JP2005113983A - Mechanical seal device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanical seal device to be manufactured at low cost and capable of sealing combustible gas and volatile gas by supplying lubricating liquid to the only seal surface, and capable of preventing contamination of a sealed fluid with the lubricating oil. <P>SOLUTION: In the mechanical seal device, pressure of the lubricating liquid T of a lubrication chamber 31 is set at the nearly atmospheric pressure condition, and a lubrication lead-in groove 3 for leading the lubricating oil T of the lubrication chamber 31 into a clearance between a lubrication chamber 31 side seal surface 2A and an opposite seal surface 10A is provided in one of the seal surface 2A and the opposite seal surface 10A. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、メカニカルシール装置に関する。更に詳しくは、H2ガス,LNG等の燃焼ガス、揮発性ガス、有害ガス等をシールするメカニカルシール装置に関する。 The present invention relates to a mechanical seal device. More specifically, the present invention relates to a mechanical seal device that seals combustion gas such as H2 gas and LNG, volatile gas, harmful gas, and the like.

技術背景Technical background

従来、シール装置は、シールする空気、水、油が微少量を外部へ漏洩したとしても火災、公害として問題にならなかった。しかし、近年、特殊なガス、例えば、H2ガス、LNG、毒性ガス、揮発性ガス等の流体をシールする必要が生じてきた。このシール装置には、二つのメカニカルシールを軸方向に並列に配置すると共に、その二つのメカニカルシール間に不活性ガス等の高圧のバッファ流体を供給して二つのメカニカルシールのシール手段とバッファ流体としての封止圧力により被密封流体をシールするタンデム形、叉はダブル形メカニカルシールが存在する(例えば、特許文献1参照,特許文献2参照)。このメカニカルシールは、摺動する密封面に動圧発生溝を設けて摺動時に密封面を非接触状態にし、シール面に摩擦熱や摩耗が生じるのを防止するようにしている。しかし、非接触形メカニカルシールは、シール面間に間隙が生じるために被密封流体が漏洩する問題がある。又、漏洩した有害な被密封流体を回収して処分しなければならない。更に、複数にしたメカニカルシールのために装置が高価になる問題と、装置の設置場所を大きくする問題が存する。更に、動圧発生溝を設けたシール面を有する密封環は、加工精度及び品質を必要とするために高価になる問題がある。   Conventionally, a sealing device has not been a problem as a fire or pollution even if a small amount of air, water or oil to be leaked leaks to the outside. However, in recent years, it has become necessary to seal fluids such as special gases such as H 2 gas, LNG, toxic gas, and volatile gas. In this sealing device, two mechanical seals are arranged in parallel in the axial direction, and a high-pressure buffer fluid such as an inert gas is supplied between the two mechanical seals to thereby seal the two mechanical seals and the buffer fluid. There is a tandem type or double type mechanical seal that seals the fluid to be sealed by the sealing pressure (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). In this mechanical seal, a dynamic pressure generating groove is provided on a sliding sealing surface so that the sealing surface is in a non-contact state during sliding to prevent frictional heat and wear on the sealing surface. However, the non-contact type mechanical seal has a problem that a sealed fluid leaks because a gap is generated between the sealing surfaces. Also, the leaked harmful sealed fluid must be collected and disposed of. Furthermore, there are a problem that the apparatus is expensive due to a plurality of mechanical seals, and a problem that the installation place of the apparatus is enlarged. Furthermore, a sealing ring having a sealing surface provided with a dynamic pressure generating groove has a problem that it is expensive because it requires processing accuracy and quality.

更に、本発明に類似する第1関連技術として図7に示すメカニカルシール100が存在する(特許文献3参照)。このメカニカルシール100は、本発明とは全く被密封流体をシールする用途が異なるものである。しかし、形状的に類似する点が存するので、その技術の相違を説明する。このメカニカルシール100は、ロータリジョイントに設けられるものである。ロータリジョイントのケーシング101は、筒状フレーム110と、この筒状フレーム110に取り付けられたヘッド部111とから構成されている。叉、ケーシング101には、ボルト112を介して環状のフレーム107が設けられている。そして、ケーシング101の内部には、シール孔113が設けられている。このシール孔113には外部の流路と連通可能な流路114が連通している。更に、シール孔113には、フレーム107側から工作機械の主軸119の一端が内装されている。   Furthermore, there exists the mechanical seal 100 shown in FIG. 7 as a 1st related technique similar to this invention (refer patent document 3). The mechanical seal 100 is completely different from the present invention in the use for sealing a sealed fluid. However, since there are similarities in shape, the technical differences will be described. This mechanical seal 100 is provided in a rotary joint. A casing 101 of the rotary joint includes a cylindrical frame 110 and a head portion 111 attached to the cylindrical frame 110. The casing 101 is provided with an annular frame 107 via bolts 112. A seal hole 113 is provided inside the casing 101. The seal hole 113 communicates with a flow path 114 that can communicate with an external flow path. Furthermore, one end of a main spindle 119 of the machine tool is housed in the seal hole 113 from the frame 107 side.

このように構成された工作機械の回転する主軸119の流路と、固定されたケーシング101の流路114とを流体Mが通過可能に連通させるためにロータリージョイントが設けられる。ロータリージョイントは、ケーシング101のシール孔113に軸部115が移動自在に取り付けられたフローティングシート102と、主軸119の流路に螺合した回転管軸104とは、対向状態に配置されている。そして、フローティングシート102の流路118と、回転管軸104の流路120とを回転状態でも被密封流体Mが流れるように連通させるものである。   A rotary joint is provided in order to allow the fluid M to pass through the flow path of the rotating main shaft 119 of the machine tool thus configured and the flow path 114 of the fixed casing 101. In the rotary joint, the floating sheet 102 in which the shaft portion 115 is movably attached to the seal hole 113 of the casing 101 and the rotary tube shaft 104 screwed into the flow path of the main shaft 119 are arranged in an opposed state. The flow path 118 of the floating sheet 102 and the flow path 120 of the rotary tube shaft 104 are communicated so that the sealed fluid M flows even in a rotating state.

フローティングシート102の端部には固定用密封環121が設けられている。この固定用密封環121のシール面には平面から見て半円形の潤滑溝121C、121Dが内周と外周に交互に円周に沿って2等配で放射状に設けられている。又、回転管軸104の端面にも回転用密封環122が設けられている。この回転用密封環122のシール面は平面状態である。そして、固定用密封環121のシール面と回転用密封環122のシール面が密接するように、ばね106によりフローティングシート102のフランジ部116が弾発に押圧されている。又、フローティングシート102が回動しないように、フランジ部116の切欠117には、止めピン105が係止している。このシール面の潤滑溝121Cは、両密封環121、122の流通孔121Aを通る被密封流体を潤滑溝121Cに流入させると共に、被密封流体の圧力により潤滑溝121Cからシール面に圧送して潤滑するように構成されている。   A fixing seal ring 121 is provided at the end of the floating sheet 102. On the sealing surface of the fixing seal ring 121, semicircular lubricating grooves 121C and 121D as viewed from above are provided radially at two equal intervals along the circumference on the inner circumference and the outer circumference. A rotating seal ring 122 is also provided on the end surface of the rotary tube shaft 104. The sealing surface of the rotating seal ring 122 is in a flat state. The flange portion 116 of the floating sheet 102 is elastically pressed by the spring 106 so that the sealing surface of the fixing sealing ring 121 and the sealing surface of the rotation sealing ring 122 are in close contact with each other. Further, a stop pin 105 is engaged with the notch 117 of the flange portion 116 so that the floating sheet 102 does not rotate. The lubrication groove 121C on the seal surface allows the sealed fluid that passes through the flow holes 121A of both the sealing rings 121 and 122 to flow into the lubrication groove 121C, and is pumped from the lubrication groove 121C to the seal surface by the pressure of the sealed fluid and lubricated. Is configured to do.

このように構成されたロータリージョイントは被密封流体の圧力を利用して潤滑溝121Cからシール面へ被密封流体を導入する。この被密封流体の圧力により潤滑溝121Cからシール面へ被密封流体を導入するために、被密封流体には圧力を必要とする。更に、被密封流体は液体でなければならない。従って、本発明のような燃焼する気体をシール場合には、このような構成のメカニカルシールでは、シール面を潤滑できないから、シール面に焼き付きや摩耗が惹起する。この為に、被密封流体が燃焼するガスの場合には、シール面の摺動時の発熱により,被密封流体が燃焼につながることにもなる。又、外周面の潤滑溝121Dに外周面側から潤滑液を強制的に供給する場合には、内外周側に設けられた潤滑溝121D、121Cをつたわって内周側に流入し、流通孔121Aを流れる被密封流体に混入する問題が存する。又、潤滑液を供給する装置を必要とするので、設備費を高価にする問題が存する。又、反対に、流通孔121Aを流れる気体の被密封流体が内周側の潤滑溝121Cから遠心力により外周側の潤滑溝121Dに送り込まれてシール面の外周側に流出する問題が存する。この為に、図7に示すメカニカルシールは、潤滑できる液体を流すロータリジョイントにしか適用できない。   The thus configured rotary joint introduces the sealed fluid from the lubricating groove 121C to the sealing surface using the pressure of the sealed fluid. In order to introduce the sealed fluid from the lubricating groove 121C to the sealing surface by the pressure of the sealed fluid, the sealed fluid requires pressure. Furthermore, the sealed fluid must be liquid. Therefore, when the gas to be burned is sealed as in the present invention, the mechanical seal having such a configuration cannot lubricate the seal surface, which causes seizure and wear on the seal surface. For this reason, in the case where the sealed fluid is a combusting gas, the sealed fluid also leads to combustion due to heat generated when the seal surface slides. Further, when the lubricating liquid is forcibly supplied from the outer peripheral surface side to the lubricating groove 121D on the outer peripheral surface, the lubricating grooves 121D and 121C provided on the inner and outer peripheral sides are connected to flow into the inner peripheral side, and the flow hole 121A There is a problem of being mixed into the sealed fluid flowing through. In addition, since a device for supplying the lubricating liquid is required, there is a problem of increasing the equipment cost. On the other hand, there is a problem that the gas sealed fluid flowing through the flow hole 121A is sent from the inner circumferential lubricating groove 121C to the outer circumferential lubricating groove 121D by centrifugal force and flows out to the outer circumferential side of the sealing surface. For this reason, the mechanical seal shown in FIG. 7 can be applied only to a rotary joint through which a liquid that can be lubricated flows.

更に、本発明の第2関連技術として図8に示す密封環200が存在する(特許文献4参照)。この密封環200は、シール面210に多数個の螺旋溝215を設けたものである。このシール面210は、図7の固定用密封環121と同様に回転用密封環122のシール面に対向して配置される。そして、一方周側の高圧の流体を巻き込んで両シール面間に介在させる。同時に、螺旋溝215によりシール面間に動圧力を発生させて両シール面間を非接触状態にする。このように、両密封環が非接触状態になるシールでは、シール面の摩耗は防止できるが、両シール面間が非接触状態に移行するときに被密封流体を両シール面間から漏洩させるので問題となる。この為に、本発明のような漏洩が許されない特殊な被密封流体では、又は、潤滑油を被密封流体に混入できない場合には、このような密封環200をメカニカルシールに用いることには問題が存する。   Further, as a second related technique of the present invention, there is a sealing ring 200 shown in FIG. 8 (see Patent Document 4). The sealing ring 200 is provided with a number of spiral grooves 215 on the sealing surface 210. This sealing surface 210 is arranged opposite to the sealing surface of the rotation sealing ring 122 in the same manner as the fixing sealing ring 121 of FIG. Then, a high-pressure fluid on one circumferential side is entrained and interposed between both seal surfaces. At the same time, a dynamic pressure is generated between the seal surfaces by the spiral groove 215 so that the seal surfaces are not in contact with each other. In this way, in a seal in which both seal rings are in a non-contact state, wear of the seal surface can be prevented, but since the fluid to be sealed leaks from between the two seal surfaces when the seal surface transitions to a non-contact state. It becomes a problem. For this reason, in the case of a special sealed fluid that does not allow leakage as in the present invention, or when lubricating oil cannot be mixed into the sealed fluid, there is a problem in using such a sealing ring 200 for a mechanical seal. Exist.

特許第2728283号公報(第1図)Japanese Patent No. 2728283 (FIG. 1) 米国特許第4,290,611号明細書(Fig1)US Pat. No. 4,290,611 (FIG. 1) 特開2000−130665号公報(図1)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-130665 (FIG. 1) 特開昭53−126462号公報(図5)JP-A-53-126462 (FIG. 5)

本発明は、上述のような問題点に鑑み成されたものである。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、密封環のシール面の摺動時における摩擦熱を防止すると共に、摺動による摩耗を防止することにある。又、被密封流体に潤滑油が混入するのを防止することにある。更に、被密封流体が高圧であってもシール面から被密封流体が漏洩するのを防止することにある。そして、メカニカルシール装置の製作コストを低減することにある。
The present invention has been made in view of the above problems.
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to prevent frictional heat during sliding of the sealing surface of the sealing ring and to prevent wear due to sliding. Another object is to prevent lubricating oil from entering the sealed fluid. Furthermore, even if the fluid to be sealed is at a high pressure, the fluid to be sealed is prevented from leaking from the sealing surface. And it is in reducing the manufacturing cost of a mechanical seal apparatus.

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る。その課題を解決する技術的な解決手段は、以下のように構成されている。
請求項1に係わる本発明のメカニカルシール装置は、揮発性流体、低沸点流体、燃焼性流体等をシールするメカニカルシール装置である。そして、シール面を有する第1密封環と、第1密封環のシール面に密接する対向シール面を有する第2密封環と、第1密封環と第2密封環の一方周面側に有する被密封流体用の通路と、第1密封環と第2密封環の他方周面側に有する潤滑液用の潤滑室とを具備し、潤滑室の潤滑液の圧力が被密封流体の圧力より低圧であると共に、潤滑室側のシール面と対向シール面との一方のシール面にシール面と対向シール面との間内へ潤滑室の潤滑液が導される潤滑導入溝を有するものである。
The present invention has been made to solve the technical problems as described above. The technical solution for solving the problem is configured as follows.
The mechanical seal device of the present invention according to claim 1 is a mechanical seal device for sealing volatile fluid, low boiling point fluid, combustible fluid and the like. And a first sealing ring having a sealing surface, a second sealing ring having an opposing sealing surface in close contact with the sealing surface of the first sealing ring, and a cover provided on one circumferential surface side of the first sealing ring and the second sealing ring. A passage for sealing fluid, and a lubricating chamber for lubricating liquid on the other peripheral surface side of the first sealing ring and the second sealing ring, and the pressure of the lubricating liquid in the lubricating chamber is lower than the pressure of the sealed fluid In addition, a lubricating introduction groove is provided on one sealing surface of the lubricating chamber side sealing surface and the opposing sealing surface to guide the lubricating liquid in the lubricating chamber into between the sealing surface and the opposing sealing surface.

請求項2に係わる本発明のメカニカルシール装置は、潤滑室が第1密封環と第2密封環の内周面側に有するものである。   In the mechanical seal device of the present invention according to claim 2, the lubrication chamber is provided on the inner peripheral surface side of the first seal ring and the second seal ring.

請求項3に係わる本発明のメカニカルシール装置は、第1密封環のシール面に有する潤滑導入溝が内周面からシール面に沿って円弧状に形成されていると共に、シール面の径方向幅の半分以下のシール面に潤滑導入溝が形成されているものである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a mechanical seal device according to a third aspect of the present invention, wherein the lubrication introducing groove formed on the seal surface of the first seal ring is formed in an arc shape from the inner peripheral surface along the seal surface, The lubrication introduction groove is formed on the seal surface of half or less of the above.

請求項4に係わる本発明のメカニカルシール装置は、潤滑室に封入される潤滑液が潤滑油であると共に、潤滑液の圧力が供給源からの潤滑油の略自重圧に等しいものである。   In the mechanical seal device according to the fourth aspect of the present invention, the lubricating liquid sealed in the lubricating chamber is lubricating oil, and the pressure of the lubricating liquid is substantially equal to the pressure of the lubricating oil from the supply source.

請求項5に係わる本発明のメカニカルシール装置は、第2密封環がカーボン材製で突出した端面に対向シール面を有すると共に、対向シール面の径方向の幅がシール面の径方向の幅より小さな寸法に形成されているものである。   In the mechanical seal device of the present invention according to claim 5, the second sealing ring is made of carbon material and has an opposing seal surface on the protruding end surface, and the radial width of the opposing seal surface is larger than the radial width of the seal surface. It is formed in small dimensions.

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、シール面と対向シール面の間に被密封流体の気圧より低い潤滑液を入り込ませる潤滑導入溝が形成されているから、両密封環の他方側に特殊な揮発性の被密封流体が存在しても潤滑液によりシール面の潤滑作用を発揮させる。この為に、シール面間の発熱を防止し、シール面の摩耗を防止する。例え、被密封流体が燃焼するような気体であっても摩擦による燃焼ガスの発火を防止する。そして、両シール面の間は接触状態で潤滑液により潤滑作用を発揮するから、長期に渡りシール能力を発揮する。又、潤滑室の潤滑液は被密封流体の圧力より低いから、潤滑液が被密封流体側へ侵入するのを防止できる。又、潤滑室に供給する潤滑液の圧力は,タンクに封入するのみでよい。この為に、潤滑液を供給するポンプ等の設備を不用とし、メカニカルシール装置としての製作コストを低減できる。   In the mechanical seal device according to the first aspect of the present invention, since the lubricating introduction groove for allowing the lubricating liquid lower than the pressure of the sealed fluid to enter is formed between the sealing surface and the opposing sealing surface, Even when a special volatile sealed fluid is present on the side, the lubricating action of the sealing surface is exerted by the lubricating liquid. For this reason, heat generation between the seal surfaces is prevented, and wear of the seal surfaces is prevented. For example, even if the sealed fluid is a gas that burns, ignition of the combustion gas due to friction is prevented. In addition, since the lubricating action is exerted by the lubricating liquid in a contact state between both the sealing surfaces, the sealing ability is exhibited over a long period of time. Further, since the lubricating liquid in the lubricating chamber is lower than the pressure of the sealed fluid, the lubricating liquid can be prevented from entering the sealed fluid side. Also, the pressure of the lubricating liquid supplied to the lubricating chamber need only be sealed in the tank. For this reason, equipment such as a pump for supplying the lubricating liquid is not required, and the manufacturing cost of the mechanical seal device can be reduced.

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、両密封環の内周側に潤滑室が設けられているので、両密封環が相対回転すると潤滑導入溝に流入した潤滑液をシール面の間の遠心力でシール面の間に十分に介在させることが可能になる。この為に、潤滑導入溝が両シール面の間内に微小に入り込んだ状態でも、シール面の間に潤滑液を供給できる効果を奏する。又、シール面の間の発熱を防止して被密封流体が摩擦熱により発火するのを防止すると共に、シール面の間の潤滑液を介して被密封流体が潤滑室側へ漏洩するのを防止する。そして、シール面間のシール効果を発揮させる。   In the mechanical seal device according to the second aspect of the present invention, since the lubrication chamber is provided on the inner peripheral side of the both sealing rings, the lubricating liquid that has flowed into the lubrication introduction groove when the two sealing rings rotate relative to each other on the sealing surface. It becomes possible to intervene sufficiently between the sealing surfaces by the centrifugal force in between. For this reason, there is an effect that the lubricating liquid can be supplied between the seal surfaces even in a state where the lubrication introduction groove is minutely inserted between the seal surfaces. Also, heat generation between the seal surfaces is prevented to prevent the sealed fluid from igniting due to frictional heat, and the sealed fluid is prevented from leaking to the lubrication chamber through the lubricating liquid between the seal surfaces. To do. And the sealing effect between sealing surfaces is exhibited.

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、潤滑導入溝が円弧状に形成されていると共に、シール面の幅の半分以下に潤滑導入溝が形成されているので、シール面と対向シール面との潤滑導入溝のない接触面を大きくして被密封流体と共に潤滑液をシールするシール能力を発揮させることが可能になる。又、潤滑導入溝は、潤滑液がシール面の間に浸入しやすくして潤滑作用を発揮させる。又、円弧状の潤滑導入溝は、回転用密封環が正逆どちらに回転しても潤滑液をシール面間に導入できる。   In the mechanical seal device according to the third aspect of the present invention, the lubrication introduction groove is formed in an arc shape, and the lubrication introduction groove is formed in half or less of the width of the seal surface. It is possible to increase the contact surface with no lubrication introduction groove with the surface and to exert a sealing ability to seal the lubricating liquid together with the sealed fluid. Further, the lubrication introduction groove makes it easier for the lubricating liquid to enter between the seal surfaces to exert a lubricating action. Further, the arc-shaped lubrication introduction groove can introduce the lubricating liquid between the seal surfaces regardless of whether the rotation sealing ring rotates in the forward or reverse direction.

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、潤滑液の圧力が潤滑油の自重圧に略等しく、しかも、潤滑液が潤滑油に構成されている。そして、潤滑油は潤滑導入溝によりシール面の間に浸入させることができる。このために、シール面間の潤滑作用を最適に発揮させる。同時に、燃焼性ガスでも、問題なく、確実にシールすると共に、潤滑液を被密封流体側へ混入するのも防止できる。更に、シール面の摺動による発熱を防止して燃焼ガスである被密封流体の発熱を防止する。   In the mechanical seal device according to the fourth aspect of the present invention, the pressure of the lubricating liquid is substantially equal to the self-weight pressure of the lubricating oil, and the lubricating liquid is constituted by the lubricating oil. The lubricating oil can be infiltrated between the seal surfaces by the lubrication introduction groove. For this reason, the lubricating action between the seal surfaces is optimally exhibited. At the same time, even a combustible gas can be reliably sealed without any problem, and the lubricating liquid can be prevented from being mixed into the sealed fluid side. Furthermore, heat generation due to sliding of the seal surface is prevented, and heat generation of the sealed fluid that is combustion gas is prevented.

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2密封環がカーボン材であり、しかも、対向シール面の径方向幅がシール面の幅より小さいから、カーボン材の潤滑作用と共に、対向シール面に潤滑液を容易に介在させることが可能になる。この為に、シール面間の発熱を防止すると共に、対向シール面の小さな幅により面圧を高めてシール効果を発揮させることが可能になる。   In the mechanical seal device of the present invention according to claim 5, the second sealing ring is a carbon material, and the radial width of the opposing seal surface is smaller than the width of the seal surface. Lubricating liquid can be easily interposed on the sealing surface. For this reason, it is possible to prevent heat generation between the sealing surfaces and increase the surface pressure by the small width of the opposing sealing surface to exert a sealing effect.

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を図面に基づいて詳述する。尚、以下に説明する各図は設計図を基にした図面である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a mechanical seal device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each drawing described below is based on a design drawing.

図1は、本発明に係わる好ましい第1実施の形態を示すメカニカルシール装置1である。このメカニカルシール装置1は回転軸50とハウジング60との間の通路30を流れる被密封流体Lをシールするために取り付けられる。このハウジング60には孔が設けられており、この孔に動力用の回転軸50が貫通している。この孔を塞ぐようにハウジング60の端面にOリングを介してシールハウジング61を取り付ける。シールハウジング61の内面には、段部にした空所が設けられている。この空所には固定用密封環10を保持するステンレス鋼製のケース61AがOリングを介して嵌着している。このケース61Aは、シールハウジング61に固着されたピン61Cに係止して回動不能に保持される。又、シールハウジング61には、図示省略のタンク内の潤滑液Tを供給する供給通路62が設けられている。このタンクはメカニカルシール装置1より高い位置に設けられている。更に、シールハウジング61には、必要に応じて、メカニカルシール装置1をクェンチング又はフラッシングする流体通路63を設ける。   FIG. 1 is a mechanical seal device 1 showing a first preferred embodiment according to the present invention. The mechanical seal device 1 is attached to seal the sealed fluid L flowing in the passage 30 between the rotary shaft 50 and the housing 60. A hole is provided in the housing 60, and the rotary shaft 50 for power passes through the hole. A seal housing 61 is attached to the end surface of the housing 60 via an O-ring so as to close the hole. A stepped space is provided on the inner surface of the seal housing 61. A stainless steel case 61 </ b> A that holds the fixing seal ring 10 is fitted in this space via an O-ring. The case 61 </ b> A is held by a pin 61 </ b> C fixed to the seal housing 61 so as not to rotate. The seal housing 61 is provided with a supply passage 62 for supplying the lubricating liquid T in the tank (not shown). This tank is provided at a position higher than the mechanical seal device 1. Further, the seal housing 61 is provided with a fluid passage 63 for quenching or flushing the mechanical seal device 1 as necessary.

回転軸50にはスリーブ51を嵌着している。スリーブ51とシールハウジング61との間の大気側端部には、オイルシール25が設けられている。このオイルシール25は供給通路62から供給される潤滑液Tが大気側へ漏洩するのをシールする。スリーブ51の段部にはステンレス鋼製のカラー51Aを嵌着する。このカラー51Aはスリーブ51との嵌合間にOリングを配設すると共に、セットスクリュウ52により固定されている。このカラー51Aの外周段部には、回転用密封環2の内周段部2Dを嵌合する。又、カラー51Aの外周段部の端面にはドライブピン51Bが設けられている。このドライブピン51Bは、回転用密封環2が回転軸50と共に回転するように、回転用密封環2の背面の外周面2C側に設けた切欠部2F(図2を参照)と係止する。更に、この炭化硅素材製の回転用密封環2の内周段部2Dとカラー51Aの外周段部との間には、Oリング20Aが配設されている。そして、回転用密封環2の背面に被密封流体Lの圧力が作用してシール面2Aを押圧するが、この回転用密封環2の背面に作用する圧力は、Oリング20Aによりシールされる。   A sleeve 51 is fitted on the rotary shaft 50. An oil seal 25 is provided at the atmosphere side end between the sleeve 51 and the seal housing 61. The oil seal 25 seals the lubricating liquid T supplied from the supply passage 62 from leaking to the atmosphere side. A stainless steel collar 51 </ b> A is fitted to the step portion of the sleeve 51. The collar 51 </ b> A has an O-ring disposed between the collar 51 </ b> A and the sleeve 51, and is fixed by a set screw 52. The inner peripheral step 2D of the rotation sealing ring 2 is fitted to the outer peripheral step of the collar 51A. A drive pin 51B is provided on the end surface of the outer peripheral step of the collar 51A. The drive pin 51B is engaged with a notch 2F (see FIG. 2) provided on the outer peripheral surface 2C side of the back surface of the rotary seal ring 2 so that the rotary seal ring 2 rotates together with the rotary shaft 50. Further, an O-ring 20A is disposed between the inner peripheral step 2D of the rotation sealing ring 2 made of carbonized carbonized material and the outer peripheral step of the collar 51A. The pressure of the sealed fluid L acts on the back surface of the rotation seal ring 2 to press the seal surface 2A. The pressure acting on the back surface of the rotation seal ring 2 is sealed by the O-ring 20A.

回転用密封環2は、図2及び図3に示すように、一端面にシール面2Aを設けている。シール面2Aには、内周側に潤滑導入溝3(3A)を設けている。この潤滑導入溝3Aはシール面2Aに内周面2B側からシール面2Aに沿って半径Rの円弧状に形成されている。又、シール面2Aの径方向の幅Hに対して潤滑導入溝3の内周面2Bから径方向への深さhは、h=H/2以下に形成されている。この潤滑導入溝3の径方向の深さhは、図3ではH/3に形成されている。又、潤滑導入溝3の軸方向の幅Wは、図2では、0.05mmから1.5mmにすると良い。この円弧状の潤滑導入溝3は、回転用密封環2が正逆両回転しても潤滑液をシール面2A、10A間に供給できるように形成されている。この潤滑導入溝3の形状は、円弧状とは限らない。例えば、半楕円形溝又は半楕円形溝を径方向に対して回転方向に傾斜させることができる。しかし、半楕円形溝の長さはシール面2Aにおける径方向の幅の半分以下の寸法であり、潤滑導入溝の深さhは、シール面2Aに対して極めて短くされる。又、潤滑導入溝3の形状は、正回転用又は逆回転用に形成することも可能である。   As shown in FIGS. 2 and 3, the rotation sealing ring 2 is provided with a sealing surface 2A on one end surface. The sealing surface 2A is provided with a lubrication introduction groove 3 (3A) on the inner peripheral side. The lubrication introduction groove 3A is formed in an arc shape having a radius R along the seal surface 2A from the inner peripheral surface 2B side on the seal surface 2A. Further, the depth h in the radial direction from the inner circumferential surface 2B of the lubrication introducing groove 3 is formed to be equal to or less than h = H / 2 with respect to the radial width H of the seal surface 2A. The depth h in the radial direction of the lubrication introduction groove 3 is formed at H / 3 in FIG. Further, the axial width W of the lubrication introducing groove 3 is preferably 0.05 mm to 1.5 mm in FIG. The arcuate lubrication introduction groove 3 is formed so that the lubricating liquid can be supplied between the seal surfaces 2A and 10A even if the rotation sealing ring 2 rotates forward and backward. The shape of the lubrication introduction groove 3 is not necessarily an arc shape. For example, the semi-elliptical groove or the semi-elliptical groove can be inclined in the rotational direction with respect to the radial direction. However, the length of the semi-elliptical groove is not more than half of the radial width of the seal surface 2A, and the depth h of the lubrication introduction groove is very short with respect to the seal surface 2A. Further, the shape of the lubrication introduction groove 3 can be formed for forward rotation or reverse rotation.

回転用密封環2に対向して配置された固定用密封環10は、ケース61Aの二段の段部に移動自在に嵌合している。この固定用密封環10は、図4に示すように、背面の外周面10C側に切欠溝10Fを形成している。この切欠溝10Fは、ケース61Aに設けた係止ピン61Bと係止して固定用密封環10が回動しないように保持されている。更に、固定用密封環10の第1段面10Dとケース61Aとの嵌合間にはOリング20Bが配設されている。そして、固定用密封環10の背面に被密封流体Lの圧力が作用したときに、被密封流体Lの圧力により固定用密封環10が対向シール面10A方向へ押圧できるように被密封流体Lをシールする。又、固定用密封環10はコイルばね21により常に弾発に押圧されている。このコイルばね21はケース61Aと固定用密封環10との間に周方向に沿って等配に複数個が配置されている。   The fixing seal ring 10 disposed opposite to the rotation seal ring 2 is movably fitted to the two steps of the case 61A. As shown in FIG. 4, the fixing seal ring 10 has a notch groove 10 </ b> F formed on the back outer peripheral surface 10 </ b> C side. The cutout groove 10F is held by a locking pin 61B provided in the case 61A so that the fixing sealing ring 10 does not rotate. Further, an O-ring 20B is disposed between the first step surface 10D of the fixing seal ring 10 and the case 61A. Then, when the pressure of the sealed fluid L acts on the back surface of the fixing seal ring 10, the sealed fluid L is applied so that the fixing seal ring 10 can be pressed in the direction of the opposing seal surface 10A by the pressure of the sealed fluid L. Seal. Further, the fixing sealing ring 10 is always pressed elastically by the coil spring 21. A plurality of the coil springs 21 are arranged at equal intervals along the circumferential direction between the case 61 </ b> A and the fixing sealing ring 10.

固定用密封環10の端面には、図4に示すように、シール面2Aと密接する対向シール面10Aを設けている。固定用密封環10は、内周面10Bと外周面10Cを設けると共に、内周面10B側に第1段面10Dと第2段面10Eを設ける。この固定用密封環10は、カーボン材製である。又、必要に応じて炭化硅素材製にすることもできる。この対向シール面10Aの径方向の幅は、シール面2Aの径方向の幅寸法よりも小さな幅寸法に形成するとよい。   As shown in FIG. 4, an opposing seal surface 10 </ b> A that is in close contact with the seal surface 2 </ b> A is provided on the end surface of the fixing seal ring 10. The fixing seal ring 10 has an inner peripheral surface 10B and an outer peripheral surface 10C, and a first step surface 10D and a second step surface 10E on the inner peripheral surface 10B side. The fixing sealing ring 10 is made of a carbon material. Moreover, it can also be made from a carbonized carbon material if necessary. The radial width of the opposed seal surface 10A may be formed to be smaller than the radial width of the seal surface 2A.

供給通路62から供給される潤滑液Tは、潤滑室31に供給される。潤滑室31は回転用密封環2の内周面2Bと固定用密封環10の内周面10B側に形成されている。潤滑室31に供給される潤滑液Tは潤滑油が好ましい。潤滑油とは、次のような油である。すなわち、エンジン油、ギヤ油、ブレーキ油、スピンドル油、タービン油、マシン油、難燃性作動油等である。例えば、タービン油では、その粘度はISOVG32から68に相当させるとよい。又、その他の潤滑油でも、その粘度は、ISOVG32から68に相当するものが好ましいが、この粘度より高い粘度の潤滑油にしても良い。この潤滑液Tは、潤滑導入溝3を介してシール面2A、10Aの間に供給される。シール面2A、10Aの間に供給された潤滑液Tは、シール面2A、10Aの間のうち、潤滑導入溝3を設けた領域周面より外周のシール面の間で被密封流体Lをシールする。この為に、被密封流体Lの性質により、潤滑液Tの潤滑性や粘度が選定される。尚、第1実施の形態では、被密封流体はH ガスである。又、LNGを被密封流体にすることもある。この被密封流体Lは、燃焼ガス、揮発性ガス、有害ガス等である。このメカニカルシール装置1は、被密封流体Lが高圧でもシール効果が発揮される。例えば、H ガスの場合は、ガスの圧力が10kg/cmG以上である。このHガスは自動車のレシプロコンプレッサー用であるために、潤滑液Tがエンジンの燃焼室に流入するのを防止しなければならないが、本発明のメカニカルシール装置1のシール方法は、潤滑液Tが燃焼室へ流入するのを防止できる。 The lubricating liquid T supplied from the supply passage 62 is supplied to the lubricating chamber 31. The lubrication chamber 31 is formed on the inner peripheral surface 2B of the rotation sealing ring 2 and the inner peripheral surface 10B side of the fixing sealing ring 10. The lubricating liquid T supplied to the lubricating chamber 31 is preferably a lubricating oil. The lubricating oil is the following oil. That is, engine oil, gear oil, brake oil, spindle oil, turbine oil, machine oil, flame retardant hydraulic oil, and the like. For example, for turbine oil, its viscosity may correspond to ISOVG 32 to 68. Also, other lubricating oils having a viscosity corresponding to ISOVG32 to 68 are preferred, but lubricating oils having a viscosity higher than this viscosity may be used. The lubricating liquid T is supplied between the seal surfaces 2A and 10A via the lubrication introduction groove 3. The lubricating liquid T supplied between the seal surfaces 2A and 10A seals the sealed fluid L between the seal surfaces 2A and 10A between the seal surfaces on the outer periphery of the region peripheral surface where the lubrication introduction groove 3 is provided. To do. For this purpose, the lubricity and viscosity of the lubricating liquid T are selected according to the properties of the sealed fluid L. In the first embodiment, the sealed fluid is H 2 gas. LNG may be used as a sealed fluid. The sealed fluid L is a combustion gas, a volatile gas, a harmful gas, or the like. This mechanical seal device 1 exhibits a sealing effect even when the sealed fluid L is at a high pressure. For example, in the case of H 2 gas, the gas pressure is 10 kg / cm 2 G or more. Since this H 2 gas is used for a reciprocating compressor of an automobile, it is necessary to prevent the lubricating liquid T from flowing into the combustion chamber of the engine. However, the sealing method of the mechanical seal device 1 of the present invention is the lubricating liquid T Can be prevented from flowing into the combustion chamber.

図5は、固定用密封環10の対向シール面10Aの面圧Dを示すものである。シール面2Aと対向シール面10Aの間に潤滑導入溝3から潤滑液Tが供給されてシール面2Aと対向シール面10Aの間に潤滑液Tが介在すると、図5に示す面圧Dの分布状態になる。この為に、被密封流体Lはシール面2Aと対向シール面10A間の分布した面圧Dのうち、被密封流体L側の高い面圧によりシールされる。この為に、潤滑液Tは被密封流体L側へ流入するのが防止される。同時に、シール面2Aと対向シール面10Aとの摺動面間に介在する潤滑液Tはシール面2Aと対向シール面10Aとを潤滑して摺動時の発熱を防止する。又、対向シール面10Aの内周面10B側は潤滑導入溝3を設けたシール面2Aと摺動するために、面圧Dが0に近づく。この為に、シール面2Aと対向シール面10Aとの摺動面間に潤滑導入溝3から潤滑液Tを浸入しやすくできる。この潤滑液Tは、大気圧又はタンク内における潤滑液Tの自重の圧力である。更に、タンク内に窒素ガスを圧入して潤滑油Tの圧力を被密封流体Lの圧力より低圧にすると共に、大気圧より高い圧力にすることができる。この為に、この潤滑液Tは、ポンプで圧送することなく、タンク内から潤滑室31に供給すればよいから、供給設備を不用として設備のコストを低減できる。しかも、回転用密封環2と固定用密封環10から構成されるメカニカルシールは1個でよいから、メカニカルシール装置1の製作コストが低減できる。   FIG. 5 shows the surface pressure D of the opposing seal surface 10A of the sealing ring 10 for fixation. When the lubricant T is supplied from the lubrication introduction groove 3 between the seal surface 2A and the opposing seal surface 10A and the lubricant T is interposed between the seal surface 2A and the opposing seal surface 10A, the distribution of the surface pressure D shown in FIG. It becomes a state. For this reason, the sealed fluid L is sealed by a high surface pressure on the sealed fluid L side out of the surface pressure D distributed between the seal surface 2A and the opposed seal surface 10A. For this reason, the lubricating liquid T is prevented from flowing into the sealed fluid L side. At the same time, the lubricating liquid T interposed between the sliding surfaces of the seal surface 2A and the opposed seal surface 10A lubricates the seal surface 2A and the opposed seal surface 10A to prevent heat generation during sliding. Further, since the inner peripheral surface 10B side of the opposed seal surface 10A slides with the seal surface 2A provided with the lubrication introduction groove 3, the surface pressure D approaches zero. For this reason, the lubricating liquid T can easily enter from the lubrication introduction groove 3 between the sliding surfaces of the seal surface 2A and the opposing seal surface 10A. The lubricating liquid T is atmospheric pressure or the pressure of the own weight of the lubricating liquid T in the tank. Furthermore, nitrogen gas can be injected into the tank to make the pressure of the lubricating oil T lower than the pressure of the sealed fluid L and higher than the atmospheric pressure. For this reason, the lubricating liquid T may be supplied from the tank to the lubrication chamber 31 without being pumped by a pump, so that the cost of equipment can be reduced without using supply equipment. In addition, since only one mechanical seal is required to be configured from the rotation sealing ring 2 and the fixing sealing ring 10, the manufacturing cost of the mechanical seal device 1 can be reduced.

図6は、第2実施の形態を示すメカニカルシール装置1の回転用密封環2の平面図である。この回転用密封環2はシール面2Aに、平面から見て、台形状の潤滑導入溝3(3B・・)を円周に沿って等配に8個が設けてある。各潤滑導入溝3Bの内周面2Bから径方向の深さは、シール面2Aの径方向における幅の1/2以下の寸法に形成されている。又、潤滑導入溝3Bの軸方向の幅は0.8mmにすると良好な結果が得られた。尚、この潤滑導入溝3Bの軸方向の幅は、0.2mmから1.5mmの範囲で実施したが、全て良好な結果が得られた。潤滑導入溝3Bの軸方向の幅は、潤滑液Tの粘度とも関係するので、粘度に応じて幅寸法が決められる。   FIG. 6 is a plan view of the rotary seal ring 2 of the mechanical seal device 1 showing the second embodiment. The rotary seal ring 2 is provided with eight trapezoidal lubricant introduction grooves 3 (3B...) Equally spaced along the circumference of the seal surface 2A as viewed from above. The depth in the radial direction from the inner peripheral surface 2B of each lubrication introduction groove 3B is formed to have a dimension of ½ or less of the width in the radial direction of the seal surface 2A. Further, good results were obtained when the axial width of the lubrication introducing groove 3B was 0.8 mm. The axial width of the lubrication introduction groove 3B was set in the range of 0.2 mm to 1.5 mm, but good results were obtained in all cases. Since the axial width of the lubrication introduction groove 3B is related to the viscosity of the lubricating liquid T, the width dimension is determined according to the viscosity.

以上の実施例では、潤滑室31を回転用密封環2と固定用密封環10の内周側に設けた構成を説明したが、被密封流体の条件、圧力によっては回転用密封環2と固定用密封環10の外周側に潤滑室31を設けることができる。そして、被密封流体L用の通路30を回転用密封環2と固定用密封環10の内周面側にすることもできる。   In the above embodiment, the configuration in which the lubrication chamber 31 is provided on the inner peripheral side of the rotation sealing ring 2 and the fixing sealing ring 10 has been described. However, depending on the conditions and pressure of the sealed fluid, the rotation sealing ring 2 is fixed. The lubrication chamber 31 can be provided on the outer peripheral side of the sealing ring 10 for use. Further, the passage 30 for the sealed fluid L can be provided on the inner peripheral surface side of the rotation sealing ring 2 and the fixing sealing ring 10.

以上、説明したように、本発明のメカニカルシール装置1は、潤滑室31に供給された潤滑液Tが、被密封流体Lの圧力より低圧で、しかも、大気圧又は大気圧より高い圧力である。この為、潤滑室31には、潤滑液Tを単に供給して封入すればよいので、従来のように潤滑液Tをポンプでバッファ流体として高圧力状態に保持する必要がない。このため、潤滑液Tの供給設備が不用であるから、メカニカルシール装置1のコストを低減できる。又、潤滑液Tは被密封流体Lより低圧であるために、潤滑導入溝3を介してシール面2A、10A間に供給される。この為に、潤滑液Tは、シール面2A、10Aの間に保持されて潤滑作用を成し、摺動時のシール面2A、10Aの間の摩擦熱が防止できる。更に、潤滑作用とシール能力により、潤滑液Tは、シール面2A、10Aから被密封流体L側へ流入するのが防止されるので、潤滑液Tが被密封流体に混入して不具合になるのを防止できる。この不具合は、例えば、LNGをコンプレッサを介して内燃機関へ供給する場合に、潤滑液が燃焼ガスへ混入すると内燃機関内で燃焼が不完全になるからである。   As described above, in the mechanical seal device 1 of the present invention, the lubricating liquid T supplied to the lubrication chamber 31 is at a pressure lower than the pressure of the sealed fluid L and is at atmospheric pressure or higher than atmospheric pressure. . For this reason, the lubricating liquid T need only be supplied and sealed in the lubricating chamber 31, so that it is not necessary to maintain the lubricating liquid T as a buffer fluid with a pump in a high pressure state as in the prior art. For this reason, since the supply equipment of the lubricating liquid T is unnecessary, the cost of the mechanical seal device 1 can be reduced. Further, since the lubricating liquid T is at a lower pressure than the sealed fluid L, it is supplied between the sealing surfaces 2A and 10A via the lubrication introducing groove 3. For this reason, the lubricating liquid T is held between the seal surfaces 2A and 10A to achieve a lubricating action, and frictional heat between the seal surfaces 2A and 10A during sliding can be prevented. Furthermore, the lubricating action and the sealing ability prevent the lubricating liquid T from flowing from the sealing surfaces 2A and 10A to the sealed fluid L side, so that the lubricating liquid T enters the sealed fluid and becomes a problem. Can be prevented. This problem is because, for example, when LNG is supplied to the internal combustion engine via the compressor, if the lubricating liquid is mixed into the combustion gas, the combustion is incomplete in the internal combustion engine.

以上のように、本発明のメカニカルシール装置は、アンモニア、LGN、エチレン、炭化水素、塩素水、ガソリン等の揮発性、燃焼性、有害性ガスをシールするとともに、シール面から潤滑液が被密封流体に混入するのを防止するメカニカルシール装置として有用である。特に、コンプレッサー、冷却器等の揮発性ガス、燃焼ガスをシールすると共に,シール面から潤滑液が被密封流体に混入するのを防止したメカニカルシール装置として有用である。しかも、メカニカルシール装置の製作コストが安く、構造を簡単にしたメカニカルシール装置として利用できる。   As described above, the mechanical seal device of the present invention seals volatile, flammable and harmful gases such as ammonia, LGN, ethylene, hydrocarbons, chlorinated water, gasoline, etc. and seals the lubricating liquid from the sealing surface. It is useful as a mechanical seal device that prevents the fluid from being mixed. In particular, the present invention is useful as a mechanical seal device that seals volatile gas and combustion gas such as a compressor and a cooler, and prevents the lubricating liquid from entering the sealed fluid from the sealing surface. Moreover, the manufacturing cost of the mechanical seal device is low, and the mechanical seal device can be used as a mechanical seal device with a simple structure.

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の断面図である。It is sectional drawing of the mechanical seal apparatus concerning 1st Embodiment of this invention. 図1のメカニカルシール装置に於ける回転用密封環の半断面図である。FIG. 2 is a half cross-sectional view of a rotary seal ring in the mechanical seal device of FIG. 1. 図2の回転用密封環の正面図である。It is a front view of the sealing ring for rotation of FIG. 図1のメカニカルシール装置に於ける固定用密封環の半断面図である。FIG. 2 is a half cross-sectional view of a fixing seal ring in the mechanical seal device of FIG. 1. 図1の固定用密封環に於けるシール面の面圧状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the surface pressure state of the sealing surface in the sealing ring for fixation of FIG. 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に於ける回転用密封環の正面図である。It is a front view of the sealing ring for rotation in the mechanical seal apparatus concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第1関連技術として示すロータリージョイントの断面図である。It is sectional drawing of the rotary joint shown as 1st related technology of this invention. 本発明の第2関連技術として示す密封環の斜視図である。It is a perspective view of a seal ring shown as the 2nd related art of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 メカニカルシール装置
2 回転用密封環
2A シール面
2B 内周面
2C 外周面
2D 内周段部
2F 切欠部
3 潤滑導入溝
3A 潤滑導入溝
10 固定用密封環
10A 対向シール面
10B 内周面
10C 外周面
10D 第1段面
10E 第2段面
10F 切欠部
25 オイルシール
30 通路
31 潤滑室
50 回転軸
51スリーブ
51A カラー
51B ドライブピン
52 セットスクリュー
60 ハウジング
61 シールハウジング
61A ケース
61B 係止ピン
61C ピン
62 供給通路
63 流体通路
D 面圧
H 径方向の幅
h 径方向の深さ
L 被密封流体
T 潤滑液
W 軸方向の幅
1 Mechanical seal device
2 Sealing ring for rotation
2A Seal surface
2B Inner surface
2C outer peripheral surface
2D inner peripheral step
2F Notch
3 Lubrication introduction groove
3A Lubrication introduction groove
10 Sealing ring for fixing
10A facing seal surface
10B Inner peripheral surface
10C outer peripheral surface
10D 1st step surface
10E Second step surface
10F Notch
25 Oil seal
30 passage
31 Lubrication chamber
50 axis of rotation
51 sleeve
51A color
51B drive pin
52 set screws
60 housing
61 Seal housing
61A case
61B Locking pin
61C pin
62 Supply passage
63 Fluid passage
D Surface pressure
H Width in radial direction
h Radial depth
L Sealed fluid
T Lubricant
W-axis width

Claims (5)

揮発性流体、低沸点流体、燃焼性流体等の流体をシールするメカニカルシール装置であって、シール面を有する第1密封環と、前記第1密封環の前記シール面に密接する対向シール面を有する第2密封環と、前記第1密封環と前記第2密封環の一方周面側に有する被密封流体用の通路と、前記第1密封環と前記第2密封環の他方周面側に有する潤滑液用の潤滑室とを具備し、前記潤滑室の前記潤滑液の圧力が被密封流体の圧力より低圧状態であると共に、前記潤滑室側の前記シール面と前記対向シール面との一方のシール面に前記シール面と前記対向シール面との面間へ前記潤滑室の前記潤滑液を入り込ませる潤滑導入溝を有することを特徴とするメカニカルシール装置。    A mechanical seal device for sealing a fluid such as a volatile fluid, a low boiling point fluid, a flammable fluid, etc., comprising: a first seal ring having a seal surface; and an opposing seal surface in close contact with the seal surface of the first seal ring A second sealing ring, a passage for sealed fluid on one circumferential surface side of the first sealing ring and the second sealing ring, and the other circumferential surface side of the first sealing ring and the second sealing ring. A lubricating chamber for the lubricating liquid, the pressure of the lubricating liquid in the lubricating chamber is lower than the pressure of the fluid to be sealed, and one of the sealing surface on the lubricating chamber side and the opposing sealing surface A mechanical seal device having a lubrication introduction groove for allowing the lubricating liquid in the lubrication chamber to enter between the seal surface and the opposed seal surface. 前記潤滑室が前記第1密封環と前記第2密封環の内周面側に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。   2. The mechanical seal device according to claim 1, wherein the lubrication chamber is provided on an inner peripheral surface side of the first seal ring and the second seal ring. 前記潤滑導入溝が内周面から前記シール面に沿って円弧状に形成されていると共に、前記シール面の径方向における幅寸法の1/2以下のシール面に潤滑導入溝が形成されてい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。   The lubrication introduction groove is formed in an arc shape from the inner peripheral surface along the seal surface, and the lubrication introduction groove is formed on a seal surface having a width dimension of 1/2 or less in the radial direction of the seal surface. The mechanical seal device according to claim 1 or 2, wherein the mechanical seal device is provided. 前記潤滑室に封入される前記潤滑液は潤滑油であると共に、潤滑液の圧力が供給源からの略潤滑油の自重圧であることを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項3に記載のメカニカルシール装置。   4. The lubricating liquid enclosed in the lubricating chamber is lubricating oil, and the pressure of the lubricating liquid is substantially the own weight of lubricating oil from a supply source. The mechanical seal device described in 1. 前記第2密封環がカーボン材製で突出した端面に前記対向シール面を有すると共に、前記対向シール面の径方向の幅が前記シール面の径方向の幅より小さな寸法に形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項3又は請求項4に記載のメカニカルシール装置。   The second seal ring is made of carbon material and has the opposed seal surface on the protruding end surface, and the radial width of the opposed seal surface is formed to be smaller than the radial width of the seal surface. The mechanical seal device according to claim 1, claim 2, claim 3, or claim 4.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006308097A (en) * 2005-04-29 2006-11-09 Sulzer Pumpen Ag Flow machine and its sliding ring seal, sliding ring seal body component, and method of fastening sliding ring seal to flow machine
JP2008232401A (en) * 2007-03-23 2008-10-02 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd Mechanical seal for ozone using installation, and ozone water carrying pump using the same
JPWO2016035860A1 (en) * 2014-09-04 2017-06-15 イーグル工業株式会社 mechanical seal
CN115614109A (en) * 2022-10-13 2023-01-17 中国航发四川燃气涡轮研究院 Negative pressure resistant circumferential graphite sealing structure

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006308097A (en) * 2005-04-29 2006-11-09 Sulzer Pumpen Ag Flow machine and its sliding ring seal, sliding ring seal body component, and method of fastening sliding ring seal to flow machine
JP2008232401A (en) * 2007-03-23 2008-10-02 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd Mechanical seal for ozone using installation, and ozone water carrying pump using the same
JPWO2016035860A1 (en) * 2014-09-04 2017-06-15 イーグル工業株式会社 mechanical seal
US10054230B2 (en) 2014-09-04 2018-08-21 Eagles Industry Co., Ltd. Mechanical seal
CN115614109A (en) * 2022-10-13 2023-01-17 中国航发四川燃气涡轮研究院 Negative pressure resistant circumferential graphite sealing structure

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