(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（２）とその外周を包囲する軸封部ハウジング（１）との間の軸周空間に、液化ガスを密封対象とする一次側メカニカルシール（３）と、その機外側の二次側メカニカルシール（４）が軸方向二段に配置され、
前記軸封部ハウジング（１）と前記両メカニカルシール（３）（４）の間の中間室（Ｂ）に、静止時の液面レベルが略回転軸（２）の軸心（Ｏ）となるような量で、かつ二次側メカニカルシール（４）の回転側の一部を浸漬可能な量の中間液（ＣＬ）が封入され、
前記中間室（Ｂ）に、前記中間室（Ｂ）の円周方向と交差するように配置されて前記回転軸（２）の回転時に前記中間液（ＣＬ）を撹拌・飛散させる邪魔板（５）が設けられ、
前記一次側メカニカルシール（３）から前記中間室（Ｂ）に漏れた密封対象の気化したガスをガスベントライン（ＧＶ１）（ＧＶ２）から排出するようにしたことを特徴とするタンデムシール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に液化ガス等、気化しやすい液体を密封対象とし、軸方向に二段に配置したメカニカルシールを用いて軸封を行うタンデムシールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
メカニカルシールを軸方向二段に配置した構造の軸封装置は、特にタンデムシールと呼ばれ、例えば液化ガスなどを密封対象とする場合に好適に用いられる。タンデムシールによれば、一次側すなわち密封対象流体側のメカニカルシールに多量の漏れが発生した場合でも、二次側すなわち大気側のメカニカルシールがバックアップとなるため、両メカニカルシール間の中間室に回収機構を設けて、一次側のメカニカルシールから中間室に漏れた密封対象流体を回収するようにすれば、大気側への漏洩を確実に防止することができる。
【０００３】
タンデムシールにおいては、二次側のメカニカルシールの回転側密封要素と静止側密封要素による密封摺動面を液体潤滑によって保護する必要があり、このため、両メカニカルシール間の中間室に、潤滑用の中間液を介在させている。また、二次側のメカニカルシールにおける密封摺動面で発生する摺動熱を効率良く除去するために、通常、前記中間液を外部の冷却器との間で循環させるシステムが構築される。
【０００４】
図３は、液化ガス用ポンプの回転軸を軸封する手段として用いられるタンデムシールの典型的な従来技術を示すもので、図中の参照符号１００はポンプの回転軸、１１０は回転軸１００の外周を軸封位置で複数のハウジング部材１１１〜１１３により包囲するように組み立てられた軸封部ハウジングである。また、回転軸１００及び軸封部ハウジング１１０の軸心は、ほぼ水平に延びており、図における左側が、密封対象液ＳＬ（液化ガス）が充満するポンプ室が存在する機内、右側が、大気側となる機外である。
【０００５】
軸封部ハウジング１１０と回転軸１００との間の軸周空間には、軸方向に二段のシール１２０，１３０、すなわち機内側の一次側メカニカルシール１２０と、機外側の二次側メカニカルシール１３０が配置されている。
【０００６】
一次側メカニカルシール１２０は、軸封部ハウジング１１０のハウジング部材１１２の内周部にＯリング１２２を介して支持された非回転の固定環１２１と、回転軸１００のスリーブ１０１にリテーナ１２４及びＯリング１２５を介して気密的かつ軸方向移動可能な状態で設けられ回転軸１００と共に回転する回転環１２３とを備える。そして、回転環１２３がスプリング１２６の軸方向付勢力によって固定環１２１に密接され、その密封摺動面１２０Ｓにおいて軸封機能を奏するものである。
【０００７】
二次側メカニカルシール１３０も基本的には一次側メカニカルシール１２０と同様の構成を有し、すなわち軸封部ハウジング１１０のハウジング部材１１３の内周部にＯリング１３２を介して支持された非回転の固定環１３１と、回転軸１００のスリーブ１０１にポンピングリング１３４及びＯリング１３５を介して気密的かつ軸方向移動可能な状態で設けられ回転軸１００と共に回転する回転環１３３とを備える。そして、回転環１３３がスプリング１３６の軸方向付勢力によって固定環１３１に密接され、その密封摺動面１３０Ｓにおいて軸封機能を奏するものである。
【０００８】
一次側メカニカルシール１２０は、機内のポンプ室の被送流体である液化ガスを密封対象とするもので、この密封対象液ＳＬの一部は一次側メカニカルシール１２０の外周空間Ａに送られて、そこから軸封部ハウジング１１０のハウジング部材１１２に開設されたフラッシング排出孔ＦＯＵＴを通じて前記ポンプ室へ還流されるといったフラッシングが行われており、これによって一次側メカニカルシール１２０の密封摺動面１２０Ｓを潤滑・冷却するようになっている。
【０００９】
また、一次側メカニカルシール１２０の密封摺動面１２０Ｓの内周空間から二次側メカニカルシール１３０の密封摺動面１３０Ｓの外周空間にかけての中間室Ｂには、中間液ＣＬが介在している。この中間液ＣＬは、二次側メカニカルシール１３０に設けられたポンピングリング１３４の螺旋溝１３４ａによる軸流ポンプ作用によって、軸封部ハウジング１１０のハウジング部材１１２に開設されたサーキュレーション注入孔ＣＬＩＮ及びハウジング部材１１３に開設されたサーキュレーション排出孔ＣＬＯＵＴを通じて、外部に設置されたリザーバタンク（図示省略）との間で循環され、二次側メカニカルシール１３０の密封摺動面１３０Ｓを潤滑・冷却するようになっている。したがって、中間室Ｂ、前記リザーバタンクとその間のサーキュレーション注入孔ＣＬＩＮ及びサーキュレーション排出孔ＣＬＯＵＴを含む流路配管内には、通常、中間液ＣＬが充満している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術によるタンデムシールにおいては、中間液ＣＬを循環させるポンピングリング１３４が軸封部ハウジング１１０の内周の狭い中間室Ｂに配置されることから、その寸法や、シール部品との装着スペースの取り合いによる制約によって、ポンプ効率を向上させることが困難であるといった問題が指摘される。
【００１１】
また、機内の液化ガスからなる密封対象液ＳＬが所定の圧力に加圧されているのに対し、中間室Ｂにおける中間液ＣＬの圧力が低いため、一次側メカニカルシール１２０から中間室Ｂに漏れた密封対象液ＳＬがこの中間室Ｂで気化し、これによる中間液ＣＬ中の気泡が多くなると、ポンピングリング１３４によるポンプ効率が著しく低下してしまう。しかも回転するポンピングリング１３４の近傍で中間液ＣＬに発生するキャビテーション現象によって、このポンピングリング１３４が振動し、その振動が二次側メカニカルシール１３０の回転環１３３に伝達されるので、二次側メカニカルシール１３０の密封性能に悪影響を及ぼす問題がある。
【００１２】
更に、一次側メカニカルシール１２０からから中間室Ｂに漏れた密封対象液ＳＬが気化することにより中間液ＣＬ中に混入した気泡は、中間室Ｂにおける内周側に集まって、ガスゾーンを形成することがある。これは、中間室Ｂ内の中間液ＣＬは、二次側メカニカルシール１３０の回転側シール部品との接触によって、回転軸１００の回転と同方向に旋回流動しているため、この中間液ＣＬと漏洩ガスの気泡に、比重の差による遠心分離作用が生じるからである。したがって、二次側メカニカルシール１３０の密封摺動面１３０Ｓが、前記ガスゾーンによって、ドライ摺動状態すなわち液体潤滑がなされない摺動状態となり、過熱による異常摩耗や損傷を生じて、早期に密封性能が損なわれてしまうおそれがある。
【００１３】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題とするところは、一次側メカニカルシールから中間室に漏れた密封対象液の気化したガスに起因する密封性能への悪影響を解消することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するため、請求項１の発明に係るタンデムシールは、回転軸とその外周を包囲する軸封部ハウジングとの間の軸周空間に、液化ガスを密封対象とする一次側メカニカルシールと、その機外側の二次側メカニカルシールが軸方向二段に配置され、前記軸封部ハウジングと前記両メカニカルシールの間の中間室に、静止時の液面レベルが略回転軸の軸心となるような量で、かつ二次側メカニカルシールの回転側の一部を浸漬可能な量の中間液が封入され、前記中間室に、前記中間室の円周方向と交差するように配置されて前記回転軸の回転時に前記中間液を撹拌・飛散させる邪魔板が設けられ、前記一次側メカニカルシールから前記中間室に漏れた密封対象の気化したガスをガスベントラインから排出するようにしたことを特徴とする。すなわち、本発明は、静止時の液面レベルが略回転軸の軸心となるような量の中間液を、二次側メカニカルシールの回転側部品との接触によって撹拌・飛散させて、密封摺動面を潤滑するもので、中間液を中間室に充満させた場合と比較して、撹拌による中間液の発熱が少なくなることから、中間液を循環・冷却させる従来のような循環・冷却機構を排除し、一次側メカニカルシールから中間室に漏れた密封対象液の気化したガスを、ガスベントラインから自然排出するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明のタンデムシールにおいては、上記したように軸封部ハウジングに、中間室の円周方向と交差する邪魔板が設けられる。したがって、中間室に静止時の液面レベルが略回転軸の軸心となるような量だけ封入された中間液は、回転側部品との接触によって、回転軸の回転と同方向に旋回流動する過程で、前記邪魔板と衝突することによって撹拌され、飛散して、前記中間室における内周部へのガスゾーンの形成が防止される。
【００１６】
また、本発明のタンデムシールにおいては、好ましくは軸封部ハウジングに、内周縁が両メカニカルシールの間で回転軸側に微小隙間をもって対向し中間室を軸方向に概略的に分離する仕切板が設けられる。この構成によれば、一次側メカニカルシールから中間室へ大量の漏れが発生したような場合に、その気化したガスが直ちに二次側メカニカルシール側へ達するのを防止することができる。
【００１７】
また、本発明のタンデムシールにおいては、好ましくは軸封部ハウジングに、外部からの冷却液が流通される冷却液ジャケットが設けられる。中間室に封入された中間液は、一次側メカニカルシールからの漏洩液が気化する際の気化熱（潜熱）によって冷却される場合もあるが、この構成によれば、中間液が冷却液ジャケット内の冷却液との熱交換によって確実に冷却されるので、二次側メカニカルシールの密封摺動面の冷却効果が高まる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るタンデムシールの好適な実施の形態を軸心を通る平面で切断して示す断面図、図２は図１におけるII−II線位置で軸心と直交する方向に切断した断面図で、図１における参照符号１は液化ガス用ポンプの軸封部ハウジング、２は機内のポンプ機構を回転させる回転軸である。回転軸２はその軸心がほぼ水平であり、軸封部ハウジング１は回転軸２における軸封位置の外周を包囲するように設けられている。また、図１における左側が、密封対象液ＳＬが充満するポンプ室が存在する機内であり、右側が、大気側となる機外である。
【００１９】
軸封部ハウジング１は、ポンプの軸孔部１１と、その機外側に配置されて螺子部材１５，１６によって軸方向に互いに連結されたシールカバー１２〜１４からなる。ポンプ軸孔部１１及びシールカバー１２〜１４の間は、それぞれＯリング１７〜１９によって密封されている。
【００２０】
回転軸２には、軸封部ハウジング１におけるシールカバー１２〜１４の内周側に位置して軸スリーブ２１が外挿されている。この軸スリーブ２１は、機外側の端部２１ａの外周に配置されたスリーブカラー２２と、このスリーブカラー２２を前記端部２１ａに固定するセットスクリュ２３と、このスリーブカラー２２を、前記端部２１ａに開設された固定用孔を貫通して回転軸２に固定するセットスクリュ２４とによって、回転軸２に一体的に固定されている。また、軸スリーブ２１と回転軸２の外周面との間は、Ｏリング２５によって密封されている。
【００２１】
軸封部ハウジング１と回転軸２の軸スリーブ２１との間の軸周空間には、当該タンデムシールの主体をなす軸方向に二段のメカニカルシール３，４、すなわち機内側（密封対象液ＳＬ側）の一次側メカニカルシール３と、機外側（大気側）の二次側メカニカルシール４が配置されている。
【００２２】
一次側メカニカルシール３は、軸スリーブ２１における機内側の端部外周に固定され回転軸２と共に回転する回転環３１と、軸封部ハウジング１における最も機内寄りのシールカバー１２の内周に配置された非回転の固定環３３とを備え、この回転環３１と固定環３３が、スプリング３７の軸方向付勢力によって、対向端面同士で密接し、密封摺動面３Ｓを形成するものである。
【００２３】
詳しくは、回転環３１は軸スリーブ２１における機内側の端部に形成されたフランジ部２１ｂに背面を支持されて、軸スリーブ２１との間をＯリング３２により密封されると共に、ノックピン２１ｃにより軸スリーブ２１と円周方向に係合され、回転軸２と一体的に回転するものである。一方、シールカバー１２の内周凹部には、環状ケース３４がＯリング３５を介して密嵌されると共にノックピン１２ａにより回り止めされており、固定環３３は、この環状ケース３４にＯリング３６を介して軸方向移動可能な状態に支持されると共にノックピン３４ａにより回り止めされ、環状ケース３４に円周方向複数配置されたスプリング３７によって回転環３１側へ付勢されている。
【００２４】
機内のポンプ室の被送流体である密封対象液ＳＬの一部は、一次側メカニカルシール３の外周空間Ａに送られ、そこから、環状ケース３４の外周部に開設された通液孔３４ｂ及び軸封部ハウジング１におけるハウジング部材１２に開設されたフラッシング排出孔ＦＯＵＴを通じて前記ポンプ室へ還流されるといったフラッシングが行われている。すなわち、密封対象液ＳＬの一部が一次側メカニカルシール３における回転環３１と固定環３３の外周を経由して流れることによって、密封摺動面３Ｓを潤滑すると共に、摺動熱を有効に除去するようになっている。
【００２５】
二次側メカニカルシール４は、軸封部ハウジング１における中間のシールカバー１３の内周に位置して軸スリーブ２１に固定され回転軸２と共に回転する回転環４１と、軸封部ハウジング１における最も機外側のシールカバー１４の内周に配置された非回転の固定環４６とを備え、この回転環４１と固定環４６が、スプリング４８の軸方向付勢力によって、対向端面同士で密接し、密封摺動面４Ｓを形成するものである。
【００２６】
詳しくは、回転環４１は、軸スリーブ２１における軸方向中間位置にＯリング４３を介して外挿されてセットスクリュ４４により固定されたカラー４２にＯリング４５を介して支持されると共に、ノックピン４２ａにより円周方向に係合され、回転軸２と一体的に回転するものである。一方、固定環４６は、シールカバー１４の内周凹部にＯリング４７を介して軸方向移動可能な状態に密嵌されると共にノックピン１４ａにより回り止めされており、シールカバー１４に円周方向複数配置されたスプリング４８によって回転環４１側へ付勢されている。
【００２７】
軸封部ハウジング１と軸スリーブ２１との間の軸周空間には、一次側メカニカルシール３と二次側メカニカルシール４で仕切られることによって、一次側メカニカルシール３の密封摺動面３Ｓの内周空間から二次側メカニカルシール４の密封摺動面４Ｓの外周空間にかけて中間室Ｂが形成されている。この中間室Ｂには、その容積に満たない量で、かつ二次側メカニカルシール４の密封摺動面４Ｓを潤滑するのに十分な量、好ましくは図２に示されるように、静止時の液面レベルがほぼ回転軸２（軸封部ハウジング１）の軸心Ｏのレベルとなるような量の中間液ＣＬが封入されている。中間液ＣＬとしては、例えば冷凍機油が採用される。
【００２８】
すなわち、一次側メカニカルシール３は、機内のポンプ室の被送流体である液化ガスを密封対象とするものであるのに対し、二次側メカニカルシール４は、主に中間室Ｂに封入された中間液ＣＬを密封対象とするものである。
【００２９】
軸封部ハウジング１におけるシールカバー１３には、中間室Ｂの円周方向上端位置に開口した第一のガスベントラインＧＶ１が開設されている。この第一のガスベントラインＧＶ１は、図示されていない漏洩ガス回収部へ接続されている。また、前記シールカバー１３の内周面には、中間室Ｂの円周方向と直交する平面をなすような、少なくとも一枚の邪魔板５が設けられている。
【００３０】
中間室Ｂには、一次側メカニカルシール３と二次側メカニカルシール４の間に位置して、環状の仕切板６が配置され、軸封部ハウジング１におけるシールカバー１２にボルト６１を介して固定されている。この仕切板６の内周縁は、回転軸２の軸スリーブ２１の外周面に径方向の微小隙間Ｇを介して近接対向している。また、軸封部ハウジング１におけるシールカバー１２には、中間室Ｂのうち仕切板６よりも一次側メカニカルシール３寄りの位置に開口した第二のガスベントラインＧＶ２が開設され、この第二のガスベントラインＧＶ２は、図示されていない漏洩ガス回収部へ接続されている。
【００３１】
軸封部ハウジング１におけるシールカバー１４の内周部には、円周方向に連続した冷却水ジャケットＣが形成されており、この冷却水ジャケットＣには、外部からの冷却水が通水孔ＣＷＩＮ／ＣＷＯＵＴを通じて流通させることができるようになっている。
【００３２】
以上の構成において、密封対象液ＳＬが、一次側メカニカルシール３から中間室Ｂへ漏洩した場合、この密封対象液ＳＬは、この中間室Ｂが機内のポンプ室よりも低圧であることによって気化するが、この気化により発生したガス（以下、漏洩ガスという）は、従来のように、中間室Ｂの内周側へ集まって、ガスゾーンを形成するようなことはない。これは、回転軸２がその軸心Ｏの周りに回転している状態では、中間室Ｂにその容積に満たない量だけ封入されている中間液ＣＬは、軸スリーブ２１の外周面や、二次側メカニカルシール４の回転環４１及びカラー４２等に引きずられて、中間室Ｂ内を、回転軸２の回転と同方向へ旋回する過程で、邪魔板５と衝突することによって撹拌され、かつ飛散してミストを発生し、中間液ＣＬは、このようなミストと液の混在状態となっているからである。
【００３３】
したがって、従来のようにガスゾーンの発生によって二次側メカニカルシール４の密封摺動面４Ｓが無潤滑摺動状態となるようなことはなく、ミストと液の混在状態で中間室Ｂに充満している中間液ＣＬが、二次側メカニカルシール４の密封摺動面４Ｓの外周に飛来して、良好な潤滑作用を奏する。そしてこのため、従来のようにポンピングリングによる中間液ＣＬの強制循環を行わなくても、前記密封摺動面４Ｓにおける摺動発熱が有効に抑えられる。
【００３４】
しかも、上述のように、漏洩ガスが内周側へ集まってしまうことがないので、中間室Ｂの上端位置に開口した第一のガスベントラインＧＶ１から効率良く排出される。また、中間液ＣＬを中間室Ｂに充満させた場合に比較して、この中間液ＣＬに、撹拌により発生する熱が少ないものとなる。
【００３５】
また、中間室Ｂは、一次側メカニカルシール３と二次側メカニカルシール４の間に位置する環状の仕切板６によって、軸方向に概略的に分離されているので、一次側メカニカルシール３から漏洩した密封対象液ＳＬが気化した漏洩ガスが、二次側メカニカルシール４の近傍へ容易に侵入することができないようになっている。したがって、この漏洩ガスの大部分は、仕切板６よりも一次側メカニカルシール３寄りの位置に開口した第二のガスベントラインＧＶ２へ誘導されて排出され、機外の図示されていない漏洩ガス回収部へ回収される。したがって、この構成は、密封対象液ＳＬが高圧であって、一次側メカニカルシール３からの漏れが大量に発生するおそれがあるような場合にきわめて有効である。
【００３６】
一次側メカニカルシール３から密封対象液ＳＬが漏洩した場合、この密封対象液ＳＬが気化する際には、熱エネルギが気化熱として消費されるので、中間液ＣＬの冷却効果が期待できるが、使用条件によって過度の温度上昇が予想される場合には、軸封部ハウジング１におけるシールカバー１４の内周部に形成された冷却水ジャケットＣに、通水孔ＣＷＩＮ／ＣＷＯＵＴを通じて外部からの冷却水を流通させることによって、シールカバー１４の内周壁を介して中間液ＣＬの冷却を行うことができる。このため、二次側メカニカルシール４の密封摺動面４Ｓの摺動発熱が有効に除去され、しかも熱による中間液ＣＬの蒸発も抑制することができる。
【００３７】
図１に二点鎖線及び参照符号７で示される部材は、当該タンデムシールを組み立てる際に用いられるセッティング治具である。このセッティング治具７は、それぞれボルト７１を介して、軸封部ハウジング１におけるシールカバー１４の機外側の端部に複数取付可能になっていると共に、内周部が、スリーブカラー２２の外周面に形成された係合突起２２ａと軸方向に係合されるようになっている。
【００３８】
すなわち、当該タンデムシールの組立に際しては、セッティング治具７の内周部をスリーブカラー２２の係合突起２２ａと係合させると共に、ボルト７１で軸封部ハウジング１に固定することによって、セッティング治具７及びスリーブカラー２２を介して、軸封部ハウジング１に対する軸スリーブ２１の軸方向相対位置が規定されることになる。
【００３９】
そして、一次側メカニカルシール３における回転環３１は、軸スリーブ２１におけるフランジ部２１ｂに固定され、二次側メカニカルシール４における回転環４１は、軸スリーブ２１における段差部２１ｄにカラー４２を介して固定されるものであるため、セッティング治具７で軸封部ハウジング１に対する軸スリーブ２１の軸方向相対位置が規定されることによって、これら回転環３１，４１の軸方向取付位置も規定されることになる。したがって、軸封部ハウジング１側に保持される両メカニカルシール３，４の固定環３３，４６の背面側のコイルスプリング３７，４８が所定の軸方向長さに圧縮され、これによって、両メカニカルシール３，４の密封摺動面３Ｓ，４Ｓに所定の密接荷重が与えられる。
【００４０】
なお、タンデムシールが図１に示される状態に組み立てられた後は、セッティング治具７は取り外される。
【００４１】
上述した実施の形態によるタンデムシールについて、実機による摺動試験を行ったので、その結果について説明する。なお、各メカニカルシール３，４における回転環３１，４１はＳｉＣからなり、固定環３３，４６はカーボンあるいはカーボンを基材とする複合材からなるものとし、密封摺動面３Ｓ，４Ｓの直径寸法は１１０ｍｍ程度とした。また、その他の試験条件は、次のとおりとした。
１．密封対象液ＳＬ
液種；液化プロパンガス
温度；３０℃
圧力；１．７ＭＰａＧ
２．中間液ＣＬ
液種；冷凍機油
液量；油面軸心
３．冷却水ジャケットＣによる冷却；５．０Ｌ／ｍｉｎ．
４．軸回転数；３６００ｍｉｎ−１
５．試験時間；１００ｈｒｓ
【００４２】
試験では、一定時間おきに一次側メカニカルシール３より故意に密封対象の液化プロパンガスを中間室Ｂへ漏洩させる操作を行ったが、中間液ＣＬの液温（液‐ミスト混合状態の雰囲気温度）は、６０〜６５℃で安定して推移し、また、二次側メカニカルシール４から大気へのガス漏れは確認されなかった。更に、試験終了後の密封摺動面の状態は良好で、摩耗量も数μｍとごく僅かであった。
【００４３】
すなわち、中間室Ｂへの中間液ＣＬの封入量を、軸心Ｏの油面レベル程度としても、二次側メカニカルシール４の密封摺動面４Ｓに対する良好な潤滑・冷却状態を維持でき、また、回転環と固定環の摺動材料の組合せを適切に選定すると共に中間室Ｂを冷却水ジャケットＣへの通水によって適宜冷却することで、優れた性能を発揮できることが確認された。
【００４４】
なお、本発明は図示された実施の形態に限定されるものではない。例えば、仕切板６や冷却水ジャケットＣは、必要に応じて設けられるものであり、各メカニカルシール３，４の細部の構成や形状も、種々のものがある。また、上述した実施の形態では、回転軸２がほぼ水平に延びるものとして説明したが、回転軸２が傾斜又は鉛直方向に延びるものであっても、本発明は実施可能である。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１の発明に係るタンデムシールによれば、軸封部ハウジングと両メカニカルシールの間の中間室に、静止時の液面レベルが略回転軸の軸心となるような量で、かつ二次側メカニカルシールの回転側の一部を浸漬可能な量で封入された中間液が、回転時に撹拌され、飛散してミスト状となるので、一次側メカニカルシールから漏れた密封対象液の気化したガスが、中間室の内周部に集積されてガスゾーンを形成することがなく、二次側メカニカルシールの密封摺動面を良好に潤滑することができる。そして、一次側メカニカルシールからの漏洩ガスを、中間室に臨んで開設したガスベントラインから、効率良く自然排出させることができる。しかも、中間液を中間室に充満させた場合に比較して、撹拌熱の発生も少ないため、中間液を循環させるポンピングリングや外部冷却装置を不要となり、機器の小型化や低価格化を図ることができる。またポンピングリングが不要となることによって、中間液への気泡の混入によるポンピングリングのポンプ効率低下や、キャビテーション現象による振動の発生といった問題も解消されることになる。
【００４６】
またこれに加えて、中間室に、この中間室の円周方向と交差するように配置されて回転軸の回転時に中間液を撹拌・飛散させる邪魔板を設けたことから、中間液が、回転側部品との接触によって旋回流動する過程で、前記邪魔板と衝突することによって、有効に撹拌されると共に確実に飛散してミストを形成するため、中間室における内周部へのガスゾーンの形成を確実に防止すると共に、二次側メカニカルシールの密封摺動面に対する潤滑効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るタンデムシールの好適な実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図２】図１におけるII−II線位置で軸心と直交する方向に切断して示す断面図である。
【図３】従来の技術に係るタンデムシールを、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【符号の説明】
１  軸封部ハウジング
２  回転軸
３  一次側メカニカルシール
４  二次側メカニカルシール
５  邪魔板
６  仕切板
Ａ  一次側メカニカルシールの外周空間
Ｂ  中間室
Ｃ  冷却水ジャケット（冷却液ジャケット）
ＣＬ  中間液
ＣＷＩＮ／ＣＷＯＵＴ  通水孔
ＦＯＵＴ  フラッシング排出孔
ＧＶ１  第一のガスベントライン
ＧＶ２  第二のガスベントライン
ＳＬ  密封対象液
【図１】
0003710702.tif 000002
【図２】
0003710702.tif 000003
【図３】
0003710702.tif 000004