(57)【要約】  本発明は、被密封流体の圧力又は温度が大きく高低変化する条件下においても、遊動環のシール面が相手シール面と適正に接触し、良好なシール機能を発揮しうる遊動環型メカニカルシールを提供する。本発明は、遊動環（５）を回転環（４）と静止環（２）との間に挟圧保持させた遊動環型メカニカルシールに関し、静止環（２）を、一端部が遊動環（５）に接触する厚肉円環状の本体部（２１）とその他端部の内周縁部から軸線方向に延びる薄肉円筒状の保持部（２２）とからなる断面Ｌ字状の円筒体に構成して、シールケース（１）の内周部にこれと保持部（２２）との間にＯリング（７ａ）を介在させた状態で軸線方向移動可能に嵌合保持させると共に、静止環（２）を遊動環（５）の構成材とヤング率及び／又は熱膨張係数が近似する金属材で構成する。
2015011812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のシールケースとこれを洞貫する回転軸との間に機内側メカニカルシールと機外側メカニカルシールとを縦列状にタンデム配置して、機内領域と機外領域とを両メカニカルシール間に形成される中間領域を介してシールするように構成された原子力プラント用タンデムダブルシールであって、
各メカニカルシールが、回転軸に固定された回転環とその機外領域側に配してシールケースに保持された静止環との間に、遊動環を回転環及び静止環に接触した状態で挟圧保持させて、回転環と遊動環との相対回転摺接作用によりシール機能を発揮するように構成された遊動環型メカニカルシールであり、
各メカニカルシールの遊動環に、回転環との相対回転摺接部分より外周側に配して、軸線方向に当該遊動環を貫通する冷却孔を形成し、
各メカニカルシールの静止環を、一端部が遊動環に接触する厚肉円環状の本体部とその他端部の内周縁部から軸線方向に延びる薄肉円筒状の保持部とからなる断面Ｌ字状の円筒体に構成して、シールケースの内周部にこれと保持部との間にＯリングを介在させた状態で軸線方向移動可能に嵌合保持させると共に、当該静止環を遊動環の構成材とヤング率及び／又は熱膨張係数が近似する金属材で構成し、
機内領域における機内側メカニカルシールの周辺にフラッシング流体の注入領域を形成し、シールケースに、当該注入領域の流体を機内側メカニカルシールの静止環の周辺領域から前記中間領域における機外側メカニカルシールの回転環の周辺領域へと導く流入路を形成してあることを特徴する原子力プラント用タンデムダブルシール。
【請求項２】
シールケースに、前記中間領域の流体を機外側メカニカルシールの静止環の周辺領域からシールケース外に導く流出路が形成してあることを特徴とする、請求項１に記載する原子力プラント用タンデムダブルシール。
【請求項３】
前記流入路及び流出路が、夫々、当該流入路又は流出路を流動する流体を減圧させる減圧通路を有するものであることを特徴とする、請求項２に記載する原子力プラント用タンデムダブルシール。
【請求項４】
前記流入路の減圧通路及び前記流出路の減圧通路が、夫々、シールケースの周方向に並列する複数の機内側円柱空間と、当該機内側円柱空間より機外側に位置してシールケースの周方向に並列する複数の機外側円柱空間と、これらの機内側円柱空間と機外側円柱空間とを一連の通路をなすように接続する複数のオリフィス孔とで構成されていることを特徴とする、請求項３に記載する原子力プラント用タンデムダブルシール。
【請求項５】
前記機内側円柱空間及び機外側円柱空間が、シールケースの全周に亘って同一ピッチＰで形成されると共に、シールケースの周方向において機内側円柱空間と機外側円柱空間とが半ピッチＰ／２齟齬しており、シールケースの周方向における半分部分の一方に形成された機内側円柱空間及び機外側円柱空間とこれらの円柱空間間を接続するオリフィス孔とで前記流入路の減圧通路が構成され、当該半分部分の他方に形成された機内側円柱空間及び機外側円柱空間とこれらの円柱空間間を接続するオリフィス孔とで前記流出入路の減圧通路が構成されていることを特徴とする、請求項４に記載する原子力プラント用タンデムシール。
【請求項６】
各メカニカルシールの遊動環がカーボン製のものであり、各メカニカルシールの静止環がチタン製又はチタン合金製であることを特徴とする、請求項１に記載する原子力プラント用タンデムダブルシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被密封流体が高圧流体である場合においてその圧力又は温度が大きく高低変化する原子力プラント回転機器（例えば、原子力発電所の冷却材再循環ポンプ等）に軸封手段として使用される原子力プラント用タンデムダムルシールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所の冷却材再循環ポンプ等のように高負荷条件下で運転される原子力プラント回転機器の軸封手段としては、筒状のシールケースとこれを洞貫する回転軸との間に機内側メカニカルシールと機外側メカニカルシールとを縦列状にタンデム配置して、機内領域と機外領域とを両メカニカルシール間に形成される中間領域を介してシールするように構成されたタンデムダブルシールが公知である。【０００３】
かかるタンデムダブルシールによれば、機内領域の圧力を中間領域を介して段階的に減圧しつつシールすることができ、高負荷条件でのシールを好適に行うことができるが、特に、各メカニカルシールとして、特許文献１に開示される如き遊動環型メカニカルシールを使用した場合は、一般的なメカニカルシール（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させるように構成されたメカニカルシール）を使用した場合に比して、高度の安全性が要求される原子力プラント用の軸封手段としてより好適するものと考えられる。【０００４】
すなわち、遊動環型メカニカルシールは、図１９（特許文献１の図１（ａ））に示す如く、回転軸１に固定された回転環３とシールケース４にＯリング１０を介して軸線方向移動自在に保持され且つスプリング８により回転環方向に附勢された静止環５との間に、両端部がほぼ対称形状をなす円環状の遊動環６を挟圧保持させて、回転環３と遊動環６との接触面であるシール面３ａ，６ａの相対回転摺接作用により、その相対回転摺接部分の外周側領域である被密封流体領域Ｈとその内周側領域である非密封流体領域Ｌとを遮蔽シールするように構成されたものであり、遊動環を有しない一般的なメカニカルシールに比して、高負荷条件下でのシール機能をより効果的に発揮させるものである。【０００５】
例えば、遊動環を有しない一般的なメカニカルシールにあっては、被密封流体が高圧流体である場合、回転環と静止環との接触面た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い。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スに軸線方向移動自在に保持されたものであるから、シールケースで保持されている静止環の基端側部分では被密封流体の圧力（被密封流体領域の流体圧力）による影響を殆ど受けないが、回転環に追従するためフリーな状態にある静止環の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。したがって、静止環における軸線方向の圧力歪分布が不均一となり、つまり圧力歪が静止環における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ことになる。【０００６】
これに対して、遊動環型メカニカルシールにおいては、回転環３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６が、図１９に示す如く、回転環３と静止環５との間に挟圧保持されたものであり且つ両端部（上下端部）にほぼ同一形状の押圧部６１及びシール部６２を突設した対称形状をなすものであるから、被密封流体領域Ｈの流体圧力（被密封流体の圧力）による影響を軸線方向においてバランスよく受けることなる。すなわち、遊動環６に生じる圧力歪は両端部６１，６２でほぼ同一となり、軸線に対して大きく歪むことがない。したがって、高圧条件下においても、遊動環６のシール面６ａが回転環３のシール面３ａに対して傾くようなことがなく、つまりシール面３ａ，６ａの平行性が損なわれることがなく、良好なシール機能を発揮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２９３７６６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、遊動環型メカニカルシールにおいても、被密封流体の圧力又は温度が大きく高低変化するような条件下で使用する場合には、シール面３ａ，６ａの平行性が損なわれて、シール面３ａ，６ａ間からの異常漏れや異常摩耗を生じることがあり、良好なシール機能を発揮することができない虞れがあった。【０００９】
すなわち、静止環５と遊動環６とは直接に押圧接触する摩擦係合状態で且つ相対回転不能状態で連結されているため、両環５，６の接触部分においてそれらの圧力歪又は熱歪が相互に干渉することになる。すなわち、両環５，６はそれらの径方向歪が相互に干渉する状態で連結されているのである。【００１０】
ところで、静止環５と遊動環６とはその機能や形状の違いから異質材で構成されている。すなわち、回転環３との相対回転摺接作用によりシール機能を発揮する遊動環６は、相手環３との摺動特性等に優れるカーボン等の一般的な密封環材料で構成されている。一方、シール機能に直接関与せず、シールケース４に保持され且つスプリング２ａの押圧力を直接受止める静止環５は、一般的な密封環材料に比して強度等に優れるステンレス鋼等の金属材料で構成されている。したがって、両者５，６のヤング率及び熱膨張係数（線膨張係数）が大きく異なっており、静止環５を構成する金属材料のヤング率及び熱膨張係数は、遊動環６の構成材料である密封環材料のヤング率及び熱膨張係数に比して極めて大きい。例えば、遊動環６の構成材料（一般的な密封環材料）であるカーボンのヤング率が２５００ｋｇ／ｍｍ2であり、熱膨張係数が４×１０-6〜５×１０-6ｍｍ／℃であるのに対し、静止環５の構成材料であるステンレス鋼のヤング率は１９７００ｋｇ／ｍｍ2であり、熱膨張係数は１６×１０-6〜２０×１０-6ｍｍ／℃である。【００１１】
したがって、被密封流体の圧力が大きく高低変化する条件下においては、両環５，６の径方向歪（径方向における圧力歪）が大きく異なり、静止環５の径方向歪は遊動環６の径方向歪に比して大幅に小さいことから、両環５，６の接触部分において、遊動環６については静止環５の圧力歪の影響を強く受けて、それ自身の圧力歪とは全く異なる歪状態を呈することなる。その結果、遊動環６のシール面６ａの平面度や相手シール面（回転環３のシール面）３ａに対する同心度，平行度が損なわれて、シール面３ａ，６ａの相対回転によるシール機能が不安定となったり低下する虞れがあり、極端な場合にはシール機能が喪失する虞れがある。すなわち、被密封流体が高圧である場合（昇圧された場合）、図２０に示す如く、静止環５の径方向の圧力歪（縮径歪）Ｅ１は遊動環６の径方向の圧力歪（縮径歪）ｅ１に比して大幅に小さいことから、両環５，６の接触部分においては圧力歪Ｅ１，ｅ１が相互に干渉して、遊動環６の当該接触部分における実質的な径方向歪はそれ自身の径方向歪（圧力歪）ｅ１より大幅に減少されることになる。その結果、遊動環６には、静止環５に対して図２０に示す方向のモーメント（以下「内開きモーメント」という）Ｍ１が作用することになり、遊動環６のシール面６ａが、同図に鎖線図示する如く、相手シール面３ａに対して内開き状態（シール面６ａがその外周側においては相手シール面３ａに接触するが、その内周側においては相手シール面３ａに接触しない状態）に傾くことになる。また、この状態から被密封流体が降圧された場合には、図２１に示す如く、静止環５の径方向の圧力歪（拡径歪（復元変形量））Ｅ２は遊動環６の径方向の圧力歪（拡径歪（復元変形量））ｅ２に比して大幅に小さいため、両環５，６の接触部分においては圧力歪Ｅ２，ｅ２が相互に干渉して、遊動環６の当該接触部分における実質的な径方向歪はそれ自身の径方向歪（圧力歪）ｅ２より大幅に減少されることになる。その結果、遊動環６には、上記昇圧時とは逆方向のモーメント（以下「外開きモーメント」という）Ｍ２が作用して、遊動環６のシール面６ａが、図２１に鎖線図示する如く、相手シール面３ａに対して外開き状態（シール面６ａがその内周側においては相手シール面３ａに接触するが、その外周側においては相手シール面３ａに接触しない状態）に傾くことになる。【００１２】
しかも、機内側メカニカルシールにおいては、外開きモーメントが発生すると、遊動環６のシール面６ａが相手シール面３ａに対して外開き状態となり、シール面３ａ，６ａ間から中間領域へと大量漏れを生じる虞れがある。かかる場合、中間領域の圧力が上昇し、機内側メカニカルシールによってシールされる機内領域と中間領域との差圧が小さくなることから、機内側メカニカルシールにおける遊動環６のシール面６ａがより大きく外開き状態に傾くことになる。また、機外側メカニカルシールにおいて中間領域から機外領域への漏れが発生した場合には、中間領域の圧力が下降して、機内領域と中間領域との差圧が大きくなることから、機内側メカニカルシールにおける遊動環６のシール面６ａが大きく内開き状態に傾くことになる。このように被密封流体の圧力が大きく高低変化する条件下においては、２つの遊動環型メカニカルシールで構成されるタンデムダブルシールでは、１つの遊動環型メカニカルシールで構成されたシングルシールに比して、遊動環６のシール面６ａがより大きく傾く虞れがあり、良好なシール機能を発揮できない。【００１３】
これらの問題は被密封流体の温度が大きく高低変化する条件下においても同様に生じる。すなわち、被密封流体の温度が大きく高低変化する条件下においては、両環５，６の径方向歪（径方向における熱歪）が大きく異なり、静止環５の熱歪は遊動環６の熱歪に比して大幅に大きいことから、両環５，６の接触部分において、遊動環６については静止環５の熱歪の影響を強く受けて、それ自身の熱歪とは全く異なる歪状態を呈することなる。その結果、遊動環６のシール面６ａの平面度や相手シール面（回転環３のシール面）３ａに対する同心度，平行度が損なわれて、シール面３ａ，６ａの相対回転によるシール機能が不安定となったり低下する虞れがあり、極端な場合にはシール機能が喪失する虞れがある。すなわち、被密封流体が高温である場合（昇温された場合）、図２２に示す如く、静止環５の径方向歪（熱膨張歪）Ｆ１は遊動環６の径方向歪（熱膨張歪）ｆ１に比して大幅に大きいことから、両環５，６の接触部分においては径方向の熱歪Ｆ１，ｆ１が相互に干渉して、遊動環６の当該接触部分における実質的な径方向歪はそれ自身の径方向歪（熱歪）ｆ１より大幅に増大されることになる。その結果、遊動環６には、上記昇圧時と同様に、静止環５に対して図２２に示す内開きモーメントＭ１が作用することになり、遊動環６のシール面６ａが、同図に鎖線図示する如く、相手シール面３ａに対して内開き状態に傾くことになる。また、この状態から被密封流体が降温された場合には、図２３に示す如く、静止環５の径方向の熱歪（熱収縮歪）Ｆ２は遊動環６の径方向の熱歪（熱収縮歪）ｆ２に比して大幅に大きいため、両環５，６の接触部分においては熱歪Ｆ２，ｆ２が相互に干渉して、遊動環６の当該接触部分における実質的な径方向歪はそれ自身の径方向歪（熱歪）ｆ２より大幅に増大されることになる。その結果、遊動環６には、上記降圧時と同様に、外開きモーメント（上記昇温時とは逆方向のモーメント）Ｍ２が作用して、図２３に鎖線図示する如く、遊動環６のシール面６ａが相手シール面３ａに対して外開き状態に傾くことになる。【００１４】
また、原子力プラント用タンデムダブルシールにあっては、一般に、フラッシング流量を減少させた条件下で使用され且つフラッシング流体がシール部分（回転環と遊動環との相対回転摺接部分）から遊動環を通過して静止環へと流れるフラッシング手段（以下「リバースフラッシング」という）が採用されるが、このようなリバースフラッシングでは、当該シール部分での摺動発熱によりフラッシング流体の温度変化が大きくなり、かかる摺動発熱が静止環に与える影響も大きくなる。その結果、上記した遊動環６のシール面６ａの傾きが更に大きくなる虞れがある。【００１５】
本発明は、このように被密封流体が高圧流体である場合においてその圧力又は温度が大きく高低変化する条件下においても、遊動環のシール面が傾くことなく相手シール面（回転環のシール面）と適正に接触し、良好なシール機能を発揮しうる原子力プラント用タンデムダブルシールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、筒状のシールケースとこれを洞貫する回転軸との間に機内側メカニカルシールと機外側メカニカルシールとを縦列状にタンデム配置して、機内領域と機外領域とを両メカニカルシール間に形成される中間領域を介してシールするように構成された原子力プラント用タンデムダブルシールにおいて、上記の目的を達成すべく、特に、各メカニカルシールが、回転軸に固定された回転環とその機外領域側に配してシールケースに保持された静止環との間に、遊動環を回転環及び静止環に接触した状態で挟圧保持させて、回転環と遊動環との相対回転摺接作用によりシール機能を発揮するように構成された遊動環型メカニカルシールであり、各メカニカルシールの遊動環に、回転環との相対回転摺接部分より外周側に配して、軸線方向に当該遊動環を貫通する冷却孔を形成し、各メカニカルシールの静止環を、一端部が遊動環に接触する厚肉円環状の本体部とその他端部の内周縁部から軸線方向に延びる薄肉円筒状の保持部とからなる断面Ｌ字状の円筒体に構成して、シールケースの内周部にこれと保持部との間にＯリングを介在させた状態で軸線方向移動可能に嵌合保持させると共に、当該静止環を遊動環の構成材とヤング率及び／又は熱膨張係数が近似する金属材で構成し、機内領域における機内側メカニカルシールの周辺にフラッシング流体の注入領域を形成し、シールケースに、当該注入領域の流体を機内側メカニカルシールの静止環の周辺領域から前記中間領域における機外側メカニカルシールの回転環の周辺領域へと導く流入路を形成しておくこと提案するものである。【００１７】
かかる原子力プラント用タンデムダブルシールの好ましい実施の形態にあっては、シールケースに、前記中間領域の流体を機外側メカニカルシールの静止環の周辺領域からシールケース外に導く流出路が形成される。そして、前記流入路及び流出路が、夫々、複数の広狭部分が連続する減圧通路を有するものであって、当該減圧通路を通過することによって流体が減圧されるように構成される。この場合において、前記流入路及び前記流入路の減圧通路は、夫々、シールケースの周方向に並列する複数の機内側円柱空間と、当該機内側円柱空間より機外側に位置してシールケースの周方向に並列する当該機内側円柱空間と同一径の複数の機外側円柱空間と、これらの機内側円柱空間と機外側円形とを一連の通路をなすように接続する複数のオリフィス孔であって当該円形孔より小径のオリフィス孔とで構成されていることが好ましい。さらに、機内側円柱空間及び機外側円柱空間が、シールケースの全周に亘って同一ピッチＰで形成されると共に、シールケースの周方向において機内側円柱空間と機外側円柱空間とが半ピッチＰ／２齟齬しており、シールケースの周方向における半分部分の一方に形成された機内側円柱空間及び機外側円柱空間とこれらの円柱空間間を接続するオリフィス孔とで前記流入路の減圧通路が構成され、当該半分部分の他方に形成された機内側円柱空間及び機外側円柱空間とこれらの円柱空間間を接続するオリフィス孔とで前記流入路の減圧通路が構成されていることが好ましい。【００１８】
また、当該タンデムダブルシールにあっては、各メカニカルシールの遊動環をカーボン製のものとし、各メカニカルシールの静止環をチタン製又はチタン合金製のものとしておくことが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の原子力プラント用タンデムダブルシールにあっては、静止環を遊動環の構成材とヤング率及び／又は熱膨張係数が近似する金属材で構成する（例えば、遊動環がカーボン製のものである場合、静止環をチタン製のものとする）ため、被密封流体が高圧である場合においてその圧力又は温度が大きく高低変化するような条件下においても、静止環と遊動環との接触部分における径方向歪の相互干渉により遊動環を傾けるようなモーメントが作用せず、遊動環と回転環とのシール面が適正に接触して良好且つ安定したシール機能を発揮させることができる。しかも、シールケースに形成した流入路によりフラッシング流体が機内領域の注入領域から両メカニカルシールを順次通過するように構成されていることから、大量のフラッシング流体を必要とすることなく両メカニカルシールの冷却及びシール面の潤滑を効果的に行うことができ、両メカニカルシールによるシール機能を更に良好且つ安定して発揮させることができる。したがって、本発明の原子力プラント用タンデムダブルシールによれば、厳格且つ高度の安全性が要求される原子力プラント回転機器においても極めて良好なシール機能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は本発明に係る原子力プラント用タンデムダブルシールの一例を示す断面図である。
【図２】図２は図１の要部（機内側メカニカルシール）の拡大詳細図である。
【図３】図３は図１の他の要部（機外側メカニカルシール）の拡大詳細図である。
【図４】図４は図１のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】図５は図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図６は図５の要部の拡大詳細図である。
【図７】図７は図５の他の要部の拡大詳細図である。
【図８】図８は図６のVIII−VIII線に沿う展開断面図である。
【図９】図９は図７のIX−IX線に沿う展開断面図である。
【図１０】図１０は図２の要部の拡大詳細図である。
【図１１】図１１は図２の要部を取り出して示す作用説明図であって、昇圧時の状態を示すものである。
【図１２】図１２は図１１と異なる昇圧時の状態を示す図１１相当の作用説明図である。
【図１３】図１３は図１１及び図１２と異なる昇圧時の状態を示す図１１相当の作用説明図である。
【図１４】図１４は図２の要部を取り出して示す作用説明図であって、降圧時の状態を示すものである。
【図１５】図１５は図１４と異なる降圧時の状態を示す図１４相当の作用説明図である。
【図１６】図１６は図１４及び図１５と異なる降圧時の状態を示す図１４相当の作用説明図である。
【図１７】図１７は図２の要部を取り出して示す作用説明図であって、昇温時の状態を示すものである。
【図１８】図１８は降温時の状態を示す図１７相当の作用説明図である。
【図１９】図１９は従来の遊動環型メカニカルシールを示す要部の断面図（特許文献１の図１（ａ）に相当する）である。
【図２０】図２０は図１９の要部を取り出して示す作用説明図であって、昇圧時の状態を示すものである。
【図２１】図２１は降圧時の状態を示す図２０相当の作用説明図である。
【図２２】図２２は図１９の要部を取り出して示す作用説明図であって、昇温時の状態を示すものである。
【図２３】図２３は降温時の状態を示す図２２相当の作用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１８に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る原子力プラント用タンデムダブルシールの一例を示す断面図であり、図２は図１の要部（機内側メカニカルシール）の拡大詳細図であり、図３は図１の他の要部（機外側メカニカルシール）の拡大詳細図であり、図４は図１のIV−IV線に沿う断面図であり、図５は図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、図６は図５の要部の拡大詳細図であり、図７は図５の他の要部の拡大詳細図であり、図８は図６のVIII−VIII線に沿う展開断面図であり、図９は図７のIX−IX線に沿う展開断面図であり、図１０は図２の要部の拡大詳細図であり、図１１は図２の要部を取り出して示す作用説明図であって、昇圧時の状態を示すものであり、図１２は図１１と異なる昇圧時の状態を示す図１１相当の作用説明図であり、図１３は図１１及び図１２と異なる昇圧時の状態を示す図１１相当の作用説明図であり、図１４は図２の要部を取り出して示す作用説明図であって、降圧時の状態を示すものであり、図１５は図１４と異なる降圧時の状態を示す図１４相当の作用説明図であり、図１６は図１４及び図１５と異なる降圧時の状態を示す図１４相当の作用説明図であり、図１７は図２の要部を取り出して示す作用説明図であって、昇温時の状態を示すものであり、図１８は降温時の状態を示す図１７相当の作用説明図である。なお、以下の説明において、上下とは図１の上下を意味するものとする。
【００２２】
図１に示す原子力プラント用タンデムダブルシールは、シールすべき流体（被密封流体）が高圧でその圧力又は温度が大きく高低変化する条件下で使用される竪型の原子力プラント回転機器（例えば、原子力発電所の冷却材再循環ポンプ等）の軸封手段として使用されるもので、当該回転機器の軸封部ケーシング６に取り付けられた筒状のシールケース１とこれを上下方向に洞貫する回転軸３との間に機内側メカニカルシールＳ１と機外側メカニカルシールＳ２とを縦列状にタンデム配置して、機内領域Ａと機外領域Ｂとを両メカニカルシールＳ１，Ｓ２間に形成される中間領域Ｃを介してシールするように構成されている。なお、この例では、機内領域Ａの流体（被密封流体）が脱塩水（缶水）であり、機外領域Ｂは大気領域である。
【００２３】
両メカニカルシールＳ１，Ｓ２は、図１に示す如く、同一構成をなすものである。すなわち、各メカニカルシールＳ１，Ｓ２は、図２又は図３に示す如く、回転軸３に固定された回転環４と、その機外領域側（上側）に配してシールケース１に軸線方向移動可能に保持された静止環２と、上位の静止環２と下位の回転環４とに接触した状態で両環２，４間に挟圧保持された遊動環５とを具備して、回転環４と遊動環５との接触面であるシール面４ａ，５３ａの相対回転摺接作用により、その相対回転摺接部分４ａ，５３ａの外周側領域である被密封流体領域（機内側メカニカルシールＳ１にあっては機内領域Ａであり、機外側メカニカルシールＳ２にあっては中間領域Ｃである）と当該相対回転摺接部分４ａ，５３ａの内周側領域である非密封流体領域（機内側メカニカルシールＳ１にあっては中間領域Ｃであり、機外側メカニカルシールＳ２にあっては機外領域である大気領域Ｂである）とを遮蔽シールするように構成された遊動環型メカニカルシールである。
【００２４】
シールケース１は、図１に示す如く、回転軸３が同心状に貫通する状態で軸封部ケーシング６に取り付けられた円筒体形状をなすものであり、軸封部ケーシング６の開口端部（上端部）に取り付けられたフランジ体１１と、軸封部ケーシング６に内嵌された状態でフランジ体１１に取り付けられたケース本体１２と、ケース本体１２の下端部に内嵌固定された機内側保持体１３と、フランジ体１１の下端部及びケース本体１２の上端部に内嵌固定された機外側保持体１４，１５，１６とを具備してなる。なお、機外側保持体は軸線方向に３分割されており、上位の第１機外側保持体１４、中間位の第２機外側保持体１５及び下位の第３機外側保持体１６とを軸線方向に密着連結してなる。
【００２５】
各メカニカルシールＳ１，Ｓ２の静止環２は、図２又は図３に示す如く、一端部（下端部）が遊動環５に接触する厚肉円環状の本体部２１とその他端部（上端部）の内周縁部から軸線方向（上方）に延びる薄肉円筒状の保持部２２とからなる断面Ｌ字状の金属製円筒体であり、保持部２２の軸線方向における中間部をシールケース１の内周部（機内側メカニカルシールＳ１にあっては機内側保持体１３の内周部であり、機外側メカニカルシールＳ２にあっては第１機外側保持体１４の内周部である）にＯリング７ａを介して嵌合保持させることにより、Ｏリング７ａにより二次シールされた状態でシールケース１に軸線方向（上下方向）に移動可能に内嵌保持されている。本体部２１の一端面（下端面）は軸線に直交する平滑な環状平面である押圧面２１ａに形成されている。また、本体部２１の他端部（上端部）には上方に延びるドライブピン２３が突設されていて、このドライブピン２３をシールケース１に形成した係合凹部１７（機内側メカニカルシールＳ１にあっては機内側保持体１３に形成した係合凹部１７であり、機外側メカニカルシールＳ２にあっては第１機外側保持体１４に形成した係合凹部１７である）に軸線方向に突入係合させることにより、静止環２を所定範囲での軸線方向移動が許容された状態でシールケース１に対する相対回転を不能ならしめるように工夫されている。また、静止環２の本体部２１とシールケース１（機内側メカニカルシールＳ１にあっては機内側保持体１３であり、機外側メカニカルシールＳ２にあっては第１機外側保持体１４である）との間には複数個（１個のみ図示）のスプリング（コイルスプリング）２ａがシールケース１の周方向に等間隔を隔てて介装されていて、静止環２を回転環４方向（下方向）に押圧附勢している。なお、保持部２２の肉厚（径方向の厚み）は本体部２１の肉厚（径方向の厚み）に比して小さく、この例では、図２又は図３に示す如く、保持部２２の肉厚は本体部２１の肉厚の１／４程度に設定されている。また、保持部２２の軸線方向長さは本体部２１に比して大きく、この例では、図２又は図３に示す如く、保持部２２の軸線方向長さは本体部２１の１．５倍程度に設定されている。
【００２６】
回転軸３は、図１に示す如く、軸本体３１とこれに挿通固定されたスリーブ３２とスリーブ３２の一端部（下端部）及び中間部に嵌合固定された一対の断面Ｌ字状の環状保持体３３，３３とを具備するものである。
【００２７】
各メカニカルシールＳ１，Ｓ２の回転環４は、図２又は図３に示す如く、断面方形状の環状体であり、スリーブ３２に嵌合固定されている。回転環４の一端面（上端面）は軸線に直交する平滑な環状平面であるシール面４ａに構成されており、このシール面４ａの外周縁部には、図２及び図４又は図３及び図５に示す如く、後述する遊動環５のシール面５３ａの外周縁部に重なる複数の凹部４１（ハイドロカット）が周方向に等間隔を隔てて形成されている。また、回転環４の外周部には焼き嵌め等によりチタン等の金属材製（この例ではチタン製）の補強リング４２が嵌合されており、この補強リング４２と環状保持体３３（機内側メカニカルシールＳ１にあっては下位の環状保持体３３であり、機外側メカニカルシールＳ２にあっては上位の環状保持体３３である）との間は複数のキー４３により相対回転を阻止されている。
【００２８】
各メカニカルシールＳ１，Ｓ２の遊動環５は、図２又は図３に示す如く、断面方形状の本体部５１とその両端面５１ａ，５１ｂ（上下端面）の内周縁部に突設された押圧部５２及びシール部５３とからなる円環状体であり、ほぼ上下対称形状をなしている。押圧部５２の端面は、軸線に直交する平滑な環状平面である押圧面５２ａに形成されており、シール部５３の端面は、軸線に直交する平滑な環状平面であるシール面５３ａに形成されている。
【００２９】
而して、遊動環５は、図２又は図３に示す如く、押圧面５２ａが静止環２の押圧面２１ａに接触すると共にシール面５３ａが回転環４のシール面４ａに接触する状態で、スプリング２ａの附勢力によって、静止環２と回転環４と間に挟圧保持されている。遊動環５は、図２又は図３に示す如く、シールケース１の内周部（機内側メカニカルシールＳ１にあっては機内側保持体１３の内周部であり、機外側メカニカルシールＳ２にあっては第２機外側保持体１５の内周部）にＯリング７ｂを介して軸線方向及び径方向に変位可能に嵌合保持されている。また遊動環５は、静止環２に対して、静止環２の本体部２１に突設した複数のドライブピン２４を遊動環５の本体部５１に形成した係合凹部５４に係合させることより径方向及び軸線方向の相対変位を所定範囲で許容する状態で相対回転不能に連結されている。また、遊動環５の本体部５１には、図２、図３又は図４に示す如く、押圧部５２及びシール部５３より外周側に配して、軸線方向に当該遊動環５を貫通する複数の冷却孔５５が形成されている。なお、遊動環５の本体部５１には、各係合凹部５４の底部を軸線方向に貫通する貫通孔５６が形成されていて、この貫通孔５６及び係合凹部５４も冷却孔として機能するように工夫してある。この例では、図４に示す如く、貫通孔５６及び係合凹部５４からなる冷却孔を含めて２４個の冷却孔５５を遊動環４の周方向に等間隔を隔てて形成してある。
【００３０】
各メカニカルシールＳ１，Ｓ２における静止環２と遊動環５との間には、両環２，５間をシール（二次シール）するＯリング７ｃが挟圧状に介在されている。すなわち、Ｏリング７ｃは、図２又は図３に示す如く、遊動環５の押圧部５２に外嵌させた状態で静止環２の本体部２１と遊動環５の本体部５１との対向端面２１ａ，５１ａ間に装填されていて、当該対向端面２１ａ，５１ａ間をシールする。各メカニカルシールＳ１，Ｓ２のＯリング７ｃは、図１０に示す如く、これによってシールすべき上記対向端面２１ａ，５１ａ間の間隔（Ｏリング装填幅）Ｌより大きな線径Ｄのものが使用されていて、当該メカニカルシールの組立状態（被密封流体による圧力が作用していない運転停止状態）においてつぶし率ε（又はつぶし代δ）が適量となる圧縮状態で当該対向端面２１ａ，５１ａ間に装填されている。このメカニカルシール組立状態（運転停止状態）におけるＯリング７ｃのつぶし率εは、被密封流体（機内側メカニカルシールＳ１にあっては機内領域Ａの流体であり、機外側メカニカルシールＳ２にあっては中間室Ｃの流体）の圧力が作用しない運転停止状態及び当該圧力が作用する運転状態の何れにおいても上記対向端面２１ａ，５１ａ間のシールを良好に行いうるに必要且つ十分な範囲において可及的に小さく設定されており、具体的にはつぶし率εを３０％以下に設定しておくことが好ましく、１０％以下に設定しておくことがより好ましい。つぶし代δとは、上記対向端面２１ａ，５１ａ間に装填されたときのＯリング７ｃの圧縮変形量であって、無負荷状態（図１０に鎖線で示す自由状態）における線径Ｄから上記対向端面２１ａ，５１ａ間の間隔Ｌを差し引いた値であり（δ＝Ｄ−Ｌ）、つぶし率εとは無負荷状態におけるＯリング線径Ｄに対するつぶし代δの割合（％）である（ε＝（δ／Ｄ）×１００）。なお、上記Ｏリング７ａ，７ｂ，７ｃを含む当該原子力プラント用タンデムダブルシールにおいて使用される全てのＯリングの構成材としては、シール条件（被密封流体の性状等）に応じて適宜に選定されるが、一般に、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、シリコンゴム（ＶＭＱ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）又はウレタンゴム（Ｕ）が使用される。
【００３１】
ところで、静止環２は金属材で構成されており、遊動環５は回転環４の構成材（例えば、炭化珪素等のセラミックスや超硬合金の密封環材料であり、この例では炭化珪素で構成してある）に比して軟質で自己潤滑性に優れたカーボン等の密封環材料で構成されるが、本発明の原子力プラント用タンデムダブルシールにあっては、各メカニカルシールＳ１，Ｓ２における静止環２を遊動環５の構成材とヤング率及び／又は熱膨張係数（線膨張係数）が近似する金属材で構成してある。
【００３２】
この例では、各メカニカルシールＳ１，Ｓ２において、遊動環５をカーボンで構成し、静止環２をヤング率及び熱膨張係数がカーボンに近似するチタンで構成してある。すなわち、チタンのヤング率（１１０００ｋｇ／ｍｍ2）は、カーボンのヤング率（２５００ｋｇ／ｍｍ2）より大きいものの、一般的な静止環の構成材料であるステンレス鋼（ヤング率：１９７００ｋｇ／ｍｍ2）に比してカーボンに近似している。また、チタンの熱膨張係数（８×１０-6〜５×１０-6ｍｍ／℃）は、カーボンの熱膨張係数（４×１０-6〜５×１０-6ｍｍ／℃）より大きいものの、ステンレス鋼（熱膨張係数：１６×１０-6〜２０×１０-6ｍｍ／℃）に比してカーボンに近似している。
【００３３】
また、本発明の原子力プラント用タンデムダブルシールにあっては、メカニカルシールＳ１，Ｓ２の冷却を効果的に行うために、次のようなフラッシング手段（リバースフラッシング）を設けている。
【００３４】
すなわち、図１に示す如く、機内領域Ａにおける機内側メカニカルシールＳ１の周辺にフラッシング流体Ｗの注入領域Ａ１を形成し、シールケース１に、当該注入領域Ａ１の流体Ｗ１を機内側メカニカルシールＳ１の静止環２の周辺領域（静止環２と機内側保持体１３との間の領域であって、以下「第１周辺領域」という）Ａ２から中間領域Ｃにおける機外側メカニカルシールＳ２の回転環４の周辺領域（回転環５と第２及び第３機外側保持体１５，１６との間の領域であって、以下「第２周辺領域」という）Ｃ１へと導く流入路８を形成してある。注入領域Ａ１は、図１に示す如く、機内領域Ａの上部領域であり、機内領域Ａの下部領域とは回転軸３の軸本体３１に取り付けた回転体３４により区画されている。回転体３４は、軸封部ケーシング６の内周面に近接する状態で、機内側メカニカルシールＳ１の近傍下方位において回転軸３の軸本体３１に取り付けられている。注入領域Ａ１においては、フラッシング流体Ｗと機内領域Ａの流体（被密封流体）とが混在するため、フラッシング流体Ｗとしては当該被密封流体に混合しても支障のない又は当該被密封流体と同種の流体（液体）が使用される。この例では、当該被密封流体が脱塩水であることから、フラッシング流体Ｗとして水が使用されている。なお、注入領域Ａ１の流体は、上記した如く機内領域Ａの流体（被密封流体）とフラッシング流体Ｗとの混合流体であるが、両流体が水であることから、以下においては、注入領域Ａ１の流体をフラッシング流体Ｗとして説明することにする。
【００３５】
フラッシング流体Ｗは軸封部ケーシング６に設けたフラッシング通路６１から注入領域Ａ１に注入されて、機内側メカニカルシールＳ１のシール部つまり回転環４と遊動環５との相対回転摺接部分４ａ，５３ａを冷却する。このとき、機内側メカニカルシールＳ１の回転環４のシール面４ａの外周縁部には、図２及び図４に示す如く、遊動環５のシール面５３ａの外周縁部に重なる複数の凹部４１（ハイドロカット）が形成されていることから、回転環４と遊動環５との相対回転摺接部分であるシール面４ａ，５３ａ間にはフラッシング流体Ｗが積極的に導入されて、当該シール面４ａ，５３ａの冷却及び潤滑が効果的に行われる。
【００３６】
そして、フラッシング流体Ｗは注入領域Ａ１から機内側メカニカルシールＳ１の遊動環５の冷却孔５５（貫通孔５６及び係合凹部５４を含む）を通過して第１周辺領域Ａ２へと流入し、これによって当該遊動環５が冷却される。
【００３７】
第１周辺領域Ａ２に流入したフラッシング流体（第１周辺領域Ａ１の流体であり、以下「フラッシング流体Ｗ１」という）は、流入路８を通過して、第２周辺領域（中間領域Ｃにおける機外側メカニカルシールＳ２の回転環４の周辺領域）Ｃ１へと導入され、機外側メカニカルシールＳ２のシール部つまり回転環４と遊動環５との相対回転摺接部分４ａ，５３ａを冷却する。このとき、機外側メカニカルシールＳ２の回転環４のシール面４ａの外周縁部には、図３及び図５に示す如く、遊動環５のシール面５３ａの外周縁部に重なる複数の凹部４１（ハイドロカット）が形成されていることから、回転環４と遊動環５との相対回転摺接部分であるシール面４ａ，５３ａ間にはフラッシング流体Ｗが積極的に導入されて、当該シール面４ａ，５３ａの冷却及び潤滑が効果的に行われる。
【００３８】
流入路８は、図１〜図３に示す如く、シールケース１のケース本体１２の内周部に形成した環状凹部を機内側保持体１３で閉塞してなるヘッダ室８１と、機内側保持体１３を径方向に貫通してヘッダ室８１と第１周辺領域Ａ２とを連通する複数の流入口８２と、ケース本体１２に形成されて一端部をヘッダ室８１に開口する第１流入通路８３と、第３機外側保持体１６に形成されて一端部を第１流入通路８３の他端部に連通接続された第２流入通路８４と、第３機外側保持体１６に形成されて一端部を第２周辺領域Ｃ１に開口する第３流入通路８５と、第２機外側保持体１５に形成されて第２流入通路８４の他端部と第３流入通路８５の他端部とを連通接続する減圧通路８６，８７，８８とからなり、フラッシング流体Ｗ１が流入口８２からヘッダ室８１、第１流入通路８３、第２流入通路８４及び減圧通路８６，８７，８８を順次通過して第３流入通路８５から第２周辺領域Ｃ１に流入するように構成されている。
【００３９】
第２周辺領域Ｃ１に流入したフラッシング流体Ｗ１は機外側メカニカルシールＳ２のシール部つまり回転環４と遊動環５との相対回転摺接部分４ａ，５３ａを冷却する。このとき、機外側メカニカルシールＳ２の回転環４のシール面４ａの外周縁部には、図３及び図５に示す如く、遊動環５のシール面５３ａの外周縁部に重なる複数の凹部４１（ハイドロカット）が形成されていることから、回転環４と遊動環５との相対回転摺接部分であるシール面４ａ，５３ａ間にはフラッシング流体Ｗ１が積極的に導入されて、当該シール面４ａ，５３ａの冷却及び潤滑が効果的に行われる。
【００４０】
そして、フラッシング流体Ｗ１は第２周辺領域Ｃ１から機外側メカニカルシールＳ２の遊動環５の冷却孔５５（貫通孔５６及び係合凹部５４を含む）を通過して、中間領域Ｃにおける機外側メカニカルシールＳ２の静止環２の周辺領域（静止環２と第１及び第２機外側保持体１４，１５との間の領域であって、以下「第３周辺領域」という）Ｃ２へと流入し、第３周辺領域Ｃ２に流入したフラッシング流体Ｗ１によって当該遊動環５が冷却される。
【００４１】
また、フラッシング流体Ｗ１は減圧通路８６，８７，８８を通過する間に減圧され、中間領域Ｃの圧力が低減されることになるが、この例では、減圧通路８６，８７，８８が次のように構成されている。
【００４２】
すなわち、流入路８の減圧通路は、図３及び図５〜図９に示す如く、シールケース１の周方向に並列する複数の機内側円柱空間８６と、当該機内側円柱空間８６より機外側に位置してシールケース１の周方向に並列する複数の機外側円柱空間８７と、これらの機内側円柱空間８６と機外側円柱空間８７とを一連の通路をなすように接続する複数のオリフィス孔８８とからなる。機内側円柱空間８６及び機外側円柱空間８７は、図５に示す如く、第２機外側保持体１５の周方向における半分部分に形成されている。機内側円柱空間８６は、第２機外側保持体１５の機内側端部（下端部）に周方向に等ピッチＰで形成された円形凹部を第３機外側保持体１６で閉塞することによって形成されている。機外側円柱空間８７は、第２機外側保持体１５の機外側端部（上端部）に周方向に等ピッチ（機内側円柱空間８６と同一ピッチ）Ｐで形成された円形凹部を第１機外側保持体１４で閉塞することによって形成されている。両円柱空間８６，８７の数は同一であるが、周方向における位置は相互に半ピッチ（Ｐ／２）齟齬している。また、両円柱空間８６，８７の径は同一であるが、機外側円柱空間８７の軸線方向長さは機内側円柱空間８６より大きく設定されている。各機内側円柱空間８６とこれに隣接する二つの機外側円柱空間８７とは、これらより小径の円形孔であるオリフィス孔８８により連通接続されている。周方向に並列する機内側円柱空間８６群の一端に位置する機内側円柱空間（以下「第１機内側円柱空間８６ａ」という）は第２流入通路８４に連通接続されており、当該機内側円柱空間８６群の他端に位置する機内側円柱空間（以下「第２機内側円柱空間８６ｂ」という）は第３流入通路８５に連通接続されている。
【００４３】
したがって、流入路８の減圧通路８６，８７，８８においては、フラッシング流体Ｗ１が、第１機内側円柱空間８６ａからオリフィス孔８８を通過して機外側円柱空間８７に流入し、反転して当該機外側円柱空間８７からオリフィス孔８８を通過して機内側円柱空間８６に流入し、爾後、機内側円柱空間８６と機外側円柱空間８７とを交互にオリフィス孔８８を介して反転しつつ通過して、第２機内側円柱空間８６ｂから第３流入通路８５へと流出することになり、この間において効果的に減圧されることになる。
【００４４】
また、この例では、シールケース１に、中間領域Ｃの流体を第３周辺領域Ｃ２からシールケース１外に流出させる流出路９を形成して、中間領域Ｃの圧力を更に減圧させ且つ安定させるように工夫している。
【００４５】
すなわち、流出路９は、図１及び図３に示す如く、第１機外側保持体１４に形成されて第３周辺領域Ｃ２に開口する第１流出通路９１と、第２機外側保持体１５に形成されて第１流出通路９１に連通接続された減圧通路９２，９３，９４と、第１機外側保持体１４に形成されて減圧通路９２，９３，９４に連通接続された第２流出通路９５と、フランジ体１１に形成されて第２流出通路９４に連通接続されると共にシールケース１の外周部に開口された第３流出通路９６とからなり、第３周辺領域Ｃ２の流体（以下「フラッシング流体Ｗ２」という）が第１流出通路９１から減圧通路９２，９３，９４及び第２流出通路９５を通過して第３流出通路９６からシールケース１外に流出するように構成されている。なお、シールケース１外に流出されたフラッシング流体Ｗ２はフィルタ等を通過した上で注入領域Ａ１へと循環される。
【００４６】
流出路９の減圧通路は、図３及び図５〜図９に示す如く、シールケース１の周方向に並列する複数の機内側円柱空間９２と、当該機内側円柱空間９２より機外側に位置してシールケース１の周方向に並列する複数の機外側円柱空間９３と、これらの機内側円柱空間９２と機外側円柱空間９３とを一連の通路をなすように接続する複数のオリフィス孔９４とからなる。機内側円柱空間９２及び機外側円柱空間９３は、図５に示す如く、第２機外側保持体１５の周方向における半分部分（前記減圧通路８６，８７，８８が形成された部分を除く部分）に形成されている。機内側円柱空間９２は、第２機外側保持体１５の機内側端部（下端部）に周方向に等ピッチ（前記機内側円柱空間８６と同一ピッチ）Ｐで形成された円形凹部を第３機外側保持体１６で閉塞することによって形成されている。機外側円柱空間９３は、第２機外側保持体１５の機外側端部（上端部）に周方向に等ピッチ（機内側円柱空間９２と同一ピッチ）Ｐで形成された円形凹部を第１機外側保持体１４で閉塞することによって形成されている。両円柱空間９２，９３の数は同一であるが、周方向における位置は相互に半ピッチ（Ｐ／２）齟齬している。また、両円柱空間９２，９３の径は同一であるが、機外側円柱空間９３の軸線方向長さは機内側円柱空間９２より大きく設定されている。各機内側円柱空間９２とこれに隣接する二つの機外側円柱空間９３とは、これらより小径の円形孔であるオリフィス孔９４により連通接続されている。周方向に並列する機外側円柱空間９３群の一端に位置する機外側円柱空間（以下「第１機外側円柱空間９３ａ」という）は第１流出通路９１に連通接続されており、当該機外側円柱空間９３群の他端に位置する機外側円柱空間（以下「第２機外側円柱空間９３ｂ」という）は第２流出通路９５に連通接続されている。なお、図１に示す如く、第３流出通路９６には、これを通過するフラッシング流体Ｗ２の温度を測定するための温度測定器９７が配設されており、フランジ体１１には、第３周辺領域Ｃ２に開口するドレン兼用の圧力測定用通路９８が設けられている。
【００４７】
したがって、減圧通路９２，９３，９４においては、フラッシング流体Ｗ２が、第１機外側円柱空間９３ａからオリフィス孔９４を通過して機内側円柱空間９２に流入し、反転して当該機内側円柱空間９２からオリフィス孔９４を通過して機外側円柱空間９３に流入し、爾後、機内円柱空間９２と機外側円柱空間９３とを交互にオリフィス孔９４を介して反転しつつ通過して、第２機外側円柱空間９３ｂから第３流入通路９５へと流出することになり、この間において効果的に減圧されることになり、フラッシング流体Ｗ２をシールケーシング１外に安全に放出できる圧力とできる。
【００４８】
なお、流出路９の減圧通路９２，９３，９４は流入路８の減圧通路８６，８７，８８と周方向位置を異にする以外、軸線方向位置関係を含めて同一構成をなすものである。すなわち、図５に示す如く、第２機外側保持体１５に、その全周に亘って、機内側円柱空間８６，９２及び機外側円柱空間８７，９３を同一の等ピッチＰで且つ機内側円柱空間８６，９２と機外側円柱空間８７，９３とが第２機外側保持体１５の周方向において半ピッチ（Ｐ／２）齟齬する状態で形成して、第２機外側保持体１５の周方向における半分部分の一方に形成された機内側円柱空間８６及び機外側円柱空間８７とこれらの円柱空間８６，８７間を接続するオリフィス孔８８とで流入路８の減圧通路が構成され、当該半分部分の他方に形成された機内側円柱空間９２及び機外側円柱空間９３とこれらの円柱空間９２，９３間を接続するオリフィス孔９４とで流出路９の減圧通路が構成されている。このように構成することによって、流入路８の減圧通路８６，８７，８８と流出路９の減圧通路９２，９３，９４とを形成する第２機外側保持体１５の軸線方向長さを可及的に短縮でき、タンデムダブルシールの小型化を実現できる。
【００４９】
以上のように構成された遊動環型メカニカルシールＳ１，Ｓ２にあっては、静止環２の押圧面２１ａと遊動環５の押圧面５２ａとが径方向歪（径方向の圧力歪又は熱歪）が相互に干渉する状態で摩擦係合しているが、静止環２が遊動環５の構成材（カーボン）とヤング率及び熱膨張係数が近似する金属材（チタン）で構成されているから、被密封流体が高圧である場合においてその圧力又は温度が大きく高低変化するときにも、冒頭で述べた如き問題を生じることなく、適正且つ良好なメカニカルシール機能が発揮される。
【００５０】
例えば、被密封流体（機内領域側メカニカルシールＳ１においては機内領域Ａの流体であり、機外領域側メカニカルシールＳ２においては中間領域Ｃの流体である）の圧力が大きく高低変化する条件下において、被密封流体が昇圧された場合、図１１に示す如く、被密封流体の圧力により、静止環２及び遊動環５は内径方向に圧力歪（縮径歪）Ｅ１，ｅ１を生じるが、両環２，５の接触部分（押圧面）２１ａ，５２ａにおいては、当該径方向の圧力歪Ｅ１，ｅ１が相互干渉することになる。しかし、静止環２の押圧面２１ａにおける圧力歪Ｅ１は遊動環５の押圧面５２ａにおける圧力歪ｅ１より小さいものの、両環２，５がヤング率の近似材料で構成されていることから、これらの圧力歪Ｅ１，ｅ１の大きさの差（歪量差）は極く僅かとなる。したがって、両環２，５の接触部分２１ａ，５２ａにおいて圧力歪Ｅ１，ｅ１が相互干渉した場合にも、遊動環５の押圧面５２ａにおける径方向歪はそれ自身の径方向歪（圧力歪）ｅ１と略同一となるから、図１１に示す如く、遊動環５にそのシール面５３ａを相手シール面（回転環４のシール面）４ａに対して傾斜させるようなモーメント（内開きモーメント）が作用することがなく、両シール面４ａ，５３ａは適正な接触状態に保持される。
【００５１】
また、この状態から被密封流体が降圧変化した場合、図１４に示す如く、静止環２及び遊動環５は上記高圧時における縮径変形が復元して拡径変形される。すなわち、静止環２及び遊動環５は外径方向に圧力歪（拡径歪（復元変形量））Ｅ２，ｅ２を生じて、両環２，５の接触部分（押圧面）２１ａ，５２ａにおいては、当該径方向の圧力歪Ｅ２，ｅ２が相互干渉することになる。しかし、静止環２の押圧面２１ａにおける圧力歪Ｅ２は遊動環５の押圧面５２ａにおける圧力歪ｅ２より小さいものの、両環２，５がヤング率の近似材料で構成されていることから、これらの圧力歪Ｅ２，ｅ２の大きさの差は極く僅かとなる。したがって、両環２，５の接触部分２１ａ，５２ａにおいて圧力歪Ｅ２，ｅ２が相互干渉した場合にも、遊動環５の押圧面５２ａにおける径方向歪はそれ自身の径方向歪（圧力歪）ｅと殆ど変わらない。その結果、図１４に示す如く、遊動環５にそのシール面５３ａを相手シール面４ａに対して傾斜させるようなモーメント（外開きモーメント）が作用することがなく、両シール面４ａ，５３ａは適正な接触状態に保持される。
【００５２】
また、被密封流体の温度が大きく高低変化する条件下においても、上記圧力変化の場合と同様に、両環２，５の接触部分２１ａ，５２ａにおける熱歪の相互干渉によって遊動環５のシール面５３ａが傾くようなことがない。すなわち、被密封流体が昇温された場合、高温の被密封流体により静止環２及び遊動環５が径方向に熱膨張され、図１７に示す如く、両環２，５の接触部分２１ａ，５２ａにおいて径方向における熱歪（熱膨張歪）Ｆ１，ｆ１が相互干渉することになるが、両環２，５が熱膨張係数の近似材料で構成されていることから、これらの熱歪Ｆ１，ｆ１の大きさの差は極く僅かとなる。したがって、両環２，５の接触部分２１ａ，５２ａにおいて径方向の熱歪Ｆ１，ｆ１が相互干渉した場合にも、遊動環５にそのシール面５３ａを相手シール面４ａに対して傾斜させるようなモーメント（内開きモーメント）が作用することがなく、図１７に示す如く、両シール面４ａ，５３ａは適正な接触状態に保持される。また、この状態から被密封流体が降温変化した場合、図１８に示す如く、両環２，５の接触部分２１ａ，５２ａにおいて径方向の熱歪（熱収縮歪）Ｆ２，ｆ２が相互干渉することになるが、これらの熱歪Ｆ２，ｆ２の大きさの差も極く僅かとなる。したがって、両環２，５の接触部分２１ａ，５２ａにおいて熱歪Ｆ２，ｆ２が相互干渉した場合にも、遊動環５にそのシール面５３ａを相手シール面４ａに対して傾斜させるようなモーメント（外開きモーメンｔ）が作用することがなく、図１８に示す如く、両シール面４ａ，５３ａは適正な接触状態に保持される。
【００５３】
このように、静止環２と遊動環５とをヤング率及び熱膨張係数が近似する材料で構成しておくことにより、被密封流体が高圧でその圧力及び／又は温度が高低変化する場合にも、両環２，５の接触部分２１ａ，５２ａにおいて径方向の圧力歪及び／又は熱歪が相互干渉することにより遊動環５にこれを傾けるようなモーメント（内開きモーメントないし外開きモーメント）が作用することがなく、シール面４ａ，５ａが適正な接触状態に保持されて、良好且つ安定したメカニカルシール機能が発揮される。
【００５４】
ところで、静止環２及び遊動環５をヤング率が近似する材料で構成した場合にも、被密封流体の圧力が極めて高く、その昇圧幅又は降圧幅が極めて大きいときには、両環２，５の接触部分２１ａ，５２ａにおける圧力歪Ｅ１，ｅ１又はＥ２，ｅ２の大きさの差（歪量差（ｅ１−Ｅ１又はｅ２−Ｅ２））が大きくなることから、冒頭で述べた従来の遊動環型メカニカルシールと同様に、当該接触部分２１ａ，５２ａにおける径方向の圧力歪の相互干渉により遊動環５にこれを傾けるようなモーメントが発生する虞れがある。すなわち、被密封流体が昇圧した場合には、図１２に鎖線図示する如く、両環２，５の接触部分２１ａ，５２ａにおける圧力歪Ｅ１，ｅ１の相互干渉により遊動環５をそのシール面５３ａが相手シール面４ａに対して内開き状態（シール面５３ａがその外周側においては相手シール面４ａに接触するが、その内周側においては相手シール面４ａに接触しない状態）に傾けようとする内開きモーメントＭ１が作用する虞れがあり、また被密封流体が降圧した場合には、図１５に鎖線図示する如く、両環２，５の接触部分２１ａ，５２ａにおける圧力歪Ｅ２，ｅ２の相互干渉により遊動環５にそのシール面５３ａが相手シール面４ａに対して外開き状態（シール面５３ａがその内周側においては相手シール面４ａに接触するが、その外周側においては相手シール面４ａに接触しない状態）に傾けようとする外開きモーメントＭ２が作用する虞れがある。
【００５５】
しかし、このようなモーメントＭ１，Ｍ２が作用するような圧力条件下においても、静止環２を厚肉の本体部２１と薄肉の保持部２２とからなる断面Ｌ字状の金属製円筒体であって保持部２２の中間部をＯリング７ａを介してシールケース１に内嵌保持させたものに構成しておくことによって、遊動環５の傾きを防止してシール面４ａ，５３ａを適正に接触させておくことができる。
【００５６】
すなわち、両環２，５の接触部分２１ａ，５２ａにおける圧力歪Ｅ１，ｅ１の相互干渉により遊動環５に内開きモーメントＭ１が作用するような高圧条件下（昇圧条件下）においては、静止環２の保持部２２が薄肉円筒状をなしているため、保持部２２はその外周面に高圧の被密封流体圧力が作用することから縮径変形（弾性変形）されることになる。すなわち、保持部２２は、図１３に示す断面形状において、Ｏリング接触部（Ｏリング７ａに接触する当該保持部２２の中間部）を支持された片持ち支持梁に類似する構造をなしていることから、同図に鎖線図示する如く、被密封流体圧力により内径方向に撓み変形するが如き弾性変形をすることになる。一方、当該片持ち支持梁の自由端に連結されている本体部２１は保持部２２に比して厚肉の円環状をなしていることから、被密封流体圧力によっては保持部２２のような変形は生じない。しかし、本体部２１と保持部２２とは一体連結されていることから、図１３に鎖線図示する如く、本体部２１は保持部２２の上記変形によって内径方向に変形され、本体部２１の押圧面２１ａが内径方向に変位されることになる。したがって、本体部２１の押圧面２１ａの径方向歪が当該変位によって実質的に増大されることになる。すなわち、本体部２１の押圧面２１ａにおける実質的な径方向歪（圧力歪）は本体部２１自身の前記径方向歪Ｅ１に上記保持部２１の変形による径方向歪Ｅ３が加重されたものとなる。その結果、図１２に示す如く、被密封流体が大きく昇圧されることにより静止環２の押圧面２１ａにおける径方向歪Ｅ１と遊動環５の押圧面５２ａにおける径方向歪ｅ１との間に内開きモーメントＭ１が作用するような歪量差（ｅ１−Ｅ１）が生じるような場合にも、当該歪量差が上記した保持部２２の変形による径方向歪Ｅ３によって消失ないし軽減されることになり、両環２，５の接触部分である押圧面２１ａ，５２ａにおける径方向歪の相互干渉によって内開きモーメントＭ１が生じるようなことがない。
【００５７】
また、この状態から降圧されて、図１５に示す如く、両環２，５の接触部分２１ａ，５２ａにおける径方向歪Ｅ２，ｅ２の相互干渉により遊動環５にこれを外開き状態に変形させようとする外開きモーメントＭ２が作用するような圧力条件下においては、図１６に鎖線図示する如く、保持部２２が上記とは逆方向に弾性変形（復元変形）して、この変形により本体部２１の押圧面２１ａには外径方向の径方向歪Ｅ４が生じることになり、本体部２１の押圧面２１ａにおける実質的な径方向歪は本体部２１自身の前記径方向歪Ｅ２に上記保持部２１の変形による径方向歪Ｅ４が加重されたものとなる。その結果、図１５に示す如く、被密封流体が大きく降圧されることにより静止環２の押圧面２１ａにおける径方向歪Ｅ２と遊動環５の押圧面５２ａにおける径方向歪ｅ２との間に外開きモーメントＭ２が作用するような歪量差（ｅ２−Ｅ２）が生じるような場合にも、当該歪量差が上記した保持部２２の変形による径方向歪Ｅ４によって消失ないし軽減されることになり、両環２，５の接触部分である押圧面２１ａ，５２ａにおける径方向歪の相互干渉によって外開きモーメントＭ２が生じるようなことがない。なお、上記した静止環２及び遊動環５の圧力変形は何れも弾性限度内で行われる弾性変形であることはいうまでもない。
【００５８】
このように、両環２，５の接触部分２１ａ，５２ａおける径方向の圧力歪の相互干渉により遊動環５にこれを傾けるようなモーメントＭ１，Ｍ２が作用するような圧力条件下においても、静止環２の保持部２２が上記のように弾性変形することにより、静止環２の押圧面２１ａにおける径方向歪Ｅ１，Ｅ２と遊動環５の押圧面５２ａにおける径方向歪ｅ１，ｅ２との歪量差を消失ないし減少させることができるから、如何なる圧力変動条件下においても、冒頭で述べたような問題を生じることなく、両シール面４ａ，５３ａが適正に接触して良好なメカニカルシール機能が発揮される。
【００５９】
なお、静止環２の断面形状（本体部２１及び保持部２２の肉厚寸法等）は、上記した静止環２の径方向歪Ｅ１，Ｅ２と遊動環５の径方向歪ｅ１，ｅ２との大きさの差（歪量差）がモーメントＭ１，Ｍ２を生じさせない程度又はそれ以下となるような圧力条件下では上記した保持部２２の弾性変形（径方向歪Ｅ３，Ｅ４を生じさせるような弾性変形）が生じず、当該歪量差（ｅ１−Ｅ１，ｅ２−Ｅ２）がモーメントＭ１，Ｍ２を生じさせる程度にまで大きくなるような圧力条件下においてのみ保持部２２の当該弾性変形が生じることを条件として、シール性や静止環２の材質（特にヤング率）に応じて適宜に設定される。
【００６０】
ところで、静止環２と遊動環５との間には、上記した如く、両環２，５間をシール（二次シール）するＯリング７ｃが挟圧状に介在されていることから、Ｏリング７ｃの両環２，５への接触圧が必要以上に高いと（つまりＯリング７ｃのつぶし率ε又はつぶし代δが必要以上に高いと）Ｏリング７ｃによるシール力は増大するものの、両環２，５の圧力歪及び／又は熱歪がＯリング７ｃを介しても相互干渉することになる。その結果、両環２，５をヤング率及び／又は熱膨張係数の近似する材料で構成したことによる上記作用効果（図１１、図１４、図１７及び図１８参照）及び静止環２の断面形状をＬ字状に構成したことによる上記作用効果（図１３及び図１６参照）を阻害して、これらの作用効果が十分に発揮されない虞れがある。一方、かかる問題を生じさせないためには、Ｏリング７ｃの両環２，５への接触圧を低くしておけばよい（つまりＯリング７ｃのつぶし率ε又はつぶし代δを小さくしておけばよい）が、このようにすると両環２，５間のＯリング７ｃによるシール力が低下して、良好な遊動環型メカニカルシール機能を期待できない。
【００６１】
しかし、遊動環型メカニカルシールＳ１，Ｓ２の組立状態（運転停止状態）におけるＯリング７ｃのつぶし率εを、上記した如く、被密封流体の圧力が作用する運転状態において両環２，５間のシールを良好に行うに必要且つ十分な範囲において可及的に小さく設定しておく（具体的にはつぶし率εを３０％以下に設定しておくことが好ましく、１０％以下に設定しておくことがより好ましい）と、このような問題を生じないし、運転時において被密封流体の圧力がＯリング７ｃに作用することによる遊動環５の変形や遊動環５の回転環４への追従不良等のトラブル発生も極力排除することができる。
【００６２】
また、上記したように、流入出路８，９によりフラッシング流体Ｗが注入領域Ａ１から両メカニカルシールＳ１，Ｓ２を順次通過する一連のフラッシング経路が形成されることから、大量のフラッシング流体Ｗを必要とすることなく両メカニカルシールＳ１，Ｓ２の冷却を効果的に行うことができ、しかも流入出路８，９が減圧通路を具備するものであるから、中間領域Ｃの圧力を可及的に減少させ且つ安定させることができる。さらに、フラッシング流体Ｗの流量を減少させた条件下で、フラッシング流体Ｗが各メカニカルシールＳ１，Ｓ２においてシール部分（回転環４と遊動環５との相対回転摺接部分４ａ，５３ａ）から遊動環５を通過して静止環２へと流れるリバースフラッシングを採用しているため、当該シール部分４ａ，５３ａの摺動発熱によるフラッシング流体の温度変化が大きくなり摺動発熱が静止環２に与える影響も大きくなるが、かかる場合にも遊動環５のシール面５ａが大きく傾くようなことがなく、良好なシール機能が発揮される。
【００６３】
したがって、これらのことから、本発明の原子力プラント用タンデムダブルシールによれば、厳格且つ高度の安全性が要求される原子力プラント回転機器においても極めて良好なメカニカルシール機能を発揮させることができる。
【００６４】
なお、本発明の構成は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において適宜に変更，改良することができる。例えば、遊動環５がカーボンで構成される場合において、静止環２の構成材としては、カーボンに対するヤング率及び／又は熱膨張係数の近似程度がチタンと同等であるチタン合金を使用してもよい。また、両環２，５の構成材は、カーボンとチタン又はチタン合金との組み合わせに限定されず、それらのヤング率及び／又は熱膨張係数が近似していることを条件として、シール条件等に応じて適宜に選定することが可能である。また、本発明の構成に係る原子力プラント用タンデムダブルシールは、上記した竪型の回転機器の軸封手段に限らず、横型の回転機器の軸封手段としても使用することができ、かかる場合にも上記同様の作用効果が発揮されることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６５】
１      シールケース
２      静止環
２ａ    スプリング
３      回転軸
４      回転環
４ａ    シール面
５      遊動環
６      軸封部ケーシング
７ａ    Ｏリング
７ｂ    Ｏリング
７ｃ    Ｏリング
８      流入路
９      流出路
１１    フランジ体
１２    ケース本体
１３    機内側保持体
１４    第１機外側保持体
１５    第２機外側保持体
１６    第３機外側保持体
１７    係合凹部
２１    静止環の本体部
２１ａ  押圧面
２２    静止環の保持部
２３    ドライブピン
２４    ドライブピン
３１    軸本体
３２    スリーブ
３３    環状保持部
３４    回転体
４１    凹部
４２    補強リング
４３    キー
５１    遊動環の本体部
５１ａ  端面
５１ｂ  端面
５２    遊動環の押圧部
５２ａ  押圧面
５３    遊動環のシール部
５３ａ  シール面
６１    フラッシング流路
８１    ヘッダ室
８２    流入口
８３    第１流入通路
８４    第２流入通路
８５    第３流入通路
８６    機内側円柱空間
８６ａ  第１機内側円柱空間
８６ｂ  第２機内側円柱空間
８７    機外側円柱空間
８８    オリフィス孔
９１    第１流出通路
９２    機内側円柱空間
９３    機外側円柱空間
９３ａ  第１機外側円柱空間
９３ｂ  第２機外側円柱空間
９４    オリフィス孔
９５    第２流出通路
９６    第３流出通路
９７    温度測定器
９８    ドレン兼用の圧力測定用通路
Ａ      機内領域
Ａ１    注入領域
Ａ２    第１周辺領域
Ｂ      機外領域（大気領域）
Ｃ      中間領域
Ｃ１    第２周辺領域
Ｃ２    第３周辺領域
Ｓ１    機内側メカニカルシール
Ｓ２    機外側メカニカルシール
Ｗ      フラッシング流体
Ｗ１    フラッシング流体
Ｗ２    フラッシング流体
【図１】
2015011812.tif 000003
【図２】
2015011812.tif 000004
【図３】
2015011812.tif 000005
【図４】
2015011812.tif 000006
【図５】
2015011812.tif 000007
【図６】
2015011812.tif 000008
【図７】
2015011812.tif 000009
【図８】
2015011812.tif 000010
【図９】
2015011812.tif 000011
【図１０】
2015011812.tif 000012
【図１１】
2015011812.tif 000013
【図１２】
2015011812.tif 000014
【図１３】
2015011812.tif 000015
【図１４】
2015011812.tif 000016
【図１５】
2015011812.tif 000017
【図１６】
2015011812.tif 000018
【図１７】
2015011812.tif 000019
【図１８】
2015011812.tif 000020
【図１９】
2015011812.tif 000021
【図２０】
2015011812.tif 000022
【図２１】
2015011812.tif 000023
【図２２】
2015011812.tif 000024
【図２３】
2015011812.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月16日(2015.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、被密封流体が高圧流体である場合においてその圧力又は温度が大きく高低変化する原子力プラント回転機器（例えば、原子力発電所の冷却材再循環ポンプ等）に軸封手段として使用される原子力プラント用タンデムダブルシールに関するものである。
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月22日(2016.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のシールケースとこれを洞貫する回転軸との間に機内側メカニカルシールと機外側メカニカルシールとを縦列状にタンデム配置して、機内領域と機外領域とを両メカニカルシール間に形成される中間領域を介してシールするように構成された原子力プラント用タンデムダブルシールであって、
各メカニカルシールが、回転軸に固定された回転環とその機外領域側に配してシールケースに保持された静止環との間に、遊動環を回転環及び静止環に接触した状態で挟圧保持させて、回転環と遊動環との相対回転摺接作用によりシール機能を発揮するように構成された遊動環型メカニカルシールであり、
各メカニカルシールの遊動環に、回転環との相対回転摺接部分より外周側に配して、軸線方向に当該遊動環を貫通する冷却孔を形成し、
各メカニカルシールの静止環を、一端部が遊動環に接触する厚肉円環状の本体部とその他端部の内周縁部から軸線方向に延びる薄肉円筒状の保持部とからなる断面Ｌ字状の円筒体に構成して、シールケースの内周部にこれと保持部との間にＯリングを介在させた状態で軸線方向移動可能に嵌合保持させると共に、当該静止環を遊動環の構成材とヤング率及び／又は熱膨張係数が近似する金属材で構成し、
機内領域における機内側メカニカルシールの周辺にフラッシング流体の注入領域を形成し、シールケースに、当該注入領域の流体を機内側メカニカルシールの静止環の周辺領域から前記中間領域における機外側メカニカルシールの回転環の周辺領域へと導く流入路を形成してあり、
各メカニカルシールの遊動環がカーボン製のものであり、各メカニカルシールの静止環がチタン製又はチタン合金製であることを特徴する原子力プラント用タンデムダブルシール。
【請求項２】
シールケースに、前記中間領域の流体を機外側メカニカルシールの静止環の周辺領域からシールケース外に導く流出路が形成してあることを特徴とする、請求項１に記載する原子力プラント用タンデムダブルシール。
【請求項３】
前記流入路及び流出路が、夫々、当該流入路又は流出路を流動する流体を減圧させる減圧通路を有するものであることを特徴とする、請求項２に記載する原子力プラント用タンデムダブルシール。
【請求項４】
前記流入路の減圧通路及び前記流出路の減圧通路が、夫々、シールケースの周方向に並列する複数の機内側円柱空間と、当該機内側円柱空間より機外側に位置してシールケースの周方向に並列する複数の機外側円柱空間と、これらの機内側円柱空間と機外側円柱空間とを一連の通路をなすように接続する複数のオリフィス孔とで構成されていることを特徴とする、請求項３に記載する原子力プラント用タンデムダブルシール。
【請求項５】
前記機内側円柱空間及び機外側円柱空間が、シールケースの全周に亘って同一ピッチＰで形成されると共に、シールケースの周方向において機内側円柱空間と機外側円柱空間とが半ピッチＰ／２齟齬しており、シールケースの周方向における半分部分の一方に形成された機内側円柱空間及び機外側円柱空間とこれらの円柱空間間を接続するオリフィス孔とで前記流入路の減圧通路が構成され、当該半分部分の他方に形成された機内側円柱空間及び機外側円柱空間とこれらの円柱空間間を接続するオリフィス孔とで前記流出入路の減圧通路が構成されていることを特徴とする、請求項４に記載する原子力プラント用タンデムシール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明は、筒状のシールケースとこれを洞貫する回転軸との間に機内側メカニカルシールと機外側メカニカルシールとを縦列状にタンデム配置して、機内領域と機外領域とを両メカニカルシール間に形成される中間領域を介してシールするように構成された原子力プラント用タンデムダブルシールにおいて、上記の目的を達成すべく、特に、各メカニカルシールが、回転軸に固定された回転環とその機外領域側に配してシールケースに保持された静止環との間に、遊動環を回転環及び静止環に接触した状態で挟圧保持させて、回転環と遊動環との相対回転摺接作用によりシール機能を発揮するように構成された遊動環型メカニカルシールであり、各メカニカルシールの遊動環に、回転環との相対回転摺接部分より外周側に配して、軸線方向に当該遊動環を貫通する冷却孔を形成し、各メカニカルシールの静止環を、一端部が遊動環に接触する厚肉円環状の本体部とその他端部の内周縁部から軸線方向に延びる薄肉円筒状の保持部とからなる断面Ｌ字状の円筒体に構成して、シールケースの内周部にこれと保持部との間にＯリングを介在させた状態で軸線方向移動可能に嵌合保持させると共に、当該静止環を遊動環の構成材とヤング率及び／又は熱膨張係数が近似する金属材で構成し、機内領域における機内側メカニカルシールの周辺にフラッシング流体の注入領域を形成し、シールケースに、当該注入領域の流体を機内側メカニカルシールの静止環の周辺領域から前記中間領域における機外側メカニカルシールの回転環の周辺領域へと導く流入路を形成してあり、各メカニカルシールの遊動環がカーボン製のものであり、各メカニカルシールの静止環がチタン製又はチタン合金製であることを特徴とする原子力プラント用タンデムダブルシールを提案するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
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