WO2015005422A1 - メカニカルシール - Google Patents

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WO2015005422A1
WO2015005422A1 PCT/JP2014/068415 JP2014068415W WO2015005422A1 WO 2015005422 A1 WO2015005422 A1 WO 2015005422A1 JP 2014068415 W JP2014068415 W JP 2014068415W WO 2015005422 A1 WO2015005422 A1 WO 2015005422A1
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stationary
mechanical seal
retainer
ring
cover
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French (fr)
Inventor
清喬 落合
圭介 永田
Original Assignee
株式会社タンケンシールセーコウ
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3464—Mounting of the seal
    • F16J15/348—Pre-assembled seals, e.g. cartridge seals
    • F16J15/3484—Tandem seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3436—Pressing means
    • F16J15/3452—Pressing means the pressing force resulting from the action of a spring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3464—Mounting of the seal

Definitions

  • the present invention relates to a mechanical seal, and more particularly, to a mechanical seal used for a shaft sealing portion.
  • a mechanical seal that seals the rotation axis of a pump or the like is known.
  • sealing is performed by slidingly contacting a rotating ring on the rotating side fixed on the rotating shaft side and a non-rotating ring on the stationary side fixed on the stationary side of the pump body or the like.
  • the set claw engagement body 13 having a function of supporting the movable sealing ring 40 is configured as an annular member. Therefore, the member that connects the movable sealing ring 40 to the seal case 3 is used.
  • a certain set claw engaging body 13 is arranged so as to extend over the entire circumference of the rotating shaft on the air side surface.
  • the seal case 3 is formed with a notch for a bolt 15 used to attach the seal case 3 (case body 14) to the shaft seal casing 1 so as to extend radially inward. .
  • the notch for the bolt 15 is formed so that the inner end is positioned radially outward from the set claw engaging body 13. Is done.
  • the attachment position of the seal case 3 to the pump main body or the like is a position radially outward from the engagement member 13 for the set claw, so that there is a problem that the radial dimension of the mechanical seal becomes large.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a mechanical seal capable of reducing the radial dimension.
  • a mechanical seal that seals the periphery of the rotating shaft by sliding contact between a rotating ring fixed to the rotating shaft and a stationary ring connected to a main body through which the rotating shaft passes;
  • a cylindrical stationary side cover coupled to the body;
  • a cylindrical stationary spring retainer that houses a spring member that is coupled to the radially inner side of the stationary cover and presses and biases the stationary ring toward the rotating ring;
  • a plurality of retainer pressing members for fixing the stationary spring retainer to the stationary cover, The plurality of retainer pressing members are arranged at positions separated in the circumferential direction.
  • a mechanical seal is provided.
  • the stationary side spring retainer is fixed by the retainer pressing member at a position separated in the circumferential direction, so that a region that can be used for a bolt hole or the like on the surface of the stationary side spring retainer is widened. , Design flexibility is improved.
  • the stationary spring retainer is fixed by the retainer pressing member at a position separated in the circumferential direction, it becomes possible to fix the stationary spring retainers of different shapes by the retainer pressing member of the same shape.
  • a retainer pressing member having the same shape is fixed to a stationary spring retainer in a so-called double seal type mechanical seal provided with two pairs of sliding surfaces, and a so-called inside shape having a pair of sliding surfaces.
  • it can be used for fixing the stationary side spring retainer in the outside type single seal type mechanical seal. That is, the parts can be shared, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the retainer pressing member is disposed at least at two positions opposed in the radial direction of the stationary spring retainer.
  • the stationary spring retainer can be securely fixed to the stationary cover by the retainer pressing member.
  • the retainer pressing member is fitted into a notch that opens in a radial direction formed at a circumferentially spaced position of the stationary spring retainer, and the stationary spring retainer is attached to the stationary cover. Are fixed.
  • a cylindrical stationary spring retainer that accommodates a spring member that presses and biases the stationary ring toward the rotating ring is fixed to the stationary cover by the retainer pressing member, and the retainer pressing member Is fitted into a notch extending in the radial direction of the stationary spring retainer.
  • the retainer pressing member is a rectangular plate-shaped member,
  • the circumferential length of the notch is set to be approximately equal to the length of the plate-like retainer pressing member.
  • the length of the notch in the axial direction is set substantially equal to the thickness of the plate-like retainer pressing member.
  • the axial movement of the stationary spring retainer can be restricted by fitting the retainer pressing member to the notch portion of the stationary spring retainer and fixing the stationary spring retainer to the stationary cover.
  • the mechanical seal is a self-air cooled mechanical seal.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a mechanical seal 1 according to a first embodiment of the present invention is attached to a rotary shaft S.
  • the mechanical seal 1 of the present embodiment is a seal that seals between a rotating shaft of a rotating device such as a pump having a rotating shaft and a casing wall of the rotating device that extends through the rotating shaft. This is a so-called double seal provided with a surface.
  • the material of each component of the mechanical seal 1 is the same as or similar to the material of the component of the conventional mechanical seal.
  • the mechanical seal 1 of the present embodiment includes a substantially cylindrical stationary side cover 2 that is connected and fixed to a casing wall (not shown) of a rotary device such as a pump having a rotation axis S.
  • An annular first stationary ring 6 is connected to the radially inner side of the stationary cover 2 via an O-ring 4 so as to be movable in the axial direction.
  • the first stationary ring 6 is arranged so that the rotation axis S extends through the central space.
  • a cylindrical sleeve 8 is fixed to the outer periphery of the rotating shaft S.
  • An annular first rotating ring 12 is connected and fixed to the outer peripheral surface of the sleeve 8 via an O-ring 10.
  • the annular tip surface 12 a of the first rotating ring 12 abuts on the annular tip surface 6 a of the first stationary ring 6, and the first sealing surface of the mechanical seal 1 is between the distal surface 6 a of the first stationary ring 6. (Sliding contact surface) is formed.
  • annular second rotating ring 14 is connected and fixed at a position on the outer side in the axial direction of the sleeve 8 (that is, the atmosphere side).
  • annular second stationary ring 16 is arranged at a position on the axially outer side (that is, the atmosphere side) of the first stationary ring 6 on the radially inner side of the stationary cover 2.
  • the second stationary ring 16 is connected to the stationary side cover 2 via an annular spring retainer 18 and is disposed so that the rotation shaft S extends through the central space.
  • the annular tip surface 14 a of the second rotating ring 14 abuts on the annular tip surface 16 a of the second stationary ring 16, and the second sealing surface of the mechanical seal 1 is between the tip surface 16 a of the second stationary ring 16. (Sliding contact surface) is formed.
  • a pin P that extends outward in the axial direction is attached to the spring retainer 18. This pin P is fitted into an axially extending hole formed in the second stationary ring 16 to prevent relative rotation of the second stationary ring 16 with respect to the spring retainer 18.
  • the spring retainer 18 is formed with a first spring recess 20 that opens inward in the axial direction (in-machine direction).
  • a first coil spring 22 is accommodated in the first spring recess 20, and the first coil spring 22 rotates the first stationary ring 6 through the projection 24 formed at the end of the first stationary ring 6. It is energized in the direction of the ring 12.
  • the spring retainer 18 is formed with a second spring recess 26 that opens outward in the axial direction (atmospheric direction).
  • a second coil spring 28 is accommodated in the second spring recess 26, and the second coil spring 28 connects the second stationary ring 16 to the second via a protruding member 30 formed on the distal end side of the second stationary ring 16. It is energized in the direction of the rotating ring 14.
  • the spring retainer 18 is fixed to the stationary side cover 2 by a plurality of (two) plate-like retainer pressing members 34 that are connected and fixed to the stationary side cover 2 by screws 32.
  • FIG. 2 is a front view of the main part of the mechanical seal 1 showing the relationship between the stationary cover 2, the spring retainer 18, and the retainer pressing member 34
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the main part of the mechanical seal 1.
  • two cutout portions 36 that open radially outward are formed at positions spaced apart in the circumferential direction of the outer periphery of the spring retainer 18, specifically, at positions opposed to the diameter direction. ing.
  • the dimensional shape of the notch 36 is such that the tip of the plate-like retainer pressing member 34 is fitted with almost no gap.
  • the ground cover 2 is formed with four ground bolt notches G at an angular interval of 90 degrees so as to extend to the radially inward position.
  • the notch 36 is formed at four ground bolt notches G and a position offset in the circumferential direction.
  • each retainer pressing member 34 is connected to the stationary cover 2 by two screws 32 in a state where the tip portion is fitted in the notch 36. It is fixed. As a result, the spring retainer 18 is fixed to the stationary cover 2 in a state where movement in the circumferential direction and the axial direction (both inward and outward in the axial direction) is restricted by the two retainer pressing members 34. Is done.
  • the notch portion 36 is offset in the circumferential direction from the notch G for the ground bolt, so that the retainer pressing member 34 fitted to the notch portion 36 interferes with the notch G for the ground bolt. Without this, the spring retainer 18 can be fixed to the stationary cover 2.
  • the mechanical seal 1 of the present embodiment includes a first rotating ring 12 and a second rotating ring 14 that are fixed to the rotating shaft side, a first stationary ring 6 and a second stationary ring 6 that are fixed to the stationary side such as a pump body.
  • the stationary rings 16 are in sliding contact with each other. Therefore, when the rotating shaft is rotating, a sliding torque in the rotating direction of the rotating shaft acts on the first stationary ring 6 and the second stationary ring 16 on the stationary side. This sliding torque is transmitted to the spring retainer 18.
  • each retainer pressing member 34 is connected and fixed to the stationary cover 2 by the two screws 32 in a state where the distal end portion is fitted in the notch 36 of the spring retainer 18. Since the spring retainer 18 is fixed to the stationary cover 2 in a state where movement in the circumferential direction and the axial direction is restricted by the retainer pressing member 34, the rotation by the sliding torque causes the retainer pressing member 34 to rotate. And the notch 36 are suppressed.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view similar to FIG. 1 showing a state in which the mechanical seal 50 of the second embodiment of the present invention is attached to the rotating shaft S.
  • the mechanical seal 50 of the present embodiment is also a seal that seals between a rotating shaft of a rotating device such as a pump having a rotating shaft and a casing wall of the rotating device through which the rotating shaft extends. It differs from the mechanical seal 1 of 1st Embodiment by the point which is a pair of what is called a single seal.
  • the mechanical seal 50 of the second embodiment is a so-called inside type mechanical seal that seals a fluid that leaks from the outer periphery to the inner periphery of the sliding surface.
  • the mechanical seal 50 of this embodiment includes a substantially cylindrical stationary side cover 52 that is connected and fixed to a casing wall (not shown) of a rotary device such as a pump having a rotation axis S.
  • An annular stationary ring 56 is coupled to the radially inner side of the stationary cover 52 via an O-ring 54 so as to be movable in the axial direction.
  • the stationary ring 56 is disposed so that the rotation axis S extends through the central space.
  • a cylindrical sleeve 58 is fixed to the outer periphery of the rotating shaft S.
  • An annular rotating ring 62 is connected and fixed to the outer peripheral surface of the sleeve 58 via an O-ring 60.
  • the front end surface 62 a of the rotating ring 62 is configured to abut on the front end surface 56 a of the stationary ring 56 and to form a seal surface (sliding contact surface) of the mechanical seal 50 between the front end surface 56 a of the stationary ring 56. ing.
  • An annular spring retainer 64 is disposed at a radially inward position of the stationary cover 52 and is connected and fixed to the stationary cover 52.
  • the spring retainer 64 is formed with a spring recess 66 that opens in the axial direction toward the stationary ring 56.
  • a coil spring 68 is accommodated in the spring recess 66, and the coil spring 68 urges the stationary ring 56 in the direction of the rotating ring 62 via a protrusion 70 formed at the end of the stationary ring 56.
  • the spring retainer 64 is provided by a plurality of (two) plate-like retainer pressing members 74 connected and fixed to the stationary cover 52 by screws 72.
  • the stationary cover 52 is fixed.
  • FIG. 5 is a front view of the main part of the mechanical seal 50 showing the relationship among the stationary side cover 52, the spring retainer 64, and the retainer pressing member 74.
  • FIG. 5 is a front view of the main part of the mechanical seal 50 showing the relationship among the stationary side cover 52, the spring retainer 64, and the retainer pressing member 74.
  • the two retainer pressing members 74 are held by the screws 72 in a state where the outer edge portion of the spring retainer 64 is sandwiched between the stationary cover 52 and the diametrically opposed positions.
  • the stationary cover 52 is fixed from the outside direction (right direction in FIG. 4).
  • the spring retainer 64 is fixed to the stationary cover 52 by the retainer pressing member 74.
  • the two retainer pressing members 74 are disposed at the stationary cover 52 with four ground bolt notches G formed to extend to the radially inward position at an angular interval of 90 degrees, The position is separated (offset) in the direction. As a result, the retainer pressing member 74 can fix the spring retainer 64 to the stationary cover 52 without interfering with the ground bolt notch G.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view similar to FIGS. 1 and 4 showing a state in which the mechanical seal 80 according to the third embodiment of the present invention is attached to the rotating shaft S.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view similar to FIGS. 1 and 4 showing a state in which the mechanical seal 80 according to the third embodiment of the present invention is attached to the rotating shaft S.
  • the mechanical seal 80 of this embodiment has a structure similar to the mechanical seal 50 of the second embodiment.
  • the difference from the mechanical seal 50 is that the mechanical seal 50 is a so-called inside type mechanical seal, whereas the mechanical seal 80 seals a fluid that leaks from the inner periphery to the outer periphery of the sliding surface. This is a side-type mechanical seal.
  • the mechanical seal 80 of the third embodiment will be described focusing on differences from the mechanical seal 50 of the second embodiment.
  • the mechanical seal 80 of the present embodiment includes a substantially cylindrical stationary side cover 82 that is connected and fixed to a casing wall (not shown) of a rotating device such as a pump having a rotating shaft S.
  • An annular spring retainer 86 is arranged on the radially inner side of the stationary cover 82 via an O-ring 84.
  • a stationary ring 90 is disposed on the radially inner side of the spring retainer 86 via an O-ring 88. The stationary ring 90 is arranged so that the rotation axis S extends through the central space.
  • An annular body 92 is fixed to the outer periphery of the rotating shaft S outside the axial direction of the stationary ring 90 (outside in the machine direction).
  • An annular rotating ring 94 is connected and fixed to the outside of the annular body 92 in the axial direction (outward in the machine direction).
  • the stationary ring 90 is configured to be movable in the axial direction, is formed in the spring retainer 86, and is moved outwardly (to the right in FIG. 6) by a spring 92 housed in a recess opening toward the stationary ring 90. It is pressed.
  • the distal end surface of the stationary ring 90 comes into contact with the distal end surface of the rotating ring 94, and a seal surface (sliding contact surface) of the mechanical seal 80 is formed between the distal end surface of the rotating ring 94.
  • the spring retainer 86 is supported by two plate-like retainer pressing members 96 that are connected and fixed to the stationary cover 82 by screws 98, similarly to the mechanical seal 50 of the second embodiment.
  • the stationary cover 82 is fixed.
  • the two retainer pressing members 96 are opposed to each other in the diametrical direction, with the outer edge of the spring retainer 86 held between the stationary cover 82 and the screw 98 from the outside direction (right side in FIG. 6).
  • the stationary cover 82 is fixed.
  • the spring retainer 86 is fixed to the stationary cover 82 by the retainer pressing member 96.
  • the positions where the two retainer pressing members 96 are arranged are four ground bolt notches formed in the stationary cover 82 at an angular interval of 90 degrees and positions separated (offset) in the circumferential direction. ing. As a result, the retainer pressing member 96 can fix the spring retainer 86 to the stationary cover 82 without interfering with the ground bolt notch.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view similar to FIGS. 1, 4, and 6, showing a state where the mechanical seal 100 of the fourth embodiment of the present invention is attached to the rotating shaft S.
  • the mechanical seal 100 according to the present embodiment is self-air cooled, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-32020, in which air flows into the interior due to rotation of a rotating shaft and the sliding surface is cooled by this air flow.
  • a basic mechanical seal is used.
  • a description will be given centering on points unique to the mechanical seal 100 of the present embodiment.
  • the mechanical seal 100 includes a rotating ring 102 attached to the rotating shaft S so as to rotate together with the rotating shaft S, and a non-rotating stationary ring attached to a casing (not shown) side of a device such as a pump. 104.
  • the rotary ring 102 is located outside the machine (on the right side in FIG. 7) and exposed to the atmosphere such as the atmosphere outside the machine, and the stationary ring 104 is located inside the machine, It is configured to seal the fluid in the machine on the circumferential side.
  • the rotary ring 102 is made of carbon or the like, and is connected to the rotary shaft S via a backup ring 106 made of aluminum or the like.
  • a rotation stop is disposed between the rotating ring 102 and the backup ring 106 to prevent relative rotation between the rotating ring 102 and the backup ring 106.
  • the stationary ring 104 is fixed to a casing cover 110 which is a casing side member via an annular spring retainer 108.
  • the distal end surface of the stationary ring 104 is configured to be in sliding contact with the distal end surface of the rotating ring 102 to form a seal surface.
  • a cover 112 is disposed at a predetermined interval radially outward of the rotary ring 102 and the backup ring 106, and a gap 114 is provided between the cover 112 and the rotary ring 102 and the backup ring 106. Is formed.
  • the cover 112 is a bottomed cylindrical body having a bottom surface that is open at the center, and is disposed so that the bottom is located away from the backup ring 106 in the axially outward direction.
  • a blower mechanism is incorporated in the bottom of the cover 112.
  • the cover 112 rotates integrally with the rotating ring 102 with the rotation of the rotating shaft S
  • the cover 112, the rotating ring 102, and the backup ring 106 are circulated by the blower mechanism as shown by the arrow F in FIG. Is further sucked into the gap 114 between them, and further sent to the seal surface between the tip surface of the stationary ring 104 and the tip surface of the rotating ring 102 to cool the seal surface.
  • the annular spring retainer 108 is supported by two plate-like retainer pressing members 118 that are connected and fixed to the casing cover 110 by screws 116.
  • the casing cover 110 is fixed.
  • the outer edge of the spring retainer 108 is sandwiched between the casing cover 110 and the screw 116. It is fixed to the casing cover 110 from the direction (right side in FIG. 7). As a result, the spring retainer 108 is fixed to the casing cover 110 by the retainer pressing member 118.
  • the positions where the two retainer pressing members 118 are arranged are four ground bolt cutouts formed in the casing cover 110 at an angular interval of 90 degrees and positions offset in the circumferential direction.
  • the retainer pressing member 118 can fix the spring retainer 108 to the casing cover 110 without interfering with the ground bolt notch.

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Abstract

　径方向寸法をコンパクト化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する。　本発明によれば、回転軸Ｓに固定された回転環１２、１４と回転軸が貫通する本体に連結された静止環６、１６との間の摺動接触によって、回転軸の周囲をシールするメカニカルシールであって、本体に連結された円筒状の静止側カバー２と、静止側カバーの径方向内方側に連結され静止環を回転環に向けて押圧付勢するバネ部材２２、２８を収容する円筒状の静止側スプリングリテーナ１８と、静止側スプリングリテーナを静止側カバーに固定する複数のリテーナ押さえ部材３４と、を備え、複数のリテーナ押さえ部材が周方向に離れた位置に配置されているメカニカルシールが提供される。

Description

メカニカルシール
　本願発明は、メカニカルシールに関し、詳細には、軸封止部に使用されるメカニカルシールに関する。
　ポンプ等の回転軸回りを封止するメカニカルシールが知られている。メカニカルシールでは、回転軸側に固定された回転側の回転環と、ポンプ本体等の静止側に固定された静止側の非回転環とを摺動接触させてシールを行っている。
　このようなメカニカルシールとして、例えば、特許文献１に記載された構成を有するメカニカルシールが知られている。
特開２００５－０４８８１８号公報
　特許文献１の構成では、可動密封環４０を支持する等の機能を有するセット爪係合体１３が、円環状の部材として構成されているため、可動密封環４０をシールケース３に連結する部材であるセット爪係合体１３が大気側面で回転軸の全周にわたって延びるように配置されることになる。
　一方、シールケース３には、このシールケース３（ケース本体１４）を軸封部ケーシング１に取付けるために使用されるボルト１５用の切欠きが径方向内方に向かって延びるように形成される。このため、特許文献１のようにセット爪係合体１３が全周にわたって延びる構成では、ボルト１５用の切欠きは、内端がセット爪用係合体１３より径向外方に位置するように形成される。
　この結果、シールケース３のポンプ本体等への取付け位置は、セット爪用係合体１３より径方向外方の位置となるため、メカニカルシールの径方向寸法が大きくなってしまうとういう問題がある。
　本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、径方向寸法をコンパクト化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。
　本発明によれば、
　回転軸に固定された回転環と該回転軸が貫通する本体に連結された静止環との間の摺動接触によって、前記回転軸の周囲をシールするメカニカルシールであって、
　前記本体に連結された円筒状の静止側カバーと、
　前記静止側カバーの径方向内方側に連結され前記静止環を前記回転環に向けて押圧付勢するバネ部材を収容する円筒状の静止側スプリングリテーナと、
　前記静止側スプリングリテーナを前記静止側カバーに固定する複数のリテーナ押さえ部材と、を備え、
　該複数のリテーナ押さえ部材が周方向に離れた位置に配置されている、
　ことを特徴とするメカニカルシールが提供される。
　このような構成によれば、静止側スプリングリテーナが、周方向に離れた位置で、リテーナ押さえ部材によって固定されるので、静止側スプリングリテーナの表面においてボルト孔等のために利用できる領域が広くなり、設計の自由度が向上する。
　さらに、静止側スプリングリテーナが、周方向に離れた位置で、リテーナ押さえ部材によって固定される構成であるので、異なった形状の静止側スプリングリテーナを同一形状のリテーナ押さえ部材によって固定することが可能となり、この結果、例えば、同一形状のリテーナ押さえ部材を、２対の摺動面が設けられている所謂ダブルシールタイプのメカニカルシールにおける静止側スプリングリテーナの固定と、摺動面が一対の所謂インサイド形またはアウトサイド形シングルシールタイプのメカニカルシールにおける静止側スプリングリテーナの固定の何れにも使用することができる。即ち、部品の共通化が可能となり、製造コストの低減が達成される。
　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記リテーナ押さえ部材が、少なくとも前記静止側スプリングリテーナの径方向に対向した２つの位置に配置されている。
　このような構成によれば、リテーナ押さえ部材によって、静止側スプリングリテーナを確実に静止側カバーに固定できる。
　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記リテーナ押さえ部材が、前記静止側スプリングリテーナの円周方向に離間した位置に形成された径方向に向かって開口する切欠き部に嵌合し、前記静止側スプリングリテーナを前記静止側カバーに対して固定している。
　このような構成では、静止環を回転環に向けて押圧付勢するバネ部材を収容する円筒状の静止側スプリングリテーナが、リテーナ押さえ部材によって、静止側カバーに固定され、さらに、このリテーナ押さえ部材が静止側スプリングリテーナの径方向に延びる切欠き部に嵌合する。
　したがって、リテーナ押さえ部材という単一の部材によって、バネ部材を収容する静止側スプリングリテーナの固定と、静止側スプリングリテーナの回転防止とが達成される。
　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記リテーナ押さえ部材が、矩形の板状部材であり、
　前記切欠き部の円周方向の長さが、前記板状のリテーナ押さえ部材の長さに略等しく設定されている。
　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記切欠き部の軸線方向の長さが、前記板状のリテーナ押さえ部材の厚さに略等しく設定されている。
　このような構成によれば、
　リテーナ押さえ部材を静止側スプリングリテーナの切欠き部に嵌合させて静止側スプリングリテーナを静止側カバーに固定することによって、静止側スプリングリテーナの軸線方向の移動を規制することができる。
　本発明の他の好ましい態様によれば、
　メカニカルシールが自己空冷式メカニカルシールである。
　このような構成を有する本発明によれば、径方向寸法をコンパクト化することができるメカニカルシールが提供される。
本発明の第１実施形態のメカニカルシールが回転軸に取付けられた状態の断面図である。 第１実施形態のメカニカルシールの静止側カバーとリテーナとリテーナ押さえ部材との関係を示すメカニカルシールの要部の正面図である。 第１実施形態のメカニカルシールの要部の分解斜視図である。 本発明の第２実施形態のメカニカルシールが回転軸に取付けられた状態の断面図である。 第２実施形態のメカニカルシールの静止側カバーとリテーナとリテーナ押さえ部材との関係を示すメカニカルシールの要部の正面図である。 本発明の第３実施形態のメカニカルシールが回転軸に取付けられた状態の断面図である。 本発明の第４実施形態のメカニカルシールが回転軸に取付けられた状態の断面図である。
　以下、図面に沿って、本発明の第１実施形態のメカニカルシールを説明する。
　図１は、本発明の第１実施形態のメカニカルシール１が回転軸Ｓに取付けられた状態を示す断面図である。
　本実施形態のメカニカルシール１は、回転軸を有するポンプ等の回転機器の回転軸と、回転軸が貫通して延びる回転機器のケーシング壁との間を密封するシールであり、２対の摺動面が設けられている所謂ダブルシールである。尚、メカニカルシール１の各構成要素の材質等は、従来技術のメカニカルシールの構成要素の材質を同一あるいは類似のものである。
　本実施形態のメカニカルシール１は、回転軸Ｓを有するポンプ等の回転機器のケーシング壁（図示せず）に連結固定された略円筒状の静止側カバー２を備えている。静止側カバー２の径方向内方側には、Ｏリング４を介して、円環状の第１静止環６が軸線方向に移動可能に連結されている。第１静止環６は、中央の空間部を、回転軸Ｓが貫通して延びるように配置されている。
　回転軸Ｓの外周には、円筒状のスリーブ８が固定されている。このスリーブ８の外周面には、Ｏリング１０を介して、円環状の第１回転環１２が連結固定されている。第１回転環１２の環状の先端面１２ａは、第１静止環６の環状の先端面６ａと当接し、第１静止環６の先端面６ａとの間にメカニカルシール１の第１のシール面（摺動接触面）を形成するように構成されている。
　また、スリーブ８の軸線方向外方側（即ち大気側）の位置には、円環状の第２回転環１４が連結固定されている。
　一方、静止側カバー２の径方向内方側の第１静止環６の軸線方向外方側（即ち大気側）位置には、円環状の第２静止環１６が配置されている。第２静止環１６は、環状のスプリングリテーナ１８を介して静止側カバー２に連結され、中央の空間部を回転軸Ｓが貫通して延びるように配置されている。
　第２回転環１４の環状の先端面１４ａは、第２静止環１６の環状の先端面１６ａと当接し、第２静止環１６の先端面１６ａとの間にメカニカルシール１の第２のシール面（摺動接触面）を形成するように構成されている。
　スプリングリテーナ１８には、軸線方向外方に延びるピンＰが取付けられている。このピンＰは、第２静止環１６に形成された軸線方向に延びる孔に嵌合し、第２静止環１６のスプリングリテーナ１８に対する相対回転を防止している。
　図１に示されているように、スプリングリテーナ１８には、軸線方向内方（機内方向）に向かって開口する第１スプリング凹部２０が形成されている。第１スプリング凹部２０には、第１コイルバネ２２が収容され、この第１コイルバネ２２が、第１静止環６の端部に形成された突起２４を介して、第１静止環６を第１回転環１２方向に付勢している。
　さらに、スプリングリテーナ１８には、軸線方向外方（大気方向）に向かって開口する第２スプリング凹部２６が形成されている。第２スプリング凹部２６には、第２コイルバネ２８が収容され、この第２コイルバネ２８が、第２静止環１６の先端側に形成された突起部材３０を介して、第２静止環１６を第２回転環１４方向に付勢している。
　スプリングリテーナ１８は、静止側カバー２にネジ３２によって連結固定される複数（２枚）の板状のリテーナ押さえ部材３４によって、静止側カバー２に固定されている。
　図２は、静止側カバー２とスプリングリテーナ１８とリテーナ押さえ部材３４の関係を示すメカニカルシール１の要部の正面図であり、図３は、メカニカルシール１の要部の分解斜視図である。
　メカニカルシール１では、スプリングリテーナ１８の外周部の円周方向に離間した位置、詳細には、直径方向に対向した位置に、径方向外方に向かって開口する２つの切欠き部３６が形成されている。この切欠き部３６の寸法形状は、板状のリテーナ押さえ部材３４の先端部が略隙間なく嵌合する寸法形状とされている。
　図２に示されているように、静止側カバー２には、径方向内方位置まで延びるように４つのグランドボルト用切欠きＧが９０度の角度間隔で形成されている。この切欠き部３６は、４つのグランドボルト用切欠きＧと、周方向にオフセットした位置に形成されている。
　各リテーナ押さえ部材３４は、図１ないし図３に示されているように、先端部分が、この切欠き部３６に嵌合された状態で、２本のネジ３２によって、静止側カバー２に連結固定されている。この結果、スプリングリテーナ１８は、２つのリテーナ押さえ部材３４によって、周方向および軸方向（軸線方向内方および外方の両方向）への移動が規制された状態で、静止側カバー２に対して固定される。
　上述したように、切欠き部３６は、グランドボルト用切欠きＧと、周方向にオフセットしているので、切欠き部３６に嵌合するリテーナ押さえ部材３４は、グランドボルト用切欠きＧと干渉することなく、スプリングリテーナ１８を静止側カバー２に固定できる。
　本実施形態のメカニカルシール１は、回転軸側に固定された第１回転環１２と第２回転環１４と、ポンプ本体等の静止側に固定された静止側の第１静止環６と第２静止環１６とが、それぞれ、摺動接触する構成である。従って、回転軸が回転しているときには、静止側の第１静止環６と第２静止環１６に、回転軸の回転方向に向かう摺動トルクが作用する。そして、この摺動トルクは、スプリングリテーナ１８に伝達される。
　本実施形態では、各リテーナ押さえ部材３４の先端部分が、スプリングリテーナ１８の切欠き部３６に嵌合された状態で、２本のネジ３２によって、静止側カバー２に連結固定されているので、スプリングリテーナ１８は、リテーナ押さえ部材３４によって、周方向および軸方向への移動が規制された状態で、静止側カバー２に対して固定されるので、上記摺動トルクによる回転が、リテーナ押さえ部材３４と切欠き部３６との嵌合によって抑制されることになる。
　次に、本願発明の第２実施形態のメカニカルシール５０について、説明する。図４は、本発明の第２実施形態のメカニカルシール５０が回転軸Ｓに取付けられた状態を示す図１と同様の断面図である。
　本実施形態のメカニカルシール５０も、回転軸を有するポンプ等の回転機器の回転軸と、回転軸が貫通して延びる回転機器のケーシング壁との間を密封するシールであるが、摺動面が一対の所謂シングルシールである点で第１実施形態のメカニカルシール１と異なる。また、第２実施形態のメカニカルシール５０は、摺動面の外周から内周に向かって漏れようとする流体をシールする所謂インサイド形のメカニカルシールである。
　本実施形態のメカニカルシール５０は、回転軸Ｓを有するポンプ等の回転機器のケーシング壁（図示せず）に連結固定された略円筒状の静止側カバー５２を備えている。静止側カバー５２の径方向内方側には、Ｏリング５４を介して、円環状の静止環５６が軸線方向に移動可能に連結されている。静止環５６は、中央の空間部を、回転軸Ｓが貫通して延びるように配置されている。
　回転軸Ｓの外周には、円筒状のスリーブ５８が固定されている。このスリーブ５８の外周面には、Ｏリング６０を介して、円環状の回転環６２が連結固定されている。回転環６２の先端面６２ａは、静止環５６の先端面５６ａと当接し、静止環５６の先端面５６ａとの間にメカニカルシール５０のシール面（摺動接触面）を形成するように構成されている。
　静止側カバー５２の径方向内方位置には、環状のスプリングリテーナ６４が配置され、静止側カバー５２に連結固定されている。スプリングリテーナ６４には、静止環５６に向かって軸線方向に向かって開口するスプリング凹部６６が形成されている。このスプリング凹部６６には、コイルバネ６８が収容され、このコイルバネ６８が、静止環５６の端部に形成された突起７０を介して、静止環５６を回転環６２方向に付勢している。
　さらに、上記実施形態と同様に、本実施形態のメカニカルシール５０においても、スプリングリテーナ６４は、静止側カバー５２にネジ７２によって連結固定される複数（２枚）の板状のリテーナ押さえ部材７４によって、静止側カバー５２に固定されている。
　図５は、静止側カバー５２とスプリングリテーナ６４とリテーナ押さえ部材７４の関係を示すメカニカルシール５０の要部の正面図である。
　図５に示されているように、２枚のリテーナ押さえ部材７４が、直径方向に対向した位置で、スプリングリテーナ６４の外縁部を静止側カバー５２との間に挟持した状態で、ネジ７２によって、機外方向（図４の右方向）から静止側カバー５２に固定されている。この結果、スプリングリテーナ６４は、リテーナ押さえ部材７４によって、静止側カバー５２に固定されることになる。
　２枚のリテーナ押さえ部材７４が配置される位置は、静止側カバー５２に、９０度の角度間隔で径方向内方位置まで延びるように形成されている４つのグランドボルト用切欠きＧと、周方向に離れた（オフセットした）位置とされている。この結果、リテーナ押さえ部材７４は、グランドボルト用切欠きＧと干渉することなく、スプリングリテーナ６４を静止側カバー５２に固定できる。
　次に、本願発明の第３実施形態のメカニカルシール８０について、説明する。図６は、本発明の第３実施形態のメカニカルシール８０が回転軸Ｓに取付けられた状態を示す図１、図４と同様の断面図である。
　本実施形態のメカニカルシール８０は、第２実施形態のメカニカルシール５０と類似の構造を備えている。メカニカルシール５０との相違点は、メカニカルシール５０が所謂インサイド形のメカニカルシールであるのに対し、メカニカルシール８０が摺動面の内周から外周に向かって漏れようとする流体をシールする所謂アウトサイド形のメカニカルシールである点である。
　以下、第２実施形態のメカニカルシール５０との相違点を中心に、第３実施態様のメカニカルシール８０について説明する。
　本実施形態のメカニカルシール８０は、回転軸Ｓを有するポンプ等の回転機器のケーシング壁（図示せず）に連結固定された略円筒状の静止側カバー８２を備えている。静止側カバー８２の径方向内方側には、Ｏリング８４を介して環状のスプリングリテーナ８６が配置されている。さらに、スプリングリテーナ８６の径方向内方側には、Ｏリング８８を介して静止環９０が配置されている。静止環９０は、中央の空間部を、回転軸Ｓが貫通して延びるように配置されている。
　静止環９０の軸線方向外方（機外方向外方）の回転軸Ｓの外周には、円環体９２が固定されている。この円環体９２の軸線方向外方（機外方向外方）には、円環状の回転環９４が連結固定されている。
　この静止環９０は、軸線方向に移動可能に構成され、スプリングリテーナ８６に形成され、静止環９０に向かって開口する凹部に収容されたスプリング９２によって、機外方向（図６の右側方向）に押圧付勢されている。
　この結果、静止環９０の先端面が、回転環９４の先端面と当接し、回転環９４の先端面との間にメカニカルシール８０のシール面（摺動接触面）が形成される。
　本実施形態のメカニカルシール８０においても、上記第２実施形態のメカニカルシール５０と同様、スプリングリテーナ８６は、静止側カバー８２にネジ９８によって連結固定される２枚の板状のリテーナ押さえ部材９６によって、静止側カバー８２に固定されている。
　２枚のリテーナ押さえ部材９６が、直径方向に対向した位置で、スプリングリテーナ８６の外縁部を静止側カバー８２との間に挟持した状態で、ネジ９８によって、機外方向（図６右側）から静止側カバー８２に固定されている。この結果、スプリングリテーナ８６は、リテーナ押さえ部材９６によって、静止側カバー８２に固定されることになる。
　２枚のリテーナ押さえ部材９６が配置される位置は、９０度の角度間隔で静止側カバー８２に形成されている４つのグランドボルト用切欠きと、周方向に離れた（オフセットした）位置とされている。この結果、リテーナ押さえ部材９６は、グランドボルト用切欠きと干渉することなく、スプリングリテーナ８６を静止側カバー８２に固定できる。
　次に、本願発明の第４実施形態のメカニカルシール１００について、説明する。図７は、本発明の第４実施形態のメカニカルシール１００が回転軸Ｓに取付けられた状態を示す図１、図４、図６と同様の断面図である。
　本実施形態のメカニカルシール１００は、例えば特開2010－32020号公報に記載されているような、回転軸の回転により内部に空気が流入し、この空気流によって摺動面が冷却される自己空冷式メカニカルシールを基本構成としている。
　以下、本実施形態のメカニカルシール１００に特有な点を中心に説明する。
　メカニカルシール１００は、回転軸Ｓと一体的に共に回転するように回転軸Ｓに取付けられた回転環１０２と、ポンプなどの機器のケーシング（図示せず）側に取付けられた非回転の静止環１０４とを備えている。回転環１０２の先端面と静止環１０４の先端面とが摺動接触してシール面を形成し、ケーシングの内部（機内側空間）とケーシングの外部（機外側空間）との間をシールする構成になっている。
　本実施形態のメカニカルシール１００では回転環１０２は、機外側（図７中の右側）に位置して機外の大気等の雰囲気に露出し、静止環１０４は機内に位置し、シール面の内周側で機内の流体をシールするように構成されている。
　回転環１０２は、カーボンなどで形成され、アルミニウム等で形成されたバックアップリング１０６を介して、回転軸Ｓ上に連結されている。回転環１０２とバックアップリング１０６との間には、廻り止めが配置され、回転環１０２とバックアップリング１０６との相対回転を防止している。
　一方、静止環１０４は、環状のスプリングリテーナ１０８を介して、ケーシング側部材であるケーシングカバー１１０に固定されている。この静止環１０４の先端面は、回転環１０２の先端面と摺動接触してシール面を形成するように構成されている。
　この実施形態のメカニカルシール１００は、回転環１０２およびバックアップリング１０６の径方向外方に所定の間隔をあけてカバー１１２が配置され、カバー１１２と回転環１０２およびバックアップリング１０６との間に空隙１１４を形成するように構成されている。カバー１１２は、中央が開口した底面を備えた有底の円筒体であり、この底がバックアップリング１０６から軸線方向外方側に離れて位置するように配置されている。
　カバー１１２の底部には、送風機構が組み込まれている。回転軸Ｓの回転に伴って、カバー１１２が回転環１０２と一体的に回転すると、送風機構により、外気が、図７に矢印Ｆで示されるように、カバー１１２と回転環１０２およびバックアップリング１０６との間の空隙１１４に吸引され、さらに、静止環１０４の先端面と回転環１０２の先端面との間のシール面に送られ、シール面を冷却する。
　本実施形態のメカニカルシール１００においても、上記他の実施形態のメカニカルシールと同様、環状のスプリングリテーナ１０８は、ケーシングカバー１１０にネジ１１６によって連結固定される２枚の板状のリテーナ押さえ部材１１８によって、ケーシングカバー１１０に固定されている。
　２枚のリテーナ押さえ部材１１８が、直径方向に対向した位置（周方向に離れた位置）で、スプリングリテーナ１０８の外縁部をケーシングカバー１１０との間に挟持した状態で、ネジ１１６によって、機外方向（図７右側）からケーシングカバー１１０に固定されている。この結果、スプリングリテーナ１０８は、リテーナ押さえ部材１１８によって、ケーシングカバー１１０に固定されることになる。
　２枚のリテーナ押さえ部材１１８が配置される位置は、９０度の角度間隔でケーシングカバー１１０に形成されている４つのグランドボルト用切欠きと、周方向にオフセットした位置とされている。この結果、リテーナ押さえ部材１１８は、グランドボルト用切欠きと干渉することなく、スプリングリテーナ１０８をケーシングカバー１１０に固定できる。
　本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更又は変形が可能である。
１：メカニカルシール
２：静止側カバー
４：Ｏリング
６：第１静止環
６ａ：第１静止環６の先端面
１０：Ｏリング
１２：第１回転環
１２ａ：第１回転環１２の先端面
１４：第２回転環
１６：第２静止環
１８：スプリングリテーナ
３２：ネジ
３４：リテーナ押さえ部材
３６：切欠き部

Claims (6)

  1. 　回転軸に固定された回転環と該回転軸が貫通する本体に連結された静止環との間の摺動接触によって、前記回転軸の周囲をシールするメカニカルシールであって、
    　前記本体に連結された円筒状の静止側カバーと、
    　前記静止側カバーの径方向内方側に連結され前記静止環を前記回転環に向けて押圧付勢するバネ部材を収容する円筒状の静止側スプリングリテーナと、
    　前記静止側スプリングリテーナを前記静止側カバーに固定する複数のリテーナ押さえ部材と、を備え、
    　該複数のリテーナ押さえ部材が周方向に離れた位置に配置されている、
    　ことを特徴とするメカニカルシール。
  2. 　前記リテーナ押さえ部材が、少なくとも前記静止側スプリングリテーナの径方向に対向した２つの位置に配置されている、
    　請求項１に記載のメカニカルシール。
  3. 　前記リテーナ押さえ部材が、前記静止側スプリングリテーナの円周方向に離間した位置に形成された径方向に向かって開口する切欠き部に嵌合し、前記静止側スプリングリテーナを前記静止側カバーに対して固定している、
    　請求項１または２に記載のメカニカルシール。
  4. 　前記リテーナ押さえ部材が、矩形の板状部材であり、
    　前記切欠き部の円周方向の長さが、前記板状のリテーナ押さえ部材の長さに略等しく設定されている、
    　請求項２または３に記載のメカニカルシール。
  5. 　前記切欠き部の軸線方向の長さが、前記板状のリテーナ押さえ部材の厚さに略等しく設定されている、
    　請求項３または４に記載のメカニカルシール。
  6. 　前記メカニカルシールが自己空冷式メカニカルシールである、
    　請求項１ないし５の何れか１項に記載のメカニカルシール。
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