、屈服应力σa，通过受到外压的薄壁圆筒的应力计算、fem解析等，使预定压力中的产生应力σ成为屈服应力σa以上。

这样，实施方式13的轴密封结构在支撑部件4中形成有中空部4k。因此，支撑部件4在预定压力以上时塑性变形，因此与像由于温度而压曲的结构那样热量的传递不一样的情况相比较，能够同样地变形。因而，根据实施方式13的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

此外，优选的是，实施方式13的轴密封结构具有上述的实施方式1的轴密封结构中的连通部5，但也可以不具有连通部5而设为上述的支撑部件4的结构。

【实施方式14】

在实施方式14的轴密封结构中，相对于上述的实施方式1的轴密封结构，密封环1及按压部件2为了使向按压位置移动的按压部件2按压密封环1而在相互接触并相对滑动的各倾斜面(滑动接触面)1a、2a实施减小摩擦阻力的表面处理。

表面处理期望具有密封环1与按压部件2滑动的预定温度150℃以上的耐热性，并且适用表示低摩擦系数的dlc涂布、ptfe涂布等。

根据本实施方式14的轴密封结构，通过表面处理，能够可靠且顺畅地进行其工作。

此外，优选的是，实施方式14的轴密封结构具有上述的实施方式1的轴密封结构中的连通部5，但也可以不具有连通部5而设为上述的具有表面处理的结构。

【实施方式15】

图29是实施方式15所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。图30是实施方式15所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大剖视图。图31是表示实施方式15所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。图32是表示实施方式15所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。图33是本发明的实施方式15所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大俯视图。图34是实施方式15所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的局部放大侧视图。图35是表示实施方式15所涉及的一次冷却材料循环泵的轴密封结构的动作的局部放大剖视图。

如图29所示，实施方式15的轴密封结构配置为位于密封外壳17b中的构成部件23的半径方向内侧，且与旋转轴17a的外周面17aa相向。此外，在图中虽未明示，但实施方式1的轴密封结构也可以配置为位于密封外壳17b中的构成部件22的半径方向内侧，且与旋转轴17a的外周面17aa相向。

实施方式15的轴密封结构具备密封环101与热收缩环102。这些结构的轴密封结构配置于在密封外壳17b中的构成部件23的内周面23a(或者构成部件22的内周面22a)向半径方向外侧凹陷而形成、并且沿周向连续形成的凹部17ba。

如图30所示，密封环1以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状。密封环1的周向的一部分被分割部101a分割，沿轴向观察而形成为c字状。例如，如图30所示，分割部101a彼此隔开间隔s2进行设置。如图31及图32所示，密封环1构成为，通过向半径方向内侧缩径，使分割部101a抵接而沿周向连续，并且能够沿着旋转轴17a的周向与外周面17aa接触。

如图29所示，密封环101的剖面形状形成为四边形状。密封环101的朝向半径方向内侧的内表面沿着轴向及周向形成为圆弧状，构成为能够与旋转轴17a的外周面17aa相向并接触的接触面101b。另外，密封环101的与接触面101b相邻而朝向轴向上侧的面沿着半径方向形成为平坦状，构成为与密封外壳17b的凹部17ba的上表面接触的上表面101c。另外，密封环101的与接触面101b相邻而朝向轴向下侧的面沿着半径方向形成为平坦状，构成为与密封外壳17b的凹部17ba的下表面接触的下表面101d。另外，密封环101的与接触面101b相反而朝向半径方向外侧的面沿着轴向及周向形成为圆弧状，构成为朝向密封外壳17b的凹部17ba的里侧的外表面101e。

密封环101期望具有耐腐蚀性、与旋转轴17a接触时的紧贴面的密封性、温度上升时的耐热性、压力上升时的耐压性及强度。另外，密封环101有可能与旋转的旋转轴17a的外周面17aa接触，因此期望为低摩擦系数等。密封环101例如由peek树脂、由玻璃或者碳纤维填充的peek合成材料、聚合物材料制作。另外，密封环101例如由不锈钢、银等金属材料制作。此外，密封环101也可以对金属材料的表面实施软质材料的涂布(例如镀银、合成树脂涂布、橡胶烧结等)。另外，密封环101也可以不通过涂布而是将同样的软质材料插入于金属材料。由此，密封环101能够提高与旋转轴17a、密封外壳17b接触时的紧贴性。

密封环101期望形成有从接触面101b向外表面101e沿半径方向贯通的贯通孔(连通部)101f。

密封环101自身具有弹力，期望构成为以向分割部101a相互分离的方向即径向外侧扩径的方式被施力，由此使接触面101b与旋转轴17a的外周面17aa分离。

热收缩环102在密封环101的半径方向外侧沿着周向设置。配置于密封外壳17b的凹部17ba的内部、且密封环101的半径方向外侧。热收缩环102以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状，也可以通过分割环状的一部分来形成。在图29中，热收缩环102呈矩形状的剖面形状，但不限于该形状，至少具有与密封环101的半径方向外侧的外表面101e相向的半径方向内侧的内表面102a及与密封外壳17b的凹部17ba的里侧面相向的半径方向外侧的外表面102b。

热收缩环102在预定温度以上时收缩。预定温度通过考虑原子能设备中的全场断电时的一次冷却材料的温度来决定。例如，在加压水型原子反应堆(pwr)12中，假定在泵通常运转时处于70℃～100℃的一次冷却材料的温度在全场断电时上升至大约300℃。因此，期望将预定温度设定为大约150℃以上，优选为150℃～200℃。

将密封环101及热收缩环102配置于内部的密封外壳17b的凹部17ba期望在其下表面形成有槽(连通部)103a。槽103a以槽底与密封环101及热收缩环102分离的方式形成。槽103a形成为在密封外壳17b的凹部17ba的下表面，沿着半径方向、或者相对于半径方向倾斜、弯曲地从密封外壳17b的凹部17ba的半径方向内侧的开口到达半径方向外侧的里侧面。另外，期望在密封外壳17b的凹部17ba的里侧面形成有槽(连通部)103b。槽103b以槽底与热收缩环102分离的方式形成。槽103b在密封外壳17b的凹部17ba的里侧面沿着轴向、或者相对于轴向倾斜、弯曲地形成。期望使槽103b与槽103a连通。

实施方式15的轴密封结构中，由于在一次冷却材料循环泵17的通常运转时，一次冷却材料的温度低于预定温度，因此，如图29及图30所示，热收缩环102不收缩而处于扩径的状态。此时，密封环101以接触面101b与旋转轴17a的外周面17aa分离的方式配置，确保密封外壳17b(构成部件23)的内周面23a与旋转轴17a的外周面17aa之间的预定间隙s1。因此，如图29中实线的箭头所示，一次冷却材料能够在预定间隙s1中从轴向下侧向轴向上侧流动，一次冷却材料循环泵17的第一密封件17c、第二密封件17d、第三密封件17e发挥功能，能够使旋转轴17a顺畅地旋转。

另一方面，在全场断电时，由于一次冷却材料循环泵17的运转停止，因此不使一次冷却材料循环而不进行冷却，因此该一次冷却材料的温度上升，不久后成为预定温度以上。并且，如图29中虚线的箭头所示，预定温度以上的一次冷却材料穿过作为连通部的贯通孔101f、槽103a、103b，从旋转轴17a的外周部到达处于密封外壳17b的凹部17ba的内部的热收缩环102的外周部。热收缩环102的外周部暴露于预定温度以上的一次冷却材料，向半径方向内侧收缩而缩径。于是，密封环101被热收缩环102按压而向半径方向内侧缩径，分割部101a抵接而如图32所示使间隔s2成为0，并且如图31所示使接触面101b与旋转轴17a的外周面17aa接触。另外，密封环101的上表面101c及下表面101d的一部分处于与密封外壳17b的凹部17ba的上表面及下表面保持接触的状态。因此，能够抑制一次冷却材料在密封环1与旋转轴17a的间隙中流动，抑制一次冷却材料从第一密封件17c向第二密封件17d的泄漏。其结果是，能够抑制一次冷却材料循环泵17中的第二密封件17d及第三密封件17e的高温化，能够提高安全性及可靠性。

这样，实施方式15的轴密封结构具备：密封环101，形成为周向的一部分被分割的环状，通过向半径方向内侧缩径，使分割部101a抵接而沿周向连续，并且以能够沿着旋转轴17a的周向与外周面17aa接触的方式设置；及热收缩环102，在密封环101的半径方向外侧沿着周向设置，且在预定温度以上时向半径方向内侧收缩。因此，利用热收缩环102，能够将密封环101向半径方向内侧朝着旋转轴17a的外周面17aa按压，并且沿周向使其缩径，能够使密封环101在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式15的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

另外，在实施方式15的轴密封结构中，作为将旋转轴17a的外周部与热收缩环102的外周部之间连通的连通部，还具备贯通孔101f、槽103a、103b。因此，能够使预定温度以上的一次冷却材料经由连通部到达热收缩环102的外周部，能够向热收缩环102同样地传递温度。其结果是，能够使热收缩环102在周向上同样地收缩，能够使密封环101在周向上同样地被按压而在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式15的轴密封结构，能够进一步可靠且顺畅地进行其工作。

另外，在实施方式15的轴密封结构中，如图33及图34所示，密封环101还具备嵌合部104。

嵌合部104具有从相向的分割部101a的一方沿周向延伸的嵌合棒104a及在相向的分割部101a的另一方的内部沿周向延伸而开设的嵌合孔104b。嵌合部104中嵌合棒104a插入于嵌合孔104b的内部。如图34所示，在嵌合棒104a的前端形成有半球形状或者半圆柱形状的嵌合突起104aa。嵌合孔104b在其中途及内部形成有供嵌合突起104aa嵌入的嵌合凹部104ba。

并且，如图33(a)及图34(a)所示，通过在嵌合棒104a插入至嵌合孔104b的中途时使嵌合棒104a的嵌合突起104aa嵌入于嵌合孔104b的中途的嵌合凹部104ba，来维持嵌合部104的状态。在该状态下，分割部101a彼此隔开间隔s2地设置，密封环101以接触面101b与旋转轴17a的外周面17aa分离的方式配置。

另一方面，如图33(b)及图34(b)所示，通过在嵌合棒104a插入至嵌合孔104b的内部时使嵌合棒104a的嵌合突起104aa嵌入于嵌合孔104b的内部的嵌合凹部104ba，来维持嵌合部104的状态。在该状态下，分割部101a彼此的间隔s2为0，密封环101的接触面101b与旋转轴17a的外周面17aa接触。

这样，密封环101还具备维持与旋转轴17a分离的状态及与旋转轴17a接触的状态的嵌合部104。因此，在密封环101中能够维持各个状态。因而，根据实施方式15的轴密封结构，能够进一步可靠地进行其工作。

另外，如图35所示，在实施方式15的轴密封结构中，期望在热收缩环102的半径方向外侧沿着周向还具备导热环105。

导热环105配置于密封外壳17b的凹部17ba的内部、且热收缩环102的半径方向外侧。导热环105以包围旋转轴17a的外周面17aa的方式沿着周向形成为环状，也可以通过分割环状的一部分来形成。期望将导热环105以在热收缩环102不收缩的状态下与热收缩环102的外表面102b接触的方式设置。

导热环105由铜、铝合金等金属材料构成。另外，导热部4b由碳纤维强化树脂(cfrp：carbonfiberreinforcedplastic)、玻璃纤维强化树脂(gfrp：glassfiberreinforcedplastic)等合成材料构成。

根据该轴密封结构，通过具备导热环105，能够提高热量向热收缩环102的传递。其结果是，能够使热收缩环102在周向上同样地收缩，能够使密封环101在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式15的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

另外，在实施方式15的轴密封结构中，期望密封环101含有具有导热性的导热性材料。

导热性材料具有合成材料、填料。作为合成材料，例如期望使用碳纤维强化树脂(cfrp：carbonfiberreinforcedplastic)、玻璃纤维强化树脂(gfrp：glassfiberreinforcedplastic)等。作为填料，期望使用氮化铝(aln)、氮化硼(bn)、氧化铝(al2o3)等。

根据该轴密封结构，通过使密封环101含有具有导热性的导热性材料，能够提高热量向热收缩环102的传递。其结果是，能够使热收缩环102在周向上同样地收缩，能够使密封环101在周向上同样地与旋转轴17a接触。因而，根据实施方式15的轴密封结构，能够可靠且顺畅地进行其工作。

另外，期望使一次冷却材料循环泵17具备上述的各实施方式的轴密封结构。

因而，密封环1在一次冷却材料循环泵17的通常运转时，不会妨碍旋转轴17a的旋转，当一次冷却材料循环泵高温化时与旋转轴17a接触，因此能够抑制密封环1与旋转轴17a之间的流体的流动，阻止流体的泄漏。其结果是，能够实现一次冷却材料循环泵17的安全性及可靠性的提高。