(57)【要約】  本発明は、小型で効率よく冷却を行うことができ耐摩耗性の高いメカニカルシール装置を提供する。本発明のメカニカルシール装置において、冷却用流体供給孔７１から供給された冷却流体は、中間室７３を通過して、ポンピングリングたるカラー８０の背面部８１の開口８３からカラー８０の筒状部８２の内部に導入される。カラー８０内では、冷却流体は筒状部８２の内周面と回転環５１の外周面との間の隙間に均一に、また機外側メカニカルシール５０の摺動面付近にも流れる。カラー８０内の冷却用流体は、筒状部８２に形成された吐き出し口８４より導出され、排出孔７２を介して排出される。
2009008289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸とハウジングとの間に装着されて被封止流体をシールするメカニカルシール装置であって、
前記被封止流体が配される空間に対して近位側に配置される第１シール装置と、遠位側に配置される第２シール装置と、
前記第１シール装置と前記第２シール装置との間に形成される中間室と、
前記中間室に供給された中間室流体が当該中間室内を流動するようにポンピング作用を奏するポンピングリングとを有し、
前記第２シール装置は、回転環が固定環より前記第１シール装置側に配置され、当該回転環が前記固定環方向に押圧される回転形のシール装置であり、
前記ポンピングリングは、
前記中間室の前記第２シール装置近傍に径方向に立設された背面部と、
前記背面部の外周から前記第２シール装置方向に前記回転環を収容するように形成された筒状部と、
前記背面部に形成された開口であって、前記中間室流体を前記筒状部内に導入するための吸い込み口と、
前記筒状部の周面に形成された複数の開口であって、当該ポンピングリングの回転により前記筒状部内の前記中間室流体を前記筒状部の外部に導出する吐き出し口と
を有することを特徴とするメカニカルシール装置。
【請求項２】
前記中間室に前記中間室流体を供給する供給孔と、
前記中間室から前記中間室流体を排出する排出孔とをさらに有し、
前記ポンピングリングは、前記供給孔から供給される前記中間室流体が前記中間室を通過して前記排出孔から排出されるように前記ポンピング作用を奏することを特徴とする請求項１に記載のメカニカルシール装置。
【請求項３】
前記中間室流体は、冷却用流体であることを特徴とする請求項１又は２に記載のメカニカルシール装置。
【請求項４】
当該メカニカルシール装置をカートリッジ式にて装着するためのセットプレートを装着するための溝を、当該メカニカルシール装置の装着後に前記回転軸に他の部品を取り付けるためのＯリング用溝として兼用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のメカニカルシール装置。
【請求項５】
前記第１シール装置において前記被封止流体が配される空間側に配置される回転環の背面位置が、前記溝の前記第１シール装置側の側面の位置と等しいことを特徴とする請求項４に記載のメカニカルシール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動面を２つ有するタンデム形のダブルシールであって、小型で、シール装置の冷却を効率よく行えるメカニカルシール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のメカニカルシール装置としては、本願出願人に係る日本国特許出願公開２００３−０７４７１２号公報（特許文献１）に記載のメカニカルシール装置が知られている。
【特許文献１】特開２００３−０７４７１２号公報
【０００３】
図２は、その従来のメカニカルシール装置２１０の構成を示す図である。
メカニカルシール装置２１０は、機内側メカニカルシール２３０及び機外側（大気側）メカニカルシール２５０を有する。
機内側メカニカルシール２３０は、機内側に配置される回転環２３１と、機外側に配置される固定環２４１とを有する。機内側メカニカルシール２３０は、固定環２４１がスプリング２４２により回転環２３１方向に押圧されて密封摺動面が形成されており、いわゆる静止形のシール装置である。なお、固定環２４１はパッキン２４３を介してシールケース２１１に装着されている。
機外側メカニカルシール２５０は、機内側に配置される回転環２５１と、機外側に配置される固定環２６１とを有する。機外側メカニカルシール２５０も、固定環２６１がスプリング２６２により回転環２５１方向に押圧されて密封摺動面が形成されており、静止形のシール装置である。
このようにメカニカルシール装置２１０は、タンデム形のダブルシールである。【０００４】
メカニカルシール装置２１０において、機内側メカニカルシール２３０と機外側メカニカルシール２５０との間には中間室２７３が形成されており、この中間室２７３に連通するようにクエンチング液（冷却流体）の供給孔２７１及び排出孔２７２が形成されている。
中間室２７３内において、機外側メカニカルシール２５０の回転環２５１を収容するケース２５２の背面には、径方向に傾斜したポンピング孔２５３が形成されている。これにより、ケース２５２が回転軸２０２とともに回転すると、中間室２７３内の流体（クエンチング液）がポンピング孔２５３に沿って流動される。その結果、供給孔２７１から供給されたクエンチング液を中間室２７３を通過させて排出孔２７２から排出させるというクエンチング液の流路が形成され、機内側メカニカルシール２３０及び機外側メカニカルシール２５０、及び、その摺動面の冷却が行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図２に示すような従来のメカニカルシール装置２１０においては、機外側（大気側）メカニカルシール２５０は静止形のメカニカルシールであり、ポンピング孔２５３は回転環２５１のケース２５４に設けられている。
しかしながらこのような構成においては、ケース２５４には機外側メカニカルシール２５０のメイティングリング（回転環２５１）が内装されているので、ポンピング孔２５３は機外側（大気側）に位置するメイティングリング（回転環２５１）と連通しないようにしなければならない。このため、ケース２５４は、回転軸２０２の軸方向に十分な長さが必要となり、軸方向に厚くなる。その結果、メカニカルシール装置２１０の全体としても厚さが厚くなり好ましくない。
また、前述した従来のメカニカルシール装置２１０においては、回転環（メイティングリング）２５１がケース２５３に内装されているため、その外表面はクエンチング液に触れず、冷却が効率よく行えないという問題もある。【０００６】
さらにまた、従来のメカニカルシール装置２１０においては、機内側接液部に金属が露出している部分があり、固形分や硬質なビーズで摩耗することがあるという問題がある。
また、カートリッジ化するセットプレートが大気側に設けてあり、その分長手方向に長くなるという問題もある。【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、より小型で、効率よく冷却を行うことができ、また耐摩耗性の高いメカニカルシール装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明に係るメカニカルシール装置は、回転軸とハウジングとの間に装着されて被封止流体をシールするメカニカルシール装置であって、前記被封止流体が配される空間に対して近位側に配置される第１シール装置と、遠位側に配置される第２シール装置と、前記第１シール装置と前記第２シール装置の間に形成される中間室と、前記中間室に供給された中間室流体が当該中間室内を流動するようにポンピング作用を奏するポンピングリングとを有し、前記第２シール装置は、回転環が固定環より前記第１シール装置側に配置され、当該回転環が前記固定環方向に押圧される形態のシール装置であり、前記ポンピングリングは、前記中間室の前記第２シール装置近傍に径方向に立設された背面部と、前記背面部の外周から前記第２シール装置方向に前記回転環を収容するように形成された筒状部と、前記背面部に形成された開口であって、前記中間室流体を前記筒状部の内部に導入するための吸い込み口と、前記筒状部の周面に形成された複数の開口であって、当該ポンピングリングの回転により前記筒状部の内部の前記中間室流体を前記筒状部の外部に導出する吐き出し口とを有することを特徴とする。【０００９】
このような構成の本発明のメカニカルシール装置によれば、例えば冷却用流体等の中間室流体は、ポンピングリング背面部から背面部の開口を通過して筒状部の内部に導入され、筒状部の内周面と回転環外周面との間の隙間に流体の流路を形成し、その後筒状部の周面に形成された開口から排出される。この際、ポンピングリングは実質的に背面部と筒状部とを有する構成であり、従来のように軸方向に傾斜した流路を必要としない。従って、当該箇所の厚みを薄くすることができ、メカニカルシール装置全体の軸方向の厚みも薄くすることができ、メカニカルシール装置を小型にすることができる。
また、中間室流体は回転環の表面を均等に流れるとともに、機外側メカニカルシール（第２シール装置）のシール端面近傍にも流れる。従って、シール装置の冷却を効果的に行うことができる。【００１０】
好適には、本発明に係るメカニカルシール装置は、前記中間室に前記中間室流体を供給する供給孔と、前記中間室から前記中間室流体を排出する排出孔とをさらに有し、
前記ポンピングリングは、前記供給孔から供給される前記中間室流体が前記中間室を通過して前記排出孔から排出されるように前記ポンピング作用を奏することを特徴とする。【００１１】
このような構成の本発明のメカニカルシール装置によれば、供給孔から供給される例えば冷却用媒体であるところの中間室流体を、第１シール装置と第２シール装置との間の中間室を通過させて、適切に排出孔から排出させることができる。従って、シール装置全体の冷却を一層効率よく効果的に行うことができる。【００１２】
また好適には、本発明に係るメカニカルシール装置は、前記中間室流体は、冷却用流体であることを特徴とする。【００１３】
このような構成の本発明のメカニカルシール装置によれば、中間室流体として冷却用流体を供給するので、シール装置全体の冷却を効率よく効果的に行うことができる。【００１４】
また好適には、本発明に係るメカニカルシール装置は、当該メカニカルシール装置をカートリッジ式にて装着するためのセットプレートを装着するための溝を、当該メカニカルシール装置の装着後に前記回転軸に他の部品を取り付けるためのＯリング用溝として兼用していることを特徴とする。【００１５】
このような構成の本発明のメカニカルシール装置によれば、セットプレート用環状溝とＯリング用溝とを兼用するようにしているので、メカニカルシール装置の長手方向の長さを短くしメカニカルシール装置を小型にすることができる。【００１６】
また好適には、本発明に係るメカニカルシール装置は、前記第１シール装置において前記被封止流体が配される空間側に配置される回転環の背面位置が、前記溝の前記第１シール装置側の側面の位置と等しいことを特徴とする。【００１７】
このような構成の本発明のメカニカルシール装置によれば、セットプレートを用いたカートリッジ式メカニカルシール装置の取り付け、及び、取り付け後のシール装置としての動作を、兼用した環状溝を利用して各々適切に行うことができる。従って、小型で高性能なメカニカルシール装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態のメカニカルシール装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、従来のメカニカルシール装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の一実施形態のメカニカルシール装置について、図１を参照して説明する。
図１は、そのメカニカルシール装置１０の構成を示す図であり、シャフト（回転軸）２の軸中心を通る平面を切断面とした断面図である。なお、図１においては、右側が機内側であり、左側が大気側である。
メカニカルシール装置１０は、シャフト２が貫通しているハウジング３の軸孔部３ａに機内側から装着されるカートリッジ形式のシール装置である。
図１に示すように、メカニカルシール装置１０は、主な構成として、第１シールケース１１、第２シールケース１２、シールカバー１３、スリーブ２１、機内側メカニカルシール３０、機外側メカニカルシール５０及び本発明にかかるポンピングリングとしてのカラー８０を有する。【００２０】
第１シールケース１１、第２シールケース１２及びシールカバー１３は、メカニカルシール装置１０のハウジングを構成する各々が略円環状の部材であって、その内周部に形成される開口にシャフト２が貫通される。また、その内周部に機内側メカニカルシール３０及び機外側メカニカルシール５０が設置される。
第１シールケース１１はハウジング３との間にＯリング４及び１４を介在させて、また第２シールケース１２は第１シールケース１１との間にＯリング１５を介在させて、この順番で六角ボルト１８によりハウジング３の軸孔部３ａに機内側から取り付けられる。
また、シールカバー１３は、第１シールケース１１の大気側の端部に、その端面を覆うように、第１シールケース１１との間にＯリング１７を介在させて、六角ボルト１９により取り付けられる。【００２１】
また、第１シールケース１１には、後述する冷却用流体供給孔７１及び冷却用流体排出孔７２が少なくとも各１箇所設けられている。
また、第２シールケース１２には、機内側空間にスラリーを供給するためのスラリー供給孔７５が設けられている。
第１シールケース１１の軸方向中央部には、径方向内側に向けて環状に突出した凸部４０が形成されている。凸部４０には、パッキン４２を介して機内側メカニカルシール３０の固定環４１が設置される。また、シールカバー１３には、機外側メカニカルシール５０の固定環６１が設置される。【００２２】
なお、第１シールケース１１、第２シールケース１２及びシールカバー１３は、セラミック等の非金属であって耐摩耗性の高い材料で構成するのが好適である。特に、第２シールケース１２をそのような材料で形成することにより、被封止流体に固形分や硬質成分が存在する場合にも、メカニカルシール装置１０の接液部の摩耗を低減あるいは防止することができ好適である。【００２３】
スリーブ２１は、シャフト２に外挿される。スリーブ２１には、機内側メカニカルシール３０及び機外側メカニカルシール５０の各回転環３１、５１が設置される。スリーブ２１の機内側の端部付近には、径方向外側に向かって環状に突出した凸部２２が形成されている。凸部２２には、機内側メカニカルシール３０の回転環３１が設置される。
またスリーブ２１の中央部には、カラー８０を係止するための段差２３が形成されている。【００２４】
機内側メカニカルシール３０及び機外側メカニカルシール５０は、シャフト２に装着されたスリーブ２１と、第１シールケース１１、第２シールケース１２及びシールカバー１３の内周面との間の軸周空間に設置される。【００２５】
機内側メカニカルシール３０は、スリーブ２１の機内側の端部近傍に設置されてシャフト２と一体的に回転する回転環３１と、第１シールケース４０の内周の凸部４０の機内側に設置された固定環４１とを有する。【００２６】
回転環３１は、Ｏリング３２を介在させて、スリーブ２１の凸部２２に嵌合されており、その大気側を指向する端面であって固定環４１に対向する面が摺動面として形成されている。
回転環３１は内周側に段差が形成されており、この段差が凸部２２の大気側角部に係合されてスリーブ２１の凸部２２と密封嵌合されている。
スリーブ２１の凸部２２の側面には、軸方向大気側に突出するように周方向に等配に複数のノックピン３３が形成されており、また回転環３１には、このノックピン３３に対応するように、周方向に等配の複数の係合溝３４が形成されている。このノックピン３３が回転環３１の係合溝３４に係止することにより、回転環３１のスリーブ２１に対する相対的な回動が阻止されて、スリーブ２１に保持される。換言すれば、回転環３１はスリーブ２１（シャフト２）と一体的に回転するように装着される。
回転環３１は、炭化珪素、カーボン、セラミック等の材質により構成される。【００２７】
固定環４１は、パッキン４２を介して第１シールケース１１の凸部４０に設置されており、その機内側の端面であって回転環３１に対向する面が摺動面として形成されている。
第１シールケース１１の凸部４０の先端部（最内周部）側面には、軸方向機内側に突出するように図示せぬノックピンが周方向に等配に形成されており、また固定環４１の背面には、ノックピンに対応するように、周方向に等配の複数の図示せぬ係合溝が形成されている。このノックピンが固定環４１の係合溝に係止することにより、固定環４１は回動しないように第１シールケース１１に保持される。
また、固定環４１の背面には周方向に等配の複数の図示せぬばね座が設けられており、各ばね座に各々図示せぬスプリングが着座して、固定環４１を弾発に回転環３１方向へ押圧している。
また、固定環４１の外周面は、パッキン４２と密接する段部４１ａに形成されている。
固定環４１は、炭化珪素、カーボン、セラミック等の材質により構成される。【００２８】
パッキン４２はゴム材製のリング状部材である。パッキン４２は、外周に固着部４２ｂが設けられていると共に、内周がシールリップ部４２ａに形成されている。固着部４２ｂは第１シールケース１１の凸部４０の付け根部分に形成された凹部４４に嵌着されている。パッキン４２の固着部４２ｂは、第２シールケース１２の大気側の先端部４５により軸方向に押さえられている。これによりパッキン４２は、凹部４４内に保持されるとともに、被密封流体の圧力が直接パッキン４２に作用しないように保護されている。
パッキン４２のシールリップ部４２ａは、固定環４１の外周面に形成された段部４１ａに密封嵌合しており、シールリップ部４２ａの弾性力で固定環４１を回転環３１方向へ弾発している。
パッキン４２は、パーフロロエラストマ、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ＥＰＤＭ、ポリエステル系エラストマー等の材質により構成されている。【００２９】
このような構成の機内側メカニカルシール３０においては、図示せぬスプリングの押圧力及びパッキン４２のシールリップ部４２ａの弾性力により、固定環４１が機内側、すなわち回転環３１の方向に押圧される。その結果、対向する回転環３１の摺動面と固定環４１の摺動面とが所定の圧力で密接する。そして、シャフト２が回転することにより回転環３１のみが回転移動し、回転環３１及び固定環４１の各密接面が相互に摺動する。【００３０】
機外側メカニカルシール５０は、スリーブ２１の大気側の端部に設置された回転環５１と、シールカバー１３に設置された固定環６１とを有する。【００３１】
回転環５１は、Ｏリング５２を介在させてスリーブ２１に軸方向に移動可能に外挿されており、その機外側の端面であって固定環６１に対向する面は、摺動面として形成されている。回転環５１の機内側端部にはコンプレスリング５３が装着されており、コンプレスリング５３は、係合溝５６にドライブピン５５が係合されて、軸方向に移動可能にカラー８０に係合設置されている。これにより回転環５１は、スリーブ２１（シャフト２）と一体に回転する。また、コンプレスリング５３とカラー８０との間には、円周方向に複数のコイルスプリング５４が配置されており、これにより回転環５１は大気側（機外側）方向に押圧されている。【００３２】
固定環６１は、シールカバー１３の内周部に嵌合設置されており、その機内側の端面であって回転環５１に対向する面が摺動面として形成されている。
固定環６１は、Ｏリング６２を介在させてシールカバー１３の内周部に形成された凹部に嵌着される。
シールカバー１３の内周部には、軸方向機内側に突出するようにノックピン６３が周方向に複数に形成されており、また固定環６１の背面には、ノックピン６３に対応するように、周方向に複数の係合溝６５が形成されている。このノックピン６３が固定環６１の係合溝６５に係止することにより、固定環６１は回動しないようにシールカバー１３に保持される。【００３３】
このような構成の機外側メカニカルシール５０においては、コンプレスリング５３に作用するコイルスプリング５４の押圧力により、回転環５１が機外側、すなわち固定環６１の方向に押圧される。その結果、対向する回転環５１の摺動面と固定環６１の摺動面とが所定の圧力で密接する。そして、シャフト２が回転することにより回転環５１のみが回転移動し、回転環５１及び固定環６１の各密接面が相互に摺動する。【００３４】
なお、このような本実施形態のメカニカルシール装置１０において、機外側メカニカルシール５０は、スプリング（コイルスプリング５４）がシャフト２とともに回転する回転形のメカニカルシールである。その結果、回転環５１が設置されているカラー８０は大気側に触れることがない。これにより、カラー８０により、後述するような本願発明に係る特徴的な形態で、ポンピングリングを構成することができる。【００３５】
第１シールケース１１には、外周面に沿って等配に２〜３個の冷却用流体（クエンチング液）の供給孔７１と、排出孔７２が設けられている。
冷却用流体供給孔７１は、ハウジング３内に設置された配管と第１シールケース１１の外周面において接続され、機内側メカニカルシール３０の近傍に貫通した流体流路であり、機内側メカニカルシール３０の固定環４１及びパッキン４２の背面に冷却用流体が供給されるように形成されている。
また、冷却用流体排出孔７２は、ハウジング３内に設置された配管と第１シールケース１１の外周面において接続され、機外側メカニカルシール５０の近傍に貫通した流体流路であり、機外側メカニカルシール５０の回転環５１の近傍から冷却用流体を排出するように形成されている。【００３６】
また、第１シールケース１１と第２シールケース１２の内周側、より詳細には、機内側メカニカルシール３０の摺動面内径側から機外側メカニカルシール５０の摺動面外径側に至るシールケース１１及び１２の内周面とスリーブ２１の外周面との間の空間（中間室）には、冷却用流体（中間液）の流路７３が形成されている。すなわち、冷却用流体供給孔７１から、機内側メカニカルシール３０近傍、機外側メカニカルシール５０の近傍を経由して冷却用流体排出孔７２に至る流路が形成されている。【００３７】
また、第１シールケース１１とスリーブ２１との間の流路７３の内部の冷却用流体供給孔７１の開口の近傍には、供給される冷却用流体の流れの一部を遮るようにして、流体ガイド環７４が嵌着されている。流体ガイド環７４は、止めねじ等により第１シールケース１１に係止される。流体ガイド環７４には、クエンチング液を機内側メカニカルシール３０の摺動面内径側あるいは機外側メカニカルシール５０方向へ効率よく誘導するように、外周に案内面が形成されている。【００３８】
このようなメカニカルシール装置１０の中間室（流路７３）において、機外側メカニカルシール５０の周囲に形成される中間室部分は、図示のごとく径方向の高さも高く十分な広さに形成される。そしてこの空間に、機外側メカニカルシール５０の回転環５１が係合設置されるカラー８０であって、本発明に係るポンピングリング（８０）が配置される。【００３９】
カラー８０は、図示のごとく、コイルスプリング５４が設置される円環状に突出した背面部８１の周縁部分を、機外側に延伸させて円筒状としたものであって、機外側メカニカルシール５０の回転環５１を内部に収容するような形態とされた部材である。【００４０】
そして、その背面部８１には、機内側メカニカルシール３０の側から中間室を流れてきた中間液（冷却用流体）が、そのままシャフト２の軸方向に沿ってカラー８０の筒状部８２の内部に流入するように、流体の吸い込み口となる複数の開口８３が形成されている。
また、そのカラー８０の背面部８１とその外側に位置する第１シールケース１１の内周面との間隔は非常に狭い間隔となるように、カラー８０及び第１シールケース１１が形成されている。なお、本実施形態のメカニカルシール装置１０においては、カラー８０の背面部８１は径方向外側になるにつれて機外側に傾斜した傾斜面に形成されており、第１シールケース１１の内周面もこれに極狭い間隔で対向するように、同様の傾斜面に形成されている。【００４１】
また、カラー８０の筒状部８２の周面には、内周側と外周側とを連通する多数の吐き出し口８４が形成されている。カラー８０がシャフト２とともに回転すると、回転環５１とカラー８０の筒状部８２の内周面に存在する流体も回転環５１あるいはカラー８０とともに周方向に回転移動する。筒状部８２にこのような多数の開口を設けておくことにより、周方向に移動することにより遠心力が作用する流体は、筒状部８２に設けられた吐き出し口８４から、カラー８０の外部に導出される。カラー８０の外周は第１シールケース１１の周面が迫っているが、その周面に沿って冷却用流体排出孔７２の開口が複数配置されているので、筒状部８２から外部に導出された流体は、この開口に案内されて、排出孔７２から外部に導出される。
またこれに伴って、カラー８０の内部には、カラー８０の背面に形成された吸い込み口８３を通って機内側メカニカルシール３０側の中間室から流体が導入されるような流路が形成される。【００４２】
カラー８０がシャフト２とともに回転することにより、カラー８０の背面の吸い込み口８３から中間室の流体がカラー８０の内部に導入されて機外側メカニカルシール５０の回転環５１の外周面とカラー８０の内周面との間の隙間に供給される。その結果、回転環５１の外周面に中間液の流路が形成される。この冷却用流体は、回転環５１の外表面を均等に流れ、また、機外側メカニカルシール５０のシール摺動面の近傍も流れるので、機外側メカニカルシール５０のシール面を効果的に冷却することができる。そして、カラー８０に導入された流体は、筒状部８２の周面の吐き出し口８４から、冷却用流体排出孔７２に排出される。【００４３】
前述したように、本実施形態のメカニカルシール装置１０において、機外側メカニカルシール５０は、スプリング（コイルスプリング５４）がシャフト２とともに回転する回転形のメカニカルシールであり、その結果、回転環５１が設置されているカラー８０は大気側に触れることがなくその全部が中間室内に配置される。従って、カラー８０の周面の両側で空間を隔離する必要がなくなり、このようにカラー８０に開口を設けたような構成をとることができる。そしてこのような構成により、カラー８０をポンピングリングとして作用させることができる。
このような構成においては、カラー８０の内周と回転環５１の外周との隙間に冷却用流体の流路を形成することができるので、軸方向の厚みを薄くすることができ、メカニカルシール装置１０全体の厚みも非常に薄くすることができる。【００４４】
また、メカニカルシール装置１０において、スリーブ２１の機内側の端部には、セットプレート用の環状溝２４が設けられている。この環状溝２４は、その機外側の側面２４ａの軸方向の位置が、機内側メカニカルシール３０の回転環３１の背面位置と同じ位置となるように形成する。
この環状溝２４に図中に２点鎖線で示すようなセットプレート９０を装着することにより、メカニカルシール装置１０をカートリッジ式シールとすることができる。【００４５】
また、この環状溝２４は、メカニカルシール装置１０を装置にセットした後にＯリングを装着し、例えば攪拌羽等の他の部品を装着するために使用される。
この際、例えばセラミック製の攪拌羽等を設置するようにし、その攪拌羽等の部品によりメカニカルシール装置１０の機内側の接液部を覆うようにすれば、接液部は金属が露出しない構成とすることができる。その結果、被封止流体に固形分や硬質成分が存在する場合も、メカニカルシール装置１０の機内側接液部の摩耗を防止することができる。
このように、セットプレート９０を装着する溝２４と、Ｏリング用の溝２４とを兼用することで、メカニカルシール装置１０の軸方向の長さを短くすることができ、メカニカルシール装置１０を小型にすることができる。【００４６】
このように、本実施形態のメカニカルシール装置１０によれば、機外側メカニカルシール５０を回転形とすることによりカラー８０が大気と触れるのを防止し、カラー８０の周面（筒状部８２）及び底面（背面部８１）に多数の穴をあけることでポンピング作用を奏するカラー８０を実現した。このポンピングリングたるカラー８０においては、カラー８０の内周面と機外側メカニカルシール５０の回転環５１の外周面との間の隙間で冷却流体たる中間液の流路を形成することができる。また、その冷却用流体は、固定環４１の外周面に均一に流れるとともに、機外側メカニカルシール５０のシール摺動面付近にも同様に流れる。
従って、小型ながら効率よくシール面及び各シールリングの冷却を行うことのできるメカニカルシール装置を提供することができる。【００４７】
また、スリーブ２１の機内側端部に設けた溝２４について、これをセットプレートを装着するための環状溝と、攪拌羽等を装着するためのＯリング用の溝とに兼用する形態とした。その結果、別個に環状溝を備える従来の装置と比較して軸方向の厚みを短くすることができ、より厚さの薄い小型のメカニカルシール装置１０を実現することができる。【００４８】
また、その攪拌羽等の装着部品をジルコニアやＳｉＣ製とし、これによりスリーブ２１の端面を被覆することができるので、耐摩耗性を著しく向上させることができる。
さらに、機内側に配置される第２シールケース１２をもセラミック製とすることにより、より一層耐摩耗性を向上させることができる。【００４９】
なお、前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また任意好適な種々の改変が可能である。
【産業上の利用分野】
【００５０】
本発明のメカニカルシール装置は、小型で、耐熱性や耐摩耗性に優れた高性能なメカニカルシール装置であり、任意の業種の任意の分野における任意の被封止流体を封止する軸封装置として適用可能である。特に、粉体を取り扱う業種、半導体業種、鉱山や土木業界等の業種等、取り扱い流体に固形分や硬質なビーズ等が含まれる可能性があるような業種において用いられる装置の軸封装置として適用すると特に有効である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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