CN112771292B - 密封机构 - Google Patents

Abstract

插入在两个构件相对的对置面之间形成的密封槽内的密封机构具备：第一密封构件；第二密封构件，其以与第一密封构件对置的方式配置；以及变形核心构件，其配置于在第一密封构件与第二密封构件之间至少局部地形成的空间内而成为密封机构的变形的核心，该变形核心构件通过将分别由线膨胀系数不同的多种材料形成的多个棒状构件及板状构件组合而构成，并且分别固定于第一密封构件及第二密封构件，变形核心构件伴随温度的上升而在密封槽的横截面中的至少1个方向上收缩，第一密封构件和第二密封构件分别包括抵接面，该抵接面伴随变形核心构件的收缩而与密封槽的内表面或对置面抵接。

Description

密封机构

技术领域

本发明涉及一种密封机构。

背景技术

例如在压缩机、燃气轮机、蒸汽轮机中，为了防止内部流体的级间的泄漏或向外部的泄漏，在机室的水平凸缘面设置有密封板。但是，由于通常设置有水平凸缘面与密封板的组装所需的公差，因此不能完全防止流体的泄漏，密封板的设置主要以减少泄漏量为目的。

在专利文献1中记载了如下技术：在具备轴承部和与轴承部嵌合的轴的轴承结构中，使轴承部的至少一部分由从低温区域到中温区域具有负的热膨胀率且从中温区域到高温区域具有正的热膨胀率的热膨胀材料构成，或者，使轴的至少一部分由从低温区域到中温区域具有正的热膨胀率且从中温区域到高温区域具有负的热膨胀率的热膨胀材料构成。通过该结构，能够在低温区域抑制轴与轴承部之间的摩擦，并且能够在高温区域抑制油的流出及油膜破裂。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-309199号公报

但是，作为专利文献1中使用的热膨胀材料，可以列举具有逆钙钛矿结构的锰氮化物、钨酸锆、硅氧化物等，由于这样的材料价格高，因此存在密封机构成本高这样的问题。

发明内容

发明要解决的课题

鉴于上述情况，本发明的至少一个实施方式的目的在于，提供一种能够发挥温度上升时所需的密封性能的廉价的密封机构。

用于解决课题的方案

(1)本发明的至少一个实施方式的密封机构插入在两个构件相对的对置面之间形成的密封槽内，

所述密封机构具备：

第一密封构件；

第二密封构件，其以与所述第一密封构件对置的方式配置；以及

变形核心构件，其配置于在所述第一密封构件与所述第二密封构件之间至少局部地形成的空间内，成为所述密封机构的变形的核心，所述变形核心构件通过将分别由线膨胀系数不同的多种材料形成的多个棒状构件及板状构件组合而构成，并且分别固定于所述第一密封构件及所述第二密封构件，

所述变形核心构件伴随温度的上升而在所述密封槽的横截面中的至少1个方向上收缩，

所述第一密封构件和所述第二密封构件分别包括抵接面，该抵接面伴随所述变形核心构件的收缩而与所述密封槽的内表面或所述对置面抵接。

根据上述(1)的结构，在变形核心构件伴随温度的上升收缩时，伴随该收缩，分别形成于第一密封构件和第二密封构件的抵接面与密封槽的内表面或对置面抵接，由此能够发挥温度上升时所需的密封性能。另外，第一密封构件和第二密封构件能够由温度上升时能够耐受的材料形成，变形核心构件能够由温度上升时能够耐受且线膨胀系数不同的多种材料形成，不需要特别高价的材料，因此能够廉价地提供密封机构。

(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，

所述第一密封构件具有板状的第一部分和板状的第二部分相互连接而构成的大致L字状的截面形状，

所述第二密封构件具有与所述第一部分对置的板状的第三部分和与所述第二部分对置的板状的第四部分相互连接而构成的大致L字状的截面形状，

所述变形核心构件分别固定于所述第一部分及所述第三部分，且伴随温度的上升而以所述第一部分与所述第三部分之间的距离减少的方式收缩，

伴随所述变形核心构件的收缩，对置于与所述第一部分连接的连接部的所述第二部分的缘部、以及对置于与所述第三部分连接的连接部的所述第四部分的缘部与所述密封槽的内表面或所述对置面抵接，

所述抵接面分别形成于所述第二部分的所述缘部以及所述第四部分的所述缘部。

根据上述(2)的结构，伴随第一密封构件的第一部分和第二密封构件的第三部分之间的距离减少那样的变形核心构件的收缩，分别形成于第二部分的缘部和第四部分的缘部的抵接面与密封槽的内表面或对置面抵接，由此进行密封，因此在温度上升前，能够在第二部分的缘部或第四部分的缘部中的至少一方与密封槽的内表面或对置面之间设置间隔，因此即使充分确保密封机构的组装所需的公差，也能够发挥温度上升时所需的密封性能。

(3)在几个实施方式中，在上述(2)的结构的基础上，

所述变形核心构件还伴随温度的上升而以所述第二部分与所述第四部分之间的距离增加的方式膨胀，伴随所述变形核心构件的膨胀，所述第二部分和所述第四部分各自的与面向所述变形核心构件的内侧表面相反的一侧的外侧表面分别与所述密封槽的内表面或所述对置面抵接，

所述抵接面还分别形成于所述第二部分的所述外侧表面和所述第四部分的所述外侧表面。

根据上述(3)的结构，不仅通过形成于第二部分的缘部及第四部分的缘部的抵接面与密封槽的内表面或对置面抵接来进行密封，还伴随第一密封构件的第二部分与第二密封构件的第四部分之间的距离增加那样的变形核心构件的膨胀，通过形成于第二部分及第四部分各自的外侧表面的抵接面与密封槽的内表面或对置面抵接来进行密封，因此能够提高温度上升时所需的密封性能。

(4)在几个实施方式中，在上述(3)的结构的基础上，

在所述第二部分的所述外侧表面和所述第四部分的所述外侧表面中的至少一方形成有相对于所述密封槽的内表面或所述对置面凹陷的凹部。

根据上述(4)的结构，通过在第二部分的外侧表面及第四部分的外侧表面中的至少一方形成凹部，能够提高形成于第二部分的外侧表面及第四部分的外侧表面中的至少一方的抵接面向密封槽的内表面或对置面抵接的抵接压力，因此能够提高温度上升时所需的密封性能。

(5)在几个实施方式中，在上述(1)～(4)中任一结构的基础上，

所述密封机构还具备将所述空间密闭的密闭构件。

由于变形核心构件通过将多个棒状构件及板状构件组合而构成，因此有可能流入密封槽内的气体穿过变形核心构件，经由在第一密封构件与第二密封构件之间形成的空间而穿过密封机构，从而发生气体泄漏。但是，根据上述(5)的结构，通过密闭构件将空间密闭，因此能够抑制气体穿过密封机构，能够降低气体泄漏的可能性。

(6)在几个实施方式中，在上述(5)的结构的基础上，

所述密闭构件具有在内部包含所述第一密封构件、所述第二密封构件和所述变形核心构件的管形状。

根据上述(6)的结构，通过将密闭构件形成为在内部包含第一密封构件、第二密封构件和变形核心构件的管形状，从而能够简化密闭构件的设计。

(7)在几个实施方式中，在上述(5)的结构的基础上，

所述密闭构件与所述第一密封构件和所述第二密封构件一起将所述空间密闭。

根据上述(7)的结构，与将密闭构件形成为在内部包含第一密封构件、第二密封构件和变形核心构件那样的管形状的情况相比，能够减小密闭构件，因此能够降低密闭构件的成本。

(8)在几个实施方式中，在上述(2)的结构的基础上，

所述变形核心构件还分别固定于所述第二部分和所述第四部分，

所述变形核心构件还伴随温度的上升而以所述第二部分与所述第四部分之间的距离减少的方式收缩，从而所述第一部分与所述第四部分抵接，并且所述第三部分与所述第二部分抵接。

由于变形核心构件通过将多个棒状构件及板状构件组合而构成，因此有可能流入密封槽内的气体穿过变形核心构件，经由在第一密封构件与第二密封构件之间形成的空间而穿过密封机构，从而发生气体泄漏。但是，根据上述(8)的结构，变形核心构件伴随温度的上升而以第二部分与第四部分之间的距离减少的方式收缩，第一部分与第四部分抵接，并且第三部分与第二部分抵接，由此对欲经由空间而穿过密封机构的气体进行密封，因此能够抑制气体穿过密封机构，能够降低气体泄漏的可能性。

(9)在几个实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，

所述第一密封构件具有板状的第一部分和板状的第二部分相互连接而构成的大致L字状的截面形状，

所述第二密封构件具有与所述第一部分对置的板状的第三部分和与所述第二部分对置的板状的第四部分相互连接而构成的大致L字状的截面形状，

所述变形核心构件分别固定于所述第一部分和所述第三部分，且伴随温度的上升而以所述第一部分与所述第三部分之间的距离减少的方式收缩，

所述密封槽的内表面包括与所述第二部分成锐角的角度的抵接内表面部，

所述第二部分包括伴随所述变形核心构件的收缩而与所述抵接内表面部抵接的第二抵接面，

通过所述第二抵接面与所述抵接内表面部抵接而所述第一密封构件推压所述第二密封构件，从而所述第一部分与所述第四部分抵接，并且所述第三部分与所述第二部分抵接，所述第四部分的表面中的与面向所述变形核心构件的内侧表面相反的一侧的外侧表面与所述密封槽的内表面抵接，

所述抵接面分别形成于所述外侧表面、以及对置于与所述第三部分连接的连接部的所述第四部分的缘部。

根据上述(9)的结构，通过第二抵接面与抵接内表面部的抵接、第四部分的外侧表面与密封槽的内表面的抵接、以及第四部分的缘部与密封槽的内表面或对置面的抵接来进行密封，因此，与通过使第二部分的缘部及第四部分的缘部与密封槽的内表面或对置面抵接来进行密封的结构(例如，上述(2)的结构)相比，能够提高温度上升时所需的密封性能。

另外，由于变形核心构件通过将多个棒状构件及板状构件组合而构成，因此有可能流入密封槽内的气体穿过变形核心构件，经由在第一密封构件与第二密封构件之间形成的空间而穿过密封机构，从而发生气体泄漏。但是，根据上述(9)的结构，第二抵接面与抵接内表面部抵接而第一密封构件推压第二密封构件，从而第一部分与第四部分抵接，并且第三部分与第二部分抵接，由此对欲经由空间而穿过密封机构的气体进行密封，因此能够抑制气体穿过密封机构，能够降低气体泄漏的可能性。

(10)在几个实施方式中，在上述(9)的结构的基础上，

在所述第四部分的所述外侧表面形成有相对于所述密封槽的内表面凹陷的凹部。

根据上述(10)的结构，通过在第四部分的外侧表面形成凹部，从而形成于第四部分的外侧表面的抵接面向密封槽的内表面抵接的抵接压力提高，因此能够提高温度上升时所需的密封性能。

发明效果

根据本发明的至少一个实施方式，在变形核心构件伴随温度的上升而收缩时，伴随该收缩，分别形成于第一密封构件及第二密封构件的抵接面与密封槽的内表面或对置面抵接，由此能够发挥温度上升时所需的密封性能。另外，第一密封构件及第二密封构件能够由温度上升时能够耐受的材料形成，变形核心构件能够由温度上升时能够耐受的且线膨胀系数不同的多种材料形成，不需要特别高价的材料，因此能够廉价地提供密封机构。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的密封机构的剖视图。

图2是表示超材料的结构的一例的图。

图3是本发明的实施方式1的密封机构的剖视图。

图4是本发明的实施方式1的密封机构的变形例1的剖视图。

图5是本发明的实施方式1的密封机构的变形例2的剖视图。

图6是本发明的实施方式1的密封机构的变形例3的剖视图。

图7是本发明的实施方式2的密封机构的剖视图。

图8是本发明的实施方式2的密封机构的剖视图。

图9是本发明的实施方式2的密封机构的变形例的剖视图。

图10是本发明的实施方式3的密封机构的剖视图。

图11是本发明的实施方式3的密封机构的剖视图。

图12是本发明的实施方式4的密封机构的剖视图。

图13是本发明的实施方式4的密封机构的剖视图。

图14是本发明的实施方式5的密封机构的剖视图。

图15是本发明的实施方式5的密封机构的剖视图。

图16是本发明的实施方式6的密封机构的剖视图。

图17是本发明的实施方式6的密封机构的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。但是，本发明的范围并不限定于以下的实施方式。以下的实施方式所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并非旨在将本发明的范围仅限于此，而只不过是简单的说明例。

(实施方式1)

如图1所示，本发明的实施方式1的密封机构10被插入在压缩机、燃气轮机、蒸汽轮机等装置所包含的两个构件、即上凸缘1与下凸缘2相对的对置面1a、2a之间形成的密封槽3内。密封槽3构成为，形成于对置面1a的槽部3a与形成于对置面2a的槽部3b彼此相对。在装置运转时，在对置面1a、2a之间形成微小的间隙4。

密封机构10具备第一密封构件11、以与第一密封构件11对置的方式配置的第二密封构件12、以及板形状的变形核心构件13。第一密封构件11具有板状的第一部分15和板状的第二部分16相互连接而构成的大致L字状的截面形状。第二密封构件12具有与第一部分15对置的板状的第三部分17和与第二部分16对置的板状的第四部分18相互连接而构成的大致L字状的截面形状。变形核心构件13是根据后述的原理在密封机构10变形时成为变形的核心的构件。

需要说明的是，在本发明中，“板形状”不仅指具有矩形的外形的板形状，还指具有任意外形的板形状。例如，在密封机构10沿着旋转轴的周向设置的情况下，形成有能够供旋转轴插入的孔的圆板形状也包含在该“板形状”中。

第一部分15、第二部分16、第三部分17和第四部分18分别包括面向变形核心构件13的内侧表面15a、16a、17a、18a，内侧表面15a、16a、17a、18a在第一密封构件11与第二密封构件12之间划分出空间14。变形核心构件13配置于空间14内，且在第一部分15的内侧表面15a和第三部分17的内侧表面17a分别固定。变形核心构件13与内侧表面15a及17a可以通过焊接固定，也可以通过三维层叠造型等一体地形成第一密封构件11、第二密封构件12和变形核心构件13。

在图1中，在变形核心构件13与内侧表面16a及18a之间分别形成有间隙，但变形核心构件13与内侧表面16a及18a也可以分别相互接触。在变形核心构件13与内侧表面16a及18a分别相互接触的情况下，也可以将两者固定。

第一密封构件11和第二密封构件12可以分别由温度上升时能够耐受的材料、例如不锈钢等一般金属形成。变形核心构件13通过组合多个棒状构件和板状构件而构成，该多个棒状构件和板状构件分别由温度上升时能够耐受的线膨胀系数不同的多种材料(例如，不锈钢及铝)形成。在本发明中，将形成变形核心构件13的这种材料称为超材料。

图2中示出超材料的结构的一例。超材料20通过将由多个棒状构件和板状构件形成的基座21、22、23、与由连接各基座21、22、23之间的多个棒状构件形成的梁24相互组合而构成。形成基座21、22、23的材料和形成梁24的材料是线膨胀系数互不相同的材料，例如可以使用前者的材料的线膨胀系数比后者的材料的线膨胀系数大的两种材料。另外，也可以分别利用线膨胀系数不同的材料形成基座21、22、23，并且分别利用线膨胀系数不同的材料形成梁24。即，也可以利用线膨胀系数不同的3种以上的材料构成超材料20。

超材料20能够通过变更所使用的材料的种类、调节基座21、22、23的厚度或形状、梁24的粗细或长度等，来调节由温度引起的变形的方向及变形量。例如，超材料20伴随温度的上升而向一个方向收缩，并且向另一方向膨胀、或者能够调整不同的两个方向以上的膨胀/收缩。在该实施方式1中，通过使用适当的超材料20，如图1所示，变形核心构件13构成为，伴随温度的上升，在密封槽3的横截面中向第一部分15与第三部分17之间的距离减少的方向收缩。

如图3所示，在密封机构10的温度上升而变形核心构件13在密封槽3的横截面中向第一部分15与第三部分17之间的距离减少的方向(箭头A的方向)收缩时，第一密封构件11和第二密封构件12在与对置面1a和2a交叉的方向、即相对于对置面1a和2a垂直的方向上相对于彼此进行相对移动，由此，第二部分16和第四部分18分别与密封槽3的内表面抵接。第二部分16在和与第一部分15连接的连接部16b对置的缘部16c形成有抵接面19，形成于缘部16c的抵接面19与密封槽3的内表面抵接。另一方面，第四部分18在和与第三部分17连接的连接部18b对置的缘部18c形成有抵接面19，形成于缘部18c的抵接面19与密封槽3的内表面抵接。

在分别形成于第二部分16的缘部16c和第四部分18的缘部18c的抵接面19与密封槽3的内表面抵接的状态下，在间隙4中(沿着箭头B的方向)流通的气体流入密封槽3内时，在密封槽3内，各抵接面19与密封槽3的内表面抵接的部分和变形核心构件13对气体的流动进行密封，因此抑制气体穿过密封机构10。

这样，在变形核心构件13伴随温度的上升而收缩时，伴随该收缩而分别形成于第一密封构件11和第二密封构件12的抵接面19与密封槽3的内表面抵接，从而能够发挥温度上升时所需的密封性能。另外，第一密封构件11和第二密封构件12能够由温度上升时能够耐受的材料形成，变形核心构件13能够由温度上升时能够耐受且线膨胀系数不同的多种材料形成，不需要特别高价的材料，因此能够廉价地提供密封机构10。

另外，伴随在密封槽3的横截面中第一部分15与第三部分17之间的距离减少那样的变形核心构件13的收缩，通过使分别形成于第二部分16的缘部16c和第四部分18的缘部18c的抵接面19与密封槽3的内表面抵接来进行密封，因此在温度上升前，如图1所示，由于能够在第二部分16的缘部16c和第四部分18的缘部18c中的至少一方与密封槽3的内表面之间设置间隔5，因此，即使充分确保密封机构10的组装所需的公差，也能够发挥温度上升时所需的密封性能。

在实施方式1中，密封槽3构成为，形成于对置面1a的槽部3a与形成于对置面2a的槽部3b彼此相对，第一密封构件11和第二密封构件12分别是具有大致L字状的截面形状的形态，变形核心构件13是板状，但并不限定于这些形态。以下，对实施方式1的变形例1～3进行说明。需要说明的是，在以下的变形例1～3中的每一个中，对与实施方式1的构成要件相同的部分标注相同的附图标记，并省略其详细的说明。

(变形例1)

如图4所示，实施方式1的变形例1的密封机构10设置在仅由形成于对置面2a的槽部3b构成的密封槽3内。即，在对置面1a未形成槽部。其他结构与实施方式1相同。

在变形例1中，在密封机构10的温度上升而变形核心构件13在密封槽3的横截面中向第一部分15与第三部分17之间的距离减少的方向(箭头A的方向)收缩时，第一密封构件11和第二密封构件12相对于彼此进行相对移动，由此形成于第二部分16的缘部16c的抵接面19与对置面1a抵接，形成于第四部分18的缘部18c的抵接面19与密封槽3的内表面抵接。在间隙4中(沿箭头B的方向)流通的气体被形成于第二部分16的缘部16c的抵接面19与对置面1a抵接的部分密封，在间隙4中流通的气体流入密封槽3内的情况下，在密封槽3内，形成于第四部分18的缘部18c的抵接面19与密封槽3的内表面抵接的部分和变形核心构件13对气体的流动进行密封，因此抑制气体穿过密封机构10。

需要说明的是，也可以是仅由形成于对置面1a的槽部3a构成密封槽3的形态。在该情况下，在伴随温度的上升而变形核心构件13收缩时，形成于第二部分16的缘部16c的抵接面19与密封槽3的内表面抵接，形成于第四部分18的缘部18c的抵接面19与对置面2a抵接。

(变形例2)

在实施方式1中，以第二部分16和第四部分18分别与对置面1a及2a交叉的方式、即相对于对置面1a及2a垂直的方式，在密封槽3内设置有第一密封构件11和第二密封构件12，与此相对，在实施方式1的变形例2的密封机构10中，如图5所示，以第一部分15和第三部分17分别与对置面1a及2a交叉的方式、即相对于对置面1a及2a垂直的方式，在密封槽3内设置有第一密封构件11和第二密封构件12。其他结构与实施方式1相同。

在变形例2中，在密封机构10的温度上升而变形核心构件13在密封槽3的横截面中向第一部分15与第三部分17之间的距离减少的方向(箭头A的方向)收缩时，第一密封构件11和第二密封构件12相对于彼此进行相对移动，由此，形成于第二部分16的缘部16c的抵接面19和形成于第四部分18的缘部18c的抵接面19分别与密封槽3的内表面抵接。在间隙4中(沿箭头B的方向)流通的气体流入密封槽3内时，在密封槽3内，各抵接面19与密封槽3的内表面抵接的部分和变形核心构件13对气体的流动进行密封，因此抑制气体穿过密封机构10。

(变形例3)

如图6所示，实施方式1的变形例3的密封机构10具备板状的第一密封构件11、板状的第二密封构件12和变形核心构件13。变形核心构件13在第一密封构件11与第二密封构件12之间配置在由第一密封构件11的内侧表面11a和第二密封构件12的内侧表面12a划分出的空间14内。变形核心构件13具有朝向内侧表面11a突出的突出部13a和朝向内侧表面12a突出的突出部13b，突出部13a及13b分别固定于内侧表面11a及12a。其他结构与实施方式1相同。

在变形例3中，在密封机构10的温度上升而变形核心构件13在密封槽3的横截面中向突出部13a与13b之间的距离减少的方向(箭头A的方向)收缩时，第一密封构件11和第二密封构件12相对于彼此进行相对移动，由此，形成于第一密封构件11的缘部11c的抵接面19和形成于第二密封构件12的缘部12c的抵接面19分别与密封槽3的内表面抵接。在间隙4中(沿箭头B的方向)流通的气体流入密封槽3内时，在密封槽3内各抵接面19与密封槽3的内表面抵接的部分和变形核心构件13对气体的流动进行密封，因此抑制气体穿过密封机构10。

也可以在变形例1的密封槽3内设置变形例2的密封机构10，还可以在变形例1的密封槽3内设置变形例3的密封机构10。需要说明的是，在以下说明的各实施方式2～6中，除了特别提及的情况以外，实施方式1包括实施方式1的变形例1～3中的每一方、变形例1与变形例2的组合、以及变形例1与变形例3的组合。

(实施方式2)

接着，对实施方式2的密封机构进行说明。对实施方式2的密封机构而言，相对于实施方式1，变更了温度上升时的变形核心构件13的变形方式。需要说明的是，在实施方式2中，对与实施方式1的构成要件相同的部分标注相同的附图标记，并省略其详细的说明。

如图7所示，在本发明的实施方式2的密封机构10中，变形核心构件13与第二部分16的内侧表面16a和第四部分18的内侧表面18a接触，但也可以固定于第二部分16的内侧表面16a和第四部分18的内侧表面18a。变形核心构件13构成为，通过使用适当的超材料，伴随温度的上升而在密封槽3的横截面中向第一部分15与第三部分17之间的距离减少的方向(箭头A的方向)收缩，并且向第二部分16与第四部分18之间的距离增加的方向(箭头C的方向)膨胀。其他结构与实施方式1相同。

如图8所示，在密封机构10的温度上升而变形核心构件13在密封槽3的横截面中向第一部分15与第三部分17之间的距离减少的方向(箭头A的方向)收缩时，以与实施方式1相同的原理，形成于第二部分16的缘部16c的抵接面19和形成于第四部分18的缘部18c的抵接面19分别与密封槽3的内表面抵接。

另外，在密封机构10的温度上升而在密封槽3的横截面中变形核心构件13向第二部分16与第四部分18之间的距离增加的方向(箭头C的方向)膨胀时，第一密封构件11和第二密封构件12在沿着对置面1a及2a的方向上相对于彼此进行相对移动，由此第二部分16和第四部分18分别与密封槽3的内表面抵接。在第二部分16，在与内侧表面16a相反的一侧的外侧表面16d也形成有抵接面19，形成于外侧表面16d的抵接面19与密封槽3的内表面抵接。另一方面，在第四部分18，在与内侧表面18a相反的一侧的外侧表面18d也形成有抵接面19，形成于外侧表面18d的抵接面19与密封槽3的内表面抵接。

在分别形成于第二部分16的缘部16c和第四部分18的缘部18c的抵接面19、以及分别形成于第二部分16的外侧表面16d和第四部分18的外侧表面18d的抵接面19与密封槽3的内表面抵接的状态下，在间隙4中(沿箭头B的方向)流通的气体流入密封槽3内时，在密封槽3内，各抵接面19与密封槽3的内表面抵接的部分和变形核心构件13对气体的流动进行密封，因此抑制气体穿过密封机构10。

这样，不仅通过分别形成于第二部分16的缘部16c和第四部分18的缘部18c的抵接面19与密封槽3的内表面抵接来进行密封，而且伴随第二部分16与第四部分18之间的距离增加那样的变形核心构件13的膨胀，还通过形成于第二部分16和第四部分18各自的外侧表面16d及18d的抵接面19与密封槽3的内表面抵接来进行密封，因此能够提高温度上升时所需的密封性能。

在实施方式2中，如图9所示，也可以在外侧表面16d及18d分别形成相对于密封槽3的内表面凹陷的凹部30。通过在外侧表面16d及18d形成凹部30，从而分别形成于外侧表面16d及18d的抵接面19向密封槽3的内表面抵接的抵接压力提高，因此能够提高温度上升时所需的密封性能。需要说明的是，在图9中，在外侧表面16d及18d分别形成有凹部30，但也可以仅在外侧表面16d及18d中的任一方形成凹部30。另外，也可以在外侧表面16d或18d中的至少一方形成多个凹部30。

(实施方式3)

接着，对实施方式3的密封机构进行说明。对实施方式3的密封机构而言，相对于实施方式1及2中的每一方，附加了将空间14密封的密闭构件。以下，以在实施方式1的结构上附加密闭构件而得的结构对实施方式3进行说明，但也可以通过在实施方式2的结构上附加密闭构件来构成实施方式3。需要说明的是，在实施方式3中，对与实施方式1的构成要件相同的部分标注相同的附图标记，并省略其详细的说明。

如图10所示，本发明的实施方式3的密封机构10还具备密闭构件40，该密闭构件40以内部包含第一密封构件11、第二密封构件12和变形核心构件13的方式构成为管形状。密闭构件40由温度上升时能够耐受且为了密闭构件40内的变形核心构件13能够升温而隔热效果小的材料形成，以在第一密封构件11和第二密封构件1相对于彼此相对移动时能够变形的方式形成为薄壁状，并且，需要形成为阻断密闭构件40的内部与外部之间的气体的进出。因此，密闭构件40例如能够使用温度上升时能够耐受的金属而形成为薄壁管状。其他结构与实施方式1相同。

在实施方式1中，如图3所示，在间隙4中(沿箭头B的方向)流通的气体流入密封槽3内时，经由第二部分16与第三部分17之间的间隙流入空间14内。作为形成变形核心构件13的超材料20，如参照图2所记载那样，在使用组合多个棒状构件和板状构件而构成的超材料时，在超材料20的内部存在微细的空隙，因此流入空间14内的气体有可能穿过变形核心构件13，并经由第一部分15与第四部分18之间的间隙从空间14流出，从而穿过密封机构10，发生气体泄漏。

但是，在实施方式3中，如图11所示，在密封机构10的温度上升时，在密闭构件40的内部以与实施方式1相同的原理，分别形成于第二部分16的缘部16c和第四部分18的缘部18c的抵接面19以将密闭构件40夹在中间的方式与密封槽3的内表面抵接。在密闭构件40的作用下，密封槽3内的气体无法流入空间14内，因此气体不会穿过密封机构10。如上所述，密封机构10通过使分别形成于第二部分16的缘部16c和第四部分18的缘部18c的抵接面19以将密闭构件40夹在中间的方式与密封槽3的内表面抵接，由此对气体进行密封，因此能够降低气体泄漏的可能性。

在实施方式3中，密闭构件40具有管形状，但也可以如后述的实施方式4的形态等那样为各种形状。但是，如实施方式3那样，若将密闭构件40形成为在内部包含第一密封构件11、第二密封构件12和变形核心构件13那样的管形状，则能够简化密闭构件40的设计。

(实施方式4)

接着，对实施方式4的密封机构进行说明。对实施方式4的密封机构而言，相对于实施方式3，变更了密闭构件40的形状。需要说明的是，在实施方式4中，对与实施方式3的构成要件相同的部分标注相同的附图标记，并省略其详细的说明。

如图12所示，本发明的实施方式4的密封机构10还具备以覆盖第二部分16与第三部分17之间的间隙41的方式与第二部分16的缘部16c及第三部分17的外侧表面17d连接的密闭构件40、以及以覆盖第一部分15与第四部分18之间的间隙42的方式与第一部分15的外侧表面15d及第四部分18的缘部18c连接的密闭构件40。密闭构件40能够与第一密封构件11和第二密封构件12一起将空间14密闭。密闭构件40与实施方式3同样地，能够使用温度上升时能够耐受的金属形成为薄壁状。其他结构与实施方式3相同。

如图13所示，在密封机构10的温度上升时，以与实施方式1相同的原理，分别形成于第二部分16的缘部16c和第四部分18的缘部18c的抵接面19与密封槽3的内表面抵接。在密闭构件40的作用下，密封槽3内的气体不能经由间隙41流入空间14内，空间14内的气体不能经由间隙42从空间流出，因此气体不会穿过密封机构10。如上所述，密封机构10通过使分别形成于第二部分16的缘部16c和第四部分18的缘部18c的抵接面19与密封槽3的内表面抵接，由此对气体进行密封，因此能够降低气体泄漏的可能性。

需要说明的是，优选的是，密闭构件40以在分别形成于第二部分16的缘部16c和第四部分18的缘部18c的抵接面19与密封槽3的内表面抵接时不位于抵接面19与密封槽3的内表面之间的方式，与第二部分16的缘部16c和第四部分18的缘部18c分别连接。在以密闭构件40存在于抵接面19与密封槽3的内表面之间的方式使抵接面19与密封槽3的内表面抵接时，有可能降低密封性能，但通过抵接面19与密封槽3的内表面直接抵接，能够抑制密封性能的降低。

实施方式4中的密闭构件40仅设置于分别覆盖间隙41及42的部分，因此与在内部包含第一密封构件11、第二密封构件12和变形核心构件13那样的管形状的情况(实施方式3)相比，能够减小密闭构件40，因此能够降低密闭构件40的成本。

(实施方式5)

接着，对实施方式5的密封机构进行说明。对实施方式5的密封机构而言，相对于实施方式1，变更了温度上升时的变形核心构件13的变形方式。需要说明的是，在实施方式5中，对与实施方式1的构成要件相同的部分标注相同的附图标记，并省略其详细的说明。

如图14所示，在本发明的实施方式5的密封机构10中，变形核心构件13不仅固定于第一部分15的内侧表面15a和第三部分17的内侧表面17a，还固定于第二部分16的内侧表面16a和第四部分18的内侧表面18a。变形核心构件13构成为，通过使用适当的超材料，伴随温度的上升而在密封槽3的横截面中向第一部分15与第三部分17之间的距离减少的方向(箭头A的方向)收缩且向第二部分16与第四部分18之间的距离减少的方向(箭头D的方向)收缩。其他结构与实施方式1相同。

如图15所示，在密封机构10的温度上升而变形核心构件13在密封槽3的横截面中向第一部分15与第三部分17之间的距离减少的方向(箭头A的方向)收缩时，以与实施方式1相同的原理，形成于第二部分16的缘部16c的抵接面19和形成于第四部分18的缘部18c的抵接面19分别与密封槽3的内表面抵接。

另外，在密封机构10的温度上升，在密封槽3的横截面中变形核心构件13向第二部分16与第四部分18之间的距离减少的方向(箭头D的方向)收缩时，第一密封构件11和第二密封构件12在沿着对置面1a及2a的方向上相对于彼此进行相对移动，通过第一部分15的缘部15c与第四部分18的内侧表面18a抵接使间隙42(参照图14)消失，通过第三部分17的缘部17c与第二部分16的内侧表面16a抵接使间隙41(参照图14)消失。

在间隙4中(沿箭头B的方向)流通的气体流入密封槽3内时，间隙41及42消失，因此气体无法流入空间14(参照图1)，因此，气体无法穿过变形核心构件13而经由空间14穿过密封机构10。如上所述，密封机构10通过使分别形成于第二部分16的缘部16c和第四部分18的缘部18c的抵接面19与密封槽3的内表面抵接，由此对气体进行密封，因此能够降低气体泄漏的可能性。

(实施方式6)

接着，对实施方式6的密封机构进行说明。对实施方式6的密封机构而言，相对于实施方式1，变更了第一密封构件11及密封槽3的内表面的形态。需要说明的是，在实施方式6中，对与实施方式1的构成要件相同的部分标注相同的附图标记，并省略其详细的说明。

如图16所示，在实施方式6中，密封槽3的内表面在构成密封槽3的槽部3a中包括在密封槽3的横截面中与第二部分16延伸的方向成锐角的角度的抵接内表面部50。在第二部分16具有从缘部16c延伸到外侧表面16d的第二抵接面51。在密封槽3的横截面中，第二抵接面51与第二部分16延伸的方向所成的角度同抵接内表面部50与第二部分16延伸的方向所成的角度相等。因此，第二抵接面51能够与抵接内表面部50抵接。在实施方式6中，也可以在第四部分18的外侧表面18d形成相对于密封槽3的内表面凹陷的凹部30，但这并非是必须的结构。其他结构与实施方式1(除了变形例3)相同。

如图17所示，在密封机构10的温度上升而变形核心构件13在密封槽3的横截面中向第一部分15与第三部分17之间的距离减少的方向(箭头A的方向)收缩时，第一密封构件11和第二密封构件12在与对置面1a及2a交叉的方向、即相对于对置面1a及2a垂直的方向上相对于彼此进行相对移动。第一密封构件11在第二抵接面51与抵接内表面部50抵接的同时进行移动，因此第一密封构件11在第二抵接面51对抵接内表面部50施加的E的反作用力的作用下也向朝向第二密封构件12的方向移动。

伴随在第二抵接面51与抵接内表面部50抵接的同时第一密封构件11进行移动，第一密封构件11与第二密封构件12抵接，即第一部分15的缘部15c与第四部分18的内侧表面18a抵接并且第二部分16的内侧表面16a与第三部分17的缘部17c抵接。当在第二抵接面51与抵接内表面部50抵接的同时第一密封构件11进一步移动时，第一密封构件11将第二密封构件12向沿着对置面1a、2a的方向推压，第二密封构件12移动至形成于第四部分18的外侧表面18d的抵接面19与密封槽3的内表面抵接为止。另外，第二密封构件12以与实施方式1相同的原理，移动至形成于第四部分18的缘部18c的抵接面19与密封槽3的内表面抵接为止。

在该状态下，第二抵接面51与抵接内表面部50抵接，形成于第四部分18的外侧表面18d的抵接面19和形成于第四部分18的缘部18c的抵接面19分别与密封槽3的内表面抵接，由此对在间隙4中(沿箭头B的方向)流通而流入密封槽3内的气体进行密封。因此，与分别形成于第二部分16的缘部16c和第四部分18的缘部18c的抵接面19与密封槽3的内表面抵接的实施方式1相比，能够提高温度上升时所需的密封性能。

此外，第一部分15的缘部15c与第四部分18的内侧表面18a抵接，并且第二部分16的内侧表面16a与第三部分17的缘部17c抵接，由此密封槽3内的气体无法流入空间14内。因此，对欲经由空间14而穿过密封机构10的气体进行密封，因此能够抑制气体穿过密封机构10，从而降低气体泄漏的可能性。

在实施方式6中，在第四部分18的外侧表面18d形成有凹部30的情况下，由于形成于第四部分18的外侧表面18d的抵接面19向密封槽3的内表面抵接的抵接压力提高，因此能够提高温度上升时所需的密封性能。

在实施方式6中，将抵接内表面部50形成于槽部3a，但也可以形成于槽部3b。在该情况下，只要以第二抵接面51面向抵接内表面部50的方式调节密封机构10的朝向来在密封槽3内设置密封机构10即可。

附图标记说明：

1...上凸缘(构件)；

1a...(上凸缘的)对置面；

2...下凸缘(构件)；

2a...(下凸缘的)对置面；

3...密封槽；

3a...槽部；

3b...槽部；

4...间隙；

5...间隔；

10...密封机构；

11...第一密封构件；

11a...(第一密封构件的)内侧表面；

11c...(第一密封构件的)缘部；

12...第二密封构件；

12a...(第二密封构件的)内侧表面；

12c...(第二密封构件的)缘部；

13...变形核心构件；

13a...突出部；

13b...突出部；

14...空间；

15...第一部分；

15a...(第一部分的)内侧表面；

15c...(第一部分的)缘部；

15d...(第一部分的)外侧表面；

16...第二部分；

16a...(第二部分的)内侧表面；

16b...(第二部分的)连接部；

16c...(第二部分的)缘部；

16d...(第二部分的)外侧表面；

17...第三部分；

17a...(第三部分的)内侧表面；

17c...(第三部分的)缘部；

17d...(第三部分的)外侧表面；

18...第四部分；

18a...(第四部分的)内侧表面；

18b...(第四部分的)连接部；

18c...(第四部分的)缘部；

18d...(第四部分的)外侧表面；

19...抵接面；

20...超材料；

21...基座；

22...基座；

23...基座；

24...梁；

30...凹部；

40...密闭构件；

41...间隙；

42...间隙；

50...抵接内表面部；

51...第二抵接面。

Claims (10)

1.一种密封机构，其插入在两个构件的相对的对置面之间形成的密封槽内，其中，

所述密封机构具备：

第一密封构件；

第二密封构件，其以与所述第一密封构件对置的方式配置；以及

变形核心构件，其配置于在所述第一密封构件与所述第二密封构件之间至少局部地形成的空间内，成为所述密封机构的变形的核心，所述变形核心构件通过将多个棒状构件及多个板状构件组合而构成，该多个棒状构件及多个板状构件分别由线膨胀系数不同的多种材料形成，并且所述变形核心构件分别固定于所述第一密封构件及所述第二密封构件，

所述变形核心构件伴随温度的上升而在所述密封槽的横截面中的至少1个方向上收缩，

所述第一密封构件和所述第二密封构件分别包括抵接面，该抵接面伴随所述变形核心构件的收缩而与所述密封槽的内表面或所述对置面抵接。

2.根据权利要求1所述的密封机构，其中，

所述第一密封构件具有板状的第一部分和板状的第二部分相互连接而构成的大致L字状的截面形状，

所述第二密封构件具有与所述第一部分对置的板状的第三部分和与所述第二部分对置的板状的第四部分相互连接而构成的大致L字状的截面形状，

所述变形核心构件分别固定于所述第一部分及所述第三部分，且伴随温度的上升而以所述第一部分与所述第三部分之间的距离减少的方式收缩，

伴随所述变形核心构件的收缩，对置于与所述第一部分连接的连接部的所述第二部分的缘部、以及对置于与所述第三部分连接的连接部的所述第四部分的缘部与所述密封槽的内表面或所述对置面抵接，

所述抵接面分别形成于所述第二部分的所述缘部以及所述第四部分的所述缘部。

3.根据权利要求2所述的密封机构，其中，

所述变形核心构件还伴随温度的上升而以所述第二部分与所述第四部分之间的距离增加的方式膨胀，伴随所述变形核心构件的膨胀，所述第二部分和所述第四部分各自的与面向所述变形核心构件的内侧表面相反的一侧的外侧表面分别与所述密封槽的内表面或所述对置面抵接，

所述抵接面还分别形成于所述第二部分的所述外侧表面和所述第四部分的所述外侧表面。

4.根据权利要求3所述的密封机构，其中，

在所述第二部分的所述外侧表面和所述第四部分的所述外侧表面中的至少一方形成有相对于所述密封槽的内表面或所述对置面凹陷的凹部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的密封机构，其中，

所述密封机构还具备将所述空间密闭的密闭构件。

6.根据权利要求5所述的密封机构，其中，

所述密闭构件具有在内部包含所述第一密封构件、所述第二密封构件和所述变形核心构件的管形状。

7.根据权利要求5所述的密封机构，其中，

所述密闭构件与所述第一密封构件和所述第二密封构件一起将所述空间密闭。

8.根据权利要求2所述的密封机构，其中，

所述变形核心构件还分别固定于所述第二部分和所述第四部分，

所述变形核心构件还伴随温度的上升而以所述第二部分与所述第四部分之间的距离减少的方式收缩，从而所述第一部分与所述第四部分抵接，并且所述第三部分与所述第二部分抵接。

9.根据权利要求1所述的密封机构，其中，

所述第一密封构件具有板状的第一部分和板状的第二部分相互连接而构成的大致L字状的截面形状，

所述第二密封构件具有与所述第一部分对置的板状的第三部分和与所述第二部分对置的板状的第四部分相互连接而构成的大致L字状的截面形状，

所述变形核心构件分别固定于所述第一部分和所述第三部分，且伴随温度的上升而以所述第一部分与所述第三部分之间的距离减少的方式收缩，

所述密封槽的内表面包括与所述第二部分成锐角的角度的抵接内表面部，

所述第二部分包括伴随所述变形核心构件的收缩而与所述抵接内表面部抵接的第二抵接面，

通过所述第二抵接面与所述抵接内表面部抵接而所述第一密封构件推压所述第二密封构件，从而所述第一部分与所述第四部分抵接，并且所述第三部分与所述第二部分抵接，所述第四部分的表面中的与面向所述变形核心构件的内侧表面相反的一侧的外侧表面与所述密封槽的内表面抵接，

所述抵接面分别形成于所述外侧表面、以及对置于与所述第三部分连接的连接部的所述第四部分的缘部。

10.根据权利要求9所述的密封机构，其中，

在所述第四部分的所述外侧表面形成有相对于所述密封槽的内表面凹陷的凹部。

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