(57)【要約】【課題】動圧を高めることで、回転環と固定環が接触してしまうことを抑制可能とするメカニカルシールを提供する。【解決手段】互いのシール端面同士が対向して配置される回転環１１０と固定環とを備え、これら回転環１１０及び固定環の径方向の内側に形成される密封領域にはパージガスが供給されると共に、回転環１１０のシール端面には、径方向の内側（密封領域が形成される側）に連通する動圧発生溝が形成されているメカニカルシールにおいて、動圧発生溝は、密封領域に連通する部分の溝の深さが深くなる段付き溝により構成されていることを特徴とする。【選択図】図２
2016080090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いのシール端面同士が対向して配置される回転環と固定環とを備え、これら回転環及び固定環の径方向の内側と外側のうちのいずれか一方に形成される密封領域にはパージガスが供給されると共に、前記回転環と固定環のうちのいずれか一方のシール端面には、径方向の内側と外側のうち前記密封領域が形成される側に連通する動圧発生溝が形成されているメカニカルシールにおいて、
前記動圧発生溝は、前記密封領域に連通する部分の溝の深さが深くなる段付き溝により構成されていることを特徴とするメカニカルシール。
【請求項２】
前記シール端面には、径方向の内側と外側のうち前記密封領域が形成される側の周縁に沿って環状の切り欠きが形成されており、該切り欠きによって、前記動圧発生溝は、前記密封領域に連通する部分の溝の深さが深くなっていることを特徴とする請求項１に記載のメカニカルシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール端面に動圧発生溝が形成されているメカニカルシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転環が回転している間、回転環と固定環が接触しないように、これらのうちのいずれか一方のシール端面に動圧発生溝が形成されているメカニカルシールが知られている。このように構成されたメカニカルシールにおいては、密封領域内にパージガスが供給され、動圧発生溝にパージガスが供給され続けられる。これにより、動圧発生溝により発する動圧によって、回転環と固定環が離れた状態が維持される。
【０００３】
しかしながら、回転環の回転速度が遅い使用環境の場合には、動圧発生溝に供給されるパージガスの量が少なく、動圧が不十分となり、回転環と固定環が接触してしまい易い。また、回転環が取り付けられている回転軸の軸振れが大きな使用環境の場合にも回転環と固定環が接触してしまい易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６５７５５号公報
【特許文献２】特開平６−１７９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、動圧を高めることで、回転環と固定環が接触してしまうことを抑制可能とするメカニカルシールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【０００７】
すなわち、本発明のメカニカルシールは、
互いのシール端面同士が対向して配置される回転環と固定環とを備え、これら回転環及び固定環の径方向の内側と外側のうちのいずれか一方に形成される密封領域にはパージガスが供給されると共に、前記回転環と固定環のうちのいずれか一方のシール端面には、径方向の内側と外側のうち前記密封領域が形成される側に連通する動圧発生溝が形成されているメカニカルシールにおいて、
前記動圧発生溝は、前記密封領域に連通する部分の溝の深さが深くなる段付き溝により構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、動圧発生溝はパージガスが供給される密封領域に連通する部分の溝の深さが深いため、動圧発生溝に供給されるパージガスの量を多くすることができる。従って、段付き溝ではない動圧発生溝の場合に比べて、動圧を高めることが可能となる。また、動圧発生溝は段付き溝のため、密封領域に連通する部分の溝の深さが深くても、全体に溝の深さが深い訳ではないので、動圧を発生させるという動圧発生溝本来の機能が失われてしまうこともない。
【０００９】
また、前記シール端面には、径方向の内側と外側のうち前記密封領域が形成される側の周縁に沿って環状の切り欠きが形成されており、該切り欠きによって、前記動圧発生溝は、前記密封領域に連通する部分の溝の深さが深くなっているとよい。
【００１０】
この構成を採用することにより、シール端面の全周から、パージガスをシール端面に導入させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、動圧を高めることで、回転環と固定環が接触してしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明の実施例１に係るメカニカルシールを備える密封構造の模式的断面図である。
【図２】図２は本発明の実施例１に係る第１メカニカルシールの回転環におけるシール端面の正面図である。
【図３】図３は本発明の実施例１に係る第１メカニカルシールの回転環の一部を破断した模式的断面図である。
【図４】図４は本発明の実施例１に係る第１メカニカルシールの回転環の模式的断面図の一部である。
【図５】図５は本発明の実施例１に係る第１メカニカルシールの回転環の模式的断面図の一部である。
【図６】図６は本発明の実施例１に係る第２メカニカルシールの回転環におけるシール端面の正面図である。
【図７】図７は本発明の実施例１に係る第２メカニカルシールの回転環の一部を破断した模式的断面図である。
【図８】図８は本発明の実施例２に係る第２メカニカルシールの回転環におけるシール端面の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
（実施例１）
図１〜図７を参照して、本発明の実施例１に係るメカニカルシールを備える密封構造について説明する。なお、本実施例においては、撹拌機において、撹拌用の撹拌翼を回転させる回転軸と、ハウジングとの間の環状隙間を密封する密封構造を例にして説明する。
【００１５】
＜密封構造全体＞
特に、図１を参照して、本発明の実施例に係る密封構造の全体構成について説明する。図１は本発明の実施例１に係るメカニカルシールを備える密封構造の模式的断面図である。なお、図１における断面図は、メカニカルシールや回転軸の中心軸線を含む断面図である。また、本実施例に係る密封構造を構成する各種部材については、後述するスプリング１４０，２３０及びピン１５０，２５０を除き環状の部材である。
【００１６】
本実施例に係る密封構造は、撹拌機において、不図示の撹拌翼を回転させる回転軸３００と、回転軸３００の軸孔を有するハウジング４００との間の環状隙間を密封するために設けられる。この密封構造は、設置された状態にある撹拌窯５００の上部に設けられる。図１中、（Ａ）は大気側であり、（Ｂ）は撹拌窯５００の内部側である。そして、不図示の撹拌翼は、回転軸３００における下方に備えられている。
【００１７】
本実施例に係る密封構造は、タンデム形のメカニカルシールを備えている。ここで、タンデム形とは、メカニカルシールを２個用いる方式で、各々のメカニカルシールが同じ方向を向いている構造（回転環、固定環が軸方向に同じ順番で設けられている構造）をいう。本実施例においては、上方側（大気側）に第１メカニカルシール１００が設けられ、下方側（窯の内部側）に第２メカニカルシール２００が設けられている。
【００１８】
また、本実施例においては、回転軸３００を保護するために、回転軸３００の外周には第１スリーブ３１０が取り付けられ、更に第１スリーブ３１０の外周に第２スリーブ３２０が取り付けられている。そして、これらのスリーブと、撹拌窯５００に固定されたハウジング４００との間の環状隙間が、第１メカニカルシール１００及び第２メカニカルシール２００によって密封される。
【００１９】
ハウジング４００は、ハウジング本体４１０と、ハウジング本体４１０と撹拌窯５００との間に固定されるフランジ４２０とを備えている。ハウジング本体４１０とフランジ４２０には、それぞれドレイン通路４１２，４２１が形成されている。また、ハウジング本体４１０には、第１メカニカルシール１００と第２メカニカルシール２００との間の密封領域Ｒにパージガスを供給するための供給通路４１１が形成されている。
【００２０】
第１メカニカルシール１００は、第１スリーブ３１０に固定される回転環１１０と、ハウジング４００の内周面に固定されたケース１３０に対して設けられる固定環１２０とを備えている。これらの回転環１１０と固定環１２０は、互いのシール端面同士が対向して配置される。また、第１メカニカルシール１００は、固定環１２０を回転環１１０側に向かって付勢するスプリング１４０を備えている。ここで、回転環１１０は回転軸３００に対して回転しないように構成され、固定環１２０はハウジング４００に対して回転しないように構成されている。より具体的には、回転環１１０は、第２スリーブ３２０に固定されたピン１５０によって、第２スリーブ３２０に対して回転しないように構成されることで、回転軸３００に対して回転しないようになっている。また、固定環１２０は不図示のピンによって、ハウジング本体４１０に対して回転しないように構成されることで、ハウジング４００に対して回転しないようになっている。
【００２１】
以上の構成により、回転軸３００の回転と共に回転環１１０が回転し、静止状態にある固定環１２０と回転する回転環１１０のシール端面同士により密封機能が発揮される。また、スプリング１４０によって、固定環１２０が回転環１１０側に付勢されるため、固定環１２０と回転環１１０との間で安定的に密封機能が発揮される。
【００２２】
第２メカニカルシール２００は、第１スリーブ３１０に固定される回転環２１０と、ハウジング本体４１０に対して設けられる固定環２２０とを備えている。これらの回転環２１０と固定環２２０は、互いのシール端面同士が対向して配置される。また、第２メカニカルシール２００は、固定環２２０を回転環２１０側に向かって付勢するスプリング２３０及びコンプレッションリング２４０を備えている。ここで、回転環２１０は回転軸３００に対して回転しないように構成され、固定環２２０はハウジング４００に対して回転しないように構成されている。より具体的には、回転環２１０は、第２スリーブ３２０に固定されたピン２５０によって、第２スリーブ３２０に対して回転しないように構成されることで、回転軸３００に対して回転しないようになっている。また、固定環２２０は不図示のピンによって、ハウジング本体４１０に対して回転しないように構成されることで、ハウジング４００に対して回転しないようになっている。
【００２３】
以上の構成により、回転軸３００の回転と共に回転環２１０が回転し、静止状態にある固定環２２０と回転する回転環２１０のシール端面同士により密封機能が発揮される。また、スプリング２３０及びコンプレッションリング２４０によって、固定環２２０が回転
環２１０側に付勢されるため、固定環２２０と回転環２１０との間で安定的に密封機能が発揮される。
【００２４】
なお、密封構造においては、各部材同士を固定するために、ボルトやセットスクリュなどの複数の固定具（不図示）が設けられている。固定具については公知技術であるので、その説明は省略する。更に、密封構造には、各部材同士の隙間を密封するために、複数のＯリングＯが設けられている。ＯリングＯについても公知技術であるので、その説明は省略する。
【００２５】
＜回転環＞
特に、図２〜図７を参照して、本実施例に係る回転環について、より詳細に説明する。図２は本発明の実施例１に係る第１メカニカルシールの回転環におけるシール端面の正面図である。図３は本発明の実施例１に係る第１メカニカルシールの回転環の一部を破断した模式的断面図である。なお、図３は回転環の中心軸線を含む面で第１メカニカルシールの回転環の一部を切断した断面図である。図４は本発明の実施例１に係る第１メカニカルシールの回転環の模式的断面図の一部であり、回転環を周方向に切断した断面図の一部を拡大した図である。図５は本発明の実施例１に係る第１メカニカルシールの回転環の模式的断面図の一部であり、回転環を第１螺旋形溝に沿って切断した断面図の一部を拡大した図である。図６は本発明の実施例１に係る第２メカニカルシールの回転環におけるシール端面の正面図である。図７は本発明の実施例１に係る第２メカニカルシールの回転環の一部を破断した模式的断面図である。なお、図７は回転環の中心軸線を含む面で第２メカニカルシールの回転環の一部を切断した断面図である。
【００２６】
まず、図２〜図５を参照して、第１メカニカルシール１００における回転環１１０について説明する。回転環１１０のシール端面のうち内周面側（径方向の内側（密封領域Ｒ側））は、複数の動圧発生溝が形成された動圧発生溝形成部１１１で構成され、外周面側は平面部１１３により構成されている。また、回転環１１０の内周端面付近には、ピン１５０が挿入されるスリット１１２が２箇所に設けられている。
【００２７】
そして、本実施例に係る動圧発生溝形成部１１１は、第１螺旋形溝１１１ａと、第２螺旋形溝１１１ｂと、第３螺旋形溝１１１ｃとから構成される。また、これら第１螺旋形溝１１１ａ、第２螺旋形溝１１１ｂ、及び第３螺旋形溝１１１ｃはそれぞれ隣接し、かつこの順序で周方向に繰り返すように設けられている。また、これらの螺旋形溝は、回転環１１０の回転方向Ｘに向かうにつれて外周面側から内周面側に伸びるように構成されている。更に、これらの螺旋形溝は、いずれも外周面側の先端付近においては、外周面側に向かうにつれて幅が徐々に狭くなるように構成されている（図２参照）。これにより、効率的に動圧が発生する。
【００２８】
そして、本実施例に係る螺旋形溝は、いずれも密封領域Ｒに連通する部分の溝の深さが深くなる段付き溝により構成されている。すなわち、第１螺旋形溝１１１ａは、外周面側の溝浅部１１１ａ１と内周面側の溝深部１１１ａ２により段付き溝となっている。また、第２螺旋形溝１１１ｂは、外周面側の溝浅部１１１ｂ１と内周面側の溝深部１１１ｂ２により段付き溝となっている。更に、第３螺旋形溝１１１ｃは、外周面側の溝浅部１１１ｃ１と内周面側の溝深部１１１ｃ２により段付き溝となっている。
【００２９】
また、本実施例に係る螺旋形溝の溝底は、いずれも平面部１１３と平行な平面により構成されている。つまり、第１螺旋形溝１１１ａにおける溝浅部１１１ａ１及び溝深部１１１ａ２と、第２螺旋形溝１１１ｂにおける溝浅部１１１ｂ１及び溝深部１１１ｂ２と、第３螺旋形溝１１１ｃにおける溝浅部１１１ｃ１及び溝深部１１１ｃ２は、いずれも平面部１１３と平行な平面により構成されている。
【００３０】
そして、本実施例においては、回転環１１０のシール端面には、内周面側の周縁に沿って環状の切り欠きが形成されている。この切り欠きによって、動圧発生溝は、密封領域Ｒに連通する部分の溝の深さが深くなっている。図２中の円１１０Ｌは、この切り欠きにより形成される各螺旋形溝における段差部分を示している。
【００３１】
なお、本実施例においては、各螺旋形溝における溝深さは、例えば次のように設定される。すなわち、第１螺旋形溝１１１ａにおける溝浅部１１１ａ１の溝深さはＡμｍに設定され、溝深部１１１ａ２の溝深さはＡ１（＞Ａ）μｍに設定される。また、第２螺旋形溝１１１ｂにおける溝浅部１１１ｂ１の溝深さはＢ（＞Ａ１）μｍに設定され、溝深部１１１ｂ２の溝深さはＢ１（＞Ｂ）μｍに設定される。更に、第３螺旋形溝１１１ｃにおける溝浅部１１１ｃ１の溝深さはＣ（＞Ｂ１）μｍに設定され、溝深部１１１ｃ２の溝深さはＣ１（＞Ｃ）μｍに設定される。
【００３２】
次に、図６及び図７を参照して、第２メカニカルシール２００における回転環２１０について説明する。この回転環２１０のシール端面のうち外周面側（径方向の外側（密封領域Ｒ側））は、複数の動圧発生溝が形成された動圧発生溝形成部２１１で構成され、内周面側は平面部２１３により構成されている。また、回転環２１０の内周端面付近には、ピン２５０が挿入されるスリット２１２が２箇所に設けられている。
【００３３】
そして、本実施例に係る動圧発生溝形成部２１１は、第１螺旋形溝２１１ａと、第２螺旋形溝２１１ｂと、第３螺旋形溝２１１ｃとから構成される。また、これら第１螺旋形溝２１１ａ、第２螺旋形溝２１１ｂ、及び第３螺旋形溝２１１ｃはそれぞれ隣接し、かつこの順序で周方向に繰り返すように設けられている。また、これらの螺旋形溝は、回転環２１０の回転方向Ｘに向かうにつれて内周面側から外周面側に伸びるように構成されている。更に、これらの螺旋形溝は、いずれも内周面側の先端付近においては、内周面側に向かうにつれて幅が徐々に狭くなるように構成されている（図６参照）。これにより、効率的に動圧が発生する。
【００３４】
そして、本実施例に係る螺旋形溝は、いずれも密封領域Ｒに連通する部分の溝の深さが深くなる段付き溝により構成されている。すなわち、第１螺旋形溝２１１ａは、内周面側の溝浅部２１１ａ１と外周面側の溝深部２１１ａ２により段付き溝となっている。また、第２螺旋形溝２１１ｂは、内周面側の溝浅部２１１ｂ１と外周面側の溝深部２１１ｂ２により段付き溝となっている。更に、第３螺旋形溝２１１ｃは、内周面側の溝浅部２１１ｃ１と外周面側の溝深部２１１ｃ２により段付き溝となっている。
【００３５】
また、本実施例に係る螺旋形溝の溝底は、いずれも平面部２１３と平行な平面により構成されている。つまり、第１螺旋形溝２１１ａにおける溝浅部２１１ａ１及び溝深部２１１ａ２と、第２螺旋形溝２１１ｂにおける溝浅部２１１ｂ１及び溝深部２１１ｂ２と、第３螺旋形溝２１１ｃにおける溝浅部２１１ｃ１及び溝深部２１１ｃ２は、いずれも平面部２１３と平行な平面により構成されている。
【００３６】
そして、本実施例においては、回転環２１０のシール端面には、外周面側の周縁に沿って環状の切り欠きが形成されている。この切り欠きによって、動圧発生溝は、密封領域Ｒに連通する部分の溝の深さが深くなっている。図６中の円２１０Ｌは、この切り欠きにより形成される各螺旋形溝における段差部分を示している。
【００３７】
なお、本実施例においては、各螺旋形溝における溝深さは、例えば次のように設定される。すなわち、第１螺旋形溝２１１ａにおける溝浅部２１１ａ１の溝深さはＤμｍに設定され、溝深部２１１ａ２の溝深さはＤ１（＞Ｄ）μｍに設定される。また、第２螺旋形溝
２１１ｂにおける溝浅部２１１ｂ１の溝深さはＥ（＞Ｄ１）μｍに設定され、溝深部２１１ｂ２の溝深さはＥ１（＞Ｅ）μｍに設定される。更に、第３螺旋形溝２１１ｃにおける溝浅部２１１ｃ１の溝深さはＦ（＞Ｅ１）μｍに設定され、溝深部２１１ｃ２の溝深さはＦ１（＞Ｆ）μｍに設定される。
【００３８】
＜動作時のメカニズム＞
撹拌機が動作中は、回転軸３００と共に、第１メカニカルシール１００における回転環１１０及び第２メカニカルシール２００における回転環２１０が回転する。また、供給通路４１１から密封領域Ｒ内にパージガス（窒素ガスなど）が供給される。なお、密封領域Ｒ内の流体圧力は、大気側（Ａ）の圧力よりも高く、かつ撹拌窯５００の内部側（Ｂ）の圧力よりも高くなっており、所定の圧力を維持できるように構成されている。
【００３９】
ここで、第１メカニカルシール１００における回転環１１０のシール端面のうち内周面側には、回転環１１０の回転方向Ｘに向かうにつれて外周面側から内周面側に伸びるように構成された複数の螺旋形溝により構成される動圧発生溝形成部１１１が設けられている。これにより、回転環１１０が回転している間、各螺旋形溝に沿って、内周面側から外周面側に向かって流れる気流による動圧が発生する。従って、第１メカニカルシール１００における固定環１２０は、スプリング１４０による付勢力に抗して、回転環１１０から離れる方向に移動する。以上により、回転環１１０が回転している間、回転環１１０のシール端面と固定環１２０のシール端面との間には微小な隙間が形成される。そのため、これらのシール端面同士が接触してしまうことが抑制され、摺動摩耗が抑制される。
【００４０】
また、第２メカニカルシール２００における回転環２１０のシール端面のうち外周面側には、回転環２１０の回転方向Ｘに向かうにつれて内周面側から外周面側に伸びるように構成された複数の螺旋形溝により構成される動圧発生溝形成部２１１が設けられている。これにより、回転環２１０が回転している間、各螺旋形溝に沿って、外周面側から内周面側に向かって流れる気流による動圧が発生する。従って、第２メカニカルシール２００における固定環２２０は、スプリング２３０による付勢力に抗して、回転環２１０から離れる方向に移動する。以上により、回転環２１０が回転している間、回転環２１０のシール端面と固定環２２０のシール端面との間には微小な隙間が形成される。そのため、これらのシール端面同士が接触してしまうことが抑制され、摺動摩耗が抑制される。
【００４１】
＜本実施例に係るメカニカルシールの優れた点＞
本実施例に係るメカニカルシールによれば、シール端面に形成された動圧発生溝（螺旋形溝）は、パージガスが供給される密封領域Ｒに連通する部分の溝の深さが深いため、動圧発生溝に供給されるパージガスの量を多くすることができる。従って、段付き溝ではない動圧発生溝の場合に比べて、動圧を高めることが可能となる。また、動圧発生溝は段付き溝のため、密封領域Ｒに連通する部分の溝の深さが深くても、全体に溝の深さが深い訳ではないので、動圧を発生させるという動圧発生溝本来の機能が失われてしまうこともない。以上のように、本実施例に係るメカニカルシールによれば、回転軸３００の回転速度が遅い使用環境の場合でも、動圧発生溝に供給されるパージガスの量を多くすることができ、十分な動圧を得ることができる。また、回転軸３００の軸振れが大きな使用環境の場合でも、動圧を高めることで、シール端面同士が接触してしまうことが抑制される。また、動圧発生溝（螺旋形溝）において、パージガスが供給される密封領域Ｒに連通する部分の溝の深さ、及び当該部分（深溝部）の径方向の長さを調整することで、パージガスの導入量を調整することができる。
【００４２】
また、本実施時においては、シール端面には、密封領域Ｒが形成される側の周縁に沿って環状の切り欠きが形成されており、この切り欠きによって、動圧発生溝は、密封領域Ｒに連通する部分の溝の深さが深くなるように構成されている。従って、シール端面の全周
から、パージガスをシール端面に導入させることが可能となる。
【００４３】
なお、本実施例においては、動圧発生溝の一例として、螺旋形溝の場合を示したが、本発明は、螺旋形溝に限らず、各種動圧発生溝に適用することが可能である。以下、本発明を、ステップ型溝に適用する場合（実施例２）について説明する。ただし、本発明は、これら以外の動圧発生溝にも適用可能である。
【００４４】
（実施例２）
図８には、本発明の実施例２が示されている。上記実施例１では、動圧発生溝が螺旋形溝の場合を示したが、本実施例では、動圧発生溝がステップ型溝の場合について説明する。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。また、本実施例においては、第２メカニカルシールの回転環における動圧発生溝に本発明を適用した場合について説明するが、第１メカニカルシールの回転環における動圧発生溝に対しても同様の構成を適用可能である。また、動圧発生溝以外の構成については、実施例１で説明した通りであるので、その説明は省略する。図８は本発明の実施例２に係る第２メカニカルシールの回転環におけるシール端面の正面図である。
【００４５】
本実施例に係る回転環２１０Ｘのシール端面のうち外周面側（径方向の外側（密封領域側））は、複数の動圧発生溝が形成された動圧発生溝形成部２１１Ｘで構成され、内周面側は平面部２１３により構成されている。
【００４６】
そして、本実施例に係る動圧発生溝形成部２１１Ｘは、第１径方向溝２１１Ｘａと、第２径方向溝２１１Ｘｂと、第３径方向溝２１１Ｘｃとを備えている。そして、これらは、第１径方向溝２１１Ｘａ、第２径方向溝２１１Ｘｂ、第３径方向溝２１１Ｘｃの順に溝の深さが深くなるように構成されている。これにより、パージガスが第３径方向溝２１１Ｘｃから第２径方向溝２１１Ｘｂを通り、第１径方向溝２１１Ｘａへと流れていくことで、効率的に動圧が発生するようになっている。また、図８中、時計回り方向に、第１径方向溝２１１Ｘａ、第２径方向溝２１１Ｘｂ、第３径方向溝２１１Ｘｃの順に隣接して設けられる組と、第３径方向溝２１１Ｘｃ、第２径方向溝２１１Ｘｂ、第１径方向溝２１１Ｘａの順に隣接して設けられる組が、交互に配置されている。これにより、回転方向に関係なく、動圧が効率的に発生するようになっている。
【００４７】
そして、本実施例に係る径方向溝は、径方向に真っ直ぐに伸びるように構成されている。また、本実施例に係る径方向溝は、いずれも密封領域に連通する部分の溝の深さが深くなる段付き溝により構成されている。すなわち、第１径方向溝２１１Ｘａは、内周面側の溝浅部２１１Ｘａ１と外周面側の溝深部２１１Ｘａ２により段付き溝となっている。また、第２径方向溝２１１Ｘｂは、内周面側の溝浅部２１１Ｘｂ１と外周面側の溝深部２１１Ｘｂ２により段付き溝となっている。更に、第３径方向溝２１１Ｘｃは、内周面側の溝浅部２１１Ｘｃ１と外周面側の溝深部２１１Ｘｃ２により段付き溝となっている。
【００４８】
また、本実施例に係る径方向溝の溝底は、いずれも平面部２１３と平行な平面により構成されている。つまり、第１径方向溝２１１Ｘａにおける溝浅部２１１Ｘａ１及び溝深部２１１Ｘａ２と、第２径方向溝２１１Ｘｂにおける溝浅部２１１Ｘｂ１及び溝深部２１１Ｘｂ２と、第３径方向溝２１１Ｘｃにおける溝浅部２１１Ｘｃ１及び溝深部２１１Ｘｃ２は、いずれも平面部２１３と平行な平面である。
【００４９】
そして、本実施例においては、回転環２１０Ｘのシール端面には、外周面側の周縁に沿って環状の切り欠きが形成されている。この切り欠きによって、動圧発生溝は、密封領域に連通する部分の溝の深さが深くなっている。図８中の円２１０ＸＬは、この切り欠きに
より形成される各径方向溝及び平面部における段差部分を示している。
【００５０】
本実施例においても、上記実施例１と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５１】
（その他）
上記各実施例においては、動圧発生溝を構成する段付き溝は、いずれも２段で構成される場合を示した。つまり、いずれの段付き溝も、浅溝部と深溝部の２段で構成され、段差が１か所のみ設けられる場合を示した。しかしながら、本発明における段付き溝は、３段以上の複数段で構成することも可能である。
【００５２】
また、上記各実施例においては、回転環に動圧発生溝が設けられている場合を示したが、本発明は、固定環に動圧発生溝が設けられている場合にも適用可能である。
【００５３】
更に、上記各実施例においては、環状の切り欠きが形成されることによって、動圧発生溝に段差が設けられる場合の構成を示した。しかしながら、環状の切り欠きを設けなくても、動圧発生溝を段付き溝で構成することにより、パージガスの導入量を増加させることは可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１００  第１メカニカルシール
１１０  回転環
１１１  動圧発生溝形成部
１１１ａ  第１螺旋形溝
１１１ａ１  溝浅部
１１１ａ２  溝深部
１１１ｂ  第２螺旋形溝
１１１ｂ１  溝浅部
１１１ｂ２  溝深部
１１１ｃ  第３螺旋形溝
１１１ｃ１  溝浅部
１１１ｃ２  溝深部
１１２  スリット
１１３  平面部
１２０  固定環
１３０  ケース
１４０，２３０  スプリング
１５０，２５０  ピン
２００  第２メカニカルシール
２１０，２１０Ｘ  回転環
２１１，２１１Ｘ  動圧発生溝形成部
２１１ａ  第１螺旋形溝
２１１ａ１  溝浅部
２１１ａ２  溝深部
２１１ｂ  第２螺旋形溝
２１１ｂ１  溝浅部
２１１ｂ２  溝深部
２１１ｃ  第３螺旋形溝
２１１ｃ１  溝浅部
２１１ｃ２  溝深部
２１１Ｘａ  第１径方向溝
２１１Ｘａ１  溝浅部
２１１Ｘａ２  溝深部
２１１Ｘｂ  第２径方向溝
２１１Ｘｂ１  溝浅部
２１１Ｘｂ２  溝深部
２１１Ｘｃ  第３径方向溝
２１１Ｘｃ１  溝浅部
２１１Ｘｃ２  溝深部
２１２  スリット
２１３  平面部
２２０  固定環
２４０  コンプレッションリング
３００  回転軸
３１０  第１スリーブ
３２０  第２スリーブ
４００  ハウジング
４１０  ハウジング本体
４１１  供給通路
４１２，４２１  ドレイン通路
４２０  フランジ
５００  撹拌窯
Ｏ  Ｏリング
Ｒ  密封領域
【図１】
2016080090.tif 000003
【図２】
2016080090.tif 000004
【図３】
2016080090.tif 000005
【図４】
2016080090.tif 000006
【図５】
2016080090.tif 000007
【図６】
2016080090.tif 000008
【図７】
2016080090.tif 000009
【図８】
2016080090.tif 000010