JP6446296B2 - 非接触式ガスシール - Google Patents
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Description
さらに、流体温度に関し、通常、この種の非接触式ガスシールでは、機内側は5〜80度程度の温度範囲で使用される。この場合、大気側の温度を25度程度と仮定すると、機内流体の温度の方が高いケースが多く、その結果、高温の密封流体に接触する機内側シール面の温度が、大気側シール面の温度よりも高くなるケースが多い。
このため、ダブル式のガスシールでは、回転環の機内側のシール面の温度が大気側のシール面の温度よりも高くなり、当該回転環に熱歪が発生する虞がある。
前記回転環は、SiCの焼結体又は超硬合金で作製されており、
前記回転環における前記静止環と対面するシール面にダイヤモンド膜が形成されており、且つ、
前記回転環の外周面又は内周面、及び、前記回転環における前記シール面と反対側の面である背面に、前記シール面のダイヤモンド膜と連続するダイヤモンド膜が形成されている。
前記回転環は、SiCの焼結体又は超硬合金で作製されており、
前記回転環における前記静止環と対面するシール面にダイヤモンド膜が形成されており、且つ、
前記回転環の外周面及び内周面に、前記シール面のダイヤモンド膜と連続するダイヤモンド膜が形成されている。
前記回転環は、SiCの焼結体又は超硬合金で作製されており、
前記回転環における前記静止環と対面するシール面にダイヤモンド膜が形成されており、且つ、
前記回転環の外周面又は内周面、及び、前記回転環における前記シール面と反対側の面である背面に、前記シール面のダイヤモンド膜と連続するダイヤモンド膜が形成されている。
前記回転環は、SiCの焼結体又は超硬合金で作製されており、
前記回転環における前記静止環と対面するシール面にダイヤモンド膜が形成されており、且つ、
前記回転環の外周面及び内周面に、前記シール面のダイヤモンド膜と連続するダイヤモンド膜が形成されている。
前記回転環は、SiCの焼結体又は超硬合金で作製されており、
前記回転環における前記静止環と対面する両シール面にダイヤモンド膜が形成されており、且つ、
前記回転環の外周面又は内周面に、前記両シール面のダイヤモンド膜と連続するダイヤモンド膜が形成されている。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係るガスシールG1の縦断面説明図である。なお、図1及び後出する図2〜7においては、分かりやすくするために、ダイヤモンド膜の膜厚を誇張して描いている。
スリーブ5とストッパーリング4はボルト6により固定されており、ストッパーリング4は、セットスクリュー7により回転軸2に固定されている。
図4は、本発明の第2実施形態に係るガスシールG2の縦断面説明図である。前述した第1実施形態に係るガスシールG1ではガスの静圧を利用してシール面隙間を広げているのに対し、第2実施形態に係るガスシールG2ではガスの動圧を利用してシール面隙間を広げている。このため、本実施形態では、ガスの供給及び動圧の発生に関与する回転環31、静止環32及び第1ケース33の構成が、図1に示される第1実施形態に係るガスシールG2と異なっている。したがって、共通する構成要素には同一の参照符号を付し、簡単のため、それらについての説明は省略する。
図7は、本発明の第3実施形態に係るガスシールG3の縦断面説明図である。本実施形態に係るガスシールG3は、ガスの動圧を利用してシール面隙間を広げている点では前記第2実施形態に係るガスシールG2と同じであるが、回転環41の両側面がシール面41a、41cとされている点が当該ガスシールG2と異なっている。このため、ガスシールG3では、そのシール面同士が対向している一対の静止環42、43が配設されている。
回転軸44とスリーブ46との間には、機内側Aと機外側Bとの間をシールするOリング50が介在している。このため、回転軸44とスリーブ46との間で、機内側Aの流体が機外側Bに漏れない。
さらに、流体温度に関し、通常、この種の非接触式ガスシールでは、機内側Aは5〜80度程度の温度範囲で使用されるが、この場合、大気側の温度を25度程度と仮定すると、機内流体の温度の方が高いケースが多く、その結果、高温の密封流体に接触する機内側Aのシール面の温度が、機外側Bのシール面の温度よりも高くなるケースが多い。
図9は、本発明の第4実施形態に係るガスシールG4の縦断面説明図である。本実施形態に係るガスシールG4は、ガスの静圧を利用してシール面隙間を広げている点では、図1に示される第1実施形態に係るガスシールG1と同じであるが、当該ガスシールG1では、静止環及び回転環のうちの一方である静止環がスプリングにより他方の回転環側に押圧されているのに対し、本実施形態に係るガスシールG4では、静止環及び回転環のうちの一方である回転環がスプリングにより他方の静止環側に押圧されている点が異なっている。
なお、本発明のガスシールは前述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、静止環のシール面と回転環のシール面との間を狭める閉力を発生させる手段としてスプリングが用いられているが、例えば特開2014−173700号公報に開示されているように、静止環の背面側に密封された背圧室を形成するとともに当該静止環に背圧室に連通するガス導入路を形成し、このガス導入路を通じて背圧室に導入される機内側の高圧ガスの静圧により静止環を回転環側に押す構成とすることも可能である。
2 :回転軸
3 :回転環
3a:シール面
3b:外周面
3c:背面
4 :ストッパーリング
5 :スリーブ
5a:フランジ
6 :ボルト
6a:押圧面
7 : セットスクリュー
8 :Oリング
9 :Oリング
10 :静止環
10a:シール面
11 :シールケース
12 :スプリング
13 :第1ケース
14 :第2ケース
15 :ボルト
16 :ガス供給孔
16a:開口
17 :壁部
17a:壁面
18 :円筒部
19 :Oリング
20 :Oリング
21 :Oリング
22 :穴
23 :ガス孔
24 :溝
25 :オリフィス
26 :ラビリンスシール部
27 :凹凸部
31 :回転環
31a:シール面
31b:外周面
31c:背面
32 :静止環
33 :第1ケース
34 :動圧発生溝
35 :ガス供給孔
41 :回転環
42 :静止環
43 :静止環
44 :回転軸
45 :ストッパーリング
46 :スリーブ
47 :凹所
48 :ピン
49 :ボルト
50 :セットスクリュー
51 :Oリング
52 :ケーシング
53 :シールケース
54 :シールフランジ
55 :スプリング
56 :スプリング
57 :ボルト
58 :ボルト
59 :ガス供給孔
60a:動圧発生溝
60b:動圧発生溝
71 :ケーシング
72 :回転軸
73 :回転環
74 :静止環
75 :シールケース
76 :スリーブ
77 :スプリング
78 :ガス孔
79 :ガス供給路
G1:ガスシール
G2:ガスシール
G3:ガスシール
G4:ガスシール
S1:環状空間
S2:環状空間
S3:環状空間
S4:環状空間
d1:ダイヤモンド膜
d2:ダイヤモンド膜
d3:ダイヤモンド膜
d4:ダイヤモンド膜
Claims (6)
- 回転軸に設けられた回転環と、前記回転環と軸方向に対向して配設された静止環と、前記回転環と静止環との対面するシール面間を狭める方向に当該回転環及び静止環のうちの一方を他方側に押す閉力発生手段と、前記シール面間にガスを供給して当該シール面間を広げる開力発生手段と、を備え、前記シール面間を挟んで軸方向一方側の第1空間と軸方向他方側の第2空間とを仕切る非接触式ガスシールであって、
前記回転環は、SiCの焼結体又は超硬合金で作製されており、
前記回転環における前記静止環と対面するシール面にダイヤモンド膜が形成されており、且つ、
前記回転環の外周面又は内周面、及び、前記回転環における前記シール面と反対側の面である背面に、前記シール面のダイヤモンド膜と連続しており、当該シール面で発生した熱を背面に伝えるダイヤモンド膜が形成されている、非接触式ガスシール。 - 回転軸に設けられた回転環と、前記回転環と軸方向に対向して配設された静止環と、前記回転環と静止環との対面するシール面間を狭める方向に当該回転環及び静止環のうちの一方を他方側に押す閉力発生手段と、前記シール面間にガスを供給して当該シール面間を広げる開力発生手段と、を備え、前記シール面間を挟んで軸方向一方側の第1空間と軸方向他方側の第2空間とを仕切る非接触式ガスシールであって、
前記回転環は、SiCの焼結体又は超硬合金で作製されており、
前記回転環における前記静止環と対面するシール面にダイヤモンド膜が形成されており、且つ、
前記回転環の外周面全体及び内周面全体に、前記シール面のダイヤモンド膜と連続するダイヤモンド膜が形成されている、非接触式ガスシール。 - 回転軸に設けられた回転環と、前記回転環と軸方向に対向して配設された静止環と、前記回転環と静止環との対面するシール面間を狭める方向に当該回転環及び静止環のうちの一方を他方側に押す閉力発生手段と、前記回転環のシール面に形成されており、当該回転環の回転により前記シール面間を広げる動圧を発生させる動圧発生手段と、を備え、前記シール面間を挟んで軸方向一方側の第1空間と軸方向他方側の第2空間とを仕切る非接触式ガスシールであって、
前記回転環は、SiCの焼結体又は超硬合金で作製されており、
前記回転環における前記静止環と対面するシール面にダイヤモンド膜が形成されており、且つ、
前記回転環の外周面又は内周面、及び、前記回転環における前記シール面と反対側の面である背面に、前記シール面のダイヤモンド膜と連続しており、当該シール面で発生した熱を背面に伝えるダイヤモンド膜が形成されている、非接触式ガスシール。 - 回転軸に設けられた回転環と、前記回転環と軸方向に対向して配設された静止環と、前記回転環と静止環との対面するシール面間を狭める方向に当該回転環及び静止環のうちの一方を他方側に押す閉力発生手段と、前記回転環のシール面に形成されており、当該回転環の回転により前記シール面間を広げる動圧を発生させる動圧発生手段と、を備え、前記シール面間を挟んで軸方向一方側の第1空間と軸方向他方側の第2空間とを仕切る非接触式ガスシールであって、
前記回転環は、SiCの焼結体又は超硬合金で作製されており、
前記回転環における前記静止環と対面するシール面にダイヤモンド膜が形成されており、且つ、
前記回転環の外周面全体及び内周面全体に、前記シール面のダイヤモンド膜と連続するダイヤモンド膜が形成されている、非接触式ガスシール。 - 回転軸に設けられた回転環と、前記回転環の軸方向両側面とそれぞれ対向して配設された第1及び第2静止環と、前記回転環と両静止環との対面するシール面間を狭める方向に当該両静止環を回転環側に押す閉力発生手段と、前記回転環の両シール面に形成されており、当該回転環の回転により前記シール面間を広げる動圧を発生させる動圧発生手段と、を備え、前記シール面間を挟んで軸方向一方側の第1空間と軸方向他方側の第2空間とを仕切る非接触式ガスシールであって、
前記回転環は、SiCの焼結体又は超硬合金で作製されており、
前記回転環における前記静止環と対面する両シール面にダイヤモンド膜が形成されており、且つ、
前記回転環の外周面又は内周面に、前記両シール面のダイヤモンド膜と連続しており、一方のシール面で発生した熱を他方のシール面に伝えるダイヤモンド膜が形成されている、非接触式ガスシール。 - 前記ダイヤモンド膜の熱伝導率が1000〜2000W/m・kである、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の非接触式ガスシール。
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- 2015-03-09 JP JP2015045954A patent/JP6446296B2/ja active Active
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