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Gas flow visualization in dry gas seal and comparison of characteristics by groove shape

Research Project

Project/Area Number 16K06050
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Design engineering/Machine functional elements/Tribology
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

Ochiai Masayuki  東海大学, 工学部, 教授 (40407995)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsトライボロジー / ドライガスシール / 可視化 / 最適設計 / 振動 / PIV / 自己組織化アルゴリズム / 両回転シール / 表面テクッスチャリング / セルオートマトン / ミスアライメント
Outline of Final Research Achievements

In this research, we researched for the purpose of elucidation of mechanism by visualization of dry gas seal and improvement of characteristics by optimization of groove shape. The mechanism was considered from the result of the newly established visualization experiment and the result of leakage measurement. On the other hand, the optimum design of the seal groove shape was performed by applying the cellular automaton method which is newly known as a self-organization algorithm. Finally, new groove shapes are proposed and verified experimentally by making use of the knowledge obtained from these series of studies.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題は,ターボ機械に使用されるドライガスシールの気体膜流れの可視化と溝形状の最適化に挑戦するものである.本研究の学術的な意義としては,難易度の高いドライガスシールの気体膜流れの可視化(加振条件下も含めて)に取組んでいる点,世の中に提案されている多種の溝形状に対して,最適な形状を提示する点にあると考える.ドライガスシールを利用するターボ機械に関わる産業は多く.社会的意義は高いと考える.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Visualization experiment of gas flow in dry gas seals2016

    • Author(s)
      Daisuke SUZUKI, Shogo KODAMA, Masayuki OCHIAI, Yuta SUNAMI and Hiromu HASHIMOTO
    • Journal Title

      Journal of Advanced Science

      Volume: 28 Issue: 0 Pages: n/a

    • DOI

      10.2978/jsas.11005

    • NAID

      130005519586

    • ISSN
      0915-5651, 1881-3917
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Optimization of Surface Texturing Using Cellular Automaton -Application to Dry Gas Seal-2018

    • Author(s)
      Masayuki Ochiai
    • Organizer
      2018 STLE Tribology Frontiers Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] セルオートマトンを用いた表面テクスチャリング―最適化法の検討とドライガスシールへの適用―2018

    • Author(s)
      落合成行, 明戸洋介, 橋本巨
    • Organizer
      日本機械学会 第18回機素潤滑設計部門講演会(MDT2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 周期的加振条件下におけるドライガスシールの流れの可視化2018

    • Author(s)
      落合成行, 生井達也, 橋本巨
    • Organizer
      トライボロジー会議2018 秋 伊勢
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 内周リング溝を施したドライガスシールの漏れ量測定とシール面の可視化2018

    • Author(s)
      大家雄太, 落合成行, 橋本巨
    • Organizer
      日本機械学会 関東学生会第58回学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 加振状態のドライガスシールにおける気体膜の可視化2018

    • Author(s)
      生井達也, 落合成行, 橋本巨
    • Organizer
      日本機械学会関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 潤滑膜外部の流れを考慮したドライガスシールのCFD解析2017

    • Author(s)
      鈴木太理,落合成行,砂見雄太,橋本巨
    • Organizer
      日本機会学会 関東支部第23期総会・講演会
    • Place of Presentation
      東京理科大学 葛飾キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Visualization Experiment of Dry Gas Seals under Conditions of Bi-directional Rotation2017

    • Author(s)
      Yosuke Aketo, Masayuki Ochiai, Hiromu Hashimoto
    • Organizer
      The 6th World Tribology Congress 2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Visualization Experiment on Dry Gas Seals using PIV2017

    • Author(s)
      Yosuke Aketo, Masayuki Ochiai, Yuta Sunami, Hiromu Hashimoto
    • Organizer
      Micro/Nano Technology Center International Symposium 2017 (mntcis2017)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ドライガスシールにおける潤滑膜および溝外周部のCFD解析2016

    • Author(s)
      鈴木太理,明戸洋介,落合成行,橋本巨
    • Organizer
      トライボロジー会議2016秋 新潟
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-10-12
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ドライガスシールの正・逆回転時におけるシール面の可視化実験2016

    • Author(s)
      明戸洋介,落合成行,橋本巨
    • Organizer
      トライボロジー会議2016春 東京
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター
    • Year and Date
      2016-05-23
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Experimental Study of Flow Visualization on Dry Gas Seal Face2016

    • Author(s)
      Masayuki Ochiai
    • Organizer
      The 71st STLE Annual Meeting & Exhibition
    • Place of Presentation
      Bally's Hotel in Las Vegas
    • Year and Date
      2016-05-15
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] PIVを用いたドライガスシールの空気流れの可視化2016

    • Author(s)
      明戸洋介,砂見雄太,橋本巨,落合成行
    • Organizer
      東海大学マイクロ・ナノ啓発会【Tμne】第7回学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南校舎17号館2階ネクサスホール
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ドライガスシールにおける溝形状最適化とガス流れの可視化2016

    • Author(s)
      落合成行
    • Organizer
      日本トライボロジー学会 第115回シール研究会
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター センター棟415号室
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ドライガスシール2019

    • Inventor(s)
      落合成行,大家雄太
    • Industrial Property Rights Holder
      落合成行,大家雄太
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-035286
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] シールリング2019

    • Inventor(s)
      落合成行,大家雄太
    • Industrial Property Rights Holder
      落合成行,大家雄太
    • Industrial Property Rights Type
      意匠
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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