JPH03277874A - 複合式非接触シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は非接触シール装置に係り、特にオリフィス形非
接触シールとグループ形非接触シールとを組み合わせた
複合式非接触シール装置においてシール流体の漏れ量を
低減させるための技術に関する。

［従来の技術］ 従来より、機内の低圧（例えば真空）状態を保持してお
く必要のある被軸封機器において、その軸封部に適用さ
れるシール装置として、第４図に示す複合式非接触シー
ル装置が知られている。

この種のシール装置は、被軸封機器の回転部材１（図示
例では回転軸ＩＡと同時回転する回転スリーブＩＢ）と
同時回転する回転密封環２Ａを設けた回転側シール要素
２と、被軸封機器のケーシング３側のフランジ３Ａに、
周方向等間隔で配置した複数の回り止めピン３Ｂを介し
て回転不能に保持され、かつスプリング３Ｃにより回転
密封環２Ａ側に常時付勢される静止密封環４Ａを設けた
固定側シール要素４を有し、静止密封環４Ａのシール面
４ａに溝４ｂを形成するとともに、この溝４ｂに開口す
るオリフィス５ａを介設した絞り通路５が形成されてい
る。

また、絞り通路５の入口には管路６を介してシール流体
供給源７が接続され、このシール流体供給源７から管路
６．絞り通路５および溝４ｂを通してシール流体（例え
ばＮ２ガスなどの不活性ガス）を供給圧として静止密封
環４Ａと回転密封環２Ａのシール面４ａ、２ａの間に導
入するようになっている。

そして、この導入されたシール流体（シールガス）がシ
ール面４ａ、２ａに作用してシール面４ａをシール面２
ａから離す方向に付勢し、シール面４ａをシール面２ａ
に当接させる方向に付勢しているスプリング３Ｃのばね
力とのバランス点の圧力、つまり静圧によってシール面
４ａ、２ａ間に小さいシール隙間を形成する。

一方、回転密封環２Ａのシール面２ａには１例えば第５
図に示すように、回転方向（矢印ａ）に前進角を有して
周方向に交差し、かつその終端が低圧（例えば真空）４
１１内側Ｙに開口している複数のグループ８が形成され
ている。したがって、回転密封環２Ａが回転すると、前
記導入されたシール流体を複数のグループ８で取り込ん
でシール面２ａ、４ａの間に動圧を発生させてシール隙
間を保持することになる。

即ち、前記シール隙間は、シール流体供給源７、管路６
１通路５および溝４ｂを通って、シール面ａａ、２ａの
間にシール流体を供給圧として導入させることによって
、スプリング３Ｃのばね力とのバランス点で生じる静圧
と１回転密封環２Ａの回転時において複数のグループ８
がシール流体を取り込むことによって生じる動圧との協
働によってシール隙間を形成し、低圧機内側Ｙと高圧機
外側Ｘを非接触状態でシールするように構成されている
。

〔発明が解決しようとする課題］ この種の複合式非接触シール装置において、シール流体
の消費量は、前述のシール隙間の大きさによって決定さ
れるから、シール流体の消費蓋を抑えるためには、シー
ル隙間を極力小さく設定することが要請される。

ところが、前記従−来の複合式非接触シール装置〒は、
複数のグループ８の終端が低圧（例えば真空）機内側Ｙ
に開口して形成されているために。

シール流体が終端開口から機内側Ｙに漏出するので、グ
ループ８によるシール流体の捕捉特性が悪い、したがっ
て、シール隙間を小さく形成しても、小さいシール隙間
であるのにもかかわらずシール流体の漏れ量が多くなり
、シール流体の消費量が増大するとともに、漏れ量の多
いシール流体が低圧機内側Ｙに吸引されて低圧機内側に
悪影響をおよぼすことになる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、シー
ル流体の漏れ量を抑えてシール流体の消費量を低減させ
ることができる複合式非接触シール装置の提供を目的と
している。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、回転密封環のシ
ール面に形成される複数のグループを、静止密封環に形
成されている溝に対向する位置から、該溝の内径側と外
径側の少なくとも一方側に延び、かつそれぞれの始端お
よび終端をシール面に設定して形成したものである。

［作用］ 本発明によれば、複数のグループが静止密封環の溝の内
径側と外径側の少なくとも一方側に延び、かつそれぞれ
の始端および終端をシール面に設定して形成されている
ことにより、シール面の間に導入されたシール流体をグ
ループによって捕捉する特性が良くなる。したがって、
シール流体の漏れ量を少なく抑えることができる。

ｒ実施例］ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説Ｉ
Ｊ１する。

第１図は本発明に係る複合式非接触シール装置の縦断側
面図、第２図は回転密封環の半裁正面図である。なお本
発明の特徴は、回転密封環に形成される複数のグループ
それぞれを静止密封環のシール面に形成されている溝に
対向する位置から。

数構の内径側と外径側の少なくとも一方側に延びかつそ
れぞれの始端および終端をシール面に設定して形成した
構成に係り、これらを除く他の部材およびその構成は従
来例と異ならないので、第１図および第２図において、
第４図および第５図に相当する部分には、それぞれ同一
符号を付してその詳細な説明は省略する。

第１図および第２図において、静止密封環４Ａのシール
面４ａには、深さ０．１−１．５ｍｓ＋　、輻０．３〜
２０膳１の矩形断面もしくは三角形断面の溝４ｂが周方
向に分割されて複数形成されている（ただし図面には矩
形断面の溝４ｂが示されている）。

回転密封環２Ａのシール面２ａには、深さが１〜１０Ｉ
Ｌｍの範囲の浅いグループ８を複数形成しである。これ
らのグループ８は溝４ｂに対向する位置から、数構４ｂ
の内径側と外径側の両側に延び、かつそれぞれの始端８
ａおよび終端８ｂをシール面２ａに設定して形成してい
る。

なおこれらグループ８の、シール面２ａに対すに設定さ
れている。

なお、図中９はリテーナを示す。

前記構成において、シール流体供給源７から管路６．絞
り通路５および溝４ｂを通してシール流体（例えばＮ２
ガス等の不活性ガス）が供給圧として静止密封環４Ａと
回転密封環２Ａのシール面４ａ、２ａの間に導入され、
この導入された流体がシール面４ａ、２ａに作用してシ
ール面４ａをシール面２ａから離す方向に付勢し、シー
ル面４ａをシール面２ａに当接させる方向に付勢してい
るスプリング３Ｃのばね力とのバランス点の圧力つまり
静圧によってシール面４ａ、２ａ間に小さいシール隙間
（図示省略）を形成し、低圧機内側Ｙと高圧機外側Ｘと
を非接触状態でシールする複数のグループ８は、それぞ
れその始端８ａおよび終端８ｂを回転密封環２Ａのシー
ル面２ａ内に設定して形成しているので、グループ８に
よるシール流体の捕捉特性が良くなる。したがって、従
来のようにシール面２ａ、４ａの間に導入されたシール
流体が終端開口から機内側Ｙに漏出しないので、シール
流体の漏れ量が少なくなり、シール流体の消費量を低減
させることができるとともに、漏れ最の多いシール流体
が低圧機内側Ｙに吸引されることで低圧機内側におよぼ
していた悪影響も回避される。

また、従来のグループ８のように２回転密刃環２Ａの回
転時に高圧機外側Ｘの流体およびオイルミスト等の異物
をシール面２ａ、４ａ間に巻き込むことがない、そのた
め、異物の低圧機内側Ｙへの浸入を防止できる。

前記実施例では、グループ８を溝４ｂに対向する位置か
ら、数構４ｂの内径側と外径側の両側に延び、かつそれ
ぞれの始端８ａおよび終端８ｂをシール面２ａに設定し
て形成した構成で説明しているが、本発明は前記実施８
例にのみ限定されるものではなく、グループ８を１ｆ１
４ｂに対向する位置から、数構４ｂの内径側もしくは外
径側の一方側にのみ延び、かつそれぞれの始端８ａおよ
び終端８ｂをシール面２ａに設定して形成した構成とし
てもよい、また第３図に示すように、グループ８をちど
り形に形成してもよい。

［発明の効果］ 本発明は、前述のように構成されているので、つぎに記
載されるような効果を奏する。

即ち、シール面の間に導入されたシール流体をグループ
によって捕捉する特性が良くなる。したがって、シール
流体の漏れ量が少なく抑えられ、シール流体の消費量を
低減させることができるとともに、漏れ量の多いシール
流体が低圧機内側に吸引されることで低圧機内側におよ
ぼしていた悪影響も回避される。また、従来のグループ
のように、回転ｔＪＪ環の回転時に高圧機外側の流体お
よびオイルミスト等の異物をシール面間に巻き込むこと
がない、そのため、異物の低圧機内側への浸入を防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し。 第１図はその全体機構を示す縦断側面、第２図は回転密
封環の半裁正面図、第３図はグループの他の例を示す半
裁正面図、また第４図および第５図は従来例を示し、第
４図はその全体構成を示す半裁断面図、第５図は回転密
封環の半裁正面図である。 ｌ・・・回転部材 ２・・・回転側シール要素 ２Ａ・・・回転密封環 ２ａ・・・シール面 ３・・・ケーシング ３Ｃ・・・スプリング ４・・・固定側シール要素 ４Ａ・・・静止密封環 ４ａ・・・シール面 ４ｂ・・・溝 ５・・・通路 ６・・・管路 ７・・・シール流体供給源 ８・・・グループ ８ａ・・・始端 ８ｂ・・・終端

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被軸封機器の回転部材と同時回転する回転密封環
   を設けた回転側シール要素と、被軸封機器のケーシング
   側に回転不能に保持され、かつスプリングにより回転密
   封環側に常時付勢される静止密封環を設けた固定側シー
   ル要素を有し、静止密封環に該静止密封環のシール面に
   開口する溝と該溝に連通する通路が形成され、この通路
   に管路を介してシール流体を静止密封環と回転密封環そ
   れぞれのシール面の間に導入するシール流体供給源が接
   続されるとともに、回転密封環のシール面に複数のグル
   ープが周方向に交差して形成された複合式非接触シール
   装置において、前記複数のグループが前記溝に対向する
   位置から該溝の内径側と外径側の少なくとも一方側に延
   び、かつそれぞれの始端および終端がシール面に設定し
   て形成されていることを特徴とする複合式非接触シール
   装置。