JP5566259B2 - メカニカルシール - Google Patents

Description

本発明は、メカニカルシールに関し、特に、それを取り付ける回転機器の軸方向に分割可能なメカニカルシールに関する。

メカニカルシールは、従来から、ポンプあるいは攪拌機等の回転機器の軸封手段として広く使用されている。メカニカルシールは、複数の環状部材から構成されている。このため、メカニカルシールを回転機器に取り付ける際あるいは回転機器から取り外す際、回転機器の一部を分解する必要から、取り付けや取り外しに多大な労力を要していた。このような取り付けや取り外しの作業労力を軽減するために、回転機器の回転軸方向に構成部品を分割した分割型メカニカルシールが開発されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００２−０４８２４８号公報

一般的に、メカニカルシールの構成部品を軸方向に分割した場合、非分割型のメカニカルシールと比較して、その分割面からのオイルや水等の漏洩の可能性が高くなる。上述の特許文献１に開示されるメカニカルシールは、漏洩防止のため、その構成部品の外側に、ゴムパッキングおよびＯリングを取り付けているが、それでも、ゴムパッキングとＯリングとの接触部分から水やオイルが漏洩する危険性がある。

本発明は、かかる課題を解決すること、すなわち、オイルや水等の液体の漏洩をより低減することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一実施形態は、回転機器の回転軸に従動して回転するロータリーリングと、回転軸に従動して回転すると共にロータリーリングとシール状態にてその外側を覆うスリーブと、ロータリーリングと回転軸の軸方向にて当接するシールリングと、シールリングとシール状態にてその外側を覆うグランドカバーとを少なくとも備えるメカニカルシールであって、少なくともロータリーリング、スリーブ、シールリングおよびグランドカバーを軸方向に沿って分割し、スリーブまたは／およびグランドカバーの各分割面の一方の面に、フッ素系樹脂からなるコート層を有し、各分割面の他方の面に当該コート層、さらにその上に弾性接着層を積層し、分割したスリーブまたは／およびグランドカバーを組み合わせた際に、弾性接着層が２つのコート層の間に挟まれる状態にする構成としたメカニカルシールである。

別の本発明の一実施形態は、さらに、コート層を、厚さ５〜４０μｍのポリテトラフルオロエチレンから成る層とするメカニカルシールである。

別の本発明の一実施形態は、さらに、コート層を、２つの分割面が互いに接触する両平面のみに形成するメカニカルシールである。

本発明によれば、オイルや水等の液体の漏洩をより低減することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るメカニカルシールを部分的に分解して示す分解斜視図である。 図２は、図１に示すメカニカルシールを構成するプレアセンブリの一つを分解して示す分解斜視図である。 図３は、図１に示すプレアセンブリの一つを分割面側から見た側面図である。 図４は、図１に示すメカニカルシールを、大気側から機器側に向かって見た正面図である。 図５は、図３に示すプレアセンブリの一つにおいて、コート層、またはコート層と弾性接着層を形成する領域を示す図である。 図６は、図４に示すＰ部の拡大図である。 図７は、メカニカルシールの組み込み作業中に、セットスクリューを大気側に移動する前後およびプリセットチップの取り外し前後の状態を示す図である。

次に、本発明に係るメカニカルシールの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るメカニカルシールを部分的に分解して示す分解斜視図である。図２は、図１に示すメカニカルシールを構成するプレアセンブリの一つを分解して示す分解斜視図である。図３は、図１に示すプレアセンブリの一つを分割面側から見た側面図である。図４は、図１に示すメカニカルシールを、大気側から機器側に向かって見た正面図である。

１．メカニカルシールの概略的な全体構成
実施の形態に係るメカニカルシール１は、回転機器（以後、単に、「機器」ともいう）の回転軸Ｂに従動して回転するロータリーリング３と、回転軸Ｂに従動して回転すると共にロータリーリング３とシール状態にてその外側を覆うスリーブ２と、ロータリーリング３と回転軸Ｂの軸方向にて当接するシールリング４と、シールリング４とシール状態にてその外側を覆うグランドカバー５とを少なくとも備え、少なくともロータリーリング３、スリーブ２、シールリング４およびグランドカバー５を回転軸Ｂの軸方向に沿って分割した２つのプレアセンブリ１ａ，１ｂを備える。メカニカルシール１を構成する２つのプレアセンブリ１ａ，１ｂは、ともに、回転軸Ｂに取り付ける際に組み合わせ可能な分割面を有する。メカニカルシール１は、スリーブ２、ロータリーリング３、シールリング４、グランドカバー５以外に、Ｏリング６〜９を備える。Ｏリング６〜９も、軸方向に分割されている。この結果、プレアセンブリ１ａは、半割スリーブ２ａと、半割ロータリーリング３ａと、半割シールリング４ａと、半割グランドカバー５ａと、半割Ｏリング６ａ〜９ａとを備え、プレアセンブリ１ｂは、半割スリーブ２ｂと、半割ロータリーリング３ｂと、半割シールリング４ｂと、半割グランドカバー５ｂと、半割Ｏリング６ｂ〜９ｂとを、それぞれ備える。なお、プレアセンブリ１ａ，１ｂは必須の構成ではなく、半割スリーブ２ａ、半割ロータリーリング３ａ、半割シールリング４ａ、半割グランドカバー５ａを、また、半割スリーブ２ｂ、半割ロータリーリング３ｂ、半割シールリング４ｂ、半割グランドカバー５ｂを、それぞれ一体化していなくても良い。

２．各構成部材の概要
２．１ スリーブ（半割スリーブ２ａ＋半割スリーブ２ｂ）
スリーブ２は、略円筒形状を有する。スリーブ２は、その長さ方向の両端側を径方向に大きく構成し、軸方向略中央領域に、ロータリーリング３、シールリング４およびグランドカバー５を配置するための空間１０を備える。スリーブ２は、回転軸Ｂに取り付けた状態で、回転軸Ｂに従動して回転する回転環の一つである。スリーブ２は、この実施の形態では、例えば金属（好ましくは、ＳＵＳ）から成る構成部材である。

２．２ ロータリーリング（半割ロータリーリング３ａ＋半割ロータリーリング３ｂ）
ロータリーリング３は、略円筒形状を有する。ロータリーリング３は、スリーブ２の空間１０であって機器側に最も近い位置に取り付けられ、回転軸Ｂに従動して回転する回転環の一つである。ロータリーリング３は、この実施の形態では、例えば炭化珪素から成る構成部材である。

２．３ シールリング（半割シールリング４ａ＋半割シールリング４ｂ）
シールリング４は、一方を大径に構成するフランジ付きの円筒形状を有する。シールリング４は、空間１０のロータリーリング３に接する位置に取り付けられ、回転軸Ｂに従動しない遊動環である。シールリング４は、この実施の形態では、例えばカーボンから成る構成部材である。

２．４ グランドカバー（半割グランドカバー５ａ＋半割グランドカバー５ｂ）
グランドカバー５は、長さ方向に短い略円筒形状を有する。グランドカバー５は、空間１０に一部を挿入して、Ｏリング８を介してシールリング４と隣接状態にて機器に固定される。グランドカバー５は、この実施の形態では、例えば金属（好ましくは、ＳＵＳ）から成る構成部材である。

２．５ Ｏリング（半割Ｏリング６ａ〜９ａ＋半割Ｏリング６ｂ〜９ｂ）
Ｏリング６は、スリーブ２の内面と回転軸Ｂとの間に配置されるシール用リングである。Ｏリング７は、ロータリーリング３の外面と、スリーブ２のロータリーリング３を覆う外壁部の内面との間に配置されるシール用リングであって、ロータリーリング３の長さ方向に沿って、２本配置される。Ｏリング７は、ロータリーリング３がスリーブ２内で回るのを防止する回り止めとして機能する。２本のＯリング７を用いることにより、金属製のピン等を用いて回り止めを行うのと比較し、加工工数を減らすことができる効果が得られる。

Ｏリング８は、シールリング４の外面と、グランドカバー５との間に配置されるシール用リングである。Ｏリング９は、グランドカバー５と機器との間に配置されるシール用リングである。Ｏリング６〜９は、この実施の形態では、例えばフッ素系エラストマーから成る。

以上の構成部材からメカニカルシール１を組み立てて、機器の回転軸Ｂに取り付けると、回転軸Ｂとともに、スリーブ２とロータリーリング３が回転する。グランドカバー５は、機器に固定されているので、動かない。シールリング４は、グランドカバー５とロータリーリング３との間に挟まれた状態にあり、ロータリーリング３やスリーブ２に固定されていないので、ロータリーリング３に対して摺動状態にて軸方向に遊動する。

３．メカニカルシールの詳細な構成
３．１ スリーブの構造
図１に示すように、半割スリーブ２ａは、大気側において、分割面１８に近い位置に、円周方向の一部を角型に切り欠いた切欠部１１を備える。半割スリーブ２ｂも、スリーブ２の中心に対して上記の切欠部１１と面内対称の位置に、同様の切欠部１１を備える。切欠部１１は、スリーブ２の分割面１８に向かって貫通する貫通孔１２を備える。また、半割スリーブ２ａ，２ｂは、一方の分割面１８において、他方の分割面１８側の貫通孔１２，１２と一致する位置に、内面にねじ溝を有するねじ孔１３，１３を備える。さらに、半割スリーブ２ａは、機器側において、分割面１８に近い位置に、円周方向の一部を角型に切り欠いた切欠部１５を備える。半割スリーブ２ｂも、スリーブ２の中心に対して上記の切欠部１５と面内対称の位置に、同様の切欠部１５を備える。切欠部１５は、スリーブ２の分割面１８に向かって貫通する貫通孔１６を備える。また、半割スリーブ２ａ，２ｂは、一方の分割面１８において、他方の分割面１８側の貫通孔１６，１６と一致する位置に、内面にねじ溝を有するねじ孔１７，１７を備える。半割スリーブ２ａと半割スリーブ２ｂは、ボルト２０を貫通孔１２，１２からねじ孔１３，１３に、貫通孔１６，１６からねじ孔１７，１７にそれぞれねじ入れることにより、組み立てられる。

半割スリーブ２ａ，２ｂは、切欠部１１，１１から外周に沿って、それぞれ２個のねじ孔２１，２１を備える。それぞれのねじ孔２１は、半割スリーブ２ａ，２ｂの各内面側まで貫通形成されており、スクリュー２５を回転軸Ｂに当接可能な位置までねじ入れ可能な構成である。スクリュー２５を回転軸Ｂに当接するまでねじ孔２１にねじ入れることによって、スリーブ２を、回転軸Ｂに固定することができる。ねじ孔２１の円周方向隣に、別のねじ孔２８も形成されている。ねじ孔２８は、半割スリーブ２ａ，２ｂの各内面にまで到達しない孔であって、プレアセンブリ１ａ，１ｂを組み立てる際に、プリセットチップ１２０を仮固定するために用いるものである。プリセットチップ１２０は、スリーブ２とグランドカバー５との中心を合わせるための調整部材であり、この実施の形態では、４個設けられている。プリセットチップ１２０は、貫通孔１２１を有しており、その貫通孔１２１に低頭ボルト１３０を入れ、ねじ孔２８に低頭ボルト１３０をねじ込むことにより、中心合わせの機能を持つ。

半割スリーブ２ａ，２ｂは、大気側に形成される大径のフランジ部において、その厚み方向に貫通する貫通孔３２を、それぞれ３個備える。また、半割スリーブ２ａ，２ｂは、その内面に、周状に形成される溝２６，２６を備える。溝２６，２６は、半割Ｏリング６ａ，６ｂを固定するためのものであり、回転軸Ｂ側に開口する。

スリーブ２は、両分割面１８，１８の一方の面に、当該両分割面１８，１８の他方の面に向かって突出する凸部５０〜５３を備えると共に、両分割面１８，１８の他方の面に、凸部５０〜５３と嵌合する凹部４０〜４３を備える。ここで、「嵌合」とは、クリアランスがほとんど無く、密着状態となる係合状態をいう。

凹部４３および凹部４１は、回転軸Ｂの軸方向に沿って長く延び、それぞれ、半割スリーブ２ａ，２ｂの機器側端面から半割ロータリーリング３ａ，３ｂ側に向かって細長く形成される。凹部４２および凹部４０は、回転軸Ｂの径方向に沿って長く延び、それぞれ、半割スリーブ２ａ，２ｂの外面から回転軸Ｂの径方向内側に向かって細長く形成される。凹部４０と凹部４１は、互いに直交し、接触しないように配置されている。凹部４２と凹部４３も同様である。

凸部５１および凸部５３は、回転軸Ｂの軸方向に沿って長く延び、それぞれ、半割スリーブ２ａ，２ｂの機器側端面から半割ロータリーリング３ａ，３ｂ側に向かって細長く形成される。凸部５０および凸部５２は、回転軸Ｂの径方向に沿って長く延び、それぞれ、半割スリーブ２ａ，２ｂの外面から回転軸Ｂの径方向内側に向かって細長く形成される。凸部５０と凹部５１は、互いに直交し、接触しないように配置されている。凸部５２と凸部５３も同様である。

凸部５０〜５３は、略円柱形状のピン（例えば、ＳＵＳ製のピン、これを「ドレープピン」と称する）によって形成するのが好ましい。半割スリーブ２ａおよび半割スリーブ２ｂの両分割面１８，１８に、互いに対向するように１組の凹部を１または複数セット形成しておき、各セットの凹部にて形成される孔（ドレープピンの外径よりわずかに小径の孔）に、ドレープピンを打ち込み、半割スリーブ２ａおよび半割スリーブ２ｂを分離することにより、半割スリーブ２ａおよび半割スリーブ２ｂのいずれか一方に、ドレープピンを凸部として固定できる。ここで、半割スリーブ２ａ側の凹部を、これと対向する半割スリーブ２ｂ側の凹部よりも大きな容積にて形成しておくと、半割スリーブ２ａおよび半割スリーブ２ｂを分離した際に、ドレープピンが外れることなく、ドレープピンを半割スリーブ２ａ側の凹部に確実に固定できる。

３．２ グランドカバーの構造
図１に示すように、半割グランドカバー５ａは、その円周側面上であって分割面５８に近い位置に、円周方向の一部を角型に切り欠いた切欠部６０を備える。半割グランドカバー５ｂも、グランドカバー５の中心に対して上記の切欠部６０と対称の位置に、同様の切欠部６０を備える。切欠部６０は、グランドカバー５の分割面５８に向かって貫通する貫通孔６１を備える。また、半割グランドカバー５ａ，５ｂは、一方の分割面５８において、他方の分割面５８側の貫通孔６１，６１と一致する位置に、内面にねじ溝を有するねじ孔６２，６２を備える。半割グランドカバー５ａと半割グランドカバー５ｂは、ボルト６５，６５を貫通孔６１，６１からねじ孔６２，６２にそれぞれねじ入れることにより、組み立てられる。

グランドカバー５は、両分割面５８，５８の一方の面に、当該両分割面５８，５８の他方の面に向かって突出する凸部８０〜８３を備えると共に、両分割面５８，５８の他方の面に、凸部８０〜８３と嵌合する凹部７０〜７３を備える。

凹部７１および凹部７３は、回転軸Ｂの軸方向に沿って長く延び、それぞれ、半割グランドカバー５ａ，５ｂの大気側から機器側に向かって細長く形成される。凹部７０および凹部７２は、回転軸Ｂの径方向に沿って長く延び、それぞれ、半割グランドカバー５ａ，５ｂの外面から回転軸Ｂの径方向内側に向かって細長く形成される。凹部７０と凹部７１は、互いに直交し、接触しないように配置されている。凹部７２と凹部７３も同様である。

凸部８３および凸部８１は、回転軸Ｂの軸方向に沿って長く延び、それぞれ、半割グランドカバー５ａ，５ｂの大気側から機器側に向かって細長く形成される。凸部８２および凸部８０は、回転軸Ｂの径方向に沿って長く延び、それぞれ、半割グランドカバー５ａ，５ｂの外面から回転軸Ｂの径方向内側に向かって細長く形成される。凸部８０と凹部８１は、互いに直交し、接触しないように配置されている。凸部８２と凸部８３も同様である。凸部８０〜８３は、スリーブ２の凸部５０〜５３と同様のドレープピンによって形成される。

半割グランドカバー５ａ，５ｂは、その厚み方向に貫通する貫通孔９０を、それぞれ２個備える。貫通孔９０は、図４に示すボルト９６を挿入し、機器のスタッフィングボックスＴにグランドカバー５を固定するために必要な孔である。半割グランドカバー５ｂ（５ａでも良い）は、機器と反対側の面からシールリング４ｂの方向に向かって斜めに貫通するドレーン孔（約４ｍｍ径）９５を有する。ドレーン孔９５は、漏洩する水やオイル等を外部に排出するための貫通孔である。

図２に示すように、半割グランドカバー５ａ，５ｂは、その機器側の面に、回転軸Ｂの周方向に沿って形成される溝６６，６６を備える。溝６６，６６は、半割Ｏリング９ａ，９ｂを固定するためのものであり、機器側に開口する。また、半割グランドカバー５ａ，５ｂは、その回転軸Ｂ側の面に、回転軸Ｂの周方向に沿って形成される溝６８，６８を備える。溝６８，６８は、半割Ｏリング８ａ，８ｂを固定するためのものであり、回転軸Ｂ側に開口する。

半割グランドカバー５ａ，５ｂは、貫通孔９０よりも径方向内側において、周方向に３個のねじ孔１３２を備える。ねじ孔１３２は、半割グランドカバー５ａ，５ｂの厚さ方向に貫通する。ねじ孔１３２は、その内面にねじ溝を形成しており、セットスクリュー１４０を挿脱両方向に移動可能にする孔である。セットスクリュー１４０は、ロータリーリング３をスリーブ２に密着させるために、シールリング４側からロータリーリング３を押すために使用される。セットスクリュー１４０は、ロータリーリング３およびシールリング４の平面度不良を防止すると共に、プレアセンブリ１ａ，１ｂを分割した際に、各半割構成部品の脱落を防止する機能を有する。セットスクリュー１４０は、メカニカルシール１を機器に組み込んだ後、抜くか、あるいはシールリング４への押圧を解除すべく引き抜き方向に移動される。セットスクリュー１４０は、主にＳＵＳから成り、シールリング４に接する側の先端のみをＳＵＳより軟質の金属（例えば、銅）から構成される。このため、セットスクリュー１４０がシールリング４に接しても、シールリング４が破損しにくい。

グランドカバー５は、シールリング４との隙間に、シールリング４をロータリーリング３側に付勢するための２本のピン１４５および１２本のスプリング１４６を備える。

３．３ ロータリーリングの構造
半割ロータリーリング３ａは、図２に示すように、その外周に沿って形勢される２本の溝１０１，１０１を、厚さ方向に並べて備える。各溝１０１は、各半割Ｏリング７ａ，７ｂを固定するための溝であって、半割スリーブ２ａ，２ｂ側に開口する。また、半割ロータリーリング３ａ，３ｂは、半割シールリング４ａ，４ｂ側の端面に、半割シールリング４ａ，４ｂ側に突出する突出面１０２を備える。突出面１０２と半割シールリング４ａ，４ｂとの間は、互いに接しており、摺動部Ｓとなる（図３参照）。

３．４ シールリングの構造
半割シールリング４ａ，４ｂは、図２に示すように、略Ｌ字状の断面を有する構成部材であって、半割ロータリーリング３ａ，３ｂ側に、より大径のフランジ部１１１を備えると共に、当該フランジ部１１１に連接して、半割グランドカバー５ａ，５ｂ側に延出するスリーブ部１１２を備える。スリーブ部１１２の半割グランドカバー５ａ，５ｂ側の端面は、先に説明したピン１４５およびセットスクリュー１４０の先端部が接する部分である。また、スリーブ部１１２は、その内面に、半割グランドカバー５ａ，５ｂ側の端面を開口する半円筒形状の溝１１５を有する。先に説明したピン１４５は、当該溝１１５に接し、シールリング４の回り止めの機能を有する。

３．５ 分割面のコート処理
図５は、図３に示すプレアセンブリの一つにおいて、コート層、またはコート層と弾性接着層を形成する領域を示す図である。図６は、図４に示すＰ部の拡大図である。

スリーブ２およびグランドカバー５は、メカニカルシール１の分割面のシール特性を高めるために、スリーブ２およびグランドカバー５の各分割面１８，５８の一方の面に、フッ素系樹脂からなるコート層１６０ａを有するのが好ましい。各分割面１８，５８の他方の面は、上記コート層１６０ａと同様のコート層１６０ｂを、さらにその上に弾性接着層１６１を、順に積層する。これにより、２つのプレアセンブリ１ａ，１ｂを組み合わせた際に、スリーブ２およびグランドカバー５の各分割面１８，５８において、弾性接着層１６１を両コート層１６０ａ，１６０ｂ（総称する場合には、「コート層１６０」と称する）に挟まれる状態とすることができる。弾性接着層１６１は、プレアセンブリ１ａ，１ｂの分割と組み合わせを繰り返し行っても、長期間、接着機能を保持できる層であるのが好ましい。コート層１６０の厚さは、好ましくは５〜４０μｍ、さらに好ましくは１０〜３０μｍ、それより好ましくは１５〜２５μｍ、最も好ましくは２０μｍである。コート層１６０と弾性接着層１６１を用いることにより、従来から用いられるゴムパッキンとＯリングとの接触部を無くすことが可能になる。この結果、水等の漏洩は生じにくくなる。

コート層１６０は、半割スリーブ２ａ，２ｂの両分割面１８，１８の全面、および半割グランドカバー５ａ，５ｂの両分割面５８，５８の全面に形成し、あるいは互いに接触する両平面にのみ形成することができる。両平面にのみ形成する場合、具体的には、図５にその一例として示すハッチング領域にのみコート層１６０を形成し、分割面１８，５８内において、凹部４０〜４３、凸部５０〜５３、凹部７０〜７３、凸部８０〜８３、半割ロータリーリング３ａ，３ｂの挿入領域、半割シールリング４ａ，４ｂの挿入領域等には、コート層１６０を形成しない。

一方、凹部４０〜４３を含む半割スリーブ２ａの分割面の全面にコート層１６０と弾性接着層１６１を形成する場合、凹部４０〜４３を含む半割スリーブ２ｂの分割面の全面にコート層１６０を形成した後、半割スリーブ２ａ，２ｂを一体化してドレープピンを打ち込み、その後、半割スリーブ２ａ，２ｂを分割する。同様に、凹部７０〜７３を含む半割グランドカバー５ａの分割面の全面にコート層１６０と弾性接着層１６１を形成し、凹部７０〜７３を含む半割グランドカバー５ｂの分割面の全面にコート層１６０を形成した後、半割グランドカバー５ａ，５ｂを一体化してドレープピンを打ち込み、その後、半割グランドカバー５ａ，５ｂを分割する。かかる方法を採用すると、漏水防止に寄与しない領域にもコート層１６０および弾性接着層１６１を塗布することになる反面、塗布領域を選択する必要が無い点で、コート層１６０および弾性接着層１６１の各形成が容易になる。

弾性接着層１６１は、半割スリーブ２ａ側あるいは半割スリーブ２ｂ側のいずれに形成しても良い。図６に示すように、半割スリーブ２ａ側に弾性接着層１６１を形成した場合には、プレアセンブリ１ａ，１ｂの分割面は、矢印Ｑで示す面になり、半割スリーブ２ｂ側に弾性接着層１６１を形成した場合には、プレアセンブリ１ａ，１ｂの分割面は、矢印Ｒで示す面になる。半割グランドカバー５ａ，５ｂについても、上記半割スリーブ２ａ，２ｂと同様である。なお、コート層１６０は、半割スリーブ２ａ，２ｂの分割面１８，１８のみ、あるいは半割グランドカバー５ａ，５ｂの分割面５８，５８のみに形成しても良い。

コート層１６０は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、トリフルオロ塩化エチレン、テトラフルオロエチレン等から形成でき、特に、テトラフルオロエチレンによって、より好適に形成できる。

弾性接着層１６１は、ウレタン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリル樹脂、可撓性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリサルファイド樹脂、ＳＢＲ等を主成分とする接着剤により好適に形成でき、より好ましくは、柔軟性に富み、分離を繰り返しても接着能を長期間維持可能なウレタン樹脂を主成分とする接着剤により形成できる。

４．メカニカルシールの組み立て方法
次に、本発明の実施の形態に係るメカニカルシール１の組み立て方法につき、プレアセンブリ１ａ，１ｂの組み立てと、その後の機器への組み込みとに分けて、説明する。

４．１ プレアセンブリの組み立て
組み立て手順は、以下の通りである。
１）半割スリーブ２ａ，２ｂの各分割面１８に、フッ素系樹脂を塗布してコート層１６０を形成すると共に、半割スリーブ２ａ側のコート層１６０ａの上に、ウレタン系接着剤を塗布し、弾性接着層１６１を形成する。
２）ボルト２０を用いて、半割スリーブ２ａ，２ｂを一体化する。
３）凹部４０〜４３の各セットにより形成される孔に、ドレープピンを打ち込む。
４）半割Ｏリング６ａ，６ｂを、スリーブ２の溝２６に取り付ける。
５）２組の半割Ｏリング７ａ，７ｂを、半割ロータリーリング３ａ，３ｂの２つの溝１０１，１０１に取り付ける。
６）半割ロータリーリング３ａ，３ｂを、スリーブ２内に挿入して取り付ける。
ここまでの手順にて、回転環の組み立てが完了する。

７）半割グランドカバー５ａ，５ｂの各分割面５８に、フッ素系樹脂を塗布してコート層１６０を形成すると共に、半割グランドカバー５ａ側のコート層１６０ａの上に、ウレタン系接着剤を塗布し、弾性接着層１６１を形成する。
８）ボルト６５を用いて、半割グランドカバー５ａ，５ｂを一体化する。
９）凹部７０〜７３の各セットにより形成される孔に、ドレープピンを打ち込む。
１０）半割Ｏリング８ａ，８ｂを、グランドカバー５の溝６８に取り付ける。
１１）半割Ｏリング９ａ，９ｂを、グランドカバー５の溝６６に取り付ける。
１２）グランドカバー５に、スプリング１４６およびピン１４５を取り付ける。
１３）グランドカバー５に、半割シールリング４ａ，４ｂを挿入する。
ここまでの手順にて、シールリング４とグランドカバーの組み立てが完了する。

１４）ボルト６５を取り外し、グランドカバー５を分割する。
１５）回転環の組み立て品の外周から、半割シールリング４ａ，４ｂと半割グランドカバー５ａ，５ｂとを挿入する。
１６）再び、ボルト６５を用いて、グランドカバー５を一体化する。
１７）低頭ボルト１３０を用いて、プリセットチップ１２０をスリーブ２に固定する。
１８）セットスクリュー１４０をねじ込んで、シールリング４、ロータリーリング３をスリーブ２に押し付ける。
ここまでの手順にて、プレアセンブリ１ａ，１ｂのカートリッジ化が完了する。

４．２ 機器へのメカニカルシールの組み込み
１）メカニカルシール１からボルト２０，６５を外して、プレアセンブリ１ａ，１ｂに分割する。
２）プレアセンブリ１ａ，１ｂを機器の回転軸Ｂにあてがい、ボルト２０を用いてスリーブ２を一体化する。
３）ボルト６５を用いて、グランドカバー５を一体化する。
４）ボルト９６を用いて、メカニカルシール１を機器（具体的には、機器のスタッフィングボックスＴ）に固定する。
５）スクリュー２５にてスリーブ２を回転軸Ｂに固定する。
６）セットスクリュー１４０を大気側に移動し、シールリング４に対する押圧を解除する。７）低頭ボルト１３０を取り外し、スリーブ２からプリセットチップ１２０を取り外す。

図７は、メカニカルシールの組み込み作業中に、セットスクリューを大気側に移動する前後およびプリセットチップの取り外し前後の状態を示す図である。

ハッチング部分は、セットスクリュー１４０、低頭ボルト１３０およびプリセットチップ１２０である。図７に示すように、貫通孔３２から治具（Ｌ型六角レンチ等）を差し込んで、矢印方向（大気側方向）にセットスクリュー１４０を移動させることにより、シールリング４への押圧が解除される。また、プレアセンブリ１ａ，１ｂのカートリッジ化の段階では、プリセットチップ１２０がグランドカバー５とスリーブ２との隙間Ｗに、その一部を入れた状態にある。プリセットチップ１２０は、低頭ボルト１３０を締めて、スリーブ２とグランドカバー５の同心を出すと共に隙間Ｗを確保する機能を有する。メカニカルシール１を機器に取り付けると、プリセットチップ１２０の役割は終了するため、機器の運転前に、これを取り外す。ここまでの手順にて、メカニカルシール１の組み込みが完了する。

本発明は、回転機器等の軸封に利用可能である。

１ メカニカルシール
１ａ，１ｂ プレアセンブリ
２ スリーブ
３ ロータリーリング
４ シールリング
５ グランドカバー
１８ 分割面
５８ 分割面
１６０ コート層
１６０ａ コート層
１６０ｂ コート層
１６１ 弾性接着層
Ｂ 回転軸

Claims (3)

1. 回転機器の回転軸に従動して回転するロータリーリングと、
   上記回転軸に従動して回転すると共に当該ロータリーリングとシール状態にてその外側を覆うスリーブと、
   上記ロータリーリングと上記回転軸の軸方向にて当接するシールリングと、
   当該シールリングとシール状態にてその外側を覆うグランドカバーと、
   を少なくとも備えるメカニカルシールであって、
   少なくとも上記ロータリーリング、上記スリーブ、上記シールリングおよび上記グランドカバーを上記軸方向に沿って分割し、
   上記スリーブまたは／および上記グランドカバーの各分割面の一方の面に、フッ素系樹脂からなるコート層を有し、各分割面の他方の面に当該コート層、さらにその上に弾性接着層を積層し、分割した上記スリーブまたは／および上記グランドカバーを組み合わせた際に、上記弾性接着層が２つの上記コート層の間に挟まれる状態にする構成とすることを特徴とするメカニカルシール。
2. 前記コート層は、厚さ５〜４０μｍのポリテトラフルオロエチレンから成る層であることを特徴とする請求項１に記載のメカニカルシール。
3. 前記コート層は、２つの前記分割面が互いに接触する両平面のみに形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のメカニカルシール。

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