JP5927072B2 - メカニカルシール - Google Patents

Description

この発明は、例えば、コンプレッサやポンプなどの各種回転機器に軸封装置として使用されるメカニカルシールに関する。

従来より、例えば、コンプレッサやポンプなどの各種回転機器において、ケーシングを貫通する回転軸からの漏出を機械的にシールする装置としてメカニカルシールが多用されている。単に、メカニカルシールといっても、その用途により、特許文献１で提案されるような一組の回転密封環及び静止密封環によるシール面（摺動面）でシールするシングル型、シングル型に比べてシール性能の高い、二組の回転密封環及び静止密封環によるシール面（摺動面）でシールするダブル型や、特許文献２で提案されるようなタンデム型などのシール機構がある。

なお、ダブル型のシール機構は二組の回転密封環及び静止密封環が回転軸の軸心方向において逆向きに配置される構成であり、流体の圧力を二分してより高圧状況下で使用されるタンデム型のシール機構は二組の回転密封環及び静止密封環が軸心方向において同方向に配置される構成である。

このようなメカニカルシールは、シール機構の型に限らず、回転密封環のシール面と、静止密封環のシール面とを摺動させてシールするため、回転密封環、及び静止密封環のうち一方を他方に向かって付勢手段で軸心方向に付勢している。この付勢手段の付勢力が、シール面でのシール性に大きく影響している。つまり、高圧力下でのシール性を確保するためには、付勢手段の付勢力を大きく設定し、一方のシール面を他方のシール面に強く押し付けて高いシール性能を確保する。

このように、付勢力を増大させてシール性を向上させることにより、回転方向に摺動している回転密封環、及び静止密封環は発熱して高温になる。回転密封環、及び静止密封環が高温になると、回転密封環、及び静止密封環が膨張してひずみが生じ、ひずみに起因して異常摩耗したり、ひずみによってシール面の平行性が崩れて漏洩を許容し、シール性能が低下するおそれがあった。

特開２００７−２１１９３９号公報 特開２００６−８３８８９号公報

そこで本発明では、高いシール性能を長期にわたって維持できる耐久性の高いメカニカルシールを提供することを目的とする。

この発明は、回転軸に回転固定された回転密封環の回転側シール面と、ハウジングに回転固定された静止密封環の静止側シール面とで、回転摺動する摺動シール面を構成するシール機構を備えるとともに、前記回転密封環及び前記静止密封環のうち一方を前記回転軸の軸心方向に移動可能な軸心方向移動環で構成し、該軸心方向移動環を他方に向かって、前記回転軸に固定された反力固定部の反力により、軸心方向に付勢する付勢手段を備えたメカニカルシールであって、前記ハウジング内部において前記シール機構より機内側を機内側空間とするとともに、前記シール機構より機外側を機外側空間とし、前記機外側空間に流体を供給する流体供給路を形成するとともに、前記機外側空間において、前記反力固定部に対して、前記機外側空間に供給された前記流体を導通する流体導通部を備え、前記流体導通部を、表面積を拡大する凹凸形状を有する凹凸形状部を備えたことを特徴とする。

上述の前記回転軸に固定された反力固定部は、スリーブを介して回転軸に固定された反力固定部や、回転軸に直接固定された反力固定部とすることができる。
上記メカニカルシールは、一組の回転密封環及び静止密封環を有するシングル型、二組の回転密封環及び静止密封環を軸心方向に互いに逆向きに配置するダブル型、二組の回転密封環及び静止密封環を同じ向きに配置したタンデム型であることを含む。

上記流体は、例えば、フラッシング、クエンチングあるいはバッファフルードのように潤滑性のある循環液や洗浄液とすることができる。
上記シール機構より機内側あるいは機外側は、軸心方向に交差する方向のシール面である場合、シール機構より軸心方向において機内側の空間と連通するシール面より径内側あるいは径外側の空間、あるいはシール機構より軸心方向において機外側の空間と連通するシール面より径内側あるいは径外側を含む概念とする。

この発明により、高いシール性能を長期にわたって維持することができる。
詳しくは、前記ハウジング内部において前記シール機構より機外側である機外側空間に形成した流体供給路から流体を供給するとともに、前記機外側空間において、前記反力固定部に対して、流体導通部に前記流体を導通するため、回転方向に摺動することにより、その摩擦熱で高温になった回転密封環、及び静止密封環を流体で効率的に冷却することができる。したがって、回転密封環や静止密封環の熱膨張や、熱膨張によるひずみの発生を防止できるため、付勢手段の付勢力を大きく設定し、一方のシール面を他方のシール面に強く押し付けて達成する高いシール性能を長期にわたって維持することができる。

また、前記流体導通部を、表面積を拡大する凹凸形状を有する凹凸形状部を備えることにより、流体導通部の表面積を拡大することができる。したがって、流体導通部を導通する流体と軸心方向移動環との熱交換性が向上し、流体導通部を導通する流体による軸心方向移動環の冷却効果を向上する。
なお、上述の凹凸形状部に有する凹凸形状は、断面方向の凹凸形状あるいは周方向の凹凸形状とすることができる。

またこの発明は、回転軸に回転固定された回転密封環の回転側シール面と、ハウジングに回転固定された静止密封環の静止側シール面とで、回転摺動する摺動シール面を構成するシール機構を備えるとともに、前記回転密封環及び前記静止密封環のうち一方を前記回転軸の軸心方向に移動可能な軸心方向移動環で構成し、該軸心方向移動環を他方に向かって、前記回転軸に固定された反力固定部の反力により、軸心方向に付勢する付勢手段を備えたメカニカルシールであって、前記ハウジング内部において前記シール機構より機内側を機内側空間とするとともに、前記シール機構より機外側を機外側空間とし、前記機外側空間に流体を供給する流体供給路を形成するとともに、前記機外側空間において、前記反力固定部に対して、前記機外側空間に供給された前記流体を導通する流体導通部を備え、前記凹凸形状部を、前記軸心方向に沿った螺旋状に形成したことを特徴とする。

この発明により、高いシール性能を長期にわたって維持することができるとともに、流体導通部への流体の導通性が向上する。詳しくは、回転軸の回転に伴って螺旋状に形成した凹凸形状部を有する流体導通部が回転するため、螺旋状のスクリュウ効果により流体導通部への流体の導通性が向上する。したがって、流体による軸心方向移動環の冷却効果をより一層向上することができる。

この発明の態様として、前記軸心方向移動環を、前記回転密封環とし、前記付勢手段を、前記回転密封環を軸心方向に付勢し、前記流体導通部を、前記反力固定部と前記回転軸周面との間に形成することができる。

この発明により、より効率的に流体導通部に流体を導通して、高い冷却効果を得ることができる。詳しくは、回転する回転軸の周面と反力固定部との間に流体導通部を形成しているため、回転軸の回転に伴って、流体導通部も回転するため、より効率的に流体導通部に流体を導通させることができる。したがって、回転密封環や静止密封環の熱膨張や、熱膨張によるひずみに起因する異常摩耗やシール性低下による漏洩を防止できるため、付勢手段の付勢力を大きく設定し、一方のシール面を他方のシール面に強く押し付けて達成する高いシール性能を長期にわたって安定して維持することができる。

またこの発明の態様として、前記軸心方向移動環、及び前記反力固定部の径方向に対向する径方向対向面に、前記軸心方向に直交する方向の環状に形成した環状シール部材を備えることができる。

この発明により、シール性を向上することができる。詳しくは、軸心方向に移動する前記軸心方向移動環と反力固定部との間のシール性を確保できるとともに、流体導通部を導通する流体により前記軸心方向移動環を冷却するため、環状シール部材が熱劣化することを防止できる。したがって、高いシール性能を維持することができる。

またこの発明の態様として、二組の回転密封環及び静止密封環を、軸心方向に直列配置し、前記シール機構を、機内側の機内側シール機構と、機外側の機外側シール機構とで構成し、前記機内側空間を、前記機内側シール機構より機内側とするとともに、前記機外側空間を、前記機外側シール機構より機外側の第１機外側空間と、前記機外側シール機構と前記機内側シール機構の間の第２機外側空間とで構成し、前記流体供給路を、前記第２機外側空間に前記流体を供給する構成とすることができる。

この発明により、いわゆるダブル型あるいはタンデム型であっても、流体導通部に導通する流体による冷却効果により、耐久性の高い、高圧化におけるシール性を得ることができる。

またこの発明の態様として、前記回転軸の外周面に沿って軸心方向に長く、前記回転軸に固定されたスリーブを備え、前記スリーブの軸心方向中央付近に、機外側の前記回転密封環を軸心方向に付勢する付勢手段を装着する、径の大きな径大部を形成するとともに、前記スリーブの機内側端部付近に、前記反力固定部を固定し、前記流体導通部を、前記スリーブと前記反力固定部との間に形成することができる。

この発明により、高いシール性能を長期にわたって維持できるいわゆるダブル型あるいはタンデム型メカニカルシールの組み付け性を向上することができる。
詳しくは、二組の回転密封環及び静止密封環で構成する機内側シール機構と機外側シール機構のうち機外側シール機構をスリーブの機外側から組み付けて径大部に装着し、機内側シール機構を、スリーブの機内側から組み付けるとともに、前記スリーブの機内側端部付近に、前記反力固定部を固定して装着できる。つまり、二組のシール機構を機外側からと機内側からの両方向から組み付けることができるため、高いシール性能を長期にわたって維持でき、シングル型に比べて複雑な構造である、いわゆるダブル型あるいはタンデム型であっても容易に組み付けることができる。

本発明により、高いシール性能を長期にわたって維持できる耐久性の高いメカニカルシールを提供することができる。

タンデム型メカニカルシールの断面図。 タンデム型メカニカルシールのａ部拡大断面図。 タンデム型メカニカルシールの正面図。 タンデム型メカニカルシールにおけるバッファフルード侵入機構についての説明図。

この発明の一実施形態を以下図１乃至図４と共に説明する。
図１はタンデム型メカニカルシール１の断面図を示し、図２はタンデム型メカニカルシール１のａ部拡大断面図を示し、図３はタンデム型メカニカルシール１の正面図を示し、図４はタンデム型メカニカルシール１におけるバッファフルード侵入機構５０についての説明図を示している。

なお、図４（ａ）は、回転軸１１０にスリーブ１４０とスプリングリテーナ２５とが組み付けられた状態の一部断面斜視図を示し、図４（ｂ）は、スリーブ１４０が組み付けられた回転軸１１０からスプリングリテーナ２５が分離した状態の一部断面斜視図を示している。

タンデム型メカニカルシール１は、コンプレッサやポンプなどの各種回転機器において、ケーシング１００やフランジ１２０，１３０を貫通する回転軸１１０からの機内側被密封液の漏出をシールする装置であり、第１フランジ１２０や第２フランジ１３０に回転不能に係止され、静止密封環として機能するフロートシート１１，２１と、回転軸１１０に固定され、回転軸１１０とともに回転し、回転密封環として機能するシールリング１２，２２とで構成するシール機構１０，２０を備えている。そして、タンデム型メカニカルシール１は、機外側Ｋｏ（図１における左側）の二次側シール機構１０と、機内側Ｋｉ（図１における右側）の一次側シール機構２０とが、回転軸１１０の軸心方向Ｌに対して、各々のフロートシートとシールリングとを同じ位置関係にして配置したタンデム型のメカニカルシールである。
すなわち、タンデム型メカニカルシール１は、ケーシング１００を貫通し、回転する回転軸１１０と、ケーシング１００及びフランジ１２０，１３０との間に配置されている。

また、タンデム型メカニカルシール１は、ケーシング１００及びフランジ１２０，１３０を貫通する回転軸１１０の外周面に沿って装着されるスリーブ１４０と、軸心方向Ｌに長いスリーブ１４０の外周に沿って、軸心方向Ｌに所定間隔を隔てて配置した二組のシール機構１０，２０とで構成している。

なお、各種回転機器の本体ケースにおいて、回転軸１１０が貫通する部分であるケーシング１００は、略円柱状の回転軸１１０の貫通を許容する貫通孔１０１を有するともに、タンデム型メカニカルシール１における機内側部分の装着を許容する装着凹部１０２を、機外側Ｋｏから機内側Ｋｉに向かう凹状となるように貫通孔１０１の内径より大径に形成している。

また、ケーシング１００には、図１乃至図３に示すように、後述する一次側シール空間Ｓ２にフラッシングオイルを供給、排出するフラッシングオイル孔１０３を、供給側と排出側で周方向に所定間隔を隔てて形成している。

また、回転する回転軸１１０は、タンデム型メカニカルシール１を貫通する太径部１１１と、タンデム型メカニカルシール１の機内側Ｋｉにおいて径が細くなる細経部１１２とで構成しているが、回転軸１１０の直径はこれに限定されない。なお、図１及び図４において、回転軸１１０は軸心方向Ｌにおける一部のみを切り出して図示している。

スリーブ１４０は、回転軸１１０の太径部１１１における外周面に密着するように装着される円筒状であり、先端に、後述する第１フランジ１２０の軸心方向Ｌにおける位置を固定するセットプレート１２７（図１において破線で図示）の嵌め込みを許容する嵌め込み溝１４１と、軸心方向Ｌの中間付近に形成され、二次側シール機構１０を装着する第１シール装着部１４２と、軸心方向Ｌの機内側Ｋｉである一次側シール機構２０を装着する部分において外周面に形成にされたスパイラル溝１４３とを備えている（図４参照）。

なお、スリーブ１４０において、一次側シール機構２０を装着する機内側Ｋｉの端部には、後述するスプリングリテーナ２５の径内係止凸部２５ａａが機内側Ｋｉから係止して、スリーブ１４０に対する軸心方向Ｌの位置を規制する係止段部１４０ａを形成している（図２参照）。

第１シール装着部１４２は、スリーブ１４０における他の部分に比べて、径外側に突出する態様で肉厚に形成され、第１シール装着部１４２の機外側Ｋｏの端部における径外側角部１４２ａが面取されるとともに、第１シール装着部１４２における機内側Ｋｉの端部に、装着した二次側シール機構１０の機内側Ｋｉへの移動を規制する径方向凸部１４２ｂを備えている。

スパイラル溝１４３は、図４（ｂ）におけるｂ部拡大図に示すように、軸心方向Ｌに沿って螺旋状となる断面矩形のスパイラル溝であり、後述する一次側シール機構２０のスプリングリテーナ２５の内周面に形成したスパイラル溝２５ｆとともに、後述するバッファフルード案内溝５２を構成する。

なお、本明細書では、スパイラル溝１４３及びスパイラル溝２５ｆとの双方を図示しているが、いずれか一方のスパイラル溝を形成しても同じ作用を得ることができる。
スリーブ１４０は、機外側Ｋｏの端部付近において、セットスクリュウ１４４によって、回転軸１１０に固定している。

装着凹部１０２の機外側Ｋｏを覆うようにケーシング１００に装着される第２フランジ１３０は、図１乃至３に示すように、正面視円状のフランジ本体１３１と、フランジ本体１３１の機内側Ｋｉにおいて、装着凹部１０２の内周面に沿うように装着凹部１０２に挿入される挿入リング部１３２とで構成している。

また、フランジ本体１３１には、機外側Ｋｏに回転軸１１０の貫通を許容する貫通孔１３３を備えるとともに、径内側において、フランジ本体１３１から挿入リング部１３２を跨ぐとともに、貫通孔１３３に連通し、一次側シール機構２０の配置を許容する配置空間Ｈ２を形成している。

詳述すると、フランジ本体１３１の径内側に形成された機外側配置空間Ｈ２ｏと、挿入リング部１３２の径内側に形成された機内側配置空間Ｈ２ｉとで構成された配置空間Ｈ２は、機外側Ｋｏから機内側Ｋｉに向けて、貫通孔１３３、配置空間Ｈ２、装着凹部１０２及び貫通孔１０１がこの順で連通し、配置空間Ｈ２と装着凹部１０２とに一次側シール機構２０が配置される。

また、機外側配置空間Ｈ２ｏには、図１におけるａ部の拡大図である図２に示すように、一次側シール機構２０のフロートシート２１が配置され、機外側配置空間Ｈ２ｏと機内側配置空間Ｈ２ｉとの間に、機外側配置空間Ｈ２ｏに配置したフロートシート２１の軸心方向Ｌに飛び出しを防止するためのステンレス製の円環状のプレート１３４がスナップリング１３４ａに固定されている。さらに、フロートシート２１は固定ピン１３５によってフランジ本体１３１に回転不能に係止されている。

また、挿入リング部１３２におけるプレート１３４より機内側Ｋｉの外周面に沿って、周方向に形成された断面矩形の周面溝１３６を形成している。
なお、周面溝１３６は、上述したケーシング１００に形成したフラッシングオイル孔１０３と軸心方向Ｌの位置が対応し、フラッシングオイル孔１０３と連通している。また、周面溝１３６には、周方向において所定の間隔を隔てて、周面溝１３６と、挿入リング部１３２の径内側である機内側配置空間Ｈ２ｉとを連通する連通孔１３６ａを複数個形成している。

第２フランジ１３０の機外側Ｋｏに装着される第１フランジ１２０は、図１及び図３に示すように、略円筒状に形成され、機外側Ｋｏに回転軸１１０の貫通を許容する貫通孔１２１を備えるとともに、径内側において、貫通孔１２１に連通し、二次側シール機構１０の配置を許容する配置空間Ｈ１を形成している。

詳述すると、第１フランジ１２０の機外側Ｋｏの端面の内周に配置されるブッシュＢ１ａと、ブッシュＢ１ａを軸方向に押えて固定するプレートＢ１ｂ及び、プレートＢ１ｂを第１フランジ１２０に取付固定するボルトＢ１ｃとにより、第１フランジ１２０の機外側Ｋｏの端面の内周部にブッシュシールＢ１を形成し、ブッシュシールＢ１は回転軸１１０の貫通を許容し、スリーブ１４０との間にわずかな隙間を形成する貫通孔１２１を形成している。また、配置空間Ｈ１は、前記貫通孔１２１に連通し、後述する二次側シール機構１０のフロートシート１１の配置を許容する第１配置空間Ｈ１ｏ、シールリング１２及びシールリングリテーナ１３の配置を許容する第２配置空間Ｈ１ｍ、スプリングリテーナ１５の配置を許容する第３配置空間Ｈ１ｉとを、機外側Ｋｏからこの順で配置して構成している。
また、第１配置空間Ｈ１ｏ、第２配置空間Ｈ１ｍ、及び第３配置空間Ｈ１ｉは、この順で径が大きくなるよう形成している。

第１フランジ１２０には、クエンチ流体（以下、クエンチという）を外部から第１配置空間Ｈ１ｏに供給するクエンチ供給孔１２２ａ、クエンチを外部に排出するクエンチ排出孔１２２ｂ、供給されたクエンチをシールするブッシュシールＢ１、及び第２配置空間Ｈ１ｍにバッファフルードを外部から供給するバッファフルード供給孔１２３ａ、バッファフルードを外部に排出するバッファフルード排出孔１２３ｂを備えている。

クエンチ孔１２２（１２２ａ，１２２ｂ）は、図１または図３に示すように、配置空間Ｈ１における機外側Ｋｏの第１配置空間Ｈ１ｏに連通し、クエンチ供給孔１２２ａを上半側に配置し、クエンチ排出孔１２２ｂを下方向きに配置している。

図１に示すように、バッファフルード孔１２３（１２３ａ，１２３ｂ）のうちバッファフルード排出孔１２３ｂは第２配置空間Ｈ１ｍに連通し、バッファフルード供給孔１２３ａは第３配置空間Ｈ１ｉに連通している。そして、図３に示すように、バッファフルード供給孔１２３ａを上向きに配置し、バッファフルード排出孔１２３ｂを下方向きに配置している。

また、第３配置空間Ｈ１ｉを構成する第１フランジ１２０の内周面には、径外向きに凹状となる凹状溝１２４を形成し、バッファフルード供給孔１２３ａが連通している。
さらに、第１フランジ１２０の内面には、第１配置空間Ｈ１ｏに配置するフロートシート１１を回転不能に係止するピン１２５を備えている。

また、第１フランジ１２０の機外側Ｋｏの端面における貫通孔１２１の対向する二か所において、スリーブ１４０の嵌め込み溝１４１に嵌め込み可能なセットプレート１２７を装着している（図１及び図３参照）。

このように構成したタンデムシールは、まず、スリーブ１４０の所定位置に二次側シール機構１０を構成する回転側シール部材１２，１３，１４，１５，１６を装着し、第１フランジ１２０の内周側にフロートシート１１を装着した後、二次側シール機構１０を装着したスリーブ１４０を第１フランジ１２０に挿通し、第１フランジ１２０の内周側に、ブッシュシールＢ１を装着する。そして、スリーブ１４０の嵌め込み溝１４１にセットプレート１２７の外周を嵌め込み、スリーブ１４０に第１フランジ１２０を係合する。

さらに、スリーブ１４０に、二次側シール機構１０のスプリングリテーナ１５側から第２フランジ１３０を挿通し、複数本の固定ボルト（図示省略する）により第１フランジ１２０と第２フランジ１３０とを固定し、第２フランジ１３０の内周側に、一次側シール機構２０を構成するフロートシート２１を装着した後、スリーブ１４０に一次側シール機構２０を構成するシールリング２２乃至スプリング２７を装着固定する。

このようにして、一次側シール機構２０及び二次側シール機構１０を、第１フランジ１２０と第２フランジ１３０とスリーブ１４０とで形成されるシール空間Ｓに複数の固定ボルト１０４によりケーシング１００に固定する。その後、セットプレート１２７を外して、所望のタンデムシールの装着を完了する。
また、回転軸１１０と第２フランジ１３０との境界面、第２フランジ１３０と第１フランジ１２０との境界面における適宜の位置にＯリング１３０ａを配置している。

続いて、第１フランジ１２０、第２フランジ１３０及びケーシング１００と、回転軸１１０との間において、軸心方向Ｌに直列配置したシール機構１０，２０について詳細に説明する。

配置空間Ｈ１に配置する二次側シール機構１０は、機外側Ｋｏから順に、第１配置空間Ｈ１ｏに配置するフロートシート１１、第２配置空間Ｈ１ｍに配置するシールリング１２、シールリングリテーナ１３及びカラー１４、並びに第３配置空間Ｈ１ｉに配置するスプリングリテーナ１５、さらに、カラー１４とスプリングリテーナ１５との間に配置するスプリング１７（図１において破線で図示）とで構成している。
フロートシート１１、シールリング１２、シールリングリテーナ１３、カラー１４及びスプリングリテーナ１５はリング状に形成している。

詳述すると、フロートシート１１は、カーボン製であり、第１シール装着部１４２より機外側Ｋｏのスリーブ１４０に挿通可能なリング本体１１ａと、リング本体１１ａにおける内周縁付近に、機内側Ｋｉに突出し、機内側Ｋｉの端面でシール対向面１１ｂａを構成する凸状シール部１１ｂとで構成している。
なお、フロートシート１１は、上述したように、第１配置空間Ｈ１ｏに配置され、ピン１２５により第１フランジ１２０に回転不能に係止されている。

シールリング１２は、炭化ケイ素（SiC）製であり、第２配置空間Ｈ１ｍにおける第１シール装着部１４２より機外側Ｋｏの前方に配置されている。
シールリング１２は、正面視リング状のリング本体１２ａと、リング本体１２ａの外周側において機内側Ｋｉに突出する機内側突出部１２ｂとで構成している。

なお、リング本体１２ａの機外側Ｋｏの端面を、上述のフロートシート１１におけるシール対向面１１ｂａと対向し、円周方向に摺動可能なシール対向面１２ａａとしている。また、シールリング１２は、機内側突出部１２ｂが第１シール装着部１４２の機外側Ｋｏである径外側角部１４２ａに係るよう、軸方向移動可能に装着する。

シールリングリテーナ１３は、例えば、チタンまたはステンレス鋼により構成され、第１シール装着部１４２の外周に装着されるリング体であり、機外側Ｋｏに突出し、上述のシールリング１２の機内側突出部１２ｂの側周面を焼嵌め固定する機外側突出部１３ａと、Ｏリング（バランスラインＯリング）１６の嵌め込みを許容する嵌め込み溝１３ｂを内周面に備えている。

カラー１４は、シールリングリテーナ１３と略同一径で形成された平板状のリング体であり、ドライブピン１５ｅにより、後述するスプリングリテーナ１５に軸方向移動可能かつ回転不能に係合されている。カラー１４の機外側Ｋｏの端面は、シールリングリテーナ１３の機内側Ｋｉの端面に面接触している。

スプリングリテーナ１５は、第１シール装着部１４２における機内側Ｋｉに配置されるリテーナ本体１５ａと、リテーナ本体１５ａの機内側Ｋｉであり、径方向凸部１４２ｂに当接するフランジ部１５ｂを介してリテーナ本体１５ａより径外側方向に所定間隔を隔てて形成された外側リング部１５ｃとで構成している。

スプリングリテーナ１５は、セットスクリュウ１５ｄによって、第１シール装着部１４２に固定されるとともに、シールリング１２、シールリングリテーナ１３及びカラー１４は、スプリングリテーナ１５に対して、軸心方向Ｌに移動可能に軸心方向Ｌに平行に配置されたドライブピン（回り止め）１５ｅによって、第１シール装着部１４２とともに回転可能に固定されている。

また、シールリング１２、シールリングリテーナ１３及びカラー１４は、径方向凸部１４２ｂによって、第１シール装着部１４２に対する軸心方向Ｌにおける機内側Ｋｉへの位置が拘束されたスプリングリテーナ１５を介して、スプリング１７の反力によって軸心方向Ｌの機外側Ｋｏに付勢されている。

また、スプリングリテーナ１５の外側リング部１５ｃには、周方向に所定間隔を隔てるとともに、上述の第１フランジ１２０の内周面に形成した凹状溝１２４と連通し、外側リング部１５ｃを径方向に貫通する貫通孔１５ｃａを複数形成している。

さらにまた、第１シール装着部１４２とシールリングリテーナ１３との径方向における対向部分である嵌め込み溝１３ｂにＯリング１６を配置し、第１シール装着部１４２の外周を軸心方向Ｌに移動するシールリングリテーナ１３と第１シール装着部１４２との間のシール性を確保している。

このように構成した二次側シール機構１０は、第２フランジ１３０に固定されたフロートシート１１のシール対向面１１ｂａに対して、第１シール装着部１４２の径方向凸部１４２ｂによって位置規制されたスプリングリテーナ１５を介して、スプリング１７の反力によって機外側Ｋｏに付勢されたシールリング１２のシール対向面１２ａａが押し付けられているため、回転軸１１０の回転に伴って、第２フランジ１３０に回転不能に係止されたフロートシート１１に対して回転方向に摺動しながらシールすることができる。

配置空間Ｈ２に配置する一次側シール機構２０は、図２に示すように、機外側Ｋｏから順に、機外側配置空間Ｈ２ｏに配置するフロートシート２１、機内側配置空間Ｈ２ｉに配置するシールリング２２、シールリングリテーナ２３、カラー２４、及びスプリングリテーナ２５、さらに、カラー２４とスプリングリテーナ２５との間に配置するスプリング２７（図１及び図２において破線で図示）とで構成している。

フロートシート２１、シールリング２２、シールリングリテーナ２３、カラー２４及びスプリングリテーナ２５はリング状または円筒状に形成している。
詳述すると、フロートシート２１は、カーボン製であり、回転軸１１０に挿通可能なリング本体２１ａと、リング本体２１ａにおける内周縁付近に、機内側Ｋｉに突出し、機内側Ｋｉの端面でシール対向面２１ｂａを構成する凸状シール部２１ｂとで構成している。
なお、フロートシート２１は、上述したように、機外側配置空間Ｈ２ｏに配置され、固定ピン１３５により第２フランジ１３０に回転不能に係止されている。

シールリング２２は、炭化ケイ素（SiC）製であり、正面視リング状のリング本体２２ａと、リング本体２２ａの外周側において機内側Ｋｉに突出する機内側突出部２２ｂとで構成し、機内側配置空間Ｈ２ｉにおける機外側Ｋｏの前方に配置されている。

なお、リング本体２２ａの機外側Ｋｏの端面を、上述のフロートシート２１におけるシール対向面２１ｂａと対向し、円周方向に摺動可能なシール対向面２２ａａとしている。また、シールリング２２は、機内側突出部２２ｂが後述するスプリングリテーナ２５の機外側Ｋｏである縮径嵌挿部２５ｃの先端に係るよう軸方向移動可能に装着する。

シールリングリテーナ２３は、例えば、チタンまたはステンレス鋼により構成され、後述するスプリングリテーナ２５の機外側Ｋｏに装着されるリテーナ本体２３ａと、機外側Ｋｏに突出し、上述のシールリング２２の機内側突出部２２ｂの側周面を焼嵌め固定する機外側突出部２３ｂとで構成している。

シールリングリテーナ２３の機内側Ｋｉの端面２３ｃには、ドライブピン２３ｄが円周方向に等間隔を隔てて配置され、ドライブピン２３ｄに対応してカラー２４に形成した穴２４ａに回転不能に係合されている。

カラー２４は、リテーナ本体２３ａと略同じ外径で形成された平板状のリング体であり、ドライブピン２５ｅにより後述するスプリングリテーナ２５に軸方向移動可能かつ回転不能に係合されている。カラー２４の機外側Ｋｏの端面は、リテーナ本体２３ａの機内側Ｋｉの端面に面接触している。

スプリングリテーナ２５は、機内側Ｋｉから機外側Ｋｏに向かって、リテーナ本体２３ａと略同じ外径で形成され、スリーブ１４０に対して固定するセットスクリュウ２５ｄの装着を許容する固定フランジ２５ａと、リテーナ本体２３ａの内周面の軸方向の移動が可能な嵌合を許容するリング本体２５ｂと、外周にＯリング（バランスラインＯリング）２６の装着を許容するとともに、シールリング２２の機内側突出部２２ｂの内周面の軸方向の移動が可能な嵌合を許容する縮径嵌挿部２５ｃとで構成し、この順で配置している。
なお、固定フランジ２５ａの機内側Ｋｉの径内側には、上述のスリーブ１４０の係止段部１４０ａに係止する径内係止凸部２５ａａを備えている。

スプリングリテーナ２５は、機内側Ｋｉからスリーブ１４０に装着され、スリーブ１４０の係止段部１４０ａに固定フランジ２５ａの径内係止凸部２５ａａが係止することでスリーブ１４０に対する軸心方向Ｌの位置が規制されるとともに、固定フランジ２５ａに螺挿したセットスクリュウ２５ｄによって、スリーブ１４０に固定される。また、シールリング２２、シールリングリテーナ２３及びカラー２４は、スプリングリテーナ２５に対して、軸心方向Ｌに移動可能に軸心方向Ｌに平行に配置されたセットスクリュウ２５ｅによって、スリーブ１４０に回転不能に係止している。

このように構成した一次側シール機構２０は、第２フランジ１３０に固定されたフロートシート２１のシール対向面２１ｂａに対して、スプリングリテーナ２５を介してスプリング２７の反力によって機外側Ｋｏに付勢されたシールリング２２のシール対向面２２ａａが押し付けられているため、回転軸１１０の回転に伴って、第２フランジ１３０に回転不能に係止されたフロートシート２１に対して円周方向に回転摺動しながらシールすることができる。

また、スプリングリテーナ２５の縮径嵌挿部２５ｃとシールリングリテーナ２３との径方向における対向部分にＯリング２６を配置し、縮径嵌挿部２５ｃの外周を軸心方向Ｌに移動するシールリングリテーナ２３とスプリングリテーナ２５との間のシール性を確保している。

さらにまた、縮径嵌挿部２５ｃとリング本体２５ｂの内周をスリーブ１４０の外周に対してわずかに径大に形成し、スリーブ１４０への装着状態において、縮径嵌挿部２５ｃ及びリング本体２５ｂの内周面と、スリーブ１４０の外周面との間に、バッファフルードの侵入を許容する侵入クリアランス５１を構成している。

また、図４（ｂ）におけるｃ部拡大図に示すように、縮径嵌挿部２５ｃとリング本体２５ｂの内周面には、軸心方向Ｌに沿って螺旋状となるスパイラル溝２５ｆを備え、上述のスリーブ１４０の外周面に形成したスパイラル溝１４３とともに、バッファフルード案内溝５２を構成している。なお、前記スパイラル溝２５ｆ，１４３は様々な溝形状が選択可能であるが、ここではスパイラル溝２５ｆ，１４３の断面を矩形として図示している。

バッファフルード案内溝５２は、侵入クリアランス５１の径方向両側において、侵入クリアランス５１を径方向両側から挟み込むように形成され、侵入クリアランス５１とバッファフルード案内溝５２とで、バッファフルード供給孔１２３ａから後述する二次側シール空間Ｓ１に供給されたバッファフルードの侵入を許容するバッファフルード侵入機構５０を構成している。

上述のように構成したタンデム型メカニカルシール１は、フロートシート１１の機外側Ｋｏと、フロートシート１１のシール対向面１１ｂａとシールリング１２のシール対向面１２ａａによる摺動シール面の径内側と、第１フランジ１２０の機外側Ｋｏの端面の内周に配置されるブッシュＢ１ａと、該ブッシュＢ１ａを軸方向に押えて固定するプレートＢ１ｂ及びプレートＢ１ｂを第１フランジ１２０に取付固定するボルトＢ１ｃにより、第１フランジ１２０の機外側Ｋｏの端面の内周部にブッシュシールＢ１が形成され、ブッシュシールＢ１は回転軸１１０の貫通を許容し、スリーブ１４０との間にわずかな隙間を形成する貫通孔１２１を形成し、フロートシート１１及びシールリング１２とスリーブ１４０との対向面部分とで先端側シール空間Ｓ０を構成し、当該先端側シール空間Ｓ０に、クエンチ供給孔１２２ａから、上述のシール対向面１１ｂａとシール対向面１２ａａとの摺動シール面を保護するクエンチを供給し、封入することができる。なお、先端側シール空間Ｓ０に封入したクエンチはクエンチ排出孔１２２ｂから排出することができる。

また、タンデム型メカニカルシール１は、フロートシート１１の機内側Ｋｉにおいて、フロートシート１１のシール対向面１１ｂａとシールリング１２のシール対向面１２ａａによる摺動シール面の径外側の第２配置空間Ｈ１ｍと、第３配置空間Ｈ１ｉと、貫通孔１３３を通り、フロートシート２１のシール対向面２１ｂａとシールリング２２のシール対向面２２ａａによる摺動シール面の径内側と、フロートシート２１及びシールリング２２とスリーブ１４０との対向面部分と、バッファフルード侵入機構５０とで二次側シール空間Ｓ１を構成している。

そして、当該二次側シール空間Ｓ１に、バッファフルード供給孔１２３ａから、貫通孔１５ｃａを通って、上述のシール対向面２１ｂａとシール対向面２２ａａとの摺動シール面を保護するバッファフルードを供給し、封入することができる。なお、二次側シール空間Ｓ１に封入したバッファフルードはバッファバッファフルード排出孔１２３ｂから排出することができる。

ここで、二次側シール空間Ｓ１に封入されるバッファフルードの圧力Ｐｂは、大気側圧力をＰｏ、機内側Ｋｉの流体圧力をＰｉとするとき、
Ｐｏ≦Ｐｃ≦Ｐｂ≦Ｐｉ
となるように設定される。ここでＰｃはクエンチ流体の圧力である。

さらに、タンデム型メカニカルシール１は、フロートシート２１の機内側Ｋｉにおいて、フロートシート２１のシール対向面２１ｂａとシールリング２２のシール対向面２２ａａによる摺動シール面の径外側の機内側配置空間Ｈ２ｉと、装着凹部１０２とで一次側シール空間Ｓ２を構成している。

そして、当該一次側シール空間Ｓ２に、フラッシングオイル孔１０３から、周面溝１３６を通って、シール対向面２１ｂａとシール対向面２２ａａによる摺動シール面の洗浄、冷却するフラッシングオイルを供給することができる。

このように構成したタンデム型メカニカルシール１は、先端側シール空間Ｓ０にクエンチを封入し、二次側シール空間Ｓ１にバッファフルードを封入し、一次側シール空間Ｓ２に、フラッシングオイルを供給することによって高いシール性能を確保することができる。

また、二次側シール空間Ｓ１に封入されたバッファフルードは、バッファフルード侵入機構５０に侵入できるため、一次側シール機構２０におけるシール対向面２１ｂａとシール対向面２２ａａとの回転摺動により発せられた熱によって加熱された一次側シール機構２０を冷却することができる。また、バッファフルード侵入機構５０に侵入したバッファフルードによって、加熱された一次側シール機構２０を冷却できるため、熱によって硬化するおそれがあるＯリング２６の熱劣化を防止し、確実なシール性を維持することができる。なお、一次側シール空間Ｓ２のフラッシングオイルが高温であっても、二次側シール空間Ｓ１に封入されたバッファフルードによって冷却することができる。

また、バッファフルードが侵入するバッファフルード侵入機構５０を構成する侵入クリアランス５１の両側に、バッファフルード案内溝５２を構成するスパイラル溝２５ｆ，１４３を形成しているため、バッファフルードが侵入するバッファフルード侵入機構５０の表面積を拡大し、バッファフルードによる冷却効果を向上することができる。

さらにまた、バッファフルード侵入機構５０を構成するバッファフルード案内溝５２を、軸心方向Ｌに沿った螺旋状に形成するとともに、回転軸１１０の回転とともに、バッファフルード侵入機構５０は二次側シール空間Ｓ１において回転するため、バッファフルード案内溝５２のスクリュウ効果により、バッファフルード侵入機構５０へのバッファフルードの侵入を促進し、より高い冷却効果を得ることができる。

以下において本発明のタンデム型メカニカルシール１の作用効果について詳細に説明する。
詳しくは、回転軸１１０に軸方向移動可能に固定されたシールリング２２のシール対向面２２ａａと、第２フランジ１３０に回転不能に係止されたフロートシート２１のシール対向面２１ｂａとで、回転摺動可能な摺動シール面を有する一次側シール機構２０を構成するとともに、シールリング２２を回転軸１１０の軸心方向Ｌに移動可能に構成し、シールリング２２をフロートシート２１に向かって、回転軸１１０に固定されたスプリングリテーナ２５を介して、軸心方向Ｌに押圧付勢するスプリング２７を備えたタンデム型メカニカルシール１において、第２フランジ１３０及びケーシング１００の内部において一次側シール機構２０より機内側Ｋｉを一次側シール空間Ｓ２とするとともに、一次側シール機構２０より機外側Ｋｏを二次側シール空間Ｓ１とし、二次側シール空間Ｓ１にバッファフルードを供給するバッファフルード孔１２３を形成するとともに、二次側シール空間Ｓ１において、スプリングリテーナ２５に対して、二次側シール空間Ｓ１に供給されたバッファフルードを導通するバッファフルード侵入機構５０を備えたことにより、高いシール性能を長期にわたって維持することができる。

詳しくは、第２フランジ１３０及びケーシング１００の内部において一次側シール機構２０より機外側Ｋｏである二次側シール空間Ｓ１に形成したバッファフルード供給孔１２３ａからバッファフルードを供給するとともに、二次側シール空間Ｓ１において、回転軸１１０に固定されたスプリングリテーナ２５に対して、バッファフルード侵入機構５０にバッファフルードを導通するため、円周方向に回転摺動することにより、その摩擦熱で高温になったシールリング２２、及びフロートシート２１をバッファフルードで効率的に冷却することができる。

したがって、シールリング２２やフロートシート２１の熱膨張や、熱膨張によるひずみの発生を防止できるため、スプリング２７の付勢力を大きく設定し、シールリング２２のシール対向面２２ａａをフロートシート２１のシール対向面２１ｂａに強く押し付けて達成する高いシール性能を長期にわたって維持することができる。

また、スプリング２７でシールリング２２を軸心方向Ｌに付勢し、バッファフルード侵入機構５０を、回転軸１１０に装着したスリーブ１４０の外周面とスプリングリテーナ２５との間に形成することにより、より効率的にバッファフルード侵入機構５０にバッファフルードを導通して、一次側シール機構２０に対して高い冷却効果を得ることができる。

詳しくは、回転する回転軸１１０に装着したスリーブ１４０の外周面とスプリングリテーナ２５との間にバッファフルード侵入機構５０を形成しているため、回転軸１１０の回転に伴って、バッファフルード侵入機構５０も回転し、より効率的にバッファフルード侵入機構５０にバッファフルードを導通させることができる。

したがって、シールリング２２やフロートシート２１の熱膨張や、熱膨張によるひずみの発生を防止できるため、スプリング２７の付勢力を大きく設定し、シールリング２２のシール対向面２２ａａをフロートシート２１のシール対向面２１ｂａに強く押し付けて達成する高いシール性能を長期にわたって安定して維持することができる。

また、シールリング２２、及びスプリングリテーナ２５の径方向に対向する径方向対向部分に、軸心方向Ｌに直交する方向の環状に形成したＯリング２６を備えているため、シール性を向上することができる。詳しくは、軸心方向Ｌに移動するシールリング２２とスプリングリテーナ２５との間のシール性を確保できるとともに、バッファフルード侵入機構５０を導通するバッファフルードによりシールリング２２を冷却するため、Ｏリング２６が熱劣化することを防止できる。したがって、高いシール性能を維持することができる。

また、バッファフルード侵入機構５０に、断面矩形の凹状に形成したスパイラル溝２５ｆまたは１４３で形成するバッファフルード案内溝５２を備えたことにより、バッファフルード侵入機構５０の表面積を拡大することができる。したがって、バッファフルード侵入機構５０を導通するバッファフルードとシールリング２２との熱交換性が向上し、バッファフルード侵入機構５０を導通するバッファフルードによるシールリング２２の冷却効果を向上する。

また、断面矩形の凹状に形成したスパイラル溝２５ｆまたは１４３で形成するバッファフルード案内溝５２を、軸心方向Ｌに沿った螺旋状に形成することにより、バッファフルード侵入機構５０へのバッファフルードの導通性が向上する。

詳しくは、回転軸１１０の回転に伴って螺旋状のバッファフルード案内溝５２を形成したバッファフルード侵入機構５０が回転するため、螺旋状のバッファフルード案内溝５２によるスクリュウ効果によりバッファフルード侵入機構５０へのバッファフルードの導通性が向上する。したがって、バッファフルードによるシールリング２２の冷却効果をより一層向上することができる。

また、フロートシート１１とシールリング１２とで構成する二次側シール機構１０と、フロートシート２１とシールリング２２とで構成する一次側シール機構２０とを、軸心方向Ｌに直列配置し、二次側シール機構１０と一次側シール機構２０の間の二次側シール空間Ｓ１に対して、バッファフルード供給孔１２３ａからバッファフルードを供給することにより、バッファフルード侵入機構５０に導通するバッファフルードによる冷却効果により、耐久性の高い、高圧化におけるシール性を得ることができる。

また、回転軸１１０の外周面に沿って軸心方向Ｌに長いスリーブ１４０を装着し、スプリングリテーナ２５を、スリーブ１４０に固定し、バッファフルード侵入機構５０を、スリーブ１４０とスプリングリテーナ２５との間に形成し、スリーブ１４０の軸心方向Ｌ中央付近に、機外側Ｋｏのシールリング１２を軸心方向Ｌに付勢するスプリング１７の反力となるとともに、径の大きな第１シール装着部１４２を形成し、スリーブ１４０の機内側Ｋｉ端部付近に、スプリングリテーナ２５を固定することにより、タンデム型メカニカルシール１の組み付け性を向上することができる。

詳しくは、フロートシート１１，２１及びシールリング１２，２２で構成する一次側シール機構２０と二次側シール機構１０のうち二次側シール機構１０をスリーブ１４０の機外側Ｋｏから組み付けて第１シール装着部１４２に装着し、一次側シール機構２０を、スリーブ１４０の機内側Ｋｉから組み付けるとともに、スリーブ１４０の機内側Ｋｉ端部付近に、スプリングリテーナ２５を固定して装着できる、つまり、二次側シール機構１０と一次側シール機構２０を機外側Ｋｏからと機内側Ｋｉからの両方向から組み付けることができるため、高いシール性能を長期にわたって維持でき、シングル型に比べて複雑な構造であるタンデム型メカニカルシール１を容易に組み付けることができる。

以上、本発明の構成と、前述の実施態様との対応において、
本実施形態の回転密封環及び軸心方向移動環は、シールリング２２に対応し、
以下同様に、
回転側シール面は、シール対向面２２ａａに対応し、
ハウジングは、第２フランジ１３０及びケーシング１００に対応し、
静止密封環は、フロートシート２１に対応し、
静止側シール面は、シール対向面２１ｂａに対応し、
シール機構は、一次側シール機構２０に対応し、
反力固定部は、スプリングリテーナ２５に対応し、
付勢手段は、スプリング２７に対応し、
メカニカルシールは、タンデム型メカニカルシール１に対応し、
機内側空間は、一次側シール空間Ｓ２に対応し、
機外側空間は、二次側シール空間Ｓ１に対応し、
流体は、バッファフルードに対応し、
流体供給路は、バッファフルード供給孔１２３ａに対応し、
流体導通部は、バッファフルード侵入機構５０に対応し、
回転軸周面は、回転軸１１０に装着したスリーブ１４０の外周面に対応し、
環状シール部材は、バランスラインＯリング２６に対応し、
凹凸形状は、バッファフルード案内溝５２を構成する、断面矩形の凹状に形成したスパイラル溝２５ｆまたは１４３に対応し、
二組の回転密封環及び静止密封環は、フロートシート１１，２１及びシールリング１２，２２に対応し、
第１機外側空間は、先端側シール空間Ｓ０に対応し、
第２機外側空間は、二次側シール空間Ｓ１に対応し、
径大部は、第１シール装着部１４２に対応するも、上記実施形態に限定するものではない。

例えば、シールリング及びフロートシートで構成する一組のシール機構を有するシングル型や、二組のシール機構が軸心方向Ｌに対して逆向きに装着したダブル型のメカニカルシールであっても、バッファフルード侵入機構５０を備えることにより、上述のタンデム型メカニカルシール１におけるバッファフルード侵入機構５０と同様の効果を得ることができる。

また、バッファフルード侵入機構５０にバッファフルードを導通したが、冷却効果のみを想定する場合、クエンチやフラッシングをバッファフルード侵入機構５０に導通してもよい。

また、バッファフルード侵入機構５０には侵入クリアランス５１を両側挟み込む態様のバッファフルード案内溝５２を形成したが、侵入クリアランス５１のみでバッファフルード侵入機構５０を構成してもよく、さらには、侵入クリアランス５１に対してスパイラル溝２５ｆとスパイラル溝１４３のいずれか一方のみでバッファフルード案内溝５２を構成してもよい。

具体的には、スリーブ１４０の外周面にスパイラル溝１４３を形成するとともに、縮径嵌挿部２５ｃの内周面をスプリングリテーナ２５の内径より大径の円筒状に形成することにより、バッファフルード侵入機構５０へのバッファフルードの侵入、排出をスムーズに行うことができる。
逆に、スプリングリテーナ２５の縮径嵌挿部２５ｃの内周面にのみスパイラル溝２５ｆを形成してバッファフルード案内溝５２を構成しても同様の効果を奏することができる。

さらにまた、上述の説明では、スパイラル溝２５ｆとスパイラル溝１４３とが軸心方向Ｌにおける同じ位置で同じ螺旋形状で形成したが、スパイラル溝２５ｆとスパイラル溝１４３との軸心方向Ｌにおける位置をずらして配置してもよく、螺旋角度や螺旋方向などの螺旋形状を異なる形状で形成してもよい。

１…タンデム型メカニカルシール
１０…二次側シール機構
１１…フロートシート
１２…シールリング
２０…一次側シール機構
２１…フロートシート
２１ｂａ…シール対向面
２２…シールリング
２２ａａ…シール対向面
２５…スプリングリテーナ
２５ｆ…スパイラル溝
２６…バランスラインＯリング
２７…スプリング
５０…バッファフルード侵入機構
５２…バッファフルード案内溝
１１０…回転軸
１２３…バッファフルード孔
１３０…第２フランジ
１４０…スリーブ
１４２…第１シール装着部
１４３…スパイラル溝
Ｌ…軸心方向
Ｓ１…二次側シール空間
Ｓ２…一次側シール空間

Claims (6)

1. 回転軸に回転固定された回転密封環の回転側シール面と、
   ハウジングに回転固定された静止密封環の静止側シール面とで、回転摺動する摺動シール面を構成するシール機構を備えるとともに、
   前記回転密封環及び前記静止密封環のうち一方を前記回転軸の軸心方向に移動可能な軸心方向移動環で構成し、
   該軸心方向移動環を他方に向かって、前記回転軸に固定された反力固定部の反力により、軸心方向に付勢する付勢手段を備えたメカニカルシールであって、
   前記ハウジング内部において前記シール機構より機内側を機内側空間とするとともに、前記シール機構より機外側を機外側空間とし、
   前記機外側空間に流体を供給する流体供給路を形成するとともに、
   前記機外側空間において、前記反力固定部に対して、前記機外側空間に供給された前記流体を導通する流体導通部を備え、
   前記流体導通部を、
   表面積を拡大する凹凸形状を有する凹凸形状部を備えた
   メカニカルシール。
2. 回転軸に回転固定された回転密封環の回転側シール面と、
   ハウジングに回転固定された静止密封環の静止側シール面とで、回転摺動する摺動シール面を構成するシール機構を備えるとともに、
   前記回転密封環及び前記静止密封環のうち一方を前記回転軸の軸心方向に移動可能な軸心方向移動環で構成し、
   該軸心方向移動環を他方に向かって、前記回転軸に固定された反力固定部の反力により、軸心方向に付勢する付勢手段を備えたメカニカルシールであって、
   前記ハウジング内部において前記シール機構より機内側を機内側空間とするとともに、前記シール機構より機外側を機外側空間とし、
   前記機外側空間に流体を供給する流体供給路を形成するとともに、
   前記機外側空間において、前記反力固定部に対して、前記機外側空間に供給された前記流体を導通する流体導通部を備え、
   前記凹凸形状部を、
   前記軸心方向に沿った螺旋状に形成した
   メカニカルシール。
3. 前記軸心方向移動環を、前記回転密封環とし、
   前記付勢手段を、前記回転密封環を軸心方向に付勢し、
   前記流体導通部を、前記反力固定部と前記回転軸周面との間に形成した
   請求項１又は２に記載のメカニカルシール。
4. 前記軸心方向移動環、及び前記反力固定部の径方向に対向する径方向対向面に、
   前記軸心方向に直交する方向の環状に形成した環状シール部材を備えた
   請求項１乃至３のうちいずれかに記載のメカニカルシール。
5. 二組の回転密封環及び静止密封環を、軸心方向に直列配置し、
   前記シール機構を、機内側の機内側シール機構と、機外側の機外側シール機構とで構成し、
   前記機内側空間を、前記機内側シール機構より機内側とするとともに、
   前記機外側空間を、前記機外側シール機構より機外側の第１機外側空間と、前記機外側シール機構と前記機内側シール機構の間の第２機外側空間とで構成し、
   前記流体供給路を、前記第２機外側空間に前記流体を供給する構成とした
   請求項１乃至４のうちいずれかに記載のメカニカルシール。
6. 前記回転軸の外周面に沿って軸心方向に長く、前記回転軸に固定されたスリーブを備え、
   前記スリーブの軸心方向中央付近に、機外側の前記回転密封環を軸心方向に付勢する付勢手段を装着する、径の大きな径大部を形成するとともに、
   前記スリーブの機内側端部付近に、前記反力固定部を固定し、
   前記流体導通部を、前記スリーブと前記反力固定部との間に形成した
   請求項５に記載のメカニカルシール。

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