JPH0681964A - メカニカルフェースシール - Google Patents
メカニカルフェースシールInfo
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- JPH0681964A JPH0681964A JP5164563A JP16456393A JPH0681964A JP H0681964 A JPH0681964 A JP H0681964A JP 5164563 A JP5164563 A JP 5164563A JP 16456393 A JP16456393 A JP 16456393A JP H0681964 A JPH0681964 A JP H0681964A
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- seal
- mechanical face
- face seal
- grooved
- seal ring
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Links
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- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- 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
- F16J15/34—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
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Sealing (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シール面の間の回転間隙は、シール面の損傷
防止と、制御されるガス漏洩との相反する要件に対して
シール面の溝の設計における妥協によって従来対応され
た。シール面に深さの異なる溝を設けることによって妥
協することなく高速、低速において適切な回転間隙を与
える。 【構成】 メカニカルフェースシールは、軸10に対し
て回転不能に装着されて密封される第1シールリング1
2と、ハウジング11に対して回転不能に装着されて密
封され第1シールリング12にシール係合する様に弾力
的に付勢される第2シールリング20とを備えている。
第1シールリングのシール面33は、第1、第2の組の
溝付き領域40、41を有し、各組の溝付き領域40、
41は、シール面33の周辺のまわりに角度において間
隔を設けられ、第1組の溝付き領域40の軸方向深さ
は、第2組の溝付き領域41の軸方向深さよりも浅い。
防止と、制御されるガス漏洩との相反する要件に対して
シール面の溝の設計における妥協によって従来対応され
た。シール面に深さの異なる溝を設けることによって妥
協することなく高速、低速において適切な回転間隙を与
える。 【構成】 メカニカルフェースシールは、軸10に対し
て回転不能に装着されて密封される第1シールリング1
2と、ハウジング11に対して回転不能に装着されて密
封され第1シールリング12にシール係合する様に弾力
的に付勢される第2シールリング20とを備えている。
第1シールリングのシール面33は、第1、第2の組の
溝付き領域40、41を有し、各組の溝付き領域40、
41は、シール面33の周辺のまわりに角度において間
隔を設けられ、第1組の溝付き領域40の軸方向深さ
は、第2組の溝付き領域41の軸方向深さよりも浅い。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シール、特に、1つの
シール面が他のシール面に対して回転する際にシール面
の間にガスのクッションを生じさせる様にシール面の1
つに溝が設けられるガス用メカニカルフェースシールに
関する。この型式のシールは、ガスを密封する際に使用
するのに特に好適であるが、その他の流体に使用されて
もよい。
シール面が他のシール面に対して回転する際にシール面
の間にガスのクッションを生じさせる様にシール面の1
つに溝が設けられるガス用メカニカルフェースシールに
関する。この型式のシールは、ガスを密封する際に使用
するのに特に好適であるが、その他の流体に使用されて
もよい。
【0002】
【発明の背景】この型式のシールでは、シール面の間の
ガスの圧力、従って膜の厚さは、該面の相対的な回転速
度および溝の設計の関数である。
ガスの圧力、従って膜の厚さは、該面の相対的な回転速
度および溝の設計の関数である。
【0003】遅い速度における始動および停止の際のシ
ール面への損傷を最小限にするために持上げ(lift
−off)を与える様に充分な圧力が該面の間に生じる
ことは、望ましい。更に、膜の厚さが特に低速において
小さいとき、高い強さの膜は、シール面の回転の際の不
安定な場合における接触を防止するために必要である。
ール面への損傷を最小限にするために持上げ(lift
−off)を与える様に充分な圧力が該面の間に生じる
ことは、望ましい。更に、膜の厚さが特に低速において
小さいとき、高い強さの膜は、シール面の回転の際の不
安定な場合における接触を防止するために必要である。
【0004】一層高い速度では、膜の厚さは、対向する
表面の仕上げの小さい変化にシールを鈍感にしてシール
面のぶつかりおよび表面の波打に対処する様に充分に大
きくなければならない。また、回転間隙は、予言可能な
制御される漏洩を与えて、均等な温度分布を保証しシー
ル面の歪を生じさせる高温点を回避するために全面を横
切る冷却ガスの不変の流れを維持する様に安定せねばな
らない。従来、これ等の相反する要件は、溝の設計にお
ける妥協によって適応された。
表面の仕上げの小さい変化にシールを鈍感にしてシール
面のぶつかりおよび表面の波打に対処する様に充分に大
きくなければならない。また、回転間隙は、予言可能な
制御される漏洩を与えて、均等な温度分布を保証しシー
ル面の歪を生じさせる高温点を回避するために全面を横
切る冷却ガスの不変の流れを維持する様に安定せねばな
らない。従来、これ等の相反する要件は、溝の設計にお
ける妥協によって適応された。
【0005】
【発明の要約】本発明の一側面によると、一対の相対的
に回転可能な構成要素の間にシールを与えるメカニカル
フェースシールは、該構成要素の1つに対して回転不能
に装着されて密封される様に構成される第1シールリン
グと,他の該構成要素に対して回転不能に装着されて密
封される様に構成される第2シールリングとを備え,該
第2シールリングが、該第1シールリングに軸方向に整
合して装着され,更に、該第1シールリングのシール面
に密封係合する様に該第2シールリングのシール面を軸
方向へ弾力的に付勢するために設けられる装置を備え,
該メカニカルフェースシールは、1つの該シールリング
のシール面が、溝付き領域の第1、第2の組を有し,各
組の該溝付き領域が、該シール面の周辺のまわりに角度
において間隔を設けられ,1つの組の該溝付き領域が、
他の組の該溝付き領域に角度において間隔を設けられ,
双方の組の該溝付き領域が、該シール面の1つの端縁へ
開口して該シール面を横切って途中まで延び,各溝付き
領域が、他のシール面に対する1つのシール面の回転方
向に対する後縁を限定し,該後縁が、該回転方向に対す
る鈍角において該シール面の平面内で傾斜され,第1組
の溝付き領域の軸方向深さが、第2組の溝付き領域の軸
方向深さよりも浅いことで特徴付けられる。
に回転可能な構成要素の間にシールを与えるメカニカル
フェースシールは、該構成要素の1つに対して回転不能
に装着されて密封される様に構成される第1シールリン
グと,他の該構成要素に対して回転不能に装着されて密
封される様に構成される第2シールリングとを備え,該
第2シールリングが、該第1シールリングに軸方向に整
合して装着され,更に、該第1シールリングのシール面
に密封係合する様に該第2シールリングのシール面を軸
方向へ弾力的に付勢するために設けられる装置を備え,
該メカニカルフェースシールは、1つの該シールリング
のシール面が、溝付き領域の第1、第2の組を有し,各
組の該溝付き領域が、該シール面の周辺のまわりに角度
において間隔を設けられ,1つの組の該溝付き領域が、
他の組の該溝付き領域に角度において間隔を設けられ,
双方の組の該溝付き領域が、該シール面の1つの端縁へ
開口して該シール面を横切って途中まで延び,各溝付き
領域が、他のシール面に対する1つのシール面の回転方
向に対する後縁を限定し,該後縁が、該回転方向に対す
る鈍角において該シール面の平面内で傾斜され,第1組
の溝付き領域の軸方向深さが、第2組の溝付き領域の軸
方向深さよりも浅いことで特徴付けられる。
【0006】上述のシールにより、浅い方の溝付き領域
は、低い速度、例えば始動および停止の際に高い揚力を
与えて強い流体膜を生じ、一方、深い方の溝付き領域
は、高い表面速度において比較的大きく安定した間隙を
生じる。
は、低い速度、例えば始動および停止の際に高い揚力を
与えて強い流体膜を生じ、一方、深い方の溝付き領域
は、高い表面速度において比較的大きく安定した間隙を
生じる。
【0007】また、浅い方の溝は、間隙が小さければ、
例えば軸の運動の様な不安定さによるシール面間の接触
を防止する様に高速度において非常に高い強さの膜を与
える。
例えば軸の運動の様な不安定さによるシール面間の接触
を防止する様に高速度において非常に高い強さの膜を与
える。
【0008】好ましくは、第1組の溝付き領域は、10
μm以下の、特に2.5μmから7.5μmまでの軸方
向深さを有し、一方、第2組の溝付き領域は、10μm
以上の、特に25μmから125μmまでの軸方向深さ
を有している。
μm以下の、特に2.5μmから7.5μmまでの軸方
向深さを有し、一方、第2組の溝付き領域は、10μm
以上の、特に25μmから125μmまでの軸方向深さ
を有している。
【0009】シール面の全巾に延びる別の組の溝付き領
域は、面の冷却を更に増大してシールを横切る砕片の通
過を可能にする様に角度において間隔のある位置に設け
られてもよい。これ等の溝付き領域は、好ましくは20
μmから250μmまでの軸方向深さを有している。以
下、添付図面を参照して例としてのみ本発明を説明す
る。
域は、面の冷却を更に増大してシールを横切る砕片の通
過を可能にする様に角度において間隔のある位置に設け
られてもよい。これ等の溝付き領域は、好ましくは20
μmから250μmまでの軸方向深さを有している。以
下、添付図面を参照して例としてのみ本発明を説明す
る。
【0010】
【実施例】図1に示す様に、軸10とハウジング11と
の間に気密シールを与えるメカニカルフェースシール
は、周知の態様で軸10へ固定されるカラー13上に配
置される第1シールリング12を備えている。シールリ
ング12は、弾性材料のOリング14または同様な装置
によってカラー13に対して密封され、カラー13のボ
ア16内に配置されるピン15は、シールリング12と
軸10との間の相対的な回転を防止する様にシールリン
グ12の対応するボア17内へ延びる。好適な態様でカ
ラー13へ固定されるカリーブ18は、シールリング1
2の軸方向運動を防止する。
の間に気密シールを与えるメカニカルフェースシール
は、周知の態様で軸10へ固定されるカラー13上に配
置される第1シールリング12を備えている。シールリ
ング12は、弾性材料のOリング14または同様な装置
によってカラー13に対して密封され、カラー13のボ
ア16内に配置されるピン15は、シールリング12と
軸10との間の相対的な回転を防止する様にシールリン
グ12の対応するボア17内へ延びる。好適な態様でカ
ラー13へ固定されるカリーブ18は、シールリング1
2の軸方向運動を防止する。
【0011】第2シールリング20は、好適な態様でハ
ウジング11の凹所22に固定される保持リング21内
に配置される。保持リング21は、弾性材料のOリング
23によってハウジング11に対して密封される。保持
リング21は、管状凹所25を限定し、シールリング2
0は、シールリング12に対して軸方向に対向する関係
で凹所25を限定する壁26,27の間に摺動可能に配
置される。複数のリブ28は、リング20によって係合
される壁27の面に設けられ、シールリング20とハウ
ジング11との間の相対的な回転を防止する様にシール
リング20の外周の対応する溝に係合する。
ウジング11の凹所22に固定される保持リング21内
に配置される。保持リング21は、弾性材料のOリング
23によってハウジング11に対して密封される。保持
リング21は、管状凹所25を限定し、シールリング2
0は、シールリング12に対して軸方向に対向する関係
で凹所25を限定する壁26,27の間に摺動可能に配
置される。複数のリブ28は、リング20によって係合
される壁27の面に設けられ、シールリング20とハウ
ジング11との間の相対的な回転を防止する様にシール
リング20の外周の対応する溝に係合する。
【0012】角度において間隔を設けられる一連のバネ
30は、環状凹所25の閉鎖端部とスラストリング31
との間に作用し、スラストリング31は、シールリング
12の対向する面33に密封係合する様にシールリング
20の面32を付勢するためにシールリング20の背後
に向って作用する。スラストリング31は、弾性材料の
Oリング34によって環状凹所25の壁26およびシー
ルリング20に対して密封される。
30は、環状凹所25の閉鎖端部とスラストリング31
との間に作用し、スラストリング31は、シールリング
12の対向する面33に密封係合する様にシールリング
20の面32を付勢するためにシールリング20の背後
に向って作用する。スラストリング31は、弾性材料の
Oリング34によって環状凹所25の壁26およびシー
ルリング20に対して密封される。
【0013】図2、3に示す様に、シールリング12の
面33は、2組の螺旋溝40、41を備えている。各組
の溝40、41は、相互に角度において間隔を設けら
れ、溝40と、溝41とが互い違いになる。双方の組の
溝は、面33の外周から延び、軸10の回転方向Dに対
して後方へ傾斜し、従って、軸10およびシールリング
12の回転の際ガスは、シールリング12の外周から溝
40、41内を流れる様に誘導される。溝40、41
は、ガスの流れを中断するダム構造42を形成して、ば
ね30によってシールリング20へ加えられる負荷に対
向する高圧領域を生じこれにより回転間隙を与えるため
にシール面32、33を離れる様に付勢するために面3
3を単に途中まで横切って延びる。
面33は、2組の螺旋溝40、41を備えている。各組
の溝40、41は、相互に角度において間隔を設けら
れ、溝40と、溝41とが互い違いになる。双方の組の
溝は、面33の外周から延び、軸10の回転方向Dに対
して後方へ傾斜し、従って、軸10およびシールリング
12の回転の際ガスは、シールリング12の外周から溝
40、41内を流れる様に誘導される。溝40、41
は、ガスの流れを中断するダム構造42を形成して、ば
ね30によってシールリング20へ加えられる負荷に対
向する高圧領域を生じこれにより回転間隙を与えるため
にシール面32、33を離れる様に付勢するために面3
3を単に途中まで横切って延びる。
【0014】図3に示す様に、溝40は、5μm〜6μ
mまでの深さを有し比較的浅く、一方、溝41は、25
μmの深さを有している。浅い溝40は、低い回転速度
において高圧領域を生じ、面32、33の間に薄くて丈
夫な空気膜を維持する。深い方の溝41は、面32、3
3の間に比較的厚くて安定した空気膜を生じる様に一層
高い回転速度における高流量を可能にする。
mまでの深さを有し比較的浅く、一方、溝41は、25
μmの深さを有している。浅い溝40は、低い回転速度
において高圧領域を生じ、面32、33の間に薄くて丈
夫な空気膜を維持する。深い方の溝41は、面32、3
3の間に比較的厚くて安定した空気膜を生じる様に一層
高い回転速度における高流量を可能にする。
【0015】図4から図6までに示す様に、ガスタービ
ンは、回転する様に軸110に装架されるローター11
1を備えている。静止リング112は、ローター111
に対して並置される関係で配置される。高圧の空気は、
半径方向内方に位置するチャンバ115から与えられ、
冷却の目的のためにローター111における通路(図示
せず)を通過する様に準備される。
ンは、回転する様に軸110に装架されるローター11
1を備えている。静止リング112は、ローター111
に対して並置される関係で配置される。高圧の空気は、
半径方向内方に位置するチャンバ115から与えられ、
冷却の目的のためにローター111における通路(図示
せず)を通過する様に準備される。
【0016】チャンバ115は、静止リング112とロ
ーター111との間に延びる環状シール120によって
限定される。シール120は、一端の外方へ方向づけら
れるフランジ構造122と、他端の内方へ方向づけられ
るフランジ構造123とを有するシールリング121を
備えている。フランジ構造122は、静止リング112
の管状構造125の内径124に係合し、管状構造12
5の内径上で角度において間隔を設けられて軸方向へ延
びる複数のリブ126は、フランジ構造122の対応す
る溝127に係合し、従って、シールリング121は、
軸方向へ摺動可能であるが静止リング112に対する回
転において固定される。弾力的な金属ベローズユニット
128は、静止リング112とシールリング121との
間に流体密シールを与える様に、一端において静止リン
グ112に固定され、他端においてシールリング121
のフランジ構造123に固定される。
ーター111との間に延びる環状シール120によって
限定される。シール120は、一端の外方へ方向づけら
れるフランジ構造122と、他端の内方へ方向づけられ
るフランジ構造123とを有するシールリング121を
備えている。フランジ構造122は、静止リング112
の管状構造125の内径124に係合し、管状構造12
5の内径上で角度において間隔を設けられて軸方向へ延
びる複数のリブ126は、フランジ構造122の対応す
る溝127に係合し、従って、シールリング121は、
軸方向へ摺動可能であるが静止リング112に対する回
転において固定される。弾力的な金属ベローズユニット
128は、静止リング112とシールリング121との
間に流体密シールを与える様に、一端において静止リン
グ112に固定され、他端においてシールリング121
のフランジ構造123に固定される。
【0017】弾力的な金属ベローズユニット128は、
圧縮された状態で組立てられ、従って、ローター111
に形成される対向する面130に密封係合する様にフラ
ンジ構造123の端面129を付勢する。
圧縮された状態で組立てられ、従って、ローター111
に形成される対向する面130に密封係合する様にフラ
ンジ構造123の端面129を付勢する。
【0018】図5、6に示す様に、シールリング121
の面129は、3組の螺旋溝135、136、137を
備え、各組の溝135、136、137は、相互と、他
の組の溝136、137、135とに対して角度におい
て間隔を設けられる。総ての3組の溝135、136、
137は、ローター111の回転の方向に対して前方へ
面129の内周から延び、従って、ローター111の運
動によって生じる効力は、溝135、136、137に
流入する様にチャンバ115から空気を誘導する。溝1
35、136は、面129を横切って途中までのみ延
び、一方、溝137は、面129の外周まで延びる。
の面129は、3組の螺旋溝135、136、137を
備え、各組の溝135、136、137は、相互と、他
の組の溝136、137、135とに対して角度におい
て間隔を設けられる。総ての3組の溝135、136、
137は、ローター111の回転の方向に対して前方へ
面129の内周から延び、従って、ローター111の運
動によって生じる効力は、溝135、136、137に
流入する様にチャンバ115から空気を誘導する。溝1
35、136は、面129を横切って途中までのみ延
び、一方、溝137は、面129の外周まで延びる。
【0019】図6に示す様に、溝135は、比較的浅く
5μmから6μmの深さを有し、一方、溝136は、2
5μmの深さを有し、溝137は、50μmの深さを有
している。
5μmから6μmの深さを有し、一方、溝136は、2
5μmの深さを有し、溝137は、50μmの深さを有
している。
【0020】ローター111の回転の際、空気は、溝1
35、136、137へ吸込まれる。空気が溝135、
136の閉鎖端部に達すると、高圧領域が形成され、該
領域は、弾力的なベローズユニット128によってシー
ルリング121へ加えられる負荷に対抗する。充分な圧
力が該領域に蓄積されるとき、面129、130は、回
転間隙を形成するために離れる様に移動される。
35、136、137へ吸込まれる。空気が溝135、
136の閉鎖端部に達すると、高圧領域が形成され、該
領域は、弾力的なベローズユニット128によってシー
ルリング121へ加えられる負荷に対抗する。充分な圧
力が該領域に蓄積されるとき、面129、130は、回
転間隙を形成するために離れる様に移動される。
【0021】浅い溝35は、低回転速度において高圧領
域を生じ、面129、130の間に薄くて丈夫な空気膜
を維持し、従って、始動及び停止の状態に対する要件を
完成する。一層深い溝136は、タービンの常態の運転
の際に面129、130の間に比較的厚く安定した空気
膜を生じる様に一層高い回転速度で高流量を可能にす
る。
域を生じ、面129、130の間に薄くて丈夫な空気膜
を維持し、従って、始動及び停止の状態に対する要件を
完成する。一層深い溝136は、タービンの常態の運転
の際に面129、130の間に比較的厚く安定した空気
膜を生じる様に一層高い回転速度で高流量を可能にす
る。
【0022】溝137は、そうでなければ溝135、1
36に詰り得る砕片の高圧チャンバ115からシール1
20を横切る通過を可能にする様な寸法を与えられる。
溝137は、適当な冷却を保証するために面129、1
30を横切る空気の流れをも与える。
36に詰り得る砕片の高圧チャンバ115からシール1
20を横切る通過を可能にする様な寸法を与えられる。
溝137は、適当な冷却を保証するために面129、1
30を横切る空気の流れをも与える。
【0023】図7、8に示す実施例では、回転方向Dに
対する深い方の溝41の後縁は、複合溝を形成する様に
隣接する浅い溝40の前縁に一致し、複合溝の深い方の
部分41は、回転方向Dに対して浅い方の部分40の前
方に設置される。複合溝のこの形状は、単位面積当りの
溝の数の増大を可能にし、従って、所要の際に面の間の
揚力の増大を可能にする。
対する深い方の溝41の後縁は、複合溝を形成する様に
隣接する浅い溝40の前縁に一致し、複合溝の深い方の
部分41は、回転方向Dに対して浅い方の部分40の前
方に設置される。複合溝のこの形状は、単位面積当りの
溝の数の増大を可能にし、従って、所要の際に面の間の
揚力の増大を可能にする。
【0024】図9に示す実施例では、溝40、41の間
のランド43、44は、異なる巾のものであり、回転方
向Dに関して浅い溝40に続くランド43は、回転方向
Dに関して深い方の溝に続くランド44よりも巾が狭
い。代表的に、浅い溝40と、深い方の溝41とは、同
一の巾のものであり、ランド43の巾に対する浅い溝4
0の巾の比は、1:1のオーダーのものであり、一方、
ランド44の巾に対する深い方の溝41の巾の比は、
1:1.5のオーダーのものである。
のランド43、44は、異なる巾のものであり、回転方
向Dに関して浅い溝40に続くランド43は、回転方向
Dに関して深い方の溝に続くランド44よりも巾が狭
い。代表的に、浅い溝40と、深い方の溝41とは、同
一の巾のものであり、ランド43の巾に対する浅い溝4
0の巾の比は、1:1のオーダーのものであり、一方、
ランド44の巾に対する深い方の溝41の巾の比は、
1:1.5のオーダーのものである。
【0025】上述の実施例では、溝41に対する溝40
の比は、1:1であり、溝137に対する溝136に対
する溝135の比は、1:1:1である。しかしなが
ら、これ等の比は、シールの始動と、停止と、常態の回
転下とにおいて所要の性能を与える様に変更されてもよ
い。溝なし領域に対する溝付き領域の比は、好ましくは
0.75:1から1.25:1までである。
の比は、1:1であり、溝137に対する溝136に対
する溝135の比は、1:1:1である。しかしなが
ら、これ等の比は、シールの始動と、停止と、常態の回
転下とにおいて所要の性能を与える様に変更されてもよ
い。溝なし領域に対する溝付き領域の比は、好ましくは
0.75:1から1.25:1までである。
【0026】溝の特定の寸法は、特定の適用、例えばシ
ールの寸法および構成要素の回転速度に依存する。ま
た、螺旋溝が上述の実施例に使用されるが、例えば英国
特許出願GB2,252,800に記載される様なその
他の形状の溝付き領域は、代りに使用されてもよい。
ールの寸法および構成要素の回転速度に依存する。ま
た、螺旋溝が上述の実施例に使用されるが、例えば英国
特許出願GB2,252,800に記載される様なその
他の形状の溝付き領域は、代りに使用されてもよい。
【0027】本発明は、ガスタービンに使用するのに特
に有用であるが、流体の制御される漏洩を許容可能な場
合に任意の流体を密封するのに使用されてもよい。
に有用であるが、流体の制御される漏洩を許容可能な場
合に任意の流体を密封するのに使用されてもよい。
【図1】本発明によるガスシールの一部断面の立面図。
【図2】図1の線II−IIに沿う断面図。
【図3】図2の線III −III に沿う拡大断面図。
【図4】本発明によるシールを有するガスタービンの部
分的な断面の立面図。
分的な断面の立面図。
【図5】図4の線V−Vに沿う断面図。
【図6】図5の線IV−IVに沿う部分的な拡大断面図。
【図7】図1のシールの変形を示す図2と同様な図。
【図8】図7の線VIII−VIIIに沿う部分的な拡大断面
図。
図。
【図9】図1のシールの別の変形を示す図2と同様な
図。
図。
10 軸 11 ハウジング 12 第1シールリング 20 第2シールリング 30 ばね 32 第2シールリングのシール面 33 第1シールリングのシール面 40 螺旋溝 41 螺旋溝 43 ランド 44 ランド D 回転方向 110 軸 111 ローター 112 静止リング 121 シールリング 128 弾力的な金属ベローズユニット 129 シールリングの面 130 ローターの面 135 螺旋溝 136 螺旋溝 137 螺旋溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーチン ウィリアム デ ボアー ハイ ネット イギリス国ダブリュ4 2エスエイ ロン ドン,チスウィック,スタンリィ カーデ ンズ 16
Claims (10)
- 【請求項1】 一対の相対的に回転可能な構成要素(1
0、11、110、112)の内の1つの構成要素(1
0、110)に対して回転不能に装着されかつ密封され
る様に構成される第1シールリング(12、111)
と,他の該構成要素(11、112)に対して回転不能
に装着されかつ密封される様に構成される第2シールリ
ング(20、121)とを備え,該第2シールリング
(20、121)が、前記第1シールリング(12、1
11)に軸方向に整合して装着され,更に、該第1シー
ルリング(12、111)のシール面(33、130)
に密封係合する様に該第2シールリング(20、12
1)のシール面(32、129)を軸方向へ弾力的に付
勢するために設けられる装置(30、128)を備え,
前記構成要素(10、11,110、112)の間にシ
ールを与えるメカニカルフェースシールにおいて,1つ
の前記シールリング(12、121)のシール面(3
3、129)が、第1、第2の組の溝付き領域(40、
41,135、136)を有し,各組の該溝付き領域
(40、41,135、136)が、該シール面(3
3、129)の周辺のまわりに角度において間隔を設け
られ,1つの組の該溝付き領域(40、135)が、他
の組の該溝付き領域(41、136)から角度において
間隔を設けられ,双方の組の該溝付き領域(40、4
1,135、136)が、前記シール面(33、12
9)の1つの端縁へ開口して該シール面(33、12
9)を横切って途中まで延び,該各溝付き領域(40、
41,135、136)が、他の前記シールリング(2
0、121)に対する1つの前記シールリング(12、
111)の回転方向(D)に対する後縁を限定し,該後
縁が、該回転方向(D)に対して鈍角において前記シー
ル面(33、129)の平面内で傾斜され,第1組の前
記溝付き領域(40、135)の軸方向深さが、第2組
の前記溝付き領域(41、136)の軸方向深さよりも
浅いことを特徴とするメカニカルフェースシール。 - 【請求項2】 請求項1に記載のメカニカルフェースシ
ールにおいて,前記第1組の溝付き領域(40、13
5)が、10μmよりも小さい軸方向深さを有すること
を特徴とするメカニカルフェースシール。 - 【請求項3】 請求項2に記載のメカニカルフェースシ
ールにおいて,前記第1組の溝付き領域(40、13
5)が、2.5μmから7.5μmまでの軸方向深さを
有することを特徴とするメカニカルフェースシール。 - 【請求項4】 請求項1から請求項3のいづれか1つの
項に記載のメカニカルフェースシールにおいて,前記第
2組の溝付き領域(41、136)が、10μmよりも
大きい軸方向深さを有することを特徴とするメカニカル
フェースシール。 - 【請求項5】 請求項4に記載のメカニカルフェースシ
ールにおいて,前記第2組の溝付き領域(41、13
6)が、20μmから125μmまでの軸方向深さを有
することを特徴とするメカニカルフェースシール。 - 【請求項6】 請求項1から請求項5のいづれか1つの
項に記載のメカニカルフェースシールにおいて,前記回
転方向(D)に対する深い方の溝(41)の前記後縁
が、複合溝を形成する様に隣接する浅い溝(40)の前
縁に一致することを特徴とするメカニカルフェースシー
ル。 - 【請求項7】 請求項1から請求項5のいづれか1つの
項に記載のメカニカルフェースシールにおいて,前記回
転方向(D)に対して前記深い方の溝(41)に続くラ
ンド(44)が、該回転方向(D)に対して前記浅い溝
(40)に続くランド(43)よりも巾広であることを
特徴とするメカニカルフェースシール。 - 【請求項8】 請求項7に記載のメカニカルフェースシ
ールにおいて,前記深い方の溝(41)に続くランド
(44)の巾に対する前記浅い溝(40)に続くランド
(43)の巾の比が、1:1.5のオーダのものである
ことを特徴とするメカニカルフェースシール。 - 【請求項9】 請求項1から請求項8のいづれか1つの
項に記載のメカニカルフェースシールにおいて,1つの
シールリング(121)の前記シール面(129)が、
第3組の溝付き領域(137)を有し,該第3組の溝付
き領域が、該シール面(129)の周辺のまわりに前記
第1、第2の組の溝付き領域(135、136)から角
度において間隔を設けられ,該第3組の溝付き領域(1
37)が、該シール面(129)の内周から外周まで延
びることを特徴とするメカニカルフェースシール。 - 【請求項10】 請求項9に記載のメカニカルフェース
シールにおいて,前記第3組の溝付き領域(137)
が、25μmから250μmまでの軸方向深さを有する
メカニカルフェースシール。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GB929214282A GB9214282D0 (en) | 1992-07-04 | 1992-07-04 | Seals |
GB92142827 | 1992-07-04 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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EP (1) | EP0578377B1 (ja) |
JP (1) | JPH0681964A (ja) |
KR (1) | KR100266251B1 (ja) |
AT (1) | ATE163741T1 (ja) |
AU (1) | AU657628B2 (ja) |
BR (1) | BR9302746A (ja) |
CA (1) | CA2098798A1 (ja) |
DE (1) | DE69317170T2 (ja) |
GB (1) | GB9214282D0 (ja) |
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SG (1) | SG45376A1 (ja) |
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