JPH11351408A - クリアランスの均一な温度応答性可変パッキングリング - Google Patents

クリアランスの均一な温度応答性可変パッキングリング

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JPH11351408A
JPH11351408A JP11104733A JP10473399A JPH11351408A JP H11351408 A JPH11351408 A JP H11351408A JP 11104733 A JP11104733 A JP 11104733A JP 10473399 A JP10473399 A JP 10473399A JP H11351408 A JPH11351408 A JP H11351408A
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JP
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segment
flange
packing ring
thermal expansion
clearance
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JP11104733A
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English (en)
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Robert Harold Cromer
ロバート・ハロルド・クロウマー
Norman Arnold Turnquist
ノーマン・アーノルド・ターンキスト
Stephen H Nielsen
スティーブン・エイチ・ニールセン
Richard Jon Chevrette
リチャード・ジョン・シェブレッテ
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F01D11/025—Seal clearance control; Floating assembly; Adaptation means to differential thermal dilatations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/14—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
    • F01D11/16—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing by self-adjusting means
    • F01D11/18—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing by self-adjusting means using stator or rotor components with predetermined thermal response, e.g. selective insulation, thermal inertia, differential expansion
    • 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
    • F16J15/442—Free-space packings with floating ring segmented
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S277/931—Seal including temperature responsive feature

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】蒸気タービンなどの回転部材と静止部材との間
の、始動時の大きなクリアランス位置と定常運転時の小
さなクリアランス位置との間での、パッキングリング・
セグメントの移動を制御する装置。 【解決手段】可変クリアランスパッキングリングは、静
止部材に設けたダブテール形状のスロットに配置される
複数の円周方向に延在するセグメント、ロータに対向す
る円弧状シール面、およびダブテールスロット内の軸線
方向に延在するフランジを含む。ピンが、セグメントの
フランジおよびシール面間の位置で静止部材の両側から
軸線方向に突出する。センタリングリング５０がピンに
装着され、リングの熱膨張係数はセグメントの熱膨張係
数より大きい。センタリングリングはセグメントのフラ
ンジに第１位置で係合し、またセグメントおよびセンタ
リングリングの相対的熱膨張に応答してフランジに第２
位置で係合し、ばねのバイアス力でセグメントを半径方
向内方に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】この発明は、蒸気タービンなどの機械の回
転部材と静止部材との間のシールに関し、特に、回転部
材のまわりでの始動時の大きなクリアランス位置と定常
運転時の小さなクリアランス位置との間での、パッキン
グリング・セグメントの移動を制御する装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】多くの機械で、回転部材と静止部材との
間にシールを設けている。たとえば、蒸気（スチーム）
タービンでは、複数の円弧状シールリング・セグメント
を用いて、静止部材と回転部材のまわりにかつ両者間に
ラビリンスシールを形成するのが普通である。代表的に
は、円弧状シールリング・セグメントを、機械の回転軸
線のまわりに同心となるように、したがって回転部材の
シール面と同心となるように設計された静止部材の環状
溝内に配置する。各円弧状シールセグメントは、回転部
材のシール面に対向して円弧状シール面を保持してい
る。ラビリンス型シールでは、シール面が軸線方向に離
間した複数の歯の半径方向に向いた配列体を保持してお
り、これらの歯は、回転部材のシール面を形成する軸線
方向に離間した複数の環状溝の配列体から半径方向に離
間している。あるいは、シール面上の歯の配列体に半径
方向に対向する回転部材の表面は滑らかであってもよ
い。いずれにしても、作動媒体、たとえば蒸気が、シー
ル面歯および回転部材の対向面により画定されるラビリ
ンス内の比較的狭いクリアランスを通過するにつれて、
作動媒体に乱流を生成することにより、シール機能を達
成する。さらに他の例では、組合せラビリンス／ブラシ
シール配置をセグメントのシール面の一部として用いる
こともできる。この場合、主シールはブラシシールによ
り実現され、ラビリンス歯は、ブラシシールが破損した
場合のバックアップシールとして機能する。
【０００３】代表的な設置例では、静止部材の環状溝は
ダブテール形状であり、軸線方向に互いに向かい合い、
両者間にスロットを画定する位置決めフランジを有す
る。静止部材は長さ方向に分割され、半環状ダブテール
溝が対応する形状の円弧状シールリングセグメントを受
け入れる。具体的には、円弧状セグメントは、同様にダ
ブテール形状であり、そしてダブテール溝に配置され
る、軸線方向に互いに反対向きの１対のフランジと、シ
ール面とセグメントのフランジを連結し、溝の位置決め
フランジにより画定されたスロットを通過するネックと
を有する。装着されたとき、ネックは、円弧状シール面
を溝の半径方向内方に保持する。
【０００４】このタイプのシールでは、回転部材と静止
部材との物理的接触を生じることなく、タイトな均一な
クリアランスを維持できることが、有効なシールを形成
するのに必須である。セグメントのシール面と回転部材
の対向シール面との間の半径方向クリアランスがあまり
に大きくなると、乱流の生成量が少なくなり、シール作
用が劣化する。反対に、クリアランスがタイトすぎる
と、シール歯が回転要素と接触するおそれがあり、その
結果、歯がその輪郭およびタイトなクリアランスを失
い、こうなるとわずかな乱流しか生成できず、やはりシ
ール作用を悪化する。
【０００５】現在の可変クリアランス・パッキングリン
グは、多くの場合、高圧蒸気を用いて、半径方向外向き
のばね力にうち勝ち、始動後に、パッキングリング・セ
グメントを半径方向内方へロータに向けて移動させてい
る。すなわち、始動時に、ばねはパッキングリング・セ
グメントを半径方向最外側位置に配置し、セグメントの
シール面とロータ間に大きなクリアランスを与え、始動
中のロータおよび静止部材の相対移動、特にロータの半
径方向内外移動を受け入れる。定常状態では、蒸気圧力
がばね力にうち勝ち、セグメントを半径方向内方へ、ロ
ータに対して小さなクリアランス位置に移動する。しか
し、これらのシールは、不均一な摩擦力のために離れた
ままや付着したままになるおそれがあり、慣用の固定ま
たはばね裏当てパッキングリング・セグメントと比較し
て、潜在的に大きな漏洩隙間（ギャップ）を開けるおそ
れがある。その上、セグメント間干渉なしで、タービン
に適合させた現行のパッキングリングは、熱膨張係数の
不一致のため、セグメント間に顕著なバイアス漏洩が生
じるおそれがある。
【０００６】
【発明の概要】この発明による、静止部材と回転部材間
の可変クリアランス・パッキングリングシールは、種々
の要素の熱膨張特性を利用して、始動時にパッキングリ
ング・セグメントのシール面と回転部材間に大きなシー
ルクリアランスをとることを可能にするとともに、定常
状態運転時に両者間に小さなクリアランスおよび最小の
セグメント間漏洩を保証する。特に、本発明が提供する
パッキングリング・セグメントは、シールホルダ、すな
わち静止部材、代表的にはタービン隔壁またはパッキン
グケーシングより小さい熱膨張係数を有する。シールホ
ルダより大きい熱膨張係数を有するセンタリングリング
も設けられる。好適な形態では、１対のセンタリングリ
ングが、シールセグメントのネックの軸線方向両側に設
けられ、静止部材により、たとえばシールホルダに取り
付けられ、軸線方向にダブテールキャビティ中に突出す
る円形ドエルにより支持される。パッキングリング・セ
グメントはセンタリングリングにより支持される。好ま
しくは、パッキングリング・セグメントは、セグメント
と静止部材との間に作用するばねにより、半径方向内方
にバイアスされる。パッキングリング・セグメントは、
センタリングリングの両端の接触面に係合し、始動時に
セグメントおよび回転部材のシール面間に大きなクリア
ランス位置を維持する。その位置で、セグメント端部は
閉じられる。
【０００７】この発明によれば、センタリングリング
は、シールホルダ、ロータおよびパッキングリング・セ
グメントより大きな熱膨張係数を有する。始動後、そし
て温度が上昇するにつれて、センタリングリングは、円
周方向に、パッキングリング・セグメントより大きく熱
膨張する。したがって、センタリングリング上のパッキ
ングリング・セグメントのための支持点を形成する、接
触面は、円周方向にずれ、パッキングリング・セグメン
トが半径方向内方に移動するのを可能にする。機械が定
常状態運転に達するにつれて、パッキングリング・セグ
メントはセンタリングリングの均一な直径の外面に係合
し、こうして回転部材に対するパッキングリング・セグ
メントのシール面の同心性を確保し、セグメントと回転
部材のシール面間に小さな均一なクリアランスを実現
し、またシールセグメント間に端部隙間を開く。その結
果、ラビリンス歯幾何形状を始動時にも定常状態運転時
にも保持し、バイアス漏洩がほとんどない均一なクリア
ランスのシールが得られる。
【０００８】この発明の好適な実施態様では、軸線のま
わりに回転する部材、前記軸線のまわりに位置する静止
部材、および前記軸線のまわりに前記静止部材により保
持された複数の支持部材を備える機械に用いる可変クリ
アランス・パッキングリングが提供され、このパッキン
グリングは、前記軸線のまわりのパッキングリング・セ
グメントであって、前記回転部材に向かい合う円弧状シ
ール面および軸線方向に延在する第１円弧状フランジを
有するパッキングリング・セグメントと、前記支持部材
の一つにより係合され得る要素とを備える。この要素
は、前記第１フランジにそれに沿った第１位置で係合し
て前記セグメントのシール面を回転部材に対して第１ク
リアランス位置に維持する。前記要素の熱膨張係数が前
記セグメントの熱膨張係数より大きい。前記要素は、前
記セグメントおよび前記要素の相対的熱膨張に応答して
前記第１フランジにそれに沿った第２位置で係合し、前
記セグメントが前記要素に対して半径方向内方に移動
し、前記シール面を前記第１クリアランス位置より半径
方向内方の、前記回転部材に対する第２クリアランス位
置に位置させることを可能にする。
【０００９】この発明の別の好適な実施態様では、軸線
のまわりに回転する部材、前記軸線のまわりに位置する
静止部材、および前記軸線のまわりに前記静止部材によ
り保持された支持部材を備える機械に用いる可変クリア
ランス・パッキングリングが提供され、このパッキング
リングは、前記軸線のまわりに配置され、前記回転部材
に向かい合う円弧状シール面を有するパッキングリング
・セグメントと、前記支持部材により係合され得る要素
とを備える。この要素は、前記セグメントにそれに沿っ
た第１位置で係合して前記セグメントのシール面を回転
部材に対して第１クリアランス位置に維持する。前記要
素の熱膨張係数が前記セグメントの熱膨張係数より大き
い。前記要素は、前記セグメントおよび前記要素の相対
的熱膨張に応答して前記セグメントにそれに沿った第２
位置で係合し、前記セグメントが前記要素に対して半径
方向内方に移動し、前記シール面を前記第１クリアラン
ス位置より半径方向内方の、前記回転部材に対する第２
クリアランス位置に位置させることを可能にする。
【００１０】したがって、この発明の主たる目的は、静
止部材と回転部材との間のシールを行い、始動時の大き
なクリアランス位置および定常状態での小さなクリアラ
ンス位置をともに満足できる、新規なすぐれた可変クリ
アランス温度応答性パッキングリングを提供することに
ある。
【００１１】
【好適な実施態様】図１には、タービンシャフト１２が
タービンハウジング１４内に配置された蒸気タービン１
０の一部を示す。タービンシャフト１２は通常の手段
（図示せず）によりハウジング１４内に回転自在に支持
されている。多段ラビリンスシール１６は、複数のシー
ルリング１８，２０および２２がタービンシャフト１２
のまわりに配置された構成で、高圧領域２８と低圧領域
３０とを分離する。各シールリングは、複数の円弧状シ
ールセグメント３２の環状配列体からなる。一般に、ラ
ビリンスシール１６は、高圧領域２８から低圧領域３０
への蒸気の流れに比較的多数の部分的バリヤを設定する
ことにより機能する。各バリヤは、タービンシャフト１
２の軸線に平行に流れようとする蒸気を強制的に曲がり
くねった通路に通させ、これにより圧力降下を生じさせ
る。ラビリンスシール１６におけるすべての圧力降下の
合計は、定義上、高圧領域２８と低圧領域３０間の圧力
差である。
【００１２】図２Ａおよび図４Ａに示すように、各円弧
状シールリング・セグメント３２はシール面３４および
複数の半径方向に突出する歯３６を有し、各シール面３
４は、軸線方向に互いに反対方向に延在する１対のフラ
ンジ３８により形成される。シールリング・セグメント
３２の半径方向外側部分には、第１円弧状位置決めフラ
ンジまたはフック４０が同じくセグメント３２から軸線
方向に互いに反対方向に延在する。タービンハウジング
１４には、だいたいダブテール形状の環状溝４２がその
半径方向最内側部分に沿って１対の位置決めフランジ４
４により画定されており、１対の位置決めフランジ４４
は、軸線方向に互いに向かい合って延在して両者間にス
ロット４６を画定する。軸線方向の厚みの小さいネック
４５が、位置決めフランジ４０とシールフランジ３８と
の間に、かつフランジ４４間のスロット４６内に延在す
る。好ましくは、ばね４７がキャビティ４２内に配置さ
れて、パッキングリング・セグメント３２を半径方向内
方に押圧（バイアス）する。
【００１３】この発明によれば、複数のパッキングリン
グ・セグメント支持部材４８がキャビティ４２内に、セ
グメント３２の位置決めフランジ４０およびハウジング
１４の位置決めフランジ４４間に配置される。これらの
支持部材は、キャビティ４２に沿った円周方向に離間し
た位置に設けたドエル４８から構成することができる。
センタリングリングまたは要素５０が、キャビティ４２
内に、シールホルダのドエル４８とネックの各軸線方向
側面上の位置決めフランジ４０との間に設けられる。セ
ンタリングリング５０は、パッキングリング・セグメン
トの円周方向の広がりに匹敵する円周方向の広がりと、
均一な直径の半径方向外面５２を有する。位置決めフラ
ンジ４０の下側５３も均一な直径の半径方向内面を有
し、外面５２とはまり合う。
【００１４】図２〜図４に示すように、各センタリング
リング５０の両端には、斜切された接触面５６を有する
半径方向外向きの突出部５４が設けられている。斜切さ
れた接触面５６は、まっすぐでも、凸な円弧状でもよ
く、接触区域または接触点を構成してもよい。各位置決
めフランジ４０の反対向きの端面はそれぞれ接触面５８
を有し、この接触面５８は、ロータに対するシールセグ
メントの大きなクリアランス位置で、接触面５６と係合
する。センタリングリング５０の両端における半径方向
最内側面は陥没して凹所を形成し、センタリングリング
５０がこの凹所表面６２に沿ってドエル４８に乗る。セ
ンタリングリング５０には斜切された表面６４も設けら
れ、この斜切面６４がドエル４８に係合して、センタリ
ングリング５０がセグメントに対して円周方向にずれる
のを防止する。図から分かるように、ばね４７がパッキ
ングリング・セグメントを半径方向内向きにバイアスし
ているので、位置決めフランジ４０の接触面５８がセン
タリングリング５０の接触面５６と係合する。一方、セ
ンタリングリング５０は、ドエル４８と凹所表面６２と
の係合により支持される。上記の通り配置し、種々の機
械要素が低温であれば、すなわち始動時には、ロータ１
２のまわりの各パッキングリング・セグメントは、ロー
タ１２に対して大きなクリアランス位置に維持される。
なお、位置決めフランジ４０の半径方向内側面５３とセ
ンタリングリング５０の外面５２との間には半径方向隙
間が存在する（図２Ａおよび図３Ａ）。
【００１５】本発明によれば、センタリングリング５０
は、シールリングセグメント、シールホルダ、すなわち
ハウジング１４およびロータ１２の熱膨張係数より大き
な熱膨張係数を有する材料から形成する。したがって、
隣接する要素の係数より大きな係数を有する材料であれ
ばどのような材料でも、運転にまた機械の温度で必要と
される膨張と適合するセンタリングリング用の材料とし
て用いることができる。具体的な例として、パッキング
リング・セグメントを４０９ステンレス鋼またはインバ
ー（Invarニッケル−鉄合金）で形成し、センタリング
リングを３０４ステンレス鋼で形成することができる。
また、図３Ａに示すように、大きなクリアランス位置に
おいて、パッキングリング・セグメントはそれらの隣接
端で、両者間に実質的な隙間を与える。
【００１６】始動後、そして作動流体の温度が上昇する
につれて、種々の構成要素が寸法的に互いに異なる反応
を示し、パッキングリング・セグメントを大きなクリア
ランス位置から小さなクリアランス位置に移動させ、パ
ッキングシールリング・セグメントの隣接端間の隙間を
わずかに増加する。このことを実現するために、部品が
作動流体により加熱されるにつれて、センタリングリン
グ５０は円周方向に膨張する、すなわちパッキングリン
グ・セグメントの円周方向成長より大きく円周方向に熱
成長する。センタリングリング５０が円周方向に膨張す
るにつれて、センタリングリングの端部における接触面
５６は円周方向に接触面５８から離れる方向に移動さ
れ、ばね４７またはキャビティ４２内の蒸気がパッキン
グリング・セグメントを半径方向内方に移動することを
可能にし、かくして表面５２および５３が互いに係合す
る。なお、各センタリングリングの半径方向位置は熱膨
張の間同じままであり、すなわち低温始動時と定常運転
条件とで同じままである。セグメントが半径方向内方に
移動すると、セグメントのシール面は回転部材に一層近
い位置に、つまり図３Ｂに示す小さなクリアランス位置
に移動される。同時に、シールリング・セグメント間の
端部隙間がわずかに所望の運転時クリアランスまで増加
する。表面５２と位置決めフランジ４０の下面５３とが
互いに同心であるので、ロータのまわりに同心な均一な
クリアランスが得られる。
【００１７】以上、この発明を現在のところもっとも実
用的かつ好適な実施態様であると考えられるものについ
て説明したが、本発明は、開示した実施例に限定され
ず、その要旨の範囲内に入る種々の変更例や均等な配置
を包含する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による静止部材と回転部材との間の複
数のパッキングリング・シールセグメントを示す部分的
断面図である。
【図２】図２Ａは大きなクリアランス位置におけるラビ
リンスシールのパッキングリング・セグメントを示す、
軸線方向に見た部分的断面図であり、図２Ｂは小さなク
リアランス位置におけるパッキングリング・シールセグ
メントを示す図２Ａと同様の図である。
【図３】図３Ａは大きなクリアランス位置におけるパッ
キングリング・セグメントの端部およびその支持部材を
示す拡大部分断面図であり、図３Ｂは小さなクリアラン
ス位置におけるパッキングリング・セグメントの端部お
よびその支持部材を示す拡大部分断面図である。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂはそれぞれ図３Ａおよび図
３Ｂの４Ａ−４Ａ線および４Ｂ−４Ｂ線方向に見た断面
図である。
【符号の説明】
１０ 蒸気タービン １２ タービンシャフト（ロータ） １４ タービンハウジング １６ ラビリンスシール １８，２０，２２ シールリング ３２ シールセグメント ３４ シール面 ３８ フランジ ４０ セグメント３２の位置決めフランジ ４２ 環状溝（キャビティ） ４４ 位置決めフランジ ４５ ネック ４６ スロット ４７ ばね ４８ 支持部材（ドエル） ５０ 要素（センタリングリング） ５２ リング５０の外面 ５３ フランジ４０の下面 ５４ 突出部 ５６ 突出部の接触面 ５８ フランジの接触面 ６２ 凹所表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ノーマン・アーノルド・ターンキスト アメリカ合衆国、ニューヨーク州、コウブ ルスキル、イースト・メイン・ストリー ト、84番 (72)発明者 スティーブン・エイチ・ニールセン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、サラト ウガ・スプリングス、ローリング・ブルッ ク・ドライブ、10番 (72)発明者 リチャード・ジョン・シェブレッテ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、トロ イ、シェパード・ドライブ、11番

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸線のまわりに回転する部材、前記軸線
    のまわりに位置する静止部材、および前記軸線のまわり
    に前記静止部材により保持された複数の支持部材を備え
    る機械に用いる可変クリアランス・パッキングリングに
    おいて、 前記軸線のまわりのパッキングリング・セグメントであ
    って、前記回転部材に向かい合う円弧状シール面および
    軸線方向に延在する第１円弧状フランジを有するパッキ
    ングリング・セグメントと、 前記支持部材の一つにより係合され得る要素とを備え、
    この要素は、前記第１フランジにそれに沿った第１位置
    で係合して前記セグメントのシール面を回転部材に対し
    て第１クリアランス位置に維持し、 前記要素の熱膨張係数が前記セグメントの熱膨張係数よ
    り大きく、前記要素は、前記セグメントおよび前記要素
    の相対的熱膨張に応答して前記第１フランジにそれに沿
    った第２位置で係合し、前記セグメントが前記要素に対
    して半径方向内方に移動し、前記シール面を前記第１ク
    リアランス位置より半径方向内方の、前記回転部材に対
    する第２クリアランス位置に位置させることを可能にす
    る、可変クリアランス・パッキングリング。
  2. 【請求項２】 前記要素はほぼ半径方向外向きに突出す
    る表面を有し、この半径方向外向きに突出する表面は、
    前記回転部材に対する第１クリアランス位置において、
    前記フランジのほぼ半径方向に向いた表面に前記第１位
    置で係合し、また前記セグメントに対する前記要素の熱
    膨張に応答して前記フランジの表面から離脱する、請求
    項１に記載のパッキングリング。
  3. 【請求項３】 前記要素は、円弧状で、少なくとも１つ
    の円周方向に延在する表面を有し、この円周方向延在表
    面が、前記セグメントの前記第２クリアランス位置にお
    いて前記第１フランジに係合し、前記セグメントを前記
    軸線のまわりに同心に維持する、請求項１に記載のパッ
    キングリング。
  4. 【請求項４】 前記第１フランジが円周方向に延在する
    表面を有し、この円周方向延在表面が、前記回転部材に
    対する前記セグメントの第２クリアランス位置において
    互いに係合する、請求項３に記載のパッキングリング。
  5. 【請求項５】 前記要素はほぼ半径方向外向きに突出す
    る表面を有し、この半径方向外向きに突出する表面は、
    前記回転部材に対する第１クリアランス位置において、
    前記フランジのほぼ半径方向に向いた表面に前記第１位
    置で係合し、また前記セグメントに対する前記要素の熱
    膨張に応答して前記フランジの表面から離脱し、 前記要素は、円弧状で、少なくとも１つの円周方向に延
    在する表面を有し、この円周方向延在表面が、前記セグ
    メントの前記第２クリアランス位置において前記第１フ
    ランジに係合し、前記セグメントを前記軸線のまわりに
    同心に維持する、請求項１に記載のパッキングリング。
  6. 【請求項６】 前記セグメントは、同セグメントの前記
    第１フランジとは反対側で軸線方向に延在する第２円弧
    状フランジを有し、また前記第１および第２フランジと
    前記シール面との間にネックを有し、 前記支持部材のうち別のものに保持された第２要素が前
    記第２フランジにそれに沿った第１位置で係合して、前
    記セグメントのシール面を前記回転部材に対する前記第
    １クリアランス位置に維持し、 前記第２要素の熱膨張係数が前記セグメントの熱膨張係
    数より大きく、前記第２要素は、前記セグメントおよび
    前記第２要素の相対的熱膨張に応答して前記第２フラン
    ジにそれに沿った第２位置で係合し、前記セグメントが
    前記第２要素に対して半径方向内方に移動することを可
    能にする、請求項１に記載のパッキングリング。
  7. 【請求項７】 前記静止部材と組み合わされ、前記静止
    部材は前記セグメントを収容するスロットを有し、１対
    の第１支持部材が前記第１円弧状フランジおよび前記シ
    ール面間で前記スロット中に軸線方向に突出し、前記要
    素は前記支持部材により要素の両端付近で保持され、前
    記要素により保持された当接部が前記支持部材と係合可
    能で、前記要素の円周方向の移動を防止する、請求項１
    に記載のパッキングリング。
  8. 【請求項８】 前記静止部材は前記セグメントを収容す
    るほぼダブテール形状のスロットを有し、 前記セグメントは、同セグメントの前記第１フランジと
    は反対側で軸線方向に延在する第２円弧状フランジを有
    し、また前記第１および第２フランジと前記シール面と
    の間にネックを有し、 １対の第２支持部材に保持された第２要素が前記第２フ
    ランジにそれに沿った第１位置で係合して、前記セグメ
    ントのシール面を前記回転部材に対する前記第１クリア
    ランス位置に維持し、 前記第２要素の熱膨張係数が前記セグメントの熱膨張係
    数より大きく、前記第２要素は、前記セグメントおよび
    前記第２要素の相対的熱膨張に応答して前記第２フラン
    ジにそれに沿った第２位置で係合し、前記セグメントが
    前記第２要素に対して半径方向内方に移動することを可
    能にし、 前記各対の第１および第２支持部材が前記第１および第
    ２円弧状フランジおよび前記シール面間で前記スロット
    中に軸線方向に突出し、前記第１および第２要素は前記
    各対の第１および第２支持部材により前記要素の両端付
    近で保持され、当接部が前記支持部材と係合可能で、前
    記要素の円周方向の移動を防止する、請求項７に記載の
    組合せ。
  9. 【請求項９】 さらに、前記静止部材および前記セグメ
    ント間でこれらと協同し、前記セグメントを半径方向内
    方移動可能にバイアスするばねを有する、請求項８に記
    載の組合せ。
  10. 【請求項１０】 軸線のまわりに回転する部材、前記軸
    線のまわりに位置する静止部材、および前記軸線のまわ
    りに前記静止部材により保持された支持部材を備える機
    械に用いる可変クリアランス・パッキングリングにおい
    て、 前記軸線のまわりに配置され、前記回転部材に向かい合
    う円弧状シール面を有するパッキングリング・セグメン
    トと、 前記支持部材により係合され得る要素とを備え、この要
    素は、前記セグメントにそれに沿った第１位置で係合し
    て前記セグメントのシール面を回転部材に対して第１ク
    リアランス位置に維持し、 前記要素の熱膨張係数が前記セグメントの熱膨張係数よ
    り大きく、前記要素は、前記セグメントおよび前記要素
    の相対的熱膨張に応答して前記セグメントにそれに沿っ
    た第２位置で係合し、前記セグメントが前記要素に対し
    て半径方向内方に移動し、前記シール面を前記第１クリ
    アランス位置より半径方向内方の、前記回転部材に対す
    る第２クリアランス位置に位置させることを可能にす
    る、可変クリアランス・パッキングリング。
  11. 【請求項１１】 前記要素は、円弧状で、少なくとも１
    つの円周方向に延在する表面を有し、この円周方向延在
    表面が、前記セグメントにその前記第２クリアランス位
    置において係合し、前記セグメントを前記軸線のまわり
    に同心に維持する、請求項１０に記載のパッキングリン
    グ。
  12. 【請求項１２】 前記セグメントが円周方向に延在する
    表面を有し、この円周方向延在表面が、前記回転部材に
    対する前記セグメントの第２クリアランス位置において
    互いに係合する、請求項１１に記載のパッキングリン
    グ。
  13. 【請求項１３】 前記静止部材と組み合わされ、前記静
    止部材は前記セグメントを収容するスロットを有し、１
    対の第１支持部材が前記スロット中に軸線方向に突出し
    て前記セグメントと係合し、前記要素は前記支持部材に
    より保持され、前記要素により保持された当接部が前記
    支持部材と係合可能で、前記要素の円周方向の移動を防
    止する、請求項１０に記載のパッキングリング。
JP11104733A 1998-04-15 1999-04-13 クリアランスの均一な温度応答性可変パッキングリング Withdrawn JPH11351408A (ja)

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