JP4227115B2 - メカニカルシール - Google Patents

Description

本発明は、ボンプ，ミキサー等の回転機器に軸封手段として装備されるメカニカルシールであって、回転軸に設けられた回転密封環とシールケースに設けられた静止密封環との相対回転摺接部分をこれにフラッシュ流体を供給することにより冷却するように構成されたメカニカルシールに関するものである。

従来のこの種のメカニカルシールとして、回転機器ハウジング（ポンプケーシング等）の軸封部に取り付けられたシールケースと、回転軸に固定された回転密封環と、シールケースの内周部に軸線方向に移動可能に保持された静止密封環と、静止密封環を回転密封環へと押圧接触させるべく静止密封環とシールケースとの間に介装したスプリングとを具備して、両密封環の相対回転摺接作用により機内領域と機外領域とを遮蔽シールするように構成されており、両密封環の摺接熱等によるトラブルを回避するために、シールケースにフラッシング通路を形成して、このフラッシング通路から冷却水等のフラッシュ流体を両密封環の相対回転摺接部分に供給するように工夫されたものが周知である（例えば、特許文献１又は特許文献２を参照）

特開平６−１２９９３７号公報（図１） 特開２００５−０４８８１８公報（図１）

しかし、かかる従来のメカニカルシールにあっては、フラッシング通路がシールケース内周部の一箇所に開口されていることから、フラッシング通路が両密封環の相対回転摺接部分に直対向する近接位置に開口されている場合（例えば、特許文献１を参照）にも、一箇所からフラッシュ流体を供給させることによっては、当該相対回転摺接部分をその全周に亘って均一且つ十分に冷却させることができず、種々のトラブルが発生する。例えば、冷却が不十分であると、密封環の摺接面（密封端面）が偏摩耗する等のトラブルが発生する。このような不均一な冷却によるトラブルは、密封環径が大きくなるに従い、より顕著に発生することなる。また、密封環が熱膨張係数の異なる異質部材の焼き嵌め構造をなすものである場合には、焼き嵌め歪みによる影響が加味されて、不均一な冷却によるトラブルがより顕著に発生することなる。

ところで、回転機器やメカニカルシールの構造によっては、スペース的な余裕がない等の理由から、回転密封環及びこれと静止密封環との相対回転摺接部分が回転機器ハウジングの軸封部内に配置されることがある。

このような場合において、軸封部と密封環との対向周面間隔が十分に大きいときには、フラッシング通路の開口部が形成されるシールケース部分を軸封部内に突入する形状とすることにより、フラッシング通路を両密封環の相対回転摺接部分に直対向する近接位置に開口させておくことが可能であるが、軸封部と密封環との対向周面間隔が小さく、上記シールケース部分を軸封部内に突入する形状となすスペース的な余裕がないときには、フラッシング通路を両密封環の相対回転摺接部分から離れた位置に開口させておかざるを得ない（例えば、特許文献２を参照）から、当該相対回転摺接部分の冷却が更に不均一且つ不十分となり、上記したトラブルの発生がより顕著となる。

本発明は、このような点に鑑みて、回転密封環及びこれと静止密封環との相対回転摺接部分が回転機器ハウジングの軸封部内に配置される場合、更には軸封部と密封環との対向周面間隔が小さい場合にも、効果的なフラッシング機能を発揮させることができ、当該相対回転摺接部分をその全周に亘って均一且つ十分に冷却し得て、上記した如きトラブルの発生を確実に回避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ものである。

本発明は、回転機器ハウジングの軸封部に取り付けたシールケースと、この軸封部及びシールケースを洞貫する回転軸に設けた回転密封環と、シールケースに設けられて回転密封環と相対回転摺接する静止密封環と、シールケースに形成されて両密封環の相対回転摺接部分にフラッシュ流体を供給するフラッシング通路とを具備するメカニカルシールにおいて、上記の目的を達成すべく、フラッシング通路が、シールケースの内周面に沿う環状空間であるフラッシュ流体室と、フラッシュ流体をフラッシュ流体室に供給するフラッシュ流体供給路と、密封環と同心をなす環状のスリットであって、フラッシュ流体室に連通し且つ前記相対回転摺接部分に向けて開口するフラッシュ流体噴出口と、からなることを提案するものである。

かかるメカニカルシールにあっては、両密封環の最大径部分の外径を同一又は略同一に設定すると共に、フラッシュ流体噴出口の内径を、軸線方向においてフラッシュ流体噴出口と前記相対回転摺接部分との間に位置する密封環の最大径部分の外径と同一又は略同一に設定して、フラッシュ流体噴出口からフラッシュ流体が密封環を囲繞する環状膜流をなして噴出供給され、この環状膜流が密封環（４，６）の外周面上を円滑に流動することによって密封環及び相対回転摺接部分がその全周に亘ってシャワーリングされるように構成してある。

また、メカニカルシールが、回転密封環及びこれと静止密封環との相対回転摺接部分を回転機器ハウジングの軸封部内に位置するように構成されたものである場合、つまり回転密封環を回転機器ハウジングの軸封部内に配して回転軸に設けると共に、この回転機器ハウジングの軸封部に取り付けたシールケースに、当該軸封部内において回転密封環に相対回転摺接する静止密封環を設けると共に両密封環の相対回転摺接部分にフラッシュ流体を供給するフラッシング通路を形成してなるメカニカルシールである場合にあって、当該軸封部と密封環との対向周面間隔が小さいときには、シールケースの内周部に前記軸封部と静止密封環との対向周面間に位置する環状のスリット構成部を形成して、このスリット構成部と前記軸封部との対向周面間に形成される環状のスリットをフラッシュ流体噴出口となすことが好ましく、また当該対向周面間隔が大きいときには、シールケースの内周部に前記軸封部と静止密封環との対向周面間に位置する環状のスリット形成部を形成して、このスリット形成部にフラッシュ流体噴出口を形成するようにしておくことが好ましい。

また、フラッシュ流体噴出口の断面積は、フラッシュ流体供給路の断面積より小さく設定しておくことが好ましく、フラッシュ流体噴出口の径方向幅は可及的に小さくしておくことが好ましい。

本発明のメカニカルシールにあっては、環状のスリットであるフラッシュ流体噴出口からフラッシュ流体が両密封環の相対回転摺接部分を囲繞する環状膜流をなして噴出供給されるから、フラッシュ流体を一箇所から供給させる場合に比して、当該相対回転摺接部分をその全周に亘って均一且つ十分に冷却することができる。特に、フラッシュ流体噴出口の内径を、軸線方向においてフラッシュ流体噴出口と相対回転摺接部分との間に位置する密封環の最大径部分の外径と同一又は略同一に設定しておくことにより、上記環状膜流が密封環の外周面上を円滑に流動しつつ相対回転摺接部分へと供給されることになり、密封環及び相対回転摺接部分がその全周に亘ってシャワーリングされ、より均一且つ良好に冷却される。また、回転密封環及びこれと静止密封環との相対回転摺接部分が回転機器ハウジングの軸封部内に位置するような場合にも、軸封部と静止密封環との対向周面間隔にスペース的な余裕があるときには前記スリット形成部を設けておくことにより、また当該対向周面間隔が小さくスペース的な余裕がないときには前記スリット構成部を設けておくことにより、上記した如き良好なフラッシング機能を発揮させるためのフラッシュ流体噴出口を設けておくことができる。

したがって、本発明のメカニカルシールによれば、回転密封環及びこれと静止密封環との相対回転摺接部分が回転機器ハウジングの軸封部内に配置される場合、更には軸封部と密封環との対向周面間隔が小さい場合にも、効果的なフラッシング機能を発揮させることができ、密封環及び相対回転摺接部分をその全周に亘って均一且つ十分に冷却し得て、冒頭で述べた如きトラブルの発生を確実に回避することができ、長期に亘って良好且つ安定したメカニカルシール機能を発揮させることができる。

図１は本発明に係るメカニカルシールの第１の実施の形態（以下、この実施の形態におけるメカニカルシールを「第１メカニカルシールＭ１」という）を示す縦断側面図であり、図２はその要部の拡大図であり、図３は図１のIII -III 線に沿う縦断正面図である。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。

第１メカニカルシールＭ１は、図１に示す如く、回転機器ハウジング（ポンプケーシング等）の軸封部１に取り付けられた筒状のシールケース２と、回転機器の回転軸（インペラ軸等）３に固定された回転密封環４と、シールケース２の内周部にＯリング５を介して軸線方向（前後方向）に移動可能に保持された静止密封環６と、静止密封環６を回転密封環４へと押圧接触させるべく、静止密封環６とシールケース２に設けたスプリングリテーナ７との間に装填されたスプリング８と、シールケース２に形成されたフラッシング通路９とを具備して、両密封環４，６の対向端面たる密封端面４ａ，６ａの相対回転摺接作用により、その相対回転摺接部分（シール部分）４ａ，６ａの外周側領域たる被密封流体領域（回転機器の機内領域）Ｈと内周側領域たる非密封流体領域（回転機器の機外領域たる大気領域）Ｌとを遮蔽シールするように構成された端面接触形のメカニカルシールである。

軸封部１は、図１に示す如く、回転機器ハウジングの後端部分を構成しており、回転軸３と同心をなす断面円形の内周面１ａを有するものである。

シールケース２は、図１に示す如く、回転軸３が同心状に洞貫する円筒構造をなすもので、軸封部１の後端面１ｂに取り付けられている。

回転密封環４は、図１に示す如く、先端面たる後端面を密封端面４ａとする密封環本体４Ａとこれを嵌合保持する密封環リテーナ４Ｂとからなり、軸封部１内に配して、回転軸３に嵌挿保持させたスリーブ１０に固定されている。密封環リテーナ４Ｂは、前端部をスリーブ１０の前端部に嵌合固定した円筒状のもので、後端部にＯリング１１，１２及びドライブピン１３を介して密封環本体４Ａを相対回転不能に嵌合固定している。なお、スリーブ１０は、軸封部１内からシールケース２外へと延びる長尺の円筒状のもので、固定環１４を介して回転軸３に挿通固定されている。固定環１４は、シールケース２外において、回転軸３及びスリーブ１０の後端部にスクリュー１５，１６により嵌合固定させることによって、スリーブ１０を回転軸３に固定するものである。

静止密封環６は、図１及び図２に示す如く、回転密封環４の後端面（密封環本体４Ａの後端面）に形成された密封端面４ａに対向して、シールケース２にＯリング５を介して軸線方向（前後方向）に移動可能に嵌合保持されている。静止密封環６は、先端面（前端面）を小幅環状面である密封端面６ａに構成した密封環本体６Ａと、これを嵌合保持する密封環リテーナ６Ｂと、密封環リテーナ６Ｂに取り付けられたスプリング受体６Ｃとからなる。密封環本体６Ａは、軸封部１内において、密封環リテーナ６Ｂの前端部にＯリング１７，１８及びドライブピン（図示せず）を介して固定保持されている。密封環リテーナ６Ｂは、密封環本体６Ａを保持する前端部分たる最大径部分６ｂとその後端部に連なる中間径部分６ｃとその後端部に連なる最小径部分６ｄとからなる筒状構造をなすもので、最大径部分６ｂ及びこれより小径の中間径部分６ｃを軸封部１内に位置させた状態で、最小径部分６ｄとシールケース１との対向周面間に装填したＯリング５により、シールケース１に二次シール状態で軸線方向移動可能に保持されている。最大径部分６ｂの外周面６ｅは軸封部１の内周面１ａに近接している。なお、回転密封環４の最大径部分である密封環リテーナ４Ｂの外径は、図２に示す如く、静止密封環６の最大径部分６ａの外径ｄと一致又は略一致されている。スプリング受体６Ｃは、密封環リテーナ６Ｂの後端部にドライブピン１９を介して相対回転不能に嵌合保持されている。このスプリング受体６Ｃとスプリングリテーナ７との間には、静止密封環６の軸線方向移動を一定範囲で許容しつつ、静止密封環６のシールケース１に対する相対回転を阻止するドライブピン（図示せず）が介装されている。

スプリング８は、図１に示す如く、静止密封環６のスプリング受体６Ｃとスプリングリテーナ７との間に介装されており、静止密封環６を回転密封環４へと押圧附勢している。

フラッシング通路９は、図１に示す如く、シールケース２の内周面２ａに沿う環状空間であるフラッシュ流体室９Ａと、フラッシュ流体９１をフラッシュ流体室９Ａに供給するフラッシュ流体供給路９Ｂと、密封環４，６と同心をなす環状のスリットであって、フラッシュ流体室９Ｂに連通し且つ両密封環４，６の相対回転摺接部分４ａ，６ａに向けて開口するフラッシュ流体噴出口９Ｃと、からなる。なお、フラッシュ流体９１としては、シール条件に応じて常温水，冷却水等が使用される。

シールケース２の内周部には、軸封部１と静止密封環６との対向周面１ａ，６ｆ間に突入する環状のスリット構成部２ｂが形成されている。軸封部１と密封環リテーナ６Ｂの最大径部分６ｂとの間には、ほとんどスペース的な余裕がなく、何らかの部材を位置させることは不可能であるが、軸封部１と中間径部分６ｃとの対向周面１ａ，６ｆとの間にはある程度のスペース的な余裕があることから、スリット構成部２ｂは当該対向周面１ａ，６ｆ間に突入するように形成されている。そして、このスリット構成部２ｂと軸封部１との対向周面１ａ，２ｃ間に形成される環状のスリットをフラッシュ流体噴出口９Ｃとしている。当該対向周面１ａ，２ｃの径方向間隔つまりフラッシュ流体噴出口９Ｃの径方向幅Ｗ１は、フラッシュ流体噴出口９Ｃの断面積（径方向の断面積）がフラッシュ流体供給路９Ｂの断面積（フラッシュ流体９１の流動方向に直交する断面の面積）より小さくなる範囲において、可及的に小さく設定されていて、フラッシュ流体供給路９Ｂからフラッシュ流体室９Ａに供給されたフラッシュ流体９１がフラッシュ流体噴出口９Ｃからスリット形状に応じた環状膜流９１ａをなして噴出されるように工夫されている。また、フラッシュ流体噴出口９Ｃの内径つまりスリット構成部２ｂの外周面２ｃの径Ｄ１は、軸線方向においてフラッシュ流体噴出口９Ｃと相対回転摺接部分４ａ，６ａとの間に位置する密封環の最大径部分６ｂの外径ｄと同一又は略同一に設定されていて、フラッシュ流体噴出口９Ｃから噴出されたフラッシュ流体９１ａが密封環外周面６ｅ上を円滑に流動して相対回転摺接部分４ａ，６ａに到達するように工夫されている。なお、スリット構成部２ｂの内周面２ａは、Ｏリング５が接触するシール面を構成している。また、フラッシュ流体室９Ａの前面壁は軸封部１の後端面１ｂで構成されている。

以上のように構成された第１メカニカルシールＭ１にあっては、フラッシュ流体供給路９Ｂからフラッシュ流体室９Ａに供給されたフラッシュ流体９１がフラッシュ流体噴出口９Ｃから相対回転摺接部分４ａ，６ａに向けて噴出され、良好且つ効果的なフラッシング作用が行われる。

すなわち、フラッシュ流体噴出口９Ｃが環状のスリットであることから、フラッシュ流体噴出口９Ｃからは、フラッシュ流体９１がスリット形状に応じた環状膜流９１ａをなして噴出されることになる。そして、この環状膜流９１ａは、静止密封環６の外周面（最大径部分６ｂの外周面）６ｅ上を流動しつつ相対回転摺接部分４ａ，６ａへと注入される。このとき、環状膜流９１ａは静止密封環６の外周面６ｅにその全周に亘って接触しつつ流動し、相対回転摺接部分４ａ，６ａをその全周に亘ってシャワーリングすることになる。特に、軸封部１と密封環４，６との間にフラッシュ流体噴出口９Ｃに連なる環状の微小隙間が形成されていることから、この微小隙間の存在とも相俟って、フラッシュ流体９１ａが密封環外周面の全周に均一に接触しつつ極めて円滑に流動することになる。

したがって、静止密封環６及び相対回転摺接部分４ａ，６ａは、その全周に亘って均一且つ十分に冷却されることになり、冒頭で述べた如きトラブルの発生はこれが確実に回避されることになる。なお、相対回転摺接部分４ａ，６ａには、これを囲繞する領域にフラッシュ流体９１ａが均一に注入されることになるから、相対回転摺接部分４ａ，６ａに注入されたフラッシュ流体９１ａは回転密封環４の外周領域にその全周に亘って均一に流入することなり、回転密封環４の外径が静止密封環６の外径ｄと一致していることとも相俟って、回転密封環４もその全周に亘って均一に冷却することになる。

ところで、第１メカニカルシールＭ１は、回転機器ハウジングの軸封部１と密封環４，６との対向周面間隔が小さい場合に好適使用されるものであるが、当該対向周面間隔がある程度大きく、何らの部材を位置させておくスペース的な余裕がある場合には、本発明に係るメカニカルシールを、次のように構成しておくことができる。

すなわち、図４は本発明に係るメカニカルシールの第２の実施の形態（以下、この実施の形態におけるメカニカルシールを「第２メカニカルシールＭ２」という）を示す縦断側面図であり、図５はその要部の拡大図であり、図６は図４のVI−VI線に沿う縦断正面図である。なお、以下の説明において、前後とは図４及び図５における左右を意味するものとする。

第２メカニカルシールＭ２は、図４に示す如く、回転機器ハウジング（ポンプケーシング等）の軸封部２１に取り付けられた筒状のシールケース２２と、回転機器の回転軸（インペラ軸等）２３に固定された回転密封環４と、シールケース２２の内周部にＯリング２５を介して軸線方向（前後方向）に移動可能に保持された静止密封環２６と、静止密封環６を回転密封環４へと押圧接触させるべく、静止密封環２６とシールケース２２に設けたスプリングリテーナ２７との間に装填されたスプリング２８と、シールケース２２に形成されたフラッシング通路２９とを具備して、両密封環２４，２６の対向端面たる密封端面４ａ，６ａの相対回転摺接作用により、その相対回転摺接部分（シール部分）４ａ，６ａの外周側領域たる被密封流体領域（回転機器の機内領域）Ｈと内周側領域たる非密封流体領域（回転機器の機外領域たる大気領域）Ｌとを遮蔽シールするように構成された端面接触形のメカニカルシールである。なお、第２メカニカルシールＭ２は、以下の点を除いて、第１メカニカルシールＭ１と同一構成をなすものであるから、同一構成部材については図４〜図６において図１〜図３と同一符号を付することにより、その詳細な説明は省略することとする。

軸封部２１は、図４に示す如く、第１メカニカルシールＭ１が装着される軸封部１と同様に、回転機器ハウジングの後端部分を構成しており、回転軸２３と同心をなす断面円形の内周面２１ａを有するものであるが、密封環２４，２６との間に、前記軸封部１に比して、より大きな径方向隙間が形成されるものである。

シールケース２２は、図４に示す如く、前記シールケース２と同様に、回転軸２３が同心状に洞貫する円筒構造をなすもので、軸封部２１の後端面２１ｂに取り付けられているが、前記シールケース２と異なって、ケース本体２２Ａと通路形成体２２Ｂとに分離構成されている。通路形成体２２Ｂは円環状板であり、軸封部２１の後端面２１ｂにＯリングを介して水密状に取り付けられている。ケース本体２２Ａは、前記シールケース２と同様形状をなすもので、通路形成体２２ｂの後端面にＯリングを介して水密状に取り付けられている。

回転密封環２４は、図４に示す如く、前記回転密封環４と同一構造をなすもので、軸封部２３内に配して、回転軸２３に嵌挿保持させたスリーブ２０に固定されている。なお、スリーブ２０は、固定環２４及びスクリュー２５，２６を介して回転軸２３に挿通固定されている。静止密封環２６は、図４及び図５に示す如く、前記静止密封環６と同様に、回転密封環２４との相対回転摺接部分４ａ，６ａを含む先端側部分を軸封部２１内に位置させた状態で、ケース本体２２ＡにＯリング５を介して軸線方向（前後方向）に移動可能に嵌合保持されている。スプリング２８は、図４に示す如く、前記スプリング８と同様に、静止密封環２６の基端側部分（後端側部分）を構成するスプリング受体６Ｃとケース本体２２Ａに取り付けたスプリングリテーナ２７との間に介装されており、静止密封環２６を回転密封環２４へと押圧附勢する。

フラッシング通路２９は、図４に示す如く、シールケース２２の内周面２２ａに沿う環状空間であるフラッシュ流体室２９Ａと、フラッシュ流体９１をフラッシュ流体室２９Ａに供給するフラッシュ流体供給路２９Ｂと、密封環２４，２６と同心をなす環状のスリットであって、フラッシュ流体室２９Ｂに連通し且つ両密封環２４，２６の相対回転摺接部分４ａ，６ａに向けて開口するフラッシュ流体噴出口２９Ｃと、からなる。

フラッシュ流体室２９Ａは、図４に示す如く、ケース本体２２Ａの前端部に環状凹部を形成し、その前面を通路形成体２２Ｂで閉塞することによって構成されている。なお、当該環状凹部を閉塞している通路形成体２２Ｂの後端面部分２２ｂはフラッシュ流体噴出口２９Ｃ方向に漸次縮径するテーパ面に構成されていて、フラッシュ流体室２９Ａからフラッシュ流体噴出口２９Ｃへの流入がより円滑に行なわれるように工夫されている。

フラッシュ流体供給路２９Ｂは、図４に示す如く、ケース本体２２Ａに形成されて、その下流端をフラッシュ流体室２９Ａに開口する。

フラッシュ流体噴出口２９Ｃは、図４〜図６に示す如く、シールケース２２の内周部に形成した環状のスリット形成部２２ｃ，２２ｄで構成されている。すなわち、通路形成体２２の内周部に、軸封部２１の内周面２１ａに嵌合した状態で軸封部２１内に突入する環状の第１スリット形成部２２ｃを形成すると共に、ケース本体２２Ａの内周部に、スリット形成部２２ｃと静止密封環２６の中間径部分６ｃとの間に突入する環状の第２スリット形成部２２ｄを形成して、両スリット形成部２２ｃ，２２ｄの対向周面２２ｅ，２２ｆ間に形成される環状のスリットをフラッシュ流体噴出口２９Ｃとしている。両スリット形成部２２ｃ，２２ｄの対向周面２２ｅ，２２ｆの径方向間隔つまりフラッシュ流体噴出口２９Ｃの径方向幅Ｗ２は、フラッシュ流体噴出口２９Ｃの断面積（径方向の断面積）がフラッシュ流体供給路２９Ｂの断面積（フラッシュ流体９１の流動方向に直交する断面の面積）より小さくなる範囲において、可及的に小さく設定されていて、フラッシュ流体供給路２９Ｂからフラッシュ流体室２９Ａに供給されたフラッシュ流体９１がフラッシュ流体噴出口２９Ｃからスリット形状に応じた環状膜流９１ａをなして噴出されるように工夫されている。また、フラッシュ流体噴出口２９Ｃの内径つまり第２スリット形成部２６ｄの外周面２ｆの径Ｄ１は、軸線方向においてフラッシュ流体噴出口２９Ｃと相対回転摺接部分４ａ，６ａとの間に位置する密封環の最大径部分（静止密封環２６の密封環リテーナ６Ｂの最大径部分６ｂ）の外径ｄと同一又は略同一に設定されていて、フラッシュ流体噴出口２９Ｃから噴出されたフラッシュ流体９１ａが密封環外周面６ｅ上を円滑に流動して相対回転摺接部分４ａ，６ａに到達するように工夫されている。なお、第２スリット形成部２２ｄの内周面２２ａはＯリング５が接触するシール面を構成している。

以上のように構成された第２メカニカルシールＭ２にあっては、フラッシュ流体供給路２９Ｂからフラッシュ流体室２９Ａに供給されたフラッシュ流体９１がフラッシュ流体噴出口２９Ｃから相対回転摺接部分４ａ，６ａに向けて噴出され、良好且つ効果的なフラッシング作用が行われる。

すなわち、フラッシュ流体噴出口２９Ｃが環状のスリットであることから、フラッシュ流体噴出口２９Ｃからは、フラッシュ流体９１がスリット形状に応じた環状膜流９１ａをなして噴出されることになる。そして、この環状膜流９１ａは、静止密封環２６の外周面（最大径部分６ｂの外周面）６ｅ上を流動しつつ相対回転摺接部分４ａ，６ａへと注入される。このとき、環状膜流９１ａは静止密封環２６の外周面６ｅにその全周に亘って接触しつつ流動し、相対回転摺接部分４ａ，６ａをその全周に亘ってシャワーリングすることになる。

したがって、静止密封環２６及び相対回転摺接部分４ａ，６ａは、その全周に亘って均一且つ十分に冷却されることになり、冒頭で述べた如きトラブルの発生はこれが確実に回避されることになる。なお、相対回転摺接部分４ａ，６ａには、これを囲繞する領域にフラッシュ流体９１ａが均一に注入されることになるから、相対回転摺接部分４ａ，６ａに注入されたフラッシュ流体９１ａは回転密封環２４の外周領域にその全周に亘って均一に流入することなり、回転密封環２４の外径が静止密封環２６の外径ｄと一致していることとも相俟って、回転密封環４もその全周に亘って均一に冷却することになる。

なお、本発明に係るメカニカルシールは上記した実施の形態に限定されるものでなく、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。

第１メカニカルシールを示す縦断側面図である。 図１の要部の拡大図である。 図１のIII −III 線に沿う縦断正面図である。 第２メカニカルシールを示す縦断側面図である。 図４の要部の拡大図である。 図４のVI−VI線に沿う縦断正面図である。

符号の説明

１ 回転機器ハウジングの軸封部
２ シールケース
２ｂ スリット構成部
３ 回転軸
４ 回転密封環
４ａ 相対回転摺接部分（回転密封環の密封端面）
６ 静止密封環
６ａ 相対回転摺接部分（静止密封環の密封端面）
６ｂ 最大径部分
９ フラッシング通路
９Ａ フラッシュ流体室
９Ｂ フラッシュ流体供給路
９Ｃ フラッシュ流体噴出口
２１ 回転機器ハウジングの軸封部
２２ シールケース
２２Ａ ケース本体
２２Ｂ 通路形成体
２２ｃ 第１スリット形成部
２２ｄ 第２スリット形成部
２３ 回転軸
２４ 回転密封環
２６ 静止密封環
２９ フラッシング通路
２９Ａ フラッシュ流体室
２９Ｂ フラッシュ流体供給路
２９Ｃ フラッシュ流体噴出口
９１ フラッシュ流体
９１ａ 環状膜流（フラッシュ流体）
Ｄ１ フラッシュ流体噴出口の内径
Ｄ２ フラッシュ流体噴出口の内径
ｄ 最大径部分の外径
Ｌ 非密封流体領域（大気領域）
Ｈ 被密封流体領域（機内領域）

Claims (5)

1. 回転機器ハウジングの軸封部（１）に取り付けたシールケース（２）と、この軸封部（１）及びシールケース（２）を洞貫する回転軸（３）に設けた回転密封環（４）と、シールケース（２）に回転密封環（４）と相対回転摺接すべく設けられた静止密封環（６）と、シールケース（２）に形成されて両密封環（４，６）の相対回転摺接部分（４ａ，６ａ）にフラッシュ流体（９１）を供給するフラッシング通路（９）とを具備するメカニカルシールにおいて、
   フラッシング通路（９）が、シールケース（２）の内周面に沿う環状空間であるフラッシュ流体室（９Ａ）と、フラッシュ流体（９１）をフラッシュ流体室（９Ａ）に供給するフラッシュ流体供給路（９Ｂ）と、密封環と同心をなす環状のスリットであって、フラッシュ流体室（９Ａ）に連通し且つ前記相対回転摺接部分（４ａ，６ａ）に向けて開口するフラッシュ流体噴出口（９Ｃ，２９Ｃ）と、からなり、
   両密封環（4，6）の最大径部分の外径を同一又は略同一に設定すると共に、フラッシュ流体噴出口（９Ｃ，２９Ｃ）の内径を、軸線方向においてフラッシュ流体噴出口（９Ｃ，２９Ｃ）と前記相対回転摺接部分（４ａ，６ａ）との間に位置する密封環の最大径部分（６ｂ）の外径と同一又は略同一に設定して、フラッシュ流体噴出口（９Ｃ，２９Ｃ）からフラッシュ流体（９１）が密封環（４，６）を囲繞する環状膜流（９１ａ）をなして噴出供給され、この環状膜流（９１ａ）が密封環（４，６）の外周面上を円滑に流動することによって密封環（４，６）及び相対回転摺接部分（４ａ，６ａ）がその全周に亘ってシャワーリングされるように構成してあることを特徴とするメカニカルシール。
2. 回転密封環（４）及びこれと静止密封環（６）との相対回転摺接部分（４ａ，６ａ）が回転機器ハウジングの軸封部（１）内に位置されていることを特徴とする、請求項１に記載するメカニカルシール。
3. シールケース（２）の内周部に前記軸封部（１）と静止密封環（６）との対向周面間に位置する環状のスリット構成部（２ｂ）を形成して、このスリット構成部（２ｂ）と前記軸封部（１）との対向周面間に形成される環状のスリットをフラッシュ流体噴出口（９Ｃ）となすことを特徴とする、請求項２に記載するメカニカルシール。
4. シールケース（２）の内周部に前記軸封部（１）と静止密封環（６）との対向周面間に位置する環状のスリット形成部（２２ｃ，２２ｄ）を形成して、このスリット形成部（２２ｃ，２２ｄ）にフラッシュ流体噴出口（２９Ｃ）が形成されていることを特徴とする、請求項２に記載するメカニカルシール。
5. フラッシュ流体噴出口（９Ｃ，２９Ｃ）の断面積を、フラッシュ流体供給路（９Ｂ）の断面積より小さく設定してあ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に記載するメカニカルシール。