JPH11514423A - シャフトシール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、回転するシールリング（１０）と同軸に取り付けられたシール要素（１４）を含むことによって、それらの相対する面の間に一次的シールを形成していて、それにより、その一次的シールを通る流体の流れを実質的に阻止しているシャフトシール（１）に関する。シールリング（１０）は、内側スリーブ（１１）上でシャフト（２）の回りに取り付けられている。内側スリーブは、シャフトに、軸方向にも回転方向にも不動に固定されている。シールリング（１０）は内側スリーブ（１１）に、内側スリーブ（１１）を通して外側に向けてシールリング（１０）の中へと延びている半月形のロック用部材（１２）によって結合されている。ロック用部材（１２）は、シールリング（１０）を、内側スリーブ（１１）上において、回転方向でも軸方向でもしっかりとロックする。

Description

【発明の詳細な説明】 シャフトシール 本発明は、ターボ機械における回転するシャフトのためのシャフトシール、特 には、ただしそれに限定されるのではないが、非接触型のシャフトシールに関す る。 このタイプのシャフトシールは、しばしば、シャフトに沿ってのガスの移動が 阻止されねばならないような、ガス（窒素、アルゴン、水素、天然ガス、空気な ど）の昇圧のための機械において用いられる。普通には高圧・高速の機械が用い られる故に、シャフトシールは、シールにおける熱の蓄積やシール部品の摩耗を 少なくするために、非接触型のシールであるのがよい。 非接触の運転により、シャフトが、ある値の、しばしばリフトオフ(lift-off) 速度と言われる最小速度より上で回転しているときには、この望ましくない面間 接触が回避される。 非接触型のシャフトシールは、シールの両方の面が互いに接触するようなシー ルに比べ、摩耗が少なくなり熱の発生も少なくなることにより、幾つかの利点を 提供する。Gabriel P．Ralphによる「螺旋溝つきの面間非接触型シールの基礎］ というタイトルの論説(Journal of American Society of Lubrication Engineer s誌のVol.35のNo.7，p.367-375)、及び、Joseph Sedyによる「動圧効果を高める ことによるフィルム乗り上げ型ガスシールの性能改善」(Transactions of the A merican Society of Lubrication Engineers誌のVol.23のNo.1，p35-44)は、非 接触型シールの技術と設計基準を記述していて、ここにおいては参考として組み 入れれられている。 面間非接触型シールは、普通のメカニカルシールと同様に、二つのシールリン グで成っていて、それらシールリングの各々には、極めて精密に仕上げられたシ ール面が設けられている。 これらの面は、回転の軸線に対して垂直と同心的という、角度つきの形をなし ている。両方のリングは、互いに近接して位置していて、それらのシール面は、 圧力差ゼロで回転速度ゼロの状態においては互いに接触する。それらリングの一 方のものは、普通には、回転するシャフトにシャフトスリーブによって固定され ており、他方のものは、シールのハウジング構造の中に位置していて、軸方向の 動きを許されている。シールリングの軸方向の動きを可能にしていながらシール される流体の漏れを阻止するために、リングとハウジングの間に一つのシール部 材が設けられている。このシール部材は、圧力下において幾らかの滑り運動を許 さねばならないので、普通には最高級のＯリングが、この目的のために選定され る。このＯリングは、しばしば二次的シールと称されている。 上述のようにシールの非接触の運転を達成するためには、互いに接触した二つ のシール面の一方のものに複数の浅い表面上リセスが設けられていて、それらリ セスは、二つのシール面の間を離反させるような圧力の場を生成する働きをする 。これら圧力の場から生ずる力の大きさが、シール面間を閉じようとする力に打 ち勝つに十分なだけ大きいならば、両方のシール面は互いに離反して間隙を形成 し、その結果、非接触の運転となる。前述で示された論説の中で詳細に説明され ているように、離反させる力は、その大きさが、面間離反が増す程小さくなると いう性格のものである。その一方で、反対方向の力、つまり閉じる力は、シール される圧力レベルに依存していて、その故に面間離反とは無関係である。その力 は、シールさせる圧力と、軸方向に動き得るシールリングの背面に働いているば ねの力から生じている。離反させる力、つまり開く力は、シールの運転の間、ま たは十分な圧力差が安定後負荷されているときの両シール面間の離反距離に依存 するので、両方の面の間の離反は自動的に確立される。このことは、閉じる力と 開く力が安定していて互いに等しいときに起こる。安定した離反のギャップは、 それのある範囲内において常に変化する。目標は、この範囲の下限をゼロより上 にすることである。もう一つの目標は、この範囲を可能な限り小さくすることで ある。何故ならば、それの上限においては、両方の面の間の離反がシールの漏れ を誘発するであろうからである。非接触型のシールは、その定義からしても、両 シール面の間に間隙をもって運転されるので、それの漏れは、同様形状の接触型 シールの漏れよりも多い。しかし、接触がないことは、シール面上での摩耗がな く、したがって面間で生成される熱の量も比較的に少ないことを意味している。 シールされる流体がガスである高速のターボ機械に非接触型シールが適用されて いるのは、この、発生する熱の量が少なく摩耗もないことによるものである。タ ーボ圧縮機は、このような流体を圧縮するために用いられるが、ガスの質量は比 較的に小さいので、その圧縮機は、普通には、極めて高速で、そしてなお直列の 多数の圧縮段をもって運転される。 前述で示された論説の中で説明されているように、シールの有効性は、シール のいわゆるバランス直径に大いに依存している。このことは、接触型シールにも 当て嵌まる。 シールの外側直径から圧力が付与されると、バランス直径が小さくなり、その 結果、二つのシール面が互いに近付くように押す力が増大し、両方の面の間のギ ャップが小さくなる。故に、システムから漏れるガスが少なくなる。 実際の装置においては、狙いは、利用可能なスペースの中で最大の程度のシー ルを達成することにある。この狙いを達成するための一つの決定的ファクタは、 一次的シールの半径方向の限界である。 しかし、一次的シールの外側直径の回転速度が、また、シールの有効性を限界 するので、その速度は高すぎてはならない。 しばしば、ある特定の装置の寿命内において、運転圧力を高めたいということ が起こるが、それは、シールハウジング内において取り付けられ得るシールの寸 法によって制約される。 普通には、回転するシールリングは軸方向の動きを止められており、そのシー ルリングは、それがシヤフトと共に回転するように固定されている、内側スリー ブの半径方向フランジと、内側スリーブを包囲していてシールリングのシール面 に押し当たっている軸方向ロック用スリーブとの間に位置している。 US 5,388,843において、回転するシールリングを、それの外側直径上において 軸方向及び回転方向にロックすることによって、駆動とセンタリングの力を内側 に向けて、シール内で生成する引張り応力を改善する、ということが提案された 。このことは、シールリングの外側直径を、内側スリーブの半径方向フランジか ら軸方向に延びているシュラウドに固定することによって達成される。シールリ ングをシュラウド部分に固定するためには、配列された複数のタブが用いられて いる。 本発明は、より大きいシール効果が得られるようなシャフトシールを提供する ことを目的とする。 本発明の第１の局面によれば、シャフトの回りに装着される内側スリーブの上 に取り付けられた回転するシールリングに隣接配置された一つのシール要素と、 スリーブの内側から外側に向けてシールリングへと延びるように設けられている 一つのソケットと、シールリングをスリーブ上において軸方向にも回転方向にも しっかりとロックするためにソケットの中に装着されるに適した一つのロック用 部材、を含んでいるシャフトシールが提供される。 本発明の第２の局面によれば、シールリングと、シャフトスリーブと、ロック 用部材を含んだシャフトシールに適合装着されるための１組のアセンブリが提供 されていて、そこでは、シャフトシールがシャフトスリーブの回りに適合装着さ れていることによって、シャフトスリーブの内側から外側に向けてシールリング の中へと延びているソケットと、シールリングを内側スリーブ上において軸方向 にも回転方向にもしっかりとロックするためにそのソケットの中に装着されるロ ック用部材が限定されている。 半径方向スペースが、もはや、回転するリングを軸方向にロックするために以 前には用いられていた軸方向ロック用スリーブ、及び／または、一次的シールの 外側直径の外側において軸方向に延びていて、回転するリングを駆動そして／ま たは軸方向でロックするピンを担持している内側スリーブのシュラウド部分、に よって占領されることがないので、一次的シールの面の直径を大きくし得る、と いうことが有利である。さらに、ロック用部材が、回転するリングの軸方向に延 びた面を貫通して延びているので、本発明は、可逆回転のシールリングに適用さ れ得る。本発明は、既存のシャフトシールの改造に適用され得る。 典型的には、複数、例えば３個のロック用部材が、シャフトシール上において 、それぞれに組み合うソケットの中に装着される。なお、その（それらの）ソケ ットは、内側スリーブを完全に貫通していてもよい。この場合には、シャフトの 回りで延びているトレランスリング(tolerance ring)が、ソケットの中のロック 用部材を保持する。ロック用部材によるロックを確実にするためにリングとスリ ーブが一緒に固定されるときには、ソケットがリングとスリーブを貫通するよう に形成されているのが望ましい。 ロック用部材は、半月形（半円形）であるのが望ましい。このことにより、力 の伝達がより円滑になるので、シャフトシールに及ぼされる不平衡力が低減され る。 スリーブが半径方向外側に延びたフランジ部分を含んでいるものの、そのフラ ンジ部分の外側から軸方向に延びたシュラウド部分を含んではいない、というの が望ましい。それにより、軸方向ロック用スリーブを用いていない従来型と同じ ハウジングの中に、さらに大きい一次的シールが装着され得る。 運転の一つの典型的期間の間には、ターボ圧縮機がスタートされ、駆動機がシ ャフトを回転させ始める。運転の初期のウォームアップ段階においては、シヤフ トの回転数は非常に低い。典型的には、シャフトをそれの二つのラジアル軸受と 一つのスラスト軸受において支持するためにオイルが用いられる。オイルは、オ イルポンプで加温され、なお、圧縮機の軸受から剪断による熱を受け取る。そし てそのオイルが、今度は、プロセス流体の乱流や圧縮の結果と一緒になって圧縮 機をウォームアップする。いったんフル運転速度に到達したならば、圧縮機は、 そのうちに、ある高まった安定した温度に達する。運転停止の際には、シャフト の回転は止まり、圧縮機は冷え始める。この段階には、圧縮機の種々の部分が相 異なる速さで冷えて行くので、そこで重要なこととして、シャフトは、圧縮機ケ ーシングとは異なった速さで温度低下による収縮をする。これら従来型の二次的 シールの構造は、例えば、米国特許第4,768,790号、第5,058,905号、または第5, 071,141号において見られるとおりである。この現象のために業界でしばしば使 われる言葉は「シール面のハングアップ(hang-up)」である。圧縮機が次回に再 スタートされるときには、しばしば多量のプロセス流体の漏れがあり、そのよう な場合、しばしばシールは、それの再シールの全ての試みを受け付けない。そこ でシールは、かなりの時間や生産減でのコストを要しつつ除去、交換されること になる。 US 5,370,403及びEP-A-0,519,586に、二次的シールの動きを阻止するようにす ることによってシール面のハングアップを軽減する方法の記述がある。 本発明は、シール要素がシールリングと同軸に取り付けられていることにより 、それらの相対する面の間において一次的シールを形成していて、それにより、 高圧の半径方向側から低圧の半径方向側へとその一次シールを経て流れる流体を 実質的に阻止しており、シール要素は、そのシール要素に接続されたプッシャー スリーブとシールハウジングの間で働いている片寄せ手段によって、軸方向に、 回転するリングの方へと押されており、プッシャースリーブとシールハウジング の間では、なお、低圧の半径方向側の部分において、チャンネルの中に位置した 一つのシール部材によって二次的スリーブが形成されている、というシャフトシ ールに適応されるのが望ましい。 高圧の源から半径方向に離れた部分においてこの二次的シール部材を設けるこ とにより、一次的シールは、迅速に有効なバリアーを提供する。さらに、シール のスタートアップの間には、シール面のハングアップの問題が大いに軽減される か、または無くされる。本発明者は、機械のスタートアップの間に二次的シール 部材が軸方向に滑るならば改善が期待されると考える。シール部材のプッシャー スリーブ及びハウジングの面との摩擦係合は、シャフトシールのバランス直径を 、摩擦係合が起こっているところへと変える。したがって、シール部材が低圧側 に位置していることにより、バランス直径は、一次的シールにおける閉じる力を 増大させる方向に変わる。普通には、ハウジングとプッシャースリーブの間の摩 擦は、シャフトシールの安定後のバランス直径に沿う位置にある。 本発明は、特には、非接触型のシールに適用され得る。 プッシャースリーブが、シール要素とは別個のＬ字形の部品であるのが望まし い。ばね（片寄せ手段）が、ハウジングと、シール要素の背面と平行なＬ字形ス リーブの一方の脚部の間で働いている。二次的シールが、ハウジングの面と、Ｌ 字形のスリーブの他方の脚部の間に形成されている。この他方の脚部は、ハウジ ングの半径方向内側にあるのが望ましい。 プッシャースリーブとシール要素の間にあるＯリングによって、もう一つのシ ールが設けられていて、そのさらにあるＯリングが半鳩尾状のチャンネルの中に 位置している、というのが有利である。普通には、そのさらにあるＯリングは、 スリーブの中に設けられた直角切込みまたは鳩尾状のチャンネルの中に入った形 で、プッシャースリーブとスリーブの間に設けられている。鳩尾状のチャンネル は、Ｏリングが確実にシールの中に設置され得るように、しばしば用いられる。 しかし、シールの運転停止の間においては、しばしば、他の方法ではガス抜きさ れ得ない鳩尾状のチャンネル内の圧力蓄積の故に、シールがチャンネルから吹き 飛ばされる。望ましい半鳩尾の形は、圧力がチャンネルから逃げることを許しつ つ、Ｏリングの限られた動きを許す。シールのストリップダウン(srip down)に は非常に大きいコストが伴うことの故に、この設計は特に有利である。 以降においては、本発明の望ましい実施形態を、図面を参照しつつ説明する。 それら図面において、 図１は、本発明による非接触型のシールの上側半分の断面図を示し、 図２は、図１における線Ａ−Ａに沿った断面を示し、 図３は、本発明の一次的シールの概略的な表示に重ねて圧力プロフィルを示し 、 図４ａは、二次的シールの第１の構造の仕方を示し、 図４ｂは、二次的シールの第２の構造の仕方を示す。 本発明は、シャフト２の回りのシャフトシール１を提供する。普通には、二つ のシャフトシール（図示せず）が、圧縮機、タービン、またはその他の加圧機械 のシャフト上に直列に設けられて、第２の（下流側の）シールが第１のシールへ のバックアップを形成している。 シール１は、シャフト２の回り、ただしシャフト２の回りに取り付けられた内 側スリーブ１１の半径方向外側に取り付けられた、回転するシールリング１０を 含んでいる。 内側スリーブ１１は、シャフト２と、回転及び軸方向にロックされて結合され ており、シールリング１０は、回転するように、内側スリーブ１１に複数のロッ ク用部材１２によって結合されていて、それらロック用部材の各々は、組み合う 相手の、シールリング１０と内側スリーブ１１に互いに揃ったスロットで形成さ れたソケットを貫通して延びている。内側スリーブ１１は、半径方向フランジを 含んでいる。 ロック用部材１２は、また、シールリング１０の軸方向の動きを阻止する。ソ ケットは、スリーブとリングにおいて同時に形成されるが、それは、それら部品 の中でのスロットのアラインメントを確実にするためである。 トレランスリング１８が、シヤフト２の回り、ただし、ロック用部材１３とシ ャフト２の間で延びている。 図２で示されているように、ロック用部材１３は半月形であるのが望ましい。 このことは、回転の駆動がシャフトシールをアンバランスにするような力を生成 することを少なくする。 この、内側スリーブ１１上でのシールリング１０の配置は、同じシール効果を 生む従来公知のシールに比べ、より小さい外側直径を一次的シールにおいて可能 にする。したがって、シール１において生成する応力がより小さく、シールの重 量がより少なく、その故にシール１の漏れが少なくなる。 回転方向では静止しているシール要素１４が、シールリング１０に直列に並ん で取り付けられている。一次的シールが、相互に向き合ったシールリング１０と シール要素１４の半径方向に延びているシール面の間に形成されていて、シール 要素１４のシール面は、それの前方表面に切り込まれた浅い溝を、両方のシール 面の間に必要な離反を生成するために有している。もちろん、別法として、この 溝が、回転するシールリング１０において形成されて（図３に示されたように） いてもよいはずである。 溝の望ましい設計は、1994年11月16日の本出願者の同時係属出願であるNo．PC T/GB94/00379において、より詳しく示されており、その望ましい溝の設計は、こ こにおいて参考として組み入れられている。シール要素１４は、普通には、カー ボンまたはその他の適当な材料で作られている。 シール要素１４は、ばね手段１５（部分的には点線で外形を示している）によ って、軸方向に、シールリング１０の方へと片寄せられている。シール要素１４ は、限られた軸方向の動きを有する。ばね手段１５は、普通には、シャフト２の 回りに位置した複数（例えば６個）のばねを含んでいる。それらばね１５は、使 用中にシールによって生成される離反の力に比べれば比較的に小さいが、圧力の ない状態の下では両方のシール面を互いに接触するように動かすに十分であるよ うな力（典型的には約５０Ｎ）を発生する。ばね１５は、Ｌ字形のプッシャース リーブ１７を介して、シール要素１４の背面を、軸方向に、シールリング１０の 方へと押す働きをする。 それらばね１５は、シール１のハウジング１９の半径方向内方に向かっている フランジに当たって働いている。 高圧のガスが、ハウジング１９から、シールリング１０とシール要素１４の半 径方向外側の縁へと供給される。このガスは、普通には、機械の作動流体とは異 なって、大気に放出されてもよいクリーンなガスである。機械の作動流体なら、 漏れが燃焼（フレア）されるべく配管されればよい。 その高圧力は、シール要素１４のシール面、及びそれの背面を通って延びて行 く。高圧力がシール要素１４の回りで放出されることを阻止するために、複数の 二次的シールが設けられている。 第１の二次的シールは、プッシャースリーブ１７と、ハウジング１９の内方へ と延びた半径方向フランジの間のＯリング２０によって形成されている。図４ａ と４ｂは、第１の二次的シールの、選択され得る二つの構造を示している。図４ ａは、第１の選択のものを示していて、そこでは、Ｏリング２０ａとバックアッ プリング２０ｂによって第１の二次的シールが形成されている。バックアップリ ング２０ｂは、例えばテフロンでできていればよく、チャンネル２１の低圧側に 位置している。図４ｂは、第２の選択のものを示していて、そこでは、ばねの力 を付与されたポリマーのシール２０によって第１の二次的シールが形成されてい る。 Ｏリング２０は、Ｌ字形のプッシャースリーブ１７の、軸方向に延びている脚 の中に形成されたチャンネル２１の中に位置している。このＯリングは、ハウジ ング１９の半径方向のフランジの軸方向に延びた面に当たってシールしている。 互いに近接しているプッシャースリーブ１７とハウジング１９の半径方向フラン ジの両者の面は、安定したモードで運転しているときには、実質的に、シールの ための安定したバランス直径においてある一つの線に沿って延びている。プッシ ャースリーブの脚はハウジング１９の半径方向フランジよりも半径方向内側にあ る故に、Ｏリングの摩擦係合の効果は、バランス直径を減少させるだけであるは ずである。何故ならば、その摩擦係合は、安定したバランス直径の上か、または それの内側にあるからである。実際のバランス直径を減らすことは、一次的シー ル上の閉じる力を増大させる。 実施例 １００バールの圧力がかかっている１１５ｍｍのシャフトをシールしているシ ャフトシール。安定したバランス直径は１５０．８ｍｍにセットされていて、そ こでは、一次的シールにおいて４００〜５００Ｎの閉じる力が生成している。第 １の二次的シールのＯリング２０は、約３．５ｍｍ（新しいとき）の半径方向大 きさを有する。もしＯリング２０（と相手面）の間の摩擦係合が、（スリーブが ）Ｏリング２０と共に滑る運動の間に実際のバランス直径を増大させるようとす るならば、つまり従来技術の環境では、バランス直径は最大１５７．８ｍｍまで 増大するであろう。このバランス直径では、約１２０００Ｎの一次的シール上の 正味の開く力が存在する。この例は、Ｏリング２０がチャンネル２１の中で動き 得ない場合を想定している。普通には、Ｏリング２０は、より低い圧力の下で動 いたであろうが、それでも、正味の開く力は、ばねの閉じようとする力（それは 典型的には５０Ｎの範囲内）よりも大きい。 このことが、シャフトシール１の一次的シールの上に重ねられた概略的圧力プ ロフィルを示している図３に図示されている。イラストの都合上、シールリング １０とシール要素１４の間の距離を誇張してある。頭つき矢印３０は、シールの 外側直径上の高圧力の源を表している。 線ａは、安定した状態で運転されているシール１で生成された圧力プロフィル を表している。最高の圧力は、線ｄで示されている溝（この場合シールリング１ ０上で示されている）の半径方向内側の端で生成される。線ａで見られるように 、この圧力は、点ｆで示された安定な運転状態における高い圧力よりも大きい。 この安定した状態のためのバランス直径が線ｅとして示されている。 線ｂは、本発明の図示であるが、機械のスタートアップの間の圧力プロフィル を示している。バランス直径が減少するので線ｂで示された閉じの力は、線ａの 安定運転圧力よりも高い。何故ならば、シールリング１０とシール要素１４の間 の距離が、より小さいからである。その故にシールは、Ｏリング２０の摩擦係合 とは関係なしに、それの安定な運転状態へと追い込まれる。 線ｃは、Ｏリングがスティックし、スタートアップ時に生成されるバランス直 径を増大させる、従来技術の場合を図示している。閉じの力が開く力(Ｈ．Ｐ．) に打ち勝つことはないから、シールは吹き開かれ、認識されるであろうように、 一次的シールを形成させるために十分な力は生成されない。 高い圧力が安定時バランス直径の半径方向内側へと延びているような、図示さ れていない諸実施形態においては、第１の二次的シールの等価のＯリングが、安 定時バランス直径の半径方向外側にある部分の中のチャンネル内に位置していれ ばよい。この場合には、Ｏリングの摩擦係合は、実際のバランス直径を増大させ ようとし、そのことは、一次的シールにおいて生成される閉じの力を増大させよ うとする。 この図示された実施形態は、チャンネル２１の中にあるＯリング２０を示して いる。これは、チャンネル２１の低圧側上での、例えばテフロンでできたバック アップリングによって補足されていてよい。 なお、もう一つの二次的シールが、シール要素１４の背面とプッシャースリー ブ１７の半径方向に延びた脚の間に形成されている。Ｏリング２４が、プッシャ ースリーブ１７の中に形成された（代案として、シール要素１４の背面に形成さ れてもよいはず）チヤンネル２５の中に位置している。このチャンネル２５は半 鳩尾状のチャンネルである。チャンネル２５のこの形は、機械の急激な減圧、ま たはその他の過渡的状態の間にＯリング２４がチャンネル２５から吹き出される ことにつながるような、チャンネル２５内における圧力の蓄積を阻止する。チャ ンネル２５のこの形は、同様に位置された二次的シールを用いている、すべての シャフトシールのハウジングの中で、有利に用いられ得るはずである。 もちろん、チャンネルの標準的設計（図示せず）が、さらにある二次的シール のために用いられ得るはずであるが、それは望ましくない。 図４ａと４ｂにおいて示された選択され得るシール手段は、図示された諸実施 形態においてＯリングが用いられているすべての他の箇所においても用いられ得 るはずである。図４ｂにおいて示された、ばねの力を付加されたテフロン製のＵ 字タイプのシールは、減圧の間におけるそれの良好な挙動の故に、しはしば用い られる。 以上で述べたように、タンデム型のシール１は、第２のシール１が第１のシー ルへのバックアップとして働くように、シャフト２に沿って用いられる。必要な らば、一つまたはより多くの、さらなるシールがシャフトに沿って設けられても よいはずである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年５月１日 【補正内容】 上で示されている）の半径方向内側の端で生成される。見えているように、線ａ で示された安定な運転状態でのその圧力は、開き用圧力に対応するｆにおける圧 力より大きい。この安定した状態のためのバランス直径が線ｅとして示されてい る。 線ｂは、本発明の図示であるが、機械のスタートアップの間の圧力プロフィル を示している。バランス直径が減少するので線ｂで示された閉じの力は、線ａの 安定運転圧力よりも高い。何故ならば、シールリング１０とシール要素１４の間 の距離が、より小さいからである。その故にシールは、Ｏリング２０の摩擦係合 とは関係なしに、それの安定な運転状態へと追い込まれる。 線ｃは、Ｏリングがスティックし、スタートアップ時に生成されるバランス直 径を増大させるという、従来技術の場合を図示している。閉じの力が開く力（Ｈ ．Ｐ．）に打ち勝つことはないから、シールは吹き開かれ、認識されるであろう ように、一次的シールを形成させるために十分な力は生成されない。 高い圧力が安定時バランス直径の半径方向内側へと延びているような、図示さ れていない諸実施形態においては、第１の二次的シールの等価のＯリングが、安 定時バランス直径の半径方向外側にある部分の中のチャンネル内に位置していれ ばよい。この場合には、 請求の範囲 １．そのシールリングは、シャフトの回りに適合装着ための内側スリーブ上に 取り付けられている、回転するシールリングと直列に並んだシール要素を含んだ シャフトシールであって、スリーブの内側から外側に向けてシールリングの中へ と延びているソケットと、シールリングをスリーブ上において軸方向にも回転方 向にもしっかりとロックするためにそのソケットの中に装着されるに適したロッ ク用部材とを有する、シャフトシール。 ２．シールリングと、シャフトスリーブと、ロック用部材とを含んだシャフト シールに装着されるべく揃えられた１組のアレンジメントであって、シールリン グが、内側スリーブの回りに、シャフトスリーブの内側から外側に向けてシール リングの中へと延びているソケットと、シールリングを内側スリーブ上において 軸方向にも回転方向にもしっかりとロックするためにそのソケットの中に装着さ れるロック用部材を伴って装着されるに適している、アレンジメント。 ３．ソケットが内側スリーブを完全に貫通している、請求項１または２記載の シャフトシールまたはアレンジメント。 ４．ロック用部材によるロックを確実にするためにシールリングと内側スリー ブが一緒に固定されるときに、ソケットが、それらシールリングと内側スリーブ を通して形成される、請求項１または２記載のシャフトシールまたはアレンジメ ント。 ５．ロック用部材が半径方向の面内で半月形の断面を有している、請求項１か ら４のいずれか１項に記載のシャフトシールまたはアレンジメント。 ６．内側スリーブが、半径方向外側へと延びたフランジ部分を含んでいるが、 そのフランジ部分の外側から軸方向に延びるシュラウド部分を含んではいない、 請求項１から５のいずれか１項に記載のシャフトシールまたはアレンジメント。 ７．シャフトシールが、回転シールリングと同軸に取り付けられたシール要素 を含んでいることにより、それらの相対する面の間において一次的シールを形成 していて、それにより、高圧の半径方向側から低圧の半径方向側へとその一次シ ールを経て流れる流体を実質的に阻止しており、シール要素は、そのシール要素 に接続されたプッシャースリーブとシールハウジングの間で働いている片寄せ手 段によって、軸方向に、回転するリングの方へと押されており、プッシャースリ ーブとシールハウジングの間では、なお、低圧の半径方向側の部分において、二 次的スリーブが形成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載のシャフ トシールまたはアレンジメント。 ８．シャフトシールが非接触型シールである、請求項７記載のシャフトシール またはアレンジメント。 ９．高圧の半径方向側が外側の半径方向側であり、チャンネルはプッシャース リーブ上に形成されている、請求項７または８に記載のシャフトシールまたはア レンジメント。 １０．さらに、一つのＯリングによって生成されたもう一つのシールを含んで いて、前記Ｏリングは、プッシャースリーブとシール要素の間に位置し、もう一 つのシールのＯリングは、半鳩尾状のチャンネルの中に位置している、請求項７ から９のいずれか１項に記載のシャフトシールまたはアレンジメント。 １１．シールにおいて、高圧側でシールにガスが注入され、そして／または、 低圧側が大気に放出されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載のシャ フトシールまたはアレンジメント。 １２．請求項１から１１のいずれか１項に記載のシャフトシールまたはアレン ジメントを含んだターボ機械またはその他の加圧機械。 １３．上述において添付の図面を参照しつつ説明され、そして図示されたシャ フトシール。 １４．上述において添付の図面を参照しつつ説明され、そして図示されたアレ ンジメント。 【図１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．シャフトの回りに適合装着のための内側スリーブ上に取り付けられている 、回転するシールリングと直列に並んだシール要素を含んだシャフトシールであ って、スリーブの内側から外側に向けてシールリングの中へと延びているソケッ トと、シールリングをスリーブ上において軸方向にも回転方向にもしっかりとロ ックするためにそのソケットの中に装着されるに適したロック用部材とを有する シャフトシール。 ２．シールリングと、シャフトスリーブと、ロック用部材とを含んだシャフト シールに適合装着されるための１組のアレンジメントであって、シャフト部材が シャフトスリーブの回りに適合装着されていることによって、シャフトスリーブ の内側から外側に向けてシールリングの中へと延びているソケットと、シールリ ングを内側スリーブ上において軸方向にも回転方向にもしっかりとロックするた めにそのソケットの中に装着されるロック用部材とが限定されている、アレンジ メント。 ３．ソケットが内側スリーブを完全に貫通している、請求項１または２記載の シャフトシールまたはアレンジメント。 ４．ロック用部材によるロックを確実にするためにリングとスリーブが一緒に 固定されるときに、ソケットが、それらリングとスリーブを通して形成される、 請求項１または２記載のシャフトシールまたはアレンジメント。 ５．ロック用部材が半月形である、請求項１から４のいずれか１項に記載のシ ャフトシールまたはアレンジメント。 ６．内側スリーブが、半径方向外側へと延びたフランジ部分を含んでいるが、 そのフランジ部分の外側から軸方向に延びるシュラウド部分を含んではいない、 請求項１から５のいずれか１項に記載のシャフトシールまたはアレンジメント。 ７．シャフトシールが、回転シールリングと同軸に取り付けられたシール要素 を含んでいることにより、それらの相対する面の間において一次的シールを形成 していて、それにより、高圧の半径方向側から低圧の半径方向側へとその一次シ ールを経て流れる流体を実質的に阻止しており、シール要素は、そのシール要素 に接続されたプッシャースリーブとシールハウジングとの間で働いている片寄せ 手段によって、軸方向に、回転するリングの方へと押されており、プッシャース リーブとシールハウジングの間では、なお、低圧の半径方向側の部分において、 二次的スリーブが形成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載のシャ フトシールまたはアレンジメント。 ８．シャフトシールが非接触型シールである、請求項７記載のシャフトシール またはアレンジメント。 ９．高圧の半径方向側が外側の半径方向側であり、チャンネルはプッシャース リーブ上に形成されている、請求項７または８に記載のシャフトシールまたはア レンジメント。 １０．さらに、プッシャースリーブとシール要素の間にあるＯリングによって 生成された、もう一つのシールを含んでいて、そのもう一つのシールのＯリング は、半鳩尾状のチャンネルの中に位置している、請求項７から９のいずれか１項 に記載のシャフトシールまたはアレンジメント。 １１．シールの高圧側でシールにガスが注入され、そして／または、低圧側は 大気に放出されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載のシャフトシー ルまたはアレンジメント。 １２．請求項１から１１のいずれか１項に記載のシャフトシールまたはアレン ジメントを含んだターボ機械またはその他の加圧機械。 １３．上述において添付の図面を参照しつつ説明され、そして図示されたシャ フトシール。 １４．上述において添付の図面を参照しつつ説明され、そして図示されたアレ ンジメント。