JP5916571B2 - メカニカルシール - Google Patents

Description

本発明は、例えば、石油精製、石油化学および製鉄化学等において２００℃を越えるような高温液を扱う機器のシールに用いられるメカニカルシールに関し、詳細には、ベローズ及びバッフルスリーブを備えた高温用ベローズシール型式のメカニカルシールに関する。

従来、密封液が２００℃を越えるような高温液において、冷却液によるフラッシングを行わないメカニカルシールとして、図８に示すような高温用ベローズシール型式のメカニカルシールが知られている（以下「従来技術」という。例えば、特許文献１参照。）。
図８に示される従来技術の高温用ベローズシール型式のメカニカルシールは、回転軸５０とハウジング５１との間に形成した軸封部５３に装着されて、回転軸５０とハウジング５１との間をシールするメカニカルシールであって、ハウジング５１側に取り付けられるカラー５４と、カラー５４に連結されるベローズ５５と、ベローズ５５に連結されるリテーナ５６と、リテーナ５６に嵌合されるシールリング５７と、回転軸５０側に取り付けられるメイティングリング５８と、カラー５４の内周側に所定の間隔をおいて設けられた筒状のバッフルスリーブ５９を備えている。また、スチームクエンチをシールカバー６０の供給孔６４からメカニカルシールの静止側内周とバッフルスリーブ５９外周とで形成された隙間を流路としてシール端面部に供給し、メカニカルシール部を冷却するとともに、シール端面からにじみ漏れした液を洗浄し、排出している。

そして、シールリング５７端面の摺動トルクは、リテーナ５６→ベローズ５５→カラー５４に伝わり、シールカバー６０にボルト６３で固定されたカラー５４が受けている。シールリング５７端面の潤滑状況の変化による円周方向の微振動（スティックスリップ）はリテーナ５６→ベローズ５５に伝搬する。この円周方向の微振動を抑えるために、シールカバー６０にボルト６３で固定されたバッフルスリーブ５９がリテーナ５６内周部まで伸びており、バッフルスリーブ５９の外径とリテーナ最内径とを円周の部分的（多くは４等配）に微小隙間に絞ると共に、ベローズ５５の内周面に当接して制振作用を有するダンパー６１をバッフルスリーブ５９の外周面に装着し、振動した際には、この微小隙間以上に振れないように制振作用を持たせている。

このようなメカニカルシールにおいて、通常、カラー５４、ベローズ５５及びリテーナ５６は例えば溶接などで接合され、また、リテーナ５６にカーボンなどの摺動材料で作られたシールリング５７が密封的に焼嵌めまたは圧入され、これらの部材は、予め工場等において一体的に組み立てられている。

しかしながら、従来技術のメカニカルシールには、次のような問題があった。
シールカバー６０に各種部材を装着する際、カラー５４、ベローズ５５、リテーナ５６及びシールリング５７（以下、「静止側シール部材」という。）はシールカバー６０の機内側（被密封流体側）に装着されるようになっているのに対し、バッフルスリーブ５９は断面形状がＬ字型の一体加工品であるため、シールカバー６０の機外側（大気側）からしか装着できない。このため、静止側シール部材等とバッフルスリーブ５９を予めプレアッセンブリすることができず、現地で組み立てざるを得なかった。また、その際、ベローズ５５の内周面とバッフルスリーブ５９の外面との間に装着されるダンパー６１をバッフルスリーブ５９に巻き付け、その後、ベローズ５５を挿入するという困難な作業を現地で行わざるを得ないという問題があった。

ＷＯ ２０１０／１１３９３２号公報

本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたもので、静止側シール部材、バッフルスリーブ、及びダンパー等の関連部品を工場、サービスセンター等において確実かつ制御された状態でプレアッセンブリすることができ、現地工事における組立工程を少なくすることのできるメカニカルシールを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため本発明のメカニカルシールは、第１に、ハウジングと回転軸との間に形成した軸封部に装着されて、ハウジングと回転軸との間をシールするメカニカルシールであって、シールリングと、該シールリングに対向摺接するメイティングリングとを具備し、前記シールリングおよび前記メイティングリングの一方がハウジングに装着されたシールカバーの機内側にベローズを介して支持され、他方が回転軸と共に回転するメカニカルシールにおいて、前記シールカバーの機外側において固定されて前記シールリングと前記メイティングリングとの摺動面にクエンチング流体を誘導する断面略Ｌ字状のバッフルスリーブを備え、前記バッフルスリーブはフランジ部と筒状部とが分割された構成であり、前記フランジ部は軸方向において機内側フランジ部と機外側フランジ部とに２分割され、前記機内側フランジ部と機外側フランジ部との間には離脱防止部材が挟着され、前記離脱防止部材の挟着された状態における内径側には前記筒状部に穿設された凹部又は孔に嵌合する舌部が延設されており、前記フランジ部の締結により前記離脱防止部材を介して前記フランジ部と筒状部とが離脱不能に固定されることを特徴としている。
この特徴によれば、工場、サービスセンターにおいて、カラー、ベローズ、リテーナ及びシールリングとバッフルスリーブの筒状部及びダンパー等の関連部品とを確実かつ制御された状態でプレアッセンブリすることができ、現地工事における部材の組立工程を省くことができる。このため、組み込み性が向上すると共に、現場作業でのミスを低減することができる。さらに、従来、断面略Ｌ字状の一体的なバッフルスリーブを丸棒からに削り出す場合、フランジ部の「外径×筒状部の長さ」の材料が必要であり、また、丸棒断面から略Ｌ字状に加工するためには、その大部分を削る必要があり、無駄が多かったが、本発明に係るバッフルスリーブは、フランジ部と筒状部とが別の材料から形成されるため、従来技術におけるような無駄を無くすことができる。さらに、本発明のメカニカルシールではシールカバーの機外側における設置スペースを従来技術に比べて著しく小さくできるため、省スペースでの組立が可能である。さらに、フランジ部をシールカバーに固定する際に締結すると、離脱防止部材を介してフランジ部と筒状部とが離脱不能に固定されるため、振動等の外乱にも十分に耐える機能を備えたバッフルスリーブを得ることができる。

また、本発明のメカニカルシールは、第２に、第１の特徴において、前記離脱防止部材の舌部はクサビ型に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、離脱防止部材が挟着されて圧縮変形された際、クサビ型の舌部は筒状部の孔に侵入するので、舌部を筒状部の孔に対して締まり勝手とすることができる。

また、本発明のメカニカルシールは、第３に、第１または第２の特徴において、前記離脱防止部材には、前記フランジ部を締結する締結部材の嵌入用の孔が穿設され、前記離脱防止部材は前記フランジ部の締結時に前記締結部材により前記フランジ部に挟着されることを特徴としている。
この特徴によれば、離脱防止部材はフランジ部の締結時に締結部材に嵌合した状態でフランジ部に挟着されるため、確実に圧縮変形され、筒状部の孔に対するクサビ型の舌部の侵入を確実なものとすることができる。

また、本発明のメカニカルシールは、第４に、第１ないし第３のいずれかの特徴において、前記機内側フランジ部及び前記機外側フランジ部の接合面には、それぞれ、前記離脱防止部材の着座用の凹部が形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、離脱防止部材の装着が正確かつ容易であり、また、離脱防止部材の位置ずれを防止することができる。

また、本発明のメカニカルシールは、第５に、第１ないし第４のいずれかの特徴において、前記離脱防止部材は、金属、ゴムまたはプラスチックから形成されることを特徴としている。
この特徴によれば、必要とされる離脱防止機能に応じた材料の選択ができる。

本発明は、以下のような優れた効果を奏する。
（１）シールカバーの機外側において固定されてシールリングとメイティングリングとの摺動面にクエンチング流体を誘導する断面略Ｌ字状のバッフルスリーブを備え、バッフルスリーブはフランジ部と筒状部とが分割された構成であり、フランジ部は軸方向において機内側フランジ部と機外側フランジ部とに２分割され、機内側フランジ部と機外側フランジ部との間には離脱防止部材が挟着され、離脱防止部材の挟着された状態における内径側には筒状部に穿設された凹部又は孔に嵌合する舌部が延設されており、フランジ部の締結により離脱防止部材を介してフランジ部と筒状部とが離脱不能に固定されることにより、工場、サービスセンターにおいて、カラー、ベローズ、リテーナ及びシールリングとバッフルスリーブの筒状部及びダンパー等の関連部品とを確実かつ制御された状態でプレアッセンブリすることができ、現地工事における部材の組立工程を省くことができる。このため、組み込み性が向上すると共に、現場作業でのミスを低減することができる。さらに、従来、断面略Ｌ字状の一体的なバッフルスリーブを丸棒からに削り出す場合、フランジ部の「外径×筒状部の長さ」の材料が必要であり、また、丸棒断面から略Ｌ字状に加工するためには、その大部分を削る必要があり、無駄が多かったが、本発明に係るバッフルスリーブは、フランジ部と筒状部とが別の材料から形成されるため、従来技術におけるような無駄を無くすことができる。さらに、本発明のメカニカルシールではシールカバーの機外側における設置スペースを従来技術に比べて著しく小さくできるため、省スペースでの組立が可能である。さらに、フランジ部をシールカバーに固定する際に締結すると、離脱防止部材を介してフランジ部と筒状部とが離脱不能に固定されるため、振動等の外乱にも十分に耐える機能を備えたバッフルスリーブを得ることができる。

（２）離脱防止部材の舌部はクサビ型に形成されていることにより、離脱防止部材が挟着されて圧縮変形された際、クサビ型の舌部は筒状部の孔に侵入するので、舌部を筒状部の孔に対して締まり勝手とすることができる。

（３）離脱防止部材には、フランジ部を締結する締結部材の嵌入用の孔が穿設され、離脱防止部材はフランジ部の締結時に締結部材によりフランジ部に挟着されることにより、離脱防止部材はフランジ部の締結時にボルトに嵌合した状態でフランジ部に挟着されるため、確実に圧縮変形され、筒状部の孔に対するクサビ型の舌部の侵入を確実なものとすることができる。

（４）機内側フランジ部及び前記機外側フランジ部の接合面には、それぞれ、前記離脱防止部材の着座用の凹部が形成されていることにより、離脱防止部材の装着が正確かつ容易であり、また、離脱防止部材の位置ずれを防止することができる。
（５）離脱防止部材は、金属、ゴムまたはプラスチックから形成されることにより、必要とされる離脱防止機能に応じた材料の選択ができる。

本発明の実施形態に係るメカニカルシールの一例を示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係るメカニカルシールの他の例を示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係るバッフルスリーブの要部を説明する図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態に係るバッフルスリーブの要部の斜視図である。 本発明に係るメカニカルシールと従来技術におけるメカニカルシールとの組立工程を対比して説明する説明図の一部である。 本発明に係るメカニカルシールと従来技術におけるメカニカルシールとの組立工程を対比して説明する説明図の一部である。 本発明に係るメカニカルシールと従来技術におけるメカニカルシールとの組立工程を対比して説明する説明図の一部である。 従来の高温用ベローズシール型式のメカニカルシールを示す縦断面図である。

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図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加えうるものである。

図１及び２を参照しながら、本発明の実施形態に係るメカニカルシールを説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るメカニカルシールの一例を示す縦断面図であり、図１において、参照符号１は、石油精製、石油化学および製鉄化学等において２００℃を越えるような高温液、たとえば、石油精製プラントの減圧蒸留設備の熱油を扱う機器、例えば、ポンプ等における軸封部のハウジング、参照符号２はハウジング１にボルト等（図示省略）の固定手段により装着されるシールカバーである。また、図中左側が機内側、図中右側が機外側（大気側）である。

図１に示すメカニカルシールは、回転軸３とハウジング１との間に形成した軸封部４に装着されて、回転軸３とハウジング１との間をシールするメカニカルシールであって、シールカバー２の機内側に装着されたカラー６と、該カラー６に連結されるベローズ７と、該ベローズ７に連結されるリテーナ８と、該リテーナ８の端面に焼嵌めまたは圧入されたシールリング９と、回転軸３側に取り付けられるメイティングリング１０とを備えている。

カラー６は、金属から形成される筒状をなすものであって、環状のガスケット１５を介してシールカバー２の機内側に取り付けられている。
ベローズ７は、打抜き加工等によって波形環状に形成した金属製のダイアフラム板を複数枚一列に並べて、隣接するダイアフラム板の外径部間及び内径部間をガス溶接等によって交互に連結して、全体を蛇腹筒状に形成したものであって、一端がカラー６側にガス溶接等によって一体に連結されるようになっている。

リテーナ８は、金属から形成され筒状をなすものであって、ベローズ７の他端がガス溶接等によって一体に連結されるようになっている。リテーナ８の材料はベローズ７の材料と同一か、あるいは熱膨張係数がほぼ近似した異種材料からなっている。
通常、リテーナ８、ベローズ７およびカラー６を溶接により一体物として製作後、これらの全表面に特殊窒化クロムや窒化チタンなどの１０μｍ以下の厚みの耐食・耐摩耗性のイオンプレーティングを均一に施工する。これにより、リテーナ８、ベローズ７およびカラー６の全表面が均一な耐食性をもつので、耐食性の低い材料で構成されていても、イオンプレーティングの耐食性が全体の耐食性となり、材料選定の制限が大幅に少なくなる。

シールリング９は、炭化珪素、カーボン、その他のセラミックス等から形成される筒状をなすものであって、メイティングリング１０との摺動面において回転軸３の軸線に垂直なシール面１６を形成している。

シールリング９は、リテーナ８の端面に焼嵌めまたは圧入されている。

シールリング９、リテーナ８、ベローズ７及びカラー６の内周側には所定の間隔をおいて筒状のバッフルスリーブ１７が取り付けられ、このバッフルスリーブ１７によってシールカバー２に設けられたクエンチング液供給孔３５から供給されるクエンチング液がシール面１６に確実に導かれるようになっている。バッフルスリーブ１７は、ステンレスなどの硬い材料で製作されるか、硬質クロムメッキ、特殊窒化クロム、あるいは窒化チタンなどの１０μｍ以下の厚みの耐食・耐摩耗性のイオンプレーティングが施されている。

リテーナ８の内周側には１個または複数個の切り欠き（図示省略）が設けられている。 一方、シールカバー２に固定されたバッフルスリーブ１７の先端が、シールリング９のシール端面側の近くまで伸びて、リテーナ８の切り欠きと微小隙間を持って係合する雄型の歯部（図示省略）が形成され、リテーナ８の切り欠きとバッフルスリーブ１７の歯部とが軸方向に可動可能に互いに噛み合うクラッチ構造１８が形成されている。この構造により、シールリング９のシール端面の摺動トルクはバッフルスリーブ１７が受けることになり、ベローズ７に摺動トルクが伝わらないため、シール面の潤滑不安定によりシールリング９のシール端面にスティックスリップが発生しても、ベローズ７がスティックスリップの影響を受けることがない。

バッフルスリーブ１７の外周面とベローズ７の内周面との間に、ベローズ７に振動が起きた場合でもベローズ７の振れ止めを行うためのダンパー１９が配設されている。ダンパー１９はリング形状、例えば、帯状をしており、バッフルスリーブ１７の外周面に形成された環状溝２０に装着される。このため、ベローズの疲労を先延ばしにでき、耐久性を確保できる。また、ダンパー１９の外周部及びリテーナ８の内周部には、１個または複数個の切り欠きが設けられ、クエンチング液供給孔３５から供給されたクエンチング液をバッフルスリーブ１７によってシール面１６に誘導することができ、シール面１６からの微小な漏れ液を洗浄排出することができる。

図２は、本発明の実施形態に係るメカニカルシールの他の例を示す縦断面図であり、リテーナ８の端面とシールリング９の端面とがラップジョイントをもって密封的に接触する点で図１に示すメカニカルシールと相違するがその他の構成は図１と同じであり、重複する説明は省略する。
図２に示すメカニカルシールは、回転軸３とハウジング１との間に形成した軸封部４に装着されて、回転軸３とハウジング１との間をシールするメカニカルシールであって、シールカバー２の機内側に装着されたカラー６と、該カラー６に連結されるベローズ７と、該ベローズ７に連結されるリテーナ１１と、該リテーナ１１端面とラップジョイントをもって密封的に接触するシールリング１２と、回転軸３側に取り付けられるメイティングリング１０とを備えている。

シールリング１２は両端面にラッピング仕上げされたシール端面を持っており、シールリング１２とリテーナ１１とは分離した構造となっており、リテーナ１１のシールリング１２側端面もラッピング仕上げされたシール端面を持ち、両者の密封は、ラッピング面を合わせて密封するラップジョイント構造を採用している。シールリング１２とリテーナ１１とは分離した構造となっているため、高温雰囲気でもメイティングリング１０と摺動するシールリング１２のシール端面の平面度は、熱膨張差による影響を受けないので、密封性が保たれる。また、リテーナ１１自体の圧力変形や熱変形にも影響されることがない。さらに、焼嵌めや圧入、その後の熱処理などの特殊工程の必要がなく、それに伴いジグ類も不要となるので、コスト低減および工数低減が図れる。また、シールリング１２の交換が容易となる。

リテーナ１１のシール側端面とシールリング１２のシール端面とはベローズ７のばね荷重および流体圧による押し付け力で互いに密封的に接触するが、リテーナ１１のシール端面は、シールリング１２が回転しないので回転による摺動はしない、ほぼ静止の密封面である。
シールリング１２の内周側に切り欠きを設け、バッフルスリーブ１７の歯部とが軸方向に可動可能に互いに噛み合うクラッチ構造１８が形成されている。
また、リテーナ１１及びシールリング１２の外周面において外径を部分的に縮径する環状の凹部１４が形成され、この凹部１４にリテーナ１１とシールリング１２との芯出しをするための芯出しケース１３が装着されている。

図２に示すメカニカルシールは、シールリング１２とリテーナ１１とは分離した構造となっていること、シールリング１２とリテーナ１１との密封はラップジョイント構造となっていること、および、シールリング１２とバッフルスリーブ１７とは軸方向に可動可能に互いに噛み合うクラッチ構造となっていることから、シールリング１２のシール端面の摺動トルクはバッフルスリーブ１７が受けることになり、ベローズ７に摺動トルクが伝わらないため、シール面の潤滑不安定によりシールリング１２のシール端面にスティックスリップが発生しても、ラップジョイント部で自在に滑ることにより、ベローズ７がスティックスリップの影響を受けることがない。

図１及び図２に示すメカニカルシール等に用いられるバッフルスリーブ１７は、図３（ａ）に示すように、フランジ部２１と筒状部２２とから構成され、断面略Ｌ字状をなしており、フランジ部２１と筒状部２２とは分割された構成である。詳述すると、フランジ部２１と筒状部２２とは別部材からなり、フランジ部２１の内周面２３が筒状部２２の基端の外周面２４に嵌合するように形成されている。また、図１及び図２に示すように、フランジ部２１はシールカバー２の機外側に設けられたフランジ部嵌合用の凹部３３に嵌入され、ボルト３４によりシールカバー２に固定されるように構成されている。
筒状部２２の先端部にはリテーナ８の切り欠きと軸方向に可動可能に互いに噛み合うクラッチ構造１８（図２に示すメカニカルシールにおいてはシールリング１２の切り欠きと軸方向に可動可能に互いに噛み合うクラッチ構造１８）が形成され、また、筒状部２２の外周面にはベローズ７の内周面との間でベローズ７の振れ止めを行うためのダンパー１９を配設するための環状溝２０が形成されている。

また、図３（ａ）に示すように、バッフルスリーブ１７のフランジ部２１は軸方向において機内側フランジ部２１−１と機外側フランジ部２１−２に２分割され、ボルト孔３２が周方向に複数設けられている。そして、機内側フランジ部２１−１と機外側フランジ部２１−２との分割面Ｃには離脱防止部材２５が挟着されるようになっている。離脱防止部材２５は、例えば、金属、ゴムまたはプラスチックから形成され、図３（ｂ）に示すように、正面視において、例えば、虫メガネのフレームに似た形状をしている。

また、離脱防止部材２５の挟着された状態における内径側には舌部２６が延設されており、さらに、離脱防止部材２５の挟着された状態における外径側にはフランジ部２１を締結する締結部材であるボルト３４の嵌入用の孔２７が穿設されている。離脱防止部材２５の舌部２６は先端が細いクサビ型に形成されている。
一方、筒状部２２の基端の外周面２４の離脱防止部材２５に対向する部分には離脱防止部材２５の舌部２６が嵌合するための孔２８が穿設されている。図３では、舌部２６が嵌合する部分には孔２８が穿設されているが、これに限らず、凹部でもよい。

機内側フランジ部２１−１及び機外側フランジ部２１−２の接合面Ｃには、それぞれ、離脱防止部材２５の着座用の凹部２９、２９が形成されている。凹部２９は、ボルト孔３２の周囲に形成されており、離脱防止部材２５が着座可能な大きさを有し、深さは、離脱防止部材２５の厚さの１／２より浅く設定され、フランジ部２１がボルト３４で締結された場合、離脱防止部材２５は、図３（ａ）に示すように、破線の状態から実線の状態まで、若干、圧縮変形され、舌部２６が孔２８に侵入するようになっている。
離脱防止部材２５は、着座用の凹部２９、２９に配設されると共に、筒状部２２の孔２８に舌部２６が嵌合された状態でボルト３４が通され、フランジ部２１の締結時に締結部材であるボルト３４によりフランジ部２１に挟着される。このため、フランジ部２１と筒状部２２とはフランジ部２１の締結により離脱防止部材２５を介して離脱不能に固定される。

図３では、離脱防止部材２５がボルト孔３２の周囲に装着される場合が示されているが、これは一例に過ぎず、フランジ部２１の周方向のどの位置に装着されてもよい。その場合には、離脱防止部材２５にボルト３４の嵌入用の孔２７を穿設する必要はない。また、着座用の凹部２９は、離脱防止部材２５の位置ずれ防止のため設けることが望ましい。

図３（ａ）に示すように、フランジ部２１がボルト３４で締結された場合、離脱防止部材２５は、破線の状態から実線の状態まで圧縮変形されるが、その際、離脱防止部材２５は内外に押し出される。このため、離脱防止部材２５のクサビ型の舌部２６は筒状部２２の孔２８に侵入し、離脱防止部材２５は筒状部２２の孔２８に対して締まり勝手となり、フランジ部２１と筒状部２２とは一体的にシールカバー２に固定される。

図４には、フランジ部２１と筒状部２２とが離脱防止部材２５を介して離脱不能に固定される状態が示されている。図４において、図３と同じ符号は図３と同じであり、重複する説明は省略する。

虫メガネのフレームに似た形状をした離脱防止部材２５は、機内側フランジ部２１−１及び機外側フランジ部２１−２の接合面Ｃのボルト孔３２の周囲に形成された着座用の凹部２９、２９に配設され、舌部２６は筒状部２２の孔２８に嵌合している。この状態で機内側フランジ部２１−１と機外側フランジ部２１−２とが締結されると、離脱防止部材２５は凹部２９、２９内において挟着され、移動不能であるから、筒状部２２の孔２８に嵌合した舌部２６が孔２８から抜け出ることはない。また、離脱防止部材２５は、圧縮変形されるため、クサビ型の舌部２６は筒状部２２の孔２８に侵入し、筒状部２２の孔２８に対して締まり勝手となるので、フランジ部２１と筒状部２２とは一体的に固定されることになる。

次に、図５ないし図７を参照しながら、本発明の実施形態に係るメカニカルシール、例えば、図１に示すメカニカルシールと従来技術におけるメカニカルシールとの組立工程を対比して説明する。

（１）プレアッセンブリ
本発明のメカニカルシールでは、工場、サービスセンター（以下、「工場等」という。）において、カラー６、ベローズ７、リテーナ８及びシールリング９とバッフルスリーブ１７の筒状部２２及びダンパー１９とを確実かつ制御された状態でプレアッセンブリする（以下、プレアッセンブリされた部材を「プレアッセンブリ部材」という。）ため、現地工事でプレアッセンブリ部材の組立工程を省くことができる。
これに対して、従来技術のメカニカルシールは、カラー５４、ベローズ５５、リテーナ５６及びシールリング５７等の静止側シール部材と断面略Ｌ字状で一体型のバッフルスリーブ５９とは、シールカバー６０の反対側からしか装着できないため、静止側シール部材とバッフルスリーブ５９を予めプレアッセンブリすることができない。
（２）現地等における初期状態
本発明のメカニカルシールでは、シールカバー２の機内側にプレアッセンブリ部材及びガスケット１５が配置され、機外側にバッフルスリーブ１７の分割された機内側フランジ部２１−１及び機外側フランジ部２１−２と、離脱防止部材２５、並びにボルト３４が配置される。
これに対して、従来技術のメカニカルシールは、シールカバー６０の機内側に静止側シール部材、ダンパー６１及びガスケット６２が配置され、機外側に一体型のバッフルスリーブ５９及びボルト６３が配置される。
説明図からわかるように、本発明のメカニカルシールにおける設置スペースＬ’は従来技術のメカニカルシールにおける設置スペースＬに比べて著しく小さい。このように、本発明のメカニカルシールでは、省スペースでの組立が可能である。
（３）二次シール装着
本発明のメカニカルシール及び従来技術のメカニカルシール共に、それぞれ二次シール部材であるガスケット１５、ガスケット６２がシールカバー側に装着される
（４）スリーブの挿入
従来技術のメカニカルシールでは、シールカバー６０の機外側に配置された一体型のバッフルスリーブ５９がシールカバー６０に挿入される。これに対して、本発明のメカニカルシールでは、バッフルスリーブ１７の筒状部２２はプレアッセンブリされているので、シールカバー２へのバッフルスリーブ１７の挿入は不要である。
（５）関連部品の装着
従来技術のメカニカルシールでは、関連部品であるダンパー６１をシールカバー６０の機内側からバッフルスリーブ５９に巻き付け、その後、静止側シール部材をバッフルスリーブ５９の外径側に挿入するが、この作業は若干の困難を伴う。これに対して、本発明のメカニカルシールでは、関連部品であるダンパー１９はプレアッセンブリされているので、バッフルスリーブ１７の筒状部２２に対するダンパー１９の装着作業は不要であり、装着ミス、装着漏れなどはなく、設計した性能を確保することができる。
（６）シールの装着
本発明のメカニカルシールでは、バッフルスリーブ１７の筒状部２２及びダンパー１９を含むプレアッセンブリ部材を機内側からシールカバー２に直接装着する。
これに対して、従来技術のメカニカルシールは、ダンパー６１をバッフルスリーブ５９に巻き付けた状態を維持しつつ、静止側シール部材をバッフルスリーブ５９の外径側に挿入するため、正確に装着することが困難である。
（７）ボルト締結
本発明のメカニカルシールでは、バッフルスリーブ１７の機内側フランジ部２１−１、離脱防止部材２５及び機外側フランジ部２１−２をシールカバー２の凹部２５に位置合わせしながら順次嵌入し、ボルト３４を締結する。ボルト３４が締め込まれると、機内側フランジ部２１−１及び機外側フランジ部２１−２は分割面Ｃが密着するように締結され、その際、離脱防止部材２５が挟着され、フランジ部２１と筒状部２２とが離脱不能に固定された状態となる。このため、フランジ部２１と筒状部２２とは一体的にシールカバー２に固定される。
これに対して、従来技術のメカニカルシールは、バッフルスリーブ５９のフランジ部を介してシールカバー６０にボルト６３を締結する。

本発明の実施形態に係るメカニカルシールの効果は以下のとおりである。
（１）本発明に係るバッフルスリーブ１７はフランジ部２１と筒状部２２とが分割された構成であるため、工場等において、カラー６、ベローズ７、リテーナ８及びシールリング９とバッフルスリーブ１７の筒状部２２及びダンパー１９とを確実かつ制御された状態でプレアッセンブリすることができ、現地工事で部材の組立工程を省くことができる。このため、組み込み性が向上すると共に、現場作業でのミスを低減することができる。さらに、従来、断面略Ｌ字状の一体的なバッフルスリーブを丸棒から削り出す場合、「フランジ部の外径×筒状部の長さ」の材料が必要であり、また、丸棒から断面略Ｌ字状に加工するためには、その大部分を削る必要があり、無駄が多かったが、本発明に係るバッフルスリーブ１７は、フランジ部２１と筒状部２２とを別の材料から形成するため従来技術におけるような無駄を無くすことができる。
（２）本発明のメカニカルシールではシールカバー２の機外側における設置スペースを従来技術に比べて著しく小さくできるため、省スペースでの組立が可能である。
（３）本発明に係るバッフルスリーブ１７では、フランジ部２１は軸方向において２分割され、機内側フランジ部２１−１と機外側フランジ部２１−２との間には離脱防止部材２５が挟着され、離脱防止部材２５の挟着された状態における内径側には筒状部２２に穿設された凹部又は孔２８に嵌合する舌部２６が延設されており、フランジ部２１の締結により離脱防止部材２５を介してフランジ部２１と筒状部２２とが離脱不能に固定されるため、振動等の外乱にも十分に耐える機能を備えたバッフルスリーブを得ることができる。
（４）本発明の実施形態に係る離脱防止部材２５の舌部２６はクサビ型に形成されているため、離脱防止部材２５が挟着されて圧縮変形された際、クサビ型の舌部２６は筒状部２２の孔２８に侵入するので、筒状部２２の孔２８に対して締まり勝手とすることができる。
（５）本発明の実施形態に係る離脱防止部材２５には、フランジ部２１を締結する締結部材であるボルト３４の嵌入用の孔２７が穿設され、離脱防止部材２５はフランジ部２１の締結時にボルト３４に嵌合した状態でフランジ部２１に挟着されるため、確実に圧縮変形され、クサビ型の舌部２６の筒状部２２の孔２８に対する侵入を確実なものとすることができる。
（６）機内側フランジ部２１−１及び機外側フランジ部２１−２の接合面Ｃには、それぞれ、離脱防止部材２５の着座用の凹部２９が形成されているため、離脱防止部材２５の装着が正確かつ容易であり、また、離脱防止部材２５の位置ずれを防止することができる。

１ ハウジング
２ シールカバー
３ 回転軸
４ 軸封部
６ カラー
７ ベローズ
８ リテーナ
９ シールリング
１０ メイティングリング
１１ リテーナ
１２ シールリング
１３ 芯出しケース
１４ 凹部
１５ ガスケット
１６ シール面
１７ バッフルスリーブ
１８ クラッチ構造
１９ ダンパー
２０ 環状溝
２１ フランジ部
２１−１ 機内側フランジ部
２１−２ 機外側フランジ部
２２ 筒状部
２３ 内周面
２４ 筒状部の基端の外周面
２５ 離脱防止部材
２６ 舌部
２７ 離脱防止部材の孔
２８ 筒状部の孔
２９ 凹部
３２ ボルト孔
３３ シールカバーの機外側に設けられたフランジ部嵌合用の凹部
３４ ボルト（締結部材）
３５ クエンチング流体供給孔

Claims (5)

1. ハウジングと回転軸との間に形成した軸封部に装着されて、ハウジングと回転軸との間をシールするメカニカルシールであって、シールリングと、該シールリングに対向摺接するメイティングリングとを具備し、前記シールリングおよび前記メイティングリングの一方がハウジングに装着されたシールカバーの機内側にベローズを介して支持され、他方が回転軸と共に回転するメカニカルシールにおいて、前記シールカバーの機外側において固定されて前記シールリングと前記メイティングリングとの摺動面にクエンチング流体を誘導する断面略Ｌ字状のバッフルスリーブを備え、前記バッフルスリーブはフランジ部と筒状部とが分割された構成であり、前記筒状部と分割された前記フランジ部は軸方向において機内側フランジ部と機外側フランジ部とに２分割され、前記機内側フランジ部と機外側フランジ部との間には離脱防止部材が挟着され、前記離脱防止部材の挟着された状態における内径側には前記フランジ部と分割された前記筒状部に穿設された凹部又は孔に嵌合する舌部が延設されており、前記フランジ部と前記筒状部とは前記離脱防止部材を介して離脱不能に構成されることを特徴とするメカニカルシール。
2. 前記離脱防止部材の舌部はクサビ型に形成されていることを特徴とする請求項１記載のメカニカルシール。
3. 前記離脱防止部材には、前記フランジ部を締結する締結部材の嵌入用の孔が穿設されていることを特徴とする請求項１又は２記載のメカニカルシール。
4. 前記機内側フランジ部及び前記機外側フランジ部の接合面には、それぞれ、前記離脱防止部材の着座用の凹部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のメカニカルシール。
5. 前記離脱防止部材は、金属、ゴムまたはプラスチックから形成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のメカニカルシール。
   

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