JP2023134510A - シール - Google Patents

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Caglio Simone
ルソー、フィリップ
Rousseau Flip
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M Dubois Herman
クステルマン、ヤン
Kustermans Jan
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    • E21B33/1285Packers; Plugs with a member expanded radially by axial pressure by fluid pressure

Abstract

【課題】例えば、石油及びガスの掘削及び精製作業において、有効なシール特性を維持しながら広い温度範囲に耐えるシールを提供する。【解決手段】環状シールの第1の軸方向端を画定する第1の付勢ジャケットと、環状シールの第2の軸方向端を画定する複数のシール・リングと、第1の付勢ジャケットと複数のシール・リングとの間に配置された第2の付勢ジャケットと、第1の付勢ジャケットと第2の付勢ジャケットとの間に配置されたスペーサとを備える環状シール。【選択図】図1

Description

本開示はシールに関し、より詳細には付勢シール(energized seal;活
性化シール)に関する。
シールは通常、2つ以上の構成部品間の環状部内に生じる漏れを防ぐために使用される
。例えば、シールは、ハードウェア(機器)において、軸と穴など、内側構成部品と外側
構成部品との間に使用されることがある。シールは、軸と穴との間に配置して、シールの
両側で異なる流体圧を維持することができる、又は異なる流体成分を分離することができ
る。
多くの用途、例えば、石油及びガスの掘削及び精製作業において、シールは、有効なシ
ール特性を維持しながら広い温度範囲に耐えることが必要である。シールを利用する産業
では、広い環境条件にわたってシール性能を改善することが引き続き必要となっている。
実施例は例として示され、添付の図に限定されることを意図するものではない。
一実施例によるシールの部分断面図である。 一実施例によるシールの断面図である。 一実施例によるシールの一部分の拡大断面図である。 別の実施例によるシールの断面図である。 低温範囲のサイクルにわたって測定された、本書の実施例による例示的なシールの漏れ性能をプロットしたグラフである。 高温範囲のサイクルにわたって測定された、本書の実施例による例示的なシールの漏れ性能をプロットしたグラフである。
以下の説明は、図と組み合わせて、本書に開示される教示の理解を助けるために提供さ
れる。以下の議論は、これらの教示の特定の実施態様及び実施例に焦点を当てる。これら
の教示の説明を助けるためにこのように焦点を当てるが、これは、これらの教示の範囲又
は適用可能性を限定するものと解釈すべきではない。しかしながら、他の実施例は、本出
願に開示されるこれらの教示に基づいて使用することができる。
「有する(comprises)」、「有している(comprising)」、「含
む(includes)」、「含んでいる(including)」、「有する(has
)」、「有している(having)」という用語、又はこれらの用語の任意の他の変形
は、非排他的な包含を含むことを意図する。例えば、列挙される特徴を有する方法、物品
、又は装置は、必ずしもこれらの特徴にのみ限定される必要はなく、明示的に列挙されて
いない他の特徴、或いはこのような方法、物品、又は装置に固有の他の特徴を含むことが
できる。さらに、それと反対であることが明示的に示されていない場合、「又は(or)
」は、包含的な又は(inclusive-or)を指し、排他的な又は(exclus
ive-or)を指すものではない。例えば、条件A又はBは、以下のいずれか1つによ
り満たされる。すなわち、Aが真であり(又は、存在する)、且つBが偽である(又は、
存在しない)、Aが偽であり(又は、存在しない)、且つBが真である(又は、存在する
)、或いはA及びBの両方が真である(又は、存在する)。
また、「1つの(a)」又は「1つの(an)」の使用は、本書に説明される要素及び
構成部品を記述するために用いられる。これは、便宜上行われるにすぎず、本発明のおお
よその範囲を与えるために行われる。この記述は、別のことを意味することが明らかでな
ければ、1つを含む、少なくとも1つを含む、又は複数形も含むような単数形を含む、又
は逆も同様であると読み取られるべきである。例えば、単一の物品を本書で説明する場合
、単一の物品の代わりに2つ以上の物品を使用することがある。同様に、2つ以上の物品
を本書で説明する場合、単一の物品を2つ以上の物品の代わりにすることがある。
別のことが定義されなければ、本書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本
発明が属する分野の当業者が一般に理解する意味と同じ意味を有する。材料、方法、及び
実例は単なる例示であり、限定することを意図したものではない。本書で説明されない限
り、特定の材料及び処理作用に関する多くの詳細は、従来の通りであり、シール技術のテ
キスト及び他の情報源に見出すことができる。
シールは一般に、ハードウェアにおいて、容積及び圧力を互いから隔離するために使用
される。特に、シールは、低温などの厳しい環境条件で使用するために構成されたハード
ウェアに使用することができ、特定の漏れ性能基準に合致する必要がある。
1つ又は複数の実施例では、あるシールは、内側構成部品の周りで外側構成部品内に嵌
るように構成された環状本体を含むことができる。特に、本シールは、内側構成部品と外
側構成部品との間に画定された環状部内に嵌ることができる。特定の例では、本シールは
、ISO15848-1に従って測定されたとき、0.00001mg・s-1・m-1
より少ない漏洩排出物の測定漏れ流量を有するように構成することができる。さらに特定
の実施例では、本シールは、ISO15848-1に従って測定されたとき、クラスAH
に適合するものとして認証することができる。
1つ又は複数の実施例では、本シールは、軸方向に揃えられて一緒に積み重ねられた複
数のリングを含むことができる。これらの複数のリングは、例えば、第1の付勢ジャケッ
ト(energized jacket)と、第2の付勢ジャケットと、複数のシール・
リングとを含むことができる。第1の付勢ジャケットと第2の付勢ジャケットとは、互い
に隣り合って積み重ねることができる。一実施例では、第2の付勢ジャケットは、第1の
付勢ジャケットと複数のシール・リングとの間に配置することができる。スペーサは、第
1の付勢ジャケットと第2の付勢ジャケットとの間に配置され、第2の付勢ジャケット内
に少なくとも部分的に延在することができる。
一実施例では、第1の付勢ジャケットと第2の付勢ジャケットは、異なるタイプの付勢
要素(energizing element)を含むことができる。例えば、第1の付
勢ジャケットは、概ね「O」字形断面形状を有するコイルばねを含むことができ、第2の
付勢ジャケットは、概ねU字形断面形状を有する片持ち式ばねを(cantilever
ed spring)含むことができる。
特定の例では、第1の付勢ジャケットと第2の付勢ジャケットは異なる動作をすること
ができる。例えば、第1の付勢ジャケットは、環状部内で生じる、シールの第1の軸方向
端への軸方向圧力の下で動作することができる。この圧力は、第1の付勢ジャケットをハ
ードウェアの方へ半径方向に付勢することができ、したがって、主要な有効シール状態を
生成する。一方、第2の付勢ジャケットは、第1の付勢ジャケット(又は、第1の付勢ジ
ャケットと第2の付勢ジャケットとの間に配置されたスペーサ)によって引き起こされた
機械的荷重の下で動作することができる。すなわち、第1の付勢ジャケット(又は、第1
の付勢ジャケットと第2の付勢ジャケットとの間に配置されたスペーサ)は、第2の付勢
ジャケットに機械的な荷重をかけて、二次的な有効シール状態を生成することができる。
図1及び図2は、一実施例によるシール100の断面図である。シール100は、第1
の付勢ジャケット102及び第2の付勢ジャケット104を含む。一実施例では、第1の
付勢ジャケット102は、シール100の第1の軸方向端106を画定することができる
。シール100の第1の軸方向端106は、ハードウェア(図示せず)の比較的高い圧力
領域で使用するように構成することができる。高圧領域から生じる荷重は、第1の付勢ジ
ャケット102をハードウェアの比較的低い圧力側に付勢することができる。
第1の付勢ジャケット102は、第1の付勢要素112を少なくとも部分的に含む容積
部110を画定する本体108を含むことができる。
一実施例では、本体108はポリマー材料を含むことができる。例示的なポリマーとし
ては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE:polytetrafluoroeth
ylene)などのテトラフルオロエチレン(TFE:tetrafluoroethy
lene)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF:polyvinylidene flu
oride)、パーフルオロアルコキシ(PFA:perfluoroalkoxy)、
ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE:polychlorotrifluor
oethylene)、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE:polyet
hylenetetrafluoroethylene)、ビニリデンフルオライド(T
HV:vinylidene fluoride)、ポリエチレンクロロトリフルオロエ
チレン(ECTFE:polyethylenechlorotrifluoroeth
ylene)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK:polyether ethe
r ketone)、又はこれらの任意の組合せが含まれる。本開示の範囲は、上に列挙
したこれらの例示的なポリマーに限定することを意図するものではない。特定の実施例で
は、本体108は、例えば、FLUOROLOY(登録商標)A02(Saint-Go
bain Performance Plasticsから入手可能)などのPTFEを
含む。FLUOROLOY(登録商標)A02は、ASTM D4894に従って測定す
ると、36.5MPaの引張強度、ASTM D4894に従って測定すると、500%
の伸び、ASTM D695に従って測定すると、572MPaの圧縮弾性率、ASTM
D621に従って測定し、24時間、13.79MPa(2,000PSI)で試験す
ると、4.6%の荷重変形、ASTM D2240に従って測定すると、50~65のシ
ョアD硬度、ASTM E831に従って測定すると、26℃~200℃で、12.6m
/m/℃の線膨張係数を示す。
第1の付勢ジャケット102の本体108には、1つ又は複数の充填材を含めることが
できる。例えば、例示的な充填材としては、ガラス繊維、炭素繊維、ケイ素、PEEK、
芳香族ポリエステル、炭素粒子、青銅、フルオロポリマー、熱可塑性充填材、酸化アルミ
ニウム、ポリアミドイミド(PAI:polyamidimide)、PPS、ポリフェ
ニレンスルホン(PPSO2)、LCP、芳香族ポリエステル、二硫化モリブデン、二硫
化タングステン、黒鉛、グラフェン、膨張黒鉛、窒化ホウ素、タルク、フッ化カルシウム
、又はこれらの任意の組合せが含まれる。加えて、充填材は、アルミナ、シリカ、二酸化
チタン、フッ化カルシウム、窒化ホウ素、雲母、ウォラストナイト、炭化ケイ素、窒化ケ
イ素、ジルコニア、カーボンブラック、顔料、又はこれらの任意の組合せを含むことがで
きる。
一実施例では、本体108の容積部110内に第1の付勢要素112を完全に含む(収
容する)ことができ、その結果、シール100の第1の軸方向端106は本体108の1
つ又は複数の部分によって画定される。さらに特定の実施例では、第1の付勢要素112
の少なくとも一部分は、シール100の第1の軸方向端106から見ることができる。特
定の例では、第1の付勢要素112の少なくとも10%を容積部110内に配置すること
ができる、第1の付勢要素112の少なくとも25%を容積部110内に配置することが
できる、第1の付勢要素112の少なくとも50%を容積部110内に配置することがで
きる、又は、第1の付勢要素112の少なくとも75%を容積部内に配置することができ
る。さらに特定の実施例では、第1の付勢要素112全体を容積部110内に配置するこ
とができる。
第1の付勢要素112は、第1の付勢ジャケット102の本体108をハードウェアに
付勢するように構成された、ばねなどの変形可能な付勢するものを含むことができる。一
実施例では、第1の付勢要素112は、二重コイルばね、単一コイルばね、アドバンスト
・ピッチばね(advanced pitch spring)、1つの片持ち式ばね、
又は複数の片持ち式ばねを含むことができる。特定の実施例では、第1の付勢要素112
は、概ね「O」字形断面形状を有することができる。一実施例では、第1の付勢要素11
2は、金属、合金、又は他の弾力性のある材料から形成することができる。例示的な合金
は、コバルト及びニッケルを含んでもよい。特定の例では、第1の付勢要素112は、熱
処理されて機械的特性を向上させることができる。
第2の付勢するジャケット104は、第2の付勢要素118を少なくとも部分的に含む
容積部116を画定する本体114を含むことができる。一実施例では、本体114はポ
リマー材料を含むことができる。例示的なポリマーとしては、ポリテトラフルオロエチレ
ン(PTFE)などのテトラフルオロエチレン(TFE)、ポリフッ化ビニリデン(PV
DF)、パーフルオロアルコキシ(PFA)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCT
FE)、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、ビニリデンフルオライド(
THV)、ポリエチレンクロロトリフルオロエチレン(ECTFE)、ポリエーテルエー
テルケトン(PEEK)、又はこれらの任意の組合せが含まれる。本開示の範囲は、上に
列挙したこれらの例示的なポリマーに限定することを意図するものではない。特定の実施
例では、本体114は、例えば、FLUOROLOY(登録商標)A02(Saint-
Gobain Performance Plasticsから入手可能)などのPTF
Eを含む。
第2の付勢ジャケット104の本体114には、1つ又は複数の充填材を含めることが
できる。例えば、例示的な充填材としては、ガラス繊維、炭素繊維、ケイ素、PEEK、
芳香族ポリエステル、炭素粒子、青銅、フルオロポリマー、熱可塑性充填材、酸化アルミ
ニウム、ポリアミドイミド(PAI)、PPS、ポリフェニレンスルホン(PPSO2)
、LCP、芳香族ポリエステル、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛、グラフ
ェン、膨張黒鉛、窒化ホウ素、タルク、フッ化カルシウム、又はこれらの任意の組合せが
含まれる。加えて、充填材は、アルミナ、シリカ、二酸化チタン、フッ化カルシウム、窒
化ホウ素、雲母、ウォラストナイト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、カーボンブ
ラック、顔料、又はこれらの任意の組合せを含むことができる。
一実施例では、本体114の容積部116内に第2の付勢要素118を完全に含むこと
ができる。特定の例では、第2の付勢要素118の少なくとも10%を容積部116内に
配置することができる、第2の付勢要素118の少なくとも25%を容積部116内に配
置することができる、第2の付勢要素118の少なくとも50%を容積部116内に配置
することができる、又は、第2の付勢要素118の少なくとも75%を容積部116内に
配置することができる。さらに特定の実施例では、第1の付勢要素112の全体を容積部
110内に完全に配置することができる。
特定の実施例では、本体114は、第2の付勢要素118が容積部116から突出する
ことを防ぐように構成された1つ又は複数の保持機能部120を含むことができる。保持
機能部120は、例えば、容積部116内に延在して、第2の付勢要素118が容積部1
16から軸方向に並進することを防ぐ切欠き又は構造体を含むことができる。図2に示さ
れた例示的な実施例は、容積部116の外側面122に保持機能部120を含む。しかし
ながら、他の実施例では、保持機能部120は容積部116の内側面124に配置するこ
とができる、又は、本体114は複数の保持機能部(例えば、1つの保持機能部は内側面
124に、1つの保持機能部は外側面122に設ける)を含むことができる。
第2の付勢要素118は、第2の付勢ジャケット104の本体114をハードウェアに
付勢するように構成された、ばねなどの変形可能な付勢要素を含むことができる。第2の
付勢要素118は、二重コイルばね、単一コイルばね、アドバンスト・ピッチばね、1つ
の片持ち式ばね、又は複数の片持ち式ばねを含むことができる。一実施例では、第1の付
勢要素112と第2の付勢要素118は、互いに比較すると、異なるタイプの付勢要素を
含むことができる。例えば、第1の付勢要素112は二重コイルばねを含むことができ、
第2の付勢要素118は片持ち式ばねを含むことができる。片持ち式ばねは、概ね「U」
字形断面形状を有することができる。別の実施例では、第1の付勢要素112と第2の付
勢要素118は、互いに比較すると、同じタイプの付勢要素を含むことができる。第2の
付勢要素118は、金属、合金、又は他の弾力性のある材料から形成することができる。
例示的な合金は、コバルト及びニッケルを含んでもよい。
第2の付勢ジャケット104の本体114は、半径方向内側面126及び半径方向外側
面128を画定することができる。半径方向内側面126及び半径方向外側面128のう
ちの少なくとも1つは、流体シール特性を高めるように構成された1つ又は複数のシール
機能部130を含むことができる。一実施例では、1つ又は複数のシール機能部130は
、少なくとも1つのシール機能部、少なくとも2つのシール機能部、少なくとも3つのシ
ール機能部、少なくとも4つのシール機能部、又は、少なくとも5つのシール機能部を含
むことができる。シール機能部130は、隆起部、こぶ、ディンプル、へら部、刃部、キ
ャスタレーション、別の半径方向突出面機能部、又はこれらの任意の組合せを含むことが
できる。一実施例では、シール機能部130は、本体114の周囲の少なくとも一部分の
周りに延在することができる。特定の実施例では、シール機能部130の少なくとも1つ
は、本体の全周の周りに連続して延在することができる。すなわち、少なくとも1つのシ
ール機能部130は、本体114の全周の周りに途切れずに類似の形状の輪郭を有するこ
とができる。例えば、図示の実施例(図1)では、シール機能部130は、第2の付勢ジ
ャケット104の本体114の全周の周りに延在する。
図示の実施例では、シール機能部130は、本体114の半径方向外側面128に配置
された第1のシール機能部130A及び第2のシール機能部130Bを含む。図2に示さ
れた取り付けられていない状態(すなわち、シール100をハードウェア内に取り付ける
前)では、第1のシール機能部130Aと第2のシール機能部130Bは、互いに比較す
ると、本体の半径方向外側面128から測って異なる高さを有することができる。例えば
、図示の実施例では、第1のシール機能部130Aは第2のシール機能部130Bより高
い。例として、第1のシール機能部130Aは、第2のシール機能部130Bより少なく
とも1.01倍高く、第2のシール機能部130Bより少なくとも1.05倍高く、第2
のシール機能部130Bより少なくとも1.1倍高く、又は、第2のシール機能部130
Bより少なくとも1.5倍高くすることができる。
取付時、第2の付勢ジャケット104の本体114は変形して、ハードウェアの環状部
内に嵌ることができる。より詳細には、本体114の軸方向延在部132Aと軸方向延在
部132Bは、本体114のハブ134から概ね片持ち式に互いの方へ変形することがで
きる。このような変形は、第1のシール機能部130Aと第2のシール機能部130Bの
高さの相対的な有効な差を変えることができる。すなわち、第1のシール機能部130A
と第2のシール機能部130Bの感知される高さ(すなわち、中心軸線からの距離)は、
取り付けられた状態では、取り付けられていない状態よりも同じようになることができる
。特定の実施例では、第1のシール機能部130Aと第2のシール機能部130Bの感知
される高さは、取り付けられた状態で測ると、中心軸線Aから測ってほぼ同じであっても
よい。一実施例では、第1のシール機能部130Aとハードウェアとの間にかかるシール
荷重は、第2のシール機能部130Bとハードウェアとの間にかかるシール荷重とほぼ同
じにすることができる。別の実施例では、ハードウェアと第1のシール機能部130Aと
の間のシール荷重は、ハードウェアと第2のシール機能部130Bとの間のシール荷重と
異なっていてもよい。例えば、第1のシール機能部130Aとハードウェアとの間に発生
するシール荷重は、第2のシール機能部130Bとハードウェアとの間に発生するシール
荷重よりも大きくてもよい。複数のシール機能部130は、冗長なシール特性を与えるこ
とができる。シール機能部130Aとシール機能部130Bとの間に形成されたポケット
は、漏れた流体を閉じ込めて、ハードウェアの比較的低い圧力側から流体が出ることを防
ぐことができる。一実施例では、本体114の半径方向内側面及び外側面は、互いに比較
すると、異なる数の環状隆起部130を画定することができる。非限定的な例として、半
径方向内側面は1つ又は3つの環状隆起部130を有することができ、半径方向外側面は
2つ又は4つの環状隆起部130を有することができる。なお、本体114は、半径方向
内側面と外側面に配置された異なる数の環状隆起部130を含むことができる。
図示のように、第1の付勢ジャケット102と第2の付勢ジャケット104は、互いに
隣り合って、又はほぼ隣り合って配置することができる。第1の付勢シール102は、ハ
ードウェア内の比較的高い圧力に対応するように構成された主シール境界部を形成するこ
とができる。含まれる液体からの圧力は、第1の付勢ジャケット102の本体108を半
径方向にハードウェアに付勢することができる。第2の付勢ジャケット104は、第1の
付勢ジャケット102、又は第1の付勢ジャケット102と第2の付勢ジャケット104
との間に配置されたスペーサ136によって機械的に付勢することができる。
一実施例では、スペーサ136は、第1の付勢ジャケット102と第2の付勢ジャケッ
ト104との間に配置することができる。スペーサ136は、第1の付勢ジャケット10
2から軸方向の荷重を第2の付勢ジャケット104へ伝えることができる。一実施例では
、スペーサ136は、基部138及び支持部140を含むことができる。支持部140は
、基部138から第2の付勢ジャケット104の方へ延在することができる。さらに特定
の実施例では、支持部140は、断面で見て、基部138の厚さTに概ね垂直なシール
100の中心軸線に平行に測ったとき、高さHを画定することができる。
一実施例では、Hは0.5T以上にすることができる。さらに特定の実施例では、
は0.75T以上、1T以上、1.1T以上、又は、1.25T以上にする
ことができる。別の実施例では、Hは10T以下、5T以下、又は、2T以下に
することができる。特定の実施例では、下記でより詳細に説明するように、支持部の高さ
は、第2の付勢ジャケット104の容積部116内に嵌るような大きさにすることが
できる。
一実施例では、基部138の厚さTは、シール100の中心軸線Aに対して垂直方向
を向く平面に沿って位置することができる。半径方向内側位置と外側位置との間で測った
基部138の厚さTは、シール100を受け入れるように構成された環状部の厚さより
も薄くすることができる。このようして、スペーサ136は、取り付けられた状態では、
ハードウェアから間隔を置いて配置されるように構成することができる。
一実施例では、スペーサ136は、単一のモノリシック体を含んでもよい。スペーサ1
36は、弾力性のあるポリマーなどの弾力性のある材料から形成することができる。一実
施例では、スペーサ136は、第1及び第2の付勢ジャケット102及び104の材料よ
りも高い強度を有する材料を含むことができる。非限定的な例として、芳香族ポリアミド
などのアラミド、芳香族ポリエステル、芳香族ポリエーテル、又は芳香族ポリウレタンは
、低い線膨張係数と破断時での小さな伸びを示すので、スペーサ136はこれらの材料を
含むことができる。他の例示的なポリマーとしては、ポリイミド(例えば、Delawa
re州WilmingtonのE.I duPont deNemours and C
o.から入手可能なKAPTONブランドのポリイミドなど)、ポリパラフェニレン(P
PP:polyparaphenylene、California州、San Dim
asのMaxdem Inc.から入手可能)、ポリエチレンナフタレン-2,6-ジカ
ルボキシレート(PEN:poly(ethylene naphthalene 2,
6-dicarboxylate))、ポリエチレンナフタレート-co-2,6-ビベ
ンゾエート(PENBB、poly(ethylene naphthalate-co
-2,6-bibenzoate))、ポリエチレンテレフタレート(PET:poly
ethylene terephthalate)、ポリカーボネート(PC:poly
carbonate)、シクロオレフィンコポリマー(COC:cycloolefin
copolymers、例えば、Hoechst Technical Polyme
rsから入手可能なTOPAS(登録商標)など)、ポリフェニレンスルファイド(PP
S:polyphenylene sulfide)、PES(ポリエーテルスルホン、
polyether sulfone)、ポリアリルエーテルケトン(PAEK:pol
yaryletherketone)、ポリスルホン、ポリアクリレート(例えば、架橋
ポリメタクリル酸メチル、PMMA:polymethyl methacrylate
)など、及びこれらの混合物が含まれる。特定の実施例では、スペーサ136はMeld
inを含むことができる。このリストで網羅されているわけではなく、他の材料もスペー
サ136の成分に使用することができることは認識されよう。
図示されていない実施例では、スペーサ136は第1の付勢ジャケット102と一体化
することができる。すなわち、スペーサ136は、第1の付勢ジャケット102の本体1
08と一体又はモノリシックにすることができる。特定の例では、スペーサ136は、第
1の付勢ジャケット102と第2の付勢ジャケット104とを間隔を置いて配置するよう
に主として機能する本体108の一部分として画定されてもよい。
図2を参照すると、スペーサ136は、第1の付勢ジャケット102の本体108と接
触するように構成された第1の軸方向端面142を画定することができる。さらに特定の
実施例では、スペーサ136の第1の軸方向端面142は、第1の付勢ジャケット102
のハブ144の表面と接触するように構成することができる。図示の実施例では、スペー
サ136の第1の軸方向端面142は、平面状の接触境界面146に沿って第1の付勢ジ
ャケット102のハブ144と接触する。一実施例では、境界面146は、シール100
の中心軸線Aに概ね垂直な平面に沿って位置することができる。図示のように、境界面1
46は、スペーサ136の厚さ全体にわたって延在することができる。第1の付勢ジャケ
ット102とスペーサ136との間に平面状の境界面146を使用することは、アーチ状
の境界面、複数面の境界面、又はその両方などの非平面状の境界面に比較すると、シール
100のシール特性を高めることができる。特定の実施例では、境界面146は、シール
100の周囲の周りで測ると、形状、大きさ、又はその両方に関してほぼ一様にすること
ができる。図示されていない実施例では、第1の付勢ジャケット102とスペーサ136
との間の境界面146は非平面状にすることができる。
図3は、一実施例によるシール100のスペーサ136及び第2の付勢ジャケット10
4の拡大図である。図示のように、スペーサ136の支持部140は、第2の付勢ジャケ
ット104の容積部116内に延在するテーパ状の形状を画定することができる。一実施
例では、支持部140は、取り付けられた状態で、第2の付勢要素118と接触すること
ができる。さらに特定の実施例では、支持部140の先端152は、取り付けられた状態
及び取り付けられていない状態で、第2の付勢要素118と接触することができる。さら
に特定の実施例では、支持部140の側面154は、少なくとも、シール100が取り付
けられていない状態のとき(すなわち、ハードウェアからの取付け力によってゆがむ前)
、第2の付勢要素118から間隔を置いて配置することができる。
特定の実施例では、支持部140は、支持部140に沿って第1の軸方向位置148で
測って、第1の厚さTS1、及び支持部140に沿って第2の軸方向位置150で測って
、第2の厚さTS2を画定することができる。ここで、TS1とTS2は等しくない。例
えば、TS1はTS2より薄くすることができる。例として、TS1は0.99TS2
下、0.98TS2以下、0.97TS2以下、0.96TS2以下、0.95TS2
下、0.9TS2以下、0.75TS2以下、又は、0.5TS2以下にすることができ
る。別の実施例では、TS1は0.01TS2以上、0.1TS2以上、又は、0.25
S2以上にすることができる。一実施例では、第1の軸方向位置148は、第2の軸方
向位置150よりもシール100の第1の軸方向端106の近くに配置することができる
一実施例では、支持部140は概ね直線状のテーパを有することができる。すなわち、
断面に示されているように、支持部140の少なくとも1つの側面154の少なくとも一
部分は、直線Lに沿って位置することができる。別の実施例では、支持部140は、アー
チ状の断面形状、複数面の多角形断面形状、又はその両方を画定することができる。特定
の例では、支持部140の先端152は、第2の付勢要素118の曲率半径より小さな曲
率半径を画定することができる。一実施例では、支持部140は、湾曲した又はフィレッ
トを付けた境界面で基部138から延在して、それらの間での亀裂や接続の問題を減らす
ことができる。
一実施例では、本体114の軸方向延在部132A及び132Bは、シール100がハ
ードウェア内に取り付けられると、互いの方へ変形することができる。例えば、第1の軸
方向延在部132Aと第2の軸方向延在部132Bとは、取り付けられていない状態では
、シール100の中心軸線Aに対して測って、第1の角度を画定することができ、取り付
けられた状態で測ると、第2の角度を画定することができ、それらは互いに異なる。一実
施例では、第1の角度は第2の角度より小さくすることができる。一実施例では、第2の
角度は、第1の角度より支持部140の側面154の側面角度αに近くてもよい。一実施
例では、側面154の側面角度αは、少なくとも1°、少なくとも2°、少なくとも3°
、少なくとも4°、少なくとも5°、少なくとも10°、少なくとも15°、又は、少な
くとも20°にすることができる。取付時に示される軸方向延在部132A及び132B
の偏向は、少なくとも1°、少なくとも2°、少なくとも3°、少なくとも4°、少なく
とも5°、少なくとも10°、少なくとも15°、又は、少なくとも20°にすることが
できる。すなわち、偏向によって軸方向延在部132A及び132Bは支持部140の方
へ移動することができる。特定の実施例では、軸方向延在部132A及び132Bの偏向
は、支持部140の側面154の側面角度α以下である。有効なシール特性には必要でな
いことがある最大の偏向時には、第1及び第2の軸方向延在部132A及び132Bの少
なくとも一方(又は、関係する第2の付勢要素118の少なくとも一部分)は支持部14
0と接触することがある。これに関して、支持部140は、軸方向延在部132A及び1
32Bの最大偏向能力を規定することができる。
特定の実施例では、シール100がハードウェア内に完全に取り付けられたとき、第2
の付勢要素118、軸方向延在部132A及び132Bのうちの一方又は両方、或いはそ
れらの組合せは、支持部140の側面154と接触することがある。すなわち、例えば、
容積部116の内面122又は124は、支持部140の側面と接触することができる。
第2の付勢要素118は、軸方向延在部132A及び132Bの変形に抵抗することがで
き、それは、第2の付勢ジャケット104がハードウェアに対して荷重をかける力を発生
させる。
なお、図2に示された第2の付勢ジャケット104は丸みを帯びたシール機能部130
を含むが、図3の第2の付勢ジャケット104は丸みを帯びていないシール機能部130
を含む。シール100は、丸みを帯びたシール機能部130、丸みを帯びていないシール
機能部130、又はその両方を含む第2の付勢ジャケット104を使用することができる
。図3に示されたシール機能部130の取り付けられていないときの高さは、半径方向外
側面128(図2)からの高さの代わりに、シール100の中心軸線Aからの相対高さに
よって測定することができる。これに関して、図3のシール機能部130Aはシール機能
部130Bよりも高い。
図2に示されるように、シール100は複数のシール・リング156をさらに含むこと
ができる。一実施例では、シール・リング156はシェブロン式パッキンを画定すること
ができる。シール・リング156は、シール100の比較的低い圧力側に配置することが
できる。一実施例では、複数のシール・リング156はシール100の第2の軸方向端1
58を画定することができる。複数のシール・リング156は、例えば、複数のシール・
リング156の軸方向端に配置された第1の軸方向端シール・リング160及び第2の軸
方向端シール・リング162を含むことができる。第2の軸方向端シール・リング162
はシール100の第2の軸方向端158を画定することができる。一実施例では、第2の
軸方向シール・リング162の軸方向端は平面状にすることができる。すなわち、例えば
、第2の軸方向端シール・リング162の軸方向端は、シール100の中心軸線Aに垂直
な方向にすることができる。特定の例では、第2の軸方向シール・リング162の軸方向
端は、ハードウェアの環状部の止め機能部と係合するように構成することができる。止め
機能部は、シール100が低圧側を通ってハードウェアから押し出されるのを防ぐことが
できる。一実施例では、止め機能部は、ハードウェアの環状部に延在する突出部とするこ
とができる。別の実施例では、止め機能部は、環状部の端面を含むことができる。
1つ又は複数の中間シール・リング164は、第1の軸方向端シール・リング160と
第2の軸方向端シール・リング162との間に配置することができる。特定の例では、1
つ又は複数の中間シール・リング164は、少なくとも1つのシール・リング、少なくと
も2つのシール・リング、少なくとも3つのシール・リング、少なくとも4つのシール・
リング、又は、少なくとも5つのシール・リングを含むことができる。一実施例では、中
間シール・リング164は、第1のシール・リング166及び第2のシール・リング16
8を含むことができる。特定の実施例では、第1のシール・リング166と第2のシール
・リング168は互い違いにすることができる。第1のシール・リング166と第2のシ
ール・リング168は、互いに比較すると、同じ又は異なる特性(例えば、大きさ、材料
成分、形状)を有することができる。例えば、一実施例では、第1のシール・リング16
6は第1の材料を含むことができ、第2のシール・リング168は、第1の材料とは異な
る第2の材料を含むことができる。非限定的な例として、第1のシール・リング166は
、低摩擦係数を有して、荷重力がかかったときにより容易に動くことができるが、第2の
シール・リング168は、より隆起して、荷重がかかったときに第1のシール・リング1
66の動きを抑えるように構成することができる。
一実施例では、第1及び第2の軸方向端シール・リング160及び162は第1の材料
成分を含むことができ、中間シール・リング164は、第1の材料成分とは異なる第2の
材料成分を含むことができる。例として、第1の材料成分は、より弾力性のある材料を含
むことができ、第2の材料成分は、より低い摩擦係数を有することができる。
一実施例では、第1の軸方向端シール・リング160は、第2の付勢ジャケット104
の本体114と接触するように構成された第1の軸方向端面170を画定することができ
る。さらに特定の実施例では、第1の軸方向端シール・リング160の第1の軸方向端面
170は、第2の付勢ジャケット104のハブ172の表面と接触するように構成するこ
とができる。図示の実施例では、第1の軸方向端シール・リング160の第1の軸方向端
面170は、平面状の接触境界面174に沿って第2の付勢ジャケット104のハブ17
2と接触する。一実施例では、境界面174は、シール100の中心軸線Aに概ね垂直な
平面に沿って位置することができる。図示のように、境界面174は、第1の軸方向端シ
ール・リング160、ハブ172、又はその両方の厚さ全体にわたって延在することがで
きる。第2の付勢ジャケット104と第1の軸方向端シール・リング160との間に平面
状の境界面174を使用することは、アーチ状の境界面、複数面の境界面、又はその両方
などの非平面状の境界面に比較すると、シール100のシール特性を高めることができる
。特定の実施例では、境界面174は、シール100の周囲の周りで測ると、形状、大き
さ、又はその両方に関してほぼ一様にすることができる。図示されていない実施例では、
境界面174は非平面状にすることができる。
図示されていない実施例では、第1の軸方向端シール・リング160は第2の付勢ジャ
ケット104と一体化することができる。すなわち、第1の軸方向端シール・リング16
0は、第2の付勢ジャケット104の本体114と一体又はモノリシックとすることがで
きる。特定の例では、第1の軸方向端シール・リング160は、第2のジャケット104
を複数のシール・リング156と接続するように主として機能する本体114の一部分と
して画定されてもよい。
特定の例では、シール100の要素は互いに対して自由に浮遊することができる。すな
わち、第1の付勢ジャケット102、第2の付勢ジャケット104、スペーサ136、及
び複数のシール・リング156のうちの少なくとも2つは、互いに対して軸方向に並進す
るように構成することができる。一実施例では、第1の付勢ジャケット102、第2の付
勢ジャケット104、スペーサ136、及び複数のシール・リング156のうちの少なく
とも2つは、互いに対して独立して(例えば、異なるときに、例えば、連続して)取り付
けられてもよい。シール100の要素は、取付時に確実に適正な向きになるように、ハー
ドウェアに挿入する前に積み重ねることができる。
図4は、別の実施例によるシール400の断面図である。第1の付勢ジャケット402
は、前述の第1の付勢ジャケット102に類似することができる。スペーサ404は、第
1の付勢ジャケット402と第2の付勢ジャケット406との間に配置することができる
第2の付勢ジャケット406は、その軸方向面412から凹まされた凹部410を画定
する第1のシール要素408、及び凹部410内に少なくとも部分的に配置された第2の
シール要素414を含むことができる。第2のシール要素414は、その軸方向面418
から凹まされた凹部416を画定することができる。付勢要素420は、第2のシール要
素414の凹部416内に少なくとも部分的に配置することができる。
一実施例では、凹部410によって画定された容積内に第2のシール要素414の少な
くとも10%を配置することができる、凹部410によって画定された容積内に第2のシ
ール要素414の少なくとも25%を配置することができる、凹部410によって画定さ
れた容積内に第2のシール要素414の少なくとも50%を配置することができる、又は
、凹部410によって画定された容積内に第2のシール要素414の少なくとも75%を
配置することができる。
一実施例では、第2のシール要素414は、凹部410を画定する第1のシール要素4
08の表面に沿って第1のシール要素408と接触することができる。さらに特定の実施
例では、第1のシール要素408と第2のシール要素414は、互いに対して締りばめに
することができる。すなわち、例えば、第1のシール要素408と第2のシール要素41
4との合せ面の輪郭は、2つの部品をぴったり配置するための形状と類似の形状になるよ
うに構成することができる。
一実施例では、第2のシール要素414の凹部416は、その中に付勢要素420を保
持するように構成された形状を有することができる。例えば、凹部416の厚さは、凹部
416の開口において、又は開口近くで、付勢要素420の厚さより小さくすることがで
きる。
一実施例では、第1及び第2のシール要素408及び414は、第1のシール要素40
8と第2のシール要素414とを互いに固定するように構成された相補的な保持機能部4
22を含むことができる。非限定的な例として、相補的な保持機能部422は、互いにス
ナップ・フィットするように構成された切欠きと溝とを含むことができる。
一実施例では、第2のシール要素414は、複数の部品の構成品を含むことができる。
例えば、第2のシール要素414は、凹部416によって互いから間隔を置いて配置され
た半径方向内側部分424と半径方向外側部分426とを含むことができる。相補的な保
持機能部422は、半径方向内側部分424と半径方向外側部分426との間での相対的
な軸方向の並進を防ぐことができる。
一実施例では、第2のシール要素414は、スペーサ404の表面430と合うように
構成された形状を有する軸方向端428を画定することができる。スペーサ404によっ
て第2のシール要素414にかかる荷重は、第2のシール要素414をハードウェアの方
へ半径方向外側に付勢することができる。このようにして、第2のシール要素414は、
有効なシール状態を形成するために、ハードウェアと接触すること、第1のシール要素4
08をハードウェアに付勢すること、又はその両方を可能にする。
一実施例では、スペーサ404は、第1のシール要素408の凹部410から軸方向に
間隔を置いて配置される。別の実施例では、スペーサ404は、第2のシール要素414
の凹部416の少なくとも大部分から間隔を置いて配置される。支持部(例えば、前述の
支持部140)なしにスペーサ404を使用することは、付勢要素420が非片持ち形状
のばねである用途に対しては適切である場合がある。非片持ち式ばねに対してスペーサ支
持部を使用すると、高荷重状態時に非片持ち式ばねに損傷を与えることがある。
「実例」
シールは、組立体において、直径46mmの穴と直径34.91mmの軸との間に取り
付けられる。シールは、直径33.78mmの中央の開口と47.02mmの外径を有す
る。シールは、図1~図3に示された設計を有する。詳細には、シールは、第1の付勢ジ
ャケット102と、第2の付勢ジャケット104と、2つの中間シール・リング164を
含む複数のシール・リング156と、第1の付勢ジャケット102と第2の付勢ジャケッ
ト104との間のスペーサ136とを含む。
漏洩排出物の漏れを試験するために、下表1に示された割合で、室温(約22℃)と低
温(-44℃)との間で組立体のサイクル試験が行われる。試験流体としてヘリウムを使
用して、ISO15848-1の附属書Aに規定された真空法を用いて測定を行う。漏れ
は、ステム直径1mm当たりで測定される。
図5は、温度サイクルの関数として組立体の漏れ502を示すグラフ500を含む。温
度プロフィール504は上表1に従って調節される。クラスAHシール性能は線506に
よって示される。クラスBHシール性能は線508によって示される。図示のように、組
立体の漏れ502の性能は、クラスAH及びクラスBHの両方の基準以内である。より詳
細には、供試シールは、ISO15848-1に従って測定されたとき、ステム周囲長当
たり1×10-5mg・s-1・m-1より少ない漏洩排出物の測定漏れ流量(質量流量
)を示した。供試シールは、CO1(205サイクル)、CO2(1500サイクル)、
及びCO3(2500サイクル)の耐久クラスにわたって、上記の漏れ流量か、それより
良い漏れ流量を示すことができる。
漏洩排出物の漏れを試験するために、下表2に示された割合で、室温(約22℃)と高
温(160℃)との間で組立体のサイクル試験が行われる。試験流体としてヘリウムが使
用される。漏れは、ステム直径1mm当たりで測定される。
図6は、温度サイクルの関数として組立体の漏れ602を示すグラフ600を含む。温
度プロフィール604は上表1に従って調節される。クラスAHシール性能は線606に
よって示される。クラスBHシール性能は線608によって示される。図示のように、組
立体の漏れ602の性能は、クラスAH及びクラスBHの両方の基準以内である。より詳
細には、供試シールは、ISO15848-1に従って測定されたとき、ステム周囲長当
たり1×10-5mg・s-1・m-1より少ない漏洩排出物の測定漏れ流量(質量流量
)を示した。供試シールは、CO1、CO2、及びCO3の耐久クラスにわたって、上記
の漏れ流量か、それより良い漏れ流量を示すことができる。
一実施例では、環状シールは、ISO15848-1に従って測定されたとき、ステム
の1.78×10-7mbar・l・s-1・mmより少ない漏洩排出物の測定漏れ流量
(体積流量)を有するように構成される。測定漏れ流量(体積流量)は、ステム・シール
・システムを通るステム直径1mm当たりで決定することができる。一実施例では、環状
シールは、CO1(205サイクル)、CO2(1500サイクル)、及びCO3(25
00サイクル)の耐久クラスにわたって、上記の漏れ流量か、それより良い漏れ流量を示
すように構成される。このような性能は、通常、ベローズ・タイプのシールでのみ達成可
能である。
一実施例では、本書で説明した1つ又は複数の実施例によるシールは、制御弁又はオン
オフ弁などの弁に使用することができる。より詳細には、このシールは、弁の弁棒と蓋と
の間に配置されて、それらの間の環状部をシールすることができる。特定の例では、本書
で説明した1つ又は複数の実施例によるシールは、掘削リグ及び精製作業などで石油及び
ガスに使用することができる。本書で説明した実施例によるシールは、ISO15848
-1で規定されたクラスAH要求事項に合致する低漏洩排出で動作することができる。
「実施例1」
環状シールであって、
前記環状シールの第1の軸方向端を画定する第1の付勢ジャケットと、
前記環状シールの第2の軸方向端を画定する複数のシール・リングと、
前記第1の付勢ジャケットと前記複数のシール・リングとの間に配置された第2の付勢
ジャケットと、
前記第1の付勢ジャケットと前記第2の付勢ジャケットとの間に配置されたスペーサと
を備える環状シール。
「実施例2」
比較的高い圧力領域と比較的低い圧力領域との間でハードウェア内に取り付けられ、前
記環状シールの前記第1の軸方向端が前記比較的高い圧力領域に近接するように構成され
た、実施例1に記載の環状シール。
「実施例3」
前記第1の付勢ジャケットと前記第2の付勢ジャケットが、互いに比較すると、異なる
タイプの付勢要素を有する、又は、前記第1の付勢ジャケットと前記第2の付勢ジャケッ
トが、互いに比較すると、同じタイプの付勢要素を有する、実施例1から2までのいずれ
か1つに記載の環状シール。
「実施例4」
前記第1の付勢ジャケットが、第1の付勢要素を少なくとも部分的に含む容積部を画定
する第1の本体を有する、実施例1から3までのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例5」
前記第1の付勢要素が、二重コイルばね、単一コイルばね、アドバンスト・ピッチばね
、1つの片持ち式ばね、又は複数の片持ち式ばねを有する、実施例4に記載の環状シール
「実施例6」
前記第2の付勢ジャケットが、第2の付勢要素を含む容積部を画定する第2の本体を有
する、実施例1から5までのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例7」
前記第2の付勢要素が、二重コイルばね、単一コイルばね、アドバンスト・ピッチばね
、1つの片持ち式ばね、又は複数の片持ち式ばねを有する、実施例6に記載の環状シール
「実施例8」
前記第1の本体と前記第2の本体が、互いに比較すると、異なる断面形状を有する、又
は、前記第1の本体と前記第2の本体が、互いに比較すると、同じ断面形状を有する、実
施例6及び7のうちのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例9」
前記第2の本体の半径方向内側面及び半径方向外側面のうちの少なくとも1つが環状隆
起部を画定する、実施例6から8までのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例10」
前記環状隆起部が、前記第2の本体の前記半径方向内側面又は外側面に沿って延在する
少なくとも2つの環状隆起部を有する、実施例9に記載の環状シール。
「実施例11」
前記少なくとも2つの環状隆起部が、前記半径方向内側面又は外側面から測って異なる
高さを有する、実施例10に記載の環状シール。
「実施例12」
前記半径方向内側面と前記半径方向外側面が、異なる数の環状隆起部を画定する、実施
例9から11までのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例13」
前記スペーサが基部を有する、実施例1から12までのいずれか1つに記載の環状シー
ル。
「実施例14」
前記スペーサが、断面で見て、支持部をさらに有し、前記支持部の少なくとも一部分が
、前記第2の付勢ジャケットの容積部内に延在する、実施例13に記載の環状シール。
「実施例15」
前記支持部が、第1の軸方向位置で第1の厚さを画定し、第2の軸方向位置で第2の厚
さを画定するテーパ状の形状を有し、前記第1の厚さが前記第2の厚さより薄く、前記環
状シールの前記第1の軸方向端が、前記第2の軸方向位置より前記第1の軸方向位置に近
い、実施例14に記載の環状シール。
「実施例16」
前記第1の付勢ジャケットと前記スペーサとが互いに一体である、実施例1から15ま
でのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例17」
前記第1の付勢ジャケットと前記スペーサとが、前記環状シールの中心軸線に垂直に配
置された平面状の境界面に沿って互いに接触する、実施例1から16までのいずれか1つ
に記載の環状シール。
「実施例18」
取り付けられた状態で、前記スペーサが前記第1及び第2の付勢ジャケットのみと接触
するように構成される、取り付けられた状態で、前記スペーサが、前記環状シールが取り
付けられたハードウェアから間隔を置いて配置されるように構成される、又は、その両方
になるように構成される、実施例1から17までのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例19」
前記第2の付勢ジャケットが、取り付けられていない状態で前記環状シールの中心軸線
に対して測って第1の角度を画定し、取り付けられた状態で測って第2の角度を画定する
軸方向に延在するアームを有し、前記スペーサが、前記環状シールの前記中心軸線に対し
て測って側面角度を画定する支持部を有し、前記支持部の前記側面角度が、前記第1の角
度より前記第2の角度に近い、実施例1から18までのいずれか1つに記載の環状シール
「実施例20」
前記複数のシール・リングが、前記複数のシール・リングの軸方向端に配置された第1
及び第2の軸方向端シール・リングと、それらの間に配置された1つ又は複数の中間シー
ル・リングとを有する、実施例1から19までのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例21」
前記第1の軸方向端シール・リングと前記第2の付勢ジャケットとが互いに一体である
、実施例20に記載の環状シール。
「実施例22」
前記複数のシール・リングがシェブロン式パッキンを画定する、実施例1から21まで
のいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例23」
前記第2の付勢ジャケットが、前記環状シールの中心軸線に対して垂直に配置された平
面状の境界面に沿って前記第1の軸方向端シール・リングと接触する、実施例1から22
までのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例24」
前記第2の付勢ジャケットが、
軸方向面から凹まされた凹部を画定する第1のシール要素と、
前記第1のシール要素の前記凹部内に少なくとも部分的に配置された第2のシール要素
であって、軸方向面から凹まされた凹部を画定する第2のシール要素と、
前記第2のシール要素の前記凹部内に少なくとも部分的に配置された付勢要素と
を有する、実施例1から23までのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例25」
前記第2のシール要素が、前記第2のシール要素の前記凹部によって互いから間隔を置
いて配置された半径方向内側部分と半径方向外側部分とを有する、実施例24に記載の環
状シール。
「実施例26」
前記第1及び第2のシール要素が、前記第1のシール要素と前記第2のシール要素との
間での相対的な軸方向の並進を防ぐように構成された相補的な保持機能部を有する、実施
例24及び25のうちのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例27」
前記スペーサが、前記第1のシール要素の前記凹部全体から軸方向に間隔を置いて配置
された、実施例24から26までのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例28」
前記第2のシール要素が、前記スペーサの表面と合うようの構成された軸方向端の形状
を画定する、実施例24から27までのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例29」
前記第2のシール要素の前記付勢要素が、前記第1の付勢ジャケットと同じタイプの付
勢要素を有する、又は、前記第2のシール要素の前記付勢要素が、前記第1の付勢ジャケ
ットとは異なるタイプの付勢要素を有する、実施例24から28までのいずれか1つに記
載の環状シール。
「実施例30」
-200℃から300℃、-50℃から200℃、又は-46℃から200℃の範囲の
温度で使用するように構成された、実施例1から29までのいずれか1つに記載の環状シ
ール。
「実施例31」
ISO15848-1に従って測定されたとき、ステム・シール・システムを通るステ
ム周囲長当たり1×10-5mg・s-1・m-1より少ない漏洩排出物の測定漏れ流量
(質量流量)を有するように構成された、実施例1から30までのいずれか1つに記載の
環状シール。
「実施例32」
ISO15848-1に従って測定されたとき、ステムの1.78×10-7mbar
・l・s-1・mmより少ない漏洩排出物の測定漏れ流量(体積流量)を有するように構
成された、実施例1から31までのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例33」
ISO15848-1に従って測定されたとき、クラスAHに適合する、実施例1から
32までのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例34」
ISO15848-1に従って測定されたとき、クラスAH CO1に適合する、クラ
スAH CO2に適合する、又は、クラスAH CO3に適合する、実施例33に記載の
環状シール。
「実施例35」
前記第1の付勢ジャケット、前記第2の付勢ジャケット、又は前記複数のシール・リン
グのうちの少なくとも1つのうちの少なくとも1つが、テトラフルオロエチレン(TFE
)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、充填材入りPTFE、変性PTFE、バ
ージンPTFE、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、又はこれらの任意の組合せ
を有する、実施例1から34までのいずれか1つに記載の環状シール。
「実施例36」
前記第1の付勢ジャケット、前記第2の付勢ジャケット、又は前記複数のシール・リン
グのうちの少なくとも1つのうちの少なくとも1つが充填材料を有する、実施例35に記
載の環状シール。
概要又は実例において上記のすべての行為が必要なわけではなく、特定の行為の一部分
は不要である場合があり、1つ又は複数のさらに別の行為が、前述の行為に加えて実施さ
れる場合があることに留意されたい。さらに、行為が列挙されている順序は、必ずしもそ
れらが実施される順序ではない。
特定の実施例に関して、利益、その他の利点、及び問題に対する解決法を上で説明した
。しかしながら、これらの利益、利点、問題の解決法、及び、なんらかの利益、利点、又
は解決法を生じさせたり、より顕著にしたりすることがある、あらゆる特徴が、特許請求
の範囲のいずれか又はすべての重要な、必要な、又は本質的な特徴として解釈されるもの
ではない。
本書に記載された実施例の詳細及び説明は、様々な実施例の構造についての一般的理解
を与えることを意図している。その詳細及び説明は、本書に記載された構造又は方法を使
用する装置及びシステムの要素及び特徴のすべてを網羅的、包括的に記述しようとしたも
のではない。別々の実施例が、単一の実施例の中で組み合わされて提供されていることも
あり、逆に、簡潔にするために単一の実施例の文脈で説明される様々な特徴が別々に、又
は任意の副次的な組合せで提供されていることもある。さらに、ある範囲において記載さ
れる値への言及は、その範囲内にあるそれぞれの値及びすべての値を含む。本明細書を読
むだけで、当業者には、多くのその他の実施例が明らかになり得る。他の実施例を使用す
ること、及び本開示から他の実施例を得ることが可能であり、その結果、構造的な置換、
論理的な置換、又は別の変更が、本開示の範囲から逸脱することなく行うことができる。
したがって、本開示は、限定するのではなく例示すると見なされるものである。

Claims (15)

  1. 環状シールであって、
    前記環状シールの第1の軸方向端を画定する第1の付勢ジャケットと、
    前記環状シールの第2の軸方向端を画定する複数のシール・リングと、
    前記第1の付勢ジャケットと前記複数のシール・リングとの間に配置された第2の付勢
    ジャケットと、
    前記第1の付勢ジャケットと前記第2の付勢ジャケットとの間に配置されたスペーサと
    を有する環状シール。
  2. ハードウェア内で比較的高い圧力領域と比較的低い圧力領域との間に取り付けられ、前
    記環状シールの前記第1の軸方向端が前記比較的高い圧力領域に近接するように適合され
    ている、請求項1に記載の環状シール。
  3. 前記第1の付勢ジャケットと前記第2の付勢ジャケットが、互いに異なるタイプの付勢
    要素を有し、又は、前記第1の付勢ジャケットと前記第2の付勢ジャケットが、互いに同
    じタイプの付勢要素を有する、請求項1に記載の環状シール。
  4. 前記第1の付勢ジャケットが、第1の付勢要素を少なくとも部分的に収容する容積部を
    画定する第1の本体を有する、請求項1に記載の環状シール。
  5. 前記第1の付勢要素が、二重コイルばね、単一コイルばね、アドバンスト・ピッチばね
    、1つの片持ち式ばね、又は複数の片持ち式ばねを有する、請求項4に記載の環状シール
  6. 前記第2の付勢ジャケットが、第2の付勢要素を収容する容積部を画定する第2の本体
    を有する、請求項1に記載の環状シール。
  7. 前記第2の付勢要素が、二重コイルばね、単一コイルばね、アドバンスト・ピッチばね
    、1つの片持ち式ばね、又は複数の片持ち式ばねを有する、請求項6に記載の環状シール
  8. 前記第1の本体と前記第2の本体が、互いに異なる断面形状を有し、又は、前記第1の
    本体と前記第2の本体が、互いに同じ断面形状を有する、請求項6に記載の環状シール。
  9. 前記第2の本体の半径方向内側面及び半径方向外側面のうちの少なくとも1つが環状隆
    起部を画定する、請求項6に記載の環状シール。
  10. 前記環状隆起部が、前記第2の本体の前記半径方向内側面又は外側面に沿って延びる少
    なくとも2つの環状隆起部を有する、請求項9に記載の環状シール。
  11. 前記スペーサが基部を有する、請求項1に記載の環状シール。
  12. 前記スペーサが、断面で見て、支持部をさらに有し、前記支持部の少なくとも一部分が
    、前記第2の付勢ジャケットの容積部内へと延びている、請求項11に記載の環状シール
  13. 前記第1の付勢ジャケットと前記スペーサとが、前記環状シールの中心軸線に垂直に配
    置された平面状の境界面に沿って互いに接触している、請求項1に記載の環状シール。
  14. 前記複数のシール・リングが、前記複数のシール・リングの軸方向端に配置された第1
    及び第2の軸方向端シール・リングと、それらの間に配置された1つ又は複数の中間シー
    ル・リングとを有する、請求項1に記載の環状シール。
  15. 前記第2の付勢ジャケットが、
    第1のシール要素であって、その軸方向面から凹んだ凹部を画定する第1のシール要素
    と、
    前記第1のシール要素の前記凹部内に少なくとも部分的に配置された第2のシール要素
    であって、その軸方向面から凹んだ凹部を画定する第2のシール要素と、
    前記第2のシール要素の前記凹部内に少なくとも部分的に配置された付勢要素と
    を有する、請求項1に記載の環状シール。
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