タンデムシールとダブルシール

タンデムシールとダブルシールの主な違いは、構成と目的です。 タンデムシール プロセス流体の漏れを防ぐために、2つのシールを直列に使用し、多くの場合は大気放出を行います。ダブルシールも2つのシールを使用しますが、シール間のバリア流体を加圧することで、環境への漏れを防ぎます。

タンデムメカニカルシール（API配置2タイプ）

詳細な定義と設計アーキテクチャ

タンデム メカニカルシール 配置は、通常は同じシャフト内に、シャフトに沿って直列に取り付けられた2つの個別のメカニカルシールで構成されています。 密閉室 または特別に設計されたカートリッジです。プロセス流体に近いシールはプライマリシールまたはインボードシールと呼ばれ、大気側のシールはセカンダリシールまたはアウトボードシールと呼ばれます。基本的な概念は、セカンダリシールがプライマリシールのバックアップとして機能するというものです。  

タンデムシールの最も一般的な物理的配置は「フェイス・ツー・バック」方式です。これは、両方のシールが同じ方向を向き、プライマリシールの背面がセカンダリシールの背面に向くように設置されるものです。この配置により、シール間に緩衝液で満たされた空洞またはチャンバーが形成されます。API 682によれば、アレンジメント2シールとしてフェイス・ツー・バック方式を使用する場合、緩衝液は内側シールの内径（ID）と外側シールの外径（OD）に配置されます。  

動作原理：非加圧バッファ流体システム

タンデムシール（配置2）の特徴は、非加圧または低圧のバッファ流体システムを使用することです。シール間キャビティ内のバッファ流体は、シールされるプロセス圧力よりも低い圧力に維持されます。多くの場合、大気圧に近い圧力、または循環を促進しキャビティ内の充填状態を確保するためにわずかに高い圧力に維持されます。API 682では、「バッファ流体とは、内側シールと外側シールの間に設置され、シール室の圧力よりも低い圧力の流体である」と明記されています。  

通常運転中は、一次シールがプロセス流体からの差圧を全て処理します。二次シールの差圧は最小限で、通常は5 PSI未満です。この構成により、二次シールはスタンバイモードを維持し、一次シールが故障し始めるまで摩耗を最小限に抑えることができます。

緩衝液は自然対流または ポンピングリング一次シールによって発生した熱によって循環パターンが駆動され、冷たい流体が下から流入し、温かい流体が上から流出します。

ダブルメカニカルシール（API配置3タイプ）

詳細な定義と設計アーキテクチャ

ダブルメカニカルシールは、通常APIアレンジメント3に準拠しており、2セットの シール面 シールチャンバーまたはカートリッジ内に配置され、それらの間の空洞内を専用のバリア流体が循環します。

ダブルシールの特徴は、このバリア流体の圧力が、シールされるプロセス流体の圧力よりも常に高く維持されることです。この正圧差は、通常、プロセス圧力より1～2 bar（15～30 psig）高い範囲、またはAPI 682などの規格や特定のメーカーの推奨事項（例：ポンプ圧力より最低2 barまたは10%高い）で規定されます。  

動作原理：加圧バリア流体システム

加圧バリア流体システムは、ダブルシールとタンデム構成を区別するものです。バリア流体圧力は通常、窒素ブラダーアキュムレーター、ピストンアキュムレーター、または直接圧力システムなど、様々な方法によってシールチャンバー圧力より20 PSI高い圧力を維持します。

二重配置の両シールは圧力負荷を分担し、個々のシール面にかかる応力を軽減します。内側シールはプロセス流体がバリア流体に侵入するのを防ぎ、外側シールはバリア流体を封じ込めます。これにより、プロセス流体自体はポンプまたは機器内に効果的に封じ込められます。

ダブルメカニカルシールの種類

• バック・トゥ・バック・アレンジメントこの構成では、回転シールリングは通常、固定嵌合リングの間に取り付けられ、シールは実質的に反対方向、つまり互いに離れた方向を向いています。これは汎用ダブルシールの一般的な配置であり、API 682 配置3で規定されています。バリア流体は通常、両方のシールペアの外径（OD）から導入されます。
• 対面での手配ここでは、固定側のメイティングリングが回転側のシールリングの間に取り付けられており、シールが互いに向かい合うようになっています。この構成はAPI 682の配置3にも使用され、バリア流体は両方のシールの外径に接することがよくあります。
• 対面配置（加圧バリア付きタンデム配置）: この構成では、2つのシールリングの間に1つのメイティングリングが、さらにその2つのメイティングリングの間にもう1つのシールリングが取り付けられます。これは基本的にタンデムレイアウトですが、加圧されたバリア流体で作動します。この構成はAPIアレンジメント3シールとしても使用でき、バリア流体は通常、内側シールの内径（ID）と外側シールの外径（OD）に塗布されます。