(57)【要約】【目的】特殊な形状や材質のＯリングを使用することなく、また洗浄液の注入装置を必要とすることなく、スラリー流体の性状等の使用条件に拘わらず、Ｏリング装填空間へのスラリー侵入を効果的に阻止し得て良好なメカニカルシール機能を発揮しうるスラリー流体用メカニカルシールを提供する。【構成】シールケース２とこれに二次シール用Ｏリング７を介して保持された可動密封環３との対向周面間には、二次シール用Ｏリング７の装填空間１１へのスラリー流体侵入を阻止するためのスラリー流体侵入防止用Ｏリング８が装填されている。このスラリー流体侵入防止用Ｏリング８は、その断面において可動密封環３の軸線方向と平行に延びる環状の切溝８１を形成することによって当該切溝８１を形成しない場合に比して前記軸線方向への変形力を増大させるように構成されている。【選択図】図１
2007138965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸及びシールケースの一方に二次シール用Ｏリングを介して軸線方向移動可能に保持された可動密封環とその他方に固定された固定密封環との相対回転部分でスラリー流体領域と非スラリー流体領域とを遮蔽シールするように構成されたスラリー流体用メカニカルシールにおいて、可動密封環とこれを保持する回転軸又はシールケースとの対向周面間に、二次シール用Ｏリングのスラリー流体領域側に配して、スラリー流体侵入防止用Ｏリングを挟圧状態で装填することにより、二次シール用Ｏリングの装填空間へのスラリー流体侵入を阻止するように構成してあり、スラリー流体侵入防止用Ｏリングが、その断面において可動密封環の軸線方向と平行に延びる環状の切溝を形成することによって当該切溝を形成しない場合に比して前記軸線方向への変形力を増大させるように構成されたものであることを特徴とするスラリー流体用メカニカルシール。
【請求項２】
スラリー流体侵入防止用Ｏリングが、切溝が形成されていない状態におけるシェア硬さが７０〜９０°であるものであることを特徴とする、請求項１に記載するスラリー流体用メカニカルシール。
【請求項３】
スラリー流体侵入防止用Ｏリングが、当該Ｏリングの径方向にこれと同心をなして並列する複数の切溝を形成したものであることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載するスラリー流体用メカニカルシール。
【請求項４】
前記切溝が、非スラリー流体領域側のＯリング周面に開口しスラリー流体領域側のＯリング周面に開口しないものであることを特徴とする、請求項１、請求項２又は請求項３に記載するスラリー流体用メカニカルシール。
【請求項５】
切溝内に潤滑剤が塗布されていることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載するスラリー流体用メカニカルシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形成分，凝固成分等のスラリー成分を含む液体又は気体である各種スラリー流体（例えば、粉体，薬液，汚泥水，ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）用研磨液，粉塵ガス，液状食品等）を扱うポンプ等の回転機器に使用されるスラリー流体用メカニカルシールに関するものであり、より具体的には、回転軸及びシールケースの一方に二次シール用Ｏリングを介して軸線方向移動可能に保持された可動密封環とその他方に固定された固定密封環との相対回転部分でスラリー流体領域と非スラリー流体領域とを遮蔽シールするように構成スラリー流体用メカニカルシールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のスラリー流体用メカニカルシールとしては、シールケースに可動密封環を軸線方向移動可能に保持すると共に、この可動密封環を、これとスプリングリテーナとの間に介装したスプリングにより、回転軸に固定した固定密封環に押圧接触させて、両密封環の対向端面である密封端面の相対回転摺接作用により、スラリー流体領域と非スラリー流体領域（機外領域）である大気領域とを遮蔽シールするように構成された端面接触形のものが周知である。
【０００３】
ところで、かかるメカニカルシールにあっては、シールケースとこれに保持された可動密封環との対向周面間に二次シール用Ｏリングを装填して、当該対向周面間をその軸線方向における相対変位（可動密封環の軸線方向移動）を許容する状態で二次シールするようにしている。
【０００４】
しかし、この二次シール用Ｏリングの装填空間（シールケースと可動密封環との対向周面間に形成された空間であり、以下「Ｏリング装填空間」という）には、これがスラリー流体領域に開口されていることから、その開口部からスラリー流体が侵入して、長期使用のうちには、スラリー成分（例えば、粉体，薬液，汚泥水，ＣＭＰ用研磨液，粉塵ガス等のスラリー流体に含まれる固形成分，凝固成分）が堆積，固着する虞れがある。
【０００５】
而して、当該空間にスラリー成分が堆積，固着すると、可動密封環のＯリングを介してのシールケースに対する相対運動（軸線方向移動）が阻害されて、可動密封環の軸線方向移動が円滑に行なわれず（作動不良）、可動密封環の追従性が低下して、密封端面の接触面圧が不適正となり、メカニカルシール機能が低下することになる。
【０００６】
そこで、従来にあっては、ＯリングをＯリング装填空間に応じた断面形状のものとして、ＯリングがＯリング装填空間にそのスラリー流体領域側の開口部を含めて密に充填されるようになすことによって、当該空間へのスラリー流体の侵入を阻止するように工夫しておくことが提案されている（例えば、特許文献１の図１を参照）。
【０００７】
しかし、このようなＯリングは極めて特殊な形状をなすものであるから、市販のＯリング（断面が円形状又はこれに近い楕円形状，多角形状をなす）かちに比して極めて高価なものであり、メカニカルシールの製作経済上、問題である。けだし、当該Ｏリングは、シールケースと可動密封環との間を二次シールする補助的部材にすぎず、メカニカルシール機能に直結する主要部材でないことから、このような補助的部材であるＯリングが高価であることは、メカニカルシールの製作経済上、当然に好ましいことではない。
【０００８】
さらに、このような特殊形状のＯリングを使用した場合、当該Ｏリングと可動密封環との間が相対運動する以上、この間にスラリー成分が侵入，凝固，堆積することを完全に防止することは不可能であり、上記した問題を解決するものではなかった。しかも、可動密封環の円滑且つ良好な追従性は、一般に、当該密封環とシールケースとの間に装填されたＯリングがＯリング装填空間内で転がることにより、確保されるものであるから、上記したようにＯリング装填空間に密に装填された特殊形状のＯリングを使用した場合、市販のＯリングを使用した場合と異なって、転がるようなことがない。したがって、Ｏリングと可動密封環との接触圧が高い場合には、摩擦力が高くなり、当該密封環の追従性が損なわれることになり、逆に、摩擦力を小さくして当該密封環の追従性を確保するために、接触圧を低くすると（圧縮代を小さく）すると、二次シール機能が不十分となり、何れにしても良好なメカニカルシール機能が発揮されない。
【０００９】
また、Ｏリング装填空間に清浄な洗浄液を注入することにより、Ｏリング装填空間におけるスラリー流体の堆積を防止（洗浄）することも提案されている（例えば、特許文献２を参照）が、かかる場合には洗浄液の注入装置が必要となり、メカニカルシール構造が複雑化，大型化すると共にランニングコストの面でも問題がある。
【００１０】
そこで、本発明者は、先に、シールケースと可動密封環との対向周面間を市販のＯリング（以下「二次シール用Ｏリング」という）で二次シールすると共に、そのＯリング装填空間におけるスラリー流体側の開口部に、ショア硬度が３〜３０°のシリコンゴム等の軟質ゴム製のＯリング（市販のＯリングのショア硬度は７０〜９０°）をスラリー流体侵入防止用Ｏリングとして装填しておくことを提案した。このようにＯリング装填空間におけるスラリー流体領域側の開口部に軟質ゴム製のスラリー流体侵入防止用Ｏリングを装填させておけば、洗浄液の注入装置を必要とすることなく、Ｏリング装填空間へのスラリー流体浸入を確実に阻止することができる。また、軟質ゴム製のＯリングは高変形性Ｏリングであるから、スラリー流体侵入防止用Ｏリングが可動密封環の軸線方向移動やこれに伴う二次シール用Ｏリングの運動（転がり等）を妨げることもない。
【特許文献１】特開２００３−１４１３６公報（図１）
【特許文献２】実開昭６４−５７４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、このような軟質のスラリー流体侵入防止用Ｏリングは、前記した特殊形状の二次シール用Ｏリングと同様に、市販のＯリングに比して高価なものであって、メカニカルシールの製作経済上、問題がある。しかも、軟質ゴム製のスラリー流体侵入防止用Ｏリングは、その材質上、スラリー流体の性状によっては適用することができず、耐その用途ないし使用条件が大幅に制限される。例えば、軟質ゴムは耐食性に優れるものではないから、軟質ゴム製のＯリングはスラリー流体が腐食性を有するものである場合には使用することができない。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、特殊な形状や材質のＯリングを使用することなく、また洗浄液の注入装置を必要とすることなく、スラリー流体の性状等の使用条件に拘わらず、Ｏリング装填空間へのスラリー侵入を効果的に阻止し得て良好なメカニカルシール機能を発揮しうるスラリー流体用メカニカ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】
【００１３】
本発明は、回転軸及びシールケースの一方に二次シール用Ｏリングを介して軸線方向移動可能に保持された可動密封環とその他方に固定された固定密封環との相対回転部分でスラリー流体領域と非スラリー流体領域とを遮蔽シールするように構成されたスラリー流体用メカニカルシールにおいて、上記の目的を達成すべく、特に、可動密封環とこれを保持する回転軸又はシールケースとの対向周面間に、二次シール用Ｏリングのスラリー流体領域側に配して、スラリー流体侵入防止用Ｏリングを挟圧状態で装填することにより、二次シール用Ｏリングの装填空間へのスラリー流体侵入を阻止するように構成し、スラリー流体侵入防止用Ｏリングを、その断面において可動密封環の軸線方向と平行に延びる環状の切溝を形成することによって当該切溝を形成しない場合に比して前記軸線方向への変形力を増大させるように構成しておくことを提案するものである。なお、二次シール用Ｏリングとしては、特許文献１の図１に示す如き特殊形状のものを使用せず、市販の一般的なＯリング（シェア硬度７０〜９０°）が使用される。
【００１４】
好ましい実施の形態にあっては、スラリー流体侵入防止用Ｏリングとして、切溝が形成されていない状態におけるシェア硬度が７０〜９０°であるものが使用される。すなわち、スラリー流体侵入防止用Ｏリングを、スラリー流体の性状等に適した材質の市販Ｏリング（シェア硬度：７０〜９０°）に切溝を形成することによって構成しておくのである。切溝の形成数は使用条件に応じて任意に設定することができ、複数の切溝を形成しておくことができる。複数の切溝を形成する場合、それらの切溝はスラリー流体侵入防止用Ｏリングの径方向にこれと同心をなして並列するように配置，形成される。切溝は、一般に、非スラリー流体領域側のＯリング周面に開口しスラリー流体領域側のＯリング周面に開口しないものとされる。また、可動密封環の軸線方向におけるスラリー流体防止用Ｏリングの変形抵抗力をより低減させるためには（つまり当該軸線方向におけるＯリング変形能をより向上させるためには）、切溝内に潤滑剤を塗布しておくことが好ましい。また、挟圧されていない（圧縮変形されていない）自然状態におけるＯリング断面形状は、二次シール用Ｏリングについては円形であるが、スラリー流体侵入防止用Ｏリングについては、円形の他、楕円形，多角形等であってもよく、市販のＯリングを使用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のスラリー流体用メカニカルシールにあっては、二次シール用Ｏリングの装填空間におけるスラリー流体領域側の開口部をスラリー流体侵入防止用Ｏリングで閉塞しており、しかもスラリー流体侵入防止用Ｏリングが可動密封環の軸線方向における変形抵抗力の低いものであるから、スラリー成分の凝固，堆積やスラリー流体侵入防止用Ｏリングの存在により二次シール用Ｏリングの相対運動が妨げられることがない。したがって、可動密封環の追従性が損なわれることなく、スラリー流体を良好にシールすることができる。
【００１６】
しかも、スラリー流体侵入防止用Ｏリングは、これに切溝を形成することによって前記変形抵抗力の低減を図ったものであるから、当該Ｏリングとして二次シール用Ｏリングと同様に市販のものを使用することができ、スラリー流体の性状に適した材質のものを適宜に選定することができる。例えば、スラリー流体が腐食性や薬品性を有するものである場合には、弗素ゴム等の耐蝕性や耐薬品性に富む材質のＯリングを使用することができ、使用条件に応じた材質のＯリングを任意に使用することができる。したがって、軟質ゴム製のＯリングを使用する場合のように、Ｏリング材質が限定され、それによって適用できる使用条件（スラリー流体の性状等）が制限されることがない。
【００１７】
また、二次シール用Ｏリングは勿論、スラリー流体侵入防止用Ｏリングとして特殊な形状や材質のＯリングでなく市販のものを使用することができるから、特殊な形状や材質のＯリングやこれに類するものを使用する場合に比して、Ｏリングコストを低減することができる。しかも、スラリー流体防止用Ｏリングは、市販のＯリングをこれに切溝を形成するといった極めて簡単な加工を施すことによって改質（変形抵抗力の低減）することができるものであるから、Ｏリングコストを含むメカニカルシール製作コストの大幅な低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明のスラリー流体用メカニカルシールの実施の形態を示す縦断側面図であり、図２は図１の要部を拡大して示す詳細図であり、図３は図１のＩＩＩ  −ＩＩＩ  線に沿う要部の縦断正面図であり、図４は図１の要部（スラリー流体侵入防止用Ｏリング）を取り出して示す縦断側面図である。
【００１９】
図１に示すスラリー流体用メカニカルシールは、スラリー流体（固形成分，凝固成分等のスラリー成分を含む液体又は気体であり、例えば、粉体，薬液，汚泥水，ＣＭＰ用研磨液，粉塵ガス，液状食品等）を扱う回転機器（スラリーポンプ等）の軸封部ケーシング（ポンプハウジング等）１に取り付けられたシールケース（シールフランジ）２と、このシールケース２に軸線方向（前後方向）に移動可能に嵌合保持された可動密封環３と、シールケース２を洞貫する回転軸（ポンプ軸等）５に固定された固定密封環４と、可動密封環３を固定密封環４へと押圧附勢するスプリング６と、シールケース２と可動密封環３と対向周面間に装填された二次シール用Ｏリング７及びスラリー流体侵入防止用Ｏリング８とを具備して、両密封環３，４の対向端面たる密封端面３１，４１の相対回転摺接作用により、機内領域であるスラリー流体領域Ａと機外領域である大気領域（非スラリー流体領域）Ｂとを遮蔽シールするように構成された端面接触形のものであって、静止側密封要素と回転側密封要素とを適当数のセットプレート９により一体連結させた状態で軸封部ケーシング１及び回転軸５への着脱を行いうるように工夫されたカートリッジ形のものである。
【００２０】
静止側密封要素は、図１に示す如く、シールケース２と可動密封環３とスプリング６と二次シール用Ｏリング７とスラリー流体侵入防止用Ｏリング８とドライブピン１０とを具備する。また、回転軸側密封要素は、図１に示す如く、固定密封環４とスリーブ１２とストッパーリング１３とを具備する。
【００２１】
シールケース２は、図１に示す如く、環状板状のフランジ部２１とその径方向中間部から後方へ突出する筒状の保持部２２とからなる円筒構造体であり、保持部２２を軸封部ケーシング１の内周部に嵌合させた状態でフランジ部２１を軸封部ケーシング１の後端部に適当数のボルト２４により取り付けることにより、軸封部ケーシング１に取り付けられている。
【００２２】
可動密封環３は、図１に示す如く、二次シール用Ｏリング７を介してシールケース２の保持部２２に軸線方向（前後方向）に移動可能に内嵌保持されており、シールケース２のフランジ部２１に設けたドライブピン１０により所定範囲での軸線方向移動を許容する状態でシールケース２に対する相対回転を阻止されている。
【００２３】
スプリング６は、図１に示す如く、シールケース２のフランジ部２１と可動密封環３との間に介装されていて、可動密封環３を後述する固定密封環４へと押圧附勢するものである。
【００２４】
二次シール用Ｏリング７は、図１に示す如く、シールケース２と可動密封環３との対向周面間（シールケース２の保持部２２の内周面２３と可動密封環３の外周面３２との間）に挟圧状態で装填されており、可動密封環３の軸線方向移動を許容しつつ当該対向周面２３，３２間を二次シールするものである。Ｏリング７は、挟圧（圧縮変形）されない自然状態における断面形状が円形をなすものであり、非圧縮性弾性材（例えば、天然ゴム，合成ゴム，フッ素ゴム等）で構成された市販のもの（シェア硬度７０〜９０°）であり、その構成材は使用条件（スラリー流体の性状等）に応じて適宜に選定される。例えば、スラリー流体が腐蝕性流体や液状食品である場合には、耐食性，耐薬品性に優れたフッ素ゴムで構成されたものが選択される。保持部２２の内周面２３には、図２に示す如く、二次シール用Ｏリング７の外周面が圧接する円柱状の二次シール面２３ａとその非スラリー流体領域側端（前端）から突出する円環状の係止面２３ｂと二次シール面２３ａのスラリー流体領域側端（後端）から連なってスラリー流体領域方向（後方）へと漸次拡径するテーパ面２３ｃとそのスラリー流体領域側端（後端）から連なって保持部２２の端部（後端部）に至る円柱状のＯリング保持面２３ｄとが形成されており、二次シール用Ｏリング７は、非スラリー流体領域方向への飛出しを係止面２３ｂにより規制される状態で、二次シール面２３ａと可動密封環３の外周面３２との間に装填されている。
【００２５】
スラリー流体侵入防止用Ｏリング８は、図１に示す如く、シールケース２と可動密封環３との対向周面２３，３２間に、二次シール用Ｏリング７のスラリー流体領域側（後側）に配して、挟圧状態で装填されている。すなわち、スラリー流体侵入防止用Ｏリング８は、図２に示す如く、シールケース２の保持部２２の内周面２３の後端部分であるテーパ面２３ｃ及び保持面２３ｄと可動密封環３の外周面３２との間に装填されていて、二次シール用Ｏリング７の装填空間（Ｏリング装填空間）１１へのスラリー流体の侵入を防止するものである。
【００２６】
スラリー流体侵入防止用Ｏリング８は、挟圧（圧縮変形）されない自然状態における断面形状が二次シール用Ｏリング７より大径の円形をなすものであり、二次シール用Ｏリング７と同様に、非圧縮性弾性材（例えば、天然ゴム，合成ゴム，フッ素ゴム等）で構成された市販のもの（シェア硬度７０〜９０°）であって、その構成材は使用条件（スラリー流体の性状等）に応じて適宜に選定される。この例では、断面径が異なる点を除いて、二次シール用Ｏリング７と同質のＯリングが使用されている。
【００２７】
而して、スラリー流体侵入防止用Ｏリング８は、市販Ｏリングに次のような簡単な加工（切溝加工）を施すことによって、可動密封環３の軸線方向（前後方向）への変形抵抗力を低減させたものであり、当該軸線方向における弾性変形を容易に行ないうるよう構成されている。
【００２８】
すなわち、スラリー流体侵入防止用Ｏリング８には、図１〜図４に示す如く、その断面において可動密封環３の軸線方向と平行に延びる環状の切溝であって、当該Ｏリング８と同心をなして並列する複数の切溝８１が形成されている。切溝８１の形成数Ｎは、必要とされる変形抵抗力の低減程度（可動密封環３の軸線方向（前後方向）への変形抵抗力の低減程度），当該Ｏリング８の断面径，スラリー流体領域Ａの圧力ないし両領域Ａ，Ｂの差圧等の使用条件に応じて適宜に設定されるが、この例では、図１〜図４に示す如く、Ｎ＝２としてある。各切溝８１は、非スラリー流体領域側のＯリング周面部分（Ｏリング８の前面）８２に開口されており、スラリー流体側のＯリング周面部分（Ｏリング８の後面）８３には開口されていない。Ｏリング断面における切溝８１，８１の長さＬは同一であり、両切溝８１，８１のＯリング断面における形成位置は、図４に示す如く、切溝８１，８１によって当該Ｏリング８が略三等分されるように、つまり切溝８１，８１によって分割された３つの部分８４…の厚みＨ１，Ｈ２が同一又は略同一となるように設定されている。また切溝深さは、切溝終端からＯリング周面までの距離ＬがＯリング断面の半径Ｄ／２より小さくなるように設定されている。
【００２９】
このような切溝８１，８１を形成されたスラリー流体侵入防止用Ｏリング８は、可動密封環３の軸線方向に直交する方向つまりシールケースと可動密封環３とによる挟圧方向においては、当該切溝８１を形成しない状態（以下「切溝形成前状態」という）と同一の変形抵抗力（弾性力）を維持するが、当該軸線方向に平行する方向においては、切溝８１，８１によって分割された３つの部分８４が相互に変形することにより切溝形成前状態より変形抵抗力が大幅に低減される（二次シール用Ｏリング７より大幅に低減される）。つまり、スラリー流体侵入防止用Ｏリング８として、二次シール用Ｏリング７と同様に市販の一般的なＯリング（シェア硬度：７０〜９０°）を使用しているに拘わらず、当該軸線方向に平行する方向における弾性力を、切溝８１を形成しておくことにより軟質ゴムで構成された軟質Ｏリング（例えば、シリコンゴム、フッ素ゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム等で構成された、ショア硬度３〜３０°の軟質Ｏリング）と同等とすることができるのである。このような変形抵抗力の低減をより効果的に図るためには、つまり３つの分割部分８４相互の変形をより容易ならしめるためには、切溝８１内に適宜の潤滑剤が塗布しておくことが好ましい。つまり、分割部分８４，８４の接触面に潤滑剤を塗布して、その接触面における滑りを促進させるようにすることによって、上記変形抵抗力の更なる低減を図ることができるのである。
【００３０】
回転側密封要素は、図１に示す如く、回転軸５に挿通されたスリーブ１２と、スリーブ１２に固定保持された回転密封環４と、スリーブ１２を回転軸５に固定するためのストッパーリング１３及び第１及び第２セットスクリュー１４，１５とを具備する。
【００３１】
固定密封環４は、図１に示す如く、スリーブ１２の後端部に形成した筒状保持部１６に、Ｏリング１７及びドライブピン１８を介して嵌合固定されている。固定密封環４には、可動密封環３がスプリング６により押圧接触されている。両密封環３，４の対向端面たる接触面は、軸線に直交する環状平滑面をなす密封端面３１，４１に形成されている。
【００３２】
スリーブ１２は、図１に示す如く、非スラリー流体領域側の端部（前端部）をシールケース２から前方へ突出させた状態で、ストッパーリング１３及びセットスクリュー１４，１５により回転軸５に挿通固定されている。すなわち、ストッパーリング１３は第１セットスクリュー１４によりスリーブ１２の前端部に嵌合固着されており、ストッパーリング１３に螺合させた第２スクリュー１５をスリーブ１２に形成したセット穴１９を通して介して回転軸５に締め付けることにより、スリーブ１２が回転軸５に固定される。
【００３３】
而して、シールケース２のフランジ部２１に取り付けた適当数のセットプレート９をスリーブ１２に形成した環状凹部２０に係合させることにより、静止側密封要素と回転側密封要素とを、使用形態と同一形態をなすカートリッジ構造に組み立てることができる。そして、このように組み立てられた形態で、スリーブ１２を回転軸５に挿通させた上、シールケース２のフランジ部２を軸封部ケーシング１に取り付けると共に第２セットスクリュー１５によりスリーブ１２を回転軸５に固定することにより、図１に示す如く、当該スラリー流体用メカニカルシールの軸封部ケーシング１及び回転軸５への組み込みが完了する。そして、セットプレート９をフランジ部２１から取り外すことによって、当該メカニカルシールの適正な運転を行なうことができる。また、メンテナンス時においては、セットプレート９により静止側密封要素と回転側密封要素とを一体連結した上、第２セットスクリュー１５によるスリーブ１２の回転軸５への固定を解除すると共にシールケース２を軸封部ケーシング１から取り外すことにより、当該メカニカルシールを組み立て状態のまま軸封部ケーシング１及び回転軸５から取り外すことができる。
【００３４】
以上のように構成されたカートリッジ型のスラリー流体用メカニカルシールにあっては、Ｏリング装填空間１１におけるスラリー流体領域Ａへの開口部がスラリー流体侵入防止用Ｏリング８によって閉塞されているから、スラリー流体がＯリング装填空間１１に侵入することがない。したがって、二次シール用Ｏリング７の装填空間１１にスラリー成分が堆積，固着して、当該Ｏリング７を介しての可動密封環３の軸線方向移動（追従性）が妨げられることがなく、当該Ｏリング７による二次シール機能も適正に発揮される。また、スラリー侵入防止用Ｏリング８は、シェア硬度の高い市販のＯリング（シェア硬度７０〜９０°）を使用しているにも拘わらず、切溝８１，８１によって可動密封環３の移動方向（軸線方向）における変形抵抗力が低減されていることから、シールケース２と可動密封環３との間に挟圧状態で装填された当該Ｏリング８が可動密封環３の軸線方向移動を何ら妨げることがない。また、可動密封環３の移動方向においてはスラリー侵入防止用Ｏリング８は二次シール用Ｏリング７より軟質（変形抵抗力が小さい）から、仮に、スラリー流体領域Ａの圧力によってスラリー侵入防止用Ｏリング８が二次シール用Ｏリング７に押圧接触するような状態となったとしても、当該軸線方向における二次シール用Ｏリング７の運動がスラリー侵入防止用Ｏリング８によって妨げられることない。つまり、二次シール用Ｏリング７が可動密封環３の軸線方向移動を妨げるような状態となることがない。なお、このようなスラリー流体侵入防止用Ｏリング８の当該軸線方向における変形抵抗力の低減は、主として、切溝８１，８１により分割された部分８４，８４の接触面における滑り作用によるものであるから、前述した如く、当該接触面に潤滑剤を塗布しておくことにより、当該変形抵抗力の低減をより効果的に図ることができる。
【００３５】
また、スラリー流体侵入防止用Ｏリング８は、可動密封環３の追従運動や二次シール用Ｏリングの二次シール機能を何ら妨げることなく、Ｏリング装填空間１１へのスラリー流体侵入を効果的に防止するものであるが、市販のＯリングに簡単な加工（切溝８１の形成）を施したにすぎないものであるから、当該Ｏリング８を設けておくことによる経済的負担は極めて小さい。したがって、特殊形状の二次シール用Ｏリングを使用する場合（特許文献１参照）や特殊な軟質材製のスラリー流体侵入防止用Ｏリングを設けておく場合に比して、当該メカニカルシールの製作コストを大幅に低減させることができる。また、Ｏリング装填空間に洗浄液を注入させるようにする場合（特許文献２参照）のような格別の装置（洗浄液注入装置）を必要としないから、当該メカニカルシールの製作コストが低減されることは勿論、当該メカニカルシールの構成も大幅に簡略化することができる。
【００３６】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものでなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲で適宜に改良，変更することができる。例えば、スラリー流体侵入防止用Ｏリング８は市販の一般的なＯリングに切溝８１を形成して得ることができるものであるが、その構成材たる市販のＯリングとしては、断面形状が円形であるものの他、楕円形，多角形等のものを任意に選択することができる。また、スラリー流体侵入防止用Ｏリング８における切溝８１の形成数Ｎは、それが増加する程、当該Ｏリング８の軟質度（可動密封環３の軸線方向における変形抵抗力の低減度）は大きくなる。したがって、上記した如くＮ＝２とする他、スラリー流体領域Ａの圧力等の使用条件に応じて、図５に示す如くＮ＝１としたり、図６に示す如くＮ＝３としたり、更にはＮ≧４とすることができる。また、Ｎ≧３とする場合、例えば図６に示す如く、当該Ｏリング８の分割部分８４…の厚みＨ１，Ｈ２は同一又は略同一としておくのが好ましく、切溝８１…の切り込み深さは、その切溝終端からＯリング周面まで距離Ｌ１，Ｌ２が同一又は略同一となるように設定しておくことが好ましい。また、当該距離Ｌ１，Ｌ２はＯリング断面の半径Ｄ／２より小さくなるように設定しておくことが好ましい。また、Ｎ≧２とする場合においては、スラリー流体の性状等の使用条件にもよるが、図７に示す如く、切溝８１…の切り込み方向を逆にするようにしてもよい。
【００３７】
また、本発明は、上記した実施の形態とは逆に、可動密封環３を回転軸５に設け、固定密封環４をシールケース２に設けるようにしたスラリー流体用メカニカルシールにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るスラリー流体用メカニカルシールの一例を示す縦断側面図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す詳細図である。
【図３】図１のＩＩＩ  −ＩＩＩ  線に沿う要部の縦断正面図である。
【図４】図２の要部（スラリー流体侵入防止用Ｏリング）を取り出して示す拡大図である。
【図５】スラリー流体侵入防止用Ｏリングの変形例を示す図４相当図である。
【図６】スラリー流体侵入防止用Ｏリングの他の変形例を示す図４相当図である。
【図７】スラリー流体侵入防止用Ｏリングの更に他の変形例を示す図４相当図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    軸封部ケーシング
２    シールケース
３    可動密封環
４    固定密封環
５    回転軸
６    スプリング
７    二次シール用Ｏリング
８    スラリー流体侵入防止用Ｏリング
２３  シールケースの内周面
３１  密封端面
４１  密封端面
８１  切溝
８２  非スラリー流体領域側のＯリング周面
８３  スラリー流体領域側のＯリング周面
８４  分割部分
Ａ    スラリー流体領域
Ｂ    非スラリー流体領域
【図１】
2007138965.tif 000003
【図２】
2007138965.tif 000004
【図３】
2007138965.tif 000005
【図４】
2007138965.tif 000006
【図５】
2007138965.tif 000007
【図６】
2007138965.tif 000008
【図７】
2007138965.tif 000009