JP2022119525A - メカニカルシール - Google Patents

Abstract

【課題】密封性に優れるメカニカルシールを提供することを目的とする。【解決手段】静止密封環１０と、回転軸２と共に回転する回転密封環２０と、回転軸２が通され、静止密封環１０および回転密封環２０に軸方向の付勢力を付与する主スプリング５０と、を備えるメカニカルシールＭ１であって、主スプリング５０と別体である、静止密封環１０および回転密封環２０に軸方向の付勢力を付与する複数の副スプリング６０を有し、複数の副スプリング６０は、回転軸２の周囲に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、回転機械の回転軸の軸封に用いられるメカニカルシールに関する。

様々な分野において、被密封流体の漏出を防止するためにシールが利用されている。このようなシールの一例として、高圧の被密封流体を密封する分野ではメカニカルシールが利用されている。メカニカルシールは、静止密封環と、回転軸と共に回転する回転密封環との摺動面同士を密接摺動させることで、被密封流体の漏出を防止している。

例えば特許文献１に示されるメカニカルシールは、静止密封環および回転密封環それぞれの摺動面が対向するように配置されており、さらに回転密封環の背面側には回転軸が通された状態のコイルスプリングが配置されている。このコイルスプリングの付勢力によって回転密封環は静止密封環に向けて押しつけられ、静止密封環および回転密封環の密接状態が保持されている。

また、特許文献２に示されるメカニカルシールは、静止密封環および回転密封環を二組備えるダブルメカニカルシールであって、各組の回転密封環は、背中合わせに配置された状態で回転軸に固定されており、二組の回転密封環の間には、回転軸が通された状態のコイルスプリングが一つ配置されている。このコイルスプリングの付勢力によって二組の回転密封環はそれぞれの静止密封環に向けて押しつけられ、二組の静止密封環および回転密封環それぞれの密接状態が保持されている。

特開２０１６－１６６６４３号公報（第５，６頁、第１図） 実願平２－１０４３１７号（実開平４－６２４６５号）のＣＤ－ＲＯＭ（第３，４頁、第１図）

このように特許文献１，２のようなメカニカルシールにあっては、回転軸よりも大径であるコイルスプリングの強い付勢力を利用して静止密封環および回転密封環における摺動面間の面圧を確保することができる。しかしながら、螺旋状に巻かれて形成されているコイルスプリングの構造上、一つの大径のコイルスプリングの付勢力により回転密封環に作用する力は、周方向に偏りが生じやすく、静止密封環および回転密封環同士の相対的な傾きを招きやすいため、被密封流体が漏出する虞があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、密封性に優れるメカニカルシールを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のメカニカルシールは、
静止密封環と、回転軸と共に回転する回転密封環と、前記回転軸が通され、前記静止密封環および前記回転密封環に軸方向の付勢力を付与する主スプリングと、を備えるメカニカルシールであって、
前記主スプリングと別体である、前記静止密封環および前記回転密封環に軸方向の付勢力を付与する複数の副スプリングを有し、当該複数の副スプリングは、前記回転軸の周囲に配置されている。
これによれば、主スプリングに加え、回転軸の周囲に複数の副スプリングを配置することにより、主スプリングの付勢力により静止密封環または回転密封環に軸方向に作用する力が周方向に偏っても、副スプリングによって補うことができるため、摺動面同士が略平行状態に維持される。

前記複数の副スプリングは、前記静止密封環および前記回転密封環の摺動面を基準に前記主スプリングよりも外径側に配置されていてもよい。
これによれば、摺動面同士は主に主スプリングによって軸方向に付勢されつつ、主スプリングによる偏荷重は摺動面までのモーメントアームの長い副スプリングからの付勢により小さくなるように補われる。

前記主スプリングは、前記静止密封環および前記回転密封環によって隔離された一方の空間に配置され、前記複数の副スプリングは、前記静止密封環および前記回転密封環によって隔離された他方の空間に配置されてもよい。
これによれば、一方の空間と他方の空間のどちらかが悪条件となって主スプリングおよび副スプリングの一方が作動不良に陥ったとしても、主スプリングおよび副スプリングの他方による静止密封環および回転密封環を軸方向に付勢する付勢力を確保することができる。

前記複数の副スプリングは、前記静止密封環および前記回転密封環によって隔離される機外側の空間に配置されていてもよい。
これによれば、副スプリングが被密封流体に接触することが防止されるため、作動不良に陥りにくくすることができる。

前記副スプリングは、コイルスプリングであってもよい。
これによれば、伸縮ストロークを長く確保しやすいため、広い範囲の偏荷重に対応できる。

前記主スプリングおよび前記複数の副スプリングは、前記静止密封環を前記回転密封環に向けて付勢していてもよい。
これによれば、副スプリングは回転による影響を受けないので、副スプリングの姿勢を保持することができる。

前記静止密封環および前記回転密封環を二組備え、２つの前記静止密封環の間または２つの前記回転密封環の間に１つの前記主スプリングが配置されるダブルメカニカルシールであってもよい。
これによれば、全体をコンパクトに構成したうえで、安定して密封可能なダブルメカニカルシールを提供することができる。

前記複数の副スプリングは、二組の前記静止密封環および前記回転密封環のうちの一組にのみ配置されていてもよい。
これによれば、漏れやすい方の密封状態を保たせることができる。

前記一組は、大気側に配置されている前記静止密封環および前記回転密封環の組であってもよい。
これによれば、大気側への漏れを防止することができる。

本発明に係る実施例１のメカニカルシールの断面図である。 副スプリングの配置について説明するための図である。 本発明に係る実施例２のメカニカルシールの断面図である。

本発明に係るメカニカルシールを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例１に係るメカニカルシールにつき、図１，図２を参照して説明する。以下、図１の正面から見て左右をメカニカルシールの左右として説明する。詳しくは、紙面左側をメカニカルシールの左側、紙面右側をメカニカルシールの右側として説明する。

図１に示されるように、回転機械用のメカニカルシールＭ１は、回転機械の機外側である大気側Ａに設けられた一組の静止密封環１０および回転密封環２０、並びに回転機械の機内側である被密封流体側Ｆに設けられた他の一組の静止密封環３０および回転密封環４０を二組用いたダブルメカニカルシールであって、被密封流体が大気側Ａに直接漏出することを防ぐべく、被密封流体側Ｆと大気側Ａとの間にクエンチング液を流通可能な中間室Ｒが設けられている。尚、本実施例における被密封流体は、ガス、リキッド等の流体である。また、中間室Ｒには、クエンチング液の他に潤滑油、シーラント等の流体が流通されてもよい。

図１に示されるように、メカニカルシールＭ１は、大気側Ａと中間室Ｒとを隔離している一対の静止密封環１０および回転密封環２０と、中間室Ｒと被密封流体側Ｆとを隔離している一対の静止密封環３０および回転密封環４０と、回転軸２が通されている主スプリングとしての主コイルスプリング５０と、主コイルスプリング５０よりも小径であり付勢力の小さい副スプリングとしての１２個の副コイルスプリング６０によって主に構成されている。

大気側Ａの静止密封環１０および回転密封環２０は、主コイルスプリング５０および副コイルスプリング６０の付勢力によってそれぞれの摺動面１１，２１が密接し、被密封流体側Ｆの静止密封環３０および回転密封環４０は、主コイルスプリング５０の付勢力によってそれぞれの摺動面３１，摺動面４１が密接するようになっている。

尚、図１は、周方向に異なる角度で破断した断面であり、上方にドライブスクリュー７３、下方に副コイルスプリング６０を図示している。

静止密封環１０，３０および回転密封環２０，４０は、環状に形成された摺動部材であり、静止密封環１０は軟質材料であるカーボン、回転密封環２０は硬質材料であるＳｉＣで形成されており、静止密封環３０および回転密封環４０は共に硬質材料であるＳｉＣで形成されている。

尚、静止密封環１０および回転密封環２０は軟質材料と硬質材料とを組み合わせて用いられるものに限らず、静止密封環３０および回転密封環４０についても共に硬質材料を組み合わせて用いられるものに限られない。また、摺動部材の材料はメカニカルシール用摺動材料として使用されているものであれば前述したもの以外であっても適用可能であり、例えばＳｉＣ以外のセラミックス、金属材料、樹脂材料、複合材料等を適用可能である。

まず、大気側Ａの静止密封環１０および回転密封環２０について説明する。静止密封環１０は、回転機械側のハウジング１に固定されているインサート部材７０の軸方向右端部に内嵌されているリテーナ８０に内嵌されて、回転機械側のハウジング１に固定されている。

インサート部材７０は、軸方向左端部に外径側に突出するフランジ部７１を有するフランジ付き筒状体であり、フランジ部７１が回転機械側のハウジング１を構成する段状に形成された分割体１ｂの内径側かつ軸方向左側に開放された環状窪みに内嵌され、分割体１ａ，１ｂそれぞれの対向面間にＯリングが介在された状態で、分割体１ａ，１ｂを一体に組み付けることによって、フランジ部７１は分割体１ａの右側面と分割体１ｂの内径フランジとに挟み込まれてハウジング１に固定されている。

また、インサート部材７０の右端かつ外周部と回転機械側のハウジング１の分割体１ｂの内周との間には、Ｏリングが介在されている。

リテーナ８０は、軸方向中央部に外径側に突出するフランジ部８１を有する金属製の段付き筒状体であり、フランジ部８１には、軸方向かつ外径側に連通する４か所の窪み８２が周方向に等配されている。各窪み８２には、インサート部材７０に固定されて軸方向右側に延出するドライブスクリュー７３の頭部が挿通されており、リテーナ８０は、インサート部材７０に対し相対的に軸方向に移動可能かつ周方向への回動が規制されている。

また、リテーナ８０の左端かつ外周部とインサート部材７０の右端かつ内周との間には、Ｏリングが介在されており、インサート部材７０に対してリテーナ８０の相対的な軸方向への移動を許容しつつリテーナ８０とインサート部材７０との間が密封されている。

また、リテーナ８０の内径側には、軸方向右側から順に、内径側かつ軸方向右側に開放された大気側環状窪み８３と、大気側環状窪み８３に連続し、軸方向左側に向かうほどに漸次拡径されたテーパー筒部８４と、テーパー筒部８４に連続し、内径側かつ軸方向左側に開放された中間室側環状窪み８５が形成されている。

静止密封環１０は、その外径が大気側環状窪み８３の内径と略同一またはわずかに大径に形成された軟質のカーボン製であり、硬質のリテーナ８０の大気側環状窪み８３に圧入されて密封状に固定されている。

また、リテーナ８０の中間室側環状窪み８５の内径側には、主コイルスプリング５０の軸方向右端部が挿入配置され、主コイルスプリング５０の軸方向右端が中間室側環状窪み８５の底面に当接している。これにより、主コイルスプリング５０の径方向への移動が中間室側環状窪み８５の周壁によって規制され、主コイルスプリング５０の付勢力がリテーナ８０を介して静止密封環１０に伝達されるようになっている。

より詳しくは、リテーナ８０の大気側環状窪み８３および中間室側環状窪み８５は、静止密封環１０の摺動面１１と主コイルスプリング５０の軸方向右端が略同一直線上に重なるように形成されている。

図１，図２に示されるように、インサート部材７０の軸方向右端部には、ドライブスクリュー７３よりも内径側かつ周方向に離間した位置に、軸方向右側に連通する１２か所の穴部７４が同心円状に等配（図２参照）されており、各穴部７４には、副コイルスプリング６０の左端から略中央部までが挿入されている。

これにより、副コイルスプリング６０の伸縮が穴部７４の内周面によって案内されるため、副コイルスプリング６０の屈曲が生じにくくなっている。尚、本実施例１における各副コイルスプリング６０は、同一のものであり、軸方向寸法およびばね定数が略同一となっている。

図１に戻って、副コイルスプリング６０の軸方向左端は、インサート部材７０の穴部７４の底面に当接しており、副コイルスプリング６０の軸方向右端は、リテーナ８０のフランジ部８１の軸方向左端面に当接している。

これにより、副コイルスプリング６０の付勢力がリテーナ８０を介して静止密封環１０に伝達されるようになっている。

回転密封環２０は、スリーブ２５に外嵌され回転軸２と共に回動可能となっている。具体的には、スリーブ２５は、セットスクリュー２６を用いて回転軸２にＯリングを介在させた状態で固定されており、回転密封環２０は、スリーブ２５の軸方向左端部にＯリングを介在させた状態で外嵌されている。

また、回転密封環２０には、軸方向右側かつ外径側に連通する４か所の凹部２２が周方向に等配されている。各凹部２２には、スリーブ２５に固定されているドライブピン２７の頭部が挿通されており、回転密封環２０はスリーブ２５に対し相対的に周方向への回動が規制されている。

このように、主コイルスプリング５０および１２個の副コイルスプリング６０によって静止密封環１０の摺動面１１が回転密封環２０の摺動面２１に押し付けられて摺動面１１，２１間が密封されており、静止密封環１０および回転密封環２０により大気側Ａと中間室Ｒとが隔離されている。

次いで、被密封流体側Ｆの静止密封環３０および回転密封環４０について説明する。静止密封環３０は、インサート部材７０のフランジ部７１に内嵌されて、回転機械側のハウジング１に固定されている。

また、静止密封環３０には、軸方向右側かつ径方向に連通する４か所の凹部３２が周方向に等配されている。各凹部３２には、インサート部材７０のフランジ部７１よりも軸方向右側の周壁に固定され内径側に突出するドライブスクリュー７２の頭部が挿通されており、静止密封環３０はインサート部材７０に対し軸方向に移動可能かつ周方向への回動が規制されている。

また、静止密封環３０の左端かつ外周部とインサート部材７０のフランジ部７１の内周との間には、Ｏリングが介在されており、インサート部材７０に対して静止密封環３０の相対的な軸方向への移動を許容しつつ静止密封環３０とインサート部材７０との間が密封されている。

また、静止密封環３０の軸方向右端部には断面視クランク状に形成された環状のコーナーリング３５が内嵌されている。コーナーリング３５は、内径側から順に、軸方向に延びる筒状の内側筒部３６と、内側筒部３６の軸方向右端に略直交して外径側に延びる円環板状の円環板部３７と、円環板部３７の外径側端部に略直交して軸方向に延びる筒状の外側筒部３８を有し、内側筒部３６が静止密封環３０に内嵌され、円環板部３７の軸方向左端面が静止密封環３０の軸方向右端面に面当接している。

また、コーナーリング３５の外側筒部３８の内径側には、主コイルスプリング５０の軸方向左端部が挿入配置され、主コイルスプリング５０の軸方向左端が円環板部３７の軸方向右端面に当接している。このコーナーリング３５と上述したリテーナ８０に主コイルスプリング５０の両端が当接している。

主コイルスプリング５０は、外側筒部３８により、主コイルスプリング５０の径方向への移動が規制され、主コイルスプリング５０の付勢力が円環板部３７を介して静止密封環３０に伝達されるようになっている。

一方、１２個の副コイルスプリング６０の付勢力は、インサート部材７０が回転機械側のハウジング１に固定されているため、静止密封環３０には伝達されないようになっている。

回転密封環４０は、スリーブ４５に外嵌され回転軸２と共に回動可能となっている。具体的には、スリーブ４５は、セットスクリュー４６を用いて回転軸２にＯリングを介在させた状態で固定されており、回転密封環４０は、スリーブ４５の軸方向右端部にＯリングを介在させた状態で外嵌されている。

また、回転密封環４０には、軸方向左側かつ外径側に連通する４か所の凹部４２が周方向に等配されている。各凹部４２には、スリーブ４５に固定されて軸方向右側に延出しているドライブピン４７の頭部が挿通されており、回転密封環４０はスリーブ４５に対し相対的に周方向への回動が規制されている。

このように、主コイルスプリング５０によって静止密封環３０の摺動面３１が回転密封環４０の摺動面４１に押し付けられて摺動面３１，４１間が密接されており、静止密封環３０と回転密封環４０により中間室Ｒと被密封流体側Ｆとが隔離されている。

また、インサート部材７０の軸方向中央部の内径側には外径側に凹み中間室Ｒの一部を構成している環状凹部７５が形成されており、環状凹部７５の周壁には径方向に貫通する複数の貫通孔７６が形成されている。これにより、鉛直方向上方の貫通孔７６を通じて中間室Ｒにクエンチング液が流出入されるようになっている。

以上説明したように、本実施例１のメカニカルシールＭ１は、主コイルスプリング５０に加え、回転軸２の周囲に１２個の副コイルスプリング６０を周方向に略等配することにより、主コイルスプリング５０の付勢力により静止密封環１０に軸方向に作用する力が周方向に偏っても、副コイルスプリング６０によって補うことができるため、摺動面１１，２１同士が略平行状態に維持される。

また、１２個の副コイルスプリング６０は、静止密封環１０が圧入されているリテーナ８０の大気側環状窪み８３よりも外径側に形成されているフランジ部８１とインサート部材７０との間に介在されており、静止密封環１０および回転密封環２０の摺動面１１，２１を基準に、静止密封環１０の摺動面１１と略同一直線上に配置されている主コイルスプリング５０よりも外径側に配置されている。

これにより、大気側Ａの静止密封環１０および回転密封環２０の摺動面１１，２１同士は主に主コイルスプリング５０によって軸方向に付勢されつつ、主コイルスプリング５０による偏荷重は摺動面１１，２１までのモーメントアームの長い副コイルスプリング６０からの付勢により小さくなるように補われる。

また、主コイルスプリング５０は、本発明の一方の空間としての中間室Ｒに配置され、１２個の副コイルスプリング６０は、本発明の他方の空間としての大気側Ａに配置されているため、中間室Ｒと大気側Ａのどちらかが悪条件となって主コイルスプリング５０または副コイルスプリング６０の一方が作動不良に陥ったとしても、主コイルスプリング５０または副コイルスプリング６０の他方による静止密封環１０および回転密封環２０を軸方向に付勢する付勢力を確保することができる。

また、１２個の副コイルスプリング６０は回転機械の機外側である大気側Ａに配置されており、副コイルスプリング６０が被密封流体およびクエンチング液に接触することが防止されているため、コンタミ、夾雑物等により作動不良に陥りにくくなっている。

また、主コイルスプリング５０を取り外すことなく、副コイルスプリング６０を交換することができるため、主コイルスプリング５０または副コイルスプリング６０に作動不良が生じても、改修が容易である。

また、副コイルスプリング６０は、皿ばね、板ばね等よりも伸縮ストロークを長く確保しやすいため、広い範囲の偏荷重に対応できる。

また、主コイルスプリング５０および１２個の副コイルスプリング６０は、静止密封環１０を回転密封環２０に向けて付勢しており、例えば回転密封環を静止密封環に向けて付勢する主スプリングおよび副スプリングが回転軸および回転密封環と共に回動する構成と比較して、副コイルスプリング６０は回転による影響を受けないので、副コイルスプリング６０の姿勢を保持することができる。

加えて、副コイルスプリング６０は回転による影響を受けないので、主コイルスプリング５０よりも外径側に配置される態様であっても大きな遠心力を受けることなく好適である。

また、メカニカルシールＭ１は、２つの静止密封環１０，３０の間に１つの主コイルスプリング５０が配置されるダブルメカニカルシールであるため、大気側Ａの静止密封環１０および回転密封環２０を軸方向に付勢するスプリングと、被密封流体側Ｆの静止密封環３０および回転密封環４０を軸方向に付勢するスプリングとを個別に設ける構成と比較して、全体をコンパクトかつ簡素に構成したうえで、上述したように主コイルスプリング５０の偏荷重が副コイルスプリング６０の付勢力によって補われることから、安定して密封可能なダブルメカニカルシールを提供することができる。

また、特許文献２のように一つの主スプリングのみを備えるメカニカルシールにおいて、例えば大気側Ａの静止密封環１０および回転密封環２０側の被密封流体やクエンチング液の漏出が生じる場合に、単に主スプリングをより高い付勢力を備えるものに交換し、その高い付勢力により、大気側Ａの静止密封環１０および回転密封環２０側の摺動面１１，２１の平行度を保つことが考えられるが、被密封流体側Ｆの静止密封環３０および回転密封環４０の軸方向の付勢力も高められてしまうため、摩擦力が高くなることで例えば回転軸２を回転させるために必要なエネルギのロスが高まる、摺動面の摩耗が生じやすくなるなどの不具合が生じる。

これに対して、本発明のメカニカルシールＭ１では、１２個の副コイルスプリング６０が大気側Ａの静止密封環１０および回転密封環２０にのみ適用されているように、少ない部品点数で漏れやすい方の密封状態を保たせることができる。

また、１２個の副コイルスプリング６０は、大気側Ａの静止密封環１０および回転密封環２０にのみ適用されているため、大気側Ａへの漏れを防止することができる。

次に、実施例２のメカニカルシールについて、図３を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

図３に示されるように、実施例２のメカニカルシールＭ２は、大気側Ａと被密封流体側Ｆとの間を密封する静止密封環１０および回転密封環２０を備えるシングルメカニカルシールであり、ドライブスクリュー７３および穴部７４を有する環状のインサート１７０を備え、インサート１７０は、ホルダ９０およびシールボディ９５それぞれの間にＯリングが介在された状態で挟持されており、ホルダ９０およびシールボディ９５と共に回転機械側のハウジング１０１に固定されている。

主コイルスプリング５０は、段付き円筒状に形成されたホルダ９０の内径側かつ軸方向右側に開放された環状窪み９１に挿入配置されており、軸方向左端が環状窪み９１の底面に当接している。

このように、シングルメカニカルシールであるメカニカルシールＭ２においても、主コイルスプリング５０に加え、回転軸２の周囲に１２個の副コイルスプリング６０を周方向に略等配することにより、前記実施例１と同様に、摺動面１１，２１同士が略平行状態に維持される。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、メカニカルシールは、主スプリングおよび副スプリングが、静止密封環を回転密封環に向けて付勢している構成として説明したが、これに限らず、回転密封環を静止密封環に向けて付勢していてもよく、また主スプリングおよび副スプリングの一方が静止密封環を回転密封環に向けて付勢し、他方が回転密封環を静止密封環に向けて付勢している構成であってもよい。

また、複数の副スプリングは、静止密封環および回転密封環の摺動面を基準に主スプリングよりも外径側に配置されている構成として説明したが、これに限らず、静止密封環および回転密封環の摺動面を基準に主スプリングよりも内径側に配置されていてもよく、静止密封環および回転密封環の摺動面と略同一直線状に配置されていてもよい。

また、前記実施例１において、主スプリングは中間室に配置され、副スプリングは機外側に配置されている構成を説明し、前記実施例２において、主スプリングは機内側に配置され、副スプリングは機外側に配置されている構成を説明したが、これに限らず、一組の静止密封環および回転密封環を基準として、主スプリングが機外側または機内側に、副スプリングの少なくとも１つが中間室または機内側に配置されていてもよく、主スプリングおよび副スプリング共におなじ空間に配置されていてもよい。

また、前記実施例１のダブルメカニカルシールにおいて、副スプリングは大気側の静止密封環および回転密封環のみに適用されている構成を説明したが、これに限らず、大気側の静止密封環および回転密封環ばかりでなく、被密封流体側の静止密封環および回転密封環にも適用されていてもよい。

また、複数の副スプリングは、１２個である構成として説明したが、これに限らず、２つ以上であればよく、適宜変更されてもよい。

また、複数の副スプリングは、軸方向寸法およびばね定数が略同一な同一のものを適用している構成について説明したが、これに限らず、軸方向寸法、ばね定数などが異なる副スプリングを併用してもよい。

また、複数の副スプリングは、同心円状に等配されている構成として説明したが、これに限らず、非等配に配置されていてもよく、同心円状に配置されていなくともよい。

これら副スプリングの別形態の具体例としては、ばね定数の高い１個の副スプリングと、ばね定数の低い２個の副スプリングを備え、ばね定数の高い副スプリングをばね定数の低い２個の副スプリング間の離間距離よりも離間させた位置に配置することで、３個の同一の副スプリングを周方向に等配した構成と同様に主スプリングの偏荷重を副スプリングの付勢力によって補ってもよい。

また、主スプリングおよび副スプリングは、ともにコイルスプリングである構成として説明したが、これに限らず、本発明におけるスプリングとは、皿ばね、板ばね、コイルドウェーブスプリング、ベローズ等のばねに限らず、筒状エラストマ等であってもよく、要するに軸方向に弾性的に付勢力を付与可能な部材であれば含まれる。

２ 回転軸
１０ 静止密封環
１１ 摺動面
２０ 回転密封環
２１ 摺動面
３０ 静止密封環
３１ 摺動面
４０ 回転密封環
４１ 摺動面
５０ 主コイルスプリング（主スプリング）
６０ 副コイルスプリング（副スプリング）
Ａ 大気側（他方の空間）
Ｆ 被密封流体側
Ｍ１ メカニカルシール（ダブルメカニカルシール）
Ｍ２ メカニカルシール（シングルメカニカルシール）
Ｒ 中間室（一方の空間）

Claims (9)

1. 静止密封環と、回転軸と共に回転する回転密封環と、前記回転軸が通され、前記静止密封環および前記回転密封環に軸方向の付勢力を付与する主スプリングと、を備えるメカニカルシールであって、
   前記主スプリングと別体である、前記静止密封環および前記回転密封環に軸方向の付勢力を付与する複数の副スプリングを有し、当該複数の副スプリングは、前記回転軸の周囲に配置されているメカニカルシール。
2. 前記複数の副スプリングは、前記静止密封環および前記回転密封環の摺動面を基準に前記主スプリングよりも外径側に配置されている請求項１に記載のメカニカルシール。
3. 前記主スプリングは、前記静止密封環および前記回転密封環によって隔離された一方の空間に配置され、前記複数の副スプリングは、前記静止密封環および前記回転密封環によって隔離された他方の空間に配置されている請求項１または２に記載のメカニカルシール。
4. 前記複数の副スプリングは、前記静止密封環および前記回転密封環によって隔離される機外側の空間に配置されている請求項１ないし３のいずれかに記載のメカニカルシール。
5. 前記副スプリングは、コイルスプリングである請求項１ないし４のいずれかに記載のメカニカルシール。
6. 前記主スプリングおよび前記複数の副スプリングは、前記静止密封環を前記回転密封環に向けて付勢していている請求項１ないし５のいずれかに記載のメカニカルシール。
7. 前記静止密封環および前記回転密封環を二組備え、２つの前記静止密封環の間または２つの前記回転密封環の間に１つの前記主スプリングが配置されるダブルメカニカルシールである請求項１ないし６のいずれかに記載のメカニカルシール。
8. 前記複数の副スプリングは、二組の前記静止密封環および前記回転密封環のうちの一組にのみ配置されている請求項７に記載のメカニカルシール。
9. 前記一組は、大気側に配置されている前記静止密封環および前記回転密封環の組である請求項８に記載のメカニカルシール。

Images