【手続補正書】
【提出日】平成17年10月7日(2005.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】  
【請求項１】  
ハウジング内で回転可能な回転軸に沿う密封を行うために該ハウジングに設けた周シール装置であって、
ハウジングは、それぞれが回転軸を受容する開口を備え、回転軸に沿って軸方向に離隔した２つの環状フランジを有し、回転軸は離隔したフランジの開口を貫通する外周面を有し、第１のフランジは、第２のフランジから遠い方の半径方向に延びる側面において第１のハウジング領域の高い圧力にさらされており、第２のフランジは、第１のフランジから遠い方の半径方向に延びる表面において第２のハウジング領域の比較的低い圧力にさらされており、
シール装置は、第１のハウジング領域から第２のハウジング領域への回転軸に沿う流体の流れを制限するために前記フランジの半径方向に延びる２つの対向表面間に配置され、シール装置は、２つの対向表面間に位置し、それぞれが回転軸を中央開口で受容するように縦続的に離隔して配置された少なくとも２つのほぼ環状のシール手段を有し、一方のシール手段は、第１のフランジの対向表面に隣接し、適切な耐摩耗性、低密度、軽量及び適当な潤滑性を有する材料から形成されたセグメントシールリングより成り、セグメントシールリングは各セグメントの内周面に孔内表面を有し、これらのセグメントは、一次シールを形成するように軸の周面の方へまたはそれから離れる方向に半径方向に移動可能なように装着され、また隣接するセグメント間の漏洩を防止するような形状を有し、第２のシール手段は第２のフランジとセグメントシールリングの対向表面間に配置され、またハウジング、第２のフランジ、セグメントシールリング及び軸の周面により画定される空間内で浮動するように装着され、荷重リングは、二次シールを形成するためにセグメントシールリングの各セグメントの半径方向に延びる表面と係合する半径方向に延びる表面を有し、
荷重リングは、補助的なシールを形成するために第２のフランジの対向表面と係合するように配置された半径方向に延びるシール表面を有し、その内周面は軸の周面をぴったり受容するように配置された内周面を有し、ハウジングから延びる回転防止装置は、荷重リングと係合してハウジングに関する荷重リングの回転を阻止し、
第１のばねは、第１のフランジの対向表面と、シールリングの各セグメントの隣接する半径方向に延びる表面との間で圧縮されて、セグメントを第１のフランジの対向表面から離れる方向に付勢して浮動荷重リングの隣接する半径方向に延びる表面と係合させることにより、それらの間に二次的なシールを形成し、二次的なシールを第２のフランジの対向表面の方へ軸方向に移動させて、負荷リングの半径方向に延びる表面が第２のフランジの対向表面と係合させることにより、補助的なシールを形成し、
シールリングセグメントの外周面に装着されたガーターばねは、セグメントを軸の外周面の方へ移動させ、各セグメントの孔内表面は軸の周面と係合するように移動可能であり、フランジとハウジングとは、セグメントシールリング及び荷重リングの外周面と、第１のフランジの対向表面に隣接するセグメントシールリングの半径方向に延びる表面とを、第１のハウジング領域の高い圧力にさらすような形状を有し、
シールリングセグメントの各孔内表面は、第１のハウジング領域から第２のハウジング領域の方へ軸に沿って縦続する軸受領域及びそれに隣接するリフト領域を有し、軸受領域は第１のハウジング領域に隣接し、リフト領域は軸方向流体の流れの方向で下流に位置し、シールリングセグメントは、セグメントの下流の端縁部に隣接する孔内表面に本質的に連続する周シールダムを有し、セグメントはその孔内表面上にシールダムに隣接するその上流側に周溝を形成し、各シールリングセグメントは、高圧にさらされるその側面から延びてかかる流体を周溝に供給する複数の供給溝を有し、
軸の外周面及び全てのシールリングセグメントの軸受領域の表面の少なくとも１つは、それらの表面のそれ以外のものと整列関係にある少なくとも１つの浅い円周方向に延びるリフトポケットを有し、その１つの表面は軸方向に延びる供給溝を有し、その溝は各リフトポケットと連通し且つ各リフトポケットからハウジングの高圧領域へ延びて、高圧の流体を各リフトポケットに供給することにより、セグメントの軸受領域と軸スリーブとの間の接触を最小限に抑えてシール装置の寿命を増加させるシール装置。
【請求項２】 
円周方向に延びる浅いリフトポケットと、軸方向に延びる供給溝とは、各シールセグメントの軸受領域に形成される請求項１のシール装置。
【請求項３】 
円周方向に延びる浅いリフトポケットと、軸方向に延びる供給溝とは、各シールセグメントの軸受領域の下にくるように軸の外周面に形成される請求項１のシール装置。
【請求項４】 
軸の外周面は、シールリングセグメントを形成する材料よりも耐摩耗性の大きい材料で作られている請求項１のシール装置。
【請求項５】 
浮動荷重リングは、シールリングセグメントと同じ材料で作られた下向きのインサートに固定され、インサートは、第２のフランジと係合し、荷重リングの外周面を形成するような大きさで荷重負荷リング上に配置される請求項１のシール装置。
【請求項６】
軸の外周面は、外周面の摩耗を減少するように硬い被覆を有する請求項１のシール装置。
【請求項７】 
セグメントシールリングの各セグメントの半径方向に延びる表面と係合するように配置された荷重リングの半径方向に延びる表面は、荷重リングの半径方向に延びる表面の摩耗を減少するために硬い被覆を有する請求項１のシール装置。
【請求項８】 
少なくとも１つのハウジングフランジは、シール装置の点検及び改造を可能にするようにハウジングに着脱自在に固定されている請求項１のシール装置。
【請求項９】 
半径方向に延びる圧力除去用の溝は、二次シールの圧力を除去し且つ荷重リングとシールセグメントとの間の半径方向の相対運動を許容するように荷重リングの半径方向に延びる表面に形成されている請求項１のシール装置。
【請求項１０】
軸の外周面は、軸スリーブとセグメントシールリングとの間の一次シールを形成する軸表面の部分よりも直径が小さい、浮動荷重リングと整列関係にある第１の部分を有し、荷重リングは開口内の軸スリーブの第１の部分の方へ延び且つその部分をぴったりと受容する環状の鼻状部を有する請求項１のシール装置。
【請求項１１】 
軸スリーブの鼻状部と第１の部分との間のクリアランスは約５ミルインチのオーダーであり、荷重リングはシール動作の間は本質的に圧力が平衡している請求項１０のシール装置。
【請求項１２】
浮動シールリングはそれに固定した下向きのインサートを有し、鼻状部はインサート上に形成されている請求項１１のシール装置。
【請求項１３】
下向きのインサートは補助的なシールを形成する第２のフランジの対向表面と係合する第２の鼻状部を有し、第２の鼻状部の半径方向の寸法は一次シールを形成する軸スリーブの部分と第１の軸スリーブの間との半径の差に本質的に等しい請求項１２のシール装置。
【請求項１４】
回転軸が貫通するハウジングのためのシールシステムであって、
ハウジングは回転軸に沿って軸方向に離隔し開口内に該回転軸を受容する一対の環状フランジを有し、ハウジングは一方のフランジに隣接する比較的高圧の第１の領域ともう一方のフランジに隣接する比較的低圧の第２の領域とを有し、前記フランジ間に位置するシール装置は第１のハウジング領域を第２のハウジング領域から分離することによりシール装置と回転軸との間の通路だけに沿う第１のハウジング領域から第２のハウジング領域への漏洩を最小限に抑えるのを可能にし、
シール装置は前記フランジ間で回転軸に沿って軸方向に縦続的に離隔した一対のシールを有し、一方のシールは半径方向に延びる側部と、外向きで軸方向に延びる外表面と、内向きの中央開口とを有するが環状の荷重リングにより構成され、荷重リングはその上に固着され中央開口上を延びる環状のインサートを有し、荷重リングのインサートは適切な耐摩耗性、低密度、軽量及び適当な潤滑性を有する材料から形成されて、その開口内で浮動するが回転軸をぴったり受容するように装着され、その際回転軸とインサートとの間には小さいが所定の間隙が存在し、荷重リングの一方の半径方向側部はもう一方のフランジに隣接してそれと密封係合し、
もう一方のシールは荷重リングのもう一方の半径方向側部と密封係合する環状のセグメントシールと、セグメントシールと荷重リングとの間に介在してそれらの間に軸方向の付勢力を与える第１の可撓性手段とより成り、セグメントシールはその上を円周方向に延びるシールダムが回転軸を取り囲み該回転軸と係合するように付勢された孔内領域を有し、少なくとも１つの第２の可撓性手段はセグメントシールを回転軸の方へ付勢し、また該セグメントシールを第１のフランジから離れて第２のフランジへ近づく方向に付勢し、セグメントシールはその上に少なくとも１つの外向きで軸方向に延びる表面を有し、
ハウジング及びシール装置は第１及び第２のシールの外向き表面を第１のハウジング領域の高圧にさらされるように形成されているシールシステム。
【請求項１５】
セグメントシールは実質的に全体が荷重リングのインサートと同一材料で形成されている請求項１４のシールシステム。
【請求項１６】
セグメントシールの孔内表面上のシールダムは荷重リングに隣接して位置するため、漏洩流が第１のハウジング領域からセグメントシールと回転軸との間を通り、シールダムを下流に、そして回転軸と荷重リングのインサートとの間を介して第２のハウジング領域の方へ流れる請求項１４のシールシステム。
【請求項１７】
セグメントシールはシールダムの上流の孔内領域上に環状の軸受領域を有し、軸受領域と回転軸のうちの一方にはセグメントシールを軸受領域内で回転軸から離れる方向に付勢するための複数のリフトポケットが形成されている請求項１６のシールシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
軸１０は、ハウジング８内に組み込んだ状態で、フランジ２０と２８との間のほぼ中間点で始まるネックダウン部分を有する。このため、軸１０は軸スリーブ３４を受容する。軸スリーブ３４は、外方に延びる周溝とＯリング３６との組み合わせにより軸１０とスリーブ３４との間の空間の漏洩を防止するように、軸の外表面上に装着されている。スリーブ３４は、軸１０の相補的凹部４２と整列する軸スリーブ３４に形成された少なくとも１つの凹部３８により、軸１０に関して回転できない。両方の凹部３８、４２内を延びるピン４０は、環状ロックマット４４のような適当な手段により定位置に固定されるが、このロックナットは、４６の螺着手段のような適当な手段により軸に固定されている。軸スリーブ３４は、軸１０上の軸方向定位置に軸スリーブ３４を維持するために軸の肩部５０と係合する突起部４８を有する。