(57)【要約】  シール装置は、ロータとの間をシールするシール本体（１２）と、シール本体（１２）をステータに固定する締結ボルト（１３）と、締結ボルト（１３）の周りをシールするボルトシール部（１５）と、を備える。シール本体（１２）は、ステータにおける軸線方向を向く固定面（１１５）と対向する対向面（１２５）と、対向面（１２５）で開口するよう貫通する本体貫通孔（１２６）とを有する。ボルトシール部（１５）は、頭部（１３２）と本体貫通孔（１２６）の内周面との間、及び、固定面（１１５）と対向面（１２５）との間の少なくとも一方に設けられている。
2017125995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心として延びるロータと該ロータの外周側に配置されたステータとの間に設けられたシール装置であって、
前記ロータとの間をシールするシール本体と、
前記シール本体を前記ステータに固定する締結ボルトと、
前記締結ボルトの中心軸線を覆うように配置されて前記締結ボルトの周りをシールするボルトシール部と、を備え、
前記シール本体は、
前記ステータにおける前記軸線の延びる軸線方向を向く固定面と対向する対向面と、前記対向面で開口するよう貫通する本体貫通孔とを有し、
前記締結ボルトは、
頭部が前記本体貫通孔に挿入されるとともに、先端部が前記固定面に形成されている固定孔に固定され、
前記ボルトシール部は、
前記頭部と前記本体貫通孔の内周面との間、及び、前記固定面と前記対向面との間の少なくとも一方に設けられているシール装置。
【請求項２】
前記ボルトシール部は、前記頭部に固定されているＯリングである請求項１に記載のシール装置。
【請求項３】
前記対向面と対向する第一リング対向面と、前記固定面と対向する第二リング対向面とを、前記第一リング対向面から前記第二リング対向面に向かって貫通して前記締結ボルトが挿入されるリング貫通孔とを有するリング部材を備え、
前記ボルトシール部は、前記対向面と前記第一リング対向面との間及び前記固定面と前記第二リング対向面との間に設けられている請求項１または請求項２に記載のシール装置。
【請求項４】
ステータと、
前記ステータに対して回転可能に支持されるロータと、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシール装置とを備える回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シール装置及び回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機やタービン等をはじめとする各種の回転機械においては、ロータを支持する軸受に潤滑油が供給されている。軸受は、潤滑油によってロータとの間に油膜を形成し、回転を阻害することなくロータを支持している。【０００３】
例えば、特許文献１に記載の遠心圧縮機は、ジャーナル軸受やスラスト軸受によってロータであるシャフトを支持している。この遠心圧縮機には、ガスシールが設けられている。このガスシールは、ステータであるケーシングの内部の流路を流通する作動流体がケーシングの外部に漏れださないようにロータとケーシングとの間をシールしている。【０００４】
上述したようなガスシールは、回転環と静止環とを備える。回転環は、ロータと一体に設けられている。静止環は、ケーシングに固定され、回転環に対してロータの軸線方向において対向するように設けられている。静止環は、コイルバネ等によって回転環に向けて押圧されている。これにより、回転機械が停止している状態では、静止環と回転環とが互いに突き当たっている。また、回転環の静止環に対向する表面には溝が形成されている。回転機械が作動し、シールガスが供給された状態で回転軸が回転すると、この溝によって回転環と静止環との間にシールガスが導入される。このシールガスの圧力により、コイルバネの付勢力に抗してロータの軸線方向に静止環が押圧される。その結果、回転環と静止環との間に微小な隙間が形成される。この隙間にシールガスが供給されることでロータとケーシングとの間をシールがなされる。【０００５】
上述したガスシールのようなシール装置では、シール性を確保するために軸受等に用いられる潤滑油などの液体がガスシースの隙間内に入り込まないようにする必要がある。そのため、軸受とガスシールとの間にラビリンスシール等の別のシール装置が設けられている。このような別のシール装置では、ラビリンスシール等が設けられたシール本体がケーシング等のステータに固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４９８０６９９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、シール本体をステータに締結ボルトを形成する際に、締結ボルトの周りから潤滑油が流入してしまう可能性がある。そのため、締結ボルトの周りのシール性を向上させたいという要望がある。ところが、シール性を向上させるために、締結ボルト以外の固定構造を用いたり、ガスシール等の複雑なシール構造を締結ボルトの周りに配置したりする場合には、組み立て性が悪化してしまう。【０００８】
本発明は、組み立て性を損なうことなく、締結ボルトの周りのシール性を向上させることが可能なシール装置及び回転機械を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明における第一態様のシール装置によれば、軸線を中心として延びるロータと該ロータの外周側に配置されたステータとの間に設けられたシール装置であって、前記ロータとの間をシールするシール本体と、前記シール本体を前記ステータに固定する締結ボルトと、前記締結ボルトの中心軸線を覆うように配置されて前記締結ボルトの周りをシールするボルトシール部と、を備え、前記シール本体は、前記ステータにおける前記軸線の延びる軸線方向を向く固定面と対向する対向面と、前記対向面で開口するよう貫通する本体貫通孔とを有し、前記締結ボルトは、頭部が前記本体貫通孔に挿入されるとともに、先端部が前記固定面に形成されている固定孔に固定され、前記ボルトシール部は、前記頭部と前記本体貫通孔の内周面との間、及び、前記固定面と前記対向面との間の少なくとも一方に設けられている。【００１０】
このような構成によれば、シール本体をステータに固定するために形成された本体貫通孔を介して液体がシール本体を超えて流れてしまうことを抑制できる。また、ボルトシール部によって頭部と本体貫通孔との間、及び、固定面と対向面との間の少なくとも一方をシールするだけで、締結ボルト以外の固定構造を用いたり、ガスシール等の複雑なシール構造を用いたりすることなく、締結ボルトの周りのシール性を確保することができる。【００１１】
この発明における第二態様のシール装置によれば、第一態様において、前記ボルトシール部は、前記頭部に固定されているＯリングであってもよい。【００１２】
このような構成によれば、簡易な構成で、締結ボルトの周りのシール性を確保することができる。【００１３】
この発明における第三態様のシール装置によれば、第一態様または第二態様において、前記対向面と対向する第一リング対向面と、前記固定面と対向する第二リング対向面とを、前記第一リング対向面から前記第二リング対向面に向かって貫通して前記締結ボルトが挿入されるリング貫通孔とを有するリング部材を備え、前記ボルトシール部は、前記対向面と前記第一リング対向面との間及び前記固定面と前記第二リング対向面との間に設けられていてもよい。【００１４】
このような構成によれば、リング部材を用いてシール装置を構成することで、ステータに対するシール本体の位置を柔軟に調整することができる。これにより、組み立て性を向上させることができる。【００１５】
この発明における第四態様の回転機械によれば、ステータと、前記ステータに対して回転可能に支持されるロータと、第一態様から第三態様のいずれか一つのシール装置とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、組み立て性を損なうことなく、締結ボルトの周りのシール性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施形態における多段式の遠心圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図２】この発明の第一実施形態におけるシール装置を示す断面図である。
【図３】この発明の第二実施形態におけるシール装置を示す断面図である。
【図４】この発明の第一変形例におけるシール装置を示す断面図である。
【図５】この発明の第二変形例におけるシール装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
《第一実施形態》
以下、本発明に係る第一実施形態について図１及び図２を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の回転機械は、複数のインペラ４を備える一軸多段式の遠心圧縮機（多段遠心圧縮機）１００である。本実施形態の遠心圧縮機１００は、ロータ２と、ケーシング５と、軸受部６と、メインシール部７と、シール装置１と、を備えている。
【００１９】
ロータ２は、軸線Ｏを中心として回転する。ロータ２は、軸線Ｏに沿って延びているロータ本体（回転軸）３と、ロータ本体３とともに回転する複数のインペラ４と、を有している。
【００２０】
ロータ本体３には、モータ等の駆動機（不図示）が連結されている。ロータ本体３は、この駆動機によって回転駆動されている。ロータ本体３は、軸線Ｏを中心とする円柱状をなして軸線Ｏの延びる軸線方向Ｄａに延在している。ロータ２は、軸受部６によって軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。
【００２１】
インペラ４は、ロータ本体３の外面に固定されている。インペラ４は、ロータ本体３とともに回転することによって遠心力を利用してプロセスガス（作動流体）を圧縮する。インペラ４は、ロータ本体３に対して軸線方向Ｄａに複数段設けられている。インペラ４は、ディスク４ａと、ブレード４ｂと、カバー４ｃとを備えた、いわゆるクローズ型のインペラである。
【００２２】
ディスク４ａは、それぞれロータ本体３における軸線方向Ｄａの一方側から他方側に向かって、ロータ本体３の径方向の外側に漸次拡径する円盤状に形成されている。
【００２３】
ここで、軸線方向Ｄａの一方側とは、遠心圧縮機１００において、プロセスガスが流通する際の上流側であって、図１の紙面左側である。また、軸線方向Ｄａの他方側とは、プロセスガスが流通する際の下流側であって、図１の紙面右側である。つまり、軸線方向Ｄａの他方側とは、一方側とは反対側である。
【００２４】
ブレード４ｂは、ディスク４ａから軸線方向Ｄａの一方側に向かって突出するように形成されている。ブレード４ｂは、ロータ本体３の周方向に所定間隔を空けて複数形成されている。
【００２５】
カバー４ｃは、軸線方向Ｄａにおけるディスク４ａとは反対側から複数のブレード４ｂを覆っている。カバー４ｃは、ディスク４ａに対向する円盤状に形成されている。
【００２６】
ケーシング５は、遠心圧縮機１００の外装を形成している。ケーシング５は、ロータ２を外周側から覆っているステータの一部である。ケーシング５は、円筒状に形成されている。ケーシング５は、中心軸がロータ本体３の軸線Ｏに一致して形成されている。軸線方向Ｄａにおけるケーシング５の両端部には、軸受部６が設けられている。ケーシング５は、内部にプロセスガスが流通する流路が形成されている。具体的には、ケーシング５は、軸線方向Ｄａの上流側から下流側に向かって順に、吸込口５１、吸込流路５２、複数のディフューザ流路５３、複数の曲がり流路５４、リターン流路５５、吐出流路５６、及び吐出口５７を内部に形成している。
【００２７】
軸受部６は、ケーシング５内に収容され、ロータ本体３を回転可能に支持する。本実施形態の軸受部６は、複数のジャーナル軸受６１及びスラスト軸受６２を備えている。
【００２８】
ジャーナル軸受６１は、ロータ本体３に対して軸線Ｏを基準とする径方向に作用する荷重を支持する。ジャーナル軸受６１は、軸線方向Ｄａから複数のインペラ４を挟み込むようにロータ本体３の軸線方向Ｄａの両端に配置されている。
【００２９】
スラスト軸受６２は、ロータ本体３に対して軸線方向Ｄａに作用する荷重を支持する。スラスト軸受６２は、ロータ本体３の軸線方向Ｄａの両端において、ジャーナル軸受６１よりも軸線方向Ｄａの外側に配置されている。
【００３０】
メインシール部７は、ロータ２とケーシング５との間をシールしている。つまり、メインシール部７は、インペラ４が配置されているケーシング５の内部である機内側と、外部の空間と繋がっている機外側との間をシールする。本実施形態のメインシール部７は、例えば、シールガスによってシールするドライガスシールが用いられる。メインシール部７は、ロータ本体３の端部において、ケーシング５に固定されている。メインシール部７は、軸受部６に対し、ケーシング５の機内側に配置されている。本実施形態のメインシール部７は、一つのロータ本体３に対して両端にそれぞれ設けられている。
【００３１】
なお、メインシール部７は、ドライガスを用いたシール構造に限定されるものではなく、ロータ２とケーシング５との間をシール可能な構造であればよい。例えば、ラビリンスシールや、オイルシールであってもよい。
【００３２】
シール装置１は、軸線Ｏを中心として延びるロータ２とロータ２の外周側に配置されたケーシング５との間に設けられている。シール装置１は、メインシール部７と軸受部６との間をシールしている。つまり、シール装置１は、メインシール部７と軸受部６との間に配置されている。本実施形態のシール装置１は、一つのロータ本体３に対して両端にそれぞれ設けられている。シール装置１は、図２に示すように、被固定部１１と、シール本体１２と、締結ボルト１３と、ストップリング１４と、ボルトシール部１５とを備える。
【００３３】
ここで、図２において、機外側とは、シール装置１に対して軸受部６が配置されている側であって軸線方向Ｄａの一方側である。また、機内側とは、シール装置１に対してメインシール部７が配置されている側であって軸線方向Ｄａの他方側である。
【００３４】
被固定部１１は、ステータの一部であってシール本体１２が固定される。被固定部１１は、ケーシング５と固定されている。被固定部１１は、ロータ本体３を覆うように形成された筒状の部材である。被固定部１１は、ケーシング５側である径方向の外側から、ロータ本体３側である径方向の内側に向かって順に、第一被固定部１１１と、第二被固定部１１２と、第三被固定部１１３とを有する。
【００３５】
第一被固定部１１１は、軸線Ｏを中心とする筒状をなしている。第一被固定部１１１は、外周面がケーシング５の外周面に固定されている。第一被固定部１１１の外周面には、Ｏリング１１０が設けられている。このＯリング１１０により、第一被固定部１１１とケーシング５との間はシールされている。
【００３６】
第二被固定部１１２は、軸線Ｏを中心とする筒状をなしている。第二被固定部１１２は、第一被固定部１１１の径方向の内側に配置されている。第二被固定部１１２は、軸線方向Ｄａの機外側を向く面が第一被固定部１１１と同じ位置に配置された状態で、第一被固定部１１１と一体をなしている。第二被固定部１１２は、軸線Ｏの延びる軸線方向Ｄａを向く固定面１１５が形成されていている。
【００３７】
固定面１１５は、機外側を向いて軸線Ｏと直交する平面である。固定面１１５は、第一被固定部１１１の機外側を向く面よりも軸線方向Ｄａの機内側に配置されている。つまり、第二被固定部１１２は、機外側で第一被固定部１１１と段差を形成しつつ、機外側で第一被固定部１１１と平面を形成している。固定面１１５には、後述する締結ボルト１３が螺合可能な固定孔１１６が形成されている。固定孔１１６は、固定面１１５から機内側に向かって軸線方向Ｄａに凹んでいる。
【００３８】
第三被固定部１１３は、軸線Ｏを中心とする筒状をなしている。第三被固定部１１３は、第二被固定部１１２の径方向の内側に配置されている。第三被固定部１１３は、ロータ本体３の外周面に対して径方向に間隔を空けて配置されている。第三被固定部１１３は、機内側である軸線方向Ｄａの他方側を向く面が第二被固定部１１２と同じ位置に配置された状態で、第二被固定部１１２と一体をなしている。第三被固定部１１３は、軸線方向Ｄａの機外側を向く面が第二被固定部１１２の機外側を向く面よりも軸線方向Ｄａの機内側に配置されている。つまり、第三被固定部１１３は、機外側で第二被固定部１１２と段差を形成しつつ、機外側で第二被固定部１１２と平面を形成している。
【００３９】
シール本体１２は、ロータ２との間をシールしている。シール本体１２は、締結ボルト１３によって被固定部１１に固定される。シール本体１２は、ケーシング５と直接固定されていない。シール本体１２は、ロータ本体３を覆うように形成された筒状の部材である。シール本体１２は、ラビリンスシール部１２０と、第一本体部１２１と、第二本体部１２２とを有する。
【００４０】
ラビリンスシール部１２０は、第一本体部１２１とロータ本体３の外周面との隙間をシールしている。ラビリンスシール部１２０は、第一本体部１２１からロータ本体３の外周面に向かって延びる複数のフィンを有する。
【００４１】
第一本体部１２１は、軸線Ｏを中心とする筒状をなしている。第一本体部１２１は、ラビリンスシール部１２０の径方向の内側に配置されている。第一本体部１２１は、ラビリンスシール部１２０と一体をなしている。第一本体部１２１は、固定面１１５と対向する対向面１２５が形成されていている。対向面１２５は、固定面１１５とは反対に機内側を向いて軸線Ｏと直交する平面である。本実施形態の対向面１２５は固定面１１５と接触している。第一本体部１２１は、軸線方向Ｄａの機外側を向く面と、対向面１２５とで開口するよう形成された本体貫通孔１２６を有する。
【００４２】
本体貫通孔１２６は、第一本体部１２１を軸線方向Ｄａに貫通している。本体貫通孔１２６は、中心軸が固定孔１１６の中心軸と同じ位置となるように形成されている。本体貫通孔１２６は、第一貫通孔１２６ａと、第二貫通孔１２６ｂとを有する。
【００４３】
第一貫通孔１２６ａは、第一本体部１２１の軸線方向Ｄａの機外側を向く面から軸線方向Ｄａに窪んでいる。第一貫通孔１２６ａは、断面円形状をなす孔である。第一貫通孔１２６ａは、後述する締結ボルト１３の頭部１３２が挿通可能な大きさに形成されている。
【００４４】
第二貫通孔１２６ｂは、対向面１２５から第一貫通孔１２６ａに向かって機外側に窪んでいる。第二貫通孔１２６ｂは、第一貫通孔１２６ａよりも小さな径の断面円形状をなす孔である。第二貫通孔１２６ｂは、後述する締結ボルト１３のボルト本体１３１が挿通可能な大きさに形成されている。つまり、第二貫通孔１２６ｂは、締結ボルト１３のボルト本体１３１は挿通できるが、頭部１３２は挿通できない大きさに形成されている。
【００４５】
第二本体部１２２は、軸線Ｏを中心とする筒状をなしている。第二本体部１２２は、第一本体部１２１の径方向の外側に配置されている。第二本体部１２２は、外周面がケーシング５の外周面に摺接するよう配置されている。第二本体部１２２の外周面には、Ｏリング１１０が設けられている。このＯリング１１０により、第二本体部１２２とケーシング５との間はシールされている。第二本体部１２２は、機外側である軸線方向Ｄａの他方側を向く面が第一本体部１２１と同じ位置に配置された状態で、第一本体部１２１と一体をなしている。第二本体部１２２は、軸線方向Ｄａの機内側を向く面が対向面１２５よりも軸線方向Ｄａの機外側に配置されている。つまり、第二本体部１２２は、機内側で第一本体部１２１と段差を形成しつつ、機内側で第一本体部１２１と平面を形成している。
【００４６】
締結ボルト１３は、シール本体１２を被固定部１１に固定する。締結ボルト１３は、ボルト本体１３１と、頭部１３２とを有する。締結ボルト１３は、頭部１３２が本体貫通孔１２６に挿通されるとともに、先端部が固定孔１１６に固定される。
【００４７】
ボルト本体１３１は、本体貫通孔１２６に挿通された状態で先端部が固定孔１１６に螺合して固定される。ボルト本体１３１は、中心軸線Ｏｃを中心として軸線方向Ｄａに延びる円柱状をなしている。ボルト本体１３１は、先端部の外面に固定孔１１６と係合する螺旋状のネジが形成されている。ボルト本体１３１は、中心軸線Ｏｃが第二貫通孔１２６ｂの中心軸及び固定孔１１６の中心軸と一致する位置で、第二貫通孔１２６ｂに挿入されて固定孔１１６と螺合している
【００４８】
頭部１３２は、ボルト本体１３１に対して先端部とは反対側に設けられている。頭部１３２は、本体貫通孔１２６に挿通される。頭部１３２は、第一貫通孔１２６ａには挿通可能であって、第二貫通孔１２６ｂには挿通不能な大きさで形成されている。
【００４９】
ストップリング１４は、被固定部１１とシール本体１２とケーシング５との軸線方向Ｄａの位置決めをしている。ストップリング１４は、軸線Ｏを中心とするリング状をなしている。ストップリング１４は、ケーシング５の径方向の内側を向く面に形成された窪みに嵌り込むように配置されている。ストップリング１４は、径方向の内側を向く面が第一本体部１２１の径方向の外側を向く面と接触した状態で配置されている。ストップリング１４は、軸線方向Ｄａの機内側を向く面が第一被固定部１１１の機外側を向く面と接触した状態で配置されている。ストップリング１４は、軸線方向Ｄａの機外側を向く面が第二本体部１２２の機内側を向く面と隙間を空けた状態で配置されている。
【００５０】
ボルトシール部１５は、締結ボルト１３の中心軸線Ｏｃを覆うように配置されて締結ボルト１３の周りをシールする。ボルトシール部１５は、締結ボルト１３の頭部１３２と第一貫通孔１２６ａの内周面との間、及び、固定面１１５と対向面１２５との間の少なくとも一方に設けられている。本実施形態のボルトシール部１５は、締結ボルト１３の頭部１３２と第一貫通孔１２６ａの内周面との間に設けられている。ボルトシール部１５は、頭部１３２に固定されているＯリングである。ボルトシール部１５は、頭部１３２の外周面を覆うように配置されている。
【００５１】
上述した遠心圧縮機１００では、運転されたロータ本体３が回転することで、ジャーナル軸受６１がロータ本体３を支持するために用いた潤滑油（液体）が、ジャーナル軸受６１からシール装置１側に漏れ出てくる場合がある。ラビリンスシール部１２０によって、シール本体１２の内周面とロータ本体３の外周面との間がシールされている。そのため、この漏れ出た潤滑油がシール本体１２とロータ本体３との隙間からメインシール部７が配置されている機内側に流れ込んでしまうことをラビリンスシール部１２０によって防止できる。
【００５２】
また、ジャーナル軸受６１からシール装置１側に漏れ出た潤滑油は、第一本体部１２１の機外側を向く面から、第一貫通孔１２６ａの周りに流れてくる。ところが、本実施形態の遠心圧縮機１００及びシール装置１によれば、ボルトシール部１５として、締結ボルト１３の頭部１３２にＯリングが設けられている。このＯリングにより、頭部１３２の外周面と第一貫通孔１２６ａの内周面との間をシールすることができる。したがって、シール本体１２を被固定部１１に固定するために形成された本体貫通孔１２６を介して、液体がシール本体１２を超えてメインシール部７側に流れてしまうことを抑制できる。また、シール装置１は、締結ボルト１３の頭部１３２にＯリングを設けているだけのシール構造である。そのため、ボルトシール部１５によって、頭部１３２と第一貫通孔１２６ａとの間をシールすることで、締結ボルト１３以外の固定構造を用いたり、ガスシール等の複雑なシール構造を用いたりすることなく、締結ボルト１３の周りのシール性を確保することができる。これにより、組み立て性を悪化させることなく、締結ボルト１３の周りのシール性を向上させることができる。
【００５３】
また、ボルトシール部１５として、頭部１３２に固定されたＯリングを用いることで、締結ボルト１３を本体貫通孔１２６に挿通させて固定孔１１６に固定するだけで、締結ボルト１３の周りのシール性を確保することができる。つまり、簡易な構成で、締結ボルト１３の周りのシール性を確保することができる。
【００５４】
《第二実施形態》
次に、図３を参照して第二実施形態のシール装置について説明する。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第二実施形態のシール装置は、リング部材を備える点とボルトシール部の構成とについて第一実施形態と相違する。
【００５５】
第二実施形態のシール装置１Ａは、被固定部１１と、シール本体１２と間にリング部材２１を備えている。第二実施形態のシール装置１Ａでは、ボルトシール部２５は、締結ボルト１３の頭部１３２と第二貫通孔１２６ｂの内周面との間ではなく、固定面１１５と対向面１２５との間に設けられている。
【００５６】
リング部材２１は、軸線Ｏを中心とする筒状をなしている。本実施形態のリング部材２１は、第一実施形態で用いたストップリング１４とは異なるリングである。第二実施形態では、リング部材２１は、ストップリング１４よりも径方向の内側でシール本体１２と被固定部１１とに挟まれるように配置されている。
【００５７】
具体的には、リング部材２１は、径方向の内側を向く面が第一本体部１２１の径方向の外側を向く面と接触した状態で配置されている。リング部材２１は、径方向の外側を向く面がストップリング１４の径方向の内側を向く面と接触した状態で配置されている。リング部材２１は、軸線方向Ｄａの機外側に対向面１２５と対向するラビリンスシール対向面（第一リング対向面）２１１を有している。ラビリンスシール対向面２１１は、固定面１１５とは反対に機内側を向いて軸線Ｏと直交する平面である。リング部材２１は、軸線方向Ｄａの機内側に固定面１１５と対向する被固定部対向面（第二リング対向面）２１２を有している。被固定部対向面２１２は、ラビリンスシール対向面２１１とは反対に機外側を向いて軸線Ｏと直交する平面である。リング部材２１は、ラビリンスシール対向面２１１と被固定部対向面２１２とで開口するよう形成されたリング貫通孔２１３を有する。
【００５８】
リング貫通孔２１３は、ラビリンスシール対向面２１１から被固定部対向面２１２に向かってリング部材２１を軸線方向Ｄａに貫通して締結ボルト１３が挿通される。リング貫通孔２１３は、その中心軸が固定孔１１６及び本体貫通孔１２６の中心軸と同じ位置となるように形成されている。リング貫通孔２１３は、断面円形状をなす孔である。リング貫通孔２１３は、ボルト本体１３１が挿通可能な大きさに形成されている。
【００５９】
第二実施形態のボルトシール部２５は、リング部材２１を介して間接的に固定面１１５と対向面１２５との間に設けられている。ボルトシール部２５は、対向面１２５とラビリンスシール対向面２１１との間及び固定面１１５と被固定部対向面２１２との間にそれぞれ設けられている。第二実施形態のボルトシール部２５は、ガスケットである。ボルトシール部２５は、対向面１２５とラビリンスシール対向面２１１との間でリング貫通孔２１３を径方向の外側から覆うように配置されている。ボルトシール部２５は、固定面１１５と被固定部対向面２１２との間でリング貫通孔２１３を径方向の外側から覆うように配置されている。
【００６０】
第二実施形態の遠心圧縮機１００及びシール装置１Ａによれば、ボルトシール部２５として、対向面１２５とラビリンスシール対向面２１１との間及び固定面１１５と被固定部対向面２１２との間にそれぞれガスケットが設けられている。このガスケットにより、ボルト本体１３１が挿通しているリング貫通孔２１３を径方向の外側から覆うように、対向面１２５とラビリンスシール対向面２１１との間及び固定面１１５と被固定部対向面２１２との間をそれぞれシールすることができる。したがって、本体貫通孔１２６を介して液体がリング部材２１にまで流れてきても、ガスケットによって対向面１２５とラビリンスシール対向面２１１との間から漏れてしまうことを抑制することができる。加えて、仮にリング貫通孔２１３を通って液体が被固定部１１までで流れてきても、ガスケットによって固定面１１５と被固定部対向面２１２との間から漏れてしまうことを抑制することができる。つまり、本体貫通孔１２６を介して流れ込んだ液体がシール本体１２を超えてメインシール部７側に流れてしまうことを抑制できる。そのため、ボルトシール部１５によって、対向面１２５とラビリンスシール対向面２１１との間及び固定面１１５と被固定部対向面２１２との間をシールすることで、締結ボルト１３以外の固定構造を用いたり、ガスシール等の複雑なシール構造を用いたりすることなく、締結ボルト１３の周りのシール性を確保することができる。
【００６１】
また、ストップリング１４に加えてリング部材２１を用いてシール装置１Ａを構成することで、被固定部１１に対するシール本体１２の位置を柔軟に調整することができる。これにより、組み立て性を向上させることができる。
【００６２】
なお、第二実施形態のボルトシール部２５は、ガスケットであることに限定されるものではなく、対向する面の間をシールすることができればよい。例えば、第二実施形態のボルトシール部２５は、リング貫通孔２１３を径方向の外側から覆うように配置されたＯリングであってもよい。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【００６４】
なお、ボルトシール部２５は、上記実施形態の組み合わせに限定されるものではない。例えば、第一変形例として、図４に示すように、シール装置１Ｂがリング部材２１を有する場合であっても、ボルトシール部２５は、頭部１３２の外周面と第二貫通孔１２６ｂの内周面との間に設けられていてもよい。第一変形例のボルトシール部２５として、第一実施形態と同様に、頭部１３２に固定されているＯリングが用いられる。つまり、ボルトシール部２５は、対向面１２５とラビリンスシール対向面２１１との間及び固定面１１５と被固定部対向面２１２との間に設けられずに、頭部１３２の外周面と第二貫通孔１２６ｂの内周面との間にのみ設けられている。したがって、対向面１２５とラビリンスシール対向面２１１とは直接接触しており、シールされていない。また、固定面１１５と被固定部対向面２１２とは、直接接触しており、シールされていない。このような構成としても、シール装置１Ｂは、第一実施形態及び第二実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６５】
同様に、第二変形例として、図５に示すように、シール装置１Ｃがリング部材２１を有していない場合であっても、ボルトシール部２５は、固定面１１５と対向面１２５との間に設けられていてもよい。第二変形例のボルトシール部２５は、固定面１１５と対向面１２５との間に直接設けられたガスケットであってよい。つまり、ボルトシール部２５は、頭部１３２の外周面と第二貫通孔１２６ｂの内周面との間に設けられずに、固定面１１５と対向面１２５との間にのみ設けられている。このような構成としても、シール装置１Ｃは、第一実施形態及び第二実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６６】
また、締結ボルト１３は、シールワッシャーを有していてもよい。これにより、頭部１３２の軸線方向Ｄａの機内側を向く面と第二貫通孔１２６ｂの機外側の開口部分との間をシールすることができる。したがって、よりシール性を向上することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、回転機械として遠心圧縮機１００を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、回転機械は、過給機やポンプであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明のシール装置１及び回転機械では、組み立て性を損なうことなく、締結ボルト１３の周りからの潤滑油の流入を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１００ 遠心圧縮機
Ｏ     軸線
Ｄａ   軸線方向
２     ロータ
３     ロータ本体
４     インペラ
４ａ   ディスク
４ｂ   ブレード
４ｃ   カバー
５     ケーシング
５１   吸込口
５２   吸込流路
５３   ディフューザ流路
５４   曲がり流路
５５   リターン流路
５６   吐出流路
５７   吐出口
６     軸受部
６１   ジャーナル軸受
６２   スラスト軸受
７     メインシール部
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ シール装置
１１   被固定部
１１１ 第一被固定部
１１０ Ｏリング
１１２ 第二被固定部
１１５ 固定面
１１６ 固定孔
１１３ 第三被固定部
１２   シール本体
１２０ ラビリンスシール部
１２１ 第一本体部
１２５ 対向面
１２６ 本体貫通孔
１２６ａ      第一貫通孔
１２６ｂ      第二貫通孔
１２２ 第二本体部
１３   締結ボルト
１３１ ボルト本体
１３２ 頭部
Ｏｃ   中心軸線
１４   ストップリング
１５、２５    ボルトシール部
２１   リング部材
２１１ ラビリンスシール（第一リング対向面）
２１２ 被固定部対向面（第二リング対向面）
２１３ リング貫通孔
【図１】
2017125995.tif 000003
【図２】
2017125995.tif 000004
【図３】
2017125995.tif 000005
【図４】
2017125995.tif 000006
【図５】
2017125995.tif 000007
【国際調査報告】
2017125995.tif 000008
2017125995.tif 000009
2017125995.tif 000010
2017125995.tif 000011