JPH0914458A - 順応圧力平衡密封装置 - Google Patents

順応圧力平衡密封装置

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JPH0914458A
JPH0914458A JP8111388A JP11138896A JPH0914458A JP H0914458 A JPH0914458 A JP H0914458A JP 8111388 A JP8111388 A JP 8111388A JP 11138896 A JP11138896 A JP 11138896A JP H0914458 A JPH0914458 A JP H0914458A
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JP
Japan
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wall
sealing device
finger
sheet member
pressure region
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Application number
JP8111388A
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English (en)
Inventor
James F Gardner
ジェームズ・エフ・ガードナー
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EG&G Sealol Inc
Original Assignee
EG&G Sealol Inc
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Publication date
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    • 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
    • F16J15/46—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings
    • F16J15/48—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings influenced by the pressure within the member to be sealed

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧領域を低圧領域から密封する順応密封装
置を得ること。 【解決手段】 順応密封装置は、高圧領域に隣接して定
置された第１壁と低圧領域に隣接して定置された第２壁
とを有するハウジングを備えている。空所が第１の内面
と第２壁の内面との間に成形される。自由端を有する指
が低圧領域に向かって第１壁付近から延びている。部材
が指の上面から空所内にまで延びていて第２壁内面との
密封係合を形成する。この密封係合は第１壁内面への指
の自由端よりも近くに配置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気体または液体密
封に関し、さらに詳しく言えば、高圧領域を低圧領域か
ら密封する順応密封に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多くの異なる形式の機械の使用間隙は気
体またはその他の加圧流体を収容するように密封する。
しかし、機械の運転中の可変条件は、これらの間隙密封
を設計する際に多くの困難を与える。例えば、機械のシ
ャフトが回転するとき、それは高回転速度時にわずかな
遠心生長を受ける。さらに、回転中にこれらのシャフト
は、極端な速度変動、温度昇降、非同軸配置、シャフト
疲労、またはその他の因子によって生じる半径方向の逸
脱を受ける。このようにして、回転機械シャフトとケー
シングとの間の間隙密封（シール）は、これらの動的条
件を採用しなければならない。
【０００３】代表的な間隙シールは、回転シャフトに密
接して一連の歯または刃を用いることによって、圧力を
降下させる単純なラビリンス・シールを含んでいる。こ
のような装置は、周知でありかつ信頼性があるが、しか
し、高率の気体漏れを許す。代表的には、ラビリンス・
シールの刃先とシャフトとの間の間隙はシャフトの直径
２５．４mm（１″）当り０．０２５４〜０．０５０８mm
（０．００１〜０．００２″）程度である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】多くの作業がラビリン
ス・シールの漏れを減少するためになされてきた。代表
的には、過去の試みは、損失を減じるために改良された
刃の幾何学形状（例えば、後方角度付け刃設計）、段シ
ール、互相結合刃設計に向けられてきた。摩耗自在のラ
ビリンス・シール設計が開発され、特にジェット・エン
ジンに採用されている。このような摩耗自在のシールが
線対線間隙に最初に装着され、そして機械が回転される
に従ってそれら自体の間隙内で摩耗する。しかし、ロー
タが軸方向変動と組み合された半径方向振動の運転歴を
通じて回転した後に、新月形状の間隙が摩耗自在のシー
ル内にしばしば切り込まれ、また、漏れが劇的に増加す
る。したがって、多くの改良された設計にかかわらず、
ラビリンス・シールの漏れ損失が回転機械内の相当なエ
ネルギ損失を明らかに現し続ける。
【０００５】高圧ラビリンス・シールについての別の顕
著な問題は、ロータダイナミック効果の発生である。高
圧気体はまったく濃密であるので、ラビリンス・シール
は高圧気体によるベアリングとして作用し始めるが、し
かし、実際の機械ベアリングとの同軸の欠除によりロー
タを不安定にする傾向がある。きわだった努力がロータ
ダイナミック励起効果を減少するように最近なされてき
た。これらの努力の成果は、ラビリンス逆渦巻き誘導機
の前面の渦巻きブレーキ、およびラビリンスの第１滞留
領域への接線方向への注入不動気体を含んでいる。その
他の機構は、最適幾何学形状およびラビリンス・シール
内の粗表面をつくることにもとづいて集中されて、形成
気体周速を遅れさせる。また、ハニカム設計ラビリンス
・シールは、ロータダイナミック励起効果を低減するよ
うに開発されてきた。しかし、ロータダイナミック効果
のそれ以上の低減が必要とされる。
【０００６】ラビリンス・シールへの変更として、本出
願人は、指と回転シャフトとの間の薄い気体または液体
フィルムの上に乗る可撓要素を有するシールを提案し
た。このような順応シールは、米国特許第５，１００，
１５８号および同第５，３７０，４０２号に開示されて
いる。その内容がここで言及されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明にもとづく順応密
封装置は、高圧領域を低圧領域から密封するものであっ
て、高圧領域に隣接して定置された第１壁と低圧領域に
隣接して定置された第２壁とを有するハウジングを備え
ている。第１および第２壁は互いに隣接して定置されて
壁の内面を対向させ、それらの間に空所の少なくとも一
部を画定する。少なくとも１つの指が第１壁付近から低
圧領域に向かって延び、指が自由端を有している。部材
が指の上面から空所内へ延びていて、第２壁内面との密
封係合を形成する。密封係合は、第１壁内面へ自由端よ
りも近く配置される。
【０００８】本発明の一面においては、指は第１壁に連
結された可撓ブリッジ部分と、この部分に隣接した先部
分とを有している。先部分は指の自由端を有している。
【０００９】本発明の他の一面においては、順応密封装
置は、ハウジングと、第１可撓シート部材と、第２可撓
シート部材とからなる。
【００１０】本発明のさらに他の一面においては、高圧
領域と低圧領域とを有する装置が、回転自在シャフト
と、順応密封装置とからなっている。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施例について、図
１，２，３を参照して説明する。図１，２に示すよう
に、順応密封装置１０は、回転自在シャフト２０にそう
流線内の流体の流れを阻止するように設けられる。流体
は、例えば機械ケーシング（図示せず）内で密封され、
そして、Ｐ（システム）のシステム圧力を有している。
密封された気体が漏れる傾向がある密封された機械ケー
シングの外側の領域は放出圧力Ｐ（放出）を有してい
る。システム圧力Ｐ（システム）は、放出圧力Ｐ（放
出）よりも大きい。
【００１２】順応シール装置１０は、環状ベース壁４０
と、ベース壁４０からシステム圧力Ｐ（システム）近辺
まで半径方向内方に延びる第１壁５０と、ベース壁４０
から放出圧力Ｐ（放出）近辺まで半径方向内方に延びる
第２壁６０とを有する環状ハウジング３０を備えてい
る。ハウジング３０は、第１壁内面８０、第２壁内面９
０、およびベース壁４０内に成形された環状空所７０を
さらに有している。ハウジング３０は、当業者にとって
は公知の機械ケーシング（図示せず）に着脱自在に取り
付けられる。
【００１３】好ましくは、ハウジング３０は高温で高耐
力強度を有する可溶接材料からつくられる。例えば、ハ
ウジング３０はインコ・アロイ・インターナショナルに
よって製造されているインコネル７１８（商標）のよう
なニッケル系合金からつくられてもよい。ハウジング３
０の組成は、順応密封装置１０が用いられるべき格別の
用途にもとづいて変えられうることを理解されたい。
【００１４】順応密封装置１０は、第２壁内面９０との
密封係合を形成するように空所７０まで延びる複数の部
材１００をさらに備えている。図１，２，３に示すよう
に、各部材１００は、複数の第１可撓シート部材１１０
と、第１可撓シート部材１１０と空所７０との間に配置
された複数の第２可撓シート部材１２０とを有してい
る。各第１および第２シート部材１１０，１２０は第１
壁５０と、ハウジング３０の第２壁６０との間に延びて
いる。これらのシート部材１１０，１２０は、材料のリ
ングを溶接することによって第１壁５０に固定または連
結されたリングに結合されたベース端を有している。さ
らに、シート部材１１０，１２０の可動自由端部分は、
調節自在圧力Ｐ（空所）によって空所７０を実質的に包
囲するように、第２壁内面９０との密封係合を形成す
る。図２に示すように、第２内面９０は密封係合の形成
を容易にするためにそこから突出している環状形状ダム
１２５を有していてもよい。
【００１５】図１に示すように、各第１シート部材１１
０は隣接第２シート部材１２０の両端縁１４０との整合
が外れた反対縁１３０を有している。可撓シート部材１
１０，１２０は同一の円周幅を好ましくは有しているの
で、第１シート部材１１０は第２シート部材の両端縁１
４０間に定置されたギャップに重なる。これは、シャフ
ト２０のまわりの空所７０を密封することを助け、ま
た、これらのギャップにそう軸方向漏れを防止する。第
１および第２シート部材１１０，１２０は第１壁５０に
連結されたベース端を有しているけれども、これらシー
ト部材１１０，１２０の各々はそれらの長さの残部にそ
って独立している。
【００１６】図１，２に示すように、ハウジング３０は
空所７０をシステム圧力Ｐ（システム）と流体連通状態
にするために第１壁５０内に少なくとも１つの通路１５
０を有している。好ましくは、空所内圧力Ｐ（空所）は
システム圧力Ｐ（システム）に等しいかほぼ等しい。し
かし、空所圧力Ｐ（空所）は、システム圧力Ｐ（システ
ム）の約９８−９５％でもよい。
【００１７】密封装置１０は、第１壁５０付辺から放出
圧力Ｐ（放出）の低圧領域に向かって延びる複数の指１
６０をさらに有している。図１，２，３に示すように、
各指１６０は溶接その他の公知の取付け手段によって第
１壁５０または第１シート部材１１０のいずれかに固定
または連結されたリング材を有する可撓ブリッジ部分１
７０を有している。さらに、各指１６０は、自由端を有
する先部分１８０をもっている。先部分１８０のこの自
由端は、部材１００と第２壁内面９０との密封係合が第
１壁内面８０への先端部分の自由端よりも近くに配置さ
れるように定置される。換言すれば、先部分１８０の自
由端は第１壁内面８０から密封係合よりもさらに遠くに
定置される。
【００１８】図１に示すように、指１６０はシャフト１
１０のまわりに環状に定置されかつ互いに円周方向に離
隔されている。以下に詳細に述べるように、先部分１８
０はシャフト２０の表面上の間隙ｈをあけて気体（また
は液体）の薄膜上に実際に「乗る」。さらに、これらの
先部分１８０は非回転状態中はシャフト２０の表面上に
も「乗る」。したがって、密封装置１０は順応性があ
り、換言すれば、シャフト径の変更、ラジアル・シャフ
トの変動、非同軸シャフト回転、またはその他のシャフ
ト２０の偏心に追従できる。
【００１９】指１６０のブリッジ部分１７０は、先部分
１６０よりも好ましくは可撓性がある。以下に述べるよ
うに、この可撓性の差は、先部分１８０が隣接シャフト
２０とほぼ平行にとどまっている間にブリッジ部分１７
０に曲げを生じさせることができる。公知の構造上の変
更、熱、化学、材料処理によってブリッジ部分１７０は
弱くつくられているか、または、先部分１６０が剛くつ
くられていてもよい。以下に詳細に述べるように、最適
実施例においては、可撓ブリッジ部分１７０は、図１０
〜１３に示すように、スロット及び／又は減少厚みを有
していてもよい。
【００２０】図１，３に示すように、部材１００の第１
可撓シート部材１１０の各々は、指１６０の上面にそっ
て置かれる。各第１可撓シート部材１１０は第１壁５０
に隣接して指１６０に取り付けられてもよいが、しか
し、各第１可撓シート部材１１０の他の部分は指１６０
の上面に好ましくは接続されていない。図２に示すよう
に、指１６０に接続されていてもいなくても、少なくと
も各部材の一部分は対応する単数または複数の指の上面
から延びている。
【００２１】各指１６０および可撓シート部材１１０，
１２０は、図３に示すように、三重または三層構造を形
成する。好ましくは、第１可撓シート部材１１０の上面
および底面は、壁５０への任意の連結取着を除いて第２
可撓シート部材１２０および指１６０への接続または取
付けに欠けている。したがって、指１６０およびシート
部材１１０，１２０はそれらの間のいかなる接続なしに
独立してたわむかまたは曲がってもよい。
【００２２】図３に示すように、各部材１００内の円弧
状ベンド１８５は、指１６０の上面から空所７０内に各
部材１００の自由端を延ばしている。円弧状ベンド１８
５は９０°以下の曲率半径を有している。これは、部材
１００がシャフト２０に向かってまたはそこから離れて
たわんだときに、部材１００と第２内壁面９０との間に
密封係合を形成しやすくする。
【００２３】上述したように、各指１６０は、もちろん
指１６０が第１壁５０に連結される場合を除いて、第１
および第２シート部材１１０，１２０から独立してい
る。しかし、指１６０の上面は、振動を減衰し、予防す
るためにシート部材１１０の底面に接触する。
【００２４】上述したように、第１シート部材１１０は
第２シート部材１２０の両端縁１４０との整合の外れた
両端縁１３０を有していてもよい。さらに、図１に示す
ように、各第１シート部材１１０の両端縁１３０は、各
指１６０の両端縁１９０との整合から外れていることが
好ましい。指１６０は第１シート部材１１０とほぼ同一
の円周幅になっていることが好ましいので、指１６０は
隣接した第１シート部材１１０の間に定置されたギャッ
プに重なる。これはこれらのギャップにそう軸方向圧力
漏れを阻止し、さらに空所７０と密封することを助け
る。
【００２５】図２，３に示すように、第１、第２シート
部材１１０，１２０および各指１６０のブリッジ部分１
７０は、空所７０から離れる方向に第１ベンド１９５
と、空所７０に向かう方向に第２ベンド２００とを有し
ていることが好ましい。これらのベンドは指１６０のブ
リッジ部分１７０を空所７０に近づけるように向け、一
方、先部分１８０はシャフト２０に近づけて離されてい
る。
【００２６】好ましくは、可撓シート部材１１０，１２
０および指１６０は高温において高耐力強度を有する材
料からできている。例えば、これらの要素は、インコネ
ル７１８（商標）、インコネル９５６（商標）またはレ
ネ４１のような高温宇宙合金からなっている。別の好ま
しい材料は、ハイネス２１４であり、これは可能な摩擦
論理上（ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ）の利点を与えるよ
うに高温で強力な酸化層を形成する。再び、シート部材
１１０，１２０および指１６０は順応密封装置１０が用
いられるべき格別の用途にもとづいて変えられうる。指
１６０は多くの運転状態中にシャフト２０に接触しない
けれども、これらの成分のいずれか１つの表面は稀な接
触中に摩擦を減じるように被覆されてもよい。例えば、
シャフト２０は摩擦理論上の接触を含んでいてもよい。
指１６０は互いに円周方向に近づけて離されているの
で、指１６０上の摩擦低減被覆は好ましくは非常に薄
い。指１６０は物理的蒸着または化学的蒸着のような処
理で付着される窒化チタニウムのような薄い摩擦低減被
覆を含めてもよいことは随意である。
【００２７】密封装置１０の各成分の寸法は、本発明か
ら逸脱せずに変えられうる。第１、第２可撓シート部材
１１０，１２０の各々は、例えば０．０６３５〜０．０
７６２mm（０．００２５〜０．００３″）の厚みであ
り、他方、指１６０の厚みは０．０７６２〜０．３０４
８mm（０．００３〜０．０１２″）であってもよい。代
表的には、隣接指１６０の縁１９０の間、隣接第１シー
ト部材１１０の縁間、および隣接第２シート部材１２０
の縁間の円周方向間隔は０．１５２４〜０．２５４mm
（０．００６〜０．０１０″）である。
【００２８】好ましくは、先部分１８０は、部材１００
と第２壁内面９０との密封係合を超えて先部分１８０の
全長の３０〜４０％の軸方向距離で延びている。例え
ば、各指１６０は８．２３〜３１．７９mm（０．３２４
〜１．２５″）の円周幅でかつ１５．８７５〜２５．４
mm（０．６２５〜１．００″）の軸方向長さを有してい
る。しかし、指１６０が１５．８７５mm（０．６２
５″）またはそれ以上の幅を有するとき、ブリッジ部分
１７０は後に述べるようにスロットを有している。代表
的には、ブリッジ部分１７０はシャフト２０から０．６
３５〜０．７６２mm（０．０２５〜０．３０″）に定置
され、また、先部分１８０とシャフト２２との間の間隙
ｈは、０．０５０８〜０．０２０３２mm（０．０００２
〜０．０００８″）である。先部分１８０が、以下に述
べかつ図２１に示すように、シャフト２０が引き上げら
れた先導縁を有し、また、この間隙ｈは先部分１８０と
シャフト２２との平均間隙となる。もちろん、これらの
寸法は本発明の範囲を限定する意図なしにのみ、説明の
目的で示されていることと理解されたい。
【００２９】図４は、シャフト２０が回転していないと
きの密封装置１０の部材１００と指１６０との静水圧分
布図である。Ｐ（設計）は、公称力平衡が設計された設
計間隙ｈについての圧力分布を示す。シャフト２０が設
計間隙ｈを減少するように動く場合に、指１６０の下の
圧力分布はＰ（減少）によって示されるように変化し、
また、指１６０の下の全体の力は増加する。逆に、シャ
フト２０が設計間隙ｈを増加するように動く場合には、
圧力分布はＰ（増加）によって示すように変化し、ま
た、指１６０の下の全体の力は減少する。この設計のた
めに用いられた静水圧平衡の原理は静水圧平衡気体面密
封についてのものと同じである。
【００３０】図５は、シャフト２０が回転していてかつ
設計間隙ｈが変化するときの動水圧圧力分布図を示し、
図４と類似のものである。動水圧力平衡はきわめて早く
作動する応答時間を有している。したがって、動水圧的
には（圧力のみでは）、指１６０はシャフト表面の突出
のような条件のときのシャフト表面の高速運動に追従す
る。
【００３１】シャフト回転によって生じた動水圧力は各
指とシャフト２０との間の膜剛さを増加する。さらに、
これらの動水圧力は、突出および急速半径方向移動によ
るシャフト２０の運動に動的に追従するように指１６０
の能力を強化する。
【００３２】指１６０の代表的な１つは、図６の流れ線
図に示されている。実線は気体（または液体）の流れの
場の向きを表し、また、破線はシャフト２０と指１６０
の下側との間の定圧力線を表す。
【００３３】図７は、回転中のシャフト２０が先部分１
８０に関する所望の平行設定位置にあるときの部分的圧
力分布、力、モーメントの線図である。垂直、水平方向
において作用する力は、指１６０および部材１００に逆
の「溶接（ｗｅｌｄ）」反力ＲおよびＡをそれぞれ生じ
る。これらの力は、指１６０のブリッジ部分１７０内お
よび部材１００内でブリッジ部分１７０上方に伝達され
るモーメントＭ１およびＭ２を発生する。モーメントは
可撓ブリッジ部分１７０に曲げを発生して、シャフト２
０の表面にほぼ平行に先部分を向ける助けをする。
【００３４】図７に示すように、先部分１８０の上方で
は圧力の中心ＣＰ（閉鎖）を有する空所７０内の閉鎖圧
力が先部分１８０をシャフト２０に向けて閉じるように
作用する。さらに、シャフト２０が設計間隙ｈをもって
先部分１８０に平行に離隔されたとき、開放圧力が圧力
中心ＣＰ＝によって先部分の下に作用する。これらの圧
力中心ＣＰ（閉鎖）とＣＰ＝は異なる軸方向位置に配置
されるので、モーメントＭ３が発生される。上述したモ
ーメントＭ１，Ｍ２については、モーメントＭ３可撓ブ
リッジ部分１７０に曲げを生じ始めて、シャフト２０の
表面にほぼ平行に先部分１８０を置く。このようにし
て、各指１６０とシャフト２０との間の密封が改善され
る。
【００３５】シャフト２０の表面が図７に示すその所望
の向きから動くとき、モーメントＭ３は先部分１８０を
所望のほぼ平行な設定向きに復帰させるように変化す
る。図８に示すように、回転中のシャフト２０の表面は
先部分１８０の自由端に接近してもよい。シャフト表面
のこの移動は、遠心または熱直径増加または非同軸回転
のような任意の数の異なる条件によって生じさせられて
もよい。この「収束くさび形状」が時間の極めて短い期
間でさえも存在するならば、先部分１８０とシャフト２
０との間の密封が効果を喪失する。しかし、先部分１８
０の下で作用する圧力分布が「収束くさび向き」で変化
する場合には、圧力中心ＣＰ＞が先部分１８０の自由端
への圧力中心ＣＰ＝よりも軸方向近くに離隔される。し
たがって、モーメントＭ３はシャフト２０の外表面にほ
ぼ平行な「復帰された」設定向きへ先部分１８０を復帰
させるように増加する。したがって、先部分１８０とシ
ャフト２０との間の正しい密封が維持される。
【００３６】同様に、回転中のシャフト２０が図９に示
すようにブリッジ部分１７０に隣接して先部分１８０に
接近する場合に、この「収束くさび向き」がブリッジ部
分１７０に近い圧力中心ＣＰ＜を軸方向に配置する。し
たがって、モーメントＭ３は、シャフト２０の表面にほ
ぼ平行な「復帰された」設定された向きに先部分１８０
を復帰させるように図７に示す向きからそれを変える。
これは、先部分１８０とシャフト２０との間の正しい密
封を再び自動的に再確立する。
【００３７】図１０〜１３に示すように、指１６０のブ
リッジ部分１７０が可撓性を増加するように形成され
る。スロット２１０は、指１６０のブリッジ部分１７０
に設けられ、また、ブリッジ部分１７０上方の位置で第
１および第２シート部材１１０および１２０に設けられ
る。スロット２１０は第１壁５０付近から先部分１８０
の付近まで延びていて、ブリッジ部分１７０およびシー
ト部材１１０，１２０を弱める。最適実施例において
は、先部分１８０は１５．８７５〜３１．７５mm（０．
６２５〜１．２５″）の円周方向幅を有しているとき
に、ブリッジ部分１７０は２から４のスロット２１０を
有している。さらに、各スロットは代表的には１．５２
４〜２．５４mm（０．０６０〜０．０１０″）の幅であ
る。
【００３８】図１２，１４に示すように、指１６０およ
びシート部材１１０，１２０は、第１壁内面８０および
第２壁内面９０に平行な面内に好ましく湾曲されてい
る。図１３は、スロット２１０が隣接指１６０、隣接第
１シート部材１１０、隣接第２シート部材１２０の円周
方向空間２２０間に定置されてもよい。第１シート部材
１１０内のスロット２１０は、指１６０と第２シート部
材１２０のスロット２１０と円周空間２２０との整合が
外れていることが好ましい。したがって、スロット２１
０および円周空間２２０を通る圧力漏れが防止される。
【００３９】図２に示すように、ブリッジ部分１７０は
先部分１８０の厚みとほぼ同じ厚みを有することができ
る。しかし、図１１に示すように、ブリッジ部分１７０
の可撓性を増加させるために、ブリッジ部分１７０は先
部分１８０よりも薄くてもよい。最適実施例において
は、ブリッジ部分１７０は０．０７６２〜０．１２７mm
（０．００３〜０．００５″）の厚みＴ（ブリッジ）を
有し、一方、先部分１８０は０．１５２４〜０．３０４
８mm（０．００６〜０．０１２″）の厚みＴ（先）を有
している。ブリッジ部分１７０はスロット２１０を有
し、図１０〜１１に示す減少した厚みを有していてもよ
い。代案として、スロット２１０および減少したブリッ
ジ部分厚みの一方または両者が省略されてもよい。
【００４０】図１４に示すように、シャフト２０の最適
回転方向についての引上げを増大させるために、指１６
０およびシート部材１１０，１２０はそれらのそれぞれ
の縁２３０，２４０，２５０が順応密封装置１０（また
はシャフト２０）の軸に関して角度を付けられるように
配置されうる。これは、指１６０およびシート部材１１
０，１２０の自由端面をシャフト２０の回転方向から離
して定置させる。シャフト２０が回転したとき、その角
度付けはこれらの自由端からばかりでなく、指１６０が
シャフト２０の直径に部分的に巻き付けられかつ「箔ベ
アリング（ｆｏｉｌ ｂｅａｒｉｎｇｓ）」のように作
用するという事実からも気体（または液体）の取込みを
生じる。増加した圧力は追加の引上げおよびシャフト２
０からの指１６０の間隙を生じる。
【００４１】図１５〜１７に示すように、シャフト２０
の最適回転方向についての引上げをさらに増大させるた
めに、各指１６０はシャフト２０付近の先部分１８０の
下方側に成形された／またはそれ以上の凹部２６０，２
７０を含むことができる。凹部２６０，２７０は、開い
たＲａｙｌｅｉｇｈパッド、閉じたＲａｙｌｅｉｇｈパ
ッド、包まれたＲａｙｌｅｉｇｈパッド、ダムまで続く
螺旋溝、放射溝、または角度付き溝のうちの任意の１つ
からなることができる。凹部２６０，２７０についての
別の設計は、当該技術において公知のように利用されう
る。さらに、凹部２６０，２７０は化学的に成形され、
イオン腐食され、または当該技術に公知の他の手段によ
ってつくられることができる。
【００４２】図１５〜１７に示すように、各指１６０は
シャフト２０の回転方向に対面する指１６０の先導縁に
そって定置された第１凹部２６０を有していてもよい。
さらに、各指１６０はその後続縁にそって配置された第
２凹部２７０を有していてもよい。各凹部２６０，２７
０は先部分１８０にそって軸方向に延び、また、少なく
とも６．３５mm（０．２５０″）の代表的な軸方向長さ
を有している。凹部２６０，２７０は先部分１８０の自
由端に到達する前に終了して、システム圧力Ｐ（システ
ム）を先部分１８０の自由端の下側に入れるようにし、
これにより追加引上げ力を増加させる平衡力をつくる。
【００４３】図１５〜１７の最適実施例に明らかに示さ
れているように、指１６０の先導縁における第１凹部２
６０は、第２凹部２７０の円周幅よりも大きい幅を有し
ている。幅広い第１凹部２６０が指１６０の先導縁に定
置されたとき、指１６０は先導縁がシャフト表面からの
後続縁よりも高く引き上がるように傾いてもよい。しか
し、第１、第２凹部２６０，２７０は等しい円周幅を有
していてもよい。指１６０が第１および第２凹部２６
０，２７０を有している場合に、動水圧引上げが改善さ
れる。
【００４４】図１８，１９に示すように、代案として、
各指１６０は両端指縁１９０間で先部分１８０の下面に
定置された単独の凹部２８０を有している。凹部２８０
は上述した凹部２６０，２７０に類似して構成される。
この設計は指１６０の静圧力引上げを改善する。
【００４５】図１５〜１９に示す形状は、面密封につい
てＲａｙｌｅｉｇｈパッド設計に類似した段支持原理と
共同させることによって引上げを増加させる。凹部２６
０，２７０，２８０は動作膜厚ｈおよびシャフト２０に
そう漏れをわずかに増加させるけれども、気体膜剛さが
増加されて密封装置１０の改良された動追従作用を与え
る。
【００４６】順応密封装置１０の各指１６０は、シャフ
ト２０の回転に応答してシャフト２０から上がるように
成形されてもよい。図２０，２１に示すように、これは
シャフト２０の曲率と同じ方向に指１６０の先部分１８
０を湾曲させることによって達成される。この場合、先
部分１８０の曲率半径はシャフト２０の曲率半径よりも
大きいことが好ましい。さらに、この曲率の誤整合は、
熱膨張によって両端指縁を巻き付けるようにシャフト２
０上方に定置された気体の剪断膜によって先端部分１８
０の底面を加熱することによってた達成されてもよく、
したがって気体膜剛さを改善する。さらに、曲率の誤整
合は、この熱変形と指１６０の上述した予成形曲率とを
組み合せることによって生じる。
【００４７】シャフト２０の回転中に、曲率の誤整合が
気体（または液体）の粘性効果による動圧力引上げ作用
を生じる。回転条件中、引上げ手段は指の先導縁におい
て気体（または液体）を捕らえる。これは、指１６０を
曲げそして引上げを起すように指１６０の下の圧力を増
加する。指１６０が指１６０とシャフト２０との間にあ
る気体（または液体）薄膜上に乗り、これによりシャフ
ト２０と密封穴（図示せず）との間の同軸性の変動およ
びシャフト２０の回転突出ばかりでなく、シャフト２０
の表面の公差およびシャフト２０の温度差および遠心成
長に指１６０を順応させる。
【００４８】指１６０が上がったとき、それらは図２１
に示すようにわずかにねじれるので、それらの先導縁は
それらの後続縁の間隙Ｈ（後続）よりも大きい間隙Ｈ
（先導）で動作する。代表的には、先導縁の間隙Ｈ（先
導）対後続縁間隙Ｈ（後続）の比は２対１と３対１との
間にある。例えば、後続縁の間隙Ｈ（後続）が０．００
３８１mm（０．０００１５０″）である場合に、先導縁
の間隙Ｈ（先導）は０．００７６２〜０．０１１４３mm
（０．０００３０〜０．０００４５０″）である。
【００４９】図２０は、固定シャフト条件の下での指１
６０の個々の１つの先部分１８０を通る代表的な圧力状
況を示す。
【００５０】図２１は、シャフト２０が回転していると
きの図２０に示す指１６０の先部分１８０の同一区分に
わたる代表的な圧力分布を示す。指１６０の縁におい
て、圧力は指１６０の間の空間の局部圧力に等しい。し
かし、指１６０とシャフト２０との間では、粘性動圧力
効果のために圧力がつくられる。回転条件の下での代表
的な圧力分布は、指１６０の半径方向内側の圧力は、指
１６０の半径方向内側の圧力が指１６０の半径方向外側
の圧力よりも大きくなり、したがって指１６０がシャフ
ト２０から持ち上がることを示す。
【００５１】誤整合曲率が動圧力引上げを与えるので、
図１５〜１９に示す凹部２６０，２７０，２８０は動圧
力引上げ必ずしも要求しない。したがって、誤整合曲率
を有する指１６０は、凹部２６０，２７０，２８０のう
ち１つを有していなくてもよい。逆に、凹部２６０，２
７０，２８０を有する指１６０はシャフト１６０と同じ
曲率半径を有することができる。それにもかかわらず、
指１６０は凹部２６０，２７０，２８０およびシャフト
２０との曲率の誤整合を有していてもよい。
【００５２】
【発明の効果】上述した実施例の任意のものにもとづく
密封（シール）は、従来のラビリンス・シールおよび順
応シールと比較した改良された密封を示す。さらに、本
発明は改良された静圧力および動圧力平衡を与え、これ
により最少の放射状の力をシャフトに伝達することによ
って動的ロータ励起効果を最少にする。さらに、公称力
平衡が一旦達成されてしまうと、本発明は非常に高い周
波数の平衡応答を許す。
【００５３】追加の利点および変更は当業者にとっては
容易に発生する。例えば、上述した実施例は環状シール
に関して説明されてきたが、本発明の技術は直線状シー
ルにも適用されうる。さらに、本発明の技術は、共同回
転、反回転、静密封用途にも向けて適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にもとづく順応密封装置お
よび回転自在シャフトの斜視図である。
【図２】図１の２−２線からみた横断面図である。
【図３】図１，２の順応密封装置の指および部材の拡大
横断面図である。
【図４】シャフトが回転していないときの図１，２の順
応密封装置の指および部材の圧力分布の説明図である。
【図５】シャフトが回転しているときの図１，２の順応
密封装置の指および部材の圧力分布の説明図である。
【図６】図１，２の指の流れ線図である
【図７】回転シャフトが指に関して所望の向きに離隔さ
れているときの図１，２の順応密封装置の指および部材
の部分にそう状態の線図である。
【図８】回転シャフトが指の先部分の自由端に近づいた
ときの図１，２の順応密封装置の指および部材の部分に
そう状態の線図である。
【図９】回転シャフトがブリッジ部分に隣接した指の先
部分に接近したときの図１，２の順応密封装置の指およ
び部材の部分にそう状態の線図である。
【図１０】部材および指のブリッジ部分に成形されたス
ロットを含む図１，３の指および部材の上面図である。
【図１１】可変厚みを有する指を示す図１０の部材と指
の側面図である。
【図１２】シート部材の縁と指の縁との関係を示す図１
１の１２−１２線からみた横断面図である。
【図１３】シート部材の縁、指の縁、スロットの関係を
示す図１１の１３−１３線からみた横断面図である。
【図１４】ハウジングの軸に関して角度を付けられた指
とシート部材との縁を有する図１，２の順応密封装置の
斜視図である。
【図１５】指の下面で縁にそって成形された凹部を有す
る図１，２の順応密封装置の部分横断面図である。
【図１６】図１５の指の一部の正面図である。
【図１７】図１５の指の底面図である。
【図１８】指の縁間の指の下面に成形された凹部を有す
る図１，２の指の正面図である。
【図１９】図１８の凹部を有する指の底面図である。
【図２０】シャフトの半径よりも大きい指の曲率半径を
有する図１，２の指の圧力分布線図である。
【図２１】シャフト回転中の図２０の指の圧力分布線図
である。
【符号の説明】
１０：順応密封装置、２０：回転自在シャフト，３０：
ハウジング，４０：ベース壁、５０：第１壁、６０：第
２壁、７０：環状空所、８０：第１壁内面、９０：第２
壁内面、１００：部材、１１０：第１可撓シート部材、
１２０：第２可撓シート部材、１６０：指、１７０：可
撓ブリッジ部分、１８０：先部分
フロントページの続き (71)出願人 596061395 50 Ｓｈａｒｐｅ Ｄｒｉｖｅ，Ｃｒａｎ ｓｔｏｎ，Ｒｈｏｄｅ Ｉｓｌａｎｄ 02920，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏ ｆ Ａｍｅｒｉｃａ

Claims (51)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 低圧領域から高圧領域を密封するための
    順応密封装置であって、ハウジングと、少なくとも１つ
    の指と、少なくとも１つの部材とからなり、前記ハウジ
    ングは高圧領域に隣接して定置された第１壁と、低圧領
    域に隣接して定置された第２壁とを有し、該第１および
    第２壁は互いに隣接して定置されていてそれらの内面を
    対向させてそれらの間に少なくとも一部に空所を画定
    し、前記指は前記第１壁付近から前記低圧領域に向かっ
    て延びていて自由端を有し、前記部材は前記指の上面か
    ら前記空所まで延びていて前記第２壁内面との密封係合
    を形成し、該密封係合は前記第１壁内面への自由端より
    も近くに配置されていることを特徴とした順応密封装
    置。
  2. 【請求項２】 前記ハウジングは、前記空所内の圧力が
    前記高圧領域の圧力にほぼ等しくなるように、該高圧領
    域に流体連通状態に該空所をもたらす少なくとも１つの
    通路を有していることを特徴とした請求項１記載の密封
    装置。
  3. 【請求項３】 前記指は前記第１壁に連結されたブリッ
    ジ部分と、該ブリッジ部分に隣接した先部分とを有し、
    該先部分は自由端を有し、前記ブリッジ部分は該先部分
    よりも可撓性であることを特徴とした請求項１記載の密
    封装置。
  4. 【請求項４】 前記指は前記第１および第２壁の表面の
    うち一方に平行に向けられた内面で湾曲され、前記ブリ
    ッジ部分は前記第１壁表面に隣接した位置から前記先部
    分に隣接した位置まで延びる少なくとも１つのスロット
    を有していることを特徴とした請求項３記載の密封装
    置。
  5. 【請求項５】 前記先部分は１５．８８mmから３１．７
    ５mm（０．６２５インチから１．２５インチ）までの範
    囲の面内幅を有し、また、前記ブリッジ部分は２〜４本
    のスロットを有していることを特徴とした請求項４記載
    の密封装置。
  6. 【請求項６】 前記ブリッジ部分の厚みは前記先部分の
    厚みよりも小さいことを特徴とした請求項３記載の密封
    装置。
  7. 【請求項７】 前記ブリッジ部分の厚みは前記先部分の
    厚みとほぼ同じであることを特徴とした請求項３記載の
    密封装置。
  8. 【請求項８】 前記第２壁内面は突出ダムを有し、前記
    部材の密封係合はダムにおいて形成されることを特徴と
    した請求項１記載の密封装置。
  9. 【請求項９】 前記先部分は前記上面に反対する下面を
    有し、該下面はそこに成形された少なくとも１つの凹部
    を有していることを特徴とした請求項３記載の密封装
    置。
  10. 【請求項１０】 前記凹部は、開いたＲａｙｌｅｉｇｈ
    パッド、包まれたＲａｙｌｅｉｇｂパッド、放射溝、螺
    旋溝のうちの少なくとも１つを有していることを特徴と
    した請求項９記載の密封装置。
  11. 【請求項１１】 前記先部分は両端縁を有し、前記凹部
    は該両端縁間に配置されていることを特徴とした請求項
    ９記載の密封装置。
  12. 【請求項１２】 前記先部分は第１および第２両端縁を
    有し、少なくとも１つの凹部は前記第１縁にそって定置
    された第１凹部と、第２縁にそって定置された第２凹部
    とを有していることを特徴とした請求項９記載の密封装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記第１凹部は前記第１および第２壁
    表面の一方に平行に向けられた面内で延びる幅を有し、
    前記第２凹部は前記面内に延びる幅を有し、前記第１凹
    部の幅は前記第２凹部の幅よりも大きいことを特徴とし
    た請求項１２記載の密封装置。
  14. 【請求項１４】 前記ブリッジ部分は、前記空所から離
    れる方向に第１ベンドと、該空所に向かう方向に第２ベ
    ンドとを有していて、前記ブリッジ部分が前記先部分よ
    りも前記空所にほぼ近づけて定置されることを特徴とし
    た請求項３記載の密封装置。
  15. 【請求項１５】 前記指は２つの両端縁を有し、該両端
    縁は密封装置の中心軸に関して角度を付けられているこ
    とを特徴とした請求項１記載の密封装置。
  16. 【請求項１６】 前記部材は、前記指の上面に定置され
    た第１可撓シート部材と、該第１シート部材の上面に定
    置された第２可撓シート部材とを有し、該第１および第
    ２シート部材はそれぞれ前記第１壁に連結されたベース
    端と、前記空所内に定置された自由端とを有しているこ
    とを特徴とした請求項１記載の密封装置。
  17. 【請求項１７】 前記第１シート部材は２つの両端縁を
    有し、該２つの両端縁の各々は前記第２シート部材の縁
    との整合から外れていることを特徴とした請求項１６記
    載の密封装置。
  18. 【請求項１８】 前記第１シート部材は２つの両端縁を
    有し、該２つの両端縁の各々は前記指の縁との整合から
    外れていることを特徴とした請求項１６記載の密封装
    置。
  19. 【請求項１９】 前記部材は前記部材の自由端に向かう
    指の上面付近から延びる弓形状ベンドを有し、該弓形状
    ベンドは９０度より小さい曲率半径を有していることを
    特徴とした請求項１記載の密封装置。
  20. 【請求項２０】 低圧領域から高圧領域を密封するため
    の順応密封装置であって、環状ハウジングと、複数の指
    と、複数の部材とからなり、前記環状ハウジングは高圧
    領域に隣接して定置された第１環状壁と、低圧領域に隣
    接して定置された第２環状壁とを有し、該第１および第
    ２壁は互いに隣接して定置されていてそれらの内面を対
    向させてそれらの間に少なくとも一部に空所を画定し、
    前記指の各々は前記第１壁付近から前記低圧領域に向か
    って延びていて自由端を有し、前記部材の各々は前記各
    指の上面から前記空所まで延びていて前記第２壁内面と
    の密封係合を形成し、該密封係合は前記第１壁内面への
    自由端よりも近くに配置されていることを特徴とした順
    応密封装置。
  21. 【請求項２１】 前記ハウジングは、前記空所内の圧力
    が前記高圧領域の圧力にほぼ等しくなるように、該高圧
    領域に流体連通状態に該空所をもたらす少なくとも１つ
    の通路を有していることを特徴とした請求項２０記載の
    密封装置。
  22. 【請求項２２】 前記各指は前記第１壁に連結されたブ
    リッジ部分と、該ブリッジ部分に隣接した先部分とを有
    し、該先部分は自由端を有し、前記ブリッジ部分は該先
    部分よりも可撓性であることを特徴とした請求項２０記
    載の密封装置。
  23. 【請求項２３】 前記指は前記第１および第２壁の表面
    のうちの一方に平行に向けられた面内で湾曲され、前記
    ブリッジ部分は前記第１壁表面に隣接した位置から前記
    先部分に隣接した位置まで延びる少なくとも１つのスロ
    ットを有していることを特徴とした請求項２２記載の密
    封装置。
  24. 【請求項２４】 前記先部分は１５．８８mmから３１．
    ７５mm（０．６２５インチから１．２５インチ）までの
    範囲の面内幅を有し、また、前記ブリッジ部分は２〜４
    本のスロットを有していることを特徴とした請求項２３
    記載の密封装置。
  25. 【請求項２５】 前記ブリッジ部分の厚みは前記先部分
    の厚みよりも小さいことを特徴とした請求項２２記載の
    密封装置。
  26. 【請求項２６】 前記ブリッジ部分の厚みは前記先部分
    の厚みとほぼ同じであることを特徴とした請求項２２記
    載の密封装置。
  27. 【請求項２７】 前記第２壁内面は突出ダムを有し、前
    記部材の密封係合はダムにおいて形成されることを特徴
    とした請求項２０記載の密封装置。
  28. 【請求項２８】 前記先部分は前記上面に反対する下面
    を有し、該下面はそこに成形された少なくとも１つの凹
    部を有していることを特徴とした請求項２２記載の密封
    装置。
  29. 【請求項２９】 前記凹部は、開いたＲａｙｌｅｉｇｈ
    パッド、包まれたＲａｙｌｅｉｇｈパッド、放射溝、螺
    旋溝のうちの少なくとも１つを有していることを特徴と
    した請求項２８記載の密封装置。
  30. 【請求項３０】 前記先部分は両端縁を有し、前記凹部
    は該両端縁間に配置されていることを特徴とした請求項
    ２８記載の密封装置。
  31. 【請求項３１】 前記先部分は第１および第２両端縁を
    有し、少なくとも１つの凹部は前記第１縁にそって定置
    された第１凹部と、前記第２縁にそって定置された第２
    凹部とを有していることを特徴とした請求項２８記載の
    密封装置。
  32. 【請求項３２】 前記第１凹部は前記第１および第２壁
    表面の一方に平行に向けられた面内で延びる幅を有し、
    前記第２凹部は前記面内に延びる幅を有し、前記第１凹
    部の幅は前記第２凹部の幅よりも大きいことを特徴とし
    た請求項３１記載の密封装置。
  33. 【請求項３３】 前記ブリッジ部分は、前記空所から離
    れる方向に第１ベンドと、該空所に向かう方向に第２ベ
    ンドとを有していて、前記ブリッジ部分が前記先部分よ
    りも前記空所にほぼ近づけて定置されることを特徴とし
    た請求項２２記載の密封装置。
  34. 【請求項３４】 前記各指は両端縁を有し、該両端縁は
    密封装置の中心軸に関して角度を付けられていることを
    特徴とした請求項２０記載の密封装置。
  35. 【請求項３５】 前記各部材は、前記指の１つの上面に
    定置された第１可撓シート部材と、該第１シート部材の
    上面に定置された第２可撓シート部材とを有し、該第１
    および第２シート部材はそれぞれ前記第１壁に連結され
    たベース端と、前記空所内に定置された自由端とを有し
    ていることを特徴とした請求項２０記載の密封装置。
  36. 【請求項３６】 前記第１シート部材は２つの両端縁を
    有し、該２つの両端縁は前記第２シート部材の縁との整
    合から外れていることを特徴とした請求項３５記載の密
    封装置。
  37. 【請求項３７】 前記第１シート部材は２つの両端縁を
    有し、該２つの両端縁は前記指の縁との整合から外れて
    いることを特徴とした請求項３５記載の密封装置。
  38. 【請求項３８】 前記各部材は前記各部材の自由端に向
    かう指の上面付近から延びる弓形状ベンドを有し、該弓
    形状ベンドは９０度より小さい曲率半径を有しているこ
    とを特徴とした請求項２０記載の密封装置。
  39. 【請求項３９】 前記先部分は前記第１および第２壁表
    面のうちの一方に平行に向けられた面内で湾曲し、該先
    部分の曲率半径は前記環状ハウジング内に定置されたシ
    ャフトの半径よりも大きいことを特徴とした請求項２２
    記載の密封装置。
  40. 【請求項４０】 低圧領域から高圧領域を密封するため
    の順応密封装置であって、ハウジングと、少なくとも１
    つの可撓シート部材と、少なくとも１つの指とからな
    り、前記ハウジングは、ベース壁と、第１壁と、第２壁
    とを有し、該第１壁は高圧領域に隣接して前記ベース壁
    から延びていて内面を有し、前記第２壁は低圧領域に隣
    接して前記ベース壁から延びていて内面を有し、該ベー
    ス壁、該第１壁の内面および該第２壁の内面がそれらの
    間に少なくとも空所の一部を画定し、前記可撓シート部
    材は前記第１壁と前記第２壁との間に延び、該シート部
    材は前記第１壁に連結されたベース端と前記空所内に定
    置された自由端部分とを有していて、該第２壁表面との
    密封係合を形成しかつ該空所を実質的に包囲し、前記指
    は前記第１壁付近から前記低圧領域に向かって延び、該
    指は前記第１壁内面から密封係合よりも離れて配置され
    た自由端を有していることを特徴とした順応密封装置。
  41. 【請求項４１】 前記シート部材は前記空所と前記指と
    の間に配置され、２つの両端縁を有し、該２つの両端縁
    の各々は前記指の縁との整合が外れていることを特徴と
    した請求項４０記載の密封装置。
  42. 【請求項４２】 前記シート部材は、前記指の上面に定
    置された第１可撓シート部材と、該第１シート部材の上
    面に定置された第２可撓シート部材とを有ししているこ
    とを特徴とした請求項４０記載の密封装置。
  43. 【請求項４３】 前記指は前記第１壁に連結されたブリ
    ッジ部分と、該ブリッジ部分に隣接した先部分とを有
    し、前記ブリッジ部分は前記先部分よりも可撓性である
    ことを特徴とした請求項４０記載の密封装置。
  44. 【請求項４４】 低圧領域から高圧領域を密封するため
    の順応密封装置であって、ハウジングと、少なくとも１
    つの第１可撓シート部材と、少なくとも１つの第２可撓
    シート部材からなり、前記ハウジングは、ベース壁と、
    第１壁と、第２壁とを有し、該第１壁は高圧領域に隣接
    して前記ベース壁から延びていて内面を有し、前記第２
    壁は低圧領域に隣接して前記ベース壁から延びていて内
    面を有し、該ベース壁、該第１壁の内面および該第２壁
    の内面がそれらの間に少なくとも空所の一部を画定し、
    前記第１可撓シート部材は２つの両端縁を有し、前記第
    ２シート部材は前記第１シート部材と前記空所との間に
    配置され、該第１シート部材の２つの両端縁との整合か
    ら外れており、前記第１および第２可撓シート部材が前
    記第１壁と前記第２壁との間で延びていて、該第１壁に
    連結されたベース端と前記空所内に定置された自由端部
    分とを有し、前記第２壁内面との密封係合を形成するこ
    とを特徴とした順応密封装置。
  45. 【請求項４５】 前記第１および第２可撓シート部材は
    ９０度よりも大きい曲率半径を有する弓形状ベンドをも
    っていることを特徴とした請求項４４記載の密封装置。
  46. 【請求項４６】 前記第１シート部材の下面の一部にそ
    って配置された少なくとも１つの指をさらに有し、該指
    は前記低圧領域に向かって前記第１壁付近から延び、か
    つ該第１壁に連結されたブリッジ部分と該ブリッジ部分
    に隣接した先部分とを有し、該先部分は前記第１壁内面
    から前記密封係合よりも離れて配置された自由端を有
    し、該ブリッジ部分は該先部分よりも可撓性であること
    を特徴とした請求項４４記載の密封装置。
  47. 【請求項４７】 高圧領域と低圧領域とを有する装置で
    あって、回転自在シャフトと、該回転自在シャフトにそ
    って前記低圧領域から高圧領域を密封する順応密封装置
    とからなり、該順応密封装置は環状ハウジングと、前記
    回転自在シャフトから離隔された複数の指と、複数の部
    材とからなり、前記環状ハウジングは高圧領域に隣接し
    て定置された第１環状壁と、低圧領域に隣接して定置さ
    れた第２環状壁とを有し、該第１および第２壁は互いに
    隣接して定置されていてそれらの内面を対向させてそれ
    らの間に少なくとも一部に空所を画定し、前記各指は前
    記第１壁付近から前記低圧領域に向かって延びていて自
    由端を有し、前記各部材は前記各指の上面から前記空所
    まで延びていて前記第２壁内面との密封係合を形成し、
    該密封係合は前記第１壁内面への自由端よりも近くに配
    置されていることを特徴とした順応密封装置。
  48. 【請求項４８】 前記各指は前記第１壁に連結されたブ
    リッジ部分と、該ブリッジ部分に隣接した先部分とを有
    し、該先部分は自由端を有し、前記ブリッジ部分は前記
    先部分よりも可撓性であることを特徴とした請求項４７
    記載の装置。
  49. 【請求項４９】 前記先部分は前記ブリッジ部分よりも
    前記回転自在シャフトに近く配置され、前記先部分は前
    記回転自在シャフトの外面にほぼ平行に向けられている
    ことを特徴とした請求項４８記載の装置。
  50. 【請求項５０】 前記先部分は前記第１および第２壁表
    面の一方に平行に向けられた面内で湾曲しており、該先
    部分の曲率半径は前記回転自在シャフトの半径よりも大
    きいことを特徴とした請求項４８記載の装置。
  51. 【請求項５１】低圧領域から高圧領域を密封するための
    順応密封装置であって、ハウジングと、第１可撓シート
    部材と、第２可撓シート部材とからなり、前記ハウジン
    グは、ベース壁と、第１壁と、第２壁とを有し、該第１
    壁は高圧領域に隣接して前記ベース壁から延びていて内
    面を有し、前記第２壁は低圧領域に隣接して前記ベース
    壁から延びていて内面を有し、該ベース壁、該第１壁の
    内面および該第２壁の内面がそれらの間に少なくとも空
    所の一部を画定し、前記第２シート部材は前記第１シー
    ト部材と前記空所との間に配置され、前記第１および第
    ２可撓シート部材は前記第１壁と前記第２壁との間で延
    びていてかつ前記第１壁に連結されたベース端と前記空
    所内に定置された自由端部分とを有していて、該第２壁
    表面との密封係合を形成し、前記指は前記第１シート部
    材の下面の一部にそって配置され、該指は前記低圧領域
    に向かって前記第１壁付近から延び、かつ、該第１壁に
    連結された可撓ブリッジ部分と該ブリッジ部分に隣接し
    た先部分とを有し、該先部分は前記第１壁内面から前記
    密封係合よりも離れて配置された自由端を有しているこ
    とを特徴とした順応密封装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100646455B1 (ko) * 2000-12-13 2006-11-14 제너럴 일렉트릭 캄파니 실 조립체와, 터빈 로터 및 스테이터 장치와, 로터와 스테이터 사이의 반경방향 갭의 밀봉 방법
JP2010151314A (ja) * 2008-12-05 2010-07-08 General Electric Co <Ge> 回転機械用の追従式フォイルシール
JP2016084937A (ja) * 2014-10-28 2016-05-19 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 可撓性フィルムライディングシール

Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2172441C2 (ru) * 1998-11-19 2001-08-20 Сосьете Насьональ Д'Этюд Э Де Констрюксьон Де Мотер Д`Авиасьон "Снекма" Устройство уплотнения с пластиной
US6505837B1 (en) 1999-10-28 2003-01-14 Mohawk Innovative Technology, Inc. Compliant foil seal
DE10017643B4 (de) * 2000-04-08 2005-10-20 Mtu Aero Engines Gmbh Dichtung in nicht-hermetischer Ausführung
US7201379B2 (en) * 2002-11-04 2007-04-10 Dresser-Rand Company Seal assembly, cartridge, and method
GB0226685D0 (en) * 2002-11-15 2002-12-24 Rolls Royce Plc Sealing arrangement
US6811154B2 (en) * 2003-02-08 2004-11-02 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Noncontacting finger seal
US7563050B2 (en) * 2004-07-15 2009-07-21 Temper Corporation Rings for mounting structures to shafts and methods of using such rings
US8657299B2 (en) 2004-07-15 2014-02-25 John E. Rode Mounting rings for shafts
US20070132193A1 (en) * 2005-12-13 2007-06-14 Wolfe Christopher E Compliant abradable sealing system and method for rotary machines
US7735833B2 (en) * 2006-11-14 2010-06-15 The University Of Akron Double padded finger seal
US7770895B2 (en) * 2007-05-01 2010-08-10 Eaton Corporation Segmented seal portion and assembly
US20080309019A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 General Electric Company Sealing assembly for rotary machines
FR2920146B1 (fr) * 2007-08-20 2009-10-30 Aircelle Sa Nacelle a section de sortie adaptable
US9017018B2 (en) * 2009-09-24 2015-04-28 Rolls-Royce Corporation Annular seal
US8474827B2 (en) 2010-06-11 2013-07-02 Cmg Tech, Llc Film riding pressure actuated leaf seal assembly
US9145785B2 (en) 2011-03-04 2015-09-29 General Electric Company Aerodynamic seal assemblies for turbo-machinery
US9033657B2 (en) 2011-12-12 2015-05-19 Honeywell International Inc. Gas turbine engine including lift-off finger seals, lift-off finger seals, and method for the manufacture thereof
US9255642B2 (en) 2012-07-06 2016-02-09 General Electric Company Aerodynamic seals for rotary machine
US9587746B2 (en) 2012-07-31 2017-03-07 General Electric Company Film riding seals for rotary machines
US9115810B2 (en) * 2012-10-31 2015-08-25 General Electric Company Pressure actuated film riding seals for turbo machinery
US9045994B2 (en) * 2012-10-31 2015-06-02 General Electric Company Film riding aerodynamic seals for rotary machines
WO2014105800A1 (en) 2012-12-29 2014-07-03 United Technologies Corporation Gas turbine seal assembly and seal support
WO2014105603A1 (en) 2012-12-29 2014-07-03 United Technologies Corporation Multi-piece heat shield
WO2014105599A1 (en) 2012-12-29 2014-07-03 United Technologies Corporation Heat shield for cooling a strut
WO2014137444A2 (en) * 2012-12-29 2014-09-12 United Technologies Corporation Multi-ply finger seal
US9562478B2 (en) 2012-12-29 2017-02-07 United Technologies Corporation Inter-module finger seal
US9541006B2 (en) 2012-12-29 2017-01-10 United Technologies Corporation Inter-module flow discourager
WO2014105100A1 (en) 2012-12-29 2014-07-03 United Technologies Corporation Bumper for seals in a turbine exhaust case
US9347330B2 (en) * 2012-12-29 2016-05-24 United Technologies Corporation Finger seal
EP2938863B1 (en) 2012-12-29 2019-09-25 United Technologies Corporation Mechanical linkage for segmented heat shield
US9903224B2 (en) 2012-12-29 2018-02-27 United Technologies Corporation Scupper channelling in gas turbine modules
US10053998B2 (en) 2012-12-29 2018-08-21 United Technologies Corporation Multi-purpose gas turbine seal support and assembly
US9850780B2 (en) 2012-12-29 2017-12-26 United Technologies Corporation Plate for directing flow and film cooling of components
US10094389B2 (en) 2012-12-29 2018-10-09 United Technologies Corporation Flow diverter to redirect secondary flow
US9863261B2 (en) 2012-12-29 2018-01-09 United Technologies Corporation Component retention with probe
EP2938868B1 (en) 2012-12-29 2019-08-07 United Technologies Corporation Flow diverter assembly
US9297312B2 (en) 2012-12-29 2016-03-29 United Technologies Corporation Circumferentially retained fairing
JP6271582B2 (ja) 2012-12-29 2018-01-31 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションＵｎｉｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ガスタービンシールアセンブリおよびシール支持体
WO2014105616A1 (en) 2012-12-29 2014-07-03 United Technologies Corporation Turbine exhaust case architecture
WO2014105602A1 (en) 2012-12-29 2014-07-03 United Technologies Corporation Heat shield for a casing
US9631517B2 (en) 2012-12-29 2017-04-25 United Technologies Corporation Multi-piece fairing for monolithic turbine exhaust case
WO2014105619A1 (en) 2012-12-29 2014-07-03 United Technologies Corporation Multi-function boss for a turbine exhaust case
WO2014105604A1 (en) 2012-12-29 2014-07-03 United Technologies Corporation Angled cut to direct radiative heat load
WO2014105657A1 (en) 2012-12-29 2014-07-03 United Technologies Corporation Mount with deflectable tabs
US10240532B2 (en) 2012-12-29 2019-03-26 United Technologies Corporation Frame junction cooling holes
US9206742B2 (en) 2012-12-29 2015-12-08 United Technologies Corporation Passages to facilitate a secondary flow between components
DE112013006258B4 (de) 2012-12-29 2026-01-15 RTX Corporation (n.d.Ges.d. Staates Delaware) Turbinenrahmenanordnung und Verfahren zum Bereitstellen einer Turbinenrahmenanordnung
US9771818B2 (en) 2012-12-29 2017-09-26 United Technologies Corporation Seals for a circumferential stop ring in a turbine exhaust case
EP2938836B1 (en) 2012-12-29 2020-02-05 United Technologies Corporation Seal support disk and assembly
JP6249499B2 (ja) 2012-12-31 2017-12-20 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションＵｎｉｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ タービン排気ケースのマルチピース型フレーム
EP2938860B1 (en) 2012-12-31 2018-08-29 United Technologies Corporation Turbine exhaust case multi-piece frame
WO2014105716A1 (en) 2012-12-31 2014-07-03 United Technologies Corporation Turbine exhaust case multi-piece frame
US10330011B2 (en) 2013-03-11 2019-06-25 United Technologies Corporation Bench aft sub-assembly for turbine exhaust case fairing
US9506566B2 (en) 2013-10-23 2016-11-29 Honeywell International Inc. Finger-foil seals and gas turbine engines employing the same
US9377108B2 (en) 2013-11-22 2016-06-28 General Electric Company Variable stiffness compliant plate seal
US10190431B2 (en) 2015-02-11 2019-01-29 General Electric Company Seal assembly for rotary machine
CN105090512B (zh) * 2015-07-22 2017-01-25 哈尔滨工业大学 旋转机械用的非接触式动压箔片密封件
GB201611082D0 (en) * 2016-06-24 2016-08-10 Cross Mfg Company (1938) Ltd Leaf seal
US10364748B2 (en) 2016-08-19 2019-07-30 United Technologies Corporation Finger seal flow metering
US10167955B2 (en) * 2017-03-30 2019-01-01 Shawn Robert Sutton Rotary seal apparatus, cover and method
US11674435B2 (en) 2021-06-29 2023-06-13 General Electric Company Levered counterweight feathering system
US11795964B2 (en) 2021-07-16 2023-10-24 General Electric Company Levered counterweight feathering system
WO2025170973A1 (en) * 2024-02-05 2025-08-14 Georgia Southern University Research And Service Foundation, Inc. A self-throttling mechanical seal

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4042248A (en) * 1976-09-16 1977-08-16 General Motors Corporation High pressure shaft seals
DE3150472C2 (de) * 1981-12-19 1983-12-08 Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim Radialwellendichtring
US4405137A (en) * 1982-10-29 1983-09-20 Webb Samuel B Metal leaf rotary seal for rotary drum
GB8820524D0 (en) * 1988-08-31 1988-09-28 Grovag Grossventiltech Seals for gas isolators
US5100158A (en) * 1990-08-16 1992-03-31 Eg&G Sealol, Inc. Compliant finer seal
US5078412A (en) * 1991-01-07 1992-01-07 United Technologies Corporation Separately loaded strip seal
US5370402A (en) * 1993-05-07 1994-12-06 Eg&G Sealol, Inc. Pressure balanced compliant seal device
EP0629799A1 (en) * 1993-06-15 1994-12-21 EG&amp;G SEALOL, INC. Pressure balanced compliant seal device having a flexible annular member
US5524846A (en) * 1993-12-21 1996-06-11 The Boeing Company Fire protection system for airplanes

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100646455B1 (ko) * 2000-12-13 2006-11-14 제너럴 일렉트릭 캄파니 실 조립체와, 터빈 로터 및 스테이터 장치와, 로터와 스테이터 사이의 반경방향 갭의 밀봉 방법
JP2010151314A (ja) * 2008-12-05 2010-07-08 General Electric Co <Ge> 回転機械用の追従式フォイルシール
JP2016084937A (ja) * 2014-10-28 2016-05-19 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 可撓性フィルムライディングシール
US10161259B2 (en) 2014-10-28 2018-12-25 General Electric Company Flexible film-riding seal

Also Published As

Publication number Publication date
US5632493A (en) 1997-05-27
EP0745795A1 (en) 1996-12-04

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