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WO2014142265A1 - メカニカルシール装置 - Google Patents

メカニカルシール装置 Download PDF

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Publication number
WO2014142265A1
WO2014142265A1 PCT/JP2014/056763 JP2014056763W WO2014142265A1 WO 2014142265 A1 WO2014142265 A1 WO 2014142265A1 JP 2014056763 W JP2014056763 W JP 2014056763W WO 2014142265 A1 WO2014142265 A1 WO 2014142265A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
seal
ring
sealing
seal ring
bellows
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/056763
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
高橋　秀和
良次 村木
Original Assignee
イーグルブルグマンジャパン株式会社
イーグル工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by イーグルブルグマンジャパン株式会社, イーグル工業株式会社 filed Critical イーグルブルグマンジャパン株式会社
Priority to US14/432,396 priority Critical patent/US9574667B2/en
Priority to CN201480002582.5A priority patent/CN104685273B/zh
Priority to EP14764286.2A priority patent/EP2891836B1/en
Priority to JP2015505569A priority patent/JP6219367B2/ja
Publication of WO2014142265A1 publication Critical patent/WO2014142265A1/ja

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Definitions

  • the present invention relates to a mechanical seal device.
  • a static pressure type mechanical seal device that prevents leakage of a sealing fluid sealed inside the machine to the outside of the machine.
  • this static pressure type mechanical seal device by supplying a purge gas having a pressure higher than that of the sealing fluid to the sealing surface, the purge gas is leaked to the inside and outside of the machine to prevent the sealing fluid from leaking outside the machine. Yes.
  • the balance between the in-machine pressure and the purge gas pressure is lost due to the pressure fluctuation inside the machine, and it is sometimes difficult to properly maintain the gap between the sliding surfaces.
  • the gap between the sliding surfaces opens more than necessary, and the sealing fluid may leak to the outside of the machine.
  • the in-machine pressure becomes smaller than a predetermined pressure, the sliding surface comes into contact with each other, and the sliding surface may be damaged.
  • Patent Document 1 In order to solve such a problem, for example, a mechanical seal device shown in Patent Document 1 has been proposed.
  • a back pressure introduction path is formed that communicates the in-machine region and the back region of the fixing sealing ring.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a mechanical seal device capable of suitably sealing a sealing fluid.
  • a mechanical seal device comprises: A mechanical seal device that seals a sealing fluid inside the device with a gap between the device body and the rotating shaft, A seal case attached to the apparatus body; A rotating seal ring attached to the rotating shaft; A stationary seal ring disposed axially opposite to the rotary seal ring; A bellows attached in an axially extendable manner between the fixing seal ring and the seal case;
  • a static pressure fluid supply hole for supplying a static pressure fluid is formed in the static pressure fluid chamber on the inner peripheral surface side of the bellows
  • In the fixing seal ring a communication hole for guiding the static pressure fluid in the static pressure fluid chamber to a seal surface between the fixing seal ring and the rotation seal ring is formed,
  • the sealing fluid is arranged on the outer peripheral surface side of the bellows.
  • the sealing performance is suitably exhibited even when sealing the sealing fluid containing the solid component. Can do.
  • the pressure of the sealing fluid is applied to the outer peripheral surface of the bellows so that the bellows exerts a sealing function and imparts a pressing force.
  • the configuration of can be omitted.
  • the sealing ring for fixation can be smoothly moved in the axial direction, and a suitable sealing performance can be exhibited.
  • the sealing ring for fixing attached to the bellows can absorb vibrations of the device and can exhibit suitable sealing performance. .
  • the sealing fluid is arranged on the outer peripheral surface side of the bellows, the design freedom on the inner peripheral surface side of the bellows is greatly improved. That is, even when sealing a corrosive sealing fluid or a sealing fluid containing a solid component, the inner peripheral surface of the bellows does not come into contact with the sealing fluid, so the material of the member disposed on the inner peripheral side of the bellows is free. Can be selected.
  • the bellows is disposed between the seal case and the fixing sealing ring on the inner peripheral surface side of the bellows, and holds the fixing sealing ring so as to be movable in the axial direction.
  • the mechanical seal device further includes a seal member that seals from the side space.
  • the sealing fluid does not contact the seal member. For this reason, the choice of the material of a sealing member spreads, and also the possibility of deterioration of the sealing member by the sealing fluid contacting is also eliminated.
  • annular groove continuous with the communication hole is formed in the sealing ring for fixing. Since the annular groove continuing to the communication hole guides the static pressure fluid to the entire seal surface between the fixing seal ring and the rotation seal ring, the static pressure can be suitably applied to the entire seal surface.
  • the outer diameter of the annular groove is substantially equal to the pressure acting diameter of the bellows.
  • the mechanical seal device further includes an elastic member that is disposed closer to the atmosphere than the seal member and presses the fixing seal ring toward the rotation seal ring.
  • the elastic member By disposing the elastic member on the atmosphere side of the seal member, the elastic member does not contact the sealing fluid and the static pressure fluid.
  • the choice of the material of the elastic member is widened, and the possibility of deterioration of the elastic member due to contact between the sealing fluid and the static pressure fluid is also eliminated.
  • the inner diameter of the annular groove is substantially equal to the contact diameter of the sealing member with respect to the fixing sealing ring.
  • An elastic member that presses the fixing sealing ring toward the rotating sealing ring may be disposed inside the static pressure fluid chamber.
  • the pressure of the static pressure fluid in the static pressure fluid pressure chamber also acts on the back surface of the fixing seal ring pressed by the elastic member. Therefore, it becomes possible to increase the pressing force of the stationary seal ring against the rotation seal ring by the hydrostatic fluid.
  • Such a configuration is particularly effective when there is a demand to increase the pressing force of the fixing seal ring against the rotation seal ring.
  • a dynamic pressure generating groove is formed on the sealing surface of the rotary sealing ring.
  • the dynamic pressure generating groove generates a dynamic pressure when the rotation sealing ring rotates, and can guide the static pressure fluid to the entire seal surface, and can preferably apply the static pressure to the entire seal surface.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a mechanical seal device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a main part of the cross-sectional view shown in FIG.
  • FIG. 3 is a front view of the rotary seal ring shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4 is a front view of the fixing sealing ring shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 5 is a half sectional view of a mechanical seal device according to another embodiment of the present invention.
  • a mechanical seal device 1 according to the present embodiment is a seal device mounted on a general industrial stirrer, a blower, a compressor, or the like, and is particularly used for manufacturing foods, medical products, and chemical substances. Is done.
  • the mechanical seal device 1 is configured as an inside type in which a sealing fluid is disposed radially outward with respect to the sealing surface, and a gap between the rotating shaft 100 and the stuffing box 80. Seal the sealing fluid on the B side in the machine.
  • the left side in the axial direction is the outside A and the right side in the axial direction is the inside B.
  • a shaft hole 82 is formed in the stuffing box 80, and a rotating shaft 100 that is rotatably supported by a bearing (not shown) passes therethrough.
  • a rotation sealing ring 60 is arranged on the inner side in the radial direction of the shaft hole 82.
  • the rotary seal ring 60 is attached to the rotary shaft 100 in a state where the rotary seal ring 60 is positioned in the axial direction by the spacer 75.
  • the spacer 75 is disposed between the radial stepped portion 102 of the rotating shaft 100 and the rotating seal ring 60 and performs axial positioning of the rotating seal ring 60.
  • the spacer 75 is made of a material having excellent strength such as SUS or engineering plastic.
  • Fringer 70 and sleeve 76 are disposed on the side B in the axial direction of the sealing ring 60 for rotation.
  • the sleeve 76 fixes the rotary seal ring 60 in the axial direction via the flinger 70.
  • the flinger 70 is disposed between the sleeve 76 and the rotation sealing ring 60, and the solid component of the sealing fluid from the inside B of the machine between the shaft hole 82 of the stuffing box 80 and the outer peripheral surface of the rotation sealing ring 60. Prevents intrusion. That is, a cylindrical portion 71 that extends toward the outer side A in the axial direction is formed on the outer peripheral side of the fringer 70, and the cylindrical portion 71 has a protruding portion 86 that protrudes from the stuffing box 80 toward the B side in the axial direction. Covering. Further, the flinger 70 rotates together with the rotating shaft 100 to induce the sealing fluid and the solid component contained therein to the outside in the radial direction by centrifugal force. Therefore, the solid component of the sealing fluid is prevented from entering between the shaft hole 82 of the stuffing box 80 and the outer peripheral surface of the rotation sealing ring 60.
  • the inner peripheral surface of the flinger 70 on the rotating seal ring 60 side is formed in a taper shape, and an O-ring 128 is disposed there.
  • the O-ring 128 prevents the sealing fluid from leaking from between the rotary seal ring 60 and the rotary shaft 100.
  • the rotary seal ring 60 has a seal surface 62 that faces the seal surface 55 of the fixed seal ring 50 on the outside A side.
  • a dynamic pressure generating groove 64 is formed on the seal surface 62.
  • the dynamic pressure generating groove 64 has a first groove 64A for forward rotation R1 and a second groove 64B for reverse rotation R2.
  • the first grooves 64A and the second grooves 64B are arranged symmetrically in the radial direction, and a large number of first grooves 64A and second grooves 64B are paired and formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • the dynamic pressure generating groove 64 generates dynamic pressure when the rotation sealing ring 60 rotates together with the rotary shaft 100.
  • a seal housing 10, an adapter 20, a seal case 30, a bellows 40, a fixing seal ring 50, and the like are arranged on the outer side A in the axial direction of the rotation seal ring 60.
  • the seal housing 10 is attached to the stuffing box 80.
  • the mounting groove (not shown) of the seal housing 10 is passed through an embedded bolt (not shown) provided on the outer surface 84 of the stuffing box 80 and tightened with a nut (not shown), whereby the seal housing 10 is stuffed.
  • An O-ring 120 is disposed between the seal housing 10 and the stuffing box 80 to prevent leakage of the sealing fluid from between the seal housing 10 and the stuffing box 80.
  • a mounting groove 16 is formed on the inner peripheral surface 12 of the seal housing 10 on the end surface 14 side on the side B in the axial direction, and an adapter 20 and a seal case 30 are attached to the mounting groove 16. Since the adapter 20 and the seal case 30 are accommodated in the mounting groove 16, the mechanical seal device 1 can be downsized in the axial direction and the radial direction.
  • the adapter 20 attached to the seal housing 10 has a protruding portion 22 that extends toward the in-machine B side, and is assembled to the seal case 30 on the radially outer side of the protruding portion 22.
  • the adapter 20 and the seal case 30 are fixed by a fastening member 130.
  • a housing portion that houses the O-ring 122 (seal member) is configured between the tip of the protruding portion 22 and the step portion on the inner peripheral surface of the seal case 30.
  • the adapter 20 and the seal case 30 may be integrally formed. Even if the adapter 20 is separate from the seal case 30, the adapter 20 is handled as a part of the seal case 30 in the present embodiment.
  • the bellows 40 is attached to the step outer diameter end portion 32 on the side B in the axial direction of the seal case 30, and the other end of the bellows 40 is attached to the outer diameter end portion 51 of the fixing seal ring 50. Yes.
  • the bellows 40 is disposed inside the shaft hole 82 of the stuffing box 80, and a sealing fluid is disposed on the outer peripheral surface side of the bellows 40.
  • the bellows 40 can expand and contract in the axial direction and can also be deformed in the radial direction. For this reason, since the sealing ring 50 for fixation attached to the bellows 40 can absorb the vibration of an apparatus, etc., the mechanical seal apparatus 1 can exhibit suitable sealing performance. Further, since the bellows 40 is used as the seal element, the mechanical seal device 1 can be downsized in the axial direction and the radial direction as compared with the case where an O-ring or the like is used.
  • a cylindrical portion 52 is formed on the inner peripheral side of the fixing seal ring 50 and extends on the inner peripheral side of the bellows 40 toward the outer side A in the axial direction.
  • An O-ring 122 is disposed between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 52 and the inner peripheral stepped portion of the seal case 30, and is statically placed between the O-ring 122, the seal case 30, the bellows 40, and the fixing seal ring 50.
  • a pressurized fluid chamber C is formed. The O-ring 122 seals the static pressure fluid chamber C from the atmosphere side space corresponding to the outside A.
  • the static pressure fluid chamber C is supplied with a purge gas (for example, nitrogen gas) as a static pressure fluid from the static pressure fluid supply hole 34.
  • a purge gas for example, nitrogen gas
  • the static pressure fluid supplied from the static pressure fluid supply hole 34 can be appropriately selected according to the intended use of the mechanical seal device 1.
  • the static pressure fluid may be a liquid such as water.
  • the O-ring 122 seals between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 52 of the fixing seal ring 50 and the seal case 30 and holds the fixing seal ring 50 so as to be movable in the axial direction. Since only the sliding resistance of one O-ring 122 acts when the sealing ring 50 for fixing moves in the axial direction, the sealing ring 50 for fixing can be smoothly moved in the axial direction.
  • the O-ring 122 is disposed on the inner peripheral surface side of the bellows 40, it is isolated from the sealing fluid. For this reason, the material of the O-ring 122 can be selected regardless of the sealing fluid to be sealed. Moreover, the risk of deterioration due to the sealing fluid coming into contact with the O-ring 122 is also eliminated. As a result, in the present invention, the fixing seal ring 50 can be smoothly moved in the axial direction, and a suitable sealing performance can be exhibited.
  • a guide groove 53 and a spring seat 54 are formed on the atmosphere side of the O-ring 122 of the cylindrical portion 52.
  • a fixed pin 24 embedded in the adapter 20 is inserted into the guide groove 53.
  • the fixed pin 24 and the guide groove 53 are relatively movable in the axial direction and locked in the circumferential direction. It has become.
  • the sealing ring 50 for fixing is installed so as to be movable in the axial direction with respect to the seal cover 30 and not rotatable in the circumferential direction (the rotational direction of the rotary shaft 100).
  • a plurality of spring seats 54 are provided in the circumferential direction, and hold a plurality of coil springs 140 between the opposing surfaces of the adapter 20.
  • the coil spring 140 applies a pressing force that presses the fixing seal ring 50 toward the rotation seal ring 60.
  • the fixing pin 24 and the coil spring 140 are arranged on the atmosphere side from the O-ring 122. Since the fixing pin 24 and the coil spring 140 are not in contact with the sealing fluid and the static pressure fluid on the atmosphere side of the O-ring 122, the choice of materials for these members is expanded. In addition, since the fixing pin 24 and the coil spring 140 do not come into contact with the sealing fluid and the static pressure fluid, the possibility of deterioration of these members is also eliminated. As a result, the sealing ring 50 for fixing can be smoothly moved in the axial direction, and the sealing performance can be suitably exhibited. The configuration of the O-ring 122 and the coil spring 140 can be replaced with a bellows.
  • the static pressure fluid supply hole 34 is formed in the seal case 30.
  • the static pressure fluid supply hole 34 communicates from the outer peripheral end surface of the seal case 30 to the static pressure fluid chamber C on the inner peripheral side of the bellows 40.
  • O-rings 124 and 126 are arranged on both sides of the static pressure fluid supply hole 34 to seal between the seal case 30 and the seal cover 10.
  • a purge gas supply device (not shown) is connected to the outside of the seal cover 10, and the purge gas supplied from the purge gas supply device is supplied to the gas flow path 18 of the seal cover 10 and the static pressure fluid supply hole 34 of the seal case 30.
  • the fixing sealing ring 50 is formed with a communication hole 56 penetrating from the static pressure fluid chamber C side to the axial in-machine B side, and the purge gas guided to the static pressure fluid chamber C is transferred to the fixing sealing ring 50. It is guided to the seal surface 55 side through the communication hole 56. As shown in FIG. 4, an annular groove 57 that continues to the communication hole 56 is formed in the sealing surface 55 of the fixing seal ring 50, and the purge gas guided to the static pressure fluid chamber C is transferred to the fixing seal ring 50. Through the communication hole 56 and led to the annular groove 57 on the seal surface 55 side. A plurality of communication holes 56 are formed along the circumferential direction of the annular groove 57.
  • the annular groove 57 continuing to the communication hole 56 guides the static pressure fluid to the entire surface of the relative sliding surface between the fixing sealing ring 50 and the rotating sealing ring 60, so that the static pressure is preferably applied to the relative sliding surface. Can be made. Further, a dynamic pressure generating groove 64 is formed on the seal surface 62 of the rotating seal ring 60 facing the seal surface 55 of the fixing seal ring 50, and the dynamic pressure generating groove 64 allows the entire relative sliding surface to be formed. Static pressure is generated.
  • the purge gas is supplied at a pressure higher than that of the sealing fluid, and the purge gas guided to the annular groove 57 generates a static pressure so that the relative sliding surface between the seal surface 55 and the seal surface 62 is not in contact.
  • the purge gas guided to the relative sliding surface may be leaked to the inside B side and / or the outside A side.
  • the purge gas that leaks to the B side of the machine is discharged from the outer peripheral side of the flinger 70, so that the sealing fluid does not enter the shaft hole 82 side of the stuffing box 80 from the B side of the machine. For this reason, the possibility that the solid component of the sealing fluid adheres to the relative sliding surface between the sealing surface 55 and the sealing surface 62 and the outer peripheral surface of the bellows 40 is eliminated, and the sealing performance can be suitably exhibited. it can.
  • the sealing ring 50 for fixing and the sealing ring 60 for rotation are made of a material such as silicon carbide (SiC), carbon, cemented carbide or the like.
  • SiC silicon carbide
  • carbon cemented carbide or the like.
  • fluorine rubber nitrile rubber, EPDM, perfluoroelastomer, or the like is used.
  • the inner diameter dob of the annular groove 57 of the sealing ring 50 for fixation is formed in the vicinity of the contact diameter do (balance diameter) with respect to the cylindrical portion 52 of the O-ring 122. It is. Further, the outer diameter dbb of the annular groove 57 of the fixing seal ring 50 is formed in the vicinity of the pressure acting diameter db of the bellows 40 (an average diameter of the outer peripheral diameter and the inner peripheral diameter of the bellows).
  • the inner diameter dob and the outer diameter dbb of the annular groove 57 are formed so as to satisfy the following relationship.
  • the bellows 40 exhibits a sealing function and applies a pressing force to the fixing seal ring 50.
  • the configuration of an O-ring, a spring, and the like can be largely omitted.
  • the sealing ring 50 can be moved smoothly in the axial direction and the sealing performance can be suitably exhibited. Can do.
  • the mechanical seal device 1 has a simple structure and is miniaturized in the axial direction and the radial direction.
  • members such as the O-ring 122 and the coil spring 140 disposed on the inner peripheral side of the bellows 40 do not come into contact with the sealing fluid, and therefore are used for sealing a corrosive fluid or a fluid containing a solid component.
  • the sealing function can be suitably exhibited without deterioration of these members.
  • the bellows 40 can suitably apply a pressing force to the sealing ring 50 for fixing, and therefore the mechanical seal device 1 can preferably exhibit the sealing performance.
  • the mechanical seal device 1a according to the present embodiment is a modification of the mechanical seal device 1 of the first embodiment shown in FIGS. It has the same configuration as that of the first embodiment and has the same effects.
  • symbol is used and description of the overlapping part is abbreviate
  • a plurality of coil springs 140a as elastic members are intermittently arranged in the circumferential direction inside the static pressure fluid chamber C.
  • a cylindrical protrusion 26 extending in the direction of the rotation sealing ring 60 is integrally formed at the radially inner end of the adapter 20.
  • a cylindrical portion 52a of the stationary sealing ring 50 is mounted on the outer periphery of the distal end portion of the cylindrical protruding portion 26 so as to be movable in the axial direction.
  • An O-ring groove is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 52a, and an O-ring 122a (seal member) is attached to the O-ring groove, and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 52a of the stationary seal ring 50 And the outer peripheral surface of the cylindrical protrusion 26 of the adapter 20 are elastically deformed to seal the static pressure fluid chamber C from the atmosphere side space corresponding to the outside A.
  • the tip of the coil spring 140a that is intermittently arranged in the circumferential direction is in contact with the rear side rear end 58 of the cylindrical portion 52a (the end opposite to the rotation sealing ring 60).
  • the rear ends of the respective coil springs 140a are respectively accommodated in the spring seats 26 of cylindrical holes formed intermittently along the circumferential direction outside the cylindrical protrusion 26 in the radial direction.
  • Each coil spring 140 a generates a spring force so as to press the stationary seal ring 50 toward the rotation seal ring 60.
  • a detent pin for preventing the stationary seal ring 50 from rotating relative to the adapter 20 is arranged. There may be.
  • an O-ring groove is formed on the outer periphery of the outer peripheral side protruding portion 22a of the adapter 20, and an O-ring 122b is attached thereto. It is.
  • the O-ring 122b is a seal member for sealing the inside of the static pressure fluid chamber C from the atmosphere side space together with the O-ring 122a. .
  • the shape and pattern of the dynamic pressure generating groove 64a formed on the sealing surface of the rotation sealing ring 60 are the same even if they are different from the shape and pattern of the dynamic pressure generating groove 64 of the first embodiment. There may be. Also in this embodiment, it is preferable to form the annular groove 57 as shown in FIG. 4 on the sealing surface 55 of the stationary sealing ring 50, but it does not necessarily have to be formed.
  • a coil spring 140a as an elastic member is disposed inside the static pressure fluid chamber C.
  • the pressure of the hydrostatic fluid in the hydrostatic fluid pressure chamber C also acts on the rear side rear end 58 of the fixing seal ring 50. Therefore, it is possible to increase the pressing force of the stationary seal ring 50 against the rotation seal ring 60 by the hydrostatic fluid.
  • the configuration of this embodiment is particularly effective when there is a demand to increase the pressing force of the fixing seal ring 50 against the rotation seal ring 60.
  • the present invention can be used for general industrial pumps, for example.
  • any apparatus having a rotating shaft it can be used as a shaft seal device for the rotating shaft.

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Abstract

　装置本体に取り付けられるシールケース３０と、回転軸１００に取り付けられる回転用密封環６０と、回転用密封環６０に対して軸方向に対向して配置される固定用密封環５０と、固定用密封環５０とシールケース３０との間に軸方向伸縮可能に取り付けられるベローズ４０と、を有するメカニカルシール装置１である。シールケース３０には、ベローズ４０の内周面側の静圧流体室Ｃに、静圧流体を供給する静圧流体供給孔５６が形成してあり、固定用密封環５０には、静圧流体室Ｃの静圧流体を、固定用密封環５０と回転用密封環６０との間のシール面に導く連通孔を形成してある。ベローズ４０の外周面側に密封流体を配置してある。　

Description

メカニカルシール装置
　本発明は、メカニカルシール装置に関する。
　従来、メカニカルシール装置において、機内に密封される密封流体を機外に漏洩させることを阻止する静圧型のメカニカルシール装置が知られている。この静圧型メカニカルシール装置では、シール面に密封流体よりも高圧のパージガスを供給することにより、当該パージガスを機内側および機外側に漏洩させて、密封流体が機外に漏洩することを防止している。
　しかしながら、従来の静圧型メカニカルシール装置では、機内側の圧力変動により、機内圧力とパージガス圧力のバランスが崩れて、摺動面間の隙間を適切に保持することが困難な場合があった。たとえば、機内圧力が所定の圧力よりも大きくなると、摺動面間の隙間が必要以上に開いてしまい、密封流体が機外側に漏洩するおそれがあった。また、機内圧力が所定の圧力よりも小さくなると、摺動面が接触してしまい、摺動面が損傷してしまうおそれがあった。
　このような問題を解決するために、たとえば、特許文献１に示すメカニカルシール装置が提案されている。特許文献１のメカニカルシール装置では、機内領域と固定用密封環の背面領域とを連通する背圧導入路を形成している。しかしながら、特許文献１等の従来のメカニカルシール装置では、固定用密封環とシールケースとの間に複数のＯリングを配置する必要性があり、固定用密封環の軸方向追随速度を低下させる（追随性が低下する）問題があった。
　また、特許文献１等の従来のメカニカルシール装置では、細長く形成された背圧導入路に詰まりが発生し、固定用密封環の背面に密封流体の圧力を作用させることができなくなってしまう問題があった。さらに、固定用密封環の背面領域に配置される作動用Ｏリング、スプリング等に密封流体の成分が固着してしまうことにより、固定用密封環の軸方向追随性を低下させてしまう問題があった。
ＷＯ９９－２７２８１号公報
　本発明は、このような問題に鑑みてなされ、その目的は密封流体を好適にシールすることができるメカニカルシール装置を提供することである。
　上記目的を達成するために、本発明に係るメカニカルシール装置は、
　装置本体と回転軸との間隙で装置内部の密封流体をシールするメカニカルシール装置であって、
　前記装置本体に取り付けられるシールケースと、
　前記回転軸に取り付けられる回転用密封環と、
　前記回転用密封環に対して軸方向に対向して配置される固定用密封環と、
　前記固定用密封環と前記シールケースとの間に軸方向伸縮可能に取り付けられるベローズと、を有し、
　前記シールケースには、前記ベローズの内周面側の静圧流体室に、静圧流体を供給する静圧流体供給孔を形成してあり、
　前記固定用密封環には、前記静圧流体室の静圧流体を、前記固定用密封環と前記回転用密封環との間のシール面に導く連通孔を形成してあり、
　前記ベローズの外周面側に前記密封流体を配置してあることを特徴とする。
　上記の構成のメカニカルシール装置によれば、ベローズの外周面に密封流体の圧力を作用させているので、固形成分を含む密封流体をシールする場合であっても、好適にシール性能を発揮することができる。
　さらに、本発明のメカニカルシール装置では、ベローズの外周面に密封流体の圧力を作用させてベローズがシール機能を発揮するとともに押圧力を付与しているので、密封流体に接触するＯリングやバネ等の構成を省略することができる。さらに、本発明では、固定用密封環を軸方向にスムーズに移動させて、好適なシール性能を発揮することができる。しかも、ベローズは軸方向に伸縮可能であり且つ径方向にも変形可能なので、ベローズに取り付けられる固定用密封環は装置の振動等を吸収することができ、好適なシール性能を発揮することができる。
　さらに、本発明のメカニカルシール装置では、ベローズの外周面側に密封流体を配置してあるので、ベローズの内周面側での設計自由度が大幅に改善されている。すなわち、腐食性の密封流体や固形成分を含む密封流体をシールする場合であっても、ベローズの内周面側では密封流体に接触しないので、ベローズの内周側に配置する部材の材質を自由に選択できる。
　好適には、前記ベローズの内周面側で前記シールケースと前記固定用密封環との間に配置され、前記固定用密封環を軸方向に移動可能に保持し、前記静圧流体室を大気側空間から密封するシール部材をメカニカルシール装置がさらに有する。
　上記の構成のメカニカルシール装置では、ベローズの内周面側にシール部材を配置してあるので、シール部材には密封流体が接触しない。このため、シール部材の材質の選択肢が広がり、しかも、密封流体が接触することによるシール部材の劣化のおそれも解消されている。
　また、好適には、前記固定用密封環には前記連通孔に連続する環状溝を形成してある。連通孔に連続する環状溝は、固定用密封環と回転用密封環との間のシール面全面に静圧流体を導くので、シール面全体に好適に静圧を作用させることができる。
　好適には、前記環状溝の外径は、前記ベローズの圧力作用径と略等しくなるように形成してある。上記のように環状溝を形成することにより、環状溝の幅を調整するのみで、固定用密封環に作用する押圧力を調整することができる。
　好適には、前記シール部材よりも大気側に配置され、前記固定用密封環を前記回転用密封環側に押圧する弾性部材をメカニカルシール装置がさらに有する。弾性部材をシール部材よりも大気側に配置することで、弾性部材は密封流体および静圧用流体に接触しない。その結果、弾性部材の材質の選択肢が広がり、しかも、密封流体および静圧流体が接触することによる弾性部材の劣化のおそれも解消されている。
　また、好適には、前記環状溝の内径は、前記シール部材の前記固定用密封環に対する接触径と略等しくなるように形成してある。上記のように環状溝を形成することにより、環状溝の幅を調整するのみで、固定用密封環に作用する押圧力を調整することができる。
　前記固定用密封環を前記回転用密封環側に押圧する弾性部材を前記静圧流体室の内部に配置してもよい。弾性部材を静圧流体室の内部に配置することで、静圧流体圧室内の静圧流体の圧力が、弾性部材が押圧している固定用密封環の背面にも作用する。そのため、静圧流体による固定用密封環の回転用密封環に対する押し付け力を大きくすることが可能になる。回転用密封環に対する固定用密封環の押し付け力を大きくしたい要請がある場合に、このような構成が特に有効である。
　また、好適には、前記回転用密封環のシール面に動圧発生溝が形成してある。動圧発生溝は、回転用密封環が回転したときに動圧を発生するとともに、シール面の全体に静圧流体を導き、シール面全体に好適に静圧を作用させることができる。
図１は、本発明の一実施形態に係るメカニカルシール装置の断面図である。 図２は、図１に示す断面図の要部を説明する図である。 図３は、図１および図２に示す回転用密封環の正面図である。 図４は、図１および図２に示す固定用密封環の正面図である。 図５は、本発明の他の実施形態に係るメカニカルシール装置の半断面図である。
　第１実施形態
　本実施形態に係るメカニカルシール装置１は、一般産業用の攪拌機、ブロワやコンプレッサ等の装置に装着されるシール装置であり、特に、食品、医療品、化学物質の製造用途に使用される。
　メカニカルシール装置１は、図１および図２に示すように、密封面に対して径方向外側に密封流体を配置するインサイド型に構成されており、回転軸１００とスタッフィングボックス８０との間隙で、機内Ｂ側の密封流体をシールする。なお、図１および図２においては、軸方向左側が機外Ａであり、軸方向右側が機内Ｂである。
　スタッフィングボックス８０には軸孔８２が形成されており、不図示の軸受けにより回転可能に支持される回転軸１００が貫通している。軸孔８２の径方向内側には、回転用密封環６０を配置してある。回転用密封環６０は、スペーサ７５により軸方向に位置決めされた状態で、回転軸１００に取り付けられる。スペーサ７５は、回転軸１００の径方向段差部１０２と回転用密封環６０との間に配置され、回転用密封環６０の軸方向位置決めを行う。スペーサ７５は、ＳＵＳやエンジニアリングプラスチック等の強度に優れる材質で構成される。
　回転用密封環６０の軸方向機内Ｂ側には、フリンジャー７０およびスリーブ７６が配置してある。スリーブ７６は、フリンジャー７０を介して、回転用密封環６０を軸方向に固定している。
　フリンジャー７０は、スリーブ７６と回転用密封環６０との間に配置され、スタッフィングボックス８０の軸孔８２と回転用密封環６０の外周面との間に、機内Ｂ側から密封流体の固形成分が侵入することを防止している。すなわち、フリンジャー７０の外周側には、軸方向機外Ａ側に延びる円筒部７１を形成してあり、当該円筒部７１は、スタッフィングボックス８０から軸方向機内Ｂ側に突出する突出部８６を覆っている。さらに、フリンジャー７０は、回転軸１００とともに回転することにより、遠心力によって密封流体およびそれに含まれる固形成分を径方向外側に誘導している。したがって、スタッフィングボックス８０の軸孔８２と回転用密封環６０の外周面との間への密封流体の固形成分の侵入が防止されている。
　フリンジャー７０の回転用密封環６０側内周面はテーパ状に形成してあり、そこにＯリング１２８を配置してある。Ｏリング１２８は、回転用密封環６０と回転軸１００との間から密封流体が漏洩することを防止する。
　回転用密封環６０は、機外Ａ側に固定用密封環５０のシール面５５に対向するシール面６２を有する。図３に示すように、シール面６２には、動圧発生溝６４を形成してある。動圧発生溝６４は、正回転Ｒ１用の第１溝６４Ａと逆回転Ｒ２用の第２溝６４Ｂとを有する。第１溝６４Ａと第２溝６４Ｂとは径方向に対称に配置されており、第１溝６４Ａと第２溝６４Ｂとが一対になって周方向に等間隔に多数個形成してある。動圧発生溝６４は、回転用密封環６０が回転軸１００とともに回転することにより動圧を発生する。
　図１に示すように、回転用密封環６０の軸方向機外Ａ側には、シールハウジング１０、アダプタ２０、シールケース３０、ベローズ４０、固定用密封環５０等を配置してある。シールハウジング１０は、スタッフィングボックス８０に取り付けられている。すなわち、シールハウジング１０の取付け用溝（不図示）を、スタッフィングボックス８０の外面８４に設けられる埋め込みボルト（不図示）に通過させて、ナット（不図示）で締め付けることより、シールハウジング１０がスタッフィングボックス８０に取り付けられる。シールハウジング１０とスタッフィングボックス８０との間には、Ｏリング１２０を配置してあり、シールハウジング１０とスタッフィングボックス８０との間から密封流体が漏洩するのを防止している。
　シールハウジング１０の内周面１２には、軸方向機内Ｂ側の端面１４側に、取り付け溝１６を形成してあり、当該取り付け溝１６にアダプタ２０およびシールケース３０を取り付けてある。アダプタ２０およびシールケース３０が、取り付け溝１６に収容されているので、メカニカルシール装置１を軸方向および径方向に小型化することができる。
　シールハウジング１０に取り付けられるアダプタ２０は、軸方向機内Ｂ側に延びる突出部２２を有し、突出部２２よりも径方向外側でシールケース３０に組み付けられる。アダプタ２０とシールケース３０とは、締結部材１３０で固定されている。突出部２２の先端とシールケース３０の内周面段差部との間は、Ｏリング１２２（シール部材）を収容する収容部を構成している。なお、アダプタ２０とシールケース３０とは一体的に形成されてもよい。アダプタ２０は、シールケース３０と別体であっても、本実施形態においては、シールケース３０の一部として取り扱われる。
　シールケース３０の軸方向機内Ｂ側の段外径端部３２には、ベローズ４０の一端が取り付けられており、ベローズ４０の他端は固定用密封環５０の外径端部５１に取り付けられている。ベローズ４０は、スタッフィングボックス８０の軸孔８２の内側に配置されており、ベローズ４０の外周面側には密封流体が配置されている。ベローズ４０は、軸方向に伸縮可能であり且つ径方向にも変形可能である。このため、ベローズ４０に取り付けられる固定用密封環５０は、装置の振動等を吸収することができるので、メカニカルシール装置１は、好適なシール性能を発揮することができる。また、シール要素として、ベローズ４０を用いているため、Ｏリング等を使用する場合と比較して、メカニカルシール装置１を軸方向および径方向に小型化することができる。
　固定用密封環５０の内周側には、ベローズ４０の内周側で軸方向機外Ａ側に延びる円筒部５２を形成してある。円筒部５２の外周面とシールケース３０の内周段差部との間にはＯリング１２２を配置してあり、Ｏリング１２２とシールケース３０とベローズ４０と固定用密封環５０との間に静圧流体室Ｃが形成される。Ｏリング１２２は、機外Ａに対応する大気側空間から静圧流体室Ｃを密封するようになっている。
　静圧流体室Ｃには、静圧流体供給孔３４から静圧流体としてのパージガス（たとえば、窒素ガス）が供給される。静圧流体供給孔３４から供給される静圧流体は、メカニカルシール装置１の使用用途に応じて適宜選択されることができる。たとえば、静圧流体は、水等の液体であってもよい。
　Ｏリング１２２は、固定用密封環５０の円筒部５２の外周面とシールケース３０との間をシールするとともに、固定用密封環５０を軸方向に移動可能に保持している。固定用密封環５０が軸方向に移動する際に、１個のＯリング１２２の摺動抵抗が作用するのみの構成なので、固定用密封環５０を軸方向にスムーズに移動させることができる。
　また、Ｏリング１２２は、ベローズ４０の内周面側に配置してあるので、密封流体から隔離されている。このため、シールする密封流体に拘わらずにＯリング１２２の材質を選択することができる。しかも、Ｏリング１２２に密封流体が接触することによる劣化のおそれも解消されている。その結果、本発明では、固定用密封環５０を軸方向にスムーズに移動させて、好適なシール性能を発揮することができる。
　円筒部５２のＯリング１２２よりも大気側には、案内溝５３およびバネ座５４が形成されている。案内溝５３には、アダプタ２０に埋め込まれた固定ピン２４を挿入してあり、固定ピン２４と案内溝５３とは、軸方向に相対移動可能な状態、周方向には係止された状態になっている。これにより固定用密封環５０は、シールカバー３０に対して、軸方向には移動自在であり、周方向（回転軸１００の回転方向）には回転不能に設置されている。
　バネ座５４は周方向に複数個設けられており、アダプタ２０の対向面との間に複数のコイルスプリング１４０を保持する。コイルスプリング１４０は、固定用密封環５０を回転用密封環６０側に押圧する押圧力を付与する。
　本実施形態では、固定ピン２４およびコイルスプリング１４０をＯリング１２２よりも大気側に配置してある。Ｏリング１２２よりも大気側では、固定ピン２４およびコイルスプリング１４０が、密封流体および静圧用流体に接触しないので、これらの部材の材質の選択肢が広がる。しかも、固定ピン２４およびコイルスプリング１４０が、密封流体および静圧流体に接触しないので、これらの部材が劣化するおそれも解消されている。その結果、固定用密封環５０を軸方向にスムーズに移動させて、好適にシール性能を発揮することができる。なお、上記のＯリング１２２とコイルスプリング１４０との構成は、ベローズに置き換えることも可能である。
　シールケース３０には、静圧流体供給孔３４を形成してある。静圧流体供給孔３４は、シールケース３０の外周端面から、ベローズ４０の内周側の静圧流体室Ｃまで連通している。シールケース３０の外周端面には、静圧流体供給孔３４の両側にＯリング１２４，１２６を配置してあり、シールケース３０とシールカバー１０との間を密封している。シールカバー１０の外方には、不図示のパージガス供給装置を接続してあり、パージガス供給装置から供給されるパージガスは、シールカバー１０のガス流路１８、シールケース３０の静圧流体供給孔３４を通じて静圧流体室Ｃに供給される。
　固定用密封環５０には、静圧流体室Ｃ側から軸方向機内Ｂ側に貫通する連通孔５６を形成してあり、静圧流体室Ｃに導かれたパージガスは、固定用密封環５０の連通孔５６を通ってシール面５５側に導かれる。図４に示すように、固定用密封環５０のシール面５５には連通孔５６に連続する環状溝５７が形成されており、静圧流体室Ｃに導かれたパージガスは、固定用密封環５０の連通孔５６を通り、シール面５５側の環状溝５７に導かれる。なお、連通孔５６は、環状溝５７の周方向に沿って複数個形成してある。連通孔５６に連続する環状溝５７は、固定用密封環５０と回転用密封環６０との間の相対摺動面全面に静圧流体を導くので、相対摺動面に好適に静圧を作用させることができる。さらに、固定用密封環５０のシール面５５に対向する回転用密封環６０のシール面６２には動圧発生溝６４が形成されており、この動圧発生溝６４により、相対摺動面の全体に静圧が発生する。
　パージガスは密封流体よりも高い圧力で供給されており、環状溝５７に導かれたパージガスは、シール面５５とシール面６２との間の相対摺動面を非接触にするように静圧を発生させる。なお、この相対摺動面に導かれたパージガスは、機内Ｂ側および／または機外Ａ側に漏洩させてもよい。機内Ｂ側に漏洩されるパージガスは、フリンジャー７０の外周側から排出されるので、機内Ｂ側からスタッフィングボックス８０の軸孔８２側には、密封流体が入り込まないような構成になっている。このため、シール面５５とシール面６２との間の相対摺動面およびベローズ４０の外周面に、密封流体の固形成分が固着するおそれが解消されており、好適にシール性能を発揮することができる。
　なお、本実施形態では、固定用密封環５０および回転用密封環６０は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、カーボン、超硬合金等の材質で構成される。また、Ｏリング１２０～１２８の材質は、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ＥＰＤＭ、パーフロロエラストマなどが用いられる。
　図２に示すように、本実施形態のメカニカルシール装置１では、固定用密封環５０の環状溝５７の内径ｄｏｂを、Ｏリング１２２の円筒部５２に対する接触径ｄｏ（バランス径）の近傍に形成してある。さらに、固定用密封環５０の環状溝５７の外径ｄｂｂを、ベローズ４０の圧力作用径ｄｂ（ベローズの外周径と内周径との平均径）の近傍に形成してある。環状溝５７の内径ｄｏｂおよび外径ｄｂｂをこのように構成することにより、以下に説明するように、固定用密封環５０に作用する押圧力を自在に調整することができる。
　たとえば、環状溝５７の内径ｄｏｂと外径ｄｂｂとが、以下の関係を満たすように形成されているとする。
　（環状溝５７の内径）ｄｏｂ＝ｄｏ（Ｏリング１２２の円筒部５２に対する接触径）
　（環状溝５７の外径）ｄｂｂ＝ｄｂ（ベローズ４０の圧力作用径）
　この場合には、ガスパージ圧力Ｐ２＞密封流体圧力Ｐ１の関係を保っていれば、回転用密封環６０の回転により発生する動圧Ｆｄと、ベローズ４０の外周側から作用する密封流体圧力Ｐ１により発生する押し付け力Ｆｐ１と、スプリングの弾性付勢力Ｆｓと、ベローズの弾性付勢力Ｆｂとの関係を下記の数式１に示すように考慮するだけでよく、メカニカルシール装置１の設計を単純化できる。
　Ｆｔｃ＝Ｆｐ１＋Ｆｓ＋Ｆｂ＜Ｆｄ・・・（数式１）
　たとえば、固定用密封環５０の回転用密封環６０への押圧力を大きくしたい場合には、Ｆｔｃ＜Ｆｄの関係を保ちながら、「ｄｏｂ＝ｄｏ、ｄｂｂ＝ｄｂ」の場合よりも、環状溝５７の内外径の幅（スパン）を小さくするのみでよい。
　また、固定用密封環５０の回転用密封環６０への押圧力を小さくしたい場合には、Ｆｔｃ＜Ｆｄの関係を保ちながら、「ｄｏｂ＝ｄｏ、ｄｂｂ＝ｄｂ」の場合よりも、環状溝５７の内外径の幅を大きくするのみでよい。
　上記のように構成するメカニカルシール装置１では、ベローズ４０がシール機能を発揮するとともに固定用密封環５０への押圧力を付与している。このため、本実施形態におけるメカニカルシール装置１では、Ｏリングやバネ等の構成を大幅に省略することができる。しかも、固定用密封環５０が軸方向に移動する際の摺動抵抗が大幅に低減されているので、固定用密封環５０を軸方向にスムーズに移動させて、好適にシール性能を発揮することができる。さらに、メカニカルシール装置１は、構造がシンプルであり、軸方向および径方向に小型化されている。
　また、ベローズ４０の内周側に配置されるＯリング１２２およびコイルスプリング１４０等の部材は、密封流体に接触することがないので、腐食性の流体や固形成分を含む流体をシールする場合であっても、これらの部材が劣化することなく、好適にシール機能を発揮することができる。さらに、ベローズ４０の外周側には、密封流体の固形成分が侵入しないように構成されているので、ベローズ４０には密封流体の固形成分が固着しない。したがって、ベローズ４０は、固定用密封環５０に好適に押圧力を付与することができるので、メカニカルシール装置１は好適にシール性能を発揮することができる。
　第２実施形態
　図５に示すように、本実施形態に係るメカニカルシール装置１ａは、図１～図４に示す第１実施形態のメカニカルシール装置１の変形例であり、以下に示す以外は、第１実施形態と同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。第１実施形態と共通する構成については、図面において、類似の符号を用い、重複する部分の説明は省略する。
　この実施形態では、静圧流体室Ｃの内部に、弾性部材としてのコイルスプリング１４０ａが円周方向に断続的に複数配置される構造になっている。このような構造を実現するために、この実施形態では、アダプタ２０の半径方向内方端部に、回転用密封環６０の方向に延びる円筒状突出部２６を一体的に形成してある。円筒状突出部２６の先端部外周には、静止用密封環５０の円筒部５２ａが軸方向移動自在に装着してある。
　円筒部５２ａの内周面には、Ｏリング溝が形成してあり、そのＯリング溝にＯリング１２２ａ（シール部材）が装着してあり、静止用密封環５０の円筒部５２ａの内周面とアダプタ２０の円筒状突出部２６の外周面との間で弾性変形し、機外Ａに対応する大気側空間から静圧流体室Ｃを密封するようになっている。
　円筒部５２ａの背面側後端５８（回転用密封環６０と反対側の端部）には、円周方向に断続的に複数配置してあるコイルスプリング１４０ａの先端が当接してある。各コイルスプリング１４０ａの後端は、円筒状突出部２６の半径方向外側で周方向に沿って断続的に形成してある円柱状穴のバネ座２６の内部にそれぞれ収容してある。各コイルスプリング１４０ａは、静止用密封環５０を回転用密封環６０に向けて押し付けるようにバネ力が発生する。なお、円周方向に断続的に配置してあるバネ座２６の相互間には、静止用密封環５０がアダプタ２０に対して相対的に回転することを防止する回り止め用ピンが配置してあっても良い。
　また、アダプタ２０とシールケース３０との間の密封性を確保するために、アダプタ２０の外周側突出部２２ａの外周には、Ｏリング溝が形成してあり、そこにＯリング１２２ｂが装着してある。Ｏリング１２２ｂは、Ｏリング１２２ａと共に、静圧流体室Ｃの内部を大気側空間から密封するためのシール部材であるが、アダプタ２０がシールケース３０と一体に成形される場合には不要となる。
　本実施形態では、回転用密封環６０のシール面に形成してある動圧発生溝６４ａの形状やパターンは、第１実施形態の動圧発生溝６４の形状やパターンと異なっていても同じであっても良い。また、本実施形態においても、図４に示すような環状溝５７を静止用密封環５０のシール面５５に形成することが好ましいが、必ずしも形成しなくても良い。
　本実施形態では、弾性部材としてのコイルスプリング１４０ａが静圧流体室Ｃの内部に配置してある。このため、静圧流体圧室Ｃ内の静圧流体の圧力が、固定用密封環５０の背面側後端５８にも作用する。そのため、静圧流体による固定用密封環５０の回転用密封環６０に対する押し付け力を大きくすることが可能になる。回転用密封環６０に対する固定用密封環５０の押し付け力を大きくしたい要請がある場合に、このような本実施形態の構成が特に有効である。
　なお、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また任意好適な種々の改変が可能である。
　本発明は、たとえば、一般産業用ポンプ等に利用することができる。その他、回転軸を有する任意の装置において、その回転軸の軸封装置として利用することができる。
１０・・・シールハウジング
２０・・・アダプタ
３０・・・シールケース
４０・・・ベローズ
５０・・・固定用密封環
５６・・・連通孔
６０・・・回転用密封環
６４，６４ａ・・・動圧発生溝
８０・・・スタッフィングボックス
１００・・・回転軸
１２２，１２２ａ，１２２ｂ・・・Ｏリング
Ａ・・・機外
Ｂ・・・機内
Ｃ・・・静圧流体室
ｄｏｂ・・・環状溝の内径
ｄｏ・・・Ｏリングの接触径
ｄｂｂ・・・環状溝の外径
ｄｂ・・・ベローズの圧力作用径

Claims (8)

  1. 　装置本体と回転軸との間隙で装置内部の密封流体をシールするメカニカルシール装置であって、
    　前記装置本体に取り付けられるシールケースと、
    　前記回転軸に取り付けられる回転用密封環と、
    　前記回転用密封環に対して軸方向に対向して配置される固定用密封環と、
    　前記固定用密封環と前記シールケースとの間に軸方向伸縮可能に取り付けられるベローズと、を有し、
    　前記シールケースには、前記ベローズの内周面側の静圧流体室に、静圧流体を供給する静圧流体供給孔を形成してあり、
    　前記固定用密封環には、前記静圧流体室の静圧流体を、前記固定用密封環と前記回転用密封環との間のシール面に導く連通孔を形成してあり、
    　前記ベローズの外周面側に前記密封流体を配置してあることを特徴とするメカニカルシール装置。
  2. 　前記ベローズの内周面側で前記シールケースと前記固定用密封環との間に配置され、前記固定用密封環を軸方向に移動可能に保持し、前記静圧流体室を大気側空間から密封するシール部材をさらに有する請求項１に記載のメカニカルシール装置。
  3. 　前記固定用密封環に前記連通孔に連続する環状溝を形成してあることを特徴とする請求項１または２に記載のメカニカルシール装置。
  4. 　前記環状溝の外径は、前記ベローズの圧力作用径と略等しくなるように形成してあることを特徴とする請求項３に記載のメカニカルシール装置。
  5. 　前記シール部材よりも大気側に配置され、前記固定用密封環を前記回転用密封環側に押圧する弾性部材をさらに有することを特徴とする請求項２～４のいずれかに記載のメカニカルシール装置。
  6. 　前記環状溝の内径は、前記シール部材の前記固定用密封環に対する接触径と略等しくなるように形成してある請求項３～５のいずれかに記載のメカニカルシール装置。
  7. 　前記静圧流体室の内部に配置され、前記固定用密封環を前記回転用密封環側に押圧する弾性部材をさらに有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のメカニカルシール装置。
  8. 　前記回転用密封環のシール面に動圧発生溝が形成してあることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のメカニカルシール装置。　
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