JPH0666158A - 軸方向の乾燥式ガスパッキンを備えたターボ機械 - Google Patents

軸方向の乾燥式ガスパッキンを備えたターボ機械

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JPH0666158A
JPH0666158A JP5157304A JP15730493A JPH0666158A JP H0666158 A JPH0666158 A JP H0666158A JP 5157304 A JP5157304 A JP 5157304A JP 15730493 A JP15730493 A JP 15730493A JP H0666158 A JPH0666158 A JP H0666158A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハウジングの壁を貫く箇所における軸に対す
る乾燥式ガスパッキンを備えたターボ機械を得ること。 【構成】 ターボ機械1において、回転子軸2が乾燥式ガ
スパッキン5を介してハウジング3をシールされて貫通し
ており、パッキン5の回転シール体7と静止滑りリング9
との間にシールすきまが形成されており、静止滑りリン
グ9の背側が阻止ガス10を作用され回転シール体7を押圧
するようになっており、また、パッキン5の漏れ導溝17は
せき止め円板16によりせき止めされ、せき止め圧力が、
測定装置18により監視され、せき止め圧力が増加すると
警報が信号され、あるいは、ターボ機械1が自動的に且
つ時間遅延無しに停止され、これにより、特に、毒性又
は爆発性ガスがターボ機械1のハウジング３の内部から
流出することを回避する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ターボ機械のハウジン
グの壁を貫いて導かれた回転子軸の少なくとも一つの側
に、少なくとも１個の乾燥式ガスパッキンを有する軸方
向のパッキン装置を設けられたターボ機械に関するもの
であるが、乾燥式ガスパッキンは、阻止ガスを作用さ
れ、漏れガスが漏れ導溝を介して排出されるようになっ
ているものである。
【０００２】
【従来の技術】この種類のターボ機械は、例えば、ドイ
ツ特許第３９ ２５ ４０３号から公知となっており、
また、例えば、ターボ圧縮機又はガスタービンとして役
立っている。その場合、ターボ機械の回転子は、閉塞さ
れたハウジングの中に配置され、ハウジングの室内は高
いガス圧力の下にある。ハウジングを貫いて外方、又
は、中間室への回転子軸の貫通部は、室内からの圧力ガ
スの流出を阻止するためにパッキン装置によってシール
されている。その場合、通例、回転子の両側においてハ
ウジングを貫いて導かれた軸の場合には、各側において
も、また、１個のこのようなパッキン装置が設けられ、
又は、片持ち形式の機械におけるただ一つの側にだけ設
けられた軸貫通部の場合には、単に、この１個の軸貫通
部にだけ設けられる。
【０００３】このための阻止ガスを作用される乾燥式ガ
スパッキンは、特別に摩擦及び損耗が少ないことが証明
されており、この場合、滑りリングの滑り面が、対応す
るシール面に対して、最小のすきまを維持の下に押圧さ
れ、従って、室内からの圧力ガスの流出を最少とし、そ
の場合、シールの漏れは、可能な限り小さな値に保持さ
れ、同時に、パッキンの接触無しの回転のためのすきま
が形成される。それにもかかわらず、その場合、まだ存
在するわずかな漏れは、通常、外部へ排出される。小さ
な圧力の際には、おおむね、１個の乾燥式ガスパッキン
で十分である。しかしながら、より高い圧力の際には、
内方の一次の乾燥式ガスパッキンの、より大きな安全の
達成のためには、類似に構成された二次の外方の乾燥式
ガスパッキンが後置され、この二次の乾燥式ガスパッキ
ンは、内方の漏れガス室を外部に対してシールする。そ
の場合、この外方の乾燥式ガスパッキンは、一次の漏れ
ガスが、余りにも大きい時にだけ、特に、前置された乾
燥式ガスパッキンの損傷の際にだけ作動に入り、有効と
なることが好適である。必要な場合には、２個以上の乾
燥式ガスパッキンも、また、直列に設けられることも出
来る。
【０００４】危険な、特に、爆発性の、又は、毒性ガス
を処理するターボ機械の場合には、危険な、圧力の下に
あるガスがハウジングの室内から流出することを阻止す
ること、又は、危険の無い量に減少させることが、特
に、重要であり、また、緊急に要求される。このため
に、機械の危険の箇所、例えば、ガスの貫通箇所の近く
には、適当なガスセンサが設けられ、このガスセンサ
が、検出されるべきガスに対して特別な感度を有してお
り、また、このガスセンサは、ある一定のガス濃度を超
過した際に、警戒信号あるいは警報信号を発し、あるい
は、適当な対抗手段を起動させることが有利である。し
かしながら、このことは、追加の複雑な装置を必要と
し、その上、この装置は、既に、信号の発生のために十
分なガス量がハウジングから出た時に、始めて反応する
ことが出来るだけである。それによる時間の遅延は、災
害を完全に阻止するためには、しばしば、不十分であ
る。
【０００５】滑りリングを炭素から一体に作ることが試
みられている。しかしながら、このことは、低い熱伝導
の外に、パッキンの低い強度及び負荷性を必然的に伴
う。ケイ素炭化物製の滑りリングの一体の構成も、ま
た、知られている。しかしながら、それによって、特
に、始動の際に必要である充分に良好な滑り特性は、何
ら達成されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
上記の欠点を回避し、特に、最初に挙げられた種類のタ
ーボ機械を、乾燥式ガスパッキンの欠点及び軸シールを
経る許容し難いガスの流出が、可能な限り迅速に且つ時
間の遅延無しに、より大きな安全姓を有して信号され、
阻止されるように改良することにあるものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明においては、この
課題を解決するために、乾燥式ガスパッキンの漏れ側
に、パッキンの漏れのせき止めのためのせき止め装置が
配置されること並びにパッキンの漏れのせき止め圧力の
監視のために及びあるあらかみめ与えられたせき止め圧
力を超過の際に信号を発生するために圧力監視装置が設
けられることにより、解決されるものである。
【０００８】圧力信号が、ハウジング室内のガス圧力を
低下させるため及び時間の遅延無しにガスの流出を阻止
するために、ターボ機械を即座に停止するために利用さ
れることが有利である。
【０００９】直列パッキン又は多重パッキンとしての形
成の際には、ハウジング内部のガス圧力を監視し、しき
いの超過を、例えば、警戒信号又は警報信号によって信
号し、一方、外部漏れ圧力の上昇の際に、ターボ機械を
即座に自動的に停止させることが有利である。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を添付図面に示す本発明の実施
例に基づいて、詳細に説明をする。図に示されたターボ
圧縮機１を有しているターボ機械設備の１実施例におい
ては、回転子軸２が、入口部分内だけを詳細に示された
ターボ機械のハウジング３を貫いて両側に貫通してお
り、また、適当な様式で、例えば、磁気軸受４の中に軸
承されている。ハウジング３に対して軸２は、乾燥式ガ
スパッキン５によってシールされており、このパッキン
５は、ターボ機械１の室内からのガスの流出を、ガス入
口側１’においても、出口側１”においても、無害な漏
損となるまで阻止する。従って、機械の中に、ある圧力
の下にあるガスが、周囲環境内に到達することが回避さ
れ、また、特に、毒性又は爆発性の圧縮ガスの場合に
は、危険な事態を呼び起こすことのあり得ることが、回
避される。
【００１１】乾燥式ガスパッキン５は、特に、図２から
分かるように、共回りをする軸受ブシュ６を有してお
り、この軸受ブシュ６は、例えば、ケイ素炭化物あるい
は他の適当な材料製のシール体７を保持している。対向
側の上には、パッキン５は、ハウジング３の中に挿入さ
れた静止シール保持器８を有しているが、この静止シー
ル保持器８は、その内側に、軸方向に若干しゅう動可能
である、例えば、炭素セラミック材料製の、滑り面を有
している滑りリング９を保持している。
【００１２】導溝１０を介して、内方の乾燥式ガスパッ
キン５は、ハウジング３内の圧力よりもより高いある圧
力を有している乾燥した、清潔な阻止ガスを供給され
る。この阻止ガスは、一方では、圧力ガスのハウジング
３の内部からの流出を封鎖し、この場合、ラビリンスパ
ッキン又は他の乾燥式ガスパッキンとして形成されるこ
とが出来る他のシール１１が、軸２の貫通箇所の内側に
設けられる。更に、阻止ガスは静止滑りリング９の背側
の上に到達し、これを、必要のある場合には、ばね力に
援助されて、軸ブシュ６の回転するシール体７に向かっ
て押圧し、これにより、滑りリング９とシール体７との
間に、最少のすきまを有するガスフイルムが形成される
ようにする。乾燥式ガスパッキン５ないしはシールすき
まを経て依然として流出する漏れは、漏れ導溝１７を介
して無害の様式で排出され、例えば、捕らえられ、又
は、燃やして処分される。漏れ導溝１７の中には、更
に、軸２を包囲している、リング状のせき止め円板１６
並びに測定装置１８を設けられるが、この測定装置１８
は、導溝１７内の漏れが、あらかじめ定められた量を超
過するや否や、信号を発し、それ故、作業員に、乾燥式
ガスパッキンのあり得る、あるいは、始まった欠陥を指
示し、ないしは、ターボ機械は時間遅延無しに自動的に
停止される。
【００１３】図３に示された実施例においては、内方の
一次乾燥式ガスパッキン５’は、類似に構成された外方
の二次乾燥機ガスパッキン５”を後置されているが、二
次乾燥式ガスパッキン５”は、一次漏れ室１２’とハウ
ジング３の外側１５との間において作動をする。一次漏
れ導溝１２からの漏れ量がわずかである限りは、二次乾
燥式ガスパッキン５”は、ほとんど空で共回りをする。
なぜならば、ガスパッキン５”は、一次漏れ導溝１２の
中の圧力保持弁１３により、あらかじめ与えられている
小さな圧力差を、橋絡しなければならないだけであるか
らである。しかしながら、一次漏れ室１２’内の漏れ
が、例えば、一次パッキン５’の徐徐の劣化、又は、欠
陥のために増加するや否や、一次漏れ導溝１２内の圧力
測定装置１４により、圧力保持弁１３によりせき止めら
れた圧力が、あるあらかじめ定められた値を超過するや
否や、信号を発し、これにより、作業員が警告され、警
報されるようにし、他方では、今や、二次パッキン５”
の機能を果たし、形成された圧力差を吸収するようにす
る。それ故、一次パッキン５’の欠陥の場合には、二次
パッキン５”が作動をし、ハウジング３の内部からのガ
ス流出を阻止する。それ故、通例は、一次内方ガスパッ
キン５’の欠陥の場合においても、また、ガスの流出に
対して十分な安全が与えられ、また、このパッキン５’
は、設備が即座に休止しなければならないこと無しに、
拡大された一次漏れの原因を確認するために、ある時間
を自由に使えるようにする。
【００１４】しかしながら、通例一緒に空回りをする二
次外方ガスパッキン５”も、また、長い運転時間につれ
劣化され、又は、不完全となることが、このことが認識
されること無しに、あり得る。なぜならば、二次パッキ
ン５”は、通例、一次内方パッキン５’が確実に作動を
する限りは、何らの機能も果たさないからである。この
場合には、内方のガスパッキン５’の欠損の際に、後置
された外方ガスパッキン５”が、同様に機能を発揮せ
ず、また、パッキン５”は、危険なガスを流出させる。
【００１５】このことを阻止するために、外方二次ガス
パッキン５”の外側には、円形リング状のせき止め円板
１６が設けられており、これが、二次漏れを、漏れ導溝
１７ないしは二次漏れ室１７’に設置されている圧力監
視装置１８の中に、圧力監視装置１８の中のせき止め圧
力が、あるあらかじめ与えられたしきいを超過するや否
や、ターボ機械１は自動的に、しかも、二次漏れ自体に
より直接的に、すなわち、他の測定装置を介する迂回無
しに且つ時間遅延無しに、停止される。それ故、一次及
び二次ガスパッキン５’，５”の、ほとんどありそうも
無い同時の作動の停止の際にも、また、危険状態は最大
に可能な安全度を有して回避される。
【００１６】二次外方ガスパッキン５”も、また、圧力
保持弁１３により生成される、ある小さな一定の圧力を
作用されると、有利である。この小さな圧力は、たと
え、一次パッキン５’が依然として確実な状態にあって
さえも、二次パッキン５”の機能能を継続的に検査する
のに適している。
【００１７】圧力保持弁１３の代わりとして、二次パッ
キン５”に類似して、一次パッキン５’の後に、必要の
ある場合には、一次漏れの監視のための対応する圧力測
定機器を有するせき止め円板が設けられることも出来
る。
【００１８】せき止め圧力の測定は、直接的な圧力測定
によって行うことが出来、あるいは、圧力に関係する測
定値、例えば、導溝の圧力差及び導溝の流れ抵抗から生
ずる流量の測定によって行われることが出来る。
【００１９】せき止め圧力は、選択的に、作業員への警
報のために、あるいは、設備の自動的な停止のために役
立てることが出来る。直列パッキンあるいは多重パッキ
ンとしての形成の際には、同様に、各パッキンにより選
択的に、警報信号又は停止命令が発生されることが出来
るが、しかしながら、内方パッキンのせき止め圧力によ
って、又は、３個あるいはそれ以上の多数のパッキンの
場合には、内方パッキンのせき止め圧力にって、警報信
号が発せられ、外方パッキンのせき止め圧力によって、
機械設備が自動的に停止されることが有利である。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、上記のような構成を有してい
るので.従来技術のものにおける欠点を回避し、特に、
最初に挙げられた乾燥式ガスパッキンにおいて、滑り特
性の改善により、熱の運び去り及び圧力負荷のための変
形を軽減し、従って、確実な運転を可能とする乾燥式ガ
スパッキンを提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】乾燥式ガスパッキンを備えた本発明によるター
ボ機械の１実施例を示す略図である。
【図２】図１に示されたターボ機械の中における使用の
ための軸貫通箇所の簡単な乾燥式ガスパッキンの詳細断
面図である。
【図３】同じ使用のための直列乾燥式ガスパッキンの詳
細な断面図である。
【符号の説明】
１ ターボ機械 ２ 軸) ３ ハウジング ４ 軸受 ５ 乾燥式ガスパッキン ５’内方の一次乾燥式ガスパッキン ５”外方の二次乾燥式ガスパッキン ６ 軸ブシュ、 ７ シール体 ８ パッキン保持器 ９ 滑りリング １０ 導溝 １１ 他のシール １２ 一次漏れ導溝 １２’一次漏れ導溝 １３ 圧力保持弁 １４ 圧力測定装置 １５ ハウジング外部 １７ 漏れ導溝 １７’二次漏れ導溝 １８ 測定装置

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機械ハウジング（３）を貫いて導かれた
    回転子軸（２）の少なくとも一つの側に設けられた軸方
    向のパッキン装置（５）を有しているターボ機械であっ
    て、パッキン装置（５）が、阻止ガスを作用される少な
    くとも１個の乾燥式ガスパッキン（７，９）を有してお
    り、その漏れは漏れ導溝（１２，１７）を介して排出さ
    れるようになっているターボ機械において、軸方向のパ
    ッキン装置（５）が、その漏れのせき止めのためのせき
    止め装置（１３，１６）を配置されており、また、パッ
    キン装置（５）の漏れのせき止め圧力の監視のため及び
    あるあらかじめ与えられたせき止め圧力を超過の際に信
    号を付与するための圧力監視装置（１４，１７）が設け
    られていることを特徴とするターボ機械。
  2. 【請求項２】 めせき止め圧力監視装置（１４，１７）
    が、あるあらかじめ与えられたせき止め圧力の超過の際
    にターボ機械を停止させるための装置を設けられている
    請求項１のターボ機械。
  3. 【請求項３】 めせき止め圧力監視装置（１４，１７）
    が、せき止め圧力が、あるあらかじめ与えられているし
    きいを超過するや否や、警報あるいは警告信号を発する
    装置を設けられている請求項１又は２のターボ機械。
  4. 【請求項４】 せき止め装置（１３，１６）が、円形リ
    ング状の、軸（２）を包囲している円板（１６）として
    形成されている請求項１，２又は３のターボ機械。
  5. 【請求項５】 せき止め装置（１３，１６）が、漏れ導
    溝（１２）の中に配置された圧力保持弁（１３）として
    形成されている請求項１，２又は３のターボ機械。
  6. 【請求項６】 パッキン装置（５）が、前後に置かれた
    少なくとも２個の乾燥式ガスパッキン（５’，５”）を
    有しており、それらの内の少なくとも１個が、漏れのた
    めのせき止め装置（１３，１６）を設けられている請求
    項１〜５のいずれかのターボ機械。
  7. 【請求項７】 外方の乾燥式ガスパッキン（５”）が、
    １個のせき止め装置（１６）を設けられており、それを
    介して、あるあらかじめ与えられたせき止め圧力の超過
    の際にターボ機械を停止するようになっている請求項６
    のターボ機械。
  8. 【請求項８】 内方の乾燥式ガスパッキン（５’）が、
    せき止め装置（１３）を設けられており、これを介し
    て、あるあらかじめ与えられたせき止め圧力の超過の際
    に警告信号あるいは警報信号を発するようになっている
    請求項６又は７のターボ機械。
JP5157304A 1992-07-02 1993-06-28 軸方向の乾燥式ガスパッキンを備えたターボ機械 Expired - Lifetime JPH06105055B2 (ja)

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CH208892A CH686525A5 (de) 1992-07-02 1992-07-02 Turbomaschine .
CH02088/92-5 1992-07-02

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Publication Number Publication Date
JPH0666158A true JPH0666158A (ja) 1994-03-08
JPH06105055B2 JPH06105055B2 (ja) 1994-12-21

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US (1) US5412977A (ja)
EP (1) EP0576859B1 (ja)
JP (1) JPH06105055B2 (ja)
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