JP2662720B2 - Cylindrical face seal - Google Patents
Cylindrical face sealInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、軸封装置の一種として用いられる円筒面シ
ールに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cylindrical face seal used as one type of shaft sealing device.
従来からこの種シールの一例として第８図ないし第10
図に示すセグメントシール（１）を軸（11）側のランナ
ー（14）に摺接させる構造のものが公知である。FIGS. 8 to 10 show an example of this type of seal.
There is known a structure in which a segment seal (1) shown in the figure is brought into sliding contact with a runner (14) on the shaft (11) side.
すなわちこのセグメントシール（１）は、ハウジング
（２）のなかにシールリング（４）、カバーリング
（５）、キー（６）、エキステンションスプリング（ガ
ータスプリング、７）およびコンプレッションスプリン
グ（コイルスプリング、８）を組み合わせたシールエレ
メント（シールリングキット、３）を入れ、スプリング
リテーナ（スプリングアダプタ、９）で蓋をしてスナッ
プリング（10）で止めてある。シールリング（４）およ
びカバーリング（５）は主にカーボン材料によって成形
され、両リング（４）（５）を軸（11）のサイズに応じ
て２等分以上に分割して、円周方向に分割位相をずらし
て組み合わせている。シールリング（４）の分割部分は
軸方向のリークパスを止めるためにステップジョイント
（12）になっている。シールエレメント（３）はハウジ
ング（２）に立設したローテーションロックピン（13）
によりキー（６）を介して回転止めされ、また軸（11）
の半径方向の動きに追随できるようにエキステンション
スプリング（７）により軸（11）に抱き付くように保持
される。シールリング（４）の内径面は軸（11）に外挿
嵌着したランナー（14）の外径面と摺動し、該部に１次
シール部分たる摺動シール部（動的シール部、15）が構
成される。シールエレメント（３）はコンプレッション
スプリング（８）によって軸方向に押圧され、その軸直
角端面をハウジング（２）の端壁に圧接させて該部に２
次シール部分たる静的シール部（16）を構成している。
両シール部（15）（16）を形成する前記内径面と軸直角
端面にはそれぞれ流体圧力による負荷を軽減するための
圧力バランス溝（17）（18）が形成されている。第11図
は内径面に形成した圧力バランス溝（17）の一例を示し
ている。シールリング（４）の内径面と摺接するランナ
ー（14）は一般に焼入鋼によって成形され、またその外
径面はフラットな面に仕上げられている。That is, the segment seal (1) is composed of a seal ring (4), a cover ring (5), a key (6), an extension spring (garter spring, 7) and a compression spring (coil spring, 8) in a housing (2). ) Is put in the seal element (seal ring kit, 3), covered with a spring retainer (spring adapter, 9) and stopped with a snap ring (10). The seal ring (4) and the cover ring (5) are mainly formed of a carbon material, and the rings (4) and (5) are divided into two or more equal parts according to the size of the shaft (11), and are divided in the circumferential direction. Are combined with the divided phases shifted. The split part of the seal ring (4) is a step joint (12) for stopping the leak path in the axial direction. The sealing element (3) is a rotation lock pin (13) erected on the housing (2).
Is stopped by the key (6) and the shaft (11)
The extension spring (7) holds the shaft (11) so as to be able to follow the movement in the radial direction. The inner diameter surface of the seal ring (4) slides on the outer diameter surface of the runner (14) externally fitted to the shaft (11), and a sliding seal portion (dynamic seal portion, 15) is configured. The sealing element (3) is pressed in the axial direction by the compression spring (8), and its end surface perpendicular to the axis is pressed against the end wall of the housing (2) so that the sealing element (2) is pressed against the end wall.
It constitutes a static seal part (16) as a next seal part.
Pressure balance grooves (17) (18) for reducing the load due to fluid pressure are formed on the inner surface and the end surface perpendicular to the axis forming the seal portions (15) (16), respectively. FIG. 11 shows an example of the pressure balance groove (17) formed on the inner diameter surface. The runner (14) which is in sliding contact with the inner diameter surface of the seal ring (4) is generally formed of hardened steel, and its outer diameter surface is finished to a flat surface.
上記構成のセグメントシール（１）は各種の流体をシ
ールするために用いられるが、このセグメンシール
（１）によって気体（Ｇ）をシールする場合には摺動シ
ール部（15）がドライ条件となることから効率よく摺動
発熱を除去できないことがある。当該セグメントシール
（１）はこの事態に対処するためあらかじめシールリン
グ（４）の内径面に圧力バランス溝（17）を形成し、該
圧力バランス溝（17）内に気体圧力を積極的に導入して
摺動発熱が限界以上に高くなることがないようにシール
面圧を低く抑えている。しかしながらこの圧力バランス
溝（17）による面圧低下の機能限界を越えるレベルまで
シールの差圧が大きくなったり軸回転数が高速になって
くると、摺動材料の熱限界を越えるような摺動発熱が生
じてしまう。このような熱限界を越える条件において
は、低圧側で、摺動シール部（15）近傍の軸部にオイル
や水などの液体（冷却液）をジェットなどにより吹き付
けて該摺動シール部（15）を冷却している。The segment seal (1) having the above structure is used for sealing various fluids. When the gas (G) is sealed by the segment seal (1), the sliding seal portion (15) has a dry condition. Therefore, the sliding heat may not be efficiently removed. In order to cope with this situation, the segment seal (1) previously forms a pressure balance groove (17) on the inner diameter surface of the seal ring (4), and actively introduces gas pressure into the pressure balance groove (17). Thus, the sealing surface pressure is kept low so that the sliding heat does not become higher than the limit. However, when the differential pressure of the seal increases or the shaft rotation speed increases to a level exceeding the functional limit of the reduction of the surface pressure due to the pressure balance groove (17), the sliding limit exceeds the thermal limit of the sliding material. Heat is generated. Under such a condition exceeding the thermal limit, a liquid (cooling liquid) such as oil or water is sprayed by a jet or the like on the shaft portion near the sliding seal portion (15) on the low pressure side to jet the sliding seal portion (15). A) has cooled.
また航空用ジェットエンジンやガスコンプレッサある
いはガスタービン等においては、圧縮空気や燃焼ガスな
どの高圧気体がベアリング部分に流入してベアリングの
オイル潤滑が適切にできなくなることがある。このため
ベアリング室と高圧の気体部分を仕切るようにシールが
必要となり、該仕切り部分にセグメントシール（１）が
用いられる第12図はこのような理由からセグメントシー
ル（１）を装着したジェットエンジンのベアリング室
（19）周辺の構造を示し、該ベアリング室（19）を隔離
するよう軸方向の両側にセグメントシール（１）が装着
されている。ベアリング室（19）内はベアリング（20）
の潤滑と冷却のためのオイルがジェット（21）（22）で
供給されており、またこのオイルはセグメントシール
（１）を冷却するためにも機能する。In an aircraft jet engine, a gas compressor, a gas turbine, or the like, high-pressure gas such as compressed air or combustion gas may flow into a bearing portion, and the bearing may not be properly lubricated with oil. For this reason, a seal is required so as to separate the bearing chamber from the high-pressure gas portion. The segment seal (1) is used in the partition portion. FIG. 12 shows a jet engine equipped with the segment seal (1) for such a reason. The structure around a bearing chamber (19) is shown, and segment seals (1) are mounted on both sides in the axial direction so as to isolate the bearing chamber (19). Bearing (20) inside the bearing room (19)
Oil for lubrication and cooling of the oil is supplied by the jets (21) and (22), and this oil also functions to cool the segment seal (1).
このようにセグメントシール（１）は気体をシールす
るために様々な装置に組み込まれるが、作動雰囲気につ
いて上記したように正面に高圧の気体を受けるとともに
背面に低圧の液体を受けるような状況で使われることが
あり、このような状況において気体と液体の圧力差が小
さいと、液体が摺動シール部（15）に浸入しさらに気体
側に漏れ込むことがある。As described above, the segment seal (1) is incorporated in various devices to seal gas, but is used in a situation where the operating atmosphere receives high-pressure gas on the front and low-pressure liquid on the back as described above. In such a situation, if the pressure difference between the gas and the liquid is small in such a situation, the liquid may enter the sliding seal portion (15) and further leak to the gas side.
差圧が小さいときに低圧の液体が高圧の気体側へ漏れ
込むこの現象はつぎのように考えられる。This phenomenon in which the low-pressure liquid leaks to the high-pressure gas side when the differential pressure is small is considered as follows.
すなわち上記したジェットエンジンの場合を例にとる
と、セグメントシール（１）の低圧側はベアリング（2
0）の潤滑、冷却および摺動シール部（15）の冷却のた
めのオイル（Ｏ）がミスト状にあって当該シール（１）
はオイル（Ｏ）で漏れる雰囲気にあり、シールエレメン
ト（３）にもオイル（Ｏ）が浸入してくる。気体（Ｇ）
とオイル（Ｏ）の差圧が大きいときは気体圧力がシール
エレメント（３）の隙間に浸入したオイル（Ｏ）の表面
張力に打ち勝ってオイル（Ｏ）の更なる浸入を防止して
いるが、差圧が小さくなりとくに0.3kgf/cm2以下になる
とオイル（Ｏ）の表面張力のほうが強くなってオイル
（Ｏ）がシールエレメント（３）の内部まで浸入してく
ることが実験的に判っている。とくにセグメントシール
（１）はシールエレメント（３）の分割構造の関係で気
体（Ｇ）のリークはシールエレメント（３）の分割部に
集中し、このため分割部以外の円周シール部分（摺動シ
ール部（15）および静的シール部（16））においては気
体（Ｇ）のリーク流れが非常に少ない状態となってこの
部分にオイル（Ｏ）が浸入し易い。さらにランナー（1
4）と摺動する摺動シール部（15）においては軸（11）
の回転に伴なう振れが生じるため、シールエレメント
（３）の軸振れに対する追随作動の関係から該部（15）
に面圧変動を生じ、浸入したオイル（Ｏ）の油膜の状態
が変化し易くなる。またこの摺動シール部（15）では該
部（15）に形成された油膜によりシールリング（４）が
ランナー（14）から浮上するような状態（たとえとして
サーフボードが波の上に乗っている状態を想起された
い）になって、更なるオイル（Ｏ）の浸入や油膜の形成
を助長する。摺動シール部（15）に形成された油膜は軸
（11）の回転に伴なってシールリング（４）の分割部で
掻き落とされ気体（Ｇ）側に漏入する。That is, in the case of the jet engine described above, the low pressure side of the segment seal (1) is a bearing (2).
Oil (O) for lubrication, cooling, and cooling of the sliding seal portion (15) is in the form of a mist, and the seal (1) is used.
Is in an atmosphere leaking with oil (O), and oil (O) also infiltrates the seal element (3). Gas (G)
When the pressure difference between the oil (O) and the oil (O) is large, the gas pressure overcomes the surface tension of the oil (O) penetrating into the gap of the seal element (3) to prevent further penetration of the oil (O). It has been experimentally found that when the differential pressure is reduced, especially when the pressure becomes 0.3 kgf / cm 2 or less, the surface tension of the oil (O) becomes stronger and the oil (O) penetrates into the inside of the seal element (3). I have. In particular, in the segment seal (1), the leak of gas (G) concentrates on the divided portion of the seal element (3) due to the divided structure of the seal element (3). In the seal part (15) and the static seal part (16)), the leak flow of the gas (G) is very small, and the oil (O) easily enters this part. Runner (1
Shaft (11) in sliding seal (15) sliding with 4)
Of the seal element (3) due to the follow-up operation with respect to the axial run-out of the seal element (3).
The surface pressure fluctuates in the oil, and the state of the oil film of the infiltrated oil (O) tends to change. Further, in this sliding seal portion (15), a state in which the seal ring (4) floats from the runner (14) due to an oil film formed in the portion (15) (for example, a state in which the surfboard is riding on a wave) And promotes further infiltration of oil (O) and formation of an oil film. The oil film formed on the sliding seal portion (15) is scraped off at the divided portion of the seal ring (4) as the shaft (11) rotates, and leaks to the gas (G) side.
従来技術において、このような低差圧の条件下でセグ
メントシール（１）を有効に作動させるには、第13図に
示すように、シールエレメント（３）を向かい合わせに
２個用い、中間の室（23）内に高圧の気体（空気などが
適している）を送給して意図的に高差圧条件をつくり出
すことが考えられるが、ある程度のスペースを必要と
し、構造が複雑であって適切な対応策とは言えない。ま
たジェットエンジンにこの対策を講じた場合、高圧の気
体はエンジンのコンプレッサ部分から抽気することにな
ってエンジンの構造が複雑となり、抽気による効率の低
下を招くことになる。In the prior art, in order to effectively operate the segment seal (1) under the condition of such a low differential pressure, as shown in FIG. It is conceivable that high pressure gas (air or the like is suitable) is supplied into the chamber (23) to intentionally create a high differential pressure condition, but it requires a certain amount of space and the structure is complicated. It is not an appropriate response. When this measure is taken for a jet engine, high-pressure gas is bled from the compressor portion of the engine, which complicates the structure of the engine and reduces efficiency due to the bled air.
本発明は以上の点に鑑み、気体と液体の差圧が小さい
ときおよび差圧がない条件下でも気体側への液体の浸入
を極力抑えるように工夫したものであって、セグメント
シールに限らず広く円筒面シールに適用可能な構造を提
供することを目的とする。In view of the above, the present invention has been devised so as to minimize the intrusion of the liquid into the gas side even when the differential pressure between the gas and the liquid is small and under the condition where there is no differential pressure, and is not limited to the segment seal. An object is to provide a structure that can be widely applied to a cylindrical face seal.
上記の目的を達成するため、本発明のシールは、固定
側のシールリングの内径シール面と直接接触する回転側
のランナーの外径シール面に、軸心と平行な方向に対し
て傾斜した多数の筋または溝を形成し、この筋または溝
の回転により生じるポンプ圧で、前記内径シール面と外
径シール面との間に密封対象の気体を導入するとともに
液体を排出し、前記内径シール面と外径シール面との間
を乾燥状態に保持してなるものである。In order to achieve the above object, the seal of the present invention has a large number of inclined surfaces in a direction parallel to the axis on the outer diameter sealing surface of the rotating runner that directly contacts the inner diameter sealing surface of the fixed sealing ring. Forming a streak or groove, and introducing a gas to be sealed between the inner diameter sealing surface and the outer diameter sealing surface and discharging a liquid by a pump pressure generated by rotation of the streak or groove, thereby discharging the liquid. And the outer diameter sealing surface is kept in a dry state.
本発明によれば、回転するランナーの外径シール面に
形成された筋または溝により生じるポンプ圧により前記
外径シール面とシールリングの内径シール面との間に導
入された気体が液体の圧力に対抗するので、液体の侵入
を防止することができる。According to the present invention, the gas introduced between the outer diameter sealing surface and the inner diameter sealing surface of the seal ring by the pump pressure generated by the streaks or grooves formed on the outer diameter sealing surface of the rotating runner causes the pressure of the liquid to increase. Therefore, intrusion of liquid can be prevented.
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は上記従来技術に係る第９図に対応してセグメ
ントシール（１）の装着状態を描いており、該セグメン
トシール（１）のシールリング（４）の内径面（24）と
摺接するランナー（14）の外径面（25）に多数の筋（2
6）が形成されている。この筋（26）はランナー（14）
の外径面（25）を表面仕上げする際に加工することがで
き、施削仕上げの場合は同図に示すように各筋（26）が
１本の連続的なものに、また研削仕上げの場合は第２図
に示すように非連続的なものになる。またこの筋（26）
は、第３図に示すように、より広い幅をもつ溝（27）に
代えることができるが、溝（27）とする場合は反対にそ
の深さを筋（26）より浅くする必要がある。FIG. 1 shows the state of attachment of a segment seal (1) corresponding to FIG. 9 according to the above prior art, in which the segment seal (1) comes into sliding contact with the inner diameter surface (24) of a seal ring (4). The outer surface (25) of the runner (14) has numerous streaks (2
6) is formed. This line (26) is a runner (14)
The surface can be machined when finishing the outer diameter surface (25), and in the case of machining finish, as shown in the figure, each streak (26) becomes one continuous The case is discontinuous as shown in FIG. Also this line (26)
Can be replaced with a groove (27) having a wider width as shown in FIG. 3, but when the groove (27) is used, it is necessary to make the depth shallower than the streak (26). .
第１図ないし第３図に共通して、軸（11）と該軸（1
1）に外挿嵌着したランナー（14）はＡ方向からみて反
時計廻りに回転するものとし、筋（26）や溝（27）はそ
のポンピング作用によって液体（Ｌ）を押し戻すよう図
示方向に傾斜し、軸心と平行な方向に対する傾斜角度
（θ）を30゜≦θ＜90゜に設定され、またその深さを0.
25mm（0.01inch）に以下において設定される。1 to 3, the shaft (11) and the shaft (1
The runner (14) extrapolated to 1) rotates counterclockwise as viewed from the direction A, and the streaks (26) and the grooves (27) move in the direction shown in the drawing so that the liquid (L) is pushed back by the pumping action. The angle of inclination (θ) with respect to the direction parallel to the axis is set to 30 ° ≦ θ <90 °, and the depth is set to 0.
It is set below to 25mm (0.01inch).
第１図ないし第３図において、筋（26）や溝（27）は
ランナー（14）の全体径面に形成され、すなわち摺動シ
ール部（15）を軸方向に貫通形成されているが、筋（2
6）や溝（27）はごく微細に成形されるものであること
から、この筋（26）や溝（27）を通って液体（Ｌ）側へ
気体（Ｇ）が漏洩することは量的に無視することができ
る。この気体（Ｇ）の漏洩を止めるためには、第４図に
示すように摺動シール部（15）の気体側縁辺に筋（26）
や溝（27）の未加工帯（28）を設けることが考えられ
る。未加工帯部分（28）の幅（Ｗ）は0.5mm以上にする
のが好ましい。In FIGS. 1 to 3, the streaks (26) and the grooves (27) are formed on the entire radial surface of the runner (14), that is, are formed to penetrate the sliding seal portion (15) in the axial direction. Muscle (2
Since the 6) and the groove (27) are formed very finely, the leakage of the gas (G) to the liquid (L) side through the streak (26) or the groove (27) is quantitative. Can be ignored. In order to stop the gas (G) from leaking, as shown in FIG. 4, a streak (26) is formed on the gas side edge of the sliding seal portion (15).
It is conceivable to provide an unprocessed band (28) of the groove (27). The width (W) of the unprocessed band portion (28) is preferably 0.5 mm or more.
また第１図ないし第３図において、筋（26）や溝（2
7）を形成したランナー（14）の外径面（25）と摺接す
るシールリング（４）の内径面（24）には第11図に例示
したような圧力バランス溝（17）が形成されている。し
たがってランナー（14）の外径面（25）はシールリング
（４）の内径面（24）のうち圧力バランス溝（17）を形
成したところ以外のシールダム部分だけと摺接するよう
になるが、このような構造であっても筋（26）や溝（2
7）は十分にその機能を果たすことができる。但し第４
図に示すように、シールリング（４）の内径面（24）に
圧力バランス溝（17）を形成せず、該内径面（24）をフ
ラットに成形してランナー（14）の外径面（25）に全面
接触させた方が筋（26）や溝（27）の機能が高まること
は間違いないことから、シールリング（４）の内径面
（24）に圧力バランス溝（17）を形成するのはこれを必
要とする場合だけにすることが望ましい。また第５図に
示すように、シールリング（４）の内径面（24）をフラ
ットにし、ランナー（14）の外径面（25）に筋（26）や
溝（27）と合わせて圧力バランス溝（29）を形成するこ
とも考えられる。In addition, in FIG. 1 to FIG.
A pressure balance groove (17) as illustrated in FIG. 11 is formed on the inner diameter surface (24) of the seal ring (4) which is in sliding contact with the outer diameter surface (25) of the runner (14) formed with 7). I have. Therefore, the outer diameter surface (25) of the runner (14) comes into sliding contact with only the seal dam portion of the inner diameter surface (24) of the seal ring (4) other than where the pressure balance groove (17) is formed. Even with such a structure, the streaks (26) and grooves (2
7) can fully fulfill its function. However, the fourth
As shown in the figure, the pressure balance groove (17) is not formed on the inner diameter surface (24) of the seal ring (4), and the inner diameter surface (24) is formed flat to form the outer diameter surface (24) of the runner (14). There is no doubt that the function of the streaks (26) and the grooves (27) will be enhanced when the entire surface is in contact with the surface (25). Therefore, a pressure balance groove (17) is formed on the inner surface (24) of the seal ring (4). It is desirable to do this only when necessary. Also, as shown in FIG. 5, the inner surface (24) of the seal ring (4) is flattened, and the outer surface (25) of the runner (14) is pressure-balanced with the streaks (26) and grooves (27). It is also conceivable to form a groove (29).
第13図に示したジェットエンジンのベアリング（20）
部分に当該シールを装着すると第６図のようになる。両
図の比較から明らかなように当該シールによれば構造を
簡素化するとともに占有スペースを大幅に縮少すること
が可能となり、図の左側に配置されるファン（図示せ
ず）の取付位置をベアリング（20）に近づけることがで
き、全体的な軽量化が計れると同時に、コンプレッサ部
分からの抽気が不要となることからエンジンの効率向上
となる。Jet engine bearing shown in Fig. 13 (20)
When the seal is attached to the portion, the result is as shown in FIG. As is clear from the comparison between the two drawings, the seal simplifies the structure and significantly reduces the occupied space, so that the mounting position of the fan (not shown) arranged on the left side of the drawing can be changed. Since it can be close to the bearing (20), the overall weight can be reduced, and at the same time, the efficiency of the engine is improved because bleeding from the compressor is not required.
気体（Ｇ）の圧力が高まって気体（Ｇ）と液体（Ｌ）
の差圧がさらに大きくなる機器に用いる場合には、第７
図に示すように、外径面（25）に液体排出用の筋（26）
または溝（27）を付けたランナー（14）と内径面（24）
をフラットに成形したシールリング（４）の組み合わせ
になる本発明のシール構造と従来タイプのセグメントシ
ール構造を並設することが考えられる。この構造はとく
に運転時に液体（Ｌ）がシール部（15）を漏らしたり、
停止時または始動時に液体（Ｌ）がシール部（15）に浸
入したりする場合に有効である。すなわち例えばコンプ
レッサにおいて、高速回転で気体（Ｌ）圧力が大きい場
合にはシール部（15）の摺動発熱はこれに伴なって大き
くなる。このためシール部（15）が液体（Ｌ）に漏れた
状態にあると、高速時の発熱で該液体（Ｌ）、とくにオ
イル（Ｏ）は熱分解しスラッジを生成するとともにオイ
ル（Ｏ）が炭化したりコーキングしたりしてシールの作
動性を著しく低下させてしまい状況によってはシール機
能を失うことになる。これに対し第７図の構造は、液体
（Ｌ）側に本発明のシール構造を配置して気体（Ｇ）側
の従来タイプのセグメントシール構造をドライ条件下で
作動させるものであって、これに伴ない後者シールの液
体漏れをなくすことができる。第７図において、符号
（30）は両セグメントシール（１）（１）の間の室（3
1）に開口したベントホールを示している。すなわちこ
のベントホール（30）は高圧側のセグメントシール
（１）からリークした気体（Ｇ）をベントするために設
けられ、液体（Ｌ）が流入しにくい向きに加工される。
このベントホール（30）は円周方向にいくつ設けてもよ
く、室（31）の下部側に設けるホール（30）については
とくに液体（Ｌ）用のドレンホールとしての働きを兼ね
させることができる。The pressure of gas (G) increases and gas (G) and liquid (L)
When used for equipment with a larger differential pressure,
As shown in the figure, the liquid discharge streaks (26) are provided on the outer diameter surface (25).
Or runner (14) with groove (27) and inner diameter surface (24)
It is conceivable that the seal structure of the present invention, which is a combination of a seal ring (4) formed into a flat shape, and a conventional segment seal structure are juxtaposed. In this structure, the liquid (L) leaks from the seal portion (15) particularly during operation,
This is effective when the liquid (L) enters the seal portion (15) at the time of stopping or starting. That is, for example, in a compressor, when the gas (L) pressure is high at high speed rotation, the sliding heat of the seal portion (15) increases accordingly. For this reason, when the seal portion (15) is in a state of leaking into the liquid (L), the liquid (L), particularly oil (O), is thermally decomposed due to heat generation at high speed to generate sludge, and the oil (O) is generated. Carbonization or coking can severely reduce the operability of the seal and, in some circumstances, result in loss of the seal function. On the other hand, in the structure of FIG. 7, the seal structure of the present invention is arranged on the liquid (L) side, and the conventional segment seal structure on the gas (G) side is operated under dry conditions. As a result, liquid leakage of the latter seal can be eliminated. In FIG. 7, reference numeral (30) denotes a chamber (3) between the two segment seals (1) and (1).
The vent hole opened in 1) is shown. That is, the vent hole (30) is provided for venting the gas (G) leaked from the segment seal (1) on the high pressure side, and is processed so that the liquid (L) hardly flows.
Any number of the vent holes (30) may be provided in the circumferential direction, and the hole (30) provided on the lower side of the chamber (31) can also serve as a drain hole for the liquid (L). .
本発明のシール構造は、これまで述べてきた２リング
タイプのセグメントシールのほかに、カバーリング
（５）を有しない１リングタイプのセグメントシールや
バックリングを併備した３リングタイプのセグメントシ
ールに対しても適用可能である。第14図は従来例に係る
３リングタイプのセグメントシール（１）の１例を示
し、シールリング（４）とバックリング（32）のそれぞ
れの内径面に圧力バランス溝（17）（33）を形成してい
る。The seal structure of the present invention can be applied not only to the two-ring type segment seal described above, but also to a one-ring type segment seal having no cover ring (5) and a three-ring type segment seal having a buckling. It is also applicable. FIG. 14 shows an example of a three-ring type segment seal (1) according to a conventional example, in which pressure balance grooves (17) and (33) are provided on the inner diameter surfaces of the seal ring (4) and the back ring (32). Has formed.
本発明は以上説明したようにシールリングの内径シー
ル面に接触するランナーの外径シール面に傾斜した多数
の筋や溝を付けたことを特徴とするものであって、この
筋や溝の働きにより液体漏洩を積極的に抑えることがで
きる。また一般に焼入鋼によって製されるランナーの外
径面に筋や溝を形成することはカーボン製のシールリン
グの内径面にこれらを形成する場合に比べて極めて容易
に加工することができ、また特に筋および仕上げ加工目
の加工については、部品の機械加工時に機械加工の送り
（ネジ加工の送りと同様）によって容易に高精度で得る
ことができ、実用上非常に利用度の高い特徴を有する。As described above, the present invention is characterized in that a plurality of inclined streaks and grooves are provided on the outer diameter sealing surface of the runner which comes into contact with the inner diameter sealing surface of the seal ring, and the function of the streaks and grooves is provided. Accordingly, liquid leakage can be positively suppressed. Also, forming streaks or grooves on the outer diameter surface of a runner generally made of hardened steel can be processed much more easily than forming them on the inner diameter surface of a carbon seal ring. In particular, the processing of the streaks and finishes can be easily obtained with high precision by machining feed (similar to screw feed) at the time of machining parts, and has a feature that is very practical in practical use. .
第１図ないし第５図はそれぞれ本発明に係るシールの装
着状態を示す断面図とランナーの外径面の要部展開図、
第６図および第７図はそれぞれ本発明に係るシールの装
着状態を示す断面図、第８図は従来例に係るセグメント
シールの一部切欠した分解斜視図、第９図、第10図、第
12図、第13図および第14図はそれぞれ従来例に係るシー
ルの装着状態を示す断面図、第11図は従来例に係るシー
ルリングの内径面の要部展開図である。 （１）セグメントシール、（２）ハウジング （３）シールエレメント、（４）シールリング （５）カバーリング、（６）キー （７）エキステンションスプリング （８）コンプレッションスプリング （９）スプリングリテーナ、（10）スナップリング （11）軸、（12）ステップジョイント （13）ローテーションロックピン、（14）ランナー （15）摺動シール部、（16）静的シール部 （17）（18）（29）（33）圧力バランス溝 （19）ベアリング室、（20）ベアリング （21）（22）ジェット、（23）（31）室 （24）内径面、（25）外径面、（26）筋、（27）溝 （28）未加工帯、（30）ベントホール （32）バックリング、（Ｇ）気体、（Ｌ）液体 （Ｏ）オイル1 to 5 are sectional views showing a mounted state of a seal according to the present invention, and development views of a main part of an outer diameter surface of a runner, respectively.
6 and 7 are cross-sectional views showing a mounted state of the seal according to the present invention, respectively. FIG. 8 is an exploded perspective view of a segment seal according to a conventional example, with a part cut away, FIG. 9, FIG.
12, 13, and 14 are cross-sectional views each showing a mounted state of a seal according to a conventional example, and FIG. 11 is a developed view of a main part of an inner diameter surface of a seal ring according to a conventional example. (1) Segment seal, (2) Housing (3) Seal element, (4) Seal ring (5) Cover ring, (6) Key (7) Extension spring (8) Compression spring (9) Spring retainer, (10) ) Snap ring (11) Shaft, (12) Step joint (13) Rotation lock pin, (14) Runner (15) Sliding seal, (16) Static seal (17) (18) (29) (33) ) Pressure balance groove (19) Bearing room, (20) Bearing (21) (22) Jet, (23) (31) room (24) Inner diameter surface, (25) Outer diameter surface, (26) Streak, (27) Groove (28) Raw zone, (30) Vent hole (32) Buckling, (G) gas, (L) liquid (O) oil
Claims (1)
接接触する回転側のランナーの外径シール面に、軸心と
平行な方向に対して傾斜した多数の筋または溝を形成
し、この筋または溝の回転により生じるポンプ圧で、前
記内径シール面と外径シール面との間に密封対象の気体
を導入するとともに液体を排出して、前記内径シール面
と外径シール面との間を乾燥状態に保持してなることを
特徴とする円筒面シール。1. A plurality of stripes or grooves inclined with respect to a direction parallel to an axis are formed on an outer diameter sealing surface of a rotating side runner which directly contacts an inner diameter sealing surface of a fixed side sealing ring. With the pump pressure generated by the rotation of the streaks or grooves, the gas to be sealed is introduced between the inner diameter sealing surface and the outer diameter sealing surface, and the liquid is discharged. Characterized in that it is kept in a dry state.
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP63030817A JP2662720B2 (en) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | Cylindrical face seal |
| US07/270,881 US4971306A (en) | 1987-12-25 | 1988-11-14 | Seals for cylindrical surfaces |
| GB8827852A GB2214243B (en) | 1987-12-25 | 1988-11-29 | Seals for cylindrical surfaces |
| DE3840487A DE3840487C2 (en) | 1987-12-25 | 1988-12-01 | Shaft seal arrangement |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP63030817A JP2662720B2 (en) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | Cylindrical face seal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01206165A JPH01206165A (en) | 1989-08-18 |
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Family
ID=12314252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2662720B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022044956A1 (en) | 2020-08-28 | 2022-03-03 | イーグル工業株式会社 | Sealing device |
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| JP2509292Y2 (en) * | 1991-10-29 | 1996-08-28 | 株式会社タンケンシールセーコウ | Pressing structure for segment seal ring |
| US10392953B2 (en) | 2017-06-15 | 2019-08-27 | United Technologies Corporation | Ring seal arrangement |
| CN115614109A (en) * | 2022-10-13 | 2023-01-17 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | Negative pressure resistant circumferential graphite sealing structure |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61256065A (en) * | 1985-05-08 | 1986-11-13 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | Shaft peripheral type sealing device |
-
1988
- 1988-02-15 JP JP63030817A patent/JP2662720B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022044956A1 (en) | 2020-08-28 | 2022-03-03 | イーグル工業株式会社 | Sealing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01206165A (en) | 1989-08-18 |
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