JP6356752B2

JP6356752B2 - メカニカルシール

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Publication number: JP6356752B2
Application number: JP2016175537A
Authority: JP
Inventors: 博之坂倉; 兼史藤田
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2016-09-08
Filing date: 2016-09-08
Publication date: 2018-07-11
Anticipated expiration: 2036-09-08
Also published as: US10823291B2; CN109923339B; JP2018040443A; WO2018047403A1; DE112017004516T5; CN109923339A; US20180363782A1

Description

本発明はメカニカルシールに関する。さらに詳しくは、例えば各種産業用ポンプ、攪拌機等の被軸封機器における回転軸とケーシングとの間を、回転環のシール面と固定環のシール面とを接触させてシールするメカニカルシールに関する。

強酸又は強アルカリ性等の腐食性の強い物質の処理を行う機器、例えば当該物質の攪拌処理を行う攪拌機では、耐食性を確保するためにステンレス等の金属の母材の表面にガラスやフッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレンをコーティングした容器（圧力容器）が使用されている。ガラスをコーティングした容器はグラスライニング釜（以下、ＧＬ釜ともいう）とも呼ばれ、また、フッ素樹脂をコーティングした容器はフッ素樹脂コーティング釜（以下、ＰＴＦＥ釜ともいう）とも呼ばれている。

前記ＧＬ釜やＰＴＦＥ釜を備えた攪拌機では、腐食性の強い物質と接触する当該ＧＬ釜やＰＴＦＥ釜の内側面、及び、ＧＬ釜やＰＴＦＥ釜内を挿通し、前記物質を攪拌する攪拌翼等の攪拌部を回転させる回転軸の表面にガラスやフッ素樹脂がコーティングされる。

ところで、前記ＧＬ釜やＰＴＦＥ釜を備えた攪拌機を用いて粉体や電気伝導度の低い溶剤等を処理する場合、静電気が発生し易い。ＧＬ釜やＰＴＦＥ釜は、前述したように、その内側面にガラス又はフッ素樹脂がコーティングされているので、体積抵抗率（比抵抗ともいわれる）（Ω・ｃｍ）が高く、発生した静電気が帯電し易い。静電気が多量に帯電すると、粉塵爆発や溶剤への着火等の不具合が発生する恐れがある。
そこで、前記ＧＬ釜やＰＴＦＥ釜、及び回転軸には、通常、アース処理が施されており、当該ＧＬ釜等に帯電した静電気を除電するようにしている。

前述したＧＬ釜やＰＴＦＥ釜を備えた攪拌機では、当該ＧＬ釜等の内側面以外に、メカニカルシールのシール部を構成する回転環や固定環にも静電気が帯電する。かかる回転環や固定環では、ＧＬ釜やＰＴＦＥ釜内の粉体や溶剤からの帯電だけでなく、回転環のシール面と固定環のシール面との摺接により発生する静電気の帯電が生じる。回転環及び固定環のうち固定環は、Ｏリングを介してシールケースに取り付けられる場合が多く、この場合、当該固定環は、前記シールケースに実質的に接触することなく、Ｏリングによってシールケースとわずかに（例えば、０．１５〜０．３０ｍｍ程度）離間した状態に保持されている。このため、固定環は、静電気の逃げ場がなく、帯電し易い構造となっている。

また、高い耐食性を確保するために固定環の材質としてＳｉＣ（炭化ケイ素）の焼結体が用いられることがあるが、ＳｉＣの体積抵抗率は１０^５〜１０^７Ω・ｃｍと幅がある。体積抵抗率については、１０^６Ω・ｃｍを基準とし、これよりも大きいと電気が流れにくく、これよりも小さいと電気が流れやすいと考えることができるが、ＳｉＣの場合は、前述したように体積抵抗率にばらつきがあることから、電気が流れにくく帯電し易い固定環となることがある。この場合、固定環に帯電した静電気は前記のように逃げ場がないので、多量に帯電した静電気によって、前述した粉塵爆発等の不具合が発生する恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、固定環に静電気が帯電するのを抑制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している。

（１）本発明のメカニカルシールは、ケーシング内を挿通する回転軸に設けられた回転環と、前記回転環と軸方向に対向して配設された固定環と、前記回転環と固定環との対面するシール面同士を接触させるべく当該回転環及び固定環のうちの一方を他方側に押す弾性手段と、を備え、前記シール面間を挟んで軸方向一方側の第１空間と軸方向他方側の第２空間とを仕切るメカニカルシールであって、
前記固定環は、ＳｉＣの焼結体で作製されており、
前記固定環における前記回転環と対面するシール面にダイヤモンド膜が形成されており、
前記固定環の外周面又は内周面に、前記シール面のダイヤモンド膜と連続するダイヤモンド膜が形成されており、且つ、
前記ダイヤモンド膜が形成された固定環の体積抵抗率が１０^１〜１０^４Ω・ｃｍである。

本発明のメカニカルシールでは、固定環における前記回転環と対面するシール面にダイヤモンド膜が形成されており、且つ、前記固定環の外周面又は内周面に、前記シール面のダイヤモンド膜と連続するダイヤモンド膜が形成されている。また、ダイヤモンド膜が形成された固定環の体積抵抗率は１０^１〜１０^４Ω・ｃｍである。ダイヤモンドは体積抵抗率が小さく、かかるダイヤモンドの膜を形成した固定環の体積抵抗率は、前記ダイヤモンド膜の膜厚により変動するが、通常の膜厚（例えば、１．０〜３０．０μｍ）の範囲内であれば、前記のように１０^１〜１０^４Ω・ｃｍと小さい。このため、固定環は電気が流れやすくなり、当該固定環に静電気が帯電するのを抑制することができる。

（２）前記（１）のメカニカルシールにおいて、前記固定環における前記シール面と反対側の面である背面に、前記固定環の外周面又は内周面のダイヤモンド膜と連続するダイヤモンド膜を形成することが望ましい。この場合、固定環の体積抵抗率をより小さくして当該固定環に静電気が帯電するのをより効果的に抑制することができる。

（３）前記（１）又は（２）のメカニカルシールにおいて、前記固定環に帯電した静電気を当該固定環の外周面及び／又は内周面から除去する静電気除去部を備えていることが望ましい。この場合、静電気除去部によって固定環に帯電した静電気を除去することができるので、当該固定環に静電気が帯電するのをさらに効果的に抑制することができる。

（４）前記（３）のメカニカルシールにおいて、前記静電気除去部は、前記固定環が取り付けられる部材に形成され当該固定環の外周面及び／又は内周面に冷却水を供給する供給路と、前記部材に形成され前記固定環の外周面及び／又は内周面に供給された冷却水を排出する排出路と、前記供給路に冷却水を供給するポンプとを備えたものとすることができる。この場合、ポンプにより供給路に冷却水を供給することで固定環を冷却するとともに、当該冷却水を介して固定環に帯電した静電気を外部に除電することができる。

（５）前記（１）〜（４）のメカニカルシールにおいて、前記ケーシングは、当該ケーシング内で処理される被処理物と接触する当該ケーシングの内側面及び前記回転軸の表面にガラス又はフッ素樹脂がコーティングされたものとすることができる。この場合、ケーシング内で強酸又は強アルカリ性の、粉体又は電気伝導率の低い溶剤を攪拌処理する際に発生する静電気が固定環に帯電しようとしても、固定環はダイヤモンド膜でコーティングされており体積抵抗率が小さいので、当該固定環に静電気が帯電するのが抑制される。

（６）前記（５）のメカニカルシールにおいて、前記被処理物を、強酸又は強アルカリ性の、粉体又は電気伝導率の低い溶剤とすることができる。

本発明のメカニカルシールによれば、回転環に静電気が帯電するのを抑制することができる。

本発明のメカニカルシールが適用される機器の一例である攪拌機の縦断面説明図である。本発明のメカニカルシールの一実施形態の縦断面説明図である。図２に示されるメカニカルシールの要部拡大説明図である。図２に示されるメカニカルシールの他の変形例の要部拡大説明図である。本発明のメカニカルシールの他の実施形態の要部拡大説明図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明のメカニカルシールの実施の形態を詳細に説明する。
〔攪拌機の概要〕
図１は、本発明のメカニカルシールが適用される機器の一例である攪拌機Ａの縦断面説明図である。
図１に示される攪拌機Ａは、容器１内の被処理物を攪拌する攪拌翼（図示せず）の軸ないし回転軸２がほぼ垂直に配設される縦型の攪拌機である。容器１の上端部（図１において上側の端部）には、架台３が配設されている。架台３は、ボルト４を容器１の口部５の下部に設けられた割フランジ６のネジ部に螺合させることで、当該口部５に取り付けられている。また、架台３は、容器１の上端面１ａに形成された固定部７にスタッドボルト８により固定されている。

架台３内には回転軸２の軸頭部２ａが配設されており、この軸頭部２ａの外周にはベアリング９及びメカニカルシールＭ１が設けられている。軸頭部２ａの先端２ａ１は割カップリング１１内に挿入されている。メカニカルシールＭ１は、軸方向一方側の容器１内の空間Ｓ１（以下、第１空間Ｓ１ともいう）と軸方向他方側の空間Ｓ２（以下、第２空間Ｓ２ともいう）とを仕切り、容器１内に存在する被処理物等が機外側に漏れるのを防止する。架台３の上部側方の開口１２は、ステンレスなどの金属製の安全カバー１３により閉止されている。

攪拌機Ａの容器１は、いわゆるＧＬ釜と呼ばれる容器であり、当該容器１の内側面１ｂ及び回転軸２の表面２ｂ等の被処理物が接触する箇所ないし面には、例えばホーロー等のガラスがコーティングされている。ガラスをコーティングすることで耐食性が向上するので、容器１内で、強酸又は強アルカリ性等の腐食性の強い物質の攪拌処理を行うことができる。ガラス以外に、フッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと省略することもある）等をコーティングすることで容器の耐食性を向上させることもできる。

〔メカニカルシール〕
図２は、本発明の一実施形態に係るメカニカルシールＭ１の縦断面説明図であり、図３は、図２に示されるメカニカルシールＭ１の要部拡大説明図である。なお、図２〜３及び後出する図４〜５においては、分かりやすくするために、ダイヤモンド膜の膜厚を誇張して描いている。メカニカルシールＭ１は、縦型の攪拌機に取り付けられ、図２〜３において、左側が攪拌機の上部側（機外側）であり、同じく右側が攪拌機の下部側（機内側）である。

図２に示されるメカニカルシールＭ１は、ケーシングとしての攪拌機の容器内を挿通する回転軸２０に設けられた回転環２１と、前記回転環２１と軸方向に対向して配設された固定環２２と、前記回転環２１と固定環２２との対面するシール面同士を接触させるべく当該回転環２１及び固定環２２のうちの一方である回転環２１を他方の固定環２２側に押す弾性手段であるスプリング２３及びベローズ２４と、を備えている。

回転軸２０の外周には円筒状のストッパーリング２５が外嵌されており、このストッパーリング２５はセットスクリュー２６により回転軸２０に固定されている。ストッパーリング２５の軸方向の機内側には環状のドライブカラー２７が配設されている。このドライブカラー２７は、前記ストッパーリング２５を貫通するボルト２８に螺合されて軸方向に位置決めされている。

スプリング２３は、ストッパーリング２５とスプリングリテーナー２９との間に周方向に等間隔で複数装填されている。図２では、１つのスプリング２３だけが図示されている。スプリング２３は、ドライブカラー２７の周縁部に形成された孔２７ａ内に配設され、機外側端部がストッパーリング２５の機内側の面２５ａと当接し、機内側端部がスプリングリテーナー２９の機外側の面に形成された凹部２９ａの底面と当接している。スプリング２３は、回転環２１を固定環２２側に押して当該回転環２１のシール面２１ａ（図３参照）を固定環２２のシール面２２ａと接触させるために、スプリングリテーナー２９及びベローズ２４を軸方向機内側に付勢する。

ドライブカラー２７の機内側の面には、適宜の数のドライブピン３０が形成されている。一方、スプリングリテーナー２９の機外側の面には、前記ドライブピン３０と同数の凹所３１が形成されている。ドライブピン３０を凹所３１に係合させることにより、スプリングリテーナー２９は、回転環２１の軸線方向の移動を所定の範囲で許容しつつ、ドライブカラー２７に対する相対回転は阻止されるようになる。

ベローズ２４は、スプリングリテーナー２９の内周側に配設されている。ベローズ２４は、耐食性に優れたフッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレン等で作製された円筒状の一体構造物である。ベローズ２４は、その軸方向又は上下方向（図２において左右方向）の中間部に、軸方向又は上下方向に伸縮自在の断面蛇行状の伸縮部２４ａを有している。ベローズ２４の上端部（基端部）である固定部２４ｂは、ステンレス等の金属製の環状のアダプタ３２により回転軸２０に嵌合固定されている。

回転環２１は、例えばガラス繊維、カーボン繊維、耐熱樹脂、グラファイト等の充填材入りのＰＴＦＥ等で作製された環状の部材であり、その下端部に、軸線に直交する平滑な環状平面であるシール面２１ａが形成されている。回転環２１とスプリングリテーナー２９は、相対回転が阻止されている。

回転環２１は、ベローズ２４の下端部（先端部）である連結部２４ｃと一体的に連結されている。すなわち、回転環２１とベローズの連結部２４ｃは、ベローズ２４及び回転環２１、又はいずれか一方の成形加工時において連結されるか、又は、ベローズ２４及び回転環２１の成形加工後において両者を一体化させることで連結される。一体化された状態において、ベローズ２４と回転環２１との軸方向の境界は明瞭には現れない。なお、ベローズ２４の連結部２４ｃの外径は、回転環２１の上端部（基端部）と同一の外径となるように、当該ベローズ２４の伸縮部２４ａ及び固定部２４ｂよりも若干大径とされている。

スプリングリテーナー２９の内周側には環状の段部２９ｂが形成されている。また、ベローズ２４の連結部２４ｃの周縁部は当該ベローズ２４の伸縮部２４ａの外周面よりも径方向外方に突出した段部２４ｃ１とされている。スプリングリテーナー２９の段部２９ｂは、ベローズ２４の伸縮部２４ａの段部２４ｃ１と係合しており、両段部２９ｂ、２４ｃ１の係合により、スプリング２３による付勢力がスプリングリテーナー２９を介してベローズ２４に作用するように構成されている。

固定環２２は、ＳｉＣ（炭化ケイ素）の焼結体で作製されており、この焼結体は、例えばＳｉＣの常温焼結又は反応焼結により得ることができる。固定環２２は、Ｏリング３３，３４を介して第１フランジ３５に取り付けられている。この第１フランジ３５には、回転環２１や固定環２２から生じる摩耗粉の飛散を防止するための、アクリル等の合成樹脂で作製されたカバー３６がボルト３７により固定されている。また、第１フランジ３５には、ボルト３８により第２フランジ３９が取り付けられている。本実施形態では、第１フランジ３５に、固定環２２の外周面に冷却液を供給する供給路である供給孔４０が形成されている。なお、固定環２２における、回転軸２０を中心として供給孔４０と反対側の箇所には、固定環２２に供給された冷却液を外部に排出する排出路である排出孔（図示せず）が形成されている。冷却液は、図示しないポンプにより供給孔４０に供給される。本実施形態では、前記供給孔４０、排出孔及びポンプが、固定環２２に帯電した静電気を除去する静電気除去部を構成している。

固定環２２の軸方向機外側の端部には、軸線に直交する平滑な環状平面であるシール面２２ａが形成されている。回転環２１のシール面２１ａが固定環２２のシール面２２ａに付勢されつつ当接することで、機内側の第１空間Ｓ１と機外側の第２空間Ｓ２とがシールされる。

本実施形態では、固定環２２のシール面２２ａ、外周面２２ｂ、及び、当該固定環２２における前記シール面２２ａと反対側の面である背面２２ｃにダイヤモンド膜ｄ１，ｄ２，ｄ３がそれぞれ形成されている。ダイヤモンド膜ｄ１，ｄ２，ｄ３は、互いに連続するように形成されている。各ダイヤモンド膜ｄ１，ｄ２，ｄ３を形成した、ＳｉＣの焼結体からなる固定環２２の体積抵抗率は、当該ダイヤモンド膜ｄ１，ｄ２，ｄ３の膜厚により多少変動するが、１０^１〜１０^４Ω・ｃｍと小さな値となる。このため、固定環２２は電気が流れやすくなり、当該固定環２２に静電気が帯電するのを抑制することができる。すなわち、メカニカルシールＭ１が配設される攪拌機の容器内の粉体や溶剤からの帯電や、回転環２１のシール面２１ａと固定環２２のシール面２２ａとの摺接により発生する静電気の帯電が生じたとしても、固定環２２は体積抵抗率が小さく、電気が流れやすくなっていることから、当該固定環２２に静電気が帯電するのが抑制される。

また、本実施形態では、固定環２２が取り付けられる部材である第１フランジ３５に冷却液を供給する供給孔４０が形成されている。このため、前記供給孔４０から固定環２２の外周面２２ｂに冷却水を供給することで、当該固定環２２を冷却するだけでなく、冷却水を介して固定環２２に帯電した静電気を機外に除電することができる。したがって、固定環２２に静電気が帯電するのをより効果的に抑制することができる。

各ダイヤモンド膜ｄ１，ｄ２，ｄ３は、例えばマイクロ波ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法等の一般的な製造技術を用いて作製することができる。また、ダイヤモンド膜ｄ１，ｄ２，ｄ３の厚さは、本発明において特に限定されるものではないが、通常、１．０〜３０．０μｍ、好ましくは５．０〜１５．０μｍである。固定環２２の体積抵抗率をより小さくするという観点からは、５．０μｍ以上の厚さであることが望ましい。また、ダイヤモンド膜ｄ１，ｄ２，ｄ３が厚くなる程膜の表面粗度も大きくなり、精密な機械部品であるメカニカルシールＭ１のシール面として使用するのが困難になるのに加えてダイヤモンド膜ｄ１，ｄ２，ｄ３の残留応力が大きくなることを考慮すると、１５．０μｍ以下であることが望ましい。ダイヤモンド膜ｄ１とダイヤモンド膜ｄ２、ｄ３とは同じ厚さであってもよいが、互いに異なる厚さであってもよい。

なお、ダイヤモンド膜を形成する際に当該膜にボロン（ホウ素）等の不純物をドーピングさせると、ダイヤモンドだけからなる膜を形成する場合よりも固定環２２の体積抵抗率を小さくすることができる。また、ドーピング量を増加させるにしたがい体積抵抗率を小さくすることができる。一方において、ダイヤモンド膜をボロン等でドーピングすると、できた膜の脆性が低下する（脆くなる）。したがって、回転環２１と固定環２２とを摺動させることによりシールするメカニカルシールＭ１においては、ボロン等でドーピングしていないダイヤモンド膜（ノンドープダイヤモンド膜）を固定環２２に形成することが望ましい。

図４は、図２〜３に示される実施形態の変形例の要部拡大説明図である。この変形例は、固定環２２の外周面２２ｂに代えて当該固定環２２の内周面２２ｄにダイヤモンド膜ｄ４が形成されている点が上記実施形態に係るメカニカルシールＭ１と異なっている。したがって、上記実施形態と共通する構成要素には同一の参照符号を付し、簡単のため、それらについての説明は省略する。

この変形例では、固定環２２のシール面２２ａ、内周面２２ｄ、及び、当固定環２２における前記シール面２２ａと反対側の面である背面２２ｃにダイヤモンド膜ｄ１，ｄ４，ｄ３がそれぞれ形成されている。ダイヤモンド膜ｄ１，ｄ４，ｄ３は、互いに連続するように形成されている。このため、本実施形態においても、固定環２２は電気が流れやすくなり、当該固定環２２に静電気が帯電するのを抑制することができる。すなわち、メカニカルシールＭ１が配設される攪拌機の容器内の粉体や溶剤からの帯電や、回転環２１のシール面２１ａと固定環２２のシール面２２ａとの摺接により発生する静電気の帯電が生じたとしても、ダイヤモンド膜ｄ１，ｄ４，ｄ３が形成された固定環２２は体積抵抗率が小さく、電気が流れやすくなっていることから、当該固定環２２に静電気が帯電するのが抑制される。
なお、上記実施形態との差異を明確にするため、固定環２２のシール面２２ａ、内周面２２ｄ、及び、背面２２ｃにダイヤモンド膜ｄ１，ｄ４，ｄ３を形成することとしたが、これに加え、外周面２２ｂにダイヤモンド膜ｄ２を形成してもよい。

図５は、本発明の他の実施形態に係るメカニカルシールＭ２の縦断面説明図である。回転軸５０及び固定環４１の構成、並びに当該固定環４１が取り付けられる第１フランジ４２の構成が、図２〜４に示される実施形態に係るメカニカルシールＭ１における回転軸２０及び固定環２２、並びに第１フランジ３５の構成とそれぞれ相違している点を除いて、メカニカルシールＭ２の基本構成はメカニカルシールＭ１と共通している。したがって、両メカニカルシールＭ１、Ｍ２で共通する要素ないし部材には、同じ参照符号を付し、簡単のため、それらについての説明は省略する。

本実施形態では、固定環４１のシール面４１ａ、外周面４１ｂ、及び、当該固定環４１における前記シール面４１ａと反対側の面である背面４１ｃにダイヤモンド膜ｄ１，ｄ２，ｄ３がそれぞれ形成されている。ダイヤモンド膜ｄ１，ｄ２，ｄ３は、互いに連続するように形成されている。このため、固定環４１は電気が流れやすくなり、当該固定環４１に静電気が帯電するのを抑制することができる。すなわち、メカニカルシールＭ２が配設される攪拌機の容器内の粉体や溶剤からの帯電や、回転環２１のシール面２１ａと固定環４１のシール面４１ａとの摺接により発生する静電気の帯電が生じたとしても、ダイヤモンド膜ｄ１，ｄ２，ｄ３が形成された固定環４１は体積抵抗率が小さく、電気が流れやすくなっていることから、当該固定環４１に静電気が帯電するのが抑制される。

本実施形態では、固定環４１は、メカニカルシールＭ１における固定環２２と異なり、Ｏリングを介することなく直接に第１フランジ４２に嵌合されている。また、第１フランジ４２の外周には架台４３が当接している。第１フランジ４２及び架台４３は、いずれも通電可能なステンレスや炭素鋼等の金属で作製されている。したがって、固定環４１に帯電した静電気は、前記第１フランジ４２及び架台４３を経由して機外に除電することができる。その結果、固定環４１が帯電するのをより効果的に抑制することができる。本実施形態では、固定環４１と通電可能に当接する金属製の部材である第１フランジ４２及び架台４３が、固定環４１に帯電した静電気を除去する静電気除去部を構成している。

〔その他の変形例〕
なお、本発明のメカニカルシールは前述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において種々の変更が可能である。
例えば前述した実施形態では、メカニカルシールが適用される機器として縦型攪拌機を例示しているが、横型攪拌機に適用してもよい。また、本発明のメカニカルシールは、攪拌機以外にも、例えばグラスライニング等を施したポンプ、使用する流体によって帯電が生じるステンレスや炭素鋼製の産業用ポンプにも適用することができる。いずれの場合においても、固定環の表面にダイヤモンド膜を形成することで当接固定環の体積抵抗率を小さくすることができ、固定環に静電気が帯電するのを抑制することができる。

１：容器
１ａ：上端面
１ｂ：内側面
２：回転軸
２ａ：軸頭部
２ｂ：表面
３：架台
４：ボルト
５：口部
６：割フランジ
７：固定部
８：スタッドボルト
９：ベアリング
１１：割カップリング
１２：開口
１３：安全カバー
２０：回転軸
２１：回転環
２１ａ：シール面
２２：固定環
２２ａ：シール面
２２ｂ：外周面
２２ｃ：背面
２２ｄ：内周面
２３：スプリング
２４：ベローズ
２４ａ：伸縮部
２４ｂ：固定部
２４ｃ：連結部
２５：ストッパーリング
２６：セットスクリュー
２７：ドライブカラー
２８：ボルト
２９：スプリングリテーナー
２９ａ：凹部
２９ｂ：段部
３０：ドライブピン
３１：凹所
３２：アダプタ
３３：Ｏリング
３４：Ｏリング
３５：第１フランジ
３６：カバー
３７：ボルト
３８：ボルト
３９：第２フランジ
４０：供給孔
４１：固定環
４２：第１フランジ
４３：架台
Ａ：攪拌機
Ｍ１：メカニカルシール
Ｍ２：メカニカルシール
Ｓ１：第１空間
Ｓ２：第２空間
ｄ１：ダイヤモンド膜
ｄ２：ダイヤモンド膜
ｄ３：ダイヤモンド膜
ｄ４：ダイヤモンド膜

Claims

ケーシング内を挿通する回転軸に設けられた回転環と、前記回転環と軸方向に対向して配設された固定環と、前記回転環と固定環との対面するシール面同士を接触させるべく当該回転環及び固定環のうちの一方を他方側に押す弾性手段と、を備え、前記シール面間を挟んで軸方向一方側の第１空間と軸方向他方側の第２空間とを仕切るメカニカルシールであって、
前記固定環は、ＳｉＣの焼結体で作製されており、
前記固定環における前記回転環と対面するシール面にダイヤモンド膜が形成されており、
前記固定環の外周面又は内周面に、前記シール面のダイヤモンド膜と連続するダイヤモンド膜が形成されており、
前記固定環における前記シール面と反対側の面である背面に、前記固定環の外周面又は内周面のダイヤモンド膜と連続するダイヤモンド膜が形成されており、且つ、
前記ダイヤモンド膜が形成された固定環の体積抵抗率が１０^１〜１０^４Ω・ｃｍである、メカニカルシール。
前記固定環に帯電した静電気を当該固定環の外周面及び／又は内周面から除去する静電気除去部を備えている、請求項１に記載のメカニカルシール。
前記静電気除去部は、前記固定環が取り付けられる部材に形成され当該固定環の外周面及び／又は内周面に冷却水を供給する供給路と、前記部材に形成され前記固定環の外周面及び／又は内周面に供給された冷却水を排出する排出路と、前記供給路に冷却水を供給するポンプとを備えている、請求項２に記載のメカニカルシール。
前記ケーシング内で処理される被処理物と接触する当該ケーシングの内側面及び前記回転軸の表面にガラス又はフッ素樹脂がコーティングされている、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のメカニカルシール。
前記被処理物が強酸又は強アルカリ性の、粉体又は電気伝導率の低い溶剤である、請求項４に記載のメカニカルシール。