JPH10281299A

JPH10281299A - メカニカルシール装置

Info

Publication number: JPH10281299A
Application number: JP9369197A
Authority: JP
Inventors: Koji Takeshita; 興二竹下; Naotaka Komatsu; 直隆小松
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】非接触型メカニカルシール装置において回転
環と静止環との間に設けられるシールすきまを内周から
外周の全域にわたって確実に保持することにより、回転
環と静止環との間の金属接触の発生を防止し、メカニカ
ルシール装置の耐久性を向上する。【解決手段】回転環と静止環の側面間に高圧領域と低
圧領域との間の流体シールを行なうシールすきまを形成
してなるメカニカルシール装置において、上記シールす
きまに対向する上記回転環あるいは静止環の何れか一方
の側面に円周方向に沿って多数設けられ、上記回転環の
回転により上記シールすきま内の流体が流入可能にされ
た動圧軸受用としての溝部と、上記回転環あるいは静止
環の何れか一方の上記シールすきまの低圧領域側出口近
傍に円周方向に沿って多数設けられた静圧軸受としての
第１の溝部及び同溝部の間に形成されるランド部とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧縮機、ポンプ等の
回転機械の軸封装置として適用される非接触型メカニカ
ルシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７〜図９はガス圧縮機の回転軸部の軸
封装置として使用されている非接触型メカニカルシール
装置の従来の１例を示し、図７は回転軸心線に沿う縦断
面図、図８は回転環のシールすきま側から視た正面図、
図９は図７のＺ部拡大図である。

【０００３】図７〜図９において、１５３は圧縮機の本
体、１５４は内部ハウジング、１０３は電動モータ等の
駆動源（図示省略）により回転駆動される回転軸であ
る。１０１は上記回転軸１０３の外周に固挿されたスリ
ーブで、同回転軸１０３と一体で回転する。１は上記ス
リーブ１０１の筒状部外周に固挿された回転環で、同ス
リーブ１０１及び上記回転軸１０３と一体で回転する。
４は上記本体１５３の内周に固挿されたケーシングで上
記内部ハウジング１５４にボルトにより固着されてい
る。

【０００４】３は上記ケーシング４の内側に設けられた
リテーナである。２は静止環であり、上記回転軸１０３
の軸方向において、上記リテーナ３と上記回転環１との
間に回転不能に設けられ、後述する圧縮ばね４Ｃにより
上記リテーナ３とともに軸方向には微動可能となってい
る。上記リテーナ３は上記ケーシング４に対して軸方向
に微動可能な程度に同ケーシング４の内周に対して適当
な嵌め合いで以って上記ケーシング４の内周に嵌入され
ている。そして同リテーナ３のケーシング４側の側面と
これに対向するケーシング４の側面との間には、圧縮ば
ね４Ｃが内周方向に複数個配設され、上記リテーナ３及
び静止環２を上記回転環１側へ押圧している。

【０００５】また、Ａは高圧のガス通路に連通される高
圧領域Ｂは大気に連通される低圧領域であり、上記高圧
領域Ａと低圧領域Ｂとの間のシール部は次のような手段
で軸封がなされている。即ち、３Ａは上記静止環２とリ
テーナ３との接触部に設置された背面Ｏリング、４Ａは
リテーナ３とケーシング４との摺動部のケーシングの溝
４Ｂ内に設置されたセカンダリシール、１０２は上記ス
リーブ１０１の上記回転環１との接触部に設置されたＯ
リングである。かかる圧縮機は、上記３箇所のシール部
及び後述する回転環１と静止環２との間のシールすきま
１５０における軸封手段により、上記高圧領域Ａから低
圧領域Ｂへのガスの漏洩を阻止している。

【０００６】上記回転環１の側面とこれに対向する静止
環２の側面との間には微小量のすきま、即ちシールすき
ま１５０が形成され、このシールすきま１５０が上記高
圧領域Ａと低圧領域Ｂとの間の圧力境界となっている。
そして、このシールすきま１５０をガスが高圧領域Ａ側
（本例では外径側）から低圧領域Ｂ側（本例では内径
側）に向けて通過する間に、上記高圧領域Ａの圧力が低
圧領域Ｂの圧力まで低下するようになっている。また上
記静止環２には、これの回転環１に対向する面の外周寄
りの部位に中間室２Ａを形成する切り欠きが円周方向全
体に設けられており、この中間室２Ａより高圧領域Ａに
連通される連通孔２Ｂにより高圧領域Ａと同一の圧力が
引導されている。

【０００７】一方、上記回転環１の上記静止環２に対向
する側面には、図８に示されるように、円周方向等間隔
に多数のらせん状の溝部１Ｂが形成されている。このら
せん状の溝部１Ｂは、上記回転環１の回転により、上記
シールすきま１５０内のガスをこれの内部に流入させる
ようにするため、一方側の端（内周側）が上記中間室２
Ａに開放され、かつ他方側（外周側）の端はガスの流路
面積が減少するように構成されている。これにより、上
記回転軸１０３の回転に伴うガスの動圧を利用した動圧
軸受を構成している。そして、かかる動圧軸受は、上記
回転環１に対して静止環２を図７の右方向に移動させる
方向の力、即ち浮上力を発生させており、上記シールす
きま１５０が減少すると、この浮上力は増加し、また上
記シールすきま１５０が増加すると上記浮上力は減少す
ることにより、上記シールすきま１５０は一定に保たれ
るように作用する。尚１５１は上記回転軸１０３とスリ
ーブ１０１との間のシール用のＯリング、１５５は上記
ケーシング４の外周と本体１５３との間のシール用のＯ
リングである。

【０００８】上記従来のメカニカルシール装置を備えた
圧縮機の運転時において、回転軸１０３とともにスリー
ブ１０１及び回転環１は一体に回転せしめられる。この
際において、回転している上記回転環１と静止している
上記静止環２との間の上記シールすきま１５０は上記溝
部１Ｂの作用による動圧軸受により発生する浮上力と、
上記セカンダリシール４Ａの半径方向の取付位置と、高
圧領域Ａと、低圧領域Ｂとの圧力差即ちシール差圧と、
上記圧縮ばね４Ｃから受けるばね力と、上記リテーナ３
とセカンダリシール４Ａとの摩擦力との力の釣り合いに
よって決まる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７〜
図９に示される従来のメカニカルシール装置は、次のよ
うな問題点を抱えている。

【００１０】（１）回転機械の運転に伴う発熱により発
生する熱変形やシール差圧により生じる弾性変形によ
り、静止環２の内周側が変形すると、かかる従来のもの
においては、この内周側は、動圧軸受機能を有する静止
環外周側と異なり軸受機能がないため、回転環１と静止
環２との接触が発生しようとした際にはこれを阻止する
手段を有しない。

【００１１】（２）高圧領域Ａと低圧領域Ｂとの圧力比
が大きくなると、ガスの慣性によりシールすきま１５０
の出口付近では、ガスの圧力が充分に下がらなくなる。
かかる状態では、シールすきま１５０が増加するとシー
ルすきま１５０の流量が増加する。このため、さらにシ
ールすきま１５０の出口圧力が下がり難くなり、同シー
ルすきま１５０内の圧力分布を積分して得られるシール
浮上力は増加する。すなわち、上記シールすきま１５０
が減少すると上記シール浮上力も減少する。ところが、
メカニカルシールの望ましい特性は、上記シールすきま
１５０が減少するとシール浮上力が増加する特性である
から、上記特性はシールの接触つまり回転環１と静止環
２との接触を招く恐れがある。この場合も上記従来のも
のにあっては、前項と同様に軸受機能を有する静止環１
の外周側と異なり、内周側には軸受機能を備えないた
め、回転環１と静止環２の接触を防止するのは困難であ
る。このため、かかる接触を回避するためには、静止環
２の弾性変形や熱変形の予測やシールすきま内の圧力分
布予測を従来以上に正確に行う必要が生じるが、かかる
高精度の予測は困難であり、シールすきま１５０の安定
保持が困難である。

【００１２】本発明の目的は、非接触型メカニカルシー
ル装置において、回転環と静止環との間に設けられるシ
ールすきまを内周から外周の全域にわたって確実に保持
することにより、回転環と静止環との間の金属接触の発
生を防止し、メカニカルシール装置の耐久性を向上する
ことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するもので、その要旨とする第１の手段は、回転軸に
嵌挿され、同回転軸とともに回転する回転環と、一側面
が同回転環の側面と微小なシールすきまを存して対向す
るように、かつ回転不能に設けられた静止環と、同静止
環の他側面に当接され上記回転軸の軸方向に移動可能に
設けられたリテーナと、静止部材に固定されるととも
に、内周に上記リテーナが軸方向に移動可能に挿入され
たケーシングと、上記ケーシングとリテーナとの間に架
設され、同リテーナを介して上記静止環を上記回転環側
へ押圧する予圧機構と、上記リテーナとケーシングとの
間の摺動部に設けられ、同摺動部からの流体の漏洩をシ
ールするシール手段とを備え、上記シールすきま及びシ
ール手段によって高圧流体が収容される高圧領域と大気
等の低圧領域との間の流体のシールを行なうメカニカル
シール装置であって、上記シールすきまに対向する上記
回転環あるいは静止環の何れか一方の側面に円周方向に
沿って多数設けられ、上記回転環の回転により上記シー
ルすきま内の流体が流入可能にされた動圧軸受用として
の溝部と、上記回転環あるいは静止環の何れか一方の上
記シールすきまの低圧領域側出口近傍に円周方向に沿っ
て多数設けられた静圧軸受としての第１の溝部及び同溝
部の間に形成されるランド部とを備えたことを特徴とす
るメカニカルシール装置にある。

【００１４】上記手段によれば、回転環と静止環との間
に形成されるシールすきまに高圧領域から流入した流体
は、同シールすきまに対向する上記回転環もしくは静止
環の側面に形成された溝部に入る。そしてこの溝部の出
口において流路面積が減少しているので、この部分で圧
力が発生し、回転環の回転との共働により動圧軸受の作
用をなす。さらに、上記流体は、回転環もしくは静止環
の低圧領域側出口近傍に設けられた多数の溝部及びこの
溝部の間に形成されたランド部を流れるが、上記溝部及
びランド部はシールすきまが減少するに従がいシール反
力が増加する静圧軸受として作用するので、シールすき
まは常時一定に保持され、上記動圧軸受の作用と相まっ
てシールすきまの減少による金属接触の発生が阻止され
る。

【００１５】また第２の手段は、上記第１の手段に加え
て、上記静止環が、上記シールすきまに対向する側面の
一部を円周方向に沿って切り欠いて形成された中間室
と、上記高圧領域と同中間室とを連通する連通孔とを備
えてなることにある。

【００１６】かかる手段によれば、高圧領域から連通孔
を経て中間室に入った流体を回転環の遠心力とともに回
転環もしくは静止環のシールすきま側に設けられた溝部
の内周側から外周側へと押し込むので、溝部出口の流路
面積減少部での圧力上昇による動圧軸受作用が上記第１
の手段よりも大きくなり、シールすきまの維持作用が、
より促進される。

【００１７】さらに第３の手段は、上記第１の手段ある
いは第２の手段に加えて、上記回転環あるいは静止環の
何れか一方の上記シールすきまに対向する側面の、上記
第１の溝部及びランド部よりも上記高圧領域寄りに、静
止軸受としての第２の溝部を円周方向に沿って多数設け
てなることにある。

【００１８】かかる手段によれば、シールすきまの低圧
領域への出口側に設けられた第１の溝部及びランド部に
加えて、シールすきまの入口側にも第２の溝部が設けら
れているので、上記シールすきまの出口側に加えて入口
側においても静圧軸受の作用がなされる。これにより上
記第１，第２の手段よりも所要のシールすきまがさらに
確実に維持される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下図１〜図６を参照して本発明
の実施形態につき詳細に説明する。図１〜図３には本発
明の実施の第１形態に係る圧縮機のメカニカルシール装
置が示され、図１は回転軸心に沿う縦断面図、図２は回
転環のシールすきま側から視た正面図、図３は静止環の
シールすきま側から視た正面図である。

【００２０】図１〜図３において、１５３は圧縮機の本
体、１５４は内部ハウジング、１０３は電動モータ等の
駆動源（図示省略）により回転駆動される回転軸であ
る。１０１は上記回転軸１０３の外周に固挿されたスリ
ーブで、同回転軸１０３と一体で回転する。１は上記ス
リーブ１０１の筒状部外周に固挿された回転環で、同ス
リーブ１０１及び上記回転軸１０３と一体で回転する。
４は上記本体１５３の内周に固挿されたケーシングで、
上記内部ハウジング１５４にボルトにより固着されてい
る。

【００２１】３は上記ケーシング４の内側に設けられた
リテーナである。２は静止環であり、上記回転軸１０３
の軸方向において、上記リテーナ３と上記回転環１との
間に回転不能に設けられ、後述する圧縮ばね４Ｃにより
上記リテーナ３とともに軸方向には微動可能となってい
る。上記リテーナ３は上記ケーシング４に対して軸方向
に微動可能な程度に同ケーシング４の内周に対して適当
な嵌め合いで以って上記ケーシング４の内周に嵌入され
ている。そして同リテーナ３のケーシング４側の側面と
これに対向するケーシング４の側面との間には、圧縮ば
ね４Ｃが内周方向に複数個配設され、上記リテーナ３及
び静止環２を上記回転環１側へ押圧している。

【００２２】また、Ａは高圧のガス通路に連通される高
圧領域、Ｂは大気に連通される低圧領域であり、上記高
圧領域Ａと低圧領域Ｂとの間のシール部は次のような手
段で軸封がなされている。即ち、３Ａは上記静止環２と
リテーナ３との接触部に設置された背面Ｏリング、４Ａ
はリテーナ３とケーシング４との摺動部のケーシングの
溝４Ｂ内に設置されたセカンダリシール、１０２は上記
スリーブ１０１の上記回転環１との接触部に設置された
Ｏリングである。かかる圧縮機は、上記３箇所のシール
部及び後述する回転環１と静止環２との間のシールすき
ま１５０における軸封手段により、上記高圧領域Ａから
低圧領域Ｂへのガスの漏洩を阻止している。

【００２３】上記回転環１の側面とこれに対向する静止
環２の側面との間には微小量のすきま、即ちシールすき
ま１５０が形成され、このシールすきま１５０が上記高
圧領域Ａと低圧領域Ｂとの間の圧力境界となっている。
そして、このシールすきま１５０をガスが高圧領域Ａ側
（本例では外径側）から低圧領域Ｂ側（本例では内径
側）に向けて通過する間に、上記高圧領域Ａの圧力が低
圧領域Ｂの圧力まで低下するようになっている。１５１
は上記回転軸１０３とスリーブ１０１との間のシール用
のＯリング、１５５は上記ケーシング４の外周と本体１
５３との間のシール用のＯリングである。

【００２４】以上の構成は図７〜図９に示される従来の
ものと同様である。１Ｂは上記回転環１の上記シールす
きま１５０に対向する側面に、円周方向等間隔に刻設さ
れたらせん状の溝部である。このらせん状の溝部１Ｂ
は、上記回転環１の回転により上記シールすきま１５０
内のガスをこれの内部に流入させるようにするため、一
方側（外周側）が上記高圧領域寄りの部位に開放され、
他方側（内周側）の端はガスの流路面積が減少するよう
に構成されている。これにより、上記回転軸１０３の回
転に伴なうガスの動圧を利用した動圧軸受を構成してい
る。

【００２５】上記静止環２の上記シールすきま１５０に
対向する側面には、円周方向等間隔に内側溝部２Ｃが刻
設されている。この内側溝部２Ｃは上記シールすきま１
５０の低圧領域Ｂ側への出口寄りの部位（即ち内周寄り
の部位）に略Ｔ字状に形成されており、この溝部２Ｃと
各溝部２Ｃの間に形成されるランド部２Ｄとで静圧軸受
を構成している。

【００２６】上記のように構成されたメカニカルシール
装置を備えた圧縮機の運転時において、回転軸１０３と
ともに、スリーブ１０１及び回転環１が回転せしめられ
る。同図において、圧縮機内部の高圧領域Ａには圧縮機
内の圧縮されたガスが封入されており、また低圧領域Ｂ
は大気に開放されている。そして、上記高圧領域Ａと低
圧領域Ｂとは、静止環２とリテーナ３との接触部に設置
された背面Ｏリング３Ａ、リテーナ３とケーシング４と
の摺動部に設置されたセカンダリシール用Ｏリング４
Ａ、ケーシング４の外周のＯリング２０１およびスリー
ブ１０１の内周に設けられたＯリング１０２，により高
圧領域Ａのガスが低圧領域Ｂへ漏れないようシールされ
ている。

【００２７】また、上記回転環１と静止環２とで構成さ
れる上記シールすきま１５０が圧力境界を構成してお
り、このシールすきま１５０を高圧領域Ａ内のガスが低
圧領域Ｂに向けて通過する間に圧力が低圧領域Ｂの圧力
まで低下する。一方、回転環１の表面には、同回転環１
の回転により上記シールすきま１５０内のガスを図２に
矢印にて示すようにその内部に流入させるように、一方
の端部が上記高圧領域Ａ寄りの部位に開放され、かつ他
方の端はガスの流路面積が減少するようにした溝部１Ｂ
が設けられており、この流路面積が減少する部分におい
て圧力が発生し動圧軸受の作用をなす。そして、かかる
動圧軸受は、上記回転環１に対して静止環２を図１の右
方向に移動させる方向の力、即ち浮上力を発生させてお
り、上記シールすきま１５０が減少すると、この浮上力
は増加し、また上記シールすきま１５０が増加すると上
記浮上力は減少することにより、上記シールすきま１５
０は一定に保たれるように作用する。

【００２８】また、上記圧縮ばね４Ｃのばね力によっ
て、リテーナ３は上記静止環２に押し付けられ、また静
止環２は上記シールすきま１５０側へ向けて押圧され、
この押圧力は、上記動圧軸受及び後述する静圧軸受に対
する予圧力として作用している。

【００２９】また、上記高圧領域Ａの圧力と低圧領域Ｂ
の圧力との比即ち圧力比が高い条件では、高圧領域Ａか
らシールすきま１５０を流れてきたガスは上記内側溝部
２Ｃの手前までは圧力が充分に下がり切らない。然るに
この実施形態においては、静止環２のシールすきま１５
０出口近傍に上記内側溝部及びランド部２Ｄが設けられ
ているので、この内側溝部２Ｃによる切り欠きのない部
分即ちランド部２Ｄでは、低圧領域Ｂに達するまでの間
に、ここを流れるガスの圧力が徐々に低圧領域Ｂの圧力
まで低下するため、この内側溝部２Ｃ及びランド部２Ｄ
はシールすきま１５０が減少するに従がいシール反力が
増加する静圧軸受として作用する。

【００３０】従って、回転環１の側面と静止環２の側面
とで構成されるシールすきま１５０は、上記動圧軸受の
作用による浮上力と、セカンダリシール用のＯリング４
Ａの半径方向の取付位置と高圧領域Ａと低圧領域Ｂとの
圧力差即ちシール差圧と、上記圧縮ばね４Ｃから受ける
ばね力と、上記リテーナ３とセカンダリシール用のＯリ
ング４Ａとの摩擦力、内側溝部２Ｃとランド部２Ｄによ
って構成される静圧軸受の浮上力、との力の釣り合いに
よって決まることとなる。

【００３１】そして、上記動圧および静圧両軸受部は、
シールすきま１５０が減少すると浮上力が増加し、逆に
シールすきま１５０が増加すると浮上力は減少する特性
を示す。ここでシール差圧及び回転数が一定で運転され
る条件では上記軸受の浮上力以外の力は一定とみなして
よいから、シールすきま１５０は常に一定に保持され
る。

【００３２】図４は本発明の実施の第２形態を示す。こ
の実施形態においては、静止環２に図７〜図９に示され
る従来のものと同様な中間室２Ａ及び連通孔２Ｂを設け
ている。即ち、上記静止環２には、これの回転環１に対
向する面の外周寄りの部位に中間室２Ａを形成する切り
欠きが円周方向全体に設けられており、この中間室２Ａ
には高圧領域Ａに連通される連通孔２Ｂにより高圧領域
Ａと同一の圧力が引導されている。その他の構成は図１
〜図３に示す第１形態と同様であり、これと同一の部材
は同一の符号にて示す。

【００３３】この実施形態においては、高圧領域Ａ内の
ガスは連通孔２Ｂを通って中間室２Ａに入る。この中間
室２Ａは上記回転環１に設けられたらせん状の溝部１Ｂ
（図２参照）の内周側と連通しているので、同中間室２
Ａ内のガスはらせん状の溝部１Ｂに図２の矢印のように
流入し、この溝部１Ｂを出る部位にて流路面積が減少し
ているため圧力が発生し、上記第１形態と同様な動圧軸
受の作用をなす。

【００３４】この実施形態においては連通孔２Ｂ及び中
間室２Ａを形成することにより高圧領域Ａのガスを、回
転環１の回転による遠心力とともに回転環１に形成され
たらせん状の溝１Ｂの内周側から外周側へと押し込むの
で、同溝部１Ｂ出口部の流路面積減少部での圧力上昇に
よる動圧軸受作用が第１形態よりも大きくなり、シール
すきまの維持作用がより確実になされる。

【００３５】図５〜図６には本発明の実施の第３形態に
係るメカニカルシール装置が示されている。この実施形
態においては、静止環２の低圧領域Ｂへのガス出口側に
加えてガス入口側にも静圧軸受の作用をなす溝部２Ｅを
設けている。即ち図６において上記静止環２には上記第
１、第２形態における内周側（低圧領域Ｂへの出口側）
に加えて、外周側即ち高圧領域Ａ寄りの部位にも外側溝
部２Ｅが内周方向に沿って等間隔に多数設けられてい
る。その他の構成は上記第１形態と同様であり、これと
同一の部材は同一の符号にて示す。

【００３６】この実施形態においては、高圧領域Ａから
シールすきま１５０に流入したガスは外周側（高圧領域
Ａ寄りの部位）に外側溝部２Ｅが設けられているので、
この部位で流路面積が減少し、圧力が発生する。これに
より、上記内側溝部２Ｃが設けられた低圧領域Ｂへの出
口側に加えて高圧領域Ａ寄りの入口側においても静圧軸
受の作用をなすこととなり、シールすきま１５０の形成
が、より確実になされる。

【００３７】尚上記各実施形態において、回転環１に溝
部１Ｂを設けるのに代えて、静止環２のシールすきま１
５０に対向する側面に上記溝部１Ｂと同様な溝部を設け
てもよい。また、上記第１、第２、第３形態において静
止環２に設けられた内側溝部２Ｃ及びランド部２Ｄは回
転環１側に設けてもよく、さらに第３形態における外側
溝部２Ｅも回転環側に設けてもよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
請求項１の発明によれば、シールすきまに対向する回転
環もしくは静止環の側面に設けられた溝部の回転環の回
転との共働による動圧軸受の作用と、回転環もしくは静
止環の低圧領域側出口部近傍に設けられた溝部及びラン
ド部による静圧軸受作用とによって、シールすきまは常
時所要値に保持され、シール部の金属接触の発生を防止
することができる。

【００３９】また請求項２の発明によれば、上記に加え
て、高圧領域から連通孔を経て中間室に入った流体を回
転環の遠心力とともに回転環もしくは静止環のシールす
きま側に設けられた溝部の内周側から外周側へと押し込
むので、溝部出口の流路面積減少部での圧力上昇による
動圧軸受作用が上記第１の手段よりも大きくなり、シー
ルすきまの維持作用が、より促進される、という効果が
得られる。

【００４０】さらに請求項３の発明によれば、上記に加
えてシールすきまの低圧領域への出口側に設けられた第
１の溝部及びランド部に加えて、シールすきまの入口側
にも第２の溝部が設けられているので、上記シールすき
ま出口側に加えて入口側においても静圧軸受の作用がな
される。これにより上記第１、第２の手段よりも所要の
シールすきまがさらに確実に維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係るガス圧縮機用メ
カニカルシール装置の縦断面図。

【図２】上記第１形態における回転環の正面図。

【図３】上記第１形態における静止環の正面図。

【図４】本発明の実施の第２形態を示す図１応当図。

【図５】本発明の実施の第３形態を示す図１応当図。

【図６】上記第３形態における静止環の正面図。

【図７】従来のメカニカルシール装置を示す縦断面図。

【図８】上記従来例における回転環の正面図。

【図９】図７のＺ部拡大図。

【符号の説明】

１回転環１Ｂ溝部２静止環２Ａ中間室２Ｂ連通孔２Ｃ内側溝部２Ｄランド部２Ｅ外側溝部３リテーナ３Ａ背面Ｏリング４ケーシング４Ａセカンダリシール４ＢＯリング４Ｃ圧縮ばね１０１スリーブ１０２Ｏリング１０３回転軸１５０シールすきま１５３本体Ａ高圧領域Ｂ低圧領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸に嵌挿され、同回転軸とともに回
転する回転環と、一側面が同回転環の側面と微小なシー
ルすきまを存して対向するように、かつ回転不能に設け
られた静止環と、同静止環の他側面に当接され上記回転
軸の軸方向に移動可能に設けられたリテーナと、静止部
材に固定されるとともに、内周に上記リテーナが軸方向
に移動可能に挿入されたケーシングと、上記ケーシングとリテーナとの間に架設され、同リテー
ナを介して上記静止環を上記回転環側へ押圧する予圧機
構と、上記リテーナとケーシングとの間の摺動部に設けられ、
同摺動部からの流体の漏洩をシールするシール手段とを
備え、上記シールすきま及びシール手段によって高圧流
体が収容される高圧領域と大気等の低圧領域との間の流
体のシールを行なうメカニカルシール装置であって、上記シールすきまに対向する上記回転環あるいは静止環
の何れか一方の側面に円周方向に沿って多数設けられ、
上記回転環の回転により上記シールすきま内の流体が流
入可能にされた動圧軸受用としての溝部と、上記回転環あるいは静止環の何れか一方の上記シールす
きまの低圧領域側出口近傍に円周方向に沿って多数設け
られた静圧軸受としての第１の溝部及び同溝部の間に形
成されるランド部とを備えたことを特徴とするメカニカ
ルシール装置。
【請求項２】上記静止環は、上記シールすきまに対向
する側面の一部を円周方向に沿って切り欠いて形成され
た中間室と、上記高圧領域と同中間室とを連通する連通
孔とを備えてなる請求項１に記載のメカニカルシール装
置。
【請求項３】上記回転環あるいは静止環の何れか一方
の上記シールすきまに対向する側面の、上記第１の溝部
及びランド部よりも上記高圧領域寄りに、静圧軸受とし
ての第２の溝部を円周方向に沿って多数設けてなる請求
項１または２の何れかに記載のメカニカルシール装置。