JPH05187264A - ガスタービンエンジン用流体ベアリング面シール - Google Patents

ガスタービンエンジン用流体ベアリング面シール

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JPH05187264A
JPH05187264A JP4187068A JP18706892A JPH05187264A JP H05187264 A JPH05187264 A JP H05187264A JP 4187068 A JP4187068 A JP 4187068A JP 18706892 A JP18706892 A JP 18706892A JP H05187264 A JPH05187264 A JP H05187264A
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fluid
ring
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carrier
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ケネス・アンソニー・ラーマン
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3404—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
    • F16J15/3408—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface
    • F16J15/3412—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/003—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by packing rings; Mechanical seals

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きな圧力差、高い温度、高速で回転するエ
ンジン流体ベアリングシールを提供する。 【構成】 ガスタービンエンジンの高圧作動ガス領域１
４と低圧潤滑オイルサンプ１６との間の流体流れを制限
するために、流体ベアリング面シールは、回転する合せ
リング１０およびこれと向かい合う回転しない炭素シー
ルリング１２を含み、シールリングの端面を切削加工し
て、ランド９１と揚力発生用流体動力学的浮上パッド２
４とを交互に配置した環状配列を形成する。各浮上パッ
ドは、３段を有する階段吹き抜け部を半径方向内側およ
び外側でランドと同一平面にあるレール９２で囲んだ構
成である。合せリング１０の角速度が低いときに追加の
揚力を発生させるため、シールリング面に環状の流体静
力学的浮上パッド１０４も設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、流体シールに関し、
特にガスタービンエンジンの回転部材と静止部材との間
の流体流れを効果的に制限するすぐれたガスベアリング
面シールに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンエンジンには、回転部材と
静止部材との間の漏れ流体流れを最小にするため、ラビ
リンスシールを用いるのが代表的である。ラビリンスシ
ールは、向流、したがって異なる流体の混合、具体的に
は、エンジンの回転部材と非回転部材との間のギャップ
を通しての高温作動ガスと潤滑オイルとの混合に対する
バリヤをつくるのにも用いられる。ラビリンスシール
は、静止エンジン部材により保持された滑らかな合せ面
に対して近接関係で回転する、エンジン部材に形成され
た一連の円周方向歯の間に設けられた一続きの環状くび
れを過ぎて流れる流体流れを絞る機能をなす。ラビリン
ス形式のシールは簡単で、作用寿命が長いという利点を
もっており、シール両端の圧力差が適度に低い限りで、
適度に有効な流体シールである。
【０００３】スラストおよび燃料効率を増加することを
めざした現代の進んだガスタービンエンジン設計では、
流体シールが、より大きな圧力差、より高い温度、より
大きなシール直径および回転エンジン部材の増加した速
度などの点で、はるかに過酷な環境にさらされる。そこ
で、製造公差、起こり得る部材の偏心、そして温度およ
び遠心荷重による材料成長に対処するため、シール間隙
を増加しなければならない。そうすると、ラビリンスシ
ールに、エンジン性能および燃料経済を損なう過剰な流
体漏れが起こる。シールの機能がエンジンベアリング室
またはサンプ（油だめ）への高温作動ガスの漏れを制限
することであれば、シール内またはシール近くの潤滑オ
イルはコークス付着を生じるおそれがあり、これにより
シールの有効性がさらに低下する。
【０００４】先進のエンジン設計で遭遇するラビリンス
シールの欠点を避けるため、ガスベアリング面シール
（ｇａｓ ｂｅａｒｉｎｇ ｆａｃｅ ｓｅａｌ）が取
って代わりつつある。この形式の流体シールの１例が、
本出願人に譲渡されたＭｏｏｒｅの米国特許第３，３８
３，０３３号に開示されている。この形式の流体シール
では、ガスフィルム（気膜）の形態のベアリングを、回
転する合せリングと非回転シールリングの面間に発生さ
せ、シーリングギャップの寸法をアクティブ制御する。
シールリングをキャリヤで装着し、一方キャリヤを静止
ハウジングに、合せリング面に対してギャップを変える
限定された移動ができるように装着する。キャリヤとハ
ウジングとの間の流体漏れを制限するために、二次流体
シールを使用しなければならない。ガスベアリング面シ
ールは、流体漏れを減らす上でラビリンスシールよりず
っと有効であるが、広い範囲の温度、圧力および速度に
わたって合せリング面とシールリング面との間に精密な
平行関係を確保するため、きびしい公差に製造する必要
がある。また、二次シール上の力モーメントバランスを
いつも確保して、着座はずれ、そしてその結果としての
漏れを防止するための手段を講じなければならない。ガ
スベアリング面シールは、漏れを防止するのにラビリン
スシールより有効である。気膜ベアリングをいちじるし
く薄く、たとえば０．５ミル以下にすることができるか
らである。しかし、合せリング面とシールリング面間の
間隔がこのように近接していると、低速、大きな圧力降
下、または温度上昇時に両対向面間に間欠的な接触が起
こる。このような接触の結果、対向面表面が摩耗し、そ
の結果、シール有効性と使用寿命が減少する。
【０００５】
【発明の目的】したがって、この発明の目的は、長い運
転寿命にわたって流体漏れを制限するのに有効な優れた
流体ベアリング面シールを提供することにある。この改
良流体シールはその有効性を、大きな圧力降下や高温の
環境でも維持する。さらに、この改良シールは大きな直
径で実現することができ、一層高い速度で作動して、ス
ケールアップしたガスタービンエンジン設計に適合す
る。
【０００６】
【発明の概要】この目的のため、この発明のガスベアリ
ング面シールは、回転部品、たとえばガスタービンエン
ジンの主シャフトに装着した合せリングと、非回転シー
ルリングとを有し、これらが対向する半径方向シール面
を与え、両シール面間に薄い流体フィルムの形態のガス
ベアリングが発現する。炭素から形成するのが好ましい
シールリングをキャリヤで装着し、一方キャリヤを静止
部材、たとえばエンジンハウジング部材で装着する。ハ
ウジングへのキャリヤ装着には、スプラインまたはキー
の三角形配置を利用して、キャリヤの限定された軸線方
向移動を実現する一方、キャリヤおよびシールリングを
回転する合せリングと同心に維持する。キャリヤとハウ
ジングの間に作用する円周方向に配設したばねにより、
ガスベアリングフィルム圧力をバランスして、合せリン
グおよびシールリングのシール面間のギャップ（隙間）
寸法をアクティブ制御する。圧力モーメントのバランス
した二次シールをキャリヤとハウジングの間に配置し
て、そこを過ぎる流体漏れを制限する。
【０００７】シールリングの端面には、低圧領域、たと
えば油だめに面するシール側に環状シールダムを、また
高温の作動ガスを含有する高圧領域に面するシール側に
流体動力学的浮上パッドの均一に分布した環状配列を形
成する。この発明の特徴によれば、浮上パッドを多段の
レール付き形状として、大きな揚力を発生し、作動寿命
を長くする。浮上パッドの一番浅い段が合せリング面と
の間欠的な接触により摩耗しても、深い段はそのまま
で、シール面表面を引き離し、ベアリング気膜を導入す
るのに必要な揚力を発生する。
【０００８】この発明の別の実施例では、シールリング
の端面に、シールダムの低圧側に流体静力学的浮上パッ
ドを形成する。高圧流体を流体静力学的浮上パッドに導
いて、揚力を発生する。この揚力は、特に低速で有効
で、流体動力学的浮上パッドの速度に依存する揚力が低
下したとき、シール面表面の分離を維持する。二次シー
ルのシーリング特性を改良するために、二次シールピス
トンリングと、炭素のような高潤滑性材料の合せリング
をハウジングにより並置関係で装着する。ピストンリン
グがキャリヤと着座係合関係にばねバイアスされている
ので、合せリングは二次シールリング上の着座抗力を減
らすのに有効に作用する。さらに、オリフィスを設ける
ことにより、二次シールピストンリングに作用する作動
ガスの半径方向圧力の力は実質的に圧力モーメントがバ
ランスして、キャリヤに対して適正なシーリングを維持
する。
【０００９】この発明の構成、要素の組合せ、部品の配
置を含む特徴は特許請求の範囲に記載の通りである。こ
の発明をよく理解できるように、以下に図面を参照しな
がら、この発明の実施例を説明する。図面中の同じ参照
符号は対応する部品を示す。
【００１０】
【具体的な構成】この発明の流体ベアリング面シール
は、図１に示すように、全体を１０で示す合せリングと
全体を１２で示すシールリングとを含み、高圧流体領域
１４と低圧流体領域１６との間の流体流れを制限または
阻止するためのシールである。たとえば、高圧領域１４
は８５０°Ｆのような高温のガスタービンエンジン作動
ガスを含有し、一方、低圧領域１６は潤滑油を含有する
ベアリングサンプ（油だめ）である。圧力差は１５０ｐ
ｓｉのように高くなる。流体シーリングギャップ１８
は、合せリング１０の平面の半径方向面２０とシールリ
ング１２の対向面とにより画定される。シールリング１
２の対向面は、環状シールダム２２および複数の円周方
向に均一に分布した流体動力学的浮上パッド２４とを与
える形状となっている。環状チャンネル２６が、シール
ダム２２を浮上パッド２４の環状配列から分離する。
【００１１】カラー２８が、ガスタービンエンジンの主
シャフトであるシャフト３２上の軸線方向に離れた半径
方向肩部２９および３０間にはさまれている。複数の半
径方向駆動ピン３４（１つだけが見える）をカラー２８
に取付け、合せリングボアの軸線方向延在スロット３６
に突出させる。波形ばね３８により、必要な左向きの軸
線方向荷重をかけ、合せリング１０を肩部２９に着座さ
せる。こうして合せリング、カラーおよび波形ばねの組
立体は、一体となってシャフト３２とともに回転する。
合せリング１０の幾何形状および寸法は、それが領域１
４と１６の流体圧力により軸線方向および半径方向にバ
ランスされ、かつ遠心荷重下でバランスされるように選
ぶ。合せリング１０に個別のラグ４０を、遠心荷重バラ
ンス用自由ウェイトとして切削加工する。これらの予防
措置により、合せリング１０がシャフト２８と同心に留
まり、したがってそのシール面２０が常に半径方向平面
内にあることが確実になる。
【００１２】シールリング１２は、炭素から形成するの
が好ましく、全体を４２で示すキャリヤに焼ばめされ、
キャリヤ４２は全体を４４で示すハウジングに装着され
ている。シュリンクバンド４５がキャリヤ４４のまわり
に焼ばめされ、こうしてシールリング１２、キャリヤ４
４おおびシュリンクバンド４５の組み合わせ、それらの
材料特性および相対位置が、運転中にシール面同士に平
行関係を保つ。キャリヤ装着をシャフト３２と同心に維
持するため、またシール面同士に平行関係を保つため、
ハウジング４４には、１組の等角度に配置された３つの
回転防止ブロックまたはキー４６（図４参照）が、図２
に１つだけ見えるキー溝ノッチ４８に摺動自在に収容さ
れている。全体として環状に配列され、それぞれハウジ
ング４４の盲穴５２（図４参照）に収納された閉止用ば
ね５０の環状配列が、キャリヤ４２およびシールリング
１２をギャップ１８を閉じる方向にバイアスし、すなわ
ちエンジン始動および停止中に生じるように、シールリ
ング面を合せリング面２０に当接する。
【００１３】キャリヤ４２はハウジング４４に対して軸
線方向に移動するので、ピストンリングの形態の二次シ
ール５４にシールダム５６を設け、このシールダム５６
を軸線方向に延在するキャリヤスリーブ５８の外周面に
ガーターばね６０の着座力により押し当てる。やはり炭
素材料製の二次シール５４は、環状ハウジングノッチ６
３に収容されたロックリング６２と、ハウジング肩部６
５と焼ばめ係合した炭素合せリング６４との間に軸線方
向に捕捉されている。ロックリング６２で支持された圧
縮ばね６６の環状配列が、二次シール５４を合せリング
６４に対して軸線方向にバイアスする。潤滑性の高いこ
の炭素合せリング６４を設けることは、二次シール５４
に働く着座抗力を減らすのに役立つ。熱シールド６８
が、ハウジング４４に取り付けられ、半径方向に延在
し、ついで軸線方向に高圧領域１４中へ延在し、熱的過
渡期にシールを保護するバリヤを形成するとともに、エ
ンジン組立および分解中に生じるおそれのある損傷から
シールを守る。
【００１４】環状フランジ７０がロックリング６２と熱
シールド６８の半径方向部分との間に配置され、これに
穴を開けて複数の大きなオリフィス７２の環状配列をつ
くり、環状室７４をほぼ領域１４の高圧に加圧するガス
流の通過を許す。複数の外部ドレインホール７６を、ハ
ウジング４４に貫通させて、環状室７４と連通するよう
穿孔する。さらに、複数の大きなオリフィス７８をロッ
クリング６２に貫通させて穿孔し、二次シール５４とハ
ウジング４４との間のキャビティ８０を加圧する。この
ように配列した結果、二次シール５４は領域１４の高圧
ガスに対して、圧力モーメントがバランスされ、こうし
て二次シール５４の適正な着座を確実にする。また、オ
リフィス７２およびドレインホール７６は、二次シール
５４を通り過ぎて漏れるオイルおよび一次シール、すな
わちガスベアリング面シールを通り過ぎて漏れるオイル
煙霧を排出するのに有効である。
【００１５】図１にはさらに、ハウジング４４により適
当な位置に装着されたオイルそらせ板８２が示されてい
る。オイルそらせ板８２の環状面８３が合せリング１０
の環状面８４と近接した平行関係に位置して、両者間に
オイル通路を画定する。合せリング１０が回転すると、
せん断力ベクトルがオイルを元のサンプへとばし、シー
ル要素の高熱面とのオイルの接触を最小にする。こうし
てコークス付着をほとんど回避する。オイルそらせ板８
２はトラフ８７も与え、オイルがトラフ８７の上部に集
まり、その下部から流れ去る。
【００１６】図２および図３に移ると、この発明の流体
動力学的浮上パッド２４はそれぞれ、浮上パッド２４間
のランド９１からの深さが順次増加する、一連の少なく
とも２つ、好ましくは３つの段９０を円周方向に並べた
構成である。段９０は半径方向内方および外方で、ラン
ド９１間に延在しかつランドと同一平面にあるレール９
２により囲まれている。こうして、レール９２および環
状シールダム２２が、合わせリング面２０の平面表面に
間近に向かい合うシールリング１４の端面を与える。各
浮上パッド２４の一番深い段と隣接ランドの間に、半径
方向に延在する送りスロット９４が設けられ、高圧ガス
が領域１４からこのスロット９４を通って流れ、浮上パ
ッド２４およびシールダム２２の中間の環状チャンネル
２６を加圧する。高圧ガスは段９２を含む階段吹きぬけ
も満たし、合せリング１０が図２の矢印９５の方向に回
転すると、ガスへのせん断作用が階段吹きぬけ内のガス
圧力を増加し、閉止用ばね５０の力およびキャリヤ４２
およびシールリング１２に作用するガスの軸線方向静圧
力に対抗して、浮上力を発生する。合せリング１０およ
びシールリング１２の面が離れ、シーリングギャップ１
８を生成し、このシーリングギャップ１８はガスで充満
し、両シール面間にガスベアリングフィルムを与える。
シーリングギャップ１８が閉じようとすると、ベアリン
ングフィルムの圧力が増加し、両シール面間のこすれ接
触を防止する。シーリングギャップ１８が広がろうとす
る傾向は、ベアリングフィルム圧力の低下により打ち消
される。シーリングギャップの寸法、したがってベアリ
ングフィルムの厚さは、自己調整的で、有効な流体シー
ルを形成し、エンジン始動および停止時を除いて、界面
のこすれ接触を防止する。
【００１７】必要な浮上力を与える以外に、この発明の
レール付き多段浮上パッド幾何形状は、使用寿命の長い
ガスベアリング面シールを提供する。ランド９１および
レール９２が長期間にわたってどうしても時々は合せリ
ング面２０と接触する結果として摩耗するにつれて、浮
上パッド２４のもっとも外側またはもっとも浅い段９０
が消滅しても、残りの２つの深い方の段がまだ必要な浮
上力を発揮するのに有効である。したがって、ガスベア
リング面シールを取り替えなければならないのは、深い
方の段が実質的に摩耗消滅したときだけである。
【００１８】図５に示すこの発明の実施例では、キャリ
ヤ４２に装着した炭素シールリング１００の端面を切削
加工して、高圧流体領域１４に隣接して流体動力学的パ
ッド１０２の環状配列を、また低圧流体領域１６に隣接
して環状の流体静力学的パッド１０４を設ける。流体静
力学的パッド１０４と流体動力学的パッド１０２を、環
状シールダム２２およびその両わきの環状チャンネル２
６で半径方向に分離する。通路１０６の環状配列が、高
圧流体を領域１４から流体静力学的パッド１０４の面ま
で連通し、そこで高圧流体を合せリング１０の対向シー
ル面に対して吐出して、揚力を発生する。流体動力学的
浮上パッド１０２は通常の形状としても、図２および図
３に示す多段／レール付き形状としてもよい。流体動力
学的パッド１０２が発生する揚力は速度に依存する、す
なわち合せリング１０の角速度に正比例して変化するの
で、また流体静力学的パッド１０４が発生する揚力は圧
力に依存する、すなわち領域１４の流体圧力に正比例し
て変化するので、図５の流体動力学的パッドと流体静力
学的パッドの組合せは、シール面を分離するのに必要な
揚力を生成することができ、流体ベアリングフィルムを
高速−低圧から低速−高圧までの広い範囲の運転条件下
で形成する。その結果、シール面の摩耗係合の範囲が減
少するので、シール寿命が長くなる。
【００１９】以上から明らかなように、前述したこの発
明の目的が効率よく達成されている。この発明の要旨か
ら逸脱しない範囲内で前述した構成に種々の変更を加え
ることができるので、これらの実施例の説明は例示であ
って、限定的なものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の１実施例にしたがって構成した流体
ベアリング面シールの軸線方向断面図である。
【図２】図１に見えるシールリングおよびキャリヤアセ
ンブリの円弧状部分の軸線方向正面図である。
【図３】図２の３−３線方向に見た断面図である。
【図４】図１に見える環状ハウジングの軸線方向正面図
である。
【図５】この発明の別の実施例にしたがって構成した流
体ベアリング面シールの部分的軸線方向断面図である。
【符号の説明】
１０ 合せリング １２ シールリング １４ 高圧流体領域 １６ 低圧流体領域 １８ 流体シーリングギャップ ２０ 平面 ２２ シールダム ２４ 浮上パッド ２６ 環状チャンネル ２８ カラー ３２ シャフト ４２ キャリヤ ４４ ハウジング ５０ 閉止用ばね ５４ 二次シール ５６ シールダム ５８ キャリヤスリーブ ６０ ガーターばね ６２ ロックリング ６４ 合せリング ６６ 圧縮ばね ７０ フランジ ７２ オリフィス ７４ 室 ７６ ドレインホール ７８ オリフィス ８０ キャビティ ９０ 段 ９１ ランド ９２ レール ９４ 送りスロット １０２ 流体動力学的パッド １０４ 流体静力学的パッド

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ガスタービンエンジン中の圧力の異なる２
    つの流体領域間の流体流れを制限する流体ベアリング面
    シールにおいて、 （Ａ）非回転ハウジング部材と、 （Ｂ）エンジンの回転シャフトに装着された、第１シー
    ル面を有する合せリングと、 （Ｃ）上記ハウジング部材により上記合せリングと同心
    関係に、上記第１シール面に対して限定された移動をな
    すよう支持されたキャリヤと、 （Ｄ）上記キャリヤに装着されたシールリングであっ
    て、このシールリングは上記第１シール面と向かい合っ
    て両者間にシールギャップを画定する第２シール面を有
    し、第２シール面には複数の浮上パッドを環状に分布し
    た配列が形成され、上記浮上パッドのそれぞれが１対の
    レールで半径方向に囲まれた少なくとも２つの段を有す
    る階段吹きぬけ部を含む、シールリングと、 （Ｅ）上記合せリングの回転中に、上記浮上パッドが発
    生する浮上力および第１および第２シール面間に存在す
    るベアリング気膜の圧力に対抗して作用して、上記シー
    ルギャップの幅をアクティブ制御する、閉止用ばね手段
    とを備える流体ベアリング面シール。
  2. 【請求項２】さらに、上記ハウジング部材と上記キャリ
    ヤとの間の流体流れを制限する二次シールを含み、この
    二次シールは上記キャリヤのスリーブ部分と着座係合関
    係にばねバイアスされたピストンリングと、上記ハウジ
    ングに装着され上記ピストンリングに働く着座抗力を減
    少させる高潤滑性リングとを含む請求項１に記載の流体
    ベアリング面シール。
  3. 【請求項３】さらに、流体圧力領域の一方の流体圧力を
    上記ピストンリングに連通させて、そこに作用する流体
    圧力モーメントをバランスさせるための流体オリフィス
    を含む請求項２に記載の流体ベアリング面シール。
  4. 【請求項４】上記第２シール面が、上記浮上パッドレー
    ルと同一平面にある外面を有する環状シールダムと、こ
    のシールダムを上記浮上パッドから分離する環状チャン
    ネルとを含む請求項１に記載の流体ベアリング面シー
    ル。
  5. 【請求項５】上記第２シール面がさらに、上記浮上パッ
    ド階段吹きぬけ部の底に交差し、上記領域の一方から流
    体を上記階段吹きぬけ部およびチャンネルに導く送りス
    ロットを含む請求項４に記載の流体ベアリング面シー
    ル。
  6. 【請求項６】上記第２シール面がさらに、隣接する上記
    浮上パッドの各対間に別々のランドを含み、上記ランド
    の外面が上記レールおよび上記シールダムの外面と同一
    平面にある請求項５に記載の流体ベアリング面シール。
  7. 【請求項７】上記流体領域の一方が高圧、高温作動ガス
    を含有し、他方の流体領域が低圧潤滑オイルを含有し、
    上記送りスロットが作動ガス領域に開いている請求項６
    に記載の流体ベアリング面シール。
  8. 【請求項８】上記浮上パッドそれぞれが少なくとも３つ
    の段を含む請求項７に記載の流体ベアリング面シール。
  9. 【請求項９】さらに、上記ハウジング部材と上記キャリ
    ヤとの間の流体流れを制限する二次シールを含み、この
    二次シールは上記キャリヤのスリーブ部分と着座係合関
    係にばねバイアスされたピストンリングと、上記ハウジ
    ングに装着され上記ピストンリングに働く着座抗力を減
    少させる高潤滑性リングとを含む請求項７に記載の流体
    ベアリング面シール。
  10. 【請求項１０】上記第１および第２シール面が半径方向
    に向いており、上記キャリヤが上記ハウジング部材によ
    り上記シールギャップ幅のアクティブ制御の間軸線方向
    移動可能に装着され、 上記ピストンリングが作動ガス領域中に軸線方向に延在
    するハウジングスリーブ部分と着座係合関係にある隆起
    したシールダムを含み、 上記二次シールがさらに、上記ハウジングにより上記ピ
    ストンリングと半径方向重なり関係で装着された保持リ
    ングと、この保持リングにより裏当てされ、上記ピスト
    ンリングを上記高潤滑性リングと係合関係に軸線方向に
    バイアスするばねとを含む請求項９に記載の流体ベアリ
    ング面シール。
  11. 【請求項１１】さらに、上記ピストンリングを圧力モー
    メントバランスする手段を含み、このバランス手段は、 複数の第１オリフィスを介して作動ガス領域と流体連通
    し、したがって作動ガス圧力に加圧される室と、 上記ハウジング部材を貫通して上記室と連通するよう延
    在する外部ドレインホールと、 上記保持リングに設けられ、上記ハウジング部材と上記
    ピストンリングの半径方向外側の中間に設けられたキャ
    ビティを上記室から加圧するための複数の第２オリフィ
    スとを含む請求項１０に記載の流体ベアリング面シー
    ル。
  12. 【請求項１２】ガスタービンエンジン中の相対的に圧力
    の高い流体領域と圧力の低い流体領域間の流体流れを制
    限する流体ベアリング面シールにおいて、 （Ａ）非回転ハウジング部材と、 （Ｂ）エンジンの回転シャフトに装着された、第１シー
    ル面を有する合せリングと、 （Ｃ）上記ハウジング部材により上記合せリングと同心
    関係に、上記第１シール面に対して限定された移動をな
    すよう支持されたキャリヤと、 （Ｄ）上記キャリヤに装着されたシールリングであっ
    て、このシールリングは上記第１シール面と向かい合っ
    て両者間にシールギャップを画定する第２シール面を有
    し、第２シール面には高圧流体領域に隣接して複数の流
    体動力学的浮上パッドを環状に分布した配列が形成さ
    れ、また低圧流体領域に隣接して１つの環状の流体静力
    学的浮上パッドが形成された、シールリングと、 （Ｅ）上記合せリングの回転中に、上記流体動力学的お
    よび流体静力学的浮上パッドが発生する浮上力および第
    １および第２シール面間に存在するベアリング気膜の圧
    力に対抗して作用して、上記シールギャップの幅をアク
    ティブ制御する、閉止用ばね手段とを備える流体ベアリ
    ング面シール。
  13. 【請求項１３】上記第２シール面がさらに、半径方向に
    上記流体静力学的浮上パッドと上記流体動力学的浮上パ
    ッドの環状配列との間に環状シールダムを含む請求項１
    ２に記載の流体ベアリング面シール。
  14. 【請求項１４】上記第２シール面がさらに、上記シール
    ダムを上記流体静力学的浮上パッドと上記流体動力学的
    浮上パッドの環状配列から半径方向に分離する別個の環
    状チャンネルを含む請求項１３に記載の流体ベアリング
    面シール。
  15. 【請求項１５】上記流体静力学的浮上パッドがさらに、
    上記シールリングに形成され、流体を高圧領域から上記
    第１シール面に対して吐き出して揚力を発生する複数の
    通路を含む請求項１４に記載の流体ベアリング面シー
    ル。
  16. 【請求項１６】上記流体動力学的浮上パッドそれぞれ
    が、半径方向に１対のレールで囲まれた少なくとも２段
    を有する階段吹きぬけ部を含む請求項１４に記載の流体
    ベアリング面シール。
  17. 【請求項１７】さらに、上記ハウジング部材と上記キャ
    リヤとの間の流体流れを制限する二次シールを含み、こ
    の二次シールは上記キャリヤのスリーブ部分と着座係合
    関係にばねバイアスされたピストンリングと、上記ハウ
    ジングに装着され上記ピストンリングに働く着座抗力を
    減少させる高潤滑性リングとを含む請求項１６に記載の
    流体ベアリング面シール。
  18. 【請求項１８】上記第１および第２シール面が半径方向
    に向いており、上記キャリヤが上記ハウジング部材によ
    り上記シールギャップ幅のアクティブ制御の間軸線方向
    移動可能に装着され、 上記ピストンリングが高圧領域中に軸線方向に延在する
    ハウジングスリーブ部分と着座係合関係にある隆起した
    シールダムを含み、 上記二次シールがさらに、上記ハウジングにより上記ピ
    ストンリングと半径方向重なり関係で装着された保持リ
    ングと、この保持リングにより裏当てされ、上記ピスト
    ンリングを上記高潤滑性リングと係合関係に軸線方向に
    バイアスするばねとを含む請求項１７に記載の流体ベア
    リング面シール。
  19. 【請求項１９】さらに、上記ピストンリングを圧力モー
    メントバランスする手段を含み、このバランス手段は、 複数の第１オリフィスを介して高圧領域と流体連通し、
    したがって高圧領域の圧力に加圧される室と、 上記ハウジング部材を貫通して上記室と連通するよう延
    在する少なくとも１つの外部ドレインホールと、 上記保持リングに設けられ、上記ハウジング部材と上記
    ピストンリングの半径方向外側の中間に設けられたキャ
    ビティを上記室から加圧するための複数の第２オリフィ
    スとを含む請求項１８に記載の流体ベアリング面シー
    ル。
  20. 【請求項２０】上記第２シール面がさらに、上記流体動
    力学的浮上パッド階段吹きぬけ部の底に交差し、高圧流
    体を上記階段吹きぬけ部およびその半径方向すぐ上の上
    記チャンネルの１つに導く送りスロットを含み、また、
    隣接する上記流体静力学的浮上パッドの各対間に別々の
    ランドを含み、上記ランドの外面が上記レールおよび上
    記シールダムの外面と同一平面にある請求項１９に記載
    の流体ベアリング面シール。
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