JPS59115432A - ガスタ−ビンエンジンの軸受コンパ−トメント用シ−ル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスタービンエンジンに係り、更に詳細には
ガスタービンエンジンの軸受コンパートメント用シール
装置に係る。

ツインスプールタービン型のパワープラントに於ては、
回転軸の一方を支持する軸受を収容する軸受コンパート
メントをシールすべくツノ−ボンシールを使用すること
が一般に行われている。一般にシールプレートが一方の
回転軸に取付けられ、シールプレートに係合するカーボ
ンシールが他方の回転軸に回転可能に接続される。また
カーボンシールをそれと共働するシールプレートに対し
押圧する手段が設けられている。従来のシール装置に於
ては、ラビリンス型のシールが軸受コンパ−トメントに
近接して配置されており、これにより主要イにカーボン
シールを支持する機構に於て流体の漏洩が生じた場合に
も、ラビリンスシールが流体の漏洩を最小限に抑えて、
軸受コンパートメントよりエンジンの過酷な環境内へオ
イルが漏洩したり逆に■ニンジンの過酷な環境より軸受
コンパートメントへ高温のガスが漏洩したりすることに
より火災が生じることを防止するになっている。

本願発明者は、シール要素として機０ヒするベローズに
てカーボンシールを付勢する必要があるシール装置に於
ては、リング型のシールを組込むことによって満足し得
るバックアップシールを達成することができ、従ってよ
り一層複雑で高価なラビリンスシールを排除し１りるこ
とを見出した。リング型のバックアップシールはカーボ
ンシールに対し軸線方向に旧カーボンシールより半径方
向外方に配置され、ベローズが破損し流体の漏洩が生じ
た場合にはある所定量の漏洩を許す。

主要なカーボンシールの回転を防止すべく回転防止ラグ
を使用することも考慮されている。

本発明の目的は、ガスタービンエンジンの軸受コンパー
トメント用の改良されたバックアップシール装置を提供
づることである。

本発明の一つの特徴は、回転するシールア１ノートに対
しベローズｔこｊ；り押圧された回転づるカーボンシー
ルに加えて、該カーボンシールに対し軸線方向に且カー
ボンシールより半径方向外方に配置されたシールリング
が組込まれているということである。カーボンシールは
ベローズが破損した場合には圧力平衡が取られた状態に
て閉じられ、回転防止ラグは主要なカーボンシールがシ
ールプレートにより回転駆動されることによって回転す
ることを防止する。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

添付の図はツインスプール９１１ガスタービンエンジン
の高速回転軸（エンジンの中心線△の周りに回転する）
に適宜に接続されたシールプレート１０の一部を示して
いる。本発明が組込まれるに適した型式のガスタービン
エンジンの一例は、本願出願人であるユナイデツド・チ
クノロシーズ・コーポレイションのＰ　ｒａｔｔ　　＆
　　Ｗｈｉｔｎｅｖ　　Ａ　１ｒｃｒａ　ｆ　ｔ　　ｄ
　ｉ　ｖ　ｉ　ｓ　ｉ　ｏ　ｎにより製造されているＪ
Ｔ９Ｄである。シールプレート１０のシール面１２はカ
ーボンシール１６の共働する面１４と密に接触している
。カーボンシール１６は符同１８にて示された軸受コン
パートメント（その内部の圧力は比較的低い）の主要な
シールとして機能する。図には示されていないが適宜に
包囲された軸受コンバートメンｌ〜１８は、図には示さ
れていないがその内部に設置された軸受を潤滑し且冷即
するために使用されるオイルを貯容している。主要なカ
ーボンシール１６の目的は、エンジン内に於て火災が生
じることを回避すべく、軸受コンパートメントよりオイ
ルが漏出すること又は高圧の高温ガスが軸受コンパート
メント内へ漏洩することを防止することである。

カーボンシール１６はリング形に形成されており、内周
部にタブ２２を有する環状部材２ｏに支持されている１
、タブ２２は低速回転軸２６に剛固５− に接続された環状の断面１−字形の部材２５に軸線に沿
って形成されたスプライン２４と係合している。周知の
如く、高速回転軸は高圧］ンプレッサ及び高温タービン
を担持しており、低速回転軸は低圧コンプレッサ及び低
温タービンを担持しており、従ってかかる型式のエンジ
ンはツインスプール型エンジンと呼ばれる。環状部材２
５はそれと同心に配置されたリング部材２８により回転
駆動される。スプライン装置３０はリング部＋７１２８
を回転駆動し、従って環状部材２５、カーボンシール１
６、及び符号３２にて全体的に示されたベローズ組立体
を回転駆動する。

ベローズ組立体３２は外縁部３８及び内縁部４０にて互
に溶接された一１数個の渦巻状要素３６にて形成された
ベローズ３４を含んでいる。ベローズ３４の一端はカー
ボンシール１６を支持する環状部材２０と一体に形成さ
れたアーム４２に支持されており、ベローズ３４の他端
／１４は環状部材２５の半径方向に延在するアーム５０
に隣接して装着されたディスク４８に固定されている。

かく−〇− してカーボンシールを支持する環状部材２０は図にて左
方へ付勢されており、これによりカーボンシール１６の
面１４はシールプレート１０のシール面１２に対し押圧
されており、これにより実質的に流体の漏洩のないシー
ルが形成されている。

タブ２２は周縁方向の運動を制限しつつ軸線方向に運動
可能である。このことにより高速度にて回転するシール
プレートが環状部材２０を回転駆動することが可能にな
っている。

本発明によれば、バックアップシールがカーボンシール
１６に対し軸線方向に目カーボンシール１６より半径方
向外方に配置されている。バックアップシールはリング
部材２８に形成された直立状のアーム５２とリング部材
２８に支持されたトルクを伝達しない部材５４との間に
介装されたピストンリング型のリングシール５１を含ん
でいるリングシール５１はその内周部が環状部材２０の
外周面に当接するような大きさにて形成されており、ま
たある所定量の流体の１ＰＩ２を許すようになっており
、これにより流体の漏洩が生じた場合には高圧側よりタ
ブ２２を通過してベローズ３４内へまた環状部材２０の
外周面と接触づる点に於てリングシール５１を通過する
ごく小さい流体経路が形成されるようになっている。

上述の如き構成によれば、主要なカーボンシール１６は
ベローズが破損した場合には圧力平衡によりその閉位置
、即ちシール位置にもたらされる。

本発明によれば、熱の発生量をかなり低くすることがで
き、またベローズに単純なバックアップシールを与えつ
つベローズシールの空気の漏洩をＩ制御することができ
る。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であること
は当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

添付の図は本発明によるシール装置の一つの実施例を示
す部分断面図である。 １０・・・シールプレート、１２・・・シール面、１４
・・・而、１Ｇ・・・カーボンシール、１８・・・軸受
コンパートメント、２０・・・環状部材、２２・・・タ
ブ、２４・・・スプラ・イン、２５・・・環状部材、２
６・・・低速回転軸、２８・・・リング部材、３０・・
・スプライン装置。 ３４・・・ベローズ、３６・・・螺旋状要素、３８・・
・外縁部、４０・・・内縁部、４２・・・アーム、４４
・・・他端。 ４Ｂ・・・ディスク、５０・・・アーム、５１・・・リ
ングシール、５２・・・アーム 特許出願人　　ユナイテッド・チクノロシーズ・］−ボ
レイション 代　　即　　人　　　弁　　理　　士　　　　明　　石
　　昌　　毅９−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ツインスプール型ガスタービンエンジンの軸受コンパー
   トメント用シール装置にして、第一の速僚にて回転する
   シールプレートと、シール関係にて前記シールプレート
   に当接する而を有し前記第一の速度に対し相対的に第二
   の速度にて回転する環状のカーボンシールと、前記カー
   ボンシールを担持し軸線方向の運動を許寸回転防ＩＩニ
   タブを有する第−及び第二の環状部材を含む環状の支持
   手段と、前記第二の環状部材より隔置されてこれと同心
   に配置され前記第二の環状部材と共働して環状キャビテ
   ィを郭定するスリーブと、前記環状キャビアイ内に配置
   され一端にて前記第一の環状部材に当接して前記カーボ
   ンシールを前記シールプレー１〜に対し押圧するベロー
   ズと、前記カーボンシールと前記ベローズとの間に配置
   され前記カーボンシールに対し＠線方向に目前記カーボ
   ンシールより半径方向外方に配置されたバックアップシ
   ールと、前記カーボンシール、前記べｌ−１−ズ、前記
   バックアップシールに対し回転運動を伝達づべくこれら
   を前記スプールの一方に接続づ−る取付は手段とを含む
   シール装置。