JPS61108808A - 軸受のシ−ル構造 - Google Patents
軸受のシ−ル構造Info
- Publication number
- JPS61108808A JPS61108808A JP59228985A JP22898584A JPS61108808A JP S61108808 A JPS61108808 A JP S61108808A JP 59228985 A JP59228985 A JP 59228985A JP 22898584 A JP22898584 A JP 22898584A JP S61108808 A JPS61108808 A JP S61108808A
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- JP
- Japan
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- seal ring
- rotor
- spring
- air
- bearing
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- Pending
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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
- F16J15/445—Free-space packings with means for adjusting the clearance
-
- 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
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は軸受シール構造に係り、特にガスタービンの軸
受部分に好適なように改良したシール構造に関するもの
である。
受部分に好適なように改良したシール構造に関するもの
である。
ガスタービンに使用される軸受は、高温雰囲気中で使用
されるという制約上、潤滑油のシールには高い信頼性が
要求される。
されるという制約上、潤滑油のシールには高い信頼性が
要求される。
第３図にガスタービンで使用される従来の軸受の構造例
を示す。
を示す。
軸受メタル１の周囲部に供給された潤滑油は。
外側に洩れ出ない様に、シールリング２によりシールさ
れる。さらにその外側のシールリング３によつり、高温
空気と遮断される。シールリング２はロータ４とある間
隙を持たせて取付けられる。
れる。さらにその外側のシールリング３によつり、高温
空気と遮断される。シールリング２はロータ４とある間
隙を持たせて取付けられる。
０−０はロータ４の中心軸である。
上記のシールリング２によるシール効果を向上させるた
め、当該ガスタービンのエアーコンプレッサの中間段落
から抽気した圧力空気ＡＩＲをシールリング２に導入し
、該シールリング２がローた４に対向している面から噴
出させる構造になっている。
め、当該ガスタービンのエアーコンプレッサの中間段落
から抽気した圧力空気ＡＩＲをシールリング２に導入し
、該シールリング２がローた４に対向している面から噴
出させる構造になっている。
第４図は軸受シールリング２まわりの拡大図を示す、潤
滑油シール効果を高めるにはシールリング２の内径とロ
ータ４の外径との間の間隙Ｇをより小さくすれば良いが
、ロータ及び軸受の熱変形、軸受油膜、ロータの振れ等
を考慮し、安定した運転をするためには、上記の間隙Ｇ
をある値以下に小さくすることができない。またシール
空気として、自サイクル内の圧縮機中間段落からの抽出
空気を利用するため、起動時の低回転数域では圧力が高
くならず、シール空気としての効果が期待できない。
滑油シール効果を高めるにはシールリング２の内径とロ
ータ４の外径との間の間隙Ｇをより小さくすれば良いが
、ロータ及び軸受の熱変形、軸受油膜、ロータの振れ等
を考慮し、安定した運転をするためには、上記の間隙Ｇ
をある値以下に小さくすることができない。またシール
空気として、自サイクル内の圧縮機中間段落からの抽出
空気を利用するため、起動時の低回転数域では圧力が高
くならず、シール空気としての効果が期待できない。
このため、ガスタービンを起動する場合、軸受メタルの
保護のため、前もって潤滑油をメタル部に流すことにな
る。
保護のため、前もって潤滑油をメタル部に流すことにな
る。
この場合、起動直後の低回転数域では、シールリング２
とロータ４との間隙Ｇから潤滑油が外部に洩れ出ること
になり、火災等の重大事故を誘発する危険性がある。
とロータ４との間隙Ｇから潤滑油が外部に洩れ出ること
になり、火災等の重大事故を誘発する危険性がある。
この低回転数域でのシール空気の効果を高めるために第
５図に示される方法がとられることがある。軸受のシー
ル空気としては、圧縮機ＣＯＭの中間段落の低圧抽出空
気Ａ１が使用される。このため起動直後の低回転数域で
は圧力が必要圧力まで上がりきらないので充分なシール
効果が発揮されないという問題が有る。
５図に示される方法がとられることがある。軸受のシー
ル空気としては、圧縮機ＣＯＭの中間段落の低圧抽出空
気Ａ１が使用される。このため起動直後の低回転数域で
は圧力が必要圧力まで上がりきらないので充分なシール
効果が発揮されないという問題が有る。
上に述べたところの、低回転域におけるシール効果不充
分（空気圧力不足）を解消するため、第５図に示すよう
に圧縮機ＣＯＭの後流段落の抽出空気Ａ２を用いる方法
も公知である。本第５図に示した方法を用いる場合は切
換弁Ｖを設け、低回転域では高圧段落抽気Ａ２を軸受部
（詳しくは軸受部に設けたシールリング）に供給し、回
転速度の上昇に伴って空気圧縮機ＣＯＭの吐出圧が上昇
すると切換弁Ｖを作動させて中間段落抽気Ａ１に切り替
えて運転させる。
分（空気圧力不足）を解消するため、第５図に示すよう
に圧縮機ＣＯＭの後流段落の抽出空気Ａ２を用いる方法
も公知である。本第５図に示した方法を用いる場合は切
換弁Ｖを設け、低回転域では高圧段落抽気Ａ２を軸受部
（詳しくは軸受部に設けたシールリング）に供給し、回
転速度の上昇に伴って空気圧縮機ＣＯＭの吐出圧が上昇
すると切換弁Ｖを作動させて中間段落抽気Ａ１に切り替
えて運転させる。
しかし、第５図に示した方法を用いても、（ｉ）始動直
後においては高圧段落抽気Ａ２でも空気圧が充分でなく
、従ってシール効果が不完全となること、及び、（ｉｉ
）切替弁Ｖの手動操作で煩雑である上に配管系統が複雑
になり、上記操作を自動制御しようとすると設備コスト
の上昇を伴う、といった欠点がある。
後においては高圧段落抽気Ａ２でも空気圧が充分でなく
、従ってシール効果が不完全となること、及び、（ｉｉ
）切替弁Ｖの手動操作で煩雑である上に配管系統が複雑
になり、上記操作を自動制御しようとすると設備コスト
の上昇を伴う、といった欠点がある。
ガスタービンの軸受シール部の改良については特公昭５
６−２１８９２号公報に開示された装置が公知であるが
、上記の公知例においてはシール部の冷却効果改善を主
目的として構成され、低回転域におけるシール性能の改
善については別段の考慮が為されていない。
６−２１８９２号公報に開示された装置が公知であるが
、上記の公知例においてはシール部の冷却効果改善を主
目的として構成され、低回転域におけるシール性能の改
善については別段の考慮が為されていない。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので。
別段の自動制御機構を設ける必要の無い簡単な構成で、
全回転域において充分なシール機能を発揮することがで
きる、軸受のシール構造を提供しようとするものである
。
全回転域において充分なシール機能を発揮することがで
きる、軸受のシール構造を提供しようとするものである
。
上記の目的を達成するために創作した本発明のシール構
造に関し、先ず、その基本的原理を略述する。
造に関し、先ず、その基本的原理を略述する。
前述の如く、起動時における空気圧不足によってシール
リングとロータ間の間隙から潤滑油が洩れ出すことを防
止するために、軸受のシールリングの外側にスプリング
を取付け、シールリングとロータとの間隙を最小にでき
る様にする。このように構成すると、間隙が最小になる
ことによる潤滑油の洩れ防止の効果の他に、間隙が小さ
いことにより、低圧のシール空気でもシール性を向上さ
せることができるという効果もある。
リングとロータ間の間隙から潤滑油が洩れ出すことを防
止するために、軸受のシールリングの外側にスプリング
を取付け、シールリングとロータとの間隙を最小にでき
る様にする。このように構成すると、間隙が最小になる
ことによる潤滑油の洩れ防止の効果の他に、間隙が小さ
いことにより、低圧のシール空気でもシール性を向上さ
せることができるという効果もある。
上述の原理に基づいて前記の目的（全回転域において充
分なシール効果を得ること）を達成するため、本発明に
係る軸受のシール構造は、前記のシールリングをロータ
に対して押し付ける方向に付勢するスプリングを設ける
とともに、前記の供給空気の圧力によって前記スプリン
グの付勢力に拮抗してシールリングをロータから離間せ
しめる方向に作用するシリンダ手段を設けたごとを特徴
とする。
分なシール効果を得ること）を達成するため、本発明に
係る軸受のシール構造は、前記のシールリングをロータ
に対して押し付ける方向に付勢するスプリングを設ける
とともに、前記の供給空気の圧力によって前記スプリン
グの付勢力に拮抗してシールリングをロータから離間せ
しめる方向に作用するシリンダ手段を設けたごとを特徴
とする。
次に、本発明の１実施例を第１図及び第２図について説
明する。
明する。
この実施例の軸受シール構造は、第４図に示した従来例
の軸受シール構造に本発明を適用して改造したものであ
る。
の軸受シール構造に本発明を適用して改造したものであ
る。
第１図及び第２図は同一の実施例における同一部材の断
面図であって、第１図は起動直後の空気圧が低い状態を
、第２図は空気圧が上昇した後の状態を描いである。
面図であって、第１図は起動直後の空気圧が低い状態を
、第２図は空気圧が上昇した後の状態を描いである。
シールリング２′は前記従来例におけるシールリング２
に対応する部材であるが、その外周側（図において上方
）に、ピストンとして作用する部分２ａ、及びピストン
ロッドとして作用する部分２ｂを一体に連設しである。
に対応する部材であるが、その外周側（図において上方
）に、ピストンとして作用する部分２ａ、及びピストン
ロッドとして作用する部分２ｂを一体に連設しである。
一方、ハウジング５内に、前記ピストン部分２ｂを摺動
自在に嵌合せしめてシリンダとして作用する柱状の空洞
５ａを設けである。
自在に嵌合せしめてシリンダとして作用する柱状の空洞
５ａを設けである。
第１図に示した寸法りはシリンダ部分５ａの長さ、寸法
Ｔはピストン部分２ａの厚さ、寸法Ｓはストロークであ
る。
Ｔはピストン部分２ａの厚さ、寸法Ｓはストロークであ
る。
説明の便宜上、長さＬの区間の上端をシリンダボトム、
下端をシリンダヘッドと呼ぶ。
下端をシリンダヘッドと呼ぶ。
シール用の圧力空気ＡＩＲは、エアコンプレッサの中間
段落（図示せず）から供給され、ハウジング５内に設け
た通路５ｂ、５ｃを経てロータ４に向けて送給される。
段落（図示せず）から供給され、ハウジング５内に設け
た通路５ｂ、５ｃを経てロータ４に向けて送給される。
上記の通路はシリンダ部分５ａのシリンダヘッド側に連
通せしめである。
通せしめである。
シールリング２′に設けたピストン部２ａのボトム側の
面にバネ座２Ｃを設け、該バネ座２Ｃとハウジング５と
の間にコイルスプリング６を圧縮介装してシールリング
２′を図の下方に、即ち。
面にバネ座２Ｃを設け、該バネ座２Ｃとハウジング５と
の間にコイルスプリング６を圧縮介装してシールリング
２′を図の下方に、即ち。
ロータ４に対して押しつける方向に付勢する。
ピストン部２ａがコイルスプリング６に付勢されてシリ
ンダヘッド側いっばいに移動した状態（第１図）におい
て、シールリング２′とロータ４との間のギャップｇが
零となるように構成する。
ンダヘッド側いっばいに移動した状態（第１図）におい
て、シールリング２′とロータ４との間のギャップｇが
零となるように構成する。
そして、前記のシリンダストローク寸法Ｓは、正常作動
状態におけるシールリング２′とロータ４とのギャップ
寸法と等しく設定する。
状態におけるシールリング２′とロータ４とのギャップ
寸法と等しく設定する。
以上のように構成したシール構造において、ガスタービ
ン起動直後の場合、抽出空気ＡＩＲの圧力が低いので第
１図に示すようにシールリング２′のピストン部２ａは
コイルスプリング６の付勢力のためにシリンダヘッド側
いっばいに押動され、該シールリング２′とロータ４と
のギャップｇは零になる。
ン起動直後の場合、抽出空気ＡＩＲの圧力が低いので第
１図に示すようにシールリング２′のピストン部２ａは
コイルスプリング６の付勢力のためにシリンダヘッド側
いっばいに押動され、該シールリング２′とロータ４と
のギャップｇは零になる。
このため、供給空気圧が低くても完全なシール効果が得
られる。
られる。
ギャップが零であるということは、完全なシール効果を
期待し得る反面、焼付を発生する危険性について充分な
検討を必要ならしめる。しかし、この状態においてはロ
ータ４の回転速度が低いので、コイルスプリング６のバ
ネ常数を予め適宜に設定しておくことにより１、焼付を
防止することは容易に可能である。
期待し得る反面、焼付を発生する危険性について充分な
検討を必要ならしめる。しかし、この状態においてはロ
ータ４の回転速度が低いので、コイルスプリング６のバ
ネ常数を予め適宜に設定しておくことにより１、焼付を
防止することは容易に可能である。
本考案者は１本実施例の装置について、実用条件よりも
シビアーなテスト条件を設定して耐久性を試験した結果
、焼付発生の虞れの無いことを確認した。
シビアーなテスト条件を設定して耐久性を試験した結果
、焼付発生の虞れの無いことを確認した。
起動後、ガスタービンの回転数が上昇し、これに伴って
エアコンプレッサの吐出圧力および抽気圧力が上昇する
と、第２図に示したように供給空気ＡＩＨの圧力矢印ｐ
により、ピストン部２ａが押し上げられて、ストローク
寸法Ｓだけ上昇する。
エアコンプレッサの吐出圧力および抽気圧力が上昇する
と、第２図に示したように供給空気ＡＩＨの圧力矢印ｐ
により、ピストン部２ａが押し上げられて、ストローク
寸法Ｓだけ上昇する。
このため、シールリング２′とロータ４との間には前記
寸法と同寸の寸法Ｓだけのギャップを生じ、正常運転に
適した状態となる。
寸法と同寸の寸法Ｓだけのギャップを生じ、正常運転に
適した状態となる。
以上詳述のように１本発明のシール構造を適用すると、
簡単な構成で、低速域および高速域を含む全回転域にお
いて充分なシール機能を果たすことができるという優れ
た実用的効果を奏する。
簡単な構成で、低速域および高速域を含む全回転域にお
いて充分なシール機能を果たすことができるという優れ
た実用的効果を奏する。
第１図及び第２図は本発明の軸受シール構造の１実施例
を示し、第１図は起動時における断面図。 第２図は正常運転状態における断面図である。第３図は
ガスタービンの軸受部のシール構造を説明するための概
要的な断面図、第４図は従来の軸受シール構造の１例を
示す断面図、第５図は従来用いられている圧力切替形シ
ール装置の系統図である。 １・・・軸受メタル、２．２′・・・シールリング、２
ａ・・・ピストン部分、２ｂ・・・ピストンロッド部分
、２ｃ・・・バネ座、３・・・外側シールリング、４・
・・ロータ、５・・・ハウジング、５ａ・・・シリンダ
部分、６・・・コイルスプリング。
を示し、第１図は起動時における断面図。 第２図は正常運転状態における断面図である。第３図は
ガスタービンの軸受部のシール構造を説明するための概
要的な断面図、第４図は従来の軸受シール構造の１例を
示す断面図、第５図は従来用いられている圧力切替形シ
ール装置の系統図である。 １・・・軸受メタル、２．２′・・・シールリング、２
ａ・・・ピストン部分、２ｂ・・・ピストンロッド部分
、２ｃ・・・バネ座、３・・・外側シールリング、４・
・・ロータ、５・・・ハウジング、５ａ・・・シリンダ
部分、６・・・コイルスプリング。
Claims (1)
- １、ガスタービンの軸受部にシールリングを設け、上記
のシールリングにエアコンプレッサから抽出した空気を
供給するシール構造において、上記のシールリングをロ
ータに対して押し付ける方向に付勢するスプリングを設
けるとともに、前記の供給空気の圧力によつて前記スプ
リングの付勢力に拮抗してシールリングをロータから離
間せしめる方向に作用するシリンダ手段を設けたごとを
特徴とする軸受のシール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59228985A JPS61108808A (ja) | 1984-11-01 | 1984-11-01 | 軸受のシ−ル構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59228985A JPS61108808A (ja) | 1984-11-01 | 1984-11-01 | 軸受のシ−ル構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61108808A true JPS61108808A (ja) | 1986-05-27 |
Family
ID=16884960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59228985A Pending JPS61108808A (ja) | 1984-11-01 | 1984-11-01 | 軸受のシ−ル構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61108808A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5074256A (en) * | 1988-07-25 | 1991-12-24 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Lubricating system for a valve seat of an internal combustion engine |
| CN104074557A (zh) * | 2014-04-25 | 2014-10-01 | 哈尔滨船大森海技术开发有限公司 | 带有减压舱的梳齿汽封 |
| EP3002487A1 (en) * | 2014-10-03 | 2016-04-06 | Alstom Technology Ltd | Sealing system |
| US9394999B2 (en) | 2014-10-03 | 2016-07-19 | Alstom Technology Ltd. | Seal |
| EP3196518A1 (en) * | 2016-01-22 | 2017-07-26 | United Technologies Corporation | Seal shoe for a hydrostatic non-contact seal device |
| WO2020064354A1 (de) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Dichtungsanordnung zwischen einer statorkomponente und einer rotorkomponente |
| US10718270B2 (en) | 2017-06-15 | 2020-07-21 | Raytheon Technologies Corporation | Hydrostatic non-contact seal with dual material |
| CN112283353A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-01-29 | 胜利油田固邦石油装备有限责任公司 | 一种钻井泥浆泵填料密封结构 |
-
1984
- 1984-11-01 JP JP59228985A patent/JPS61108808A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5074256A (en) * | 1988-07-25 | 1991-12-24 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Lubricating system for a valve seat of an internal combustion engine |
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| US10054232B2 (en) | 2014-10-03 | 2018-08-21 | General Electric Technology Gmbh | Sealing segment |
| EP3196518A1 (en) * | 2016-01-22 | 2017-07-26 | United Technologies Corporation | Seal shoe for a hydrostatic non-contact seal device |
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