JP2015161379A - 静圧形の非接触形メカニカルシール - Google Patents

Abstract

【課題】両密封環の軸線方向における相対位置を安全且つ正確に監視することができる静圧形の非接触形メカニカルシールを提供する。【解決手段】ケース側密封環５の密封端面５ａと軸側密封環６の密封端面６ａとの間を、ケース側密封環５の密封端面５ａに形成した静圧発生溝１５にシールガス供給路８からこれに配設したオリフィス８ｄを経てシールガスＳを供給することにより、非接触状態に保持するように構成した静圧形の非接触形メカニカルシールにおいて、シールケース２及びケース側密封環５に、シールガス供給路８におけるオリフィス８ｄより下流側の部分８ｅにポケット圧導出路９１を接続して、ポケット圧導出路９１からシールケース２外に導いた圧力検出路９２に設けた圧力計９３により静圧発生溝１５内のシールガス圧力を検出することによって、両密封環５，６の軸線方向における相対位置を検知、監視する。【選択図】図１

Description

本発明は、ガスを扱うブロワー、圧縮機、撹拌機等の回転機器の軸封手段として使用される静圧形の非接触形メカニカルシールに関するものである。

この種の静圧形の非接触形メカニカルシールとしては、例えば特許文献１に開示される如く、回転軸に固定された固定密封環である軸側密封環と、シールケースに軸線方向移動可能に保持され且つ軸側密封環の先端面である軸側密封端面に対向する先端面たるケース側密封端面に静圧発生溝を形成した可動密封環であるケース側密封環と、シールケースとケース側密封環との間に介装されてケース側密封環を軸側密封環へと押圧附勢するスプリングと、シールケース及びケース側密封環を貫通して静圧発生溝に至るシールガス供給路とを具備して、シールガス供給路からこれに配設したオリフィスを経て静圧発生溝にシールガスを供給することにより、両密封環の密封端面間を非接触状態に保持しつつ被密封流体領域と非密封流体領域とをシールするように構成されたものが周知である（例えば、特許文献１を参照）。

かかる非接触形メカニカルシールにあっては、静圧発生溝から密封端面間に導入されたシールガスにより密封端面間にこれを開く方向に作用する開力（密封端面間に導入されたシールガスによって発生する静圧によるもの）が発生し、この開力とスプリングにより密封端面間を閉じる方向に作用する閉力とがバランスすることにより、密封端面間が適正な隙間（一般に５〜１５μｍであり、以下「適正隙間」という）に保持される。

ところで、両密封環の軸線方向における相対位置（以下「密封環相対位置」という）は上記開閉力がバランスされて密封端面間が適正隙間となるように設定され、静圧形の非接触形メカニカルシールはこのように設定された密封環相対位置（以下「設定密封環相対位置」という）を担保されるように組立てられる。

しかし、例えば回転軸の軸受が長期使用のうちに摩耗損傷することによって、回転軸がメカニカルシール組み立て時の位置から変位したような場合、密封環相対位置が設定密封環相対位置と異なることになり、静圧形の非接触形メカニカルシールによるシール機能（以下「メカニカルシール機能」という）が低下、喪失する虞れがある。すなわち、回転軸がこれに固定されている軸側密封環がケース側密封環に近づく方向に変位すると、密封端面間の隙間が適正隙間より小さくなると共にスプリングが設定密封環相対位置の場合より圧縮されてスプリングによる閉力が大きくなり、その結果、密封端面間が相手密封端面と接触して摩耗損傷する等、メカニカルシール機能が低下或いは喪失する虞れがある。また、逆に、軸側密封環がケース側密封環から離れる方向に回転軸が変位すると、密封端面間の隙間が適正隙間より大きくなると共にスプリングが設定密封環相対位置の場合より伸張されてスプリングによる閉力が小さくなり、その結果、適正なメカニカルシール機能が発揮されず、密封端面間から被密封流体が漏洩する虞れがある。

このような密封環相対位置が設定密封環相対位置と異なることとなる事態は上記した回転軸の変位以外にも種々の原因で生じ、メカニカルシール機能の低下或いは喪失の原因となっている。例えば、長期使用によってメカニカルシール構成部材を固定しているネジが緩んだり、温度変化が大きなシール条件下において隣接するメカニカルシール構成部材間の熱膨張量差ないし熱収縮量差が想定外に大きくなることにより、或いはメカニカルシール組み立て時におけるメカニカルシール構成部材の取付精度不良により、密封環相対位置がメカニカルシール機能を低下或いは喪失させる状態に変化することがある。

而して、このようなメカニカルシール機能が喪失するような密封環相対位置の変化が生じた場合、これを放置して運転を継続することは当該メカニカルシールやこれを装備する回転機器の破損等の大事故を招来することになるから、これを未然に回避するためには、密封環相対位置を常時監視しておく必要がある。

そこで、従来においては、このような密封環相対位置を人為的に監視したり、監視装置を付設しておくことが行われている。

すなわち、人為的な監視は作業者が五感により行うもので、例えば、視覚により密封端面間から漏れの有無を確認したり、嗅覚ないし聴覚により密封端面が接触することによって発せられる臭いや音を確認する等により、密封環相対位置が設定密封環相対位置にあるかどうかを判断する。

また、監視装置としては、特許文献２又は特許文献３に開示される如く、回転軸の変位をセンサにより検知することにより、密封環相対位置をモニタリングするものが提案されている。

特開２０１０−２５２０１号公報 特開平８−２５４４０２号公報 特開平６−２６５７８号公報

しかし、人為的な監視作業は、作業者がメカニカルシールの近傍で行う必要があるため甚だ危険であり、また密封環相対位置を正確に把握するためには高度の熟練が必要となるため、未熟練者では密封環相対位置が設定密封環相対位置と異なっているかどうかの判断を的確に行うことができない。

一方、特許文献２又は特許文献３に開示されるような監視装置によれば、作業者の五感による監視作業に比して、メカニカルシールから離れた場所で密封環相対位置を安全且つ正確に把握することができるが、かかる監視装置は、センサ出力信号の制御機器や表示機器等を必要とし、構造複雑にして高価なものであることから、当該監視装置を付設しておくことにより当該メカニカルシール全体の構造が複雑化すると共にランニングコストを含めた経済的負担が大きくなる。

また、静圧形の非接触形メカニカルシールは、引火性ガスや可燃性ガスを扱う回転機器においても好適な軸封手段として使用されることが多いが、このような用途では、上記監視装置のような電源を必要とする電気機器を使用することはセンサ等が着火源となる虞れがあり、何らかの防爆構造としておくことが必要となる。このよう防爆構造としておくことは、監視装置が更に複雑化、大型化して高額なものとなり、さらに、国の認定（型式認定）を受けたもの以外は使用できない。

ところで、静圧形の非接触形メカニカルシールにあっては、シールガス供給路にオリフィスを配設していることにより、密封端面間の隙間が広狭変化すると、これに伴って静圧発生溝内の圧力（以下「ポケット圧」という）が昇降変化する。すなわち、密封端面間の隙間が適正隙間より大きくなった場合には、静圧発生溝から密封端面間に流出するシールガス量が増加して当該シールガス量とオリフィスを通って静圧発生溝に供給されるシールガス量とが不均衡となり、ポケット圧が低下する。逆に、密封端面間の隙間が適正隙間より小さくなったときは、静圧発生溝から密封端面間に流出するシールガス量が減少して当該シールガス量とオリフィスを通って静圧発生溝に供給されるシールガス量とが不均衡となり、ポケット圧が上昇する。

本発明は、このように密封端面間の隙間の広狭変化に伴って静圧発生溝内の圧力（ポケット圧）が昇降変化することに着目して、ポケット圧を検出することにより両密封環の軸線方向における相対位置（密封環相対位置）を上記した問題を生じることなく安全且つ正確に監視することができる静圧形の非接触形メカニカルシールを提供することを目的とするものである。

本発明は、シールケース及びこれを洞貫する回転軸の何れか一方に固定された固定密封環と、シールケース及び回転軸の何れか他方に、先端面を固定密封環の先端面に対向させた状態で、軸線方向移動可能に保持された可動密封環と、可動密封環を固定密封環へと押圧附勢するスプリングと、両密封環の何れか一方であってシールケースに設けられたケース側密封環の先端面に形成された静圧発生溝と、シールケース及びケース側密封環を貫通して静圧発生溝に至るシールガス供給路とを具備して、シールガス供給路からこれに配設したオリフィスを経て静圧発生溝にシールガスを供給することにより、両密封環の先端面間を非接触状態に保持しつつ被密封流体領域と非密封流体領域とをシールするように構成された静圧形の非接触形メカニカルシールにおいて、上記の目的を達成すべく、特に、シールケース又はシールケース及びケース側密封環に、シールガス供給路におけるオリフィスより下流側の部分に連通接続されたポケット圧導出路を形成すると共に、ポケット圧導出路からシールケース外に導いた圧力検出路に圧力計を設け、この圧力計により静圧発生溝内のシールガス圧力を検出して、この検出圧力により両密封環の軸線方向における相対位置を検知するように構成しておくことを提案するものである。

かかる非接触形メカニカルシールにあっては、圧力計として電源を要しない機械式のもの（例えば、ブルドン管圧力計、液柱型マノメータ等）を使用することが好ましい。

また、本発明の静圧形の非接触形メカニカルシールの好ましい実施の形態にあっては、シールガス供給路が、シールケースとケース側密封環との対向周面間に形成された環状空間であって当該対向周面に装填された第一及び第二Ｏリングによりシールされた第一連通空間と、シールケースに形成されて第一連通空間に連通する第一ケース側通路と、ケース側密封環に形成されて静圧発生溝と第一連通空間とを連通接続する第一密封環側通路とからなり、前記オリフィスが第一密封環側通路に配設されている。また、ポケット圧導出路は、シールケースとケース側密封環との対向周面間に形成された環状空間であって当該対向周面間に装填された第三及び第四Ｏリングによりシールされた第二連通空間と、シールケースに形成されて第二連通空間と圧力検出路とを接続する第二ケース側通路と、ケース側密封環に形成されて第二連通空間と前記シールガス供給路におけるオリフィスより下流側の部分とを連通接続する第二密封環側通路とからなる。

また、前記第一及び第二連通空間がシールケースの内周面とケース側密封環の外周面との間に形成される場合には、第二Ｏリングと第三Ｏリングとを兼用することが好ましい。また、前記第二連通空間は、ケース側密封環の内周面とこれに径方向に対向するシールケース部分の外周面との間に形成するように構成することも可能である。

さらに、被密封流体が圧力変動するような条件下で使用される場合にあって、ケース側密封環が可動密封環であるときには、ケース側密封環の基端面とこれに軸線方向に対向するシールケース部分との間にＯリングでシールされた背圧室を形成し、ケース側密封環に
被密封流体領域と背圧室とを連通する背圧導入路を形成しておくことが好ましい。

また、本発明の静圧形の非接触形メカニカルシールにあっては、固定密封環がシールケースに固定されたケース側密封環であり、可動密封環が回転軸に軸線方向移動可能に保持された軸側密封環であってもよい。

本発明の静圧形の非接触形メカニカルシールは、静圧発生溝内の圧力（ポケット圧）を圧力計で検出することにより両密封環の軸線方向における相対位置（密封環相対位置）を検知、監視するようにしたものであるから、圧力計をシールケース外の安全な場所に配置しておくことにより、当該監視を人為的に行う場合のように作業者が危険な場所に立ち入ることなく密封環相対位置を監視することができる。しかも、特許文献２又は特許文献３に開示されるようにメカニカルシール内にセンサ等の電気機器を設置しておくことがないから、被密封流体として引火性ガスや可燃性ガスを使用する場合にも、防爆構造を必要とすることなく、密封環相対位置を安全に監視することができる。特に、圧力計として電源を要しない機械式のブルドン管圧力計等を使用する場合には、被密封流体として引火性ガスや可燃性ガスを使用する場合や回転機器が火災発生の危険がある防爆環境下に設置されている場合にも、密封環相対位置を安全に監視することができる。また、密封環相対位置の監視を、ポケット圧導出路、圧力検知路及び圧力計からなる構造簡単にして安価な監視装置により行うことができるから、監視装置を防爆構造としておく必要がないこととも相俟って、特許文献２又は特許文献３に開示される感知装置を設ける場合のようにメカニカルシールの大型化や構造複雑化を招くことがなく、経済的負担も小さい。

したがって、本発明の静圧形の非接触形メカニカルシールは、当該メカニカルシール及びこれを装備する回転機器の運転を安全に行うことができるものであり、その実用的価値極めて大なるものである。

図１は本発明に係る静圧形の非接触形メカニカルシールの一例を示す断面図である。 図２は図１の要部を拡大して示す詳細断面図である。 図３は図１のIII−III線に沿う断面図である。 図４は図２の要部を拡大して示す作用説明図である。 図５は本発明に係る静圧形の非接触形メカニカルシールの変形例を示す図１対応の断面図である。 図６は本発明に係る静圧形の非接触形メカニカルシールの他の変形例を示す図１対応の断面図である。 図７は本発明に係る静圧形の非接触形メカニカルシールの更に他の変形例を示す図１対応の断面図である。 図８は本発明に係る静圧形の非接触形メカニカルシールの更に他の変形例を示す図１対応の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。

図１は本発明に係る静圧形の非接触形メカニカルシールの一例を示す断面図であり、図２は図１の要部を拡大して示す詳細断面図であり、図３は図１のIII−III線に沿う断面図であり、図４は図２の要部を拡大して示す作用説明図である。

図１に示す静圧形の非接触形メカニカルシールＭ１は、ガスを扱うブロワー、圧縮機、撹拌機等の回転機器の軸封手段として使用されるもので、被密封流体領域である機内ガス領域Ｈと非密封流体領域である機外ガス領域（この例では大気領域）Ｂとを遮蔽シールするものであり、回転機器のハウジング（機器ハウジング）１に取り付けられた筒状のシールケース２と、シールケース２を同心状に洞貫する当該回転機器の回転軸３に挿通固定されたスリーブ４と、シールケース２に軸線方向移動可能に保持された可動密封環であるケース側密封環５と、ケース側密封環５より機内ガス領域Ｈ側に位置してケース側密封環５に直対向した状態で回転軸３に固定された固定密封環である軸側密封環６と、シールケース２とケース側密封環５との間に介装されてケース側密封環５を軸側密封環６へと押圧附勢するスプリング７と、シールケース２及びケース側密封環５に形成されて両密封環５，６の対向端面たる密封端面５ａ，６ａ間に機内ガス領域Ｈより高圧のシールガスＳを供給するシールガス供給路８とを具備して、シールガスＳの供給によりケース側密封環５の先端面である密封端面（以下「ケース側密封端面」という）５ａとこれに対向する軸側密封環６の先端面である密封端面（以下「軸側密封端面」という）６ａとの間に発生させた静圧によって当該密封端面５ａ，６ａ間を非接触状態に保持しつつ、両密封端面５ａ，６ａの相対回転部分においてその外周側領域である被密封流体領域Ｈとその内周側領域である非密封流体領域Ｌとをシールするように構成されており、本発明に従って、両密封環５，６の軸線方向における相対位置（密封環相対位置）をモニタリングする監視装置９が設けられている。この例では、被密封流体領域が機内ガス領域Ｈであり、非密封流体領域が大気領域Ｌである。なお、以下の説明において、前後とは図１及び図２における左右を意味するものとする。

シールケース２は、図１に示す如く、機器ハウジング１の外部端（前端部）１ａに水平をなして取り付けられた円筒状のケース本体２ａとその基端部（前端部）に取り付けられた円環状のフランジ体２ｂとその内周部から機器ハウジング１方向に突出する円筒状の保持体２ｃとで構成されている。フランジ体２ｂと保持体２ｃとは一体構造物であり、この一体構造物２ｂ，２ｃとケース本体２ａとは適当数の連結ボルト２ｄにより一体化された上、適当数の取付ボルト２ｅにより機器ハウジング１にその外部端１ａに衝合させた状態で取り付けられている。

スリーブ４は、図１に示す如く、回転軸３に挿通された円筒状の本体部４ａとその先端部（後端部）に膨出形成された円環状の受止部４ｂとで一体構成された第一スリーブ部分と、回転軸３に挿通された厚肉円筒状の固定部４ｃとその先端外周部（後端外周部）から軸線方向に延びて本体部４ａに外嵌された薄肉円筒状の押圧部４ｄとで一体構成された第二スリーブ部分とに分割構成されている。而して、スリーブ４は、図１に示す如く、固定部４ｃに挿通させた適当数の連結ボルト４ｅを本体部４ａに螺着することにより第一スリーブ部分４ａ，４ｂと第二スリーブ部分４ｃ，４ｄとを一体連結してなるものである。而して、スリーブ４は、その機外大気領域Ｌ側の端部である固定部４ｃに螺合させた適当数のセットスクリュー４ｆを回転軸３へと締付けることにより、回転軸３に挿脱可能に固定される。なお、スリーブ４の外径は受止部４ｂにおいて最大となっており、受止部４ｂより大気領域Ｌ側における外径は同一（一定）である。

ケース側密封環５は、スリーブ４の押圧部４ｄに同心状に遊嵌された状態で、シールケース２に軸線方向（前後方向）移動可能に且つ相対回転不能に保持されている。すなわち、ケース側密封環５は、図１に示す如く、その外周面とシールケース２のケース本体２ａ
の内周面との間に軸線方向に所定間隔を隔てて並列する前後一対の第一及び第二Ｏリング１０，１１を介在させると共にケース側密封環５の内周面とシールケース２の保持体２ｃの外周面との間に第五Ｏリング１２を介在させた二次シール状態でケース本体２ａと保持体２ｃとの間に嵌合させることにより、シールケース２に軸線方向に移動可能に保持されている。またケース側密封環５は、図１に示す如く、その基端部（前端部）に穿設した適当数の係合凹部５ｂにシールケース２のフランジ体２ｂに植設したドライブピン１３を係合させることによって、一定範囲での軸線方向移動が許容された状態で、シールケース２に対する相対回転が阻止されている。この例では、ケース側密封環５がカーボン製の環状体であり、その先端面（後端面）は軸線に直交する平滑な環状平面であるケース側密封端面５ａに構成されている。

なお、ケース側密封環５の外周面には第一及び第二Ｏリング１０，１１間に位置して両Ｏリング１０，１１の相互接近方向への移動を規制する環状突起５ｃが形成されており、フランジ体２ｂにはケース本体２ａとケース側密封環５との対向周面間に突出して第一Ｏリング１０の第二Ｏリング１１から離間する方向への移動を規制する円筒状突起２ｆが形成されており、ケース本体２ａの内周面には第二Ｏリング１１の第一Ｏリング１０から離間する方向への移動を規制する環状段部２ｇが形成されている。環状突起５ｃは、シールケース２を機器ハウジング１から取り外した場合において、第二Ｏリング１１に衝合することにより、スプリング７の附勢力によるケース側密封環５のシールケース２（ケース本体２ａ）からの脱落を防止するものである。勿論、ケース側密封環５の内周部を保持しているシールケース部分つまり保持体２ｃは、環状突起５ｃが第二Ｏリング１１に衝合した状態においてケース側密封環５を保持するに必要且つ十分な軸線方向長さを有するものとされている。また、ケース側密封環５とシールケース２のフランジ体２ｂとの軸線方向対向端面間に形成される空間（スプリング７及びドライブピン１３が配置された空間）はＯリング１０，１２でシールされているが、当該空間はフランジ体２ｂに形成した開放孔２ｈにより非密封流体領域である大気領域Ｌに開放されている。

軸側密封環６は、ケース側密封環５より機内ガス領域Ｈ側（後方側）に配して、回転軸３にスリーブ４を介して固定されている。すなわち、軸側密封環６は、図１に示す如く、シールケース２のケース本体２ａ内に配して、ケース側密封環５と直対向した状態でスリーブ４の本体部４ａに嵌合されると共に連結ボルト４ｅを締付けてスリーブ４の受止部４ｂと押圧部４ｄとの間に挟圧させることにより、スリーブ４に固定されている。軸側密封環６の先端面（前端面）は軸線に直交する平滑な環状平面である軸側密封端面６ａに構成されている。この例では、軸側密封環６がステンレス鋼等の金属製の円環状体であり、その先端面にはセラミックス層６ｂが被覆形成されており、このセラミックス層６ｂで軸側密封端面６ａが構成されている。また、軸側密封環６は、その基端部（後端部）に形成した係合凹部６ｃにスリーブ４の受止部４ｂに植設したドライブピン１４を係合させることによって、スリーブ４つまり回転軸３に対する相対回転が阻止されている。

スプリング７は、図１に示す如く、ケース側密封環５とシールケース２のフランジ体２ｂとの間に周方向に等間隔を隔てて介装された複数個のコイルスプリング（一個のみ図示）で構成されていて、ケース側密封環５を軸側密封環６へと押圧附勢するものであり、密封端面５ａ，６ａを閉じる方向に作用する閉力Ｆｃを発生させるものである。

シールガス供給路８は、図１に示す如く、シールケース２及びケース側密封環５に形成された一連のものであり、シールケース２とケース側密封環５との対向周面間に形成された第一連通空間８ａと、シールケース２のケース本体２ａを貫通して第一連通空間８ａに連通する第一ケース側通路８ｂと、ケース側密封環５を貫通して第一連通空間８ａからケース側密封端面５ａに形成した静圧発生溝１５に至る第一密封環側通路８ｃと、第一密封環側通路８ｃに配設されたオリフィス８ｄとからなり、機内ガス領域Ｈの圧力より高圧の
シールガスＳを静圧発生溝１５に供給させることにより、密封端面５ａ，６ａ間にこれを開く方向に作用する静圧（開力Ｆｏ）を発生させるものである。なお、シールガス供給路８から静圧発生溝１５へのシールガスＳの供給は当該回転機器の運転中（回転軸３の駆動中）において行われ、運転停止後には停止される。当該回転機器の運転は、シールガスＳの供給が開始された後であって、密封端面５ａ，６ａ間が非接触状態に保持された後において開始され、シールガスＳの供給停止は、当該回転機器の運転停止後であって回転軸３が完全に停止した後に行なわれる。

静圧発生溝１５は、図１〜図３に示す如く、ケース側密封端面５ａの径方向における中央部又は略中央部に形成されており、ケース側密封端面５ａと同心状の環状をなして連続又は断続する断面三角形状の浅い凹溝であり、この例では後者を採用している。すなわち、静圧発生溝１５は、図３に示す如く、ケース側密封端面５ａと同心環状をなして並列する複数の円弧状凹溝１５ａで構成されている。

第一連通空間８ａは、図１に示す如く、シールケース２のケース本体２ａの内周面とケース側密封環５の外周面との間に形成された環状空間であって、当該周面間に装填された第一及び第二Ｏリング１０，１１によってシールされている。

第一ケース側通路８ｂは、その上流端部に所定のシールガス供給源（図示せず）から導かれたシールガス供給管１６を接続したもので、機内ガス領域Ｈのガス（機内ガス）より高圧のシールガスＳを第一連通空間８ａに供給する。なお、シールガスＳとしては、大気中に放出しても無害であり且つ機内ガスに悪影響を及ぼさない性状のものを、シール条件に応じて適宜に選定する。この例では、各種物質に対して不活性であり且つ人体に無害である清浄な常温の窒素ガスが使用されている。また、シールガス供給管１６から供給されるシールガスＳの圧力（供給シールガス圧）は、一般に、静圧発生溝１５内の圧力（ポケット圧）が機内ガス圧（機内ガス領域Ｈの圧力）より０．５〜１．５ｂａｒ高くなるように、機内ガス圧より１〜３ｂａｒ程度高く設定されている。

第一密封環側通路８ｃは、図２に示す如く、その上流端部をケース側密封環５の環状突起５ｃの外周面において第一連通空間８ａに開口させたもので、その下流側部分は分岐されていて、各分岐部分８ｅが静圧発生溝１５の各円弧状凹溝１５ａに連通接続されている。オリフィス８ｄは第一密封環側通路８ｃの上流側部分つまり分岐されていない部分の適所に配設されている。したがって、第一ケース側通路８ｂから第一連通空間８ａに供給されたシールガスＳは第一密封環側通路８ｃからオリフィス８ｄを経た上、各分岐部分８ｅから静圧発生溝１５の各円弧状凹溝１５ａに供給される。

監視装置９は、図１及び図２に示す如く、シールケース２及びケース側密封環５に、シールガス供給路８におけるオリフィス８ｄより下流側の部分に連通接続されたポケット圧導出路９１を形成すると共に、ポケット圧導出路９１からシールケース２外に導いた圧力検出路９２に圧力計９３を設けてなる。

ポケット圧導出路９１は、図１及び図２に示す如く、シールケース２とケース側密封環５との対向周面間（シールケース２の本体ケース２ａの内周面とケース側密封環５の外周面との間）に第一連通空間８ａよりケース側密封端面５ａ側に位置して形成された環状空間であって当該対向周面間に装填された第三及び第四Ｏリング１７，１８によりシールされた第二連通空間９１ａと、シールケース２に形成されて第二連通空間９１ａと圧力検出路９２とを接続する第二ケース側通路９１ｂと、ケース側密封環５に形成されて第二連通空間９１ａと第一密封環側通路８ｄの一つの分岐部分８ｅとを連通接続する第二密封環側通路９１ｃとからなり、当該分岐部分８ｅから円弧状凹溝１５ａに供給されるシールガスＳの一部を圧力検出路９２へと導出させる、つまり静圧発生溝１５内の圧力であるポケッ
ト圧を圧力検出路９２へと導出させるようになっている。

この例では、第三Ｏリング１７は前記第二Ｏリング１１で兼用されており、第四Ｏリング１８はケース側密封環５の外周面に形成されたＯリング溝５ｄに係合保持されており、第二ケース側通路９１ｂの上流端及び第二密封環側通路９１ｃの下流端はＯリング溝５ｄと第三Ｏリング１７（第二Ｏリング）を係止する環状段部２ｇとの間において第二連通空間９１ａに開口されている。なお、シールケース２の本体ケース２ａと第四Ｏリング１８との接触面の径は、第三Ｏリング１７（第二Ｏリング１１）とケース側密封環５との接触面の径と同一に設定されていて、第二連通空間９１ａ内の圧力によりケース側密封環５を軸側密封環６から遠ざかる方向へと押圧する軸線方向推力（開力）が作用しないように工夫されている。

圧力計９３は、ポケット圧導出路９１及び圧力検出路９２を介してポケット圧を検出するもので、作業者が安全にポケット圧を監視しうる場所に設置されている。この例では、圧力計９３として電源を要しないブルドン管圧力計等の機械式圧力計が使用されている。なお、圧力検出路９２には、圧力計９３の上流側に配してストップ弁９４が設けられている。

また、この例では、当該メカニカルシールＭ１をカートリッジ形のものに構成してある。すなわち、回転側要素（スリーブ４及びこれに固定された軸側密封環６）と静止側要素（シールケース２及びこれに保持されたケース側密封環５等）とを、図１に鎖線図示する如く、シールケース２のフランジ体２ｂに取付ボルト１９により取り付けたセット爪２０をスリーブ４の固定部４ｃに形成した環状凹部４ｇに係合させることにより当該メカニカルシールＭ１の組立状態と同一状態に連結するように構成して、この連結状態のまま取付ボルト２ｅ及びセットスクリュー４ｆを操作することにより機器ハウジング１及び回転軸３に組み込み或いは取り外しできるように工夫してある。

以上のように構成された静圧形の非接触形メカニカルシールＭ１にあっては、シールガスＳが第一ケース側通路８ｂから第一連通空間８ａ及び第一密封環側通路８ｃを経て静圧発生溝１５に供給されると、静圧発生溝１５から密封端面５ａ，６ａ間に流出されたシールガスＳにより、密封端面５ａ，６ａ間にこれを開く方向に作用する開力Ｆｏが発生する。この開力Ｆｏは、静圧発生溝１５から密封端面５ａ，６ａ間に流出されたシールガスＳによって発生する静圧によるものであり、この静圧は静圧発生溝１５内のシールガス圧力であるポケット圧より小さいが、両領域Ｈ，Ｌの圧力より高いことから、シールガスＳは密封端面５ａ，６ａ間から両領域Ｈ，Ｌに流出することになる。したがって、密封端面５ａ，６ａは、この開力Ｆｏと密封端面５ａ，６ａ間を閉じる方向に作用するスプリング７の附勢力による閉力Ｆｃとがバランスする適正な非接触状態に保持される。すなわち、静圧発生溝１５に導入されたシールガスＳは密封端面５ａ，６ａ間に静圧の流体膜を形成し、この流体膜の存在によって、密封端面５ａ，６ａの相対回転部分においてその外周側領域である機内ガス領域Ｈとその内周側領域である大気領域Ｌとの間が遮蔽シールされる。

而して、両密封環５，６の軸線方向における相対位置（密封環相対位置）並びに供給シールガス圧及びスプリング７のバネ定数は、図４に実線で示す如く、上記開閉力Ｆｏ，Ｆｃがバランスされて密封端面５ａ，６ａ間の隙間が適正隙間（一般に、５〜１５μｍ）となるように設定され、静圧形の非接触形メカニカルシールＭ１はこのように設定された密封環相対位置（設定密封環相対位置）が担保されるように組立てられるが、運転中においては、種々の要因で、同図に一点鎖線又は二点鎖線で示す如く、密封環相対位置が設定密封環相対位置と異なる事態が発生する場合がある。例えば、回転軸３の軸受が摩耗損傷して、回転軸３が組み立て時の位置から軸線方向に変位することによって、或いは第一スリーブ部分４ａ，４ｂと第二スリーブ部分４ｃ，４ｄとを連結している連結ボルト４ｅが緩
むことによって軸側密封環６が軸線方向に変位した場合や、シールケース２の一体構造物２ｂ，２ｃとケース本体２ａとを連結している連結ボルト２ｄやシールケース２を機器ハウジング１に取り付けている取付ボルト２ｅが緩むことによってケース側密封環５が軸線方向に変位した場合等である。

このように密封環相対位置が設定密封環相対位置と異なった場合、密封端面５ａ，６ａ間の隙間が適正隙間を維持できず、広狭変化してポケット圧が昇降変化することになる。

すなわち、両密封環５，６が接近する方向に相対変位すると、図４に一点鎖線で示す如く、密封端面５ａ，６ａ間の隙間が適正隙間（図４に実線で示す状態における密封端面５ａ，６ａ間の隙間）より狭くなって、静圧発生溝１５から密封端面５ａ，６ａ間に流出するシールガス量が減少して当該シールガスＳの流出量がオリフィス８ｄを通って静圧発生溝１５に供給されるシールガスＳの供給量より少なくなる。このように静圧発生溝１５におけるシールガスＳの流出量と供給量とが不均衡となる結果、ポケット圧が、適正隙間が保持されているときのポケット圧（以下「適正ポケット圧」という）より上昇する。逆に、両密封環５，６が離間する方向に相対変位すると、図４に二点鎖線で示す如く、密封端面５ａ，６ａ間の隙間が適正隙間より広くなって、静圧発生溝１５から密封端面５ａ，６ａ間へのシールガスＳの流出量が増加して当該流出量がオリフィス８ｄを通って静圧発生溝１５に供給されるシールガスＳの供給量より多くなる。このように静圧発生溝１５におけるシールガスＳの流出量と供給量とが不均衡となる結果、ポケット圧が、適正ポケット圧より下降する。

したがって、密封端面５ａ，６ａの隙間が適正隙間となっているか、適正隙間より大きくなっているか、また適正隙間より小さくなっているかを、ポケット圧により検知することができる。而して、ポケット圧は圧力計９３によりモニタリングすることができるから、圧力計９３による検出圧力を作業者が監視することによって、密封端面５ａ，６ａ間の隙間が適正隙間となっているかどうか検知することができる。

ところで、密封環相対位置が設定密封環相対位置と異なる場合においても、密封端面５ａ，６ａの隙間が適正隙間から大きく変化しない場合には、オリフィス８ｄの効果により当該隙間は適正隙間に自動的に復帰調整される。すなわち、回転機器の振動等により密封端面５ａ，６ａの隙間が大きくなったときは、上記した如くポケット圧が低下するため、静圧発生溝１５から密封端面５ａ，６ａ間に流出したシールガスＳによって生じる開力Ｆｏが閉力Ｆｃより小さくなり、その結果、密封端面５ａ，６ａ間の隙間が小さくなるように変化して、その隙間が適正隙間に調整される。逆に、密封端面５ａ，６ａ間の隙間が小さくなったときは、上記した如くポケット圧が高くなるため、静圧発生溝１５から密封端面５ａ，６ａ間に流出したシールガスＳによって生じる開力Ｆｏが閉力Ｆｃより大きくなり、その結果、密封端面５ａ，６ａ間の隙間が大きくなるように変化して、その隙間が適正隙間に調整される。すなわち、オリフィス８ｄによる密封端面５ａ，６ａの隙間の自動調整機能が発揮されるのであり、当該隙間が適正隙間に調整されることによりポケット圧も適正ポケット圧に復帰されることになる。このような密封端面５ａ，６ａの隙間の自動調整時間は短時間であり、ポケット圧の変動幅も小さい。なお、以下、密封端面５ａ，６ａの隙間が上記した如く適正隙間に自動調整される場合のポケット圧の範囲を「許容ポケット圧」という。

しかし、上記した回転軸３の軸受の摩耗損傷やボルト２ｄ，２ｅ，４ｅの緩み等の回転機器やメカニカルシールＭ１の重大な欠陥によって密封環相対位置が設定密封環相対位置と異なることになった場合には、これによる適正隙間に対する密封端面５ａ，６ａ間の隙間変化が大きく、当該隙間が適正隙間に自動修正されることがなく、メカニカルシール機能が喪失する。すなわち、密封環相対位置の変化により、例えば図４に一点鎖線で示す如
く、軸側密封環６がケース側密封環５に接近する方向に相対変位すると、密封端面５ａ，６ａ間の隙間が適正隙間より小さくなると共にスプリング７が設定密封環相対位置の場合より圧縮されてスプリング７による閉力Ｆｃが大きくなり、その結果、密封端面５ａ，６ａ間が接触して密封端面５ａ，６ａが摩耗損傷する等、メカニカルシール機能が喪失する虞れがある。この場合、ポケット圧は許容ポケット圧を大幅に上回ることなる。また、逆に、密封環相対位置の変化により、例えば図４に二点鎖線で示す如く、軸側密封環６がケース側密封環５から離間する方向に相対変位すると、密封端面５ａ，６ａ間の隙間が適正隙間より大きくなると共にスプリング７が設定密封環相対位置の場合より伸張されてスプリング７による閉力Ｆｃが小さくなり、その結果、ポケット圧が許容ポケット圧を大幅に下回ることになり、メカニカルシール機能が喪失して、密封端面５ａ，６ａ間から機内ガスが漏洩する虞れがある。このような状態となったときは、直ちに回転機器の運転を停止して、メカニカルシールＭ１の修理等のメンテナンスを行う必要がある。

したがって、このようにポケット圧が許容ポケット圧の範囲内にあるかどうかを圧力計９３でモニタリングすることにより、メカニカルシール機能が喪失するような密封環相対位置の変化があった場合にはこれを的確且つ迅速に検知することができ、回転機器やメカニカルシールＭ１に修理が必要な欠陥が生じた場合にも、これを放置することによる大事故の発生を未然に回避することができる。

しかも、監視装置９がポケット圧を検出する圧力計９３で構成されるものであって、メカニカルシールＭ１内にセンサ等の電気的感知機器を配設する必要がない圧力検出機器（ポケット圧ポケット圧導出路９１、圧力検出路９２及び圧力計９３からなる）であるから、圧力計９３をシールケース２外に導いた圧力検出路９２により作業者に危険が及ばない安全な場所に設置することできることとも相俟って、ポケット圧を安全に監視することができる。

さらに、上記した如く圧力計９３として電源を要しないブルドン管圧力計等の機械式のものを使用することにより、機内ガスが引火性ガスや可燃性ガスである場合や回転機器が引火、可燃の虞れがある防爆環境下に設置されている場合にも火災事故を引き起こす虞れがなく、安全なモニタリングを行うことができる。また、圧力計９３を含めた監視装置９を防爆構造とする必要がないことから、監視装置９を構造簡単にして安価なものとできる。

なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において適宜に改良、変更することができる。

例えば、ポケット圧導出路９１は、図５又は図６に示す如く構成しておくことができる。すなわち、図５に示す静圧形の非接触形メカニカルシールＭ２では、ケース側密封環５を、その外周面とシールケース２のケース本体２ａの内周面との間に軸線方向に所定間隔を隔てて並列する前後一対の第一及び第二Ｏリング１０，１１を介在させると共にケース側密封環５の内周面とこれに径方向に対向するシールケース部分の外周面つまりシールケース２の保持体２ｃの外周面との間に軸線方向に所定間隔を隔てて並列する前後一対の第三及び第四Ｏリング２１，２２を介在させた二次シール状態でケース本体２ａと保持体２ｃとの間に嵌合させることにより、シールケース２に軸線方向に移動可能に保持してあり、ポケット圧導出路９１を、シールケース２とケース側密封環５との対向周面間（シールケース２の保持体２ｃの外周面とケース側密封環５の内周面との間）に形成された環状空間であって第三及び第四Ｏリング２１，２２によりシールされた第二連通空間９１ｄと、シールケース２（フランジ体２ｂ及び保持体２ｃ）に形成されて第二連通空間９１ｄと圧力検出路９２とを接続する第二ケース側通路９１ｅと、ケース側密封環５に形成されて第二連通空間９１ｄと第一密封環側通路８ｄにおけるオリフィス８ｄより下流側の部分（静圧発生溝１５が前記した如く複数の円弧状凹溝１５ａで構成される場合にあっては、第一密封環側通路８ｄの一つの分岐部分８ｅ）とを連通接続する第二密封環側通路９１ｆとで構成してある。なお、第三及び第四Ｏリング２１，２２はシールケース２の保持体２ｃの外周部に形成したＯリング溝に係合保持されている。また、図６に示す静圧形の非接触形メカニカルシールＭ３では、オリフィス８ｄが第一ケース側通路８ｂに配置されており、ポケット圧導出路９１が、第一ケース側通路８ｂにおけるオリフィス８ｄより下流側の部分と圧力検出路９２とをシールケース２のケース本体２ａに形成した第二ケース側通路９１ｇで接続してなる。なお、図５及び図６に示す非接触形メカニカルシールＭ２，Ｍ３の構成は上記した点を除いて図１に示す非接触形メカニカルシールＭ１と同様であるから、この非接触形メカニカルシールＭ１の構成に対応する部分については、図５及び図６において図１と同一の符号を使用することによって、その詳細な説明は省略する。

また、本発明の静圧形の非接触形メカニカルシールは、機内ガス領域Ｈが圧力変動する条件下でも好適に使用することができるが、かかる条件下で使用する場合には図７に示す如く構成しておくことが好ましい。すなわち、図７に示す静圧形の非接触形メカニカルシールＭ４では、ケース側密封環５の基端部５ｅとこれに軸線方向に対向するシールケース部分であるフランジ体２ｂとの間にＯリング１０，１２でシールされた背圧室２３を形成すると共に、ケース側密封環５に被密封流体領域（機内ガス領域）Ａと背圧室２３とを連通する背圧導入路２４を形成して、背圧室２３に背圧導入路２４から導入された機内ガスの圧力によってケース側密封環５の基端部５ｅに閉力としての推力が作用するように構成されている。かかる構成によれば、閉力Ｆｃがスプリング力に上記推力が加重されたものとなって機内ガス領域Ｈの圧力変動に応じて変化することから、機内ガス領域Ｈの圧力変動に拘らず、開閉力Ｆｃ，Ｆｏがバランスされて密封端面５ａ，６ａが適正な非接触状態に保持される。なお、図７に示す非接触形メカニカルシールＭ４の構成は上記した点を除いて図１に示す非接触形メカニカルシールＭ１と同一であるから、この非接触形メカニカルシールＭ１の構成に対応する部分については、図７において図１と同一の符号を使用することによって、その詳細な説明は省略する。

また、圧力計９３は、シールケース２外に導いた圧力検出路９２に設けられるものであり、非接触形メカニカルシールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４から離れた場所に設置できるものであるから、被密封ガスが引火性ガス又は可燃性ガスでない場合等の火災の危険がない場合には、上記した電源を要しない機械式のもの（ブルドン管圧力計、液柱型マノメータ等）の他、電子表示器を有する等の電源を必要とするものも使用することができる。

また、上記した非接触形メカニカルシールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４ではケース側密封環５を軸線方向移動が可能な可動密封環とし且つ軸側密封環６を固定密封環としたが、本発明は、ケース側密封環５を固定密封環とすると共に軸側密封環６を可動密封環とした静圧形の非接触形メカニカルシールにも適用することができる。例えば、図８に示す静圧形の非接触形メカニカルシールＭ５は、機器ハウジング１に取り付けたシールケース２に固定された固定密封環であるケース側密封環５と、回転軸３に、先端面である軸側密封端面６ａをケース側密封環５の先端面であるケース側密封端面５ａに対向させた状態で、軸線方向移動可能に保持された可動密封環である軸側密封環６と、軸側密封環６をケース側密封環５へと押圧附勢するスプリング７と、ケース側密封端面５ａに形成された静圧発生溝１５と、シールケース２及びケース側密封環５を貫通して静圧発生溝１５に至るシールガス供給路８とを具備して、シールガス供給路８からこれに配設したオリフィス８ｄを経て静圧発生溝１５にシールガスＳを供給することにより、密封端面５ａ，６ａ間を非接触状態に保持しつつ密封端面５ａ，６ａの相対回転部分においてその内周側領域である機内ガス領域（被密封流体領域）Ｈとその外周側領域である機外大気領域（非密封流体領域）Ｌとをシールするように構成されたものである。

この非接触形メカニカルシールＭ５では、ケース側密封環５が前後一対の第一及び第二Ｏリング１０，１１を介してシールケース２に嵌合固定されており、シールガス供給路８が、シールケース２とケース側密封環５との対向周面間に形成された環状空間であって第一及び第二Ｏリング１０，１１によりシールされた第一連通空間８ａと、シールケース２に形成されて第一連通空間８ａに連通する第一ケース側通路８ｂと、ケース側密封環５に形成されて静圧発生溝１５と第一連通空間８ａとを連通接続する第一密封環側通路８ｃとで構成されており、図８に示す如く、監視装置９を前記非接触形メカニカルシールＭ３と同様に構成してある。すなわち、オリフィス８を第一ケース側通路８ｂに配置すると共に、ポケット圧導出路９１を、第一ケース側通路８ｂにおけるオリフィス８ｄより下流側の部分と圧力検出路９２とをシールケース２に形成した第二ケース側通路９１ｇで接続してなるものとして、圧力検出路９２を介してポケット圧導出路９１に接続したブルドン管圧力計等の圧力計９３によりポケット圧を検出することにより、前記非接触形メカニカルシールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４と同様に、両密封環５，６の軸線方向における相対位置を検知することができる。

また、非接触形メカニカルシールＭ５にあっては、回転軸３に内外筒部２５ａ，２５ｂとこれらを連結する環状壁部２５ｃとからなる二重円筒状のスプリングリテーナ２５を固定して、軸側密封環６を、回転軸３とスプリングリテーナ２５の外筒部２５ｂとの対向周面間にＯリング２６，２７，２８を介して軸線方向移動可能に保持させている。回転軸３と軸側密封環６との間に装填されたＯリング２６は、スプリングリテーナ２５の内筒部２５ａと軸側密封環６に形成された段部６ｄとによって軸線方向移動を規制されている。スプリング７は軸側密封環６とスプリングリテーナ２５の環状壁部２５ｃとの間に装填されていて、軸側密封環６をケース側密封環５へと押圧附勢する。また、軸側密封環６は、これに植設したドライブピン２９をスプリングリテーナ２５の環状壁部２５ｃに形成した貫通孔２５ｄに挿通させることにより、所定範囲での軸線方向移動を許容しつつスプリングリテーナ２５（及び回転軸３）に対する相対回転を阻止されている。なお、軸側密封環６におけるＯリング２６の接触面の径（バランス径）は軸側密封端面６ａの内径より大きく設定されていて、軸側密封環６ａにその段部に作用する機内ガス領域Ｈのガス圧によって閉力としての軸線方向推力が作用するように構成されている。すなわち、閉力Ｆｃがスプリング力に上記推力が加重されたものとなって機内ガス領域Ｈの圧力変動に応じて変化することから、機内ガス領域Ｈの圧力変動に拘らず、前記非接触形メカニカルシールＭ４のように背圧室２３を設けた場合と同様に、開閉力Ｆｃ，Ｆｏがバランスされて密封端面５ａ，６ａが適正な非接触状態に保持される。なお、図８に示す非接触形メカニカルシールＭ５の構成は上記した点を除いて図６に示す非接触形メカニカルシールＭ３と同一であるから、この非接触形メカニカルシールＭ３の構成に対応する部分については、図８において図６と同一の符号を使用することによって、その詳細な説明は省略する。

また、上記非接触形メカニカルシールＭ５のように固定密封環がケース側密封環５であり且つ可動密封環が軸側密封環６である非接触形メカニカルシールにおいても、オリフィス８ｄの配置及び監視装置９の構成は図８に示すものに限定されず、例えば前記非接触形メカニカルシールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のように変更することができる。

１ 機器ハウジング（ハウジング）
１ａ 機器ハウジングの外部端
２ シールケース
２ａ ケース本体
２ｂ フランジ体
２ｃ 保持体
２ｄ 連結ボルト
２ｅ 取付ボルト
２ｆ 円筒状突起
２ｇ 環状段部
２ｈ 開放孔
３ 回転軸
４ スリーブ
４ａ 本体部
４ｂ 受止部
４ｃ 固定部
４ｄ 押圧部
４ｅ 連結ボルト
４ｆ セットスクリュー
４ｇ 環状凹部
５ ケース側密封環
５ａ ケース側密封端面
５ｂ 係合凹部
５ｃ 環状突起
５ｄ Ｏリング溝
５ｅ ケース側密封環の基端部
６ 軸側密封環
６ａ 軸側密封端面
６ｂ セラミックス層
６ｃ 係合凹部
６ｄ 段部
７ スプリング
８ シールガス供給路
８ａ 第一連通空間
８ｂ 第一ケース側通路
８ｃ 第一密封環側通路
８ｄ オリフィス
８ｅ 分岐部分
９ 監視装置
１０ 第一Ｏリング
１１ 第二Ｏリング
１２ 第五Ｏリング
１３ ドライブピン
１４ ドライブピン
１５ 静圧発生溝
１５ａ 円弧状凹溝
１６ シールガス供給管
１７ 第三Ｏリング
１８ 第四Ｏリング
１９ 取付ボルト
２０ セット爪
２１ 第三Ｏリング
２２ 第四Ｏリング
２３ 背圧室
２４ 背圧導入路
９１ ポケット圧導出路
９１ａ 第二連通空間
９１ｂ 第二ケース側通路
９１ｃ 第二密封環側通路
９１ｄ 第二連通空間
９１ｅ 第二ケース側通路
９１ｆ 第二密封環側通路
９１ｇ 第二ケース側通路
９２ 圧力検出路
９３ 圧力計
９４ ストップ弁
Ｈ 機内ガス領域（被密封流体領域）
Ｌ 大気領域（非密封流体領域）
Ｍ１ 静圧形の非接触形メカニカルシール
Ｍ２ 静圧形の非接触形メカニカルシール
Ｍ３ 静圧形の非接触形メカニカルシール
Ｍ４ 静圧形の非接触形メカニカルシール
Ｍ５ 静圧形の非接触形メカニカルシール
Ｓ シールガス

Claims (8)

1. シールケース及びこれを洞貫する回転軸の何れか一方に固定された固定密封環と、シールケース及び回転軸の何れか他方に、先端面を固定密封環の先端面に対向させた状態で、軸線方向移動可能に保持された可動密封環と、可動密封環を固定密封環へと押圧附勢するスプリングと、両密封環の何れか一方であってシールケースに設けられたケース側密封環の先端面に形成された静圧発生溝と、シールケース及びケース側密封環を貫通して静圧発生溝に至るシールガス供給路とを具備して、シールガス供給路からこれに配設したオリフィスを経て静圧発生溝にシールガスを供給することにより、両密封環の先端面間を非接触状態に保持しつつ被密封流体領域と非密封流体領域とをシールするように構成された静圧形の非接触形メカニカルシールにおいて、
   シールケース又はシールケース及びケース側密封環に、シールガス供給路におけるオリフィスより下流側の部分に連通接続されたポケット圧導出路を形成すると共に、ポケット圧導出路からシールケース外に導いた圧力検出路に圧力計を設け、この圧力計により静圧発生溝内のシールガス圧力を検出して、この検出圧力により両密封環の軸線方向における相対位置を検知するように構成したことを特徴とする静圧形の非接触形メカニカルシール。
2. 圧力計が電源を要しない機械式のものであることを特徴とする、請求項１に記載する静圧形の非接触形メカニカルシール。
3. シールガス供給路が、シールケースとケース側密封環との対向周面間に形成された環状空間であって当該対向周面に装填された第一及び第二Ｏリングによりシールされた第一連通空間と、シールケースに形成されて第一連通空間に連通する第一ケース側通路と、ケース側密封環に形成されて静圧発生溝と第一連通空間とを連通接続する第一密封環側通路とからなり、前記オリフィスが第一密封環側通路に配設されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載する静圧形の非接触形メカニカルシール。
4. ポケット圧導出路が、シールケースとケース側密封環との対向周面間に形成された環状空間であって当該対向周面間に装填された第三及び第四Ｏリングによりシールされた第二連通空間と、シールケースに形成されて第二連通空間と圧力検出路とを接続する第二ケース側通路と、ケース側密封環に形成されて第二連通空間と前記シールガス供給路におけるオリフィスより下流側の部分とを連通接続する第二密封環側通路とからなることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載する静圧形の非接触形メカニカルシール。
5. 前記第一及び第二連通空間がシールケースの内周面とケース側密封環の外周面との間に形成されており、第二Ｏリングと第三Ｏリングとが兼用されていることを特徴とする、請求項３及び請求項４に記載する静圧形の非接触形メカニカルシール。
6. 前記第二連通空間がケース側密封環の内周面とこれに径方向に対向するシールケース部分の外周面との間に形成されていることを特徴とする、請求項４に記載する静圧形の非接触形メカニカルシール。
7. ケース側密封環が可動密封環である場合において、ケース側密封環の基端部とこれに軸線方向に対向するシールケース部分との間にＯリングでシールされた背圧室を形成し、ケース側密封環に被密封流体領域と背圧室とを連通する背圧導入路を形成してあることを特徴とする、請求項１〜６の何れかに記載する静圧形の非接触形メカニカルシール。
8. 固定密封環がシールケースに固定されたケース側密封環であり、可動密封環が回転軸に軸線方向移動可能に保持された軸側密封環であることを特徴とする、請求項１〜６の何れかに記載する静圧形の非接触形メカニカルシール。
   

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