JPH0599344A - 非接触端面シール - Google Patents
非接触端面シールInfo
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- JPH0599344A JPH0599344A JP19842191A JP19842191A JPH0599344A JP H0599344 A JPH0599344 A JP H0599344A JP 19842191 A JP19842191 A JP 19842191A JP 19842191 A JP19842191 A JP 19842191A JP H0599344 A JPH0599344 A JP H0599344A
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- seal
- fluid
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構成を複雑にすることなく、高圧側から低圧
側へのシール流体の漏出を低減できる非接触端面シール
を提供することを目的とする。 【構成】 回転軸１とともに回転する回転環３の端面の
密封面３Ｓと、回転環３に相対する固定環４の端面の密
封面４Ｓとから密封部３６を形成し、所定圧力を有した
シール流体の静圧力により両密封面３Ｓ，４Ｓが非接触
となる非接触端面シールにおいて、一方の密封面に低圧
流体側から高圧流体側に向かうスパイラル溝３３を形成
し、スパイラル溝３３は両密封面３Ｓ，４Ｓの相対的回
転によりシール流体を低圧側から高圧側へ巻き込む方向
に設けられており、密封面３Ｓ，４Ｓのいずれか一方に
は、密封面の半径方向高圧側に両密封面３Ｓ，４Ｓ間に
シール流体を導入するためのテーパ面３１又は窪み３８
が形成されている。
側へのシール流体の漏出を低減できる非接触端面シール
を提供することを目的とする。 【構成】 回転軸１とともに回転する回転環３の端面の
密封面３Ｓと、回転環３に相対する固定環４の端面の密
封面４Ｓとから密封部３６を形成し、所定圧力を有した
シール流体の静圧力により両密封面３Ｓ，４Ｓが非接触
となる非接触端面シールにおいて、一方の密封面に低圧
流体側から高圧流体側に向かうスパイラル溝３３を形成
し、スパイラル溝３３は両密封面３Ｓ，４Ｓの相対的回
転によりシール流体を低圧側から高圧側へ巻き込む方向
に設けられており、密封面３Ｓ，４Ｓのいずれか一方に
は、密封面の半径方向高圧側に両密封面３Ｓ，４Ｓ間に
シール流体を導入するためのテーパ面３１又は窪み３８
が形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非接触端面シールに係
り、特に、回転軸とともに回転する回転環の密封面と、
該回転環に相対する固定環の密封面とから密封部を形成
する非接触端面シールに関する。
り、特に、回転軸とともに回転する回転環の密封面と、
該回転環に相対する固定環の密封面とから密封部を形成
する非接触端面シールに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、非接触端面シールはハウジング
と回転軸間の空間をシールするために用いられており、
この非接触端面シールは、たとえば、高圧を扱うガスタ
ービンやコンプレッサに組み込まれる。一般的に、非接
触端面シールは２つのタイプがあり、その１つはシール
流体の圧力を利用した静圧型端面シールであり、他の１
つはスパイラル溝のような動圧効果をもたらす形状を持
った動圧型端面シールである。
と回転軸間の空間をシールするために用いられており、
この非接触端面シールは、たとえば、高圧を扱うガスタ
ービンやコンプレッサに組み込まれる。一般的に、非接
触端面シールは２つのタイプがあり、その１つはシール
流体の圧力を利用した静圧型端面シールであり、他の１
つはスパイラル溝のような動圧効果をもたらす形状を持
った動圧型端面シールである。
【０００３】次に、静圧型非接触端面シールを図１２及
び図１３を参照して説明する。
び図１３を参照して説明する。
【０００４】図１２及び図１３において、ケーシング９
の内部に収容された回転軸１には軸スリーブ２が設けら
れている。軸スリーブ２はキーを介して回転環３に接続
されている。そして、スプリングリテーナ６との間に介
在するバネ１０によって、固定環４がシールリングリテ
ーナ５を介して回転環３に対して押しつけられている。
の内部に収容された回転軸１には軸スリーブ２が設けら
れている。軸スリーブ２はキーを介して回転環３に接続
されている。そして、スプリングリテーナ６との間に介
在するバネ１０によって、固定環４がシールリングリテ
ーナ５を介して回転環３に対して押しつけられている。
【０００５】なお、この非接触端面シールでは回転環３
の半径方向外側が高圧側、半径方向内側が低圧側となっ
ている。
の半径方向外側が高圧側、半径方向内側が低圧側となっ
ている。
【０００６】図１２で示す様に、回転環３にはシール流
体が存在する外側に向かって隙間の広がるテーパ面３１
が形成されている。ここで、符号３２は回転環３の平面
部を示している。
体が存在する外側に向かって隙間の広がるテーパ面３１
が形成されている。ここで、符号３２は回転環３の平面
部を示している。
【０００７】本シールは上述したように圧力を持ったシ
ール流体がテーパ面に入り込むことによって非接触とな
る静圧型シールである。
ール流体がテーパ面に入り込むことによって非接触とな
る静圧型シールである。
【０００８】一方、スパイラル溝等を有したタイプの非
接触端面シールは特公昭４９−３３６１４号（対応する
米国特許第３,４９９,６５３号）に開示されている。こ
の非接触端面シールは、図１２及び図１３に示すものと
同様に回転環と固定環とを備え、又、これら両環の一方
にスパイラル溝を備えている。そして、一方の環にはシ
ール流体が存在する外側に向かって隙間の広がるテーパ
面が形成されている。そして、スパイラル溝は高圧側か
ら低圧側へシール流体を巻き込む方向に設けられてい
る。
接触端面シールは特公昭４９−３３６１４号（対応する
米国特許第３,４９９,６５３号）に開示されている。こ
の非接触端面シールは、図１２及び図１３に示すものと
同様に回転環と固定環とを備え、又、これら両環の一方
にスパイラル溝を備えている。そして、一方の環にはシ
ール流体が存在する外側に向かって隙間の広がるテーパ
面が形成されている。そして、スパイラル溝は高圧側か
ら低圧側へシール流体を巻き込む方向に設けられてい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図１２及び図１３に示
す静圧型非接触端面シールにおいては、テーパ面３１の
寸法ｅ（図１２）、シール面内径２ｒ1，シール面外径
形２ｒ2，バランス直径２ｒbを適宜設定し、回転環３及
び固定環４の密封面の隙間を極力少なくして、以て該密
封面に形成される流体膜の剛性を大きくしている。
す静圧型非接触端面シールにおいては、テーパ面３１の
寸法ｅ（図１２）、シール面内径２ｒ1，シール面外径
形２ｒ2，バランス直径２ｒbを適宜設定し、回転環３及
び固定環４の密封面の隙間を極力少なくして、以て該密
封面に形成される流体膜の剛性を大きくしている。
【００１０】しかしながら、この様な構成の非接触端面
シールで密封面からのシール流体の漏出を積極的に低減
するためには密封面の隙間を少なくする必要があった
が、当然限界があった。そのため、上述した様なタイプ
の非接触端面シールにおいて、密封面からのシール流体
の漏出をより低減する技術が要望されていたが、構成を
複雑にすることなく密封面からのシール流体の漏出を低
減することは困難であった。
シールで密封面からのシール流体の漏出を積極的に低減
するためには密封面の隙間を少なくする必要があった
が、当然限界があった。そのため、上述した様なタイプ
の非接触端面シールにおいて、密封面からのシール流体
の漏出をより低減する技術が要望されていたが、構成を
複雑にすることなく密封面からのシール流体の漏出を低
減することは困難であった。
【００１１】一方、特公昭４９−３３６１４号に開示さ
れたスパイラル溝等を有した非接触端面シールにおいて
は、前述したようにスパイラル溝は高圧側から低圧側へ
シール流体を巻き込む方向に設けられているため、スパ
イラル溝は高圧側の流体を低圧側へ漏出させるように機
能する。それゆえ、密封面からの流体の総漏れ量は圧力
差（高圧側と低圧側との）による漏れ量にスパイラル溝
のポンピング作用による漏れ量を加算したものになり、
図１２及び図１３に示すものと同様に密封面からのシー
ル流体の漏出を低減することは困難であった。
れたスパイラル溝等を有した非接触端面シールにおいて
は、前述したようにスパイラル溝は高圧側から低圧側へ
シール流体を巻き込む方向に設けられているため、スパ
イラル溝は高圧側の流体を低圧側へ漏出させるように機
能する。それゆえ、密封面からの流体の総漏れ量は圧力
差（高圧側と低圧側との）による漏れ量にスパイラル溝
のポンピング作用による漏れ量を加算したものになり、
図１２及び図１３に示すものと同様に密封面からのシー
ル流体の漏出を低減することは困難であった。
【００１２】本考案は上述した点に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、構成を複雑にすることなく高
圧側から低圧側へのシール流体の漏出を低減できる非接
触端面シールを提供することにある。
で、その目的とする処は、構成を複雑にすることなく高
圧側から低圧側へのシール流体の漏出を低減できる非接
触端面シールを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の１態様は、回転軸とともに回転する回転環
の端面の密封面と、該回転環に相対する固定環の端面の
密封面とから密封部を形成し、所定圧力を有したシール
流体の静圧力により前記両密封面が非接触となる非接触
端面シールにおいて、前記一方の密封面に低圧流体側か
ら高圧流体側に向かう溝を形成し、該溝は両密封面の相
対的回転によりシール流体を低圧側から高圧側へ巻き込
む方向に設けられており、前記密封面のいずれか一方に
は密封面の半径方向高圧側に両密封面間にシール流体を
導入するためのテーパ面が形成されていることを特徴と
するものである。また、本発明の別の態様は、回転軸と
ともに回転する回転環の端面の密封面と、該回転環に相
対する固定環の端面の密封面とから密封部を形成し、所
定圧力を有したシール流体の静圧力により前記両密封面
が非接触となる非接触端面シールにおいて、前記一方の
密封面に低圧流体側から高圧流体側に向かう溝を形成
し、該溝は両密封面の相対的回転によりシール流体を低
圧側から高圧側へ巻き込む方向に設けられており、前記
密封面のいずれか一方には密封面の半径方向高圧側に両
密封面間にシール流体を導入するための窪みが形成され
ていることを特徴とするものである。
め、本発明の１態様は、回転軸とともに回転する回転環
の端面の密封面と、該回転環に相対する固定環の端面の
密封面とから密封部を形成し、所定圧力を有したシール
流体の静圧力により前記両密封面が非接触となる非接触
端面シールにおいて、前記一方の密封面に低圧流体側か
ら高圧流体側に向かう溝を形成し、該溝は両密封面の相
対的回転によりシール流体を低圧側から高圧側へ巻き込
む方向に設けられており、前記密封面のいずれか一方に
は密封面の半径方向高圧側に両密封面間にシール流体を
導入するためのテーパ面が形成されていることを特徴と
するものである。また、本発明の別の態様は、回転軸と
ともに回転する回転環の端面の密封面と、該回転環に相
対する固定環の端面の密封面とから密封部を形成し、所
定圧力を有したシール流体の静圧力により前記両密封面
が非接触となる非接触端面シールにおいて、前記一方の
密封面に低圧流体側から高圧流体側に向かう溝を形成
し、該溝は両密封面の相対的回転によりシール流体を低
圧側から高圧側へ巻き込む方向に設けられており、前記
密封面のいずれか一方には密封面の半径方向高圧側に両
密封面間にシール流体を導入するための窪みが形成され
ていることを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】上記したような構成を有する本発明によれば、
前記テーパ面又は窪みにシール流体が入り込むことによ
る静圧作用と前記溝の動圧作用により、密封面の隙間を
極力小さくしつつ非接触状態とし、しかも密封面からの
漏れを少なくしている。
前記テーパ面又は窪みにシール流体が入り込むことによ
る静圧作用と前記溝の動圧作用により、密封面の隙間を
極力小さくしつつ非接触状態とし、しかも密封面からの
漏れを少なくしている。
【００１５】すなわち、前記溝により高圧側から低圧側
へのシール流体の流れに抵抗を与える様なポンピング作
用が生じ、このポンピング作用によりシール流体の高圧
側から低圧側への漏出が低減される。これにより、従来
からの要請であった密封面からのシール流体の漏出を極
力低減することが達成できる。
へのシール流体の流れに抵抗を与える様なポンピング作
用が生じ、このポンピング作用によりシール流体の高圧
側から低圧側への漏出が低減される。これにより、従来
からの要請であった密封面からのシール流体の漏出を極
力低減することが達成できる。
【００１６】ここで、密封面の半径方向低圧側から高圧
側に向かって溝を形成するという簡単な構成であるた
め、非接触端面シールの構成を複雑にすることも無い。
側に向かって溝を形成するという簡単な構成であるた
め、非接触端面シールの構成を複雑にすることも無い。
【００１７】また、一方の密封面の半径方向高圧側にテ
ーパ面又は窪みを設けたことにより、シール流体の圧力
によって回転環と固定環とは非接触状態に維持されるの
である。
ーパ面又は窪みを設けたことにより、シール流体の圧力
によって回転環と固定環とは非接触状態に維持されるの
である。
【００１８】
【実施例】以下、本発明に係る非接触端面シールの一実
施例を図１乃至図５を参照して説明する。
施例を図１乃至図５を参照して説明する。
【００１９】図１において、ケーシング９に収容された
回転軸１には軸スリーブ２が設けられている。そして軸
スリーブ２はキー２０を介して回転環３に接続されてお
り、回転環３は固定環４と向かい合って且つ密封部３６
において面接触（後述する密封面３Ｓと４Ｓ同士が接
触）している。
回転軸１には軸スリーブ２が設けられている。そして軸
スリーブ２はキー２０を介して回転環３に接続されてお
り、回転環３は固定環４と向かい合って且つ密封部３６
において面接触（後述する密封面３Ｓと４Ｓ同士が接
触）している。
【００２０】ここで固定環４はシールリングリテーナ５
に接触しており、シールリングリテーナ５とケーシング
９に取り付けられたスプリングリテーナ６との間にはバ
ネ１０が介在している。そして、バネ１０及びシールリ
ングリテーナ５を介して、固定環４は回転環３に押しつ
けられている。なお、第１図で符号４２，４４，４６，
４８，４９はシール部材を示している。
に接触しており、シールリングリテーナ５とケーシング
９に取り付けられたスプリングリテーナ６との間にはバ
ネ１０が介在している。そして、バネ１０及びシールリ
ングリテーナ５を介して、固定環４は回転環３に押しつ
けられている。なお、第１図で符号４２，４４，４６，
４８，４９はシール部材を示している。
【００２１】回転環３の密封面３Ｓが図２に詳細に示さ
れている。図２において、半径方向外側（符号ＲＯ方
向）の符号３１は高圧側（図１の符号Ｈ側）により量の
多くなるテーパ面、真中部の符号３２は平面部、半径方
向内側（符号ＲＩ方向）の符号３３はその端部が低圧側
（図１の符号Ｌ側）に開いたスパイラル溝であり、この
スパイラル溝３３は低圧側の流体を高圧側に巻き込む方
向に設けられている。
れている。図２において、半径方向外側（符号ＲＯ方
向）の符号３１は高圧側（図１の符号Ｈ側）により量の
多くなるテーパ面、真中部の符号３２は平面部、半径方
向内側（符号ＲＩ方向）の符号３３はその端部が低圧側
（図１の符号Ｌ側）に開いたスパイラル溝であり、この
スパイラル溝３３は低圧側の流体を高圧側に巻き込む方
向に設けられている。
【００２２】なお、図１及び図３中の符号ｅは最大のテ
ーパ量であり、換言すると、回転環と固定環の接触状態
において回転環３の高圧側縁部と固定環４の密封面４Ｓ
との間隔である。
ーパ量であり、換言すると、回転環と固定環の接触状態
において回転環３の高圧側縁部と固定環４の密封面４Ｓ
との間隔である。
【００２３】次に、この実施例の作用を図４及び図５を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００２４】回転軸１が回転することにより、回転環３
と固定環４とが相対運動する。ここで、高圧側Ｈにある
シール流体が回転環３の密封面３Ｓのテーパ面３１から
浸入して、該密封面３Ｓと固定環４の密封面４Ｓとを非
接触状態とする。
と固定環４とが相対運動する。ここで、高圧側Ｈにある
シール流体が回転環３の密封面３Ｓのテーパ面３１から
浸入して、該密封面３Ｓと固定環４の密封面４Ｓとを非
接触状態とする。
【００２５】ここで、図中のテーパ面の寸法ｅ、シール
面内径２ｒ1、シール面外径２ｒ2、テーパ面内端の直径
２ｒt、バランス直径２ｒbを適当に決めることにより、
従来の静圧形非接触端面シールの場合と同様に、密封面
３Ｓ、４Ｓの隙間ｈを極力小さくして且つ該隙間に形成
される流体膜の剛性を大きくすることが出来る（図４参
照）。
面内径２ｒ1、シール面外径２ｒ2、テーパ面内端の直径
２ｒt、バランス直径２ｒbを適当に決めることにより、
従来の静圧形非接触端面シールの場合と同様に、密封面
３Ｓ、４Ｓの隙間ｈを極力小さくして且つ該隙間に形成
される流体膜の剛性を大きくすることが出来る（図４参
照）。
【００２６】これに加えて本発明では、密封面３Ｓに符
号３３で示すスパイラル溝を設けることにより、スパイ
ラル溝３３が流体を低圧側から高圧側へ巻き込むポンピ
ング作用が発生し、高圧側Ｈから低圧側Ｌへの圧力流体
の漏れ流れに対して抵抗を与えるようにして、漏出量を
減少するようになっているのである。
号３３で示すスパイラル溝を設けることにより、スパイ
ラル溝３３が流体を低圧側から高圧側へ巻き込むポンピ
ング作用が発生し、高圧側Ｈから低圧側Ｌへの圧力流体
の漏れ流れに対して抵抗を与えるようにして、漏出量を
減少するようになっているのである。
【００２７】図５は密封面の半径方向における圧力分布
を示すグラフである。同グラフにおいて、縦軸は密封面
の各点における圧力Ｐkgf／cm2であり、横軸は密封面の
半径ｒmmである。本発明の非接触端面シールＩは実線、
図１２の従来の非接触端面シールIIは破線、特公昭４９
−３３６１４号の非接触端面シールIII は一点鎖線でそ
れぞれ示している。
を示すグラフである。同グラフにおいて、縦軸は密封面
の各点における圧力Ｐkgf／cm2であり、横軸は密封面の
半径ｒmmである。本発明の非接触端面シールＩは実線、
図１２の従来の非接触端面シールIIは破線、特公昭４９
−３３６１４号の非接触端面シールIII は一点鎖線でそ
れぞれ示している。
【００２８】図５における本発明の非接触端面シールＩ
においては、スパイラル溝３３はテーパ面内端の直径２
ｒtの処まで延びている場合の圧力分布を示している。
図５から明かなように、非接触端面シールＩの圧力Ｐ
は、半径ｒ1から半径ｒg（ｒt）の近傍のｒxまでの間、
非接触端面シールII及びIIIの圧力よりも低い。それゆ
え、非接触端面シールＩにおいては、半径ｒ1からｒxま
での間の各点と低圧側Ｌ間の圧力差は、非接触端面シー
ルII及びIII のそれよりも小さい。したがって、非接触
端面シールＩの高圧側から低圧側への漏れ量は、非接触
端面シールII及びIIIの漏れ量よりも小さい。
においては、スパイラル溝３３はテーパ面内端の直径２
ｒtの処まで延びている場合の圧力分布を示している。
図５から明かなように、非接触端面シールＩの圧力Ｐ
は、半径ｒ1から半径ｒg（ｒt）の近傍のｒxまでの間、
非接触端面シールII及びIIIの圧力よりも低い。それゆ
え、非接触端面シールＩにおいては、半径ｒ1からｒxま
での間の各点と低圧側Ｌ間の圧力差は、非接触端面シー
ルII及びIII のそれよりも小さい。したがって、非接触
端面シールＩの高圧側から低圧側への漏れ量は、非接触
端面シールII及びIIIの漏れ量よりも小さい。
【００２９】次に、本発明の非接触端面シールの別実施
例を図６乃至図１１に示す。図６乃至図１１は回転環３
の密封面３Ｓと固定環４の密封面４Ｓとを模式的に示す
ものである。
例を図６乃至図１１に示す。図６乃至図１１は回転環３
の密封面３Ｓと固定環４の密封面４Ｓとを模式的に示す
ものである。
【００３０】図６は本発明の第２実施例を示す断面図で
ある。本実施例によれば、回転環３は図３の第１実施例
のテーパ面３１の代わりに半径方向外方に窪み３８を備
えている。窪み３８は両環３，４の間にシール流体を導
入するための手段として機能する。窪み３８が形成され
ている領域は図３のテーパ面と同一の領域である。この
場合にも図１乃至図４の実施例と同様の作用効果が得ら
れる。
ある。本実施例によれば、回転環３は図３の第１実施例
のテーパ面３１の代わりに半径方向外方に窪み３８を備
えている。窪み３８は両環３，４の間にシール流体を導
入するための手段として機能する。窪み３８が形成され
ている領域は図３のテーパ面と同一の領域である。この
場合にも図１乃至図４の実施例と同様の作用効果が得ら
れる。
【００３１】図７は本発明の第３実施例を示す断面図で
ある。本実施例によれば、図７（ａ）においては回転環
３はテーパ面３１を備え、図７（ｂ）においては回転環
３は窪み３８を備えている。スパイラル溝３３は平面部
３２を越えてテーパ面３１まで延び（図７（ａ））、又
は、窪み３８まで延びている（図７（ｂ））。
ある。本実施例によれば、図７（ａ）においては回転環
３はテーパ面３１を備え、図７（ｂ）においては回転環
３は窪み３８を備えている。スパイラル溝３３は平面部
３２を越えてテーパ面３１まで延び（図７（ａ））、又
は、窪み３８まで延びている（図７（ｂ））。
【００３２】図８は本発明の第４実施例を示す断面図で
ある。本実施例によれば、図８（ａ）においては回転環
３はテーパ面３１を備え、図８（ｂ）においては回転環
３は窪み３８を備えている。スパイラル溝３３は平面部
３２を越えてテーパ面３１の外縁まで延び（図８
（ａ））、又は、窪み３８の外縁まで延びている（図８
（ｂ））。本実施例のスパイラル溝３３のポンピング作
用は第３実施例のポンピング作用より大きい。
ある。本実施例によれば、図８（ａ）においては回転環
３はテーパ面３１を備え、図８（ｂ）においては回転環
３は窪み３８を備えている。スパイラル溝３３は平面部
３２を越えてテーパ面３１の外縁まで延び（図８
（ａ））、又は、窪み３８の外縁まで延びている（図８
（ｂ））。本実施例のスパイラル溝３３のポンピング作
用は第３実施例のポンピング作用より大きい。
【００３３】スパイラル溝３３は図６、図７、図８の順
に高圧側Ｈに伸び、スパイラル溝３３のポンピング作用
は図６、図７、図８の順に大きくなる。スパイラル溝の
領域は、密封面に形成される流体膜の厚さ、膜剛性、高
圧流体の漏れ量に対する要求によって決定されるべきも
のである。
に高圧側Ｈに伸び、スパイラル溝３３のポンピング作用
は図６、図７、図８の順に大きくなる。スパイラル溝の
領域は、密封面に形成される流体膜の厚さ、膜剛性、高
圧流体の漏れ量に対する要求によって決定されるべきも
のである。
【００３４】図９は本発明の第５実施例を示す断面図で
ある。本実施例によれば、図９（ａ）においては回転環
３はテーパ面３１を備え、図９（ｂ）においては回転環
３は窪み３８を備えている。スパイラル溝３３は密封面
３Ｓの内端から離間した内側位置から伸び、テーパ面３
１（図９（ａ））、又は、窪み３８（図９（ｂ））に隣
接した平面部３２の領域内に位置している。本実施例に
おいては、平面部３２内に、密封面３Ｓの内端から所定
位置まで、スパイラル溝３３がない平坦領域Ａが存在す
る。それゆえ、非接触端面シールを組み込んでいる機械
が停止しているとき、シール流体が低圧力の場合には、
密封面は流体の静圧力によってのみでは非接触となら
ず、これゆえ平坦領域Ａと密封面４Ｓとの接触部でシー
ル流体の漏出を防止する。
ある。本実施例によれば、図９（ａ）においては回転環
３はテーパ面３１を備え、図９（ｂ）においては回転環
３は窪み３８を備えている。スパイラル溝３３は密封面
３Ｓの内端から離間した内側位置から伸び、テーパ面３
１（図９（ａ））、又は、窪み３８（図９（ｂ））に隣
接した平面部３２の領域内に位置している。本実施例に
おいては、平面部３２内に、密封面３Ｓの内端から所定
位置まで、スパイラル溝３３がない平坦領域Ａが存在す
る。それゆえ、非接触端面シールを組み込んでいる機械
が停止しているとき、シール流体が低圧力の場合には、
密封面は流体の静圧力によってのみでは非接触となら
ず、これゆえ平坦領域Ａと密封面４Ｓとの接触部でシー
ル流体の漏出を防止する。
【００３５】図１０は本発明の第６実施例を示す断面図
である。本実施例によれば、図１０（ａ）においては回
転環３はテーパ面３１を備え、図１０（ｂ）においては
回転環３は窪み３８を備えている。スパイラル溝３３は
平面部３２を越えてテーパ面３１まで伸び（図１０
（ａ））、又は、窪み３８まで延びている（図１０
（ｂ））。本実施例においても、スパイラル溝３３がな
い平坦領域Ａが設けられており、機械の停止時に低圧流
体の漏出を防止する。また、スパイラル溝３３のポンピ
ング作用は第５実施例のものより大きい。
である。本実施例によれば、図１０（ａ）においては回
転環３はテーパ面３１を備え、図１０（ｂ）においては
回転環３は窪み３８を備えている。スパイラル溝３３は
平面部３２を越えてテーパ面３１まで伸び（図１０
（ａ））、又は、窪み３８まで延びている（図１０
（ｂ））。本実施例においても、スパイラル溝３３がな
い平坦領域Ａが設けられており、機械の停止時に低圧流
体の漏出を防止する。また、スパイラル溝３３のポンピ
ング作用は第５実施例のものより大きい。
【００３６】図１１は本発明の第７実施例を示す断面図
である。本実施例によれば、図１１（ａ）においては回
転環３はテーパ面３１を備え、図１１（ｂ）においては
回転環３は窪み３８を備えている。スパイラル溝３３は
平面部３２を越えてテーパ面３１の外縁まで延び（図１
１（ａ））、又は、窪み３８の外縁まで延びている（図
１１（ｂ））。本実施例においても、スパイラル溝３３
がない平坦領域Ａが設けられており、機械の停止時に低
圧流体の漏出を防止する。また、スパイラル溝３３のポ
ンピング作用は第６実施例のものより大きい。
である。本実施例によれば、図１１（ａ）においては回
転環３はテーパ面３１を備え、図１１（ｂ）においては
回転環３は窪み３８を備えている。スパイラル溝３３は
平面部３２を越えてテーパ面３１の外縁まで延び（図１
１（ａ））、又は、窪み３８の外縁まで延びている（図
１１（ｂ））。本実施例においても、スパイラル溝３３
がない平坦領域Ａが設けられており、機械の停止時に低
圧流体の漏出を防止する。また、スパイラル溝３３のポ
ンピング作用は第６実施例のものより大きい。
【００３７】図１乃至図１１に示した実施例では回転環
３の端面３Ｓにスパイラル溝３３を設けているが、固定
環４の端面４Ｓに設けても構わない。
３の端面３Ｓにスパイラル溝３３を設けているが、固定
環４の端面４Ｓに設けても構わない。
【００３８】また図示の実施例では、回転環３の半径方
向外側ＲＯが高圧側Ｈで半径方向内側ＲＩが低圧側Ｌで
あるが、回転環３の半径方向外側ＲＯを低圧側として半
径方向内側ＲＩを高圧側としても良い。換言すると、図
示の実施例では「半径方向高圧側」とは半径方向外側Ｒ
Ｏを意味し、「半径方向低圧側」とは半径方向内側ＲＩ
を意味しているが、「半径方向高圧側」を半径方向内側
ＲＩとして、「半径方向低圧側」を半径方向外側ＲＯと
することもある。
向外側ＲＯが高圧側Ｈで半径方向内側ＲＩが低圧側Ｌで
あるが、回転環３の半径方向外側ＲＯを低圧側として半
径方向内側ＲＩを高圧側としても良い。換言すると、図
示の実施例では「半径方向高圧側」とは半径方向外側Ｒ
Ｏを意味し、「半径方向低圧側」とは半径方向内側ＲＩ
を意味しているが、「半径方向高圧側」を半径方向内側
ＲＩとして、「半径方向低圧側」を半径方向外側ＲＯと
することもある。
【００３９】さらに、図示の実施例では回転環３の端面
３Ｓにスパイラル溝３３を設けているが、スパイラル溝
以外の形状の溝であっても、高圧側から低圧側へのシー
ル流体の漏れ流れに対して抵抗を与える形状のものであ
れば良い。
３Ｓにスパイラル溝３３を設けているが、スパイラル溝
以外の形状の溝であっても、高圧側から低圧側へのシー
ル流体の漏れ流れに対して抵抗を与える形状のものであ
れば良い。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、密
封面の半径方向低圧側から高圧側に向かって形成された
溝により高圧側から低圧側へのシール流体の流れに抵抗
を与える様なポンピング作用が生じるので、シール流体
は高圧側から低圧側へ漏出しなくなる。これにより、密
封面からのシール流体の漏出を低減することができる。
そして、密封面の半径方向低圧側から高圧側に溝を形成
するという簡単な構成であるため、製造、加工がそれ程
複雑にはならない。従って、コストも低く抑えることが
出来る。
封面の半径方向低圧側から高圧側に向かって形成された
溝により高圧側から低圧側へのシール流体の流れに抵抗
を与える様なポンピング作用が生じるので、シール流体
は高圧側から低圧側へ漏出しなくなる。これにより、密
封面からのシール流体の漏出を低減することができる。
そして、密封面の半径方向低圧側から高圧側に溝を形成
するという簡単な構成であるため、製造、加工がそれ程
複雑にはならない。従って、コストも低く抑えることが
出来る。
【００４１】また、一方のシールリングの密封面の半径
方向高圧側にテーパ面又は窪みを設けたことにより、高
圧側にあるシール流体がそのテーパ面又は窪みから浸入
し、その圧力によって回転環と固定環とは非接触状態に
維持される。そして、各種寸法を適当な数値に設定する
ことにより、密封面の隙間は極めて小さくなる。
方向高圧側にテーパ面又は窪みを設けたことにより、高
圧側にあるシール流体がそのテーパ面又は窪みから浸入
し、その圧力によって回転環と固定環とは非接触状態に
維持される。そして、各種寸法を適当な数値に設定する
ことにより、密封面の隙間は極めて小さくなる。
【図１】本発明に係る非接触端面シールの一実施例を示
す縦断面図。
す縦断面図。
【図２】本発明に係る非接触端面シールにおける回転環
の端面に形成されたスパイラル溝の詳細を示す端面図。
の端面に形成されたスパイラル溝の詳細を示す端面図。
【図３】本発明に係る非接触端面シールにおける回転環
と固定環の要部拡大断面図。
と固定環の要部拡大断面図。
【図４】本発明に係る非接触端面シールにおける動作説
明図。
明図。
【図５】本発明に係る非接触端面シールと従来の非接触
端面シールとの圧力分布の比較を示す図。
端面シールとの圧力分布の比較を示す図。
【図６】本発明に係る非接触端面シールの第２実施例を
示す断面図。
示す断面図。
【図７】本発明に係る非接触端面シールの第３実施例を
示す断面図。
示す断面図。
【図８】本発明に係る非接触端面シールの第４実施例を
示す断面図。
示す断面図。
【図９】本発明に係る非接触端面シールの第５実施例を
示す断面図。
示す断面図。
【図１０】本発明に係る非接触端面シールの第６実施例
を示す断面図。
を示す断面図。
【図１１】本発明に係る非接触端面シールの第７実施例
を示す断面図。
を示す断面図。
【図１２】従来の非接触端面シールにおける縦断面図。
【図１３】従来の非接触端面シールにおける回転環の端
面に形成されたスパイラル溝の詳細を示す端面図。
面に形成されたスパイラル溝の詳細を示す端面図。
１ 回転軸 ３ 回転環 ４ 固定環 ５ シールリングリテーナ ６ スプリングリテーナ １０ バネ ２０ キー ３１ テーパ面 ３２ 平面部 ３３ スパイラル溝 ３６ 密封部 ３８ 窪み ３Ｓ，４Ｓ 密封面
Claims (3)
- 【請求項１】 回転軸とともに回転する回転環の端面の
密封面と、該回転環に相対する固定環の端面の密封面と
から密封部を形成し、所定圧力を有したシール流体の静
圧力により前記両密封面が非接触となる非接触端面シー
ルにおいて、前記一方の密封面に低圧流体側から高圧流
体側に向かう溝を形成し、該溝は両密封面の相対的回転
によりシール流体を低圧側から高圧側へ巻き込む方向に
設けられており、前記密封面のいずれか一方には密封面
の半径方向高圧側に両密封面間にシール流体を導入する
ためのテーパ面が形成されていることを特徴とする非接
触端面シール。 - 【請求項２】 回転軸とともに回転する回転環の端面の
密封面と、該回転環に相対する固定環の端面の密封面と
から密封部を形成し、所定圧力を有したシール流体の静
圧力により前記両密封面が非接触となる非接触端面シー
ルにおいて、前記一方の密封面に低圧流体側から高圧流
体側に向かう溝を形成し、該溝は両密封面の相対的回転
によりシール流体を低圧側から高圧側へ巻き込む方向に
設けられており、前記密封面のいずれか一方には密封面
の半径方向高圧側に両密封面間にシール流体を導入する
ための窪みが形成されていることを特徴とする非接触端
面シール。 - 【請求項３】 前記溝はスパイラル溝であることを特徴
とする請求項１又は２記載の非接触端面シール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19842191A JPH0599344A (ja) | 1990-07-18 | 1991-07-12 | 非接触端面シール |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-75559 | 1990-07-18 | ||
| JP7555990 | 1990-07-18 | ||
| JP19842191A JPH0599344A (ja) | 1990-07-18 | 1991-07-12 | 非接触端面シール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0599344A true JPH0599344A (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=26416699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19842191A Pending JPH0599344A (ja) | 1990-07-18 | 1991-07-12 | 非接触端面シール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0599344A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100444408B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2004-08-16 | 한국씰마스타주식회사 | 고온용 미케니컬 페이스 씰 구조 |
| KR100454040B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2004-10-26 | 한국씰마스타주식회사 | 고압용 미케니컬 페이스 씰 구조 |
| JP2008106940A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Rexnord Industries Llc | 円周方向に変化する揚力を有する流体力学的シール |
| JP2010249157A (ja) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | Eagle Ind Co Ltd | シール装置 |
| CN109058156A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-21 | 浙江工业大学 | 一种似梳子动静压组合型机械密封端面结构 |
| WO2023026756A1 (ja) * | 2021-08-25 | 2023-03-02 | イーグル工業株式会社 | 摺動部品 |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP19842191A patent/JPH0599344A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100444408B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2004-08-16 | 한국씰마스타주식회사 | 고온용 미케니컬 페이스 씰 구조 |
| KR100454040B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2004-10-26 | 한국씰마스타주식회사 | 고압용 미케니컬 페이스 씰 구조 |
| JP2008106940A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Rexnord Industries Llc | 円周方向に変化する揚力を有する流体力学的シール |
| JP2010249157A (ja) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | Eagle Ind Co Ltd | シール装置 |
| CN109058156A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-21 | 浙江工业大学 | 一种似梳子动静压组合型机械密封端面结构 |
| WO2023026756A1 (ja) * | 2021-08-25 | 2023-03-02 | イーグル工業株式会社 | 摺動部品 |
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