(57)【要約】改良型オイルシール（１０）がターボマシン等における軸受ハウジングの端壁（１６）を通る回転可能な軸（１４）をシールするために設けられ、軸はオイル潤滑軸受によって軸受ハウジング内に回転可能に支持される。改良型オイルシールは、ダイナミックオイル・空気分離装置及び一緒に回転するように軸に装着されたスリンガローター（１２）を有し、スリンガローターは外方へのびるスリンガリング（４２）を備え、スリンガリングは、半径方向にのびるスロット（８２）及び１つ又は複数の周囲溝（８３、８４）を備えた外側シール面（８０）を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受ハウジングの端壁（１６）に形成した軸通路（１８）に回転可能な軸（１４）をシールして通すスリンガローター（１２）であって、半径方向にのびるスリンガリング（４２）を有し、スリンガリングが、周囲溝（８３、８４）及び半径方向にのびるスロット（８２）を備えた外側シール面（８０）を含むスリンガローター。
【請求項２】
前記周囲溝は内方周囲溝（８３）であり、更にシール面に外方周囲溝（８４）を備え、半径方向にのびるスロットが、内方端部と外方端部をもつ多数の半径方向にのびるスロットの１つであり、内方端部が内方周囲溝と接触し、外方端部が外方周囲溝と接触する請求項１記載のスリンガローター。
【請求項３】
前記スリンガローターは、スリンガリングの外側から軸線方向に外側方向に突出した遠心スリーブ（４６）を有し、遠心スリーブは、内側方向に直径の増大するテーパー状である径方向寸法をもつ内部遠心表面（４８）を備え、スリンガリングは、多数の半径方向に開いたスリンガポート（４４）を備え、半径方向に開いたスリンガポートは、半径方向内方端部を備え、内部遠心表面の内側端部がスリンガポートの半径方向内方端部と流れ連通する請求項１記載のスリンガローター。
【請求項４】
請求項１記載のスリンガローターであって、前記スリンガローター内部にボアが形成され、該ボアは、スリンガローターの内側端面における多数の軸線方向にのびる内側ランド（５０ａ）とスリンガローターの外側端セグメントにおける多数の軸線方向にのびる外側ランド（５０ｂ）とにより画定され、内側ランドが軸線方向にのびるノッチ（５８）で分離され、また外側ランドが外側スロット（５４）で分離される請求項１記載のスリンガローター。
【請求項５】
前記外側スロットの各々は、内側方向に直径の増大するテーパー状の径方向寸法をもつ請求項４記載のスリンガローター。
【請求項６】
前記ボアは更に外側ランド（５０ｂ）と内側ランド（５０ａ）との間に位置した環状空洞（６０）で画定され、環状空洞が内側方向に直径方向寸法の増大するテーパー状にされ、そして外側スロット及び軸線方向にのびるノッチと連通する請求項４記載のスリンガローター。
【請求項７】
軸受ハウジングの端壁（１６）に形成した軸通路を通る回転可能な軸（１４）をシールするオイルシール（１０）であって、
軸通路をライニングする位置で端壁に形成され且つ軸線方向内側方向に端壁から軸受ハウジング内へ突出し、環状チャンネル（３０）を画定するように端壁におけるほぼ円筒状の外側壁セグメント（３４）と共動する端壁における内側壁セグメント（３２）を備えたほぼ円筒状の壁セグメント（３２、３４）と；
軸と共に回転するように軸に装着され、多数の半径方向に開いたスリンガポート（４４）を形成したスリンガリング（４２）を含むスリンガローター（１２）と；
を有し、
スリンガローター（１２）が更に、外側方向にスリンガリングから軸線方向にのびそして環状チャンネル（３０）内へ軸線方向に突出する遠心スリーブ（４６）を備え、遠心スリーブが、円筒状の壁セグメントと相対的に近接してのびる隙間に配置され且つ内側方向に直径の増大するテーパー状である径方向寸法をもつ内部遠心表面（４８）を画定し、内部遠心表面の内側端部がスリンガポートの半径方向内方端部と流れ連通し、それにより遠心スリーブと円筒状の壁セグメントとの間の空間内のオイルが軸の回転中に端壁からスリンガポートへ離れる方向に遠心表面に沿って遠心作用によりポンピングされ、また
スリンガリングが、周囲溝（８３、８４）及び半径方向にのびるスロット（８２）を備えた外側シール面（８０）を含むオイルシール。
【請求項８】
前記周囲溝は内方周囲溝（８３）であり、更にシール面に外方周囲溝（８４）を備え、半径方向にのびるスロットが、内方端部と外方端部をもつ多数の半径方向にのびるスロットの１つであり、内方端部が内方周囲溝と接触し、外方端部が外方周囲溝と接触する請求項７記載のオイルシール。
【請求項９】
請求項７記載のオイルシールであって、
前記スリンガローターは内部に形成されたボアを備え、
スリンガローターのボアは、スリンガローターの内側端面における多数の軸線方向にのびる内側ランド（５０ａ）とスリンガローターの外側端セグメントにおける多数の軸線方向にのびる外側ランド（５０ｂ）とにより画定され、
前記内側ランドは軸線方向にのびるノッチ（５８）で分離され、また外側ランドは外側スロット（５４）で分離され、
軸線方向にのびるノッチと外側ランドとの間に環状空洞（６０）が配置され、環状空洞が外側スロットから軸線方向にのびるノッチへのびるにつれて直径方向寸法の増大するテーパー状にされ、
外側スロットの各々が、内側方向に直径の増大するテーパー状である径方向寸法を持ち、
軸線方向にのびるノッチがスリンガローターの内側端面及び環状空洞内へ軸線方向に切断され、環状空洞が軸線方向にのびるノッチと直接連通するようにし、また
外側スロットが環状空洞と連通し、環状空洞が軸線方向にのびるノッチと連通するオイルシール。
【請求項１０】
更に互いに軸方向に近接した第１のラビリンスナイフ（１１０）及び第２のラビリンスナイフ（１２０）を有し、第１のラビリンスナイフにおける軸の径が第２のラビリンスナイフにおける軸の径と異なり、また軸と各ナイフとの間の半径方向隙間が略同じである請求項７記載のオイルシール。
【請求項１１】
軸受ハウジング（１３）と；
軸受ハウジングの端壁（１６）に形成した軸通路（１８）を通る回転可能な軸（１４）と；
軸と共に回転するように軸に装着され、周囲溝（８３、８４）及び半径方向にのびるスロット（８２）を備えた外側シール面（８０）をもつスリンガリング（４２）を備えたスリンガローター（１２）と；
を有する空気タービンスターター（１００）。
【請求項１２】
請求項１１記載の空気タービンスターターであって、
前記周囲溝は内方周囲溝（８３）であり、更にシール面に外方周囲溝（８４）を備え、半径方向にのびるスロットが、内方端部と外方端部をもつ多数の半径方向にのびるスロットの１つであり、内方端部が内方周囲溝と接触し、外方端部が外方周囲溝と接触し、
更に、軸通路をライニングする位置で端壁に形成され且つ軸線方向内側方向に端壁から軸受ハウジング内へ突出し、環状チャンネルを画定するように端壁におけるほぼ円筒状の外側壁セグメント（３４）と共動する端壁における内側壁セグメント（３２）を備えたほぼ円筒状の壁セグメント（３２、３４）を有し；
スリンガリングには多数の半径方向に開いたスリンガポート（４４）が形成され；
スリンガローターが更に、外側方向にスリンガリングから軸線方向にのびそして環状チャンネル（３０）内へ軸線方向に突出する遠心スリーブ（４６）を備え、遠心スリーブが、円筒状の壁セグメントと相対的に近接してのびる隙間に配置され且つ内側方向に直径の増大するテーパー状である径方向寸法をもつ内部遠心表面（４８）を画定し、内部遠心表面の内側端部がスリンガポートの半径方向内方端部と流れ連通し、それにより遠心スリーブと円筒状の壁セグメントとの間の空間内のオイルが軸の回転中に端壁からスリンガポートへ離れる方向へ遠心表面に沿って遠心作用によりポンピングされる請求項１１記載の空気タービンスターター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、ターボマシン等における回転軸及び特に比較的高速で回転する回転軸に関してオイル漏れを防止するオイルシール及び関連したシールシステムの改良に関する。より詳細には、本発明は、高ミスアライメント（high misalignment）応用における軸受ハウジングの端壁を通る回転可能な軸をシールするダイナミック空気・オイル分離の原理を利用したオイルシールの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボマシンにおいては、回転可能な軸が、普通、軸受ハウジング内に装着した適当なジャーナル及びスラスト軸受で支持され、オイルが軸受を潤滑するためオイル溜めから循環される。回転可能な軸は、タービンホイール、コンプレッサホイール又は他の適当な軸駆動手段又は軸負荷のようなターボマシンの他の構成要素と適切に接続するために、一端又は両端が軸受ハウジングの端壁を通ってのびる。このようなターボマシンの例としては、ターボチャージャ、ターボコンプレッサ、ガスタービンエンジン、空気タービンスターターモーターなどがある。空気タービンスターターの例は米国特許第４，８７１，２９６号、同第４,９１４,９０６号及び同第５,２６７,４３３号に示され、これらの米国特許は参照文献として本明細書に組込まれる。
【０００３】
一般に、回転軸に沿い且つ軸受ハウジングの端壁を介してのオイル漏れを減少させたり除去することは非常に望ましい。換言すると、循環オイル流れを軸受ハウジングの内部に限定することが望ましい。これに関連して、オイル漏れの問題を解決するため種々のオイルシールの形態が提案されてきた。しかし、通常のターボマシン環境における高速軸回転及び他の動作条件は、一般に、オイル漏れの完全な除去を妨げる。すなわち、高速軸回転はシール構造体を比較的早く磨耗させることになり、早期にオイル漏れが始まる。この問題は高温動作環境では悪化される。
【０００４】
Honywell International,Inc.は、米国特許第５，５３８，２５８号に記載されたもの（A Oil Seal for a High Speed Rotating Shaft; @ Hager,J.; Geck,K.; Giesler,W.; Farnsworth,G.)及び米国特許第５，６３６，８４８号に記載されたもの（A Oil Seal for a High Speed Rotating Shaft;@ Hager,J.; Geck,K.; Giesler,W.; Mathis,D.)のような非接触クリアランスシール（clearance seal;隙間封じ）を備える航空宇宙産業機器の世界的先駆者として周知であり、これらの米国特許は参照文献として本明細書に結合される。これらの米国特許には、空気タービンスターター（ＡＴＳ）の出力部分の信頼できるオイル・空気シールを提供する証明済みの構成を示す。これらのシステムは回転軸に装着し且つ軸受ハウジングの端壁の内側に配置したスリンガローター（slinger rotor：油きりローター）を備える。スリンガローター及び軸受ハウジングの端壁は、オイルを遠心ポンピングする少なくとも１つ及び好ましくは多数のダイナミック空気・オイル分離器構造体を形成して、軸受ハウジングの端壁における軸通路からオイルを離して保つように構成される。
【０００５】
しかし、これらの米国特許に開示されたクリアランスシールは通常、スプラグクラッチ（sprag clutch；一方向のみに動力を伝えるクラッチ）出力部分を備えたＡＴＳシステムで用いられてきた。このような応用では、軸受支持システムは、シールハウジング（ステーター）に対して卓越した回転軸アライメントを提供する。他のクラッチ形式、例えばつめ・ラチェットクラッチシステムを備えた応用では、軸受支持システムは、シールハウジングに対して軸アライメントを例えば０．３°まで変化させ得る公差を生じる。
【０００６】
このような軸のミスアライメントが生じると、シールローターが各回転で３６０°回転する際にシールローターとハウジングとの間のギャップは開いたり閉じたりする。この開閉作用により、負のポンピング作用が生じ得、オイルシールのダイナミック空気・オイル分離器構造体の正のポンピング作用を帳消し、それによりクリアランスシールの有効な動作が損なわれる。
【０００７】
従って上記の米国特許に開示されたクリアランスシールは、つめ・ラチェットクラッチを用いた空気タービンスターターにおける出力軸を適切にシールしない。従って、高ミスアライメント応用における高速軸回転及び高温動作条件にもかかわらず、軸受ハウジングの端壁を介してのオイル漏れを実質的に無くすために、ターボマシンなどに使用するオイルシール構造を更に改善する必要性が引き続き存在する。本発明はこれらの要求を満たし更に別の関連した利点をもたらす。本発明はまた、非接触クリアランスシール応用に使用したダイナミック空気・オイル分離器構造体に対する付加的な改良を提供することにある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明によれば、高ミスアライメント応用において軸が３６０Ｅ回転する際にシールローターとハウジングとの間のギャップの開閉により生じる負のポンピング作用を低減する改良型オイルシール用の改良型スリンガローターが提供される。本発明は、例えば、ラチェット及びつめクラッチ組立体を備えたＡＴＳシステムを含むターボマシンなどにおいて軸受ハウジングの端壁に形成した軸通路を通ってのびる可能なミスアライメントの回転可能な軸に沿ったオイル漏れを実質的に除去するオイルシールのダイナミック空気・オイル分離器構造体と組み合わせて用いるのに特に適する。本発明は、また、他の形式のクラッチ組立体、例えば米国特許第５，４１９，４２０号に記載されたようなフライウエイト作動型クラッチ組立体及びスプラグクラッチ組立体にも用いられ得る。改良型ローター及びオイルシールは、軸受ハウジングの端壁の内側で、軸受ハウジング内に装着したスリンガローターを備える。
【０００９】
1実施の形態では、スリンガローターは、軸受ハウジングの端壁の内側端に対向した外側シール面もつ半径方向外方にのびるスリンガリングを有する。シール面は、半径方向にのびるスロット及び１つ又は複数の周囲溝を備える。スリンガローターの回転中、半径方向にのびるスロットは周囲溝と結合して、スリンガリングのシール面と軸受ハウジングの端壁の内側との間の領域から離れる方向にオイルを引く。この領域において、負のポンピング作用は、通常高ミスアライメント応用におけるシールを飽和し、漏れを生じさせる。周囲溝はまた、ローターの振動（すなわち振動運動）と整合するように空気を周囲に流れさせることによりシール面における空気ポンピングを低減する。
【００１０】
本発明の別の特徴においては、スリンガローターは内部ボアを画定し、ボアは、回転可能な軸に押し嵌め装着するサイズの軸方向にのびるランドを備える。ボアの外側端におけるランドは、付加的な遠心表面を画定するスロットによって分離される。軸の回転中、これらのスロット内のオイル及び空気は遠心作用により端壁から離れる方向にポンピングされる。軸受ハウジングの端壁に対向したスリンガローターにおける軸方向端面（すなわち内側端部）は、軸受ハウジングの内部にポンピングしたオイルを放出するスリンガポートとして機能する半径方向に開いたノッチを備える。
【００１１】
本発明の他の特徴及び利点は、例として本発明の原理を例示する添付図面に関して記載する以下の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図面に示すように、改良型オイルシール装置は図１に符号１０で概略的に示すターボマシン又は同等物に用いるために設けられる。オイルシール装置はスリンガローター１２を備え、このスリンガローター１２はターボマシンの軸受ハウジングの端壁１６を通る回転可能な軸１４の通路をシールする。スリンガローター１２はこのローターと一緒に回転する軸１４に装着され、そしてハウジングの端壁１６に形成した軸通路１８にオイルが達するのを阻止する１つ以上のダイナミック空気・オイル分離装置を備える。
【００１３】
図１は、全体的に、軸受ハウジングの端壁１６における軸通路１８を通ってのびる回転可能な軸１４を示す。端壁１６は、軸受ハウジングの他の要素と共働し、実質的に包囲されるが典型的にはベント式の空間又は容積２２を画定し、この空間２２内に軸１４は適切なジャーナル及び(又は)スラスト軸受２４によって回転可能に支持される。オイル循環システムは、潤滑オイルを流路２６に沿って供給して、軸受２４を潤滑し、オイルは、軸受ハウジングの下方領域内の油溜め(図示しない)へ排液するため軸受を通って流れる。
【００１４】
スリンガローター１２は、端壁１６の内側で軸１４に取付けられ、そしてオイルが軸通路１８に達するのを阻止するように機能し、それにより望ましくないオイル漏れを実質的に無くする。スリンガローター１２は本発明を例示するため軸受ハウジングの一端に示されるが、同様なオイルシール装置は軸受ハウジングの反対側の端において別の軸通路と組み合せて設けられ得ることが理解されるであろう。これに関連して、軸１４は、コンプレッサホイール、タービンホイール、或いは他の駆動手段又は従動負荷のようなターボマシンの他の構成要素に適切に接続するため軸受ハウジングから突出する。
【００１５】
シール装置を受け入れるために、図1に示すように、軸受ハウジングの端壁１６は、軸受ハウジングの内部２２に内方向に開口する環状チャンネル３０を画定する。この環状チャンネル３０は、軸通路１８と整列する軸線方向に突起した円筒状壁セグメント３２によって画定され、そして外方壁セグメント３４内に同心に配置される。内方及び外方壁セグメント３２、３４は軸１４の回転軸線と同軸に形成される。
【００１６】
スリンガローター１２は、回転可能な軸１４に押し嵌め装着により取付けるための寸法及び形状をもつほぼ円筒状形態である。また図２及び図３を参照すると、スリンガローター１２は内側軸方向端面３８を有し、内側軸方向端面３８は、軸１４を回転可能に支持する外側軸受２４(図１参照)に隣接して位置決めされそして好ましくは外側軸受２４に当接する。スリンガローター１２の外側端セグメント４０は、端壁１６の内方壁セグメント３２内の近接してのびるクリアランスに嵌合するように相対的に狭い半径方向寸法をもって形成される。
【００１７】
スリンガローター１２にはスリンガリング４２が、端壁１６の内側面の近くの位置においてハウジング内部２２内に半径方向外方にのびるように形成される。スリンガリング４２はその周囲部に多数の半径方向に開口したスリンガポート４４が形成される。従って、ターボマシンの動作の間の軸回転中に、スリンガリング４２及びそれと組み合さったポート４４は、遠心作用で軸通路１８から離れる半径方向外方へオイルをくみ上げるように機能する。
【００１８】
遠心スリーブ４６はまたスリンガローター１２の一部として設けられ、端壁チャンネル３０（図１参照）内に嵌合するように、端壁１６に向う方向にスリンガリング４２から軸線方向に突出する。図示したように、遠心スリーブは、内方壁セグメント３２の外方円筒状表面に相対的に近接してのびるクリアランスに位置決めされた内方テーパー状遠心表面４８を備える。遠心表面４８は、外方端部における比較的小さな直径サイズからスリンガポート４４の半径方向内方の伸張部における比較的大きな直径サイズまでテーパー状にされる。遠心スリーブの遠心表面４８のテーパー角度は好ましくは約７°から約１０°までである。本発明の好ましい実施の形態では、テーパー角度は約７°である。スリンガポート４４は遠心表面４８の最大直径部分と開放流連通する。
【００１９】
運転において、通常の高速での軸の回転中、遠心スリーブ４６と内方壁セグメント３２との間の空間内のオイルは、スリンガポート４４に向って駆動すなわちポンピングされる。実際に、比較的重いオイルは遠心作用により遠心表面４８に対して駆動され、そして端壁１６から離れてスリンガポート４４へ軸方向に駆動される。前に説明したように、スリンガポート４４内のオイルは遠心力によりポンピングされて、軸受ハウジング１６の内部２２を半径方向外方へ放出し、そして最後に油溜めへ排出する。
【００２０】
上記の遠心ポンピング作用は、遠心表面４８及び内方壁セグメント３２における表面仕上げに比較して、スリンガローター１２と端壁１６との間の半径方向にのびる面の表面仕上げ特徴により望ましく増強される。より詳細には、ポンピング作用は、遠心表面４８を壁セグメント３２の外径側の表面仕上げより十分に粗く形成することによって実質的に改善される。この比較的粗い表面では、回転遠心スリーブ４６は、スリーブ４６と隣接した壁セグメント３２との間のオイルを、軸速度にほぼ対応する回転速度まで加速させる。こうして加速されたオイル及び空気は、前に説明したように、ダイナミック空気・オイル分離を受け、回収したオイルは最終的には、スリンガポート４４を通ってハウジング内部へ放出される。構成要素における比較表面仕上げは変えられ得るが、表面仕上げの好ましい比率は約４：１又は５：１のオーダーである。
【００２１】
図４及び図５を参照すると、スリンガローター１２の外側面８０は、半径方向にのびるスロット８２及び周囲溝８３，８４を備える。スリンガローターの回転中、半径方向にのびるスロット８２は周囲溝８３，８４と組み合さって、正の圧力差を生じさせ、負のポンピング作用が高ミスアライメント応用においてシールを通常飽和し、漏れを生じさせる領域からスリンガリングのシール面８０と軸受ハウジング１６の端壁の内側との間のオイルを一掃する。このように上記領域からオイルを除去することにより、ミスアライメントがシールローターとハウジングとの間にギャップを、各回転時にシールローターが３６０°回転する際に開閉させる場合に生じ得る負のポンピング作用が防止される。周囲溝８３、８４は、ローターの振動に整合して空気を周囲に流れさせることで面における空気のポンピングを低減する。半径方向にのびるスロットの内方端８５は内方周囲溝８３と接触し、又外方端８６は外方周囲溝８４と接触する。
【００２２】
本発明の更に別の特徴によれば、スリンガリング４２の内部ボア内に付加的なダイナミック空気・オイル分離装置が望ましくは設けられる。詳細には、図３及び図６に示すように、端面３８と端セグメント４０との間に軸方向に配置した環状空洞６０はスリンガリングの内表面に形成される。環状空洞６０は、端セグメント４０から端面３８へのびるにつれて直径サイズを増大してテーパー状にされる。環状空洞の内側及び外側軸方向端部には、スリンガローターの内側ランド５０ａ及び外側ランド５０ｂが設けられる。内側ランド５０ａは端面３８に形成された対応して軸方向にのびるノッチ５８によって周囲上で分離され、また外側ランド５０ｂは相応して軸方向にのびる外側スロット５４によって分離される。この実施の形態では、外側スロット５４は環状空洞６０と連通し、また環状空洞６０は端面３８に形成された軸方向にのびるノッチ５８と連通する。
【００２３】
運転において、環状空洞６０すなわちスリンガローターボアのスロット５４内のオイル及び空気は、環状空洞６０又はスロット５４の最外方半径方向伸張部においてテーパー状遠心表面にオイルを堆積させるために遠心力で加速される。これらの遠心表面のテーバー状の幾何学的形状により、結果としてスリンガローターの軸方向にのびるノッチ５８に向ってオイルを遠心力でポンピングする。これらのノッチ５８は、回収したオイルを半径方向にポンピングして軸受ハウジングの内部２２へ放出するためスリンガポート４４と同様に作用する。
【００２４】
外側ランドの数および周囲方向幅は好ましくは、スリンガローターの十分な構造上の一体性を保持しながら、軸方向のびる外側スロット５４を通る最大流れ領域をもたらすために最小に維持される。一実施の形態では、スロットはスリンガリングのボアの周囲の５０％以上占める。好ましい実施の形態では、スリンガローターは、１６個の内側ランド５０ａと４個の外側ランド５０ｂとを備え、４個の外側ランドは軸の周囲のまわりに一様な間隔で配置され、各外側ランドの周囲方向幅は約８°である。環状空洞６０及び軸方向にのびるスロット５４のテーパー角度は好ましくは３°〜５°である。好ましい実施の形態では、テーパー角度は約３°である。軸方向にのびるノッチ５８は好ましくは、回転負荷を支えるのに十分な構造上の一体性を保持しながら、外側軸方向に端面３８内にできるだけ深く形成される。好ましい実施の形態では、軸方向にのびるノッチは端面３８内に、内側ランド５０ａの軸方向長さより大きい深さまで且つ環状空洞６０の内側縁部を越えて形成される。
【００２５】
別の実施の形態では、軸通路にはラビリンスナイフシール１７が設けられる。一実施の形態では、第１のラビリンスナイフ１１０における軸の半径は、第２のラビリンスナイフ１２０における軸の半径とは異なり、軸とラビリンスナイフとの間の半径方向クリアランスは各ラビリンスナイフにおいて本質的に同じである（図７参照）。別の実施の形態では、スリンガリングのスリーブ４６の端面は、スリンガリングの端セグメント４０より更に外側にのびる（図３参照）。
【００２６】
図７を参照すると、空気タービンスターター１００の一部が示され、空気タービンスターター１００はシールステータープレート（すなわち端壁１６）、ステーターハウジング１３、ファスナー１５、Ｏリング１９及び本発明の改良型スリンガローター１２を備える。これらの部品はスペアー部品キットとして設けられ得る。
【００２７】
前に述べたように、ローターは、軸受ハウジングの端壁の内側とスリンガリングのシール面との間に存在するオイルを除去するようにし、そしてオイルの遠心ポンピング用の少なくとも１つの、好ましくは多数のダイナミック空気・オイル分離器構造体をもつ応用においてシール面に置ける空気ポンピングを低減し、軸受ハウジングの端壁１６における軸通路１８からオイルが離れるように保つ。改良型スリンガローター１２はまた、環状空洞６０への流れ面積を増大すること、スロット５４（図３参照）を通る流れ面積を増大すること及び同様なクリアランス交差をもつ互いに軸方向に近接ししかも半径の異なる軸の二つの部分における二つのラビリンスナイフ１１０、１２０と組み合わせてダイナミック空気・オイル分離器構造体を用いることによってダイナミック空気・オイル分離器構造体の性能を改善する。
【００２８】
重要なことは、スリンガローターは、軸受支持システムが軸のアライメントを例えばシールハウジングに対して０．３°まで変え得る交差をもつ応用において性能を改善する。このような軸のミスアライメントは、シールローターが各回転時に３６０Ｅ回転する際にシールローターとハウジングとの間のギャップを開閉させ、オイルシールのダイナミック空気・オイル分離器構造体の正のポンピング作用を打ち消す負のポンピング作用を生じ、それによりクリアランスシールの有効な動作を打ち消す。半径方向にのびるスロットは、周囲溝と組み合さって、正の差圧を生じ、負のポンピング作用がシールを飽和して高スミアライメント応用において漏れを生じさせる領域からスリンガリングのシール面と軸受ハウジングの端壁の内側との間の領域におけるオイルを除去する。周囲溝はまた、ローターの振動に整合するように周囲に空気を流すことによってシール面における空気ポンピングを低減する。特定の応用に伴う特殊な幾何学的形態に関連して、０．３°以上のミスアライメントが予想されるミスアライメント応用に対して有効なシールが提供され得る。
【００２９】
上記で説明した本発明の種々の更なる変更及び改良は当業者に明らかである。従って、特許請求の範囲に定義されたものを除いて、上記の説明及び添付図面によって本発明は限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の特徴に従って構成したスリンガローターを含む改良型オイルシールを例示するターボマシンの一部分の垂直断面図。
【図２】図１に示すスリンガローター内方側面図。
【図３】図２の線３−３に沿う垂直断面図。
【図４】図１に示すスリンガローターの外方側面図。
【図５】外方から見た図１に示すスリンガローターの断面斜視図。
【図６】内方から見た図１に示すスリンガローターの断面斜視図。
【図７】シールが直径の異なる二つのナイフを備える空気タービンスターター用の図１によるシールの垂直断面図である。
【国際公開パンフレット】
2005500483.tif 000003
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【国際調査報告】
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