JPS596473A - 軸受用カ−ボンシ−ル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は軸受用カーボンシール装置に係る。

カーボンシール構造体に於ては、オイルにて潤滑された
シール要素とシールプレー１−との間より半径方向内方
ｌ＼漏洩したオイルは、固定されたシール要素と回転す
るシールプレートとの間に捕捉され、遠心力によりシー
ル装置を囲繞する軸受コンパートメントへ強制的に戻さ
れる。

ガスタービンエンジンに於ては、軸受を囲繞づる軸受二
】ンパートメン１−は種々の型式のシール装置により軸
の周りにてシールされている。かかるシール装置の一つ
として、湿潤面カーボンシール装置が知られており、か
かるカーボンシール装置に於ては軸上に該軸と共に回１
’／、する環状のカーボンシールプレートが装着されて
ｄ３す、該シールプレートはばね及び空気圧によりシー
ルプレートに対し軸線方向に押付りられた状態にて保持
された固定されたカーボンシール要素に係合づる半径方
向面を有している。シールプレート及びカーボンシール
要素の互いに共働するシール面はその摩擦及び摩耗を抑
制すべくオイルにて潤滑される。

ツノ−ボンシール装置のシール面を湿潤するために使用
されるオイルの一部は互いに共働するシール面の間より
シールとイのシール装置が装着された軸との間の空間へ
漏出する。かかるオイルはシール装置と軸との間の空間
より除去されなければならず、かかるオイルの除去をｉ
ううだめの種々の方法が採用されている。オイルはシー
ル装置を囲繞する軸受コンバート−メン［・より排出さ
れるので、シール装置と軸との間の空間より軸受コンパ
ートメント内へ直接オイルを導くことが望ましい。また
シール装置と軸との間の空間より軸受コンパ−１〜メン
トヘ至るオイルの流れはかかるオイルの流れが発生させ
る機械的装置を使用することなく発生するようにされる
ことが望ましい。

本発明は、機械的な装置を用いることなくシール装置と
軸との間の空間Ｊ：り軸受コンバートメン１へへオイル
を導くよう構成されたカーボンシール装置を提供するこ
とを目的としている。

本発明の一つの特徴は、シールプレートに形成され、シ
ール装置と軸との間の空間より＠受二１ンパートメント
内へオイルを導くための通路手段を与えるドレーン孔が
使用されるということである。

本発明の他の一つのｒｒ徴は、オイルの除去を効果的に
行うべく、前記ドレーン孔と連通づるオイル収集溝が形
成されるような形状にシール要素が形成されているとい
うことである。

本発明によれば、シールプレート（一般に軸上に装着さ
れ、軸と共に回転し、シールプレー１へ及びこれと共働
する固定されたシール要素の互いに係合づるシール面へ
オイルを供給づるためのオイル供給通路を内部に有して
いる）は、固定されたカーボンシール要素のシール面よ
り半径方向内方の位置にてシールプレーｉ〜のシール面
に形成された段部よりシールプレーｌ−を貫通してシー
ルプレートの外縁部まで延在りる他の複数個の通路を有
している。エンジンが運転されると、シールプしノート
が回転づることによりそれらの通路に流入で−るオイル
に遠心力が作用し、これによりオイルがシール装置を囲
繞１゛る軸受コンパートメント内へ半径り内外方へ圧送
される。カーボンシール要素はそのシール面の内縁部に
環状溝を形成するような形状に形成されており、前記環
状溝内にオイルが収集され、また該環状溝は前記通路と
連通している。

以下に添（＝ｌの図を参照しつつ、本発明を実施例につ
いて詳細に説明づる。

図示の実施例はガスタービンエンジンに適用されＩζも
のであり、ガスタービンエンジンは一部のコンプレッサ
ブレードと一部のタービンブレードとを連結づる軸２を
有している。軸２上には軸受のインナレース４が装置さ
れており、該インナレースはシールプレートへオイルを
供給づるための複数個の軸線方向溝６を有している。軸
受要素８がインナレース４とアウタレース１０との間に
配置されており、アウタレース１０は該アウタレースと
筒状部１６との間の支持体として配置された減衰リング
１４を介して軸受支特休１２より支持されている。

また軸２上にはインナレース４の一端に於て環５− 状のシールプレート２０が装置されており、該シールプ
レー［−はその外周縁近傍に半径方向シール面２２を有
している。シールプレー１・２０のボア２３には１ｆｉ
ｉ　６の一端に近接した位置にて切欠２４が設けられて
おり、該切欠はシールプレートを貫通して切欠２４より
シール面２２まで延在するようシールプレートに設番）
られたΔイル通路２Ｇへ溝６より受けたオイルを供給づ
るようになっている。オイル通路２６はエンジンが運転
されている時には遠心力によりオイルが切欠２４よりシ
ール面２２ヘオイルが圧送されてシール面が潤滑される
よう半径方向外方へ延在している。

シールプレー［−２０はインナレース４とスリーブ２８
との間にて軸２上にクランプされており、スリーブ２８
はその外周縁にシールフィン３０を有している。これら
三つの要素、叩もインナレース４、シールプレート２０
、スリーブ２８は、それらが軸２の軸線方向に不動であ
り０軸と共に回転し得るよう図には示されていない適宜
な手段により軸２上に固定的に保持されている。

−６＝ シールプレート２０とｊ’＝　）ｌＩＩ　ｔ　？；ｚ　
ｍ状ｈ−ボンシール要素３２がフランジ３Ｇをイ１する
スリーブ３４内に担持されており、カーボンシール要素
３２はシールプレーＥ〜２０のシール面２２と共働する
半径方向シール面３８を有しＣいる。このカーボンシー
ル要素３２は円筒状内周面４０を有しており、該円筒状
内周面の直径はシール面３８の中央部の直径とほぼ同一
の直径ひあることが゛りＩましい。

ノコ−ボンシール要素３２（ま支持ハウジング４２によ
り軸２の周りの所定の位置に支持されており、支持ハウ
ジング４２はボルト４４により軸受支特休１２に固定さ
れており、円筒部４６をイｉしている。円筒部４６の内
周面４８はシールフィン３０に間近に近接してこれより
隔置されてＪ３す、円筒部４６の外周面５０はカーボン
シール要素３２の内周面／ＩＱと係合するピストンリン
グ５７１を受りる溝５２を有している。かくしてカーボ
ンシール要素３２は軸線方向に２運動可能であり、これ
にＪ、リシール面２２及び３８は軸線方向に配設された
ばね６２により互いに接触した状態に保持されるように
なっている。

シールプレー１〜２０及びカーボンシール要素３２は互
いに共働するシール面２２及び３８の内縁部に於ては、
それが互いに係合するシール面間より漏洩したオイルを
受ける溝５６を構成づるような形状に形成されている。

またシールプレート２０は溝５６の底面よりシールプレ
ー１・２０の外縁部まで延在し、これによりシール装量
を囲繞づる軸受コンパートメント６０と連通づる幾つか
の傾斜通路５８を有している。軸受コンパートメント６
０はエンジンの運転中にはその内部に収集されたオイル
を除去すべく掃気される。カーボンシール要素３２の内
縁部６４はシールプレート２０に設けられた溝５６より
ず径方向内方の位置に配置されており、これにより溝５
６に導かれたＡ、イルを遠心力による圧送によって軸受
コンバートメンｈ　６０へ戻りための圧力水頭が発生さ
れるようになっている。

作動に於ては、高圧のシール空気がシールフィン３０の
図←こて右側に供給され、この高圧のシール空気はシー
ルフィン３０を通過しＵ　ｊＪ−ボンシール要素３２ど
スリーブ２８との間の空間へ流入し、このシール空気の
圧力及びばね６２の作用にＪ、リカーボンシール要素３
２がシールプレート２０に押イ」けられた状態に保持さ
れ、これによりシール面２２及び３８が互いに接触した
状態に保持される。

溝６の半径方向外方の表面はシールプレートへ向かうに
つれて＠２の軸線より離れる方向へ傾斜しているので、
オイルは溝６の一喘より供給され遠心力により溝６沿っ
て強制的に流される。かくして溝６内へ流入したオイル
は遠心力によって通路２６へ導かれ■通路２６を経て流
され、互いに係合づるシール面２２及び３８を潤滑する
。互いに係合するシール面２２及び３８の間より溝５６
へ漏出したオイルは通路５８内に作用する遠心力によっ
てずｔ￥方向外方へ圧送され更に軸受コンパ−］ヘメン
ト６０内へ吐出される。この作用は軸受］ンパートメン
ト６０内に成る圧力が存在づる場合にも発生ずる。軸受
コンパートメント６０内の９− 圧力は一般にはシールフィン３０／＼供給されるシール
空気の圧力はど高（はない。通路５８は通路２６と交差
することがないよう、第２図に示されている如く通路２
６より周縁り向に隔置されている。更に、通路５８は軸
受］ンバー［−メントロ０内へ漏出づる高温の空気（イ
の場合空気はオイル通路２６より吐出されたオイルによ
り軸受］ンバートメントヘ導かれ且急冷される）の吊が
最小限に抑えられるような大きさ及び数に設定されてい
る。

通路２６内のオイルはシールプレート２０を冷却しま１
．：シール面２２及び３８を潤滑づるために使用される
。このことを達成づ−るためには、オイルは十分な流量
にて供給されなければならない。

シール面２２に於りる通路２Ｇの端部には周縁方向に延
在づる短い溝６６が設りられている。これらの溝６６は
軸受コンパートメント６０に通ずる半径方向通路６８と
連通している。かくして冷却の目的で通路２Ｇ、溝６Ｇ
、通路６８を経てオイルが連続的に流れ、またｆｌｉｔ
　６６内のオイルはシー−１〇− ル面２２及び３８を潤滑づる作用をなづ。

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
は当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組込まれた軸受／′シール組立体を軸
線に沿って切断して示づ断面図である。 第２図はシールプレートを示す拡大部分正面図である。 第３図は第１図に示された軸受７／シ一ル組立体の要部
を示づ拡大部分断面図である。 ２・・・軸、４・・・インナレース、６・・・軸線方向
溝。 ８・・・軸受要素、１０・・・アウタレース、１２・・
・軸受支持体、１４・・・減衰リング、１（５・・・筒
状部、２０・・・シールプレート、２２・・・シール面
、２３・・・ボア。 ２４・・・切欠、２６・・・オイル通路、２８・・・ス
リーブ。 ３０・・・シールフｒン、３２・・・カーボンシール要
素。 ３／Ｉ・・・スリーブ、３６・・・フランジ、３８・・
・シール面、４０・・・内周面、４２・・・支持ハウジ
ング、４４・・・ボルト、４Ｇ・・・筒状部、／Ｉ８・
・・内周面、５０・・・外周部、５２・・・溝、５４・
・・ビス１ヘンリング、５Ｇ・・・）阿、５８・・・傾
斜通路、６０・・・軸受コンパートメント、６２・・・
ばね、６１１・・・内縁部、６６・・・商、６８・・・
半径方向通路 特許出願人　　コーナイテッド・テクノ１」シーズ・コ
ーポレイション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半径方向シール面を１１し軸と共に回転づる軸のための
   シールプレートと、 前記半径方向シール面と共働りる半径方向シール面を有
   づる共働づるカーボンシール要素であって、前記二つの
   シール面は互いに面接触しており、前記シールプレート
   及び前記カーボンシール要素は前記二つのシール面の内
   縁部に溝を形成するような形状に形成されている如きカ
   ーボンシール要素と、 前記二つのシール面の前記内縁部より半径方向内方の位
   置於て前記溝より前記シールプレートを貴通して前記シ
   ールプレートの外縁部まで延在し前記二つのシール面の
   半径方向内方の空間よりオイルを遠心力により圧送刀る
   ための通路と、を含んでいることを特徴とＪる軸受用カ
   ーボンシール装置。