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ドライガスシールは、非接触式でドライ運転を行うメカニカルフェースシールであり、嵌合（回転）リングと一次（固定）リングで構成されています。作動時には、回転リングのリフティングジオメトリによって流体力学的揚力が発生し、固定リングが分離して2つのリング間に隙間が生じます。ドライガスシールはメカニカルシールの一種ですが、プロセスを汚染しないように、他の化学物質や機能を使用しています。これらのシールは、石油探査、採掘、精製、石油化学産業、ガス輸送、化学処理などの過酷な作業環境で一般的に使用されています。
シール面の片側に機械加工されたリフトプロファイルにより、ガスはシール面の極めて平坦な部分に向かって内側に流れます。シール面を流れるガスは、シール面間にわずかな隙間を維持する圧力を発生させ、流体膜の剛性を最適化し、シール面との接触に対する最大限の保護を提供します。シールの流体膜の剛性は、隙間と圧力を調整して安定性を維持することで、運転状況の変化に対応します。
ドライガスシールは、ガス漏れを防ぎながら摩擦とエネルギー損失を低減できるため、コンプレッサーやターボ機械に広く使用されています。これらのシールは液体潤滑を不要にし、過酷な産業環境においてもよりクリーンで信頼性の高い運転を実現します。QMsealsのような企業は、こうした先進的なシステムを支える互換性のあるシール技術を提供しています。
シール上の溝または機械加工された傾斜面は、ガスを溝のない部分に向かって内側に導きます。シールを横切って流れるガスの作用により、わずかな隙間を維持する圧力が発生し、それによって流体膜の剛性が最適化され、面接触に対する保護が提供されます。[ 1 ]
これらのシールは汚染を防ぎ、潤滑油を使用しないため、過去 20 年間で遠心圧縮機での使用が大幅に増加しました。非接触ドライガスシールは、パイプライン、オフショア用途、石油精製所、石油化学プラント、ガス処理プラントの圧縮機でよく使用されます。 [ 1 ]
ドライガスシールには、用途に応じて様々な構成があります。
すべての設計において、制御・精製システムから供給される「ドライ」ガスによるバッファリングが用いられます。すべてのドライガスシールは、プロセス側とベアリング潤滑側の両方において、シールに追加の保護が必要です。
コンプレッサー用ドライガスシールの最初の特許は、1951年にKaydon Ring & Seal社（当時はKoppers Corporationとして知られていた）によって取得されました。ドライガスシール設計の実用化は1952年に完了しました。当初の特許は、Kaydon社の「テーパードランプ」リフト形状、すなわち一定直径／可変深さの動的リフト設計に関するものでした。1951年に遠心式コンプレッサー用に製造された最初のドライガスシール以来、Kaydon Ring & Seal社はドライガスシールを、今日入手可能な最も信頼性が高くメンテナンスフリーのシールソリューションの1つへと発展させる上で重要な役割を果たしてきました。
ジョン・クレーン社は1968年にドライガスシールの特許を取得し、1975年から実用化されましたが、現在ではシールメーカーの間で広く利用されています。この技術は、摩擦を排除することでドライガス膜環境の問題を解決することを目的としています。すぐに、この技術は他の潤滑シールの一般的な代替品となりました。ドライガスシールの特許取得済みのスパイラル溝（一定深さ／可変直径）技術により、運転中にシール面を簡単に持ち上げて分離できます。また、ドライガスシールのリフト形状は、リフト形状の具体的な設計に応じて、一方向または双方向にすることができます。