KR20230048557A

KR20230048557A - 시일 장치

Info

Publication number: KR20230048557A
Application number: KR1020237008967A
Authority: KR
Inventors: 노리히사 다케이; 히데카즈 우에하라; 다쿠미 호리; 고헤이 오자키; 아즈미 요시다; 마사야 가와노; 신 니시모토; 다츠로 후루쇼; 신타로 오쿠무라
Original assignee: 미츠비시 파워 가부시키가이샤
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2023-04-11
Also published as: JPWO2022113483A1; DE112021004096T5; WO2022113483A1; US20230341056A1; CN116234996A

Abstract

시일 장치는, 축선 둘레로 회전 가능한 증기 터빈의 로터의 외주면에 대향한 상태에서 직경 방향으로 변위 가능하게 배치된 가동 시일 링과, 이 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 각각의 단면에 마련된 제1 탄성 부재와, 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 중간 위치에 마련되고, 가동 시일 링을 직경 방향 외측으로 부세하는 제2 탄성 부재를 구비한다.

Description

시일 장치

본 개시는, 시일 장치에 관한 것이다.

본원은, 2020년 11월 25일에 일본에 출원된 특허출원 2020-195479호에 대하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.

예를 들면 증기 터빈과 같은 회전 기계에서는, 로터의 외주면과 케이싱의 사이의 증기의 누출을 방지하기 위하여 시일 장치가 마련되어 있다(하기 특허문헌 1 참조). 이런 종류의 시일 장치는, 로터의 외주면에 대향하는 시일 링과, 이 시일 링을 직경 방향으로 변위 가능하게 지지하는 홀더와, 홀더와 시일 링의 사이에 마련된 탄성 부재를 주로 구비하고 있다. 시일 링은, 로터의 외주 형상에 맞추어 반원호상의 단면(斷面)을 갖고 있는 것이 일반적이다. 증기 터빈의 운전 중에는, 시일 링의 내주 측을 흐르는 증기의 압력과, 시일 링의 외주 측에 공급되는 압축 공기의 압력(배압)이 밸런스를 맞춤으로써 시일 링의 직경 방향 위치가 조정된다.

국제 공개공보 제2009/150905호

그런데, 상기와 같은 시일 장치에서는, 시일 링이 자체 중량과 배압에 의하여 휘는 경우가 있다. 보다 구체적으로는, 반원호상을 이루는 시일 링이 외측으로 넓어지듯이 변형되는 경우가 있다. 이와 같은 변형이 발생하면, 시일 링의 직경 방향의 변위량이 제한되어, 소기의 시일 성능을 발휘할 수 없을 우려가 있다.

본 개시는 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 휨이 억제됨으로써 시일 성능이 더 향상된 시일 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 개시에 관한 시일 장치는, 축선 둘레로 회전 가능한 로터의 외주면에 대향한 상태에서 직경 방향으로 변위 가능하게 배치된 가동 시일 링과, 상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 각 단면(端面)에 마련된 제1 탄성 부재와, 상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 중간 위치에 마련되고, 상기 가동 시일 링을 직경 방향 외측으로 부세하는 제2 탄성 부재를 구비한다.

본 개시에 관한 시일 장치는, 축선 둘레로 회전 가능한 로터의 외주면에 대향한 상태에서 직경 방향으로 변위 가능하게 배치된 가동 시일 링과, 상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 각 단면에 마련된 제1 탄성 부재를 구비하고, 상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 상기 단면은, 상기 축선 방향에서 보아 직경 방향으로 확장되어 있고, 상기 제1 탄성 부재는, 상기 가동 시일 링을 둘레 방향 양측으로부터 부세하고 있다.

본 개시에 관한 시일 장치는, 축선 둘레로 회전 가능한 로터의 외주면에 대향한 상태에서 직경 방향으로 변위 가능하게 배치된 가동 시일 링과, 상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 각 단면에 마련된 제1 탄성 부재와, 상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 단부(端部)에 마련되고, 상기 제1 탄성 부재를 압압 가능한 압압부와, 상기 압압부에 의하여 상기 제1 탄성 부재가 압축 방향으로 탄성 변형된 상태에서, 상기 압압부의 상기 압축 방향과는 반대 측으로의 변위를 규제하는 규제부를 구비한다.

본 개시에 관한 시일 장치는, 축선 둘레로 회전 가능한 로터의 외주면에 대향한 상태에서 직경 방향으로 변위 가능하게 배치된 가동 시일 링과, 상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 각 단면에 마련된 제1 탄성 부재와, 상기 가동 시일 링과 둘레 방향으로 인접하여 마련된 고정 시일 링을 구비하고, 상기 고정 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 단면에는, 상기 가동 시일 링 측을 향하여 돌출되는 돌출부가 형성되며, 상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 단면에는, 상기 돌출부에 슬라이딩하는 슬라이딩 면이 형성되어 있다.

본 개시에 의하면, 휨이 억제됨으로써 시일 성능이 더 향상된 시일 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 개시의 제1 실시형태에 관한 시일 장치의 축선 방향에 있어서의 단면도이다.
도 2는 본 개시의 제1 실시형태에 관한 시일 장치에 가해지는 하중의 분포를 나타내는 설명도이다.
도 3은 도 1의 X-X선에 있어서의 단면도이다.
도 4는 본 개시의 제2 실시형태에 관한 시일 장치의 축선 방향에 있어서의 단면도이다.
도 5는 본 개시의 제3 실시형태에 관한 가동 시일 링의 단부의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 개시의 제4 실시형태에 관한 시일 장치의 요부(要部) 확대 단면도이다.
도 7은 본 개시의 제4 실시형태에 관한 시일 장치의 변형예를 나타내는 요부 확대 단면도이다.
도 8은 본 개시의 제4 실시형태에 관한 시일 장치의 가일층의 변형예를 나타내는 요부 확대 단면도이다.

[제1 실시형태]

(시일 장치의 구성)

이하, 본 개시의 제1 실시형태에 관한 시일 장치(100)에 대하여, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 시일 장치(100)는, 예를 들면 증기 터빈의 로터(90)의 주위에 있어서의 증기의 누출을 방지하기 위하여 마련되어 있다. 로터(90)는 축선(O)을 따라 뻗는 기둥 형상을 이루고, 당해 축선(O) 둘레로 회전 가능하다.

도 1 또는 도 2에 나타내는 바와 같이, 시일 장치(100)는, 2개의 고정 시일 링(1)과, 2개의 가동 시일 링(2)과, 2개의 제1 탄성 부재(K1)(도 2 참조)와, 2개의 제2 탄성 부재(K2)(도 2 참조)를 구비하고 있다.

고정 시일 링(1)은, 로터 외주면(90A)에 대하여 직경 방향으로부터 대향하고 있다. 고정 시일 링(1)은, 증기 터빈의 케이싱에 지지 고정되어 있다. 고정 시일 링(1)은, 로터 외주면(90A)에 마련된 복수의 시일 핀(도시하지 않음)과 대향하는 복수의 홈을 갖는 시일체를 갖는다. 고정 시일 링(1)은, 복수의 홈 내에 시일 핀이 삽입됨으로써, 래버린스 효과를 발현시킨다.

고정 시일 링(1)은, 배면으로부터 판 스프링 등으로 로터(90)의 직경 방향 내측으로 부세된 상태로 지지되어 있다. 고정 시일 링(1)은, 로터(90)와 접촉하여 직경 방향 외측으로 압압되었을 때에 변위 가능하지만, 실질적으로 부동의 시일 부재이다.

2개의 가동 시일 링(2)은, 로터(90)를 사이에 두고 대향하여 배치되어 있다. 가동 시일 링(2)은, 둘레 방향으로 뻗는 원호 형상으로 되어 있다. 가동 시일 링(2)은, 고정 시일 링(1)에 대하여, 둘레 방향으로 인접하여 있다. 가동 시일 링(2)의 둘레 방향의 단부(2t)는, 가동 시일 링(2)의 이동에 따라, 고정 시일 링(1)의 둘레 방향의 단부(1t)에 접촉 가능하다.

둘레 방향에 있어서의 가동 시일 링(2)의 길이는, 둘레 방향에 있어서의 고정 시일 링(1)의 길이보다 크다. 가동 시일 링(2)의 둘레 방향의 양단과 축선(O)을 연결하는 2개의 직선이 이루는 각도는, 예를 들면 120°가 된다. 고정 시일 링(1)의 둘레 방향의 양단과 축선(O)을 연결하는 2개의 직선이 이루는 각도는, 예를 들면 30°가 된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 가동 시일 링(2)의 둘레 방향의 단부(2t)와, 고정 시일 링(1)의 둘레 방향의 단부(1t)의 사이에는, 각각 제1 탄성 부재(K1)가 마련되어 있다. 제1 탄성 부재(K1)는 예를 들면 접시 스프링이다. 또한, 본 실시형태에서는 단부(1t), 및 단부(2t)는, 각각 수평면 내에 확장되어 있다. 따라서, 제1 탄성 부재(K1)로서의 접시 스프링은 상하 방향으로 뻗어 있다.

또한, 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 중간 위치(즉, 둘레 방향의 단부(2t, 2t)끼리의 사이의 영역)에는, 복수(일례로서 2개)의 제2 탄성 부재(K2)가 마련되어 있다. 보다 구체적으로는, 제2 탄성 부재(K2)는, 가동 시일 링(2)의 정부(즉, 가장 상방의 위치)를 포함하는 부분에 마련되어 있다. 제2 탄성 부재(K2)도, 제1 탄성 부재(K1)와 동일하게, 예를 들면 접시 스프링이다. 제2 탄성 부재(K2)는, 직경 방향 외측을 향하여 가동 시일 링(2)을 부세하고 있다. 도 2 중에서는, 제2 탄성 부재(K2)에 의한 부세력을 화살표 F로서 나타내고 있다. 또한, 제2 탄성 부재(K2)의 선정 방법은 이하와 같다. 먼저, 가동 시일 링(2)에 등분포 하중(자체 중량 및 차압에 의한 힘)이 작용한 경우의 각 지지점에 있어서의 지지력을 구한다. 이어서, 제2 탄성 부재(K2)의 스프링 상수를, 각 지지점에 작용하는 지지력에 비례한 값으로 설정한다. 이 때, 자체 중량 및 차압에 의한 힘이 등분포 하중으로 간주되기 때문에, 각 스프링에 가해지는 힘의 비율은, 차압에 관계없이 변화하지 않는 것으로 간주된다. 이로써, 각각의 탄성 부재(제1 탄성 부재(K1) 및 제2 탄성 부재(K2))에 의한 예압의 크기가 균등해진다.

보다 상세하게는 도 3에 나타내는 바와 같이, 가동 시일 링(2)은, 증기 터빈의 케이싱(70)에 마련된 홀더(80)에 의하여 직경 방향 외측으로부터 지지되어 있다. 홀더(80)는, 둘레 방향에서 보아 C자 형상의 단면 형상을 갖고 있다. 홀더(80)는, 케이싱(70)에 접하는 판상의 기부(基部)(83)와, 이 기부(83)의 축선(O) 방향 양단으로부터 직경 방향 내측을 향하여 뻗는 한 쌍의 측부(82)와, 이들 측부(82)의 직경 방향 내측의 단부로부터 서로 근접하는 방향으로 돌출되는 한 쌍의 결합부(81)를 갖고 있다.

가동 시일 링(2)은, 홀더(80)의 측부(82)끼리의 사이에 삽입되어 있는 헤드부(30)와, 헤드부(30)로부터 직경 방향 내측으로 뻗는 접속부(31)와, 접속부(31)의 내주 측에 일체로 마련된 가동 시일 링 본체(32)를 갖는다. 헤드부(30)는, 홀더(80)의 내측에서, 기부(83)로부터 결합부(81)의 사이에서 직경 방향으로 변위 가능하다. 이 헤드부(30)의 내주 측의 단면과 결합부(81)의 사이에는 상술한 제2 탄성 부재(K2)가 마련되어 있다. 또, 헤드부(30)의 외주 측에는 예를 들면 압축 공기가 공급된다. 이 압력(배압)에 의하여 가동 시일 링(2)은 직경 방향의 위치가 변화한다.

접속부(31)는, 결합부(81)끼리의 사이에 삽통되어 있다. 즉, 접속부(31)의 축선(O) 방향에 있어서의 치수는, 헤드부(30)의 축선(O) 방향에 있어서의 치수보다 작다. 가동 시일 링 본체(32)는, 결합부(81)보다 직경 방향 내측으로 돌출되어 있다. 가동 시일 링 본체(32)의 내주면은, 로터 외주면(90A) 상에 배열된 시일 핀(40)과의 사이에 일정한 클리어런스를 형성한다.

(작용 효과)

여기에서, 상기와 같은 시일 장치(100)에서는, 특히 상측에 위치하는 가동 시일 링(2)이 자체 중량과 배압에 의하여 휘는 경우가 있다. 보다 구체적으로는, 반원호상을 이루는 가동 시일 링(2)이 외측으로 넓어지듯이 변형되는 경우가 있다. 이와 같은 변형이 발생하면, 가동 시일 링(2)의 직경 방향의 변위량이 제한되어, 소기의 시일 성능을 발휘할 수 없는 우려가 있다.

그러나, 상기 구성에 의하면, 가동 시일 링(2)은, 제1 탄성 부재(K1)에 더하여, 제2 탄성 부재(K2)에 의하여 지지되어 있다. 제2 탄성 부재(K2)는, 가동 시일 링(2)을 둘레 방향에 있어서의 중앙 위치에서 직경 방향 외측을 향하여 부세하고 있다. 이로써, 가동 시일 링(2)이 자체 중량이나, 외주 측으로부터 공급되는 유체의 압력(배압)에 의하여 휘는 것을 억제할 수 있다. 보다 구체적으로는, 가동 시일 링(2)이 외측으로 확산하듯이 변형되어 버리는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 시일 장치(100)의 시일 성능을 더 향상시키는 것이 가능해진다.

[제2 실시형태]

다음으로, 본 개시의 제2 실시형태에 대하여, 도 4를 참조하여 설명한다. 또한, 상기의 제1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략한다. 동일한 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 고정 시일 링(1)의 둘레 방향에 있어서의 단부(1t)(단면)와, 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 단부(2t)(단면)가, 축선(O) 방향에서 보아 각각 축선(O)에 대한 직경 방향으로 넓어지고 있다. 또한, 이들 단부(1t)와 단부(2t)의 사이에는, 제1 탄성 부재(K1)로서의 압축 코일 스프링이 배치되어 있다. 단부(1t)와 단부(2t)가 직경 방향으로 확장되고 있는 점에서, 제1 탄성 부재(K1)는, 고정 시일 링(1)과 가동 시일 링(2)을 축선(O)에 대한 둘레 방향으로 접속하고 있게 된다. 즉, 제1 탄성 부재(K1)는, 가동 시일 링(2)을 둘레 방향의 양측으로부터 부세하고 있다.

상기 구성에 의하면, 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 단면(단부(2t))이 직경 방향으로 넓어지고 있음과 함께, 제1 탄성 부재(K1)에 의하여 둘레 방향 양측으로부터 부세되고 있다. 이로써, 가동 시일 링(2)에는 둘레 방향의 중앙을 향하여 압축력이 가해진 상태가 된다. 그 결과, 가동 시일 링(2)에 휨이 발생하는 것을 더 억제할 수 있다.

[제3 실시형태]

계속해서, 본 개시의 제3 실시형태에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다. 또한, 상기의 각 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략한다. 동일한 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 단부(2t)에 압압부(5)가 장착되어 있다. 압압부(5)는, 단부(2t)로부터 둘레 방향으로 돌출되는 봉상의 연장부(51)와, 연장부(51)의 단부에 마련된 판상의 압압부 본체(52)를 갖고 있다.

이 압압부(5)는, 고정 시일 링(1)(도 5에서는 도시하지 않음)에 고정되어 있는 케이스(6)에 의하여 둘러싸여 있다. 케이스(6)는 상자 형상을 이루는 케이스 본체(61)와, 케이스 본체(61)의 둘레 방향의 일방측의 단면인 규제부(62)를 갖고 있다. 규제부(62)에는, 상기의 연장부(51)가 삽통되는 개구가 형성되어 있다. 압압부 본체(52)는, 이 규제부(62)보다 내측에 위치한 상태에서, 케이스(6) 내에 마련된 제1 탄성 부재(K1)에 의하여 둘레 방향(압축 방향)으로 부세되어 있다. 이 제1 탄성 부재(K1)는, 미리 압축되어 탄성 변형된 상태로 되어 있다. 즉, 제1 탄성 부재(K1)에는 프리 로드가 부가되어 있다. 이때, 가동 시일 링(2)의 변위(즉, 상기의 압축 방향과 반대 측으로의 변위)는, 압압부(5)와 규제부(62)의 맞닿음에 의하여 규제되어 있다. 한편, 가동 시일 링(2)에 대한 하중이 프리 로드의 값을 상회한 경우에는, 당해 가동 시일 링(2)은 압축 방향으로 변위하는 것이 가능하다.

상기 구성에 의하면, 압압부(5)에 의하여 압압됨으로써 제1 탄성 부재(K1)가 압축 방향으로 탄성 변형된 상태로 되어 있다. 이 상태에서, 규제부(62)는, 압압부(5)의 압축 방향과는 반대측으로의 변위를 규제하고 있다. 즉, 제1 탄성 부재(K1)에는 미리 압축 하중이 부가된 상태로 되어 있다. 이로써, 가동 시일 링(2)은, 이 압축 하중을 상쇄하는 크기의 하중이 가해질 때까지 직경 방향으로의 변위가 제한된다. 그 결과, 압축 하중의 크기를 바꾸는 것만으로, 가동 시일 링(2)이 변위를 시작하는 타이밍을 정밀하게 컨트롤하는 것이 가능해진다.

[제4 실시형태]

다음으로, 본 개시의 제4 실시형태에 대하여, 도 6을 참조하여 설명한다. 또한, 상기의 각 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략한다. 동일한 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 고정 시일 링(1)과 가동 시일 링(2)의 접속부의 구성이 상기의 각 실시형태와는 상이하다. 본 실시형태에서는, 고정 시일 링(1)의 단부에, 가동 시일 링(2) 측을 향하여 돌출되는 돌출부(P)가 마련되어 있다. 돌출부(P)의 내부에는 상술한 제1 탄성 부재(K1)를 수용하는 수용 오목부(Pr)가 형성되어 있다. 돌출부(P)의 외면 중, 직경 방향 내측(내주 측)을 향하는 면은, 대향면(Pa)으로 되어 있다.

한편, 가동 시일 링(2)의 단부에는, 고정 시일 링(1)으로부터 이간하는 측에 오목한 오목부(R)가 형성되어 있다. 오목부(R)는, 돌출부(P)에 대응한 형상, 치수를 갖고 있다. 즉, 이들 돌출부(P)와 오목부(R)를 개재하여 고정 시일 링(1)과 가동 시일 링(2)은 서로 결합하는 것이 가능하다. 오목부(R)의 각면 중, 직경 방향 외측을 향하는 면은 슬라이딩면(Ra)으로 되어 있다. 이 슬라이딩면(Ra)은, 가동 시일 링(2)이 고정 시일 링(1)에 대하여 변위할 때, 상기의 대향면(Pa)과 슬라이딩한다. 슬라이딩면(Ra)에는, 대향면(Pa)과의 사이의 마찰력을 저감시키기 위한 저마찰부로서의 코팅(C)이 실시되어 있다.

상기 구성에 의하면, 가동 시일 링(2)의 슬라이딩면(Ra)이, 고정 시일 링(1)의 돌출부(P)의 내주 측을 향하는 면(대향면(Pa))과 슬라이딩 가능하게 접촉되어 있다. 즉, 가동 시일 링(2)은, 둘레 방향 양측의 돌출부(P)에 의하여 외측으로부터 끼워져 있다. 이로써, 가동 시일 링(2)에 자체 중량이나 배압에 의한 휨(외측으로 넓어지는 듯한 변형을 수반하는 휨)이 발생하는 것을 더 억제할 수 있다.

또한, 상기 구성에 의하면, 저마찰부로서의 코팅(C)이 마련되어 있음으로써, 가동 시일 링(2)에 변위를 발생시키는 하중이 가해진 경우이더라도, 마찰력이 저감되어 있는 점에서, 그 변위가 방해받는 것을 억제할 수 있다.

[그 외의 실시형태]

이상, 본 개시의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명했지만, 구체적인 구성은 이 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 개시의 요지를 벗어나지 않는 범위의 설계 변경 등도 포함된다.

예를 들면 상기 제4 실시형태에서는, 저마찰부로서 슬라이딩면(Ra)에 코팅(C)이 마련되어 있는 구성에 대하여 설명했다. 그러나, 저마찰부의 양태는 이에 한정되지 않고, 도 7이나 도 8에 나타내는 구성을 채용하는 것도 가능하다. 도 7에 나타내는 변형예에서는, 저마찰부로서 복수의 롤러(C1)가 슬라이딩면(Ra)에 배치되어 있다. 가동 시일 링(2)이 변위할 때에 롤러(C1)가 전동함으로써, 슬라이딩면(Ra)과 대향면(Pa)의 사이의 마찰력을 저감시킬 수 있다. 또, 도 8에 나타내는 변형예에서는, 대향면(Pa) 측에 저마찰부로서의 판 스프링(C2)이 마련되어 있다. 판 스프링(C2)의 선단은 슬라이딩면(Ra)에 맞닿아 있다. 가동 시일 링(2)이 변위할 때에 판 스프링(C2)이 탄성 변형하면서 슬라이딩면(Ra)에 슬라이딩함으로써, 슬라이딩면(Ra)과 대향면(Pa)의 사이의 마찰력을 저감시킬 수 있다.

[부기(付記)]

각 실시형태에 기재된 시일 장치(100)는, 예를 들면 이하와 같이 파악된다.

(1) 제1 양태에 관한 시일 장치(100)는, 축선(O) 둘레로 회전 가능한 로터(90)의 외주면(90A)에 대향한 상태에서 직경 방향으로 변위 가능하게 배치된 가동 시일 링(2)과, 상기 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 각 단면에 마련된 제1 탄성 부재(K1)와, 상기 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 중간 위치에 마련되고, 그 가동 시일 링(2)을 직경 방향 외측으로 부세하는 제2 탄성 부재(K2)를 구비한다.

상기 구성에 의하면, 가동 시일 링(2)은, 제1 탄성 부재(K1)에 더하여, 제2 탄성 부재(K2)에 의하여 지지되어 있다. 제2 탄성 부재(K2)는, 가동 시일 링(2)을 둘레 방향에 있어서의 중간 위치에서 직경 방향 외측을 향하여 부세하고 있다. 이로써, 가동 시일 링(2)이 자체 중량이나, 외주 측으로부터 공급되는 유체의 압력(배압)에 의하여 휘는 것을 억제할 수 있다. 보다 구체적으로는, 가동 시일 링(2)이 외측으로 확산하듯이 변형되어 버리는 것을 억제할 수 있다.

(2) 제2 양태에 관한 시일 장치(100)에서는, 상기 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 상기 단면은, 상기 축선(O) 방향에서 보아 직경 방향으로 넓어지고 있으며, 상기 제1 탄성 부재(K1)는, 상기 가동 시일 링(2)을 둘레 방향 양측으로부터 부세하고 있어도 된다.

상기 구성에 의하면, 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 단면이 직경 방향으로 넓어지고 있음과 함께, 제1 탄성 부재(K1)에 의하여 둘레 방향 양측으로부터 부세되고 있다. 이로써, 가동 시일 링(2)에는 둘레 방향의 중앙을 향하여 압축력이 가해진 상태가 된다. 그 결과, 가동 시일 링(2)이 휘는 것을 더 억제할 수 있다.

(3) 제3 양태에 관한 시일 장치(100)는, 상기 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 단부에 마련되고, 상기 제1 탄성 부재(K1)를 압압 가능한 압압부(5)와, 상기 압압부(5)에 의하여 상기 제1 탄성 부재(K1)가 압축 방향으로 탄성 변형된 상태에서, 상기 압압부(5)의 상기 압축 방향과는 반대 측으로의 변위를 규제하는 규제부(62)를 더 구비해도 된다.

(4) 제4 양태에 관한 시일 장치(100)는, 상기 가동 시일 링(2)과 둘레 방향으로 인접하여 마련된 고정 시일 링(1)을 더 구비하고, 상기 고정 시일 링(1)의 둘레 방향에 있어서의 단면에는, 상기 가동 시일 링(2) 측을 향하여 돌출되는 돌출부(P)가 형성되며, 상기 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 단면에는, 상기 돌출부(P)의 내주 측을 향하는 면에 슬라이딩하는 슬라이딩면(Ra)이 형성되어 있어도 된다.

상기 구성에 의하면, 가동 시일 링(2)의 슬라이딩면(Ra)이, 고정 시일 링(1)의 돌출부(P)의 내주 측을 향하는 면과 슬라이딩 가능하게 접촉되어 있다. 즉, 가동 시일 링(2)은, 둘레 방향 양측의 돌출부(P)에 의하여 외측으로부터 끼워져 있다. 이로써, 가동 시일 링(2)에 자체 중량이나 배압에 의한 휨(외측으로 넓어지는 듯한 변형을 수반하는 휨)이 발생하는 것을 더 억제할 수 있다.

(5) 제5 양태에 관한 시일 장치(100)는, 상기 슬라이딩면(Ra)에 마련되며, 상기 슬라이딩면(Ra)과 상기 돌출부(P)의 사이의 마찰력을 저감시키는 저마찰부를 더 가져도 된다.

상기 구성에 의하면, 저마찰부가 마련되어 있음으로써, 가동 시일 링(2)에 변위를 발생시키는 하중이 가해진 경우이더라도, 마찰력이 저감되어 있는 점에서, 그 변위가 방해받는 것을 억제할 수 있다.

(6) 제6 양태에 관한 시일 장치(100)는, 축선(O) 둘레로 회전 가능한 로터(90)의 외주면(90A)에 대향한 상태에서 직경 방향으로 변위 가능하게 배치된 가동 시일 링(2)과, 상기 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 각 단면에 마련된 제1 탄성 부재(K1)를 구비하고, 상기 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 상기 단면은, 상기 축선(O) 방향에서 보아 직경 방향으로 넓어지고 있으며, 상기 제1 탄성 부재(K1)는, 상기 가동 시일 링(2)을 둘레 방향 양측으로부터 부세하고 있다.

상기 구성에 의하면, 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 단면이 직경 방향으로 넓어지고 있음과 함께, 제1 탄성 부재(K1)에 의하여 둘레 방향 양측으로부터 부세되고 있다. 이로써, 가동 시일 링(2)에는 둘레 방향의 중앙을 향하여 압축력이 가해진 상태가 된다. 그 결과, 가동 시일 링에 휨이 발생하는 것을 더 억제할 수 있다.

(7) 제7 양태에 관한 시일 장치(100)는, 축선(O) 둘레로 회전 가능한 로터(90)의 외주면(90A)에 대향한 상태에서 직경 방향으로 변위 가능하게 배치된 가동 시일 링(2)과, 상기 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 각 단면에 마련된 제1 탄성 부재(K1)와, 상기 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 단부에 마련되고, 상기 제1 탄성 부재(K1)를 압압 가능한 압압부(5)와, 상기 압압부(5)에 의하여 상기 제1 탄성 부재(K1)가 압축 방향으로 탄성 변형된 상태에서, 상기 압압부(5)의 상기 압축 방향과는 반대 측으로의 변위를 규제하는 규제부(62)를 구비한다.

(8) 제8 양태에 관한 시일 장치(100)는, 축선(O) 둘레로 회전 가능한 로터(90)의 외주면(90A)에 대향한 상태에서 직경 방향으로 변위 가능하게 배치된 가동 시일 링(2)과, 상기 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 각 단면에 마련된 제1 탄성 부재(K1)와, 상기 가동 시일 링(2)과 둘레 방향으로 인접하여 마련된 고정 시일 링(1)을 구비하고, 상기 고정 시일 링(1)의 둘레 방향에 있어서의 단면에는, 상기 가동 시일 링(2) 측을 향하여 돌출되는 돌출부(P)가 형성되며, 상기 가동 시일 링(2)의 둘레 방향에 있어서의 단면에는, 상기 돌출부(P)에 슬라이딩하는 슬라이딩면(Ra)이 형성되어 있다.

(9) 제9 양태에 관한 시일 장치(100)는, 상기 슬라이딩면(Ra)에 마련되며, 상기 슬라이딩면(Ra)과 상기 돌출부(P)의 사이의 마찰력을 저감시키는 저마찰부를 더 가져도 된다.

100 시일 장치
1 고정 시일 링
1t 단부
2 가동 시일 링
2t 단부
5 압압부
6 케이스
30 헤드부
31 접속부
32 가동 시일 링 본체
40 시일 핀
51 연장부
52 압압부 본체
61 케이스 본체
62 규제부
70 케이싱
80 홀더
81 결합부
82 측부
83 기부
90 로터
90A 로터 외주면
C 코팅
C1 롤러
C2 판 스프링
K1 제1 탄성 부재
K2 제2 탄성 부재
P 돌출부
Pa 대향면
Pr 수용 오목부
R 오목부
Ra 슬라이딩면

Claims

축선 둘레로 회전 가능한 로터의 외주면에 대향한 상태에서 직경 방향으로 변위 가능하게 배치된 가동 시일 링과,
상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 각 단면에 마련된 제1 탄성 부재와,
상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 중간 위치에 마련되고, 상기 가동 시일 링을 직경 방향 외측으로 부세하는 제2 탄성 부재를 구비하는 시일 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 상기 단면은, 상기 축선 방향에서 보아 직경 방향으로 확장되어 있으며,
상기 제1 탄성 부재는, 상기 가동 시일 링을 둘레 방향 양측으로부터 부세하고 있는 시일 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 단부에 마련되고, 상기 제1 탄성 부재를 압압 가능한 압압부와,
상기 압압부에 의하여 상기 제1 탄성 부재가 압축 방향으로 탄성 변형된 상태에서, 상기 압압부의 상기 압축 방향과는 반대 측으로의 변위를 규제하는 규제부를 더 구비하는 시일 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동 시일 링과 둘레 방향으로 인접하여 마련된 고정 시일 링을 더 구비하고,
상기 고정 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 단면에는, 상기 가동 시일 링 측을 향하여 돌출되는 돌출부가 형성되며,
상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 단면에는, 상기 돌출부에 슬라이딩하는 슬라이딩면이 형성되어 있는 시일 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 슬라이딩면에 마련되고, 상기 슬라이딩면과 상기 돌출부의 사이의 마찰력을 저감시키는 저마찰부를 더 갖는 시일 장치.
축선 둘레로 회전 가능한 로터의 외주면에 대향한 상태에서 직경 방향으로 변위 가능하게 배치된 가동 시일 링과,
상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 각 단면에 마련된 제1 탄성 부재를 구비하고,
상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 상기 단면은, 상기 축선 방향에서 보아 직경 방향으로 확장되어 있으며,
상기 제1 탄성 부재는, 상기 가동 시일 링을 둘레 방향 양측으로부터 부세하고 있는 시일 장치.
축선 둘레로 회전 가능한 로터의 외주면에 대향한 상태에서 직경 방향으로 변위 가능하게 배치된 가동 시일 링과,
상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 각 단면에 마련된 제1 탄성 부재와,
상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 단부에 마련되고, 상기 제1 탄성 부재를 압압 가능한 압압부와,
상기 압압부에 의하여 상기 제1 탄성 부재가 압축 방향으로 탄성 변형된 상태에서, 상기 압압부의 상기 압축 방향과는 반대 측으로의 변위를 규제하는 규제부를 구비하는 시일 장치.
축선 둘레로 회전 가능한 로터의 외주면에 대향한 상태에서 직경 방향으로 변위 가능하게 배치된 가동 시일 링과,
상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 각 단면에 마련된 제1 탄성 부재와,
상기 가동 시일 링과 둘레 방향으로 인접하여 마련된 고정 시일 링을 구비하고,
상기 고정 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 단면에는, 상기 가동 시일 링 측을 향하여 돌출되는 돌출부가 형성되며,
상기 가동 시일 링의 둘레 방향에 있어서의 단면에는, 상기 돌출부에 슬라이딩하는 슬라이딩면이 형성되어 있는 시일 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 슬라이딩면에 마련되고, 상기 슬라이딩면과 상기 돌출부의 사이의 마찰력을 저감시키는 저마찰부를 더 갖는 시일 장치.