JPH0814318B2 - シール装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、回転する軸と、この軸と同軸状の穴との間
に前記軸の僅かな半径方向遊び、即ち僅かな隙間を存し
て配置されるシールリングに関するものである。

従来の技術 シールは、一般的に、漏れ流れをできる限り小さく保
持するためにできる限り小さな隙間、即ち遊びを存して
構成される。室の中に、狭い遊びを有して軸の上に配置
され、そして固定点における支持によって連れ回りを阻
止するようにされているシールリング（例えば半径方向
の滑りリングシール）は公知である。しかしながら、こ
の場合、シールリングが一方側で支持されているために
軸の上で一方側に縮んで非対称になり、シール作用を失
うという欠点がある。２個の回転する軸の間にシールリ
ングを配置したときも、遠心力を含む反力によりシール
リングは速く摩耗する。

タービン機械のシールにおいては、この問題の外に非
常に小さな組立用遊びが運転の間に拡大されるというこ
とがある。この遊びの拡大は、シール要素（例えば軸と
シール）の相互の接触又は、熱膨張、軸の中心の変位、
構成部材の偏心などの影響により生ずる。実際に、この
影響は、シールの現実の運転遊びを決定する。

確かに、温度影響により生起される遊びの拡大は、適
当な材料の選択並びに軸及びシールの熱処理により補償
されるが、しかしながら、この方法は、軸の中心の変
位、軸受遊びの中における回転部材の旋回のような残り
の効果及び同様な動的効果に対しては効果がない。

発明が解決しようとする問題点 前述に鑑み本発明の課題は、シール装置において、す
べての種類の中心誤差もシールリングの自動的な自己調
節により補正されてシールリングの共回りが阻止される
ようにシールリングを構成、支持し、更にシールリング
の軸上における一方側への移動（縮み）を阻止してシー
ル作用の低下を防止し、運転中においてシールリングが
受ける力をできるだけ小さくすることにある。

問題点を解決するための手段 この課題は、本発明によれば、シールリングがその外
周上に対向している２カ所において、１個の支持リング
に連結されると共にその連結箇所に対して90゜変位され
て同様に、その支持リングがハウジング、又は、同軸状
の第２の軸の穴の中に可動的に連結されることにより解
決される。このことは、一方側の移動（縮み）を生起す
る如何なる外部反力もそのシールリングに作用せしめな
いという利点を有している。

シールリングとハウジングとの間に支持リングを配置
することにより、軸及びハウジングの最大の中心の変位
以内において、シールリングが、力を受けない運動をす
ることを可能とする。

その場合シールリングの外径が、支持リングの内径よ
り小さく、且つ、その外径が軸の穴の直径よりも小さい
と有利である。このようにしてシールリングは、軸の中
心の変位の際に力を受けずに共に変位し、摩耗を促進す
る変形を生じない。この場合、シールリングは支持リン
グよりもより小さな軸方向長さを有していることが有利
であり、好ましい。支持リングの両側に、環状の被覆板
が配置されているので、支持リングより軸長が短いシー
ルリングは、この限界内において軸方向に変位し、そし
てシールリングは軸方向の軸の移動に従動することが可
能となる。シールの両端間の軸方向圧力差により、シー
ルリングは一方の環状被覆板に押圧されてシール作用が
達成される。

１実施例においては、シールリングの支持リングへの
連結は受圧部材が行うが、この受圧部材はシールリング
と軸との間に現れる摩擦モーメントを溝の中において支
持する。これにより、この部材の簡単な、弾性的な連結
が達成される。同じように、支持リングは、穴の中に保
持される。

受圧部材は、有利には、軸の中心の変位の際に、応力
無しの支持を保証するために小さな遊びを有して実施さ
れる。

有利には、少なくとも２個の受圧部材がシールリング
と支持リングとの間乃至は支持リングと穴との間に設け
られる。

軸が両回転方向に可動であるべきであるならば、一つ
の他の実施形態においては、連結は、「溝−突起」継手
で実施されることができる。何故ならば、これによりモ
ーメントの支持が両側に向かって可能であるからであ
る。

本発明の他の有利な実施形態が「特許請求の範囲」の
第８及び第９項に記載されている。

実 施 例 以下本発明をその実施例を示す添付図面に基づいて詳
細に説明する。

シール装置は、第１図に示すように僅かなシール隙間
を有して軸４の上に置かれているシールリング３を有し
ている。シールリング３は、円周方向に切れ目に無い即
ち無端の円環体として構成されている。２個の対向する
箇所において、シールリング３は、受圧部材５により支
持リング２に支持されている。この場合、この支持は、
シールリング３と支持リング２との間における半径方向
の相対的運動が可能であるように隙間を設けられてい
る。同じように、それらの受圧受材５に対して90゜変位
された受圧部材5aを介して支持リング２はハウジング10
の穴１の中に据え付けられている。この例において、受
圧部材５乃至は5aは、圧力又は力を受けるべく棒として
形成されており、これらの棒は、軸４とシールリング３
との間に生ずる回転方向における摩擦モーメントの支持
を許す。

図１に明示されているように、棒として形成された受
圧部材5,5aは、シールリング３、軸４、支持リング２等
の中心を通る直線に対して傾斜して挿着されており、シ
ールリング３の外周面、支持リング２の内外周面及びハ
ウジング10の穴の１の面にそれぞれ形成された傾斜した
底面を有する空所即ち傾斜溝の中に入っている。前述の
ようにシールリング３と支持リング２との間及び支持リ
ング２とハウジング10との間には、半径方向の運動が許
容されるから受圧部材5,5aと傾斜溝との間に所要の隙間
が確保されている。

第２図から分かるように、シールリング３の取付け
は、ハウジング10に固着された２個のリング状の被覆板
６により軸方向において達成されている。この例におい
て、被覆板６は、支持リング２が半径方向には移動可能
であるが、しかしながら、軸方向には移動不能であるよ
うに配置されている。シールリング２は、その小さな軸
方向長さのために被覆板６の間で軸方向に変位する。第
１図及び第２図から当業者が容易に判断できるように、
受圧部材5,5aは、軸４の軸方向には長く、半径方向には
薄い棒となっている。

第３図は、両方の回転方向に可動の軸４に対する実施
形態を示すものであるが、この実施形態においては、シ
ールリング３及びハウジング10の穴１の中に溝８が設け
られており、この溝８の中には、支持リング３の中に取
り付けられたばね状の突起７が係合している。

第４図に示すように、シールリング３及びハウジング
10の穴１の中の溝８は、周辺方向に次のような長さ、即
ち、回転方向においてばね状の突起７の前に、転動体９
が溝８の中に配置されることができるような長さ、を有
することもできる。

発明の効果 本発明は、上記のような構成及び作用を有しているの
で、すべての種類の中心誤差もシールリングの自動的な
自己調節により補正されてシールリングの共回りが阻止
されるようにシールリングを構成、支持し、更にシール
リングの軸上における一方側への移動（縮み）を阻止し
てシール作用の低下を防止し、軸の変位による曲げモー
メント等のの発生を阻止し、これにより運転中において
シールリングが受ける力をできるだけ小さくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるシール装置の横断面図、第２図
は、その縦断面図、第３図は、本発明の別の実施例の横
断面図、第４図は、更に別の実施例を示す横断面図であ
る。 １……穴 ２……支持リング ３……シールリング ４……軸 5,5a……受圧部材 ７……突起 ９……転動体

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸と同回転軸が貫通する軸支持部材の
   穴の内面との間の隙間をシールするためのシール装置で
   あって、無端シールリング（３），同無端シールリング
   （３）を前記穴の中で支持する支持リング（２）、同支
   持リング（２）と前記無端シールリンク（３）との間の
   直径的に対向する２個の第１位置に挿着され前記無端シ
   ールリング（３）を２個の前記第１位置で前記支持リン
   グ（２）に対し可動に保持する第１の動き許容手段、及
   び前記支持リング（２）と前記軸支持部材の直径的に対
   向する２個の第２位置に挿着され前記支持リング（２）
   を２個の前記第２位置で前記軸支持部材の中で可動に保
   持する第２の動き許容手段からなり、前記第１及び第２
   の動き許容手段は、約90度の角度間隔を持って互いに離
   れており、前記支持リング（２）が前記第１の動き許容
   手段により前記無端シールリング（３）を支持している
   シール装置。
2. 【請求項２】シールリング（３）の外径が支持リング
   （２）の内径よりも小さく、且つ、前記支持リング
   （２）の外径が穴（１）の直径よりも小さい特許請求の
   範囲第１項記載のシール装置。
3. 【請求項３】シールリング（３）が支持リング（２）よ
   りも小さい軸方向長さを有している特許請求の範囲第１
   項記載のシール装置。
4. 【請求項４】第１及び第２の動き許容手段が、突起部材
   と、シールリング（３）と支持リング（２）の間の溝及
   び支持リング（２）と軸支持部材との間の溝とからそれ
   ぞれ構成されている特許請求の範囲第１項記載のシール
   装置。
5. 【請求項５】溝が対応する突起部材の寸法よりも大きい
   円周方向寸法を有して同溝の中に余剰空間を形成し、転
   動体が前記余剰空間内に設けられている特許請求の範囲
   第４項記載のシール装置。
6. 【請求項６】軸支持部材が、回転軸とは反対方向に回転
   する特許請求の範囲第１項記載のシール装置。
7. 【請求項７】第１及び第２の動き許容手段が、傾斜した
   棒（5,5a）と、シールリング（３），支持リング（２）
   及びハウジング（10）にそれぞれ形成され、前記棒（5,
   5a）を受け入れる傾斜溝とからそれぞれ形成されている
   特許請求の範囲第１項記載のシール装置。
8. 【請求項８】シールリング（３）、支持リング（２）及
   びハウジング（10）内の傾斜溝が棒との間に隙間を形成
   するようになっている特許請求の範囲第７項記載のシー
   ル装置。