JP4637163B2 - 排出機構付メカニカルシール - Google Patents

Description

本発明は、縦型攪拌機等に用いられるメカニカルシールに係り、詳しくは、シール部で生じた摩耗粉や漏れ流体を排除可能とする機構が装備される排出機構付メカニカルシールに関するものである。

一般的なメカニカルシールは、回転軸と一体回転する回転側のシール輪と、ケーシングに相対固定される静止側のシール輪と、回転側及び静止側の各前記シール輪の摺動面どうしを押付け合う弾性手段とから構成されている。このような従来例としては、例えば、特許文献１において開示される軸封装置に用いられるものが知られている。

そして、前記従来例によるメカニカルシールを排出機構付としたものは、図７に示すものがあった。即ち、前記回転側のシール輪５と、前記静止側のシール輪６と、前記弾性手段７とから構成されるメカニカルシール部３を有し、前記メカニカルシール部３にて生じる摩耗粉及び漏れ流体等の不要物を前記ケーシング２外に排出させるための導出路２０、及び導出路２０に続く貯留部２１を備えて成る排出機構付メカニカルシールである。

縦型攪拌機用メカニカルシールにおいては、シールすべき流体が気体であることも多く、通常、ドライコンタクトシール、或いはダブル構造のメカニカルシールが用いられる。缶内側等の装置内側のメカニカルシールのドレン構造には、摩耗粉の装置内側への流入防止やシール部からの漏れを回収する役割を持っている。しかしながら、容量に限りがあるので定期的に装置外に排出する必要があり、それを担うものが排出機構である。

さて、図７に示す排出機構４では、導出路２０はシールケース２に形成された貫通孔２ｋ、及びそれに圧入嵌合されるパイプ６０であり、貯留部はパイプ及び栓で閉塞されたソケット６１とによって構成されているが、それらパイプ６０やソケット６１は金属材製であり、不透明である。また、耐食性が要求される場合にはハステロイ材等の高価な材料が必要になる。従って、摩耗粉や漏れ流体の発生状況や量等の把握するには、貯留部を開けるしかなく、これは現実には、経時による不要物の排出時という極めて稀な場合に限定されてしまうものであった。尚、シール部からの不要物を導出路を用いて貯留部に送る構成のものとしては、特許文献２において開示されたものがある。
特開２００６−０８３８８９号公報 特開平８−１８９５６８号公報鯵

本発明の目的は、貯留部からの排出時以外のときでも、好ましくは導出路への排出時でも摩耗粉や漏れ流体といった不要物のドレン状況が把握できるようにして、排出状況の確認作業性が改善される排出機構付メカニカルシールを提供する点にある。

請求項１に係る発明は、縦軸心Ｐを持つ回転軸１と一体回転する回転側のシール輪５と、前記回転側のシール輪５の下で、かつ、ケーシング２におけるケース本体部２Ａの上に配置されて前記ケーシング２に相対固定される静止側のシール輪６と、回転側及び静止側の各前記シール輪５，６の摺動面５ａ，６ａどうしを押付け合う弾性手段７とから成るメカニカルシール部３を有し、前記メカニカルシール部３にて生じる摩耗粉及び漏れ流体を前記ケーシング２外に排出させるための導出路２０、及び導出路２０に続く貯留部２１を備えて構成される排出機構付メカニカルシールにおいて、
ほぼ回転側シール輪５をカバーする高さまで上方延出される状態で前記ケース本体部２Ａの内径側に一体的立設状態で形成される堰止環壁１８を設けて、前記ケース本体部２Ａの上で前記静止側シール輪６の傾斜周壁６ｃと前記堰止環壁１８との間に形成される一時回収室１９を形成し、前記導出路２０が前記一時回収室１９に連通する状態で前記ケース本体部２Ａに形成されており、
前記貯留部２１が、フッ素樹脂製の前記チューブ２２と、前記チューブ２２を前記導出路２０に連通接続させる継手機構Ｔと、前記チューブ２２の端部２２ａを閉塞する閉塞手段Ｈとで構成され、
前記継手機構Ｔが、前記導出路２０に連通される内部流路４１ａ及び外周の雄ネジ部４６ａを備えた状態でケーシング側の部材４１に設定される管状部４６と、外径側に隆起した環状大径部分４７ａを有したシール用のインナーリング４２と、前記雄ネジ部４６ａに螺合自在な雌ネジ部４３ａが形成されたユニオンナット４３とを有し、前記インナーリング４２の外周面と前記管状部４６の内周部との間に前記チューブ２２の基端部２２ｂが嵌装された状態における前記ユニオンナット４３の前記管状部４６の付根側への螺進による締付けにより、前記インナーリング４２の環状大径部分４７ａと前記チューブ２２の内周部との間と、前記チューブ２２の外周部と前記管状部４６の内周部との間とのうちの少なくとも一方が密着される密封部Ｍを形成する管継手構造を用いたものに構成され、
前記閉塞手段Ｈが、前記端部２２ａを受け入れる受口部２３及びこの受口部２３内に設けられた少なくとも一箇所のシール面２５を有する合成樹脂製の蓋体２７と、前記端部２２ａに外嵌された状態で前記蓋体２７の受口部側端部に外嵌螺合自在なユニオンナット２８と、前記ユニオンナット２８の前記蓋体２７への螺進による締付けにより前記チューブ２２をこれの外側から押圧し、この押圧作用によって前記端部２２ａと前記蓋体２７のシール面２５とが密着することで形成される少なくとも一箇所のシール部Ｓと、を有する管継手構造を用いたものに構成されていることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の排出機構付メカニカルシールにおいて、前記シール部Ｓが、前記蓋体２７の軸線Ｘ方向の外方に向けて漸次拡径するテーパ面を前記受口部２３の入口より内奥に形成することで成るシール面２４と、前記端部２２ａにこれを断面山形状に拡径膨出させるように圧入されたインナーリング３１における前記端部２２ａから突出した突出部３３の先端に形成したテーパ面からなる突出端面３６との密着により形成されていることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の排出機構付メカニカルシールにおいて、前記シール部Ｓが、前記蓋体２７の受口部の入口に、前記蓋体２７の軸線Ｘに対して交差するテーパ面により構成されたシール面２５と、前記端部２２ａにこれを断面山形状に拡径膨出させるように圧入されたインナーリング３１の圧入部３２の斜面部に形成された内向きテーパ面３５と、の間に前記端部２２ａを傾斜状態で挟持自在に構成することによって形成されていることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の排出機構付メカニカルシールにおいて、前記シール部Ｓが、前記蓋体２７の受口部２３の内奥の前記シール面２４よりも径方向外方に前記蓋体２７の軸線Ｘと平行に形成された環状溝部２９に、前記端部２２ａに圧入されたインナーリング３１の突出部３３の先端に形成された円筒部３７を嵌入自在に構成することによって形成されていることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の排出機構付メカニカルシールにおいて、前記密封部Ｍが、前記管状部４６の先端部における内周部に、前記管状部４６の軸線Ｘに対して交差するテーパ面により構成されたシール面４８と、前記インナーリング４２の前記環状大径部分４７ａの斜面部に形成された内向きテーパ面４９との間に、前記基端部２２ｂを傾斜状態に挟持することによって構成されていることを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の排出機構付メカニカルシールにおいて、前記インナーリング４２における前記環状大径部分４７ａよりも前記付根側の端部が前記管状部４６又は前記ケーシング側の部材４１に内嵌されており、その内嵌部分４４における前記管状部４６又は前記ケーシング側の部材４１と前記インナーリング４２とを、前記ユニオンナット４３の前記管状部４６の付根側への螺進による締付けによって密着する奥シール部Ｑが形成されていることを特徴とするものである。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の排出機構付メカニカルシールにおいて、前記奥シール部Ｑが、前記管状部４６又は前記ケーシング側の部材４１の軸線Ｘ方向の外方に向けて漸次拡径するテーパ面より構成されるシール面４５と、前記インナーリング４２の端部に形成されたテーパ面からなる突出端面５０との密着によって形成されていることを特徴とするものである。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載の排出機構付メカニカルシールにおいて、前記奥シール部Ｑが、前記管状部４６又は前記ケーシング側の部材４１の前記シール面４５よりも径方向で外側において前記管状部４６の軸線Ｘと平行に形成された環状溝部５１に、前記インナーリング４２の端部に形成された円筒部５２を嵌入することで構成されていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、排出機構における貯留部が、フッ素樹脂のチューブを用いて半透明等の内部が視認可能な状態に構成することが可能になるから、貯留部を分解することなく、摩耗粉や漏れ流体等の不要物の状況を目視して把握することができ、視認性や作業性が向上する。即ち、不要物の状況判断が手間を要することなく簡単で適宜（早期）に行えるようになり、例えば、不要物の状況によってメカニカルシールに異常が生じたことを早期に気付くことができ、装置としての損傷度合いが軽いうちに対策を講じることが可能になるといった利点が得られる。

チューブがフッ素樹脂製であるから、チューブ内面の平滑さによって不要物の排出（ドレン排出）が容易になるとともに、薬液や洗浄液等の強い腐食性のある流体でも問題なく扱えて便利である。前述したように、貯留部の分解を要することなく不要物の目視確認ができるので、例えばドレンタンクのような液面計付圧力容器が不要となり、経済的でもある。その結果、貯留部からの排出時以外のときでも、好ましくは導出路への排出時でも摩耗粉や漏れ流体といった不要物のドレン状況が把握できるようにして、排出状況の確認作業性が改善される排出機構付メカニカルシールを提供することができる。

請求項１の発明によれば、ユニオンナットを蓋体の一端部に締め付けるだけの簡単な操作でチューブの端部と蓋体のシール面とを密着させるシール部を介して確実に密封することができる。従って、部品点数を少なくして、安価で、かつ、コンパクトで耐圧性の高い閉塞手段及び信頼性の高い貯留部を有する排出機構付メカニカルシールを得ることができる。

請求項１の発明によれば、チューブとケーシングとを接続連結する手段として継手機構、所謂汎用技術である管継手構造を採るものであるから、チューブの内部流路と導出路とを漏れの無い信頼性に高い状態で確実に連通接続させることが可能になる。

請求項２〜４の発明によれば、ユニオンナットの締め付けによってチューブと蓋体との間が良好にシールされる機能が、チューブの端部が拡張された状態で外嵌圧入されるインナーリングを用いることでより強化されるものとなり、長期に亘って液漏れの心配がなく信頼性に優れる閉塞手段及び貯留部を有する排出機構付メカニカルシールの提供が可能となる。

請求項５の構成によれば、シール部は、管状部先端のテーパ面とインナーリングの内向きテーパ面との間にチューブ端部を傾斜状態に挟持することで構成されるので、請求項１の構成による前記効果（チューブの内部流路と導出路とを漏れの無い信頼性に高い状態で確実に連通接続させる）を有しながら、確実なシール機能が得られる排出機構付メカニカルシールを提供することができる。

請求項６〜８の構成によれば、インナーリング付根側の端部と管状部又はベアリング９の部材とによる奥シール部が付設されるので、請求項１又は５の構成による前記いずれかの効果を奏しながら、シール機能がより強化される利点がある。

以下に、本発明による排出機構付メカニカルシールの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は排出機構付メカニカルシールの概略構成を示す概略の要部断面図、図２は排出機構部分を少し拡大した断面図、図３は閉塞手段を示す拡大断面図、図４は継手機構を示す拡大断面図、図５，６はそれぞれ閉塞手段や継手機構の別構造を示す要部の断面図である。

〔実施例１〕
排出機構付メカニカルシールＡは、図１に示すように、縦軸心Ｐを持つ回転軸１、回転軸１を回転自在に支承するためのケーシング２、装置内側と外部とを密封するための接触型のメカニカルシール（「メカニカルシール部」の一例）３、メカニカルシール３のシール部Ｃで生じる摩耗粉や漏れ流体等による余剰物を外部排出して貯留する排出機構４、等を有して構成されている。尚、図１は要部の断面図であり、ケーシング２等は一部のみを示してある。

メカニカルシール３は、回転軸１と一体回転する回転側のシール輪５と、ケーシング２に相対固定される静止側のシール輪６と、回転側及び静止側の各前記シール輪５，６の摺動面５ａ，６ａどうしを押付け合う弾性手段７とから構成されている。静止側シール輪６は、ケーシング２におけるケース本体部２Ａの上面に載置嵌合されてボルト止めされるフランジ８に上下のＯリング９，９を介して内嵌される環状体であり、フランジ８の内側周面８ａに内嵌される外側周面６ｂを有して外周側に突設される鉢巻部６Ｂ、及び円環状の摺動面６ａを上面に有する摺動部６Ａを有している。

回転軸１の段付大径部１ＡにＯリング１０を介して密外嵌される支持環１１、支持環１１に外嵌される台輪１２、支持環１１に固定部１３Ａの上端部１３ａが外嵌される可動環体１３、前記上端部１３ａに環状スペーサ１４を介して外嵌される状態で台輪１２の下側に配備されるガイド輪１５、可動環体１３に下方移動不能に外嵌されてガイド輪１５の下方に配置される押圧輪１６、ガイド輪１５の貫通孔１５ａに挿通ガイドされる状態で台輪１２と押圧輪１６との上下間に配備される複数のコイルバネ１７等が装備されている。

回転側シール輪５は、可動環体１３下部の可動部１３Ｂの上方凹入溝１３ｂに嵌り込む上凸条輪５Ｂ、押圧輪１６下端における周方向の複数箇所に形成される係合突部１６ａに係合する切欠き部５ｃを有する鍔部５Ｃ、及び下面が摺動面５ａとなる下凸条輪５Ａを有している。つまり、回転側シール輪５は、押圧輪１６に対する回り止め状態で可動部１３Ａを介して下方に押圧付勢されており、それによって回転側摺動面５ａを固定側摺動面６ａに押付けながら相対回転する接触構造のシール部Ｃが形成されている。

可動環体１３は、固定部１３Ａと可動部１３Ｂとを密封状態で連設する蛇腹部１３Ｃを備えてフッ素樹脂等の合成樹脂材で形成されるとともに、押圧輪１６に対しては上方移動不能に内嵌されている。従って、回転側シール輪５を下方に押圧付勢する弾性手段７は、コイルバネ１７、押圧輪１６、可動環体１３等から構成されており、それら（１７，１６，１３）及び支持環１１、台輪１２、環状スペーサ１４、ガイド輪１５、回転側シール輪５は回転軸１と一体回転するようになっている。

ケース本体部２Ａの内径側には、ほぼ回転側シール輪５をカバーする高さまで上方延出される堰止環壁１８が一体的立設状態で形成されている。回転軸１の外周面１ａと十分な間隙を持って配置される堰止環壁１８は、静止側シール輪６の傾斜周壁６ｃとの間に若干の容積を有する一時回収室１９を形成している。従って、シール部Ｃにおいて生じた摩耗粉や漏れ流体等の不要物は、その大部分が堰止め壁１８の軸心Ｐに関する径外側を伝って滑落又は落下移動して、一時回収室１９において一時的に貯留されることを可能としながら、導出路２０を通って装置外（ケーシング２外）へ排出することが可能に構成されている。

排出機構４は前述の導出路２０と、ケース本体部２Ａに接続される貯留部２１とから成っており、導出路２０は、ケース本体部２Ａに形成されている縦穴２０ａと横穴２０ｂとによって形成されている。堰止め壁１８の存在により、シール部Ｓにて生じる不要物を回転軸１に沿って落下させてしまうこと、即ち装置内部に浸入させる不都合がまず生じないようにして、確実に導出路２０に導けるように工夫されている。貯留部２１は、導出路２０に継手機構Ｔを介して連通接続されるフッ素樹脂製（ＰＦＡ等）のチューブ２２と、チューブ２２の先端部を閉塞する閉塞手段Ｈとで構成されている。

閉塞手段Ｈは、図２，図３に示すように、チューブ２２の先端部（端部の一例）２２ａを受け入れる受口部２３及びこの受口部２３内に設けられた少なくとも一箇所のシール面２５を有するフッ素樹脂（合成樹脂の一例）製の蓋体２７と、チューブ先端部２２ａに外嵌された状態で蓋体２７の受口部側端部に外嵌螺合自在なユニオンナット２８と、ユニオンナット２８の蓋体２７への螺進による締付けによりチューブ２２をこれの外側から押圧し、この押圧作用によってチューブ先端部２２ａと蓋体２７のシール面とが密着することで形成される少なくとも一箇所のシール部Ｓと、を有して構成されている

具体的に説明すると、蓋体２７の受口部２３の内部には、第１〜３のシール面２４〜２６が設けられる。第１のシール面２４は、蓋体２７の受口部２３の入口より内奥に、蓋体２７の軸線Ｘに対して交差状、つまり軸線Ｘ方向の外方に向けて漸次拡径するテーパ面により構成される。第２のシール面２５は、受口部２３の入口に、軸線Ｘに対して交差状、つまり軸線Ｘ方向の外方に向けて漸次拡径するテーパ面により構成される。第３のシール面２６は、蓋体２７の受口部２３の内奥において第１のシール面２４よりも径方向外方に軸線Ｘと平行に形成された環状溝部２９により構成される。蓋体２７の受口部２３の外周には雄ねじ３０が形成されている。

そして、チューブ先端部２２ａにはフッ素樹脂等の合成樹脂製のインナーリング３１が圧入状態で内嵌されている。このインナーリング３１は、図３に示すように、チューブ先端部２２ａに圧入されてその先端部２２ａを断面山形状に拡径膨出させる断面算盤玉形状の圧入部３２と、この圧入部３２に連設されてチューブ先端部２２ａに突出する突出部３３とを有するスリーブ形状に形成されている。圧入部３２はこれの一斜面部に外向きテーパ面３４を、他斜面部に第２のシール面２５との間でチューブ先端部２２ａを傾斜状態に挟持して第２のシール部Ｓ２を形成する内向きテーパ面３５をそれぞれ形成している。突出部３３の先端には第１のシール面２４に密着状に当接して第１のシール部Ｓ１を形成するテーパ面からなる突出端面３６、及び環状溝部２９に嵌入して第３のシール部Ｓ３を形成する円筒部３７を形成してなる。インナーリング３１の内径は、チューブ先端部２２ａの内径と同一か略同一に設定して、流体が円滑に流動するようにしてある。

ユニオンナット２８は、図５に示すように、その内周に蓋体２７の雄ねじ３０に螺合自在な雌ねじ３８が形成され、かつ、一端部に環状鍔部３９が内向きに張り出されているともに、環状鍔部３９の内周面の軸方向内端に鋭角、又は直角の押圧エッジ部３９ａが設けられて構成されている。そして、インナーリング３１の圧入されたチューブ先端部２２ａの端部を蓋体２７の受口部２３に挿入し、チューブ先端部２２ａの端部の外周に予め遊嵌させてあるユニオンナット２８の雌ねじ３８を、蓋体２７の雄ねじ３０に螺合させて締め付ける。

前記締付けに伴いユニオンナット２８の押圧エッジ部３９ａがチューブ先端部２２ａの拡径部４０の拡径付け根部に当接してインナーリング３１を軸方向（軸線Ｘ方向）から押圧することになる。これにより、図５に示すように、インナーリング３１の突出端面３６が蓋体２７の第１のシール面２４に対し押し付けられて第１のシール部Ｓ１を形成するとともに、インナーリング３１の内向きテーパ面３５と蓋体２７の第２のシール面２５との間でチューブ先端部２２ａの端部を傾斜状態に挟持して第２のシール部Ｓ２を形成する。さらに、インナーリング３１の円筒部３７が環状溝部２９に圧入されて第３のシール部Ｓ３を形成するようになる。これら第１〜３のシール部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３（いずれも＝Ｓ）によって完全な迄のシール機能が発揮され、チューブ２２を用いながらも漏れが無く信頼性の高い閉塞手段Ｈが構成されている。

継手機構Ｔは、図２，図４に示すように、ケース本体部２Ａに螺着される継手本体（ケーシング２側の部材の一例）４１と、継手本体４１に螺合されるユニオンナット４３と、継手本体４１に内嵌されるインナーリング４２と、インナーリング４２と継手本体４１との間において挟持されるチューブ基端部２２ｂとから構成されている。それらの部品によって密封部Ｍと、第１シール部５３と第２シール部５４とで成る奥シール部Ｑとによる計３箇所のシール部を有しており、ケーシング２の導出路２０とチューブ２２とを漏れなく連通接続させる機能を担っている。

管状部４６は、継手本体４１の先端側の受口となる筒部分である。継手本体４１は、導出路２０に連通される内部流路４１ａ、ケース本体部２Ａに螺着するためのテーパ雄ねじ４１ｂ、シール部を構成すべく先端部に形成される管状部４６、管状部４６の外周部に形成される雄ネジ部４６ａ等を有して構成される筒状の部材である。管状部４６の先端内周側には、先拡がり状テーパ面であるシール面４８が形成され、管状部４６の付け根には先拡がり状テーパ面であるシール面４５、及びそのシール面４５よりも大径側に位置して軸線Ｘと平行な環状溝部５１が形成されている。

インナーリング４２は、軸線Ｘ方向基端部において継手本体４１の管状部４６内に嵌合できる外径を持つ内嵌合部４４、及び軸線Ｘ方向先端部においてチューブ機端部２２ａに内嵌圧入される圧入部４７を有しており、全体としてスリーブ状の部材に形成されている。内嵌合部４４の基端側には、管状部４６付根部分のシール面４５に当接して第１シール部５３を構成するテーパ周面状の突出端面５０が形成されている。圧入部４７は、環状大径部分４７ａと、この環状大径部分４７ａと内嵌合部４４とをつなぐ連接部４７ｂとから成り、連接部４７ｂの外径は内嵌合部４４の外径よりもチューブ２２の肉厚相当分だけ細く設定されている。環状大径部分４７ａは、軸線Ｘ方向で先端側から基端側に向けて漸次拡径するテーパ状の外向きテーパ面５５と、外向きテーパ面５５の頂部から連接部４７ｂに向かって漸次縮径する内向きテーパ面４９とを有する断面山形状に形成されている。

ユニオンナット４３は、これの内周に継手本体４１の雄ネジ部４６ａに螺合される雌ネジ部４３ａが形成され、かつ、先端部に環状の鍔部５６を内向きに張り出すとともに、その鍔部５６の内周部の軸線Ｘ方向基端に鋭角又は直角の押圧エッジ部５６ａが形成されている。鍔部５６の挿通孔５６ｂの内径は、チューブ２２の外径に略等しい値に設定されている。

インナーリング４２を、その圧入部４７のチューブ基端部２２ｂへの挿入によって外方へ膨出変形する状態にチューブ基端部２２ｂ内へ圧入することにより、チューブ基端部２２ａが拡径変形されて拡径部５７が形成されるようになっている。拡径部５７の継手本体４１への挿入方向とは反対側の反挿入方向側斜面部５７ａと、軸線Ｘ方向と平行なチューブ外面部２２ｃと、が出会う所に拡径付け根部５８が形成される。

チューブ基端部２２ａが管状部４６に挿入された状態では、突出端面５０が継手本体１のシール面４５に当接して第１シール部５３を形成する。そして、外向きテーパ面５５がチューブ２２の拡径部５７の反挿入方向側斜面部５７ａの内面に当接するとともに、管状部４６先端のシール面４８とインナーリング４２の内向きテーパ面４９との間に、チューブ基端部２２ａが傾斜状態で挟持することで密封部Ｍが形成される。密封部Ｍでは、インナーリング４２の圧入部４７外周面（４９，５５）に沿って変形したチューブ拡径部５７の挿入方向側斜面部５７ｂがシール面４８に当接する。

さらに、内嵌合部４４基端側の円筒部５２が環状溝部５１に圧入されることにより、第２シール部５４が形成されるようになっており、第１シール部５３も第２シール部５４も奥シール部Ｑを構成している。つまり、第１シール部５３と第２シール部５４との何れか一方又は双方によって奥シール部Ｑが構成されている。この奥シール部Ｑと密封部Ｍとによる計３箇所のシール部により、導出路２０とチューブ２２の内部流路２２Ａとが漏れなく良好に連通接続される継手機構Ｔが実現されている。

以上の構成による排出機構付メカニカルシールＡによれば、メカニカルシール部３において生じる摩耗粉、漏れ流体、塵埃等の不要物が生じると、その不要物は堰止め壁１８にガイドされながれらケーシング２内の回転軸１の周囲部分において下方移動し、一時回収室１９に一時的に貯留又は通過して導出路２０に導かれる。導出路２０に導かれた不要物は、継手機構Ｔを通ってチューブ２２内に移送され、閉塞手段Ｈによって栓がされているチューブ先端部２２ａ内にまずは貯留され、その量が増えるに従って不要物の貯留基端がチューブ２２内におけるチューブ基端部２２ｂに近付くように貯留部２１に貯められて行く。尚、貯留量を変更するには、チューブ２２の長さを変更すれば良い。

しかして、排出機構４における貯留部２１がフッ素樹脂による半透明のチューブ２２を用いて構成されているので、貯留部を分解（満杯になった不要物を取り除くべく貯留部２１を開けるとき等）することなく、摩耗粉や漏れ流体等の不要物の状況を目視して把握することができ、視認性や作業性が向上する。つまり、不要物の状況判断を手間無く簡単で早期に行えるようになり、例えば、不要物が異常であることからメカニカルシール部３の故障に早く気付くことができて、傷の浅いうちに対策を講じることが可能になるといった利点がある。

チューブ２２がＰＦＡ等のフッ素樹脂製であるから、チューブ内面の平滑さによって不要物の排出（ドレン排出）が容易になるとともに、薬液や洗浄液等の強い腐食性のある流体でも問題なく扱えて便利である。前述したように、貯留部の分解を要することなく不要物の目視確認ができるので、例えばドレンタンクのような液面計付圧力容器が不要となり、経済的である。

さらに、貯留部２１を構成する閉塞手段Ｈや継手機構Ｔが、チューブ２２とインナーリング３２，４２とユニオンナット２８，４３とを用いる汎用技術である管継手構造を用いるものであるから、チューブ２２自体で簡単に貯留部２１を構成することができるとともに、チューブ２２の長さ設定によって貯留容積を如何様にも可変設定することができるという利点もある。

〔参考実施例〕
閉塞手段Ｈや継手機構Ｔの参考構造としては、図５や図６に示されるものがある。図５は継手機構Ｔを示し、インナーリング４２の形状が断面山形となる単純な環状体になっているところが実施例１のものと異なっている。この場合の密封部Ｍは、管状体４６先端のシール面４８とインナーリング４２の内向きテーパ面４９との間に、チューブ基端部２２ｂが傾斜状態で挟持されることで構成されている。継手本体４１を蓋体２７に変更すれば閉塞手段Ｈと同等の構造になる。

図６のものは、インナーリングが無く、継手本体４１とチューブ基端部２２ｂと、ユニオンナット４３とで成る継手機構Ｔである。この構造では、チューブ基端部２２ｂを管状部４６に外嵌挿入させるべく拡径変化させる拡径部５９を、ユニオンナット４３の螺進によって管状部４６とユニオンナット４３とで押圧挟持することで密封部Ｍが構成されている。この場合でも、継手本体４１を蓋体２７に変更すれば閉塞手段Ｈと同等の構造になる。

管状部４６は、ケーシング２に一体に形成される構成も可能であり、ケーシング２そのものや、ケーシング２に螺着等によって一体的に取り付けられる継手本体４１等を総称して「ケーシング側の部材」と定義する。

排出機構付メカニカルシールの全体構造を示す要部の断面図 図１の排出機構部分を示す断面図（実施例１） 閉塞手段の構造を示す要部の断面図 継手機構の構造を示す要部の断面図 閉塞手段や継手機構の参考構造その１を示す要部の断面図 閉塞手段や継手機構の参考構造その２を示す要部の断面図 従来の排出機構付メカニカルシールの要部を示す断面図

１ 回転軸
２ ケーシング
３ メカニカルシール部
５ 回転側シール輪
５ａ 摺動面
６ 静止側シール輪
６ａ 摺動面
７ 弾性手段
２０ 導出路
２１ 貯留部
２２ チューブ
２２ａ 端部
２２ｂ 基端部
２３ 受口部
２４ シール面
２５ シール面
２７ 蓋体
２８ ユニオンナット
２９ 環状溝部
３１ インナーリング
３２ 圧入部
３３ 突出部
３５ 内向きテーパ面
３６ 突出端面
３７ 円筒部
４１ ケーシング側の部材
４１ａ 内部流路
４２ インナーリング
４３ ユニオンナット
４３ａ 雌ネジ部
４４ 内嵌部分
４５ シール面
４６ 管状部
４６ａ 雄ネジ部
４７ａ 環状大径部
４８ シール面
４９ 内向きテーパ面
５０ 突出端面
５１ 環状溝部
５２ 円筒部
Ｈ 閉塞手段
Ｍ 密封部
Ｑ 奥シール部
Ｓ シール部
Ｔ 継手機構
Ｘ 軸線

Claims (8)

1. 縦軸心を持つ回転軸と一体回転する回転側のシール輪と、前記回転側のシール輪の下で、かつ、ケーシングにおけるケース本体部の上に配置されて前記ケーシングに相対固定される静止側のシール輪と、回転側及び静止側の各前記シール輪の摺動面どうしを押付け合う弾性手段とから成るメカニカルシール部を有し、前記メカニカルシール部にて生じる摩耗粉及び漏れ流体を前記ケーシング外に排出させるための導出路、及び導出路に続く貯留部を備えて構成される排出機構付メカニカルシールであって、
   ほぼ回転側シール輪をカバーする高さまで上方延出される状態で前記ケース本体部の内径側に一体的立設状態で形成される堰止環壁を設けて、前記ケース本体部の上で前記静止側シール輪の傾斜周壁と前記堰止環壁との間に形成される一時回収室を形成し、前記導出路が前記一時回収室に連通する状態で前記ケース本体部に形成されており、
   前記貯留部が、フッ素樹脂製の前記チューブと、前記チューブを前記導出路に連通接続させる継手機構と、前記チューブの端部を閉塞する閉塞手段とで構成され、
   前記継手機構が、前記導出路に連通される内部流路及び外周の雄ネジ部を備えた状態でケーシング側の部材に設定される管状部と、外径側に隆起した環状大径部分を有したシール用のインナーリングと、前記雄ネジ部に螺合自在な雌ネジ部が形成されたユニオンナットとを有し、前記インナーリングの外周面と前記管状部の内周部との間に前記チューブの基端部が嵌装された状態における前記ユニオンナットの前記管状部の付根側への螺進による締付けにより、前記インナーリングの環状大径部分と前記チューブの内周部との間と、前記チューブの外周部と前記管状部の内周部との間とのうちの少なくとも一方が密着される密封部を形成する管継手構造を用いたものに構成され、
   前記閉塞手段が、前記端部を受け入れる受口部及びこの受口部内に設けられた少なくとも一箇所のシール面を有する合成樹脂製の蓋体と、前記端部に外嵌された状態で前記蓋体の受口部側端部に外嵌螺合自在なユニオンナットと、前記ユニオンナットの前記蓋体への螺進による締付けにより前記チューブをこれの外側から押圧し、この押圧作用によって前記端部と前記蓋体のシール面とが密着することで形成される少なくとも一箇所のシール部と、を有する管継手構造を用いたものに構成されている排出機構付メカニカルシール。
2. 前記シール部が、前記蓋体の軸線方向の外方に向けて漸次拡径するテーパ面を前記受口部の入口より内奥に形成することで成るシール面と、前記端部にこれを断面山形状に拡径膨出させるように圧入されたインナーリングにおける前記端部から突出した突出部の先端に形成したテーパ面からなる突出端面との密着により形成されている請求項１に記載の排出機構付メカニカルシール。
3. 前記シール部が、前記蓋体の受口部の入口に、前記蓋体の軸線に対して交差するテーパ面により構成されたシール面と、前記端部にこれを断面山形状に拡径膨出させるように圧入されたインナーリングの圧入部の斜面部に形成された内向きテーパ面と、の間に前記端部を傾斜状態で挟持自在に構成することによって形成されている請求項１又は２に記載の排出機構付メカニカルシール。
4. 前記シール部が、前記蓋体の受口部の内奥の前記シール面よりも径方向外方に前記蓋体の軸線と平行に形成された環状溝部に、前記端部に圧入されたインナーリングの突出部の先端に形成された円筒部を嵌入自在に構成することによって形成されている請求項２又は３に記載の排出機構付メカニカルシール。
5. 前記密封部が、前記管状部の先端部における内周部に、前記管状部の軸線に対して交差するテーパ面により構成されたシール面と、前記インナーリングの前記環状大径部分の斜面部に形成された内向きテーパ面との間に、前記基端部を傾斜状態に挟持することによって構成されている請求項１〜４の何れか一項に記載の排出機構付メカニカルシール。
6. 前記インナーリングにおける前記環状大径部分よりも前記付根側の端部が前記管状部又は前記ケーシング側の部材に内嵌されており、その内嵌部分における前記管状部又は前記ケーシング側の部材と前記インナーリングとを、前記ユニオンナットの前記管状部の付根側への螺進による締付けによって密着する奥シール部が形成されている請求項１〜５の何れか一項に記載の排出機構付メカニカルシール。
7. 前記奥シール部が、前記管状部又は前記ケーシング側の部材の軸線方向の外方に向けて漸次拡径するテーパ面より構成されるシール面と、前記インナーリングの端部に形成されたテーパ面からなる突出端面との密着によって形成されている請求項６に記載の排出機構付メカニカルシール。
8. 前記奥シール部が、前記管状部又は前記ケーシング側の部材の前記シール面よりも径方向で外側において前記管状部の軸線と平行に形成された環状溝部に、前記インナーリングの端部に形成された円筒部を嵌入することで構成されている請求項７に記載の排出機構付メカニカルシール。

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