アウトサイド型メカニカルシール
【課題】フラッシング流体によるシール部の冷却が十分に行えるようにして、クエンチングを必要とせず構造の簡素化やコストダウンが可能となるように、改善されたアウトサイド型メカニカルシールを提供する。
【解決手段】弾性機構５で回転密封環２を静止密封環４に押付けてシール部Ｓを形成し、シール対象流体ｅのシール部Ｓの径内側から径外側への移動をシールする回転式のアウトサイド型メカニカルシールにおいて、回転軸１にシール外嵌されるスプリングリテーナ８に弾性機構５を介して回転密封環２をシール支持させ、スプリングリテーナ８から静止密封環４と回転軸１との間の環状空間部Ｋに延設されるバッフル筒７を設け、回転軸１とバッフル筒７との間の内側環状空間部ｓｉとバッフル筒７と静止密封環４との間の外側環状空間部ｓｏとが、軸心Ｐ方向でシール部Ｓに対応する位置にてバッフル筒７に形成される短絡路１５で連通される。
【解決手段】弾性機構５で回転密封環２を静止密封環４に押付けてシール部Ｓを形成し、シール対象流体ｅのシール部Ｓの径内側から径外側への移動をシールする回転式のアウトサイド型メカニカルシールにおいて、回転軸１にシール外嵌されるスプリングリテーナ８に弾性機構５を介して回転密封環２をシール支持させ、スプリングリテーナ８から静止密封環４と回転軸１との間の環状空間部Ｋに延設されるバッフル筒７を設け、回転軸１とバッフル筒７との間の内側環状空間部ｓｉとバッフル筒７と静止密封環４との間の外側環状空間部ｓｏとが、軸心Ｐ方向でシール部Ｓに対応する位置にてバッフル筒７に形成される短絡路１５で連通される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ、攪拌機等の回転機器に装備されるメカニカルシールに係り、詳しくは、アウトサイド型のメカニカルシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
メカニカルシールには大別してインサイド型とアウトサイド型とがある。インサイド型メカニカルシールとは、シール対象流体（被密封流体）がシール部（摺動面）の外径側から内径側へ侵入しようとする構造のものであり、一例として特許文献１にて開示されるシールが知られている。これは、漏洩方向がシール部の遠心力に対して相反する方向となるので、後述のアウトサイド型のものに比べて密封条件は極めて有利であり、最も多く用いられる構造のメカニカルシールである。
【０００３】
一方、アウトサイド型メカニカルシールとは、前述のインサイド型のものと逆方向にシールするものであって、シール対象流体がシール部の内径側から外径側へ侵入しようとする構造のものであり、一例として特許文献２にて開示されるシールが知られている。漏洩方向がシール部の遠心力と同方向になるので、密封条件はインサイド型に比べて不利である。しかしながら、メカニカルシールの構成部品の殆どがスタフィンボックス外にあって、シール対象流体に接する部分が少なく、高価な材料を使うことなく腐食性の強い流体のシールに好適であるとともに、保守・点検が容易であるという利点がある。
【０００４】
従来のアウトサイド型メカニカルシールにおけるシール部の冷却について考えてみる。図５には、回転密封環２が弾性機構５によって静止密封環４に押圧付勢される構造、即ち回転式アウトサイド型メカニカルシールＢｏが示されている。この場合、フラッシング流体ｆによってシール部Ｓの冷却を行う構造としても、図５に太線の矢印で示すように、フラッシング流体ｆは主に静止密封環４の背面側を流れるだけであり、静止密封環４と回転軸１との隙間、即ち極狭い環状空間部（符記省略）を通ってシール部Ｓにまで流れ着くことはあまり期待できない。従って、フラッシング流体ｆによる冷却はあまり効果がなく、シール部Ｓの摺動による発熱によりその近傍の流体温度が上昇して冷却不足が生じ、シール部Ｓの潤滑不良や面荒れ、ひいては漏れ易くなるという不都合を招くおそれがある。
【０００５】
従って、冷却不足が懸念されるときには、シール部をその外部（径外側で大気側）から別途の冷却用流体を供給する（クエンチング）システムが必要になり、その場合は、補助シールとしてグランドパッキン、オイルシール等を設ける必要もある。さらに、補助シールの摺動部の摩耗を低減させるために、金属部のセラミックコートといった硬化処理が必要となる場合もあり、冷却システム全体として構造の複雑化やコストアップが避けられない。また、メンテナンス箇所や頻度も増える。
【０００６】
図６には、静止密封環４が弾性機構２５によって回転密封環２に押圧付勢される構造、即ち静止式アウトサイド型メカニカルシールＢｉの従来例が示されている。この構造でも、前述の回転式のものと同様にフラッシング流体ｆは、ホルダ２３及び静止密封環４と回転軸１との間の狭い環状空間部Ｋを通ってその奥に入り込んで良く流れることは期待できず、フランシング流体ｆによるシール部Ｓの冷却が困難であり、よって、シール部Ｓの冷却不足によるトラブルが懸念され易い。従って、この場合でもクエンチングが必要であり、外部冷却システム、及びグランドパッキンやオイルシール等の補助シールを設けることによる前記不都合（構造の複雑化、コストアップ等）が生じる。
【０００７】
尚、図５に示す従来の回転式アウトサイド型メカニカルシールＢｏにおける各部の符号は、図１，２に示す実施例１の回転式アウトサイド型メカニカルシールＡの符号を援用しており、図６に示す静止式アウトサイド型メカニカルシールＢｉにおける各部の符号は、図３，４に示す実施例２の静止式アウトサイド型メカニカルシールＡの符号を援用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２５０３０６号公報
【特許文献２】特開平１１−３３６９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、さらなる構造工夫により、フラッシング流体によるシール部の冷却が十分に行えるようにして、クエンチングを必要とせず構造の簡素化やコストダウンが可能となるように、改善されたアウトサイド型メカニカルシールを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、回転軸１に対して回転不能で、かつ、前記回転軸１の軸心Ｐ方向に移動可能に支持される回転密封環２と、シールハウジング３に対して回転不能に支持される静止密封環４と、前記回転密封環２を前記静止密封環４に押付けてシール部Ｓを形成するための弾性機構５とを有して、シール対象流体ｅの前記シール部Ｓの径内側から径外側への移動をシールするように構成されているアウトサイド型メカニカルシールにおいて、
前記回転軸１にシール状態で外嵌支持されるスプリングリテーナ８を設け、前記スプリングリテーナ８に前記弾性機構５を介して前記回転密封環２をシール状態で支持させることにより、前記回転密封環２が前記回転軸１に対して回転不能で、かつ、前記回転軸の軸心方向に移動可能に支持されるとともに、
前記スプリングリテーナ８から前記静止密封環４と前記回転軸１との間の環状空間部Ｋに延設されるバッフル筒７を設け、前記回転軸１と前記バッフル筒７との間の内側環状空間部ｓｉと前記バッフル筒７と前記静止密封環４との間の外側環状空間部ｓｏとが、前記軸心Ｐ方向で前記シール部Ｓに対応する位置にて前記バッフル筒７に形成される短絡路１５によって連通される構成とされていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に係る発明は、回転軸１と一体回転する回転密封環２と、シールハウジング３に対して回転不能で、かつ、前記回転軸１の軸心Ｐ方向に移動可能に支持される静止密封環４と、前記静止密封環４を前記回転密封環２に押付けてシール部Ｓを形成するための弾性機構２５とを有して、シール対象流体ｅの前記シール部Ｓの径内側から径外側への移動をシールするように構成されているアウトサイド型メカニカルシールにおいて、
前記回転軸１にシール状態で外嵌支持されるドライブリング２８を設けて、前記ドライブリング２８に前記回転密封環２をシール状態で支持させることにより、前記回転密封環２が前記回転軸１に一体回転状態で嵌装されるとともに、
前記ドライブリング２８から前記静止密封環４と前記回転軸１との間の環状空間部Ｋに延設されるバッフル筒３２を設け、前記回転軸１と前記バッフル筒３２との間の内側環状空間部ｓｉと前記バッフル筒３２と前記静止密封環４との間の外側環状空間部ｓｏとが、前記軸心Ｐ方向で前記シール部Ｓに対応する位置にて前記バッフル筒３２に形成される短絡路３３によって連通される構成とされていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のアウトサイド型メカニカルシールにおいて、前記環状空間部Ｋに供給されてくるフラッシング流体ｆが、前記内側環状空間部ｓｉから前記短絡路１５，３３を通って前記外側環状空間部ｓｏに流れるように構成するとともに、前記短絡路１５，３３から前記外側環状空間部ｓｏに出るフラッシング流体ｆが前記シール部Ｓに向かうこととなるように前記短絡路１５，３３の向きが設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１又は２に記載のアウトサイド型メカニカルシールにおいて、前記環状空間部Ｋに供給されてくるフラッシング流体ｆが、前記内側環状空間部ｓｉから前記短絡路１５，３３を通って前記外側環状空間部ｓｏに流れるように構成するとともに、前記短絡路１５，３３から前記外側環状空間部ｓｏに出るフラッシング流体ｆを前記シール部Ｓに案内するガイド部ｇが前記回転密封環２又は前記静止密封環４に形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のアウトサイド型メカニカルシールにおいて、前記短絡路１５，３３が、前記バッフル筒７，３２を径方向に貫通する孔の複数によって構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、位置固定の静止密封環と回転軸との間にバッフル筒を設けて環状空間部を内側環状空間部と外側環状空間部とに区切り、かつ、それら各空間部における軸心方向でシール部に対応する位置において連通させる短絡路を設ける工夫により、フラッシング流体が循環移動してシール部の径内側部位においてもよく流れるようになり、シール部の冷却及び潤滑作用が従来に比べて明らかに促進されるようになる。つまり、従来では単一空間であった環状空間部に往路と復路とが備わる状態になり、流体の循環効率が明確に向上するようになる。その結果、回転密封環を静止密封環に押付ける回転式のアウトサイド型メカニカルシールにおいて、フラッシング流体によるシール部の冷却が十分に行えるようにして、クエンチングを必要とせず構造の簡素化やコストダウンが可能となるように改善することができた。
【００１６】
請求項２の発明によれば、移動可能な静止密封環と回転軸との間にバッフル筒を設けて環状空間部を内側環状空間部と外側環状空間部とに区切り、かつ、それら各空間部における軸心方向でシール部に対応する位置において連通させる短絡路を設ける工夫により、フラッシング流体が循環移動してシール部の径内側部位においてもよく流れるようになり、シール部の冷却及び潤滑作用が従来に比べて明らかに促進されるようになる。つまり、従来では単一空間であった環状空間部に往路と復路とが備わる状態になり、流体の循環効率が明確に向上するようになる。その結果、静止密封環を回転密封環に押付ける静止式のアウトサイド型メカニカルシールにおいて、フラッシング流体によるシール部の冷却が十分に行えるようにして、クエンチングを必要とせず構造の簡素化やコストダウンが可能となるように改善することができた。
【００１７】
請求項３の発明によれば、短絡路から外側環状空間部に出るフラッシング流体がシール部に向かうこととなるように短絡路の向きが設定されているから、フラッシング流体がさらにシール部によく供給されるようになって、シール部の冷却及び潤滑の促進され具合がもっと良くなり、請求項１又は２の発明によるいずれかの前記効果が強化されるという利点がある。
【００１８】
請求項４の発明によれば、回転密封環又は静止密封環に、短絡路から外側環状空間部に出るフラッシング流体をシール部に案内するガイド部が形成されているから、フラッシング流体がさらにシール部によく供給されるようになって、シール部の冷却及び潤滑の促進され具合がもっと良くなり、請求項１又は２の発明によるいずれかの前記効果が強化されるという利点がある。
【００１９】
請求項５の発明によれば、短絡路を複数の短絡孔で形成してあるから、内側環状空間部から外側環状空間部に向かうフラッシング流体の流速を増すことが可能になる。故に、短絡路の形状工夫によってもシール部の冷却及び潤滑を促進させることが可能になり、請求項１〜４の発明によるいずれかの前記効果が強化される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】回転式アウトサイド型メカニカルシールの構造を示す断面図（実施例１）
【図２】図１のシール部付近の拡大断面図
【図３】静止式アウトサイド型メカニカルシールの構造を示す断面図（実施例２）
【図４】図３のシール部付近の拡大断面図
【図５】従来の回転式アウトサイド型メカニカルシールを示す断面図
【図６】従来の静止式アウトサイド型メカニカルシールを示す断面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明によるアウトサイド型メカニカルシールの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。尚、実施例１は回転式で、実施例２は静止式のアウトサイド型メカニカルシールをそれぞれ説明している。
【００２２】
〔実施例１〕
図１に実施例１によるアウトサイド型メカニカルシールＡが示されている。これは、回転軸１に対して回転不能で、かつ、回転軸１の軸心Ｐ方向に移動可能に支持される回転密封環２と、シールハウジング３に対して回転不能に支持される静止密封環４と、回転密封環２を静止密封環４に押付けてシール部Ｓを形成するための弾性機構５とを有して、シール対象流体ｅのシール部Ｓの径内側から径外側への移動をシールする回転式のアウトサイド型メカニカルシールＡに構成されている。
【００２３】
回転軸１を囲繞するように配置されるシールハウジング３の内周面側には、軸心Ｐ方向視で円環状を為す静止密封環４が、一対のＯリング６，６を用いてのシール状態で、かつ、軸心Ｐ方向に移動不能、かつ、軸心Ｐ回りの回動が規制される状態で嵌装されている。静止密封環４は、回転密封環２と接触すべく軸心Ｐに直交するシール面４ａ、軸心Ｐと平行な内周面４ｂ、及び軸心Ｐに対して傾斜したテーパ内周面４ｃ等を有して回転軸１の径外側に間隔を空けて配備されている。
【００２４】
回転軸１にシール状態で外嵌支持されるスプリングリテーナ８が装備され、スプリングリテーナ８に弾性機構５を介して回転密封環２がシール状態で支持されることにより、回転密封環２が回転軸１に対して回転不能で、かつ、軸心Ｐ方向に移動可能に支持されている。スプリングリテーナ８は、Ｏリング９を介することで回転軸１にシール外嵌され、軸心Ｐに直交する方向の軸ボルト１０の締付けにより回転軸１と一体回転する状態に固定支持される。
【００２５】
スプリングリテーナ８の中段外周面８ａには、螺着ピン１１により軸心Ｐ回りに相対回動不能で、かつ、複数のコイルばね（弾性機構の一例）５によって静止密封環４の存在側（図１における右側）に弾性付勢されるドライブカラー１２が外嵌されている。そして、そのドライブカラー１２に螺装されるトルクピン１３によって、軸心Ｐ回りに相対回動不能に回転密封環２が内嵌されており、静止密封環２とスプリングリテーナ８とはＯリング１４でシールされている。従って、回転密封環２は回転軸１と一体回転しながらも、複数のコイルばね５によって静止密封環４に押圧付勢される構成となっている。
【００２６】
複数のコイルばね５により、回転密封環２のシール面２ａと静止密封環４のシール面４ａとが軸心Ｐ方向に互いに当接及び押圧付勢され、それによってシール部Ｓが形成される。この円環状のシール部Ｓを有するアウトサイド型メカニカルシールＡにより、シール対象液ｅが存在するプロセス側と、ハウジング３の外部である大気側とをシールすることが可能に構成されいる。尚、図１において、ｘはコイルばね５及びトルクピン１３の軸心、ｙは螺着ピン１１の軸心である。
【００２７】
さて、図１に示すように、スプリングリテーナ８には、これの静止密封環存在側の端から静止密封環４と回転軸１との間の環状空間部Ｋに延設されるバッフル筒７が一体形成されている。しかして、回転軸１とバッフル筒７との間の内側環状空間部ｓｉとバッフル筒７と静止密封環４との間の外側環状空間部ｓｏとが、軸心Ｐ方向でシール部Ｓに対応する位置にてバッフル筒７に形成される複数の短絡路１５によって連通されるように構成されている。短絡路１５は、バッフル筒７を径方向に貫通する孔の複数によって構成されている。
【００２８】
静止密封環４のシール面４ａの内径は、回転密封環２のシール面２ａの内径よりも若干小さいので、径内側からシール部Ｓに向けて効果的にフラッシング液（フラッシング流体の一例）ｆを及ばすには、軸心Ｐに直交する角度よりも、回転密封環側に若干寄った位置から各シール面４ａ，２ａの接触部に向かう斜め経路で供給させるのが良い。これには、短絡路１５の軸心１５ａの向きを、径外側ほど静止密封環存在側（図１の紙面右側）によるように傾斜させることである。このようにすれば、短絡路１５から放たれるフラッシング液ｆはシール部Ｓの内径側端に十分に供給されるようになり、効果的に冷却や潤滑を行えるものとなる。
【００２９】
即ち、ハウジング３に形成されている供給路１６から供給されてくるフラッシング液ｆは、図１に太線の矢印で示されるように、内側環状空間部ｓｉにその環状入口１７から入り、その内奥に位置する短絡路１５を通って外側環状空間部ｓｏの内奥端部に入る。その際、短絡路１５は角度が付いた傾斜孔であるので、例えば図２に示すように、軸心Ｐに直交する向きを持つ孔（図示省略）から出る場合（仮想線による矢印イを参照）に比べて、傾斜した方向（矢印ロを参照）に出る本発明のものでは、より効果的にフラッシング液ｆがシール部Ｓの内径側端に供給されるようにできる。
【００３０】
つまり、環状空間部（「シール対象流体用空間部」の一例）Ｋ、より具体的には内側環状空間部ｓｉに、フラッシング液ｆの給排部である環状入口１７を設け、供給されてくるフラッシング液ｆが内側環状空間部ｓｉから短絡路１５を通って外側環状空間部ｓｏに流れるように構成するとともに、短絡路１５から外側環状空間部ｓｏに出るフラッシング液ｆがシール部Ｓに向かうこととなるように短絡路１５の向きが設定されている。
【００３１】
このように、静止密封環４と回転軸１との間にバッフル筒７を設けて環状空間部Ｋを内側環状空間部ｓｉと外側環状空間部ｓｏとに区切り、かつ、それら各空間部ｓｉ，ｓｏの内奥部どうしを連通させる短絡路１５を設ける構成によって、フラッシング液ｆが循環移動してシール部Ｓの径内側部位においてもよく流れるようになり、シール部Ｓの冷却及び潤滑作用が促進されるようになる。単に環状空間部があるだけの従来構造のものでは、その環状空間部がシール対象流体の存在空間の末端に位置してフラッシング流体の流れがあまりなく、シール部の内側において淀んでいて冷却及び潤滑作用が発揮され難いものであったから、本発明によりシール部Ｓの冷却性能も潤滑性能も大きく改善されている。
【００３２】
尚、フラッシング液ｆはシール対象流体ｅそのものでも良く、或はシール対象流体ｅに悪影響を及ぼさない専用の液であっても良い。また、図示は省略するが、シール部Ｓの径内側箇所へより勢い良くフラッシング液ｆが流れるようにすべく、供給路１６から出るフラッシング液ｆを環状入口１７に誘導案内するガイド部材を設ける構成としても良い。
【００３３】
〔実施例２〕
実施例２によるアウトサイド型メカニカルシールＡは、図３に示すように、回転軸１と一体回転する回転密封環２と、シールハウジング３に対して回転不能で、かつ、回転軸１の軸心Ｐ方向に移動可能に支持される静止密封環４と、静止密封環４を回転密封環２に押付けてシール部Ｓを形成するための弾性機構２５とを有して、シール対象流体ｅのシール部Ｓの径内側から径外側への移動をシールする静止式のものに構成されている。
【００３４】
シールハウジング３の軸心Ｐ方向の端面３Ａには、軸心Ｐ方向寸法に比べて径寸法の大きい扁平円環状を呈するスプリングリテーナ２１がＯリング２２を介してのシール状態でボルト止め連結されている。このスプリングリテーナ２１には、これの螺装される軸ピン２４と軸心Ｐに沿う姿勢で配備される複数のコイルばね（弾性機構の一例）２５とにより、軸心Ｐ回りの相対回動が不能で、かつ、軸心Ｐ方向で回転密封環側に押圧付勢される状態でホルダ２３が内嵌されている。
【００３５】
そして、そのホルダ２３に静止密封環４が内嵌支持されることにより、シールハウジング３に対して回転不能で、かつ、回転軸１の軸心Ｐ方向に移動可能に支持され、かつ、弾性機構５によって静止密封環４を回転密封環２に押付けてシール部Ｓが形成される構成とされている。尚、２６はスプリングリテーナ２１とホルダ２３とをシールするためのＯリングである。
【００３６】
回転軸１には、Ｏリング２７を介してのシール状態で外嵌支持されるドライブリング２８が設けられ、ドライブリング２８に回転密封環２をＯリング３１によるシール状態で支持させることにより、回転密封環２が回転軸１に一体回転状態で嵌装される構成とされている。ドライブリング２８は、軸ボルト２９の締付けによって回転軸１に固定支持され、ドライブリング２８に、これに螺着されるトルクピン３０を介して回転密封環２が嵌装されている。
【００３７】
ドライブリング２８から静止密封環４と回転軸１との間の環状空間部Ｋに延設されるバッフル筒３２を設け、回転軸１とバッフル筒３２との間の内側環状空間部ｓｉとバッフル筒３２と静止密封環４との間の外側環状空間部ｓｏとが、軸心Ｐ方向でシール部Ｓに対応する位置にてバッフル筒３２に形成される短絡路３３によって連通されている。短絡路３３は、バッフル筒３２に貫通形成される複数の短絡孔３３で構成されている。これにより、実施例１の場合と同様に、
【００３８】
図４に示すように、静止密封環４のシール面４ａの内径は、回転密封環２のシール面２ａのものよりも大径であり、かつ、シール面４ａに径内側に続く裾拡がり状の湾曲裾野面４ｄ（ガイド部ｇの一例）が形成されている。従って、軸心３３ａが径外側ほど軸心Ｐ方向で静止密封環側に寄る状態に傾きが付けられた傾斜孔である短絡孔３３から径外側に移動するフラッシング液ｆは、その一部はホルダ側に流れるとともに、一部は湾曲裾野面４ｄに沿って移動してシール部Ｓの内径側端に供給されるようになる。つまり、短絡孔３３から出るフラッシング液ｆをシール部Ｓに導くガイド面として湾曲裾野面４ｄが機能している。
【００３９】
実施例２による静止式アウトサイド型メカニカルシールＡにおいても、静止密封環４と回転軸１との間にバッフル筒７を設けて環状空間部Ｋを内側環状空間部ｓｉと外側環状空間部ｓｏとに区切り、かつ、それら各空間部ｓｉ，ｓｏの内奥部どうしを連通させる短絡路３３を設ける構成により、フラッシング液ｆが循環移動してシール部Ｓの径内側部位においてもよく流れるようになり、シール部Ｓの冷却及び潤滑作用が促進されるようになる。単に環状空間部があるだけの従来構造のものでは、その環状空間部がシール対象流体の存在空間の末端に位置してフラッシング流体の流れがあまりなく、シール部の内側において淀んでいて冷却及び潤滑作用が発揮され難いものであったから、本発明によりシール部Ｓの冷却性能も潤滑性能も大きく改善されている。
【符号の説明】
【００４０】
１ 回転軸
２ 回転密封環
３ シールハウジング
４ 静止密封環
５ 弾性機構
７ バッフル筒
８ スプリングリテーナ
１５ 短絡路
２５ 弾性機構
２８ ドライブリング
３２ バッフル筒
３３ 短絡路
Ｋ 環状空間部
Ｐ 軸心
Ｓ シール部
ｅ シール対象流体
ｆ フラッシング流体
ｇ ガイド部
ｓｉ 内側環状空間部
ｓｏ 外側環状空間部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ、攪拌機等の回転機器に装備されるメカニカルシールに係り、詳しくは、アウトサイド型のメカニカルシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
メカニカルシールには大別してインサイド型とアウトサイド型とがある。インサイド型メカニカルシールとは、シール対象流体（被密封流体）がシール部（摺動面）の外径側から内径側へ侵入しようとする構造のものであり、一例として特許文献１にて開示されるシールが知られている。これは、漏洩方向がシール部の遠心力に対して相反する方向となるので、後述のアウトサイド型のものに比べて密封条件は極めて有利であり、最も多く用いられる構造のメカニカルシールである。
【０００３】
一方、アウトサイド型メカニカルシールとは、前述のインサイド型のものと逆方向にシールするものであって、シール対象流体がシール部の内径側から外径側へ侵入しようとする構造のものであり、一例として特許文献２にて開示されるシールが知られている。漏洩方向がシール部の遠心力と同方向になるので、密封条件はインサイド型に比べて不利である。しかしながら、メカニカルシールの構成部品の殆どがスタフィンボックス外にあって、シール対象流体に接する部分が少なく、高価な材料を使うことなく腐食性の強い流体のシールに好適であるとともに、保守・点検が容易であるという利点がある。
【０００４】
従来のアウトサイド型メカニカルシールにおけるシール部の冷却について考えてみる。図５には、回転密封環２が弾性機構５によって静止密封環４に押圧付勢される構造、即ち回転式アウトサイド型メカニカルシールＢｏが示されている。この場合、フラッシング流体ｆによってシール部Ｓの冷却を行う構造としても、図５に太線の矢印で示すように、フラッシング流体ｆは主に静止密封環４の背面側を流れるだけであり、静止密封環４と回転軸１との隙間、即ち極狭い環状空間部（符記省略）を通ってシール部Ｓにまで流れ着くことはあまり期待できない。従って、フラッシング流体ｆによる冷却はあまり効果がなく、シール部Ｓの摺動による発熱によりその近傍の流体温度が上昇して冷却不足が生じ、シール部Ｓの潤滑不良や面荒れ、ひいては漏れ易くなるという不都合を招くおそれがある。
【０００５】
従って、冷却不足が懸念されるときには、シール部をその外部（径外側で大気側）から別途の冷却用流体を供給する（クエンチング）システムが必要になり、その場合は、補助シールとしてグランドパッキン、オイルシール等を設ける必要もある。さらに、補助シールの摺動部の摩耗を低減させるために、金属部のセラミックコートといった硬化処理が必要となる場合もあり、冷却システム全体として構造の複雑化やコストアップが避けられない。また、メンテナンス箇所や頻度も増える。
【０００６】
図６には、静止密封環４が弾性機構２５によって回転密封環２に押圧付勢される構造、即ち静止式アウトサイド型メカニカルシールＢｉの従来例が示されている。この構造でも、前述の回転式のものと同様にフラッシング流体ｆは、ホルダ２３及び静止密封環４と回転軸１との間の狭い環状空間部Ｋを通ってその奥に入り込んで良く流れることは期待できず、フランシング流体ｆによるシール部Ｓの冷却が困難であり、よって、シール部Ｓの冷却不足によるトラブルが懸念され易い。従って、この場合でもクエンチングが必要であり、外部冷却システム、及びグランドパッキンやオイルシール等の補助シールを設けることによる前記不都合（構造の複雑化、コストアップ等）が生じる。
【０００７】
尚、図５に示す従来の回転式アウトサイド型メカニカルシールＢｏにおける各部の符号は、図１，２に示す実施例１の回転式アウトサイド型メカニカルシールＡの符号を援用しており、図６に示す静止式アウトサイド型メカニカルシールＢｉにおける各部の符号は、図３，４に示す実施例２の静止式アウトサイド型メカニカルシールＡの符号を援用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２５０３０６号公報
【特許文献２】特開平１１−３３６９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、さらなる構造工夫により、フラッシング流体によるシール部の冷却が十分に行えるようにして、クエンチングを必要とせず構造の簡素化やコストダウンが可能となるように、改善されたアウトサイド型メカニカルシールを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、回転軸１に対して回転不能で、かつ、前記回転軸１の軸心Ｐ方向に移動可能に支持される回転密封環２と、シールハウジング３に対して回転不能に支持される静止密封環４と、前記回転密封環２を前記静止密封環４に押付けてシール部Ｓを形成するための弾性機構５とを有して、シール対象流体ｅの前記シール部Ｓの径内側から径外側への移動をシールするように構成されているアウトサイド型メカニカルシールにおいて、
前記回転軸１にシール状態で外嵌支持されるスプリングリテーナ８を設け、前記スプリングリテーナ８に前記弾性機構５を介して前記回転密封環２をシール状態で支持させることにより、前記回転密封環２が前記回転軸１に対して回転不能で、かつ、前記回転軸の軸心方向に移動可能に支持されるとともに、
前記スプリングリテーナ８から前記静止密封環４と前記回転軸１との間の環状空間部Ｋに延設されるバッフル筒７を設け、前記回転軸１と前記バッフル筒７との間の内側環状空間部ｓｉと前記バッフル筒７と前記静止密封環４との間の外側環状空間部ｓｏとが、前記軸心Ｐ方向で前記シール部Ｓに対応する位置にて前記バッフル筒７に形成される短絡路１５によって連通される構成とされていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に係る発明は、回転軸１と一体回転する回転密封環２と、シールハウジング３に対して回転不能で、かつ、前記回転軸１の軸心Ｐ方向に移動可能に支持される静止密封環４と、前記静止密封環４を前記回転密封環２に押付けてシール部Ｓを形成するための弾性機構２５とを有して、シール対象流体ｅの前記シール部Ｓの径内側から径外側への移動をシールするように構成されているアウトサイド型メカニカルシールにおいて、
前記回転軸１にシール状態で外嵌支持されるドライブリング２８を設けて、前記ドライブリング２８に前記回転密封環２をシール状態で支持させることにより、前記回転密封環２が前記回転軸１に一体回転状態で嵌装されるとともに、
前記ドライブリング２８から前記静止密封環４と前記回転軸１との間の環状空間部Ｋに延設されるバッフル筒３２を設け、前記回転軸１と前記バッフル筒３２との間の内側環状空間部ｓｉと前記バッフル筒３２と前記静止密封環４との間の外側環状空間部ｓｏとが、前記軸心Ｐ方向で前記シール部Ｓに対応する位置にて前記バッフル筒３２に形成される短絡路３３によって連通される構成とされていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のアウトサイド型メカニカルシールにおいて、前記環状空間部Ｋに供給されてくるフラッシング流体ｆが、前記内側環状空間部ｓｉから前記短絡路１５，３３を通って前記外側環状空間部ｓｏに流れるように構成するとともに、前記短絡路１５，３３から前記外側環状空間部ｓｏに出るフラッシング流体ｆが前記シール部Ｓに向かうこととなるように前記短絡路１５，３３の向きが設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１又は２に記載のアウトサイド型メカニカルシールにおいて、前記環状空間部Ｋに供給されてくるフラッシング流体ｆが、前記内側環状空間部ｓｉから前記短絡路１５，３３を通って前記外側環状空間部ｓｏに流れるように構成するとともに、前記短絡路１５，３３から前記外側環状空間部ｓｏに出るフラッシング流体ｆを前記シール部Ｓに案内するガイド部ｇが前記回転密封環２又は前記静止密封環４に形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のアウトサイド型メカニカルシールにおいて、前記短絡路１５，３３が、前記バッフル筒７，３２を径方向に貫通する孔の複数によって構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、位置固定の静止密封環と回転軸との間にバッフル筒を設けて環状空間部を内側環状空間部と外側環状空間部とに区切り、かつ、それら各空間部における軸心方向でシール部に対応する位置において連通させる短絡路を設ける工夫により、フラッシング流体が循環移動してシール部の径内側部位においてもよく流れるようになり、シール部の冷却及び潤滑作用が従来に比べて明らかに促進されるようになる。つまり、従来では単一空間であった環状空間部に往路と復路とが備わる状態になり、流体の循環効率が明確に向上するようになる。その結果、回転密封環を静止密封環に押付ける回転式のアウトサイド型メカニカルシールにおいて、フラッシング流体によるシール部の冷却が十分に行えるようにして、クエンチングを必要とせず構造の簡素化やコストダウンが可能となるように改善することができた。
【００１６】
請求項２の発明によれば、移動可能な静止密封環と回転軸との間にバッフル筒を設けて環状空間部を内側環状空間部と外側環状空間部とに区切り、かつ、それら各空間部における軸心方向でシール部に対応する位置において連通させる短絡路を設ける工夫により、フラッシング流体が循環移動してシール部の径内側部位においてもよく流れるようになり、シール部の冷却及び潤滑作用が従来に比べて明らかに促進されるようになる。つまり、従来では単一空間であった環状空間部に往路と復路とが備わる状態になり、流体の循環効率が明確に向上するようになる。その結果、静止密封環を回転密封環に押付ける静止式のアウトサイド型メカニカルシールにおいて、フラッシング流体によるシール部の冷却が十分に行えるようにして、クエンチングを必要とせず構造の簡素化やコストダウンが可能となるように改善することができた。
【００１７】
請求項３の発明によれば、短絡路から外側環状空間部に出るフラッシング流体がシール部に向かうこととなるように短絡路の向きが設定されているから、フラッシング流体がさらにシール部によく供給されるようになって、シール部の冷却及び潤滑の促進され具合がもっと良くなり、請求項１又は２の発明によるいずれかの前記効果が強化されるという利点がある。
【００１８】
請求項４の発明によれば、回転密封環又は静止密封環に、短絡路から外側環状空間部に出るフラッシング流体をシール部に案内するガイド部が形成されているから、フラッシング流体がさらにシール部によく供給されるようになって、シール部の冷却及び潤滑の促進され具合がもっと良くなり、請求項１又は２の発明によるいずれかの前記効果が強化されるという利点がある。
【００１９】
請求項５の発明によれば、短絡路を複数の短絡孔で形成してあるから、内側環状空間部から外側環状空間部に向かうフラッシング流体の流速を増すことが可能になる。故に、短絡路の形状工夫によってもシール部の冷却及び潤滑を促進させることが可能になり、請求項１〜４の発明によるいずれかの前記効果が強化される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】回転式アウトサイド型メカニカルシールの構造を示す断面図（実施例１）
【図２】図１のシール部付近の拡大断面図
【図３】静止式アウトサイド型メカニカルシールの構造を示す断面図（実施例２）
【図４】図３のシール部付近の拡大断面図
【図５】従来の回転式アウトサイド型メカニカルシールを示す断面図
【図６】従来の静止式アウトサイド型メカニカルシールを示す断面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明によるアウトサイド型メカニカルシールの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。尚、実施例１は回転式で、実施例２は静止式のアウトサイド型メカニカルシールをそれぞれ説明している。
【００２２】
〔実施例１〕
図１に実施例１によるアウトサイド型メカニカルシールＡが示されている。これは、回転軸１に対して回転不能で、かつ、回転軸１の軸心Ｐ方向に移動可能に支持される回転密封環２と、シールハウジング３に対して回転不能に支持される静止密封環４と、回転密封環２を静止密封環４に押付けてシール部Ｓを形成するための弾性機構５とを有して、シール対象流体ｅのシール部Ｓの径内側から径外側への移動をシールする回転式のアウトサイド型メカニカルシールＡに構成されている。
【００２３】
回転軸１を囲繞するように配置されるシールハウジング３の内周面側には、軸心Ｐ方向視で円環状を為す静止密封環４が、一対のＯリング６，６を用いてのシール状態で、かつ、軸心Ｐ方向に移動不能、かつ、軸心Ｐ回りの回動が規制される状態で嵌装されている。静止密封環４は、回転密封環２と接触すべく軸心Ｐに直交するシール面４ａ、軸心Ｐと平行な内周面４ｂ、及び軸心Ｐに対して傾斜したテーパ内周面４ｃ等を有して回転軸１の径外側に間隔を空けて配備されている。
【００２４】
回転軸１にシール状態で外嵌支持されるスプリングリテーナ８が装備され、スプリングリテーナ８に弾性機構５を介して回転密封環２がシール状態で支持されることにより、回転密封環２が回転軸１に対して回転不能で、かつ、軸心Ｐ方向に移動可能に支持されている。スプリングリテーナ８は、Ｏリング９を介することで回転軸１にシール外嵌され、軸心Ｐに直交する方向の軸ボルト１０の締付けにより回転軸１と一体回転する状態に固定支持される。
【００２５】
スプリングリテーナ８の中段外周面８ａには、螺着ピン１１により軸心Ｐ回りに相対回動不能で、かつ、複数のコイルばね（弾性機構の一例）５によって静止密封環４の存在側（図１における右側）に弾性付勢されるドライブカラー１２が外嵌されている。そして、そのドライブカラー１２に螺装されるトルクピン１３によって、軸心Ｐ回りに相対回動不能に回転密封環２が内嵌されており、静止密封環２とスプリングリテーナ８とはＯリング１４でシールされている。従って、回転密封環２は回転軸１と一体回転しながらも、複数のコイルばね５によって静止密封環４に押圧付勢される構成となっている。
【００２６】
複数のコイルばね５により、回転密封環２のシール面２ａと静止密封環４のシール面４ａとが軸心Ｐ方向に互いに当接及び押圧付勢され、それによってシール部Ｓが形成される。この円環状のシール部Ｓを有するアウトサイド型メカニカルシールＡにより、シール対象液ｅが存在するプロセス側と、ハウジング３の外部である大気側とをシールすることが可能に構成されいる。尚、図１において、ｘはコイルばね５及びトルクピン１３の軸心、ｙは螺着ピン１１の軸心である。
【００２７】
さて、図１に示すように、スプリングリテーナ８には、これの静止密封環存在側の端から静止密封環４と回転軸１との間の環状空間部Ｋに延設されるバッフル筒７が一体形成されている。しかして、回転軸１とバッフル筒７との間の内側環状空間部ｓｉとバッフル筒７と静止密封環４との間の外側環状空間部ｓｏとが、軸心Ｐ方向でシール部Ｓに対応する位置にてバッフル筒７に形成される複数の短絡路１５によって連通されるように構成されている。短絡路１５は、バッフル筒７を径方向に貫通する孔の複数によって構成されている。
【００２８】
静止密封環４のシール面４ａの内径は、回転密封環２のシール面２ａの内径よりも若干小さいので、径内側からシール部Ｓに向けて効果的にフラッシング液（フラッシング流体の一例）ｆを及ばすには、軸心Ｐに直交する角度よりも、回転密封環側に若干寄った位置から各シール面４ａ，２ａの接触部に向かう斜め経路で供給させるのが良い。これには、短絡路１５の軸心１５ａの向きを、径外側ほど静止密封環存在側（図１の紙面右側）によるように傾斜させることである。このようにすれば、短絡路１５から放たれるフラッシング液ｆはシール部Ｓの内径側端に十分に供給されるようになり、効果的に冷却や潤滑を行えるものとなる。
【００２９】
即ち、ハウジング３に形成されている供給路１６から供給されてくるフラッシング液ｆは、図１に太線の矢印で示されるように、内側環状空間部ｓｉにその環状入口１７から入り、その内奥に位置する短絡路１５を通って外側環状空間部ｓｏの内奥端部に入る。その際、短絡路１５は角度が付いた傾斜孔であるので、例えば図２に示すように、軸心Ｐに直交する向きを持つ孔（図示省略）から出る場合（仮想線による矢印イを参照）に比べて、傾斜した方向（矢印ロを参照）に出る本発明のものでは、より効果的にフラッシング液ｆがシール部Ｓの内径側端に供給されるようにできる。
【００３０】
つまり、環状空間部（「シール対象流体用空間部」の一例）Ｋ、より具体的には内側環状空間部ｓｉに、フラッシング液ｆの給排部である環状入口１７を設け、供給されてくるフラッシング液ｆが内側環状空間部ｓｉから短絡路１５を通って外側環状空間部ｓｏに流れるように構成するとともに、短絡路１５から外側環状空間部ｓｏに出るフラッシング液ｆがシール部Ｓに向かうこととなるように短絡路１５の向きが設定されている。
【００３１】
このように、静止密封環４と回転軸１との間にバッフル筒７を設けて環状空間部Ｋを内側環状空間部ｓｉと外側環状空間部ｓｏとに区切り、かつ、それら各空間部ｓｉ，ｓｏの内奥部どうしを連通させる短絡路１５を設ける構成によって、フラッシング液ｆが循環移動してシール部Ｓの径内側部位においてもよく流れるようになり、シール部Ｓの冷却及び潤滑作用が促進されるようになる。単に環状空間部があるだけの従来構造のものでは、その環状空間部がシール対象流体の存在空間の末端に位置してフラッシング流体の流れがあまりなく、シール部の内側において淀んでいて冷却及び潤滑作用が発揮され難いものであったから、本発明によりシール部Ｓの冷却性能も潤滑性能も大きく改善されている。
【００３２】
尚、フラッシング液ｆはシール対象流体ｅそのものでも良く、或はシール対象流体ｅに悪影響を及ぼさない専用の液であっても良い。また、図示は省略するが、シール部Ｓの径内側箇所へより勢い良くフラッシング液ｆが流れるようにすべく、供給路１６から出るフラッシング液ｆを環状入口１７に誘導案内するガイド部材を設ける構成としても良い。
【００３３】
〔実施例２〕
実施例２によるアウトサイド型メカニカルシールＡは、図３に示すように、回転軸１と一体回転する回転密封環２と、シールハウジング３に対して回転不能で、かつ、回転軸１の軸心Ｐ方向に移動可能に支持される静止密封環４と、静止密封環４を回転密封環２に押付けてシール部Ｓを形成するための弾性機構２５とを有して、シール対象流体ｅのシール部Ｓの径内側から径外側への移動をシールする静止式のものに構成されている。
【００３４】
シールハウジング３の軸心Ｐ方向の端面３Ａには、軸心Ｐ方向寸法に比べて径寸法の大きい扁平円環状を呈するスプリングリテーナ２１がＯリング２２を介してのシール状態でボルト止め連結されている。このスプリングリテーナ２１には、これの螺装される軸ピン２４と軸心Ｐに沿う姿勢で配備される複数のコイルばね（弾性機構の一例）２５とにより、軸心Ｐ回りの相対回動が不能で、かつ、軸心Ｐ方向で回転密封環側に押圧付勢される状態でホルダ２３が内嵌されている。
【００３５】
そして、そのホルダ２３に静止密封環４が内嵌支持されることにより、シールハウジング３に対して回転不能で、かつ、回転軸１の軸心Ｐ方向に移動可能に支持され、かつ、弾性機構５によって静止密封環４を回転密封環２に押付けてシール部Ｓが形成される構成とされている。尚、２６はスプリングリテーナ２１とホルダ２３とをシールするためのＯリングである。
【００３６】
回転軸１には、Ｏリング２７を介してのシール状態で外嵌支持されるドライブリング２８が設けられ、ドライブリング２８に回転密封環２をＯリング３１によるシール状態で支持させることにより、回転密封環２が回転軸１に一体回転状態で嵌装される構成とされている。ドライブリング２８は、軸ボルト２９の締付けによって回転軸１に固定支持され、ドライブリング２８に、これに螺着されるトルクピン３０を介して回転密封環２が嵌装されている。
【００３７】
ドライブリング２８から静止密封環４と回転軸１との間の環状空間部Ｋに延設されるバッフル筒３２を設け、回転軸１とバッフル筒３２との間の内側環状空間部ｓｉとバッフル筒３２と静止密封環４との間の外側環状空間部ｓｏとが、軸心Ｐ方向でシール部Ｓに対応する位置にてバッフル筒３２に形成される短絡路３３によって連通されている。短絡路３３は、バッフル筒３２に貫通形成される複数の短絡孔３３で構成されている。これにより、実施例１の場合と同様に、
【００３８】
図４に示すように、静止密封環４のシール面４ａの内径は、回転密封環２のシール面２ａのものよりも大径であり、かつ、シール面４ａに径内側に続く裾拡がり状の湾曲裾野面４ｄ（ガイド部ｇの一例）が形成されている。従って、軸心３３ａが径外側ほど軸心Ｐ方向で静止密封環側に寄る状態に傾きが付けられた傾斜孔である短絡孔３３から径外側に移動するフラッシング液ｆは、その一部はホルダ側に流れるとともに、一部は湾曲裾野面４ｄに沿って移動してシール部Ｓの内径側端に供給されるようになる。つまり、短絡孔３３から出るフラッシング液ｆをシール部Ｓに導くガイド面として湾曲裾野面４ｄが機能している。
【００３９】
実施例２による静止式アウトサイド型メカニカルシールＡにおいても、静止密封環４と回転軸１との間にバッフル筒７を設けて環状空間部Ｋを内側環状空間部ｓｉと外側環状空間部ｓｏとに区切り、かつ、それら各空間部ｓｉ，ｓｏの内奥部どうしを連通させる短絡路３３を設ける構成により、フラッシング液ｆが循環移動してシール部Ｓの径内側部位においてもよく流れるようになり、シール部Ｓの冷却及び潤滑作用が促進されるようになる。単に環状空間部があるだけの従来構造のものでは、その環状空間部がシール対象流体の存在空間の末端に位置してフラッシング流体の流れがあまりなく、シール部の内側において淀んでいて冷却及び潤滑作用が発揮され難いものであったから、本発明によりシール部Ｓの冷却性能も潤滑性能も大きく改善されている。
【符号の説明】
【００４０】
１ 回転軸
２ 回転密封環
３ シールハウジング
４ 静止密封環
５ 弾性機構
７ バッフル筒
８ スプリングリテーナ
１５ 短絡路
２５ 弾性機構
２８ ドライブリング
３２ バッフル筒
３３ 短絡路
Ｋ 環状空間部
Ｐ 軸心
Ｓ シール部
ｅ シール対象流体
ｆ フラッシング流体
ｇ ガイド部
ｓｉ 内側環状空間部
ｓｏ 外側環状空間部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に対して回転不能で、かつ、前記回転軸の軸心方向に移動可能に支持される回転密封環と、シールハウジングに対して回転不能に支持される静止密封環と、前記回転密封環を前記静止密封環に押付けてシール部を形成するための弾性機構とを有して、シール対象流体の前記シール部の径内側から径外側への移動をシールするように構成されているアウトサイド型メカニカルシールであって、
前記回転軸にシール状態で外嵌支持されるスプリングリテーナを設け、前記スプリングリテーナに前記弾性機構を介して前記回転密封環をシール状態で支持させることにより、前記回転密封環が前記回転軸に対して回転不能で、かつ、前記回転軸の軸心方向に移動可能に支持されるとともに、
前記スプリングリテーナから前記静止密封環と前記回転軸との間の環状空間部に延設されるバッフル筒を設け、前記回転軸と前記バッフル筒との間の内側環状空間部と前記バッフル筒と前記静止密封環との間の外側環状空間部とが、前記軸心方向で前記シール部に対応する位置にて前記バッフル筒に形成される短絡路によって連通される構成とされているアウトサイド型メカニカルシール。
【請求項２】
回転軸と一体回転する回転密封環と、シールハウジングに対して回転不能で、かつ、前記回転軸の軸心方向に移動可能に支持される静止密封環と、前記静止密封環を前記回転密封環に押付けてシール部を形成するための弾性機構とを有して、シール対象流体の前記シール部の径内側から径外側への移動をシールするように構成されているアウトサイド型メカニカルシールであって、
前記回転軸にシール状態で外嵌支持されるドライブリングを設けて、前記ドライブリングに前記回転密封環をシール状態で支持させることにより、前記回転密封環が前記回転軸に一体回転状態で嵌装されるとともに、
前記ドライブリングから前記静止密封環と前記回転軸との間の環状空間部に延設されるバッフル筒を設け、前記回転軸と前記バッフル筒との間の内側環状空間部と前記バッフル筒と前記静止密封環との間の外側環状空間部とが、前記軸心方向で前記シール部に対応する位置にて前記バッフル筒に形成される短絡路によって連通される構成とされているアウトサイド型メカニカルシール。
【請求項３】
前記環状空間部に供給されてくるフラッシング流体が、前記内側環状空間部から前記短絡路を通って前記外側環状空間部に流れるように構成するとともに、前記短絡路から前記外側環状空間部に出るフラッシング流体が前記シール部に向かうこととなるように前記短絡路の向きが設定されている請求項１又は２に記載のアウトサイド型メカニカルシール。
【請求項４】
前記環状空間部に供給されてくるフラッシング流体が、前記内側環状空間部から前記短絡路を通って前記外側環状空間部に流れるように構成するとともに、前記短絡路から前記外側環状空間部に出るフラッシング流体を前記シール部に案内するガイド部が前記回転密封環又は前記静止密封環に形成されている請求項１又は２に記載のアウトサイド型メカニカルシール。
【請求項５】
前記短絡路が、前記バッフル筒を径方向に貫通する孔の複数によって構成されている請求項１〜３の何れか一項に記載のアウトサイド型メカニカルシール。
【請求項１】
回転軸に対して回転不能で、かつ、前記回転軸の軸心方向に移動可能に支持される回転密封環と、シールハウジングに対して回転不能に支持される静止密封環と、前記回転密封環を前記静止密封環に押付けてシール部を形成するための弾性機構とを有して、シール対象流体の前記シール部の径内側から径外側への移動をシールするように構成されているアウトサイド型メカニカルシールであって、
前記回転軸にシール状態で外嵌支持されるスプリングリテーナを設け、前記スプリングリテーナに前記弾性機構を介して前記回転密封環をシール状態で支持させることにより、前記回転密封環が前記回転軸に対して回転不能で、かつ、前記回転軸の軸心方向に移動可能に支持されるとともに、
前記スプリングリテーナから前記静止密封環と前記回転軸との間の環状空間部に延設されるバッフル筒を設け、前記回転軸と前記バッフル筒との間の内側環状空間部と前記バッフル筒と前記静止密封環との間の外側環状空間部とが、前記軸心方向で前記シール部に対応する位置にて前記バッフル筒に形成される短絡路によって連通される構成とされているアウトサイド型メカニカルシール。
【請求項２】
回転軸と一体回転する回転密封環と、シールハウジングに対して回転不能で、かつ、前記回転軸の軸心方向に移動可能に支持される静止密封環と、前記静止密封環を前記回転密封環に押付けてシール部を形成するための弾性機構とを有して、シール対象流体の前記シール部の径内側から径外側への移動をシールするように構成されているアウトサイド型メカニカルシールであって、
前記回転軸にシール状態で外嵌支持されるドライブリングを設けて、前記ドライブリングに前記回転密封環をシール状態で支持させることにより、前記回転密封環が前記回転軸に一体回転状態で嵌装されるとともに、
前記ドライブリングから前記静止密封環と前記回転軸との間の環状空間部に延設されるバッフル筒を設け、前記回転軸と前記バッフル筒との間の内側環状空間部と前記バッフル筒と前記静止密封環との間の外側環状空間部とが、前記軸心方向で前記シール部に対応する位置にて前記バッフル筒に形成される短絡路によって連通される構成とされているアウトサイド型メカニカルシール。
【請求項３】
前記環状空間部に供給されてくるフラッシング流体が、前記内側環状空間部から前記短絡路を通って前記外側環状空間部に流れるように構成するとともに、前記短絡路から前記外側環状空間部に出るフラッシング流体が前記シール部に向かうこととなるように前記短絡路の向きが設定されている請求項１又は２に記載のアウトサイド型メカニカルシール。
【請求項４】
前記環状空間部に供給されてくるフラッシング流体が、前記内側環状空間部から前記短絡路を通って前記外側環状空間部に流れるように構成するとともに、前記短絡路から前記外側環状空間部に出るフラッシング流体を前記シール部に案内するガイド部が前記回転密封環又は前記静止密封環に形成されている請求項１又は２に記載のアウトサイド型メカニカルシール。
【請求項５】
前記短絡路が、前記バッフル筒を径方向に貫通する孔の複数によって構成されている請求項１〜３の何れか一項に記載のアウトサイド型メカニカルシール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２７２２７（Ｐ２０１１−２７２２７Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７５６７８（Ｐ２００９−１７５６７８）
【出願日】平成２１年７月２８日（２００９．７．２８）
【出願人】（０００２２９７３７）日本ピラー工業株式会社 (337)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２８日（２００９．７．２８）
【出願人】（０００２２９７３７）日本ピラー工業株式会社 (337)
【Ｆターム（参考）】
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