JP2003074713A

JP2003074713A - メカニカルシール装置

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Publication number: JP2003074713A
Application number: JP2001263646A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Takahashi; 秀和高橋
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2003-03-12
Anticipated expiration: 2021-08-31
Also published as: DE60225388T2; EP1288541A2; TW539816B; CN100406790C; EP1288541A3; JP4111698B2; US20030042683A1; US6932348B2; EP1288541B1; DE60225388D1; CN1409034A

Abstract

(57)【要約】【課題】装置本体に外装してメカニカルシールに被密
封流体の固形物が付着したり目詰まりするのを防止する
と共に、シール面の摺動熱を低減することにある。【解決手段】第１密封環３は軸７０との間に被密封流
体が流通可能な間隙Ｈを有すると共に、フラッシングポ
ート４１とシール面６内周側とは間隙Ｈを介して連通す
る構成。及び、取付部品３０には内周面８に嵌合した第
１密封環３のシール面６を外径側から覆う形の冷却用環
状溝３２を有すると共に、冷却用環状溝３２の外方の絞
り面３３が第２密封環１０の外周密封面と近接に嵌合
し、且つ冷却用環状溝３２に連通する冷却用流体通路４
０を有する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メカニカルシール
装置に関する。特に、高粘度の被密封流体やスラリーを
含む被密封流体をシールするのに適し、被密封流体の固
形物が付着したり、構成部品間に目詰まりしたりしない
ようにしたカートリッジ型のメカニカルシール装置の技
術分野に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明に係わる先行技術には、米国特許
第４，２９０，６１１号明細書が存在する。図５は、こ
の米国特許第４，２９０，６１１号の図面の図４に開示
されていると共に、この特許に関連して一般に市販され
ているメカニカルシール製品の半断面図でもある。

【０００３】図５に於いて、１００は、メカニカルシー
ルである。メカニカルシール１００は、回転軸１５１に
取り付けられてスタフィングボックス１５０内にボルト
１６０を介して装着するために一対に構成さいされてい
る。このメカニカルシール１００は、スタフィングボッ
クス１５０の内部から軸方向外方に向かって配置された
液体シール装置１０１と第１シールフランジ１１０と第
２シールフランジ１２０と気体シール装置１２１が主要
な構成部品である。

【０００４】液体シール装置１０１は、回転軸１５１に
スクリューソケット１５２を介して固着されたスリーブ
１５３の外周面に装着されている。この回転軸１５１と
スリーブ１５３との嵌合間にはＯリング１５４が配置さ
れて、その間をシールしている。この液体シール装置１
０１は、回転シール面１０３を設けた回転用密封環１０
２がＵ型ガスケット１０７とスペーサ１０８を介してス
プリング１０５により弾発に押圧されている。又、回転
シール面１０３と接面する固定シール面１１３を設けた
固定用密封環１１２は、第１シールフランジ１１０の内
周面にＯリング１１６を介して嵌着されている。又、固
定用密封環１１２に固着されたピン１１５を介して固定
用密封環１１２と第１シールフランジ１１０の内周面に
設けられた溝とが係止している。

【０００５】第１シールフランジ１１０と結合する第２
シールフランジ１２０の内周面内には、気体シール装置
１２１が装着されている。この気体シール装置１２１
は、止めねじ１２６を介してスリーブ１５３に固着され
たドライブスリーブ１２５を設けている。このドライブ
スリーブ１２５に嵌合してスライドする第２回転用密封
環１２２には動圧発生させる流体通路が形成された第２
回転シール面１２３が設けられている。この第２回転用
密封環１２２の第２回転シール面１２３と密接する第２
固定シール面１３３を設けた第２固定用密封環１３２
は、Ｏリング１３６を介して第２シールフランジ１２０
の内周嵌合面に嵌着されている。この第２固定シール面
１３３には第２回転シール面１２３と協動して動圧を発
生させる溝が周面に沿って複数設けられている。更に、
第２回転用密封環１２２はコイルばね１２７を介して弾
発に第２固定用密封環１３２側へ押圧されている。

【０００６】第２シールフランジ１２０にはドレン用の
タップ１２８が設けられている。このタップ１２８は液
体シール装置１０１から漏洩した液体を排出するもので
ある。又、スタフィングボックス１５０にはフラッシン
グポート１５８が設けられており、このフラッシングポ
ート１５８から注入される液体により液体シール装置１
０１が洗浄される。このメカニカルシール１００は、回
転軸１５１に組み立てられて回転軸１５１と共に、スタ
フィングボックス１５０の内周面１５６内に挿入して内
装される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この様に構成されたメ
カニカルシール１００は、スリーブ１５３を介して回転
軸１５１の外周面とスタフィングボックス１５０の内周
面１５６との間の空間部１５７に装着される。この液体
室１５７は、スリーブ１５３と液体シール装置１０１を
内装できる空間を必要とする。しかし、装置の構造上か
らスタフィングボックス１５０の内周面１５６の径を大
きくすることができない場合が多い。このためにスタフ
ィングボックス１５０の内周面１５６と液体シール装置
１０１との間隙は小さくなるから、被密封流体の流れが
悪くなり回転シール面１０３と固定シール面１１３との
摺動発熱を冷却できずにシール面を損傷させる原因とな
っている。又、フラッシングポート１５８から液体をフ
ラッシングしても液体シール装置１０１を洗浄すること
が困難になる。

【０００８】特に、被密封流体がスラリーを含む被密封
流体或いは高粘度の被密封流体の場合には、液体シール
装置１０１とスタフィングボックス１５０の内周面１５
６との間に被密封流体に含むスラリーが詰まりやすく、
更には、摺動時のシール面１０３、１１３の冷却効果が
悪化すると共に、両シール面１０３、１１３のシール能
力が低下する。そして、ついには、被密封流体がシール
面１０３、１１３間から漏洩することになる。更に、ス
プリング１０５が直接に被密封流体と接するためにスプ
リング１０５に腐食や錆が発生して弾性力を低下させる
問題や、スプリング１０５に被密封流体のスラリーが付
着してスプリング１０５により回転用密封環１０２を弾
発に押圧する作動が不具合になる問題がある。更には、
回転用密封環１０２のスリーブ１５３との摺動面、或い
はスペーサ１０８のスリーブ１５３との摺動面にスラリ
ーが付着してかち込み回転用密封環１０２の面圧に対す
る応答性を悪化させてシール能力を低下させることにな
る。

【０００９】この様に、液体シール装置１０１はシール
能力が低下するからダブルにシール装置を設けなければ
ならず、全体の構造が複雑になると共に、組立精度を必
要とする。更に、液体シール装置１０１の複雑な構造
は、回転用密封環１０２や固定用密封環１１３の冷却を
困難にしてシール面１０３、１１３の熱的変形を誘発
し、シール能力の悪化と共に、シール面の破損を惹起す
る。

【００１０】本発明は、上述のような問題点に鑑み成さ
れたものであって、その発明が解決しようとする技術的
課題は、スタフィングボックスの構造に関係なく、スタ
フィングボックスと軸とのアウトサイドに取り付けられ
るようにして回転用密封環と固定用密封環の摺動するシ
ール面の冷却を可能にすると共に、被密封流体のスラリ
ーや高粘度の液体が密封環に付着して密封環の応答性が
不具合になるのを防止することにある。

【００１１】又、液体シール装置に被密封流体のスラリ
ーや高粘度の液体が付着して固形化するのを容易に洗浄
できるようにすることにある。特に、スプリングで押圧
されている密封環の摺動面を常に洗浄して密封環の面圧
に対する応答性を良好にすることにある。

【００１２】更に、ススタフィングボックスの構造に関
係なく、タフィングボックスと回転軸とのアウトサイド
に取り付けられるようにして回転用密封環及び固定用密
封環の対向部品面との間隙を十分に離間し、スラリーを
含む被密封流体或いは高粘度の被密封流体の影響を受け
ないようにすることにある。又、密封環を押圧するスプ
リング及び密封環の回動を阻止する固定ピン等が被密封
流体により悪影響を受けないような位置に配置できるよ
うな構造にすることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述のような
技術的課題を解決するために成されたものであって、そ
の技術的解決手段は以下のように構成されている。

【００１４】請求項１に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、軸と前記軸が嵌通する装置本体の外面に外装
してシールするメカニカルシール装置であって、前記装
置本体の外面に取り付けられて前記軸に嵌通する内周面
を有すると共に前記内周面に貫通したフラッシングポー
トを有する取付部品と、前記取付部品の前記内周面に移
動自在に嵌合して弾発手段により押圧される外方先端に
シール面を有した第１密封環と、前記第１密封環のシー
ル面と密接する相対シール面を有する第２密封環と、前
記第２密封環を密封に保持すると共に前記軸に固着され
るシールカラーとを具備し、前記第１密封環は前記軸と
の間に被密封流体が流通可能な間隙を有すると共に前記
フラッシングポートと前記シール面内周近傍側とは前記
間隙を介して連通しているものである。

【００１５】この請求項１に係わる本発明のメカニカル
シール装置では、前記第１密封環は前記軸との間に被密
封流体が通過可能な大きさの間隙を有すると共に、前記
フラッシングポートと前記シール面内周側とは前記間隙
を介して連通しているので、フラッシングポートから流
体が注水されると弾発手段で押圧される第１密封環は被
密封流体が接触している全面が洗浄される。このため、
第１密封環には、被密封流体のスラリー又は高粘度の被
密封流体が付着して固形化することもないので、この付
着により第１密封環の摺動する動きが阻害されることな
く、シール面の面圧に対する応答性が発揮され、密封効
果が向上することが出来る。

【００１６】又、メカニカルシール装置は、装置本体に
外装された取付部品に内装されているから、装置本体の
構造に関係なく、第１密封環と軸との間隙を十分に広く
設計することが可能になる。このために、被密封流体の
第１密封環内の流れも良くなり、第１密封環に高粘度の
被密封流体又はスラリーが付着し、固形化するのも防止
される。このため第１密封環の応答性が良好になり、シ
ール能力が発揮される。

【００１７】請求項２に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、前記第１密封環と前記取付部品の内周面との
嵌合間に取付溝を有すると共に前記取付溝にシールリン
グを有し、且つフラッシングポートは前記取付溝の近傍
の前記内周面に貫通するものである。

【００１８】この請求項２に係わる本発明のメカニカル
シール装置では、前記第１密封環と取付部品との嵌合間
の取付溝にシールリングを有し、且つフラッシングポー
トは前記取付溝の近傍の前記内周面に貫通しているの
で、シールリングと取付溝との間にスラリー等が付着し
て第１密封環の作動が悪化するのを防止し、第１密封環
の面圧の応答性を良好にする効果が期待できる。

【００１９】請求項３に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、前記フラッシングポートに対して前記取付溝
との反対側に前記取付部品に密封に保持されて内周面が
前記軸に密封嵌合又は遊合する環状の遮断ガスケットを
有するものである。

【００２０】この請求項３の本発明のメカニカルシール
装置では、フラッシングポートから清水がクエンチング
されたときにガスケットにより流入方向が変えられてシ
ールリングが取り付けられる環状溝や第１密封環の内周
面並びにシール面側を洗浄することが可能になる。そし
て、高粘度の被密封流体が第１密封環に付着して固形化
したり、狭い間隙に付着して間隙通路を塞ぎ、第１密封
環の作動を阻害してシール能力を低下させるのを効果的
に防止することが可能になる。

【００２１】請求項４に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、軸と前記軸が嵌通する装置本体との外面に外
装するメカニカルシール装置であって、前記装置本体の
外面に取り付けられて前記軸に嵌通する内周面を有する
取付部品と、前記取付部品の前記内周面に移動自在に嵌
合して弾発手段により押圧される外方先端にシール面を
有した第１密封環と、前記第１密封環のシール面と密接
する相対シール面を有する第２密封環と、前記第２密封
環を密封に保持すると共に前記軸に固着されるシールカ
ラーとを具備し、前記取付部品には前記内周面に嵌合し
た第１密封環のシール面を外径側から覆う形の冷却用環
状溝を有すると共に前記冷却用環状溝の外方の絞り面が
前記第２密封環の外周密封面と遊嵌合し、且つ前記冷却
用環状溝に連通する冷却用流体通路を有するものであ
る。

【００２２】この請求項４に係わる本発明のメカニカル
シール装置では、前記取付部品には前記内周面に嵌合し
た第１密封環のシール面近傍を外径側から覆う形の冷却
用環状溝を有すると共に前記冷却用環状溝の外方の絞り
面が前記第２密封環の外周密封面と遊嵌合し、且つ前記
冷却用環状溝に連通する冷却用流体通路を有するので、
第１密封環と第２密封環との摺動して発熱するシール面
近傍を大量の清水により直接冷却して発熱温度を低減す
ることが可能になる。このため、シール面が摺動により
発熱しても効果的に冷却し、摺動する両シール面が熱変
形により破損するのを効果的に防止することが可能にな
る。

【００２３】請求項５に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、前記冷却用環状溝の一方の側面が前記シール
面を中心に前記第１密封環の軸方向内方中間の外径方向
に形成されていると共に、他方の側面が前記第２密封環
の軸方向外方中間の外径方向に形成された大きさであ
る。

【００２４】この請求項５に係わる本発明のメカニカル
シール装置では、第１密封環と第２密封環のシール面を
中心として外周側全体を覆うように冷却用環状溝が形成
されているから、第１密封環と第２密封環を効果的に冷
却することが可能になる。このために、シール面の熱に
よる変形を防止してシール面の密封能力を発揮させるこ
とが可能になる。

【００２５】請求項６に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、前記弾発手段又は密封環の固定ピンは前記シ
ール面より大気側に配置されているものである。

【００２６】この請求項６に係わる本発明のメカニカル
シール装置では、第１密封環と第２密封環の固定ピン又
は弾発手段が被密封流体に接触しないようにシール面よ
り大気側に配置されているので、被密封流体により腐食
したり、錆させたりしないので機能を発揮して第１密封
環と第２密封環の密封能力を向上させる効果が期待でき
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる実施の形態
のメカニカルシール装置１を図面に基づいて詳述する。
尚、以下に説明する各図面は、特許用の概念図ではな
く、実験データを基にした寸法関係が正確な設計図であ
る。

【００２８】図１は、本発明に係わるメカニカルシール
装置１を装置本体（スタフィングボックス）６０と回転
軸７０の外面にカートリッジとして装着した断面図であ
る。又、図２は、図１のメカニカルシール装置１を回転
軸７０に嵌合した軸方向平面図である。

【００２９】図１は、本発明に係わる第１実施の形態の
メカニカルシール装置１を示すものである。この図１の
メカニカルシール装置１は、装置本体６０の外面６１に
取り付けられるシールフランジ３０と回転軸７０に嵌着
されるシールカラー５０とをセットプレート５５により
位置決めして取り付けられる。

【００３０】装置本体６０に取り付けられるシールフラ
ンジ（取付部品）３０は、図２に示すように、円板環状
を成すと共に、円板の周方向に沿って４等配に固定溝４
５が設けられている。シールフランジ３０は、この固定
溝４５に、ボルト６３を介して装置本体６０に取り付け
られる。このシールフランジ３０の内周面は、嵌合面３
１と冷却用環状溝３２と絞り面３３とに形成されてい
る。又、シールフランジ３０には、外周面に沿って等配
に２〜３個の冷却用流体通路４０と、１個のフラッシン
グポート４１と、その外にドレン孔４０Ａが設けられて
いる。この冷却用流体通路４０は、外方の配管と接続可
能な管用ねじ部から内周面の冷却用環状溝３２へ連通す
るように形成されている。そして、この冷却用流体通路
４０からクエンチング液が直接にシール面６、１２に注
水されて、このシール面６、１２の摺動発熱を冷却す
る。又、フラッシングポート４１は外方の配管と接続可
能な管用ねじ部から内周面の嵌合面３１に貫通してい
る。そして、断続的に注水される清水により固定用密封
環３などの被密封流体と接する周面が洗浄される。又、
ドレン孔４０Ａは、冷却用流体通路４０から注水された
流体を排出するものである。

【００３１】シールフランジ３０の嵌合面３１には、固
定用密封環（第１密封環）３が軸方向移動自在に嵌合し
ている。固定用密封環３は、嵌合面３１との間をシール
するＯリング用の取付溝４が形成されている。この取付
溝４は、溝の一方側である固定用密封環３の端面側が嵌
合面３１に対して間隔Ｄを大きく形成した一実施例のも
のである。尚、この間隔Ｄを小さく形成した他の実施例
も採用されている。そして、この取付溝４には、Ｏリン
グ（シールリング）５が取り付けられている。Ｏリング
５の材質は、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ＥＰＤＭ、パ
ーフロロエラストマなどが用いられる。

【００３２】更に、固定用密封環３は、取付溝４と反対
側の端面にはシール面６が形成されている。又、外周側
はフランジ部３Ｆに形成されており、このフランジ３Ｆ
には案内溝７が形成されている。そして、案内溝７は、
冷却用環状溝３２の側面に形成された嵌着穴に嵌着した
固定ピン３５と係止している。この固定ピン３５と案内
溝７は軸方向へ相対移動すると共に、周方向へは係止さ
れている。又、このフランジ部３Ｆには、周方向へ複数
のばね座が設けられて等配に設けられたコイルスプリン
グ９が着座して固定用密封環３を押圧している。更に、
固定用密封環３の内周面８は、回転軸７０の外周面７１
に対して大きな間隙Ｈに形成されてスラリーを含む被密
封流体が固形化して目詰まりすることなく流通できるよ
うに成されている。この固定用密封環３は、炭化珪素、
カーボンその他セラミックスなどから製作されている。

【００３３】液体シール装置２を構成する他方の回転用
密封環（第２密封環）１０は回転軸７０に嵌着したシー
ルカラー５０と嵌合して保持されている。シールカラー
５０は、回転軸７０に対してＯリングを介して密封に嵌
着すると共に、セットスクリュー５１により固定されて
いる。そして、回転用密封環１０の内周面は、シールカ
ラー５０の嵌着面にＯリングを介して密封嵌合すると共
に、回転用密封環１０の側面に形成された凹部とシール
カラー５０の穴に嵌着した固定ピン５２とは、周り止め
に係止している。

【００３４】又、回転用密封環１０の一端には相対シー
ル面１２が形成されている。この相対シール面１２は、
固定用密封環３のシール面６と密封に接触する。更に、
回転用密封環１０の外周面には、外周密封面１３が設け
られており、シールフランジ３０の絞り面３３と近接に
嵌合して冷却用流体通路４０から注入される流体をシー
ルする。この絞り面３３と外周密封面４０とは絞り密封
作用を発揮して流体をシールする。回転用密封環１０
は、炭化珪素、カーボン、その他のセラミックスなどの
材質から製作される。

【００３５】シールフランジ３０には、装置本体６０と
の間にガスケット３４を設けている。ガスケットの内周
面３４Ａは回転軸７０と近接状態に嵌合している。この
ガスケットは、樹脂又は金属などの材質から製作されて
いる。そして、フラッシングポート４１から射出された
清水は、ガスケットに当接して取付溝４及びＯリング５
を洗浄すると共に間隙Ｈを通過して間隙Ｈに付着する固
形物を洗浄する。同時に、シール面６の内周面を洗浄す
ると共に、シール面６、１２に異物が侵入しないように
作用する。

【００３６】更に、シールフランジ３０は、内周面の冷
却用環状溝３２をシール面６に対して容積が大きくなる
ように軸方向に大きく形成されている。この冷却用環状
溝３２の一方の側面３２Ａは、固定用密封環３の取付溝
４の近くに形成されており、更に、他方の側面３２Ｂは
回転用密封環１０の中間に形成されている。そして、冷
却用流体通路４０から注入されるクエンチング液は直接
にシール面６へ射出されるように成されている。又、冷
却用環状溝３２は固定用密封環３と回転用密封環１０と
を覆うように大きく形成されているから、両密封環３、
１０が互いに摺動して摩擦により発熱しても、この冷却
用環状溝３２の容積により冷却される効果が大きい。

【００３７】又、この冷却用環状溝３２より大気側に
は、円筒状に延在する筒部３６が形成されている。この
筒部３６の内周面は絞り面３３に形成されている。この
絞り面３３は、回転用密封環１０の外周密封面１３と近
接状態に嵌合して、絞りシール機能部を構成する。更
に、筒部３６の端部外周にはフランジが形成されてお
り、このフランジは位置決部３７に構成している。ま
た、シールランジ３０に形成されたフラッシングポート
４１は、嵌合面３１に於ける固定用密封環３に形成され
た取付溝４の近傍に貫通している。そして、フラッシン
グポート４１から射出される清水により取付溝４及びＯ
リング５に付着した固形物を効果的に洗浄する。特に、
取付溝４は、フラッシングポート４１側が間隔Ｄに形成
されているから、取付溝４に入り込んだスラリー及び高
粘度の固形物等は容易に排除される。

【００３８】この様に構成されたシールフランジ３０と
シールカラー５０は、セットプレート５５により位置決
めして取り付けられる。セットプレート５５は、仮想線
で示すような断面に形成されており、シールカラー５０
の周面に等配に複数個のセットプレート５５がソケット
ボルト５９により固定されている。そして、セットプレ
ート５５に形成された係合溝５６を位置決部３７に係止
させて、シールフランジ３０とシールカラー５０とを位
置決めして配置する。

【００３９】図３は、本発明に係わる第２実施の形態の
メカニカルシール装置１の断面図である。図３に示すメ
カニカルシール装置１は、図１に示すメカニカルシール
装置１と全体的にはほぼ同一構成である。相違する点
は、ガスケット３４が樹脂材により形成されている。そ
して、ガスケット３４の内周面３４Ａは、回転軸７０の
外周面７１と嵌合してシールしている。このため、フラ
ッシングポート４１から断続的又は連続に射出される清
水により取付溝４及びＯリング５が確実に洗浄されると
共に、間隙Ｈやシール面６の内側が洗浄されながら冷却
される。そして、シール面６の摺動に伴う発熱を洗浄と
共に、冷却する。又、固定用密封環３は洗浄により摺動
性が良くなるから、固定用密封環３のシール面圧に対す
る応答性が向上する。

【００４０】又、シールフランジ３０に於ける冷却用環
状溝３２の他方の側面３２Ｂには円板状のゴム材製シー
ルリップ３８が設けられている。このシールリップ３８
の内周面３８Ａは、回転用密封環１０の外周密封面１３
（傾斜面１３Ａの一辺が小さい場合）又は傾斜面１３Ａ
と近接又は密接状態に嵌合している。このシールリップ
３８により冷却用環状溝３２内は確実にシールされて冷
却されると共に、冷却用環状溝３２内の下部に設けられ
た図示省略のドレン孔４１Ａから注水は排出される。

【００４１】図４は、本発明に係わる第３実施の形態の
メカニカルシール装置１の半断面図である。このメカニ
カルシール装置１は、図１のメカニカルシール装置１と
全体としての構造がほぼ同一構成である。相違する点
は、ゴム材製のガスケット３４の内径側の内周面３４Ａ
がシールリップに形成されている点である。そして、ガ
スケット３４を境界として固定用密封環３側と反対側と
はガスケット３４により遮断されている。このため、固
定用密封環３側はフラッシングポート４１からの清水の
注水により攪乱されて確実に洗浄されると共に、固定用
密封環３と回転用密封環１０は十分に冷却される。この
ために、シール面６及び相対シール面１２は摺動中の発
熱が低減されると共に、発熱に伴うシール面６、１２の
損傷が効果的に防止される。

【００４２】又、フラッシングポート４１の嵌合面３１
側の貫通孔は取付溝４の間隔Ｄまで連通しており注水時
に取付溝４から固形物が確実に洗浄されるように構成さ
れている。このために固定用密封環３は嵌合面３１との
摺動抵抗が小さくなるからシール面の面圧の応答性が良
好になり、シール能力が向上する。更に、シールフラン
ジ３０に形成された冷却用環状溝３２の他方の側面３２
Ｂは、シール面６より回転用密封環１０側へ幅寸法Ａだ
け大きく形成されている。そして、この幅寸法Ａは回転
用密封環１０の軸方向長さの半分くらいまで大きくする
と良い。又、回転用密封環１０には，幅寸法Ａを一辺と
する傾斜面１３Ａを設けると良い。更に、回転用密封環
１０の外周密封面１３と絞り面３３との絞り間隙Ｂは接
触しない範囲内にすると共に、できるだけ近接させると
良い。

【００４３】上述のように構成されたメカニカルシール
装置１では、従来技術のようなスリーブが不要になるの
で、固定用密封環３の間隔Ｄや間隔Ｈを大きくすること
が可能になる。このためにスラリーを含む被密封流体或
は高粘度の被密封流体が固定用密封環３等に付着しても
洗浄して確実に洗い落とすことが可能になる。又、高粘
度な被密封流体の固形物の目詰まりを防止できると共
に、固定用密封環３や回転用密封環１０の摺動面の発熱
を確実に冷却することが可能になる。

【００４４】又、固定用密封環３を弾発に押圧するスプ
リング９や固定ピン３５、５２は被密封流体と接触しな
い大気側に配置されているから、被密封流体による錆や
腐食を防止することが可能になる。

【００４５】

【発明の効果】本発明に係わるメカニカルシール装置に
よれば、以下のような効果を奏する。請求項１に係わる
本発明のメカニカルシール装置によれば、第１密封環は
軸との間に被密封流体が通過可能な間隙を有すると共
に、フラッシングポートとシール面内周側とは被密封流
体が流通可能な間隙を介して連通しているので、フラッ
シングポートから清水が注水されると、弾発手段で押圧
される第１密封環の被密封流体が接触している全面が洗
浄される。このため、第１密封環には、被密封流体のス
ラリー又は高粘度の被密封流体の固形物が付着して目詰
まりすることもないので、第１密封環の嵌合摺動の動き
が阻害されることなく、シール面の面圧の応答性が発揮
され、シール面の密封効果が向上する。

【００４６】又、メカニカルシール装置は、装置本体に
外装された取付部品に内装されているから、装置本体の
構造に関係なく、第１密封環と軸との間隙を十分に広く
設計することが可能になる。このために、被密封流体の
流れも良くなり、第１密封環に高粘度の被密封流体が固
形化して付着するのを防止し、又は、被密封流体に含む
スラリーが付着したり、部品の間隙に目詰まりするのも
効果的に防止することが可能になる。

【００４７】請求項２に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置によれば、第１密封環と取付部品との嵌合間の取
付溝にシールリングを有すると共に、フラッシングポー
トは取付溝の近傍の内周面に貫通しているので、シール
リングと取付溝との間にスラリー等が付着して第１密封
環の作動が悪化するのを効果的に防止し、第１密封環の
面圧の応答性を良好にする効果を奏する。

【００４８】請求項３に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置によれば、フラッシングポートから清水がクエン
チングされたときに、ガスケットにより流入方向が変え
られてシールリングが取り付けられる取付溝及び第１密
封環の内周面並びにシール面側を洗浄することが可能に
なる。そして、高粘度の被密封流体が第１密封環に付着
して固形化したり、狭い間隙に固形物が付着して間隙通
路を塞ぎ、第１密封環の作動を阻害してシール能力が低
下するのを効果的に防止する。

【００４９】請求項４に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置によれば、取付部品には内周面に嵌合した第１密
封環のシール面を外径側から覆う形の冷却用環状溝を有
すると共に、冷却用環状溝の外方の絞り面が第２密封環
の外周面と近接に嵌合し、且つ冷却用環状溝に連通する
冷却用流体通路を有するので、第１密封環と第２密封環
とが摺動して発熱するシール面近傍を大量の清水により
直接冷却することが可能になる。このため、シール面が
摺動中に発熱しても急速に冷却して両シール面が熱変形
により破損するのを効果的に防止する。

【００５０】請求項５に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置によれば、第１密封環と第２密封環のシール面を
中心として外周側全体を覆うように冷却用環状溝が大き
く形成されているから、第１密封環と第２密封環を効果
的に冷却することが可能になる。このために、シール面
の発熱による平面度の変形を防止し、シール面の密封能
力を保持する効果が期待できる。

【００５１】請求項６に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置によれば、第１密封環と第２密封環の固定ピン又
は弾発手段が被密封流体に接触しないようにシール面よ
り大気側に配置されているので、固定ピンや弾発手段が
被密封流体により腐食したり錆たりして機能を低下させ
られることもなく、第１密封環と第２密封環の作動特性
が発揮され、密封能力が向上する効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態に係わるメカニカルシ
ール装置を装着した断面図である。

【図２】図１に示すメカニカルシール装置を軸に取り付
けた軸方向平面図である。

【図３】本発明の第２実施の形態に係わるメカニカルシ
ール装置を装着した断面図である。

【図４】本発明の第３実施の形態に係わるメカニカルシ
ール装置を装着した半断面図である。

【図５】従来のメカニカルシールの半断面図である。

【図６】図５の軸方向の平面図である。

【符号の説明】

１メカニカルシール装置２液体シール装置３固定用密封環（第１密封環）３Ｆフランジ部４取付溝５Ｏリング（シールリング）６シール面７案内溝８内周面９スプリング（弾発手段）１０回転用密封環（第２密封環）１１凹部１２相対シール面１３外周密封面３０シールフランジ（取付部品）３１嵌合面３２冷却用環状溝３２Ａ一方の側面３２Ｂ他方の側面３３絞り面３４ガスケット３４Ａ内周面３５固定ピン３６筒部３７位置決部３８シールリップ４０冷却用流体通路４０Ａドレン孔４１フラッシングポート４５固定溝５０シールカラー（カラー）５１セットスクリュー５２固定ピン６０装置本体６３ボルト７０回転軸（軸）７１外周面Ｄ間隔Ｈ間隙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸と前記軸が嵌通する装置本体の外面に
外装してシールするメカニカルシール装置であって、前
記装置本体の外面に取り付けられて前記軸が嵌通する内
周面を有すると共に前記内周面に貫通したフラッシング
ポートを有する取付部品と、前記取付部品の前記内周面
に移動自在に嵌合して弾発手段により押圧される外方先
端にシール面を有した第１密封環と、前記第１密封環の
シール面と密接する相対シール面を有する第２密封環
と、前記第２密封環を密封に保持すると共に前記軸に固
着されるシールカラーとを具備し、前記第１密封環は前
記軸との間に被密封流体が流通可能な間隙を有すると共
に前記フラッシングポートと前記シール面内周近傍側と
は前記間隙を介して連通していることを特徴とするメカ
ニカルシール装置。
【請求項２】前記第１密封環と前記取付部品の内周面
との嵌合間に取付溝を有すると共に前記取付溝にシール
リングを有し、且つフラッシングポートは前記取付溝の
近傍の前記内周面に貫通することを特徴とする請求項１
に記載のメカニカルシール装置。
【請求項３】前記フラッシングポートに対して前記取
付溝との反対側に前記取付部品に密封に保持されて内周
面が前記軸に密封嵌合又は遊合する環状の遮断ガスケッ
トを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記
載のメカニカルシール装置。
【請求項４】軸と前記軸が嵌通する装置本体との外面
に外装するメカニカルシール装置であって、前記装置本
体の外面に取り付けられて前記軸が嵌通する内周面を有
する取付部品と、前記取付部品の前記内周面に移動自在
に嵌合して弾発手段により押圧される外方先端にシール
面を有した第１密封環と、前記第１密封環のシール面と
密接する相対シール面を有する第２密封環と、前記第２
密封環を密封に保持すると共に前記軸に固着されるシー
ルカラーとを具備し、前記取付部品には前記内周面に嵌
合した第１密封環のシール面を外径側から覆う形の冷却
用環状溝を有すると共に前記冷却用環状溝の外方の絞り
面が前記第２密封環の外周密封面と遊嵌合し、且つ前記
冷却用環状溝に連通する冷却用流体通路を有することを
特徴とするメカニカルシール装置。
【請求項５】前記冷却用環状溝の一方の側面が前記
シール面を中心に前記第１密封環の軸方向内方中間の外
径方向に形成されていると共に、他方の側面が前記第２
密封環の軸方向外方中間の外径方向に形成された大きさ
であることを特徴とする請求項４に記載のメカニカルシ
ール装置。
【請求項６】前記弾発手段は前記シール面よりも大気
側に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求
項４に記載のメカニカルシール装置。