複数の部分より成るパッキンリング
【課題】リングセグメントとシールセグメントとが気密に接して１つのリングを形成し、周面を有し、周方向両端部が、半径方向端面によって制限され、半径方向外側に突き出すショルダが設けられ、該ショルダが、接線方向のシール面によって制限されている、複数部分より成るパッキンリングを改良して、従来技術における欠点を取り除いて、特にパッキンリングの摩耗及び漏れを減少し、このようなパッキンリングの耐用年数を高める。
【解決手段】シールセグメント１４に軸方向の突起が設けられており、該突起によって、前記シールセグメント１４の半径方向内方に位置する湾曲された周面２１が広げられており、前記軸方向の突起が、周方向で見て前記リングセグメント１２の両端部間に配置され、かつ第１の摩耗ギャップ３１を形成するために前記リングセグメント１２の両端部から間隔を保って配置されている。
【解決手段】シールセグメント１４に軸方向の突起が設けられており、該突起によって、前記シールセグメント１４の半径方向内方に位置する湾曲された周面２１が広げられており、前記軸方向の突起が、周方向で見て前記リングセグメント１２の両端部間に配置され、かつ第１の摩耗ギャップ３１を形成するために前記リングセグメント１２の両端部から間隔を保って配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のリングセグメントと複数のシールセグメントとを備えた、複数の部分より成るパッキンリングであって、前記複数のリングセグメントと複数のシールセグメントとが互いに気密に接しながら１つのリングを形成するように配置されていて、半径方向で内方に湾曲された周面を有しており、前記リングセグメントは周方向の両端部が、第１の半径方向の端面によって仕切られていて、前記リングセグメントの半径方向外側の領域に軸方向に突き出すショルダが設けられており、該ショルダが、接線方向のシール面によって仕切られている形式のもの関する。また本発明は、このような形式のパッキンリングを有する圧力パッキン及びシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特に二重作用を有する構造形式のピストン圧縮機は、シリンダ内のクランク側の圧縮室をシールする必要がある。この圧縮室内に、振動運動するピストンロッド５に沿って時間的に変化する（高い）シリンダ圧Ｐｚｙｌが形成されている。このようなシールは、典型的な形式で、クランク室内に形成される（低い）雰囲気圧Ｐｕに対抗して行う必要がある。このようなシール４内において使用されるシールエレメントは、パッキンリング６、７と称呼されていて、例えば図１の従来技術の構成において例として示されているように、一般的に複数のパッキンリング６，７より成っている、いわゆる圧力パッキン２内に配置されている。この場合、シールエレメントは、シール作用を損なうことなしに、ピストンロッド５の避けられない横方向運動に追従することができる。圧力パッキン２の耐用年数及び信頼性を高めるために、圧力パッキン２内に複数のこのようなパッキンリング６，７が直列接続されている。シール４内に、一般的に複数の圧力パッキンが相前後して並べられている。このような圧力パッキン２若しくはシール４は、従来術において、例えば英国特許第９２８７４９号明細書又は米国特許第１００８６５５号明細書により、種々異なる構成のものが公知である。
【０００３】
パッキンリング６，７は、十分なシール作用のために、つまり漏れを十分に小さくするために、一般的にシールしようとする所定の圧力差Ｐ１−Ｐ２を必要とする、自動作動式のシールである。パッキン室３内のガス圧は、パッキンリング６，７のシールしようとするギャップ内における高いレベルＰ１から次のパッキン室３内の低いレベルＰ２に低下する。このシールギャップは、パッキンリング６，７の効率を考慮した重要な働きを有している。何故ならば、ピストンロッド５とリング６，７との間の接触面の相対運動が、パッキンリング６，７の摩耗を引き起こすからである。このようなリングの摩耗に基づいて、一般的に、このようなリングとピストンロッドとの間のシールギャップにおける材料摩耗時に自動的な連続後調整を可能にする、分割されたリング形状が必要となる。この場合、業界基準は、半径方向及び接線方向で分割されたリング６，７である。このようなリング６，７は、図１ｂに概略的に示したように、発生した衝突ギャップを摩耗補償のために互いにシールするために、１対形式で圧力パッキンのパッキン室内に嵌め込まれる。このような半径方向／接線方向で分割された組み合わせリングは、クロスヘッドの方向でのみシールを行う、簡単に作用するシールであり、これに対してピストン圧縮機１のクランク側の再膨張段階中においては半径方向の分割部によって、パッキン内に高い圧力が閉じこめられないことが保証される。分割されたリング形状において、一般的に外周面に巻き付けられた公知形式のゴムばね（周方向ばね）９が使用される。このゴムばね９は、パッキンリング６，７を無圧状態でもピストンロッド５に押し付ける。
【０００４】
高い圧力においては特に、従来の装置では、ピストンロッド５とパッキンハウジング若しくは室隔壁１０との間に形成されたギャプ内で、パッキンリング６，７の膨張も発生する。このような押出を避けるために、低圧側のリングと室隔壁１０との間に、ピストンロッド５に面状に接触しない、付加的な金属性の支持リング８が使用される（米国特許第３３０５２４１号明細書参照）。
【０００５】
このような半径方向接線方向で分割されたパッキンリングの組み合わせにおいては、ほぼ接線方向に分割されたパッキンリングだけによってピストンロッドに向かってシールする必要があり、このパッキンリングのリングセグメントは、接線方向における分割部によって摩耗時に互いに接近する方向にずれて、それによってシール作用を維持できるようになっている。半径方向の分割されたパッキンリングは、主として、接線方向のパッキンリングの摩耗ギャプを軸方向及び半径方向でシールするためにのみ用いられる。半径方向のパッキンリングは、リングセグメントが周方向で互いに当接するまでしか摩耗（若しくは摩滅）しない。それによって、半径方向及び接線方向で分割されたパッキンリングは、それぞれ異なって摩耗（摩滅）することになる。半径方向及び接線方向で分割されたパッキンリングが互いに相対的に回動する（これによって、接線方向で分割されたパッキンリングの摩耗ギャップがもはや覆われることがなくなり、従ってシール作用が損なわれる）のを避けるために、リングの間に回動防止手段を設ける必要がある。このような回動防止手段は、一般的にピンとして構成されていて、このピンが、半径方向及び接線方向で分割されたパッキンリングに形成された、ピンに対応配置された切欠内に嵌め込まれている。半径方向及び接線方向で分割されたパッキンリングの種々異なる摩耗によって、このようなピンは、摩耗若しくは摩滅が進むにつれて、次第に大きくなるせん断応力にさらされることになる。これによって、ピン及びひいては回動防止手段が破壊され、さらにシールのシール作用が失われることになる。
【０００６】
従って、従来技術によれば、半径方向及び接線方向で分割されたパッキンリングより成るパッキンリングの組み合わせを設けるのではなく、１つだけのパッキンリングが使用されている。一方では、ピストンロッドに対する必要なシール作用が、必然的な摩耗時に失われることがなく、また軸方向でも半径方向でも十分なシールを確実に得ることができるようにするために、特別に分割されたパッキンリングが必要とされている。米国特許第２２０８９７６号明細書及び米国特許第４３５０３４９号明細書によれば、このようなパッキンリングが公知である。この公知のパッキンリングによれば、半径方向で分割された複数のリングセグメントを有する６分割されたパッキンリングが設けられていて、前記リングセグメントが、周方向ばねによって結束されている。リングセグメント間の周方向に、半径方向の摩耗ギャプが発生する。この半径方向の摩耗ギャップをシールするために、各リングセグメントに、軸方向に突き出すそれぞれ１つのショルダが設けられており、このショルダは接線方向のシール面によって制限されている。これによって、このショルダ間に軸方向の切欠が形成される。軸方向でも半径方向でも摩耗ギャップをシールするために、前記切欠内に複数のシールセグメントが挿入され、これらのシールセグメントは、接線方向の端面で接線方向のシール面に当接して、摩耗ギャプを覆っている。この場合、リングセグメントもシールセグメントも、ピストンロッドに対してシールするためにピストンロッドのほぼ全周面に亘って当接している。しかしながら、このようなパッキンリングの問題点は、リングセグメントとシールセグメントとが種々異なる摩耗にさらされている、という点にある。リングセグメントは、その外径が高圧側の高いガス圧で負荷され、その内径がシールセグメントによって低減された、低いガス圧が作用するようになっている。これによって、半径方向／接線方向で分割されたリング対と同様に、リングセグメントは、シールセグメントよりも早期に摩滅し、ひいては完全に提供されたリング材料が比較的最適とはいえない程度に摩滅されることになる。このような不均一な摩耗率はさらに、短時間後に十分なシール作用が得られなくなるまで、及び漏れがパッキンリングによって容認できない程度に大きくなるまで、接線方向のシール面間の面圧が常に減少されるように作用する。
【特許文献１】英国特許第９２８７４９号明細書
【特許文献２】米国特許第１００８６５５号明細書
【特許文献３】米国特許第３３０５２４１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明の課題は、前記のようなパッキンリングの欠点を取り除いて、特にパッキンリングの摩耗及びパッキンリングによる漏れを減少し、このようなパッキンリングの耐用年数を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決した本発明によれば、前記シールセグメントに軸方向の突起が設けられており、該突起によって、前記シールセグメントの半径方向内方に位置する湾曲された周面が広げられており、前記軸方向の突起が、周方向で見て前記リングセグメントの両端部間に配置され、かつ第１の摩耗ギャップを形成するために前記リングセグメントの両端部から間隔を保って配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の構成によれば、シールセグメントは、軸方向で、摩耗のためにより多くの材料を提供することができる。面圧が同じであれば（外側の周面に作用する圧力による）、それによってシールセグメントの摩耗が効果的に低減される。このような構成において、リングセグメントは小さい領域だけが、シールしようとする構成部分に当接し、従って主にシールセグメント間の摩耗ギャップをシールするためだけに用いられる。
【００１０】
有利な形式で、シールセグメントは、その周方向で見た両端部にそれぞれ１つの接線方向の端面と、第２の半径方向の端面とが設けられており、この場合、前記接線方向の端面が、隣接し合うリングセグメントの接線方向のシール面に当接していて、前記第２の半径方向の端面が、第２の摩耗ギャップを形成するために互いに向き合って間隔を保って配置されている。このような配置によれば、シールセグメントは、発生した摩耗ギャップまで、全周面がシールしようとする構成部分に当接し、それによってシールセグメントは主に、シールしようとする構成部分に対するシールを行う。
【００１１】
特に有利には、複数の部分より成るパッキンリングが、２つのリングセグメントと２つのシールセグメントとを有する４つの部分より構成されており、前記リングセグメントとシールセグメントとがそれぞれ互いに向き合って配置されていて、シールエレメントの半径方向内方に位置する周面が、第２の摩耗ギャップまで閉じた周面を形成している。このような左右対称の、２分割された断面構造は、次のような摩耗を形成する。つまり、２つのシールセグメントが半径方向で内方に移動し、それによってセグメント中央部、つまり最大の材料厚さの領域において最大の摩耗が発生し、これに対して、周方向で見てシールセグメント両端部における摩耗は、シールセグメントの剛性に基づいて小さい。これによって、さらにこれによって、接線方向のシール面間のシールは、摩耗が大きくなっても悪くはならない。何故ならば、互いに当接し合う接線方向のシール面が耐用年数全体に亘って、一平面に位置し、それによって接線方向のシール面は常に互いに一様に接し合うからである。他方では、シールセグメントは、周方向で見てそのセグメント両端部において、その（ほぼ）一様な剛性に基づいて強く摩耗することがないので、シールセグメントのわずかな摩耗と相俟って、接線方向のシール面の開放を阻止する。
【００１２】
シールセグメントがシールしようとする構成部分に押し付けられる、摩耗の原因となる押圧力を減少し、及びひいては摩耗を減少するために、シールセグメントの半径方向内方に位置する周面において圧力補償するために、有利には周方向溝が設けられている。この周方向溝は、第２の摩耗ギャップの領域に設けられた切欠を介してシールセグメントの第２の半径方向のシール面に接続されている。
【００１３】
シールセグメントの傾き傾向を減少させるために、シールセグメントの半径方向内方に位置する前記周面に、有利には１つの高圧溝が設けられており、該高圧溝が切欠を介してパッキンリングの外側の周面に接続されているか、又は第２の摩耗ギャップの領域の切欠を介してシールセグメントの第２の半径方向のシール面に接続されていて、高圧溝と軸方向の突起との間に低圧溝が設けられており、該低圧溝が、切欠を介して、パッキンリングの、軸方向の突起とは反対側の端面側に接続されている。
【００１４】
リングセグメント及びシールセグメントの、軸方向の突起を備えた端面側で半径方向外側の領域内に、半径方向の段部が設けられていれば、リングセグメント及びシールセグメントの所定の半径方向の曲げこわさを得ることによって、セグメントが、シールしようとする構成部分にも、また接線方向のシール面にも十分な面圧で当接するようにするために、その他の構造的な特徴を提供することができる。このような半径方向の段部によって、周方向に存在するリングセグメントの両端部は、完全にリングセグメントに接続されておらず、それによって、リングセグメントは、シールセグメントの切断部を良好にシールすることができる。また他方ではこれによって、シールセグメントの両端部が同様にフレキシブルになり、これによって、パッキンリングはシール状況に応じて、場合によっては生じる形状変形に対して柔軟に対応することができる。これによって、シールセグメントをセグメント中央で支持することに不都合な影響が及ぼされることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明が、限定されていない概略的な有利な実施例を用いて、図１〜１０に説明されている。
【００１６】
図１は、半径方向及び接線方向で断面されたパッキンリングを備えた、従来公知のシール、
図２は、本発明によるパッキンリングの斜視図、
図３は、本発明によるパッキンリングを、異なる方向で見た分解図、
図４は、圧力補償手段を備えたパッキンリングの種々異なる方向で見た分解図、
図５は、この場合に発生する圧力分布、
図６は、選択的な圧力補償手段を備えたパッキンリング、
図７は、この場合に発生する圧力分布、
図８及び図９は、本発明によるパッキンリングの連続的な摩耗を示す概略図、
図１０は、本発明によるパッキンリングの別の実施態様を示す。
【００１７】
４分割されたリングとして構成された、複数部分より成るパッキンリング１１の有利な実施例が図２に示されている。本発明のパッキンリングを分かり易くするために、図３ａ及び図３ｂに、種々異なる分解図が示されている。以下に図２及び図３について説明する。
【００１８】
パッキンリング１１は、４つの部分つまり２つのリングセグメント１２と２つのシールセグメント１４とから成っている。これら２つのリングセグメント１２と２つのシールセグメント１４とは、１つのリングを形成していて、互いに気密に当接し合っている。リング及びシールセグメント１２，１４の外周面に、周方向溝１５が形成されており、この周方向溝１５に、セグメントを保持するための周方向ばねが配置されている。２つのリングセグメント１２若しくはシールセグメント１４は、それぞれ互いに向き合って配置されている。
【００１９】
リングセグメント１２は、半径方向で内方に湾曲された（一般的に円形の）周面１６を有しており、この周面１６は、パッキンリング１１の使用時に、シールしようとする構成部分（この場合、圧縮機のピストンロッド）に気密に当接する。リングセグメント１２にはさらに、リングセグメント１２の半径方向外側の領域に、軸方向に突き出すショルダ１８が設けられており、このショルダ１８は、半径方向内方で接線方向のシール面１９によって仕切られている。これによって、接線方向のシール面１９と周面１６との間で、端面に第１の半径方向のシール面１３が形成されている。周方向で見て、リングセグメント１２の両端部は、第１の半径方向の端面１７によって仕切られている。
【００２０】
シールセグメント１４は、同様に半径方向で内方に湾曲された（一般的に円形の）周面２１を有しており、この周面２１は、パッキンリング１１の使用時に、シールしようとする構成部分（この場合、圧縮機のピストンロッド）に当接する。シールセグメント１４は、周方向で見てその両端部が、第２の半径方向の端面２２と接線方向の端面２３とによって制限されている。さらに、シールセグメント１４に軸方向の突起２４が設けられており、この軸方向の突起２４は、半径方向内方で、シール面２１を軸方向で延長している。この軸方向の突起２４は、リングセグメント１２の軸方向のショルダ１８に向き合う側に配置されている。周方向で見て、突起２４はシールセグメント１４の一部だけに亘って延在していて、両タブが第３の半径方向の端面２５によって閉鎖されている。これによって周方向に１つの段部が形成される。またこれによって、第３の半径方向の端面２５とシールセグメント１４の両端部との間に、第２の半径方向のシール面２６が形成される。
【００２１】
組み立てた状態で、リングセグメント１２の接線方向のシール面１９に隣接するシールセグメント１４の接線方向の端面２３が気密に当接する。また、リングセグメント１２の第１の半径方向のシール面１３に、隣接するシールセグメント１４の第２の半径方向のシール面２６が気密に当接している。この場合、シールセグメント１４の第２の半径方向の端面２２は互いに向き合って配置されていて、摩耗ギャップ３０を形成する。これによって、２つのシールセグメント１４の内側の周面２１は、摩耗ギャップ３０に至るまでほぼ閉鎖されている。シールセグメント１４の軸方向の突起２４は、リングセグメント１２の両端部間に配置されている。この場合、互いに隣合った第１の半径方向の端面１７と第３の半径方向の端面２５とは、第１の半径方向の摩耗ギャプｐ３１を形成するために互いに間隔を保って向き合って配置されている。これによって、２つの摩耗ギャップ３０，３１は、パッキンリング１１の種々異なる端面側に配置されている。リングセグメント１２及びシールセグメント１４のこのような配置によって、複数の部分より成るパッキンリング１１は、半径方向でもまた軸方向でも、また内方の周面においても、シールしようとする構成部分例えばピストンロッドに対してシールする。
【００２２】
本発明によるパッキンリング１１は４分割されたリングに限定されるものではなく、４つ以上の部分、例えば６つ又は８つの部分より成っていてもよい。この場合、各リングセグメント１２及びシールセグメント１４の構成、並びに各セグメントの協働作用は、上記実施例のものと同じである。
【００２３】
本発明によるパッキンリング１１に、非常に簡単に圧力補償手段を実現することができる。その１例として図４に、４分割されたパッキンリング１１が示されている。この場合、シールエレメント１４の内側の周面２１に周方向溝４０が形成されており、この周方向溝４０は、図示の実施例では、周方向でシールセグメント１４の２つの第３の半径方向の端面２５間に延在していて、第２の摩耗ギャップ３１の領域内で、切欠４１を介して、シールセグメント１４の第２の半径方向のシール面２６に接続されている。それによって、摩耗ギャップ３１内に作用する圧力は周方向溝４０内でも作用する。この場合に生じる圧力分布について、以下に図５を用いて説明する。
【００２４】
複数部分より成るパッキンリング１１は、パッキン室３内、例えば軸方向で隣合って配置された２つの室隔壁１０間に配置されている。この場合、シールセグメント１４の軸方向の突起２４は、高い圧力Ｐ１を有する側に向いている。パッキンリング１１も、高い圧力Ｐ１によって、パッキン室３の低い圧力側の壁部に対して気密に押し付けられている。半径方向で外側の周面において、高い圧力Ｐ１がパッキンリング１に作用し、このパッキンリング１をピストンロッド５に気密に押し付ける。周方向溝４０を第１の摩耗ギャップ３１に、及びひいては高い圧力Ｐ１を有するスペースに接続することによって、周方向溝４０内に同様に高い圧力Ｐ１が作用する。周方向溝４０と低圧側との間の圧力は、低い圧力Ｐ２に低下される。これによって、パッキンリング１１とピストンロッド５との間の面圧は減少され、ひいては摩耗は減少される。このような構成において、周面２１に、第３の半径方向の端面２５と第２の半径方向の端面２２との間に周方向溝６４が設けられている。この周方向溝６４は、第２の摩耗ギャップ３１の領域内で、切欠６５を介してシールセグメント１４の第２の半径方向のシール面２６に接続されているので、周方向溝６４内に、摩耗ギャップ３１内の圧力が作用する。この場合、この周方向溝６４は、周方向で見て、シールセグメント１４の両端部に設けることができる。この場合、周方向溝６４の作用は、図４及び図５に基づいて説明したのと同じである。内側の周面２１における圧力分布に基づいて、パッキンリング１１は、このような圧力補償によって傾く傾向があり、ひいては不均一な摩耗が発生する傾向がある。このような傾きを避けるために、軸方向の突起２４の領域内でシールセグメント１４の内側の周面２１に高圧溝６０が設けられており、この高圧溝６０は、半径方向の切欠６１（簡単な孔）を介してパッキンリング１１の外側の周面に接続されており、それによって、外側の周面に作用する圧力は、高圧溝６０内にも生じる。選択的に、高圧溝６０は、半径方向の切欠６１の代わりに、第２の摩耗ギャップ３１の領域内で、別の軸方向の切欠を介して、シールセグメント１４の第２の半径方向のシール面２６に接続されていてもよい。高圧溝６０と軸方向の突起２４（軸方向の突起２４の本来の端面側）との間に、さらに低圧溝６２が設けられており、この低圧溝６２は、軸方向の切欠６３（図示の実施例では軸方向で高圧溝６０の隣に配置された第２の溝）を介して、パッキンリング１１の、軸方向の突起２４とは反対側の端面側に接続されており、それによって、低圧溝６２内には、軸方向の突起２４とは反対側の前記端面側に作用する圧力が形成される。高圧溝６０及び低圧溝６２の作用は、図７に示されている通りである。パッキンリング１１の外側の周面には、やはり高い圧力Ｐ１が作用し、従って切欠６１を介して高圧溝６０内にも高い圧力Ｐ１が作用する。高圧溝と、高い圧力Ｐ１を有する側との間に配置された低圧溝６２は、切欠６３を介して、低い圧力Ｐ２の側に接続されているので、低圧溝６２内には同様に低い圧力Ｐ２が形成される。これによって、内側の周面２１に作用する圧力は低圧溝６２の領域内で低下し、次いで再び高い圧力Ｐ１に上昇する。このような圧力分布は、圧力補償用の周方向溝６４によってシールセグメント１４の傾きに対抗するように作用する。
【００２５】
しかしながら、シールセグメント１４の内側の周面２１内の高圧溝６０及び低圧溝６２の配置は、圧力補償のための周方向溝４０，６４の配置とは無関係である。しかしながら高圧溝６０及び低圧溝６２は、周方向溝４０，６４無しでも設けることができる。
【００２６】
摩耗が進むと、図８に６分割されたパッキンリング１１を用いて矢印で示されているように、シールセグメント１４は、互いに接近する方向に移動する。この場合、破線によって、次第に大きくなる摩耗が示されている。このようなパッキンリング１１では、摩耗によってシールセグメント１４の両端部が次第に弱くなり、それによって剛性が失われる。４分割されたパッキンリングにおいては、シールセグメント１４は摩耗の際に同様に、図９に示されているように半径方向で互いに接近する方向に移動し、この場合、両端部の剛性は殆ど変化することがない。これによって、セグメント中央部つまり軸方向の突起２４の領域の摩耗が最大となる。しかしながらこの場合、全材料厚が提供されているので、摩耗は減少される。
【００２７】
パッキンリング１１の別の有利な実施態様によれば、軸方向の突起２４の端面側でパッキンリング１１の半径方向で外側の領域に、図１０に示された半径方向の段部７０が設けられている。他方ではこれによって、シールセグメント１４は、軸方向の突起２４の領域が、半径方向の段部によって曲がりやすく構成されている。このような半径方向の段部を構成することによって、セグメント１２，１４の所定の半径方向の曲げこわさを得ることによってシール作用を改善するためのその他の構造的な特徴が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ａは半径方向で断面したパッキンリングを備えた、従来公知のシールの部分図、ｂはパッキンリングの斜視図、ｃはａの一部の拡大図である。
【図２】本発明の１実施例によるパッキンリングの斜視図である。
【図３】ａ及びｂは、本発明によるパッキンリングの、異なる方向で見た分解図である。
【図４】ａ及びｂは、圧力補償手段を備えたパッキンリングの異なる方向で見た分解図である。
【図５】本発明によるパッキンリングにおいて発生する圧力分布を示す、部分断面図である。
【図６】選択的な圧力補償手段を備えたパッキンリングの斜視図である。
【図７】図６の実施例において発生する圧力分布を示す、部分断面図である。
【図８】本発明によるパッキンリングの連続的な摩耗を示す概略的な平面図である。
【図９】本発明によるパッキンリングの連続的な摩耗を示す概略的な平面図である。
【図１０】本発明の別の実施態様によるパッキンリングの斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ ピストン圧縮機、 ２ 圧力パッキン、 ３ パッキン室、 ４ シール、 ５ ピストンロッド、 ６，７ パッキンリング、 ９ ゴムばね（周方向ばね）、 １０ パッキングハウジング若しくは室隔壁、 １１ パッキンリング、 １２，１４ リングセグメント（シールセグメント）、 １３ 第１の半径方向のシール面、 １５ 周方向溝、 １６ 周面、 １７ 第１の半径方向の端面、 １８ 軸方向に突き出すショルダ、 １９ 接線方向のシール面、 ２１ 円形の周面、 ２２ 第２の半径方向の端面、 ２３ 接線方向の端面、 ２４ 軸方向の突起、 ２５ 第３の半径方向の端面、 ２６ 第２の半径方向のシール面、 ３０，３１ 摩耗ギャップ、 ４０ 周方向溝、 ４１ 切欠、 ６０ 高圧溝、 ６２ 低圧溝、 ６４ 周方向溝、 ７０ 段部、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のリングセグメントと複数のシールセグメントとを備えた、複数の部分より成るパッキンリングであって、前記複数のリングセグメントと複数のシールセグメントとが互いに気密に接しながら１つのリングを形成するように配置されていて、半径方向で内方に湾曲された周面を有しており、前記リングセグメントは周方向の両端部が、第１の半径方向の端面によって仕切られていて、前記リングセグメントの半径方向外側の領域に軸方向に突き出すショルダが設けられており、該ショルダが、接線方向のシール面によって仕切られている形式のもの関する。また本発明は、このような形式のパッキンリングを有する圧力パッキン及びシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特に二重作用を有する構造形式のピストン圧縮機は、シリンダ内のクランク側の圧縮室をシールする必要がある。この圧縮室内に、振動運動するピストンロッド５に沿って時間的に変化する（高い）シリンダ圧Ｐｚｙｌが形成されている。このようなシールは、典型的な形式で、クランク室内に形成される（低い）雰囲気圧Ｐｕに対抗して行う必要がある。このようなシール４内において使用されるシールエレメントは、パッキンリング６、７と称呼されていて、例えば図１の従来技術の構成において例として示されているように、一般的に複数のパッキンリング６，７より成っている、いわゆる圧力パッキン２内に配置されている。この場合、シールエレメントは、シール作用を損なうことなしに、ピストンロッド５の避けられない横方向運動に追従することができる。圧力パッキン２の耐用年数及び信頼性を高めるために、圧力パッキン２内に複数のこのようなパッキンリング６，７が直列接続されている。シール４内に、一般的に複数の圧力パッキンが相前後して並べられている。このような圧力パッキン２若しくはシール４は、従来術において、例えば英国特許第９２８７４９号明細書又は米国特許第１００８６５５号明細書により、種々異なる構成のものが公知である。
【０００３】
パッキンリング６，７は、十分なシール作用のために、つまり漏れを十分に小さくするために、一般的にシールしようとする所定の圧力差Ｐ１−Ｐ２を必要とする、自動作動式のシールである。パッキン室３内のガス圧は、パッキンリング６，７のシールしようとするギャップ内における高いレベルＰ１から次のパッキン室３内の低いレベルＰ２に低下する。このシールギャップは、パッキンリング６，７の効率を考慮した重要な働きを有している。何故ならば、ピストンロッド５とリング６，７との間の接触面の相対運動が、パッキンリング６，７の摩耗を引き起こすからである。このようなリングの摩耗に基づいて、一般的に、このようなリングとピストンロッドとの間のシールギャップにおける材料摩耗時に自動的な連続後調整を可能にする、分割されたリング形状が必要となる。この場合、業界基準は、半径方向及び接線方向で分割されたリング６，７である。このようなリング６，７は、図１ｂに概略的に示したように、発生した衝突ギャップを摩耗補償のために互いにシールするために、１対形式で圧力パッキンのパッキン室内に嵌め込まれる。このような半径方向／接線方向で分割された組み合わせリングは、クロスヘッドの方向でのみシールを行う、簡単に作用するシールであり、これに対してピストン圧縮機１のクランク側の再膨張段階中においては半径方向の分割部によって、パッキン内に高い圧力が閉じこめられないことが保証される。分割されたリング形状において、一般的に外周面に巻き付けられた公知形式のゴムばね（周方向ばね）９が使用される。このゴムばね９は、パッキンリング６，７を無圧状態でもピストンロッド５に押し付ける。
【０００４】
高い圧力においては特に、従来の装置では、ピストンロッド５とパッキンハウジング若しくは室隔壁１０との間に形成されたギャプ内で、パッキンリング６，７の膨張も発生する。このような押出を避けるために、低圧側のリングと室隔壁１０との間に、ピストンロッド５に面状に接触しない、付加的な金属性の支持リング８が使用される（米国特許第３３０５２４１号明細書参照）。
【０００５】
このような半径方向接線方向で分割されたパッキンリングの組み合わせにおいては、ほぼ接線方向に分割されたパッキンリングだけによってピストンロッドに向かってシールする必要があり、このパッキンリングのリングセグメントは、接線方向における分割部によって摩耗時に互いに接近する方向にずれて、それによってシール作用を維持できるようになっている。半径方向の分割されたパッキンリングは、主として、接線方向のパッキンリングの摩耗ギャプを軸方向及び半径方向でシールするためにのみ用いられる。半径方向のパッキンリングは、リングセグメントが周方向で互いに当接するまでしか摩耗（若しくは摩滅）しない。それによって、半径方向及び接線方向で分割されたパッキンリングは、それぞれ異なって摩耗（摩滅）することになる。半径方向及び接線方向で分割されたパッキンリングが互いに相対的に回動する（これによって、接線方向で分割されたパッキンリングの摩耗ギャップがもはや覆われることがなくなり、従ってシール作用が損なわれる）のを避けるために、リングの間に回動防止手段を設ける必要がある。このような回動防止手段は、一般的にピンとして構成されていて、このピンが、半径方向及び接線方向で分割されたパッキンリングに形成された、ピンに対応配置された切欠内に嵌め込まれている。半径方向及び接線方向で分割されたパッキンリングの種々異なる摩耗によって、このようなピンは、摩耗若しくは摩滅が進むにつれて、次第に大きくなるせん断応力にさらされることになる。これによって、ピン及びひいては回動防止手段が破壊され、さらにシールのシール作用が失われることになる。
【０００６】
従って、従来技術によれば、半径方向及び接線方向で分割されたパッキンリングより成るパッキンリングの組み合わせを設けるのではなく、１つだけのパッキンリングが使用されている。一方では、ピストンロッドに対する必要なシール作用が、必然的な摩耗時に失われることがなく、また軸方向でも半径方向でも十分なシールを確実に得ることができるようにするために、特別に分割されたパッキンリングが必要とされている。米国特許第２２０８９７６号明細書及び米国特許第４３５０３４９号明細書によれば、このようなパッキンリングが公知である。この公知のパッキンリングによれば、半径方向で分割された複数のリングセグメントを有する６分割されたパッキンリングが設けられていて、前記リングセグメントが、周方向ばねによって結束されている。リングセグメント間の周方向に、半径方向の摩耗ギャプが発生する。この半径方向の摩耗ギャップをシールするために、各リングセグメントに、軸方向に突き出すそれぞれ１つのショルダが設けられており、このショルダは接線方向のシール面によって制限されている。これによって、このショルダ間に軸方向の切欠が形成される。軸方向でも半径方向でも摩耗ギャップをシールするために、前記切欠内に複数のシールセグメントが挿入され、これらのシールセグメントは、接線方向の端面で接線方向のシール面に当接して、摩耗ギャプを覆っている。この場合、リングセグメントもシールセグメントも、ピストンロッドに対してシールするためにピストンロッドのほぼ全周面に亘って当接している。しかしながら、このようなパッキンリングの問題点は、リングセグメントとシールセグメントとが種々異なる摩耗にさらされている、という点にある。リングセグメントは、その外径が高圧側の高いガス圧で負荷され、その内径がシールセグメントによって低減された、低いガス圧が作用するようになっている。これによって、半径方向／接線方向で分割されたリング対と同様に、リングセグメントは、シールセグメントよりも早期に摩滅し、ひいては完全に提供されたリング材料が比較的最適とはいえない程度に摩滅されることになる。このような不均一な摩耗率はさらに、短時間後に十分なシール作用が得られなくなるまで、及び漏れがパッキンリングによって容認できない程度に大きくなるまで、接線方向のシール面間の面圧が常に減少されるように作用する。
【特許文献１】英国特許第９２８７４９号明細書
【特許文献２】米国特許第１００８６５５号明細書
【特許文献３】米国特許第３３０５２４１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明の課題は、前記のようなパッキンリングの欠点を取り除いて、特にパッキンリングの摩耗及びパッキンリングによる漏れを減少し、このようなパッキンリングの耐用年数を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決した本発明によれば、前記シールセグメントに軸方向の突起が設けられており、該突起によって、前記シールセグメントの半径方向内方に位置する湾曲された周面が広げられており、前記軸方向の突起が、周方向で見て前記リングセグメントの両端部間に配置され、かつ第１の摩耗ギャップを形成するために前記リングセグメントの両端部から間隔を保って配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の構成によれば、シールセグメントは、軸方向で、摩耗のためにより多くの材料を提供することができる。面圧が同じであれば（外側の周面に作用する圧力による）、それによってシールセグメントの摩耗が効果的に低減される。このような構成において、リングセグメントは小さい領域だけが、シールしようとする構成部分に当接し、従って主にシールセグメント間の摩耗ギャップをシールするためだけに用いられる。
【００１０】
有利な形式で、シールセグメントは、その周方向で見た両端部にそれぞれ１つの接線方向の端面と、第２の半径方向の端面とが設けられており、この場合、前記接線方向の端面が、隣接し合うリングセグメントの接線方向のシール面に当接していて、前記第２の半径方向の端面が、第２の摩耗ギャップを形成するために互いに向き合って間隔を保って配置されている。このような配置によれば、シールセグメントは、発生した摩耗ギャップまで、全周面がシールしようとする構成部分に当接し、それによってシールセグメントは主に、シールしようとする構成部分に対するシールを行う。
【００１１】
特に有利には、複数の部分より成るパッキンリングが、２つのリングセグメントと２つのシールセグメントとを有する４つの部分より構成されており、前記リングセグメントとシールセグメントとがそれぞれ互いに向き合って配置されていて、シールエレメントの半径方向内方に位置する周面が、第２の摩耗ギャップまで閉じた周面を形成している。このような左右対称の、２分割された断面構造は、次のような摩耗を形成する。つまり、２つのシールセグメントが半径方向で内方に移動し、それによってセグメント中央部、つまり最大の材料厚さの領域において最大の摩耗が発生し、これに対して、周方向で見てシールセグメント両端部における摩耗は、シールセグメントの剛性に基づいて小さい。これによって、さらにこれによって、接線方向のシール面間のシールは、摩耗が大きくなっても悪くはならない。何故ならば、互いに当接し合う接線方向のシール面が耐用年数全体に亘って、一平面に位置し、それによって接線方向のシール面は常に互いに一様に接し合うからである。他方では、シールセグメントは、周方向で見てそのセグメント両端部において、その（ほぼ）一様な剛性に基づいて強く摩耗することがないので、シールセグメントのわずかな摩耗と相俟って、接線方向のシール面の開放を阻止する。
【００１２】
シールセグメントがシールしようとする構成部分に押し付けられる、摩耗の原因となる押圧力を減少し、及びひいては摩耗を減少するために、シールセグメントの半径方向内方に位置する周面において圧力補償するために、有利には周方向溝が設けられている。この周方向溝は、第２の摩耗ギャップの領域に設けられた切欠を介してシールセグメントの第２の半径方向のシール面に接続されている。
【００１３】
シールセグメントの傾き傾向を減少させるために、シールセグメントの半径方向内方に位置する前記周面に、有利には１つの高圧溝が設けられており、該高圧溝が切欠を介してパッキンリングの外側の周面に接続されているか、又は第２の摩耗ギャップの領域の切欠を介してシールセグメントの第２の半径方向のシール面に接続されていて、高圧溝と軸方向の突起との間に低圧溝が設けられており、該低圧溝が、切欠を介して、パッキンリングの、軸方向の突起とは反対側の端面側に接続されている。
【００１４】
リングセグメント及びシールセグメントの、軸方向の突起を備えた端面側で半径方向外側の領域内に、半径方向の段部が設けられていれば、リングセグメント及びシールセグメントの所定の半径方向の曲げこわさを得ることによって、セグメントが、シールしようとする構成部分にも、また接線方向のシール面にも十分な面圧で当接するようにするために、その他の構造的な特徴を提供することができる。このような半径方向の段部によって、周方向に存在するリングセグメントの両端部は、完全にリングセグメントに接続されておらず、それによって、リングセグメントは、シールセグメントの切断部を良好にシールすることができる。また他方ではこれによって、シールセグメントの両端部が同様にフレキシブルになり、これによって、パッキンリングはシール状況に応じて、場合によっては生じる形状変形に対して柔軟に対応することができる。これによって、シールセグメントをセグメント中央で支持することに不都合な影響が及ぼされることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明が、限定されていない概略的な有利な実施例を用いて、図１〜１０に説明されている。
【００１６】
図１は、半径方向及び接線方向で断面されたパッキンリングを備えた、従来公知のシール、
図２は、本発明によるパッキンリングの斜視図、
図３は、本発明によるパッキンリングを、異なる方向で見た分解図、
図４は、圧力補償手段を備えたパッキンリングの種々異なる方向で見た分解図、
図５は、この場合に発生する圧力分布、
図６は、選択的な圧力補償手段を備えたパッキンリング、
図７は、この場合に発生する圧力分布、
図８及び図９は、本発明によるパッキンリングの連続的な摩耗を示す概略図、
図１０は、本発明によるパッキンリングの別の実施態様を示す。
【００１７】
４分割されたリングとして構成された、複数部分より成るパッキンリング１１の有利な実施例が図２に示されている。本発明のパッキンリングを分かり易くするために、図３ａ及び図３ｂに、種々異なる分解図が示されている。以下に図２及び図３について説明する。
【００１８】
パッキンリング１１は、４つの部分つまり２つのリングセグメント１２と２つのシールセグメント１４とから成っている。これら２つのリングセグメント１２と２つのシールセグメント１４とは、１つのリングを形成していて、互いに気密に当接し合っている。リング及びシールセグメント１２，１４の外周面に、周方向溝１５が形成されており、この周方向溝１５に、セグメントを保持するための周方向ばねが配置されている。２つのリングセグメント１２若しくはシールセグメント１４は、それぞれ互いに向き合って配置されている。
【００１９】
リングセグメント１２は、半径方向で内方に湾曲された（一般的に円形の）周面１６を有しており、この周面１６は、パッキンリング１１の使用時に、シールしようとする構成部分（この場合、圧縮機のピストンロッド）に気密に当接する。リングセグメント１２にはさらに、リングセグメント１２の半径方向外側の領域に、軸方向に突き出すショルダ１８が設けられており、このショルダ１８は、半径方向内方で接線方向のシール面１９によって仕切られている。これによって、接線方向のシール面１９と周面１６との間で、端面に第１の半径方向のシール面１３が形成されている。周方向で見て、リングセグメント１２の両端部は、第１の半径方向の端面１７によって仕切られている。
【００２０】
シールセグメント１４は、同様に半径方向で内方に湾曲された（一般的に円形の）周面２１を有しており、この周面２１は、パッキンリング１１の使用時に、シールしようとする構成部分（この場合、圧縮機のピストンロッド）に当接する。シールセグメント１４は、周方向で見てその両端部が、第２の半径方向の端面２２と接線方向の端面２３とによって制限されている。さらに、シールセグメント１４に軸方向の突起２４が設けられており、この軸方向の突起２４は、半径方向内方で、シール面２１を軸方向で延長している。この軸方向の突起２４は、リングセグメント１２の軸方向のショルダ１８に向き合う側に配置されている。周方向で見て、突起２４はシールセグメント１４の一部だけに亘って延在していて、両タブが第３の半径方向の端面２５によって閉鎖されている。これによって周方向に１つの段部が形成される。またこれによって、第３の半径方向の端面２５とシールセグメント１４の両端部との間に、第２の半径方向のシール面２６が形成される。
【００２１】
組み立てた状態で、リングセグメント１２の接線方向のシール面１９に隣接するシールセグメント１４の接線方向の端面２３が気密に当接する。また、リングセグメント１２の第１の半径方向のシール面１３に、隣接するシールセグメント１４の第２の半径方向のシール面２６が気密に当接している。この場合、シールセグメント１４の第２の半径方向の端面２２は互いに向き合って配置されていて、摩耗ギャップ３０を形成する。これによって、２つのシールセグメント１４の内側の周面２１は、摩耗ギャップ３０に至るまでほぼ閉鎖されている。シールセグメント１４の軸方向の突起２４は、リングセグメント１２の両端部間に配置されている。この場合、互いに隣合った第１の半径方向の端面１７と第３の半径方向の端面２５とは、第１の半径方向の摩耗ギャプｐ３１を形成するために互いに間隔を保って向き合って配置されている。これによって、２つの摩耗ギャップ３０，３１は、パッキンリング１１の種々異なる端面側に配置されている。リングセグメント１２及びシールセグメント１４のこのような配置によって、複数の部分より成るパッキンリング１１は、半径方向でもまた軸方向でも、また内方の周面においても、シールしようとする構成部分例えばピストンロッドに対してシールする。
【００２２】
本発明によるパッキンリング１１は４分割されたリングに限定されるものではなく、４つ以上の部分、例えば６つ又は８つの部分より成っていてもよい。この場合、各リングセグメント１２及びシールセグメント１４の構成、並びに各セグメントの協働作用は、上記実施例のものと同じである。
【００２３】
本発明によるパッキンリング１１に、非常に簡単に圧力補償手段を実現することができる。その１例として図４に、４分割されたパッキンリング１１が示されている。この場合、シールエレメント１４の内側の周面２１に周方向溝４０が形成されており、この周方向溝４０は、図示の実施例では、周方向でシールセグメント１４の２つの第３の半径方向の端面２５間に延在していて、第２の摩耗ギャップ３１の領域内で、切欠４１を介して、シールセグメント１４の第２の半径方向のシール面２６に接続されている。それによって、摩耗ギャップ３１内に作用する圧力は周方向溝４０内でも作用する。この場合に生じる圧力分布について、以下に図５を用いて説明する。
【００２４】
複数部分より成るパッキンリング１１は、パッキン室３内、例えば軸方向で隣合って配置された２つの室隔壁１０間に配置されている。この場合、シールセグメント１４の軸方向の突起２４は、高い圧力Ｐ１を有する側に向いている。パッキンリング１１も、高い圧力Ｐ１によって、パッキン室３の低い圧力側の壁部に対して気密に押し付けられている。半径方向で外側の周面において、高い圧力Ｐ１がパッキンリング１に作用し、このパッキンリング１をピストンロッド５に気密に押し付ける。周方向溝４０を第１の摩耗ギャップ３１に、及びひいては高い圧力Ｐ１を有するスペースに接続することによって、周方向溝４０内に同様に高い圧力Ｐ１が作用する。周方向溝４０と低圧側との間の圧力は、低い圧力Ｐ２に低下される。これによって、パッキンリング１１とピストンロッド５との間の面圧は減少され、ひいては摩耗は減少される。このような構成において、周面２１に、第３の半径方向の端面２５と第２の半径方向の端面２２との間に周方向溝６４が設けられている。この周方向溝６４は、第２の摩耗ギャップ３１の領域内で、切欠６５を介してシールセグメント１４の第２の半径方向のシール面２６に接続されているので、周方向溝６４内に、摩耗ギャップ３１内の圧力が作用する。この場合、この周方向溝６４は、周方向で見て、シールセグメント１４の両端部に設けることができる。この場合、周方向溝６４の作用は、図４及び図５に基づいて説明したのと同じである。内側の周面２１における圧力分布に基づいて、パッキンリング１１は、このような圧力補償によって傾く傾向があり、ひいては不均一な摩耗が発生する傾向がある。このような傾きを避けるために、軸方向の突起２４の領域内でシールセグメント１４の内側の周面２１に高圧溝６０が設けられており、この高圧溝６０は、半径方向の切欠６１（簡単な孔）を介してパッキンリング１１の外側の周面に接続されており、それによって、外側の周面に作用する圧力は、高圧溝６０内にも生じる。選択的に、高圧溝６０は、半径方向の切欠６１の代わりに、第２の摩耗ギャップ３１の領域内で、別の軸方向の切欠を介して、シールセグメント１４の第２の半径方向のシール面２６に接続されていてもよい。高圧溝６０と軸方向の突起２４（軸方向の突起２４の本来の端面側）との間に、さらに低圧溝６２が設けられており、この低圧溝６２は、軸方向の切欠６３（図示の実施例では軸方向で高圧溝６０の隣に配置された第２の溝）を介して、パッキンリング１１の、軸方向の突起２４とは反対側の端面側に接続されており、それによって、低圧溝６２内には、軸方向の突起２４とは反対側の前記端面側に作用する圧力が形成される。高圧溝６０及び低圧溝６２の作用は、図７に示されている通りである。パッキンリング１１の外側の周面には、やはり高い圧力Ｐ１が作用し、従って切欠６１を介して高圧溝６０内にも高い圧力Ｐ１が作用する。高圧溝と、高い圧力Ｐ１を有する側との間に配置された低圧溝６２は、切欠６３を介して、低い圧力Ｐ２の側に接続されているので、低圧溝６２内には同様に低い圧力Ｐ２が形成される。これによって、内側の周面２１に作用する圧力は低圧溝６２の領域内で低下し、次いで再び高い圧力Ｐ１に上昇する。このような圧力分布は、圧力補償用の周方向溝６４によってシールセグメント１４の傾きに対抗するように作用する。
【００２５】
しかしながら、シールセグメント１４の内側の周面２１内の高圧溝６０及び低圧溝６２の配置は、圧力補償のための周方向溝４０，６４の配置とは無関係である。しかしながら高圧溝６０及び低圧溝６２は、周方向溝４０，６４無しでも設けることができる。
【００２６】
摩耗が進むと、図８に６分割されたパッキンリング１１を用いて矢印で示されているように、シールセグメント１４は、互いに接近する方向に移動する。この場合、破線によって、次第に大きくなる摩耗が示されている。このようなパッキンリング１１では、摩耗によってシールセグメント１４の両端部が次第に弱くなり、それによって剛性が失われる。４分割されたパッキンリングにおいては、シールセグメント１４は摩耗の際に同様に、図９に示されているように半径方向で互いに接近する方向に移動し、この場合、両端部の剛性は殆ど変化することがない。これによって、セグメント中央部つまり軸方向の突起２４の領域の摩耗が最大となる。しかしながらこの場合、全材料厚が提供されているので、摩耗は減少される。
【００２７】
パッキンリング１１の別の有利な実施態様によれば、軸方向の突起２４の端面側でパッキンリング１１の半径方向で外側の領域に、図１０に示された半径方向の段部７０が設けられている。他方ではこれによって、シールセグメント１４は、軸方向の突起２４の領域が、半径方向の段部によって曲がりやすく構成されている。このような半径方向の段部を構成することによって、セグメント１２，１４の所定の半径方向の曲げこわさを得ることによってシール作用を改善するためのその他の構造的な特徴が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ａは半径方向で断面したパッキンリングを備えた、従来公知のシールの部分図、ｂはパッキンリングの斜視図、ｃはａの一部の拡大図である。
【図２】本発明の１実施例によるパッキンリングの斜視図である。
【図３】ａ及びｂは、本発明によるパッキンリングの、異なる方向で見た分解図である。
【図４】ａ及びｂは、圧力補償手段を備えたパッキンリングの異なる方向で見た分解図である。
【図５】本発明によるパッキンリングにおいて発生する圧力分布を示す、部分断面図である。
【図６】選択的な圧力補償手段を備えたパッキンリングの斜視図である。
【図７】図６の実施例において発生する圧力分布を示す、部分断面図である。
【図８】本発明によるパッキンリングの連続的な摩耗を示す概略的な平面図である。
【図９】本発明によるパッキンリングの連続的な摩耗を示す概略的な平面図である。
【図１０】本発明の別の実施態様によるパッキンリングの斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ ピストン圧縮機、 ２ 圧力パッキン、 ３ パッキン室、 ４ シール、 ５ ピストンロッド、 ６，７ パッキンリング、 ９ ゴムばね（周方向ばね）、 １０ パッキングハウジング若しくは室隔壁、 １１ パッキンリング、 １２，１４ リングセグメント（シールセグメント）、 １３ 第１の半径方向のシール面、 １５ 周方向溝、 １６ 周面、 １７ 第１の半径方向の端面、 １８ 軸方向に突き出すショルダ、 １９ 接線方向のシール面、 ２１ 円形の周面、 ２２ 第２の半径方向の端面、 ２３ 接線方向の端面、 ２４ 軸方向の突起、 ２５ 第３の半径方向の端面、 ２６ 第２の半径方向のシール面、 ３０，３１ 摩耗ギャップ、 ４０ 周方向溝、 ４１ 切欠、 ６０ 高圧溝、 ６２ 低圧溝、 ６４ 周方向溝、 ７０ 段部、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリングセグメント（１２）と複数のシールセグメント（１４）とを備えた、複数の部分より成るパッキンリングであって、前記複数のリングセグメントと複数のシールセグメントとが互いに気密に接しながら１つのリングを形成するように配置されていて、半径方向で内方に湾曲された周面（２１）を有しており、前記リングセグメント（１２）は周方向の両端部が、それぞれ第１の半径方向の端面（１７）によって仕切られていて、前記リングセグメント（１２）の半径方向外側の領域に軸方向に突き出すショルダ（１８）が設けられており、該ショルダ（１８）が、接線方向のシール面（１９）によって仕切られている形式のものにおいて、
前記シールセグメント（１４）に軸方向の突起（２４）が設けられており、該突起（２４）によって、前記シールセグメント（１４）の半径方向内方に位置する湾曲された周面（２１）が広げられており、前記軸方向の突起（２４）が、周方向で見て前記リングセグメント（１２）の両端部間に配置され、かつ第１の摩耗ギャップ（３１）を形成するために前記リングセグメント（１２）の両端部から間隔を保って配置されていることを特徴とする、複数の部分より成るパッキンリング。
【請求項２】
前記シールセグメント（１４）の、周方向で見て両端部にそれぞれ１つの接線方向の端面（２３）と第２の半径方向の端面（２２）とが設けられており、前記接線方向の端面（２３）が、隣接し合うリングセグメント（１２）の接線方向のシール面（１９）に当接していて、前記第２の半径方向の端面（２２）が、第２の摩耗ギャップ（３０）を形成するために互いに向き合って間隔を保って配置されている、請求項１記載の複数の部分より成るパッキンリング。
【請求項３】
軸方向の突起（２４）が周方向で第３の半径方向の端面（２５）によって仕切られていて、隣接し合うリングセグメント（１２）及びシールセグメント（１４）の第１の半径方向の端面（１７）と第３の半径方向の端面（２５）とが、第１の摩耗ギャップ（３１）を形成するために互いに向き合い、かつ互いに間隔を保って配置されている、請求項１又は２記載の複数の部分より成るパッキンリング。
【請求項４】
複数の部分より成るパッキンリング（１１）が、２つのリングセグメント（１２）と２つのシールセグメント（１４）とを有する４つの部分より構成されており、前記リングセグメント（１２）とシールセグメント（１４）とがそれぞれ互いに向き合って配置されていて、シールエレメント（１４）の半径方向内方に位置する周面（２１）が、第２の摩耗ギャップ（３０）まで閉じた周面を形成している、請求項１から３までのいずれか１項記載の複数の部分より成るパッキンリング。
【請求項５】
前記シールセグメント（１４）の、半径方向内方に位置する前記周面（２１）に周方向溝（４０，６４）が設けられており、これらの周方向溝（４０，６４）が、前記第１の摩耗ギャップ（３１）の領域の切欠（４１，６５）を介して、前記シールセグメント（１４）の第２の半径方向のシール面（２６）に接続されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の複数の部分より成るパッキンリング。
【請求項６】
前記シールセグメント（１４）の半径方向内方に位置する前記周面（２１）に高圧溝（６０）が設けられており、該高圧溝（６０）が切欠（６１）を介してパッキンリング（１１）の外側の周面に接続されているか、又は第２の摩耗ギャップ（３０）の領域の切欠を介してシールセグメント（１４）の第２の半径方向のシール面（２６）に接続されていて、高圧溝（６０）と軸方向の突起（２４）との間に低圧溝（６２）が設けられており、該低圧溝（６２）が、切欠（６３）を介して、パッキンリング（１１）の、軸方向の突起（２４）とは反対側の端面側に接続されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の複数の部分より成るパッキンリング。
【請求項７】
前記リングセグメント（１２）及びシールセグメント（１４）の、軸方向の突起（２４）を備えた端面側で半径方向外側の領域内に、半径方向の段部（７０）が設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載のパッキンリング。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載の、複数の部分を有するパッキンリングより成るシールパッキンにおいて、前記パッキンリングがパッキン室（３）内に配置されていて、前記シールセグメント（１４）の軸方向の突起（２４）が、高い圧力（Ｐ１）を有する側に向けられていることを特徴とする、圧力パッキン。
【請求項９】
それぞれ請求項１から７までのいずれか１項記載の複数の部分を有するパッキンリング（１１）より成る、軸方向で並んで配置された複数の圧力パッキン（２）を有する、圧縮機のピストンロッド（５）と圧縮機ハウジングとの間のシールにおいて、前記パッキンリングがパッキン室（３）内に配置されていて、前記シールセグメント（１４）の軸方向の突起（２４）が、高い圧力（Ｐ１）を有する側に向けられていることを特徴とする、シール。
【請求項１】
複数のリングセグメント（１２）と複数のシールセグメント（１４）とを備えた、複数の部分より成るパッキンリングであって、前記複数のリングセグメントと複数のシールセグメントとが互いに気密に接しながら１つのリングを形成するように配置されていて、半径方向で内方に湾曲された周面（２１）を有しており、前記リングセグメント（１２）は周方向の両端部が、それぞれ第１の半径方向の端面（１７）によって仕切られていて、前記リングセグメント（１２）の半径方向外側の領域に軸方向に突き出すショルダ（１８）が設けられており、該ショルダ（１８）が、接線方向のシール面（１９）によって仕切られている形式のものにおいて、
前記シールセグメント（１４）に軸方向の突起（２４）が設けられており、該突起（２４）によって、前記シールセグメント（１４）の半径方向内方に位置する湾曲された周面（２１）が広げられており、前記軸方向の突起（２４）が、周方向で見て前記リングセグメント（１２）の両端部間に配置され、かつ第１の摩耗ギャップ（３１）を形成するために前記リングセグメント（１２）の両端部から間隔を保って配置されていることを特徴とする、複数の部分より成るパッキンリング。
【請求項２】
前記シールセグメント（１４）の、周方向で見て両端部にそれぞれ１つの接線方向の端面（２３）と第２の半径方向の端面（２２）とが設けられており、前記接線方向の端面（２３）が、隣接し合うリングセグメント（１２）の接線方向のシール面（１９）に当接していて、前記第２の半径方向の端面（２２）が、第２の摩耗ギャップ（３０）を形成するために互いに向き合って間隔を保って配置されている、請求項１記載の複数の部分より成るパッキンリング。
【請求項３】
軸方向の突起（２４）が周方向で第３の半径方向の端面（２５）によって仕切られていて、隣接し合うリングセグメント（１２）及びシールセグメント（１４）の第１の半径方向の端面（１７）と第３の半径方向の端面（２５）とが、第１の摩耗ギャップ（３１）を形成するために互いに向き合い、かつ互いに間隔を保って配置されている、請求項１又は２記載の複数の部分より成るパッキンリング。
【請求項４】
複数の部分より成るパッキンリング（１１）が、２つのリングセグメント（１２）と２つのシールセグメント（１４）とを有する４つの部分より構成されており、前記リングセグメント（１２）とシールセグメント（１４）とがそれぞれ互いに向き合って配置されていて、シールエレメント（１４）の半径方向内方に位置する周面（２１）が、第２の摩耗ギャップ（３０）まで閉じた周面を形成している、請求項１から３までのいずれか１項記載の複数の部分より成るパッキンリング。
【請求項５】
前記シールセグメント（１４）の、半径方向内方に位置する前記周面（２１）に周方向溝（４０，６４）が設けられており、これらの周方向溝（４０，６４）が、前記第１の摩耗ギャップ（３１）の領域の切欠（４１，６５）を介して、前記シールセグメント（１４）の第２の半径方向のシール面（２６）に接続されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の複数の部分より成るパッキンリング。
【請求項６】
前記シールセグメント（１４）の半径方向内方に位置する前記周面（２１）に高圧溝（６０）が設けられており、該高圧溝（６０）が切欠（６１）を介してパッキンリング（１１）の外側の周面に接続されているか、又は第２の摩耗ギャップ（３０）の領域の切欠を介してシールセグメント（１４）の第２の半径方向のシール面（２６）に接続されていて、高圧溝（６０）と軸方向の突起（２４）との間に低圧溝（６２）が設けられており、該低圧溝（６２）が、切欠（６３）を介して、パッキンリング（１１）の、軸方向の突起（２４）とは反対側の端面側に接続されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の複数の部分より成るパッキンリング。
【請求項７】
前記リングセグメント（１２）及びシールセグメント（１４）の、軸方向の突起（２４）を備えた端面側で半径方向外側の領域内に、半径方向の段部（７０）が設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載のパッキンリング。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載の、複数の部分を有するパッキンリングより成るシールパッキンにおいて、前記パッキンリングがパッキン室（３）内に配置されていて、前記シールセグメント（１４）の軸方向の突起（２４）が、高い圧力（Ｐ１）を有する側に向けられていることを特徴とする、圧力パッキン。
【請求項９】
それぞれ請求項１から７までのいずれか１項記載の複数の部分を有するパッキンリング（１１）より成る、軸方向で並んで配置された複数の圧力パッキン（２）を有する、圧縮機のピストンロッド（５）と圧縮機ハウジングとの間のシールにおいて、前記パッキンリングがパッキン室（３）内に配置されていて、前記シールセグメント（１４）の軸方向の突起（２４）が、高い圧力（Ｐ１）を有する側に向けられていることを特徴とする、シール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１０９０１６（Ｐ２００９−１０９０１６Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７９９３８（Ｐ２００８−２７９９３８）
【出願日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【出願人】（３０４０３３１７７）ヘルビガー コンプレッソーアテヒニーク ホールディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (10)
【氏名又は名称原語表記】Ｈｏｅｒｂｉｇｅｒ Ｋｏｍｐｒｅｓｓｏｒｔｅｃｈｎｉｋ Ｈｏｌｄｉｎｇ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｄｏｎａｕ−Ｃｉｔｙ−Ｓｔｒａｓｓｅ １， Ａ−１２２０ Ｗｉｅｎ， Ａｕｓｔｒｉａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【出願人】（３０４０３３１７７）ヘルビガー コンプレッソーアテヒニーク ホールディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (10)
【氏名又は名称原語表記】Ｈｏｅｒｂｉｇｅｒ Ｋｏｍｐｒｅｓｓｏｒｔｅｃｈｎｉｋ Ｈｏｌｄｉｎｇ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｄｏｎａｕ−Ｃｉｔｙ−Ｓｔｒａｓｓｅ １， Ａ−１２２０ Ｗｉｅｎ， Ａｕｓｔｒｉａ
【Ｆターム（参考）】
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