特許 6891091 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】6891091

(24)【登録日】2021年5月28日

(45)【発行日】2021年6月18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 20060101AFI20210607BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/34 H

   F16J15/34 Z

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-201414(P2017-201414)

(22)【出願日】2017年10月17日

(65)【公開番号】特開2018-141553(P2018-141553A)

(43)【公開日】2018年9月13日

【審査請求日】2020年4月24日

(31)【優先権主張番号】特願2017-36013(P2017-36013)

(32)【優先日】2017年2月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】503227553

【氏名又は名称】イーグルブルグマンジャパン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【識別番号】100163212

【弁理士】

【氏名又は名称】溝渕 良一

(74)【代理人】

【識別番号】100204467

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 好文

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100156535

【弁理士】

【氏名又は名称】堅田 多恵子

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(72)【発明者】

【氏名】喜藤 雅和

(72)【発明者】

【氏名】田中 寛志

(72)【発明者】

【氏名】穴沢 貴光

【審査官】 保田 亨介

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５８−１０６２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２５１６１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ１５／３４−１５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

静止密封環と、回転軸と共に回転する回転密封環と、前記静止密封環と前記回転密封環とを相対的に軸方向に付勢する付勢手段と、前記回転密封環からの軸方向への反力を受けるカラーと、前記カラーに設けられ径方向に貫通する貫通孔に螺合して前記カラーを前記回転軸又はスリーブに固定するセットスクリューとを備え前記回転密封環と前記静止密封環との摺接により軸封するメカニカルシールであって、
前記カラーは、
前記貫通孔が形成されたベース部材と、
外径側に周方向に沿った弧面を有し、内径側に前記ベース部材の外径側を覆うとともに前記貫通孔を覆う内面を有するカバー部材との少なくとも２部材から成ることを特徴とするメカニカルシール。

【請求項2】

前記カバー部材は、前記ベース部材に軸方向から固定ネジにより固定され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。

【請求項3】

前記カバー部材は、軸方向に延びるカバー部と内径方向に延びる取付部とを有し、径方向断面は略Ｌ形であることを特徴とする請求項１又は２に記載のメカニカルシール。

【請求項4】

前記カバー部材の外径側には回転時に循環流を生じせしめる溝、孔又は突起が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のメカニカルシール。

【請求項5】

前記カバー部材の前記弧面は、周方向に沿った一連の円形面に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のメカニカルシール。

【請求項6】

前記固定ネジはその頭部が前記ベース部材よりも軸方向に突出した状態で前記ベース部材に固定されており、かつ、前記頭部は前記回転密封環の凹部に収容されていることを特徴とする請求項２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、流体機器の回転軸の軸封に用いられるメカニカルシールに関する。

【背景技術】

【0002】

メカニカルシールは、流体機器のケースと該ケースを貫通するように配置される回転軸との間に装着して使用されるものであり、流体機器のケースに固定される静止密封環に回転軸とともに回転する回転密封環を付勢手段により軸方向に付勢して静止密封環の摺動面と回転密封環の摺動面を摺接させて、流体機器の内部から外部又は外部から内部への流体の漏れを防ぐものである。

【0003】

メカニカルシールはケースを構成する部材であるスタフィングボックス内に配置されており、メカニカルシールの回転密封環側は主に、回転密封環と、該回転密封環の該回転軸との相対回転を規制する回転規制部材と、該回転規制部材が設けられたカラー、カラーを回転軸又は回転軸に固定されたスリーブに固定するセットスクリューとから構成されている。

【0004】

このメカニカルシールを稼働させ回転軸が回転すると、静止密封環の摺動面と回転密封環の摺動面との摺接によりこれら摺動面及びその近傍の温度が上昇し熱膨張したり、摺動面間に異物が詰まる虞があるため、スタフィングボックス内においてフラッシング液等の液体を機内側から機外側に向けて循環させ、静止密封環の摺動面と回転密封環の摺動面の近傍を冷却・清浄させるようになっている。

【0005】

ケース内の液体を効率よく機内側から機外側に循環させるため、回転密封環側に矩形溝や螺旋溝を刻設したパーシャルインペラを取り付けることや、ケースの外部にポンプを設けることがなされている。

【0006】

特許文献１のメカニカルシールにおいては、スリーブに固定されるポンピングリング（カラー）の外周に螺旋状突起を設けることにより、メカニカルシールの稼動時には、スタフィングボックス内のフラッシング液は、スタフィングボックスとポンピングリング等との間の隙間を軸方向に流れ、回転密封環及び静止密封環側に流れ、その後、排出孔を通ってスタフィングボックス外に流れるようになっている（特許文献１を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第５８６５９０８号公報（図１）

【0008】

特許文献１のメカニカルシールにおいては、図１０に示されるように、ポンピングリング９０１（カラー）にはセットスクリュー９０２を径方向に螺入させる貫通孔９０３が設けられており、セットスクリュー９０２によりポンピングリング９０１をスリーブ９０４に固定している。この固定状態では、ポンピングリング９０１の貫通孔９０３にセットスクリュー９０２が埋没しており、該貫通孔９０３の外径側端部は内径方向に凹む凹部９０５をなし外径側に開放していた。

【0009】

そして、ポンピングリング９０１の凹部９０５は外径側に開放しているとともに、スタフィングボックス９０６とポンピングリング９０１との隙間は狭い空間であるため、メカニカルシールを稼働させ回転軸を回転させた際、フラッシング液の流れは該凹部９０５が作り出す流れ９０７により乱されることとなる。そのため、スタフィングボックス９０６内において流れるフラッシング液の流量が不十分となって、冷却・清浄の機能が不十分となる虞があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、スタフィングボックス内の液体の流れに与える影響を少なくしたメカニカルシールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記課題を解決するために、本発明のメカニカルシールは、
静止密封環と、回転軸と共に回転する回転密封環と、前記静止密封環と前記回転密封環とを相対的に軸方向に付勢する付勢手段と、前記回転密封環からの軸方向への反力を受けるカラーと、前記カラーに設けられ径方向に貫通する貫通孔に螺合して前記カラーを前記回転軸又はスリーブに固定するセットスクリューとを備え前記回転密封環と前記静止密封環との摺接により軸封するメカニカルシールであって、
前記カラーは、
前記貫通孔が形成されたベース部材と、
外径側に周方向に沿った弧面を有し内径側に前記ベース部材の外径側を覆う内面を有するカバー部材との少なくとも２部材から成ることを特徴としている。
この特徴によれば、カバー部材の内面がベース部材の前記貫通孔及び前記貫通孔に螺合されたセットスクリューの頭部を覆うとともに、カバー部材の外径側は弧面で形成され、カラーは円滑な環状に形成されることから、メカニカルシールの稼動時にスタフィングボックス内の流体の流れに与える影響を少なくできる。また、カバー部材を設けているためセットスクリューが脱落することを防止できる。

【0012】

前記カバー部材は、前記ベース部材に軸方向から固定ネジにより固定されることを特徴としている。
この特徴によれば、固定ネジはカバー部材の外径側の弧面よりも内径側でベース部材に固定されるため、メカニカルシールの稼動時に流体の流れに与える影響は少ない。

【0013】

前記カバー部材は、軸方向に延びるカバー部と内径方向に延びる取付部とを有し、径方向断面は略Ｌ形であることを特徴としている。
この特徴によれば、カバー部材は、その取付部がベース部材に軸方向に当接するため、ベース部材に対して軸方向の移動が規制されている。

【0014】

前記カバー部材の外径側には回転時に循環流を生じせしめる溝、孔又は突起が形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、カラーをパーシャルインペラとして機能させることができる。

【0015】

前記カバー部材の前記弧面は、周方向に沿った一連の円形面に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、カラーの外周面を周方向に弧が連なる環状にできる。

【0016】

前記固定ネジはその頭部が前記ベース部材よりも軸方向に突出した状態で前記ベース部材に固定されており、かつ、前記頭部は前記回転密封環の凹部に収容されていることを特徴としている。
この特徴によれば、固定ネジは、ベース部材へのカバー部材の固定とともに、ドライブピンとして機能させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施例１におけるメカニカルシールを示す断面図である。

【図2】図１の一部拡大断面図であり、（ａ）は図１の上部の拡大断面図、（ｂ）は図１の下部の拡大断面図である。

【図3】図１のカバー部材を示す図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は径方向断面図、（ｃ）は右側面である。

【図4】図１のカラーの組立を説明する断面図である。

【図5】本発明の実施例２におけるカラー及び回転密封環の箇所を拡大して示す断面図である。

【図6】本発明の実施例３におけるカラー及び回転密封環の箇所を拡大して示す断面図である。

【図7】本発明の実施例４におけるカバー部材を示す図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は径方向断面図、（ｃ）は右側面である。

【図8】本発明の実施例５におけるメカニカルシールを示す断面図である。

【図9】本発明の実施例６におけるメカニカルシールを示す断面図である。

【図10】従来のメカニカルシールを示す一部拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明に係るメカニカルシールを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。各図において、径方向の断面図にあっては、説明の便宜上、径方向の線を一部省略している。

【実施例1】

【0019】

実施例１に係るメカニカルシールにつき、図１から図４を参照して説明する。メカニカルシール１は、ケース２に貫通される回転軸３の軸封をするものであって、静止密封環１０の摺動面と回転密封環５０の摺動面をシール面として、高圧の被密封液体Ｈ側（機内Ｍ側）である外周側から、低圧流体Ｌ側（大気Ａ側）である内周側へ向かって漏れようとする液体をシールする形式であって、回転密封環５０を軸方向に付勢するスプリング５１（付勢手段）が回転軸３側に設けられた形式のインサイド・回転型のメカニカルシールである。

【0020】

メカニカルシール１は、静止密封環１０と、スリーブ２０と、カラー３０と、回転密封環５０と、スプリング５１と、ドライブピン５３（固定ネジ）とから主に構成されている。静止密封環１０はＳｉＣ（炭化珪素）、回転密封環５０はＳｉＣ（炭化珪素）またはＣａｒｂｏｎ（炭素）から形成されているが、その他の材料で形成されていてもよい。また、スリーブ２０、カラー３０及びドライブピン５３はステンレス鋼から形成されているが、その他の材料から形成されていてもよい。

【0021】

先ず、静止密封環１０が取り付けられる側の構成について説明する。ケース２は回転機械のケース本体４、環状体５、環状ケース６から構成され、回転機械のケース本体４に軸方向大気Ａ側から固定ボルト８により環状体５及び環状ケース６が取り付けられている。環状体５及び環状ケース６は、メカニカルシール１を収容するいわゆるスタフィングボックス７を構成している。軸方向大気Ａ側の環状ケース６には、後述するスリーブ２０の外周との間を密封するセグメントシール９が取り付けられている。なお、セグメントシール９に代えてブッシュを用いてもよい。

【0022】

環状ケース６には、径方向の一端が静止密封環１０側に開放され、他端が外部に開放された貫通孔６Ａが形成されている。この貫通孔６Ａの外部には図示しないパイプが接続され、被密封液体Ｈが流通するフラッシュ液の通路として機能する。

【0023】

また、環状ケース６の内径側には静止密封環１０が軸方向から装着されている。静止密封環１０は、その凹部１１にノックピン１２が挿入されることで、環状ケース６との相対回転が規制されている。

【0024】

次に、回転密封環５０が取り付けられる側の構成について説明する。回転軸３には円筒状のスリーブ２０が装着され、スリーブ２０は大気Ａ側においてセットスクリュー２１により回転軸３に固定されている。また、機内Ｍ側においてスリーブ２０の外周にはセットスクリュー３１によりカラー３０が固定されている。

【0025】

カラー３０と回転密封環５０との間には周方向に六等配されたスプリング５１が配置されており、スプリング５１は回転密封環５０を静止密封環１０側に軸方向に付勢している。言い換えると、カラー３０は回転密封環５０から軸方向の反力を受ける部材として機能している。また、カラー３０には、周方向に六等配されたドライブピン５３（固定ネジ）がネジ固定されている。回転密封環５０は、その軸方向機内Ｍ側及び内径側に凹む凹部５４にドライブピン５３の頭部が挿入されることで、カラー３０との相対回転が規制されている。なお、スプリング５１及びドライブピン５３の個数や配置は六等配に限られない。

【0026】

ついで、カラー３０について図２から図４を用いて説明する。
カラー３０は、環状のベース部材３２と環状のカバー部材４０とから構成され、ドライブピン５３により一体に結合されている。

【0027】

ベース部材３２は断面略Ｌ字形状（この断面は、図４に示される環状のベース部材３２の切り口断面である。）に形成されている。ベース部材３２には、径方向に貫通しメネジ部を備えた貫通孔３３（図１、図２（ｂ））が形成されており、この貫通孔３３にセットスクリュー３１が螺合される。また、ベース部材３２には、軸方向に凹む凹部３４（図１、図２（ｂ））が周方向に等配で三箇所形成されており、これら凹部３４にスプリング５１の一部が収容されている。

【0028】

さらに、ベース部材３２の内径側には回転密封環５０側に延びる延出部３５が形成されており、この延出部３５の内径側には外径側に凹む環状凹部３５Ａが形成されており、この環状凹部３５Ａには二次シールとしてのＯリング３５ａが配置されている。同様に、延出部３５の外径側には内径側に凹む環状凹部３５Ｂが形成されており、この環状凹部３５Ｂには二次シールとしてのＯリング３５ｂが配置されている。また、ベース部材３２の外径側には軸方向に貫通する貫通孔３６が形成されており、貫通孔３６は段付きの形状とされており、小径のメネジ部３６Ｂと大径の凹部３６Ａとが軸方向に連通している。

【0029】

カバー部材４０は、断面略反転Ｌ字形状に形成され、軸方向に延びるカバー部４１とカバー部４１に連なり内径方向に延びる取付部４２を有している。カバー部４１の外径側面４１Ａ（弧面、一連の円形面）は円弧が周方向に連続した形状とされており、その内径側面４１Ｂ（内面）はベース部材３２の外径側面３２Ａと略同寸法かつ同形状、好ましくは略円形面に形成されている。

【0030】

カバー部材４０の取付部４２に周方向に三等配された貫通孔４４と内周に開放する切欠４５が形成されている（図３を参照。）。貫通孔４４には、ドライブピン５３の胴部５３Ａが挿入され、また、切欠４５にはスプリング５１が配置されるようになっている。

【0031】

カラー３０の組立・固定について説明する。
先ず、ベース部材３２にＯリング３５ａ、３５ｂを装着した状態でセットスクリュー３１を用いてベース部材３２をスリーブ２０に固定する（図１、図４（ａ）参照。）。この状態でベース部材３２の延出部３５の軸方向先端は、スリーブ２０に形成され外径側に突出するリブ２１に当接している。これによれば、カラー３０に外力が作用してもカラー３０が回転密封環５０側に移動することが規制されている。

【0032】

ついで、カバー部材４０のメネジ部が設けられた貫通孔４４にドライブピン５３の雄ネジ部である胴部５３Ａを螺合させて挿通し（図４（ｂ）参照。）、ベース部材３２にカバー部材４０を軸方向から外嵌しベース部材３２の側端面３２Ｂに取付部４２の内側面４２Ａを当接させ、ベース部材３２の外径側の段部３２Ｄに取付部４２を嵌め合わせた状態として、貫通孔３６のメネジ部３６Ｂにドライブピン５３を螺合させる（図４（ｃ））。

【0033】

ドライブピン５３の胴部５３Ａの軸方向長さは、貫通孔３６の軸方向長さと貫通孔４４の軸方向長さの和と略等しく形成されるとともに、頭部５３Ｂの外径は貫通孔４４の内径よりも大きく形成されているため、ドライブピン５３の頭部５３Ｂの胴部５３Ａ側の内端面５３Ｃ（図４（ｃ）を参照。）を取付部４２の外側面４２Ｂに当接するまでねじ込むと、ドライブピン５３の胴部５３Ａの先端面５３Ｄとベース部材３２の側端面３２Ｃは略同一面に位置する（図２参照。）。このとき、ベース部材３２の側端面３２Ｃとカバー部４１の側端面４１Ｃも略同一面に位置する。また、ベース部材３２の側端面３２Ｅと取付部４２の外側面４２Ｂも略同一面に位置する。

【0034】

以上のように、ベース部材３２の径方向に延びる貫通孔３３にセットスクリュー３１を螺合してスリーブ２０にベース部材３２を固定した状態において、カバー部材４０の内径側面４１Ｂによって、ベース部材３２の貫通孔３３に螺合されたセットスクリュー３１の頭部及びその外径側に形成された空隙α（図１を参照。）が覆われている。また、カバー部材４０の外径側は一連の円形面すなわち周方向に一周連続する円弧面で形成されている。このように、カラー３０は、その外径側が円滑な円形面に形成されることから、メカニカルシール１が稼動し回転軸３が回転した際に、当該カラー３０の外径側面４１Ａによって渦流等が発生する虞が少なく、スタフィングボックス７内の液体の流れに与える影響を少なくできる。また、空隙αはカバー部材４０に覆われるため、該空隙α内に塵埃等が蓄積されることがない。

【0035】

また、貫通孔３３はカバー部材４０に覆われているため、回転時の遠心力等によってセットスクリュー３１が径方向に緩んでもカラー３０外に外れることを防止できる。さらに、ドライブピン５３は軸方向に延びる貫通孔３６に螺合しているため、回転時の遠心力等によって緩む虞が少ないから好ましい。

【0036】

また、カバー部材４０は、内径方向に延びる取付部４２がベース部材３２に軸方向からドライブピン５３により固定されている。すなわち、ドライブピン５３はカバー部材４０の外径側の円弧面をなす外径側面４１Ａよりも内径側に位置している。そして、内径側程回転時の周速が遅くなるため、ドライブピン５３によってメカニカルシール１の稼動時に液体の流れに与える影響は少ない。

【0037】

また、ドライブピン５３は、ベース部材３２とカバー部材４０の固定とともに、回転密封環５０の相対回転を規制するドライブピンとしても機能させることができる。そのため、シンプルな構造でありながら、メカニカルシール１の部品点数を減少させることができるとともにカラー３０よりも機内Ｍ側に他の固定部材等が不要でありメカニカルシール１を軸方向に小型化できる。加えて、ドライブピン５３の頭部５３Ｂは回転密封環５０の凹部５４に収容されているため、回転密封環５０の凹部５４がスタフィングボックス７内の液体の流れに与える影響を少なくできる。この観点からは、図２に示される形状に代えて、凹部５４は、軸方向のみに開放される形状であることが好ましい。

【0038】

カバー部材４０は、その取付部４２がベース部材３２に軸方向において当接するため、ベース部材３２に対して軸方向の移動が規制されている。そのため、ベース部材３２に対するカバー部材４０の位置決めが簡単である。

【0039】

また、ベース部材３２の外径側の段部３２Ｄとカバー部材４０の取付部４２は相補形であるため、カラー３０は円滑な外形を呈するとともに、従来のカラーをいわゆる分割構成としたとも言えるものであるため、従来のメカニカルシール用のカラーとして使用することができる。

【実施例2】

【0040】

次に、実施例２に係るメカニカルシールにつき、図５を参照して説明する。なお、実施例１と同一構成で重複する説明を省略する。実施例２はカバー部材２４０の構造が実施例１のカバー部材４０とは異なっている。

【0041】

カバー部材２４０は断面略Ｔ字形状をなし、取付部４２を中心として、カバー部４１とは反対側に軸方向に延びる庇部２４５を有している。庇部２４５は回転密封環５０の凹部５４の外径側を覆っているため、メカニカルシール１の稼動時に回転密封環５０の凹部５４がスタフィングボックス７内の液体の流れに与える影響を少なくできる。

【実施例3】

【0042】

次に、実施例３に係るメカニカルシールにつき、図６を参照して説明する。なお、実施例１と同一構成で重複する説明を省略する。実施例３はベース部材３２０及びカバー部材３４０の構造が実施例１のベース部材３２及びカバー部材４０とは異なっている。

【0043】

ベース部材３２０は外径側の軸方向両端に段部３２Ｄ、段部３２０Ｆが形成されている。またカバー部材３４０は、特に図示しないが周方向に分割構造を有し、下向き断面略Ｕ字形状をなし、その軸方向両側に内径側に延びる取付部４２、取付部３４６が形成されそれぞれ段部３２Ｄ、段部３２０Ｆと相補形をなしている。ベース部材３２０にカバー部材３４０を跨ぐように被せ、軸方向からドライブピン５３を螺合させてベース部材３２０にカバー部材３４０を固定する。これによれば、カバー部材３４０は取付部４２、取付部３４６によって軸方向の移動が規制される。このためドライブピン５３は主に径方向への移動を規制する強度を有すればよいものとなる。

【実施例4】

【0044】

次に、実施例４に係るメカニカルシールにつき、図７を参照して説明する。なお、実施例１と同一構成で重複する説明を省略する。実施例４はカバー部材４４０の構造が実施例１のカバー部材４０とは異なっている。

【0045】

カバー部材４４０には、環状のカバー部４１の一端から内径側に延び三等配された舌片４４３が設けられている。舌片４４３（取付部）にはドライブピン５３の胴部５３Ａが挿通される貫通孔４４が形成されている。これによればカバー部材４４０の形成が簡単である。

【0046】

なお、実施例１で説明したベース部材３２の環状の段部３２Ｄに代えて、ベース部材３２に舌片４４３と相補形の凹部を設けてもよい。これによれば、ドライブピン５３に加えて、舌片４４３と該凹部によってもカバー部材４４０とベース部材３２との相対回転を規制することができる。

【実施例5】

【0047】

次に、実施例５に係るメカニカルシールにつき、図８を参照して説明する。なお、実施例１と同一構成で重複する説明を省略する。実施例５はカバー部材５４０の構造が実施例１のカバー部材４０とは異なっている。

【0048】

カバー部材５４０は、カバー部４１を中心として、取付部４２とは反対側に外径方向に延びその端部からカバー部４１とは反対側に軸方向に延びるインペラ部５４５を有し、インペラ部５４５には液体に循環流を生じせしめる傾斜貫通孔５４６が形成されている。これによれば、カラー３０をパーシャルインペラとして機能させることができる。なお、循環流を生じせしめる構造は、傾斜貫通孔５４６に代えて従来周知のらせん溝、矩形溝、貫通孔、らせん突起、矩形突起等であってもよい。

【実施例6】

【0049】

次に、実施例６に係るメカニカルシールにつき、図９を参照して説明する。なお、実施例１と同一構成で重複する説明を省略する。実施例６は環状体６０５、環状ケース６０６、静止密封環６１０、カラー６３０、ベース部材６３２、カバー部材６４０、回転密封環６５０の構造が実施例１の環状体５、環状ケース６、静止密封環４０、カラー３０、ベース部材３２、カバー部材４０、回転密封環５０とは異なっている。

【0050】

環状体６０５は、軸方向にケース本体４から静止密封環６１０まで延びるように形成されているとともに、環状ケース６０６は低圧流体Ｌ側から回転密封環６１０までは延びておらず軸方向の長さが短く形成されている。

【0051】

カラー６３０は、環状のベース部材６３２と環状のカバー部材６４０とから構成され、固定ネジ６５３により軸方向機内Ｍ側から一体に結合されている。
ベース部材６３２は断面略Ｌ字形状に形成されており、外径側のフランジ部６３２Ｃには軸方向に貫通する段付きの貫通孔６３６が形成されている。ベース部材６３２にカバー部材６４０を固定ネジ６５３により固定した際に、固定ネジ６５３の頭部は貫通孔６３６の軸方向機内Ｍ側の大径部６３７内に収容されている。固定ネジ６５３の頭部はベース部材６３２から軸方向に露出しないため、スタフィングボックス７内の液体の流れに与える影響を少なくできる。

【0052】

ベース部材６３２の外径側には回転密封環６５０側に延びる延出部６３５が形成され、軸方向大気Ａ側かつ内径側に画成された段部６３５Ａが形成されている。回転密封環６５０の軸方向機内Ｍ側かつ外径側に画成された段部６５０Ａと、段部６３５Ａとにより形成される空間に二次シールとしてのＯリング６５０ａが配置されている。また、ベース部材６３２に固定されたドライブピン６５６は回転密封環６５０の内径側の凹部６５４に係合して回転密封環６５０との相対回転を規制する機能を有する。

【0053】

また、環状ケース６０６の内径側には外径側に凹む環状凹部６０６Ａが形成されており、この環状凹部６０６Ａには二次シールとしてのＯリング６０６ａが配置されている。また、環状ケース６０６に固定されたノックピン６１２は静止密封環６１０の内径側の凹部６１１に係合して静止密封環６１０との相対回転を規制する機能を有する。

【0054】

また、ベース部材６３２の内径側には外径側に凹む環状凹部６３２Ａが形成されており、この環状凹部６３２Ａには二次シールとしてのＯリング６３２ａが配置されている。

【0055】

また、ベース部材６３２のフランジ部６３２Ｃの外周面とカバー部材６４０の外周面は、同径に形成されており、軸方向に平滑に連なっているため、スタフィングボックス７内の液体の流れに与える影響を少なくできる。

【0056】

また、カバー部材６４０の軸方向機内Ｍ側の側端面６４０Ｄは、ベース部材６３２のフランジ部６３２Ｃの大気Ａ側の側端面６３２Ｄに当接するため、カバー部材６４０をベース部材６３２に正確な位置に固定することができるとともに、固定ネジ６５３の締結後にベース部材６３２からカバー部材６４０が脱落しにくくなっている。
加えて、カバー部材６４０の大気Ａ側の側端面６４０Ａから軸方向に対向する環状体６０５の内端部６０５Ａまでの距離は、固定ネジ６５３がカバー部材６４０の雌ネジ部６３８に螺合する軸方向長さよりも短いため、一層、ベース部材６３２からカバー部材６４０が脱落しにくくなっている。

【0057】

カバー部材６４０は、固定ネジ６５３が挿入されるカバー部６４１から軸方向大気Ａ側に延びるインペラ部６４５を有し、インペラ部６４５には液体に循環流を生じせしめる貫通孔６４６が形成されている。これによれば、カラー６３０をパーシャルインペラとして機能させることができる。なお、循環流を生じせしめる構造は、貫通孔６４６に代えて従来周知のらせん溝、矩形溝、貫通孔、らせん突起、矩形突起等であってもよい。

【0058】

このように、Ｏリング６５０ａ、６０６ａは、静止密封環６１０と回転密封環６５０の内外径に対し、循環流が生じる側に配置されているため、被密封流体Ｈが凹部６１１、凹部６５４等の小さな隙間に入りにくくなっている。この作用効果は、スラリーの混在する被密封流体Ｈの場合に顕著に有効である。加えて、インペラ部６４５により、被密封流体Ｈが攪拌されるため、摺動部の近傍のスラリーを排除できるとともに摺動部近傍にスラリーは堆積しにくくなっている。さらに、環状体６０５または環状ケース６０６に、被密封液体Ｈを流通させる貫通孔（図１の貫通孔６Ａに対応する孔）を設けて被密封流体Ｈを循環させてもよい。

【0059】

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

【0060】

例えば、実施例１〜６では、インサイド型・回転型のメカニカルシールを例に説明したが、摺動面の内周から外周方向へ向かって漏れようとする液体をシールする形式であるアウトサイド型のメカニカルシールにも適用可能であるし、スプリング（付勢手段）がケース側に設けられた静止型のメカニカルシールにも適用可能である。

【0061】

また、カラーがスリーブに固定されるメカニカルシールについて説明したが、カラーが回転軸に直接固定されるメカニカルシールにも適用可能である。

【0062】

また、一対の静止密封環と回転密封環とを有するシングル形式のメカニカルシールについて説明したが、複数対の静止密封環と回転密封環とを有する複数形式（デュアル形式等）のメカニカルシールにも適用可能である。さらに、回転密封環の両側に静止密封環が摺動する、又は静止密封環の両側に回転密封環が摺動するダブル形式のメカニカルシールにも適用可能である。

【0063】

また、被密封液体をフラッシュさせる例について説明したが、これに限らない。例えば、デュアル形式のメカニカルシールにおける中間室のバリア液を被密封液体とする部位のカラーとしても適用できることは言うまでもない。

【0064】

また、ベース部材３２にカバー部材４０をドライブピン５３の螺合により締結固定する例について説明したが、ベース部材３２へのカバー部材４０の固定手段は問わない。例えば、ピンの圧入であってもよいし、ベース部材３２の外径側のオネジ部とカバー部材４０の内径側のメネジ部との螺合による固定であってもよい。

【0065】

また、実施例１において、ドライブピン５３は、回転密封環５０の回転を規制する機能に加えて、ベース部材３２とカバー部材４０との固定する機能も兼ねる例について説明したが、それぞれ別部材により構成してもよい。例えば、３等配されていた貫通孔４４を６等配とし、その内、３つの貫通孔にドライブピンを固定し、残りの３つの貫通孔を用いて固定ネジによりベース部材にカバー部材を固定してもよい。この場合、ドライブピンの頭部の内端面をカバー部材から軸方向に離間させることができるため、カラーから回転密封環までの距離が長くても対応できる。

【0066】

また、ベース部材とカバー部材とが相補形の例について説明したが、相補形であることは必須ではない。

【0067】

また、カバー部材が環状である例について説明したが、少なくともセットスクリュー及びベース部材の貫通孔を覆うものであれば、環状でなくともよい。

【符号の説明】

【0068】

１ メカニカルシール
２ ケース
３ 回転軸
７ スタフィングボックス
１０ 静止密封環
２０ スリーブ
３０ カラー
３１ セットスクリュー
３２ ベース部材
３３ 貫通孔
３６ 貫通孔
４０ カバー部材
４１ カバー部
４１Ａ 外径側面（弧面）
４１Ｂ 内径側面（内面）
４２ 取付部
５０ 回転密封環
５１ スプリング（付勢手段）
５３ ドライブピン（固定ネジ）
５３Ｂ 頭部
２４０ カバー部材
３２０ ベース部材
３４０ カバー部材
４４０ カバー部材
４４３ 舌片（取付部）
５４０ カバー部材
５４５ インペラ部
５４６ 傾斜貫通孔
６１０ 静止密封環
６３０ カラー
６３２ ベース部材
６４０ カバー部材
６４１ カバー部
６５０ 回転密封環
６４０ カバー部材
６４５ インペラ部
６４６ 貫通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】