KR20130139885A

KR20130139885A - 메카니컬 씰

Info

Publication number: KR20130139885A
Application number: KR1020137007496A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 나가타; 마사하루 하라; 에이지 가마이시; 유지 야마우치; 마사유키 도요시마
Original assignee: 가부시키가이샤 단켄시루세코
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2013-12-23
Also published as: SG189925A1; CN103201544B; JP5552540B2; CN103201544A; JPWO2012056650A1; WO2012056650A1

Abstract

본 발명은, 메카니컬 씰(1)의 분할 단면에 있어서의 어긋남을 저감하는 것으로서, 회전기기의 회전축에 종동하여 회전하는 로터리 링(3)과, 로터리 링(3)과 회전축의 축방향으로 맞닿는 씰 링(4)과, 당해 씰 링(4)과 씰 상태에서 그 외측을 덮는 글랜드 커버(5)를 적어도 구비하는 메카니컬 씰(1)로서, 적어도 로터리 링(3), 씰 링(4) 및 글랜드 커버(5)를 그 직경방향으로 분할하고, 적어도 글랜드 커버(5)의 분할면(58)의 일방의 면에 분할면(58)의 타방의 면을 향해 돌출하는 볼록부(80~83)를 구비함과 아울러, 타방의 면에 상기 볼록부와 감합하는 오목부(70~73)를 구비하는 메카니컬 씰(1)에 관한 것이다.

Description

메카니컬 씰{MECHANICAL SEAL}

본 발명은 메카니컬 씰에 관한 것으로, 특히 이를 부착하는 회전기기의 직경방향으로 분할 가능한 메카니컬 씰에 관한 것이다.

메카니컬 씰은 종래로부터 펌프 혹은 교반기 등의 회전기기의 축봉(軸封) 수단으로서 널리 사용되고 있다. 메카니컬 씰은 복수의 환상 부재로 구성되어 있다. 이 때문에 메카니컬 씰을 회전기기에 설치할 때 혹은 회전기기로부터 떼어낼 때, 회전기기의 일부를 분해할 필요가 있기 때문에 부착이나 떼어내기에 많은 노력을 필요로 하고 있었다. 이러한 부착이나 떼어내기의 작업 노력을 경감하기 위해서, 회전기기의 직경방향으로 구성 부품을 분할한 분할형 메카니컬 씰이 개발되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1을 참조).

일본국 특허공개 2002－048248호 공보

메카니컬 씰의 구성 부품을 그 직경방향으로 분할한 경우, 그 분할면에 있어서의 축방향의 어긋남이나 그것과 직교하는 직경방향의 어긋남이 조금 생겨도, 축봉이 불완전하게 되어 오일이나 물 등의 누설이 생기기 쉽다. 상기 특허 문헌 1에 개시된 메카니컬 씰의 경우 얼라인먼트 핀(alignment pin)이라고 칭하는 핀을 슬리브(sleeve)나 글랜드 커버(gland cover)의 각 분할 단면에 수직으로 형성되는 구멍에 삽입함으로써, 당해 각 분할 단면에 있어서의 축방향 및 직경방향의 어긋남을 방지하고 있다. 그러나, 핀과 구멍의 사이에 클리어런스(clearance)를 필요로 하기 때문에, 그 클리어런스의 분만큼, 당해 각 분할 단면에 있어서의 어긋남이 생겨 슬리브나 글랜드 커버에 장착되는 2분할의 슬라이딩 부재에도 동등의 어긋남이 생기고, 그 결과 누설이 생긴다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하는 것, 즉 메카니컬 씰의 분할 단면에 있어서의 어긋남을 저감하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 형태는, 회전기기의 회전축에 종동하여 회전하는 로터리 링과, 로터리 링과 회전축의 축방향으로 맞닿는 씰 링과, 당해 씰 링과 씰 상태에서 그 외측을 덮는 글랜드 커버를 적어도 구비하는 메카니컬 씰로서, 적어도 로터리 링, 씰 링 및 글랜드 커버를 그 직경방향으로 분할하고, 적어도 글랜드 커버의 분할면의 일방의 면에 분할면의 타방의 면을 향해 돌출하는 볼록부를 구비함과 아울러, 타방의 면에 볼록부와 감합하는 오목부를 구비하는 메카니컬 씰이다.

다른 본 발명의 일실시 형태는, 회전축에 종동하여 회전함과 아울러 로터리 링과 씰 상태에서 그 외측을 덮는 슬리브를 더 구비하고, 슬리브의 분할면의 일방의 면에 분할면의 타방의 면을 향해 돌출하는 볼록부를 구비함과 아울러, 타방의 면에 볼록부와 감합하는 오목부를 구비하는 메카니컬 씰이다.

다른 본 발명의 일실시 형태는, 또한 볼록부를 분할면의 면내의 어느 하나의 방향으로 길게 뻗는 이방(異方)형상으로 하고, 오목부를 이방형상의 볼록부와 감합하는 이방형상으로 하는 메카니컬 씰이다.

다른 본 발명의 일실시 형태는, 또한 이방형상의 볼록부를 복수 구비하고, 복수의 볼록부는, 회전축의 축방향을 따라 길게 뻗는 제1 볼록부와, 회전축의 직경방향을 따라 길게 뻗는 제2 볼록부를 포함하고, 이방형상의 오목부는, 제1 볼록부와 감합하고 회전축의 축방향을 따라 길게 뻗는 제1 오목부와, 제2 볼록부와 감합하고 회전축의 직경방향을 따라 길게 뻗는 제2 오목부를 포함하는 메카니컬 씰이다.

다른 본 발명의 일실시 형태는, 또한 서로 대향하는 분할면에 각각 같은 하나의 방향으로 길게 뻗는 2개의 오목부를 구비하고, 2개의 오목부 중의 일방의 오목부는 볼록부를 형성하는 핀을 매설하고, 2개의 오목부 중의 타방의 오목부는 분할면을 맞추었을 때에 핀의 노출면과 감합하는 메카니컬 씰이다.

다른 본 발명의 일실시 형태는, 또한 핀을 그 반을 넘는 체적이 일방의 오목부 내에 매설되는 상태로 고정하는 메카니컬 씰이다.

다른 본 발명의 일실시 형태는, 또한 적어도, 로터리 링, 씰 링 및 글랜드 커버를 각각의 직경방향으로 분할한 반할(半割) 로터리 링, 반할 씰 링 및 반할 글랜드 커버로 2개의 프리어셈블리를 구성한 메카니컬 씰이다.

다른 본 발명의 일실시 형태는, 또한 분할면의 일방의 면에 불소계 수지로 이루어지는 코트층(coat layer)을 가지고, 분할면의 타방의 면에 당해 코트층, 또한 그 위에 탄성 접착층을 적층하고, 분할면을 맞추었을 때에, 탄성 접착층이 코트층의 사이에 끼워지는 상태로 하는 구성으로 한 메카니컬 씰이다.

본 발명에 의하면 메카니컬 씰의 분할 단면에 있어서의 어긋남을 저감할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시의 형태와 관련되는 메카니컬 씰을 부분적으로 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 메카니컬 씰을 구성하는 프리어셈블리의 1개를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 프리어셈블리(preassembly)의 1개를 분할면측으로부터 본 측면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 메카니컬 씰을 대기측으로부터 기기측을 향해 본 정면도이다.
도 5는 도 2에 나타내는 반할 슬리브에 형성되는 볼록부를 확대하여 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 나타내는 볼록부의 근방을 기기측으로부터 본 도이다.
도 7은 메카니컬 씰의 조립 작업중에 셋 스크류를 대기측으로 이동하는 전후 및 프리셋 칩의 떼어내기 전후의 상태를 나타내는 도이다.
도 8은 제2의 실시의 형태와 관련되는 메카니컬 씰의 반할 슬리브에 형성되는 볼록부를 확대하여 나타내는 사시도이다.
도 9는 제3의 실시의 형태와 관련되는 메카니컬 씰의 반할 슬리브에 형성되는 볼록부를 확대하여 나타내는 사시도이다.

다음에, 본 발명과 관련되는 메카니컬 씰의 각 실시의 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

＜제1의 실시의 형태＞

도 1은 본 발명의 제1의 실시의 형태와 관련되는 메카니컬 씰을 부분적으로 분해하여 나타내는 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에 나타내는 메카니컬 씰을 구성하는 프리어셈블리의 1개를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다. 도 3은 도 1에 나타내는 프리어셈블리의 1개를 분할면측으로부터 본 측면도이다. 도 4는 도 1에 나타내는 메카니컬 씰을 대기측으로부터 기기측을 향해 본 정면도이다.

<1. 메카니컬 씰의 개략적인 전체 구성>

제1의 실시의 형태와 관련되는 메카니컬 씰(1)은 회전기기(이후에 단지, 「기기」라고도 한다)의 회전축 B에 종동(從動)하여 회전하는 로터리 링(3)과, 회전축 B에 종동하여 회전함과 아울러 로터리 링(3)과 씰 상태에서 그 외측을 덮는 슬리브(2)와, 로터리 링(3)과 회전축 B의 축방향으로 맞닿는 씰 링(4)과, 씰 링(4)과 씰 상태에서 그 외측을 덮는 글랜드 커버(5)를 적어도 구비하고, 적어도 로터리 링(3), 슬리브(2), 씰 링(4) 및 글랜드 커버(5)를 회전축 B의 직경방향으로 분할한 2개의 프리어셈블리(1a, 1b)를 구비한다. 메카니컬 씰(1)을 구성하는 2개의 프리어셈블리(1a, 1b)는 다 같이 회전축 B에 부착할 때에 조합 가능한 분할면을 가진다. 메카니컬 씰(1)은 슬리브(2), 로터리 링(3), 씰 링(4), 글랜드 커버(5) 이외에 O링(6~9)을 구비한다. O링(6~9)도 그 직경방향으로 분할되어 있다. 이 결과, 프리어셈블리(1a)는 반할 슬리브(2a)와, 반할 로터리 링(3a)과, 반할 씰 링(4a)과, 반할 글랜드 커버(5a)와, 반할 O링(6a~9a)을 구비하고, 프리어셈블리(1b)는 반할 슬리브(2b)와, 반할 로터리 링(3b)과, 반할 씰 링(4b)과, 반할 글랜드 커버(5b)와, 반할 O링(6b~9b)을 각각 구비한다. 또한, 프리어셈블리(1a, 1b)는 필수의 구성은 아니고, 반할 슬리브(2a), 반할 로터리 링(3a), 반할 씰 링(4a), 반할 글랜드 커버(5a)를, 또 반할 슬리브(2b), 반할 로터리 링(3b), 반할 씰 링(4b), 반할 글랜드 커버(5b)를 각각 일체화하고 있지 않아도 좋다.

<2. 각 구성 부재의 개요>

2.1　슬리브(반할 슬리브(2a)＋반할 슬리브(2b))

슬리브(2)는 대략 원통 형상을 가진다. 슬리브(2)는 그 길이 방향의 양단측을 직경방향으로 크게 구성하고, 축방향 대략 중앙 영역에 로터리 링(3), 씰 링(4) 및 글랜드 커버(5)를 배치하기 위한 공간(10)을 구비한다. 슬리브(2)는 회전축 B에 부착한 상태로 회전축 B에 종동하여 회전하는 회전환(回轉環)의 하나이다. 슬리브(2)는, 이 실시의 형태에서는, 금속(바람직하게는, SUS)으로 이루어지는 구성 부재이다. 슬리브(2)는 양 분할면(18, 18)의 일방의 면에 당해 양 분할면(18, 18)의 타방의 면을 향해 돌출하는 볼록부(50~53)를 구비함과 아울러, 양 분할면(18, 18)의 타방의 면에 볼록부(50~53)와 감합하는 오목부(40~43)를 구비한다. 여기서, 「감합」이란 클리어런스(clearance)가 거의 없고, 밀착 상태로 되는 계합 상태를 말한다. 구체적인 수치를 예시하면, 볼록부(50~53)와 오목부(40~43)의 사이의 클리어런스는, 5㎛ 이하, 바람직하게는 3㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0㎛이다.

2.2　로터리 링(반할 로터리 링(3a)＋반할 로터리 링(3b))

로터리 링(3)은 대략 원통 형상을 가진다. 로터리 링(3)은 슬리브(2)의 공간(10)으로서 기기측에 가장 가까운 위치에 부착되고, 회전축 B에 종동하여 회전하는 회전환의 하나이다. 로터리 링(3)은, 이 실시의 형태에서는, 예를 들면 탄화규소로 이루어지는 구성 부재이다.

2.3　씰 링(반할 씰 링(4a)＋반할 씰 링(4b))

씰 링(4)은 일방을 큰 직경으로 구성하는 플랜지 부착의 원통 형상을 가진다. 씰 링(4)은 공간(10)의 로터리 링(3)에 접하는 위치에 부착되고, 회전축 B에 종동하지 않는 유동환(遊動環)이다. 씰 링(4)은, 이 실시의 형태에서는, 예를 들면 카본(carbon)으로 이루어지는 구성 부재이다. 또, 이 실시의 형태에서는, 씰 링(4)은 로터리 링(3)보다 작지만, 크게 형성해도 좋다.

2.4　글랜드 커버(반할 글랜드 커버(5a)＋반할 글랜드 커버(5b))

글랜드 커버(5)는 길이 방향으로 짧은 대략 원통 형상을 가진다. 글랜드 커버(5)는 공간(10)에 일부를 삽입하고, O링(8)을 통해 씰 링(4)과 인접 상태에서 기기에 고정된다. 글랜드 커버(5)는, 이 실시의 형태에서는, 금속(바람직하게는, SUS)으로 이루어지는 구성 부재이다. 글랜드 커버(5)는 양 분할면(58, 58)의 일방의 면에 당해 양 분할면(58, 58)의 타방의 면을 향해 돌출하는 볼록부(80~83)를 구비함과 아울러, 양 분할면(58, 58)의 타방의 면에 볼록부(80~83)와 감합하는 오목부(70~73)를 구비한다. 볼록부(80~83)와 오목부(70~73)의 사이의 클리어런스는, 10㎛ 이하, 바람직하게는 3㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0㎛이다.

2.5　O링(반할 O링(6a~9a)＋반할 O링(6b~9b))

O링(6)은 슬리브(2)의 내면과 회전축 B의 사이에 배치되는 씰용의 링이다. O링(7)은 로터리 링(3)의 외면과 슬리브(2)의 로터리 링(3)을 덮는 외벽부의 내면의 사이에 배치되는 씰용의 링이며, 로터리 링(3)의 길이 방향을 따라 2개 배치된다. O링(7)은 로터리 링(3)이 슬리브(2) 내에서 도는 것을 방지하는 돎멈춤으로서 기능한다. 2개의 O링(7)을 이용함으로써, 금속제의 핀 등을 이용하여 돎멈춤을 행하는 것과 비교하여 가공 공정수를 줄일 수가 있는 효과가 얻어진다. 또한, O링(7)을 1개로 하여 또한 로터리 링(3)과 슬리브(2)를 핀으로 돎멈춤을 행할 수도 있다. O링(8)은 씰 링(4)의 외면과 글랜드 커버(5)의 사이에 배치되는 씰용의 링이다. O링(9)은 글랜드 커버(5)와 기기의 사이에 배치되는 씰용의 링이다. O링(6~9)은, 이 실시의 형태에서는, 예를 들면 불소계 엘라스토머(elastomer)로 이루어진다.

이상의 구성 부재로 메카니컬 씰(1)을 조립하고, 기기의 회전축 B에 부착하면, 회전축 B와 함께 슬리브(2)와 로터리 링(3)이 회전한다. 글랜드 커버(5)는 기기에 고정되어 있으므로 움직이지 않는다. 씰 링(4)은 글랜드 커버(5)와 로터리 링(3)의 사이에 끼워진 상태에 있고, 로터리 링(3)이나 슬리브(2)에 고정되어 있지 않기 때문에, 로터리 링(3)에 대해서 슬라이딩 상태에서 축방향으로 유동(遊動)한다.

<3. 메카니컬 씰의 상세한 구성>

3.1　슬리브의 구조

도 1에 나타내듯이, 반할 슬리브(2a)는 대기측에 있어서 분할면(18)에 가까운 위치에 원주방향의 일부를 각형(角型)으로 절결한 절결부(11)를 구비한다. 반할 슬리브(2b)도 슬리브(2)의 중심에 대해 상기의 절결부(11)와 면내 대칭의 위치에 마찬가지의 절결부(11)를 구비한다. 절결부(11)는 슬리브(2)의 분할면(18)을 향해 관통하는 관통공(12)을 구비한다. 또, 반할 슬리브(2a, 2b)는 일방의 분할면(18)에 있어서 타방의 분할면(18)측의 관통공(12, 12)과 일치하는 위치에, 내면에 나사 홈을 가지는 나사 구멍(13, 13)을 구비한다. 또한, 반할 슬리브(2a)는 기기측에 있어서 분할면(18)에 가까운 위치에 원주방향의 일부를 각형으로 절결한 절결부(15)를 구비한다. 반할 슬리브(2b)도 슬리브(2)의 중심에 대해 상기의 절결부(15)와 면내 대칭의 위치에 마찬가지의 절결부(15)를 구비한다. 절결부(15)는 슬리브(2)의 분할면(18)을 향해 관통하는 관통공(16)을 구비한다. 또, 반할 슬리브(2a, 2b)는 일방의 분할면(18)에 있어서 타방의 분할면(18)측의 관통공(16, 16)과 일치하는 위치에, 내면에 나사 홈을 가지는 나사 구멍(17, 17)을 구비한다. 반할 슬리브(2a)와 반할 슬리브(2b)는 볼트(20)를 관통공(12, 12)으로부터 나사 구멍(13, 13)에, 관통공(16, 16)으로부터 나사 구멍(17, 17)에 각각 나사 넣음으로써 조립할 수 있다.

반할 슬리브(2a, 2b)는 절결부(11, 11)로부터 외주를 따라 각각 2개의 나사 구멍(21, 21)을 구비한다. 각각의 나사 구멍(21)은 반할 슬리브(2a, 2b)의 각 내면측까지 관통 형성되어 있고, 스크류(25)를 회전축 B에 맞닿음 가능한 위치까지 나사 넣음 가능한 구성이다. 스크류(25)를 회전축 B에 맞닿을 때까지 나사 구멍(21)에 나사 넣음으로써, 슬리브(2)를 회전축 B에 고정할 수가 있다. 나사 구멍(21)의 원주방향 근처에 다른 나사 구멍(28)도 형성되어 있다. 나사 구멍(28)은 반할 슬리브(2a, 2b)의 각 내면에까지 도달하지 않는 구멍이고, 프리어셈블리(1a, 1b)를 조립할 때에, 프리셋 칩(120)을 가고정하기 위해서 이용하는 것이다. 프리셋 칩(120)은 슬리브(2)와 글랜드 커버(5)의 중심을 맞추기 위한 조정 부재이며, 이 실시의 형태에서는, 4개 설치되어 있다. 프리셋 칩(120)은 관통공(121)을 가지고 있고, 그 관통공(121)에 볼트(130)를 넣고, 나사 구멍(28)에 볼트(130)를 나사 넣음으로써 중심 맞춤의 기능을 가진다.

반할 슬리브(2a, 2b)는 대기측에 형성되는 큰 직경의 플랜지부에 있어서 그 두께 방향으로 관통하는 관통공(32)을 각각 3개 구비한다. 또, 반할 슬리브(2a, 2b)는 그 내면에 주형상(周形狀)으로 형성되는 홈(26, 26)을 구비한다. 홈(26, 26)은 반할 O링(6a, 6b)을 고정하기 위한 것이고, 회전축 B측으로 개구한다.

도 2 및 도 3에 나타내듯이, 반할 슬리브(2a)는 회전축 B를 사이에 두는 기기측의 일방의 면에 오목부(42, 43)를 구비한다. 오목부(43)는 회전축 B의 축방향을 따라 길게 뻗고, 반할 슬리브(2a)의 기기측 단면으로부터 반할 로터리 링(3a)측을 향해 오목부(42)와 직교하는 방향으로 가늘고 길게 형성되는 반원통형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 오목부(43)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제1 오목부(43)」라고 칭한다. 오목부(42)는 회전축 B의 직경방향을 따라 길게 뻗고, 반할 슬리브(2a)의 외면으로부터 회전축 B의 직경방향 내측을 향해 가늘고 길게 형성되는 반원통형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 오목부(42)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제2 오목부(42)」라고 칭한다. 제1 오목부(43)와 제2 오목부(42)는 서로 접촉하지 않게 형성되어 있다.

한편, 반할 슬리브(2a)는 회전축 B를 사이에 두는 기기측의 타방의 면에 볼록부(50, 51)를 구비한다. 볼록부(51)는 회전축 B의 축방향을 따라 길게 뻗고, 반할 슬리브(2a)의 기기측 단면으로부터 반할 로터리 링(3a)측을 향해 볼록부(50)와 직교하는 방향으로 가늘고 길게 형성되는 반원기둥형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 볼록부(51)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제1 볼록부(51)」라고 칭한다. 볼록부(50)는 회전축 B의 직경방향을 따라 길게 뻗고, 반할 슬리브(2a)의 외면으로부터 회전축 B의 직경방향 내측을 향해 가늘고 길게 형성되는 반원기둥형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 볼록부(50)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제2 볼록부(50)」라고 칭한다. 제1 볼록부(51)와 제2 볼록부(50)는 서로 접촉하지 않게 형성되어 있다.

도 1에 나타내듯이, 반할 슬리브(2b)는 반할 슬리브(2a)의 제1 볼록부(51) 및 제2 볼록부(50)와 감합 가능한 형태와 위치에 각각 오목부(41) 및 오목부(40)를 구비한다. 오목부(41)는 회전축 B의 축방향을 따라 길게 뻗고, 반할 슬리브(2b)의 기기측 단면으로부터 반할 로터리 링(3b)측을 향해 오목부(40)와 직교하는 방향으로 가늘고 길게 형성되는 반원통형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 오목부(41)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제1 오목부(41)」라고 칭한다. 오목부(40)는 회전축 B의 직경방향을 따라 길게 뻗고, 반할 슬리브(2b)의 외면으로부터 회전축 B의 직경방향 내측을 향해 가늘고 길게 형성되는 반원통형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 오목부(40)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제2 오목부(40)」라고 칭한다. 제1 오목부(41)와 제2 오목부(40)는 서로 접촉하지 않게 형성되어 있다.

또, 반할 슬리브(2b)는 반할 슬리브(2a)의 제1 오목부(43) 및 제2 오목부(42)와 감합 가능한 형태와 위치에 각각 볼록부(53) 및 볼록부(52)를 구비한다. 볼록부(53)는 회전축 B의 축방향을 따라 길게 뻗고, 반할 슬리브(2b)의 기기측 단면으로부터 반할 로터리 링(3b)측을 향해 볼록부(52)와 직교하는 방향으로 가늘고 길게 형성되는 반원기둥형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 볼록부(53)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제1 볼록부(53)」라고 칭한다. 볼록부(52)는 회전축 B의 직경방향을 따라 길게 뻗고, 반할 슬리브(2b)의 외면으로부터 회전축 B의 직경방향 내측을 향해 가늘고 길게 형성되는 반원기둥형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 볼록부(52)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제2 볼록부(52)」라고 칭한다. 제1 볼록부(53)와 제2 볼록부(52)는 서로 접촉하지 않게 형성되어 있다.

이 실시의 형태에서는, 볼록부(50~53)를 모두 같은 형태로 하고, 오목부(40~43)를 모두 같은 형태로 하고 있지만, 반드시 같은 형태로 하지 않아도 좋다. 볼록부(50~53)가 그것과 대향 위치에 있는 오목부(40~43)에 감합 가능하면, 볼록부(50~53)끼리 혹은 오목부(40~43)끼리를 같은 형태로 할 필요는 없다.

볼록부(50~53)와 오목부(40~43)의 조합을 회전축 B를 사이에 두어 슬리브(2)의 양측에 구비하는 것이 바람직하지만, 볼록부(50, 51)와 오목부(40, 41) 세트만을 슬리브(2)의 양 분할면(18, 18)에 형성하고, 볼록부(52, 53)와 오목부(42, 43) 세트를 형성하지 않아도 좋다. 또한, 볼록부(50)와 오목부(40) 세트, 볼록부(53)와 오목부(43) 세트만을 슬리브(2)의 양 분할면(18, 18)에 형성해도 좋다. 또, 볼록부(51)와 오목부(41) 세트, 볼록부(52)와 오목부(42) 세트만을 슬리브(2)의 양 분할면(18, 18)에 형성해도 좋다. 즉, 반할 슬리브(2a, 2b)가 회전축 B의 축방향과 직경방향의 양방으로 어긋나는 것을 방지 가능한 것 같이, 축방향과 직경방향의 양방에 대해서 스톱퍼(stopper)를 형성할 수 있으면, 볼록부와 오목부의 조합은 자유롭다. 이와 같이 반할 슬리브(2a, 2b)의 양 분할면(18, 18) 사이에 핀 등을 삽탈 가능한 구성과 비교하여, 볼록부(50~53)와 오목부(40~43)의 사이의 클리어런스를 거의 영(zero)으로 할 수 있으므로, 당해 분할면(18, 18) 사이에서의 어긋남을 보다 확실하게 저감할 수 있다.

3.2　글랜드 커버의 구조

도 1에 나타내듯이, 반할 글랜드 커버(5a)는 그 원주측면 상으로서 분할면(58)에 가까운 위치에 원주방향의 일부를 각형으로 절결한 절결부(60)를 구비한다. 반할 글랜드 커버(5b)도 글랜드 커버(5)의 중심에 대해 상기의 절결부(60)와 대칭의 위치에 마찬가지의 절결부(60)를 구비한다. 절결부(60)는 글랜드 커버(5)의 분할면(58)을 향해 관통하는 관통공(61)을 구비한다. 또, 반할 글랜드 커버(5a, 5b)는 일방의 분할면(58)에 있어서 타방의 분할면(58)측의 관통공(61, 61)과 일치하는 위치에, 내면에 나사 홈을 가지는 나사 구멍(62, 62)을 구비한다. 반할 글랜드 커버(5a)와 반할 글랜드 커버(5b)는 볼트(65, 65)를 관통공(61, 61)으로부터 나사 구멍(62, 62)에 각각 나사 넣음으로써 조립할 수 있다.

도 2 및 도 3에 나타내듯이, 반할 글랜드 커버(5a)는 회전축 B를 사이에 두는 분할면(58)의 일방으로서 관통공(61)보다도 대기측에 가까운 위치에 오목부(70, 71)를 구비한다. 오목부(71)는 회전축 B의 축방향을 따라 길게 뻗고, 반할 글랜드 커버(5a)의 대기측의 단면으로부터 기기측을 향해 오목부(70)와 직교하는 방향으로 가늘고 길게 형성되는 반원통형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 오목부(71)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제1 오목부(71)」라고 칭한다. 오목부(70)는 회전축 B의 직경방향을 따라 길게 뻗고, 반할 글랜드 커버(5a)의 외면으로부터 회전축 B의 직경방향 내측을 향해 가늘고 길게 형성되는 반원통형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 오목부(70)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제2 오목부(70)」라고 칭한다. 제1 오목부(71)와 제2 오목부(70)는 서로 접촉하지 않게 형성되어 있다.

한편, 반할 글랜드 커버(5a)는 회전축 B를 사이에 두는 분할면(58)의 타방으로서 나사 구멍(62)보다도 대기측에 가까운 위치에 볼록부(83, 82)를 구비한다. 볼록부(83)는 회전축 B의 축방향을 따라 길게 뻗고, 반할 글랜드 커버(5a)의 대기측의 단면으로부터 기기측을 향해 볼록부(82)와 직교하는 방향으로 가늘고 길게 형성되는 반원기둥형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 볼록부(83)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제1 볼록부(83)」라고 칭한다. 볼록부(82)는 회전축 B의 직경방향을 따라 길게 뻗고, 반할 글랜드 커버(5a)의 외면으로부터 회전축 B의 직경방향 내측을 향해 가늘고 길게 형성되는 반원기둥형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 볼록부(82)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제2 볼록부(82)」라고 칭한다. 제1 볼록부(83)와 제2 볼록부(82)는 서로 접촉하지 않게 형성되어 있다.

도 1에 나타내듯이, 반할 글랜드 커버(5b)는, 회전축 B를 사이에 두는 분할면(58)의 일방으로서 관통공(61)보다도 대기측에 가까운 위치에 오목부(72, 73)를 구비한다. 오목부(73)는 회전축 B의 축방향을 따라 길게 뻗고, 반할 글랜드 커버(5b)의 대기측의 단면으로부터 기기측을 향해 오목부(72)와 직교하는 방향으로 가늘고 길게 형성되는 반원통형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 오목부(73)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제1 오목부(73)」라고 칭한다. 오목부(72)는 회전축 B의 직경방향을 따라 길게 뻗고, 반할 글랜드 커버(5b)의 외면으로부터 회전축 B의 직경방향 내측을 향해 가늘고 길게 형성되는 반원통형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 오목부(72)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제2 오목부(72)」라고 칭한다. 제1 오목부(73)와 제2 오목부(72)는 서로 접촉하지 않게 형성되어 있다.

한편, 반할 글랜드 커버(5b)는 회전축 B를 사이에 두는 분할면(58)의 타방으로서 나사 구멍(62)보다도 대기측에 가까운 위치에 볼록부(80, 81)를 구비한다. 볼록부(81)는 회전축 B의 축방향을 따라 길게 뻗고, 반할 글랜드 커버(5b)의 대기측의 단면으로부터 기기측을 향해 볼록부(80)와 직교하는 방향으로 가늘고 길게 형성되는 반원기둥형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 볼록부(81)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제1 볼록부(81)」라고 칭한다. 볼록부(80)는 회전축 B의 직경방향을 따라 길게 뻗고, 반할 글랜드 커버(5b)의 외면으로부터 회전축 B의 직경방향 내측을 향해 가늘고 길게 형성되는 반원기둥형상(이방형상의 일례)을 가진다. 이후에 볼록부(80)를 개별적으로 나타내는 경우에는, 특히, 「제2 볼록부(80)」라고 칭한다. 제1 볼록부(81)와 제2 볼록부(80)는 서로 접촉하지 않게 형성되어 있다.

이 실시의 형태에서는, 볼록부(80~83), 오목부(70~73)를 각각 같은 형태로 하고 있지만, 반드시 같은 형태로 하지 않아도 좋다. 볼록부(80~83)가 그것과 대향 위치에 있는 오목부(70~73)에 감합 가능하면, 볼록부(80~83)끼리 혹은 오목부(70~73)끼리를 같은 형태로 할 필요는 없다.

볼록부(80~83)와 오목부(70~73)의 조합을 회전축 B를 사이에 두어 글랜드 커버(5)의 양측에 구비하는 것이 바람직하지만, 볼록부(82, 83)와 오목부(72, 73) 세트만을 글랜드 커버(5)의 양 분할면(58, 58)에 형성하고, 볼록부(80, 81)와 오목부(70, 71) 세트를 형성하지 않아도 좋다. 또한, 볼록부(82)와 오목부(72) 세트, 볼록부(81)와 오목부(71) 세트만을 글랜드 커버(5)의 양 분할면(58, 58)에 형성해도 좋다. 또, 볼록부(83)와 오목부(73) 세트, 볼록부(80)와 오목부(70) 세트만을 글랜드 커버(5)의 양 분할면(58, 58)에 형성해도 좋다. 즉, 반할 글랜드 커버(5a, 5b)가 회전축 B의 축방향과 직경방향의 양방으로 어긋남이 생기는 것을 방지할 수 있도록 축방향과 직경방향의 양방에 대해서 스톱퍼(stopper)를 형성할 수 있으면, 볼록부와 오목부의 조합은 자유롭다. 이와 같이 반할 글랜드 커버(5a, 5b)의 양 분할면(58, 58) 사이에 핀 등을 삽탈 가능한 구성과 비교하여, 볼록부(80~83)와 오목부(70~73)의 사이의 클리어런스를 거의 영(zero)으로 할 수 있으므로, 당해 분할면(58, 58) 사이에서의 어긋남을 보다 확실하게 저감할 수 있다.

반할 글랜드 커버(5a, 5b)는 그 두께 방향으로 관통하는 관통공(90)을 각각 2개 구비한다. 관통공(90)은 도 4에 나타내는 볼트(96)를 삽입하고, 기기의 스터핑 박스(stuffing box) T에 글랜드 커버(5)를 고정하기 위해서 필요한 구멍이다. 반할 글랜드 커버(5b)(5a라도 좋다)는 기기와 반대측의 면으로부터 씰 링(4b)의 방향을 향해 비스듬하게 관통하는 드레인(drain) 구멍(약 4㎜ 직경)(95)을 가진다. 드레인(drain) 구멍(95)은 누설되는 물이나 오일 등을 외부로 배출하기 위한 관통공이다.

도 2에 나타내듯이, 반할 글랜드 커버(5a, 5b)는 그 기기측의 면에 회전축 B의 주방향을 따라 형성되는 홈(66, 66)을 구비한다. 홈(66, 66)은 반할 O링(9a, 9b)을 고정하기 위한 것이고, 기기측으로 개구한다. 또, 반할 글랜드 커버(5a, 5b)는 그 회전축 B측의 면에 회전축 B의 주방향(周方向)을 따라 형성되는 홈(68, 68)을 구비한다. 홈(68, 68)은 반할 O링(8a, 8b)을 고정하기 위한 것이고, 회전축 B측으로 개구한다.

반할 글랜드 커버(5a, 5b)는 관통공(90)보다 직경방향 내측에 있어서 주방향으로 3개의 나사 구멍(132)을 구비한다. 나사 구멍(132)은 반할 글랜드 커버(5a, 5b)의 두께 방향으로 관통한다. 나사 구멍(132)은 그 내면에 나사 홈을 형성하고 있고, 셋 스크류(set screw)(140)를 삽탈 양방향으로 이동 가능하게 하는 구멍이다. 셋 스크류(140)는 로터리 링(3)을 슬리브(2)에 밀착시키기 위해서, 씰 링(4)측으로부터 로터리 링(3)을 누르기 위해서 사용된다. 셋 스크류(140)는 로터리 링(3) 및 씰 링(4)의 평면도 불량을 방지함과 아울러, 프리어셈블리(1a, 1b)를 분할했을 때에 각 구성 부재의 탈락을 방지하는 기능을 가진다. 셋 스크류(140)는 메카니컬 씰(1)을 기기에 조립한 후, 뽑아내든지 혹은 씰 링(4)에의 압압을 해제하기 위하여 뽑아내는 방향으로 이동된다. 셋 스크류(140)는 주로 SUS로 이루어지고, 씰 링(4)에 접하는 측의 선단만을 SUS보다 연질의 금속(예를 들면, 동)으로 구성된다. 이 때문에 셋 스크류(140)가 씰 링(4)에 접해도 씰 링(4)이 파손되기 어렵다.

글랜드 커버(5)는 씰 링(4)과의 간극에 씰 링(4)을 로터리 링(3)측으로 부세(付勢)하기 위한 2개의 핀(145) 및 12개의 스프링(146)을 구비한다.

3.3　로터리 링의 구조

반할 로터리 링(3a)은, 도 2에 나타내듯이, 그 외주에 따라 형성되는 2개의 홈(101, 101)을 두께 방향으로 늘어놓아 구비한다. 각 홈(101)은 각 반할 O링(7a, 7b)을 고정하기 위한 홈이고, 반할 슬리브(2a, 2b)측으로 개구한다. 또, 반할 로터리 링(3a, 3b)은 반할 씰 링(4a, 4b)측의 단면에 반할 씰 링(4a, 4b)측으로 돌출하는 돌출면(102)을 구비한다. 돌출면(102)과 반할 씰 링(4a, 4b)의 사이는 서로 접하고 있고 슬라이딩부 S로 된다(도 3 참조).

3.4　씰 링의 구조

반할 씰 링(4a, 4b)은, 도 2에 나타내듯이, 대략 L자 모양의 단면을 가지는 구성 부재이고, 반할 로터리 링(3a, 3b)측에 보다 큰 직경의 플랜지부(111)를 구비함과 아울러, 당해 플랜지부(111)에 연접하여 반할 글랜드 커버(5a, 5b)측으로 뻗어나가는 슬리브부(112)를 구비한다. 슬리브부(112)의 반할 글랜드 커버(5a, 5b)측의 단면은 먼저 설명한 핀(145) 및 셋 스크류(140)의 선단부가 접하는 부분이다. 또, 슬리브부(112)는 그 내면에 반할 글랜드 커버(5a, 5b)측의 단면을 개구하는 반원통형상의 홈(115)을 가진다. 먼저 설명한 핀(145)은 당해 홈(115)에 접하고, 씰 링(4)의 돎멈춤의 기능을 가진다.

3.5　슬리브 및 글랜드 커버의 각 분할면에 형성되는 볼록부 및 오목부의 구성

도 5는 도 2에 나타내는 반할 슬리브에 형성되는 볼록부를 확대하여 나타내는 사시도이다. 도 6은 도 5에 나타내는 볼록부의 근방을 기기측으로부터 본 도이다.

슬리브(2)를 구성하는 반할 슬리브(2a)는 그 분할면(18)에 반할 슬리브(2b)와 같은 제2 오목부(40) 및 제1 오목부(41)를 구비한다. 반할 슬리브(2a)측의 제2 오목부(40)는 제2 볼록부(50)를 형성하는 대략 원기둥형상의 핀(예를 들면, SUS제의 핀, 이것을 「드레이프 핀」이라고 칭한다)(150)을 매설하고 있고, 반할 슬리브(2a)와 반할 슬리브(2b)를 조합하였을 때에, 드레이프 핀(150)의 노출면은 반할 슬리브(2b)측의 제2 오목부(40)와 감합한다. 마찬가지로 반할 슬리브(2a)측의 제1 오목부(41)는 제1 볼록부(51)을 형성하는 드레이프 핀(151)을 매설하고 있고, 반할 슬리브(2a)와 반할 슬리브(2b)를 조합하였을 때에, 드레이프 핀(151)의 노출면은, 반할 슬리브(2b)측의 제1 오목부(41)와 감합한다.

드레이프 핀(150, 151)은 반할 슬리브(2a)와 반할 슬리브(2b)를 조합하였을 때에 2개의 제2 오목부(40)에 형성되는 구멍(드레이프 핀(150)의 외경보다 조금 작은 직경의 구멍) 및 2개의 제1 오목부(41)에 형성되는 구멍(드레이프 핀(151)의 외경보다 조금 작은 직경의 구멍)에 각각 박혀 넣어진다. 그 후, 반할 슬리브(2a)와 반할 슬리브(2b)를 분리하면, 일방의 반할 슬리브(2a)에 드레이프 핀(150, 151)이 남는다. 이 결과, 반할 슬리브(2a)에 남겨진 드레이프 핀(150, 151)은 각각 제2 볼록부(50) 및 제1 볼록부(51)를 형성한다. 여기서, 반할 슬리브(2a)측의 제1 오목부(41) 및 제2 오목부(40)는 각각 반할 슬리브(2b)측의 제1 오목부(41) 및 제2 오목부(40)보다 큰 용적으로 형성되어 있다. 이 때문에 도 6에 나타내듯이, 2개의 제1 오목부(41)에 의해 형성되는 구멍에 드레이프 핀(151)을 박아 넣었을 때에, 반을 넘는 체적을 가지는 영역(151a)이 반할 슬리브(2a)측의 제1 오목부(41) 내에 매설된다. 한편, 드레이프 핀(151)의 반 미만의 체적을 가지는 영역(151b)은 반할 슬리브(2b)측에 매설된다. 이 결과, 반할 슬리브(2a)와 반할 슬리브(2b)를 분리했을 때에, 드레이프 핀(151)이 빗나가는 일 없이, 반할 슬리브(2a)측에 드레이프 핀(151)을 매설한 상태로 확실하게 고정하는 것이 가능하게 된다. 이것은 제2 오목부(40)에 드레이프 핀(150)을 박아 넣은 경우도 마찬가지이다. 또한, 반할 슬리브(2b)측에 보다 깊은 제1 오목부(41) 혹은 제2 오목부(40)를 형성하고, 반할 슬리브(2a)측에 보다 얕은 제1 오목부(41) 혹은 제2 오목부(40)를 형성하고, 드레이프 핀(150, 151)을 반할 슬리브(2b)측에 남겨도 좋다. 드레이프 핀(150, 151)에 의해 형성되는 제2 볼록부(50) 및 제1 볼록부(51)와 이들과 각각 맞추어지는 제2 오목부(40) 및 제1 오목부(41)의 사이의 클리어런스는, 10㎛ 이하, 바람직하게는 3㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0㎛이다.

제2 오목부(42), 제1 오목부(43)에 대해서도 상기와 마찬가지이다. 또, 제2 볼록부(52) 및 제1 볼록부(53)에 대해서도 상기와 마찬가지로 형성된다. 또한, 글랜드 커버(5)에 형성되는 제1 오목부(71, 73), 제2 오목부(70, 72), 제1 볼록부(81, 83) 및 제2 볼록부(80, 82)에 대해서도 상기와 마찬가지이다. 또한, 이후에 드레이프 핀(150, 151) 이외의 드레이프 핀에 대해서는 일일이 부호를 붙이지 않고 「드레이프 핀(150) 등」이라고 칭한다.

3.6　분할면의 코트 처리

슬리브(2) 및 글랜드 커버(5)는 메카니컬 씰(1)의 분할면의 씰 특성을 높이기 위해서, 그 각 분할면(18, 58)의 일방의 면에 불소계 수지로 이루어지는 코트층을 가지는 것이 바람직하다. 각 분할면(18, 58)의 타방의 면에 상기 코트층, 또한 그 위에 탄성 접착층을 적층함으로써, 2개의 프리어셈블리(1a, 1b)를 조합하였을 때에, 탄성 접착층이 양 코트층에 끼워지는 상태로 할 수 있다. 탄성 접착층은, 프리어셈블리(1a, 1b)의 분리와 조합을 반복하여 행하여도 장기간 접착 기능을 보유할 수 있는 층인 것이 바람직하다. 코트층의 두께는, 바람직하게는 0.1~40㎛, 더 바람직하게는 0.1~30㎛, 가장 바람직하게는 0.1~10㎛이다. 탄성 접착층은, 바람직하게는, 우레탄 수지로 이루어지는 접착층이다. 코트층과 탄성 접착층을 이용함으로써, 종래로부터 이용되는 고무 패킹과 O링과의 접촉부를 없애는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 물 등의 누설은 생기기 어렵다. 또한, 코트층은 반할 슬리브(2a, 2b)의 각 분할면(18)에만, 혹은 반할 글랜드 커버(5a, 5b)의 각 분할면(58)에만 형성해도 좋다. 이와 같이 불소계 수지로 이루어지는 코트층을 형성함으로써, 탄성 접착층이 벗겨지기 쉬워 몇 번이라도 사용할 수 있는 장점이 있다.

<4. 메카니컬 씰의 조립 방법>

다음에, 제1의 실시의 형태와 관련되는 메카니컬 씰(1)의 조립 방법에 대하여 프리어셈블리(1a, 1b)의 조립과 그 후의 기기에의 조립으로 나누어 설명한다.

4.1　프리어셈블리의 조립

조립 순서는 이하와 같다.

1) 반할 슬리브(2a, 2b)의 각 분할면(18)에 불소계 수지를 도포하여 코트층을 형성함과 아울러, 반할 슬리브(2a)측인 코트층 위에 우레탄계 접착제를 도포하고, 탄성 접착층을 형성한다.

2) 볼트(20)를 이용하여 반할 슬리브(2a, 2b)를 일체화한다.

3) 오목부(40~43)의 각 세트에 의해 형성되는 구멍에 드레이프 핀(150) 등을 박아 넣는다.

4) 반할 O링(6a, 6b)을 슬리브(2)의 홈(26)에 부착한다.

5) 2조의 반할 O링(7a, 7b)을 반할 로터리 링(3a, 3b)의 2개의 홈(101, 101)에 부착한다.

6) 반할 로터리 링(3a, 3b)를 슬리브(2) 내에 삽입하여 부착한다.

여기까지의 순서에 의해 회전환의 조립이 완료된다.

7) 반할 글랜드 커버(5a, 5b)의 각 분할면(58)에 불소계 수지를 도포하여 코트층을 형성함과 아울러, 반할 글랜드 커버(5a)측인 코트층 위에 우레탄계 접착제를 도포하고, 탄성 접착층을 형성한다.

8) 볼트(65)를 이용하여 반할 글랜드 커버(5a, 5b)를 일체화한다.

9) 오목부(70~73)의 각 세트에 의해 형성되는 구멍에 드레이프 핀(150) 등을 박아 넣는다.

10) 반할 O링(8a, 8b)을 글랜드 커버(5)의 홈(68)에 부착한다.

11) 반할 O링(9a, 9b)을 글랜드 커버(5)의 홈(66)에 부착한다.

12) 글랜드 커버(5)에 스프링(146) 및 핀(145)을 부착한다.

13) 글랜드 커버(5)에 반할 씰 링(4a, 4b)을 삽입한다.

여기까지의 순서에 의해 씰 링(4)로 글랜드 커버의 조립이 완료된다.

14) 볼트(65)를 떼어내어 글랜드 커버(5)를 분할한다.

15) 회전환의 조립품의 외주로부터 반할 씰 링(4a, 4b)과 반할 글랜드 커버(5a, 5b)를 삽입한다.

16) 다시 볼트(65)를 이용하여 글랜드 커버(5)를 일체화한다.

17) 볼트(130)를 이용하여 프리셋 칩(120)을 슬리브(2)에 고정한다.

18) 셋 스크류(140)를 나사 넣어서 씰 링(4), 로터리 링(3)을 슬리브(2)에 꽉 누른다.

여기까지의 순서에 의해 프리어셈블리(1a, 1b)의 카트리지화가 완료된다.

4.2　기기에의 메카니컬 씰의 조립

1) 메카니컬 씰(1)로부터 볼트(20, 65)를 떼어내어 프리어셈블리(1a, 1b)로 분할한다.

2) 프리어셈블리(1a, 1b)를 기기의 회전축 B에 대고 볼트(20)를 이용하여 슬리브(2)를 일체화한다.

3) 볼트(65)를 이용하여 글랜드 커버(5)를 일체화한다. 이 때에 종래의 완전2분할 씰에서는, 현장에서 다수의 부품을 1개씩 조립하지 않으면 안 되었기 때문에, 많은 작업시간을 필요로 함과 아울러 2개의 슬라이딩 부재를 정밀도 좋게 조립하는 것이 곤란하고, 그 결과 누설이 생기는 일이 있었지만, 이 메카니컬 씰(1)은 프리어셈블리를 축방향을 따라 일체화하고 있으므로, 모든 반할 부품의 동시 또한 고정밀의 일체화를 실현하는 결과, 누설의 위험을 저감하고 있다.

4) 볼트(96)를 이용하여 메카니컬 씰(1)을 기기(구체적으로는, 기기의 스터핑 박스(stuffing box) T)에 고정한다. 이 때에 글랜드 커버(5)와 슬리브(2)는 프리셋 칩(120)에 의해 이미 각각의 동심이 나와 있기 때문에 재차 동심을 내는 작업이 불필요하다.

5) 스크류(25)에 의해 슬리브(2)를 회전축 B에 고정한다. 이 때에 글랜드 커버(5)와 슬리브(2)의 축방향의 위치 관계는 프리셋 칩(120)에 의해 이미 올바른 세트 위치에 보유되고, 정규의 스프링 압축 길이로 되어 있기 때문에 종래의 메카니컬 씰에서 행해지는 것 같은 세트 위치의 계측 혹은 조정은 불필요하다.

6) 셋 스크류(140)를 대기측으로 이동하고, 씰 링(4)에 대한 압압을 해제한다.

7) 볼트(130)를 떼어내고, 슬리브(2)로부터 프리셋 칩(120)을 떼어낸다.

도 7은 메카니컬 씰의 조립 작업중에 셋 스크류를 대기측으로 이동하는 전후 및 프리셋 칩의 떼어내기 전후의 상태를 나타내는 도이다.

햇칭 부분은 셋 스크류(140), 볼트(130) 및 프리셋 칩(120)이다. 도 7에 나타내듯이, 관통공(32)로부터 치구(L형 육각 렌치 등)를 삽입하여 화살표 방향(대기측 방향)으로 셋 스크류(140)를 이동시킴으로써 씰 링(4)에의 압압이 해제된다. 또, 프리어셈블리(1a, 1b)의 카트리지화의 단계에서는 프리셋 칩(120)이 글랜드 커버(5)와 슬리브(2)와의 간극 W에 그 일부를 넣은 상태에 있다. 프리셋 칩(120)은 볼트(130)를 체결하여 슬리브(2)와 글랜드 커버(5)의 동심을 냄과 아울러 간극 W를 확보하는 기능을 가진다. 메카니컬 씰(1)을 기기에 부착하면 프리셋 칩(120)의 역할은 종료하기 때문에, 기기의 운전전에 이것을 떼어낸다. 여기까지의 순서에 의해 메카니컬 씰(1)의 조립이 완료된다.

＜제2의 실시의 형태＞

다음에, 본 발명의 제2의 실시의 형태와 관련되는 메카니컬 씰에 대하여 설명한다. 제2의 실시의 형태는, 반할 슬리브(2a, 2b)의 각 분할면(18)에 설치되는 볼록부(50~53) 및 오목부(40~43), 반할 글랜드 커버(5a, 5b)의 각 분할면(58)에 설치되는 볼록부(80~83) 및 오목부(70~73)를 다른 형태의 볼록부 및 오목부로 바꾼 이외는 제1의 실시의 형태와 같은 구성을 가진다. 이 때문에 당해 같은 구성에 대해서는 같은 부호를 붙임과 아울러 중복된 설명을 생략한다.

도 8은 제2의 실시의 형태와 관련되는 메카니컬 씰의 반할 슬리브에 형성되는 볼록부를 확대하여 나타내는 사시도이다.

도 8에 나타내는 볼록부(171)는 2개의 오목부(170, 170)를 맞추어 형성되는 구멍에 드레이프 핀(150) 등을 박아 넣음으로써 형성되는 점에서 제1의 실시의 형태와 공통되지만, 그 박아 넣음 방향이 다르다. 제2의 실시의 형태에서는, 드레이프 핀(150) 등을 회전축 B의 축방향 및 직경방향의 어느 것도 아니고, 축방향과 직경방향의 사이의 방향(경사 방향)으로 박아 넣어진다. 이 때문에 1개의 드레이프 핀(150) 등에 의해 반할 슬리브(2a, 2b)는 축방향과 직경방향의 어느 방향에도 어긋남이 생기기 어려워진다. 이 때에 회전축 B에 대해서 대칭으로 되는 측에도 경사 방향으로 드레이프 핀(150) 등을 박아 넣는 것이 바람직하고, 또, 그 드레이프 핀(150) 등은 먼저 설명한 드레이프 핀(150) 등과 다른 방향으로 박아 넣는 것이 바람직하다. 서로 다른 방향으로 드레이프 핀(150) 등을 박아 넣음으로써 반할 슬리브(2a, 2b)의 분할면(18, 18) 내에서의 어긋남을 유효하게 방지할 수 있기 때문이다. 드레이프 핀(150) 등에 의해 형성되는 볼록부(171)와 이것과 맞추어지는 오목부(170)의 사이의 클리어런스는, 10㎛ 이하, 바람직하게는 3㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0㎛이다. 또한, 반할 글랜드 커버(5a, 5b)의 각 분할면(58)도, 도 8에 나타내는 볼록부(171)를 구비하지만, 반할 글랜드 커버(5a, 5b)의 각 분할면(58)에 제1의 실시의 형태에서 설명한 볼록부(80~83)와 같은 방향으로 가늘고 긴 볼록부를 구비하여도 좋다.

＜제3의 실시의 형태＞

다음에, 본 발명의 제3의 실시의 형태와 관련되는 메카니컬 씰에 대하여 설명한다. 제3의 실시의 형태는 제2의 실시의 형태와 마찬가지로 제1의 실시의 형태와 다른 형태의 볼록부 및 오목부를 이용한 이외는 제1의 실시의 형태와 같은 구성을 가진다. 이 때문에 당해 같은 구성에 대해서는 같은 부호를 붙임과 아울러 중복된 설명을 생략한다.

도 9는 제3의 실시의 형태와 관련되는 메카니컬 씰의 반할 슬리브에 형성되는 볼록부를 확대하여 나타내는 사시도이다.

반할 슬리브(2a)의 분할면(18)은 원기둥형상의 볼록부(180)을 1개 구비하고, 반할 슬리브(2b)의 분할면(18)으로서 볼록부(180)와 대향하는 위치에는 볼록부를 밀착 상태로 감합 가능한 오목부(미도시)를 구비한다. 이러한 원기둥형상의 볼록부(180)는 이방성의 형상은 아니지만, 반할 슬리브(2a, 2b)의 각 분할면(18)에 있어서의 어긋남을 방지하는 기능을 가진다. 볼록부(180)와 이것과 맞추어지는 오목부의 사이의 클리어런스는, 10㎛ 이하, 바람직하게는 3㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0㎛이다. 또한, 반할 글랜드 커버(5a, 5b)의 각 분할면(58)도 도 9에 나타내는 볼록부(180)를 구비하지만, 반할 글랜드 커버(5a, 5b)의 각 분할면(58)에 제1의 실시의 형태에서 설명한 볼록부(80~83) 혹은 제2의 실시의 형태에서 설명한 볼록부(171)와 각각 같은 방향으로 가늘고 긴 볼록부를 구비하여도 좋다.

＜제4의 실시의 형태＞

다음에, 본 발명의 제4의 실시의 형태와 관련되는 메카니컬 씰에 대하여 설명한다. 제4의 실시의 형태에 있어서 제1의 실시의 형태와 같은 구성에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명한다. 제4의 실시의 형태와 관련되는 메카니컬 씰(1)은 회전기기의 회전축 B에 종동하여 회전하는 로터리 링(3)과, 로터리 링(3)과 회전축 B의 축방향으로 맞닿는 씰 링(4)과, 당해 씰 링(4)과 씰 상태에서 그 외측을 덮는 글랜드 커버(5)를 적어도 구비하고, 적어도 로터리 링(3), 씰 링(4) 및 글랜드 커버(5)를 직경방향으로 분할하고, 적어도 글랜드 커버(5)의 분할면의 일방의 면에 분할면의 타방의 면을 향해 돌출하는 볼록부(80~83)를 구비함과 아울러, 타방의 면에 볼록부(80~83)와 감합하는 오목부(70~73)를 구비한다. 즉, 제4의 실시의 형태와 관련되는 메카니컬 씰(1)은 제1의 실시의 형태와 관련되는 메카니컬 씰(1)과 달리 슬리브(2)를 구비하지 않은, 이른바 슬리브 없는 형태의 메카니컬 씰이다. 이 경우, 매우 적합하게는, 전술의 슬리브(2)의 공간(10)보다 회전축 B측의 슬리브 부분과, 이것보다 대기측의 플랜지 부분을 제외한 형태, 즉 O링(6)을 구비하는 기기측의 플랜지 부분만을 메카니컬 씰(1)의 구성에 더하는 것이 바람직하다. 기기측의 플랜지 부분은 반할 구성으로 하지만, 그 분할면(18)에 볼록부(50~53) 및 오목부(40~43)를 구비하지 않아도 좋고, 적어도 글랜드 커버(5)에 볼록부(80~83) 및 오목부(70~73)를 구비한다.

<산업상의 이용 가능성>

본 발명은 회전기기 등의 축봉에 이용이 가능하다.

1 메카니컬 씰(mechanical seal) 1a, 1b 프리어셈블리
2 슬리브(sleeve) 2a, 2b 반할 슬리브
3 로터리 링(rotary ring)
3a, 3b 반할 로터리 링
4 씰 링(seal ring) 4a, 4b 반할 씰 링
5 글랜드 커버(gland cover)
5a, 5b 반할 글랜드 커버(gland cover)
18 분할면
40, 42 제2 오목부(오목부) 41, 43 제1 오목부(오목부)
50, 52 제2 볼록부(볼록부) 51, 53 제1 볼록부(볼록부)
58 분할면
70, 72 제2 오목부(오목부) 71, 73 제1 오목부(오목부)
80, 82 제2 볼록부(볼록부) 81, 83 제1 볼록부(볼록부)
150 드레이프 핀(drape pin)(핀(pin))
151 드레이프 핀(drape pin)(핀(pin))
170 오목부 171 볼록부
180 볼록부 B 회전축

Claims

회전기기의 회전축에 종동하여 회전하는 로터리 링과,
상기 로터리 링과 상기 회전축의 축방향으로 맞닿는 씰 링과,
당해 씰 링과 씰 상태에서 그 외측을 덮는 글랜드 커버를 적어도 구비하는 메카니컬 씰로서,
적어도 상기 로터리 링, 상기 씰 링 및 상기 글랜드 커버를 그 직경방향으로 분할하고,
적어도 상기 글랜드 커버의 분할면의 일방의 면에 상기 분할면의 타방의 면을 향해 돌출하는 볼록부를 구비함과 아울러, 상기 타방의 면에 상기 볼록부와 감합하는 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 메카니컬 씰.
제1항에 있어서,
상기 회전축에 종동하여 회전함과 아울러 상기 로터리 링과 씰 상태에서 그 외측을 덮는 슬리브를 더 구비하고,
상기 슬리브의 분할면의 일방의 면에 상기 분할면의 타방의 면을 향해 돌출하는 볼록부를 구비함과 아울러, 상기 타방의 면에 상기 볼록부와 감합하는 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 메카니컬 씰.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 볼록부는, 상기 분할면의 면내의 어느 하나의 방향으로 길게 뻗는 이방형상이며,
상기 오목부는, 이방형상의 상기 볼록부와 감합하는 이방형상인 것을 특징으로 하는 메카니컬 씰.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이방형상의 상기 볼록부를 복수 구비하고,
복수의 상기 볼록부는,
상기 회전축의 축방향을 따라 길게 뻗는 제1 볼록부와,
상기 회전축의 직경방향을 따라 길게 뻗는 제2 볼록부를 포함하고,
상기 이방형상의 상기 오목부는,
상기 제1 볼록부와 감합하고, 상기 회전축의 축방향을 따라 길게 뻗는 제1 오목부와,
상기 제2 볼록부와 감합하고, 상기 회전축의 직경방향을 따라 길게 뻗는 제2 오목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 메카니컬 씰.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
서로 대향하는 상기 분할면에 각각 같은 하나의 방향으로 길게 뻗는 2개의 상기 오목부를 구비하고,
당해 2개의 상기 오목부 중의 일방의 오목부는, 상기 볼록부를 형성하는 핀을 매설하고,
당해 2개의 상기 오목부 중의 타방의 오목부는, 상기 분할면을 맞추었을 때에 상기 핀의 노출면과 감합하는 것을 특징으로 하는 메카니컬 씰.
제5항에 있어서,
상기 핀은, 그 반을 넘는 체적을, 상기 일방의 오목부 내에 매설되는 상태로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 메카니컬 씰.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도, 상기 로터리 링, 상기 씰 링 및 상기 글랜드 커버를 각각 상기 직경방향으로 분할한 반할 로터리 링, 반할 씰 링 및 반할 글랜드 커버로 2개의 프리어셈블리를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 메카니컬 씰.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분할면의 일방의 면에 불소계 수지로 이루어지는 코트층을 가지고, 상기 분할면의 타방의 면에 상기 코트층, 또한 그 위에 탄성 접착층을 적층하고, 상기 분할면을 맞추었을 때에, 상기 탄성 접착층이 상기 코트층의 사이에 끼워지는 상태로 하는 구성인 것을 특징으로 하는 메카니컬 씰.