JP3305196B2 - 軸封装置 - Google Patents
軸封装置Info
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- JP3305196B2 JP3305196B2 JP08652396A JP8652396A JP3305196B2 JP 3305196 B2 JP3305196 B2 JP 3305196B2 JP 08652396 A JP08652396 A JP 08652396A JP 8652396 A JP8652396 A JP 8652396A JP 3305196 B2 JP3305196 B2 JP 3305196B2
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- Japan
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- circumferential groove
- seal ring
- seal
- shaft
- sealing device
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- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、遠心圧縮機、その
他の高速ターボ機械などに適用される軸封装置に関す
る。
他の高速ターボ機械などに適用される軸封装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図２は遠心圧縮機、その他の高速ターボ
機械などに特にオイルフリー環境で使用されている従来
の軸封装置の説明図である。図において、回転軸０６の
周りにはシールリング０１が互いに隙間を隔てて配置さ
れ、ケーシング０８内側の円周溝に嵌合している。シー
ルリング０１は一般に２つ以上に分割されており、シー
ルリング０１を纏めるために、またシールリング０１を
円周溝内の壁面に軽く押圧して位置を安定させるため
に、与圧ばね機構として弦巻ばねによるガータースプリ
ング０３がシールリング０１の一方の側面の外周寄りに
装着されている。また、シールリング０１が回転するの
を防止するため、回り止めピン０２が使用されている。
このような軸封装置により液体を軸封する場合は、シー
ルリング０１に比較的大きな圧力が作用するためにシー
ルリング０１は一体に成型するか、ボルトなどによって
強固に結合するなどしてガータースプリング０３は用い
ない。また、気体を軸封する場合は、パージガス供給孔
０７から密封する機内側の気体よりも高い圧力の不活性
ガスを供給して機内側の気体が機外へ漏洩するのを遮断
する。
機械などに特にオイルフリー環境で使用されている従来
の軸封装置の説明図である。図において、回転軸０６の
周りにはシールリング０１が互いに隙間を隔てて配置さ
れ、ケーシング０８内側の円周溝に嵌合している。シー
ルリング０１は一般に２つ以上に分割されており、シー
ルリング０１を纏めるために、またシールリング０１を
円周溝内の壁面に軽く押圧して位置を安定させるため
に、与圧ばね機構として弦巻ばねによるガータースプリ
ング０３がシールリング０１の一方の側面の外周寄りに
装着されている。また、シールリング０１が回転するの
を防止するため、回り止めピン０２が使用されている。
このような軸封装置により液体を軸封する場合は、シー
ルリング０１に比較的大きな圧力が作用するためにシー
ルリング０１は一体に成型するか、ボルトなどによって
強固に結合するなどしてガータースプリング０３は用い
ない。また、気体を軸封する場合は、パージガス供給孔
０７から密封する機内側の気体よりも高い圧力の不活性
ガスを供給して機内側の気体が機外へ漏洩するのを遮断
する。
【０００３】また、特開平７−７１６２１号公報には浮
動型シールリングを有する軸封装置が開示されている。
この軸封装置はシールリングと回転軸との隙間やシール
ハウジングとの隙間などを精密に限定し、段付きの回転
軸を用いることによりシールリング両端に掛かるガス圧
力によるスラスト力を軽減してシールリングを実質的に
浮動させるようになっている。
動型シールリングを有する軸封装置が開示されている。
この軸封装置はシールリングと回転軸との隙間やシール
ハウジングとの隙間などを精密に限定し、段付きの回転
軸を用いることによりシールリング両端に掛かるガス圧
力によるスラスト力を軽減してシールリングを実質的に
浮動させるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の軸
封装置において、前者の軸封装置を気体の軸封に用いる
場合はシールリング０１がその側面間の差圧によって低
圧側に押圧されるとともに、ガータースプリング０３に
軸方向の圧縮荷重による軽微な押し付け荷重が負荷され
る。回転軸０６の位置が変位した場合はシールリング０
１の内周面と回転軸０６の外周面との間に動圧気体軸受
作用による気体膜圧力が発生して接触が回避されるが、
軸方向に作用する押し付け荷重と摩擦係数との積に、こ
の動圧気体軸受作用による負荷能力が打ち勝つことがで
きなければシールリング０１と回転軸０６とが接触し、
シールリング０１の摩耗が発生してシール性能が劣化す
るため、高速で高圧の軸封には適用し難い欠点がある。
また、特開平７−７１６２１号公報に開示されている軸
封装置においては高圧側に太い回転軸が要求されるた
め、一軸多段型の圧縮機には適用できても回転軸のオー
バーハング部に翼車を有するような遠心圧縮機には適用
し難い。
封装置において、前者の軸封装置を気体の軸封に用いる
場合はシールリング０１がその側面間の差圧によって低
圧側に押圧されるとともに、ガータースプリング０３に
軸方向の圧縮荷重による軽微な押し付け荷重が負荷され
る。回転軸０６の位置が変位した場合はシールリング０
１の内周面と回転軸０６の外周面との間に動圧気体軸受
作用による気体膜圧力が発生して接触が回避されるが、
軸方向に作用する押し付け荷重と摩擦係数との積に、こ
の動圧気体軸受作用による負荷能力が打ち勝つことがで
きなければシールリング０１と回転軸０６とが接触し、
シールリング０１の摩耗が発生してシール性能が劣化す
るため、高速で高圧の軸封には適用し難い欠点がある。
また、特開平７−７１６２１号公報に開示されている軸
封装置においては高圧側に太い回転軸が要求されるた
め、一軸多段型の圧縮機には適用できても回転軸のオー
バーハング部に翼車を有するような遠心圧縮機には適用
し難い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る軸封装置は
上記課題の解決を目的にしており、回転軸と、該回転軸
の外周に嵌装されたシールリングと、該シールリングの
軸方向の運動を制限するように該シールリングの低圧側
端面を遊嵌したシールハウジングとを具え、上記回転軸
と上記シールリングとの間に介装されたラビリンスによ
りシール流体を軸封する軸封装置において、上記シール
リングと上記シールハウジングとの軸方向の摺動面に設
けられた第１円周溝と、上記シールリングの回転軸面の
上記ラビリンス寄りに開口した第３円周溝と、上記第１
円周溝と第３円周溝との間の回転軸面に開口した第２円
周溝とを設け、上記第１円周溝と第３円周溝とを連通す
る細孔を介して上記第３円周溝にパージガスを供給する
とともに上記第２円周溝は排気通路を介して外部に連通
させた軸封装置を提供する。シールリングはシール流体
の圧力を前記第１円周溝と反対側の端面に受けるが、こ
の第１円周溝に供給されるパージガスの静圧作用によっ
てシールリングは高圧側へ反力を生じ、第１円周溝周囲
の摺接面の面圧が軽減され、摺接に起因する摩擦力が小
さく抑えられる。これによって、シールリングの半径方
向への運動に対する抵抗力が軽減され、シールリング内
周面と回転軸外周面との間に形成される流体による潤滑
膜の反力で容易にシールリングと回転軸とが離反され易
くなる。また、ラビリンス寄りに開口した第３円周溝に
は、第１円周溝から細孔を介してパージガスが供給され
るので、シール流体がシールリング内周のラビリンスを
通って低圧側に流れようとするのを防ぐことができる。
更に、第１円周溝と第３円周溝の間の回転軸面には第２
円周溝が開口され、この第２円周溝は排気通路を介して
外部に連通されているので、前記したように第３円周溝
に供給されたパージガスの大半はこの第２円周溝から排
出される。本発明は、また、前記した軸封装置におい
て、前記第１円周溝に供給するパージガスを、シール流
体よりも若干高い圧力を有するものとする。シール流体
はシールリング内周のラビリンスを通って低圧側に流れ
ようとするが、前記したようにシール流体よりも若干高
い圧力を有するパージガスを第１円周溝に供給すること
により、このシール流体よりも若干高い圧力のパージガ
スが第 ３円周溝内に供給されることによりラビリンスに
おける内側と外側との差圧を小さく保つことができる。
また、シール流体よりも若干圧力のパージガスが摺接面
の第１円周溝内に供給されることにより第１円周溝内部
の静圧はシール流体がシールリングを摺接面へ押圧する
力を低減させる。なお、シールリングの半径方向への運
動を保証し、パージガスが円周溝外へリークするのを防
ぐため、シールリングに予圧を与えるばね機構を用い
る。
上記課題の解決を目的にしており、回転軸と、該回転軸
の外周に嵌装されたシールリングと、該シールリングの
軸方向の運動を制限するように該シールリングの低圧側
端面を遊嵌したシールハウジングとを具え、上記回転軸
と上記シールリングとの間に介装されたラビリンスによ
りシール流体を軸封する軸封装置において、上記シール
リングと上記シールハウジングとの軸方向の摺動面に設
けられた第１円周溝と、上記シールリングの回転軸面の
上記ラビリンス寄りに開口した第３円周溝と、上記第１
円周溝と第３円周溝との間の回転軸面に開口した第２円
周溝とを設け、上記第１円周溝と第３円周溝とを連通す
る細孔を介して上記第３円周溝にパージガスを供給する
とともに上記第２円周溝は排気通路を介して外部に連通
させた軸封装置を提供する。シールリングはシール流体
の圧力を前記第１円周溝と反対側の端面に受けるが、こ
の第１円周溝に供給されるパージガスの静圧作用によっ
てシールリングは高圧側へ反力を生じ、第１円周溝周囲
の摺接面の面圧が軽減され、摺接に起因する摩擦力が小
さく抑えられる。これによって、シールリングの半径方
向への運動に対する抵抗力が軽減され、シールリング内
周面と回転軸外周面との間に形成される流体による潤滑
膜の反力で容易にシールリングと回転軸とが離反され易
くなる。また、ラビリンス寄りに開口した第３円周溝に
は、第１円周溝から細孔を介してパージガスが供給され
るので、シール流体がシールリング内周のラビリンスを
通って低圧側に流れようとするのを防ぐことができる。
更に、第１円周溝と第３円周溝の間の回転軸面には第２
円周溝が開口され、この第２円周溝は排気通路を介して
外部に連通されているので、前記したように第３円周溝
に供給されたパージガスの大半はこの第２円周溝から排
出される。本発明は、また、前記した軸封装置におい
て、前記第１円周溝に供給するパージガスを、シール流
体よりも若干高い圧力を有するものとする。シール流体
はシールリング内周のラビリンスを通って低圧側に流れ
ようとするが、前記したようにシール流体よりも若干高
い圧力を有するパージガスを第１円周溝に供給すること
により、このシール流体よりも若干高い圧力のパージガ
スが第 ３円周溝内に供給されることによりラビリンスに
おける内側と外側との差圧を小さく保つことができる。
また、シール流体よりも若干圧力のパージガスが摺接面
の第１円周溝内に供給されることにより第１円周溝内部
の静圧はシール流体がシールリングを摺接面へ押圧する
力を低減させる。なお、シールリングの半径方向への運
動を保証し、パージガスが円周溝外へリークするのを防
ぐため、シールリングに予圧を与えるばね機構を用い
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態に係
る軸封装置の説明図である。図において、本実施の形態
に係る軸封装置は遠心圧縮機、その他の高速ターボ機械
などに特にオイルフリー環境で使用されるもので、図に
示すようにシールリング１低圧側の端面に第１円周溝１
８が設けられ、その内周面に互いに連通しない２本の第
２円周溝２０、第３円周溝１４が設けられている。第１
円周溝１８に近い側の円周溝を第２円周溝２０とし、遠
い側の円周溝を第３円周溝１４とする。これら第１円周
溝１８と第３円周溝１４とを細孔１９で連通させ、また
第一円周溝１８には機内側の高圧側のシールガスよりも
僅かに圧力の高いパージガスが導入されるようになって
いる。第２円周溝２０とシールリング１外周面との間に
は両者を連通する排気通路１３を設け、またシールリン
グ１の外周面と相対するシールハウジング４の内周面と
の間には空間を設けてシールリング１の半径方向への運
動を許容し、その空間は除外塔と連通している。シール
リング１には、第１円周溝１８が設けられている端面を
シールハウジング４内部の端面よりも内外径の大きな端
面を有する油切りハウジング５またはシールハウジング
４に押圧するため、ドーナツ型の薄板円盤によるダイア
フラム型予圧用のばね機構３が設けられている。ばね機
構３内周のシールリング１を押圧する内周の部分にはエ
ラストマよりなる円輪状のシール片が介装されている。
このシール片はシールリング１に溶接などの手段で密封
的に接続したり、シールリング１との間に摺動を許容す
るようにして接触させたりすることができる。シールリ
ング１は回転軸６への追従性の観点からカーボンなどの
軽量で寸法変化の生じ難い材料で構成され、回転軸６に
適切な隙間を隔てて配置されている。シールリング１は
シールハウジング４内部に緩く嵌合されており、半径方
向に変位することが可能な状態になっている。シールリ
ング１の図における左側の空間には圧縮機翼車９で昇圧
されたシールガスが半径方向のラビリンス１０を経て漏
れてくる。また、シールリング１の右側には油切りハウ
ジング５が設けられており、回転軸６の表面を伝わって
来る潤滑油などを油切りフィン７の遠心力で飛ばして油
抜き通路２５，２６，２７などを経て潤滑油装置へ戻す
ようになっている。
る軸封装置の説明図である。図において、本実施の形態
に係る軸封装置は遠心圧縮機、その他の高速ターボ機械
などに特にオイルフリー環境で使用されるもので、図に
示すようにシールリング１低圧側の端面に第１円周溝１
８が設けられ、その内周面に互いに連通しない２本の第
２円周溝２０、第３円周溝１４が設けられている。第１
円周溝１８に近い側の円周溝を第２円周溝２０とし、遠
い側の円周溝を第３円周溝１４とする。これら第１円周
溝１８と第３円周溝１４とを細孔１９で連通させ、また
第一円周溝１８には機内側の高圧側のシールガスよりも
僅かに圧力の高いパージガスが導入されるようになって
いる。第２円周溝２０とシールリング１外周面との間に
は両者を連通する排気通路１３を設け、またシールリン
グ１の外周面と相対するシールハウジング４の内周面と
の間には空間を設けてシールリング１の半径方向への運
動を許容し、その空間は除外塔と連通している。シール
リング１には、第１円周溝１８が設けられている端面を
シールハウジング４内部の端面よりも内外径の大きな端
面を有する油切りハウジング５またはシールハウジング
４に押圧するため、ドーナツ型の薄板円盤によるダイア
フラム型予圧用のばね機構３が設けられている。ばね機
構３内周のシールリング１を押圧する内周の部分にはエ
ラストマよりなる円輪状のシール片が介装されている。
このシール片はシールリング１に溶接などの手段で密封
的に接続したり、シールリング１との間に摺動を許容す
るようにして接触させたりすることができる。シールリ
ング１は回転軸６への追従性の観点からカーボンなどの
軽量で寸法変化の生じ難い材料で構成され、回転軸６に
適切な隙間を隔てて配置されている。シールリング１は
シールハウジング４内部に緩く嵌合されており、半径方
向に変位することが可能な状態になっている。シールリ
ング１の図における左側の空間には圧縮機翼車９で昇圧
されたシールガスが半径方向のラビリンス１０を経て漏
れてくる。また、シールリング１の右側には油切りハウ
ジング５が設けられており、回転軸６の表面を伝わって
来る潤滑油などを油切りフィン７の遠心力で飛ばして油
抜き通路２５，２６，２７などを経て潤滑油装置へ戻す
ようになっている。
【０００７】圧縮機翼車９で昇圧されたシールガスはシ
ールリング１内周のラビリンス２を通って第３円周溝１
４へ侵入しようとするが、シールガスよりも若干高い圧
力を有するパージガスがパージガス供給孔１６、パージ
ガス連通孔１７、第１円周溝１８、細孔１９などを介し
て第３円周溝１４内に供給されており、このパージガス
の流れは第３円周溝１４から圧縮機翼車９側と第２円周
溝２０との二手に分かれる。このパージガスの圧力を圧
縮機翼車９側のシールガスの圧力と連動させて第３円周
溝１４内と圧縮機翼車９側の空間との差圧を小さく保つ
ようにコントロールすることにより、隙間が小さくても
ラビリンスシールにおける粘性による発熱を抑えてラビ
リンスシールを採用することができる。第２円周溝２０
内のパージガスは排気通路１３，１２，１１を経て低圧
の除外塔へ導かれるので、第３円周溝１４へ供給される
パージガスの大半は第２円周溝２０から排出される。な
お、パージガスが第１円周溝１８内に供給され、この第
１円周溝１８内の静圧がシールガスの圧力がシールリン
グ１を圧縮機翼車９側から油切りハウジング５側へ押圧
する力を低減するので、シールリング１がシールハウジ
ング４内で半径方向へ追従することが容易になり、回転
軸６の振動や変位などによるシールリング１と回転軸６
との接触が気体による潤滑作用で回避することができ
る。なお、予圧用のばね機構３を用いることにより、シ
ールリング１の半径方向への追従を保証するとともに、
シールガスが排気通路側１１，１２へリークするのを防
いでいる。
ールリング１内周のラビリンス２を通って第３円周溝１
４へ侵入しようとするが、シールガスよりも若干高い圧
力を有するパージガスがパージガス供給孔１６、パージ
ガス連通孔１７、第１円周溝１８、細孔１９などを介し
て第３円周溝１４内に供給されており、このパージガス
の流れは第３円周溝１４から圧縮機翼車９側と第２円周
溝２０との二手に分かれる。このパージガスの圧力を圧
縮機翼車９側のシールガスの圧力と連動させて第３円周
溝１４内と圧縮機翼車９側の空間との差圧を小さく保つ
ようにコントロールすることにより、隙間が小さくても
ラビリンスシールにおける粘性による発熱を抑えてラビ
リンスシールを採用することができる。第２円周溝２０
内のパージガスは排気通路１３，１２，１１を経て低圧
の除外塔へ導かれるので、第３円周溝１４へ供給される
パージガスの大半は第２円周溝２０から排出される。な
お、パージガスが第１円周溝１８内に供給され、この第
１円周溝１８内の静圧がシールガスの圧力がシールリン
グ１を圧縮機翼車９側から油切りハウジング５側へ押圧
する力を低減するので、シールリング１がシールハウジ
ング４内で半径方向へ追従することが容易になり、回転
軸６の振動や変位などによるシールリング１と回転軸６
との接触が気体による潤滑作用で回避することができ
る。なお、予圧用のばね機構３を用いることにより、シ
ールリング１の半径方向への追従を保証するとともに、
シールガスが排気通路側１１，１２へリークするのを防
いでいる。
【０００８】従来の軸封装置において、前者の軸封装置
を気体の軸封に用いる場合はシールリングがその側面間
の差圧によって低圧側に押圧されるとともに、ガーター
スプリングに軸方向の圧縮荷重による軽微な押し付け荷
重が負荷される。回転軸の位置が変位した場合はシール
リングの内周面と回転軸の外周面との間に動圧気体軸受
作用による気体膜圧力が発生して接触が回避されるが、
軸方向に作用する押し付け荷重と摩擦係数との積に、こ
の動圧気体軸受作用による負荷能力が打ち勝つことがで
きなければシールリングと回転軸とが接触し、シールリ
ングの摩耗が発生してシール性能が劣化するため、高速
で高圧の軸封には適用し難い欠点がある。また、特開平
７−７１６２１号公報に開示されている軸封装置におい
ては高圧側に太い回転軸が要求されるため、一軸多段型
の圧縮機には適用できても回転軸のオーバーハング部に
翼車を有するような遠心圧縮機には適用し難いが、本軸
封装置においては回転軸６の外周に隙間を隔てて設けた
円筒状のシールリング１と、シールリング１の軸方向の
運動を制限するようにシールリング１と嵌合するシール
ハウジング４によって構成され、このシールリング１の
一方の端面に第一円周溝１８を設け、シールリング１の
内周面に互いに連通しない２本の第２，第３円周溝２
０，１４を設け、シールリング１端面の第１円周溝１８
よりも遠い側に設けた第３円周溝１４と端面の第１円周
溝１８とを連通する細孔１９を設け、シールリング１端
面の第１円周溝１８に近い側に設けた第２円周溝２０と
シールリング１の外周面とを連通する排気通路１３を設
け、シールリング１の外周面と相対するシールハウジン
グ４の内周面との間には空間を設けてシールリング１の
半径方向の運動を許容し、その空間と系外の除外塔とが
連通している。シールリング１端面の第１円周溝１８を
シールハウジング４内部にあってシールハウジング４の
端面よりも内外径の大きな端面を有する油切りハウジン
グ５に押圧し、シールリング１端面の第１円周溝１８と
押圧されたシールハウジング４端面との間に生じる空間
に外部からパージガスが導入されるようになっており、
シールリング１端面の第１円周溝１８は低圧側に存在
し、シールリング１はシールガスの圧力を第１円周溝１
８と反対側の端面に受けるが、この第１円周溝１８内に
導入される圧力がシールガスよりも高いパージガスの静
圧作用によってシールリング１が高圧側への圧力を生じ
て第１円周溝１８内外の接触部の面圧が軽減され、この
面圧に起因する摩擦力が小さく抑えられる。これによ
り、シールリング１の半径方向への移動に対する抵抗力
が軽減されてシールリング１内周面と回転軸６外周面と
の間に形成される気体潤滑膜の反力で容易にシールリン
グ１と回転軸６とが離反され易くなる。第２円周溝２０
は排気通路１３を介してシールリング１外周面とシール
ハウジング４とばね機構３とで形成される空間および排
気通路１１，１２と連通しており、第１円周溝１８から
細孔１９を通して第３円周溝１４でシール作用を行った
パージガスの一部と、予圧のばね機構３のシール片を接
触型にした場合は、このシール片とシールリング１との
接触する隙間からこの空間へ僅かに漏れるシールガスと
を除外塔へ導く通路となる。これらにより、周面型の軸
封装置において非接触のシールリング１が容易に構成で
き、廉価なドライガスシールシステムを提供することが
できる。
を気体の軸封に用いる場合はシールリングがその側面間
の差圧によって低圧側に押圧されるとともに、ガーター
スプリングに軸方向の圧縮荷重による軽微な押し付け荷
重が負荷される。回転軸の位置が変位した場合はシール
リングの内周面と回転軸の外周面との間に動圧気体軸受
作用による気体膜圧力が発生して接触が回避されるが、
軸方向に作用する押し付け荷重と摩擦係数との積に、こ
の動圧気体軸受作用による負荷能力が打ち勝つことがで
きなければシールリングと回転軸とが接触し、シールリ
ングの摩耗が発生してシール性能が劣化するため、高速
で高圧の軸封には適用し難い欠点がある。また、特開平
７−７１６２１号公報に開示されている軸封装置におい
ては高圧側に太い回転軸が要求されるため、一軸多段型
の圧縮機には適用できても回転軸のオーバーハング部に
翼車を有するような遠心圧縮機には適用し難いが、本軸
封装置においては回転軸６の外周に隙間を隔てて設けた
円筒状のシールリング１と、シールリング１の軸方向の
運動を制限するようにシールリング１と嵌合するシール
ハウジング４によって構成され、このシールリング１の
一方の端面に第一円周溝１８を設け、シールリング１の
内周面に互いに連通しない２本の第２，第３円周溝２
０，１４を設け、シールリング１端面の第１円周溝１８
よりも遠い側に設けた第３円周溝１４と端面の第１円周
溝１８とを連通する細孔１９を設け、シールリング１端
面の第１円周溝１８に近い側に設けた第２円周溝２０と
シールリング１の外周面とを連通する排気通路１３を設
け、シールリング１の外周面と相対するシールハウジン
グ４の内周面との間には空間を設けてシールリング１の
半径方向の運動を許容し、その空間と系外の除外塔とが
連通している。シールリング１端面の第１円周溝１８を
シールハウジング４内部にあってシールハウジング４の
端面よりも内外径の大きな端面を有する油切りハウジン
グ５に押圧し、シールリング１端面の第１円周溝１８と
押圧されたシールハウジング４端面との間に生じる空間
に外部からパージガスが導入されるようになっており、
シールリング１端面の第１円周溝１８は低圧側に存在
し、シールリング１はシールガスの圧力を第１円周溝１
８と反対側の端面に受けるが、この第１円周溝１８内に
導入される圧力がシールガスよりも高いパージガスの静
圧作用によってシールリング１が高圧側への圧力を生じ
て第１円周溝１８内外の接触部の面圧が軽減され、この
面圧に起因する摩擦力が小さく抑えられる。これによ
り、シールリング１の半径方向への移動に対する抵抗力
が軽減されてシールリング１内周面と回転軸６外周面と
の間に形成される気体潤滑膜の反力で容易にシールリン
グ１と回転軸６とが離反され易くなる。第２円周溝２０
は排気通路１３を介してシールリング１外周面とシール
ハウジング４とばね機構３とで形成される空間および排
気通路１１，１２と連通しており、第１円周溝１８から
細孔１９を通して第３円周溝１４でシール作用を行った
パージガスの一部と、予圧のばね機構３のシール片を接
触型にした場合は、このシール片とシールリング１との
接触する隙間からこの空間へ僅かに漏れるシールガスと
を除外塔へ導く通路となる。これらにより、周面型の軸
封装置において非接触のシールリング１が容易に構成で
き、廉価なドライガスシールシステムを提供することが
できる。
【０００９】
【発明の効果】本発明に係る軸封装置は前記のように構
成されており、シール流体はシールリング内周のラビリ
ンスを通って低圧側に流れようとするが、ラビリンス寄
りの第３円周溝にはパージガス、特にシール流体よりも
若干高い圧力を有するパージガスが供給されていること
によりラビリンスにおける内側と外側との差圧を小さく
保つことができるので、ラビリンスシールを適用するこ
とができ、隙間が小さいことによる隙間内における粘性
による発熱を抑えることができる。また、パージガスが
摺接面の第１円周溝内に供給されることにより第１円周
溝内部の静圧はシール流体がシールリングを摺接面へ押
圧する力を低減させるので、シールリングがシールハウ
ジング内部で半径方向へ容易に追従することができ、回
転軸の振動や変位などによって生ずるシールリングと回
転軸との接触が流体の潤滑作用により回避される。
成されており、シール流体はシールリング内周のラビリ
ンスを通って低圧側に流れようとするが、ラビリンス寄
りの第３円周溝にはパージガス、特にシール流体よりも
若干高い圧力を有するパージガスが供給されていること
によりラビリンスにおける内側と外側との差圧を小さく
保つことができるので、ラビリンスシールを適用するこ
とができ、隙間が小さいことによる隙間内における粘性
による発熱を抑えることができる。また、パージガスが
摺接面の第１円周溝内に供給されることにより第１円周
溝内部の静圧はシール流体がシールリングを摺接面へ押
圧する力を低減させるので、シールリングがシールハウ
ジング内部で半径方向へ容易に追従することができ、回
転軸の振動や変位などによって生ずるシールリングと回
転軸との接触が流体の潤滑作用により回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の一形態に係る軸封装置の
横断面図である。
横断面図である。
【図２】図２は従来の軸封装置の断面図である。
１ シールリング ２ ラビリンス ３ ばね機構 ４ シールハウジング ５ 油切りハウジング ６ 回転軸 ７ 油切りフィン ８ ケーシング ９ 圧縮機翼車 １０ ラビリンス １１ 排気通路 １２ 排気通路 １３ 排気通路 １４ 第３円周溝 １５ Ｏリング １６ パージガス供給孔 １７ パージガス連通孔 １８ 第１円周溝 １９ 細孔 ２０ 第２円周溝 ２１ Ｏリング ２２ Ｏリング ２３ Ｏリング ２４ Ｏリング ２５ 油抜き通路 ２６ 油抜き通路 ２７ 油抜き通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16J 15/34 - 15/38 F16J 15/40 - 15/453 F16J 15/54 - 15/56
Claims (2)
- 【請求項１】 回転軸と、該回転軸の外周に嵌装された
シールリングと、該シールリングの軸方向の運動を制限
するように該シールリングの低圧側端面を遊嵌したシー
ルハウジングとを具え、上記回転軸と上記シールリング
との間に介装されたラビリンスによりシール流体を軸封
する軸封装置において、上記シールリングと上記シール
ハウジングとの軸方向の摺動面に設けられた第１円周溝
と、上記シールリングの回転軸面の上記ラビリンス寄り
に開口した第３円周溝と、上記第１円周溝と第３円周溝
との間の回転軸面に開口した第２円周溝とを設け、上記
第１円周溝と第３円周溝とを連通する細孔を介して上記
第３円周溝にパージガスを供給するとともに上記第２円
周溝は排気通路を介して外部に連通させたことを特徴と
する軸封装置。 - 【請求項２】 請求項１において、上記第１円周溝には
シール流体よりも若干高い圧力のパージガスを供給する
とともに、上記シールリングを上記シールハウジングと
の接触面に押圧するばね機構を具えたことを特徴とする
軸封装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08652396A JP3305196B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 軸封装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08652396A JP3305196B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 軸封装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09280383A JPH09280383A (ja) | 1997-10-28 |
| JP3305196B2 true JP3305196B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=13889357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08652396A Expired - Fee Related JP3305196B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 軸封装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3305196B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3004654A1 (en) * | 2013-05-30 | 2016-04-13 | Ingersoll-Rand Company | Centrifugal compressor having seal system and associated assembly method |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN105422493A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-23 | 沈阳透平机械股份有限公司 | 一种大型离心压缩机用试车密封装置 |
| CN105422867B (zh) * | 2015-12-02 | 2017-06-20 | 湖南中大创远数控装备有限公司 | 一种主轴密封机构 |
| US11193385B2 (en) | 2016-04-18 | 2021-12-07 | General Electric Company | Gas bearing seal |
| CN106949190B (zh) * | 2017-05-27 | 2023-03-31 | 中国工程物理研究院总体工程研究所 | 浮动环式阻尼密封装置 |
| CN110219992B (zh) * | 2019-07-09 | 2024-06-14 | 大连保税区华鸿工业技术有限公司 | 防止密封面损伤的密封装置 |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP08652396A patent/JP3305196B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3004654A1 (en) * | 2013-05-30 | 2016-04-13 | Ingersoll-Rand Company | Centrifugal compressor having seal system and associated assembly method |
| EP3004654B1 (en) * | 2013-05-30 | 2021-11-10 | Ingersoll-Rand Industrial U.S., Inc. | Centrifugal compressor having seal system and associated assembly method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09280383A (ja) | 1997-10-28 |
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Legal Events
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