(57)【要約】【課題】温度差や高圧に起因したアダプタの変形が生じないようにして、本来の優れたシール機能が維持できて信頼性の向上する遊動環型メカニカルシールを提供する。【解決手段】回転軸と一体回転する回転環６と、シールケーシング２に相対固定される静止環４との間に遊動環５を挟圧保持させるとともに、一端部がケーシング２に嵌装支持され、かつ、他端部に遊動環５を内嵌支持する筒状のアダプタＤが装備されている遊動環型メカニカルシールにおいて、アダプタＤを、ケーシング２に嵌装支持される筒状の基端側アダプタ部１２と、遊動環５を内嵌支持する筒状の先端側アダプタ部１３と、これら両アダプタ部１２，１３どうしを前後、左右、及び上下の三次元のいずれの方向にも所定範囲内で相対移動可能に連結する連結手段１４と、を有して構成する。【選択図】図２
2006161909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と一体回転する回転環と、ケーシングに相対固定される静止環との間に遊動環を挟圧保持させるとともに、一端部が前記ケーシングに支持され、かつ、他端部には前記遊動環を内嵌支持する筒状のアダプタが装備されている遊動環型メカニカルシールであって、
前記アダプタが、前記ケーシングに支持される筒状の基端側アダプタ部と、前記遊動環を内嵌支持する筒状の先端側アダプタ部と、これら両アダプタ部どうしを前後、左右、及び上下のいずれの方向にも所定範囲内で相対移動可能に連結する連結手段と、を有して構成されている遊動環型メカニカルシール。
【請求項２】
前記連結手段は、前記基端側アダプタ部の第１端部と、この第１端部に径方向の間隙を伴って外嵌又は内嵌自在な第２端部を有する前記先端側アダプタ部の前記第２端部と、これら第１及び第２端部の何れか一方に螺着され、かつ、何れか他方に形成された装着孔に挿通自在なピン部材とを有するとともに、前記ピン部材における前記装着孔に挿通される部分の径を前記装着孔の径よりも小とすることによって構成されている請求項１に記載の遊動環型メカニカルシール。
【請求項３】
前記ピン部材が、前記第１端部と前記第２端部のうちの内径側に位置する端部に螺着されている請求項２に記載の遊動環型メカニカルシール。
【請求項４】
前記先端側アダプタ部は、シールリングを介して前記ケーシングに相対移動可能に内嵌されている請求項１〜３の何れか一項に記載の遊動環型メカニカルシール。
【請求項５】
前記ケーシング及びこれに属する前記静止環と前記アダプタとを含む構成部材群から成る静止側シール部と、前記回転軸に外嵌固定自在なスリーブ及びこれに属する前記回転環を含む構成部材群から成る回転側シール部とが、これら両シール部に跨って着脱自在に設けられるセット部材によって、前記静止環と前記回転環との間に前記遊動環が挟圧保持される状態で一体的に連結されるカートリッジ式のものに構成されている請求項１〜４の何れか一項に記載の遊動環型メカニカルシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば火力発電所のボイラ循環ポンプやボイラ給水ポンプの軸封のように、高温、高圧の条件下で好適に使用されるメカニカルシールに係り、詳しくは、回転軸側の回転環とシールケーシング側の静止環との間に遊動環を挟圧保持させる遊動環型メカニカルシールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の遊動環型メカニカルシールは、回転側の部材である回転環と、固定側の部材である静止環との間に、回転軸心方向において対称又はほぼ対称形状の遊動環を挟圧保持させることにより、その遊動環を介して回転環と静止環との間を良好にシールする構造のものであって、特許文献１や特許文献２において開示されたものが知られている。
【０００３】
そのシール構造を詳しく説明すると、図１や図２に示すように、回転軸１と一体回転する回転環６と、ケーシング２に軸心Ｐ方向へ摺動自在に保持され、かつ、軸心Ｐ方向の回転環６側に弾発付勢された静止環４との間に、断面形状が軸心Ｐ方向でほぼ対称で円環状の遊動環５を挟圧保持させる構成であり、回転環６と遊動環５との接触面であるシール面６ａ，５ｃの相対回転摺接作用により、被シール領域Ｅと被シール領域Ｆとを遮蔽シールすることができる。遊動環５は、円環状の本体部５Ａとその軸心Ｐ方向の両端面から軸心Ｐ方向に突設されたほぼ同一形状で円環状の押圧部５Ｂ及びシール部５Ｃとからなる断面形状が凸形のものであって、押圧部５Ｂの端面である押圧面５ｂが静止環４の端面である押圧面４ａに接触自在であるとともに、シール部５Ｃの端面であるシール面５ｃが回転環６の端面であるシール面６ａと相対回転摺接自在に構成されている。
【０００４】
ところで、遊動環を有さず、回転環と静止環との相対回転摺接作用により被密封流体をシールするように構成された一般的なメカニカルシールにおいては、これを高圧条件下で使用した場合には、回転環と静止環との接触面であるシール面の平行性が損なわれ、良好なシール機能を発揮できなくなる。すなわち、静止環は回転環に追従できるようにシールケーシングに軸心方向へ摺動自在に保持されたものであるから、ケーシングで保持されている基端側部分では被密封流体領域の流体圧力による影響を殆ど受けないのに対して、回転環に追従することでフリーな状態にある先端側部分つまりシール面側部分ではその影響（圧力歪）が大きい。従って、静止環における軸心方向の圧力歪分布が不均一となり、換言すれば圧力歪が基端側部分と先端側部分とで大きく異なり、静止環が軸線に対して大きく歪むことになる。その結果、静止環のシール面が傾いて、回転環のシール面との平行性が著しく損なわれる不都合に発展する。
【０００５】
これに対して、上述の遊動環型メカニカルシールにおいては、回転環６との相対回転摺接作用によりシール機能を発揮するための遊動環５が、回転環６と静止環４との間に挟圧保持された対称又はほぼ対称形状を呈するものであるから、被シール領域Ｅの流体圧力による影響を軸心方向においてバランスよく受け得ることとなる。すなわち、遊動環５に生じる圧力歪は両端側部分でほぼ同一となり、軸心に対して大きく歪むことがない。従って、高温や高圧条件下においても、遊動環５のシール面５ｃが回転環６のシール面６ａに対して傾くようなことがなく、各シール面５ｃ，６ａの平行性が維持されて良好なシール機能を発揮することができる。
【０００６】
このような遊動環型メカニカルシールでは、図１、図２に示すように、遊動環５の芯出し（センターリング）機能を有する筒状のアダプタＤが装備されているのが一般的である。アダプタＤは、その根元側端部がリテーナ７とフランジ（ケーシング）２とで挟まれることで位置決め状態で支持されるとともに、その先端部が遊動環５を内嵌支持する構成とされており、前述した芯出し機能のほか、周方向に多数形成された径方向の行き来孔１６によるフラッシングの分散機能、シール部の異物からの保護機能を発揮するとともに、静止環４等の静止側シール部分を一体化（モジュール化）する機能を有することもある機能部品である。従来、このアダプタは、前述の特許文献１や２において開示されるように、単一の筒状部品に構成されて組み込まれていた。
【特許文献１】特開平９−２２９２０５号公報
【特許文献２】特開２００４−２９３７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、遊動環型メカニカルシールが用いられるポンプが横型の場合等においては、ケーシング上下の温度差が大きくなったとき、或いは流体の圧が著しく高圧になってポンプケーシングが歪む程になったとき等では、シールケーシングやアダプタもその変形に追従して変形することがある。そうなると、その変形したアダプタが遊動環に無理な力を与えてしまい、遊動環が正規の機能を発揮し難くなってシール機能が低下することがあった。
【０００８】
本発明の目的は、アダプタの構造見直しにより、温度差や高圧に起因した上述の不都合が生じないようにして、本来の優れたシール機能が維持できて信頼性の向上する遊動環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】
【０００９】
請求項１に係る発明は、回転軸１と一体回転する回転環６と、ケーシング２に相対固定される静止環４との間に遊動環５を挟圧保持させるとともに、一端部が前記ケーシング２に支持され、かつ、他端部には前記遊動環５を内嵌支持する筒状のアダプタＤが装備されている遊動環型メカニカルシールにおいて、
前記アダプタＤが、前記ケーシング２に支持される筒状の基端側アダプタ部１２と、前記遊動環５を内嵌支持する筒状の先端側アダプタ部１３と、これら両アダプタ部１２，１３どうしを前後、左右、及び上下のいずれの方向にも所定範囲内で相対移動可能に連結する連結手段１４と、を有して構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の遊動環型メカニカルシールにおいて、前記連結手段１４は、前記基端側アダプタ部１２の第１端部１２Ａと、この第１端部１２Ａに径方向の間隙を伴って外嵌又は内嵌自在な第２端部１３Ａを有する前記先端側アダプタ部１３の前記第２端部１３Ａと、これら第１及び第２端部１２，１３の何れか一方に螺着され、かつ、何れか他方に形成された装着孔１８に挿通自在なピン部材１９とを有するとともに、前記ピン部材１９における前記装着孔１８に挿通される部分の径を前記装着孔１８の径よりも小とすることによって構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の遊動環型メカニカルシールにおいて、前記ピン部材１９が、前記第１端部１２Ａと前記第２端部１３Ａのうちの内径側に位置する端部に螺着されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の遊動環型メカニカルシールにおいて、前記先端側アダプタ部１３は、シールリング１７を介して前記ケーシング２に相対移動可能に内嵌されていることを特徴とするものである。
【００１３】
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遊動環型メカニカルシールにおいて、前記ケーシング２及びこれに属する前記静止環４、前記アダプタＤを含む構成部材群から成る静止側シール部Ｋ１と、前記回転軸１に外嵌固定自在なスリーブ３Ａ及びこれに属する前記回転環６を含む構成部材群から成る回転側シール部Ｋ２とが、これら両シール部Ｋ１，Ｋ２に跨って着脱自在に設けられるセット部材３２によって、前記静止環４と前記回転環６との間に前記遊動環５が挟圧保持される状態で一体的に連結されるカートリッジ式のものに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】
【００１４】
請求項１の発明によれば、アダプタは、連結手段により、基端側アダプタ部と先端側アダプタ部とがガタ（間隙）を持って一体連結された構成となっており、基端側アダプタ部と先端側アダプタ部とは、互いの相対姿勢が前後左右及び上下の三次元方向のいずれにも若干動き得るようになっている。従って、ケーシングの上下の温度差が大きくなったときや、流体の圧が著しく高圧になってケーシング自体が歪む程の状況が生じても、本発明による分割型のアダプタでは、連結手段において三次元のいずれの方向にも存在する間隙により、基端側アダプタ部と先端側アダプタ部との相対姿勢が変化することで前記歪みの吸収が可能となり、基端側アダプタ部及び先端側アダプタ部自身は歪まないようになる。
【００１５】
その結果、ケーシングに支持される基端側アダプタ部と、遊動環を内嵌支持する先端側アダプタ部とを連結手段で繋ぐ分割構造による複数の部品によってアダプタを構成する工夫により、高温や高圧等に起因してケーシングや回転軸に歪みが生じた場合でも、先端側アダプタ部による遊動環の芯出し（センターリング）機能が確保され、良好なシール機能を維持できて信頼性が改善される遊動環型メカニカルシールを提供することができる。この遊動環型メカニカルシールは、例えば、火力発電所におけるボイラの循環或いは給水ポンプ等に好適に用いることができて、実用上の利点が大である。
【００１６】
請求項２の発明によれば、基端側アダプタ部と先端側アダプタ部とを若干の相対姿勢変化を許容しながら連結する手段が、いずれか一方のアダプタ部に螺着され、かつ、いずれか他方のアダプタ部の孔に挿通されるピン部材を設けるだけの簡単で廉価な構成で実現できている。従って、請求項１の発明による前記作用、効果を経済的に得ることができる利点がある。
【００１７】
請求項３の発明によれば、連結手段におけるピン部材が、第１端部と第２端部とのうちの内径側に位置する端部に螺着させ、外径側に位置する端部の孔に挿通させる構成としてあるので、詳しくは実施例において述べるが、ピン部材を筒状のアダプタの外径側（外側）から螺合操作しての組付作業が行えるようになり、アダプタの組立や分解が行い易くその組付け性や整備性に優れる遊動環型メカニカルシールとすることができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、先端側アダプタ部が、シールリングを介してケーシングに相対移動可能に内嵌されているので、基端側アダプタ部との間に三次元方向の相対移動が可能な構成、換言すればガタつきのある構成としながらも、先端側アダプタ部が必要以上に振れ動かないようにケーシングで規制可能となる。その結果、遊動環による優れたシール機能がより安定して発揮されるようになり、請求項１〜３の発明による前記いずれかの作用、効果が強化されるようになる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、詳しくは実施例において述べるが、カートリッジ式の構造とすることにより、部品数が多く、かつ、難しい組立けが要求される遊動環型メカニカルシールの組立や分解作業、並びに実機への取り付け作業が簡単化され、初心者や未熟者等の作業の熟練者でなくても組付け、分解、メンテナンスが簡便に行える利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明による遊動環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。図１は遊動環型メカニカルシールの構造を示す全体断面図、図２はアダプタ部分の拡大断面図、図３はアダプタの部品図である。
【００２１】
〔実施例１〕
実施例１による遊動環型メカニカルシールＡは、図１、図２に示すように、回転軸心Ｐを有する回転軸１に一体回転状態に外嵌される回転基部３、この回転基部３を回転自在に外囲して支承するケーシング（シールケーシング）２、回転基部３とケーシング２との間の環状空間部に設けられるシール機構Ｓから構成されている。シール機構Ｓは、ケーシング２に相対回転不能に支持されるリテーナ７に対して回転軸心Ｐ方向に突出付勢される静止環４、回転基部３と一体回転する回転環６と静止環４との間に介装される遊動環５と、ケーシング２に内嵌支持される状態で遊動環５を内嵌支持するアダプタＤ等から構成されるている。尚、２２はケーシング２に形成されたフラッシング液の流入口、２３はフラッシング液の流出口であり、また、２５はポンプケーシングである。
【００２２】
回転基部３は、回転軸１に相対固定状態に外嵌される回転軸心Ｐ方向に長い筒状のスリーブ３Ａと、このスリーブ３Ａにボルト連結されるポンピングリング（ラビリンスシール環）３Ｂとから成る。スリーブ３Ａの外端部は、スクリュー２６を用いてストップリング２７が外嵌固定されるとともに、ストップリング２７はスクリュー２８を用いて回転軸１に外嵌固定されており、従って、スリーブ３Ａ、即ち回転基部３は回転軸１と一体回転する。２個のＯリング２９によって回転軸１の外周面との間がシールされているスリーブ３Ａには、補強リング３０を介して回転環（シールリング）６が抱きかかえられるように嵌装されている。回転環６は、これに外嵌される補強リング３０の孔（符記省略）を通るセットビス３１により、スリーブ３Ａに相対固定されて一体回転するよう構成されている。
【００２３】
静止環４は、環状のリテーナ７に回転軸心Ｐ方向にスライド自在で、かつ、ピンｐ１により相対回転不能に嵌合されるとともに、周方向に複数配されたコイルバネ８によってリテーナ７に対して回転軸心Ｐ方向に突出付勢されている。また、静止環４とリテーナ７との間にはシール用のＯリング９、及びバックアップリング２０が嵌装されている。つまり、実施例１による遊動環型メカニカルシールＡは、静止環４を回転軸心Ｐ方向に押すことで遊動環５を回転環６との間で挟圧保持する「静止形」のものに構成されている。因みに、図示は省略するが、回転環６を回転基部３に対して突出付勢させることで遊動環５を静止環４との間で挟圧保持する構造は「回転形」と呼ばれる。
【００２４】
リテーナ７は、スリーブ３Ａには遊外嵌される状態でケーシング２に内嵌されており、回転軸心Ｐ方向に沿うボルト２１によって相対回動不能にケーシング２に連結されている。リテーナ７とケーシング２との嵌合部には、ケーシング２に内嵌される状態で筒状のアダプタＤが支持されており、その先端部分に内嵌合され、かつ、回転環６と静止環４との回転軸心Ｐ方向の間に介装される状態で遊動環５が装備されている。尚、２４は、リテーナ７と、ケーシング２とアダプタＤとに跨るＯリングである。
【００２５】
スリーブ３Ａに遊外嵌される遊動環５は、円環状の本体部５Ａとその両端面から回転軸心Ｐ方向に突設されたほぼ同一形状で円環状の押圧部５Ｂとシール部５Ｃとを有して断面形状が凸形を呈するものであり、本体部５Ａと静止環４とに亘って装備される複数のピンｐ２により、静止環４に対しては相対回転不能に配備されている。また、遊動環５の本体部５Ａには、回転軸心Ｐ方向に貫通するフラッシング孔１１が周方向の多数箇所に形成されており、フラッシング液を回転軸心Ｐ方向に流通自在に構成されている。
【００２６】
遊動環５は、コイルバネ８の弾性力によって回転環６と静止環４との間に挟圧保持されており、静止環４の押圧部４Ａの端面である押圧面４ａと遊動環５の押圧部５Ｂの押圧面５ｂとが圧接され、かつ、回転環６のシール面６ａと遊動環５のシール部５Ｃのシール面５ｃとが圧接される構成とされている。つまり、回転環６と遊動環５とが相対回転するので、シール面６ａとシール面５ｃとが圧接状態で摺接する構造である。また、互いに相対回転しない静止環４と遊動環５との間にはＯリング１０を嵌装してシール性を高めてある。
【００２７】
アダプタＤは、図１〜図３に示すように、ケーシング２に嵌装支持される筒状の基端側アダプタ部１２と、遊動環５を内嵌支持する筒状の先端側アダプタ部１３と、これら両アダプタ部１２，１３どうしを前後、左右、及び上下（縦、横、高さ）の三次元のいずれの方向にも所定範囲内で相対移動可能に連結する連結手段１４と、を有して構成されている。基端側アダプタ部１２は、これに内嵌されるリテーナ７にネジ１５によって相対固定され、かつ、ケーシング２に内嵌支持されるとともに、回転軸心Ｐに対する径方向に貫通される複数の行き来孔１６が形成されている。先端側アダプタ部１３は、２個のＯリング１７を介してケーシング２に内嵌（遊内嵌）されるとともに、その内周面１３ａには、遊動環５の球面状の外周部５ｄが内嵌合されて支持される構造となっている。また、内周面１３ａの回転軸心Ｐ方向の外端には、遊動環５の通過を不能とする内向きフランジ１３ｂが形成されている。
【００２８】
連結手段１４は、基端側アダプタ部１２の先端側アダプタ部１３側端部である第１端部と１２Ａ、この第１端部１２Ａに径方向の間隙ｒを伴って外嵌自在な第２端部１３Ａを有する先端側アダプタ部１３の第２端部１３Ａと、第１端部１２Ａに螺着され、かつ、第２端部１３Ａに形成された装着孔１８に挿通（遊内嵌）自在なピン部材１９とを有するとともに、ピン部材１９における装着孔１８に挿通される部分の径ｗを装着孔１８の径ｖよりも小とすることによって構成されている。ピン部材１９は、回転軸心Ｐに対する径方向に沿う姿勢で、かつ、アダプタＤの周方向に複数箇所（例：四箇所）に設けられている。
【００２９】
上述の連結手段１４により、アダプタＤは、基端側アダプタ部１２と先端側アダプタ部１３とが前後左右及び上下にガタ（間隙）を持って一体連結される構成とされており、基端側アダプタ部１２と先端側アダプタ部１３とは、互いの相対姿勢が前後左右及び上下の三次元のいずれの方向にも若干動き得るようになっている。その動き得る範囲、即ち所定範囲は、図２に示すように、一例として、径方向間隙ｒが０．５ｍｍ、ピン部材１９の径ｗ＋２×ｈｍｍ＝装着孔１８の径ｖとして回転軸心Ｐのいずれの方向にもｈ＝０．５ｍｍ、及び周方向のいずれにもｈ＝０．５ｍｍの間隙が存在する状態に寸法設定されている。また、内周面１３ａの径は、遊動環５の外径よりも０．０５ｍｍ程度大きい値としておくと良い。
【００３０】
加えて、先端側アダプタ部１３の外径を、ケーシング２における先端側アダプタ部１３を内嵌する部分の内径よりやや小さい値として、通常時は２個のＯリング１７，１７がケーシング２に内接する構成とすることにより、先端側アダプタ部１３がケーシング２に対して回転軸心Ｐ方向においても若干の姿勢変化が可能な構成とされている。つまり、２個のＯリング１７，１７はクッションの機能も有しており、先端側アダプタ部１３がケーシング２に対して、極僅かではあるが拗れるような動きが可能とされている。
【００３１】
ケーシング２の上下の温度差が大きくなったときや、流体の圧が著しく高圧になってケーシング２自体が歪む程になり、従来の一体型アダプタがそのケーシング等の歪みに追従して同様に歪むような場合においても、本発明による分割型のアダプタＤでは、前述した三次元方向に存在する間隙により、基端側アダプタ部１２と先端側アダプタ部１３との相対姿勢が変化することで、前記歪みを吸収することが可能となり、基端側アダプタ部１２及び先端側アダプタ部１３自身は歪まないようになる。
【００３２】
その結果、ケーシング２に内嵌支持される基端側アダプタ部１２と、遊動環５を内嵌支持する先端側アダプタ部１３とを連結手段１４で繋ぐ分割構造によってアダプタＤを構成する工夫により、高温や高圧等に起因してケーシング２や回転軸１に歪みが生じた場合でも、先端側アダプタ部１３による遊動環５の芯出し（センターリング）機能が確保され、良好なシール機能が維持できて信頼性に優れる遊動環型メカニカルシールＡを提供することができている。
【００３３】
そして、アダプタＤとリテーナ７とがネジ止め一体化されているので、これら両者Ｄ，７と、アダプタＤに内装される静止環４及び遊動環５等とは、内向きフランジ１３ｂの抜け止め機能によってモジュール化された一塊のシール機構Ｓ（所謂ＡＳＳＹ部品）として存在するものとなっている。つまり、静止環４、遊動環５、コイルバネ８等を、アダプタＤ及びリテーナ７に予備組付けしてシール機構Ｓを構成し、このシール機構Ｓをケーシング２に挿入し、ケーシング２の外からボルト２１をリテーナ７に螺着することにより、シール機構Ｓとケーシング２とを一体的に組付けることができる。前記予備組付け時には、連結手段１４におけるピン部材１９を、シール機構Ｓの外側（外径側）から先端側アダプタ部１３の装着孔１８を通して、便利で容易に基端側アダプタ部１２に螺着操作することができる利点がある
【００３４】
シール機構Ｓとケーシング２とが一体化されたもの（即ち、遊動環５を含む静止側シール部Ｋ１）を、回転環６が装備された回転基部３におけるスリーブ３Ａに差し込み、遊動環５と回転環６と当接によるコイルバネ８の付勢力に抗して押し込んだ状態で、回転軸１に係合するセットプレート（セット部材の一例）３２をケーシング２の側面にボルト３３で固定する。これにより、回転環６と静止環４との間に遊動環５が挟圧保持される状態で、シール機構Ｓ付のケーシング２と回転基部３とが一体化され、遊動環型メカニカルシールＡに形成される。そして、その遊動型メカニカルシールＡを回転軸１に挿入し、スリーブ３Ａをストップリング２７を用いて回転軸１２に固定し、かつ、ケーシング２を複数の取付けボルト３４及びナット３５を用いてポンプケーシング２５に取付固定することにより、遊動型メカニカルシールＡの実機への組付けが完了する。この組付け完了後には、セットプレート３２を取り外しても良い。
【００３５】
要するに、実施例１による遊動環型メカニカルシールＡは、ケーシング２及びこれに属する静止環４を含む構成部材群（リテーナ７、コイルバネ８、アダプタＤ、及びＯリング９，１０，１７，２４やネジ１５類、ピン部材ｐ１、ｐ２類等）から成る静止側シール部Ｋ１と、回転軸１に外嵌固定自在なスリーブ３Ａ及びこれに属する回転環６を含む構成部材群（ポンピングリング３Ｂ、Ｏリング２９、補強リング３０、セットネジ３１等）か成る回転側シール部Ｋ２とが、これら両シール部Ｋ１，Ｋ２に跨って着脱自在に設けられるセット部材３２によって、静止環４と回転環６との間に遊動環５が挟圧保持される状態で一体的に連結されるカートリッジ式のものに構成されている。
【００３６】
一般に、遊動環型メカニカルシール（固定形）のポンプケーシング等のシール対象となるケーシング及び回転軸に対する取付けは、静止側シール部及び回転側シール部を構成するための遊動環を含む多数の構成部材を個別に一定の手順で組み込むことによって行われる。それら多数の構成部材相互の位置関係は、遊動環型メカニカルシールとしての機能を決定する重要な要素であり、各構成部材の組付けは、関係部材の相互の位置関係を適正なものにしながら行う必要がある。従って、多くの構成部材を適正な位置関係を維持しながら回転機器に組み込む作業は、慎重さと器用さとが求められる難しい作業であり、組み込み不良やそれによって所期のシール機能が得られない等の不都合が生じ易く、いきおい組付けには熟練者が要求される傾向にあった。同様に、回転機器からの取り外しや再組付けといったメンテナンスを行うにも熟練者が要求される。
【００３７】
しかしながら、遊動環型メカニカルシールを上述のカートリッジ式に構成することにより、セット部材を用いて予め静止側シール部Ｋ１と回転側シール部Ｋ２とを組付けた状態として、遊動環型メカニカルシールの使用形態と同一の状態に予備組付けすることができるので、作業の未熟者や初心者であっても回転機器への組付け作業を容易に、しかも適正に行うことが可能となり、同様に分解、再組付け等のメンテナンス作業も簡単化される。これは、部品数が多く、かつ、難しい組立けが要求される遊動環型メカニカルシールを採用する上で、非常に大きな利点である。
【００３８】
ここで、実施例１による上記遊動環型メカニカルシールＡの主要構成部品の材質について記すと、ケーシング２、回転基部３、静止環４、アダプタＤ、リテーナ７の各部品はステンレス鋼製であり、遊動環５はカーボン製である。回転環６はチタンやＳｉＣ製である。また、バックアップリング２０はフッ素樹脂製である。
【００３９】
連結手段１４における前述のｒやｈは、小さ過ぎると歪みに追従できず、大き過ぎるとガタついて磨耗や異音が生じ易いことから、０．３ｍｍ≦ｒ≦１．０ｍｍ、０．３ｍｍ≦ｈ≦１．０ｍｍに規定すれば良い。また、連結手段としては、基端側と先端側の双方のアダプタ部にゴム等の弾性部材を介して挿通される棒状部材を設ける等、種々の構成を採ることが可能であり、図２の構造には限定されない。
【００４０】
本発明によるアダプタは、回転環６を回転基部３に対して回転軸心Ｐ方向に弾性機構によって突出付勢することで、そのシールリングと静止環との間に遊動環を挟圧保持する構造、即ち前述した「回転形」の遊動環型メカニカルシールに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】遊動環型メカニカルシールの全体構成を示す断面図
【図２】遊動環型メカニカルシールの要部を示す拡大断面図
【図３】アダプタの分解図
【符号の説明】
【００４２】
１          回転軸
２          シールケーシング
３Ａ        スリーブ
４          静止環
５          遊動環
６          回転環
１２        基端側アダプタ部
１２Ａ      第１端部
１３        先端側アダプタ部
１３Ａ      第２端部
１４        連結手段
１７        シールリング
１８        装着孔
１９        ピン部材
３２        セット部材
Ａ          遊動環型メカニカルシール
Ｄ          アダプタ
Ｋ１        静止側シール部
Ｋ２        回転側シール部
【図１】
2006161909.tif 000003
【図２】
2006161909.tif 000004
【図３】
2006161909.tif 000005