JP2018021574A - ラビリンスシール - Google Patents

Abstract

【課題】ラビリンスシールにおいて、漏れ流量をより低減する。【解決手段】膨張室への入口である上流縮流部を形成する入口絞り片と、膨張室からの出口である下流縮流部を形成する出口絞り片とを有するラビリンスシールであって、上流縮流部と下流縮流部とが、入口絞り片あるいは出口絞り片の根元から先端に向かう方向にて変位して配置され、膨張室の内部に配置されると共に、膨張室に流入した流体の一部を出口絞り片の根元から先端に向けて、下流縮流部に案内する案内部を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、ラビリンスシールに関するものである。

例えば特許文献１に示すように、シャフトとハウジングとの間の隙間等における流体の漏出をシャフトに接触することなく抑止するための機構として、従来からラビリンスシールが用いられている。このようなラビリンスシールは、複数の絞り片により流体の流路を窄めて縮流部を形成し、縮流部を通過した流体を絞り片同士の間の空間である膨張室で膨張させることにより圧力損失を高めて流体の漏れを抑止する。特許文献１では、このようなラビリンスシールであって、最も上流側の膨張室よりも前の流路が屈曲した構造が開示されている。

特開平７−７１６２１号公報

このようなラビリンスシールは、非接触式のシール構造であることから、流体の漏れを完全に抑えることは難しい。例えば、従来のラビリンスシールでは、複数の縮流部がシャフトの軸に沿って直線的に複数配列されていることから、縮流部を抜ける流体の一部が噴流となり、全ての縮流部を突き抜けるような流れ成分が発生する。このような流体の漏れが生じることは非接触式であるラビリンスシール構造の宿命である。しかしながら、少しでも漏れ流量の少ないラビリンスシールの提案が望まれている。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ラビリンスシールにおいて、漏れ流量をより低減することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、膨張室への入口である上流縮流部を形成する入口絞り片と、上記膨張室からの出口である下流縮流部を形成する出口絞り片とを有するラビリンスシールであって、上記上流縮流部と上記下流縮流部とが、上記入口絞り片あるいは上記出口絞り片の根元から先端に向かう方向にて変位して配置され、上記膨張室の内部に配置されると共に、上記膨張室に流入した流体の一部を上記出口絞り片の根元から先端に向けて、上記下流縮流部に案内する案内部を有するという構成を採用する。

第２の発明は、ラビリンスシールであって、膨張室と、前記膨張室の上流側に接続された上流縮流部と、前記膨張室の下流側に接続され、前記上流縮流部と径方向位置の異なる下流縮流部と、前記下流縮流部の入り口から、前記膨張室の上流縮流部の出口の径方向位置となる径まで延伸し、その径が漸次変化する案内部とを備えるという構成を採用する。

第３の発明は、上記第１の発明において、上記案内部が、上記入口絞り片が接続される上記膨張室の底面から突出されると共に上記出口絞り片の根元が接続される段部の壁面からなるという構成を採用する。

第４の発明は、ラビリンスシールであって、膨張室と、前記膨張室の上流側に接続された上流縮流部と、前記膨張室の下流側に接続され、前記上流縮流部と径方向位置の異なる下流縮流部と、前記下流縮流部の入り口から、前記膨張室の上流縮流部の出口の径方向位置となる径まで延伸し、その径が漸次変化する案内部と、前記案内部と前記上流縮流部の間に位置し、前記膨張室の内側に向く方向に曲率中心を有する曲面を備えるという構成を採用する。

第５の発明は、上記第３の発明において、上記段部の上記壁面が、当該壁面から見て上記膨張室の内側に向く方向に曲率中心を有し、上記底面から上記出口絞り片に沿う方向に向けて湾曲する湾曲面とされているという構成を採用する。

第６の発明は、上記第１、第３及び第５いずれかの発明において、上記入口絞り片の先端及び上記出口絞り片の先端と対向配置される対向部材に形成され、上記膨張室に向けて膨出する対向段部を有するという構成を採用する。

第７の発明は、上記第１、第３、第５及び第６いずれかの発明において、直列に接続される複数の膨張室を有し、少なくとも最も上流側の膨張室にて、上記上流縮流部と上記下流縮流部とが、上記入口絞り片あるいは上記出口絞り片の根元から先端に向かう方向にて変位して配置され、上記膨張室の内部に配置されると共に、上記膨張室に流入した流体の一部を上記出口絞り片の根元から先端に向けて、上記下流縮流部に案内する案内部を有するという構成を採用する。

第８の発明は、上記第１、第３及び第５〜第７いずれかの発明において、回転可能とされたロータと当該ロータに対向配置されるステータとのうち、上記入口絞り片及び上記出口絞り片が上記ステータ側に設けられているという構成を採用する。

本発明によれば、膨張室への入口である上流縮流部と、膨張室からの出口である下流縮流部とが絞り片（入口絞り片あるいは出口絞り片）の根元から先端に向かう方向にて変位して配置されている。このため、上流縮流部から直線状に進行する噴流が下流縮流部に直接的に到達することを防止し、全ての縮流部を突き抜けるような流れ成分が発生することを防止できる。さらに、本発明によれば、案内部により、膨張室の内部に出口絞り片の根元から先端に向けて流れる流れ成分が形成され、この流れ成分が下流縮流部を抜けようとする噴流の流れを阻害する。このため、噴流が下流縮流部を抜けることを抑制することができる。したがって、本発明によれば、ラビリンスシールにおいて、漏れ流量をより低減することが可能となる。

本発明の第１実施形態におけるラビリンスシールの概略構成を模式的に示す部分断面図である。 本発明の第１実施形態におけるラビリンスシールが備える最上流膨張室を含む拡大図である。 本発明の第２実施形態におけるラビリンスシールが備える最上流膨張室を含む拡大図である。 本発明の第３実施形態におけるラビリンスシールが備える最上流膨張室を含む拡大図である。 本発明の第４実施形態における圧縮機の概略構成を模式的に示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るラビリンスシールの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態のラビリンスシール１の概略構成を模式的に示す部分断面図である。この図に示すように、本実施形態のラビリンスシール１は、回転軸Ｌを中心として回転されるシャフトＳ（ロータ）とシャフトＳを径方向外側から囲うハウジングＨ（ステータ）との間に設けられている。つまり、本実施形態のラビリンスシール１は、シャフトＳとハウジングＨとの隙間において空気等の流体が漏出することを抑止する。

なお、以下の説明では、シャフトＳの回転軸Ｌに沿った方向（図１における左右方向）を軸方向と称し、軸方向と直交する方向を径方向と称する。また、径方向において、回転軸Ｌ側を径方向内側、回転軸Ｌと反対側を径方向外側と称する。また、軸方向において、流体の上流側（図１における左側）を軸方向上流側と称し、流体の下流側（図１における右側）を軸方向下流側と称する。また、回転軸Ｌを中心とする周方向を以下単に周方向と称する。

図１に示すように、本実施形態のラビリンスシール１は、ハウジングＨ側に設けられた外側段部２（段部）と、軸方向に間隔を空けて配列された複数の絞り片３と、シャフトＳ側に設けられた内側段部４（対向段部）とを備えている。軸方向における絞り片３同士の間の空間は、絞り片３の先端とシャフトＳとの間の隙間（縮流部）を通過した流体が膨張する膨張室Ｂとなっている。つまり、本実施形態のラビリンスシール１は、軸方向に直列的に接続されて配列された複数の膨張室Ｂを有している。

ハウジングＨ側に設けられた外側段部２は、最も軸方向上流側に配置された膨張室Ｂ（以下、最上流膨張室Ｂ１と称する）よりも軸方向下流側の領域にてハウジングＨの内周面Ｈ１（径方向内側の壁面）から径方向内側に突出して設けられている。この外側段部２は、周方向の全域に形成されており、軸方向から見て環状とされている。図２は、最上流膨張室Ｂ１を含む拡大図である。この図に示すように、外側段部２は、最上流膨張室Ｂ１の底面Ｂａ（ハウジングＨの内周面Ｈ１）から径方向内側に向けて突出されており、軸方向上流側の端面（案内面２ａ）が最上流膨張室Ｂ１の内側面を形成している。

本実施形態において、外側段部２の端面は、最上流膨張室Ｂ１の内部にて軸方向に流れる流体の一部を径方向内側に向かうように案内する案内面２ａ（案内部）として機能する。この案内面２ａは、図２に示すように、最上流膨張室Ｂ１の流体の出口となる下流縮流部Ｃ２の径方向外側に配置されており、最上流膨張室Ｂ１の内部において流体の一部を絞り片３に沿って下流縮流部Ｃ２に向けて案内する。

絞り片３は、根元を径方向外側に向け、先端を径方向内側に向けるようにして、ハウジングＨの内周面Ｈ１あるいは外側段部２の内周面２ｂに立設されている。また、絞り片３は、図２に示すように、軸方向上流側の壁面３ａが径方向に平行な平面とされ、軸方向下流側の壁面３ｂが径方向に対して傾いたテーパ面とされている。また、絞り片３は、周方向の全周に亘って形成されており、軸方向から見て環状とされている。このような絞り片３とシャフトＳとの間あるいは絞り片３と内側段部４との間は、膨張室Ｂの出入口となる縮流部Ｃとなっている。これらの縮流部Ｃは、径方向と平行な面での断面において、膨張室Ｂよりも流路断面が縮小された領域である。

軸方向に配列された複数の絞り片３のうち、最も軸方向上流側に配置された絞り片３（以下、入口絞り片３１と称する）は、図２に示すように、根元がハウジングＨの内周面Ｈ１に一体的に接続されている。この入口絞り片３１は、先端が内側段部４と対向配置されており、最上流膨張室Ｂ１の入口となる縮流部Ｃ（以下、上流縮流部Ｃ１と称する）を形成する。

入口絞り片３よりも軸方向下流側の領域に配置された絞り片３は、図１に示すように、外側段部２に根元が一体的に接続されている。図２に示すように、軸方向において入口絞り片３１の１つ下流側に配置された絞り片３（以下、出口絞り片３２）は、軸方向上流側の壁面３ａが外側段部２の案内面２ａと面一となるように、外側段部２の軸方向上流側の端部に設けられている。この出口絞り片３１とシャフトＳの外周面Ｓ１と間は、最上流膨張室Ｂ１の出口となる縮流部Ｃ（下流縮流部Ｃ２）となっている。なお、この下流縮流部Ｃ２は、最上流膨張室Ｂ１の出口であると同時に、軸方向において最上流膨張室Ｂ１の次に配置された膨張室Ｂの入口でもある。

シャフトＳ側に設けられた内側段部４は、軸方向における最上流膨張室Ｂ１の中央部から軸方向上流側の領域にて、シャフトＳの外周面Ｓ１から軸方向外側に突出して設けられている。この内側段部４は、周方向の全域に形成されており、軸方向から見て環状とされている。このような内側段部４は、図２に示すように、最上流膨張室Ｂ１の内部に向けて膨出しており、最上流膨張室Ｂ１の流路面積を縮小し、最上流膨張室Ｂ１における流体の流速を速めている。

このような本実施形態のラビリンスシール１では、入口絞り片３１がハウジングＨの内周面Ｈ１上に立設されると共に、入口絞り片３１の先端がシャフトＳの外周面Ｓ１から径方向外側に突出する内側段部４に対向配置されている。また、出口絞り片３２がハウジングＨの内周面Ｈ１から径方向内側に突出した外側段部２の内周面２ｂ上に立設されると共にシャフトＳの外周面Ｓ１に対向配置されている。このため、図２に示すように、上流縮流部Ｃ１と下流縮流部Ｃ２とは、径方向（入口絞り片３１及び出口絞り片３２の根元から先端に向かう方向）に変位して配置されている。より具体的には、軸方向から見て、下流縮流部Ｃ２が上流縮流部Ｃ１よりも径方向内側に配置されている。

また、本実施形態のラビリンスシール１では、軸方向に配列された複数の膨張室Ｂのうち、最上流膨張室Ｂ１のみにおいて、入口側の縮流部Ｃと出口側の縮流部Ｃとが径方向に変位して配置されている。また、軸方向に配列された複数の膨張室Ｂのうち、最上流膨張室Ｂ１のみに案内面２ａが設けられている。

上述のような構成を有する本実施形態のラビリンスシール１の軸方向上流側から流体Ｙが流れてくると、流体Ｙは上流縮流部Ｃ１から最上流膨張室Ｂ１の内部に流れ込む。上流縮流部Ｃ１を通過した流体Ｙは、最上流膨張室Ｂ１にて膨張する。このとき、最上流膨張室Ｂ１に流入した流体Ｙの一部は、軸方向に沿って流れる流速の速い噴流Ｙ１となる。噴流Ｙ１は、相対的に圧力の低い下流縮流部Ｃ２を目指して流れるが、このとき上流縮流部Ｃ１と下流縮流部Ｃ２が軸方向から見て径方向に変位して配置されているため、噴流Ｙ１は、直線的に流れることができずに途中部位で湾曲する。この結果、噴流Ｙ１の流速を低下させ、噴流Ｙ１が下流縮流部Ｃ２に抜けることが抑止される。

また、流体Ｙのその他の一部は、最上流膨張室Ｂ１にて径方向外側に広がると共に軸方向に沿って流れ、案内面２ａに案内されることによって、径方向内側に向けて流れる押圧流Ｙ２となる。押圧流Ｙ２は、出口絞り片３２に沿って流れ、出口絞り片３２の径方向内側に配置された下流縮流部Ｃ２に向けて流れる。出口絞り片３２に到達した押圧流Ｙ２は、軸方向に沿って流れる噴流Ｙ１に径方向外側から衝突し、噴流Ｙ１の流れを阻害する。このように押圧流Ｙ２が噴流Ｙ１の流れを阻害することで噴流Ｙ１が乱れ、最上流膨張室Ｂ１の下流縮流部Ｃ２の近傍にて乱流場が形成される。この結果、下流縮流部Ｃ２に流体Ｙが流れ込み難くなり、最上流膨張室Ｂ１の内部の圧力損失が高まる。

最上流膨張室Ｂ１から下流縮流部Ｃ２を通過して漏れた流体Ｙは、軸方向下流側に配置された複数の膨張室Ｂによって繰り返し膨張され、一部がラビリンスシール１から下流側に漏出する。ただし、本実施形態のラビリンスシール１によれば、最上流膨張室Ｂ１における圧力損失が従来のラビリンスシールの膨張室よりも大きく、流体Ｙの漏れ量を低減させることができる。

以上のような本実施形態のラビリンスシール１によれば、最上流膨張室Ｂ１への入口である上流縮流部Ｃ１と、最上流膨張室Ｂ１からの出口である下流縮流部Ｃ２とが絞り片３（入口絞り片３１及び出口絞り片３２）の根元から先端に向かう方向にて変位して配置されている。このため、上流縮流部Ｃ１から直線状に進行する噴流Ｙ１が下流縮流部Ｃ２に直接的に到達することを防止し、全ての縮流部Ｃを突き抜けるような流れ成分が発生することを防止できる。さらに、本実施形態のラビリンスシール１によれば、案内面２ａにより、最上流膨張室Ｂ１の内部に出口絞り片３２の根元から先端に向けて流れる押圧流Ｙ２が形成され、この押圧流Ｙ２が下流縮流部Ｃ２を抜けようとする噴流Ｙ１の流れを阻害する。このため、噴流Ｙ１が下流縮流部Ｃ２を抜けることを抑制することができる。したがって、本実施形態のラビリンスシール１によれば、漏れ流量をより低減することが可能となる。

また、本実施形態のラビリンスシール１においては、入口絞り片３１の根元が接続される膨張室Ｂの底面Ｂａから突出されると共に出口絞り片３２の根元が固定される外側段部２を備え、この外側段部２の壁面が案内面２ａとされている。このため、簡易な構造で押圧流Ｙ２を形成することができる。また、案内面２ａと出口絞り片３２が径方向に並んで配列されているため、案内面２ａで形成された押圧流Ｙ２は、流速を低下させることなく噴流Ｙ１に衝突する。このため、より強い乱流場を形成することができ、圧力損失を高めてラビリンスシール１のシール性を向上させることができる。

また、本実施形態のラビリンスシール１においては、入口絞り片３１の先端及び出口絞り片３２の先端と対向配置される対向部材であるシャフトＳに形成され、最上流膨張室Ｂ１に向けて膨出する内側段部４を備えている。このため、押圧流Ｙ２となる流体Ｙの一部が流れる最上流膨張室Ｂ１の流路断面積を狭め、押圧流Ｙ２の流速を速めることができる。このため、下流縮流部Ｃ２の近傍により強い乱流場を形成し、圧力損失を高めてラビリンスシール１のシール性を向上させることができる。

また、本実施形態のラビリンスシール１においては、軸方向に配列された複数の膨張室Ｂのうち、特に最上流膨張室Ｂ１において、入口側の縮流部Ｃと出口側の縮流部Ｃとが径方向に変位して配置されている。また、軸方向に配列された複数の膨張室Ｂのうち、最上流膨張室Ｂ１のみに案内面２ａが設けられている。このため、ラビリンスシール１の軸方向の最も上流側の部位の圧力損失を高め、よりラビリンスシール１の内部に流体Ｙが入り込み難くすることができる。よって、ラビリンスシール１のシール性を向上させることができる。

また、本実施形態のラビリンスシール１においては、絞り片３がハウジングＨ側に設けられている。絞り片３をシャフトＳに設けた場合には、絞り片３も回転されることになり、回転可能とされた回転体（ロータ）の構造が複雑化し、回転振動等の要因となる可能性もある。これに対して、絞り片３をハウジングＨ（ステータ）側に設けることによって、回転体の構造を単純化することができ、回転振動等を抑制することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、図３を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図３は、本実施形態のラビリンスシール１Ａの最上流膨張室Ｂ１を含む拡大図である。この図に示すように、本実施形態のラビリンスシール１Ａにおいては、上記第１実施形態のラビリンスシール１が備える平面状の案内面２ａに換えて、湾曲面状の案内面２ｃが設けられている。

案内面２ｃは、この案内面２ｃから見て最上流膨張室Ｂ１の内側に向く方向に曲率中心が位置するように、ハウジングＨ側に膨出するように湾曲している。この案内面２ｃは、最上流膨張室Ｂ１の底面Ｂａから出口絞り片３２に沿う方向（径方向）に向けて湾曲し、底面Ｂａと出口絞り片３２の上流側の壁面３ａとに対して屈曲することなく滑らかに接続されている。

このような本実施形態のラビリンスシール１Ａによれば、軸方向の沿って流れる流体Ｙの一部の流れ方向を径方向内側に向けて緩やかに変更して押圧流Ｙ２とすることができる。このため、上記第１実施形態のラビリンスシール１と比較して、押圧流Ｙ２の流速を速め、シール性をさらに向上させることができる。なお、必ずしも案内面２ｃの全域を湾曲させる必要はない。案内面２ｃの一部のみを湾曲させる構成を採用することも可能である。

（第３実施形態）
次に、図４を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図４は、本実施形態のラビリンスシール１Ｂの最上流膨張室Ｂ１を含む拡大図である。この図に示すように、本実施形態のラビリンスシール１Ｂにおいては、下流縮流部Ｃ２の軸方向上流側の位置に、シャフトＳに対して溝部Ｓ２が形成されている。この溝部Ｓ２は、シャフトＳの外周面から径方向内側に窪むように形成されており、軸方向に流れる噴流Ｙ１の一部を取り込んで径方向外側に向けて排出する。

このような本実施形態のラビリンスシール１Ｂによれば、溝部Ｓ２から径方向外側に向けて排出された流れも噴流Ｙ１の流れを阻害する。このため、噴流Ｙ１が下流縮流部Ｃ２をより通り抜け難くなり、シール性をさらに向上させることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態として、図５を参照して、上記第１実施形態のラビリンスシール１を有する圧縮機１０について説明する。なお、第１実施形態のラビリンスシール１に換えて、第２実施形態のラビリンスシール１Ａや第３実施形態のラビリンスシール１Ｂを備えるようにしても良い。

図５は、本実施形態の圧縮機１０の概略構成を模式的に示す断面図である。この図に示すように、本実施形態の圧縮機１０は、モータ１１と、モータ１１の出力軸１１ａに固定されるモータ側歯車１２とを備えている。モータ１１は、外部から指令に基づいて回転動力を生成し、出力軸１１ａを通じてモータ側歯車１２を回転駆動する。

また、本実施形態の圧縮機１０は、モータ側歯車１２を収容する中間ハウジング１３と、中間ハウジング１３に固定されてモータ１１の出力軸１１ａを軸支する軸受１４と、中間ハウジング１３を貫通して設けられるシャフト１５と、シャフト１５の途中部位に固定されると共に中間ハウジング１３の内部にてモータ側歯車１２と噛合されるシャフト側歯車１６とを備えている。なお、シャフト１５は、中間ハウジング１３に固定された軸受１７及び軸受１８によって軸支されている。

また、本実施形態の圧縮機１０は、シャフト１５の先端に固定されたインペラ１９と、インペラ１９を囲うインペラハウジング２０とを備えている。このような本実施形態の圧縮機１０において、ラビリンスシール１は、シャフト１５とインペラハウジング２０との間に設けられている。つまり、本実施形態においては、インペラハウジング２０が上記第１実施形態におけるハウジングＨに相当し、シャフト１５がシャフトＳに相当する。

このような構成を有する本実施形態の圧縮機１０においては、モータ１１によって生成された回転動力によってインペラ１９が回転し、これによってインペラハウジング２０の内部で空気が圧縮される。このとき、シャフト１５とインペラハウジング２０との間にラビリンスシール１が設けられているため、圧縮された空気がシャフト１５に沿ってインペラハウジング２０の外部に漏出することを防止することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、本発明の案内部が、外側段部２の壁面によって形成された構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、外側段部２とは別体の案内部を形成し、この案内部によって押圧流Ｙ２を形成するようにしても良い。

また、上記実施形態においては、内側段部４が最上流膨張室Ｂ１の内部まで膨出する構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、内側段部４が入口絞り片３１の対向箇所のみに設置され、最上流膨張室Ｂ１の内部まで膨出していない構成を採用することも可能である。

また、上記実施形態においては、軸方向に配列された複数の膨張室Ｂのうち、最上流膨張室Ｂ１のみにおいて、入口側の縮流部Ｃと出口側の縮流部Ｃとが径方向に変位して配置され、かつ、案内部が形成された構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の膨張室Ｂあるいは複数の膨張室Ｂに対して同様の構成を採用することも可能である。ただし、一般的に強度上の理由によりシャフトＳの直径を短くすることは困難である。このため、複数の膨張室Ｂに対して最上流膨張室Ｂ１と同様の構成を採用すると、シャフトＳやハウジングＨの径方向の寸法が大きくなり、ラビリンスシールを組み込んだ装置が大型化するおそれがある。このため、上記実施形態のように、最上流膨張室Ｂ１のみに、入口側の縮流部Ｃと出口側の縮流部Ｃとが径方向に変位して配置され、かつ、案内部が形成された構成を採用することが好ましい。

また、上記第４実施形態においては、本発明のラビリンスシールを圧縮機に採用した構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。本発明のラビリンスシールは、ガスタービンや過給機に適用することも可能である。

また、本願発明は上述の実施形態に限られない。例えば、上記第１実施形態において、下流縮流部Ｃ２の入り口から、最上流膨張室Ｂ１の上流縮流部Ｃ１の出口の径方向位置となる径まで延伸し、その径が下流側に向かうに連れて漸次変化する案内部を備えることも可能である。

１ ラビリンスシール
１Ａ ラビリンスシール
１Ｂ ラビリンスシール
２ 外側段部（段部）
２ａ 案内面（案内部）
２ｂ 内周面
２ｃ 案内面
３ 絞り片
３ａ 壁面
３ｂ 壁面
４ 内側段部（対向段部）
１０ 圧縮機
１１ モータ
１１ａ 出力軸
１２ モータ側歯車
１３ 中間ハウジング
１４ 軸受
１５ シャフト
１６ シャフト側歯車
１７ 軸受
１８ 軸受
１９ インペラ
２０ インペラハウジング
３１ 入口絞り片
３２ 出口絞り片
Ｂ 膨張室
Ｂ１ 最上流膨張室
Ｂａ 底面
Ｃ 縮流部
Ｃ１ 上流縮流部
Ｃ２ 下流縮流部
Ｈ ハウジング
Ｈ１ 内周面
Ｌ 回転軸
Ｓ シャフト（対向部材）
Ｓ１ 外周面
Ｓ２ 溝部
Ｙ 流体
Ｙ１ 噴流
Ｙ２ 押圧流

Claims (8)

1. 膨張室への入口である上流縮流部を形成する入口絞り片と、前記膨張室からの出口である下流縮流部を形成する出口絞り片とを有するラビリンスシールであって、
   前記上流縮流部と前記下流縮流部とが、前記入口絞り片あるいは前記出口絞り片の根元から先端に向かう方向にて変位して配置され、
   前記膨張室の内部に配置されると共に、前記膨張室に流入した流体の一部を前記出口絞り片の根元から先端に向けて、前記下流縮流部に案内する案内部を有する
   ラビリンスシール。
2. 膨張室と、
   前記膨張室の上流側に接続された上流縮流部と、
   前記膨張室の下流側に接続され、前記上流縮流部と径方向位置の異なる下流縮流部と、
   前記下流縮流部の入り口から、前記膨張室の上流縮流部の出口の径方向位置となる径まで延伸し、その径が漸次変化する案内部と
   を備えるラビリンスシール。
3. 前記案内部は、前記入口絞り片が接続される前記膨張室の底面から突出されると共に前記出口絞り片の根元が接続される段部の壁面からなる請求項１記載のラビリンスシール。
4. 膨張室と、
   前記膨張室の上流側に接続された上流縮流部と、
   前記膨張室の下流側に接続され、前記上流縮流部と径方向位置の異なる下流縮流部と、
   前記下流縮流部の入り口から、前記膨張室の上流縮流部の出口の径方向位置となる径まで延伸し、その径が漸次変化する案内部と、
   前記案内部と前記上流縮流部の間に位置し、前記膨張室の内側に向く方向に曲率中心を有する曲面
   を備えるラビリンスシール。
5. 前記段部の前記壁面は、当該壁面から見て前記膨張室の内側に向く方向に曲率中心を有し、前記底面から前記出口絞り片に沿う方向に向けて湾曲する湾曲面とされている請求項３記載のラビリンスシール。
6. 前記入口絞り片の先端及び前記出口絞り片の先端と対向配置される対向部材に形成され、前記膨張室に向けて膨出する対向段部を有する請求項１、３及び５のいずれか一項に記載のラビリンスシール。
7. 直列に接続される複数の膨張室を有し、少なくとも最も上流側の膨張室にて、前記上流縮流部と前記下流縮流部とが、前記入口絞り片あるいは前記出口絞り片の根元から先端に向かう方向にて変位して配置され、前記膨張室の内部に配置されると共に、前記膨張室に流入した流体の一部を前記出口絞り片の根元から先端に向けて、前記下流縮流部に案内する案内部を有する請求項１、３、５及び６のいずれか一項に記載のラビリンスシール。
8. 回転可能とされたロータと当該ロータに対向配置されるステータとのうち、前記入口絞り片及び前記出口絞り片が前記ステータ側に設けられている請求項１、３及び５〜７のいずれか一項に記載のラビリンスシール。

Images