JP5976359B2 - 回転機械 - Google Patents

Description

本発明は、回転機械におけるシール構造に関するものである。

例えば、蒸気タービン、ガスタービン、過給機、圧縮機等の回転機械においては、軸受の潤滑油が回転機械の内部に混入してしまうと、運転に支障をきたしてしまうおそれがある。また、特に化学プラントで用いられる圧縮機においては、圧縮機内部の主流体が製品そのものとなるため、潤滑油が侵入し、主流体に混入してしまうと、製品として出荷ができなくなってしまう。このため、通常は軸封装置を用いて回転機械内部に軸受の潤滑油が混入することを防止している。

ここで、特許文献１には、回転軸を支持する玉軸受と、機内ロータ（オスロータ、メスロータ）との間に設けられた軸封装置において、玉軸受側に非接触式軸封部と、非接触式軸封部よりも機内ロータ側に接触式軸封部が設けられ、これらによって玉軸受から機内ロータへの油の侵入を防いでいる。

より詳細には、非接触式軸封部に突起が設けられ、この突起と玉軸受側に嵌め込まれて回転軸とともに回転する軸スリーブとの間の細隙部によって油の侵入を妨げ、また、軸スリーブの表面から凹む溝部によって油を跳ね返し、機内ロータへの油の侵入を防いでいる。そして、仮に非接触式軸封部を通過してしまった油は、接触式軸封部によって侵入の防止が図られている。

特開昭６１−１０４１８７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された軸封装置においては、潤滑油の侵入を確実に防ぐため、非接触式軸封部が複数の部品によって構成されており、コストアップにつながるおそれがある。
一方で、構成を簡素化した場合には、潤滑油が侵入を確実に防止できないおそれがあり、潤滑油が侵入してしまうと、装置を分解等してメンテナンスを行なう必要があるため、やはりコストアップにつながってしまう。
また、軸封装置へガスを供給することで、潤滑油の侵入を防止する手法も考えられるが、ガスには不活性ガスが用いられるため高価であり、この場合にもコストアップを避けられない。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、コストを抑制しながら、さらなるシール効果の向上を図ることが可能な回転機械を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係る回転機械は、軸線回りに回転するロータと、潤滑油が供給されることで前記ロータの外周面を回転可能に支持する軸受部と、該軸受部の前記軸線方向の一方側に設けられ、前記ロータの外周面との間で前記軸線方向の一方側に第一開口部を有する第一間隙を形成する第一隔壁と、該第一隔壁との間で空間を形成するように、該第一隔壁の前記軸線方向の一方側に間隔をあけて設けられ、前記軸線の径方向内側に設けられる前記ロータとの間で、前記第一間隙よりも径方向の外側に位置し、前記軸線方向の他方側に第二開口部を有する第二間隙を形成する第二隔壁と、前記第二間隙から前記空間に噴出するようにガスを供給するガス供給部とを備える回転機械において、前記ロータの前記第二開口部を形成する前記軸線の径方向外側の端部から前記軸線方向の一方側に凹むように凹部が周方向にわたって形成されていることを特徴とする。

このような回転機械によると、凹部の位置でロータの外径が小さくなっており、周方向から見て、ロータの外周面に段差が形成されている。従って、回転によって軸受部からの潤滑油が第二開口部に向かって飛散された際には、この凹部の段差によって跳ね返され、第二開口部から第二間隙を通じて第二隔壁内部への潤滑油の侵入を防ぐことができる。
また、第二隔壁が第一隔壁よりも径方向外側に位置しているため、ロータは、第二隔壁が設けられた位置で、第一隔壁が設けられた位置よりも外径が大きくなっており、即ち、ロータに、軸線方向の他方側を向く面が形成されている。従って、飛散された潤滑油がこの面に付着し、遠心力によってこの面を伝うようにして径方向外側に向かって流通することとなる。ここで、凹部を形成したことで、潤滑油が径方向内側から第二開口部に到達した際には、潤滑油は凹部に侵入した後に段差によって跳ね返され、第二開口部が閉塞されてしまうことを防止でき、第二開口部を通じて第二間隙内への潤滑油の侵入防止が可能となる。

また、前記第二隔壁に、前記第二開口部を拡径させるように、前記凹部に対向して凹む外側凹部が、少なくとも上方半分に前記軸線の周方向にわたって形成されていてもよい。

このように周方向から見て、第二隔壁の内周面に段差が形成されていることとなり、回転によって飛散された潤滑油がこの外側凹部の段差によって跳ね返され、第二開口部から第二間隙を通じて第二隔壁内部への潤滑油の侵入を防ぐことができる。
また、回転によって飛散された潤滑油が第二隔壁の面上に付着すると、重力によってこの面を伝うようにして径方向内側に向かって流通する。ここで、外側凹部を形成したことで、潤滑油が径方向外側から第二開口部に到達した際には、潤滑油は外側凹部に侵入した後に段差によって跳ね返されるので、第二開口部が閉塞されてしまうことを防止でき、第二開口部を通じて第二間隙内への潤滑油の侵入を防止可能となる。

さらに、前記ロータに、前記軸線方向の他方側で、一部が前記ロータの外周面に連続するように、前記第一開口部と前記凹部の前記軸線方向の一方側の端部とを結ぶ線分を遮る位置まで、前記第二開口部を前記軸線方向の他方側に延長するように突出する凸部が形成され、前記凹部が、前記凸部に形成されていてもよい。

このような凸部によって、回転によって飛散された潤滑油が遮断され、凹部の上記段差を経由せずに第二間隙内へ直接到達してしまうことがなくなり、第二間隙内への潤滑油の侵入防止効果をさらに向上できる。

前記第二隔壁に、前記軸線方向の他方側で、一部が前記第二開口部を前記軸線方向の他方側に延長するように突出する外側凸部が、少なくとも上方半分に前記周方向にわたって形成され、前記第二開口部を拡径させるように、前記凹部に対向して凹み、少なくとも上方半分に前記軸線の周方向にわたって形成された外側凹部が、前記外側凸部に形成されていてもよい。

このような外側凸部によって、重力によって第二隔壁の面上を伝うようにして径方向外側から第二開口部の凹部へ向かって流通する潤滑油が堰き止められ、第二間隙内への潤滑油の侵入防止効果をさらに向上できる。

また、前記外側凸部に、前記径方向の外側を向く面から凹む油受凹部が形成されていてもよい。

このような油受凹部によって、重力によって第二隔壁の面上を伝うようにして径方向外側から第二開口部へ向かって流通する潤滑油が堰き止められるとともに、潤滑油が油受凹部内に保持され、第二間隙内への潤滑油の侵入防止効果をさらに向上できる。

本発明の回転機械によると、ロータに凹部を形成したことのみによって潤滑油の侵入を防止できるため、コストを抑制しながら、シール効果の向上を図ることが可能である。

本発明の第一実施形態に係る回転機械を示す全体断面図である。 本発明の第二実施形態に係る回転機械を示す全体断面図である。 本発明の第二実施形態に係る回転機械における凹部及び凸部（図２のＡ部）の第一変形例を示す断面図である。 本発明の第二実施形態に係る回転機械における凹部及び凸部（図２のＡ部）の第二変形例を示す断面図である。 本発明の第二実施形態に係る回転機械における凹部及び凸部（図２のＡ部）の第三変形例を示す断面図である。 本発明の第二実施形態に係る回転機械における凹部及び凸部（図２のＡ部）の第四変形例を示す断面図である。 本発明の第二実施形態に係る回転機械における凹部及び凸部（図２のＡ部）の第五変形例を示す断面図である。

以下、図１を参照して、本発明の第一実施形態に係る回転機械１について説明する。
回転機械１は、例えば、インペラ２を回転させて主流体Ｆを軸線Ｐの径方向内側から外側へ流通させ、遠心力によって主流体Ｆの昇圧を行なう遠心圧縮機等である。
回転機械１は、軸線Ｐ回りに回転するロータ３と、ロータ３を支持する軸受部４と、軸受部４を軸線Ｐの径方向外側から保持する軸受部ケーシング５と、軸受部４の軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１（図１の紙面左側）にロータ３に設けられたガスシール部８と、ガスシール部８へガスＧを供給するガス供給部９と、ガスシール部８の軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１にロータ３に設けられたインペラ２とを備えている。

ロータ３は、軸線Ｐを中心とした円柱状をなす部材である。また、本実施形態では、軸受部４及びインペラ２が設けられている軸線Ｐ方向位置における外径寸法よりも、ガスシール部８が設けられている軸線Ｐ方向位置における外径寸法の方が大きくなっており、即ち、ロータ３は、ガスシール部８が設けられている軸線Ｐ方向位置で、軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２を向くロータ端面３ｂを有し、段差が形成されていることとなる。

さらに、ロータ３には、ロータ端面３ｂの径方向外側の端部から、軸線Ｐ方向一方側Ｐ１に凹むように凹部６１が周方向にわたって形成され、即ち、ガスシール部８が設けられている軸線Ｐ方向位置で、ロータ３の外周面３ａが軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２の端部で切り欠かれ、径方向外側、軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２の端部で、外径寸法が一部だけ小さくなっている。このように、凹部６１の軸線Ｐ方向を向く側底面６１ａと、径方向を向く底面６１ｂと、ロータ３の外周面３ａとによって、周方向視で段差が形成されていることとなる。

軸受部４は、ロータ３の外周面３ａに嵌め込まれ、潤滑油供給管７を通じて外部から潤滑油Ｏが供給されることで、ロータ３を回転可能に支持している。

軸受部ケーシング５は、ロータ３との間に間隙をあけた状態で軸受部４の径方向外側及び軸線Ｐ方向から包み込むように軸受部４を保持しており、さらに、軸受部４と外部とを連通する潤滑油供給孔５ａが形成され、この潤滑油供給孔５ａに潤滑油供給管７が接続されることで、軸受部４に外部の潤滑油供給源（不図示）から潤滑油Ｏを供給可能としている。そして、ロータ３との間の上記間隙は、軸受部４に供給された潤滑油Ｏが染み出して、軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１に向かって流出する潤滑油流路（第一間隙）２１となっている。さらに、この潤滑油流路２１は、ロータ３の外周面３ａと、軸受部ケーシング５の軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１を向く面となる軸受部ケーシング端面（第一隔壁）５ｂとの間で、軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１に開口する潤滑油流路開口部（第一開口部）２１ａが形成されている。

インペラ２は、ロータ３の外周面３ａに外側から嵌め込まれ、ロータ３とともに回転する部材である。また、本実施形態でインペラ２は、軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１を向く面に比べ、軸線Ｐの他方側Ｐ２を向く面の方が大径とされている。そして、これらの面を軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１から他方側Ｐ２に向かうに従って、径方向内側から外側に向かって漸次拡径する曲面によって接続することで形成されたディスク２ａを有している。
また、ディスク２ａから軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１に突出して、周方向に間隔をあけて設けられた複数のブレード２ｂと、これらブレード２ｂを軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１から覆うがカバー２ｃとを有している。
即ち、インペラ２は、主流体Ｆを、周方向に隣接するブレード２ｂ同士の間に形成された流路を、径方向内側から外側に向かって流通させる遠心インペラである。

次に、ガスシール部８について説明する。
ガスシール部８は、軸受部ケーシング５における軸受部ケーシング端面５ｂとの間で空間Ｓを形成するようにして、軸受部ケーシング５よりも軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１で、ロータ３の外周面３ａに設けられている。
また、このガスシール部８は、軸線Ｐ方向に間隔をあけてロータ３に設けられてロータ３とともに回転する第一回転環３６及び第二回転環３７と、これらロータ３、第一回転環３６、第二回転環３７を径方向外側から覆うケーシング３０と、ケーシング３０の軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１の端部に設けられた機内側シール部４２と、他方側Ｐ２の端部に設けられたバリアシール部４１とを有している。

第一回転環３６は、環状をなす部材であって、ロータ３の外周面３ａに外側から嵌め込まれて、ロータ３とともに回転するようにされている。

第二回転環３７は、第一回転環３６よりも軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１で、ロータ３の外周面３ａに外側から嵌め込まれて、ロータ３とともに回転するようにされている。

ケーシング３０は、間隙をあけた状態で径方向外側から第一回転環３６、第二回転環３７を覆う環状をなす部材であり、軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２から第一回転環３６に対向して、径方向外側から内側に向かって突出する第一凸所３１を有している。同様に、第二回転環３７に対向して径方向外側から内側に向かって突出する第二凸所３２を有している。

さらに、ケーシング３０には、この第一凸所３１が第一回転環３６に対向する面から軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２に向かって窪む第一凹所３３が形成されている。また、同様に、第二凸所３２が第二回転環３７に対向する面から、軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２に向かって窪む第二凹所３４が形成されている。

そして、ケーシング３０には、第一凹所３３内に軸線Ｐ方向を伸縮方向としてコイルバネ３５が設けられ、さらに、このコイルバネ３５を介して固定されることで、第一凹所３３内で軸線Ｐ方向に移動可能に、軸線Ｐを中心に環状をなす第一静止環３８が設けられている。
また、同様に、第二凹所３４内においても、コイルバネ３５によって、第二凹所３４内で軸線Ｐ方向に移動可能に、軸線Ｐを中心に環状をなす第二静止環３９が設けられている。

そして、これらコイルバネ３５の付勢力によって、ロータ３の停止時には第一回転環３６と第一静止環３８とを、及び、第二回転環３７と第二静止環３９とを密着させ、また、回転時にはこれらの間にわずかな間隙を生じさせるようになっている。

さらに、ケーシング３０には、第二回転環３７に径方向に対向する位置に、ケーシング３０の内外を連通するガス供給孔３０ａが形成されている。さらに、第一回転環３６に径方向に対向する位置には、ケーシング３０の内外を連通するガス抜き孔３０ｃが形成されている。また、ケーシング３０において、当該ケーシング３０とバリアシール部４１との間には、ケーシング３０の内外を連通するガス供給孔３０ｄが形成されている。

機内側シール部４２は、第二回転環３７の軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１を向く面と間隙をあけた状態で、ケーシング３０から径方向内側に突出して設けられたラビリンスシールである。

バリアシール部４１は、第一凸所３１の軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２を向く面と間隙をあけた状態で、ケーシング３０から径方向内側に突出して設けられたラビリンスシールである。
そして、このバリアシール部４１の軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２を向くケーシング端面（第二隔壁）３０ｂは、ロータ端面３ｂと、軸線Ｐ方向に同じ位置に形成されている。

さらに、バリアシール部４１には、このケーシング端面３０ｂの径方向内側の端部から、軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１に凹むように、外側凹部６２が周方向にわたって形成されている。即ち、バリアシール部４１の内周面４１ａが、軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２の端部で切り欠かれ、径方向内側、軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２の端部で、バリアシール部４１の内径寸法が一部だけ大きくなっている。このように、外側凹部６２の軸線Ｐ方向を向く側底面６２ａと径方向を向く底面６２ｂと、バリアシール部４１の内周面４１ａとによって、周方向視で、径方向外側の端部に段差が形成されていることとなる。

そして、この外側凹部６２は、ロータ３における凹部６１に径方向に対向するように形成されており、これら外側凹部６２と凹部６１とによって、後述するガス流路開口部５１ａが拡径されていることとなる。

そして、上述のように、ケーシング３０と、第一回転環３６及び第二回転環３７との間、第一回転環３６と第一静止環３８、第二回転環３７と第二静止環３９との間には間隙が形成されており、この間隙に上記ガス供給孔３０ａが連通している。即ち、これら間隙が、ガスＧの流通するガス流路（第二間隙）５１となり、このガス流路５１には、ロータ３とバリアシール部４１との間で軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２に開口するガス流路開口部（第二開口部）５１ａが形成されている。

ガス供給部９は、ケーシング３０内外を連通するガス供給孔３０ａ、３０ｄに接続されたガス供給管（不図示）を有し、このガス供給管を通じて、例えば、ガスボンベ等のガス供給源（不図示）からガスＧをケーシング３０内部へ導入するものである。ここでこのガスＧには、不活性ガスである窒素や希ガス等が用いられる。

このような回転機械１においては、ガスＧをガス流路５１に流通させ、ガス流路開口部５１ａから噴出させることで、ガスシール部８におけるガスシールの効果を発揮させる。ここで、回転によって軸受部４からは潤滑油Ｏが染み出し、潤滑油流路開口部２１ａからガス流路開口部５１ａに向かって飛散される。

この際、ロータ３の凹部６１内に潤滑油Ｏが侵入したとしても、凹部６１の側底面６１ａによって潤滑油Ｏが跳ね返され、ガス流路５１の内部まで潤滑油Ｏが到達してしまうことがない。
また、同様に、外側凹部６２内に潤滑油Ｏが侵入したとしても、側底面６２ａによって潤滑油Ｏを跳ね返すことができる。

また、飛散された潤滑油Ｏがロータ端面３ｂに付着すると、遠心力によってロータ端面３ｂを伝うようにして、潤滑油Ｏが径方向外側に向かって流通する。そして、潤滑油Ｏが径方向内側からガス流路開口部５１ａに到達した際には、潤滑油Ｏは、凹部６１に侵入した後に、凹部６１の底面６１ｂを流通し、側底面６１ａで跳ね返される。このため、ガス流路開口部５１ａが閉塞されてしまうことを防止でき、ガス流路５１を通じてガスシール部８内への潤滑油Ｏの侵入を防ぐことが可能となる。

さらに、飛散された潤滑油Ｏがケーシング端面３０ｂに付着すると、重力によってケーシング端面３０ｂを伝うようにして、潤滑油Ｏが径方向内側に向かって流通する。そして、潤滑油Ｏが径方向外側からガス流路開口部５１ａに到達した際には、潤滑油Ｏは、外側凹部６２に侵入した後に、外側凹部６２の底面６２ｂを流通し、側底面６２ａで跳ね返される。このため、ガス流路開口部５１ａが閉塞されてしまうことを防止でき、ガス流路５１を通じてガスシール内への潤滑油Ｏの侵入を防ぐことが可能となる。

なお、図示はしないが、このように潤滑油Ｏの侵入の防止効果が得られることは、解析によっても確認することができた。

本実施形態の回転機械１によると、ガスシール部８のシール効果に加え、ガス流路開口部５１ａを凹部６１、外側凹部６２によって拡径したことで、ガスＧの流量を増大させることなく、ガスシール部８内への潤滑油Ｏの侵入の防止効果を向上することが可能となる。従って、コストを抑制しながら、さらなるシール効果の向上を図ることができる。そして、機内側のインペラ２を流通する主流体Ｆに潤滑油Ｏが混入してしまうことが防止可能となる。

次に、図２を参照して、本発明の第二実施形態に係る回転機械１００について説明する。
なお、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、ロータ７３及びバリアシール部７１の形状が第一実施形態と異なっている。
ロータ７３は、その一部がロータ端面７３ｂの径方向外側の端部から軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２に、ロータ７３の外周面７３ａに連続するように、ガス流路開口部５１ａを軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２に延長するように突出して形成された凸部７４を有している。

そして、この凸部７４の先端部からは、軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１に凸部７４の中途位置まで凹むように、第一実施形態で説明した凹部６１が周方向にわたって形成されている。

また、凸部７４は、軸受部ケーシング端面５ｂとケーシング端面３０ｂとの間の空間Ｓの中途位置であって、潤滑油流路開口部２１ａと、凹部６１の軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１の端部とを結ぶ線分Ｘ、換言すれば、潤滑油流路開口部２１ａとガス流路開口部５１ａとを結ぶ線分Ｘを遮る軸線Ｐ方向の位置まで軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２に突出している。

バリアシール部７１は、その一部がケーシング端面３０ｂの径方向内側の端部から軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２に、バリアシール部４１の内周面４１ａに連続するように、ガス流路開口部５１ａを軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２に延長するように突出して形成された外側凸部７５を有している。

さらに、この外側凸部７５の軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２の端部では、ケーシング端面３０ｂに連続するように、径方向外側を向く面から凹む油受凹部７５ａが形成されている。

このような回転機械１００においては、回転によって飛散された潤滑油Ｏが凸部７４によって遮断され、潤滑油Ｏが凹部６１の底面６１ｂ、側底面６１ａを経由せずに、凹部６１の軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１の端部に直接到達してしまうことがなくなる。従って、ガス流路５１の内部へ潤滑油Ｏが直接侵入してしまうことを防止できる。

さらに、重力によってケーシング端面３０ｂを伝うようにして、径方向外側から凹部６１へ向かって流通する潤滑油Ｏが外側凸部７５によって堰き止められ、ガス流路５１内への潤滑油Ｏの侵入防止効果をさらに向上できる。

また、外側凸部７５には、油受凹部７５ａが形成されていることで、重力によってケーシング端面３０ｂを伝うようにして、径方向外側から凹部６１へ向かって流通する潤滑油Ｏが堰き止められるとともに、油受凹部７５ａの内部に保持され、ガス流路５１の内部への潤滑油Ｏの侵入防止効果をさらに向上できる。

本実施形態の回転機械１００によると、凹部６１によるシール効果の向上に加え、凸部７４と外側凸部７５、また油受凹部７５ａによって、ガス流路５１の内部への潤滑油Ｏの侵入防止効果をさらに向上できるので、さらなるシール効果の向上を図ることができる。

なお、本実施形態では、凹部６１は凸部７４、外側凸部７５の中途位置まで形成されているが、例えば、ケーシング端面３０ｂ及びロータ端面３ｂよりも軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１まで凹んで形成されていてもよい。

また、油受凹部７５ａは必ずしも形成されていなくともよい。

さらに、凸部７４と外側凸部７５の突出高さ寸法である軸線Ｐ方向の高さ寸法は、互いに一致していなくともよい。

ここで、凸部７４、外側凸部７５の形状は上述の実施形態のものに限定されるものではない。
例えば、図３に示すように、凸部８４は、軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２の面が、径方向外側から内側に向かうに従って、軸線Ｐ方向の一方側Ｐ１から他方側Ｐ２に傾斜する傾斜面８４ａとなっていてもよい。

また、図４に示すように、凸部９４は、軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２の面が、図３に示した凸部８４における上記傾斜面８４ａとは逆方向に傾斜し、即ち、径方向外側から内側に向かうに従って、軸線Ｐ方向の他方側Ｐ２から一方側Ｐ１に傾斜する傾斜面９４ａとなっていてもよい。

さらに、図５に示すように、外側凸部１０５における油受凹部１０５ａは、周方向視でＶ字状に凹むように形成されていてもよいし、径方向内側に凹んでいれば、図示しない他の形状でも構わない。

また、図６に示すように、凸部１１４の方が、外側凸部１０５と比較して突出高さ寸法が大きくなっていてもよい。即ち、この場合、凹部１１１と外側凹部６２とが軸線Ｐ方向他方側Ｐ２の端部が位置ズレして形成されていることとなる。

さらに、凹部６１、外側凹部６２の形状についても上述の実施形態のものに限定されるものではない。
例えば、図７に示すように、凸部１２４における凹部１２１は、二つの側底面１２１ａ、１２１ｂ及び二つの底面１２１ｃ、１２１ｄを有し、また、外側凸部１２５における外側凹部１２２は、二つの側底面１２２ａ、１２２ｂ及び二つの底面１２２ｃ、１２２ｄを有し、段差が二段となるようにされていてもよい。また、さらに多くの段差が形成されていてもよい。この場合、シール効果のさらなる向上が可能となる。そして、このような凹部１２１、外側凹部１２２は、第一実施形態にも適用可能である。

また、これら凹部６１、１１１、１２１、外側凹部６２、１２２、凸部７４、８４、９４、１１４、１２４、外側凸部７５、１０５、１２５は、適宜組み合わせを変更してもよいし、上述したもの以外の形状であっても構わない。

さらに、凸部７４、８４、９４、１１４、１２４、外側凸部７５、１０５、１２５は、それぞれロータ３、ケーシング３０に一体に形成れてもよいし、別体で製作した後に取り付けてもよい。

以上、本発明の実施形態についての詳細説明を行なったが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
例えば、凹部６１、１２１及び外側凹部６２、１２２の底面６１ｂ、６２ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２２ｃ、１２２ｄは、軸線Ｐ方向に平行に形成されている必要は無く、軸線Ｐに対して傾斜していてもよい。

また、外側凹部６２、１２２を設けずに、凹部６１、１１１、１２１のみを設けてもよい。
また、外側凸部７５、１０５、１２５を設けずに、凹部６１、１１１、１２１が形成された凸部７４、８４、９４、１１４、１２４のみを設けてもよい。
さらに、凸部７４、８４、９４、１１４、１２４を設けずに、外側凹部６２、１２２が形成された外側凸部７５、１０５、１２５のみを設けてもよい。

また、外側凹部６２、１２２は、全周にわたって形成されていなくともよく、少なくとも上方半分に周方向にわたって形成されていればよい。これは、ケーシング端面３０ｂに付着した潤滑油Ｏは、重力によって上方から下方に向かって流通するため、少なくとも上方半分に周方向にわたって形成されていれば、このように流通する潤滑油Ｏの侵入を防ぐことができるからである。この場合、コストをさらに抑制しながら、シール効果の向上を図ることができる。

さらに、凹部６１、１２１についても全周にわたって形成されていなくともよい。

１…回転機械、２…インペラ、３…ロータ、３ａ…外周面、３ｂ…ロータ端面、４…軸受部、５…軸受部ケーシング、５ａ…潤滑油供給孔、５ｂ…軸受部ケーシング端面（第一隔壁）、７…潤滑油供給管、８…ガスシール部、９…ガス供給部、２１…潤滑油流路（第一間隙）、２１ａ…潤滑油流路開口部（第一開口部）、３０…ケーシング、３０ａ…ガス供給孔、３０ｂ…ケーシング端面（第二隔壁）、３０ｃ…ガス抜き孔、３０ｄ…ガス供給孔、３１…第一凸所、３２…第二凸所、３３…第一凹所、３４…第二凹所、３５…コイルバネ、３６…第一回転環、３７…第二回転環、３８…第一静止環、３９…第二静止環、４１…バリアシール部、４１ａ…内周面、４２…機内側シール部、５１…ガス流路（第二間隙）、５１ａ…ガス流路開口部（第二開口部）、６１…凹部、６１ａ…側底面、６１ｂ…底面、６２…外側凹部、６２ａ…側底面、６２ｂ…底面、Ｓ…空間、Ｆ…主流体、Ｐ…軸線、Ｐ１…一方側、Ｐ２…他方側、Ｇ…ガス、Ｘ…線分、７１…バリアシール部、７３…ロータ、７３ｂ…ロータ端面、７４…凸部、７５…外側凸部、７５ａ…油受凹部、８４…凸部、８４ａ…傾斜面、９４…凸部、９４ａ…傾斜面、１００…回転機械、１０５…外側凸部、１０５ａ…油受凹部、１１１…凹部、１１４…凸部、１２１…凹部、１２１ａ、１２１ｂ…側底面、１２１ｃ、１２１ｄ…底面、１２２…外側凹部、１２２ａ、１２２ｂ…側底面、１２２ｃ、１２２ｄ…底面、１２４…凸部、１２５…外側凸部

Claims (5)

1. 軸線回りに回転するロータと、
   潤滑油が供給されることで前記ロータの外周面を回転可能に支持する軸受部と、
   該軸受部の前記軸線方向の一方側に設けられ、前記ロータの外周面との間で前記軸線方向の一方側に第一開口部を有する第一間隙を形成する第一隔壁と、
   該第一隔壁との間で空間を形成するように、該第一隔壁の前記軸線方向の一方側に間隔をあけて設けられ、前記軸線の径方向内側に設けられる前記ロータとの間で、前記第一間隙よりも径方向の外側に位置し、前記軸線方向の他方側に第二開口部を有する第二間隙を形成する第二隔壁と、
   前記第二間隙から前記空間に噴出するようにガスを供給するガス供給部とを備える回転機械において、
   前記ロータの前記第二開口部を形成する前記軸線の径方向外側の端部から前記軸線方向の一方側に凹むように凹部が周方向にわたって形成されていることを特徴とする回転機械。
2. 前記第二隔壁に、前記第二開口部を拡径させるように、前記凹部に対向して凹む外側凹部が、少なくとも上方半分に前記軸線の周方向にわたって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転機械。
3. 前記ロータに、前記軸線方向の他方側で、一部が前記ロータの外周面に連続するように、前記第一開口部と前記凹部の前記軸線方向の一方側の端部とを結ぶ線分を遮る位置まで、前記第二開口部を前記軸線方向の他方側に延長するように突出する凸部が形成され、
   前記凹部が、前記凸部に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転機械。
4. 前記第二隔壁に、前記軸線方向の他方側で、一部が前記第二開口部を前記軸線方向の他方側に延長するように突出する外側凸部が、少なくとも上方半分に前記周方向にわたって形成され、
   前記第二開口部を拡径させるように、前記凹部に対向して凹み、少なくとも上方半分に前記軸線の周方向にわたって形成された外側凹部が、前記外側凸部に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転機械。
5. 前記外側凸部に、前記径方向の外側を向く面から凹む油受凹部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の回転機械。

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