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焼付ライニング用機器設計製作

ノンメタルPEC

ノンメタル・ノンコンタクトシールのご紹介

接液部・接ガス部を非金属に、シール面を非接触にすることで
可能となる総合的コンタミネーション対策

ファインケミカル製造等において用いられる反応槽・攪拌槽などでは、耐食性・クリーン性が要求されるため、フッ素樹脂ライニング機器が多用されています。
またこれらの機器に組み合わされる部材においても、フッ素樹脂と同等の耐食性・クリーン性の両立が求められています。
今回紹介する「ノンメタル・ノンコンタクトシール」は、(1)接液部・接ガス部 非金属構成 ⇒ノンメタル (2)静圧形ガスシール(シール面非接触)⇒ノンコンタクトの構成・シール機構を組合せて使用することで、従来困難であった軸封装置での総合的コンタミネーション対策が可能となりました。


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ノンメタルPEC編

(5:00)

フッ素樹脂コーティングと非接触型シールを組み合わせたシール構造。

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ノンメタル構成

竪型攪拌機用に適用した場合の構成例を示します。

竪型攪拌機トップシール構成例 機内物質に接触する部品は、非金属部品(カーボン材・セラミック等)のみで構成されており、フッ素樹脂ライニングと連なる独自の固定方法を用いることで、金属接触面がない=ノンメタル構成が確立できます。この構成により、高い耐食性を確保すると共に、金属イオン溶出を大幅に低減することが可能となります。


ノンコンタクトシール機構

ノンメタル・ノンコンタクトシールは、「静圧形ガスシール」に分類されます。このシールは、外部より供給するシールガス※1を用いて、(1)ホバークラフトの原理で、シールリングを10数μm浮上させ、非接触状態のシール端面を得ます。 (2)またシール端面にはガスのバリアが形成され、機内の気体を密封いたします。※2


※1 

シールガスは、機内圧力(運転時最高圧)に対し+0.2MPaのN2ガス・ドライエアもしくは計装用エアが必要です。またシールの機能上供給ラインには、少なくとも0.3μmのフィルターが必要です。

※2 

供給されるシールガスは、機内と外部に流出します。そのためノンメタルPECは機内反応が気相反応の場合は、不適となります。

 

シール機構:ノンメタル・ノンコンタクトシールは、シール面の摺動磨耗によるゴミ・パーティクルの発生がありません。

その他、このシール機構により、さまざまな特徴を併せ持ちます。


安定性 適正なシール面隙間を保つ自動隙間調整機能を有し、シールガス消費が安定しており、信頼性の高いシール性能が維持できます。
長寿命 シール面の磨耗がないため長寿命です。
省エネ 摺動抵抗がありません。⇒動力損失極小。
広域速度性 非接触のため速度の制約がなく、0回転〜高速域まで安定した性能を発揮します。

他方式シールとの比較

ノンメタル・ノンコンタクトシールは、ノンメタル構成とそのシール機構により、高い密封性を確保しつつ (1)耐食性 (2)パーティクルの発生が極少⇒クリーン性 (3)長寿命・高安定性等を特徴として併せ持っています。これらの諸特性における他方式のシールと定性的比較を示します。


シール性 耐食性 クリーン性 安定性・寿命 備考
ノンメタル・ノンコンタクトシール
メカニカルシール(ダブル+封液) ◎  × 磨耗粉混入・封液の流入がネック
機能上 耐食性の確保も困難
メカニカルシール(ドライコンタクト) ○  ×〜△ 磨耗粉の発生が最大のネック
ラビリンスシール(シールガス有) × シールガスの消費多

市場展開

ノンメタル・ノンコンタクトシールは、総合的なコンタミネーション対策をはじめ、優れた特性を有するため、以下のような市場において有効に使用頂けると考えております。


1.半導体関連マテリアル製造 金属イオン溶出・パーティクル対策。
2.食品・医薬品製造 雑菌・ゴミの混入対策。
3.粉体機器関連 シール面がクリーンに保たれますので、粉体機器のシールにも有効です。
4.一般ケミカル 機内物質の大気流出が、安全上認められない場合にも、高いガスシール性と安定性の面で有効です。