特許 5774963 シール装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5774963

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月9日

(54)【発明の名称】シール装置

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/447 20060101AFI20150820BHJP

   F01D 11/02 20060101ALI20150820BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/447

   F01D11/02

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2011-232159(P2011-232159)

(22)【出願日】2011年10月21日

(65)【公開番号】特開2013-87935(P2013-87935A)

(43)【公開日】2013年5月13日

【審査請求日】2014年8月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】310010564

【氏名又は名称】三菱重工コンプレッサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】中庭 彰宏

(72)【発明者】

【氏名】深尾 伸次

【審査官】 杉山 悟史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１４６８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１３９３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５３６６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０２２４９０６６（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−２１４１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２４８５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０７７８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０２０８３２００（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開昭５８−１４３１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０００５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１２８２７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ １５／００ − １５／５６

Ｆ０１Ｄ １１／００ − １１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

静止体と回転体との間に設けられて流体の流れを抑制するシール装置において、
前記静止体と前記回転体のいずれか一方から他方側へ延出すると共に前記回転体の軸心方向に所定の間隔で配置されるリング形状をなす複数の第１縦壁部と、
前記第１縦壁部と同様に前記静止体と前記回転体のいずれか一方から他方側へ延出すると共に前記第１縦壁部に隣接して該第１縦壁部より前記回転体の軸心方向に厚いリング形状をなす第２縦壁部と、
前記第２縦壁部に対応して前記回転体から前記静止体側に突出するリング形状をなす突出部と、
前記突出部に対向して前記静止体に前記回転体の周方向に所定の間隔で配置される複数のスワールブレーカ室と、
を備えることを特徴とするシール装置。

【請求項2】

前記スワールブレーカ室は、前記静止体と前記回転体の間を前記回転体の軸心方向に流れる流体の流れ方向にて、最上流側の前記第１縦壁部より下流側に設けられることを特徴とする請求項１に記載のシール装置。

【請求項3】

前記スワールブレーカ室は、前記突出部側に開口すると共に最上流側の前記第１縦壁部側に開口することを特徴とする請求項２に記載のシール装置。

【請求項4】

前記突出部の径方向長さは、前記第１縦壁部の先端部から前記静止体側または前記回転体までの径方向隙間以上に設定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のシール装置。

【請求項5】

前記スワールブレーカ室の周方向長さは、前記スワールブレーカ室同士の周方向距離とほぼ同様に設定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のシール装置。

【請求項6】

前記第１縦壁部及び前記第２縦壁部は、前記静止体側に設けられ、前記第２縦壁部は、前記第１縦壁部より径方向に短く設定され、前記第２縦壁部に対向して前記突出部が配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のシール装置。

【請求項7】

前記第１縦壁部及び前記第２縦壁部は、前記回転体側に設けられ、前記第２縦壁部の先端部に前記突出部が設けられることで、前記第２縦壁部は、前記第１縦壁部より径方向に長く設定されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のシール装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、静止側と回転側との間で流体の漏洩を防止するシール装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ハウジング内に回転体を回転自在に支持する流体機械では、ハウジングと回転体との間における流体の軸方向の漏れ流れを防止するために、ハウジングと回転体との間にシール装置が設けられている。そして、このシール装置として、ラビリンスシールが一般に適用されている。このラビリンスシールは、ハウジングなどの静止側または回転体側の少なくとも一方に複数のシールフィンを設けて構成されており、シールフィンと静止側または回転体側との間に形成される隙間により圧力損失を発生させ、この圧力損失により軸方向における流体の漏れ流れを抑制することで、シール機能を発揮することができる。

【0003】

しかし、このラビリンスシールでは、回転体の回転運動によりシール部に流体の旋回流れが発生し、これによりシール部で発生する励振力により回転体が不安定振動してしまうと言う問題がある。このような問題を解決するものとして、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５８−１４３１０４号公報

【特許文献2】特開昭５９−０００５０５号公報

【特許文献3】特開２００８−１２８２７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献では、シールフィンに旋回流を抑制するプレートを設けている。しかし、単にシールフィンに旋回流抑制プレートを設けるだけでは、シール部に発生する旋回流を効率良く抑制することは困難である。

【0006】

本発明は上述した課題を解決するものであり、静止体と回転体との間の流れを抑制することで回転体の不安定振動を抑制してシール性能の向上を可能とするシール装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するための本発明のシール装置は、静止体と回転体との間に設けられて流体の流れを抑制するシール装置において、前記静止体と前記回転体のいずれか一方から他方側へ延出すると共に前記回転体の軸心方向に所定の間隔で配置されるリング形状をなす複数の第１縦壁部と、前記第１縦壁部と同様に前記静止体と前記回転体のいずれか一方から他方側へ延出すると共に前記第１縦壁部に隣接して該第１縦壁部より前記回転体の軸心方向に厚いリング形状をなす第２縦壁部と、前記第２縦壁部に対応して前記回転体から前記静止体側に突出するリング形状をなす突出部と、前記突出部に対向して前記静止体に前記回転体の周方向に所定の間隔で配置される複数のスワールブレーカ室と、を備えることを特徴とするものである。

【0008】

従って、静止体に対して回転体が回転するとき、両者の間に流れる流体は、第１縦壁部と静止体または回転体との隙間から突出部に流れ、この突出部にガイドされることで径方向の外側に流れてスワールブレーカ室に入り、このスワールブレーカ室により流体の軸心方向成分と旋回方向成分が減衰されて速度が低下することとなり、静止体と回転体との間の流れを抑制することができ、回転体の不安定振動を抑制してシール性能を向上することができる。

【0009】

本発明のシール装置では、前記スワールブレーカ室は、前記静止体と前記回転体の間を前記回転体の軸心方向に流れる流体の流れ方向にて、最上流側の前記第１縦壁部より下流側に設けられることを特徴としている。

【0010】

従って、スワールブレーカ室を第１縦壁部より下流側に設けることで、第１縦壁部と静止体または回転体との隙間を通過した流体を突出部により適正にスワールブレーカ室に流すことで、流体の軸心方向成分と旋回方向成分を減衰することができる。

【0011】

本発明のシール装置では、前記スワールブレーカ室は、前記突出部側に開口すると共に最上流側の前記第１縦壁部側に開口することを特徴としている。

【0012】

従って、スワールブレーカ室が流体の流れ方向における上流側に開口することで、突出部により外方にガイドされた流体を適正にスワールブレーカ室に流すことができる。

【0013】

本発明のシール装置では、前記突出部の径方向長さは、前記第１縦壁部の先端部から前記静止体側または前記回転体までの径方向隙間以上に設定されることを特徴としている。

【0014】

従って、突出部の径方向長さを規定することで、第１縦壁部と静止体または回転体との隙間を通過した流体を適正に突出部に導き、この突出部により流体をスワールブレーカ室に流すことができる。

【0015】

本発明のシール装置では、前記スワールブレーカ室の周方向長さは、前記スワールブレーカ室同士の周方向距離とほぼ同様に設定されることを特徴としている。

【0016】

従って、スワールブレーカ室の周方向長さと間隔を規定することで、このスワールブレーカ室に入り込んだ流体の旋回方向成分を適正に減衰することができる。

【0017】

本発明のシール装置では、前記第１縦壁部及び前記第２縦壁部は、前記静止体側に設けられ、前記第２縦壁部は、前記第１縦壁部より径方向に短く設定され、前記第２縦壁部に対向して前記突出部が配置されることを特徴としている。

【0018】

従って、回転体側の構成を簡素化することができる。

【0019】

本発明のシール装置では、前記第１縦壁部及び前記第２縦壁部は、前記回転体側に設けられ、前記第２縦壁部の先端部に前記突出部が設けられることで、前記第２縦壁部は、前記第１縦壁部より径方向に長く設定されることを特徴としている。

【0020】

従って、静止体側の構成を簡素化することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明のシール装置によれば、リング形状をなす複数の第１縦壁部と、第１縦壁部に隣接してこの第１縦壁部より軸心方向に厚いリング形状をなす第２縦壁部と、第２縦壁部に対応して回転体から突出するリング形状をなす突出部と、突出部に対向して静止体に周方向に所定の間隔で配置される複数のスワールブレーカ室とを設けるので、静止体と回転体との間における軸心方向および旋回方向の漏れ流れを抑制することで、回転体の不安定振動を抑制してシール性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、本発明の実施例１に係るシール装置の模式図である。

【図2】図２は、実施例１のシール装置を表す断面図である。

【図3】図３は、実施例１のシール装置における縦壁部と突出部との関係を表す概略図である。

【図4】図４は、実施例１のシール装置の作用を表す断面図である。

【図5】図５は、シール装置の軸方向位置に対する周方向速度を表すグラフである。

【図6】図６は、本発明の実施例２に係るシール装置を表す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下に添付図面を参照して、本発明に係るシール装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

【実施例1】

【0024】

図１は、本発明の実施例１に係るシール装置の模式図、図２は、実施例１のシール装置を表す断面図、図３は、実施例１のシール装置における縦壁部と突出部との関係を表す概略図、図４は、実施例１のシール装置の作用を表す断面図、図５は、シール装置の軸方向位置に対する周方向速度を表すグラフである。

【0025】

実施例１において、図１及び図２に示すように、シール装置１０は、静止体１１と回転体１２との間に設けられ、この静止体１１と回転体１２との間を回転体１２の軸心方向Ａ及び周方向Ｂに流れる流体の流れ（漏洩）を抑制するものである。このシール装置１０は、ラビリンスシール構造を基本として、スワールブレーカ（旋回防止）構造を効果的に適用することで、シール性能の向上を図ったものである。

【0026】

即ち、シール装置１０は、静止体１１に設けられる複数の第１縦壁部２１及び第２縦壁部２２と、回転体１２に設けられる突出部２３と、静止体１１に設けられる複数のスワールブレーカ室２４とを有している。

【0027】

第１縦壁部２１は、静止体１１の内周面から回転体１２の外周面側へ延出したリング形状をなし、静止体１１から回転体１２側に向けてその厚さが徐々に薄くなり、先端部と回転体１２の外周面との間に径方向における所定隙間が確保されている。この第１縦壁部２１は、流体の流れ方向である軸心方向Ａに沿って複数、本実施例では、３つの第１縦壁部２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）が所定の間隔で配置されている。

【0028】

第２縦壁部２２は、静止体１１の内周面から回転体１２の外周面側へ延出したリング形状をなし、静止体１１から回転体１２側に向けてその厚さが徐々に薄くなっている。この第２縦壁部２２は、流体の流れ方向である軸心方向Ａに沿って配置された３つの第１縦壁部２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）に隣接してその間、つまり、流体の流れ方向（軸心方向Ａ）における最上流側の第１縦壁部２１Ａより下流側で、且つ、２段目の第１縦壁部２１Ｂより上流側に配置されている。そして、この第２縦壁部２２は、軸心方向Ａにおける先端部の厚さが、第１縦壁部２１の先端部の厚さより厚く設定されている。

【0029】

突出部２３は、第２縦壁部２２に対向して回転体１２の外周面から静止体１１の内周面側に突出したリング形状をなし、先端部（外周面）と静止体１１の内周面、具体的には、第２縦壁部２２の先端部（内周面）との間に径方向における所定隙間が確保されている。そのため、第２縦壁部２２は、その径方向長さが、第１縦壁部２１の径方向長さより短く設定され、第２縦壁部２２に対向して突出部２３が配置されることとなる。

【0030】

スワールブレーカ室２４は、突出部２３に対向して静止体１１に形成された部屋であり、回転体１２の周方向Ｂに所定の間隔で複数配置されている。このスワールブレーカ室２４は、略立方体形状をなし、回転体１２の突出部２３側に開口すると共に、流体の流れ方向（軸心方向Ａ）における最上流側の第１縦壁部２１Ａ側に開口している。

【0031】

この場合、第１縦壁部２１Ａと第２縦壁部２２の間、第２縦壁部２２と第１縦壁部２１Ｂの間、第１縦壁部２１Ｂと第１縦壁部２１Ｃの間には、ほぼ同形状をなす空間部２５（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ）が形成されている。即ち、第１縦壁部２１Ａの後端と第２縦壁部２２の前端の距離、第２縦壁部２２の後端と第１縦壁部２１Ｂの前端の距離、第１縦壁部２１Ｂの後端と第１縦壁部２１Ｃの前端の距離が、ほぼ同距離となっている。

【0032】

また、静止体１１側のスワールブレーカ室２４は、回転体１２側の突出部２３に径方向に対向しているものの、流体の流れ方向（軸心方向Ａ）における最上流側の第１縦壁部２１Ａ側にずれて配置されることで、空間部２５Ａに開口することとなる。

【0033】

そして、図３に示すように、第１縦壁部２１における先端部の厚さをＴ１、第２縦壁部２２における先端部の厚さをＴ２とすると、第２縦壁部２２における先端部の厚さＴ２は、第１縦壁部２１における先端部の厚さＴ１より厚く（Ｔ１＜Ｔ２）設定されている。また、突出部２３の厚さをＴ３とすると、突出部２３の厚さＴ３は、第２縦壁部２２における先端部の厚さＴ２と同じかまたは薄く（Ｔ３≦Ｔ２）設定されている。

【0034】

また、第１縦壁部２１の先端部から回転体１２の外周面までの径方向隙間をＳ１、突出部２３の径方向長さをＳ２とすると、突出部２３の径方向長さＳ２は、第１縦壁部２１の先端部から回転体１２までの径方向隙間Ｓ１以上に設定されている。この場合、突出部２３の径方向長さＳ２を、第１縦壁部２１の先端部から回転体１２までの径方向隙間Ｓ１の２倍以上に設定することが望ましい。なお、第１縦壁部２１の先端部から回転体１２までの径方向隙間Ｓ１と、第２縦壁部２２の先端部と突出部２３との径方向隙間Ｓ３は、ほぼ同様（Ｓ１＝Ｓ３）の長さ（距離）となっている。

【0035】

更に、図１及び図２に示すように、スワールブレーカ室２４は、静止体１１に回転体１２の周方向Ｂに均等間隔で形成されており、周方向長さ（幅）Ｗ１が、スワールブレーカ室２４同士の距離（間隔）Ｗ２とほぼ同じ長さに設定されている。

【0036】

従って、図４に示すように、静止体１１に対して回転体１２が回転する状態にて、静止体１１と回転体１２との間に流れる流体は、回転体１２の軸心方向Ａに沿った軸心方向成分と、周方向Ｂに沿った旋回方向成分を有している。この流体は、静止体１１における第１縦壁部２１Ａの先端部と回転体１２の外周面との隙間Ｓ１を通って空間部２５Ａに到達する。ここで、流体は、回転体１２の突出部２３の上流側端面に衝突することより回転体１２の外方側に流れ、一部が空間部２５Ａ内での旋回流となる一方、一部がスワールブレーカ室２４に入り込む。

【0037】

そのため、流体は、スワールブレーカ室２４にて、回転体１２の軸心方向Ａに沿った軸心方向成分が前方（軸心方向Ａにおける下流側）の壁面に衝突して減衰され、周方向Ｂに沿った旋回方向成分が側方の壁面に衝突して減衰される。そして、流体は、スワールブレーカ室２４から、静止体１１における第２縦壁部２２の先端部と回転体１２の突出部２３の外周面との隙間Ｓ３を通って空間部２５Ｂに流れる。

【0038】

また、流体は、ラビリンスシールとして機能する第１縦壁部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃと第２縦壁部２２によりシールされ、その流量が低減される。

【0039】

ここで、本実施例のシール装置１０による流体の速度変化について説明する。図５のグラフは、シール装置１０の軸方向における各位置での周方向速度を表している。一点鎖線で表す従来の５つのシールフィン（本発明における縦壁部に相当）を有するシール装置は、各シールフィン位置で流体の周方向速度が低下するものの、結果として十分に低下していない。そのため、流体の周方向速度（旋回方向成分）が十分に低下していないことから、回転体に励振力が作用して不安定振動が発生する。

【0040】

一方、実線で表す実施例１のシール装置１０は、Ｌ１〜Ｌ５の位置に、第１縦壁部２１Ａ、スワールブレーカ室２４、第２縦壁部２２、第１縦壁部２１Ｂ、第１縦壁部２１Ｃが位置しており、各位置Ｌ１〜Ｌ５で流体の周方向速度が低下する。特に、位置Ｌ１からＬ３の直前にかけて、スワールブレーカ室２４により流体の周方向速度が大幅に低下している。そのため、流体の周方向速度が十分に低下していることから、回転体１２に作用する励振力が低下して不安定振動の発生が抑制される。即ち、実施例１のシール装置１０は、不安定振動の元となる剛性係数を大幅に低減することが可能となっている。

【0041】

このように実施例１のシール装置にあっては、静止体１１から回転体１２側へ延出すると共に回転体１２の軸心方向Ａに所定の間隔で配置されるリング形状をなす３つの第１縦壁部２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）と、静止体１１から回転体１２側へ延出すると共に第１縦壁部２１に隣接してこの第１縦壁部２１より厚いリング形状をなす第２縦壁部２２と、第２縦壁部２２に対向して回転体１２から静止体１１側に突出するリング形状をなす突出部２３と、突出部２３に対向して静止体１１に回転体１２の周方向Ｂに所定の間隔で配置される複数のスワールブレーカ室２４とを設けている。

【0042】

従って、静止体１１に対して回転体１２が回転するとき、両者の間に流れる流体は、第１縦壁部２１Ａと回転体１２との隙間から下流側に流れ、突出部２３に衝突してガイドされることで径方向の外方側に流れてスワールブレーカ室２４に入る。このスワールブレーカ室２４では、流体がスワールブレーカ室２４の内壁により軸心方向の成分と旋回方向の成分が減衰され、流体速度が低下する。静止体１１と回転体１２との間を流れる流体の速度が低下すると、静止体１１と回転体１２との間の漏れ流れを抑制することができると共に、旋回方向成分が減衰されることで、回転体１２の不安定振動を抑制してシール性能を向上することができる。

【0043】

また、実施例１のシール装置では、静止体１１と回転体１２の間を回転体１２の軸心方向Ａに流れる流体の流れ方向にて、最上流側の第１縦壁部２１Ａより下流側にスワールブレーカ室２４を設けている。従って、第１縦壁部２１Ａと回転体１２との隙間を通過した流体を突出部２３により適正にスワールブレーカ室２４に流すことができ、流体の軸心方向成分と旋回方向成分を減衰することができる。

【0044】

また、実施例１のシール装置では、スワールブレーカ室２４を突出部２３側に開口すると共に最上流側の第１縦壁部２１Ａ側に開口している。従って、第１縦壁部２１Ａと回転体１２との隙間を通過して突出部２３によりガイドされた流体を、開口から適正にスワールブレーカ室２４に流すことができる。

【0045】

また、実施例１のシール装置では、突出部２３の径方向長さを、第１縦壁部２１の先端部から回転体１２までの径方向隙間以上に設定している。従って、第１縦壁部２１Ａと回転体１２との隙間を通過した流体を適正に突出部２３に導き、この突出部２３により流体をスワールブレーカ室２４に流すことができる。

【0046】

また、実施例１のシール装置では、スワールブレーカ室２４の周方向長さを、スワールブレーカ室２４同士の距離とほぼ同様に設定している。従って、スワールブレーカ室２４の周方向長さと間隔を規定することで、このスワールブレーカ室２４に入り込んだ流体の旋回方向成分を適正に減衰して速度を低下させることができる。

【実施例2】

【0047】

図６は、本発明の実施例２に係るシール装置を表す断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0048】

実施例２において、図６に示すように、シール装置３０は、静止体１１と回転体１２との間に設けられ、この静止体１１と回転体１２との間を回転体１２の軸心方向Ａ及び周方向Ｂ（図１参照）に流れる流体の流れ（漏洩）を抑制するものである。このシール装置３０は、ラビリンスシール構造を基本として、スワールブレーカ構造を効果的に適用することで、シール性能の向上を図ったものである。

【0049】

即ち、シール装置３０は、回転体１２に設けられる複数の第１縦壁部３１及び第２縦壁部３２と、回転体１２に設けられる突出部３３と、静止体１１に設けられる複数のスワールブレーカ室３４とを有している。

【0050】

第１縦壁部３１は、回転体１２の外周面から静止体１１の内周面側へ延出したリング形状をなし、回転体１２から静止体１１側に向けてその厚さが徐々に薄くなり、先端部と静止体１１の内周面との間に所定隙間が確保されている。この第１縦壁部３１は、流体の流れ方向である軸心方向Ａに沿って複数、本実施例では、３つの第１縦壁部３１（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ）が所定の間隔で配置されている。

【0051】

第２縦壁部３２は、回転体１２の外周面から静止体１１の内周面側へ延出したリング形状をなし、回転体１２から静止体１１側に向けてその厚さが徐々に薄くなっている。この第２縦壁部３２は、流体の流れ方向である軸心方向Ａに沿って配置された３つの第１縦壁部３１（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ）に隣接してその間、つまり、流体の流れ方向（軸心方向Ａ）における最上流側の第１縦壁部３１Ａより下流側で、且つ、２段目の第１縦壁部３１Ｂより上流側に配置されている。そして、この第２縦壁部３２は、軸心方向Ａにおける先端部の厚さが、第１縦壁部３１の先端部の厚さより厚く設定されている。

【0052】

突出部３３は、第２縦壁部３２に対応してこの第２縦壁部３２の先端部に一体に設けられ、第２縦壁部３２の先端部から静止体１１の内周面側に突出したリング形状をなしている。

【0053】

スワールブレーカ室３４は、突出部３３（第２縦壁部３２）に対向して静止体１１に形成された部屋であり、回転体１２の周方向Ｂに所定の間隔で複数配置されている。このスワールブレーカ室３４は、略立方体形状をなし、回転体１２の突出部３３側に開口している。

【0054】

この場合、静止体１１は、内周面に突出部３３（第２縦壁部３２）に対向してリング形状をなす凹部３６が形成されており、第２縦壁部３２の先端部の突出部３３がこの凹部３６に入り込んでいる。そして、第２縦壁部３２（突出部３３）の先端部（外周面）と静止体１１の内周面との間に所定隙間が確保されている。そのため、第２縦壁部３２及び突出部３３は、その径方向長さが、第１縦壁部３１の径方向長さより長く設定されることとなる。

【0055】

また、第１縦壁部３１Ａと第２縦壁部３２の間、第２縦壁部３２と第１縦壁部３１Ｂの間、第１縦壁部３１Ｂと第１縦壁部３１Ｃの間には、ほぼ同形状をなす空間部３５（３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ）が形成されている。即ち、第１縦壁部３１Ａの後端と第２縦壁部３２の前端の距離、第２縦壁部３２の後端と第１縦壁部３１Ｂの前端の距離、第１縦壁部３１Ｂの後端と第１縦壁部３１Ｃの前端の距離が、ほぼ同距離となっている。そして、静止体１１の凹部３６は、軸心方向Ａにおける長さが、回転体１２の突出部３３（第２縦壁部３２）の長さより長くなっており、この凹部３６は、前端部が空間部３５Ａと連通し、後端部が空間部３５Ｂと連通している。

【0056】

また、静止体１１側のスワールブレーカ室３４は、回転体１２側の突出部３３に径方向に対向しているものの、流体の流れ方向（軸心方向Ａ）における最上流側の第１縦壁部３１Ａ側にずれて配置されることで、空間部３５Ａに開口することとなる。

【0057】

そして、実施例１と同様に、第２縦壁部３２における先端部の厚さは、第１縦壁部３１における先端部の厚さよりが厚く設定されている。なお、第１縦壁部３１の先端部から静止体１１までの長さ（隙間）と、第２縦壁部３２（突出部３３）の先端部から凹部３６との隙間は、ほぼ同様の長さとなっている。

【0058】

従って、静止体１１に対して回転体１２が回転する状態にて、静止体１１と回転体１２との間に流れる流体は、回転体１２における第１縦壁部３１Ａの先端部と静止体１１の内周面との隙間を通って空間部３５Ａに到達する。ここで、流体は、回転体１２の第２縦壁部３２及び突出部３３の上流側端面に衝突することにより回転体１２の外方側に流れ、一部が空間部３５Ａ内での旋回流となる一方、一部がスワールブレーカ室３４に入り込む。

【0059】

そのため、流体は、スワールブレーカ室３４にて、回転体１２の軸心方向Ａに沿った軸心方向成分が前方（軸心方向Ａにおける下流側）の壁面に衝突して減衰され、周方向Ｂに沿った旋回方向成分が側方の壁面に衝突して減衰される。そして、流体は、スワールブレーカ室３４から、回転体１２における突出部３３の先端部と静止体１１の凹部３６の内周面との隙間を通って空間部３５Ｂに流れる。

【0060】

また、流体は、ラビリンスシールとして機能する第１縦壁部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃと第２縦壁部３２及び突出部３３によりシールされ、その流量が低減される。

【0061】

このように実施例２のシール装置にあっては、回転体１２から静止体１１側へ延出すると共に回転体１２の軸心方向Ａに所定の間隔で配置されるリング形状をなす３つの第１縦壁部３１（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ）と、回転体１２から静止体１１側へ延出すると共に第１縦壁部３１に隣接してこの第１縦壁部３１より厚いリング形状をなす第２縦壁部３２と、第２縦壁部３２の先端部に静止体１１側に突出するリング形状をなす突出部３３と、突出部３３に対向して静止体１１に回転体１２の周方向Ｂに所定の間隔で配置される複数のスワールブレーカ室３４とを設けている。

【0062】

従って、静止体１１に対して回転体１２が回転するとき、両者の間に流れる流体は、第１縦壁部３１Ａと静止体１１との隙間から下流側に流れ、突出部３３に衝突してガイドされることで径方向の外側に流れてスワールブレーカ室３４に入る。このスワールブレーカ室３４では、流体がスワールブレーカ室３４の内壁により軸心方向の成分と旋回方向の成分が減衰され、流体速度が低下する。静止体１１と回転体１２との間を流れる流体の速度が低下すると、静止体１１と回転体１２との間の漏れ流れを抑制することができると共に、旋回方向成分が減衰されることで、回転体１２の不安定振動を抑制してシール性能を向上することができる。

【0063】

なお、上述した各実施例では、第２縦壁部２２，３２と突出部２３，３３とスワールブレーカ室２４，３４を、流体の流れ方向である軸心方向Ａにおける最上流側の第１縦壁部２１Ａ，３１Ａより下流側で、且つ、２段目の第１縦壁部２１Ｂ，３１Ｂより上流側に配置したが、この位置に限定されるものではない。即ち、流体の流れ方向である軸心方向Ａにおける最上流側の第１縦壁部２１Ａ，３１Ａより上流側でなければよく、第１縦壁部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃより下流側であればどこでもよいものである。

【0064】

また、上述した各実施例では、第１縦壁部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを３つ、第２縦壁部２２，３２と突出部２３，３３とスワールブレーカ室２４，３４を１つ設けたが、この数に限定されるものではなく、第１縦壁部を２つまたは４つ以上設けたり、第２縦壁部と突出部とスワールブレーカ室を２つ以上設けたりしてもよい。この場合、第２縦壁部と突出部とスワールブレーカ室を２つ以上連続して設けたり、または複数の第１縦壁部の間に設けたりしてもよい。

【0065】

また、上述した各実施例では、スワールブレーカ室２４，３４の形状を立方体としたが、これに限定されるものではなく、直方体としたり、回転体１２の径方向に長い中空円筒形状、中空多角形形状などとしたりしてもよい。

【0066】

また、上述した各実施例では、静止体１１と回転体１２の一方に第１縦壁部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，３２Ａ，３１Ｂ，３１Ｃと第２縦壁部２２，３２を設けたが、両方に設けてもよい。即ち、ラビリンスシールの構成は、各実施例に限定されるものではない。

【0067】

また、上述した各実施例では、静止体１１や回転体１２に直接第１縦壁部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，３２Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ、第２縦壁部２２，３２、突出部２３，３３、スワールブレーカ室２４，３４などを設ける構成としたが、静止体や回転体とは別に第１縦壁部、第２縦壁部、突出部、スワールブレーカ室などが設けられた１つまたは２つ以上からなるシール部材を構成し、静止体や回転体に固定して構成してもよい。

【符号の説明】

【0068】

１０，３０ シール装置
１１ 静止体
１２ 回転体
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ 第１縦壁部
２２，３２ 第２縦壁部
２３，３３ 突出部
２４，３４ スワールブレーカ室
２５，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ 空間部
３６ 凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】