さまざまな種類のメカニカルシール

I.メインマシンの用途による分類

メカニカルシールは主要機械の用途によって、ポンプシール、ケトルシール、タービンコンプレッサーシール、ファンシール、冷凍機シール、その他の主要機械シールに分類される。

1.ポンプのメカニカルシール

• 各種単段渦巻きポンプ、多段渦巻きポンプ、渦巻きポンプ、真空ポンプなどのメカニカルシール。
• 内燃機関冷却水ポンプ用メカニカルシール。各種自動車、トラクター、内燃機関車の冷却水ポンプ用メカニカルシールを含む。
• 舶用ポンプ用メカニカルシール。
• 水中電動ポンプ用メカニカルシール。各種水中モーター用メカニカルシール、水中オイルモーター用メカニカルシール、水中ブラインモーター用メカニカルシールなど。

2.ケトルメカニカルシール

各種ステンレス製ケトル、ホーロー製ケトル、ガラスライニング製ケトル用のメカニカルシールを含む。

3.タービンコンプレッサー用メカニカルシール

各種遠心圧縮機および軸流圧縮機用メカニカルシールを含む。

4.ファンのメカニカルシール

各種換気装置や送風機用のメカニカルシールを含む。

5.冷凍機メカニカルシール

各種スクリュー冷凍機、遠心冷凍機用メカニカルシールを含む。

6.その他の主機メカニカルシール

分離機、洗濯機、高温染色機、減速機、レシプロコンプレッサーのクランクケース用メカニカルシールなど。

II.動作原理と構造による分類

1.シール面の数による分類

(1) シングルフェイスメカニカルシールとは、1対のシール面で構成されるメカニカルシールをいう。

(2) ダブルフェイスメカニカルシールとは、2対のシール面で構成されるメカニカルシールをいう。ダブルフェイスメカニカルシールは、さらに軸方向に配置されたダブルフェイスメカニカルシールと半径方向に配置されたダブルフェイスメカニカルシールに分けられる。軸方向配置型ダブルフェイスメカニカルシールは、2組のシールの配置により次のように分類されます：

• 背中合わせのダブルフェイスメカニカルシールとは、2つの補償エレメントが2組のシールリングの間に取り付けられているダブルフェイスメカニカルシールを指す。
• フェースフェイス・ダブルフェイス・メカニカルシールとは、2つの補償エレメントの間に2組のシールリングが設置されているダブルフェイス・メカニカルシールを指す。
• フェース・トゥ・バック・ダブルフェース（シリーズ）メカニカルシールは、2つの補償エレメントの間に1対のシールリングが設置され、2対のシールリングの間に1つの補償エレメントが設置されているダブルフェースメカニカルシールを指す。

(3) 多面メカニカルシールとは、2対以上のシール面で構成されるメカニカルシールをいう。

2.シール流体の圧力条件による分類

• シール流体が1つの圧力状態にあるシールは、シングルステージ・シールと呼ばれる。
• シール流体が2つの圧力状態にあるシールは、ダブルステージシールと呼ばれる。
• シール流体が2つ以上の圧力状態にあるシールは、多段シールと呼ばれる。

3.シール流体がシール端面に及ぼす圧力に基づく分類

(1) バランス形メカニカルシールとは、シール流体がシール端面に及ぼす圧力が無負荷（バランス係数β＜1）であるメカニカルシールをいう。バランスメカニカルシールは、アンロードの程度により、部分バランスメカニカルシールとオーバーバランスメカニカルシールに分けられます。

パーシャルバランスメカニカルシールとは、シール端面にかかるシール液の圧力が部分的に負荷されていない（バランス係数0＜β＜1）メカニカルシールを指します。オーバーバランスメカニカルシールとは、シール端面にかかるシール流体による圧力が完全に無負荷（バランス係数β≦0）であるメカニカルシールを指します。

(2)アンバランスメカニカルシールとは、シール流体がシール端面に及ぼす圧力がアンロード（バランス係数β≧1）されていないメカニカルシールをいう。

4.固定リングがエンドカバー（または同等部品）の内側に取り付けられているか外側に取り付けられているかによる分類

(1) インターナルマウントメカニカルシールとは、固定リングがシールエンドカバーの内側（すなわち、主機の作動室に面する側）に取り付けられているメカニカルシールをいう。

(2)外付けメカニカルシールとは、固定リングがシールエンドカバーの外側（すなわち、主機の作動室に背を向ける側）に取り付けられているメカニカルシールをいう。

5.バネがシール液の中に入っているかどうかによる分類

(1)内ばね式メカニカルシールとは、ばねがシール流体内に配置されたメカニカルシールをいう。

(2) 外部バネ式メカニカルシールとは、バネをシール流体の外部に配置したメカニカルシールをいう。

6.補償機構のバネの数に基づく分類

(1)シングルスプリングメカニカルシール 補償機構にスプリングが1つしかないメカニカルシールをいう。

(2) マルチスプリングメカニカルシール 補償機構に複数のバネを使用したメカニカルシールをいう。

7.コンペンセーションリングがシャフトと一緒に回転するかどうかによる分類。

(1)回転メカニカルシールとは、コンペンセーションリングがシャフトと共に回転するメカニカルシールをいう。

(2) 定置メカニカルシールとは、コンペンセーションリングがシャフトと共に回転しないメカニカルシールをいう。

8.シール面間のシール液の漏れ方向と遠心力の方向による分類。

(1) インワードフローメカニカルシールとは、シール端面間のシール流体の漏れ方向が遠心力の方向と逆方向であるメカニカルシールをいう。

(2) アウトワードフローメカニカルシールとは、シール端面間のシール流体の漏れ方向が遠心力の方向と同じであるメカニカルシールをいう。

9.シール端面から最も遠いコンペンセーションリングの裏面が高圧側か低圧側かによる分類。

(1) 高圧背面メカニカルシールとは、シール端面から最も遠い補償リングの背面が高圧側にあるメカニカルシールをいう。

(2) 低圧背面メカニカルシールとは、シール端面から最も遠い補償リングの背面が低圧側にあるメカニカルシールをいう。

10.シール端面の接触状態に基づく分類

(1) コンタクトメカニカルシールとは、通常境界潤滑条件下で、弾性体の弾性力とシール流体の圧力によってシール端面が密着するメカニカルシールを指す。

(2) 非接触メカニカルシールとは、流体静圧または動圧の作用により、シール端面間に完全な流体膜が形成され、固相接触することなくシール端面を分離させるメカニカルシールをいう。非接触メカニカルシールは、シール流体膜が静圧流体膜であるか動圧流体膜であるかによって、流体静圧メカニカルシールと流体動圧メカニカルシールに分けられます。

流体静圧メカニカルシールとは、シール端面が特殊な形状に設計され、シール界面を横切る圧力損失を通じて外部流体または被シール媒体そのものを導入することで、流体静圧効果を生み出すメカニカルシールを指す。

流体動圧メカニカルシールとは、シール端面が特殊な形状に設計され、相対回転によって流体動圧効果を生み出すメカニカルシールのことです。

11.補償弾性要素の特性による分類

(1)スプリングメカニカルシール 補償エレメントにスプリングを使用し、スプリングの圧縮により発生する推力で2つの端面を密着させるメカニカルシールをいう。

(2) ベローズメカニカルシール 補償エレメントにベローズまたはベローズとスプリングの組合せを使用し、ベローズまたはベローズとスプリングの組合せの圧縮により発生する推力で端面を密着させるメカニカルシールをいう。ベローズメカニカルシールは、材質によってさらに分類されます。

• 金属ベローズメカニカルシールは、金属製のベローズメカニカルシールを指します。メタルベローズメカニカルシールは、その製造工程と構造的特徴により、溶接メタルベローズメカニカルシールと油圧メタルベローズメカニカルシールに分けられます。
• PTFEベローズメカニカルシールは、PTFE製のベローズメカニカルシールを指します。
• ゴムベローズメカニカルシールは、ゴム製のベローズメカニカルシールを指します。

III.運転条件とパラメーターによる分類

1.シーリングチャンバー内の異なる温度範囲の適用可能性による分類

• 高温用メカニカルシールとは、シール室内の温度が150℃以上の場合に使用できるメカニカルシールを指す。
• 中温用メカニカルシールとは、シール室内の温度が80℃～150℃の場合に使用できるメカニカルシールを指す。
• 常温メカニカルシールとは、シール室内の温度が-20℃～80℃の場合に使用できるメカニカルシールのこと。
• 低温用メカニカルシールとは、シール室内の温度が-20℃以下の場合に使用できるメカニカルシールのこと。

2.シール圧力による分類

• 超高圧メカニカルシールとは、シール室内の圧力が15MPa以上の場合に使用できるメカニカルシールのこと。
• 高圧メカニカルシールとは、シール室内の圧力が3MPa以上15MPa以下の場合に使用できるメカニカルシールのこと。
• 中圧メカニカルシールとは、シール室内の圧力が1MPa以上3MPa以下の場合に使用できるメカニカルシールのこと。
• 低圧メカニカルシールとは、シール室内の圧力が大気圧から1MPaの範囲で使用できるメカニカルシールのことです。
• 真空メカニカルシールとは、シール室内の圧力が負圧の場合に使用できるメカニカルシールのこと。

3.適用されるシール面の直線速度のレベルによる分類

• 超高速メカニカルシールとは、シール面の平均線速が100m/s以上の場合に使用できるメカニカルシールを指す。
• 高速メカニカルシールとは、シール面の平均線速が25m/s以上100m/s以下の場合に使用できるメカニカルシールを指す。
• 一般速度メカニカルシールとは、シール面の平均線速度が25m/s以下の場合に使用できるメカニカルシールを指す。

4.研磨粒子を含むシール媒体の適用性による分類

研磨媒体用メカニカルシールとは、密封された媒体が研磨粒子を含む場合に使用できるメカニカルシールを指す。

5.密閉媒体の耐食性による分類

(1) 腐食性の強い媒体用メカニカルシール：通常、強酸、強アルカリなどの腐食性の強い媒体に耐性を持つメカニカルシールを指す。

(2) 油、水、その他弱腐食性媒体用メカニカルシール：通常、油、水、有機溶剤、その他弱腐食性媒体に耐性のあるメカニカルシールを指す。

6.シャフト径による分類

• 大軸径メカニカルシールとは、軸径が120mm以上のメカニカルシールを指す。
• 一般軸径メカニカルシールとは、軸径25mm以上120mm以下のメカニカルシールをいう。
• 小軸径メカニカルシールとは、軸径が25mm以下のメカニカルシールを指す。

IV.パラメータとシャフト径による分類

1.頑丈なメカニカルシール

ヘビーデューティーメカニカルシールとは、以下のパラメータとシャフト径のいずれかを満たすメカニカルシールを指す：

• 密閉室の圧力は3MPa以上。
• 密封室温度-20℃以下、150℃以上。
• シール端面の平均直線速度は25m/s以下。
• シールシャフトの直径は120mm以上。

2.軽量メカニカルシール

ライトデューティーメカニカルシールとは、以下のパラメータとシャフト径を満たすメカニカルシールを指す：

• シール室圧力0.5MPa以下。
• 密封室の温度は0℃以上80℃以下。
• シール端面の平均線速度は10m/s以下。
• シールシャフトの直径は40mm以下。

3.中型メカニカルシール

ミディアムデューティー・メカニカルシールは、一般的にヘビーデューティー・メカニカルシールとライトデューティー・メカニカルシールの中間に位置するメカニカルシールを指す。