CN105298553A - 刷式密封组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种刷式密封组件，其密封涡轮机的固定翼和转子之间的间隙，并且包括：刷子，其一端插入于固定翼的与转子面对的面，另一端向所述转子方向凸出；以及支撑条，其一侧端部以与所述刷子的一侧间隔的方式固定，另一侧端部支撑所述刷子的一侧。

Description

刷式密封组件
技术领域
本发明涉及一种刷式密封组件，更详细地涉及一种将涡轮机的固定翼和转子之间间隙进行密封(sealing)的刷式密封组件。
背景技术
涡轮机(turbine)是将气体或蒸汽(steam)等流体的热能转换为作为机械能的旋转力的动力产生装置，所述涡轮机包括：转子(rotor)，其具备多个旋转翼(bucket)，以便通过流体进行轴旋转；壳体(casing)，其以包裹转子的周围的方式进行设置，并且具备多个固定翼(diaphram)。
在此，燃气涡轮(gasturbine)包括压缩机、燃烧器及涡轮机，通过所述压缩机的旋转使得外部空气吸入，压缩后提供至燃烧器，在燃烧器中通过压缩空气和燃料的混合实现燃烧。在燃烧器中产生的高温高压的气体通过涡轮机的同时，对涡轮机的转子进行旋转，从而对发电机进行驱动。
在蒸汽涡轮机的情况下，将高压涡轮机、中压涡轮机及低压涡轮机以串联或并联的方式连接，从而使得转子进行旋转，但是在以串联结构构成的情况下，高压涡轮机、中压涡轮机及低压涡轮机共有一个转子。
在蒸汽涡轮机中，各个涡轮机以壳体内部的转子为中心具备固定翼和旋转翼，并且蒸汽在通过固定翼和旋转翼的同时，对转子进行旋转，从而对发电机进行驱动。
所述气体涡轮机和蒸汽涡轮机的结构为，相对于固定体(例如，固定翼)旋转体(例如，转子)进行旋转，因此在固定体和旋转体之间间隙产生高温高压的流体泄漏，所述的流体泄漏成为由于动力损失而使得能源效应降低的原因，因此一直致力于减少所述旋转体和固定体之间间隙所产生的流体泄漏。
为了使得流体泄漏最小化，优先地使得固定体和旋转体之间的间隙最小化，但是在缩小间隙时也存在根据各种制约的限制。
例如，间隙过于小的情况下，当旋转体轴旋转时，旋转体和固定体彼此产生干扰，从而由于摩擦(rubbing)而产生震动，其对机械产生重大的损伤。
另外，蒸汽涡轮机因为从锅炉(boiler)流入的高温的蒸汽对旋转体和固定体施加热，所以运转及启动停止时随着位置膨胀或收缩至数毫米(mm)到数十毫米(mm)。此时，旋转体和固定体不仅因材料特性的不同而不同程度地膨胀，而且根据涡轮机的结构而膨胀的方向也不同，从而在旋转体和固定体运转时产生干扰，进而产生摩擦。
现有技术中，通常使用迷宫式密封(labyrinthseal)而进行密封(sealing)，但是最近正开发以如下形态进行密封的技术：使用在迷宫式密封上结合刷子(brush)的刷式密封(brushseal)，消除固定体和旋转体之间间隙，从而相互柔和接触。
图1是表示在蒸汽涡轮机的固定体和旋转体之间间隙适用迷宫式密封1和刷式密封2的一个例子的图，固定体包括壳体3和固定翼4，旋转体包括转子5和旋转翼6。
固定翼4固定结合于壳体3，邻接于旋转翼6，旋转翼6以邻接于固定翼4的状态与转子5一体地进行轴旋转。
此时，在固定翼4和旋转翼6之间的间隙及固定翼4和转子5之间的间隙需要实现气密性的密封。
图2是表示美国登记专利US6,790,001(专利文献1)中所公开的刷式密封，在密封(sealring)40的底面具备迷宫式密封50和刷式密封42，并且刷子44的末端部52接触于转子14外周面的例子的图。
在此，刷式密封42包括刷子44和一对平板(plate)46、48，所述一对平板46、48配置于刷子44的前后两侧，从而支撑刷子44，为了防止平板46、48和转子14接触时产生热，平板46、48的末端部从转子14的外周面分离而设置。
此时，存在如下问题：如果平板46、48的末端部和转子14之间的间距远，则使得泄漏至其之间的流体量增加，如果间距窄，则由于平板46、48和转子14的摩擦(rubbing)而产生热和震动。
[先行技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)US6790001B2(2004.9.14登记)
发明内容
本发明是为了解决所述问题而提出，本发明的一个实施例的目的在于，提供一种刷式密封组件，其可减少由于与转子的摩擦而产生的热和磨损。
本发明的一个实施例的另一个目的在于，提供一种刷式密封组件，其可通过提高密封效果来使得涡轮机效率增大。
本发明的一个实施例的又另一个目的在于，提供一种刷式密封组件，其为简单的构成，从而易于组装，具有价格竞争力。
根据本发明的第一实施例的刷式密封组件，包括：
刷子，其一端插入于固定翼的与转子面对的面，另一端向所述转子方向凸出；支撑条(strip)，其一侧端部以与所述刷子的一侧间隔的方式固定，另一侧端部支撑所述刷子的一侧。
所述刷子的一端插入于刷子插入槽，所述刷子插入槽形成于所述固定翼的与所述转子面对的面，所述支撑条的一侧端部插入于支撑条插入槽，所述支撑条插入槽以与所述刷子插入槽的一侧间隔的方式形成。
所述支撑条包括：插入部，其插入于所述支撑条插入槽；延长部，其从所述插入部的一端沿着所述刷子方向延长；支撑部，其从所述延长部的一端进行弯曲，从而支撑所述刷子的一侧。
在所述支撑部形成至少一个以上的曲折部。
所述刷子插入槽包括：第一插入槽，其插入有所述刷子的一端；第二插入槽，其从所述第一插入槽以比所述第一插入槽窄的宽度向所述转子方向延长而形成。
在所述第二插入槽的与所述刷子面对的面形成段差部，从而在所述刷子和所述段差部之间形成规定的缝隙。
根据本发明的第二实施例的刷式密封组件包括：刷子，其一端插入于固定翼的与转子面对的面，另一端向所述转子方向凸出；第一支撑条，其支撑所述刷子的一侧；第一锚定(anchoring)部件，其支撑所述刷子的另一侧；以及第二支撑条，其一侧端部以与所述刷子的一侧间隔的方式固定，另一侧端部支撑所述刷子的一侧。
所述刷子和所述第一支撑条的一端插入于刷子插入槽，所述刷子插入槽形成于所述固定翼的与所述转子面对的面，并且所述第二支撑条的一侧端部插入于第二支撑条插入槽，所述第二支撑条插入槽以与所述刷子插入槽的一侧间隔的方式形成。
为了将所述第二支撑条固定于所述第二支撑条插入槽内，进一步包括第二锚定部件，所述第二锚定部件压入于所述第二支撑条插入槽。
所述第一支撑条包括：第一支撑部，其支撑所述刷子的一侧面；拱形(round)部，其以从所述第一支撑部的一端包裹所述刷子的一端的方式形成；第一延长部，其以从所述拱形部的一端覆盖所述刷子的另一侧面一部分的方式延长。
所述第二支撑条包括：插入部，其插入于所述第二支撑条插入槽；第二延长部，其从所述插入部的一端向所述刷子方向延长；第二支撑部，其从所述第二延长部的一端弯曲，从而支撑所述刷子的一侧。
根据本发明的第三实施例的刷式密封组件包括：刷子，其一端插入于固定翼的一侧，另一端向所述转子方向凸出；支撑条，其支撑所述刷子的一侧；以及辅助条，其包裹所述刷子和所述支撑条的周围。
所述辅助条的中间部插入于刷子插入槽，所述刷子插入槽形成于所述固定翼的底面，所述辅助条的两侧分别插入于辅助条插入槽，所述辅助条插入槽形成于所述刷子插入槽的两侧。
所述辅助条沿着所述刷子插入槽的内壁和所述辅助条插入槽的内壁及所述固定翼的底面而紧贴。
所述辅助条包括：第一插入部，其插入于所述刷子插入槽；第二插入部，其插入于所述辅助条插入槽；连接部，其连接所述第一插入部的两端和所述第二插入部的一端；翼部，其从所述第二插入部的另一端向所述转子方向延长而形成。
将锚定部件压入于所述辅助条插入槽，以便使得所述辅助条的一侧固定于所述辅助条插入槽内。
所述支撑条包括：支撑部，其支撑所述刷子的一侧面；拱形部，其以从所述支撑部的一端包裹所述刷子的一端的方式形成。
所述支撑条的所述拱形部由具有弹性恢复力的材料构成。
所述支撑条的所述支撑部由弹性材料形成，以便在长度方向保持弹性恢复力。
所述翼部由保持弹性恢复力的弹性材料构成。
所述翼部包括：第一弹性部，其从下端朝上部延长；第二弹性部，其从所述第一弹性部的上端向横向方向延长。
所述锚定部件包括：锚定主体，其具有与所述辅助条插入槽对应的形状，并被插入；锚定延长部，其以紧贴于辅助条的状态从所述锚定主体向下侧延长。
通过根据本发明的一个实施例的刷式密封组件，较薄厚度的支撑条支撑刷子的一面，因此与现有技术相比，具有如下效果：能够减少因与转子的摩擦而产生的热和磨损。
缩小支撑刷子的支撑条和转子之间间距，从而使得流体泄漏最小化，进而可提高密封效果及涡轮机效率。
作为简单的结构，可提供易于组装且价格低廉的刷式密封组件。
附图说明
图1是表示在蒸汽涡轮机的固定体和旋转体之间间隙适用迷宫式密封和刷式密封的一个例子的概略图。
图2是表示现有的刷式密封组件的一个例子的概略图。
图3是根据本发明的第一实施例的刷式密封组件的概略图。
图4是根据本发明的第一实施例的刷式密封组件的使用状态图。
图5是根据本发明的第一实施例的刷式密封组件的又另一个使用状态图。
图6是根据本发明的第二实施例的刷式密封组件的概略图。
图7是根据本发明的第三实施例的刷式密封组件的概略图。
图8是根据本发明的第四实施例的刷式密封组件的概略图。
图9是根据本发明的第五实施例的刷式密封组件的概略图。
图10是根据本发明的第五实施例的刷式密封组件的使用状态图。
图11是根据本发明的第五实施例的刷式密封组件的又另一个使用状态图。
图12是根据本发明的第六实施例的刷式密封组件的概略图。
图13至图14是表示根据本发明的第五实施例的支撑条(strip)的另一个实施例的图。
图15是表示本发明的锚定部件的另一个实施例的图。
图16至图17是表示辅助条(strip)的另一个实施例的图。
具体实施方式
参照附图对用于实施本发明的具体实施例进行说明。作为参考，图3是根据本发明的第一实施例的刷式密封组件的概略图。
参照图1或图3，在与转子5面对的固定翼4的一面形成密封安装槽7，密封主体8结合于密封安装槽7。
密封主体8整体为包裹转子5的外侧的环(ring)形态，包括：结合部9，其插入结合于密封安装槽7；主体部12，其宽度从结合部9的一侧沿着转子5的外周面方向扩张形成。
此时，密封主体8的结合部9包括：插入部10，其插入至密封安装槽7；卡榫部11，其宽度从插入部10的一侧扩张形成，并且卡住于密封安装槽7的短坎7a而结合。
密封主体8的主体部12在插入部10的相反侧以宽度扩张的方式形成，并且多个迷宫式密封1在底面沿着宽度方向以相互间隔的方式凸出形成。
刷式密封组件100的一侧端部插入安装于槽，所述槽设置于主体部12的底面，并且包括刷子200和支撑条300，所述支撑条300支撑刷子200的一侧。
在所述主体部12的底面分别形成刷子插入槽13a和支撑条插入槽13b，所述刷子插入槽13a形成于主体部12的底面中央，并且支撑条插入槽13b在刷子插入槽13a的一侧沿着主体部12的宽度方向以间隔一定间距的方式形成。
刷子插入槽13a和支撑条插入槽13b的截面形状可根据需要适当地选择。作为一个例子，刷子插入槽13a形成为四边形截面形状，并且支撑条插入槽13b形成为底面呈圆弧形且凹陷的拱形形态。
刷子200包括多个刚毛(bristle)，并且构成刷子200的刚毛的厚度等规格可根据需要适当地选择。
刷子200一端插入至刷子插入槽13a，所述刷子插入槽13a形成于主体部12的底面中央，另一端朝向转子5(参照图1)的外周面方向延长，从而末端接触于转子5外周面，因此以刷子200为基准转子5的轴方向两侧通过刷子200被密封。
根据本实施例的刷式密封组件中，附图上的刷子200右侧的压力PH与左侧的压力PL相比相对地为高压，刷子200对从高压区域流动至低压区域的流体进行密封。
为了防止刷子200从刷子插入槽13a脱离，刷子200的一端形成为宽度比另一端宽的形态，作为一个例子，在所述刷子200的一端形成圆形截面形态的头(head)部210。
所述刷子插入槽13a包括：第一插入槽13a-1，其插入有刷子200的一端；第二插入槽13a-2，其从第一插入槽13a-1朝向转子5方向延长形成，第二插入槽13a-2的宽度构成为比第一插入槽13a-1窄。由此，插入于第一插入槽13a-1的刷子200的头部210卡住于第一插入槽13a-1的短坎13a-3，从而防止向第二插入槽13a-2方向脱离。
此外，在与第二插入槽13a-2的刷子200面对的面形成段差部13a-4，所述与第二插入槽13a-2的刷子200面对的面与刷子200的高压区域侧一面220面对，据此在刷子200和段差部13a-4之间形成一定的缝隙13a-5。其是为了通过使得高压区域的流体流入至缝隙13a-5来均匀地分散集中于从刷子200凸出至主体部12外侧的部分的高压。支撑条300为具有薄厚度的平板环形状，并且可由不仅如金属而且如合成树脂一样的比较耐热且具有弹性的材料构成。
支撑条300一侧端部插入固定于支撑条插入槽13b，另一侧端部支撑所属于刷子200的一侧的刷子200的低压区域侧一面230。
根据本发明的第一实施例的支撑条300包括：插入部310c，其插入于支撑条插入槽13b；延长部320c，其从插入部310c的一端向刷子200方向延长；支撑部330c，其从延长部320c的一端弯曲，从而支撑刷子200的一侧。
此时，插入至支撑条插入槽13b的插入部310c通过压入于支撑条插入槽13b的锚定(anchoring)部件400a向支撑条插入槽13b的内壁方向进行加压而紧贴固定。
支撑条300的延长部320c从插入部310c的两端中与刷子200邻接的一端，沿着主体部12的底,延长至刷子200的低压区域侧一面230方向，优选地，紧贴于主体部12的底面。
支撑条300的支撑部330c从与刷子200的低压区域侧一面230相接触的延长部320c的一端向垂直于转子5方向弯曲而形成。
此时，优选地，相比刷子200的与转子面对的端的位置，支撑部330c的与转子5面对的端位于更加远离转子5的半径方向外侧的位置上，所述刷子200的与转子面对的端所属于刷子200的另一端。这是为了防止支撑条300和转子5的摩擦，与刷子200的末端部相比，支撑条300的支撑部330c末端部更加远离转子5的外周面，从而位于刷子200的末端部内侧。
但是，即使在支撑条300和转子5之间产生摩擦，因为支撑条300具有弹性，所以具有减少因与转子5的摩擦而产生的热和磨损的效果。在使用根据本发明的第一实施例的支撑条300的情况下，与现有的平板46、48(参照图2)相比，缩小与转子5的间距，从而可增大密封有效性。
根据本发明的第一实施例，在支撑条300的支撑部330c形成至少一个以上的曲折部331。示出了所述曲折部331形成为圆弧形截面形态的例子，但是并非限于此，可形成为半圆形或三角形或四边形等多边形截面形态。
此外，多个曲折部331可以相互间隔的方式形成，也可连续形成为波浪(wave)形态。换句话说，曲折部331的个数、凸出高度、相互间的间距等规格可根据需要适当地选择。
在各个曲折部331和刷子200之间形成压力容器(pocket)500a，所述压力容器500a流入有高压区域的流体。
所述压力容器500a作用在于，通过压力容器500a高压流体的压力来支撑刷子200的低压区域侧一面230，高压区域的流体通过构成刷子200的刚毛之间的缝隙流入至所述压力容器500a。
另外，形成于支撑部330c的曲折部331的作用在于，提高支撑条300的刚度(stiffness)。
作为本发明的变形实施例，所述的曲折部331未形成于支撑部330c的状态下，当然，支撑部330c的一面整体也可以紧贴于刷子200的低压区域侧一面230。
刷子200的低压区域侧一面230与支撑条300的支撑部330c一起通过压力容器500a的压力被支撑，因此减少因刷子200两侧的压力差而产生的刷子200的变形和由此产生的流体泄漏。
刷式密封组件100在密封主体8的刷子插入槽13a插入刷子200，在支撑条插入槽13b插入支撑条300，并通过锚定部件400a被加压支撑，从而完成设置。由此，作为简单的结构，具有易于组装且减少制作及组装费用的效果。
图4是根据本发明的第一实施例的刷式密封组件的使用状态图。
参照图4，在密封主体8的底面中央安装根据本发明的第一实施例的刷式密封组件100的同时，沿着密封主体8的宽度方向以相互间隔的方式具备多个密封条50'。
所述密封条50'一端插入于密封条安装槽13'，另一端向转子5(参照图1)方向延长。密封条50'整体构成为“J”字形态，并且包括：弯曲部51'，其插入至密封条安装槽13'，从而沿着密封条安装槽13'的壁面弯曲；延长部52'，其从弯曲部51'的一端向转子5方向延长而形成。
在此情况下，与现有的形成迷宫式密封1(参照图1)的例子相比，因为结构简单，所以具有如下优点：以廉价的费用实现固定体和旋转体之间的密封。
参照图5，对根据本发明的一个实施例的刷式密封组件进行说明。作为参考，本实施例的特征在于，构成为同时使用刷式密封组件100和现有的迷宫式密封1的结构。
以下说明的实施例的刷式密封组件当然也能够与如图4所示的密封条50'一起使用，或者与如图5所示的现有的迷宫式密封1一起使用，所述图4的密封条50'沿着密封主体8的宽度方向以相互间隔的方式而具备。
图6是根据本发明的第二实施例的刷式密封组件的概略图。
根据本发明的第二实施例的刷式密封组件100a，与参照图3所前述的根据第一实施例的刷式密封组件100的基本构成类似，仅仅具有如下不同点：支撑条300a的延长部320a倾斜地形成。
由此，对于和前述的第一实施例的构成相同功能的相同构成，赋予相同的附图标号，以下省略重复说明。
根据本发明第二实施例，支撑条300a的延长部320a从插入部310a的一端向刷子200的低压区域侧一面230延长，并且沿着转子5方向倾斜为一定角度。
延长部320a的倾斜角度可根据需要适当地选择，并且举例示出了如下构成：随着所述延长部320a的末端邻接于刷子200的下端部，支撑部330a相对地以窄的宽度形成。
作为本发明的变形例，使得相对主体部12的底面的延长部320a的倾斜角度更小，从而使得支撑部330a的宽度相对地更增加，此时与前述的实施例一样，将曲折部331(参照图3)也可形成于支撑部330a。
通过根据本发明的第二实施例的刷式密封组件100a，由主体部12的底面和延长部320a及刷子200的低压区域侧一面230所划分的空间S，也可具有与前述的第一实施例的压力容器500(参照图3)一样的功能。
图7是根据本发明的第三实施例的刷式密封组件的概略图。
参照图7，根据本发明的第三实施例，在主体部12的底面分别形成有刷子插入槽13a'和第二支撑条插入槽13b及第一锚定部件插入槽13c。
刷子插入槽13a'形成于主体部12的底面中央。第二支撑条插入槽13b在刷子插入槽13a'的一侧，以在主体部12的宽度方向上间隔一定间距的方式形成，第一锚定部件插入槽13c以与刷子插入槽13a'连通的方式形成于插入槽13a'的另一侧。
此时，第一锚定部件插入槽13c朝向转子5方向以短坎的形态形成于刷子插入槽13a'的另一侧。换句话说，第一锚定部件插入槽13c的底面从第一锚定部件插入槽13c的底面另一侧向转子5方向凸出形成。这是为了使得压入于第一锚定部件插入槽13c的第一锚定部件500b集中地对后述的第一支撑条300b的第一延长部330b进行加压。
在此，刷子插入槽13a'和第二支撑条插入槽13b及第一锚定部件插入槽13c的截面形状可根据需要适当地选择。例如，在示出于图3的实施例的情况下，刷子槽13a'和第二支撑条插入槽13b形成为底面圆弧形且凹陷地拱形形态，第一锚定部件插入槽13c形成为四边形截面形状。
包括：刷子200b；第一支撑条300b，其支撑刷子200b的一侧；第一锚定部件500b，其支撑刷子200b的另一侧；第二支撑条400b，其一侧端部以与刷子200b的一侧间隔的方式固定，另一侧端部支撑刷子200b的一侧。
刷子200b构成为包括多个刚毛(bristle)，构成刷子200b的刚毛的厚度等规格可根据需要适当地选择。
刷子200b的一端插入至刷子插入槽13a'，另一端向转子5的外周面方向延长，从而其末端接触于转子5的外周面。据此，以刷子200b为基准，转子5的轴方向两侧通过刷子200b被密封。
附图上，刷子200b的右侧的压力PH比左侧的压力PL相对地为高压，刷子200b对从高压区域流动至低压区域的流体进行密封。
在刷子插入槽13a'插入第一支撑条300b，以便包裹刷子200b的一端。第一支撑条300b为具有“J”字形截面的薄平板的环(ring)形状，并且可由不仅如金属而且如合成树脂一样的比较耐热且具有弹性的材料构成。
第一支撑条300b包括：第一支撑部310b，其紧贴支撑刷子200b的一侧面；拱形部320b，其以从第一支撑部310b的一端包裹刷子200b的一端的方式形成；第一延长部330b，其以从拱形部320b的一端覆盖刷子200b的另一侧面一部分的方式延长。此时，第一支撑部310b的另一端收容于刷子插入槽13a'。
为了防止刷子200b和第一支撑条300b脱离，第一锚定部件500b压入于第一锚定部件插入槽13c。第一锚定部件500b起到如下作用：向刷子插入槽13a'的内壁方向对刷子200b和第一支撑条300b进行加压，从而固定于刷子插入槽13a'内。
此时，第一支撑条300b的第一支撑部310b介入于刷子200b和刷子插入槽13a'的内壁之间，第一锚定部件500b介入于第一支撑条300b的第一延长部330b和第一锚定部件插入槽13c的内壁之间。
此时，随着第一锚定部件插入槽13c的底面对应于第一支撑条300b的拱形部320b和第一延长部330b的界限而形成，由此压入于第一锚定部件插入槽13c的第一锚定部件500b集中地对第一支撑条300b的第一延长部330b进行加压。据此，刷子200b和第一支撑条300b通过第一锚定部件500b的加压力牢固地固定于刷子插入槽13a'。
第二支撑条400b为平板的环形状，可由与前述的第一支撑条300b相同的材料构成。
第二支撑条400b插入固定于第二支撑条插入槽13b，所述第二支撑条插入槽13的一侧端部以与刷子插入槽13a'的一侧间隔的方式形成，另一侧端部支撑刷子200b的一侧，详细来讲支撑低压区域侧一面210b。
第二支撑条400b包括：插入部410b，其插入于第二支撑条插入槽13b；第二延长部420b，其从插入部410b的一端向刷子200b方向延长；第二支撑部430b，其从第二延长部420b的一端弯曲，从而支撑刷子200b的一侧。
通过压入于第二支撑条插入槽13b的第二锚定部件600b，插入至第二支撑条插入槽13b的插入部410b向第二支撑条插入槽13b的内壁方向被加压而紧贴固定。
第二支撑条400b的第二延长部420b从插入部410b的两端中与刷子200b邻接的一端沿着主体部12的底面延长至刷子200b的低压区域侧一面210b方向，优选地，紧贴于主体部12的底面。
第二支撑条400b的第二支撑部430b从与刷子200b的低压区域侧一面210b接触的第二延长部420b的一端，向垂直于转子5方向弯曲而形成。换句话说，收容于刷子插入槽13a'内的刷子200b的低压区域侧一面210b通过第一支撑条300b的第一支撑部310b被支撑，而凸出至刷子插入槽13a'的外侧的刷子200b的低压区域侧一面210b通过第二支撑条400b的第二支撑部430b被支撑。
优选地，相比刷子200b的另一端的位置，即刷子200b的与转子5面对的端的位置，第二支撑部430b的与转子5面对的端位于更加远离转子5的半径方向外侧的位置。这是用于防止第二支撑条400b和转子5的摩擦，如图7所示，与刷子200b的末端部相比，第二支撑条400b的第二支撑部430b末端部更加远离转子5的外周面，从而位于刷子200b的末端部内侧。
但是，即使在第二支撑条400b和转子5之间产生摩擦，第二支撑条400b为薄的平板形状，并且具有弹性，因此与现有技术相比，具有减少因与转子5的摩擦而产生的热和磨损的效果。并且，在使用根据本发明的第三实施例的第二支撑条400b的情况下，与现有的平板46、48(参照图2)相比，缩小与转子5的间距，从而可增大密封有效性。
另外，根据本发明的第三实施例，在第二支撑条400b的第二支撑部430b形成至少一个以上的曲折部431b。
例如，曲折部431b可形成为圆弧形截面形态，但是并不限于此，可形成为半圆形或三角形或四边形等多边形截面形态。
多个曲折部431b可以相互间隔的方式形成，也可以波浪形态连续形成。换句话说，曲折部431b的个数和凸出高度、相互之间的间距等规格可根据需要适当地选择。
在各个曲折部431b和刷子200b之间形成压力容器700b，所述压力容器700b流入有高压区域的流体。
所述压力容器700b起到通过流入至压力容器700b的高压流体的压力支撑刷子200b的低压区域侧一面210b的作用，高压区域的流体通过构成刷子200b的刚毛之间的缝隙流入至压力容器700b。
形成于第二支撑部430b的曲折部431b起到提高第二支撑条400b的刚度(stiffness)的作用。
作为本发明的变形实施例，所述的曲折部431b未形成于第二支撑部430b的状态下，也可使得第二支撑部430b的一面整体紧贴于凸出至刷子插入槽13a'的外侧的刷子200b的低压区域侧一面210b。
刷子200b的低压区域侧一面210b与第二支撑条400b的第二支撑部430b一起通过压力容器700b的压力被支撑，因此能够减少因刷子200b两侧的压力差而产生的刷子200b的变形和由此产生的流体泄漏。
此外，在密封主体8的刷子插入槽13a'插入刷子200b和第一支撑条300b并压入第一锚定部件500b，另外在第二支撑条插入槽13b插入第二支撑条400b并压入第二锚定部件600b，从而完成设置。由此，作为简单的结构，具有易于组装且减少制作及组装费用的效果。
图8是根据本发明的第四实施例的刷式密封组件的概略图。
根据本发明的第四实施例的刷式密封组件100c，与参照图7所前述的根据第三实施例的刷式密封组件100b的基本构成类似，仅仅具有如下不同点：第二支撑条400c的第二延长部420c倾斜地形成。
由此，对于和前述的第三实施例的构成相同功能的相同构成，赋予相同的附图标号，以下省略重复说明。
根据本发明第四实施例，第二支撑条400c的第二延长部420c从插入部410b的一端延长至刷子200b的低压区域侧一面210b，并且向转子5方向倾斜为一定角度。
此时，第二延长部420c的倾斜角度可根据需要适当地选择。在示出于图8的实施例的情况下，举例示出了如下构成：随着第二延长部420c的末端邻接于刷子200b的下端部，第二支撑部430b以窄的宽度形成。
作为本发明的变形例，使得相对主体部12的底面的第二延长部420c的倾斜角度更小，从而使得第二支撑部430b的宽度相对地更增加，此时与前述的第三实施例一样，将曲折部431b(参照图7)也可形成于第二支撑部430b。
并且，通过根据本发明的第四实施例的刷式密封组件100c，由主体部12的底面和第二延长部420c及刷子200b的低压区域侧一面210b所划分的空间700c也可具有与前述的第三实施例的压力容器700b(参照图7)一样的功能。
参照附图对根据本发明的第五实施例的刷式密封组件进行说明。
参照图9至图11，刷式密封组件100的一侧端部插入安装于槽，所述槽设置于主体部12的底面，并且包括：刷子200；支撑条300，其支撑刷子200的一侧；辅助条400，其包裹刷子200和支撑条300的周围。
主体部12分别形成刷子插入槽13a和辅助条插入槽13b，所述刷子插入槽13a形成于主体部12的底面中央，辅助条插入槽13b以与刷子插入槽13a的两侧间隔一定间距的方式形成。
刷子插入槽13a和辅助条插入槽13b的截面形状可根据需要适当地选择，作为一个例子，底面形成为凹陷的拱形形状。
在刷子插入槽13a和辅助条插入槽13b插入辅助条400，但是辅助条400为薄的平板环形状，并且可由不仅如金属而且如合成树脂一样的比较耐热且具有弹性的材料构成。
在安装辅助条400时，辅助条400的中间部插入于刷子插入槽13a，辅助条400的两侧插入于辅助条插入槽13b。
辅助条400沿着刷子插入槽13a的内壁和辅助条插入槽13b的内壁及主体部12的底面紧贴。刷子插入槽13a的深度以比辅助条插入槽13b的深度深的方式形成，因此安装于刷子插入槽13a和辅助条插入槽13b的辅助条400整体构成为“山”字形态。
辅助条400包括：第一插入部410，其插入于刷子插入槽13a；第二插入部420，其分别插入于辅助条插入槽13b；连接部430，其分别连接第一插入部410的两端和第二插入部420的一端。
翼部440从第二插入部420的另一端向转子5方向分别延长而形成，但是优选地，所述翼部440和转子5之间的间隔距离比后述的刷子200和转子5之间的间隔距离更远，更优选地，可与后述的支撑条300和转子5之间的间隔距离相同地延长。
为了防止辅助支撑条400和转子5的摩擦，与后述的刷子200的与转子5面对的端相比，辅助条400的与转子5面对的端更加远离转子5的半径方向外侧而配置，
另外，刷子200构成为包括多个刚毛(bristle)，并且构成刷子200的刚毛的厚度等规格可根据需要适当地选择。
刷子200一端插入至刷子插入槽13a，所述刷子插入槽13a形成于主体部12的底面中央，另一端向转子5的外周面方向延长，从而其末端接触于转子5外周面。由此以刷子200为基准转子5的轴方向两侧通过刷子200被密封。
附图上，刷子200b的右侧的压力PH比左侧的压力PL相对地为高压，刷子200b对从高压区域流动至低压区域的流体进行密封。
此时，以使得支撑条300紧贴于刷子200的一面，即低压区域侧一面210的方式设置，所述支撑条300起到支撑因刷子200两侧的压力差而产生刷子200的变形的作用。
支撑条300为具有“J”字形截面的薄平板的环形状，并且可由不仅如金属而且如合成树脂一样的比较耐热且具有弹性的材料构成。
支撑条300包括：支撑部310，其支撑刷子200的一侧面；拱形部320，其以圆弧形态形成为拱形，以便从支撑部310的一端包裹刷子200b的一端。
此外，为了防止支撑条300的脱离，优选地，延长部330从拱形部320的一端以一定长度延长而形成。换句话说，支撑条300的一端以包裹刷子200的一端的方式弯曲，从而覆盖刷子200的另一侧面一部分。
此时，支撑条300的另一端位于刷子200的另一端内侧。这是为了防止支撑条300和转子5的摩擦，与刷子200的末端部相比，支撑条300的末端部位于更加远离转子5的外周面的位置。
换句话说，相比刷子200的与转子5面对的端的位置，支撑条300的与转子5面对的端更加远离转子5的半径方向外侧而配置。
但是，支撑条300为薄的平板形状，并且具有弹性，因此具有能够减少因与转子5的摩擦而产生的热和磨损的效果。与现有的平板相比，缩小与转子5的间距，从而可增大密封有效性。
刷子200和支撑条300以刷子200的一端通过支撑条300的拱形部320被包裹的状态插入于刷子插入槽13a，所述刷子插入槽13a形成于密封主体8(参照图1)的主体部12底面中央。
在刷子插入槽13a首先安装辅助条400，刷子200和支撑条300压入于刷子插入槽13a从而通过辅助条400包裹其周围。换句话说，刷子200和支撑条300插入固定于沿着刷子插入槽13a的内壁围绕的刷子辅助条400之间。
为了防止辅助条400从辅助条插入槽13b脱离，锚定部件500压入于辅助条插入槽13b。
所述锚定部件500将辅助条400的一侧向辅助条插入槽13b的内壁方向进行加压，从而辅助条400牢固地固定于辅助条插入槽13b内。
作为一个例子，锚定部件500构成为环形状的弹性体，沿着外周方向长长地延长，因此可形成为沿着长度方向由多股缠绕而成的索(wire)形状。
辅助条400插入于一对辅助条插入槽13b，两侧通过锚定部件500固定于辅助条插入槽13b内。并且，在刷子插入槽13a内压入辅助条400和刷子200及支撑条300，从而通过相互间的加压力牢固地固定于刷子插入槽13a。
支撑条300的支撑部310支撑刷子200的低压区域侧一面210，另外，支撑条300的支撑部310通过介入于刷子插入槽13a的内壁和支撑条300之间的辅助条400被支撑，因此具有能够减少因刷子200两侧的压力差而产生的刷子200的变形和由此产生的流体泄漏的效果。
此外，辅助条400的翼部440在刷子200的两侧向转子5方向延长而形成，因此具有与刷子200一起通过辅助条400增大密封有效性的效果。
刷式密封组件100中，在将辅助条400插入于刷子插入槽13a和辅助条插入槽13b后，在刷子插入槽13a压入刷子200和支撑条300，并且在辅助条插入槽13b压入锚定部件500，从而完成设置。由此，作为简单的结构，具有易于组装且减少制作及组装费用的效果。
图10是根据本发明的第五实施例的刷式密封组件的使用状态图。
在密封主体8的底面中央安装根据本发明的第五实施例的刷式密封组件100，另外，沿着密封主体8的宽度方向多个密封条50'以相互间隔的方式可配置。
此时，密封条50'一端插入固定于密封条安装槽13'，另一端向转子方向延长。密封条50'整体构成为“J”字形态，并且可由如前述的支撑条或辅助条一样的材料构成。
密封条50'包括：固定部51'，其压入至密封条安装槽13'，从而沿着密封条安装槽13'的壁面形成为拱形；密封部52'，其从固定部51'的一端向转子5方向延长而形成。
在此情况下，与现有的形成迷宫式密封1(参照图1)的例子相比，因为其结构简单，所以具有如下优点：以更廉价的费用实现固定体和旋转体之间的密封。
可同时使用刷式密封组件100和现有的迷宫式密封1，图11是表示同时使用刷式密封组件100和现有的迷宫式密封1的另一个例子的使用状态图。
并且以下，说明的第二实施例的刷式密封组件100a当然也可与密封条50'一起使用，或者可与现有的迷宫式密封1一起使用，所述密封条50'沿着密封主体8的宽度方向以相互间隔的方式具备有多个。
参照附图对根据本发明的第六实施例的刷式密封组件进行说明。
参照图12，刷式密封组件100a与前述的根据第五实施例的刷式密封组件100的基本构成类似，仅仅具有如下不同点：辅助条400的两端收容于辅助条插入槽13b的内部。由此，对于和前述的第一实施例的构成相同功能的相同构成，赋予相同的附图标号，以下省略重复说明。
根据本发明的第六实施例，辅助条400的两端位于辅助条插入槽13b内部。换句话说，没有与前述的第一实施例一样的翼部440的构成。
本发明的第六实施例在如下情况下可适用：图10的密封条50'或者图11的迷宫式密封1充分执行对刷子200进行辅助从而密封的作用，此时，辅助条400执行将刷子200和支撑条300牢固地固定于刷子插入槽13a内的作用。
参照附图对设置于根据本发明的第五实施例的刷式密封组件的支撑条的另一个实施例进行说明。
参照图13至图14，支撑条300中，拱形部320由具有弹性恢复力的材料构成，在此情况下，在对刷子200施加负荷时，所述拱形部320弹性变形的同时，刷子200向上侧移动一定量，因此使得变形产生最小化。
支撑条300的支撑部310由弹性材料形成，以便在长度方向上保持弹性恢复力，在此情况下，当高压流体朝向刷子200移动时，提高对所述刷子200的支撑力，当刷子200向支撑条300所处的方向弯曲的情况下，所述支撑部310瞬间弹性变形后恢复到原位置的同时，易于使得刷子200整体恢复到最初的位置，因此对经过刷子200而移动的流体的移动量进行固定并保持，从而提高密封有效性。
参照附图对根据本发明的另一个实施例的锚定部件进行说明。
参照图15，锚定部件500包括：锚定主体510，其具有与辅助条插入槽13b对应的形状并被插入；锚定延长部520，其从所述锚定主体510以紧贴于辅助条400的状态延长至下侧。
锚定主体510的上面朝向上侧形成为拱形形态，下面朝横向方向水平地延长，从而稳定地插入于所述辅助条插入槽13b。
此外，锚定延长部520以紧贴于翼部440的外周面的状态延长为一定长度，从而可同时实现对于所述翼部440的支撑，从而提高对辅助条400的支撑力。
参照附图对根据本发明的辅助条的另一个实施例进行说明。
参照图16至图17，翼部440由保持弹性恢复力的弹性材料构成，在此情况下，与刷子200一起因高压的流体移动所产生的压力差异而暂时向所述流体的移动方向弹性变形后恢复到原位置，因此始终移动一定量的流体，从而提高密封有效性。
翼部440包括：第一弹性部441，其从下端朝向上部延长；第二弹性部442，其在所述第一弹性部441的上端沿着横向延长。
第一弹性部441保持一定的因从纵向或横向方向施加的压力变动或外力而产生的弹性恢复力，从而提高通过辅助条400的密封有效性。
第二弹性部442形成于辅助条插入槽13b的拱形形态开始之前的位置，从而利用使得流体引起的应力集中产生为最大的位置的弹性恢复力，有效地进行支撑分散，从而可防止应力集中引起的变形及磨损。由此，在长时间使用辅助条400的情况下，也能够保持一定的耐久性，并且更换期可相对地变长，从而减少因更换而产生的修理费用。
标号说明
100、100a、100b、100c：刷式密封组件
200、200b：刷子
300：支撑条300b：第一支撑条
400：锚定部件400b：第二支撑条
500a：压力容器500b：第一锚定部件
600b：第二锚定部件

Claims (23)

1.一种刷式密封组件，其特征在于，包括：
刷子，其一端插入于固定翼的与转子面对的面，另一端向所述转子方向凸出；以及
支撑条，其一侧端部以与所述刷子的一侧间隔的方式固定，另一侧端部支撑所述刷子的一侧。
2.根据权利要求1所述的刷式密封组件，其特征在于：
所述刷子的一端插入于刷子插入槽，所述刷子插入槽形成于所述固定翼的与所述转子面对的面，所述支撑条的一侧端部插入于支撑条插入槽，所述支撑条插入槽以与所述刷子插入槽的一侧间隔的方式形成。
3.根据权利要求2所述的刷式密封组件，其特征在于，所述支撑条包括：
插入部，其插入于所述支撑条插入槽；
延长部，其从所述插入部的一端向所述刷子方向延长；
支撑部，其从所述延长部的一端进行弯曲，从而支撑所述刷子的一侧。
4.根据权利要求3所述的刷式密封组件，其特征在于：
在所述支撑部形成至少一个以上的曲折部。
5.根据权利要求2所述的刷式密封组件，其特征在于，所述刷子插入槽包括：
第一插入槽，其插入有所述刷子的一端；
第二插入槽，其从所述第一插入槽以比所述第一插入槽窄的宽度向所述转子方向延长而形成。
6.根据权利要求5所述的刷式密封组件，其特征在于：
在所述第二插入槽的与所述刷子面对的面形成段差部，从而在所述刷子和所述段差部之间形成规定的缝隙。
7.一种刷式密封组件，其特征在于，包括：
刷子，其一端插入于固定翼的与转子面对的面，另一端向所述转子方向凸出；
第一支撑条，其支撑所述刷子的一侧；
第一锚定部件，其支撑所述刷子的另一侧；以及
第二支撑条，其一侧端部以与所述刷子的一侧间隔的方式固定，另一侧端部支撑所述刷子的一侧。
8.根据权利要求7所述的刷式密封组件，其特征在于：
所述刷子和所述第一支撑条的一端插入于刷子插入槽，所述刷子插入槽形成于所述固定翼的与所述转子面对的面，
所述第二支撑条的一侧端部插入于第二支撑条插入槽，所述第二支撑条插入槽以与所述刷子插入槽的一侧间隔的方式形成。
9.根据权利要求7所述的刷式密封组件，其特征在于：
为了将所述第二支撑条固定于所述第二支撑条插入槽内，进一步包括第二锚定部件，所述第二锚定部件压入于所述第二支撑条插入槽。
10.根据权利要求7所述的刷式密封组件，其特征在于，所述第一支撑条包括：
第一支撑部，其支撑所述刷子的一侧面；
拱形部，其以从所述第一支撑部的一端包裹所述刷子的一端的方式形成；
第一延长部，其以从所述拱形部的一端覆盖所述刷子的另一侧面一部分的方式延长。
11.根据权利要求7所述的刷式密封组件，其特征在于，所述第二支撑条包括：
插入部，其插入于所述第二支撑条插入槽；
第二延长部，其从所述插入部的一端沿着所述刷子方向延长；
第二支撑部，其从所述第二延长部的一端弯曲，从而支撑所述刷子的一侧。
12.一种刷式密封组件，其特征在于，包括：
刷子，其一端插入于固定翼的一侧，另一端向所述转子方向凸出；
支撑条，其支撑所述刷子的一侧；以及
辅助条，其包裹所述刷子和所述支撑条的周围。
13.根据权利要求12所述的刷式密封组件，其特征在于：
所述辅助条的中间部插入于刷子插入槽，所述刷子插入槽形成于所述固定翼的底面，所述辅助条的两侧分别插入于辅助条插入槽，所述辅助条插入槽形成于所述刷子插入槽的两侧。
14.根据权利要求12所述的刷式密封组件，其特征在于：
所述辅助条沿着所述刷子插入槽的内壁和所述辅助条插入槽的内壁及所述固定翼的底面而紧贴。
15.根据权利要求12所述的刷式密封组件，其特征在于，所述辅助条包括：
第一插入部，其插入于所述刷子插入槽；
第二插入部，其插入于所述辅助条插入槽；
连接部，其连接所述第一插入部的两端和所述第二插入部的一端；
翼部，其从所述第二插入部的另一端向所述转子方向延长而形成。
16.根据权利要求13所述的刷式密封组件，其特征在于：
将锚定部件压入于所述辅助条插入槽，以便使得所述辅助条的一侧固定于所述辅助条插入槽内。
17.根据权利要求12所述的刷式密封组件，其特征在于，所述支撑条包括：
支撑部，其支撑所述刷子的一侧面；
拱形部，其以从所述支撑部的一端包裹所述刷子的一端的方式形成。
18.根据权利要求17所述的刷式密封组件，其特征在于：
所述辅助条沿着所述刷子插入槽的内壁和所述辅助条插入槽的内壁及所述固定翼的底面而紧贴。
19.根据权利要求16所述的刷式密封组件，其特征在于：
所述支撑条的所述圆形部由具有弹性恢复力的材料构成。
20.根据权利要求16所述的刷式密封组件，其特征在于：
所述支撑条的所述支撑部由弹性材料形成，以便在长度方向保持弹性恢复力。
21.根据权利要求14所述的刷式密封组件，其特征在于：
所述翼部由保持弹性恢复力的弹性材料构成。
22.根据权利要求14所述的刷式密封组件，其特征在于，所述翼部包括：
第一弹性部，其从下端朝上部延长；
第二弹性部，其从所述第一弹性部的上端向横向方向延长。
23.根据权利要求15所述的刷式密封组件，其特征在于，所述锚定部件包括：
锚定主体，其具有与所述辅助条插入槽对应的形状并被插入；
锚定延长部，其以紧贴于辅助条的状态从所述锚定主体向下侧延长。
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