JPH11325260A - シールリング - Google Patents
シールリングInfo
- Publication number
- JPH11325260A JPH11325260A JP13315798A JP13315798A JPH11325260A JP H11325260 A JPH11325260 A JP H11325260A JP 13315798 A JP13315798 A JP 13315798A JP 13315798 A JP13315798 A JP 13315798A JP H11325260 A JPH11325260 A JP H11325260A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seal ring
- face
- pressure side
- side end
- low pressure
- 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.)
- Withdrawn
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- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】シールリング本体を容易に移動でき、もってシ
ールリング本体の内周面と回転軸との接触を回避するこ
とを課題とする。 【解決手段】回転軸12が装着される部材11の回転軸12に
沿う内周壁にリング溝13が設けられ、このリング溝13に
配置されて高圧側と低圧側を仕切るシールリング14にお
いて、シールリング本体15の低圧側端面14ｂに外周側か
ら切欠き16を設けたことを特徴とするシールリング14。
ールリング本体の内周面と回転軸との接触を回避するこ
とを課題とする。 【解決手段】回転軸12が装着される部材11の回転軸12に
沿う内周壁にリング溝13が設けられ、このリング溝13に
配置されて高圧側と低圧側を仕切るシールリング14にお
いて、シールリング本体15の低圧側端面14ｂに外周側か
ら切欠き16を設けたことを特徴とするシールリング14。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシールリングに関
し、特に圧縮やタービンなどの流体機器に使用されるカ
ーボンシールリングに関する。
し、特に圧縮やタービンなどの流体機器に使用されるカ
ーボンシールリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に、従来のカーボンシールリングの
構成図を示す。図中の符番１は回転軸２が装着される部
材を示し、この部材の回転軸２に沿う内周壁にリング溝
３が設けられている。流体の高圧（Ｐ1 ）側から低圧側
（Ｐ2 ）へのリークを低減させるため、前記リング溝３
にカーボン製のシールリング４が設置されており、高圧
側の流体は微少なシール隙間Ｃを経てリークするように
なっている。
構成図を示す。図中の符番１は回転軸２が装着される部
材を示し、この部材の回転軸２に沿う内周壁にリング溝
３が設けられている。流体の高圧（Ｐ1 ）側から低圧側
（Ｐ2 ）へのリークを低減させるため、前記リング溝３
にカーボン製のシールリング４が設置されており、高圧
側の流体は微少なシール隙間Ｃを経てリークするように
なっている。
【０００３】前記シールリング４の高圧側端面４ａとリ
ング溝３の低圧側端面３ａ間には、予圧バネ５が設けら
れている。シールリング４は自重により回転軸２の方向
に移動し接触しようとするが、予圧バネ５はこの移動を
防ぐ。また、シールリング４が回転軸２に対して偏心し
てシール隙間Ｃが小さくなろうとすると、回転軸２の回
転による動圧が発生してシール隙間Ｃを保持しようとす
る浮上力Ｗが働く。
ング溝３の低圧側端面３ａ間には、予圧バネ５が設けら
れている。シールリング４は自重により回転軸２の方向
に移動し接触しようとするが、予圧バネ５はこの移動を
防ぐ。また、シールリング４が回転軸２に対して偏心し
てシール隙間Ｃが小さくなろうとすると、回転軸２の回
転による動圧が発生してシール隙間Ｃを保持しようとす
る浮上力Ｗが働く。
【０００４】シール隙間Ｃが小さくなる原因の一つとし
て回転軸２の振動があり、場合によってはシール隙間Ｃ
がゼロになり、シールリング４の内周面と回転軸２が接
触する可能性があるが、シールリング４はカーボン製で
あり潤滑性が良いため、接触面が焼付けなどの損傷を起
こす危険性はない。しかし、接触が度重なるとシールリ
ング４の内周面の摩耗が進展してリーク量が増大する問
題があるが、前述した回転軸２の回転によるシールリン
グ４の浮上力Ｗを生かせば接触を避けることができる。
て回転軸２の振動があり、場合によってはシール隙間Ｃ
がゼロになり、シールリング４の内周面と回転軸２が接
触する可能性があるが、シールリング４はカーボン製で
あり潤滑性が良いため、接触面が焼付けなどの損傷を起
こす危険性はない。しかし、接触が度重なるとシールリ
ング４の内周面の摩耗が進展してリーク量が増大する問
題があるが、前述した回転軸２の回転によるシールリン
グ４の浮上力Ｗを生かせば接触を避けることができる。
【０００５】ところが、図４（Ａ）に示すように、シー
ルリング４の高圧側端面４ａと低圧側端面４ｂには図示
するような圧力分布が作用し、シールリング４は図４
（Ｂ）に示す圧力分布のアンバランスによりリング溝３
の低圧側端面３ｂに押し付けられる。この押し付け力Ｆ
（周方向単位長さ当りの力はＰ1 ×ｔ／２、またバネ５
による予圧は圧力による力に比べると非常に小さく無視
できる）は、シールリング４が浮上力Ｗによって移動す
る際にはこれを妨害する力μ×Ｆ（但し、μは摩擦係
数）となり、Ｗ＜μ×Ｆの場合はシールリング４は移動
することができず、シールリング４の内周面と回転軸２
は接触してしまう。
ルリング４の高圧側端面４ａと低圧側端面４ｂには図示
するような圧力分布が作用し、シールリング４は図４
（Ｂ）に示す圧力分布のアンバランスによりリング溝３
の低圧側端面３ｂに押し付けられる。この押し付け力Ｆ
（周方向単位長さ当りの力はＰ1 ×ｔ／２、またバネ５
による予圧は圧力による力に比べると非常に小さく無視
できる）は、シールリング４が浮上力Ｗによって移動す
る際にはこれを妨害する力μ×Ｆ（但し、μは摩擦係
数）となり、Ｗ＜μ×Ｆの場合はシールリング４は移動
することができず、シールリング４の内周面と回転軸２
は接触してしまう。
【０００６】先に発明者等が出願したカーボンシールリ
ング（特願平９−１８５８２号）では、摩擦係数μを小
さくする対策としてシールリング４の低圧側端面４ｂ
に、図５のように二硫化モリブデン７を擦り込む（方法
１）、図６のようにシールリング４に円周溝８を設け該
円周溝８に二硫化モリブデン７を埋設する（方法２）、
図７のようにシールリング４に斑点状の小穴を設けて二
硫化モリブデン７を埋設する（方法３）、などの方法を
提案している。
ング（特願平９−１８５８２号）では、摩擦係数μを小
さくする対策としてシールリング４の低圧側端面４ｂ
に、図５のように二硫化モリブデン７を擦り込む（方法
１）、図６のようにシールリング４に円周溝８を設け該
円周溝８に二硫化モリブデン７を埋設する（方法２）、
図７のようにシールリング４に斑点状の小穴を設けて二
硫化モリブデン７を埋設する（方法３）、などの方法を
提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、摩擦係数の
時間変化の試験を調べたところ、図８及び図９に示す通
りとなった。ここで、図８は温度が３５０℃の場合であ
り、図９は温度が５００℃の場合である。また、図中の
（イ）はカーボン材のみ、（ロ）はカーボン材＋ＭｏＳ
ｉ2 擦込みの場合、（ハ）は（カーボン＋ＭｏＳｉ2 ）
混合粉末の焼結材の場合、（ニ）は六方晶系窒化ホウ素
の場合である。
時間変化の試験を調べたところ、図８及び図９に示す通
りとなった。ここで、図８は温度が３５０℃の場合であ
り、図９は温度が５００℃の場合である。また、図中の
（イ）はカーボン材のみ、（ロ）はカーボン材＋ＭｏＳ
ｉ2 擦込みの場合、（ハ）は（カーボン＋ＭｏＳｉ2 ）
混合粉末の焼結材の場合、（ニ）は六方晶系窒化ホウ素
の場合である。
【０００８】図５の方法１では、温度５００℃の条件で
は摩耗が多いために時間とともに摩擦係数が上昇する不
具合が生じる。試験は、また図６（方法２）及び図７
（方法３）のように円周溝や斑点状の小穴を設けて二硫
化モリブデンを埋設する方法はコスト増大につながる。
また、押し付け力Ｆはそのままであるため、μ×Ｆの大
きな減少は望めないなどのことが判明したので、更に改
良を重ねて本発明に至った。
は摩耗が多いために時間とともに摩擦係数が上昇する不
具合が生じる。試験は、また図６（方法２）及び図７
（方法３）のように円周溝や斑点状の小穴を設けて二硫
化モリブデンを埋設する方法はコスト増大につながる。
また、押し付け力Ｆはそのままであるため、μ×Ｆの大
きな減少は望めないなどのことが判明したので、更に改
良を重ねて本発明に至った。
【０００９】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、シールリング本体の低圧側端面に外周側から切
欠けを設けた構成とすることにより、シールリング本体
を容易に移動でき、もってシールリング本体の内周面と
回転軸との接触を回避しえるシールリングを提供するこ
とを目的とする。
もので、シールリング本体の低圧側端面に外周側から切
欠けを設けた構成とすることにより、シールリング本体
を容易に移動でき、もってシールリング本体の内周面と
回転軸との接触を回避しえるシールリングを提供するこ
とを目的とする。
【００１０】また、本発明は、シールリング本体を二硫
化モリブデンをカーボンを混ぜた材質又は六方晶窒化ホ
ウ素で構成することにより、高温でも低摩擦力を維持し
えるシールリングを提供することを目的とする。
化モリブデンをカーボンを混ぜた材質又は六方晶窒化ホ
ウ素で構成することにより、高温でも低摩擦力を維持し
えるシールリングを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転軸が装着
される部材の回転軸に沿う内周壁にリング溝が設けら
れ、このリング溝に配置されて高圧側と低圧側を仕切る
シールリングにおいて、シールリング本体の低圧側端面
に外周側から切欠きを設けたことを特徴とするシールリ
ングである。このように切欠けを設けた構成にすること
により、高圧側と低圧側の差圧によりシールリングがリ
ング溝端面に押し付けられ力を低減させ、摩擦力を小さ
くすることによって、シールリング浮上力＞摩擦力の関
係を成立させてシールリングの内周面と回転軸の接触を
避けることができる。
される部材の回転軸に沿う内周壁にリング溝が設けら
れ、このリング溝に配置されて高圧側と低圧側を仕切る
シールリングにおいて、シールリング本体の低圧側端面
に外周側から切欠きを設けたことを特徴とするシールリ
ングである。このように切欠けを設けた構成にすること
により、高圧側と低圧側の差圧によりシールリングがリ
ング溝端面に押し付けられ力を低減させ、摩擦力を小さ
くすることによって、シールリング浮上力＞摩擦力の関
係を成立させてシールリングの内周面と回転軸の接触を
避けることができる。
【００１２】本発明においては、シールリング本体を二
硫化モリブデンなどの固体潤滑剤をカーボンに混ぜた混
合粉末を、真空不活性中でホットプレスによって一体材
で構成することが挙げられる。これにより、シールリン
グ端面の摩擦係数を低減させ、摩擦力を小さくすること
によって、シールリング浮上力＞摩擦力の関係を成立さ
せてシールリングの内周面と回転軸の接触を避けること
ができる。
硫化モリブデンなどの固体潤滑剤をカーボンに混ぜた混
合粉末を、真空不活性中でホットプレスによって一体材
で構成することが挙げられる。これにより、シールリン
グ端面の摩擦係数を低減させ、摩擦力を小さくすること
によって、シールリング浮上力＞摩擦力の関係を成立さ
せてシールリングの内周面と回転軸の接触を避けること
ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係るカ
ーボン製のシールリングを図１を参照して説明する。な
お、本実施例は一例を示すもので、本発明はこれに限定
されるものではない。
ーボン製のシールリングを図１を参照して説明する。な
お、本実施例は一例を示すもので、本発明はこれに限定
されるものではない。
【００１４】図中の符番11は回転軸12が装着される部材
を示し、該部材11の回転軸12に沿う内周壁にリング溝13
が設けられている。流体の高圧（Ｐ1 ）側から低圧（Ｐ
2 ）側へのリークを低減させるため、前記リング溝13に
カーボン製のシールリング14が設置されている。高圧側
流体は微少なシール隙間Ｃを経てリークするようになっ
ている。シールリング14は、シールリング本体15の低圧
側端面15ｂに圧力バランスさせるための切欠き16をリン
グ溝13の外周側から設けた構成となっている。
を示し、該部材11の回転軸12に沿う内周壁にリング溝13
が設けられている。流体の高圧（Ｐ1 ）側から低圧（Ｐ
2 ）側へのリークを低減させるため、前記リング溝13に
カーボン製のシールリング14が設置されている。高圧側
流体は微少なシール隙間Ｃを経てリークするようになっ
ている。シールリング14は、シールリング本体15の低圧
側端面15ｂに圧力バランスさせるための切欠き16をリン
グ溝13の外周側から設けた構成となっている。
【００１５】前記シールリング14の高圧側端面15ａとリ
ング溝13の高圧側端面13ａ間には、予圧バネ17が設けら
れている。シールリング14は自重により回転軸12の方向
に移動し接触しようとするが、予圧バネ17はこの移動を
防ぐ。また、シールリング14が回転軸12に対して偏心し
てシール隙間Ｃが小さくなろうとすると、回転軸12の回
転による動圧が発生してシール隙間Ｃを保持しようとす
る浮上力Ｗが働く。
ング溝13の高圧側端面13ａ間には、予圧バネ17が設けら
れている。シールリング14は自重により回転軸12の方向
に移動し接触しようとするが、予圧バネ17はこの移動を
防ぐ。また、シールリング14が回転軸12に対して偏心し
てシール隙間Ｃが小さくなろうとすると、回転軸12の回
転による動圧が発生してシール隙間Ｃを保持しようとす
る浮上力Ｗが働く。
【００１６】シール隙間Ｃが小さくなる原因の一つとし
て回転軸12の振動があり、場合によってはシール隙間Ｃ
がゼロになり、シールリング14の内周面と回転軸12が接
触する可能性があるが、シールリング14はカーボン製で
あり潤滑性が良いため、接触面が焼付けなどの損傷を起
こす危険性はない。しかし、接触が度重なるとシールリ
ング14の内周面の摩耗が進展してリーク量が増大する問
題があるが、前述した回転軸12の回転によるシールリン
グ14の浮上力Ｗを生かせば接触を避けることができる。
て回転軸12の振動があり、場合によってはシール隙間Ｃ
がゼロになり、シールリング14の内周面と回転軸12が接
触する可能性があるが、シールリング14はカーボン製で
あり潤滑性が良いため、接触面が焼付けなどの損傷を起
こす危険性はない。しかし、接触が度重なるとシールリ
ング14の内周面の摩耗が進展してリーク量が増大する問
題があるが、前述した回転軸12の回転によるシールリン
グ14の浮上力Ｗを生かせば接触を避けることができる。
【００１７】上述したように、上記実施例に係るシール
リング14は、シールリング本体15の低圧型側端面15ｂに
圧力バランスさせるための切欠き16をリング溝13の外周
側から設けた構成となっている。従って、次のような効
果を有する。
リング14は、シールリング本体15の低圧型側端面15ｂに
圧力バランスさせるための切欠き16をリング溝13の外周
側から設けた構成となっている。従って、次のような効
果を有する。
【００１８】シールリング14の高圧側端面15ａと低圧側
端面15ｂには、図２（Ａ）に示すように、軸方向に作用
する圧力分布が得られる。そして、図２（Ｂ）は軸方向
に作用する圧力のアンバランス量を示すが、シールリン
グ14は圧力分布によりリング溝の高圧側端面13ａに押し
付けられる。しかし、圧力バランスさせるために外周側
から低圧側端面15ｂに切欠き16を設けているため、この
押し付け力Ｆは、切欠き16が無い従来例に比べて押し付
け力Ｆを大幅に低減できる。但し、周方向単位長さ当り
の力はＰ1 ×（ｔ−ｔ´）／２、また予圧バネ17による
予圧は圧力による力に比べると非常に小さく無視でき
る。ここで、ｔはシールリング本体15の厚み、ｔ´はシ
ールリング本体15の切欠き16の長さを示す。
端面15ｂには、図２（Ａ）に示すように、軸方向に作用
する圧力分布が得られる。そして、図２（Ｂ）は軸方向
に作用する圧力のアンバランス量を示すが、シールリン
グ14は圧力分布によりリング溝の高圧側端面13ａに押し
付けられる。しかし、圧力バランスさせるために外周側
から低圧側端面15ｂに切欠き16を設けているため、この
押し付け力Ｆは、切欠き16が無い従来例に比べて押し付
け力Ｆを大幅に低減できる。但し、周方向単位長さ当り
の力はＰ1 ×（ｔ−ｔ´）／２、また予圧バネ17による
予圧は圧力による力に比べると非常に小さく無視でき
る。ここで、ｔはシールリング本体15の厚み、ｔ´はシ
ールリング本体15の切欠き16の長さを示す。
【００１９】従って、シールリング14が浮上力Ｗによっ
て移動する際にはこれを妨害する摩擦力μ×Ｆ（μは摩
擦係数）小さくなり、Ｗ＞μ×Ｆの条件を確保すること
ができるため、シールリング14は容易に移動することが
でき、シールリング14の内周と回転軸12は接触を避ける
ことができる。
て移動する際にはこれを妨害する摩擦力μ×Ｆ（μは摩
擦係数）小さくなり、Ｗ＞μ×Ｆの条件を確保すること
ができるため、シールリング14は容易に移動することが
でき、シールリング14の内周と回転軸12は接触を避ける
ことができる。
【００２０】なお、上記実施例では、シールリングがカ
ーボン製である場合について述べたが、これに限定され
ない。例えば、シールリング全体を、二硫化モリブデン
などの固体潤滑剤をカーボンに混ぜた混合粉末を、真空
不活性中でホットプレスによって一体材で構成すること
が挙げられる。また、シールリング本体を六方晶窒化ホ
ウ素で構成してもよい。試験結果を図８、図９に示す。
図９から明らかのように、５００℃においても低摩擦力
を維持することができるため、摩擦係数が上昇する不具
合を避けることができる。一方、先に記載した従来法１
のように二硫化モリブデンを擦り込むだけでは温度５０
０℃の条件では摩耗が多いために時間とともに摩擦係数
が上昇する不具合が生じた。また、円周溝を設け二硫化
モリブデン層を埋設する従来法２や斑点状の小穴を設け
て二硫化モリブデンを埋設する従来法２でコスト増大の
課題があったが、本方法では安価なシールリングを得る
ことができる。
ーボン製である場合について述べたが、これに限定され
ない。例えば、シールリング全体を、二硫化モリブデン
などの固体潤滑剤をカーボンに混ぜた混合粉末を、真空
不活性中でホットプレスによって一体材で構成すること
が挙げられる。また、シールリング本体を六方晶窒化ホ
ウ素で構成してもよい。試験結果を図８、図９に示す。
図９から明らかのように、５００℃においても低摩擦力
を維持することができるため、摩擦係数が上昇する不具
合を避けることができる。一方、先に記載した従来法１
のように二硫化モリブデンを擦り込むだけでは温度５０
０℃の条件では摩耗が多いために時間とともに摩擦係数
が上昇する不具合が生じた。また、円周溝を設け二硫化
モリブデン層を埋設する従来法２や斑点状の小穴を設け
て二硫化モリブデンを埋設する従来法２でコスト増大の
課題があったが、本方法では安価なシールリングを得る
ことができる。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、シ
ールリング本体の低圧側端面に外周側から切欠きを設け
た構成とすることにより、シールリング本体を容易に移
動でき、もってシールリング本体の内周面と回転軸との
接触を回避しえる安価なシールリングを提供できる。
ールリング本体の低圧側端面に外周側から切欠きを設け
た構成とすることにより、シールリング本体を容易に移
動でき、もってシールリング本体の内周面と回転軸との
接触を回避しえる安価なシールリングを提供できる。
【図１】本発明の一実施例に係るシールリングの説明
図。
図。
【図２】図１のシールリングの軸方向に作用する圧力分
布、圧力のアンバランス量を示す説明図。
布、圧力のアンバランス量を示す説明図。
【図３】従来のシールリングの説明図。
【図４】図３のシールリングの軸方向に作用する圧力分
布、圧力のアンバランス量を示す説明図。
布、圧力のアンバランス量を示す説明図。
【図５】低圧側端面に二硫化モリブデンを擦り込んだ従
来のカーボンシールリングの概略斜視図。
来のカーボンシールリングの概略斜視図。
【図６】円周溝を設け、この円周溝に二硫化モリブデン
層を埋設させた従来のカーボンシールリングの概略斜視
図。
層を埋設させた従来のカーボンシールリングの概略斜視
図。
【図７】斑点状の小穴を設け、この小穴に二硫化モリブ
デンを埋め込んだ従来のカーボンシールリングの概略斜
視図。
デンを埋め込んだ従来のカーボンシールリングの概略斜
視図。
【図８】シールリングの温度３５０℃の条件下におけ
る、摩擦回数と平均摩擦係数との関係を示す特性図。
る、摩擦回数と平均摩擦係数との関係を示す特性図。
【図９】シールリングの温度５００℃の条件下におけ
る、摩擦回数と平均摩擦係数との関係を示す特性図。
る、摩擦回数と平均摩擦係数との関係を示す特性図。
【符号の説明】 11…部材、 12…回転軸、 13…リング溝、 14…シールリング、 15…シールリング本体、 16…切欠き、 17…予圧バネ。
Claims (2)
- 【請求項１】 回転軸が装着される部材の回転軸に沿う
内周壁にリング溝が設けられ、このリング溝に配置され
て高圧側と低圧側を仕切るシールリングにおいて、 シールリング本体の低圧側端面に外周側から切欠きを設
けたことを特徴とするシールリング。 - 【請求項２】 前記シールリング本体に、二硫化モリブ
デンにカーボンを混ぜた材質又は六方晶窒化ホウ素で構
成したことを特徴とする請求項１記載のシールリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13315798A JPH11325260A (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | シールリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13315798A JPH11325260A (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | シールリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11325260A true JPH11325260A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15098039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13315798A Withdrawn JPH11325260A (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | シールリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11325260A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018181228A1 (ja) | 2017-03-30 | 2018-10-04 | イーグル工業株式会社 | シール装置 |
-
1998
- 1998-05-15 JP JP13315798A patent/JPH11325260A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018181228A1 (ja) | 2017-03-30 | 2018-10-04 | イーグル工業株式会社 | シール装置 |
| JPWO2018181228A1 (ja) * | 2017-03-30 | 2020-02-06 | イーグル工業株式会社 | シール装置 |
| US11428324B2 (en) | 2017-03-30 | 2022-08-30 | Eagle Industry Co., Ltd. | Seal device |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |