JP2019066001A - メカニカルシール - Google Patents

Abstract

【課題】シール面同士の摺接により摩耗する密封環の摩耗量を把握することができるメカニカルシールを提供する。【解決手段】メカニカルシール１は、回転軸ＳとケーシングＣとの間において互いに相対回転可能であり且つ軸方向に対向して配置された回転密封環２５及び静止密封環３１と、回転密封環２５及び静止密封環３１の互いに対向するシール面２５ａ，３１ｂ同士が摺接するように、回転密封環２５を軸方向に付勢することで、回転密封環２５を静止密封環３１に押圧させる付勢部材２１と、回転密封環２５側に設けられ、回転密封環２５と共に軸方向に変位する被変位検出部４１と、ケーシングＣに直接又は間接的に固定され、被変位検出部４１の軸方向への変位距離Ｌを検出する変位検出部４２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、メカニカルシールに関する。

従来より、回転機器の内部の被密封流体をシールするものとして、ケーシング側に固定された静止密封環と、回転軸側に一体回転可能に取り付けられた回転密封環とを軸方向に並べて配置し、静止密封環及び回転密封環の互い対向するシール面同士を摺接させるメカニカルシールが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このようなメカニカルシールでは、静止密封環及び回転密封環のうちの一方が、スプリング等の付勢部材により他方に押圧付勢されており、シール面同士の摺接により静止密封環又は回転密封環が摩耗しても、シール面同士の間に隙間が生じるのを防止するようになっている。

特開２０１７−０７８４６０号公報

しかし、従来の前記メカニカルシールでは、回転機器の運転中に、シール面同士の摺接により静止密封環又は回転密封環が摩耗しても、その摩耗量を把握することができないため、的確な予防保全や運用方法を提案したり、静止密封環又は回転密封環の寿命を予測したりすることが困難であった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、密封環の摩耗量を把握することができるメカニカルシールを提供することを目的とする。

（１）本発明のメカニカルシールは、回転軸、及び当該回転軸を包囲しているケーシングの間において、互いに相対回転可能であり且つ軸方向に対向して配置された第１の密封環及び第２の密封環と、前記第１及び第２の密封環の互いに対向するシール面同士が摺接するように、前記第１の密封環を軸方向に付勢することで、当該第１の密封環を前記第２の密封環に押圧させる付勢部材と、を備えたメカニカルシールであって、前記第１の密封環側及び前記ケーシング側の一方に設けられた被変位検出部と、前記第１の密封環側及び前記ケーシング側の他方に設けられた変位検出部と、を備え、前記変位検出部は、当該変位検出部と前記被変位検出部との間の軸方向への変位距離を検出する。

ここで、「前記第１の密封環側及び前記ケーシング側の一方に設けられた」及び「前記第１の密封環側及び前記ケーシング側の他方に設けられた」のケーシング側に設けられた場合とは、ケーシングに対して、軸方向に変位不能な状態で、直接又は間接的に固定されていることを意味する。
また、「前記第１の密封環側及び前記ケーシング側の一方に設けられた」及び「前記第１の密封環側及び前記ケーシング側の他方に設けられた」の第１の密封環側に設けられた場合とは、第１の密封環と共に軸方向に変位可能な状態で、当該第１の密封環に直接又は間接的に取り付けられていることを意味する。

このメカニカルシールによれば、第１及び第２の密封環の互いに対向するシール面同士が摺接して一方の密封環が摩耗すると、第１の密封環側に設けられた被変位検出部または変位検出部が、付勢部材の付勢力によって第１の密封環と共に軸方向に変位する。したがって、変位検出部が、当該変位検出部と被変位検出部との間の軸方向への変位距離を検出することで、前記シール面同士の摺接により摩耗する密封環の摩耗量を把握することができる。

（２）前記メカニカルシールにおいて、前記被変位検出部は、前記第１の密封環側に設けられ、前記変位検出部は、前記ケーシング側に設けられているのが好ましい。
この場合、被変位検出部をケーシング側に設けるとともに変位検出部を第１の密封環側に設ける場合に比べて、メカニカルシールの構造を簡素化することができる。

（３）前記メカニカルシールにおいて、前記第１の密封環は、前記付勢部材により付勢される付勢側ユニット部の少なくとも一部として構成されており、前記付勢側ユニット部の構成部品が、前記被変位検出部として用いられているのが好ましい。
この場合、付勢側ユニット部の構成部品以外に、被変位検出部を設ける必要がないので、メカニカルシールの構造をさらに簡素化することができる。

（４）前記メカニカルシールにおいて、前記付勢部材、前記第１の密封環及び前記被変位検出部は、前記回転軸側に設けられ、前記第２の密封環は、前記ケーシング側に設けられた静止側ユニットの少なくとも一部として構成され、前記変位検出部は、前記被変位検出部との間に前記静止側ユニットを介在して配置されており、前記静止側ユニットの構成部品には、前記変位検出部が前記変位距離を検出するために前記被変位検出部に向けて照射した光又は超音波を通す照射路が形成されているのが好ましい。

このように、付勢部材が回転軸側に設けられている、いわゆる回転型のメカニカルシールの場合、変位検出部と被変位検出部との間に静止側ユニットが介在する。しかし、このような構成であっても、変位検出部が被変位検出部に向けて照射した光又は超音波は、静止側ユニットの構成部品に形成された照射路を通るので、変位検出部は、静止側ユニットに邪魔されることなく確実に前記変位距離を検出することができる。

（５）前記メカニカルシールは、前記ケーシング側に設けられた静止側ユニットをさらに備え、前記静止側ユニットは、前記ケーシングに固定され且つ前記付勢部材を有する固定側ユニット部と、前記固定側ユニット部に対して前記付勢部材により付勢される付勢側ユニット部と、を有し、前記第１の密封環及び前記被変位検出部は、前記付勢側ユニット部の少なくとも一部として構成され、前記第２の密封環は、前記回転軸側に設けられ、前記変位検出部は、前記被変位検出部との間に前記固定側ユニット部を介在して配置されており、前記固定側ユニット部の構成部品には、前記変位検出部が前記変位距離を検出するために前記被変位検出部に向けて照射した光又は超音波を通す照射路が形成されているのが好ましい。

このように、付勢部材がケーシンング側（静止側ユニット）に設けられている、いわゆる静止型のメカニカルシールの場合、変位検出部と被変位検出部との間に固定側ユニット部が介在する。しかし、このような構成であっても、変位検出部が被変位検出部に向けて照射した光又は超音波は、固定側ユニット部の構成部品に形成された照射路を通るので、変位検出部は、固定側ユニット部に邪魔されることなく確実に前記変位距離を検出することができる。

（６）前記メカニカルシールは、前記変位検出部が検出した前記変位距離に基づいて、前記第１及び第２の密封環のうち、前記シール面同士の摺接により摩耗する一方の密封環の単位時間当たりの摩耗量を算出する処理を行う制御部をさらに備えるのが好ましい。
この場合、制御部により前記一方の密封環の単位時間当たりの摩耗量を容易に把握することができる。

（７）前記メカニカルシールにおいて、前記制御部は、算出した前記摩耗量が異常である場合、所定の警告を報知する指令を出力する処理を行うのが好ましい。
この場合、前記一方の密封環の単位時間当たりの摩耗量が異常であることを容易に把握することができる。

（８）前記メカニカルシールにおいて、前記制御部は、算出した前記摩耗量に基づいて、前記一方の密封環の摩耗寿命を予測する処理を行ってもよい。
この場合、前記一方の密封環の摩耗寿命を容易に把握することができる。

（９）前記メカニカルシールは、前記変位検出部が検出した変位距離を含む情報を外部に送信する送信部をさらに備えるのが好ましい。
この場合、例えば、メカニカルシールを外部から監視する監視装置に前記変位距離を含む情報を送信することで、メカニカルシールの摩耗状況等を遠隔において把握することができる。

（１０）前記メカニカルシールは、前記変位検出部が検出した変位距離を含む情報、及び前記制御部が行った処理に関する情報のうち、少なくとも一方の情報を外部に送信する送信部をさらに備えていてもよい。
この場合、例えば、メカニカルシールを外部から監視する監視装置に、前記変位距離を含む情報や、制御部が行った処理に関する情報を送信することで、前記一方の密封環の摩耗状況や、制御部が行った処理等を遠隔において把握することができる。

本発明によれば、メカニカルシールのシール面同士の摺接により摩耗する密封環の摩耗量を把握することができる。

本発明の第１実施形態に係るメカニカルシールを示す断面図である。 図１の要部拡大断面図である。 静止密封環のノーズ部における軸方向の残り長さの経時変化を示す曲線グラフである。 ノーズ部の残り長さの算出方法を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係るメカニカルシールを示す断面図である。 図５の要部拡大断面図である。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
＜全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るメカニカルシールを示す断面図である。図１において、本実施形態のメカニカルシール１は、ポンプ又は撹拌機等の回転機器に用いられ、この回転機器の回転軸Ｓと、この回転軸Ｓを包囲しているケーシングＣとの間に配置された、いわゆる回転型のメカニカルシールである。

メカニカルシール１は、機外側領域Ａと機内側領域Ｂとの間をシールするものであり、回転軸Ｓに一体回転可能に設けられた回転側ユニット２と、ケーシングＣに設けられた静止側ユニット３とを備えている。なお、本明細書において、図１の左側を機外側、図１の右側を機内側という（図２、図５及び図６についても同様）。

メカニカルシール１の静止側ユニット３は、ケーシングＣに固定された環状のシールケース３０と、このシールケース３０の内側に設けられた（内嵌された）環状の静止密封環３１と、後述する変位検出部４２とを備えている。
シールケース３０は、ケーシングＣの機外側の端面に当接して固定されている。シールケース３０の機内側の端面には、ケーシングＣの機外側の端面との間をシール（二次シール）するゴム製のＯリング３２が設けられている。ケーシングＣには、フラッシング流体をケーシングＣ内に供給する供給路ｃ１、及びケーシングＣ内のフラッシング流体を外部に排出する排出路（図示省略）がそれぞれ形成されている。

静止密封環３１は、例えばカーボンからなり、その機内側の端部には、機内側に突出するノーズ部３１ａが形成されている。ノーズ部３１ａの機内側の端面は、シール面３１ｂとされている。静止密封環３１の外周には、その軸方向の二箇所にシールケース３０の内周面との間をシール（二次シール）するゴム製のＯリング３３，３４が設けられている。

メカニカルシール１の回転側ユニット２は、回転軸Ｓに固定された固定側ユニット部２Ａと、固定側ユニット部２Ａに対して軸方向の機外側に付勢される付勢側ユニット部２Ｂとを有している。
固定側ユニット部２Ａは、スプリングリテーナ２０、及び付勢部材２１を備えている。付勢側ユニット部２Ｂは、ドライブピン２２、ドライブカラー２３、リテーナ２４、回転密封環２５、及び後述する被変位検出部４１を備えている。

スプリングリテーナ２０には、径方向に貫通する複数のねじ孔２０ａが周方向に所定間隔をあけて形成されている。各ねじ孔２０ａにはセットスクリュー２６が螺合されており、このセットスクリュー２６を締め付けることで、その先端部が回転軸Ｓの外周面を押し付けている。これにより、スプリングリテーナ２０は、セットスクリュー２６によって回転軸Ｓに固定されている。

スプリングリテーナ２０には、軸方向に貫通する複数の貫通孔２０ｂ（図１では１個のみ図示）が周方向に所定間隔をあけて形成されている。各貫通孔２０ｂには、ドライブピン２２が挿入されており、ドライブピン２２は、スプリングリテーナ２０に対して軸方向の所定範囲で移動自在に保持されている。

ドライブピン２２の機外側の端部は、スプリングリテーナ２０の機外側において、回転軸Ｓの外周面に対して軸方向に摺動可能に取り付けられた環状のドライブカラー２３に固定されている。具体的には、ドライブカラー２３には、軸方向に貫通する複数のねじ孔２３ａ（図１では１個のみ図示）が周方向に所定間隔をあけて形成されており、各ねじ孔２３ａには各ドライブピン２２の前記端部に形成された雄ねじ部２２ａが螺合されている。これにより、ドライブカラー２３は、ドライブピン２２を介してスプリングリテーナ２０に対して軸方向に移動可能に保持されながら、スプリングリテーナ２０に対する相対回転が規制されている。

スプリングリテーナ２０は、周方向に所定間隔をあけて複数の付勢部材２１（図１では１個のみ図示）における機内側の端部を保持している。付勢部材２１は、例えば圧縮コイルばねからなり、その機外側の端部は、ドライブカラー２３の機内側の端面に当接している。これにより、ドライブカラー２３は、付勢部材２１の付勢力によって機外側に付勢されている。

ドライブカラー２３の機外側には、環状のリテーナ２４が隣接して配置されている。リテーナ２４は、回転軸Ｓの外周面に対して軸方向に摺動可能に取り付けられている。リテーナ２４の機内側の端面には、機内側に突出する複数の係合ピン２４ａ（図１では１個のみ図示）が周方向に所定間隔をあけて一体に形成されている。各係合ピン２４ａは、ドライブカラー２３に形成された係合孔２３ｂに係合されている。これにより、リテーナ２４は、ドライブカラー２３と共に回転軸Ｓに対して軸方向に移動可能に保持されながら、ドライブカラー２３に対する相対回転が規制されている。リテーナ２４の内周には、回転軸Ｓの外周面との間をシール（二次シール）するゴム製のＯリング２７が設けられている。

リテーナ２４の機外側の端部には、環状の回転密封環２５が内嵌されている。回転密封環２５は、例えば、耐摩耗性及びシール性能に優れた炭化ケイ素（ＳｉＣ）の焼結体からなり、静止密封環３１に対して軸方向に対向して配置されている。回転密封環２５の機外側の端面は、静止密封環３１のシール面３１ｂに対向して配置された状態で、当該シール面３１ｂに摺接（摺動しながら接触）するシール面２５ａとされている。回転密封環２５のシール面２５ａと静止密封環３１のシール面３１ｂとの摺接部分は、供給路ｃ１から供給されるフラッシング流体によって冷却及び潤滑される。

以上の構成により、ドライブカラー２３がドライブピン２２を介してスプリングリテーナ２０から回転軸Ｓの駆動トルクを受けることによって、リテーナ２４が係合ピン２４ａを介して回転駆動される。これにより、ドライブカラー２３、リテーナ２４及び回転密封環２５は回転軸Ｓと一体回転する。その際、ドライブカラー２３は、ドライブピン２２を介してスプリングリテーナ２０に対して軸方向へ移動可能に保持された状態で、付勢部材２１によって機外側に付勢されている。これにより、回転密封環２５のシール面２５ａは、静止密封環３１のシール面３１ｂに所定圧力で押圧されながら摺接することで、機外側領域Ａと機内側領域Ｂとの間をシールしている。

本実施形態では、回転密封環２５は、付勢部材２１により軸方向に付勢される「第１の密封環」とされ、静止密封環３１は、第１の密封環により押圧される「第２の密封環」とされている。また、本実施形態では、シール面２５ａ，３１ｂ同士の摺接により、カーボンからなる静止密封環３１が、ＳｉＣの焼結体からなる回転密封環２５に対して摩耗するため、静止密封環３１が、シール面２５ａ，３１ｂ同士の摺接により摩耗する「一方の密封環」とされている。

＜密封環の摩耗量を検出する構成＞
本実施形態のメカニカルシール１は、シール面２５ａ，３１ｂ同士の摺接により摩耗する静止密封環３１の摩耗量を検出するために、第１の密封環側（回転密封環２５側）に設けられた被変位検出部４１と、ケーシングＣ側に設けられた変位検出部４２とを備える。

ここで、本明細書において、「第１の密封環側に設けられ」とは、第１の密封環と共に軸方向に変位可能な状態で、当該第１の密封環に直接又は間接的に取り付けられていることを意味する。また、「ケーシングＣ側に設けられ」とは、ケーシングＣに対して、軸方向に変位不能な状態で、直接又は間接的に固定されていることを意味する。

図２は、図１の要部拡大断面図である。図２において、被変位検出部４１は、付勢側ユニット部２Ｂのリテーナ２４の内周面における機外側の端部から、径方向内方に突出して一体に形成されている。すなわち、本実施形態では、付勢側ユニット部２Ｂの構成部品であるリテーナ２４の一部が、被変位検出部４１として用いられている。これにより、被変位検出部４１は、回転密封環２５に間接的に取り付けられている。なお、被変位検出部４１は、回転密封環２５に直接取り付けられていてもよい。

以上により、被変位検出部４１は、シール面２５ａ，３１ｂ同士が摺接して静止密封環３１が摩耗すると、付勢部材２１の付勢力によって、回転密封環２５と共に軸方向の機外側（換言すれば、変位検出部４２に近づく方向）に変位するようになっている。被変位検出部４１の機外側の端面には、回転密封環２５よりも径方向内方に延びる反射面４１ａが形成されている。

変位検出部４２は、シールケース３０の機外側の端面における周方向の所定箇所に、ボルト３５により固定されている（図１参照）。これにより、変位検出部４２は、ケーシングＣに対して、軸方向に変位不能な状態で、シールケース３０を介して間接的に固定されている。なお、変位検出部４２は、ケーシングＣに直接固定されていてもよい。

本実施形態の変位検出部４２は、例えばレーザ光を用いた光学変位センサからなり、変位検出部４２と被変位検出部４１との間の軸方向への変位距離Ｌを検出するものである。変位検出部４２の機内側の内周端部には、前記変位距離Ｌを検出するために、レーザ光を照射及び受光する投受光部４２ａを有している。投受光部４２ａは、被変位検出部４１の反射面４１ａに対向して配置されている。

図２の右向きの破線矢印で示すように、投受光部４２ａから機内側に照射されたレーザ光は、被変位検出部４１の反射面４１ａで反射し、その反射したレーザ光（反射光）は、図２の左向きの破線矢印で示すように、投受光部４２ａで受光される。変位検出部４２は、投受光部４２ａがレーザ光を照射してから反射光を受光するまでの経過時間を計測し、その経過時間に基づいて、変位検出部４２と被変位検出部４１との間の軸方向への変位距離Ｌを検出する。その際、変位検出部４２は、数ミリ秒（ｍｓ）〜数十秒（ｓ）の範囲で適宜設定された時間間隔でレーザ光を照射して前記変位距離Ｌを検出する。

変位検出部４２の投受光部４２ａと被変位検出部４１との間には、静止側ユニット３の構成部品である静止密封環３１が介在している。このため、静止密封環３１の内周部には、投受光部４２ａが照射したレーザ光を通し、且つ反射面４１ａからの反射光を通す照射路４３が形成されている。

具体的には、照射路４３は、静止密封環３１の内周面における周方向の所定箇所を、軸方向全長にわたって切り欠いて形成されている。なお、本実施形態の照射路４３は、静止側ユニット３の構成部品である静止密封環３１に設けられているが、投受光部４２ａと被変位検出部４１との間に静止側ユニット３の他の構成部品が介在している場合には、当該他の構成部品に設ければよい。

＜制御構成＞
図１において、本実施形態のメカニカルシール１は、変位検出部４２が検出した変位距離Ｌに基づいて所定の処理を行う制御部４４と、所定の情報を外部に送信する通信部（送信部）４５とをさらに備えている。本実施形態の制御部４４及び通信部４５は、例えば回転機器の外側に配置されている。

制御部４４は、変位検出部４２に接続されており、変位検出部４２から所定時間毎に変位距離Ｌを取得する。この変位距離Ｌは、シール面２５ａ，３１ｂ同士が摺接して静止密封環３１が摩耗することで、付勢部材２１の付勢力により、被変位検出部４１が回転密封環２５と共に軸方向に変位したときの距離である。したがって、変位距離Ｌは、静止密封環３１が摩耗前の状態（新品の状態。以下、同様。）から摩耗した摩耗量を示している。

制御部４４は、取得した変位距離Ｌに基づいて、まず静止密封環３１の単位時間当たりの摩耗量を算出する処理を行う（第１処理）。静止密封環３１の単位時間当たりの摩耗量は、前記変位距離Ｌを前記単位時間で除算することにより得ることができる。
本実施形態の制御部４４は、静止密封環３１の第１の単位時間ｔ１当たりの摩耗量、及び静止密封環３１の第２の単位時間ｔ２当たりの摩耗量をそれぞれ算出する。第１の単位時間ｔ１は、例えば６０分に設定されている。第２の単位時間ｔ２は、第１の単位時間ｔ１よりも長い時間であり、例えば２４時間に設定されている。

＜異常摩耗の警告制御＞
制御部４４は、静止密封環３１の第１の単位時間ｔ１当たりの摩耗量が異常である場合に、所定の警告を報知する処理を行う（第２処理）。その際、制御部４４は、予め用意された、図３に示す曲線グラフを用いて第２の処理を行う。図３の実線で示す曲線は、回転機器を正常運転した場合に推定される、静止密封環３１のノーズ部３１ａにおける軸方向の残り長さＬｎの経時変化を示している。以下、この曲線を、推定曲線という。

図４は、ノーズ部３１ａの残り長さＬｎの算出方法を示す説明図である。ノーズ部３１ａの残り長さＬｎは、ノーズ部３１ａの摩耗前の状態における軸方向の初期長さＬ０から、変位距離Ｌを減算した値である。したがって、ノーズ部３１ａの残り長さＬｎは、変位距離Ｌが長くなるに従って（ノーズ部３１ａの摩耗量が増加するに従って）、徐々に減少する。

図３に示すように、ノーズ部３１ａの残り長さＬｎは、一般的に、摩耗前の状態から、シール面２５ａ，３１ｂ同士の摺接が馴染むまでの初期摩耗期間において、減少度合が大きくなる傾向にある。この初期摩耗期間を終えた時点では、ノーズ部３１ａの軸方向の長さＬ１（＜初期長さＬ０）が、残り長さＬｎとなる。その後、ノーズ部３１ａの残り長さＬｎは、減少度合が小さくなる状態が長く継続する傾向にある。したがって、これらの傾向に基づいて、前記推定曲線を作成することができる。

制御部４４は、前記残り長さＬｎの実際の減少度合を示す、静止密封環３１（ノーズ部３１ａ）の第１の単位時間ｔ１当たりの摩耗量が、図３の推定曲線で示す減少度合に対してずれている割合が閾値以上であるか否かを判定する。そして、制御部４４は、前記ずれている割合が閾値以上であると判定した場合には、前記第１の単位時間ｔ１当たりの摩耗量が異常であると認定し、報知手段（図示省略）に対して、所定の警告を報知する指令を出力する。

本実施形態の制御部４４は、前記閾値を、第１閾値、第２閾値（＞第１閾値）、及び第３閾値（＞第２閾値）の３段階に分けて設定している。第１閾値〜第３閾値は、例えば、順に５％、１０％、及び１５％にそれぞれ設定されている。
そして、制御部４４は、前記ずれている割合が各段階で対応する閾値以上になったときに、報知手段が報知する警告内容を、各段階に応じて変更するように制御する。具体的には、制御部４４は、静止密封環３１の第１の単位時間ｔ１当たりの摩耗量が、図３の二点鎖線で示す曲線のように経時変化する場合、以下のように制御する。

まず、第１時点Ｔａにおいて、制御部４４は、前記ずれている割合が、最も小さい値である第１閾値以上であると判定した場合、報知手段に対して、例えば警報音を鳴動させる指令や、警報ランプを点灯させる指令等の簡易的な注意喚起を促す指令を出力する。

そして、次の第２時点Ｔｂにおいて、制御部４４は、前記ずれている割合が、第１閾値よりも大きい第２閾値以上であると判定した場合、報知手段に対して、例えば具体的な不具合箇所（例えば、フラッシング流体の流路が閉塞している可能性があること）を、音声や文字表示等により報知する指令を出力する。

さらに、次の第３時点Ｔｃにおいて、制御部４４は、前記ずれている割合が、最も大きい値である第３閾値以上であると判定した場合、報知手段に対して、例えば回転機器の運転を停止する旨を音声や文字表示等により報知する指令を出力した後、図示しない回転機器の駆動部に対して駆動停止させる指令を出力する。

なお、本実施形態の制御部４４は、３種類の閾値を用いているが、２種類以下の閾値を用いてもよいし、４種類以上の閾値を用いてもよい。また、本実施形態の制御部４４は、全ての閾値について、前記ずれている割合が閾値以上であるか否かで判定しているが、少なくとも１種類の閾値については、前記ずれている割合が閾値を超えているかで判定してもよい。

＜摩耗寿命の予測制御＞
制御部４４は、前記第１処理で算出した静止密封環３１の第２の単位時間ｔ２当たりの摩耗量に基づいて、静止密封環３１の摩耗寿命を予測する処理を行う（第３処理）。
前記第２の単位時間ｔ２当たりの摩耗量は、静止密封環３１をシールとして使用可能なノーズ部３１ａの軸方向の長さが、第２の単位時間ｔ２の間にどれだけ減少したかを示している。

そこで、制御部４４は、まず、前記初期摩耗期間が経過した後、変位検出部４２から変位距離Ｌを取得し、静止密封環３１の初期摩耗期間以後における第２の単位時間ｔ２当たりの摩耗量を算出する。ここで、初期摩耗期間以後としているのは、ノーズ部３１ａの長さの減少度合が大きくなる初期摩耗期間を含むと、静止密封環３１の寿命摩耗を高い精度で予測することが困難になるためである。

具体的には、制御部４４は、以下の式に示すように、変位検出部４２と変位検出部４１との間の変位距離Ｌ、ノーズ部３１ａの初期長さＬ０、及びノーズ部３１ａの初期摩耗期間を終えた時点での長さＬ１を用いて、ノーズ部３１ａが初期摩耗期間以後に減少した軸方向の長さΔＬを算出する（図４参照）。
ΔＬ＝（Ｌ−（Ｌ０−Ｌ１））

そして、制御部４４は、算出した前記長さΔＬを第２の単位時間ｔ２で除算する。この除算した値が、静止密封環３１の初期摩耗期間以後における第２の単位時間ｔ２当たりの摩耗量となる。

次に、制御部４４は、ノーズ部３１ａの残り長さＬｎを、前記長さΔＬを用いて算出した第２の単位時間ｔ２当たりの摩耗量で除算する。この除算した値は、ノーズ部３１ａが残り長さＬｎからゼロになるまでに要する摩耗時間（摩耗寿命）を示している。これにより、制御部４４は、第２の単位時間ｔ２当たりの摩耗量に基づいて、静止密封環３１の摩耗寿命を高い精度で予測することができる。その後、制御部４４は、予測した静止密封環３１の摩耗寿命を、前記報知手段に対して、音声や文字表示等により報知する指令を出力する。

＜外部送信＞
図１に示すように、本実施形態の通信部４５は、制御部４４に接続されており、例えば、回転機器の外部からメカニカルシール１を監視する監視装置（図示省略）との間で、所定の情報を無線又は有線により送受信する機能を有している。通信部４５は、制御部４４から外部の監視装置に送信する指令を受けると、制御部４４から取得した所定の情報を、監視装置に対して無線又は有線で送信する。具体的には、通信部４５は、変位検出部４２が検出した変位距離Ｌを含む第１の情報、及び制御部４４が行った処理に関する第２の情報を監視装置に送信する。

前記第２の情報には、例えば、下記（１）〜（５）の情報が含まれている。
（１）第１処理で算出した、静止密封環３１の第１の単位時間ｔ１当たりの摩耗量
（２）第１処理で算出した、静止密封環３１の第２の単位時間ｔ２当たりの摩耗量
（３）第２処理で算出した、ノーズ部３１ａの残り長さＬｎ
（４）第２処理において、第１〜第３閾値の各閾値に対応する所定の警告を、報知手段に対して報知する指令を出力したこと
（５）第３処理で予測した、静止密封環３１の摩耗寿命

なお、本実施形態の通信部４５は、第１及び第２の情報を送信しているが、いずれか一方の情報のみを送信するようにしてもよい。また、本実施形態の第２の情報には、上記（１）〜（５）の情報が含まれているが、これらの情報のうち少なくとも１つの情報が含まれていればよい。

監視装置は、メカニカルシール１の通信部４５から受信した第１及び第２の情報を収集して蓄積する。これにより、監視装置において、メカニカルシール１の摩耗状況等を遠隔において把握することができる。また、監視装置において、例えば、複数の同型の回転機器にそれぞれ備えられたメカニカルシール１の通信部４５から前記第１及び第２の情報を受信することで、これらの情報を以下のように活用することができる。

すなわち、監視装置が各回転機器から受信した第１及び第２の情報を収集して蓄積することで、前記同型の回転機器における静止密封環３１の摩耗の挙動や摩耗寿命をより正確に把握することができる。これにより、各回転機器を使用しているユーザに対して、メカニカルシール１の的確な予防保全や運用方法を提案することができる。

具体的には、監視装置に蓄積された静止密封環３１の摩耗の経時変化に基づいて、フラッシング流体が流れているか否かを正確に予測することが可能になるため、フラッシング流体が流れていないと予測された場合には、ユーザに対してフラッシング流体の流路が閉塞している可能性が高いことをアドバイスすることができる。

また、監視装置で収集・蓄積された静止密封環３１の摩耗の経時変化等に関する情報は、監視装置からメカニカルシール１の通信部４５に送信され、制御部４４にフィードバックされる。これにより、制御部４４は、前記フィードバックされた情報に基づいて、図３に示す推定曲線をより高い精度で推定することができ、且つ第１〜第３閾値をより的確な値に設定することができる。その結果、第２処理において、報知手段に対して、より正確な警告を報知する指令を出力することできる。

＜作用効果＞
以上、本実施形態のメカニカルシール１によれば、シール面２５ａ，３１ｂ同士が摺接して静止密封環３１が摩耗すると、被変位検出部４１は、付勢部材２１の付勢力によって回転密封環２５と共に軸方向に変位する。したがって、変位検出部４２が、当該変位検出部４２と被変位検出部４１との間の軸方向への変位距離Ｌを検出することで、静止密封環３１の摩耗量を把握することができる。

また、被変位検出部４１が回転密封環２５側に設けられ、変位検出部４２がケーシングＣ側に設けられているので、被変位検出部４１をケーシングＣ側に設けるとともに変位検出部４２を回転密封環２５側に設ける場合に比べて、メカニカルシール１の構造を簡素化することができる。

また、付勢側ユニット部２Ｂの構成部品であるリテーナ２４が、被変位検出部４１として用いられているので、付勢側ユニット部２Ｂの構成部品以外に、被変位検出部４１を設ける必要がない。このため、メカニカルシール１の構造をさらに簡素化することができる。また、ＳｉＣの焼結体からなる回転密封環２５に被変位検出部４１を一体に形成する場合に比べて、被変位検出部４１を安価に製作することができる。

また、付勢部材２１が回転軸Ｓ側に設けられている、いわゆる回転型のメカニカルシール１の場合、変位検出部４２の投受光部４２ａと被変位検出部４１との間に静止側ユニット３が介在する。しかし、このような構成であっても、変位検出部４２が被変位検出部４１に向けて照射したレーザ光、及び被変位検出部４１で反射した反射光は、静止側ユニット３の静止密封環３１に形成された照射路４３を通るので、変位検出部４２は、静止側ユニット３に邪魔されることなく確実に変位距離Ｌを検出することができる。

また、制御部４４は、変位検出部４２が検出した変位距離Ｌに基づいて、静止密封環３１の第１の単位時間ｔ１当たりの摩耗量、及び第２の単位時間ｔ２当たりの摩耗量を算出する処理を行うので、静止密封環３１の第１の単位時間ｔ１当たりの摩耗量、及び第２の単位時間ｔ２当たりの摩耗量を容易に把握することができる。

また、制御部４４は、静止密封環３１の第１の単位時間ｔ１当たりの摩耗量が異常である場合、所定の警告を報知する指令を出力する処理を行うので、前記摩耗量が異常であることを容易に把握することができる。
また、制御部４４は、静止密封環３１の第２の単位時間ｔ２当たりの摩耗量に基づいて、静止密封環３１の摩耗寿命を予測する処理を行うので、静止密封環３１の摩耗寿命を容易に把握することができる。

また、通信部４５は、変位検出部４２が検出した変位距離Ｌを含む第１の情報、及び制御部４４が行った処理に関する第２の情報を、外部の監視装置に送信するので、メカニカルシール１の摩耗状況等を遠隔において把握することができる。また、監視装置において、前記第１及び第２の情報を収集・蓄積することで、各回転機器を使用しているユーザに対して、メカニカルシール１の的確な予防保全や運用方法をアドバイスすることができる。

監視装置としては、プラント等において各機器の運転状態等を一括で監視や制御を行うシステムのみならず、パソコン、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等を含む。タブレット端末等を監視装置とした場合には、監視制御システムのように制御室等の場所に居なくても、現場で作業等をしながら、メカニカルシール１の摩耗状況の監視等を行うことができる。

［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係るメカニカルシールを示す断面図である。図５において、第２実施形態のメカニカルシールは、いわゆる静止型のメカニカルシールであり、この点において、第１実施形態における回転型のメカニカルシールと相違する。
第２実施形態のメカニカルシール１において、回転側ユニット２は、回転軸Ｓに外嵌されたスリーブ５１と、スリーブ５１の機内側の端部に外嵌されたリテーナ５２と、リテーナ５２の機外側の端部に内嵌されている環状の回転密封環２５とを備えている。

スリーブ５１の機外側に端部は、ストッパリング５３が外嵌されており、このストッパリング５３に螺合されている複数のセットスクリュー５４を締め付けることで、スリーブ５１は、回転軸Ｓに固定されている。スリーブ５１の機内側の端部の内周には、回転軸Ｓの外周面との間をシール（二次シール）するゴム製のＯリング５５が設けられている。

リテーナ５２の機内側の端部には、径方向に貫通する複数のねじ孔５２ａ（図５では１個のみ図示）が周方向に所定間隔をあけて形成されている。各ねじ孔５２ａにはセットスクリュー５６が螺合されており、このセットスクリュー５６を締め付けることで、その先端部がスリーブ５１の外周面を押し付けている。これにより、リテーナ５２は、セットスクリュー５６によってスリーブ５１に固定されている。リテーナ５２の内周には、スリーブ５１の外周面との間をシール（二次シール）するゴム製のＯリング５７が設けられている。

リテーナ５２の機外側の端面には、機外側に突出する複数の係合ピン５２ｂ（図５では１個のみ図示）が周方向に所定間隔をあけて一体に形成されている。各係合ピン５２ｂは、環状の回転密封環２５に形成された係合孔２５ｂに係合されている。これにより、回転密封環２５は、リテーナ５２を介してスリーブ５１に対する相対回転が規制されている。回転密封環２５は、例えば、耐摩耗性及びシール性能に優れたＳｉＣの焼結体からなる。回転密封環２５の機内側の端面は、シール面２５ａとされている。回転密封環２５の外周には、リテーナ５２との間をシール（二次シール）するゴム製のＯリング５８が設けられている。

本実施形態の静止側ユニット３は、ケーシングＣに固定された固定側ユニット部３Ａと、固定側ユニット部３Ａに対して軸方向の機内側に付勢される付勢側ユニット部３Ｂとを有している。
固定側ユニット部３Ａは、シールケース６１、フランジ６２、固定リング６３、及び付勢部材６４、及び後述する変位検出部４２を備えている。付勢側ユニット部３Ｂは、ドライブピン６５、ドライブカラー６６、リテーナ６７、静止密封環３１、及び後述する被変位検出部８１を備えている。

シールケース６１は、環状に形成されており、ケーシングＣの機外側の端面に当接して固定されている。シールケース６１には、フラッシング流体をケーシングＣ内に供給する供給路６１ａ、及びケーシングＣ内のフラッシング流体を外部に排出する排出路６１ｂがそれぞれ形成されている。シールケース６１の機内側の端面には、ケーシングＣの機外側の端面との間をシール（二次シール）するゴム製のＯリング６８が設けられている。フランジ６２は、環状に形成されており、ボルト６９によりシールケース６１の機外側の端面に固定されている。

固定リング６３は、シールケース６１の機外側の内周面に内嵌されている。固定リング６３には、軸方向に貫通する複数の貫通孔６３ａ（図５では１個のみ図示）が周方向に所定間隔をあけて形成されている。各貫通孔６３ａには、ドライブピン６５が挿入されており、ドライブピン６５は、固定リング６３に対して軸方向の所定範囲で移動自在に保持されている。

ドライブピン６５の機内側の端部は、固定リング６３よりも機内側に配置された環状のドライブカラー６６に固定されている。ドライブカラー６６は、スリーブ５１の外周面に対して軸方向に摺動可能に取り付けられている。これにより、ドライブカラー６６は、ドライブピン６５を介して固定リング６３に対して軸方向に移動可能に保持されながら、スリーブ５１に対する相対回転が規制されている。

固定リング６３は、周方向に所定間隔をあけて複数の付勢部材６４（図５では１個のみ図示）における機外側の端部を保持している。付勢部材６４は、例えば圧縮コイルばねからなり、その機内側の端部は、ドライブカラー６６の機外側の端面に当接している。これにより、ドライブカラー６６は、付勢部材６４の付勢力によって機内側に付勢されている。

ドライブカラー６６の内周には、径方向内方に突出する複数の係合ピン６６ａ（図５では１個のみ図示）が周方向に所定間隔をあけて形成されている。各係合ピン６６ａは、リテーナ６７に形成された係合孔６７ａにそれぞれ係合されている。これにより、リテーナ６７は、ドライブカラー６６と共に固定リング６３に対して軸方向に移動可能に保持されながら、ドライブカラー６６に対する相対回転が規制されている。リテーナ６７の外周面には、シールケース６１の内周面との間をシール（二次シール）するゴム製のＯリング７０が設けられている。

リテーナ６７の機内側の端部には、環状の静止密封環３１が内嵌されている。静止密封環３１は、例えば、カーボンからなり、回転密封環２５に対して軸方向に対向して配置されている。静止密封環３１の機内側の端部には、機内側に突出するノーズ部３１ａが形成されている。ノーズ部３１ａの機内側の端面は、回転密封環２５のシール面２５ａに対向して配置された状態で、当該シール面２５ａが摺接するシール面３１ｂとされている。回転密封環２５のシール面２５ａと静止密封環３１のシール面３１ｂとの摺接部分は、供給路６１ａから供給されるフラッシング流体によって冷却及び潤滑される。

以上の構成により、リテーナ５２がスリーブ５１を介して回転軸Ｓの駆動トルクを受けることによって、回転密封環２５が係合ピン５２ｂを介して回転駆動される。これにより、リテーナ５２及び回転密封環２５は回転軸Ｓと一体回転する。その際、静止密封環３１は、リテーナ６７、ドライブカラー６６、及びドライブピン６５を介して、固定リング６３に対して軸方向へ移動可能に保持された状態で、付勢部材６４によって機内側に付勢されている。これにより、静止密封環３１のシール面３１ｂが、回転密封環２５のシール面２５ａに所定圧力で押圧されながら、両シール面２５ａ，３１ｂが摺接することで、機外側領域Ａと機内側領域Ｂとの間をシールしている。

本実施形態では、静止密封環３１は、付勢部材６４により軸方向に付勢される「第１の密封環」とされ、回転密封環２５は、第１の密封環により押圧される「第２の密封環」とされている。また、本実施形態では、シール面２５ａ，３１ｂ同士の摺接により、カーボンからなる静止密封環３１が、ＳｉＣの焼結体からなる回転密封環２５に対して摩耗するため、静止密封環３１が、シール面２５ａ，３１ｂ同士の摺接により摩耗する「一方の密封環」とされている。

本実施形態のメカニカルシール１は、シール面２５ａ，３１ｂ同士の摺接により摩耗する静止密封環３１の摩耗量を検出するために、第１の密封環側（静止密封環３１側）に設けられた被変位検出部８１と、ケーシングＣ側に設けられた変位検出部４２とを備える。

図６は、図５の要部拡大断面図である。図６において、被変位検出部８１は、付勢側ユニット部３Ｂのドライブカラー６６における機外側の端部から、径方向内方に突出して一体に形成されている。すなわち、本実施形態では、付勢側ユニット部３Ｂの構成部品であるドライブカラー６６の一部が、被変位検出部８１として用いられている。これにより、被変位検出部４１は、静止密封環３１に間接的に取り付けられている。なお、被変位検出部４１は、静止密封環３１に直接取り付けられていてもよい。

以上により、被変位検出部８１は、シール面２５ａ，３１ｂ同士が摺接して静止密封環３１が摩耗すると、付勢部材６４の付勢力によって、静止密封環３１と共に軸方向の機内側（換言すれば、変位検出部４２から遠ざかる方向）に変位するようになっている。被変位検出部８１の機外側の端面には、反射面８１ａが形成されている。

変位検出部４２は、フランジ６２の機内側の端面における周方向の所定箇所に形成された切欠部６２ａに嵌め込まれている。そして、変位検出部４２は、シールケース６１の機外側の端面に対して、ボルト７１（図５参照）により、フランジ６２と共に固定されている。これにより、変位検出部４２は、ケーシングＣに対して、軸方向に変位不能な状態で、シールケース６１を介して間接的に固定されている。なお、変位検出部４２は、ケーシングＣに直接固定されていてもよい。また、本実施形態の変位検出部４２は、第１実施形態と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。

変位検出部４２の投受光部４２ａと被変位検出部８１との間には、固定側ユニット部３Ａの構成部品である固定リング６３が介在している。このため、固定リング６３の内周部には、変位検出部４２の投受光部４２ａが照射したレーザ光（図６の右向きの破線矢印）を通し、且つ反射面８１ａからの反射光（図６の左向きの破線矢印）を通す照射路４３が形成されている。

具体的には、照射路４３は、固定リング６３の内周面における周方向の所定箇所を、軸方向全長にわたって切り欠いて形成されている。なお、本実施形態の照射路４３は、固定側ユニット部３Ａの構成部品である固定リング６３に設けられているが、投受光部４２ａと被変位検出部８１との間に、固定側ユニット部３Ａの他の構成部品が介在している場合には、当該他の構成部品に設ければよい。

図５において、本実施形態のメカニカルシール１は、変位検出部４２が検出した変位距離Ｌに基づいて所定の処理を行う制御部４４と、所定の情報を外部に送信する通信部（送信部）４５とをさらに備えている。本実施形態の制御部４４及び通信部４５の構成、及び制御部４４が行う制御処理は、第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。

以上、本実施形態のメカニカルシール１によれば、シール面２５ａ，３１ｂ同士が摺接して静止密封環３１が摩耗すると、被変位検出部８１は、付勢部材６４の付勢力によって静止密封環３１と共に軸方向に変位する。したがって、変位検出部４２が、当該変位検出部４２と被変位検出部８１との間の軸方向への変位距離Ｌを検出することで、静止密封環３１の摩耗量を把握することができる。

また、被変位検出部８１が静止密封環３１側に設けられ、変位検出部４２がケーシングＣ側に設けられているので、被変位検出部８１をケーシングＣ側に設けるとともに変位検出部４２を静止密封環３１側に設ける場合に比べて、メカニカルシール１の構造を簡素化することができる。

また、付勢側ユニット部３Ｂの構成部品であるドライブカラー６６が、被変位検出部８１として用いられているので、付勢側ユニット部３Ｂの構成部品以外に、被変位検出部８１を設ける必要がない。このため、メカニカルシール１の構造をさらに簡素化することができる。

また、付勢部材６４がケーシングＣ側に設けられている、いわゆる静止型のメカニカルシール１の場合、変位検出部４２の投受光部４２ａと被変位検出部８１との間に固定側ユニット部３Ａが介在する。しかし、このような構成であっても、変位検出部４２が被変位検出部８１に向けて照射したレーザ光、及び被変位検出部８１で反射した反射光は、固定側ユニット部３Ａの固定リング６３に形成された照射路４３を通るので、変位検出部４２は、固定側ユニット部３Ａに邪魔されることなく確実に変位距離Ｌを検出することができる。

［その他］
上記実施形態における変位検出部４２は、光学変位センサとしてレーザ光を用いているが、赤外線光を用いてもよい。また、変位検出部４２は、光学変位センサ以外に、超音波を用いた変位センサを用いてもよい。また、変位検出部４２のケーシングＣ側への取り付け構造は、上記実施形態に限定されるものではない。また、上記実施形態では、変位検出部４２をケーシングＣ側に設け、被変位検出部４１（８１）を第１の密封環２５（３１）側に設けているが、変位検出部４２を第１の密封環２５（３１）側に設け、被変位検出部４１（８１）をケーシングＣ側に設けてもよい。

上記実施形態では、被変位検出部４１（８１）及び変位検出部４２を１セットのみ設けているが、２セット以上設けてもよい。例えば、２セットの被変位検出部４１（８１）及び変位検出部４２を、ケーシングＣに対して周方向に１８０度間隔で設けてもよい。この場合には、回転機器を構成する部品同士の間に微小な芯ずれが生じることによって、一方のシール面が他方のシール面に対して傾いていても、２セットの被変位検出部４１（８１）及び変位検出部４２によって、変位距離Ｌをより正確に検出することができる。

上記実施形態における被変位検出部４１（８１）は、付勢側ユニット部２Ｂ（３Ｂ）の構成部品であるリテーナ２４（ドライブカラー６６）と一体に形成されているが、付勢側ユニット部２Ｂ（３Ｂ）の他の構成部品に一体に形成されていてもよいし、付勢側ユニット部２Ｂ（３Ｂ）の構成部品とは別体に設けられていてもよい。

上記実施形態における制御部４４及び通信部４５の少なくとも一方は、変位検出部４２と一体に形成されていてもよい。また、通信部４５は、変位検出部４２が検出した変位距離Ｌを含む第１の情報のみを外部に送信する場合には、制御部４４を介さずに、変位検出部４２に直接接続されていてもよい。

上記実施形態における通信部４５は、監視装置との間で情報を送受信しているが、メカニカルシール１の外部に設置された他の装置との間で情報を送受信してもよい。また、上記各実施形態における通信部４５は、外部との間で情報を送受信する機能を有しているが、少なくとも外部に情報を送信する機能を有していればよい。
また、本発明のメカニカルシールは、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、他の構成のメカニカルシールにも適用することができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ メカニカルシール
２ 静止側ユニット
２Ｂ 付勢側ユニット部
３ 静止側ユニット
３Ａ 固定側ユニット部
３Ｂ 付勢側ユニット部
２１ 付勢部材
２５ 回転密封環
２５ａ シール面
３１ 静止密封環
３１ｂ シール面
４１ 被変位検出部
４２ 変位検出部
４３ 照射路
４４ 制御部
４５ 通信部（送信部）
６４ 付勢部材
８１ 被変位検出部
Ｃ ケーシング
Ｌ 変位距離
Ｓ 回転軸

Claims (10)

1. 回転軸、及び当該回転軸を包囲しているケーシングの間において、互いに相対回転可能であり且つ軸方向に対向して配置された第１の密封環及び第２の密封環と、
   前記第１及び第２の密封環の互いに対向するシール面同士が摺接するように、前記第１の密封環を軸方向に付勢することで、当該第１の密封環を前記第２の密封環に押圧させる付勢部材と、を備えたメカニカルシールであって、
   前記第１の密封環側及び前記ケーシング側の一方に設けられた被変位検出部と、
   前記第１の密封環側及び前記ケーシング側の他方に設けられた変位検出部と、を備え、
   前記変位検出部は、当該変位検出部と前記被変位検出部との間の軸方向への変位距離を検出する、メカニカルシール。
2. 前記被変位検出部は、前記第１の密封環側に設けられ、
   前記変位検出部は、前記ケーシング側に設けられている、請求項１に記載のメカニカルシール。
3. 前記第１の密封環は、前記付勢部材により付勢される付勢側ユニット部の少なくとも一部として構成されており、
   前記付勢側ユニット部の構成部品が、前記被変位検出部として用いられている、請求項２に記載のメカニカルシール。
4. 前記付勢部材、前記第１の密封環及び前記被変位検出部は、前記回転軸側に設けられ、
   前記第２の密封環は、前記ケーシング側に設けられた静止側ユニットの少なくとも一部として構成され、
   前記変位検出部は、前記被変位検出部との間に前記静止側ユニットを介在して配置されており、
   前記静止側ユニットの構成部品には、前記変位検出部が前記変位距離を検出するために前記被変位検出部に向けて照射した光又は超音波を通す照射路が形成されている、請求項２又は３に記載のメカニカルシール。
5. 前記ケーシング側に設けられた静止側ユニットをさらに備え、
   前記静止側ユニットは、前記ケーシングに固定され且つ前記付勢部材を有する固定側ユニット部と、前記固定側ユニット部に対して前記付勢部材により付勢される付勢側ユニット部と、を有し、
   前記第１の密封環及び前記被変位検出部は、前記付勢側ユニット部の少なくとも一部として構成され、
   前記第２の密封環は、前記回転軸側に設けられ、
   前記変位検出部は、前記被変位検出部との間に前記固定側ユニット部を介在して配置されており、
   前記固定側ユニット部の構成部品には、前記変位検出部が前記変位距離を検出するために前記被変位検出部に向けて照射した光又は超音波を通す照射路が形成されている、請求項２又は３に記載のメカニカルシール。
6. 前記変位検出部が検出した前記変位距離に基づいて、前記第１及び第２の密封環のうち、前記シール面同士の摺接により摩耗する一方の密封環の単位時間当たりの摩耗量を算出する処理を行う制御部をさらに備える請求項１〜５のいずれか１項に記載のメカニカルシール。
7. 前記制御部は、算出した前記摩耗量が異常である場合、所定の警告を報知する指令を出力する処理を行う、請求項６に記載のメカニカルシール。
8. 前記制御部は、算出した前記摩耗量に基づいて、前記一方の密封環の摩耗寿命を予測する処理を行う、請求項６又は７に記載のメカニカルシール。
9. 前記変位検出部が検出した変位距離を含む情報を外部に送信する送信部をさらに備える請求項１〜５のいずれか１項に記載のメカニカルシール。
10. 前記変位検出部が検出した変位距離を含む情報、及び前記制御部が行った処理に関する情報のうち、少なくとも一方の情報を外部に送信する送信部をさらに備える請求項６〜８のいずれか１項に記載のメカニカルシール。

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