JP2003194237A - メカニカルシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハウジングに嵌着されたシールカバーにスリ
ーブを装着するとメカニカルシール及びラビリンスシー
ルがが精度良く組み立てられるようにすると共に、ラビ
リンスシールとメカニカルシールとの組み合わせで被密
封流体を効果的にシールすることにある。 【解決手段】 メカニカルシール装置において、シール
カバー３０にシーラント流体用の流体供給孔と連通する
流入通路を有すると共に、流体室５５に連通するシーラ
ント流体用の流出通路３４を有し、流体室５５に流入す
るシーラント流体の圧力が被密封流体の流体圧力より高
圧に構成されたものである。。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被密封流体を確実
にシールするメカニカルシール装置に関する。更に詳し
くは、高圧の被密封流体をシールすると共に、組立構造
を簡単にしたメカニカルシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関連する従来例として特開平５
−９９３４５号公報（対応特許、米国特許第５０３９１
１３号明細書）が存在する。図５は、この公報に記載さ
れたタンデム形シール装置の断面図である。図５に於い
て、Hp側は高圧ガスが存在する被密封流体領域である。
また、反対のLp側は大気領域である。このタンデム形シ
ール装置１００は、被密封流体領域Hp側に、２個の軸流
型第１ラビリンスシール１３１と第２ラビリンスシール
１３１が設けられている。このラビリンスシール１３
１，１３１は、静止側のハウジング１４０に固定された
第１仕切板１３１Ａと、第２仕切板１３１Ｂとを設ける
と共に、この各仕切板１３１Ａ、１３１Ｂに於ける回転
軸１５０の外周面と対向する面に形成された凹凸部が被
密封流体の流れ方向に対する絞り作用により被密封流体
をシールしている。

【０００３】又、この第１ラビリンスシール１３１より
大気領域Ｌｐ側には、第１ガスシール１０２が配置され
ている。この第１ガスシール１０２は、第１静止密封環
１０２Ａが第１シールカバー１０３に保持されていると
共に、第１回転密封環１０２Ｂが第１スリーブ１０４に
固着されている。第１シールカバー１０３は、組立上の
理由により第２シールカバー１１３に別部品として結合
されている。

【０００４】更に、第１ガスシール１０２より大気領域
Ｌｐ側には、第２ガスシール１１２が配置されている。
この第２ガスシール１１２は、第２静止密封環１１２Ａ
が第２シールカバー１１３に保持されていると共に、第
２回転密封環１１２Ｂが第２スリーブ１１４に固着され
ている。そして、第１ガスシール１０２と第２ガスシー
ル１１２との間の空間室Ｓ１には、この空間室Ｓ１に連
通した第２通路１４１が設けられている。この第２通路
１４１は、第２通路から導入される流体の圧力を、単に
第２ガスシールの背面に対して作用させてシールする従
来技術である。

【０００５】更に、第２ガスシール１１２より大気領域
Ｌｐ側には第２ラビリンスシール１２２が設けられてい
る。この第２ラビリンスシール１２２は、内周面に凹凸
部を設けた第３仕切板１２２Ａにより構成されており、
この凹凸部を回転軸１５０と近接させて絞り作用により
被密封流体を圧力降下させてシールするものである。
又、第２ラビリンスシール１２２の内径側にはカーボン
シール１２５が設けられている。この第２ガスシール１
１２と第２ラビリンスシール１２２との間の空間室Ｓ２
には、第２通路１４２が連通している。そして、第２ガ
スシール１１２から漏洩したガスを第２通路１４２を介
して回収するように構成されている。更に、カーボンシ
ール１２５より大気領域Ｌｐ側にはフローティングシー
ル１２６が設けられている。このフローティングシール
１２６には回転軸１５０と微少間隙を形成して遊合する
フローティングリング１２６Ａが設けられている。

【０００６】このように構成されたタンデム型シール装
置１００は、第１ガスシール１０２と第２ガスシール１
１２とをタンデム型に配列しなければならないので、構
造上から第１及び第２シールカバー１０３，１１３を分
割しなければならず組立が複雑になる。又、第１及び第
２スリーブ１０４，１１４も同様に分割しなければなら
ず組立が複雑になる。この複雑な組立が、シール能力を
向上させる精度上から、困難をきたしている。更に、第
１ガスシール１０２及び第２ガスシール１１２は、材
料、その加工、機構が全て高価であるために製作コスト
を上昇させる結果となっている。

【０００７】更に、タンデム型シール装置であっても、
このガスシール１０２，１１２は、螺旋溝付きシール面
であるために摺動初期に漏洩が生じるので、高圧な被密
封流体に対しシール能力に問題が存する。更に、第１及
び第２ラビリンスシール１２２，１３１は、回転軸１５
０が揺動したときに接触しないようにするために、両部
品の嵌合間隔を大きくしなければならないので、シール
能力を低下させている。特に、被密封流体を外部に漏洩
させない役目の第２ラビリンスシール１２２としては、
軸方向へ長くしないとシール能力に問題が生じる。更
に、フローティングシール１２６も回転軸１５０との嵌
合間隙を大きくしなければならないので、軸方向へ長く
しないとシール能力に問題があり、長さが短いと被密封
流体を外部に漏洩させることになる。更には、第１と第
２ラビリンスシール１２２，１３１及び第１と第２ガス
シール１０２，１１２、並びにフローティングシール１
２６と全体を軸方向へ配列しなければならず、メカニカ
ルシール装置１００を大型にしており、構造上から問題
となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】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、回転密封環を取り付けるスリ
ーブを一体構造にすると共に、静止密封環を保持するシ
ールカバーも一体構造にし、メカニカルシール装置の組
立精度と、加工コストを低減することにある。

【０００９】更に、メカニカルシールにより被密封流体
を確実にシールして被密封流体を外部へ漏洩させないよ
うにすることにある。又、ラビリンスシールとメカニカ
ルシールとの組み合わせにしてシール能力を向上させる
と共に、メカニカルシール装置全体の摺動抵抗を低減す
ることにある。

【００１０】更に、ラビリンスシールをバッファガスを
用いて能力を向上させたシールで、バッファガスの使用
量を最小にすることにある。更に、シーラントを用いて
シール能力を付与したメカニカルシールで、シーラント
の使用量を最小にすることにある。

【００１１】

【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。

【００１２】請求項１に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、ハウジングの内周取付面に密封に嵌着する環
状体のシールカバーと、前記シールカバーに密封に支持
されて一端にシール面を設けた静止用密封環と、前記静
止用密封環のシール面と密接する対向シール面を有する
回転用密封環と、前記回転用密封環を保持すると共に回
転軸に嵌着する環状体のスリーブと、前記静止用密封環
と前記回転用密封環と前記シールカバーとの間に形成さ
れる流体室と、前記流体室の前記シールカバーと前記ス
リーブとの開放間をシールするシール部とを具備し、前
記シールカバーにハウジングの流体供給通路と連通する
流入通路を有すると共に前記流体室に流入した流体を流
出させる流出通路を有し、前記流体室に流入する流体の
圧力が被密封流体の流体圧力より高圧に構成されたもの
である。

【００１３】この請求項１に係わる本発明のシール装置
では、流体室に被密封流体の圧力よりも高圧のシーラン
ト流体が介在する構成であるために、被密封流体がメカ
ニカルシールのシール面間から外部へ流出するのを圧力
の関係から効果的に防止できる。しかも、流体室は、静
止用密封環と回転用密封環により囲まれているから、静
止用密封環と回転用密封環とを直接冷却することが可能
になる。このために、シール面の摺動による摩擦熱の上
昇を防止すると共に、シール面の摩耗を押さえることが
可能になる。更に、シールカバーに保持される静止用密
封環をハウジングの取付面に嵌着し、スリーブに固着さ
れた回転用密封環を回転軸に嵌着して組立る構成である
ために、組立が容易であると共に、静止用密封環と回転
用密封環との接合する両シール面の精度を向上させて組
み立てることが可能になる。しかも、流体室へ流入させ
るシーラント流体を流入通路と流出通路とに分けて循環
させるために冷却が効率的である。更に、シール部のシ
ール面と、静止用密封環及び回転用密封環の接合シール
面で密封するために、流体室のシールが確実でシーラン
ト流体の消費量を少なくすることが可能になる。

【００１４】この請求項２に係わる本発明のメカニカル
シール装置は、前記シールカバーの前記流入通路の入口
と前記流出通路の出口を前記シールカバーに設けた環状
溝通路内に形成すると共に、前記環状溝通路の前記入口
と前記出口との境を軸方向に仕切板により仕切り、且つ
前記流入通路の吐出口を前記静止用密封環と回転用密封
環との各シール面にほぼ近接対向させたものである。

【００１５】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、シールカバーに設けた環状溝通路内に
流入通路の入口と流出通路の出口とを形成したために、
シールカバーをハウジングの取付面に嵌め込むだけで、
流体供給孔に対して流入通路を、又流体排出孔に対して
流出通路を簡単に連通させることが可能になる。しか
も、環状溝通路に軸方向の連絡通路を設けるのみで流入
通路の吐出口を静止用密封環のシール面に近接できると
共に、この吐出口から流体をメカニカルシールのシール
面に吐出させることが可能になる。

【００１６】請求項３に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、前記静止用密封環より被密封流体領域側に前
記シールカバーと前記スリーブとの嵌合間に並列に配置
された複数のラビリンスシールを有すると共に、前記両
ラビリンスシール間の間隙に連通してバッファ流体を導
入するバッファ流体通路を有するものである。

【００１７】この請求項３に係わる本発明のメカニカル
シール装置では、複数のラビリンスシール間の間隙にバ
ッファ流体を導入するバッファ流体通路が連通している
ので、この間隙で流体を圧縮してラビリンスシールの能
力を向上させるものである。又、このラビリンスシール
は静止用密封環よりも被密封流体領域側に設けられてい
るから、バッファ流体を介するラビリンスシールと、被
密封流体より高圧のシーラント流体を介するメカニカル
シールにより確実に被密封流体をシールすることが可能
になる。

【００１８】請求項４に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、前記静止用密封環と前記ラビリンスシールと
の間にバッファ流体又はシーラント流体の漏洩した流体
が流出できるドレン通路を有するものである。

【００１９】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、静止用密封環と前記ラビリンスシール
との間にバッファ流体又はシーラント流体の漏洩した流
体が流出できるドレン通路を有するので、バッファ流体
を被密封流体よりも高圧にしてシール能力を向上させる
ことが可能になる。更に、バッファ流体又はシーラント
流体が漏洩しても被密封流体領域に流出させることな
く、ドレンから排出させることが可能になる。又、この
ドレン通路によりバッファ流体又は／及びシーラント流
体の圧力を調整して被密封流体のシール能力を向上させ
ることが可能になる。

【００２０】請求項５に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、前記ラビリンスシールを構成する凹凸部を有
する絞りリングが合成樹脂又はゴム材製であると共に前
記絞りリングの外径が前記静止用密封環の内径より小径
に形成されているものである。

【００２１】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、ラビリンスシールを構成する凹凸部を
有する絞りリングが合成樹脂又はゴム材製である為に、
回転軸が揺動してもラビリンスシールが絞り部に当接し
ても破損するのを効果的に防止できる。このために、絞
りリングを絞り部に近接又は接触できるから、シール能
力を向上することが可能になる。

【００２２】請求項６に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、前記シール部をセグメントシールに構成した
ものである。

【００２３】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、流体室をシールするシール部をセグメ
ントシールに構成したので、流体室を被密封流体よりも
高圧にすることが可能になり、メカニカルシールのシー
ル能力が向上する。更に、セグメントシールはメカニカ
ルシールに比較して軸方向に短く、しかもシール能力が
優れているから、メカニカルシールとシール部の間隔を
小形に構成できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる好ましい実
施の形態のシール装置を、その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、実施可能な正確な設計図である。

【００２５】図１は、本発明に係わる好ましい実施の形
態を示すメカニカルシール装置の断面図である。又、図
２は図３の３Ａ−３Ａラインに従い全体を断面にした断
面図である。更に、図３は、図１の流入通路３７と流体
室５５と流出通路３４との領域の部分を拡大した断面図
である。図４は図１の流体排出孔６５の中心線を通る全
体の径方向の断面図である

【００２６】図１に於いて、ハウジング６０の内周取付
面内に回転軸５０が貫通している。この回転軸５０とハ
ウジング６０の取付面との嵌合間隔をメカニカルシール
装置１によりシールする。ハウジング６０の取付面に
は、シールカバー３０の嵌合面１２が嵌着している。こ
のシールカバー３０はフランジ部付き円筒体に形成され
ている。そして、シールカバー３０の円筒状部がハウジ
ング６０の取付面に嵌着されていると共に、一端のフラ
ンジ部がハウジング６０の正面にボルトを介して固着さ
れている。

【００２７】又、回転軸５０には円筒状に形成されたス
リーブ４０の内周面４１が嵌着されている。このスリー
ブ４０は、回転軸５０の大気側から挿入して嵌着される
と共に、スリーブ４０に取り付けられた第３ドライブピ
ン４４により回転不能に構成されている。この第３ドラ
イブピン４４は、回転軸５０に固着された係止部４３の
係合穴に嵌合係止している。

【００２８】そして、シールカバー３０とスリーブ４０
の間にはメカニカルシール２が配置されている。このメ
カニカルシール２によりシールカバー３０とスリーブ４
０との両部品間をシールしている。このシールカバー３
０には軸方向に凹んだ凹部が形成されており、この凹部
内に静止用密封環３が軸方向に移動自在に保持されてい
る。この静止用密封環３は、大気側先端にシール面４が
形成されている。又、シール面４に対する背面には８個
のスプリング６が周方向に等配に配置されており、この
スプリング６により静止用密封環３のシール面４を弾発
に押圧している。更に、この背面には４個の係合凹部が
形成されている。そして、この各係合凹部に係止する４
個の第１ドライブピン１８がシールカバー３０の穴に打
ち込まれて嵌着されている。この第１ドライブピン１８
により静止用密封環３が回転用密封環１０と共に摺動し
ても回動しないように固定されている。

【００２９】静止用密封環３の背面の内径段部はシール
カバー３０の凹部内の段部と互いに対向し、Oリング用
の環状室を形成している。この環状室にはゴム材製のO
リング５が配置されている。このOリング５の内径側の
取付位置により静止用密封環３の背面に流体圧力が作用
するように構成されている。そして、この背面に作用す
る圧力によりシール面４が対向シール面１１に押圧され
ている。同時に、スプリング６により静止用密封環３が
対向シール面１１に弾発に押圧されている。この静止用
密封環３はカーボン材又は炭化珪素材により形成されて
いる。この静止用密封環３の内径面は、スリーブ４０の
外径に取り付けられたラビリンスシール２０の外径より
も大径に形成されている。更に、シールカバー３０の静
止用密封環３を取り付けた内径面もラビリンスシール２
０の外径より大径に形成されている。

【００３０】一方、静止用密封環３と対向する回転用密
封環１０は、スリーブ４０における大径に形成された取
付段部４２に嵌着されている。この回転用密封環１０の
背面には、嵌合穴が形成されている。又、取付段部４２
には、第２ドライブピン１６が打ち込まれて嵌着してい
る。そして、この第２ドライブピン１６は嵌合穴に嵌合
して係止し、回転用密封環１０が回転軸５０と共に回動
するように連結している。この回転用密封環１０の内径
面も、静止用密封環３の内径面とほぼ同径に形成されて
ラビリンスパッキン（以下、ラビリンスシールという）
２０の外径より大径に形成されている。

【００３１】スリーブ４０の取付段部４２に形成された
嵌合面と回転用密封環１０の段部内面とが嵌合した嵌合
面間をシールするために、スリーブ４０の嵌合面にOリ
ング用の環状溝が形成されている。そして、この環状溝
にOリング７が嵌めこまれて両嵌合面間をシールしてい
る。この回転用密封環１０は炭化珪素材又はカーボン材
により形成されている。そして、静止用密封環３のシー
ル面４と密接する対向シール面１１が回転用密封環１０
の端面に形成されている。

【００３２】以上のように構成されたメカニカルシール
２の外周側には、このメカニカルシール２とシールカバ
ー３０により囲まれた流体室５５が形成されている。こ
の流体室５５には、ハウジング６０に設けられた流体供
給孔６１からタービン油等のシーラント流体が供給でき
るように流入通路３７が連通している。又、流体室５５
に流入したシーラント流体が流出できるように流出通路
３４が連通している。この流出通路３４は、ハウジング
６０に設けられた流体排出孔６５と連通してシーラント
流体を排出できるように構成されている。このシーラン
ト流体は、図示省略の油圧回路を介して調整装置により
温度、圧力等が管理されて循環可能に構成されている。

【００３３】このうちの流入通路３７は、図２及び図３
に示すように、流体供給孔６１から供給されるシーラン
ト流体を流体室５５に導入できるようにシールカバー３
０に形成されている。この流入通路３７の構造は、先ず
シールカバー３０の外周に環状通路溝１３が形成されて
いる。この環状溝通路１３の側部を更に軸方向に溝状に
突き抜ける連絡通路３２が全周に渡り１個又は複数個が
形成されている。この連絡通路３２は、更に、シールカ
バー３０の外周面に形成されて環状溝通路１３と並列に
形成された環状溝路に連通している。更に又、図３に示
すように、環状溝路から内径方向へ形成されて流体室５
５に連通する８個の貫通孔が設けられている。そして、
この環状溝通路１３から流体室５５に至る全体の流体用
通路が流入通路３７を構成する。この８個の貫通孔は、
８個とは限らず、流量に応じて６個とか、１０個とか必
要に応じて設定される。

【００３４】流体室５５にはシールカバー３０の内周面
に設けた環状溝に外周部が嵌着されたスナップリング状
の堰部３９が設けられている。この堰部３９は、メカニ
カルシール２のシール面４，１１のほぼ外周側に配置さ
れている。そして、流入通路３７から流入したシーラン
ト流体は、堰部３９によりシール面４，１１側に迂回す
るように構成されている。図４に示すように、この堰部
３９により流れが蛇行されたシーラント流体は、メカニ
カルシール２を冷却しながら流出通路３４から排出され
る。又、この流出通路３４は、流体室５５に連通してシ
ールカバー３０を径方向へ貫通する排出孔と、この排出
孔を溝方向両側から挟んだ両仕切板３１で環状通路溝１
３を仕切るようにした仕切通路とにより形成されてい
る。この流出通路３４の排出孔は、図４に示すように、
シールカバー３０の中心線に対して各々１５°から２０
°傾斜した位置に２個形成されて、仕切通路に連通する
と共に、ハウジング６０に設けられた流体排出孔６５に
連通している。

【００３５】更に、図１に示すように、流体室５５の大
気側に開放した開口部５６は、第２ハウジング４５に保
持されたカーボン材製のセグメントシール２５によりシ
ールされている。このセグメントシール２５は、第２ハ
ウジング４５の内周リング状凸部４６に固着されたロー
テーションロック２９により回転不能に係止されてい
る。又、外周面からエキステンションスプリング２７
により分割されているセグメントシール２５を締め付け
ながら、セグメントシール２５の内径のシール面が摺動
する回転軸５０との嵌合間をシールしている。そして、
第２ハウジング４５に固着されたスナップリングとスプ
リングリテーナとに支持されたコンプレッションスプリ
ング２６によりセグメントシール２５の側面であるシー
ル面を第２ハウジング４５の内周リング状凸部４６の密
接面に圧接している。

【００３６】このセグメントシール２５は、コンプレッ
ションスプリング２６により押圧されて第２ハウジング
４５の密接面との間をシールすると共に、エキステンシ
ョンスプリング２７の締め付け力により回転軸５０との
嵌合間をシールする。このセグメントシール２５は、構
造上、メカニカルシール等に比べて軸方向の長さが短形
にできるから、メカニカルシール装置全体の軸方向の長
さを短くする。このようにセグメントシール２５により
シールされた流体室５５は、流体供給孔６１から被密封
流体よりも高圧のシーラント流体が供給される。つま
り、流体室５５は、被密封流体よりも高圧に構成され
て、被密封流体がメカニカルシール２のシール面を通過
しないように阻止している。

【００３７】次に、メカニカルシール２より密封流体領
域側には、ラビリンスシール２０、２０が２個並列に配
置されている。又、ラビリンスシール２０とメカニカル
シール２との間にはドレン通路３３が設けられている。
このドレン通路３３は、外方の図示省略された圧力調整
可能な機器を備えた容器に連通している。

【００３８】ラビリンスシール２０は、回転軸５０に嵌
着されて外周面に凹凸部を形成した絞りリング３８、３
８と、シールカバー３０に形成された絞り部３５、３５
の内周面により構成されている。絞りリング３８は樹脂
材又はゴム材製で外周面が、静止用密封環３の内径より
小径に形成されている。絞りリング３８の凹凸部の外周
面と絞り部３５の内周面とは近接又は接触状態に配置さ
れている。この絞り部３５と絞りリング３８との嵌合間
は、絞りリング３８が樹脂材製であるために、微少な間
隙に近接することができる。又、絞り部３５と絞りリン
グ３８との嵌合間は、接触させることも可能である。

【００３９】２個のラビリンスシール２０、２０の間に
は、ハウジング６０に設けられたバッファ流体供給孔６
３と連通してバッファ流体を導入するバッファ流体通路
３６がシールカバー３０に設けられている。更に、の接
合部は環状溝で連通されており、シールカバー３０をハ
ウジング６０に嵌合するとき、バッファ流体通路３６と
バッファ流体供給孔６３とを簡単に連通することが可能
になる。このバッファ流体通路３６の吐出側は２つのラ
ビリンスパッキン２０、２０に仕切られた間隙のバッフ
ァ流体室２１に形成されている。このバッファ流体室２
１内には、被密封流体の圧力よりもやや高圧なバッファ
流体が供給される。又、バッファ流体の圧力は、シーラ
ント流体の圧力よりも低圧に構成されている。例えば、
シーラント流体の圧力は、被密封流体の圧力よりも１．
５ｋｇｆ／ｃｍＡ位高く構成されている。又、このバッ
ファ流体の圧力は、被密封流体の種類によりシーラント
流体の圧力やや低圧に構成される。この他、被密封流体
とバッファ流体とのガスの種類、圧力の大きさ等の関係
から、バッファ流体の圧力はシーラント流体の圧力に対
し種々選択される。

【００４０】ハウジング６０の取付面に嵌合したシール
カバー３０との嵌合間には、流体供給孔６１、ドレン排
出孔６２、バッファ流体供給孔６３の各両側をシールす
るゴム材製のＯリング１５、１５，１５がそれぞれ設け
られている。又、回転軸５０とスリーブ４０との嵌合間
には、この嵌合間をシールするＯリング５３が嵌合され
ている。

【００４１】シールカバー３０は、静止用密封環３と、
Ｏリング１５、１５、１５と、堰部３９等を装着してハ
ウジング６０の取付面に嵌着する。そして、シールカバ
ー３０は、ハウジング６０にボルトを介して固定され
る。又、スリーブ４０は、絞りリング３８、３８と、回
転用密封環１０等をＯリング５３を介して回転軸５０に
嵌着される。更に、第２ハウジングは、セグメントシー
ル２５を装着してからシールカバー３０を介してハウジ
ング６０に固着される。このシールカバー３０、スリー
ブ４０、第２ハウジング４５の位置関係はセットプレー
ト７０により簡単に取り付けられる。このセットプレー
ト７０はメカニカルシール装置１を装置へ装着後に取り
外される。このメカニカルシール装置１の取付は、ラビ
リンスシール２０の絞りリング３８の外径が静止用密封
環３の内径より小径に形成されているのでスリーブ４０
を簡単に装着できる。

【００４２】

【発明の効果】本発明に係わるメカニカルシール装置
は、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によれば、流体室に被密封流体の
圧力よりも高圧のシーラント流体が介在する構成である
ために、被密封流体がメカニカルシールのシール面間か
ら外部へ流出するのを圧力の関係から効果的に防止でき
る。しかも、流体室は、静止用密封環と回転用密封環に
より囲まれているから、静止用密封環と回転用密封環と
を直接冷却することが可能になる。その結果、シール面
の摺動による摩擦熱の上昇を防止すると共に、シール面
の摩耗を押さえることが可能になる。

【００４３】更に、静止用密封環はシールカバーに軸方
向移動自在に保持された構成であるために、スリーブを
挿入するのみで回転用密封環と接合するので両シール面
の接合精度を向上させながら簡単に組み立てることが可
能になる効果を奏する。しかも、流体室へ流入させるシ
ーラント流体を流入通路と流出通路とに分けて循環させ
るために冷却等が効率的であると共に、シール部と静止
用密封環及び回転用密封環の接触シール面で確実に密封
するために、被密封流体の流体室への浸入もなく、更
に、外部への漏洩もなく、シーラント流体の消費量を少
なくする効果を奏する。

【００４４】請求項２に係わる本発明のメカニカルシー
ルによれば、シールカバーに設けた環状溝内に流入通路
の入口と流出通路の出口とを形成したために、シールカ
バーをハウジングの取付面に嵌め込むだけで、流体供給
孔に対して流入通路を、又流体排出孔に対して流出通路
を簡単に連通させることが可能になる。しかも、環状溝
通路に軸方向の連絡通路を設けるのみで流入通路の吐出
口を静止用密封環のシール面に近接できると共に、この
吐出口から流体をメカニカルシールのシール面に吐出さ
せることが可能になる野で、メカニカルシールの冷却効
果が発揮される。

【００４５】請求項３に係わる本発明のメカニカルシー
ルによれば、複数のラビリンスシール間の間隙にバッフ
ァ流体を導入するバッファ流体通路が連通しているの
で、この間隙で流体を圧縮してラビリンスシールの能力
を向上できる効果を奏する。又、このラビリンスシール
は静止用密封環よりも被密封流体領域側に設けられてい
るから、バッファ流体を介するラビリンスシールと、被
密封流体より高圧のシーラント流体を介するメカニカル
シールとにより２段階で確実に被密封流体をシールする
効果を奏する。

【００４６】請求項４に係わる本発明のメカニカルシー
ルによれば、静止用密封環と前記ラビリンスシールとの
間にバッファ流体又はシーラント流体の漏洩した流体が
流出できるドレン通路を有するので、バッファ流体又は
／及びシーラント流体の圧力を調整できる。又、バッフ
ァ流体を被密封流体よりも高圧にして被密封流体のシー
ル能力を向上させることが可能になる。更に、バッファ
流体又はシーラント流体が漏洩しても被密封流体領域に
流出させることなく、ドレンから排出させることが可能
になる。

【００４７】請求項５に係わる本発明のメカニカルシー
ルによれば、ラビリンスシールを構成する凹凸部を有す
る絞りリングが合成樹脂又はゴム材製である為に、回転
軸が揺動してラビリンスシールが絞り部に接触しても故
障するのを防止できる。このために、絞りリングを対向
面に近接できるから、シール能力を向上することが可能
になる効果を奏する。

【００４８】請求項６に係わる本発明のメカニカルシー
ルによれば、流体室をシールするシール部をセグメント
シールに構成したので、流体室を被密封流体よりも高圧
にすることが可能になり、メカニカルシールのシール能
力が向上する。更に、セグメントシールは小型にしてシ
ール能力が優れているから、メカニカルシールとシール
部の間隔を小形に構成できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる好ましい一実施の形態を示すメ
カニカルシール装置を回転軸に装着した軸方向の半断面
図である。

【図２】図３に示す３Ａ−３Ａ線に沿った矢視方向の断
面図である。

【図３】図１に示すメカニカルシールの外周部、流体
室、流入通路、流出通路の関係を示す領域の断面図であ
る。

【図４】図１の環状溝通路の径方向を断面にした断面図
である。

【図５】従来のメカニカルシール装置の半断面図であ
る。

【符号の説明】

１ メカニカルシール装置 ２ メカニカルシール ３ 静止用密封環 ４ シール面 ５ Ｏリング ６ スプリング ７ Ｏリング溝 １０ 回転用密封環 １１ 対向シール面 １２ 嵌合面 １３ 環状溝通路 １５ Ｏリング １８ 第２ドライブピン ２０ ラビリンスパッキン（ラビリンスシール） ２１ バッファ流体室 ２５ セグメントシール ２６ コンプレッションスプリング ２７ エキステンションスプリング ２９ ローテーションロック ３０ シールカバー ３１ 仕切板 ３２ 連絡通路 ３３ ドレン通路 ３４ 流出通路 ３５ 絞り部 ３６ バッファ流体通路 ３７ 流入通路 ３８ 絞りリング ３９ 堰部 ４０ スリーブ ４１ 内周面 ４２ 取付段部 ４３ 係止部 ４４ 第３ドライブピン ４５ 第２ハウジング ４６ 支持部 ５０ 回転軸 ５３ Ｏリング ５５ 流体室 ５６ 開口部 ６０ ハウジング ６１ 流体供給孔 ６２ ドレン排出孔 ６３ バッファ流体供給孔 ６５ 流体排出孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングの内周取付面に密封に嵌着す
   る環状体のシールカバーと、前記シールカバーに密封に
   支持されて一端にシール面を有する静止用密封環と、前
   記静止用密封環のシール面と密接する対向シール面を有
   する回転用密封環と、前記回転用密封環を保持すると共
   に回転軸に嵌着される環状体のスリーブと、前記静止用
   密封環と前記回転用密封環と前記シールカバーとの間に
   形成される流体室と、前記流体室の前記シールカバーと
   前記スリーブとの開放間をシールするシール部とを具備
   し、前記シールカバーに前記ハウジングのシーラント流
   体用の流体供給孔と連通する流入通路を有すると共に前
   記流体室に連通するシーラント流体用の流出通路を有
   し、前記流体室に流入する前記シーラント流体の圧力が
   被密封流体の流体圧力より高圧であることを特徴とする
   メカニカルシール装置。
2. 【請求項２】 前記シールカバーの前記流入通路の入口
   と前記流出通路の出口を前記シールカバーに設けた環状
   溝内に形成すると共に前記環状溝の前記入口と前記出口
   との境を軸方向に仕切板により仕切り且つ前記流入通路
   の吐出口を前記静止用密封環と回転用密封環との各シー
   ル面にほぼ対向させた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。
3. 【請求項３】 前記静止用密封環より被密封流体領域側
   に前記シールカバーと前記スリーブとの嵌合間に並列に
   配置された複数のラビリンスシールを有すると共に各前
   記ラビリンスシール間の間隙に連通してバッファ流体を
   導入するバッファ流体通路を有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。
4. 【請求項４】 前記静止用密封環と前記ラビリンスシー
   ルとの間にバッファ流体又はシーラント流体の漏洩した
   流体が流出できるドレン通路を有することを特徴とする
   請求項２に記載のメカニカルシール装置。
5. 【請求項５】 前記ラビリンスシールを構成する凹凸部
   を有する絞りリングが合成樹脂又はゴム材製であると共
   に前記絞りリングの外径が前記静止用密封環の内径より
   小径に形成されていることを特徴とする請求項３に記載
   のメカニカルシール装置。
6. 【請求項６】 前記シール部をセグメントシールに構成
   した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。