(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
竪型に配置される相対回転部品とハウジングとの間に設けられて前記相対回転部品を回転可能に保持する軸受に被密封流体の浸入を防止したドレン排除装置付メカニカルシール装置であって、
前記ハウジングに設けられて作動用被密封流体が流れる流入通路と前記相対回転部品に設けられた第１流体通路とを連通させる第２流体通路を有するとともに両側面に第１シール面と第２シール面とを有する前記相対回転部品に嵌着した回転用密封環と、
前記第１シール面と密接する第１相対シール面を有して前記流入通路と前記第２流体通路とを連通させる流路の一方面を形成する前記ハウジングに保持された第１静止用密封環と、
前記第２シール面と密接する第２相対シール面を有して前記流入通路と前記第２流体通路とを連通させる流路の他方面を形成する前記ハウジングに保持された第２静止用密封環と、
前記第１シール面と前記第１相対シール面との相対摺動面の内周側供給通路と前記第２シール面と前記第２相対シール面との相対摺動面の内周側供給通路とに連通して冷却用被密封流体を供給する供給通路と、
前記ハウジングと前記相対回転部品との間に配置されて冷却用被密封流体が前記軸受側の外部に漏洩するのをシールするシール部と、
前記シール部と前記軸受との間の前記相対回転部品に密封に嵌着して円盤状に形成されたゴム状弾性材製又は可撓手段を有する弾性材製の回転シール板と、
前記回転シール板の外周部と対向して開口する環状溝に形成するとともに、前記シール部から漏洩した流体が前記回転シール板を介して排出されるドレン通路を有する空室と、を具備することを特徴とするドレン排除装置付メカニカルシール装置。
【請求項２】
前記供給通路が前記第２静止用密封環の内周側供給通路に冷却用被密封流体を供給する第２供給通路と前記第１静止用密封環の内周側供給通路に冷却用被密封流体を供給する第１供給通路とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のドレン排除装置付メカニカルシール装置。
【請求項３】
前記第２供給通路が前記相対回転部品を構成する回転軸とスリーブとの間に設けた環状溝と連通し、且つ前記スリーブの前記第２シール面と前記第２相対シール面とに対向する側の位置に設けた前記環状溝と連通する貫通孔から前記内周側供給通路へ前記冷却用被密封流体を供給することを特徴とする請求項１に記載のドレン排除装置付メカニカルシール装置。
【請求項４】
前記回転シール板はほぼ同一厚さの円板状を成しているとともに、前記空室は断面が方形状溝に形成され、且つ前記回転シール板の外周部が前記空室内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のドレン排除装置付メカニカルシール装置。
【請求項５】
前記回転シール板が外周部に複数のスリットを有することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載のドレン排除装置付メカニカルシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、攪拌機、ロータリージョイント等に用いられるドレン排除装置付メカニカルシール装置に関する。特に、シール部から漏洩する流体が軸受けに浸入するのを防止する回転シール板を設けたドレン排除装置付メカニカルシール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の先行技術に関し、ロータリージョイントＡに取付けたメカニカルシールが存在する。図５はこのロータリージョイント１００の断面図である。
【０００３】
図５に於いて、ロータリージョイント１００は、内周面を設けたボディ１０１に配置されており、そのボディ１０１の内周面内に両端側が軸受１１６、１１６に回転可能に保持されたロータ１０２が設けられている。又、ボディ１０１には、多数の流体供給用通路１０３が設けられている。更に、ロータ１０２にも多数の流体用通路１０４が設けられている。そして、ボディ１０１とロータ１０２の間に軸方向へ複数のメカニカルシール１０５が配置され、その間に形成される各シール室１０６を介して流体供給用通路１０３と流体用通路１０４とが連通されている。
【０００４】
この各シール室１０６は、各メカニカルシール１０５により流体が外方へ流出しないように密封されている。このメカニカルシール１０５は、回転用密封環１１０と固定用密封環１１１との摺動シール面Ｓが密接してシールする。回転用密封環１１０は、回転軸１０２に止めねじ１１５により固定された保持部１１２によりスプリング１１３を介して弾発に支持されている。又、固定用密封環１１１は、ボディ１０１を構成する各分割ボディ１０１Ａの間で圧着されている。このために流体通路系の供給は、ボディ１０１の流体供給用通路１０３とロータ１０２の流体用通路１０４を密封に連通して供給しなければならなくなる。
更に、固定用密封環１１１は各分割ボディ１０１Ａによりボルト１１６を介して圧着されているので、固定用密封環１１１の摺動シール面Ｓの平面度に狂いが生じ、回転時に、固定用密封環１１１の摺動発熱による摩耗と損傷とにより、シール能力の低下を惹起している。
【０００５】
又、これらのシール室１０６内は、攪拌機や研磨機のロータリージョイント１００として用いられるときに、作動する被密封流体の処理装置のプログラムに従って、流体用通路１０４内は液体・気体・真空状態或いは高温状態となる。このため、メカニカルシール１０５の摺動シール面Ｓを冷却するとか、潤滑するとかしないと、回転用密封環１１０や固定用密封環１１１が摩耗・損傷することになる。しかし、このような構造では、回転用密封環１１０や固定用密封環１１１の冷却が設計的に困難であるため、摺動シール面Ｓの損傷を惹起する。このため被密封流体はメカニカルシール１０５から外部へ漏洩して滴下し、軸受等に浸入する。又、構造的に軸受を漏洩流体から遮断することも困難である。
【０００６】
そして、ロータリージョイント１００は撹拌機、又は研磨機などに用いられるために、竪型に取り付けられている。このため、被密封流体はメカニカルシール１０５から軸受１１６に浸入して軸受を腐食させ、ついには、ロータ１０２を回転不能にさせることになる。或いは、軸受１１６を急速に摩耗させることになるから、メカニカルシール１０５の摺動シール面Ｓも急速に損傷することになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来例のように、メカニカルシール１０５は、過酷な条件で使用されると、摺動シール面Ｓが摩耗して被密封流体を漏洩させることになる。又、回転軸１０２が高速回転する場合には摺動シール面Ｓが微少に開いて被密封流体が漏洩することになる。このため、長期間のうちにはメカニカルシール１０５の下方に配置されている軸受に漏洩した被密封流体が浸入して腐食させることになる。
【０００８】
軸受けの摺動面が腐食すると、ロータ１０２は微少な変動が生じるから、メカニカルシール１０５の摺動シール面Ｓを急速に摩耗、損傷させることになる。このため、多数のメカニカルシール１０５を配置するロータリージョイント１００に於いては、ロータリージョイント１００として機能しなくなる。
【０００９】
又、メカニカルシール１０５を冷却するために、軸受１１６とメカニカルシール１０５との間に冷却通路を設けなければならない。しかし、ボディ１０１と回転軸１０２との冷却通路が連結される周囲の摺動間隙をメカニカルシールでシールしたのでは、構造的に大きくなりすぎるのでパッキン等をロータとボディ１０１との間に配置してシールする。しかし、パッキンは、メカニカルシール１０５に比較して摩耗が早いので、摩耗した面間から微少ずつ漏洩した冷却水は軸受に浸入することになり、軸受１１６を腐食させ、摺動時に摺動面を摩耗させ、更には、ロータ１０２の回転を悪化させることになる。
【００１０】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、回転軸を回動自在に支持する軸受をシール部から漏洩した液体により腐食するのを防止することにある。
【００１１】
又、シール部を取付構造上、狭い場所でも取り付けられるようにして、軸受を液体から守ることにある。
更に、軸受をカバーしてシールする回転シール板を容易に取り付けられるようにすることにある。
更には、メカニカルシールを冷却する冷却水通路を軸受側に配設してメカニカルシールを効果的に冷却可能とし、且つ軸受を冷却水から遮断することにある。
そして、回転シール板の取り付け場所を小さくできるようにしてメカニカルシール全体の小型化を図ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した技術的課題を解決するために成されたものであって、その技術的手段は以下のように構成されている。
請求項１に係わる本発明のドレン排除装置付メカニカルシール装置は、竪型に配置される相対回転部品とハウジングとの間に設けられて前記相対回転部品を回転可能に保持する軸受に被密封流体の浸入を防止したドレン排除装置付メカニカルシール装置であって、前記ハウジングに設けられて作動用被密封流体が流れる流入通路と前記相対回転部品に設けられた第１流体通路とを連通させる第２流体通路を有するとともに両側面に第１シール面と第２シール面とを有する前記相対回転部品に嵌着した回転用密封環と、前記第１シール面と密接する第１相対シール面を有して前記流入通路と前記第２流体通路とを連通させる流路の一方面を形成する前記ハウジングに保持された第１静止用密封環と、前記第２シール面と密接する第２相対シール面を有して前記流入通路と前記第２流体通路とを連通させる流路の他方面を形成する前記ハウジングに保持された第２静止用密封環と、前記第１シール面と前記第１相対シール面との相対摺動面の内周側供給通路と前記第２シール面と前記第２相対シール面との相対摺動面の内周側供給通路とに連通して冷却用被密封流体を供給する供給通路と、前記ハウジングと前記相対回転部品との間に配置されて冷却用被密封流体が前記軸受側の外部に漏洩するのをシールするシール部と、前記シール部と前記軸受との間の前記相対回転部品に密封に嵌着して円盤状に形成されたゴム状弾性材製又は可撓手段を有する弾性材製の回転シール板と、前記回転シール板の外周部と対向して開口する環状溝に形成するとともに、前記シール部から漏洩した流体が前記回転シール板を介して排出されるドレン通路を有する空室と、を具備するものである。
【００１３】
この請求項１に係わる本発明のドレン排除装置付メカニカルシール装置では、回転用密封環の第１シール面に密接する第１相対シール面を設けた第１静止用密封環と、第２シール面に密接する第２相対シール面を設けた第２静止用密封環面との各シール面を摺動時に冷却用被密封流体によって冷却して各シール面の発熱に伴う摩耗を防止できる。同時に、相対する各シール面の内周側に介在する冷却用被密封流体によって作動用被密封流体が各シール面の内周側へ漏洩して浸入するのを防止するとともに、軸受側へ作動用被密封流体が漏洩するのを効果的に防止できる。さらに、冷却用被密封流体が摺動するシール部を冷却するとともに、洗浄してシール部のシール能力を発揮させ、且つ漏洩流体が軸受けに浸入するのを回転シール板により排除できる効果を奏する。
又、回転シール板と、回転シール板と対向する空室とは、回転シール板が円盤状であるために、軸受とシール部との間の取り付け場所を小型にすることが可能になる。その結果、ドレン排除装置付メカニカルシール装置全体を小型にすることが可能になる。
【００１４】
請求項２に係わる本発明のドレン排除装置付メカニカルシール装置は、前記供給通路が前記第２静止用密封環の内周側供給通路に冷却用被密封流体を供給する第２供給通路と前記第１静止用密封環の内周側供給通路に冷却用被密封流体を供給する第１供給通路とに構成されているものである。
【００１５】
この請求項２に係わる本発明のドレン排除装置付メカニカルシール装置では、第１供給通路と第２供給通路とから直接に冷却用被密封流体を各々の内周側供給通路側へ供給して第１静止用密封環と第２静止用密封環との全体が摺動時に発熱するのを防止する。同時に、冷却用被密封流体を相対摺動する第１シール面と第１相対シール面の内周側および第２シール面と第２相対シール面の内周側に流入した冷却用被密封流体によって、摺動時に各相対シール面を効果的に冷却する。
【００１６】
請求項３に係わる本発明のドレン排除装置付メカニカルシール装置は、前記第２供給通路が前記相対回転部品を構成する回転軸とスリーブとの間に設けた環状溝と連通し、且つ前記スリーブの前記第２シール面と前記第２相対シール面とに対向する側の位置に設けた前記環状溝と連通可能な貫通孔から前記内周側供給通路へ前記冷却用被密封流体を供給するものである。
【００１７】
この請求項３に係わる本発明のドレン排除装置付メカニカルシール装置では、回転軸とスリーブとの間に設けた環状溝と連通するスリーブに設けたに貫通孔から、第２シール面と第２相対シール面との摺動面間に冷却用被密封流体を噴射できるので、摺動するスリーブの外周面側は通らないようにできる。したがって、冷却用被密封流体の軸受け側外部への漏洩が効果的に防止できる。また、直接に冷却用被密封流体を第２シール面と第２相対シール面との摺動面間に貫通孔から噴射できるので、冷却効果が発揮される。
【００１８】
請求項４に係わる本発明のドレン排除装置付メカニカルシール装置は、前記回転シール板はほぼ同一厚さの円板状を成しているとともに、前記空室は断面が方形状溝に形成され、且つ前記回転シール板の外周部が前記空室内に配置されているものである。
【００１９】
この請求項４に係わる本発明のドレン排除装置付メカニカルシール装置では、円板状の回転シール板は、板材を打ち抜き加工により低コストで製作することができる。そして、軸受をカバーした回転シール板の外周部を環状溝状の空室内に配置できるので、漏洩した流体を軸受側へ流すことなく空室からドレン通路へ効果的に排出することが可能になる。
【００２０】
請求項５に係わる本発明のドレン排除装置付メカニカルシール装置は、前記回転シール板が前記外周部に複数のスリットを有するものである。
【００２１】
この請求項５に係わる本発明のドレン排除装置付メカニカルシール装置では、回転シール板は、外周部にスリットが設けられているから、幅の狭い空室に簡単に嵌着することが可能になる。そして、シール部から漏洩した流体を回転シール板のスリット間の板部分による回転時の振り切り効果により、外方へ効果的に排出することが可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るドレン排除装置付メカニカルシール装置の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る第１実施の形態のドレン排除装置付メカニカルシール装置１の断面図である。又、図２は、本発明に係る第２実施の形態のドレン排除装置付メカニカルシール装置１に取り付ける回転シール板２１Ａの断面図である。図３は、本発明に係る第３実施の形態のドレン排除装置付メカニカルシール装置１に取り付ける回転シール板２１Ｂの断面図である。図４は、本発明に係る第４実施の形態のドレン排除装置付メカニカルシール装置１に取り付ける回転シール板２１Ｃの断面図である。
【００２３】
図１に於いて、２０はドレン排除装置である。このドレン排除装置２０は、竪型にされたロータリージョイントＡなどで回転部にドレンが流入するのを排除するために用いられる。そして、ドレン排除装置２０は、回転軸５０とハウジング６０との嵌合間の軸受３０とシール部３５との間に回転シール板２１が設けられて、漏洩した被密封流体が軸受３０などに流入しないようにする。
【００２４】
以下に、ドレン排除装置付メカニカルシール装置１に関連するロータリージョイントＡの全体構成を説明しながらドレン排除装置２０についても説明する。
【００２５】
図１に於いて、図示省略されているが、ロータリージョイントＡに流体を供給する流体供給装置として研磨液供給装置と、純水供給装置と、真空装置とが配置されている。これらの研磨液供給装置、純水供給装置及び真空装置から流体を供給できるように、第１の配管がロータリージョイントＡの流入通路４１に連通している。
そして、これらの装置から供給された流体（作動被密封流体とも言う）は、ロータリージョイントＡの流入通路４１に流入して回転軸５０の第１流体通路５９に至り、この第１流体通路５９から図示省略の研磨装置へ供給される。又、純水供給装置からは、第２の配管を介してロータリージョイントＡの第２供給通路４２Ｂと連通し、純水供給装置から流入する純水（冷却用被密封流体又は単に流体とも言う）により第２メカニカルシール１Ｂの摺動するシール面３Ｂ、１１Ｂが冷却される。更に、第１メカニカルシール１Ａも第１供給通路４２Ａから供給される純水により同様にして冷却される。  
【００２６】
このロータリージョイントＡは、ハウジング６０の内周面に流体室６２を設けている。このハウジング６０の内周面内に回転可能且つ軸方向の相対移動が阻止された状態に配置されて外周面５６を設けた回転軸５０が嵌合している。
このハウジング６０の内周面と回転軸５０の外周面５６との間の流体室６２に軸方向（鉛直方向）一対のメカニカルシール１Ａ、１Ｂが配置されてメカニカルシール装置１を構成している。
【００２７】
この回転軸５０には第１流体通路５９が軸方向と径方向に断面Ｌ型に形成されている。又、回転軸５０にはスリーブ５２が嵌合している。なお、この回転軸５０とスリーブ５２を相対回転部品と称する。このスリーブ５２の内周面には環状溝が２個形成されており、その環状溝の両側にはそれぞれＯリングが設けられて環状溝を流れる流体をシールする。
スリーブ５２の外周面には回転用密封環２が嵌着して固定されている。この回転用密封環２には、両側面に第１シール面３Ａと第２シール面３Ｂが設けられている。又、回転用密封環２の径方向に第２流体通路７と第２係合孔４がそれぞれ貫通状態に設けられている。そして、回転用密封環２がスリーブ５２に嵌合した間の第２流体通路７と第２係合孔４の軸方向両側にはＯリングが取り付けられて第２流体通路７と第１係合孔５３からの流体が回転用密封環２とスリーブ５２の嵌合間から漏洩するのをシールする。なお、回転用密封環２の材質は、カーボン、炭化珪素、超鋼合金、セラミックなどが用いられる。
【００２８】
この回転用密封環２は、ドライブピン６によりスリーブ５２と一体に連結されている。ドライブピン６の頭部６Ａは回転軸５０とスリーブ５２の環状溝の底面との間で保持されて、ドライブピン６が抜け出すのを防止している。又、ドライブピン６のピン部６Ｂはスリーブ５２の第１係合孔５３と回転用密封環２の第２係合孔４に貫通状態に嵌着している。そして、回転用密封環２は回転軸５０と一体に回動する。
このドライブピン６は、頭部６Ａと、ピン部６Ｂとにより構成されている。又、ピン部６Ｂのみにより構成されているものもある。このドライブピン６は回転用密封環２の径の大きさに応じて周方向に複数設けられて回転用密封環２を周方向に対して強く保持する。同時に、回転用密封環２を変形させないように第２係合孔４に嵌合して保持している。又、ドライブピン６は、強度を向上させるために、熱処理してある。このために、ドライブピン６は小径に形成できるとともに、回転用密封環２も軸方向幅が小さく形成されて小形に構成できることになる。
【００２９】
回転用密封環２の第１シール面３Ａ側には第１シール面３Ａと密接する第１相対シール面１１Ａを設けた第１静止用密封環１０Ａが配置されている。又、第２シール面３Ｂ側には、第２シール面３Ｂと密接する第２相対シール面１１Ｂを設けた第２静止用密封環１０Ｂが配置されている。
この第１静止用密封環１０Ａと第２静止用密封環１０Ｂは、外周面が各Ｏリング１５Ａ，１５Ｂに圧接されるテーパ面１６，１６に形成されているとともに、内周面１７，１７がスリーブ５２に対して間隙Ｋが形成されている。この間隙Ｋには、純水が流入できるように構成されて第２シール面３Ｂの摺動面を冷却する。そして、第１静止用密封環１０Ａと第２静止用密封環１０Ｂとは、ほぼ同一形状に形成されているので、対称に配置することができる。このために、これらの密封環１０Ａ，１０Ｂは加工が容易にできるとともに、部品点数を低減できる。更に、組み立てが容易になる。そして、全体がコンパクトになるので、ロータリージョイントＡも小型に形成することができる。その結果、全体のコストを低減することができる。
【００３０】
第１静止用密封環１０Ａと第２静止用密封環１０Ｂには、外周面に各テーパ面１６，１６が形成されているとともに、この各テーパ面１６，１６に対向するハウジング６０にも各テーパ面１８，１８が形成されている。
この各々の対向するテーパ面１６、１８間は、第１静止用密封環１０Ａと第２静止用密封環１０Ｂとの間の中央に向かって間隔を狭めるように構成されており、第１Ｏリング１５Ａにより第１静止用密封環１０Ａの第１相対シール面１１Ａが弾発に第１シール面３Ａへ圧接されている。又、第２Ｏリング１５Ｂにより第２静止用密封環１０Ｂの第２相対シール面１１Ｂが弾発に第２シール面３Ｂへ圧接されている。そして、各Ｏリング１５Ａ，１５Ｂにより各静止用密封環１０Ａ，１５Ｂとハウジング６０との各対向するテーパ面１６、１８間をシールするとともに、各静止用密封環１０Ａ、１０Ｂを互いに対向する方向へ弾性的に押圧する。このために、各静止用密封環１０Ａ，１０Ｂを押圧するコイルばねは必要としないので部品点数を低減することができる。又、スラリーを含む流体を問題なくシールすることが可能になる。
【００３１】
このように構成されたロータリージョイントＡは、第２メカニカルシール１Ｂの摺動による発熱又は被密封流体の高温度からの第２メカニカルシール１Ｂの伝熱を冷却するために、冷却する第２供給通路４２Ｂがハウジング６０に設けられている。この第２供給通路４２Ｂにおけるハウジング６０の内周面の両側にはパッキン３５Ａ、３５Ｂが設けられて、この２つのパッキン３５Ａ，３５Ｂによりシール部３５を構成している。
このシール部３５は、第２供給通路４２Ｂがハウジング６０とスリーブ５２との回転摺動面を貫通する両側間隙をシールしている。この第２供給通路４２Ｂから流入した流体（純水）は、図１に示す流れ線のように、スリーブ５２の内周面側の環状溝を通過してからスリーブに設けられた貫通孔を外径方向へ通過し、第２シール面３Ｂと第２相対シール面１１Ｂとの内周側の間隙（内周側供給通路とも言う）Ｋへ流入する。さらに、第２メカニカルシール１Ｂ側に流入した流体は、第２静止用密封環２と回転用密封環１１Ｂと第２Ｏリング１５Ｂとを冷却する。
【００３２】
このように構成された第２メカニカルシール１Ｂは、第１メカニカルシール装置１Ａと協働して流入通路４１から供給された研磨剤等を含む液体、更に、断続して流れる気体、或いは真空状態が外部に対してシールする。このため、液体、気体等の過酷な条件における第２静止用密封環１０Ｂの相対シール面１１Ｂと回転用密封環２の第２シール面３Ｂから作動流体が漏洩することがある。この作動流体がシール部３５に介在すると、シール部３５が急速に摩耗して流体を漏洩させることになる。
又、作動流体が漏洩しない場合でも、取付構造的にシール部３５はゴム製であるから、摩耗すると流体を漏洩させることになる。
【００３３】
回転軸５０の上部と下部には、ハウジング６０に支持された一対の軸受３０、３０が配置されて回転軸５０を回動自在に支持している（なお、上部の軸受け３０は、図面では省略してある）。この下部の軸受３０はシール部３５の下に取り付けられている。この軸受３０とシール部３５の間のスリーブ５２の外周面には環状の取付溝２９が設けられている。
又、ハウジング６０に於ける取付溝２９と対向する側には、環状溝の空室６６が形成されている。
そして、スリーブ５２の取付溝２９には回転シール板２１の嵌着部２２が嵌合して密封に取り付けられていると共に、他方の外周部２６は、空室６６を軸方向に仕切るように延在している。
この空室６６には回転シール板２１から排出される流体が流出する位置に外方へ貫通するドレン通路４３が形成されている。このドレン通路４３は必要に応じて複数個設けられる。
尚、この回転シール板２１は、ゴム材で円板に形成されている。このゴムはニトリルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、樹脂等が使用される。
【００３４】
回転シール板２１の外径は軸受３０の外径より大きく形成されて軸受３０を覆うように配設されている。
この回転シール板２１はゴム材製であるために、回転シール板２１の嵌着部２２をスリーブ５２の一端へ圧入すれば嵌着部２２の内径が伸びてスリーブ５２に挿入されるから取付溝２９に嵌着できる。又、外周部２６は弾性変形させて空室６６内に挿入することができる。このために軸受取付孔２７から簡単に回転シール板２１を挿入してスリーブ５２に嵌着することが可能になる。その結果、回転シール板２１の取り付け構造を小径に構成することが可能になる。
尚、ドレン通路４３には慣用ねじ３８が形成されており、この慣用ねじ３８に配管が接続できるように成されている。そして、この配管からドレンを回収することができる。
【００３５】
図２は、本発明の第２実施の形態に係わる回転シール板２１Ａの断面図である。
この図２に示す回転シール板２１Ａは、樹脂材製又はアルミニウムの薄板、ステンレス鋼の薄板などが用いられる。
この回転シール板２１Ａはゴムに比較して硬質に属するので、薄板にすることが可能になる。そして、スリーブ５２の取付溝２９に嵌着部２２を嵌合できるように２個又は３個・・の等配のスリット２５が設けられている。このスリット２５が複数設けられて可撓手段２８を構成する。又、外周部２６にも複数のスリット２５が設けられて可撓手段２８を構成する。
【００３６】
図３は、本発明の第３実施の形態に係わるゴム又は樹脂材製の回転シール板２１の断面図である。
この回転シール板２１は、図示上面である径方向面に４等配の流出溝２３が形成されている。この流出溝２３は、ドレンを外方へ流出しやすくするために設けられる。特に、回転時に流出溝に沿ってドレンが効果的にドレン通路４３へ押し出される。
【００３７】
図４は、本発明の第４実施の形態に係わるゴム又は樹脂材製の回転シール板２１Ｃの断面図である。
この回転シール板２１Ｃは、外周部２６の端部に傘部２４が設けられている。このように外周部２６の端部に軸受３０を覆うように下方へ曲げられて傘形を成す傘部２４を設けることにより、軸受３０にドレンが浸入するのを効果的に防止することが可能になる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係わるドレン排除装置によれば、以下のような優れた効果を奏する。
【００３９】
請求項１の発明に係るドレン排除装置付メカニカルシール装置によれば、回転用密封環の第１シール面に密接する第１静止用密封環と、第２シール面に密接する第２静止用密封環面との各シール面を摺動時に冷却用被密封流体により冷却して各シール面の発熱に伴う摩耗を防止する。そして、各シール面のシール能力と耐久能力を発揮させて軸受側へ作動用被密封流体が漏洩するのを防止する。同時に、冷却用被密封流体がシール部から長期には漏洩して軸受に浸入するのを回転シール板により排除する効果を奏する。
そして、回転シール板の径方向面の上面でシール部から漏洩した被密封流体が外周部に流されるから、被密封流体を軸受に滴下させて軸受の内部に浸入させることなくドレン通路へ排出させることができる。このため、軸受を腐食させることなく軸受の耐久性を発揮させる効果を奏する。
【００４０】
請求項２の発明に係るドレン排出装置付メカニカルシール装置によれば、第１供給通路と第２供給通路から各々冷却用被密封流体を第１静止用密封環側と第２静止用密封環側へ流入できるので、第１静止用密封環と第２静止用密封環とを冷却してシール効果を発揮させることができる。そして、軸受へ作動用被密封流体が漏洩するのを効果的に防止することができる。また、回転用密封環に対して第２静止用密封環と、第１静止用密封環との相対摺動する各シール面に内周側から冷却用被密封流体を供給できるので、冷却用被密封流体は回転するシール面の遠心力による作用により各シール面の冷却効果が発揮できる。
【００４１】
請求項３の発明に係るドレン排出装置付メカニカルシール装置によれば、第２静止用密封環の内周側供給通路とは別の通路である環状溝と連通するスリーブに設けた貫通孔から第２シール面と第２相対シール面との摺動面間に冷却用被密封流体が流入するので、スリーブの外周面側は通らないようにできる。このため、冷却用被密封流体の外部への漏洩が効果的に防止できる。また、冷却用被密封流体が環状溝を通ることにより、第２静止用密封環の内周面内の内周側供給通路と環状溝とはスリーブにより分離されるから、第２静止用密封環の内周側供給通路の冷却用被密封流体の周方向の循環の流れを良くして両パッキンと両シール面の摺動面の発熱を効果的に冷却することができる効果を奏する。
【００４２】
請求項４に係わる本発明のドレン排除装置付メカニカルシール装置では、回転シール板は、円板状であるから、低コストで製作することができる。このため、回転シール板の外周部を方形状溝の空室内に配置されているから、被密封流体をドレン通路へ効果的に排出することが可能になる。
【００４３】
請求項５の発明に係るドレン排出装置によれば、回転シール板は、外周部にスリットが設けられているから、空室内に簡単に嵌着することが可能になる。そして、シール部から漏洩した流体を回転シール板により効果的に外方へ排出させ、軸受を水分の浸入から防止することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る第１実施の形態のドレン排除装置を設けたロータリージョイント
の断面図である。
【図２】  本発明に係る第２実施の形態に関する回転シール板の断面図である。
【図３】  本発明に係る第３実施の形態に関する回転シール板の断面図である。
【図４】  本発明に係る第４実施の形態のメカニカルシール装置の断面図である。
【図５】  従来例のロータリージョイントの断面図である。
【符号の説明】
１  ドレン排出装置付メカニカルシール装置
１Ａ  第１メカニカルシール
１Ｂ  第２メカニカルシール
２  回転用密封環  
３Ａ  第１シール面
３Ｂ  第２シール面
４  第２係合孔
６  ドライブピン
７  第２流体通路  
１０Ａ  第１静止用密封環
１０Ｂ  第２静止用密封環  
１１Ａ  第１相対シール面
１１Ｂ  第２相対シール面  
１５Ａ  第１Ｏリング
１５Ｂ  第２Ｏリング
１６  テーパ面
１７  内周面
１８  テーパ面
２０  ドレン排出装置
２１  回転シール板
２２  嵌着部
２３  流出溝
２４  傘部
２５  スリット
２６  外周部
２８  可撓手段
２９  取付溝
３０  軸受
３５  シール部
３５Ａ  パッキン
３５Ｂ  パッキン
４１  流入通路
４２Ａ  第１供給通路
４２Ｂ  第２供給通路
４３  ドレン通路
５０  回転軸
５１  キー
５２  スリーブ
５３  第１係合孔
５３Ａ  ざぐり穴
５６  外周面
５９  第１流体通路
６０  ハウジング
６２  流体室
６６  空室
Ｋ  間隙
【図１】
0003978325.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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