メカニカルシールにおけるキャビテーション圧力に及ぼす表面テクスチャ形状と流体温度の影響

摘要

メカニカルシールにおいて，最も大切な機能は密封機能である.一方，密封機能を長期的にかつ安定して維持するためには，しゅう動面間に適度な潤滑膜を形成し，しゅう動面を保護する必要がある.徳永らは，しゅう動面の高圧側に潤滑機構としてレイリーステップを，低圧側に密封機構としてレイリーステップの逆配置（以下、逆レイリーステップ）をそれぞれ配置したしゅう動面構造を提案しており，密封と潤滑を両立した表面テクスチャメカニカルシールの実現を可能にした.これらの密封機構部では，拡がり隙間部において発生する負圧の影響により生じるキャビテーションを利用している.このキャビテーションは，しゅう動摩擦の低減に寄与する一方で，狭まり隙間部までその領域が拡大すれば負荷容量の低下等が引き起こされるため，設計者はその特性を詳細に把握しておく必要がある.