JPH05156968A - Shaft seal of gas turbine - Google Patents

Shaft seal of gas turbine

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Publication number
JPH05156968A
JPH05156968A JP32348991A JP32348991A JPH05156968A JP H05156968 A JPH05156968 A JP H05156968A JP 32348991 A JP32348991 A JP 32348991A JP 32348991 A JP32348991 A JP 32348991A JP H05156968 A JPH05156968 A JP H05156968A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seal
ring
holder
housing
seal ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32348991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Amano
賢治 天野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP32348991A priority Critical patent/JPH05156968A/en
Publication of JPH05156968A publication Critical patent/JPH05156968A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To keep off any wear in a seal surface as maintaining good sealability by installing a stopper which has a side face being opposed to a part uncontacted with a sealing side of a seal holder among the seal sides of a seal ring, with the specified clearance. CONSTITUTION:A turning shaft 1 is supported on a housing 6 by means of a bearing 9 positioned by a seal holder 3 or the like. In addition, a retainer 7' is installed in an opening of the housing 6 where the seal holder is situated. Further a seal ring 4 is inset in a ring groove 3a of the seal holder 3, while a spring ring 5 is inset in the ring groove 4a of the seal ring 4, thereby making the seal ring 4 contact with the retainer 7'. Then a stopper 10 having a side face 10a being opposed to a part uncontacted with a seal side 3b of the seal holder 3 out of a seal side 4a of the seal ring 4, with the specified clearance, is formed in the retainer 7' as one body.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シールリング方式のガ
スタービンの軸シール構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seal ring type gas turbine shaft seal structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】前述のようなガスタービンの軸シール構
造が、実開平1−11150号公報に記載されており、
その構造を図3に示す。同図において、1は回転軸、2
は回転軸1に固定されたインペラである。回転軸1に
は、外表面に環状溝3aが設けられたシールホルダ3が
嵌挿されている。この環状溝3a内に設けられ、内表面
に環状溝4aを有するシールリング4が、この環状溝4
a内に挿入されたスプリングリング5により半径方向外
側に付勢され、その外表面がハウジング6の開口部に固
定されたリテーナ7の環状内表面に押圧当接されてい
る。
2. Description of the Related Art A shaft seal structure for a gas turbine as described above is described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-11150.
Its structure is shown in FIG. In the figure, 1 is a rotation axis, 2
Is an impeller fixed to the rotating shaft 1. A seal holder 3 having an annular groove 3a on its outer surface is fitted and inserted into the rotary shaft 1. A seal ring 4 provided in the annular groove 3a and having an annular groove 4a on the inner surface is provided in the annular groove 4a.
A spring ring 5 inserted in a is biased outward in the radial direction, and the outer surface of the spring ring 5 is pressed against and brought into contact with the annular inner surface of the retainer 7 fixed to the opening of the housing 6.

【0003】それにより、シールリング4はハウジング
6側に保持されると共に、シールリング4とリテーナ7
との間に、ほとんどすき間が存在しないために、この間
の良好なシールが行われる。また、ハウジング6の外部
側(インペラ側)は、通常高圧となるために、シールリ
ング4はハウジング6の内部側に付勢され、それによ
り、シールリング4の同図において右側面4bがシール
ホルダ3の環状溝3aの右側面3bに押圧当接され、そ
れぞれがシール側面として働き、それらの間に、ほとん
どすき間が存在しないために、シールリング4とシール
ホルダ3との間の良好なシールが行われる。
As a result, the seal ring 4 is held on the housing 6 side, and the seal ring 4 and the retainer 7 are provided.
There is almost no gap between and, thus providing a good seal during this. Further, since the outer side (impeller side) of the housing 6 normally has a high pressure, the seal ring 4 is urged toward the inner side of the housing 6, so that the right side surface 4b of the seal ring 4 in FIG. 3 is pressed against the right side surface 3b of the annular groove 3a of No. 3 and each acts as a seal side surface, and since there is almost no gap between them, a good seal between the seal ring 4 and the seal holder 3 can be obtained. Done.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述のガスタービンの
軸シールは、良好なシール性を保証するものであるが、
ハウジング側に保持されたシールリングのシール側面に
対して、シールホルダのシール側面が回転摺動するため
に、両者に摩耗が起こる。シールリングとシールホルダ
のいずれか一方の部材は、通常そのシール性を向上する
ために、カーボン等の比較的軟らかい材料から作られて
おり、この部材が、前述の摩耗によりその機能を損なう
ようになるまでにそれほど長い期間はかからず、それに
より、この軸シールの耐久性が決定されてしまう。
The above-mentioned gas turbine shaft seal guarantees a good sealing property.
Since the seal side surface of the seal holder rotates and slides with respect to the seal side surface of the seal ring held on the housing side, both are worn. Either one of the seal ring and the seal holder is usually made of a relatively soft material such as carbon in order to improve the sealing property, so that this member loses its function due to the above-mentioned wear. It does not take long to reach, which determines the durability of this shaft seal.

【0005】従って、本発明の目的は、耐久性を向上す
ることが可能なシールリング方式のガスタービンの軸シ
ールを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a seal ring type gas turbine shaft seal capable of improving durability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明によるガスタービンの軸シールは、回転軸
と共に回転するシールホルダと、ハウジング側に保持さ
れ、軸方向の付勢力によって前記シールホルダのシール
側面に当接されるシール側面を有するシールリングと、
前記シールリングのシール側面のうち、前記シールホル
ダのシール側面と当接していない部分の少なくとも一部
と所定クリアランスを持って対向する側面を有してハウ
ジング側に固定されるストッパ、とを具備することを特
徴とする。
In order to achieve the above object, a shaft seal of a gas turbine according to the present invention is held by a seal holder which rotates together with a rotary shaft on a housing side and is urged by an axial urging force. A seal ring having a seal side surface abutting the seal side surface of the seal holder;
A stopper fixed to the housing side having a side surface facing at least a part of the seal side surface of the seal holder that is not in contact with the seal side surface of the seal holder with a predetermined clearance. It is characterized by

【0007】[0007]

【作用】前述のガスタービンの軸シールは、従来同様、
シールリングのシール側面が、軸方向の付勢力によって
シールホルダのシール側面に当接されるために、この間
の良好なシール性を保証する。一方、両者の回転摺動に
よる摩耗が進行すると、その量の合計が所定クリアラン
スに達した時点で、シールリングのシール側面の一部が
ストッパに当接する。この両部材間には回転摺動が存在
しないために摩耗は起こらず、この位置においてシール
リングは軸方向の付勢力に逆らって保持される。この時
点において、シールリングとシールホルダの両シール面
には、ほとんどすき間が存在せずシール性は維持される
と共に、両シール面の摩耗は防止され、この軸シールの
耐久性を向上することが可能となる。
The above-described gas turbine shaft seal is similar to the conventional one.
Since the seal side surface of the seal ring is brought into contact with the seal side surface of the seal holder by the axial biasing force, a good sealability is ensured during this period. On the other hand, when the abrasion due to the rotation and sliding of the two advances, a part of the seal side surface of the seal ring contacts the stopper when the total amount reaches the predetermined clearance. No wear occurs due to the absence of rotational sliding between the two members, and at this position the seal ring is held against the axial biasing force. At this point, there is almost no gap between the seal surfaces of the seal ring and the seal holder, the sealability is maintained, wear of both seal surfaces is prevented, and the durability of the shaft seal can be improved. It will be possible.

【0008】[0008]

【実施例】図1は、本発明によるガスタービンの軸シー
ルの実施例の全体断面図である。同図において、図3に
示した従来技術と同様に、1は回転軸、2はインペラ、
3はシールホルダである。
FIG. 1 is an overall sectional view of an embodiment of a shaft seal of a gas turbine according to the present invention. In the figure, as in the prior art shown in FIG. 3, 1 is a rotary shaft, 2 is an impeller,
3 is a seal holder.

【0009】回転軸1は、シールホルダ3とカラー8と
によって位置決めされるベアリング9によりハウジング
6に支持されている。シールホルダ3が位置するハウジ
ング6の開口部には、環状内表面を有するリテーナ7′
が設けられている。
The rotary shaft 1 is supported by a housing 6 by a bearing 9 positioned by a seal holder 3 and a collar 8. A retainer 7'having an annular inner surface is provided in the opening of the housing 6 in which the seal holder 3 is located.
Is provided.

【0010】シールホルダ3の環状溝3aには、その組
立てを可能とするために、直径方向に二分割され、内側
に環状溝4aを有するカーボン製のシールリング4が設
けら、この環状溝4a内には、シールリング4を半径方
向外側に付勢するスプリングリング5が挿入され、シー
ルリング4の外表面をリテーナ7′の環状内表面に当接
させて両者間のシールを行うと共に、シールリング4を
リテーナ7′に保持している。
The annular groove 3a of the seal holder 3 is provided with a carbon seal ring 4 which is diametrically divided into two and has an annular groove 4a on the inside thereof in order to enable the assembly thereof. A spring ring 5 for urging the seal ring 4 outward in the radial direction is inserted therein, and the outer surface of the seal ring 4 is brought into contact with the annular inner surface of the retainer 7 ′ to perform a seal between the two, and The ring 4 is held by the retainer 7 '.

【0011】インペラ2が位置するハウジング6の外部
は、通常内部に比べて高圧であり、それによりシールリ
ング4は、軸方向ハウジング6内部側に付勢され、シー
ルリング4の同図において右側面4bとシールホルダ3
の環状溝の右側面3bとが当接し、シール側面3b,4
bとして働く。
The outside of the housing 6 in which the impeller 2 is located is normally at a higher pressure than the inside, whereby the seal ring 4 is urged toward the inside of the housing 6 in the axial direction, and the right side surface of the seal ring 4 in FIG. 4b and seal holder 3
Contact the right side surface 3b of the annular groove, and seal side surfaces 3b, 4
work as b.

【0012】シールリング4部分の拡大図を図2に示
す。同図において、リテーナ7′には、シールリング4
のシール側面4bのうち、シールホルダ3のシール側面
3bと当接していない部分と所定クリアランスdを持っ
て対向する側面10aを有するストッパ10が一体に形
成されている。
An enlarged view of the seal ring 4 portion is shown in FIG. In the figure, the retainer 7'has a seal ring 4
The stopper 10 is integrally formed with a side surface 10a of the seal side surface 4b which faces the seal side surface 3b of the seal holder 3 with a predetermined clearance d.

【0013】この所定クリアランスdは、各部材の加工
精度及び組立誤差等を考慮しても組立て完了後にマイナ
ス(ストッパ10の側面10aがシールホルダ3のシー
ル側面3bより左側に位置する状態)となることのない
ゼロに最も近い値に決定されることが好ましい。
This predetermined clearance d becomes negative (the side surface 10a of the stopper 10 is located on the left side of the seal side surface 3b of the seal holder 3) after the assembly is completed, even in consideration of the processing accuracy and the assembly error of each member. It is preferably determined to the closest value to zero.

【0014】本実施例のガスタービンの軸シールは、従
来同様、シールリング4が、スプリングリング5及びハ
ウジング6外部の高圧によって、半径方向外側及び軸方
向ハウジング6内部側に付勢され、リテーナ7′の環状
内表面及びシールホルダ3のシール側面3bに対しての
良好なシール性が保証される。
In the shaft seal of the gas turbine of this embodiment, as in the conventional case, the seal ring 4 is urged toward the radially outer side and the axial direction inner side of the housing 6 by the high pressure outside the spring ring 5 and the housing 6, and the retainer 7 Good sealability is assured with respect to the annular inner surface of ′ and the seal side surface 3b of the seal holder 3.

【0015】また、従来同様、シールリング4のシール
側面4bとシールホルダ3のシール側面3bとが回転摺
動するために、両者が摩耗し、それに伴いシールリング
4は、ハウジング6の外部圧力によって軸方向ハウジン
グ6内部側に移動する。この両者の摩耗によるシールリ
ング4の移動が所定クリアランスdに達すると、シール
リング4のシール側面4bの一部がストッパ10の側面
10aと当接し、この間では回転摺動が存在しないため
に摩耗は起こらず、この位置においてシールリング4を
ハウジング6の外部圧力に逆らって保持する。
Further, as in the conventional case, the seal side surface 4b of the seal ring 4 and the seal side surface 3b of the seal holder 3 are rotationally slid, so that both of them are worn, and accordingly, the seal ring 4 is subjected to the external pressure of the housing 6. It moves to the inside of the axial housing 6. When the movement of the seal ring 4 due to the wear of the both reaches the predetermined clearance d, a part of the seal side surface 4b of the seal ring 4 abuts the side surface 10a of the stopper 10, and during this time there is no rotational sliding, so the wear is reduced. It does not happen and holds the seal ring 4 against the external pressure of the housing 6 in this position.

【0016】この時点においても、シールリング4のシ
ール側面4bとシールホルダ3のシール側面3bとの間
には、ほとんどすき間が存在せず、シール性は維持され
ると共に、両シール側面3b,4b間の摺動は防止さ
れ、本実施例の軸シールの耐久性を向上することが可能
となる。
Even at this time, there is almost no gap between the seal side surface 4b of the seal ring 4 and the seal side surface 3b of the seal holder 3, the sealability is maintained, and both seal side surfaces 3b and 4b are maintained. Sliding between them is prevented, and the durability of the shaft seal of this embodiment can be improved.

【0017】前述の所定クリアランスdは、ゼロに近い
ものとすることで、シールリング4のシール側面4bが
ストッパ10の側面10aに当接するまでのシールリン
グ4のシール側面4b及びシールホルダ3のシール側面
3bの摩耗量を少ないものとすることができるが、両シ
ール側面3b,4bのいずれか一方の摩耗量がその機能
を損なう程度に達する以前にシールリング4のシール側
面4bがストッパ10の側面10aに当接するような寸
法であればよいことは明らかである。
By setting the predetermined clearance d to be close to zero, the seal side surface 4b of the seal ring 4 and the seal holder 3 are sealed until the seal side surface 4b of the seal ring 4 contacts the side surface 10a of the stopper 10. Although the amount of wear on the side surface 3b can be reduced, the seal side surface 4b of the seal ring 4 is located on the side surface of the stopper 10 before the amount of wear on either one of the seal side surfaces 3b and 4b reaches a level that impairs its function. Obviously, the size may be such that it abuts 10a.

【0018】また、図2に示すように、ストッパ10の
形状を半径方向内側に向かって先細として先端をエッジ
状にすることで、この先端とシールホルダ3との間のす
き間をわずかなものとしても、回転軸1が偏心して両者
が接触するするような場合において、それほどの回転抵
抗とはならず、このストッパ10の形状が、ハウジング
6外部の圧力に対するラビリンスシールとして機能し、
それにより従来より良好なシール性を保証することがで
きる。
Further, as shown in FIG. 2, the stopper 10 is tapered toward the inner side in the radial direction so that the tip has an edge shape, so that the gap between the tip and the seal holder 3 is made small. Also, when the rotating shaft 1 is eccentric and both come into contact with each other, the rotation resistance is not so great, and the shape of the stopper 10 functions as a labyrinth seal against the pressure outside the housing 6,
As a result, it is possible to ensure better sealing performance than before.

【0019】本実施例は、ストッパ10がリテーナ7′
と一体に形成されているが、別部材としてハウジング6
に固定しても、同様に軸シールの耐久性を向上できるこ
とは明らかである。
In this embodiment, the stopper 10 is the retainer 7 '.
It is formed integrally with the housing 6, but as a separate member the housing 6
It is obvious that the durability of the shaft seal can be similarly improved even if the shaft seal is fixed to.

【0020】[0020]

【発明の効果】このように、本発明によるガスタービン
の軸シールによれば、簡単なストッパを設けることで、
シール性を維持すると共にガスタービンの使用に伴うシ
ールリング及びシールホルダの両シール側面の摩耗が、
所定量に達した時点で、それ以上の摩耗を防止すること
ができ、軸シールの耐久性をかなり高めることが可能と
なる。
As described above, according to the shaft seal of the gas turbine of the present invention, by providing the simple stopper,
Wear of both seal sides of the seal ring and the seal holder due to the use of the gas turbine while maintaining the sealability,
When the predetermined amount is reached, further wear can be prevented, and the durability of the shaft seal can be considerably improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるガスタービンの軸シールの全体断
面図である。
FIG. 1 is an overall sectional view of a shaft seal of a gas turbine according to the present invention.

【図2】図1のA部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of part A in FIG.

【図3】従来のガスタービンの軸シールの全体断面図で
ある。
FIG. 3 is an overall sectional view of a shaft seal of a conventional gas turbine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…回転軸 3…シールホルダ 4…シールリング 5…スプリングリング 7,7′…リテーナ 10…ストッパ 1 ... Rotary shaft 3 ... Seal holder 4 ... Seal ring 5 ... Spring ring 7,7 '... Retainer 10 ... Stopper

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転軸と共に回転するシールホルダと、
ハウジング側に保持され、軸方向の付勢力によって前記
シールホルダのシール側面に当接されるシール側面を有
するシールリングと、前記シールリングのシール側面の
うち、前記シールホルダのシール側面と当接していない
部分の少なくとも一部と所定クリアランスを持って対向
する側面を有してハウジング側に固定されるストッパ、
とを具備することを特徴とするガスタービンの軸シー
ル。
1. A seal holder that rotates together with a rotating shaft,
A seal ring, which is held on the housing side and has a seal side surface that abuts on a seal side surface of the seal holder by an axial urging force; A stopper that is fixed to the housing side and has a side surface that faces at least a part of the non-existing portion with a predetermined clearance,
A shaft seal for a gas turbine, comprising:
JP32348991A 1991-12-07 1991-12-07 Shaft seal of gas turbine Pending JPH05156968A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32348991A JPH05156968A (en) 1991-12-07 1991-12-07 Shaft seal of gas turbine

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32348991A JPH05156968A (en) 1991-12-07 1991-12-07 Shaft seal of gas turbine

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Publication Number Publication Date
JPH05156968A true JPH05156968A (en) 1993-06-22

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JP32348991A Pending JPH05156968A (en) 1991-12-07 1991-12-07 Shaft seal of gas turbine

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JP (1) JPH05156968A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015061132A1 (en) * 2013-10-22 2015-04-30 United Technologies Corporation Piloted retaining plate for a face seal arrangement

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015061132A1 (en) * 2013-10-22 2015-04-30 United Technologies Corporation Piloted retaining plate for a face seal arrangement
US10619500B2 (en) 2013-10-22 2020-04-14 United Technologies Corporation Piloted retaining plate for a face seal arrangement
US11391172B2 (en) 2013-10-22 2022-07-19 Raytheon Technologies Corporation Piloted retaining plate for a face seal arrangement

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