JPH0626365A - ガスタービンエンジン用シールリング - Google Patents

ガスタービンエンジン用シールリング

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JPH0626365A
JPH0626365A JP5038024A JP3802493A JPH0626365A JP H0626365 A JPH0626365 A JP H0626365A JP 5038024 A JP5038024 A JP 5038024A JP 3802493 A JP3802493 A JP 3802493A JP H0626365 A JPH0626365 A JP H0626365A
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JP
Japan
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seal ring
ring
edge
shaft member
sealing ring
Prior art date
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Pending
Application number
JP5038024A
Other languages
English (en)
Inventor
John D Kernon
ジョン、デレック、カーノン
Mark J Knight
マーク、ジョン、ナイト
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.)
Rolls Royce PLC
Original Assignee
Rolls Royce PLC
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Publication date
Application filed by Rolls Royce PLC filed Critical Rolls Royce PLC
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Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/12—Details
    • F16J9/14—Joint-closures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16J15/164—Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/441—Free-space packings with floating ring

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二つの同心の回転部材、例えばエンジンのシ
ャフト間の環状空間を通るガス漏れを制御するためのシ
ールリングを提供する。 【構成】 シールリング２０は全体に不等辺四辺形断面
を持ち、重ね削ぎ継手を持つ。シールリングは、同心の
内側シャフト部材１４と外側シャフト部材１６との間で
縁部２６及び２８のところに連続した接触線を構成する
ことによってシールを改善する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシールリングに関し、更
に詳細にはガスタービンエンジンのシールリングに関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ガスタ
ービンエンジンのロータ組立体では、同心の回転部材間
に環状隙間が構成されているのが一般的である。使用に
当たっては、これらの隙間の多くは、高圧ガスが低圧領
域に漏れないようにするため、シールを行う必要があ
る。ガスタービンエンジンでは、このような漏れを制御
するため、内側シャフト部材の表面に機械加工により設
けられた周溝に配置されたピストン型のシールリングを
使用することが知られている。しかしながら、矩形のド
ーナツ形状断面を持ち且つ重ね削ぎ継手を持ち、重ね削
ぎ継手の平面がリングの半径方向表面に平行に配置され
た従来のシールリングは、この形式のシール装置として
満足のいく働きをするものでないということがわかっ
た。作動中、即ち回転による荷重が加わった状態では、
シールリングは外方に拡張し、最終的には外側部材の内
面によって拘束され、その結果、拡張した重ね削ぎ継手
を通る漏れ路がつくりだされる。費用が全くかからない
軸線方向遊び嵌めがリングと溝との間に維持されないの
であれば、この従来型シールリングで別の漏れが起こる
ことがある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】従って、内側回転部材と
外側回転部材との間の環状隙間をシールするための改善
されたシールリングは、互いに第１縁部を構成する隣接
した表面の第１の対を有し、このシールリングは、使用
に当たって、第１縁部がシールリングと外側回転部材と
の間に連続した接触線を構成することを特徴とする。好
ましくは、第１縁部はリングの体心から軸線方向にずれ
ており、これは、使用中、リングのドーナツ形状断面を
第１縁部を中心に回転させる。本発明を添付図面を参照
して以下に詳細に説明する。
【０００４】
【実施例】図１及び図２の実施例を参照すると、軸線１
１を有するロータ組立体１０は、同心の内側円筒形シャ
フト部材１４と外側円筒形シャフト部材１６との間に構
成される環状隙間１２を有する。内側シャフト部材１４
の外面には、内方にばね作用を及ぼすシールリング２０
を軸線方向隙間をともなって受入れるため、周溝１８が
設けられている。
【０００５】シールリング２０は、平行な半径方向面２
２及び２４、半径方向最外縁部２６及び縁部２８を構成
する全体に不等辺四辺形の断面を有する。更に、リング
の内面２１と半径方向面２２及び２４との間に面取り面
３０及び３２が構成される。重ね削ぎ継手３４がシール
リング２０の端部に形成され、削ぎ平面は縁部２６と２
８との間にある。半径方向最外縁部２６は、リングの体
心から軸線方向にずれている。このずれは、表面３０を
対応する面取り面３２よりも大きい深さに機械加工し且
つその隣接した半径方向面に対して大きな角度をなすよ
うに機械加工することによって、更に大きくされるのが
よい。
【０００６】次に図３を参照すると、シールリング２０
はロータ組立体１０の加速中に半径方向外方に拡張す
る。最初、シールリング２０はその増大する回転荷重の
影響でその固有の半径方向剛性に抗して拡張する。この
拡張は、シールリングがその半径方向最外縁部２６のと
ころで外側シャフト部材１６によって半径方向に拘束さ
れるまで続く。これによって、半径方向最外縁部２６
は、シールリング２０と外側シャフト部材１６との間に
連続的な接触線を構成する。接触線は、所要の周方向拡
張を吸収するのに十分な重なりを持つ重ね削ぎ継手３４
によって連続している。
【０００７】次に図４及び図５を参照する。ロータ組立
体１０を更に加速すると、シールリング２０が発生する
追加の回転荷重が接触線のところで外側シャフト部材１
６に加わる。従ってシールリング２０に作用する加えた
力及び反力がリングのドーナツ形状の断面に作用する偶
力を構成する。ドーナツ形状断面は、縁部２８が壁３８
と接触し半径方向表面２２が縁部４０と接触するまで周
溝１８内で偶力の作用で回転する。揺動角度は周溝１８
内の軸線方向隙間によって決定される。これによって、
縁部２８は連続した接触線をシールリング２０と内側シ
ャフト部材１４との間に構成し、この場合も接触線は、
所要の周方向拡張を吸収するのに十分な重なりを持つ重
ね削ぎ継手３４によって連続している。更に、不連続の
接触線がシールリング２０と周溝１８の縁部４０との間
に構成される。
【０００８】好ましくは、半径方向最外縁部２６は、高
圧領域Ａに軸線方向に向かって配置されている。この場
合、縁部４０のところにある不連続の接触線は拡張した
重ね削ぎ継手３４と組み合わせて、キャビティＣと高圧
領域Ａとの間に小さな漏れオリフィス４２を構成する。
従って、シールリング２０には半径方向差圧が加わり、
リングを外方に押圧する。半径方向及び軸線方向に拘束
された縁部２６及び２８の夫々のところに構成された二
つの連続した接触線は、連続した環状シールを環状隙間
１２に提供し、高圧領域Ａを低圧領域Ｂからシールす
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】重ね削ぎ継手を含むシールリングの一部の斜視
図。
【図２】本発明の実施例による静止状態のシールリング
の詳細断面図。
【図３】一杯に拡張したシールリングの詳細断面図。
【図４】作動状態のシールリングの詳細断面図。
【図５】図４の１−１線での断面図。
【符号の説明】
１０ ロータ組立体 １２ 環状隙間 １４ 内側シャフト部材 １６ 外側シャフト部材 １８ 周溝 ２０ シールリング ２２、２４ 半径方向面 ２６ 半径方向最外縁部 ２８ 縁部 ３０、３２ 面取り面 ３４ 重ね削ぎ継手 ３６、３８ 壁 ４０ 縁部 Ａ 高圧領域 Ｂ 低圧領域 Ｃ キャビティ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク、ジョン、ナイト イギリス国シュロップシャー、ブリッジノ ース、アルブリー、ロムスリー、ビュー、 ８

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】同心の相対的に回転可能な部材用のシール
    リングにおいて、溝が形成された表面を持つ第１部材
    と、第１部材と同心で且つこの第１部材から間隔を隔て
    られ、これによって第１部材との間に環状隙間を構成す
    る第２部材と、第１部材の表面にある溝内に配置された
    シールリングとを有し、 リングには、不等辺四辺形断面を構成する表面と、シー
    ルリングの半径方向最外部分であり且つリングの体心か
    ら軸線方向にずれた第１縁部を構成するように互いに隣
    接した一対の表面とが形成され、使用中、第１部材とシ
    ールリングとを高速で回転させるとこれによって発生さ
    れた遠心力によってシールリングの第１縁部は隣接した
    第２部材と接触して連続した接触線を構成し、リングを
    前記第１縁部を中心に回転させることを特徴とするガス
    タービンエンジン用シールリング。
  2. 【請求項２】重ね削ぎ継手を更に有する、請求項１に記
    載のシールリング。
  3. 【請求項３】重ね削ぎ継手の平面がリングの半径方向表
    面及び周方向表面の両方に対して斜めになっている、請
    求項２に記載のシールリング。
  4. 【請求項４】使用中、シールリングと回転可能な内側部
    材との間に連続した接触線を構成する第２縁部を互いに
    構成する隣接した表面の第２の対を更に有する、請求項
    １に記載のシールリング。
  5. 【請求項５】重ね削ぎ継手の平面がリングの第１縁部と
    第２縁部との間にある、請求項４に記載のシールリン
    グ。
  6. 【請求項６】第１縁部は高圧領域に向かって軸線方向に
    配置され、第２縁部は低圧領域に向かって軸線方向に配
    置されている、請求項４に記載のシールリング。
  7. 【請求項７】リングは、回転可能な内側部材の外面に形
    成された溝内にばね作用で嵌まっている、請求項１に記
    載のシールリング。
  8. 【請求項８】リングと溝との間の軸線方向嵌合が隙間で
    ある、請求項１に記載のシールリング。
JP5038024A 1992-02-29 1993-02-26 ガスタービンエンジン用シールリング Pending JPH0626365A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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GB9204421A GB2264541A (en) 1992-02-29 1992-02-29 Improved sealing ring for gas turbine engines
GB9204421.3 1992-02-29

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JPH0626365A true JPH0626365A (ja) 1994-02-01

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JP5038024A Pending JPH0626365A (ja) 1992-02-29 1993-02-26 ガスタービンエンジン用シールリング

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US (1) US5344162A (ja)
EP (1) EP0559312A1 (ja)
JP (1) JPH0626365A (ja)
GB (1) GB2264541A (ja)

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