特許 6878103 メカニカルシール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6878103

(24)【登録日】2021年5月6日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】メカニカルシール

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/34 20060101AFI20210517BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/34 H

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-77381(P2017-77381)

(22)【出願日】2017年4月10日

(65)【公開番号】特開2018-179095(P2018-179095A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2019年11月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000229737

【氏名又は名称】日本ピラー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】特許業務法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 徹

(72)【発明者】

【氏名】福本 崇人

【審査官】 谷口 耕之助

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２１６４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５０３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１１０９６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ １５／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸に一体回転可能に設けられ、回転密封環を有する回転側ユニットと、
前記回転軸を包囲しているケーシングに設けられ、静止密封環を有する静止側ユニットと、を備え、
前記回転密封環と前記静止密封環とが摺接することで、機外側領域と機内側領域との間をシールするメカニカルシールであって、
前記機内側領域は、前記回転密封環と前記静止密封環との摺接部分よりも径方向外側に形成されており、
前記静止側ユニットは、前記摺接部分よりも径方向外側において前記機内側領域内の被密封流体と接する静止側部材を構成部品として備え、
前記静止側部材は、前記被密封流体を冷却する冷却流体が導入されるジャケット空間を有し、
前記回転側ユニットは、前記ケーシングの内周面との間に第１ラビリンス隙間を形成して当該第１ラビリンス隙間よりも機内側の前記被密封流体が前記摺接部分の径方向外側に流入するのを抑制する回転側部材を備え、
前記第１ラビリンス隙間は、前記回転側部材の機外側の端部に形成され、
前記回転側部材は、前記第１ラビリンス隙間よりも機内側において前記ケーシングの内周面との間に第２ラビリンス隙間を形成している、メカニカルシール。

【請求項2】

前記回転側部材は、前記第１ラビリンス隙間と前記第２ラビリンス隙間との間において前記ケーシングの内周面との間に前記被密封流体を介在させる中間室を形成している、請求項１に記載のメカニカルシール。

【請求項3】

回転軸に一体回転可能に設けられ、回転密封環を有する回転側ユニットと、
前記回転軸を包囲しているケーシングに設けられ、静止密封環を有する静止側ユニットと、を備え、
前記回転密封環と前記静止密封環とが摺接することで、機外側領域と機内側領域との間をシールするメカニカルシールであって、
前記機内側領域は、前記回転密封環と前記静止密封環との摺接部分よりも径方向外側に形成されており、
前記静止側ユニットは、前記摺接部分よりも径方向外側において前記機内側領域内の被密封流体と接する静止側部材を構成部品として備え、
前記静止側部材は、前記被密封流体を冷却する冷却流体が導入されるジャケット空間を有し、
前記回転側ユニットは、前記ケーシングの内周面との間に第１ラビリンス隙間を形成して当該第１ラビリンス隙間よりも機内側の前記被密封流体が前記摺接部分の径方向外側に流入するのを抑制する回転側部材を備え、
前記第１ラビリンス隙間は、前記回転側部材の機外側の端部に形成され、
前記機外側領域には、前記摺接部分を冷却するクエンチ流体が導入されるクエンチ流体室が形成され、
前記クエンチ流体室は、前記クエンチ流体が前記回転側部材と接するように形成されている、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、メカニカルシールに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、メカニカルシールにより高温の被密封流体をシールする場合、いわゆるデッドエンド方式のメカニカルシールが用いられる。デッドエンド方式のメカニカルシールでは、メカニカルシールが組み込まれるケーシングにジャケット空間を形成し、このジャケット空間内に導入されたジャケット水により、メカニカルシールの回転密封環と静止密封環との摺接部分付近の被密封流体を冷却するようになっている（例えば、特許文献１参照）。このため、デッドエンド方式のメカニカルシールは、フラッシング流体の配管やクーラー等の付帯設備を用いることなく、メカニカルシールへの熱影響を低減することができるという利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−１８３７９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記従来のデッドエンド方式のメカニカルシールは、メカニカルシールの設置スペースとは別に、ジャケット空間を確保しなければならないため、構造全体が大型化するという問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ジャケット空間を備えたメカニカルシールをコンパクトに構成することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のメカニカルシールは、回転軸に一体回転可能に設けられ、回転密封環を有する回転側ユニットと、前記回転軸を包囲しているケーシングに設けられ、静止密封環を有する静止側ユニットと、を備え、前記回転密封環と前記静止密封環とが摺接することで、機外側領域と機内側領域との間をシールするメカニカルシールであって、前記静止側ユニットは、前記回転密封環と前記静止密封環との摺接部分付近において前記機内側領域内の被密封流体と接する静止側部材を構成部品として備え、前記静止側部材は、前記被密封流体を冷却する冷却流体が導入されるジャケット空間を有する。

【0006】

本発明によれば、メカニカルシールの静止側ユニットの構成部品である静止側部材は、冷却流体が導入されるジャケット空間を有するので、このジャケット空間に冷却流体を導入することで、回転密封環と静止密封環との摺接部分付近の被密封流体を冷却することができる。これにより、従来のように、メカニカルシールの設置スペース以外にジャケット空間を確保する必要がないので、ジャケット空間を備えたメカニカルシールをコンパクトに構成することができる。

【0007】

前記メカニカルシールにおいて、前記機内側領域は、前記摺接部分よりも径方向外側に形成されており、前記回転側ユニットは、前記ケーシングの内周面との間に第１ラビリンス隙間を形成して当該第１ラビリンス隙間よりも機内側の前記被密封流体が前記摺接部分付近に流入するのを抑制する回転側部材を備えるのが好ましい。
この場合、回転側部材とケーシングの内周面との間に形成された第１ラビリンス隙間により、回転密封環と静止密封環との摺接部分付近に被密封流体が流入しにくくなるので、前記摺接部分付近で冷却流体により冷却された被密封流体が、第１ラビリンス隙間よりも機内側の被密封流体と入れ替わるのを抑制することができる。その結果、前記摺接部分付近の被密封流体の冷却効率を高めることができるので、メカニカルシールへの熱影響を効果的に低減することができる。

【0008】

前記メカニカルシールにおいて、前記回転側部材は、前記第１ラビリンス隙間よりも機内側において前記ケーシングの内周面との間に第２ラビリンス隙間を形成しているのが好ましい。
この場合、回転側部材とケーシングの内周面との間には、第１ラビリンス隙間に加えて、第２ラビリンス隙間も形成されるので、これらの第１及び第２ラビリンス隙間により、回転密封環と静止密封環との摺接部分付近に被密封流体がさらに流入しにくくなる。その結果、前記摺接部分付近で冷却流体により冷却された被密封流体が、第２ラビリンス隙間よりも機内側の被密封流体と入れ替わるのをさらに抑制することができる。

【0009】

前記メカニカルシールにおいて、前記回転側部材は、前記第１ラビリンス隙間と前記第２ラビリンス隙間との間において前記ケーシングの内周面との間に前記被密封流体を介在させる中間室を形成しているのが好ましい。
この場合、第２ラビリンス隙間よりも機内側にある被密封流体の熱の一部は、回転側部材の第２ラビリンス隙間を形成している部分、中間室内の被密封流体、及び回転側部材の第１ラビリンス隙間を形成している部分を介して、回転密封環と静止密封環との摺接部分付近の被密封流体に伝熱する。これにより、前記機内側の被密封流体から前記摺接部分付近の被密封流体への伝熱効率は、中間室内の被密封流体を介して伝熱される分だけ低下するので、メカニカルシールへの熱影響をさらに効果的に低減することができる。

【0010】

前記メカニカルシールにおいて、前記機外側領域には、前記摺接部分を冷却するクエンチ流体が導入されるクエンチ流体室が形成されているのが好ましい。
この場合、回転密封環と静止密封環との摺接部分は、ジャケット空間内の冷却流体により被密封流体を介して機内側から冷却されるとともに、クエンチ流体室内のクエンチ流体によっても機外側から冷却されるので、メカニカルシールへの熱影響をさらに効果的に低減することができる。

【0011】

前記メカニカルシールにおいて、前記機外側領域には、前記摺接部分を冷却するクエンチ流体が導入されるクエンチ流体室が形成されており、前記クエンチ流体室は、前記クエンチ流体が前記回転側部材と接するように形成されているのが好ましい。
この場合、回転側部材よりも機内側の被密封流体の熱が回転側部材に伝熱しても、クエンチ流体によって回転側部材を冷却することができる。これにより、回転側部材よりも機内側の被密封流体の熱が、回転側部材を介して前記摺接部分付近の被密封流体に伝熱されるのを抑制することができる。その結果、メカニカルシールへの熱影響をさらに効果的に低減することができる。

【0012】

また、回転側部材が上記第２ラビリンス隙間及び上記中間室を形成している場合には、クエンチ流体水によって回転側部材が冷却されることで、中間室内の被密封流体も冷却することができる。これにより、中間室内の被密封流体の伝熱効率が低下するので、第２ラビリンス隙間よりも機内側にある被密封流体の熱の一部が、回転側部材の第２ラビリンス隙間を形成している部分、中間室内の被密封流体、及び回転側部材の第１ラビリンス隙間を形成している部分を介して、前記摺接部分付近の被密封流体に伝熱することを抑制することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ジャケット空間を備えたメカニカルシールをコンパクトに構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係るメカニカルシールを示す断面図である。

【図2】図１の要部を示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
［全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るメカニカルシールを示す断面図である。図１において、このメカニカルシール１は、各種産業用ポンプ、ブロワ、圧縮機、または撹拌機等の回転流体機器における高温用デッドエンド方式のメカニカルシールとして用いられ、回転軸Ｓと、この回転軸Ｓを包囲している回転流体機器のケーシングＣとの間に配置されている。なお、本明細書において、高温用デッドエンド方式のメカニカルシールとは、ジャケット空間内の冷却流体により高温の被密封流体を冷却し、フラッシング流体の配管やクーラー等の付帯設備を不要としたメカニカルシールである。

【0016】

メカニカルシール１は、機外側領域Ａと機内側領域Ｂとの間をシールするものであり、回転軸Ｓに一体回転可能に設けられた回転側ユニット２と、ケーシングＣに設けられた静止側ユニット３とを備えている。なお、本明細書において、図１の左側を機外側、図１の右側を機内側という（図２についても同様）。

【0017】

［回転側ユニット］
メカニカルシール１の回転側ユニット２は、回転軸Ｓに取り付けられたスリーブ２０と、スリーブ２０に取り付けられたドライブリング２１と、ドライブリング２１に取り付けられた回転密封環２２とを備えている。

【0018】

スリーブ２０は、回転軸Ｓに外嵌されており、機外側の端部に配置されたストッパリング２３にセットスクリュー２４を螺合して締め付けることで、回転軸Ｓの外周面に一体回転可能に固定されている。スリーブ２０の機内側の端部には、径方向外側に突出する円環状のスリーブ円環部２０ａが形成されている。なお、スリーブ２０の機内側の端部の内周面と回転軸Ｓの外周面との間は、Ｏリング２５によりシールされている。

【0019】

ドライブリング２１は、スリーブ円環部２０ａに外嵌されており、ドライブリング２１の機内側の端部にセットスクリュー２６を螺合して締め付けることで、スリーブ２０に一体回転可能に固定されている。なお、ドライブリング２１の内周面とスリーブ円環部２０ａの外周面との間は、Ｏリング２７によりシールされている。

【0020】

ドライブリング２１は、スリーブ円環部２０ａよりも機外側に突出している部分を有し、この突出部分に回転密封環２２が内嵌されている。回転密封環２２の機外側の端面にはシール面２２ａが形成されている。また、回転密封環２２の機内側の端面には、ピン溝２２ｂが周方向に所定間隔をあけて複数（図１では１個のみ図示）形成されている。各ピン溝２２ｂには、ドライブリング２１に突設されたピン２８が挿入されている。これにより、回転密封環２２は、ドライブリング２１に対する相対回転が規制されている。なお、回転密封環２２の外周面とドライブリング２１の前記突出部分の内周面との間は、Ｏリング２９によりシールされている。

【0021】

［静止側ユニット］
メカニカルシール１の静止側ユニット３は、ケーシングＣに取り付けられたシールケース３０と、シールケース３０に取り付けられたリテーナ３６と、リテーナ３６に取り付けられたドライブカラー３７と、ドライブカラー３７に取り付けられた保持部材３８と、保持部材３８に取り付けられた静止密封環３９とを備えている。

【0022】

シールケース３０は、円環状に形成されたケース円環部３０ａと、ケース円環部３０ａの内周部から機内側に延びる円筒状のケース円筒部３０ｂとを有している。ケース円環部３０ａは、ケーシングＣの外側面ｃ１と、円環状のフランジ３３との間に挟持された状態で、円環状のプレート３４を介してボルト３５によりケーシングＣに固定されている。ケース円筒部３０ｂは、ケーシングＣの内周面ｃ２に沿って機内側に延びて形成されている。

【0023】

なお、ケース円環部３０ａの機外側の側面とフランジ３３の機内側の側面との間は、Ｏリング４０によりシールされている。また、フランジ３３の機外側の側面とプレート３４の機外側の側面との間は、Ｏリング４１（図２参照）によりシールされている。

【0024】

フランジ３３は、その内周面の機内側の端部から径方向内側に延びるフランジ円環部３３ａを有している。フランジ円環部３３ａとプレート３４との間には、セグメントシール６０が取り付けられている。セグメントシール６０の詳細については後述する。

【0025】

リテーナ３６は、ケース円環部３０ａに内嵌して固定された円環状のリテーナ本体部３６ａと、リテーナ本体部３６ａの内周部から機内側に延びる円筒状のリテーナ円筒部３６ｂとを有している。リテーナ本体部３６ａの機外側の側面は、フランジ円環部３３ａの機内側の側面に当接している。また、リテーナ本体部３６ａの機外側の側面には、ピン３６ｃが周方向に所定間隔をあけて複数（図１では１個のみ図示）突設されている。各ピン３６ｃは、フランジ円環部３３ａの機内側の側面に形成されたピン溝３３ｂに挿入されている。これにより、リテーナ３６は、シールケース３０に対する相対回転が規制されている。

【0026】

リテーナ円筒部３６ｂは、スリーブ２０の外周面に対して所定の隙間をあけた状態で機内側に延びて形成されている。リテーナ本体部３６ａには、軸方向に貫通する貫通孔３６ｄが周方向に所定間隔をあけて複数（図１では１個のみ図示）形成されている。各貫通孔３６ｄには、ドライブピン４２が挿通されて、リテーナ円筒部３６ｂとケース円環部３０ａとの間に配置されたドライブカラー３７に螺合されている。これにより、ドライブカラー３７は、リテーナ３６に対して軸方向へ移動可能に保持されながら、リテーナ３６に対する相対回転が規制されている。

【0027】

ドライブカラー３７には、円筒状の保持部材３８の機外側の端部が内嵌して固定されている。保持部材３８の機外側の端部には、ピン溝３８ａが周方向に所定間隔をあけて複数（図１では１個のみ図示）形成されている。各ピン溝３８ａには、ドライブカラー３７の内周に突設されたピン３７ａが挿入されている。これにより、保持部材３８は、ドライブカラー３７に対する相対回転が規制されている。なお、保持部材３８の外周面とケース円筒部３０ｂの内周面との間は、Ｏリング４３によりシールされている。

【0028】

保持部材３８の機内側の端部には、円環状の静止密封環３９が内嵌して固定されている。静止密封環３９の機内側の端部には、回転密封環２２のシール面２２ａが摺接するシール面３９ａが形成されている。リテーナ本体部３６ａとドライブカラー３７との間には、ドライブカラー３７を機内側へ押圧するスプリング４４が周方向に所定間隔をあけて複数（図１では１個のみ図示）設けられている。これにより、静止密封環３９のシール面３９ａは、スプリング４４の付勢力により回転密封環２２のシール面２２ａに押圧されながら摺接することで、機外側領域Ａと機内側領域Ｂとの間をシールしている。

【0029】

［ジャケット空間］
図２は、図１の要部を示す拡大断面図である。機内側領域Ｂは、回転密封環２２のシール面２２ａと静止密封環３９のシール面３９ａとの摺接部分（以下、「シール摺接部」という）よりも径方向外側において、上記Ｏリング４３よりも機内側に形成されており、この機内側領域Ｂに高温の被密封流体（例えば１６０℃の熱水）を密封している。

【0030】

シールケース３０のケース円筒部３０ｂにおける機内側の端部は、シール摺接部付近において機内側領域Ｂ内の被密封流体と接している。すなわち、本実施形態のシールケース３０は、シール摺接部付近において機内側領域Ｂ内の被密封流体と接する静止側部材として機能している。シールケース３０には、シール摺接部付近の被密封流体を冷却するジャケット水（冷却流体）が導入されるジャケット空間Ｊとなる環状の窪み部３１が形成されている。

【0031】

本実施形態の窪み部３１は、ケース円環部３０ａの機内側の側面を機外側に窪ませるとともに、ケース円筒部３０ｂの外周面を径方向内側に窪ませることによって形成されている。そして、窪み部３１の開口は、ケーシングＣの外側面ｃ１及び内周面ｃ２によって覆われている。これにより、シールケース３０の窪み部３１の内部には、ケーシングＣの外側面ｃ１及び内周面ｃ２によって覆われた環状のジャケット空間Ｊが形成されている。

【0032】

ケース円環部３０ａには、ジャケット空間Ｊにジャケット水を供給する供給路（図示省略）と、ジャケット空間Ｊ内のジャケット水を外部に排出する排出路３０ｄとが形成されている。なお、ケース円環部３０ａの機内側の側面とケーシングＣの外側面ｃ１との間は、Ｏリング４５によりシールされており、ジャケット空間Ｊ内のジャケット水が機内側領域Ｂに漏洩するのを防止している。また、ケース円筒部３０ｂの機内側端部の外周面とケーシングＣの内周面ｃ２との間は、Ｏリング４６によりシールされており、ジャケット空間Ｊ内のジャケット水が機外に漏洩するのを防止している。

【0033】

以上より、メカニカルシール１の静止側ユニット３の構成部品であるシールケース３０は、ジャケット水が導入されるジャケット空間Ｊを有するので、このジャケット空間Ｊにジャケット水を導入することで、シール摺接部付近の被密封流体を冷却することができる。これにより、従来のように、メカニカルシールの設置スペース以外にジャケット空間を確保する必要がないので、ジャケット空間Ｊを備えたメカニカルシール１をコンパクトに構成することができる。

【0034】

［ラビリンス隙間および中間室］
回転側ユニット２において、ドライブリング２１の外周面における機外側の端部には、凹凸が軸方向に連続する第１凹凸部２１ａが形成されている。この第１凹凸部２１ａとケーシングＣの内周面ｃ２との間には、第１ラビリンス隙間Ｌ１が形成されている。

【0035】

これにより、機内側領域Ｂには、シール摺接部付近よりも機内側に第１ラビリンス隙間Ｌ１が形成されるので、第１ラビリンス隙間Ｌ１よりも機内側の被密封流体がシール摺接部付近に流入するのを抑制することができる。したがって、本実施形態のドライブリング２１は、ケーシングＣの内周面ｃ２との間に第１ラビリンス隙間Ｌ１を形成して当該第１ラビリンス隙間Ｌ１よりも機内側の被密封流体がシール摺接部付近に流入するのを抑制する回転側部材として機能している。

【0036】

以上より、第１ラビリンス隙間Ｌ１よりも機外側のシール摺接部付近に高温の被密封流体が流入しにくくなるので、シール摺接部付近でジャケット水により冷却された被密封流体が、第１ラビリンス隙間Ｌ１よりも機内側の被密封流体と入れ替わるのを抑制することができる。その結果、シール摺接部付近の被密封流体の冷却効率を高めることができるので、メカニカルシール１への熱影響を効果的に低減することができる。

【0037】

また、第１ラビリンス隙間Ｌ１は、ドライブリング２１の機外側の端部に設けられているため、ドライブリング２１の機内側の端部に設けられる場合に比べて、第１ラビリンス隙間Ｌ１よりも機外側に形成される空間を可及的に小さくすることができる。これにより、第１ラビリンス隙間Ｌ１よりも機外側の被密封流体を少なくすることができるので、シール摺接部付近の被密封流体の冷却効率をさらに高めることができる。

【0038】

ドライブリング２１の外周面における機内側の端部には、凹凸が軸方向に連続する第２凹凸部２１ｂが形成されている。この第２凹凸部２１ｂとケーシングＣの内周面ｃ２との間には、第２ラビリンス隙間Ｌ２が形成されている。これにより、機内側領域Ｂには、第１ラビリンス隙間Ｌ１よりも機内側に第２ラビリンス隙間Ｌ２が形成されるので、第１ラビリンス隙間Ｌ１よりも機外側のシール摺接部付近に被密封流体が流入するのをさらに抑制することができる。

【0039】

以上のように第２ラビリンス隙間Ｌ２を形成することで、高温の被密封流体が、第１ラビリンス隙間Ｌ１よりも機外側のシール摺接部付近にさらに流入しにくくなるので、シール摺接部付近でジャケット水により冷却された被密封流体が、第２ラビリンス隙間Ｌ２よりも機内側の被密封流体と入れ替わるのをさらに抑制することができる。これにより、シール摺接部付近の被密封流体の冷却効率を高めることができるので、メカニカルシール１への熱影響をさらに効果的に低減することができる。

【0040】

ドライブリング２１の外周面には、第１ラビリンス隙間Ｌ１と第２ラビリンス隙間Ｌ２との間に環状溝２１ｃが形成されている。そして、この環状溝２１ｃとケーシングＣの内周面ｃ２とによって、第１ラビリンス隙間Ｌ１と第２ラビリンス隙間Ｌ２との間に被密封流体を介在させる環状の中間室Ｍが形成されている。

【0041】

以上のように中間室Ｍを形成することで、第２ラビリンス隙間Ｌ２よりも機内側にある被密封流体の熱の一部は、ドライブリング２１の第２ラビリンス隙間Ｌ２を形成している部分、中間室Ｍ内の被密封流体、及びドライブリング２１の第１ラビリンス隙間Ｌ１を形成している部分を介して、シール摺接部付近の被密封流体に伝熱する。これにより、機内側の被密封流体からシール摺接部付近の被密封流体への伝熱効率は、中間室Ｍ内の被密封流体を介して伝熱される分だけ低下するので、メカニカルシール１への熱影響をさらに効果的に低減することができる。

【0042】

［クエンチ流体室］
機外側領域Ａは、回転密封環２２と静止密封環３９とのシール摺接部よりも径方向内側に形成されている。そして、機外側領域Ａには、シール摺接部を洗浄及び冷却するクエンチ水（クエンチ流体）が導入されるクエンチ流体室Ｑが形成されている。本実施形態のクエンチ流体室Ｑは、機内側のスリーブ円環部２０ａと機外側のセグメントシール６０との間において、ケース円環部３０ａよりも径方向内側に形成されている。また、クエンチ流体室Ｑの機内側は、クエンチ水がドライブリング２１の内周端部２１ｄに接するように形成されている。

【0043】

ケース円環部３０ａには、クエンチ流体室Ｑにクエンチ水を供給する供給路３０ｅと、クエンチ流体室Ｑ内のクエンチ水を外部に排出する排出路３０ｆとが形成されている。なお、供給路３０ｅからクエンチ流体室Ｑに供給されたクエンチ水は、上記Ｏリング４３によって機内側領域Ｂへの漏洩が防止されている。

【0044】

セグメントシール６０は、クエンチ流体室Ｑの機外側をシールするもので、円環状に形成された一対のセグメントリング６１と、各セグメントリング６１の外周に設けられた円環状のガータスプリング６２とを備えている。一対のセグメントリング６１は、軸方向に並んで配置された状態で、フランジ円環部３３ａとプレート３４との間に挟持された状態で、上記ボルト３５によりケーシングＣ側に固定されている。

【0045】

図１において、機内側のセグメントリング６１には、軸方向に貫通するピン孔６１ａが周方向に所定間隔をあけて複数（図１では１個のみ図示）形成されている。また、機外側のセグメントリング６１の機内側の側面には、ピン孔６１ａと同数のピン溝６１ｂが形成されている。一対のセグメントリング６１のピン孔６１ａ及びピン溝６１ｂには、フランジ円環部３３ａの機外側の側面に突設されたピン３３ｃが挿入されている。これにより、一対のセグメントリング６１は、フランジ３３に対する相対回転が規制されている。

【0046】

図２において、機内側のセグメントリング６１とフランジ円環部３３ａとの間には、当該セグメントリング６１を機外側へ押圧するスプリング６３が周方向に所定間隔をあけて複数（図２では１個のみ図示）設けられている。
ガータスプリング６２は、各セグメントリング６１の外周に装着されており、各セグメントリング６１の内周面をスリーブ２０の外周面に圧接させている。これにより、クエンチ流体室Ｑ内のクエンチ水が機外側に漏洩するのを防止している。

【0047】

以上より、回転密封環２２と静止密封環３９とのシール摺接部は、ジャケット空間Ｊ内のジャケット水により被密封流体を介して機内側から冷却されるとともに、クエンチ流体室Ｑ内のクエンチ水によっても機外側から冷却されるので、メカニカルシール１への熱影響をさらに効果的に低減することができる。

【0048】

また、ドライブリング２１の内周端部はクエンチ水に接するので、ドライブリング２１よりも機内側の被密封流体の熱がドライブリング２１に伝熱しても、クエンチ水によってドライブリング２１を冷却することができる。これにより、ドライブリング２１よりも機内側の被密封流体の熱が、ドライブリング２１を介してシール摺接部付近の被密封流体に伝熱されるのを抑制することができる。その結果、メカニカルシール１への熱影響をさらに効果的に低減することができる。

【0049】

また、上記のようにクエンチ水によってドライブリング２１が冷却されることで、中間室Ｍ内の被密封流体も冷却することができる。これにより、中間室Ｍ内の被密封流体の伝熱効率が低下するので、第２ラビリンス隙間Ｌ２よりも機内側にある被密封流体の熱の一部が、ドライブリング２１の第２ラビリンス隙間Ｌ２を形成している部分、中間室Ｍ内の被密封流体、及びドライブリング２１の第１ラビリンス隙間Ｌ１を形成している部分を介して、シール摺接部付近の被密封流体に伝熱することを抑制することができる。

【0050】

［その他］
上記実施形態におけるジャケット空間は、シールケースの窪み部によって形成されているが、シールケースの内部に中空部を形成し、この中空部をジャケット空間としてもよい。また、上記実施形態における機内側領域は、シール摺接部よりも径方向外側に形成されているが、シール摺接部よりも径方向内側に形成されていてもよい。また、上記実施形態におけるドライブリングの外周には、第１及び第２ラビリンス隙間と中間室とが形成されているが、外周全体にラビリンス隙間を形成してもよい。

【0051】

上記実施形態における静止側ユニットは、シールケースを静止側部材としているが、他の構成部品を静止側部材としてもよい。また、上記実施形態における回転側ユニットは、ドライブリングを回転側部材としているが、他の構成部品を回転側部材としてもよい。また、上記実施形態におけるメカニカルシールには、ジャケット空間とクエンチ流体室とが形成されているが、少なくともジャケット空間が形成されていればよい。

【0052】

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0053】

１ メカニカルシール
２ 回転側ユニット
３ 静止側ユニット
２１ ドライブリング（回転側部材）
２２ 回転密封環
３０ シールケース（静止側部材）
３９ 静止密封環
Ａ 機外側領域
Ｂ 機内側領域
Ｃ ケーシング
ｃ２ 内周面
Ｊ ジャケット空間
Ｌ１ 第１ラビリンス隙間
Ｌ２ 第２ラビリンス隙間
Ｍ 中間室
Ｓ 回転軸
Ｑ クエンチ流体室

【図1】

【図2】