JPH0227252Y2 - - Google Patents
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- JPH0227252Y2 JPH0227252Y2 JP1985069152U JP6915285U JPH0227252Y2 JP H0227252 Y2 JPH0227252 Y2 JP H0227252Y2 JP 1985069152 U JP1985069152 U JP 1985069152U JP 6915285 U JP6915285 U JP 6915285U JP H0227252 Y2 JPH0227252 Y2 JP H0227252Y2
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- JP
- Japan
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- fixing member
- bushing
- labyrinth
- bush
- circumferential surface
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- Expired
Links
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
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Landscapes
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、常温以上の高温流体をラビリンスに
よつてシールするラビリンスシール装置に関する
ものである。
よつてシールするラビリンスシール装置に関する
ものである。
従来、例えばガスタービンにおいては、第2図
に示すように、コンプレツサ10のインペラ11
の背面に設けられたシール機構12から矢印Aの
如く漏洩した高温の圧縮空気は、矢印Bの如くベ
アリングハウジング13を経由し、タービン15
とヒートシール14間の隙間16を通つて矢印C
の如くタービン15内へ出て行くように設計され
ている。従つて、ベアリングハウジング13には
約4000mmAqの圧力が生じており、この圧力のた
めインペラ11背面のシール機構12から漏洩し
た圧縮空気の一部は矢印Dの如くロータ17外周
のラビリンスシール装置18から漏洩してベアリ
ング部19の排油チヤンバー内に流入し、排油の
温度上昇、オイルサンプリング部の泡立ち、オイ
ルミストの増大等の原因となつている。そこで、
前記ラビリンスシール装置18からの圧縮空気の
漏洩を低減するため、その隙間を極力小さくする
ように工夫されている。この場合、例えば第3図
に示すように、ロータ17の外周にラビリンス部
20を形成し、これと対向するシールプレート2
1の内周に、ラビリンス部20との間に回転に最
小限必要な隙間を形成すると共に、万一ラビリン
ス部20と接触しても問題がないようにするた
め、被削コーテイング層22を形成している。
尚、被削コーテイング層22は、例えばメテコ
#307(第1メテコ株式会社製、Ni75%、グラフ
アイト25%)を溶射したのち切削加工して形成さ
れている。また、前記シールプレート21は前記
ベアリングハウジング13に取付け固定された支
持プレート23の内周部にボルト24により取付
けられている。
に示すように、コンプレツサ10のインペラ11
の背面に設けられたシール機構12から矢印Aの
如く漏洩した高温の圧縮空気は、矢印Bの如くベ
アリングハウジング13を経由し、タービン15
とヒートシール14間の隙間16を通つて矢印C
の如くタービン15内へ出て行くように設計され
ている。従つて、ベアリングハウジング13には
約4000mmAqの圧力が生じており、この圧力のた
めインペラ11背面のシール機構12から漏洩し
た圧縮空気の一部は矢印Dの如くロータ17外周
のラビリンスシール装置18から漏洩してベアリ
ング部19の排油チヤンバー内に流入し、排油の
温度上昇、オイルサンプリング部の泡立ち、オイ
ルミストの増大等の原因となつている。そこで、
前記ラビリンスシール装置18からの圧縮空気の
漏洩を低減するため、その隙間を極力小さくする
ように工夫されている。この場合、例えば第3図
に示すように、ロータ17の外周にラビリンス部
20を形成し、これと対向するシールプレート2
1の内周に、ラビリンス部20との間に回転に最
小限必要な隙間を形成すると共に、万一ラビリン
ス部20と接触しても問題がないようにするた
め、被削コーテイング層22を形成している。
尚、被削コーテイング層22は、例えばメテコ
#307(第1メテコ株式会社製、Ni75%、グラフ
アイト25%)を溶射したのち切削加工して形成さ
れている。また、前記シールプレート21は前記
ベアリングハウジング13に取付け固定された支
持プレート23の内周部にボルト24により取付
けられている。
ところが、上記の構造においても組立上の制約
から組立時にラビリンス部20と被削コーテイン
グ層22との間に何分かの隙間を設けておく必要
がある。そして、ラビリンスシール装置18の周
辺が、運転中に例えば200℃を超える動作温度に
昇温したときには、シールプレート21とロータ
17とが一様に熱膨張することから、上記の隙間
は常温時よりも広がる傾向を呈する。このため、
運転時にこの隙間を通して漏洩する圧縮空気量を
充分には低減することができず、この結果、前記
した排油の温度上昇、オイルサンプリング部の泡
立ち、オイルミストの発生等を充分には抑制でき
ないという問題点を生じている。
から組立時にラビリンス部20と被削コーテイン
グ層22との間に何分かの隙間を設けておく必要
がある。そして、ラビリンスシール装置18の周
辺が、運転中に例えば200℃を超える動作温度に
昇温したときには、シールプレート21とロータ
17とが一様に熱膨張することから、上記の隙間
は常温時よりも広がる傾向を呈する。このため、
運転時にこの隙間を通して漏洩する圧縮空気量を
充分には低減することができず、この結果、前記
した排油の温度上昇、オイルサンプリング部の泡
立ち、オイルミストの発生等を充分には抑制でき
ないという問題点を生じている。
本考案の高温流体のラビリンスシール装置は、
上記課題を解決するために、外周面にラビリンス
部が形成された回転部材と、この回転部材が挿通
される断面略円形の開口が穿設された固定部材
と、この固定部材の開口周面に嵌着されて上記ラ
ビリンス部と微小な隙間をあけてこのラビリンス
部を周状に囲うリング状のブツシユとが設けら
れ、このブツシユは上記固定部材よりも大きな熱
膨張係数を有し、また、常温から動作温度に昇温
して上記固定部材へのブツシユの嵌着面に熱応力
が生じたとき、上記固定部材の開口周面はこの固
定部材の熱膨張による径方向の拡がり位置でほぼ
維持された状態で上記ブツシユの弾性変形が生じ
るべく上記固定部材よりも小さい弾生係数を有す
る材料で上記ブツシユが形成されていることを特
徴としている。
上記課題を解決するために、外周面にラビリンス
部が形成された回転部材と、この回転部材が挿通
される断面略円形の開口が穿設された固定部材
と、この固定部材の開口周面に嵌着されて上記ラ
ビリンス部と微小な隙間をあけてこのラビリンス
部を周状に囲うリング状のブツシユとが設けら
れ、このブツシユは上記固定部材よりも大きな熱
膨張係数を有し、また、常温から動作温度に昇温
して上記固定部材へのブツシユの嵌着面に熱応力
が生じたとき、上記固定部材の開口周面はこの固
定部材の熱膨張による径方向の拡がり位置でほぼ
維持された状態で上記ブツシユの弾性変形が生じ
るべく上記固定部材よりも小さい弾生係数を有す
る材料で上記ブツシユが形成されていることを特
徴としている。
上記の構成によれば、常温から動作温度に昇温
したとき、軸心側に位置するブツシユの熱膨張係
数の方がこのブツシユを囲繞する固定部材よりも
大きいために、上記ブツシユの熱膨張変形が拘束
され、これにより熱応力を生じる。そしてこの状
態では、固定部材はその開口周面がこの固定部材
自身の熱膨張による径方向の拡がり位置でほぼ維
持されることから、ブツシユの内周面は従来より
も軸心側に位置し、してがつて、内径が小さくな
る。つまり、上記ブツシユは、その外周面が固定
部材の開口周面によつて囲繞されていることによ
り、上記の熱応力はブツシユに対しその外周面の
全周から軸心方向に向かう力として作用する。こ
のため、ブツシユにはその内周面が軸心方向に変
位する弾性変形を生じる。したがつて、上記のよ
うなブツシユを設けずにこの部分を固定部材の内
周側領域として一体的に構成されていた従来構造
での内周面の位置から、上記弾性変形による変位
の分、ブツシユの内周面は軸心側に位置するもの
となる。この結果、このブツシユと回転部材にお
けるラビリンス部との間の隙間は従来よりも小さ
くなる。
したとき、軸心側に位置するブツシユの熱膨張係
数の方がこのブツシユを囲繞する固定部材よりも
大きいために、上記ブツシユの熱膨張変形が拘束
され、これにより熱応力を生じる。そしてこの状
態では、固定部材はその開口周面がこの固定部材
自身の熱膨張による径方向の拡がり位置でほぼ維
持されることから、ブツシユの内周面は従来より
も軸心側に位置し、してがつて、内径が小さくな
る。つまり、上記ブツシユは、その外周面が固定
部材の開口周面によつて囲繞されていることによ
り、上記の熱応力はブツシユに対しその外周面の
全周から軸心方向に向かう力として作用する。こ
のため、ブツシユにはその内周面が軸心方向に変
位する弾性変形を生じる。したがつて、上記のよ
うなブツシユを設けずにこの部分を固定部材の内
周側領域として一体的に構成されていた従来構造
での内周面の位置から、上記弾性変形による変位
の分、ブツシユの内周面は軸心側に位置するもの
となる。この結果、このブツシユと回転部材にお
けるラビリンス部との間の隙間は従来よりも小さ
くなる。
本考案を上記ガスタービンにおけるベアリング
ハウジングとロータ間のラビリンスシール装置に
適用した第1図及び第2図の一実施例について説
明すれば、以下の通りである。なお、ガスタービ
ンの全体構成は上記第2図において説明したもの
と同じであり、同一の構成部材については同じ参
照符号を付してその説明を省略する。
ハウジングとロータ間のラビリンスシール装置に
適用した第1図及び第2図の一実施例について説
明すれば、以下の通りである。なお、ガスタービ
ンの全体構成は上記第2図において説明したもの
と同じであり、同一の構成部材については同じ参
照符号を付してその説明を省略する。
第1図は、前記コンプレツサ10のインペラ1
1背面のシール機構12から漏洩した圧縮空気の
一部がベアリング部19内の排油チヤンバーに流
入するのを防止するラビリンスシール装置1を示
す。このラビリンスシール装置1は、前記ロータ
17と同一のロータ(回転部材)2と、これに円
環状に対向するようにベアリングハウジング13
に取付け固定されたシールプレート(固定部材)
3とから構成されている。ロータ2の外周にはラ
ビリンス部4が形成されている。シールプレート
3は鋳鉄製でその内周には前記ラビリンス部4と
微小な隙間5をあけてアルミ合金からなるブツシ
ユ6が嵌着されている。このアルミ合金はSnを
6%含有したものである。また、ブツシユ6に
は、シールプレート3内周部の複数箇所に螺着さ
れたねじ7の頭部の一部が係合し、回り止めが施
されている。
1背面のシール機構12から漏洩した圧縮空気の
一部がベアリング部19内の排油チヤンバーに流
入するのを防止するラビリンスシール装置1を示
す。このラビリンスシール装置1は、前記ロータ
17と同一のロータ(回転部材)2と、これに円
環状に対向するようにベアリングハウジング13
に取付け固定されたシールプレート(固定部材)
3とから構成されている。ロータ2の外周にはラ
ビリンス部4が形成されている。シールプレート
3は鋳鉄製でその内周には前記ラビリンス部4と
微小な隙間5をあけてアルミ合金からなるブツシ
ユ6が嵌着されている。このアルミ合金はSnを
6%含有したものである。また、ブツシユ6に
は、シールプレート3内周部の複数箇所に螺着さ
れたねじ7の頭部の一部が係合し、回り止めが施
されている。
以上の構成によると、組立時にはラビリンス部
4とブツシユ6間に微小な隙間5があいているこ
とにより支障なく組み立てることができる。而し
て、運転時にはラビリンスシール装置1は約200
〜260℃に加熱されるので、シールプレート3と
ブツシユ6の熱膨張係数の差により、ブツシユ6
の外周に締め代が発生し、この締め代に比例して
ブツシユ6の内径が縮むことになる。従つて、こ
の縮み量の分、隙間5が小さくなり圧縮空気の漏
洩が極めて少なくなる。また、この縮み量が大き
ければ、ロータ2側のラビリンス部4がブツシユ
6内周に食い込む状態ともなり、この場合にはシ
ール効果は極めて高くなる。その際にもブツシユ
6がSnを含有するアルミ合金からなつているの
で、焼き付き等の問題を生ずることはない。
4とブツシユ6間に微小な隙間5があいているこ
とにより支障なく組み立てることができる。而し
て、運転時にはラビリンスシール装置1は約200
〜260℃に加熱されるので、シールプレート3と
ブツシユ6の熱膨張係数の差により、ブツシユ6
の外周に締め代が発生し、この締め代に比例して
ブツシユ6の内径が縮むことになる。従つて、こ
の縮み量の分、隙間5が小さくなり圧縮空気の漏
洩が極めて少なくなる。また、この縮み量が大き
ければ、ロータ2側のラビリンス部4がブツシユ
6内周に食い込む状態ともなり、この場合にはシ
ール効果は極めて高くなる。その際にもブツシユ
6がSnを含有するアルミ合金からなつているの
で、焼き付き等の問題を生ずることはない。
具体例を示すと、鋼製のシールプレート3とア
ルミ合金製のブツシユ6を組合わせて使用し、シ
ール部の直径が150mmであるとする。この場合、
温度が常温から200℃〜260℃程度まで上昇する
と、締め代は約0.45mmとなり、この時の面圧は
1.92Kgf/mm2、ブツシユ6に作用する応力は−
23.1Kgf/mm2となり、そのとき内径は約0.15mm縮
むことになるのである。
ルミ合金製のブツシユ6を組合わせて使用し、シ
ール部の直径が150mmであるとする。この場合、
温度が常温から200℃〜260℃程度まで上昇する
と、締め代は約0.45mmとなり、この時の面圧は
1.92Kgf/mm2、ブツシユ6に作用する応力は−
23.1Kgf/mm2となり、そのとき内径は約0.15mm縮
むことになるのである。
尚、上記実施例ではブツシユ6の材質としてア
ルミ合金を例示したが、高温流体に対応した耐熱
性を有することは勿論として、熱膨張係数がシー
ルプレート3の材質(鋳鉄や鋼)の約2倍以上あ
り、かつラビリンス部4を形成する材質に焼き付
かないという条件を充たす材質であることが好ま
しい。なお、焼き付かないようにするには一般に
SnやPb等のホワイトメタル成分を含有させれば
よい。また、運転時の高温温度状態で生ずる熱応
力によつてはシールプレート3に殆ど弾性変形を
生じないものであれば、シールプレート3とブツ
シユ6とを任意の組み合わせにて構成することが
可能である。
ルミ合金を例示したが、高温流体に対応した耐熱
性を有することは勿論として、熱膨張係数がシー
ルプレート3の材質(鋳鉄や鋼)の約2倍以上あ
り、かつラビリンス部4を形成する材質に焼き付
かないという条件を充たす材質であることが好ま
しい。なお、焼き付かないようにするには一般に
SnやPb等のホワイトメタル成分を含有させれば
よい。また、運転時の高温温度状態で生ずる熱応
力によつてはシールプレート3に殆ど弾性変形を
生じないものであれば、シールプレート3とブツ
シユ6とを任意の組み合わせにて構成することが
可能である。
本考案の高温流体のラビリンスシール装置は、
以上のように、外周面にラビリンス部が形成され
た回転部材と、この回転部材が挿通される断面略
円形の開口が穿設された固定部材と、この固定部
材の開口周面に嵌着されて上記ラビリンス部と微
小な隙間をあけてこのラビリンス部を周状に囲う
リング状のブツシユとが設けられ、このブツシユ
は上記固定部材よりも大きな熱膨張係数を有し、
また、常温から動作温度に昇温して上記固定部材
へのブツシユの嵌着面に熱応力が生じたとき、上
記固定部材の開口周面はこの固定部材の熱膨張に
よる径方向の拡がり位置でほぼ維持された状態で
上記ブツシユの弾性変形が生じるべく上記固定部
材よりも小さい弾性係数を有する材料で上記ブツ
シユが形成されている構成である。
以上のように、外周面にラビリンス部が形成され
た回転部材と、この回転部材が挿通される断面略
円形の開口が穿設された固定部材と、この固定部
材の開口周面に嵌着されて上記ラビリンス部と微
小な隙間をあけてこのラビリンス部を周状に囲う
リング状のブツシユとが設けられ、このブツシユ
は上記固定部材よりも大きな熱膨張係数を有し、
また、常温から動作温度に昇温して上記固定部材
へのブツシユの嵌着面に熱応力が生じたとき、上
記固定部材の開口周面はこの固定部材の熱膨張に
よる径方向の拡がり位置でほぼ維持された状態で
上記ブツシユの弾性変形が生じるべく上記固定部
材よりも小さい弾性係数を有する材料で上記ブツ
シユが形成されている構成である。
これにより、運転時には、ブツシユの内周面は
従来よりも軸心側に位置し、これにより、ラビリ
ンス部との隙間が従来よりも小さくなるので、流
体の漏洩が少なくなり、この結果、例えば前記の
ガスタービン等においては、排油チヤンバー内の
排油の温度上昇や、オイルサンプリング部の泡立
ち等が抑制され、オイルミストが低減されるとい
う効果を奏する。
従来よりも軸心側に位置し、これにより、ラビリ
ンス部との隙間が従来よりも小さくなるので、流
体の漏洩が少なくなり、この結果、例えば前記の
ガスタービン等においては、排油チヤンバー内の
排油の温度上昇や、オイルサンプリング部の泡立
ち等が抑制され、オイルミストが低減されるとい
う効果を奏する。
第1図は本考案の一実施例を示す要部の縦断面
図、第2図は本考案の適用対象の一例であるガス
タービンの一部の縦断面図、第3図は従来例の要
部縦断面図である。 1はラビリンスシール装置、2はロータ(回転
部材)、3はシールプレート(固定部材)、4はラ
ビリンス部、5は隙間、6はブツシユである。
図、第2図は本考案の適用対象の一例であるガス
タービンの一部の縦断面図、第3図は従来例の要
部縦断面図である。 1はラビリンスシール装置、2はロータ(回転
部材)、3はシールプレート(固定部材)、4はラ
ビリンス部、5は隙間、6はブツシユである。
Claims (1)
- 外周面にラビリンス部が形成された回転部材
と、この回転部材が挿通される断面略円形の開口
が穿設された固定部材と、この固定部材の開口周
面に嵌着されて上記ラビリンス部と微小な隙間を
あけてこのラビリンス部を周状に囲うリング状の
ブツシユとが設けられ、このブツシユは上記固定
部材よりも大きな熱膨張係数を有し、また、常温
から動作温度に昇温して上記固定部材へのブツシ
ユの嵌着面に熱応力が生じたとき、上記固定部材
の開口周面はこの固定部材の熱膨張による径方向
の拡がり位置でほぼ維持された状態で上記ブツシ
ユの弾性変形が生じるべく上記固定部材よりも小
さい弾性係数を有する材料で上記ブツシユが形成
されていることを特徴とする高温流体のラビリン
スシール装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1985069152U JPH0227252Y2 (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1985069152U JPH0227252Y2 (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61184166U JPS61184166U (ja) | 1986-11-17 |
JPH0227252Y2 true JPH0227252Y2 (ja) | 1990-07-24 |
Family
ID=30604554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1985069152U Expired JPH0227252Y2 (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0227252Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4769645B2 (ja) * | 2006-06-23 | 2011-09-07 | トヨタ自動車株式会社 | オイルシール |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4948397A (ja) * | 1971-12-13 | 1974-05-10 | ||
JPS5828469A (ja) * | 1981-08-10 | 1983-02-19 | 石部 喜久世 | ねじ釘打機 |
-
1985
- 1985-05-10 JP JP1985069152U patent/JPH0227252Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4948397A (ja) * | 1971-12-13 | 1974-05-10 | ||
JPS5828469A (ja) * | 1981-08-10 | 1983-02-19 | 石部 喜久世 | ねじ釘打機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61184166U (ja) | 1986-11-17 |
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