JPS5821147B2 - シ−ルソウチ - Google Patents
シ−ルソウチInfo
- Publication number
- JPS5821147B2 JPS5821147B2 JP50056668A JP5666875A JPS5821147B2 JP S5821147 B2 JPS5821147 B2 JP S5821147B2 JP 50056668 A JP50056668 A JP 50056668A JP 5666875 A JP5666875 A JP 5666875A JP S5821147 B2 JPS5821147 B2 JP S5821147B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seal
- housing
- shaft
- rotor shaft
- biasing
- 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
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/18—Lubricating arrangements
- F01D25/183—Sealing means
- F01D25/186—Sealing means for sliding contact bearing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はターボ機械用の改良型シール装置に関する。
特に本発明は流体圧に応答してターボ機械ロータ及びハ
ウジングを有する流体シール並に附加的なシャフト支持
を提供し、実際により高い臨;異速度を与えるためにロ
ータシャフトを硬化させる改良型シール装置に係る。
ウジングを有する流体シール並に附加的なシャフト支持
を提供し、実際により高い臨;異速度を与えるためにロ
ータシャフトを硬化させる改良型シール装置に係る。
ターボ機械に複数のステージを設けようという要求によ
り比較的長いロータが使用されていた。
り比較的長いロータが使用されていた。
かかるターボ機械においてはその機械の回転部分の慣性
を減少させるためシャフト径をできる限り小さくするこ
とが望ましく、多段機械に比較的長いシャフトを用いる
と、比較的長い可撓性シャフトの下で誘起される振動に
よりかなりの難点が招来される。
を減少させるためシャフト径をできる限り小さくするこ
とが望ましく、多段機械に比較的長いシャフトを用いる
と、比較的長い可撓性シャフトの下で誘起される振動に
よりかなりの難点が招来される。
明らかに、回転速度がシャフトの種々)の臨界速度を通
るように振動を減少させるためシャフトの硬さを保持す
る必要がある。
るように振動を減少させるためシャフトの硬さを保持す
る必要がある。
今日の高シャフト動作速度に鑑みて、できるだけ臨界速
度を増大させることが強く望まれている。
度を増大させることが強く望まれている。
更に問題を複雑にしているのはターボ機械においてはシ
ャフトハウジングの各端に配置されているベアリング間
にシャフト支持ベアリングを設置することが通常実際的
でないことである。
ャフトハウジングの各端に配置されているベアリング間
にシャフト支持ベアリングを設置することが通常実際的
でないことである。
ハウジングとシール間での摩擦係合が生じるようにハウ
ジングに対する圧力をうけている流体によって偏倚力を
うけているシールの使用によってシャフトの硬さがある
程度増大できることが発見された。
ジングに対する圧力をうけている流体によって偏倚力を
うけているシールの使用によってシャフトの硬さがある
程度増大できることが発見された。
かかる力はその圧力によって生じる摩擦力を超過する迄
シャフトが回転されるに従いシャフトの横又は半径方向
の動きに抵抗する。
シャフトが回転されるに従いシャフトの横又は半径方向
の動きに抵抗する。
本発明はシールを半径方向に偏倚させて所定方向にシャ
フト上に半径方向の力を与える装置の使用により、シー
ルとして効果的に作用し且つより確実な仕方においてシ
ャフトに附加的な硬さを与えるような改良型シールを提
供する。
フト上に半径方向の力を与える装置の使用により、シー
ルとして効果的に作用し且つより確実な仕方においてシ
ャフトに附加的な硬さを与えるような改良型シールを提
供する。
本発明の前記目的及び効果は本発明の改良型シールによ
って達成される。
って達成される。
本シールはハウジングこのハウジング内に軸支されたシ
ャフト及び流体圧印加装置を有するターボ機械において
有用である。
ャフト及び流体圧印加装置を有するターボ機械において
有用である。
本シールはシャフトを囲むサークル内に置かれ一般にロ
ータシャフトに平行な縦軸、一般にこの軸に垂直に配置
されている本体上の第1及び第2端及び回転可能かつシ
ール可能にロータシャフトを受けるシールの端を介して
延長している穴を有する環状シール体を有する。
ータシャフトに平行な縦軸、一般にこの軸に垂直に配置
されている本体上の第1及び第2端及び回転可能かつシ
ール可能にロータシャフトを受けるシールの端を介して
延長している穴を有する環状シール体を有する。
一つの表面が、封止的かつ摩擦的にハウジングと係合す
る本体の第1端に設けられる。
る本体の第1端に設けられる。
シール体はハウジング内において圧力流体に露出されて
おり、本シールはこれによってハウジングの半径方向面
に向って軸方向に偏倚されていて、流体圧に応答してシ
ールを所定半径方向に偏倚させるため偏倚装置がシール
体上に設けられている。
おり、本シールはこれによってハウジングの半径方向面
に向って軸方向に偏倚されていて、流体圧に応答してシ
ールを所定半径方向に偏倚させるため偏倚装置がシール
体上に設けられている。
これによりシールは安定化され、再生可能なバイアスを
生じる。
生じる。
・第1図においてターボ機械10は本発明
のシール12を内蔵している。
のシール12を内蔵している。
ただ1個のシール12が図示されているがシャフト16
の他端に附加的シール12が設けられている。
の他端に附加的シール12が設けられている。
ターボ機械10はそこに軸支されたロータシャフト16
を有するハウ。
を有するハウ。
ジング14を有する。
第1図は部分断面図であって、シャフト16によって支
持されるロータも、ハウジング14内でシャフト16を
支持するベアリングも図示していない。
持されるロータも、ハウジング14内でシャフト16を
支持するベアリングも図示していない。
ハウジング14は中空で半径方向に配置された、面20
を与える空胴18を有する。
を与える空胴18を有する。
製造及び組立のために、ハウジング14は多数の部品か
ら成る。
ら成る。
種々の部品に図面では番号を附していない。
ハウジング14を介して流体、通常は封止流体を圧入又
は後述する目的でハウジング14から空胴18;への流
通を滑らかにする通路22が延長している。
は後述する目的でハウジング14から空胴18;への流
通を滑らかにする通路22が延長している。
シール12はハウジング14内でラジアル面20に近接
している第1端26及び空胴18内に配置されている第
2端28を有する。
している第1端26及び空胴18内に配置されている第
2端28を有する。
本体24内の穴30はロータシャフト16に対して回転
しシ・−ルする関係においてロータシャフト16を囲み
端26及び28を介して延長している。
しシ・−ルする関係においてロータシャフト16を囲み
端26及び28を介して延長している。
本体24の穴30内には本体24を介して延長している
通路34及び36を経由して空胴18と連絡している凹
部32が設けられている。
通路34及び36を経由して空胴18と連絡している凹
部32が設けられている。
第2図に示す如く凹部32は一般に弧状となっていて本
体24の内周の一部のみに沿って延長している。
体24の内周の一部のみに沿って延長している。
四部32は穴30とは異なる径と中心線を有する円の外
周によって形成されている。
周によって形成されている。
ハウジング14の空胴18に与えられる流体圧はシャフ
ト16に対し半径方向にシールを偏倚する四部32内の
本体24に力を与えるように、通路34及び36を介し
て凹部32に入る。
ト16に対し半径方向にシールを偏倚する四部32内の
本体24に力を与えるように、通路34及び36を介し
て凹部32に入る。
再び本体24の第1端26に言及する。
ノzr’)ジング14の面20に封止的かつ摩擦的に係
合している軸方向に突出している1対の環状フランジ3
8がある。
合している軸方向に突出している1対の環状フランジ3
8がある。
フランジ38と面20との封止的係合に鑑みて空胴18
内の圧力流体に与えられる差動領域が本体24上に作ら
れる。
内の圧力流体に与えられる差動領域が本体24上に作ら
れる。
差動領域の効果として空胴18内の流体はシール12に
よりフランジ38を面20と係合するように軸方向に偏
倚させる偏倚力を本体24に与える。
よりフランジ38を面20と係合するように軸方向に偏
倚させる偏倚力を本体24に与える。
その力の大きさは圧力を変えるか又はフランジ38の位
置を変えることによって変化できる。
置を変えることによって変化できる。
位置決めピン40はシール12とハウジング14間の相
対的回転を防ぐため本体24とハウジング14間に延長
している。
対的回転を防ぐため本体24とハウジング14間に延長
している。
ピン40は凹部32が半径方向の偏倚力を所定方向に与
えるようにおかれる如く配置される。
えるようにおかれる如く配置される。
空胴からの圧力流体の漏洩を防ぐため、回転的かつ封止
的にロータシャフト16をうける第2即ち内部環状シー
ル42が設けられている。
的にロータシャフト16をうける第2即ち内部環状シー
ル42が設けられている。
シール42の外面を通る漏洩はシール42とシールする
ように係合する如くハウジング14内におかれているオ
ーリング44によって防止される。
ように係合する如くハウジング14内におかれているオ
ーリング44によって防止される。
前述した如くロータシャフト16はロータ(図示せず)
を備えておりハウジング14の各端におかれているベア
リング(図示せず)によって軸支されている。
を備えておりハウジング14の各端におかれているベア
リング(図示せず)によって軸支されている。
シャフト16が回転するに従いそれはシャフト及びロー
タの質量に応じて半径方向に曲がるようになり、かかる
撓みはシャフト16の速度の増加に従いシャフト16の
種々の臨界速度が許容されるように種々の態様で生じる
。
タの質量に応じて半径方向に曲がるようになり、かかる
撓みはシャフト16の速度の増加に従いシャフト16の
種々の臨界速度が許容されるように種々の態様で生じる
。
シャフト16の臨界速度を増大させるために圧力流体が
空胴18内に与えられ本体24の端に作用してシール1
2をしっかりとシールさせハウジング14の面20と摩
擦係合させる。
空胴18内に与えられ本体24の端に作用してシール1
2をしっかりとシールさせハウジング14の面20と摩
擦係合させる。
シール12はシャフト16が摩擦力に打ち勝ちかつシー
ル24を面20に対して移動せしめるに充分な力を発生
するまでかかる力によって相対的に固定された位置に保
持される。
ル24を面20に対して移動せしめるに充分な力を発生
するまでかかる力によって相対的に固定された位置に保
持される。
前述した如く半径方向の力ばかりでなく摩擦力は空胴1
8内の流体圧を変えることによって変化できる。
8内の流体圧を変えることによって変化できる。
従ってもしシャフト作動速度において比較的強い振動力
が生ずることが予想されるならば、摩擦力及び半径方向
力を大きくするように圧力を増大させ、シャフト16を
硬化させてシャフトの臨界速度を上げるようにすること
ができる。
が生ずることが予想されるならば、摩擦力及び半径方向
力を大きくするように圧力を増大させ、シャフト16を
硬化させてシャフトの臨界速度を上げるようにすること
ができる。
シール12はシャフト16を支持するベアリング内に配
置されるので、シャフト16には、シール12によって
働らく力により附加的な硬さが与えられる。
置されるので、シャフト16には、シール12によって
働らく力により附加的な硬さが与えられる。
半径方向に偏倚されていないシールについて行なわれた
一連の試験においては、シャフトの硬化という効果は得
られるが、成績は幾分予測し得ないものであることがわ
かった。
一連の試験においては、シャフトの硬化という効果は得
られるが、成績は幾分予測し得ないものであることがわ
かった。
従って圧力流体18によって生ずる半径方向の力により
シール12に凹部32を附加することによりシール12
には所定の半径方向に力がかかるので、シール12によ
ってシャフト16に与えられる半径方向の力は負荷のか
け方を安定させて予想し得る効果を生じさせる。
シール12に凹部32を附加することによりシール12
には所定の半径方向に力がかかるので、シール12によ
ってシャフト16に与えられる半径方向の力は負荷のか
け方を安定させて予想し得る効果を生じさせる。
第3図は環状シール50の他の実施例を示す。
シール50は前述した12の代りにターボ機械10で使
用できる。
用できる。
第3図及び第4図に示すようにシール50は端54上の
環状の軸方向に延長しているフランジ56及び第2端5
8を有するシール体52を備えている。
環状の軸方向に延長しているフランジ56及び第2端5
8を有するシール体52を備えている。
穴60は端54及び58に交叉するシール体52を介し
て延長している。
て延長している。
穴60はシャフト16を回転的かつ封止的にうけるよう
な大きさとなっている。
な大きさとなっている。
オーリング叉は同様なシール62がシール体52の外周
に形成された溝64におかれている。
に形成された溝64におかれている。
シール62はシール50がターボ機械10に設置された
時ハウジング14に封止的に係合する大きさとなってい
る。
時ハウジング14に封止的に係合する大きさとなってい
る。
図示したようにシール62はシール50の周囲の小領域
を分離している。
を分離している。
分離領域は通路66によってターボ機械10内の低圧領
域に通じている。
域に通じている。
分離領域への低圧力の印加により空胴18内の圧力流体
によってシール50を第3図及び第4図に示す如く上方
に偏倚せしめる。
によってシール50を第3図及び第4図に示す如く上方
に偏倚せしめる。
位置決めピン68はシール52内にあってシール50が
ターボ機械10に設置される時本体52とハウジング1
4間の相対的回転を防ぐ機能がある。
ターボ機械10に設置される時本体52とハウジング1
4間の相対的回転を防ぐ機能がある。
ピン68は偏倚力の方向を所定かつ所望方向に向けるた
めに所望の場所におくことができる。
めに所望の場所におくことができる。
第3及び第4図に示す実施例の動作はターボ機械10!
こ設置された時シール12に関して述べた如く杢質的に
同じ結果を与える。
こ設置された時シール12に関して述べた如く杢質的に
同じ結果を与える。
上述したように本発明の改良型ターボ機械シールはター
ボ機械のロータシャフトを硬化させる装置を提供する。
ボ機械のロータシャフトを硬化させる装置を提供する。
本発明の改良型シールはシャフトを硬化させるだけでな
くまた半径方向の力を所定方向に与えることができるの
で予想可能な結果を与える。
くまた半径方向の力を所定方向に与えることができるの
で予想可能な結果を与える。
第1図は本発明の改良型シールを有するターボ機械の部
分断面図、第2図は第1図の線2−2に沿ってとられた
断面図、第3図は本発明のシールの他の実施例の端面図
、第4図は第3図の線4−4に沿ってとられた第3図の
シールの断面図である。 □ 10・・・・・・ターボ機械、12・・・・・・シ
ール、14・・・・・・ハウジング、16・・・・・・
ロータシャフト、18・・・・・・空胴、20・・・・
・・半径面、22・・・・・・通路、24・・・・・・
本体、26.28・・・・・・端、30・・・・・・穴
、32・・・・・・凹部。
分断面図、第2図は第1図の線2−2に沿ってとられた
断面図、第3図は本発明のシールの他の実施例の端面図
、第4図は第3図の線4−4に沿ってとられた第3図の
シールの断面図である。 □ 10・・・・・・ターボ機械、12・・・・・・シ
ール、14・・・・・・ハウジング、16・・・・・・
ロータシャフト、18・・・・・・空胴、20・・・・
・・半径面、22・・・・・・通路、24・・・・・・
本体、26.28・・・・・・端、30・・・・・・穴
、32・・・・・・凹部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 内部半径面を有する中空ハウジング、ハウジング内
に圧力流体を分配する装置、ハウジング内に軸支された
ロータシャフト及びハウジング内に配置された環状シー
ル体を備えたターボ機械等のための改良型シール装置に
おいて、 (イ)ロータシャフトに一般に平行な縦軸と、(ロ)上
記軸に一般に垂直に配置された第1及び第2端と、 (ハ)上記ロータシャフトを回転的かつ封止的にうける
ための、前記端を介して延長する穴と、に)前記ハウジ
ングの半径面に封止的かつ摩擦的に係合する前記第1端
上の面、 とを有し、前記第2端は圧力流体に露出されていて前記
シールがハウジングの半径方向面に向って軸方向に偏倚
されており、さらに前記本体上の偏倚手段であって、圧
力流体に応答して前記シールを半径方向に偏倚せしめる
偏倚手段を有し、それによって前記シールを安定化して
再生可能な封止及び偏倚結果を生じさせるようにする改
良型シール装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US469561A US3915459A (en) | 1974-05-13 | 1974-05-13 | Turbo-machinery seal |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS50155862A JPS50155862A (ja) | 1975-12-16 |
JPS5821147B2 true JPS5821147B2 (ja) | 1983-04-27 |
Family
ID=23864241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50056668A Expired JPS5821147B2 (ja) | 1974-05-13 | 1975-05-13 | シ−ルソウチ |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3915459A (ja) |
JP (1) | JPS5821147B2 (ja) |
BE (1) | BE828957A (ja) |
CA (1) | CA1025900A (ja) |
CH (1) | CH585866A5 (ja) |
DE (1) | DE2519689C2 (ja) |
FR (1) | FR2271466B1 (ja) |
GB (1) | GB1464335A (ja) |
IN (1) | IN144545B (ja) |
IT (1) | IT1035620B (ja) |
NL (1) | NL7505378A (ja) |
NO (1) | NO149252C (ja) |
SE (1) | SE419791B (ja) |
Families Citing this family (17)
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JPH0660692B2 (ja) * | 1986-02-27 | 1994-08-10 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械のシ−ル装置 |
DE3607703A1 (de) * | 1986-03-10 | 1987-09-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Dichtungsanordnung fuer eine fluessigkeitsgetriebene rotations-antriebsmaschine |
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DE19841830A1 (de) * | 1998-09-12 | 2000-04-06 | Haenchen Kg Herbert | Reibungsarme Dichtung |
DE102005055942B4 (de) * | 2005-11-24 | 2008-06-12 | Sensoplan Aktiengesellschaft | Abdichtvorrichtung |
US7857319B2 (en) * | 2006-06-08 | 2010-12-28 | John Crane Inc. | Mechanical seal with banded ring |
DE102008009824A1 (de) * | 2008-02-19 | 2009-08-20 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Dichtungsanordnung für eine Gasturbine |
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DE112016002058T5 (de) * | 2015-05-04 | 2018-01-18 | Trelleborg Sealing Solutions Us, Inc. | Dichtungsanordnung für eine sterile umgebung |
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ES2930481T3 (es) * | 2019-01-29 | 2022-12-13 | Hoerbiger Wien Gmbh | Anillo de empaquetadura con aberturas de descarga |
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-
1974
- 1974-05-13 US US469561A patent/US3915459A/en not_active Expired - Lifetime
-
1975
- 1975-04-22 CA CA225,145A patent/CA1025900A/en not_active Expired
- 1975-04-22 IN IN815/CAL/1975A patent/IN144545B/en unknown
- 1975-04-30 DE DE2519689A patent/DE2519689C2/de not_active Expired
- 1975-05-02 GB GB1848675A patent/GB1464335A/en not_active Expired
- 1975-05-05 IT IT49443/75A patent/IT1035620B/it active
- 1975-05-07 CH CH590975A patent/CH585866A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1975-05-07 NL NL7505378A patent/NL7505378A/xx not_active Application Discontinuation
- 1975-05-09 FR FR7514531A patent/FR2271466B1/fr not_active Expired
- 1975-05-12 SE SE7505415A patent/SE419791B/xx unknown
- 1975-05-12 BE BE156254A patent/BE828957A/xx not_active IP Right Cessation
- 1975-05-12 NO NO751677A patent/NO149252C/no unknown
- 1975-05-13 JP JP50056668A patent/JPS5821147B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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