JP2009144842A

JP2009144842A - メカニカルシール

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Publication number: JP2009144842A
Application number: JP2007323651A
Authority: JP
Inventors: Koji Akiyama; 浩二秋山
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2009-07-02

Abstract

【課題】回転初期の漏洩を防止し、密封性能のばらつきの少ない高負荷用のメカニカルシールを提供する。
【解決手段】摺動面４０Ｓは、固定環４１が回転環２０方向に付勢されて、回転環２０の摺動面２２と固定環４１の摺動面４２とが密接されて形成される。固定環４１の摺動面４２は、高圧側が回転環２０方向に張り出し、低圧側に向かって回転環２０から離れる方向に傾斜したテーパ面に形成される。高圧側の接触面圧が高いために外周側で漏れを制限し、漏れ量を少なくすることができる。また回転初期からこの面圧を実現できるため、回転初期の漏れを少なくし、回転初期の早い段階から摺動面をなじませることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、天然ガスや石油等をパイプラインにより搬送する場合に用いるコンプレッサやポンプ等に用いて好適な高負荷用のメカニカルシールに関する。

天然ガスや石油をパイプラインを使用して搬送する場合、天然ガス等を遠方に送るためには高圧のコンプレッサやポンプが必要であり、そのようなコンプレッサやポンプに使用されるメカニカルシールとしては、高負荷に耐えられるシールが必要である。

高圧力が作用する高負荷用のメカニカルシールでは、摺動材をカーボン材料で構成すると、摺動面の変形が大きくなり、シール性能が低下したり強度上の問題が発生する。そのため摺動材は、例えばシリコンカーボナイト（ＳｉＣ）とシリコンカーボナイト（ＳｉＣ）、タングステンカーボナイト（ＷＣ）とタングステンカーボナイト（ＷＣ）、あるいは、シリコンカーボナイト（ＳｉＣ）とタングステンカーボナイト（ＷＣ）というような、高硬度・高ヤング率の材料が組み合わせて使用される場合が多い。

ところで、メカニカルシールは、回転環と固定環とを摺動接触させることにより、回転環と固定環との間に液膜を形成し、この液膜により潤滑状態を保持しつつ流体を密封するものである。従ってメカニカルシールにおいては、回転環と固定環の各摺動面の当り方が、潤滑作用の点からも密封性能の点からも非常に重要である。

図４は、従来の一般的な回転環と固定環の摺動面の当り方を示す図であり、図４（Ａ）は、従来のメカニカルシールの摺動面近傍の構成を示す図であり、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、図４（Ａ）の領域Ａの拡大図である。図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、ともに、図中上方が外周側であって密封流体側（高圧側）、図中下方が内周側（回転軸側）であって低圧側である。すなわち、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、密封液の漏れが外から内に向かう内流形のメカニカルシールの摺動面を示す図である。

図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、従来の対向する２つの摺動面の当り方は、図４（Ｂ）に示すように平坦か、図４（Ｃ）に示すように低圧側が高く（対向する摺動面方向に突出した状態）高圧側（密封流体側）に若干の間隙が生じるような状態（図４（Ｃ）の例では内周当り形態）が一般的である。

さらに、回転環と固定環との当り方に係る従来技術としては、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されているメカニカルシールも知られている。

特許文献１に記載されているメカニカルシールは、回転環又は固定環の背面に金属製リングを配設しておき、摺動面の発熱により温度が上昇すると、金属製リングの熱膨張によりその回転環又は固定環の摺動面の当り方に歪みが生じ、摺動面間に密封液が存在する高圧側が開口側となるような半径方向の楔（軸方向の幅が半径方向に漸次異なる楔状の微小間隙）が形成されるように構成されたメカニカルシールである。このメカニカルシールは、開口から摺動面間に密封液が導入されて、摺動面の潤滑を良好にすることを目的としているものである。
実公平６−２６７６９号公報

また、特許文献２に記載されているメカニカルシールは、回転環（従動リング）の摺動面を密封液が存在する外周側が高くなる状態（対向する固定環（シートリング）の摺動面側に突出した状態）に形成しておき、摺動による摩擦熱によって回転環が熱変形をした場合に、回転環の摺動面は外周当りから全面当りとなる傾向に変化するように構成されたメカニカルシールである。このメカニカルシールは、摺動面の変形を考慮して、変形した後に摺動面が全面当りとなることを目的としているものである。
特公昭６０−０１５８２７号公報

このような従来のメカニカルシールを、前述した高圧力が作用する高負荷用のメカニカルシールとして使用すると、密封液の密封が十分ではなく、すなわち密封液の漏れが生じることとなり、その改善が望まれている。

例えば、図４（Ｂ）に示したような、あるいは、特許文献１に示されているような、低圧側が高く高圧側に間隙が生じるような状態（内流形シールでは内周当り形態）は、高負荷用のメカニカルシールでは特に高硬度の摺動材を組み合わせて用いるため、一般的にいわゆるなじみ難い状態となり、回転初期段階での密封液の漏洩量が比較的多いという問題がある。

また、図４（Ｂ）に示したような、あるいは、特許文献２に示されているような、平坦な摺動面を形成することを目的としたメカニカルシールでは、仕上げの微妙な相違により個体ごとのシール面の圧力分布が大きく異なってしまう。また各個体は、微妙な仕上げの相違により内周当り形態あるいは外周当り形態のいずれかに該当してしまうこととなる。その結果、特性が大きくばらついたものとなり、個体による漏れのばらつきも大きくなり、信頼性の高いメカニカルシールは提供できない。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、回転初期の漏洩を防止し、個体ごとの密封性能のばらつきも少ない高負荷用のメカニカルシールを提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のメカニカルシールは、第１の摺動部材と第２の摺動部材とが、対向する各摺動面を相対回転摺動させて、摺動面の径方向一方側に存在する密封流体をシールするメカニカルシールにおいて、第１の摺動部材の摺動面は回転軸に垂直な平面であり、第２の摺動部材の摺動面は、径方向における高圧側の周縁部が第１の摺動部材の摺動面側に張り出し（突出し）、張り出した一方側の周縁部から他方側の周縁部に向かって第１の摺動部材の摺動面から離れる方向に傾斜したテーパ面に形成されていることを特徴とする。

すなわち、本発明のメカニカルシールは、第２の摺動部材の摺動面の通常密封流体が存在する高圧側の周縁部が第１の摺動部材方向に突出し、第１の摺動部材の摺動面に必ず接触することを意味する。従って、メカニカルシールが内流形のシールの場合は摺動面の外周を高くして内周を低くし（外周当り）、メカニカルシールが外流形のシールの場合は摺動面の内周を高くして外周を低くする（内周当り）。

本発明のメカニカルシールは、摺動により熱変形が生じたり、あるいは圧力変形が生じたとしても、必ず前述したような状態で高圧側の摺動面同士が接触しているものである。

また、請求項２に係る本発明のメカニカルシールは、張り出した一方側の周縁部と他方側の周縁部との高低差が、０．２〜１０μｍであることを特徴とする。

また、請求項３に係る本発明のメカニカルシールは、第１の摺動部材と第２の摺動部材とは、シリコンカーボナイト（ＳｉＣ）とシリコンカーボナイト（ＳｉＣ）、タングステンカーボナイト（ＷＣ）とタングステンカーボナイト（ＷＣ）、あるいは、シリコンカーボナイト（ＳｉＣ）とタングステンカーボナイト（ＷＣ）のいずれかの材料の組み合わせであることを特徴とする。

請求項１に係る本発明のメカニカルシールによれば、回転初期の漏洩を防止し、個体ごとの密封性能のばらつきも少ない高負荷用のメカニカルシールを提供することができる。

また、請求項２に係る本発明のメカニカルシールによれば、高圧側の端部に適切に高い面圧を印加することができ、より適切に密封流体の漏洩を防止することができる。

また、請求項３に係る本発明のメカニカルシールによれば、第１の摺動部材と第２の摺動部材とを超硬質材料により形成しているので、高負荷の状態においても適切に高圧側の端部の面圧を維持することができ、適切に密封流体の漏洩を防止することができる。

本発明の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。

本実施形態においては、例えば天然ガス等をパイプラインを介して搬送するためのコンプレッサやポンプ等の装置において軸封装置として用いられるダブルシールタイプのメカニカルシール装置を例示して本発明を説明する。

図１は、そのメカニカルシール装置１の全体構成を示す図であって、メカニカルシール装置１を軸心を通る平面で切断した断面図である。

メカニカルシール装置１は、装置ハウジング１０の軸孔部１１と、装置内の機構を回転させる回転軸２との間に配設され、機内側からの密封流体の漏洩を防止する。

なお、図１においては、図面左側が密封流体が存在する機内側であり、図面右側が大気側（機外側）である。

図１に示すように、メカニカルシール装置１は、装置ハウジング１０に形成されたシール設置用の環状の凹部１２内に装着される。メカニカルシール装置１は、機内側（密封流体側）の一次側メカニカルシール３０と、機外側（大気側）の二次側メカニカルシール４０とを有する。

本実施形態のメカニカルシール装置１は、一次側メカニカルシール３０と二次側メカニカルシール４０に対して共通的に１つの回転環２０を具備する。

回転環２０は、Ｏリング２８を介在させて回転軸２に外挿されており、回転軸２と一体的に回転する。回転環２０は、軸方向の表裏両面が摺動面として形成されている。すなわち、回転環２０は、機内側を面方向とする第１の摺動面２１と、機外側（大気側）を面方向とする第２の摺動面２２とを有する。第１の摺動面２１は、一次側メカニカルシール３０の固定環３１の摺動面３２と密接されて回転摺動し、一次側メカニカルシール３０の摺動面３０Ｓを形成する。第２の摺動面２２は、二次側メカニカルシール４０の固定環４１の摺動面４２と密接されて回転摺動し、二次側メカニカルシール４０の摺動面４０Ｓを形成する。

回転環２０は、シリコンカーボナイト（ＳｉＣ）あるいはタングステンカーボナイト（ＷＣ）等の超硬質材料により形成される。

回転軸２の回転環２０の軸方向の両側、すなわち一次側メカニカルシール３０の固定環３１の内周側にあたる位置、及び、二次側メカニカルシール４０の固定環４１の内周側にあたる位置には、軸スリーブ２９が外挿されている。

一次側メカニカルシール３０は、第１の摺動面２１を有する回転環２０の他に、固定環３１及び環状ケース３６等から構成される。

環状ケース３６は、装置ハウジング１０のシール設置用の凹部１２の機内側の端部にＯリング３８を介して嵌合されるとともにノックピン３７により回り止めされている。

固定環３１は、この環状ケース３６にＯリング３５を介して軸方向に移動可能な状態に支持される。固定環３１は、ノックピン３４により回り止めされ、環状ケース３４に円周方向に複数配置された図示せぬスプリング（二次側メカニカルシール４０について図示するスプリング４３と同様のスプリング）によって回転環２０側へ付勢される。これにより固定環４１の摺動面４２は、対向する回転環２０の第１の摺動面２１に密接し、一次側メカニカルシール３０の摺動面３０Ｓを形成する。

固定環３１は、シリコンカーボナイト（ＳｉＣ）あるいはタングステンカーボナイト（ＷＣ）等の超硬質材料により形成される。

二次側メカニカルシール４０は、第２の摺動面２２を有する回転環２０の他に、固定環４１及び環状ケース４６等から構成される。

環状ケース４６は、装置ハウジング１０のシール設置用の凹部１２の機外側（大気側）の端部にＯリング４８を介して嵌合されるとともにノックピン４７により回り止めされている。

固定環４１は、この環状ケース４６にＯリング４５を介して軸方向に移動可能な状態に支持される。固定環４１は、図示せぬノックピン（一次側メカニカルシール３０について図示するノックピン３４と同様のノックピン）により回り止めされ、環状ケース４４に円周方向に複数配置されたスプリング４３によって回転環２０側へ付勢される。これにより固定環４１の摺動面４２は、対向する回転環２０の第２の摺動面２２に密接し、二次側メカニカルシール４０の摺動面４０Ｓを形成する。

固定環４１は、シリコンカーボナイト（ＳｉＣ）あるいはタングステンカーボナイト（ＷＣ）等の超硬質材料により形成される。

一次側メカニカルシール３０及び二次側メカニカルシール４０の外周側には、すなわち装置ハウジング１０のシール設置用の凹部１２の周面１３と一次側メカニカルシール３０の固定環３１、回転環２０、及び、二次側メカニカルシール４０の固定環４１の外周面との間の空間には、中間液としてのシールオイルが充満される中間室５０が形成されている。

装置ハウジング１０のシール設置用の凹部１２の周面１３の一次側メカニカルシール３０の固定環３１及び二次側メカニカルシール４０の固定環４１の各外周側には、中間室５０にシールオイルを供給するシールオイル供給口１４及び１５が形成されている。また、絵１３の回転環２０の外周側には、中間室５０のシールオイルを排出するシールオイル排出口１６が形成されている。

一次側メカニカルシール３０側のシールオイル供給口１４から供給されるシールオイルは、図中に矢印線で示すように、環状ケース３６に形成された開口３９を介して固定環３１の外周部に供給され、固定環３１の外周を軸方向に流れて一次側メカニカルシール３０の摺動面３０Ｓの外周側に導入され、回転環２０の外周部に供給される。

また、二次側メカニカルシール４０側のシールオイル供給口１５から供給されるシールオイルは、図中に矢印線で示すように、環状ケース４６に形成された開口４９を介して固定環４１の外周部に供給され、固定環４１の外周を軸方向に流れて二次側メカニカルシール４０の摺動面４０Ｓの外周側に導入され、回転環２０の外周部に供給される。

そして中間室５０の回転環２０の外周部に供給されたシールオイルは、シールオイル排出口１６から外部に排出される。

中間室５０には、シールオイル供給口１４、１５及びシールオイル排出口１６を介してこのように中間液たるシールオイルが循環されているとともに、中間室５０は、所定の液圧となるように中間液で充満されている。

中間室５０内の中間液の圧力は、機内側の密封流体の圧力よりも高い圧力とされる。従って、一次側メカニカルシール３０及び二次側メカニカルシール４０においては、中間室側となる外周側が高圧側となる。すなわち、一次側メカニカルシール３０及び二次側メカニカルシール４０は、いわゆる内流形のメカニカルシールである。

このような構成のメカニカルシール装置１において、本願発明の特徴は、一次側メカニカルシール３０の摺動面３０Ｓにおける固定環３１の摺動面３２と回転環２０の第１の摺動面２１との当り方、及び、二次側メカニカルシール４０の摺動面４０Ｓにおける固定環４１の摺動面４２と回転環２０の第２の摺動面２２との当り方にある。また、そのような特定の当り方をするための各摺動面の形状にある。

なお、本実施形態のメカニカルシール装置１において、一次側メカニカルシール３０と二次側メカニカルシール４０とは、左右対称で、実質的に同一の構成で同一の作用のメカニカルシールなので、以下の説明においては、二次側メカニカルシール４０を例示して説明を行う。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、図１に領域Ａとして示した二次側メカニカルシール４０の摺動面４０Ｓ付近の拡大図であり、図２（Ａ）はその拡大図であり、図２（Ｂ）は領域Ａ近傍をさらに拡大した図であるとともに、摺動面４０Ｓの接触面圧を表す図である。

図２（Ｂ）に示すように、二次側メカニカルシール４０の摺動面４０Ｓは、固定環４１が回転環２０方向にスプリング４３（図１参照）により付勢されることにより、回転環２０の第２の摺動面２２と固定環４１の摺動面４２とが密接されることにより形成される。

図２（Ｂ）において、図面上側が外周側であり、中間液で満たされた中間室５０側であって、高圧側である。

本実施形態のメカニカルシール装置１において、回転環２０の第２の摺動面２２は回転軸２の軸方向に垂直な平坦面として形成されている。

一方、固定環４１の摺動面４２は、外周側（高圧側）が回転環２０方向に張り出し、すなわち最も高い位置に突出し、内周側（低圧側）に向かって徐々に回転環２０から離れる方向に傾斜した、すなわち徐々に低くなったような、環状のすり鉢状の表面に形成されている。

固定環４１の摺動面４２の外周側と内周側との高低差αは０．２μｍ〜１０μｍでよいが、好適には、０．５μｍ〜５μｍである。

本実施形態のメカニカルシール装置１において、回転環２０及び固定環４１は、前述したように、各々、超硬質材料であるＳｉＣ（シリコンカーバイト）あるいはＷＣ（タングステンカーバイト）により形成されている。従って、固定環４１がスプリング４３のスプリング力により回転環２０方向に付勢されて固定環４１の摺動面４２と回転環２０の第２の摺動面２２とが密接されたとしても、図２（Ｂ）に示すような固定環４１の摺動面４２の形状は実質的に変化しない。二次側メカニカルシール４０において固定環４１の摺動面４２と回転環２０の第２の摺動面２２とが回転摺動する時も、その摺動面４０Ｓは図２（Ｂ）の形態が維持される。

このような形態の摺動面４０Ｓにおいては、図２（Ｂ）に示すように、固定環４１の摺動面４２に固定環４１のスプリング４３のスプリング力Ｆｓが作用すると、固定環４１の摺動面４２と回転環２０の第２の摺動面２２との接触面圧は、図示Ｆｏのような面圧、すなわち、外周側において最も接触面圧が高く、内周側に向かって低くなるような面圧分布となる。

このような面圧分布の摺動面４０Ｓにおいては、高圧側（外周側）の接触面圧が高いために、外周側で漏れを制限することができ、漏れの量を少なくすることができる。

また、密封流体が摺動面間に浸入することによって適切な潤滑作用と密封作用が得られるわけではなく、高圧側の高い面圧での密接状態により密封作用が得られるものであるため、回転初期段階からこのような密封作用を得ることができる。すなわち、回転初期に摺動面に浸入する流体（シール液）を少なくすることができ、回転初期の早い段階から摺動面をなじんだ状態とすることができる。

図３は、図４（Ｃ）に摺動面近傍の形態を示した内周側（低圧側）が高くなっている従来のメカニカルシールと、図２（Ｂ）に示すような外周側（高圧側）が高くなっている本発明に係るメカニカルシールの、回転開始からの経過時間（回転時間）と、単位時間当りの漏れ量の関係を表す図である。

図３に示すように、内周側が高くなっている従来のメカニカルシールにおいては、回転開始直後は４ｃｃ／ｈ近い漏れ量が発生している。しかしその後、徐々になじみが促進されて漏れ量は減少し、回転時間が２５０時間を経過した頃から、２０ｃｃ／ｈの漏れ量で略安定して作動している。

これに対して、外周側（高圧側）が高くなっている本願発明に係るメカニカルシールにおいては、回転開始時に既に２０ｃｃ／ｈの漏れ量に抑えられており、摺動面が既に十分なじんで密封作用を十分発揮していることがわかる。また、回転時間が１００時間を経過した頃には、漏れ量は１５ｃｃ／ｈ程度まで減少し、少ない漏れ量で安定して作動している。

このように、本願発明に係るメカニカルシールにおいては、回転初期の漏れ量を従来のメカニカルシールと比べて圧倒的に減少させることができる。

また、従来は、少ない漏れ量に特性が安定するまでに２５０時間程度の回転時間が必要であったが、本願発明に係るメカニカルシールではほぼ１００時間程度の回転時間で特性が安定している。

また、特性が安定した時の漏れ量も、従来のメカニカルシールに比べて少なくなっている。

また、本発明のメカニカルシールでは、回転環又は固定環の摺動面に対して、高圧側が高く低圧側が低くなるようなテーパを形成するが、このような摺動面の加工は比較的容易に行うことができる。図４（Ｂ）に示すように、対向する摺動面をともに平坦に加工するには厳密な加工精度が必要であり、実質的にそのような所望の加工を行うことは困難であったたが、本願発明のような加工であれば容易に行うことができる。その結果、シール性能等の特性にばらつきの無い、安定した特性のメカニカルシールを提供することができる。

また、本実施形態のメカニカルシールにおいては、固定環及び回転環を超硬質材料により形成しているので、高負荷の状態においても適切に高圧側の端部の面圧を維持することができ、適切に密封流体の漏洩を防止することができる。

以上より、高圧側を高く、低圧側が低くなるように摺動面を形成した本発明に係るメカニカルシールにおいては、回転初期の漏洩を防止し、個体ごとの密封性能のばらつきも少ない高負荷用のメカニカルシールを提供することができる。

なお、前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また任意好適な種々の改変が可能である。

例えば、前述した実施形態においては、２つのメカニカルシールを具備するメカニカルシール装置１を例示して本発明を説明したが、本発明は、摺動面を１つのみ有するメカニカルシールや、タンデム形のシール装置の個々のシール部分に対しても適用可能である。

また、前述した実施形態においては、外周側が高圧側で、外周側から内周側に漏れが発生する内流形のメカニカルシールを用いて本発明を説明したが、内周側が高圧で、内周側から外周側に向かって漏れが発生する外流形のメカニカルシールに対しても本願発明は適用可能である。その場合には、一方の摺動面を、内周側が他方の摺動面方向に張り出して最も高い位置となり、外周側に向かって徐々に低くなるようなテーパ状に形成すればよい。

また、前述した実施形態においては、回転環の摺動面は平坦面として固定環の摺動面に高圧側が高くなったテーパを形成したが、回転環の摺動面に高圧側が高くなったテーパを形成し、固定環の摺動面を平坦面に形成する構成であってもよい。

また、前述した実施形態において、固定環４１の摺動面４２に形成したテーパ面は直線状に傾斜したテーパ面であったが、曲線的に摺動面が変化するテーパ面であってもよいし、任意の形状のテーパ面であってよい。

また、前述した実施形態においては、回転環及び固定環は、ＳｉＣ（シリコンカーボナイト）又はＷＣ（タングステンカーボナイト）により形成されるとしたが、硬度の高い材料であれば、その他の任意の材料を用いてよい。

本発明のメカニカルシールは、天然ガスや石油等をパイプラインにて搬送する場合に用いるコンプレッサやポンプ等において使用することができる。

図１は、本発明の一実施形態のメカニカルシール装置の全体構成を示す図であって、メカニカルシールを軸心を通る平面で切断した断面図である。図２は、図１に示したメカニカルシールの二次側メカニカルシールの摺動面近傍の拡大図であり、図２（Ａ）はその拡大図であり、図２（Ｂ）は摺動面近傍をさらに拡大した図であるとともに摺動面の接触面圧を表す図である。図３は、従来のメカニカルシールと本発明のメカニカルシールの回転開始からの経過時間（回転時間）と単位時間辺りの漏れ量の関係を表す図である。図４は、従来の一般的な回転環と固定環の摺動面の当り方を示す図であり、図４（Ａ）は、従来のメカニカルシールの摺動面近傍の構成を示す図であり、図４（Ｂ）は対向する摺動面が平坦に接触するメカニカルシールを表す図であり、図４（Ｃ）は対向する摺動面において低圧側が接触するメカニカルシールを表す図である。

符号の説明

１…メカニカルシール装置
２０…回転環
２１…第１の摺動面
２２…第２の摺動面
２８…Ｏリング
２９…軸スリーブ
３０…一次側メカニカルシール
３１…固定環
３２…摺動面
３４…ノックピン
３５…Ｏリング
３６…環状ケース
３７…ノックピン
３８…Ｏリング
３９…シールオイル導入用開口
４０…二次側メカニカルシール
４１…固定環
４２…摺動面
４３…スプリング
４５…Ｏリング
４６…環状ケース
４７…ノックピン
４８…Ｏリング
４９…シールオイル導入用開口
５０…中間室
２…回転軸
１０…装置ハウジング
１１…軸孔部
１２…シール設置用の凹部
１３…凹部周面
１４、１５…シールオイル供給口
１６…シールオイル排出口

Claims

第１の摺動部材と第２の摺動部材とが対向する各摺動面を相対回転摺動させて、当該相対回転摺動する前記摺動面の径方向一方側に存在する密封流体をシールするメカニカルシールにおいて、
前記第１の摺動部材の前記摺動面は、前記回転軸に垂直な平面であり、
前記第２の摺動部材の前記摺動面は、前記径方向における高圧側の周縁部が前記第１の摺動部材の前記摺動面側に張り出し、当該張り出した一方側の周縁部から他方側の周縁部に向かって前記第１の摺動部材の前記摺動面から離れる方向に傾斜したテーパ面に形成されていることを特徴とするメカニカルシール。
前記張り出した一方側の周縁部と前記他方側の周縁部との前記張り出した方向における高低差は、０．２〜１０μｍであ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。
前記第１の摺動部材と前記第２の摺動部材とは、シリコンカーボナイト（ＳｉＣ）とシリコンカーボナイト（ＳｉＣ）、タングステンカーボナイト（ＷＣ）とタングステンカーボナイト（ＷＣ）、あるいは、シリコンカーボナイト（ＳｉＣ）とタングステンカーボナイト（ＷＣ）のいずれかの材料の組み合わせであることを特徴とする請求項１又は２に記載のメカニカルシール。