JPH10169781A - Segment seal - Google Patents

Segment seal

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Publication number
JPH10169781A
JPH10169781A JP8329744A JP32974496A JPH10169781A JP H10169781 A JPH10169781 A JP H10169781A JP 8329744 A JP8329744 A JP 8329744A JP 32974496 A JP32974496 A JP 32974496A JP H10169781 A JPH10169781 A JP H10169781A
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JP
Japan
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seal
ring
groove
seal ring
primary
Prior art date
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Application number
JP8329744A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaya Murakami
昌也 村上
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.)
SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENE
SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENEREETA KENKYUSHO KK
Original Assignee
SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENE
SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENEREETA KENKYUSHO KK
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Publication date
Application filed by SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENE, SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENEREETA KENKYUSHO KK filed Critical SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENE
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize sealing performance by blanching pressure between the primary seal face and the secondary seal face. SOLUTION: A dynamic pressure generating groove 7 is provided in the inner periphery (the primary seal face 5) of a seal ring 4 in slide contact with a shaft 17, pressure balancing grooves 12 are provided in the axial end faces (the secondary seal faces 9) of the seal ring 4 and a cover ring 8 in contact with a housing 3, and a pressure guide hole 13 is provided to be communicated between the grooves 7, 12. Dynamic pressure generated by the dynamic pressure generating groove 7 in the primary seal face 5 is guided through the pressure guide hole 13 to the secondary seal faces 9. As a result, the thrust of the secondary seal faces 9 is reduced, the frictional force of the secondary seal faces 9 is reduced, the follow-up of the shaft 17 to radial displacement is improved, and sealing performance is stabilized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はセグメントシール
に関し、特に、動圧型のセグメントシールに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a segment seal, and more particularly to a dynamic pressure type segment seal.

【0002】[0002]

【従来技術およびその問題点】一般に、セグメントシー
ル(円筒面摺動型シール)にあっては、回転機器の回転
部の軸シールとして使用されるものであって、ガスをシ
ールすることを主目的とするため、航空機のジェットエ
ンジンの回転部の軸シール等として使用されている。
2. Description of the Related Art In general, segment seals (sliding seals of cylindrical surfaces) are used as shaft seals for rotating parts of rotating equipment, and the main purpose is to seal gas. Therefore, it is used as a shaft seal or the like of a rotating part of a jet engine of an aircraft.

【0003】航空機のジェットエンジンは、空気を圧縮
して燃焼器に送り、燃焼器で燃料と混合燃焼させ、その
燃焼ガスでタービンを回転させるものであって、空気を
圧縮するコンプレッサや燃焼ガスで回転するタービンは
軸受で支持され、軸受にはジェットエンジン作動中、潤
滑油が供給され、軸受に供給された潤滑油は排油ポンプ
等で強制的に回収される。
An aircraft jet engine compresses air, sends it to a combustor, mixes and burns it with fuel in the combustor, and rotates a turbine with the combustion gas. A compressor or a combustion gas compresses the air. The rotating turbine is supported by bearings, and lubricating oil is supplied to the bearings during operation of the jet engine, and the lubricating oil supplied to the bearings is forcibly collected by a drain pump or the like.

【0004】そして、ジェットエンジン内部にはコンプ
レッサで圧縮された空気や燃焼ガスがあり、これらは軸
受部分にも圧力によって侵入するため、軸受の潤滑雰囲
気と侵入ガスとを仕切るシールが必要となる。このシー
ルは、侵入ガスの圧力が潤滑している軸受部よりも高い
ためガスシールとなる。
[0004] Air and combustion gas compressed by a compressor are present inside the jet engine, and these enter the bearing portion by pressure. Therefore, a seal is required to separate the lubricating atmosphere of the bearing from the intruding gas. This seal is a gas seal because the pressure of the intruding gas is higher than that of the lubricated bearing portion.

【0005】このような航空機のジェットエンジンの回
転部の軸シールとして使用されるセグメントシールの一
例を図5〜図7に示す。このセグメントシール31は、
機器本体50に固定される静止側ユニット32と、回転
軸47にスリーブ等を介して固定される回転側ユニット
46であるシールランナー48とを具えている。
FIGS. 5 to 7 show an example of a segment seal used as a shaft seal for a rotating portion of a jet engine of such an aircraft. This segment seal 31
The stationary unit 32 includes a stationary unit 32 fixed to the device body 50 and a seal runner 48 that is a rotating unit 46 fixed to the rotating shaft 47 via a sleeve or the like.

【0006】静止側ユニット32は、機器本体50にボ
ルト等を介して固定されるハウジング33と、ハウジン
グ33の内周側にスプリングリテーナ44及びスナップ
リング45を介して収納されるシールリング34とカバ
ーリング38と、シールリング34とカバーリング38
を半径方向に押圧するエキステンションスプリング40
と、軸方向に押圧するコンプレッションスプリング41
と、シールリング34とカバーリング38の回転を阻止
するキー(図示せず)とローテーションロックピン(図
示せず)とを具えている。
The stationary unit 32 includes a housing 33 fixed to the apparatus main body 50 via bolts and the like, a seal ring 34 housed on the inner peripheral side of the housing 33 via a spring retainer 44 and a snap ring 45, and a cover. Ring 38, seal ring 34 and cover ring 38
Extension spring 40 that presses radially
And a compression spring 41 pressing in the axial direction.
, A key (not shown) for preventing rotation of the seal ring 34 and the cover ring 38, and a rotation lock pin (not shown).

【0007】シールリング34は、円周方向に2つ以上
に分割されたカーボン製のリングであって、シールラン
ナー48の外周面に一様に接触するように内周面がシー
ルランナー48の外周面と同一の曲率で形成されてい
る。そして、シールリング34の各分割片の内周面がシ
ールランナー48の外周面との間をシールする1次シー
ル面35となるものある。
[0007] The seal ring 34 is a carbon ring divided into two or more in the circumferential direction. The inner peripheral surface of the seal ring 34 is formed so as to uniformly contact the outer peripheral surface of the seal runner 48. It is formed with the same curvature as the surface. The inner peripheral surface of each divided piece of the seal ring 34 serves as a primary seal surface 35 that seals between the outer peripheral surface of the seal runner 48.

【0008】カバーリング38は、円周方向に2つ以上
に分割されたカーボン製のリングであって、シールリン
グ34の外周面に一様に接触するように内周面がシール
リング34の外周面と同一の曲率で形成されている。そ
して、カバーリング38の軸方向の一端面及び前記シー
ルリング34の軸方向の一端面がハウジング33の軸方
向の端面との間をシールする2次シール面39となるも
のである。
[0008] The cover ring 38 is a carbon ring divided into two or more in the circumferential direction. The inner peripheral surface of the cover ring 38 is so formed as to uniformly contact the outer peripheral surface of the seal ring 34. It is formed with the same curvature as the surface. Then, one end face in the axial direction of the cover ring 38 and one end face in the axial direction of the seal ring 34 serve as a secondary sealing surface 39 for sealing between the end face in the axial direction of the housing 33.

【0009】シールリング34の分割部(図示せず)は
階段状のステップ分割構造となっている。この構造によ
り、シールリング34の分割部には円周方向に対しては
所定の隙間が形成されるとともに、軸方向に対しては隙
間を無くしている。これは、シールリング34内径部が
シールランナー48との摺動によって摩耗した場合に、
シールリング34内径部とシールランナー48との間に
隙間が生じないようにするためのものである。
The dividing portion (not shown) of the seal ring 34 has a step-like step dividing structure. With this structure, a predetermined gap is formed in the divided portion of the seal ring 34 in the circumferential direction, and the gap is eliminated in the axial direction. This is because when the inner diameter of the seal ring 34 is worn by sliding with the seal runner 48,
This is to prevent a gap from being formed between the inner diameter of the seal ring 34 and the seal runner 48.

【0010】シールリング34の分割部の軸方向に対す
るシールは、前述したステップ分割構造により確保され
ている。周方向に対するシールは、シールリング34の
外周側にカバーリング38を、その分割部がシールリン
グ34の分割部と円周方向にずれるように装着し、シー
ルリング34の分割部の隙間を塞ぐことで確保される。
The seal in the axial direction of the divided portion of the seal ring 34 is ensured by the above-described step division structure. For sealing in the circumferential direction, a cover ring 38 is mounted on the outer peripheral side of the seal ring 34 so that the divided portion is circumferentially shifted from the divided portion of the seal ring 34 to close a gap between the divided portions of the seal ring 34. Is secured.

【0011】カバーリング38の分割片間にはそれぞれ
キー(図示せず)が装着されるとともに、各キーの先端
部はシールリング34の各分割片の外周側に設けたキー
溝(図示せず)内に嵌合され、これにより、カバーリン
グ38とシールリング34の相対的な回転が阻止され
る。キーの一部には係合溝(図示せず)が設けられ、こ
の係合溝内にハウジング33に固定されているローテー
ションロックピン(図示せず)の先端部を係合させるこ
とにより、シールリング34とカバーリング38が回転
軸47と一緒に回転するのが阻止される。
A key (not shown) is mounted between the divided pieces of the cover ring 38, and a tip end of each key is provided with a key groove (not shown) provided on the outer peripheral side of each divided piece of the seal ring 34. ), Which prevents relative rotation of the cover ring 38 and the seal ring 34. An engagement groove (not shown) is provided in a part of the key, and the tip of a rotation lock pin (not shown) fixed to the housing 33 is engaged in the engagement groove to provide a seal. The ring 34 and the cover ring 38 are prevented from rotating together with the rotation shaft 47.

【0012】エキステンションスプリング40は、カバ
ーリング38の外周側に設けた溝38a内に装着される
環状をなすものであって、このエキステンションスプリ
ング40の縮径力によってカバーリング38、シールリ
ング34及びキー(図示せず)が半径方向内方に押圧さ
れ、シールリング34の各分割片の内周面側がシールラ
ンナー48の外周面に押し付けられ、シールリング34
の1次シール面35に初期に必要なシール荷重が付加さ
れる。
The extension spring 40 has an annular shape mounted in a groove 38a provided on the outer peripheral side of the cover ring 38. The diameter of the extension spring 40 reduces the diameter of the cover ring 38 and the seal ring 34. And a key (not shown) are pressed inward in the radial direction, and the inner peripheral surface side of each divided piece of the seal ring 34 is pressed against the outer peripheral surface of the seal runner 48, and the seal ring 34 is pressed.
Initially, a necessary sealing load is applied to the primary sealing surface 35.

【0013】シールリング34の各分割片の1次シール
面35には圧力バランス溝36が設けられる。この圧力
バランス溝36は、円周方向に延びる縦溝36aと、こ
の縦溝36aに一端が連通するとともに、他端が各分割
片の軸方向の端面に開口する軸方向に延びる複数本の横
溝36bとから構成されている。そして、この圧力バラ
ンス溝36によって半径方向の圧力のバランスがとられ
るようになっている。
A pressure balance groove 36 is provided on the primary seal surface 35 of each divided piece of the seal ring 34. The pressure balance groove 36 has a circumferential groove 36a extending in the circumferential direction, and a plurality of axial grooves extending in the axial direction having one end communicating with the vertical groove 36a and the other end opening at the axial end surface of each divided piece. 36b. The pressure balance groove 36 balances the pressure in the radial direction.

【0014】コンプレッションスプリング41は、シー
ルリング34及びカバーリング38の軸方向の端面とス
プリングリテーナ44の軸方向の端面との間に装着され
るものであって、このコンプレッションスプリング41
の付勢力によってシールリング34及びカバーリング3
8が軸方向に押圧され、それらの軸方向の端面がハウジ
ング33の軸方向の端面に押し付けられ、シールリング
34及びカバーリング38の2次シール面39に初期に
必要なシール荷重が付加される。
The compression spring 41 is mounted between the axial end faces of the seal ring 34 and the cover ring 38 and the axial end face of the spring retainer 44.
Ring 34 and cover ring 3 by the urging force of
8 are pressed in the axial direction, their axial end faces are pressed against the axial end faces of the housing 33, and an initial necessary sealing load is applied to the secondary seal surfaces 39 of the seal ring 34 and the cover ring 38. .

【0015】シールリング34及びカバーリング38の
各分割片の2次シール面39には圧力バランス溝42が
設けられる。シールリング34の各分割片の圧力バラン
ス溝42は、円周方向に延びる縦溝(図示せず)と、こ
の縦溝に一端が連通するとともに、他端が各分割片の外
周面側に開口する半径方向に延びる複数本の横溝(図示
せず)とから構成されている。カバーリング38の各分
割片の圧力バランス溝42は、内外周面間を連通する半
径方向の延びる複数本の横溝(図示せず)から構成さ
れ、各縦溝の内径端はシールリング34の各分割片の各
横溝に連通するようになっている。そして、これらの圧
力バランス溝42によって軸方向の圧力のバランスがと
られるようになっている。
A pressure balance groove 42 is provided on the secondary seal surface 39 of each of the divided pieces of the seal ring 34 and the cover ring 38. The pressure balance groove 42 of each of the divided pieces of the seal ring 34 has a longitudinal groove (not shown) extending in the circumferential direction, one end communicating with this longitudinal groove, and the other end opened to the outer peripheral surface side of each divided piece. And a plurality of lateral grooves (not shown) extending in the radial direction. The pressure balance groove 42 of each divided piece of the cover ring 38 is composed of a plurality of radially extending lateral grooves (not shown) communicating between the inner and outer peripheral surfaces. It is designed to communicate with each lateral groove of the divided piece. The pressure balance grooves 42 balance the pressure in the axial direction.

【0016】そして、上記のような構成のセグメントシ
ール31を装着した航空機のジェットエンジンを作動さ
せると、回転軸47と一体にシールランナー48が回転
し、シールリング34の1次シール面35がシールラン
ナー48外周面に摺動接触し、それらの間が全周に渡っ
てシールされるとともに、シールリング34及びカバー
リング38の2次シール面39がハウジング33の軸方
向の端面に接触し、それらの間が全周に渡ってシールさ
れる。
When the jet engine of the aircraft equipped with the segment seal 31 having the above structure is operated, the seal runner 48 rotates integrally with the rotating shaft 47, and the primary seal surface 35 of the seal ring 34 is sealed. Sliding contact is made with the outer peripheral surface of the runner 48, the space between them is sealed over the entire circumference, and the secondary sealing surfaces 39 of the seal ring 34 and the cover ring 38 contact the axial end surfaces of the housing 33, and Is sealed over the entire circumference.

【0017】そして、摺動部は摺動接触によって発熱
し、この発熱量は回転軸47の回転の増加に伴って増加
する。このため、シールランナー48内径側に温度の低
いオイルを噴射して摺動部を冷却し、摺動部が熱的限界
を超えて摩耗が急激に進行しないようにする、所謂オイ
ルジェット方式がとられている。
The sliding portion generates heat due to sliding contact, and the amount of heat generated increases as the rotation of the rotary shaft 47 increases. For this reason, a so-called oil jet method is used in which a low-temperature oil is injected to the inner side of the seal runner 48 to cool the sliding portion so that the sliding portion exceeds the thermal limit and abrasion does not progress rapidly. Have been.

【0018】上記のように構成した従来のセグメントシ
ール31にあっては、前述したように、シールリング3
4の1次シール面35、シールリング34及びカバーリ
ング38の2次シール面39にそれぞれ圧力バランス溝
36、42を設けて、これらの圧力バランス溝36、4
2によって半径方向及び軸方向の圧力のバランスをと
り、流体圧力によるシール負荷を軽減し、低トルク化を
図っている。
In the conventional segment seal 31 configured as described above, as described above, the seal ring 3
4, pressure balance grooves 36, 42 are provided on the primary seal surface 35, the seal ring 34, and the secondary seal surface 39 of the cover ring 38, respectively.
2, the pressure in the radial direction and the pressure in the axial direction are balanced, the sealing load due to the fluid pressure is reduced, and the torque is reduced.

【0019】更に、圧力による負荷が大きい場合には、
シールリング34の各分割片の1次シール面35に動圧
発生溝37が設けられる。この動圧発生溝37は、圧力
バランス溝36の縦溝36aと横溝36bの間に設けら
れ、一部が横溝36bに連通する。この動圧発生溝37
には、回転軸47の回転によって圧力バランス溝36の
横溝36bよりシール流体が導入され、動圧発生溝37
の内部において動圧を発生する。そして、この動圧によ
ってシールリング34の内周面側がシールランナー48
の外周面に押し付ける力が低減される。動圧がシール流
体による押付け力よりも大きくなると、シールリング3
4はシールランナー48の外周面より浮上し、1次シー
ル面35が非接触状態となる。
Further, when the load due to the pressure is large,
A dynamic pressure generating groove 37 is provided on the primary sealing surface 35 of each divided piece of the seal ring 34. The dynamic pressure generating groove 37 is provided between the vertical groove 36a and the horizontal groove 36b of the pressure balance groove 36, and a part thereof communicates with the horizontal groove 36b. This dynamic pressure generating groove 37
The seal fluid is introduced from the lateral groove 36b of the pressure balance groove 36 by the rotation of the rotating shaft 47, and the dynamic pressure generating groove 37
Generates dynamic pressure inside The dynamic pressure causes the inner peripheral surface side of the seal ring 34 to
The force of pressing against the outer peripheral surface of the rim is reduced. When the dynamic pressure is greater than the pressing force of the seal fluid, the seal ring 3
4 rises from the outer peripheral surface of the seal runner 48, and the primary seal surface 35 is brought into a non-contact state.

【0020】しかしながら、上記のような構成の圧力バ
ランス溝36、42及び動圧発生溝37では、図8に示
すように、半径方向の力のバランスはとることができる
ものの、軸方向の力は流体力によるアンバランス荷重が
存在することになるため、シールリング34及びカバー
リング38の回転軸47の振動に対する追随性が著しく
低下し、それらの2次シール面39の摩擦力が大きくな
る。また、回転軸47の半径方向への変位によって、シ
ールリング34の1次シール面35の接触荷重が過大に
なり、回転軸47の半径方向への変位に追随できずにシ
ールリング34の1次シール面35側に過大な隙間が生
じてしまい、シール性が著しく低下してしまう。
However, in the pressure balance grooves 36 and 42 and the dynamic pressure generation groove 37 having the above-described structures, as shown in FIG. 8, although the radial force can be balanced, the axial force can be reduced. Since an unbalanced load due to the fluid force is present, the followability of the seal ring 34 and the cover ring 38 to the vibration of the rotating shaft 47 is significantly reduced, and the frictional force of the secondary seal surface 39 is increased. In addition, the radial displacement of the rotary shaft 47 causes the contact load of the primary seal surface 35 of the seal ring 34 to be excessive, so that the primary load of the seal ring 34 cannot be kept up with the radial displacement of the rotary shaft 47. An excessive gap is generated on the sealing surface 35 side, and the sealing performance is significantly reduced.

【0021】この発明は前記のような従来のもののもつ
問題点を解決したものであって、1次シール面の動圧発
生溝によって発生した圧力を2次シール面に導くことに
よって2次シール面の押し付け力を低減し、これによ
り、シールリング及びカバーリングの回転軸の振動に対
する追随性を向上させ、シール性能の安定化を図ること
のできるセグメントシールを提供することを目的とする
ものである。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and introduces the pressure generated by the dynamic pressure generating groove of the primary seal surface to the secondary seal surface to thereby reduce the secondary seal surface. It is an object of the present invention to provide a segment seal capable of reducing the pressing force of the seal ring, thereby improving the followability of the seal ring and the cover ring against the vibration of the rotating shaft, and stabilizing the seal performance. .

【0022】[0022]

【問題点を解決するための手段】上記の問題点を解決す
るためにこの発明は、内周側に回転軸側と接触する1次
シール面を有するとともに、軸方向の一端にハウジング
側と接触する2次シール面を有し、回転軸の回転時に1
次シール面を回転軸側と相互に摺動接触させ、2次シー
ル面をハウジング側と相互に接触させることにより、そ
れらの間をシールするようになっているセグメントシー
ルにおいて、前記1次シール面に動圧発生溝を設けると
ともに、該動圧発生溝を前記2次シール面に連通させた
手段を採用したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a primary seal surface on the inner peripheral side which is in contact with the rotating shaft side, and has one end in the axial direction which is in contact with the housing side. Having a secondary sealing surface,
In the segment seal wherein the secondary seal surface is slidably contacted with the rotating shaft side and the secondary seal surface is mutually contacted with the housing side, the primary seal surface is provided. And a means for providing a dynamic pressure generating groove to the secondary seal surface.

【0023】[0023]

【作用】この発明は前記のような手段を採用したことに
より、1次シール面の動圧溝によって発生した圧力は2
次シール面に導かれることになる。したがって、2次シ
ール面の押し付け力が低減され、シールの軸振動に対す
る追随性が高まり、シール性能の安定化を図ることがで
きる。
According to the present invention, the pressure generated by the dynamic pressure groove on the primary seal surface is reduced to 2 by adopting the above means.
It will be guided to the next sealing surface. Therefore, the pressing force of the secondary seal surface is reduced, the followability of the seal to axial vibration is enhanced, and the seal performance can be stabilized.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、図面に示すこの発明の実施
の形態について説明する。図1〜図3には、この発明に
よるセグメントシールの一実施の形態が示されていて、
図1は全体を示す断面図、図2は図1に示すものの部分
説明図、図3は図2に示すものを内周側から見た説明図
である。
Embodiments of the present invention shown in the drawings will be described below. 1 to 3 show an embodiment of a segment seal according to the present invention.
1 is a cross-sectional view showing the whole, FIG. 2 is a partial explanatory view of the one shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an explanatory view of the one shown in FIG.

【0025】すなわち、この実施の形態に示すセグメン
トシール1は、前記従来のものと同様に、機器本体20
側に固定される静止側ユニット2と、回転軸17にスリ
ーブ等を介して固定される回転側ユニット16であるシ
ールランナー18とを具えている。
That is, the segment seal 1 shown in this embodiment is similar to the conventional one in that
The stationary unit 2 is fixed to the side and a seal runner 18 which is a rotating unit 16 fixed to a rotating shaft 17 via a sleeve or the like.

【0026】静止側ユニット2は、機器本体20にボル
ト等を介して固定されるハウジング3と、ハウジング3
の内周側にスプリングリテーナ14及びスナップリング
15を介して収納されるシールリング4とカバーリング
8と、シールリング4とカバーリング8を半径方向に押
圧するエキステンションスプリング10と、軸方向に押
圧するコンプレッションスプリング11と、シールリン
グ4とカバーリング8の回転を阻止するキー(図示せ
ず)とローテーションロックピン(図示せず)とを具え
ている。
The stationary unit 2 includes a housing 3 fixed to the device main body 20 via bolts or the like, and a housing 3.
A seal ring 4 and a cover ring 8 housed on the inner peripheral side of the seal ring via a spring retainer 14 and a snap ring 15, an extension spring 10 for pressing the seal ring 4 and the cover ring 8 in a radial direction, and an axial press And a key (not shown) for preventing rotation of the seal ring 4 and the cover ring 8 and a rotation lock pin (not shown).

【0027】シールリング4は、円周方向に2つ以上に
分割されたカーボン製のリングであって、シールランナ
ー18の外周面に一様に接触するように内周面がシール
ランナー18の外周面と同一の曲率で形成されている。
そして、シールリング4の各分割片の内周面がシールラ
ンナー18の外周面との間をシールする1次シール面5
となるものある。
The seal ring 4 is a carbon ring which is divided into two or more in the circumferential direction. The inner peripheral surface of the seal ring 4 is in contact with the outer peripheral surface of the seal runner 18 uniformly. It is formed with the same curvature as the surface.
A primary sealing surface 5 for sealing between the inner peripheral surface of each divided piece of the seal ring 4 and the outer peripheral surface of the seal runner 18
There is something that becomes.

【0028】カバーリング8は、円周方向に2つ以上に
分割されたカーボン製のリングであって、シールリング
4の外周面に一様に接触するように内周面がシールリン
グ4の外周面と同一の曲率で形成されている。そして、
カバーリング8の軸方向の一端面及び前記シールリング
4の軸方向の一端面がハウジング3の軸方向の端面との
間をシールする2次シール面9となるものである。
The cover ring 8 is a carbon ring divided into two or more in the circumferential direction. The inner peripheral surface of the cover ring 8 is so formed as to uniformly contact the outer peripheral surface of the seal ring 4. It is formed with the same curvature as the surface. And
One end face in the axial direction of the cover ring 8 and one end face in the axial direction of the seal ring 4 serve as a secondary seal face 9 for sealing between the end face in the axial direction of the housing 3.

【0029】シールリング4の分割部(図示せず)は階
段状のステップ分割構造となっている。この構造によ
り、シールリング4の分割部には円周方向に対しては所
定の隙間が形成されるとともに、軸方向に対しては隙間
を無くしている。
The dividing part (not shown) of the seal ring 4 has a step-like step dividing structure. With this structure, a predetermined gap is formed in the divided portion of the seal ring 4 in the circumferential direction, and the gap is eliminated in the axial direction.

【0030】シールリング4の分割部の軸方向に対する
シールは、前述したステップ分割構造により確保され
る。周方向に対するシールは、シールリング4の外周側
にカバーリング8を、その分割部がシールリング4の分
割部と円周方向にずれるように装着し、シールリング4
の分割部の隙間を塞ぐことで確保されるようになってい
る。
The seal in the axial direction of the divided portion of the seal ring 4 is ensured by the above-described step division structure. For sealing in the circumferential direction, a cover ring 8 is mounted on the outer peripheral side of the seal ring 4 so that the divided portion is circumferentially shifted from the divided portion of the seal ring 4.
Is secured by closing the gap between the divided portions.

【0031】カバーリング8の分割片間にはそれぞれキ
ー(図示せず)が装着されるとともに、各キーの先端部
はシールリング4の各分割片の外周側に設けたキー溝
(図示せず)内に嵌合され、これにより、カバーリング
8とシールリング4の相対的な回転が阻止される。キー
の一部には係合溝(図示せず)が設けられ、この係合溝
内にハウジング3に固定されているローテーションロッ
クピン(図示せず)の先端部を係合させることにより、
シールリング4とカバーリング8が回転軸17と一緒に
回転するのが阻止される。
A key (not shown) is mounted between the divided pieces of the cover ring 8, and a tip end of each key is provided with a key groove (not shown) provided on the outer peripheral side of each divided piece of the seal ring 4. ), Whereby the relative rotation of the cover ring 8 and the seal ring 4 is prevented. An engagement groove (not shown) is provided in a part of the key, and the tip of a rotation lock pin (not shown) fixed to the housing 3 is engaged in the engagement groove.
The rotation of the seal ring 4 and the cover ring 8 together with the rotating shaft 17 is prevented.

【0032】エキステンションスプリング10は、カバ
ーリング8の外周側に設けた溝8a内に装着される環状
をなすものであって、このエキステンションスプリング
10の縮径力によってカバーリング8、シールリング4
及びキー(図示せず)が半径方向内方に押圧され、シー
ルリング4の各分割片の内周面(1次シール面5)がシ
ールランナー18の外周面に押し付けられ、1次シール
面5に初期に必要なシール荷重が付加される。
The extension spring 10 has an annular shape mounted in a groove 8 a provided on the outer peripheral side of the cover ring 8. The diameter of the extension spring 10 reduces the diameter of the cover ring 8 and the seal ring 4.
And a key (not shown) are pressed inward in the radial direction, and the inner peripheral surface (primary seal surface 5) of each divided piece of the seal ring 4 is pressed against the outer peripheral surface of the seal runner 18, and the primary seal surface 5 is pressed. Initially, a necessary seal load is added.

【0033】シールリング4の各分割片の1次シール面
5には圧力バランス溝6と動圧発生溝7が設けられる。
圧力バランス溝6は、前記従来のものと同様に、円周方
向に延びる縦溝6aと、この縦溝6aに一端が連通する
とともに、他端が各分割片の軸方向の端面に開口する軸
方向に延びる複数本の横溝6bとから構成されている。
動圧発生溝7は、圧力バランンス溝6の縦溝6aと横溝
6bの間に設けられ、一部が横溝6bに連通している。
A pressure balance groove 6 and a dynamic pressure generation groove 7 are provided on the primary seal surface 5 of each divided piece of the seal ring 4.
The pressure balance groove 6 has a longitudinal groove 6a extending in the circumferential direction and a shaft having one end communicating with the longitudinal groove 6a and the other end opening to the axial end face of each of the divided pieces, similarly to the conventional one. And a plurality of lateral grooves 6b extending in the direction.
The dynamic pressure generating groove 7 is provided between the vertical groove 6a and the horizontal groove 6b of the pressure balance groove 6, and a part thereof communicates with the horizontal groove 6b.

【0034】コンプレッションスプリング11は、シー
ルリング4及びカバーリング8の軸方向の端面とスプリ
ングリテーナ14の軸方向の端面との間に装着されるも
のであって、このコンプレッションスプリング11の付
勢力によってシールリング4及びカバーリング8が軸方
向に押圧され、それらの軸方向の端面がハウジング3の
軸方向の端面に押し付けられ、シールリング4及びカバ
ーリング8の2次シール面9に初期に必要なシール荷重
が付加されるものである。
The compression spring 11 is mounted between the axial end faces of the seal ring 4 and the cover ring 8 and the axial end face of the spring retainer 14, and is compressed by the biasing force of the compression spring 11. The ring 4 and the cover ring 8 are pressed in the axial direction, their axial end faces are pressed against the axial end face of the housing 3, and the seals necessary for the seal ring 4 and the secondary seal surface 9 of the cover ring 8 are initially required. A load is applied.

【0035】シールリング4及びカバーリング8の各分
割片の2次シール面9には圧力バランス溝12が設けら
れる。シールリング4の各分割片の圧力バランス溝12
は、前記従来のものと同様に、円周方向に延びる縦溝
(図示せず)と、この縦溝に一端が連通するとともに他
端が各分割片の外周面側に開口する半径方向に延びる複
数本の横溝(図示せず)とから構成されている。カバー
リング8の各分割片の圧力バランス溝12は、前記従来
のものと同様に、内外周面間を連通する半径方向の延び
る複数本の横溝(図示せず)から構成され、各横溝の内
径端はシールリング4の各分割片の各横溝に連通するよ
うになっている。
A pressure balance groove 12 is provided on the secondary seal surface 9 of each of the divided pieces of the seal ring 4 and the cover ring 8. Pressure balance groove 12 of each divided piece of seal ring 4
Like the above-mentioned conventional one, a circumferential groove (not shown) extending in the circumferential direction, and one end communicates with the longitudinal groove and the other end extends in the radial direction opening to the outer peripheral surface side of each divided piece. It is composed of a plurality of lateral grooves (not shown). The pressure balance groove 12 of each divided piece of the cover ring 8 is formed of a plurality of radially extending lateral grooves (not shown) communicating between the inner and outer peripheral surfaces, as in the conventional case, and has an inner diameter of each lateral groove. The end communicates with each lateral groove of each divided piece of the seal ring 4.

【0036】シールリング4及びカバーリング8には、
シールリング4の1次シール面5の動圧発生溝7の奥側
の部分7aとシールリング4及びカバーリング8の2次
シール面9の圧力バランス溝12との間を相互に連通す
る複数本の圧力導入孔13が設けられている。すなわ
ち、各圧力導入孔13の一端は1次シール面5の動圧発
生溝7の奥側の部分7aに開口し、他端は2次シール面
9の圧力バランス溝12の各横溝内に開口するようにな
っている。
The seal ring 4 and the cover ring 8 include:
A plurality of pipes that mutually communicate between a portion 7a on the back side of the dynamic pressure generation groove 7 of the primary seal surface 5 of the seal ring 4 and the pressure balance groove 12 of the secondary seal surface 9 of the seal ring 4 and the cover ring 8 Are provided. That is, one end of each pressure introducing hole 13 opens in a portion 7 a on the back side of the dynamic pressure generating groove 7 of the primary seal surface 5, and the other end opens in each lateral groove of the pressure balance groove 12 of the secondary seal surface 9. It is supposed to.

【0037】そして、上記のように構成したこの実施の
形態によるセグメントシール1を装着した航空機のジェ
ットエンジンを作動させると、回転軸17と一体にシー
ルランナー18が回転し、シールリング4の1次シール
面5がシールランナー18の外周面に摺動接触し、それ
らの間が全周に渡ってシールされるとともに、シールリ
ング4及びカバーリング8の2次シール面9がハウジン
グ3の軸方向の端面に接触し、それらの間が全周に渡っ
てシールされる。
When the jet engine of the aircraft equipped with the segment seal 1 according to the embodiment constructed as described above is operated, the seal runner 18 rotates integrally with the rotating shaft 17 and the primary of the seal ring 4 is rotated. The seal surface 5 is in sliding contact with the outer peripheral surface of the seal runner 18, the space between them is sealed over the entire circumference, and the secondary seal surfaces 9 of the seal ring 4 and the cover ring 8 are in the axial direction of the housing 3. The end faces are contacted and the space between them is sealed all around.

【0038】この場合、シールリング4及びカバーリン
グ8に加わる力の関係は図4に示すようになっている。
すなわち、半径方向の力は、シールリング4の1次シー
ル面5に設けた圧力バランス溝6によってバランスをと
ることができるとともに、1次シール面5の動圧発生溝
7によって発生した動圧は、圧力導入孔13を介して2
次シール面9の動圧発生溝12内に導かれるので、軸方
向の圧力のバランスをとることもできることになる。
In this case, the relationship between the forces applied to the seal ring 4 and the cover ring 8 is as shown in FIG.
That is, the radial force can be balanced by the pressure balance groove 6 provided on the primary seal surface 5 of the seal ring 4 and the dynamic pressure generated by the dynamic pressure generation groove 7 of the primary seal surface 5 , Through the pressure introduction hole 13
Since the pressure is guided into the dynamic pressure generating groove 12 of the next seal surface 9, the axial pressure can be balanced.

【0039】したがって、2次シール面9の押し付け力
を低減することができるので、2次シール面9における
摩擦力が小さくなり、回転軸17の半径方向変位に対す
る追随性が向上する。また、回転軸17の半径方向変位
によって1次シール面5の接触荷重が過大になったり、
回転軸17の半径方向変位に追随できずに1次シール面
5に隙間が生じたりするようなことがなくなり、この結
果、シール性能の安定化を図ることができることにな
る。
Therefore, the pressing force of the secondary seal surface 9 can be reduced, so that the frictional force on the secondary seal surface 9 is reduced, and the followability of the rotary shaft 17 to the radial displacement is improved. In addition, the contact load of the primary seal surface 5 becomes excessive due to the radial displacement of the rotating shaft 17,
A gap is not generated in the primary seal surface 5 because the primary seal surface 5 cannot follow the displacement of the rotating shaft 17 in the radial direction. As a result, the sealing performance can be stabilized.

【0040】なお、前記の説明においては、カバーリン
グ8を有するセグメントシールについて記述したが、カ
バーリングを有さないセグメントシールについても対応
することができる。また、動圧発生溝7は前述した形状
のものに限らず、また圧力導入孔13の開口位置も前述
の位置には限らず、用途に応じて種々にすることができ
る。
In the above description, the segment seal having the cover ring 8 has been described. However, a segment seal having no cover ring can be applied. Further, the dynamic pressure generating groove 7 is not limited to the above-mentioned shape, and the opening position of the pressure introducing hole 13 is not limited to the above-mentioned position, but can be various depending on the application.

【0041】[0041]

【発明の効果】この発明は前記のように構成して、1次
シール面に動圧発生溝を設けるとともに、この動圧発生
溝を2次シール面に連通させ、1次シール面の動圧発生
溝によって発生した動圧を2次シール面に導くようにし
たので、流体力による半径方向の力のバランスをとるこ
とができるとともに、軸方向の力のバランスをとること
もできることになる。したがって、2次シール面の押し
付け力を低減することができ、2次シール面の摩擦力を
小さくすることができるとともに、1次シール面の接触
荷重が過大になったり、回転軸の半径方向変位に追随で
きずに1次シール面に隙間が生じてしまったりするよう
なことがなくなり、安定したシール性能を発揮できるこ
とになる等の優れた効果を奏するものである。
According to the present invention, a dynamic pressure generating groove is provided on the primary sealing surface, and the dynamic pressure generating groove is communicated with the secondary sealing surface. Since the dynamic pressure generated by the generated groove is guided to the secondary seal surface, the radial force due to the fluid force can be balanced, and the axial force can be balanced. Therefore, the pressing force of the secondary seal surface can be reduced, the frictional force of the secondary seal surface can be reduced, the contact load of the primary seal surface becomes excessive, and the radial displacement of the rotating shaft can be reduced. Thus, there is no possibility that a gap is formed on the primary seal surface due to failure to follow the above-mentioned conditions, and excellent effects such as stable sealing performance can be exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明によるセグメントシールの一実施の形
態を示した断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a segment seal according to the present invention.

【図2】図1に示すものの部分説明図である。FIG. 2 is a partial explanatory view of what is shown in FIG.

【図3】図2に示すものを内周側から見た説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of what is shown in FIG. 2 viewed from the inner peripheral side.

【図4】図1に示すもののシールリング及びカバーリン
グに作用する力関係の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a force relationship acting on a seal ring and a cover ring of the one shown in FIG.

【図5】従来のセグメントシールの一例を示した断面図
である。
FIG. 5 is a sectional view showing an example of a conventional segment seal.

【図6】図5に示すものの部分説明図である。FIG. 6 is a partial explanatory view of what is shown in FIG. 5;

【図7】図6に示すものを内周側から見た説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram of what is shown in FIG. 6 as viewed from the inner peripheral side.

【図8】図5に示すもののシールリング及びカバーリン
グに加わる力関係の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view of a force relationship applied to a seal ring and a cover ring of the one shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、31……セグメントシール 2、32……静止側ユニット 3、33……ハウジング 4、34……シールリング 5、35……1次シール面 6、12、36、42……圧力バランス溝 6a、36a……縦溝 6b、36b……横溝 7、37……動圧発生溝 8、38……カバーリング 8a、38a……溝 9、39……2次シール面 10、40……エキステンションスプリング 11、41……コンプレッションスプリング 13……圧力導入孔 14、44……スプリングリテーナ 15、45……スナップリング 16、46……回転側ユニット 17、47……回転軸 18、48……シールランナー 20、50……機器本体 1, 31 Segment seal 2, 32 Stationary unit 3, 33 Housing 4, 34 Seal ring 5, 35 Primary seal surface 6, 12, 36, 42 Pressure balance groove 6a , 36a ... vertical groove 6b, 36b ... horizontal groove 7, 37 ... dynamic pressure generation groove 8, 38 ... covering 8a, 38a ... groove 9, 39 ... secondary sealing surface 10, 40 ... extension Spring 11, 41: Compression spring 13: Pressure introduction hole 14, 44: Spring retainer 15, 45: Snap ring 16, 46: Rotating side unit 17, 47: Rotating shaft 18, 48: Seal runner 20, 50 ... Equipment main body

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内周側に回転軸側と接触する1次シール
面を有するとともに、軸方向の一端にハウジング側と接
触する2次シール面を有し、回転軸の回転時に1次シー
ル面を回転軸側と相互に摺動接触させ、2次シール面を
ハウジング側と相互に接触させることにより、それらの
間をシールするようになっているセグメントシールにお
いて、前記1次シール面に動圧発生溝を設けるととも
に、該動圧発生溝を前記2次シール面に連通させたこと
を特徴とするセグメントシール。
An inner peripheral side has a primary seal surface that comes into contact with the rotating shaft side, and one end in the axial direction has a secondary seal surface that comes into contact with the housing side, and the primary sealing surface when the rotating shaft rotates. Are brought into sliding contact with the rotating shaft side, and the secondary sealing surface is brought into contact with the housing side to seal between them. A segment seal, wherein a generating groove is provided, and the dynamic pressure generating groove communicates with the secondary seal surface.
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