JPH0325614B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0325614B2 JPH0325614B2 JP58221379A JP22137983A JPH0325614B2 JP H0325614 B2 JPH0325614 B2 JP H0325614B2 JP 58221379 A JP58221379 A JP 58221379A JP 22137983 A JP22137983 A JP 22137983A JP H0325614 B2 JPH0325614 B2 JP H0325614B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seal
- bellows
- carbon seal
- carbon
- annular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
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
- F16J15/002—Sealings comprising at least two sealings in succession
- F16J15/008—Sealings comprising at least two sealings in succession with provision to put out of action at least one sealing; One sealing sealing only on standstill; Emergency or servicing sealings
-
- 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
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/36—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member connected by a diaphragm or bellow to the other member
- F16J15/363—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member connected by a diaphragm or bellow to the other member the diaphragm or bellow being made of metal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
- Y10S277/929—Seal feature where change in operation or condition induces additional leakage control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
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。
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カーボンシ
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ー
トメントに近接して配置されており、これにより
主要な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
たり逆にエ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つている。
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カーボンシ
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ー
トメントに近接して配置されており、これにより
主要な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
たり逆にエ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つている。
本願発明者は、シール要素として機能するベロ
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
とによつて満足し得るバツクアツプシールを達成
することができ、従つてより一層複雑で高価なラ
ビリンスシールを排除し得ることを見出した。リ
ング型のバツクアツプシールはカーボンシールに
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、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。
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
とによつて満足し得るバツクアツプシールを達成
することができ、従つてより一層複雑で高価なラ
ビリンスシールを排除し得ることを見出した。リ
ング型のバツクアツプシールはカーボンシールに
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、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。
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ツクアツプシ
ール装置を提供することである。
コンパートメント用の改良されたバツクアツプシ
ール装置を提供することである。
本発明の一つの特徴は、回転するシールプレー
トに対しベローズにより押圧された回転するカー
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つて回転す
ることを防止する。
トに対しベローズにより押圧された回転するカー
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つて回転す
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。
について詳細に説明する。
添付の図はツインスプール型ガスタービンエン
ジンの高速回転軸（エンジンの中心線Ａの周りに
回転する）に適宜に接続されたシールプレート１
０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テツド・テクノロジーズ・コ
ーポレイシヨンのPratt＆Whitney Aircraft
divisionにより製造されているJT9D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は符号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パートメント
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却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１
６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。
ジンの高速回転軸（エンジンの中心線Ａの周りに
回転する）に適宜に接続されたシールプレート１
０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テツド・テクノロジーズ・コ
ーポレイシヨンのPratt＆Whitney Aircraft
divisionにより製造されているJT9D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は符号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パートメント
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却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１
６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２０に支
持されている。タブ２２は低速回転軸２６に剛固
に接続された環状の断面Ｌ字形の部材２５に軸線
に沿つて形成されたスプライン２４と係合してい
る。周知の如く、高速回転軸は高圧コンプレツサ
及び高温タービンを担持しており、低速回転軸は
低圧コンプレツサ及び低温タービンを担持してお
り、従つ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２５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はリング部材２８を
回転駆動し、従つて環状部材２５、カーボンシー
ル１６、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。
り、内周部にタブ２２を有する環状部材２０に支
持されている。タブ２２は低速回転軸２６に剛固
に接続された環状の断面Ｌ字形の部材２５に軸線
に沿つて形成されたスプライン２４と係合してい
る。周知の如く、高速回転軸は高圧コンプレツサ
及び高温タービンを担持しており、低速回転軸は
低圧コンプレツサ及び低温タービンを担持してお
り、従つ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２５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はリング部材２８を
回転駆動し、従つて環状部材２５、カーボンシー
ル１６、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４
０にて互に溶接された複数個の渦巻状要素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４４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
装着されたデイスク４８に固定されている。かく
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つている。
０にて互に溶接された複数個の渦巻状要素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４４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
装着されたデイスク４８に固定されている。かく
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つている。
本発明によれば、バツクアツプシールがカーボ
ンシール１６に対し軸線方向に且カーボンシール
１６より半径方向外方に配置されている。バツク
アツ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はその内周面が環状部材２
０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漏洩を許すよう
になつており、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３
４内へまた環状部材２０の外周面と接触する点に
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つている。
ンシール１６に対し軸線方向に且カーボンシール
１６より半径方向外方に配置されている。バツク
アツ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はその内周面が環状部材２
０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漏洩を許すよう
になつており、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３
４内へまた環状部材２０の外周面と接触する点に
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つている。
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。
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ツクアツプ
シールを与えつつベローズシールの空気の漏洩を
制御することができる。
ことができ、またベローズに単純なバツクアツプ
シールを与えつつベローズシールの空気の漏洩を
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つて明らかで
あろう。
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つて明らかで
あろう。
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……面、１６……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、２６……低速回転軸、２８……リング部材、
３０……スプライン装置、３４……ベローズ、３
６……螺旋状要素、３８……外縁部、４０……内
縁部、４２……アーム、４４……他端、４８……
デイスク、５０……アーム、５１……リングシー
ル、５２……アーム。
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……面、１６……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、２６……低速回転軸、２８……リング部材、
３０……スプライン装置、３４……ベローズ、３
６……螺旋状要素、３８……外縁部、４０……内
縁部、４２……アーム、４４……他端、４８……
デイスク、５０……アーム、５１……リングシー
ル、５２……アーム。
Claims (1)
- 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
速度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面を有し前記
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す回転防止タブを有
する第一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
状キヤビテイを郭定するスリーブと、前記環状キ
ヤビテ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
レート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
ボンシールに対し軸線方向に且前記カーボンシー
ルより半径方向外方に配置されたバツクアツプシ
ールと、前記カーボンシール、前記ベローズ、前
記バツクアツプシールに対し回転運動を伝達すべ
くこれらを前記スプールの一方に接続する取付け
手段とを含むシール装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/451,643 US4477088A (en) | 1982-12-20 | 1982-12-20 | Face seal means with back-up seal |
| US451643 | 1982-12-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59115432A JPS59115432A (ja) | 1984-07-03 |
| JPH0325614B2 true JPH0325614B2 (ja) | 1991-04-08 |
Family
ID=23793079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58221379A Granted JPS59115432A (ja) | 1982-12-20 | 1983-11-24 | ガスタ−ビンエンジンの軸受コンパ−トメント用シ−ル装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4477088A (ja) |
| EP (1) | EP0112268B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59115432A (ja) |
| CA (1) | CA1234052A (ja) |
| DE (2) | DE112268T1 (ja) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4840384A (en) * | 1987-09-04 | 1989-06-20 | Vaughan Co., Inc. | Face-type shaft seal with shroud |
| GB8909289D0 (en) * | 1989-04-24 | 1989-06-07 | Crane John Uk Ltd | Mechanical face seals |
| US5072948A (en) * | 1989-08-28 | 1991-12-17 | Ford Motor Company | Seal assembly for a high speed machining system |
| JP2515035Y2 (ja) * | 1989-12-18 | 1996-10-23 | 株式会社シマノ | 両軸受リール |
| US5992901A (en) * | 1995-10-27 | 1999-11-30 | Mannesmann Ag | Device for coupling a coolant duct of a rotating part |
| US5910094A (en) * | 1996-09-10 | 1999-06-08 | The Boeing Company | Aircraft labyrinth fire seal |
| US6676369B2 (en) | 2002-03-26 | 2004-01-13 | General Electric Company | Aspirating face seal with axially extending seal teeth |
| US6758477B2 (en) | 2002-03-26 | 2004-07-06 | General Electric Company | Aspirating face seal with axially biasing one piece annular spring |
| US6719296B2 (en) | 2002-07-12 | 2004-04-13 | General Electric Company | Seal for a rotating member |
| CA2580651C (en) | 2004-10-01 | 2011-07-05 | Bell Helicopter Textron Inc. | Free floating bellows |
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