JP2006312958A - コンタミレス回転機器におけるハウジング側密封環の固定構造 - Google Patents

Abstract

【目的】 厳格なコンタミネーション対策を講じておくことできるコンタミレス回転機器におけるハウジング側密封環の固定構造を提供する。
【構成】 ハウジング２１の軸貫通壁部２０に、ハウジング内面のフッ素樹脂コーティング層２ａに連なるフッ素樹脂コーティング層２ｄを被覆形成した環状平面であって回転軸２２に直交する固定面２５を設けると共に、固定面２５の外径側部分２５ａに衝合しうる当たり面３ｅを形成した環状の金属製シールフランジ３を、ハウジング側密封環４を内嵌保持させた状態で、軸線方向に締め付け自在に取り付けてある。シールフランジ３を当たり面３ｅが固定面２５の外径側部分２５ａに衝合する状態に軸貫通壁部２０に締め付けることにより、Ｏリング３２により二次シールされた状態で、ハウジング側密封環４が軸貫通壁部２０に固定される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、金属イオン等によるコンタミネーションを厳格に回避する必要があるコンタミレス回転機器（例えば、半導体、半導体製造用材料（電子材料）又は医薬品等の製造プロセスで使用される攪拌機等）において、軸封手段として装備されるメカニカルシールのハウジング側密封環をハウジングの軸貫通壁部に固定しておくためのハウジング側密封環の固定構造に関するものである。

この種のコンタミレス回転機器にあっては、ハウジングの軸貫通壁部とこれを貫通してハウジング外に突出する回転軸との間に、軸貫通壁部に固定させたハウジング側密封環とこれに対向してハウジング外の回転軸部分に設けた軸側密封環との相対回転部分においてハウジング内流体をシールするメカニカルシールを配設し、金属イオン等によるコンタミネーションを防止するために、各密封環を金属イオン等を発生しないセラミックス，カーボン等で構成すると共にハウジングの内面を含むハウジング内流体と接触する部分にフッ素樹脂コーティングを施しておくことが行われている。

而して、このようにハウジングの軸貫通壁部と回転軸との間に配設されるメカニカルシールにあっては、一般に、ハウジング側密封環が環状の金属製シールフランジを介して軸貫通壁部に固定されている。すなわち、シールフランジを軸貫通壁部に取り付けると共に、このシールフランジの内周部に、これに突設した環状突起にハウジング側密封環の背面を衝合係止させた状態で、Ｏリングを介してハウジング側密封環を内嵌保持させてある（例えば、特許文献１の図１を参照）。

特開平１０−０５３４８０公報（図１）

しかし、このようなハウジング側密封環の固定構造にあっては、金属製のシールフランジがハウジング内に露出して、ハウジング内流体と接触するため、金属イオンによる汚染を防止することができず、またハウジング内流体が腐食性流体である場合にはシールフランジが腐食する虞れがあり、厳格なコンタミネーション対策を講じることができない。

本発明は、このような点に鑑みて、金属製シールフランジがハウジング内流体と接触することなく、シールフランジによりハウジング側密封環を軸貫通壁部に固定しておくことができ、厳格なコンタミネーション対策を講じておくことできるコンタミレス回転機器におけるハウジング側密封環の固定構造を提供することを目的とするものである。

本発明は、ハウジングの軸貫通壁部とこれを貫通してハウジング外に突出する回転軸との間に、軸貫通壁部に固定させたハウジング側密封環とこれに対向してハウジング外の回転軸部分に設けた軸側密封環との相対回転部分においてハウジング内流体をシールするメカニカルシールを配設し、ハウジングの内面を含むハウジング内流体と接触する部分にフッ素樹脂コーティングを施してあるコンタミレス回転機器において、ハウジング側密封環をハウジングの軸貫通壁部に固定しておくためのハウジング側密封環の固定構造であって、上記の目的を達成すべく、特に、前記軸貫通壁部に、ハウジング内面のフッ素樹脂コーティング層に連なるフッ素樹脂コーティング層を被覆形成した環状平面であって回転軸に直交する固定面を設けると共に、固定面の外径側部分に衝合しうる当たり面を形成した環状の金属製シールフランジをハウジング側密封環を内嵌保持させた状態で軸線方向に締め付け自在に取り付けてあり、シールフランジを当たり面が固定面の外径側部分に衝合する状態に軸貫通壁部に締め付けることにより、ハウジング側密封環の背面と固定面の内径側部分との間に介在させたＯリングが当該両面間を二次シールすべく挟圧された状態で、ハウジング側密封環を前記軸貫通壁部に固定させるように構成しておくことを提案するものである。

かかるハウジング側密封環の固定構造にあって、ハウジング側密封環の背面と固定面の内径側部分との間は、Ｏリングを介して接触するのみで、直接的には接触していないことが好ましく、ハウジング側密封環の背面と固定面の内径側部分との間に形成される隙間に作用するハウジング内流体の圧力によって、Ｏリングがシールフランジの内周面に押圧されるように構成されていることが好ましい。また、固定面の回転軸に対する直角度が（５０／１００）ｍｍ以内とされていることが好ましい。特に、両密封環が非接触状態で相対回転する非接触形メカニカルシールである場合には、（１０／１００）ｍｍ以内としておくことが好ましく、（５／１００）ｍｍ以内としておくことがより好ましい。また、前記軸貫通壁部の内径側部分は、その外径側部分より密封環方向に膨出する環状部に形成されていて、この環状部の表面がフッ素樹脂コーティング層で被覆された固定面に構成されていることが好ましく、シールフランジに前記環状部に係合する環状係合部を形成して、その係合作用によりシールフランジの軸貫通壁部に対する径方向の位置決めが行われるように構成しておくことが好ましい。また、ハウジング内流体との接触によるパーティクル発生をより厳格に防止するために、両密封環の表面であって少なくともハウジング内流体に接触する部分にフッ素樹脂コーティングを施しておくことが好ましい。

本発明のハウジング側密封環の固定構造によれば、金属製シールフランジがハウジング内流体と接触することなく、シールフランジによりハウジング側密封環を軸貫通壁部に固定しておくことができ、金属イオン汚染等を生じることなく、高度のコンタミネーション対策を講じておくことできる。しかも、ハウジング側密封環の固定を高精度に行うことができ、軸側密封環との相対回転部分におけるシール機能を良好に発揮させることができる。

以下、本発明の構成を図１〜図６を参照して具体的に説明する。

図１及び図２は本発明に係るハウジング側密封環の固定構造を採用したメカニカルシール１の一例を示したもので、このメカニカルシール１は、図６に示す如く、半導体製造用材料（電子材料）の製造工程において使用されるコンタミレス回転機器２に装備されている。すなわち、このコンタミレス回転機器２は、図６に示す如く、フォトレジスタ等の反応容器であり、上部に軸貫通壁部２０を形成した容器本体であるハウジング２１と、軸貫通壁部２０を貫通して上下方向に延びる攪拌軸たる回転軸２２と、回転軸２２の下端部に設けられた攪拌翼２３と、回転軸２２を回転させる原動機（モータ等）２４とを具備しており、メカニカルシール１は、軸貫通壁部２０と回転軸２２との間に介装されて、機内領域（ハウジング２０内の領域）Ｈと機外領域（大気領域）Ｌとの間をシールしている。反応容器２におけるハウジング内流体（フォトレジスト等の反応させるべき流体及びその蒸発成分等であって、ハウジング２１内に存在するすべての流体を含む）と接触する部分には、フッ素樹脂コーティングが施されている。すなわち、ハウジング２１の内面、回転軸２２の外周面、攪拌翼２３の表面及び後述する軸貫通壁部２０の一部２０ａには、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）樹脂等のフッ素樹脂コーティング層２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが被覆形成されている。

メカニカルシール１は、図１及び図２に示す如く、ハウジング２１の軸貫通壁部２０に取り付けられたシールフランジ３と、シールフランジ３を介して軸貫通壁部２０に固定されたハウジング側密封環４と、ハウジング側密封環４の機外側（上方側）に配して回転軸２２に固定されたスプリングリテーナ５と、ハウジング側密封環４とスプリングリテーナ５との間に配して、回転軸２２に嵌挿保持された軸側密封環６と、軸側密封環６とスプリングリテーナ５との間に介装されたスプリング部材７と、シールフランジ３及びハウジング側密封環４を貫通して両密封環４，６の対向端面たる密封端面４０，６０間に開口する一連のガス通路８と、機内領域Ｈの圧力（ハウジング２１内の圧力）より高圧のシールガス９０をガス通路８から密封端面４０，６０間に噴出させるガス噴出機構９と、軸側密封環６の振動を防止する防振機構１０とを具備する静圧形の非接触形メカニカルシールである。

而して、このメカニカルシール１にあっては、ハウジング側密封環４の軸貫通壁部２０への固定構造が本発明に従って次のように構成されている。

軸貫通壁部２０は円環状のフランジ形状をなすもので、その内径側部分２０ａは、図１〜図３に示す如く、外径側部分２０ｂより密封環方向（上方）に膨出する環状部に形成されている。この環状部２０ａの表面（上面）は、ハウジング内面のフッ素樹脂コーティング層２ａに連なるフッ素樹脂コーティング層２ｄを被覆形成した環状平面であって回転軸２２に直交する固定面２５とされている。この固定面２５の回転軸２２に対する直角度は（１０／１００）ｍｍ以内としておくことが好ましく、（５／１００）ｍｍ以内としておくことがより好ましい。

シールフランジ３は、図１〜図３に示す如く、内周面３ａの上端縁部に環状係止部３ｂを突設すると共に、外径側部分３ｃを内径側部分３ｄより軸線方向に肉厚とした金属製の円環状体に構成されている。内径側部分３ｄの下端面は、回転軸２２に直交する環状平面であって固定面２５の外径側部分２５ａに衝合しうる当たり面３ｅとされている。外径側部分３ｃの下端部は、軸貫通壁部２０の環状部２０ａに外嵌状に係合する環状係合部３ｆとされていて、両部３ｆ，２０ａの係合作用によりシールフランジ３の軸貫通壁部２０に対する径方向の位置決めが行われるように工夫されている。シールフランジ３は、図１〜図３に示す如く、これに挿通させた適当数のボルト３０を軸貫通壁部２０の外径側部分２０ｂにねじ込むことによって、上記環状部２０ａに係合部３ｆを係合させた状態で軸線方向に締め付け自在に軸貫通壁部２０に取り付けられている。この軸線方向への締め付けは、シールフランジ３の当たり面３ｅが固定面の外径側部分２５ａに衝合することによって完了し、この締め付け完了状態においては、係合部３ｆは軸貫通壁部２０の外径側部分２０ｂに衝合しない。

ハウジング側密封環４はカーボンで構成された円環状体であり、図１に示す如く、回転軸２２に同心状に遊嵌された状態でシールフランジ３に第一及び第二Ｏリング３１，３２を介して内嵌保持されている。ハウジング側密封環４の先端面（上端面）は平滑な密封端面４０に構成されている。第一Ｏリング３１は、ハウジング側密封環４の上端外周部とシールフランジ３の係止部３ｂとの間に装填されていて、シールフランジ３とハウジング側密封環４との間を二次シールしている。第二Ｏリング３２は、ハウジング側密封環４の背面４ａと固定面２５の内径側部分２５ｂとの間に装填されている。第二Ｏリング３２は、図１〜図３に示す如く、ハウジング側密封環４の背面４ａの外周縁部に形成された凹部４ｂに係合保持されていて、シールフランジ３を当たり面３ｅが固定面２５の外径側部分２５ａに衝合する状態に軸貫通壁部２０に締め付けることにより、ハウジング側密封環４の背面４ａと固定面２５の内径側部分２５ｂとの間に適正に二次シールすべく状態に挟圧される。この状態においては、ハウジング側密封環４の背面４ａと固定面２５の内径側部分２５ｂとの間は、図１〜図３に示す如く、第二Ｏリング３２を介して接触するのみで、直接的には接触していない。このハウジング側密封環４の背面４ａと固定面２５の内径側部分２５ｂとの間に形成される隙間にはハウジング内流体の圧力が作用し、この流体圧力の作用により第二Ｏリング３２は拡径変形されて、シールフランジ３の内周面３ａへの接触圧が増大される。なお、Ｏリング３１，３２は、耐食性，耐熱性に優れたフッ素系ゴム（例えば、パーフロロゴム）で構成されている。また、ハウジング側密封環４の内周面の背面側部分は下拡がり円錐状のテーパ面４ｃに形成されている。

スプリングリテーナ５は、図１に示す如く、環状壁部５０とその内周部から下方に突出する円筒状のＯリング係止部５１と環状壁部５０の外周部から下方に突出する円筒状の保持部５２とを有する金属製（例えば、ＳＵＳ３０４）のものである。スプリングリテーナ５は、環状壁部５０及びＯリング係止部５１を回転軸２２に嵌合させると共に環状壁部５０に螺合させたセットスクリュー５３を回転軸２２へと締め付けることにより、回転軸２２に固定されている。なお、回転軸２２の外周面には、前記した如くフッ素樹脂コーティングが施されているが、そのコーティング層２ｂの上端は、図２に示す如く、セットスクリュー５３が当接する箇所より若干下方に位置されている。

軸側密封環６は、図１に示す如く、その先端面（下端面）をハウジング側密封環４の密封端面４０に直対向する平滑な密封端面６０に構成したセラミックス製の円環状体であり、ハウジング側密封環４とスプリングリテーナ５との間に配して、軸側密封環６の内周面と回転軸２２の外周面（フッ素樹脂コーティング層２ｂ）との間に第一Ｏリング６１を装填した二次シール状態で、回転軸２２に軸線方向移動可能に嵌挿保持されている。第一Ｏリング６１は耐食性，耐熱性に優れたフッ素系ゴム（例えば、パーフロロゴム）で構成されている。第一Ｏリング６１の下方への移動は軸側密封環６の下端内周部に形成された環状のＯリング係止面６２によって阻止されており、上方への移動はスプリングリテーナ５のＯリング係止部５１の端面によって阻止されている。このＯリング係止部５１の端面は軸線に直交しているが、Ｏリング係止面６２は、図３に示す如く、内周方向且つ下方向へと傾斜するテーパ面とされている。軸側密封環６の外周部は、後述する如く、スプリングリテーナ５の保持部５２に、一対の第二Ｏリング６８，６８を介して、軸側密封環６の軸線方向移動を許容する状態で嵌合保持されている。また、軸側密封環６の基端部（上端部）には、金属製（例えば、ＳＵＳ３０４）のドライブカラー６３が衝合されている。ドライブカラー６３は、これに突設したピン６４を軸側密封環６に形成した凹部６５に係合させることにより、軸側密封環６との相対回転を阻止されている。

スプリング部材７は、図１に示す如く、スプリングリテーナ５と軸側密封環６との間に介挿された複数のコイルスプリング（一個のみ図示）で構成されていて、軸側密封環６をハウジング側密封環４へと押圧附勢するものであり、密封端面４０，６０間を閉じる方向に作用する閉力を発生させるものである。スプリング部材７は、基端部をスプリングリテーナ５の環状壁部５０に形成した凹部に保持すると共に、先端部をドライブカラー６３に当接させることにより、軸側密封環６を押圧附勢するものである。また、図２に示す如く、スプリングリテーナ５の環状壁部５０に貫通孔５０ａを形成すると共に、この貫通孔５０ａに上方から挿通させたドライブピン６６をドライブカラー６３に螺着することにより、軸側密封環６をスプリングリテーナ５に軸線方向移動を許容しつつ相対回転不能に保持させている。

ガス通路８は、図１及び図３に示す如く、シールフランジ３とハウジング側密封環４との嵌合部分に形成された空間であって、Ｏリング３１，３２によってシールされた環状の連絡空間８１と、シールフランジ３を径方向に貫通して連絡空間８１に至るフランジ側通路８２と、密封端面４０に形成された複数の静圧発生溝８３…と、ハウジング側密封環４を貫通して連絡空間８１から静圧発生溝８３…に至る密封環側通路８４とからなる。静圧発生溝８３…は、図４に示す如く、密封端面４０と同心の環状をなして並列する円弧状凹溝であり、また密封環側通路８４の下流側端部は分岐されていて、その分岐部分８４ａが各静圧発生溝８３に開口されている。

ガス噴出機構９は、図１に示す如く、機内領域Ｈの圧力より高圧としたシールガス９０をガス通路８から密封端面４０，６０間に噴出させるものである。機内領域Ｈの圧力より高圧のシールガス９０を、フランジ側通路８２、連絡空間８１、密封環側通路８４を経て静圧発生溝８３…に供給させることにより、両密封端面４０，６０間にこれを非接触状態に保持する静圧を発生させるようになっている。シールガス９０としては、ハウジング内流体（シールガスを除く流体）に対して不活性なガスが使用され、この例では窒素ガスを使用している。なお、ガス通路８の適所（密封環側通路８４等）には、必要に応じて、オリフィス，毛細管，多孔質部材等の絞り器が設けられ、密封端面４０，６０間の隙間が自動調整されるように構成される。すなわち、回転機器２の振動等により密封端面４０，６０間の隙間が大きくなったときは、静圧発生溝８３…から密封端面４０，６０間に流出するシールガス量と絞り器を通って静圧発生溝８３…に供給されるシールガス量とが不均衡となり、静圧発生溝８３…内の圧力が低下して、開力が閉力より小さくなるため、密封端面４０，６０間の隙間が小さくなるように変化して、その隙間が適正なものに調整される。逆に、密封端面４０，６０間の隙間が小さくなったときは、上記したと同様の作用により静圧発生溝８３…内の圧力が上昇して、開力が閉力より大きくなり、密封端面４０，６０間の隙間が大きくなるように変化して、その隙間が適正なものに調整される。

防振機構１０は、図３に示す如く、軸側密封環６の外周部を囲繞するスプリングリテーナ５の保持部５２と、軸側密封環６の外周部に形成した一対の環状のＯリング溝６７，６７と、各Ｏリング溝６７に係合保持されて軸線方向に並列する一対の第二Ｏリング６８，６８と、軸側密封環６とスプリングリテーナ５の保持部５２との対向周面間に形成され且つ第二Ｏリング６８，６８でシールされた環状空間１１と、軸側密封環６に形成された複数のシールガス導入路１２…とからなる。

各第二Ｏリング６８は、耐食性，耐熱性に優れた非圧縮性弾性材（フッ素ゴム等）で構成されたものであり、Ｏリング溝６７の底面と保持部５２の内周面との間に適度に圧縮された状態（軸側密封環６の軸線方向移動を妨げない状態）で充填されていて、環状空間１１の軸線方向両端部をシールしている。各シールガス導入路１２は、図３に示す如く、軸側密封環６を貫通しており、一端部が密封端面６０に開口すると共に他端部が環状空間１１に開口している。各シールガス導入路１２の一端開口部は、図５に示す如く、静圧発生溝８３に直対向しており、その開口径は静圧発生溝８３の溝幅と同一若しくは小さく設定されている。

以上のように構成されたメカニカルシール１によれば、金属イオン発生等のコンタミネーションを生じることなく機内領域Ｈを良好にシールすることができる。

すなわち、シールガス９０をガス通路８から密封端面４０，６０間に供給させると、密封端面４０，６０間にこれを開く方向に作用する開力が発生することになる。この開力は、静圧発生溝８３…に供給されたシールガス９０によって発生する静圧によるものである。したがって、密封端面４０，６０は、この開力と密封端面４０，６０間を閉じる方向に作用する閉力（ハウジング側密封環４を軸側密封環６へと押圧附勢するスプリング部材７によるもの）とがバランスする非接触状態に保持される。そして、シールガス９０が機内領域Ｈの圧力より高圧であることから、機内流体は密封端面４０，６０間に侵入せず、機内領域Ｈが完全にシールされることになり、周辺環境を悪化させる虞れはない。

このとき、密封端面４０，６０を非接触状態に保持しつつ機内領域Ｈをシールさせることから、密封端面４０，６０の接触による摩耗粉が機内領域Ｈに侵入するようなことがなく、コンタミネーションを生じないコンタミレスシール機能が発揮される。また、シールガス９０は密封端面４０，６０間から機内領域Ｈに漏洩することになるが、シールガス９０が機内領域Ｈに漏洩しても支障のない窒素ガス等であることから、シールガス９０の機内領域Ｈへの漏洩を許容することによる問題も生じない。

また、ハウジング側密封環４は金属製のシールフランジ３を介して軸貫通壁部２０に固定されているが、シールフランジ３は機内領域Ｈに露出しておらず、ハウジング内流体と接触しない。したがって、冒頭で述べた如く、ハウジング内流体がシールフランジ３に接触することによって金属イオン汚染が生じることはない。

また、シールフランジ３が、当たり面３ｅを軸貫通壁部２０の固定面２５の外径側部分２５ａに衝合させた状態で、軸貫通壁部２０に取り付けられているから、シールフランジ３によるハウジング密封環４の固定精度、つまり密封端面４０の回転軸２２に対する直角度及び相手密封端面６０との平行度を適正に確保することができ、両密封環４，６によるシール機能を良好に発揮させることができる。特に、固定面２５の回転軸２２に対する直角度を上記した如く（１０／１００）ｍｍ以内（より好ましくは（５／１００）ｍｍ以内）としておくことによって、当該固定精度の更なる向上を図ることができる。

また、ハウジング側密封環４の背面４ａとフッ素樹脂コーティング面である固定面２５との間に装填されたＯリング３２は、ハウジング側密封環４の背面４ａと固定面２５との隙間に侵入したハウジング内流体（通常、後述する如くシールガス９０である）の圧力によって、シールフランジ３の内周面へも押圧接触されることになる。そして、この押圧接触力は、ハウジング内流体の圧力に比例して増減することになるから、ハウジング内圧力が変動するような条件下においても、Ｏリング３２による二次シール機能が常に適正に発揮されることになり、ハウジング内流体がシールフランジ３に接触して金属イオン汚染を生じるような虞れが確実に回避される。

また、機内領域Ｈにはその圧力より高圧のシールガス９０が漏洩するが、このシールガス９０は、ハウジング側密封環４の背面４ａと固定面２５との隙間に侵入して、この隙間にシールガス以外のハウジング内流体の侵入を阻止することになる。したがって、この隙間にシールガス以外のハウジング内流体が滞留し、雑菌が繁殖する等の問題が生じず、より有効なコンタミネーション防止が可能となる。

ところで、静圧形の非接触形メカニカルシールに構成されたメカニカルシール１にあっては、ガス供給路８から密封端面４０，６０間に供給されるシールガス９０が圧縮性のものであることから、密封端面４０，６０間に至るシールガス流動経路には、いわゆるニューマチックハンマと称せられる自励振動が不可避的に生じる。その結果、シールフランジ３に固定されているハウジング側密封環４については問題を生じないが、回転軸２２にＯリング６１を介して嵌挿保持されているにすぎない軸側密封環６については、上記自励振動により、密封端面４０，６０間の隙間と同程度若しくはそれ以下の微小振幅で振動することになり、振動音を発生することになる。

しかし、かかる振動音は防振機構１０によって確実に防止されることになる。すなわち、静圧発生溝８３に供給されたシールガス９０により密封端面４０，６０間が適正な非接触状態に保持されると共に、密封端面４０，６０間に供給されたシールガス９０がシールガス導入路１２…から環状空間１１に導入されて、環状空間１１内が密封端面４０，６０間の圧力と同一に保持される。したがって、各Ｏリング６８は、環状空間１１内のシールガス９０によってＯリング溝６７の外側の壁面へと押圧されることになり、軸側密封環６の軸線方向に圧縮される。その結果、各Ｏリング６８が非圧縮性の弾性材で構成されたものであることから、軸側密封環６の外周面（Ｏリング溝６７の底面）及びこれに対向するスプリングリテーナ５の保持部５２の内周面への各Ｏリング６８の圧接力が増大し、軸側密封環６はスプリングリテーナ５の保持部５２の内周面にＯリング６８，６８を介して強力に固定されることになる。したがって、密封端面４０，６０間に至るシールガス流動経路においてニューマチックハンマ（自励振動）が発生せず、これによって軸側密封環６が振動するようなことがなく、一般に「鳴き」と称せられる振動音が発生することがない。

なお、本発明に係るハウジング側密封環の固定構造は、コンタミレス回転機器２の軸封手段として静圧形の非接触形メカニカルシール１を使用する場合の他、両密封環４，６の相対回転摺接作用によりシールを行うドライコンタクト形のメカニカルシールを使用する場合にも、好適に適用することができる。なお、コンタクト形のメカニカルシールである場合、固定面２５の回転軸２２に対する直角度を非接触形メカニカルシールの場合のように（１０／１００）ｍｍ以内（より好ましくは（５／１００）ｍｍ以内）としておくことは必要ないが、両密封環４，６が適正に衝合して相対回転摺接するためには当該直角度を（５０／１００）ｍｍ以内としておくことが好ましい。

また、両密封環４，６の表面であってハウジング内流体に接触する部分（機内領域Ｈに面する部分）には、図７に示す如く、フッ素樹脂コーティング層（ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）樹脂等）２ｅ，２ｆを形成しておいてもよい。このようにしておけば、ハウジング内流体との接触による機内領域Ｈでのパーティクル発生をより確実に防止することができる。また、特にハウジング側密封環４については、シールガス９０と接触する部分にもフッ素樹脂コーティングを施して、シールガス９０との接触によるパーティクルの発生及びそれが密封端面４０，６０間からシールガス９０に同伴して機内領域Ｈに侵入する虞れを確実に回避することができる。すなわち、図８に示す如く、連絡空間８１に面するハウジング側密封環４の外周面、各静圧発生溝８３及び密封環側通路８４の内周面に、フッ素樹脂コーティング層（ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）樹脂等）２ｇ，２ｈ，２ｉを形成しておく。勿論、必要に応じて、シールフランジ３において、シールガス９０と接触する連絡空間８１及びフランジ側通路８２の内周面にもフッ素樹脂コーティングを施しておいてもよい。なお、密封端面４０，６０については、フッ素樹脂コーティングを施さない。

本発明に係るハウジング側密封環の固定構造を採用したコンタミレス回転機器の一例を示す要部の縦断正面図である。 同要部の縦断側面図である。 図１の要部を拡大して示す詳細図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う要部の横断平面図である。 図１のＶ−Ｖ線に沿う要部の横断底面図である。 当該コンタミレス回転機器の全体を示す概略の縦断正面図である。 当該コンタミレス回転機器の変形例を示す図３相当の縦断側面図である。 当該コンタミレス回転機器の他の変形例を示す図３相当の縦断側面図である。

符号の説明

１ メカニカルシール（非接触形メカニカルシール）
２ コンタミレス回転機器（反応容器）
２ａ フッ素樹脂コーティング層
２ｂ フッ素樹脂コーティング層
２ｃ フッ素樹脂コーティング層
２ｄ フッ素樹脂コーティング層
２ｅ フッ素樹脂コーティング層
２ｆ フッ素樹脂コーティング層
２ｇ フッ素樹脂コーティング層
２ｈ フッ素樹脂コーティング層
２ｉ フッ素樹脂コーティング層
３ シールフランジ
３ａ シールフランジの内周面
３ｂ 環状係止部
３ｃ シールフランジの外径側部分
３ｄ シールフランジの内径側部分
３ｅ シールフランジの当たり面
３ｆ 環状係合部
４ ハウジング側密封環
４ａ ハウジング側密封環の背面
４ｂ ハウジング側密封環の背面の外周縁部に形成された凹部
４ｃ テーパ面（ハウジング側密封環の内周面の背面側部分）
５ スプリングリテーナ
６ 軸側密封環
７ スプリング部材
８ ガス通路
９ ガス噴出機構
１０ 防振機構
１１ 環状空間
１２ シールガス導入路
２０ａ 軸貫通壁部の内径側部分（環状部）
２０ｂ 軸貫通壁部の外径側部分
２１ ハウジング
２２ 回転軸（攪拌軸）
２３ 攪拌翼
２４ 原動機
２５ 固定面
２５ａ 固定面の外径側部分
２５ｂ 固定面の内径側部分
３０ ボルト
３１ 第一Ｏリング
３２ 第二Ｏリング（ハウジング側密封環の背面と固定面の内径側部分との間
に介在されたＯリング）
４０ ハウジング側密封環の密封端面
５０ スプリングリテーナの環状壁部
５０ａ 貫通孔
５１ スプリングリテーナのＯリング係止部
５２ スプリングリテーナの保持部
５３ セットスクリュー
６０ 軸側密封環の密封端面
６１ 第一Ｏリング
６２ Ｏリング係止面
６３ ドライブカラー
６４ ピン
６５ 凹部
６６ ドライブピン
６７ Ｏリング溝
６８ 第二Ｏリング
８１ 連絡空間
８２ フランジ側通路
８３ 静圧発生溝
８４ 密封環側通路
９０ シールガス
Ｈ 機内領域（ハウジング内の領域）
Ｌ 機外領域（大気領域）

Claims (7)

1. ハウジングの軸貫通壁部とこれを貫通してハウジング外に突出する回転軸との間に、軸貫通壁部に固定させたハウジング側密封環とこれに対向してハウジング外の回転軸部分に設けた軸側密封環との相対回転部分においてハウジング内流体をシールするメカニカルシールを配設し、ハウジングの内面を含むハウジング内流体と接触する部分にフッ素樹脂コーティングを施してあるコンタミレス回転機器において、ハウジング側密封環をハウジングの軸貫通壁部に固定しておくためのハウジング側密封環の固定構造であって、
   前記軸貫通壁部に、ハウジング内面のフッ素樹脂コーティング層に連なるフッ素樹脂コーティング層を被覆形成した環状平面であって回転軸に直交する固定面を設けると共に、固定面の外径側部分に衝合しうる当たり面を形成した環状の金属製シールフランジをハウジング側密封環を内嵌保持させた状態で軸線方向に締め付け自在に取り付けてあり、シールフランジを当たり面が固定面の外径側部分に衝合する状態に軸貫通壁部に締め付けることにより、ハウジング側密封環の背面と固定面の内径側部分との間に介在させたＯリングが当該両面間を二次シールすべく挟圧された状態で、ハウジング側密封環を前記軸貫通壁部に固定させるように構成したことを特徴とするコンタミレス回転機器におけるハウジング側密封環の固定構造。
2. ハウジング側密封環の背面と固定面の内径側部分との間は、Ｏリングを介して接触するのみで、直接的には接触していないことを特徴とする、請求項１に記載するコンタミレス回転機器におけるハウジング側密封環の固定構造。
3. ハウジング側密封環の背面と固定面の内径側部分との間に形成される隙間に作用するハウジング内流体の圧力によって、Ｏリングがシールフランジの内周面に押圧されるように構成されていることを特徴とする、請求項２に記載するコンタミレス回転機器におけるハウジング側密封環の固定構造。
4. 固定面の回転軸に対する直角度が（５０／１００）ｍｍ以内とされていることを特徴とする、請求項１、請求項２又は請求項３に記載するコンタミレス回転機器におけるハウジング側密封環の固定構造。
5. 前記軸貫通壁部の内径側部分は、その外径側部分より密封環方向に膨出する環状部に形成されていて、この環状部の表面がフッ素樹脂コーティング層で被覆された固定面に構成されていることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載するコンタミレス回転機器におけるハウジング側密封環の固定構造。
6. シールフランジに前記環状部に係合する環状係合部を形成して、その係合作用によりシールフランジの軸貫通壁部に対する径方向の位置決めが行われるように構成したことを特徴する、請求項５に記載するコンタミレス回転機器におけるハウジング側密封環の固定構造。
7. 両密封環の表面であって少なくともハウジング内流体に接触する部分にフッ素樹脂コーティングを施してあることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６に記載するコンタミレス回転機器におけるハウジング側密封環の固定構造。