JPH086822B2 - ラビリンス装置 - Google Patents
ラビリンス装置Info
- Publication number
- JPH086822B2 JPH086822B2 JP1278007A JP27800789A JPH086822B2 JP H086822 B2 JPH086822 B2 JP H086822B2 JP 1278007 A JP1278007 A JP 1278007A JP 27800789 A JP27800789 A JP 27800789A JP H086822 B2 JPH086822 B2 JP H086822B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- labyrinth
- seal
- linear
- linear elements
- brush
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は非接触せる二面間を流れる流体をシールする
ラビリンス シールに関する。
ラビリンス シールに関する。
（従来の技術） 相対せる二面間を流れる流体をシールする流体シール
に関しては、従来多くの文献及び実用例がある。これ等
は大別して接触型シールと非接触型シールに分類され
る。接触型シールはそのシール性能が良い反面特に二面
が相対的に運動する動的シールにあっては、シールの摩
耗という大きな問題点があり、またシールコストも高く
なる欠点を有している。
に関しては、従来多くの文献及び実用例がある。これ等
は大別して接触型シールと非接触型シールに分類され
る。接触型シールはそのシール性能が良い反面特に二面
が相対的に運動する動的シールにあっては、シールの摩
耗という大きな問題点があり、またシールコストも高く
なる欠点を有している。
また、非接触型シールにあっては、通常ラビリンス
シールに代表されるシール方式が有名である。このラビ
リンス シールにはその構造から軸方向形、半径方向形
及び結合形などがあるが、いずれも流体に絞りを与える
ための精度の高いエッジを構成する必要がある。特に流
体が気体の場合は二面間の相対的なクリアランスを小さ
くすることが必要であり、このことは二面間の精度を上
げることを必要としコスト的に不利であるばかりでな
く、この二面間の精度を長期間保つための努力を必要と
する。
シールに代表されるシール方式が有名である。このラビ
リンス シールにはその構造から軸方向形、半径方向形
及び結合形などがあるが、いずれも流体に絞りを与える
ための精度の高いエッジを構成する必要がある。特に流
体が気体の場合は二面間の相対的なクリアランスを小さ
くすることが必要であり、このことは二面間の精度を上
げることを必要としコスト的に不利であるばかりでな
く、この二面間の精度を長期間保つための努力を必要と
する。
（発明が解決しようとする課題） 上述のごとく、従来シール特にラビリンス シールに
あっては非接触とはいうもののラビリンス シール部分
における相対的クリアランスは出来るだけ小さくするこ
とが要求されており、これが為各部の高精度が必要とな
るばかりか、相対する両者の変形等に十分な配慮をする
ことが求められる。従って、これ等はコスト高をもたら
す欠陥を有している。
あっては非接触とはいうもののラビリンス シール部分
における相対的クリアランスは出来るだけ小さくするこ
とが要求されており、これが為各部の高精度が必要とな
るばかりか、相対する両者の変形等に十分な配慮をする
ことが求められる。従って、これ等はコスト高をもたら
す欠陥を有している。
（課題を解決するための手段） 上述のごとき課題を解決するため本発明は、二面間を
流れる流体をシールするラビリンス シールにおいて、
該二面の少なくとも片側の面に設けられた絞り片を、そ
の線径ｄに比し長さｈが十分長い線状エレメントを、前
記流体の流れ方向に直交する直線層状に多数併植せしめ
たことを特徴とするラビリンス装置により解決せんとす
るものであり、また少なくとも前記線状エレメントの先
端部分の断面２次モーメントがその先端部分が流体の流
れ抵抗により十分にたわむものであることを特徴とし、
更に線状エレメントの中心配列を千鳥状とし、また線状
エレメントを併植された層を溝幅ｓを介して１層または
２層以上配列し、更にまた前記二面が相関的に往復運動
をしている場合、前記二面が相関的に回転運動をしてい
る場合などに適用し、又、特に、前記線状エレメントの
長さｈと線径ｄとの比率h/dが少なくとも５程度の条
件、線状エレメントの長さｈと溝幅ｓとの比h/sを1/5程
度とし、前記線状エレメントの材質がセラミックス繊
維、カーボン繊維とせるものであることを特徴とするこ
とにより解決しようとするものである。
流れる流体をシールするラビリンス シールにおいて、
該二面の少なくとも片側の面に設けられた絞り片を、そ
の線径ｄに比し長さｈが十分長い線状エレメントを、前
記流体の流れ方向に直交する直線層状に多数併植せしめ
たことを特徴とするラビリンス装置により解決せんとす
るものであり、また少なくとも前記線状エレメントの先
端部分の断面２次モーメントがその先端部分が流体の流
れ抵抗により十分にたわむものであることを特徴とし、
更に線状エレメントの中心配列を千鳥状とし、また線状
エレメントを併植された層を溝幅ｓを介して１層または
２層以上配列し、更にまた前記二面が相関的に往復運動
をしている場合、前記二面が相関的に回転運動をしてい
る場合などに適用し、又、特に、前記線状エレメントの
長さｈと線径ｄとの比率h/dが少なくとも５程度の条
件、線状エレメントの長さｈと溝幅ｓとの比h/sを1/5程
度とし、前記線状エレメントの材質がセラミックス繊
維、カーボン繊維とせるものであることを特徴とするこ
とにより解決しようとするものである。
（作用） 本発明は流体の流れ方向に直交する１層又はそれ以上
の直線層状にブラッシ状線状エレメントを多数併植しそ
の多数のブラッシ状の線状エレメントの先端により構成
される面（以下ラビリンス面という）を相対面と対向さ
せ、ラビリンス面と対向面との間を流れる流体（特にガ
ス体）をラビリンス面における微細な絞り効果の集積に
より極めて効率のよいラビリンス効果を得んとするもの
である。
の直線層状にブラッシ状線状エレメントを多数併植しそ
の多数のブラッシ状の線状エレメントの先端により構成
される面（以下ラビリンス面という）を相対面と対向さ
せ、ラビリンス面と対向面との間を流れる流体（特にガ
ス体）をラビリンス面における微細な絞り効果の集積に
より極めて効率のよいラビリンス効果を得んとするもの
である。
このラビリンス効果は数式的には未だ解明されていな
いが、多数の柱状絞りによる流体の流量抵抗及び線状エ
レメントが流体の流れ速度抵抗に対して自からたわむこ
とによる減速効果の相乗的作用、さらに吹き抜け作用が
減少することによるものと考えることが出来る。従っ
て、本発明の効果を左右するものとして線状エレメント
の併植条件例えば線状部材の密集状態、線状エレメント
の種類溝幅ｓ、層の数等であり、これ等の条件により従
来のラビリンスに対し比較的流体条件に鈍感でありしか
も効率のよいシール作用を得ることが出来る。
いが、多数の柱状絞りによる流体の流量抵抗及び線状エ
レメントが流体の流れ速度抵抗に対して自からたわむこ
とによる減速効果の相乗的作用、さらに吹き抜け作用が
減少することによるものと考えることが出来る。従っ
て、本発明の効果を左右するものとして線状エレメント
の併植条件例えば線状部材の密集状態、線状エレメント
の種類溝幅ｓ、層の数等であり、これ等の条件により従
来のラビリンスに対し比較的流体条件に鈍感でありしか
も効率のよいシール作用を得ることが出来る。
（実施例） 以下図面を参照し本発明の詳細につき説明する。第１
図は本発明の１実施例を模式的に示したものであり、多
数の併植された線状エレメント１が相対する２面の少な
くとも片方側に配設されている。第２図は本発明の他の
実施例を模式図であり、前記線状エレメントにより構成
された表面が平らでなく、流体の流れ方向に対して適当
な凹凸を形成する場合を示し、この凹凸が規則的に配列
されるばかりでなく、その凹凸の深さ、配列、分布は流
れる流体の条件によって適宜選択することが出来る。第
３図は更に他の実施例を線状エレメントの断面にて示し
たものである。第４図a.b.c.dは本発明に使用される線
状エレメントの断面の例を示している。また、第５図a.
bは併植された線状エレメントが併植面に対し垂直でな
く、流れ方向に対しある角度Ａをもって配設された実施
例を示す。
図は本発明の１実施例を模式的に示したものであり、多
数の併植された線状エレメント１が相対する２面の少な
くとも片方側に配設されている。第２図は本発明の他の
実施例を模式図であり、前記線状エレメントにより構成
された表面が平らでなく、流体の流れ方向に対して適当
な凹凸を形成する場合を示し、この凹凸が規則的に配列
されるばかりでなく、その凹凸の深さ、配列、分布は流
れる流体の条件によって適宜選択することが出来る。第
３図は更に他の実施例を線状エレメントの断面にて示し
たものである。第４図a.b.c.dは本発明に使用される線
状エレメントの断面の例を示している。また、第５図a.
bは併植された線状エレメントが併植面に対し垂直でな
く、流れ方向に対しある角度Ａをもって配設された実施
例を示す。
これを要するに、本発明のブラッシ形ラビリンスであ
る基本的な多数の併植された線状エレメントによるラビ
リンス シールが多数の実施態様により各種の流れ条件
に対応することが出来ることを示している。第６図は従
来のラビリンス シールの基本的形状を示す。また第７
図は圧力0,1Kg/cm2、回転速度ｖ＝０〜40m/secにて本発
明と通常のラビリンス シールの場合の性能を比較した
実験結果を示す。縦軸はシールの無い場合の値に対する
各性能値（流量値）の割合であり、横軸はローターの周
速である。第７図の場合は各種条件としてブラシ線直径
ｄ＝0.1mm、ブラシ高さｈ＝8mm、溝幅S1＝13mm、ブラシ
幅S2＝6mm、ランド幅S3＝2mm、ブラシ先端におけるクリ
アランスε＝0.5mm、ロータ外周面におけるクリアラン
スεＢ＝1.0mmの条件で実験した結果を示す。
る基本的な多数の併植された線状エレメントによるラビ
リンス シールが多数の実施態様により各種の流れ条件
に対応することが出来ることを示している。第６図は従
来のラビリンス シールの基本的形状を示す。また第７
図は圧力0,1Kg/cm2、回転速度ｖ＝０〜40m/secにて本発
明と通常のラビリンス シールの場合の性能を比較した
実験結果を示す。縦軸はシールの無い場合の値に対する
各性能値（流量値）の割合であり、横軸はローターの周
速である。第７図の場合は各種条件としてブラシ線直径
ｄ＝0.1mm、ブラシ高さｈ＝8mm、溝幅S1＝13mm、ブラシ
幅S2＝6mm、ランド幅S3＝2mm、ブラシ先端におけるクリ
アランスε＝0.5mm、ロータ外周面におけるクリアラン
スεＢ＝1.0mmの条件で実験した結果を示す。
これより明らかなように正規の流れ（即ち第１図の左
側より右側への空気流れ）に対して、そのシール効果は
顕著であって約ｖ＝50m/secではその漏れ量は殆ど０と
なっている。なお逆の流れ（第１図の右側より左側への
空気流れ）に対しては逆に通常の流れより流量が増加す
る現象が生じている。これは正規の流れでは極めて良好
なシール効果があり逆の流れでは流量が増加する効果が
あることを示している。
側より右側への空気流れ）に対して、そのシール効果は
顕著であって約ｖ＝50m/secではその漏れ量は殆ど０と
なっている。なお逆の流れ（第１図の右側より左側への
空気流れ）に対しては逆に通常の流れより流量が増加す
る現象が生じている。これは正規の流れでは極めて良好
なシール効果があり逆の流れでは流量が増加する効果が
あることを示している。
特に非定常流に対するシール効果は通常のラビリンス
シールに比して幅広い流体条件で極めて安定したシー
ル効果を示している。
シールに比して幅広い流体条件で極めて安定したシー
ル効果を示している。
また相対面が相対的な運動をしている場合においては
通常のラビリンス シールに比して回転時のもれ量Ｇと
静止時のもれ量Goとの比の値が高くとれることが分っ
た。
通常のラビリンス シールに比して回転時のもれ量Ｇと
静止時のもれ量Goとの比の値が高くとれることが分っ
た。
本発明の特徴はその線状エレメントがたわみ性に富む
ことから例え線状エレメントが相手方に接触したとして
もその接触圧及び接触面積が小さくこのためしゅう動発
熱が少ないところにある。これは取りもなおさず相対面
間のクリアランスを極端に小さく強いていえば線状エレ
メントを相手面に殆ど接触させることが可能となる。こ
の場合、長期間の寿命を考慮して線状エレメントの材質
が選択されなければならない。本出願人の実験によれば
カーボン繊維又はセラミクス繊維の使用が好ましい。
尚、非しゅう動用に使用する場合にはナイロン、アクリ
ル、ポリエステル等の合成樹脂材料、ブロンズ、スチー
ル等の金属材料、ガラス等の無機材料により線状エレメ
ントを構成することが出来る。
ことから例え線状エレメントが相手方に接触したとして
もその接触圧及び接触面積が小さくこのためしゅう動発
熱が少ないところにある。これは取りもなおさず相対面
間のクリアランスを極端に小さく強いていえば線状エレ
メントを相手面に殆ど接触させることが可能となる。こ
の場合、長期間の寿命を考慮して線状エレメントの材質
が選択されなければならない。本出願人の実験によれば
カーボン繊維又はセラミクス繊維の使用が好ましい。
尚、非しゅう動用に使用する場合にはナイロン、アクリ
ル、ポリエステル等の合成樹脂材料、ブロンズ、スチー
ル等の金属材料、ガラス等の無機材料により線状エレメ
ントを構成することが出来る。
線状エレメントの線径を0.05−5.0mm程度好ましくは
0.1−1.0mmがよくシール面の条件により選択される。ま
た、長さは流体によるたわみが十分とれることが必要で
あり少なくも直径の２倍以上であることが必要であり、
線状エレメント間のピッチは線径ｄ以上であり、線状エ
レメントの長さｈと溝幅ｓとの比h/sが1/5程度とするこ
とが好ましい。更に併植する幅はその流体条件により選
択される。
0.1−1.0mmがよくシール面の条件により選択される。ま
た、長さは流体によるたわみが十分とれることが必要で
あり少なくも直径の２倍以上であることが必要であり、
線状エレメント間のピッチは線径ｄ以上であり、線状エ
レメントの長さｈと溝幅ｓとの比h/sが1/5程度とするこ
とが好ましい。更に併植する幅はその流体条件により選
択される。
第１図においてブラシ幅S2が溝幅S1の一部になるよう
に配設するが、実験によれば好ましくは併植された線状
エレメントによるブラシシールの軸方向の幅S2が、該ブ
ラシシールと隣接する前記ラビリスシール溝の溝幅（S1
−S2）の0.5〜２倍の範囲であることが望ましい。
に配設するが、実験によれば好ましくは併植された線状
エレメントによるブラシシールの軸方向の幅S2が、該ブ
ラシシールと隣接する前記ラビリスシール溝の溝幅（S1
−S2）の0.5〜２倍の範囲であることが望ましい。
又併植された直線層状体を溝幅ｓの間隔をあけ流れ方
向に対し２層以上配列すること、更に線状エレメントの
先端部における断面２次モーメントを流体抵抗に対し十
分たわむごとくすることにより、より効果を期待するこ
とが出来る。
向に対し２層以上配列すること、更に線状エレメントの
先端部における断面２次モーメントを流体抵抗に対し十
分たわむごとくすることにより、より効果を期待するこ
とが出来る。
併植の方法は併植される部材に直接線状エレメントを
埋め込む又は接着する直接法とシートやメッシュに予め
併植し、そのシートやメッシュを併植される部材にセッ
トする間接法がある。間接法は必要により交換が容易で
あり好ましい。
埋め込む又は接着する直接法とシートやメッシュに予め
併植し、そのシートやメッシュを併植される部材にセッ
トする間接法がある。間接法は必要により交換が容易で
あり好ましい。
上述せるものは相対面の少なくとも一方に併植せる場
合を示したが当然その両面に施してもよいし、また単一
平面内のみに配列せる場合ばかりでなく従来のラビリン
スシールの場合と同様にステップ形食違い形等の配列す
ることによりその効果を増すことが出来る。
合を示したが当然その両面に施してもよいし、また単一
平面内のみに配列せる場合ばかりでなく従来のラビリン
スシールの場合と同様にステップ形食違い形等の配列す
ることによりその効果を増すことが出来る。
（発明の効果） 上記のごとく本発明は従来の非接触形のクリアランス
の問題を解決しシール効果が勝れた、しかも寿命が長く
経済的な効果を有する。
の問題を解決しシール効果が勝れた、しかも寿命が長く
経済的な効果を有する。
第１図は本発明の１実施例の模式的断面図 第２図は本発明の他の実施例の模式的断面図 第３図は本発明の１実施例の１部上面図 第4a、ｂ、ｃ及びｄの各図は本発明に使用される線状エ
レメントの断面図例 第5a、ｂ図は流体の流れ方向に傾斜配列された場合を示
す模式的断面図 第６図は従来のラビリンス シールの基本断面図 第７図は本発明と従来のラビリンス シールとによる実
験比較グラフを示す。
レメントの断面図例 第5a、ｂ図は流体の流れ方向に傾斜配列された場合を示
す模式的断面図 第６図は従来のラビリンス シールの基本断面図 第７図は本発明と従来のラビリンス シールとによる実
験比較グラフを示す。
Claims (6)
- 【請求項１】二面間を流れる流体をシールするための溝
形ラビリンスシールとブラシシールを組合わせたシール
であって、該二面の少なくとも片側の面に、流体の流れ
の方向と直交する直線層状に、その線径ｄと線長ｈの比
率h/dが少なくとも５程度である線状エレメントを多数
併植せしめたブラシシールと、該ブラシシールと隣接す
るラビリンスシール溝及び該ラビリンスシール溝に続く
絞り部分を１セットとして、少なくともその２セットを
連続的に配設したことを特徴とするラビリンス装置。 - 【請求項２】前記線状エレメントの少なくとも先端部分
に於ける断面２次モーメントが、その線状エレメントの
先端部分が流体の流れ抵抗により十分たわむものである
ことを特徴とする請求項１記載のラビリンス装置。 - 【請求項３】前記併植された線状エレメントの各線状エ
レメントの中心配置が少なくとも千鳥状に配列されてい
ることを特徴とする請求項１記載のラビリンス装置。 - 【請求項４】前記併植された線状エレメントによるブラ
シシールの軸方向の幅S2が、該ブラシシールと隣接する
前記ラビリンスシール溝の幅（S1−S2）の0.5〜２倍の
範囲であることを特徴とする請求項１記載のラビリンス
装置。 - 【請求項５】上記二面が相関的に往復運動をしているこ
とを特徴とする請求項１記載のラビリンス装置。 - 【請求項６】上記二面が相関的に回転運動をしているこ
とを特徴とする請求項１記載のラビリンス装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1278007A JPH086822B2 (ja) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | ラビリンス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1278007A JPH086822B2 (ja) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | ラビリンス装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03140673A JPH03140673A (ja) | 1991-06-14 |
| JPH086822B2 true JPH086822B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17591335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1278007A Expired - Lifetime JPH086822B2 (ja) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | ラビリンス装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH086822B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002113555A (ja) * | 2000-10-10 | 2002-04-16 | Castrip Llc | 双ロール式連続鋳造機及びその使用方法 |
| JP4689882B2 (ja) * | 2001-06-29 | 2011-05-25 | イーグル工業株式会社 | 板ブラシシール装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3429708C1 (de) * | 1984-08-11 | 1986-01-02 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | Buerstendichtung |
| DE3507638C2 (de) * | 1985-03-05 | 1987-04-30 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | Bürstendichtung |
| GB2198195B (en) * | 1986-12-06 | 1990-05-16 | Rolls Royce Plc | Brush seal |
-
1989
- 1989-10-25 JP JP1278007A patent/JPH086822B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03140673A (ja) | 1991-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3254214B2 (ja) | 密封組立体 | |
| EP0684413B1 (en) | Non-contact shaft sealing device | |
| DE69532538T2 (de) | Elastisches Fluidfolienelement für hydrodynamisches Fluidfilm Drucklager | |
| US5542682A (en) | Slant coil spring and seal | |
| DE60200434T2 (de) | Bürstendichtungsanordnung | |
| US4157835A (en) | Strip seal for stuffing box packing | |
| EP0391676A1 (en) | Seals | |
| EP0140421A1 (en) | Sealing ring for a rotary shaft | |
| CN101135351A (zh) | 具有棱锥形结构的密封装置 | |
| EP0879977A3 (de) | Dichtungsanordnung | |
| CN101208549A (zh) | 用于双向旋转密封件的低扭矩液力动态唇口几何结构 | |
| US6354741B1 (en) | Foil thrust bearing | |
| DE19904862C1 (de) | Dichtring | |
| EP0902220A3 (de) | Dichtungsanordnung | |
| JPS6065959A (ja) | ピストンロツド用のシールリング | |
| EP0889265B1 (de) | Stangen- und Kolbendichtung | |
| US20060165326A1 (en) | Bearing oil lift pocket | |
| DE10215187A1 (de) | Dichtring | |
| US20130154192A1 (en) | Sealing assembly | |
| WO2002008614A2 (en) | Elastomer energized rod seal | |
| JPH086822B2 (ja) | ラビリンス装置 | |
| TWI452213B (zh) | 軌道及具備該軌道之運動引導裝置 | |
| US20020050684A1 (en) | Brush seal device | |
| RU2002112748A (ru) | Печатная форма | |
| EP1992851A1 (de) | Dichtungsanordnung |