JP2001050396A - ブラシシール装置 - Google Patents

ブラシシール装置

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JP2001050396A
JP2001050396A JP11223034A JP22303499A JP2001050396A JP 2001050396 A JP2001050396 A JP 2001050396A JP 11223034 A JP11223034 A JP 11223034A JP 22303499 A JP22303499 A JP 22303499A JP 2001050396 A JP2001050396 A JP 2001050396A
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brush seal
wire strands
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JP11223034A
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Tatsuo Yamashita
下 達 雄 山
Toshio Hirano
野 俊 夫 平
Hitoshi Sakakida
田 均 榊
Makoto Mikami
上 誠 三
Takuro Ito
藤 拓 朗 伊
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Original Assignee
Toshiba Corp
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
    • F16J15/3288—Filamentary structures, e.g. brush seals

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤ素線の束の先端と回転体表面との間に
隙間が生じて吹き抜け状態が発生することを防止し、長
期間にわたってシール性能を確保すること。 【解決手段】 回転体１の外周側に、その回転体１に対
して放射方向に延びる多数本のワイヤ素線の束５を周方
向に配設し、そのワイヤ素線の束５によって回転体１の
表面に沿い軸線方向に流れる流体の流れを遮るようにし
たブラシシール装置に関するものであって、ワイヤ素線
の束５の背面側にワイヤ素線の先端を回転体１の表面に
押し付ける押圧装置８を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転機器に用いら
れるブラシシール装置に関し、特に回転軸の如き回転体
が圧力隔壁を貫通する部分に設けられるブラシシール装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、回転軸の如き回転体が隔壁を貫通
しているような回転機器において、上記隔壁と回転体と
の間の環状間隙を通って流体が流出することを防止する
ため、当該部分にブラシシール装置を設けることがあ
る。
【０００３】上記ブラシシール装置は、比較的細いワイ
ヤ素線を束ね、回転軸の外周シール部にワイヤ素線が放
射状になるように配設し、そのワイヤ素線の束を回転軸
が貫通する隔壁に保持板を介して固定し、その回転軸に
対してワイヤ素線の先端を接触させるか或いはごく狭い
隙間をもたせるようにしたものであって、上記ワイヤ素
線の束によって回転軸に沿って流体が流れることを遮る
ことができる。
【０００４】ところが、このようなブラシシール装置に
おいては、シール部の両側に圧力差がある場合、シール
を構成しているワイヤ素線の束全体が高圧側から圧力を
受け、低圧側に変形を生じて倒れ、ワイヤ素線の先端と
回転体表面との間に隙間が生じ、吹き抜け状態になりシ
ール機能が損なわれることがある。そこで、ワイヤ素線
が低圧側に変形することを防止するため、ワイヤ素線の
下流側に背板を配置してその背板によってワイヤ素線を
支持するようにしたり、或いはワイヤ素線が低圧側へ倒
れにくくするためワイヤ素線の直径と長さの比を調整す
ること等が行われている。また、ワイヤ素線の先端と回
転体の表面を非接触としてワイヤ素線の摩耗をなくすこ
とも行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワイヤ
素線の先端と回転体の表面が接触している方式の場合に
は、摺動による摩耗でワイヤ素線の先端が短くなった
り、或いは回転体の表面が窪み、ワイヤ素線と回転体の
表面との間に隙間ができ、吹き抜けの状態が生じ、シー
ル機能が損なわれ、長期間にわたるシール性能の確保が
困難である等の問題がある。
【０００６】またシール部に圧力差がある場合には、ワ
イヤ素線の下流側に背板が設けてあるにかかわらず、ワ
イヤ素線の先端部が高圧側から圧力を受け、低圧側に変
形を生じて倒れ、ワイヤ素線先端と回転体表面との間に
隙間が生じ、吹き抜け状態になりシール効果が損なわれ
る等の問題がある。
【０００７】本発明は、このような点に鑑み、ワイヤ素
線の束の先端と回転体表面との間に隙間が生じて吹き抜
け状態が発生することを防止し、長期間にわたってシー
ル性能を確保することができるワイヤシール装置を得る
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
回転体の外周側に、その回転体に対して放射方向に延び
る多数本のワイヤ素線の束を周方向に配設し、そのワイ
ヤ素線の束によって回転体の表面に沿い軸線方向に流れ
る流体の流れを遮るようにしたブラシシール装置におい
て、上記ワイヤ素線の束の背面側にワイヤ素線の先端を
回転体表面に押し付ける押圧装置を設けたことを特徴と
する。
【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明において、回転体の外周にその回転体を取り囲むよう
に配設されたブラシシールホルダーと上記ワイヤ素線の
束を保持するブラシシールセグメントの外周側背面との
間に、上記ブラシシールセグメントを回転体側に付勢す
るばね部材を介装したことを特徴とする。
【００１０】また、請求項３に係る発明は、請求項１に
係る発明において、回転体の外周にその回転体を取り囲
むように配設されたブラシシールホルダーと上記ワイヤ
素線の束を保持するブラシシールセグメントの外周側背
面との間に、上記ブラシシールセグメントを回転体側に
付勢する作動流体を導入するようにしたことを特徴とす
る。
【００１１】請求項４に係る発明は、請求項１に係る発
明において、ワイヤ素線の束を保持するブラシシールセ
グメントの外周側背面に永久磁石を設けるとともに、回
転体を取り囲むように配設されたブラシシールホルダー
に電磁石を設け、上記電磁石と永久磁石の反発力によっ
て上記ブラシシールセグメントを回転体側に付勢するよ
うにしたことを特徴とする。
【００１２】請求項５に係る発明は、請求項１に係る発
明において、ワイヤ素線の束を保持するブラシシールセ
グメントの外周側背面にラックを突設し、そのラックに
噛合するピニオンの回転によって上記ブラシシールセグ
メントを回転体側に移動調整するようにしたことを特徴
とする。
【００１３】請求項６に係る発明は、前記ブラシシール
装置において、ワイヤ素線の束を保持するブラシシール
セグメントを、回転体の外周にその回転体を取囲むよう
に配設されたブラシシールホルダーに周方向に移動可能
に装着したことを特徴とする。
【００１４】さらに、請求項７に係る発明は、前記ブラ
シシール装置において、回転体におけるワイヤ素線との
接触部に着脱可能な薄肉円筒状のスリーブを取付けたこ
とを特徴とする。
【００１５】請求項８に係る発明は、前記ブラシシール
装置において、回転体におけるワイヤ素線との接触部に
永久磁石で構成されたスリーブを固定するとともに、上
記ワイヤ素線を磁性体で構成したことを特徴とする。
【００１６】また、請求項９に係る発明は、請求項８に
係る発明において、ワイヤ素線が回転体の反回転方向に
傾斜されていることを特徴とする。
【００１７】請求項１０に係る発明は、前記ブラシシー
ル装置において、ワイヤ素線の束の根元側のワイヤ密度
を回転体と対向する先端付近のワイヤ密度より高くした
ことを特徴とする。
【００１８】請求項１１に係る発明は、前記ブラシシー
ル装置において、ワイヤ素線を回転体と対向する先端側
が密閉する袋穴を有する素線によって形成し、その袋穴
内に高圧流体を注入するようにしたことを特徴とする。
【００１９】また、請求項１２に係る発明は、前記ブラ
シシール装置において、ワイヤ素線の断面を楕円形状と
し、その楕円の長軸方向を回転体の表面に沿う流体の流
れ方向に一致させたことを特徴とする。
【００２０】請求項１３に係る発明は、前記ブラシシー
ル装置において、ワイヤ素線の根元付近にそのワイヤ素
線と交差する方向に延びる補強用素線を配設し、その補
強用素線のワイヤ素線と交差する各個所を上記ワイヤ素
線に固定したことを特徴とする。
【００２１】さらに、請求項１４に係る発明は、前記ブ
ラシシール装置において、ワイヤ素線の先端部と対向す
るシール部付近における回転体表面に流体の下流側に向
けて外径を徐々に大きくしたテーパ部を設けたことを特
徴とする。
【００２２】請求項１５に係る発明は、前記ブラシシー
ル装置において、ワイヤ素線の先端部と対向するシール
部付近における回転体表面に、周方向に延びる凹凸条を
形成したことを特徴とする。
【００２３】請求項１６に係る発明は、前記ブラシシー
ル装置において、回転体におけるワイヤ素線の先端部と
対向するシール部の表面のみを熱処理し耐摩耗性を向上
させたことを特徴とする。
【００２４】また、請求項１７に係る発明は、前記ブラ
シシール装置において、ワイヤ素線の先端を熱処理し耐
摩耗性を向上させたことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。
【００２６】図１及び図２は、本発明の第１の実施の形
態を示す概略部分見取り図及び側断面部分図であって、
符号１は回転機器の回転軸の如き回転体であり、その回
転体１は図示しない圧力隔壁を貫通せしめられている。
上記回転体１の外周には、その回転体１を取り囲む環状
のブラシシールホルダー２が配設されており、このブラ
シシールホルダー２が上記図示しない圧力隔壁に固着さ
れている。
【００２７】上記ブラシシールホルダー２には、内周面
が開口するアリ溝状の溝部３が形成されており、このブ
ラシシールホルダー２の溝部３内に周方向に一列に配置
された複数のブラシシールセグメント４が配設され、そ
の各ブラシシールセグメント４に取り付けられているワ
イヤ素線の束５の先端が回転体１の表面に接触され、こ
のワイヤ素線の束５によって上記回転体１の表面に沿い
その軸線方向に流れようとする流体をしゃ断するように
してある。
【００２８】ワイヤ素線の束５は保持リング６と背板７
間に挟持され、その根元側が上記保持リング６及び背板
７に溶接され一体とされ、ブラシシールセグメント４が
構成されている。そしてその根元側が前記ブラシシール
ホルダー２の溝部３と対応する形状とされ、その根元側
が上記溝部３内に係合保持されている。上記背板７の放
射方向寸法は保持リング６よりも大きくワイヤ素線より
も若干短く形成され、ワイヤ素線の束が低圧側に変形し
倒れが生ずることを防止するようにしてある。
【００２９】ところで、上記ブラシシールセグメント４
の外周側背面とブラシシールホルダー２の溝部３の内周
面との間には波板状の板ばね８が介装されている。上記
板ばね８は半径方向に圧縮された状態で組み込まれ、ブ
ラシシールセグメント４が内周側に押し込まれる方向に
付勢されている。したがって、ブラシシールセグメント
４の内周側に取付けられているワイヤ素線の束５は回転
体１の表面に押し付けられ、板ばね８が内周側へ押す力
と均り合う反力で弾性変形を生ずる。この時板ばね８の
ばね剛性はワイヤ素線の束５の剛性を考慮して前もって
調整されている。
【００３０】そこで、回転体１が回転し、ワイヤ素線の
束５の先端が回転体１の表面と摺動し摩耗すると、ワイ
ヤ素線の長さが短くなり、板ばね８の押付け力に対する
反力で生じていた変形量が小さくなり、ワイヤ素線の束
５の反力が小さくなる。したがって、板ばね８の押付け
力によってブラシシールセグメント４が内周側へ移動さ
れ、ワイヤ素線の束５の先端が回転体１の表面に圧接さ
れる。このようにして、板ばね８の初期圧縮量が全て開
放されるまでワイヤ素線の束５の先端と回転体１の表面
との間に隙間が生ずることなく、長期間にわたってシー
ル性能が確保され、シール装置の長寿命化を図ることが
できる。
【００３１】図３及び図４は第２の実施の形態を示す概
略部分見取図及び側断面部分図であって、ブラシシール
ホルダー２には、溝部３の内周面とブラシシールセグメ
ント４の外周側背面との間に形成された圧力室９に圧力
流体を供給する入口孔１０が形成されており、その入口
孔１０が外部或いは当該回転機器の高圧流体が流れてい
る部分に導管１１を介して接続されている。
【００３２】しかして、上記圧力室９に供給される圧力
流体の圧力を加減することによって、ワイヤ素線の束５
を回転体１の方向に押し出すことができ、その先端と回
転体１の表面との接触圧を調節することができ、両者間
に隙間が生ずることを防止することができ、長期間にわ
たってシール性能を維持することができる。
【００３３】また、図５及び図６は、ブラシシールセグ
メント４を内周側へ移動させる別の手段を設けた第３の
実施の形態を示す断面部分図及び側断面部分図であっ
て、ブラシシールホルダー２の溝部３内に配設されてい
る各ブラシシールセグメント４の背面に永久磁石１２が
固着されている。一方、ブラシシールホルダー２の外周
部には、上記各ブラシシールセグメント４に取付けた永
久磁石１２の対応する位置に電磁石１３が設けられてい
る。
【００３４】しかして、上記電磁石１３に通電すること
によって永久磁石１２との間に磁気反発力が発生し、そ
の磁気反発力によってブラシシールセグメント４が回転
体１の方向に付勢され、ワイヤ素線の束５の先端が回転
体１の表面に圧接される。したがって、ワイヤ素線の束
５の摩耗量に応じて電磁石１３に流す電流の量を変化さ
せ永久磁石との反発量を調節することによって、ワイヤ
素線の束５の回転体１の表面への押付け力を調節するこ
とができる。そのため、ワイヤ素線の束５の先端部の摩
耗に応じて、上記押付け力を調節することによってワイ
ヤ素線の束５と回転体１との間に隙間が生ずることを防
止することができる。なお、この場合、電磁石１３の駆
動電源は外部或いは当該回転機械の電源もしくは電気出
力からとることができる。
【００３５】図７及び図８は、本発明の第４の実施の形
態を示す断面部分図及び側断面部分図であって、各ブラ
シシールセグメント４の背面部に杆状部材１４の基端部
がそれぞれ螺着されている。上記杆状部材１４はブラシ
シールホルダー２を貫通してそのブラシシールホルダー
２の半径方向外方に突出しており、その杆状部材１４の
先端部側にラック１５が設けられている。なお、図中符
号１６は上記杆状部材１４がブラシシールホルダー２を
貫通する部分をシールするパッキンである。
【００３６】一方、上記ブラシシールホルダー２の外面
には各ブラシシールセグメント４に対応して軸受１７が
固設されており、その各軸受１７には両端にピニオン１
８及び１９を設けたピニオン軸２０がそれぞれ軸支さ
れ、その一方のピニオン１８が上記ラック１５に噛合さ
れている。また、ブラシシールホルダー２には内周面側
にアリ溝状の案内溝２１ａを有する案内部材２１が連結
杆２２を介して連結されており、上記案内溝２１ａ内に
は内歯歯車リング２３が周方向に摺動可能に配設され、
その内歯歯車リング２３に前記各ピニオン軸２０に設け
られた他方のピニオン１９が噛合せしめられている。
【００３７】そこで、図示しない適宜駆動機構によって
内歯歯車リング２３を周方向に回転させると、それに噛
合している各ピニオン１９が回動され、それぞれピニオ
ン軸２０を介してピニオン１８が回転される。したがっ
て、上記ピニオン１８によってそのピニオン１８に噛合
されているラック１５が半径方向に移動され、ブラシシ
ールセグメント４が回転体１側へ移動されワイヤ素線の
束５の先端が回転体１の表面に押圧される。しかして、
上記内歯歯車リング２３の作動によりワイヤ素線の束５
の先端の回転体１への接触状態を常に確保することがで
き、シール性能を維持させることができる。
【００３８】図９及び図１０は本発明の第５の実施の形
態を示す断面部分図及び側断面部分図であって、ブラシ
シールセグメント４がブラシシールホルダー２の内周面
側に形成されたアリ溝状の溝部３に対応して断面Ｔ字状
に形成され、そのＴ字状に形成されたブラシシールセグ
メント４の頂部が上記溝部３内に周方向に移動可能に係
合されている。そして、上記ブラシシールセグメント４
の頂部の内外両面には、上記溝部３の対向する内面に当
接し、ブラシシールセグメント４と溝部３の内面との間
隙を確保するためのワイヤ素線の束２４が植設されてい
る。
【００３９】しかして、回転体１が回転することにより
回転体１の表面との摩擦によってワイヤ素線の束５の先
端に回転体１の接線方向に摩擦力が生じ、ブラシシール
セグメント４が、ブラシシールホルダー２の溝部３内を
周方向に移動する。したがって、ワイヤ素線の束５の先
端と回転体１の表面との摺動時の相対速度が低下し、ワ
イヤ素線の束５の先端の摩耗量が減少される。
【００４０】また、図１１は本発明の第６の実施の形態
を示す断面図であって、ワイヤ素線の束５を保持リング
６及び背板７で挟持することによって構成されたブラシ
シールセグメント４の背面部がブラシシールホルダー２
に植込みにより直接装着されており、一方、回転体１に
はワイヤ素線の束５の先端が接触する部分にスリーブ２
５が固着されている。このスリーブ２５は回転体１の外
周側に焼きばめ構造などで回転体が回転した場合に作用
する遠心力などに対して充分に強度をもちかつ脱着可能
な方法で取付られている。
【００４１】しかして、ワイヤ素線の束５の先端との接
触によりスリーブ２５の表面に摩耗が著しく生じた場合
には、スリーブを新しいものに交換することによって、
回転体１とワイヤ素線の束５の先端との間に生じる吹き
抜けの状態を修正し、シール性能の低下を防止すること
ができる。
【００４２】ところで、上記スリーブ２５を永久磁石で
形成するとともに、ワイヤ素線を磁性体で構成すること
もできる。この場合、回転体１との摺動によってワイヤ
素線の束５の先端が摩耗すると、その摩耗粉が永久磁石
からなるスリーブ２５の表面に吸引されて表面を覆うの
で、その後ワイヤ素線の先端とスリーブ２５の表面の接
触部が摩耗粉で潤滑され、互いの摺動による摩耗が減少
される。したがって、回転体とワイヤ素線の束５との間
に摩耗による吹き抜け状態が生じるまでの時間を延ばす
ことができる。
【００４３】また、上述のようにスリーブ２５を永久磁
石で形成するとともにワイヤ素線を磁性体で構成したも
のにおいて、ワイヤ素線の束５をブラシシールセグメン
ト４に回転体の周方向に対して傾斜させて植え込んでお
くこともできる。しかして、この場合には回転体１の表
面に対する摺動によりワイヤ素線の束５の先端が摩耗し
ても、ワイヤ素線の束５の先端がスリーブ２５によって
吸引されているため、ワイヤ素線の傾斜が次第に小さく
なるだけで、回転体１の表面とワイヤ素線の束の先端と
の間に吹き抜け部が生ずることが防止される。またこれ
は、ワイヤ素線の束が高圧側から圧力を受け低圧側へ変
形を生じて倒れる場合も、上記ワイヤ素線の束の先端が
スリーブ２５の表面に吸引され、両者間に隙間すなわち
吹き抜けが生ずることが防止される。
【００４４】また、図１２は本発明の第７の実施の形態
を示す図であって、ワイヤ素線の束５はブラシシールセ
グメント４に固定されている側の素線の密度を高くし、
根元側におけるワイヤ素線の曲げ剛性が高くしてあり、
一方ワイヤ素線の束５の先端側は比較的にワイヤ素線の
密度が低く、ワイヤ素線の束５の曲げ剛性を低くして回
転体表面との接触が滑らかで、摩擦力ができるだけ小さ
くなるようにしてある。
【００４５】しかして、ワイヤ素線の束５における同一
外力に対する変形量を小さくすることができ、シール部
の差圧力によりワイヤ素線の束が高圧側から圧力を受け
変形を生じて低圧側へ倒れる量を小さくすることができ
る。したがって、回転体の表面とワイヤ素線の束の先端
部との間に吹き抜けの状態が発生することを防止するこ
とができる。
【００４６】また、図１３は本発明の第８の実施の形態
を示す図であり、ワイヤ素線の束５は保持リング６と背
板７に挟み込まれ根元部が溶接などで一体に結合されて
おり、ブラシシールホルダー２に固定されている。上記
ワイヤ素線の束５を構成する各ワイヤ素線２６には、根
元側から先端に向かって長手方向に延び先端が閉じた袋
穴２７が形成されている。
【００４７】また、ブラシシールホルダー２の内周側と
ワイヤ素線の束５の根元側端面との間には各ワイヤ素線
２６の袋穴２７に連通する周方向に延びる圧力室２８が
形成されており、この圧力室２８に導液管２９及び導入
口３０を介して作動流体を導入し得るようにしてある。
【００４８】しかして、上記導液管２９及び導入口３０
を介して圧力室２８内に作動流体を導入すると、その作
動流体が各ワイヤ素線２６の袋穴２７内に圧入され、ワ
イヤ素線２６に長手方向に張力が与えられその曲げ剛性
が向上される。したがって、ワイヤ素線の束５の差圧力
に対する剛性が向上し、高圧側及び低圧側の圧力差によ
るワイヤ素線２６の変形を小さくすることができ、吹き
抜け状態の発生を減少させることができる。
【００４９】図１４は本発明の第９の実施の形態を示す
図であって、ブラシシールを構成する各ワイヤ素線３１
はその断面が楕円形状に形成してあり、楕円の長軸が流
体の流れ方向と一致するようにしてあり、ブラシシール
セグメント４に植え込まれている。
【００５０】したがって、ワイヤ素線３１におけるシー
ル部の圧力差によって受ける方向の曲げ剛性が向上し、
曲げ方向の変形量を減少させることができ、回転体の表
面とワイヤ素線の束の先端との間に吹き抜け状態が生じ
ることを防止することができる。
【００５１】また図１５は、本発明の第１０の実施の形
態を示す図であって、ブラシシールを構成する複数のワ
イヤ素線３２の間に、そのワイヤ素線３２と直交する方
向に梁状の複数のワイヤ３３を編み込み、それらの交差
点が互いに接合されている。
【００５２】しかして、この場合もワイヤ素線３２にお
けるシール部の圧力差によって圧力を受ける方向の曲げ
剛性が向上し、曲げ方向の変形を減少させることがで
き、第９の実施の形態等と同様な効果を奏する。
【００５３】図１６は本発明の第１１の実施の形態を示
す図であり、ワイヤ素線の束５の先端が接触する範囲の
回転体１の表面に、シール部の下流側に向って徐々に外
径を大きくしたテーパ状部３４が形成されている。
【００５４】ところで、ブラシシールではワイヤ素線の
束５が上流側の圧力を受け変形し下流側へ倒れることに
より、ワイヤ素線の先端が回転体１の表面から跳ね上が
る。ところが、本実施の形態においては上記のように回
転体１の表面にテーパ状部３４が形成されているので、
跳ね上がったワイヤ素線の先端が上記テーパ状部３４に
沿うように移動し、ワイヤ素線の先端が回転体の表面か
ら離れ難くなり、吹き抜け状態の発生を防止することが
できる。
【００５５】図１７は、さらに第１２の実施の形態を示
す図であり、ワイヤ素線の束５の先端が接触する範囲の
回転体１の表面に断面が円弧状の周方向に延びる複数の
凹状溝３５が形成されている。
【００５６】しかして、この場合もワイヤ素線の束５が
上流側の圧力を受けて変形した場合、ワイヤ素線の束５
の先端が上記凹状溝３５に沿って移動し、凹状溝３５の
凸部に引っかかり、ワイヤ素線の先端が回転体の表面か
ら離れにくくなる。したがって、第１１の実施例と同様
に吹き抜け状態の発生が防止される。
【００５７】
【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、摺
動による摩耗でワイヤ素線の先端が短くなったり或いは
回転体の表面に窪みができた場合においても、吹き抜け
の状態の発生を防止し、シール機能の低下を防止するこ
とができる。また、シール部に圧力差がある場合、その
圧力差によってワイヤ素線の束が変形して倒れを生じる
場合においても、その変形を減少させ吹き抜け状態の発
生を最小限にすることができ、シール性能を長期間にわ
たって確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略部分見取
り図。
【図２】図１に示すブラシシール装置の側断面部分図。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す概略部分見取
り図。
【図４】図２に示すブラシシール装置の側断面部分図。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示す断面部分図。
【図６】図５に示すブラシシール装置の側断面部分図。
【図７】本発明の第４の実施の形態を示す断面部分図。
【図８】図７に示すブラシシール装置の側断面部分図。
【図９】本発明の第５の実施の形態を示す断面部分図。
【図１０】図９に示すブラシシール装置の側断面部分
図。
【図１１】本発明の第６の実施の形態を示す断面部分
図。
【図１２】本発明の第７の実施の形態を示す断面部分
図。
【図１３】本発明の第８の実施の形態を示す断面部分
図。
【図１４】本発明の第９の実施の形態を示す断面部分
図。
【図１５】本発明の第１０の実施の形態を示す断面部分
図。
【図１６】本発明の第１１の実施の形態を示す断面部分
図。
【図１７】本発明の第１２の実施の形態を示す断面部分
図。
【符号の説明】
１ 回転体 ２ ブラシシールホルダー ３ 溝部 ４ ブラシシールセグメント ５ ワイヤ素線の束 ６ 保持リング ７ 背板 ８ 板ばね ９ 圧力室 １０ 入口孔 １２ 永久磁石 １３ 電磁石 １４ 杆状部材 １５ ラック １８，１９ ピニオン ２１ 案内部材 ２３ 内歯歯車リング ２４ ワイヤ素線の束 ２５ スリーブ ２６，３１，３２ ワイヤ素線 ２７ 袋穴 ２８ 圧力室 ３３ ワイヤ ３４ テーパ部材 ３５ 凹状溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榊 田 均 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 三 上 誠 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 伊 藤 拓 朗 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 Ｆターム(参考） 3J042 AA04 CA01 3J043 AA16 BA07 CA13

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】回転体の外周側に、その回転体に対して放
    射方向に延びる多数本のワイヤ素線の束を周方向に配設
    し、そのワイヤ素線の束によって回転体の表面に沿い軸
    線方向に流れる流体の流れを遮るようにしたブラシシー
    ル装置において、上記ワイヤ素線の束の背面側にワイヤ
    素線の先端を回転体表面に押し付ける押圧装置を設けた
    ことを特徴とする、ブラシシール装置。
  2. 【請求項２】回転体の外周にその回転体を取り囲むよう
    に配設されたブラシシールホルダーと上記ワイヤ素線の
    束を保持するブラシシールセグメントの外周側背面との
    間に、上記ブラシシールセグメントを回転体側に付勢す
    るばね部材を介装したことを特徴とする、請求項１記載
    のブラシシール装置。
  3. 【請求項３】回転体の外周にその回転体を取り囲むよう
    に配設されたブラシシールホルダーと上記ワイヤ素線の
    束を保持するブラシシールセグメントの外周側背面との
    間に、上記ブラシシールセグメントを回転体側に付勢す
    る作動流体を導入するようにしたことを特徴とする、請
    求項１記載のブラシシール装置。
  4. 【請求項４】ワイヤ素線の束を保持するブラシシールセ
    グメントの外周側背面に永久磁石を設けるとともに、回
    転体を取り囲むように配設されたブラシシールホルダー
    に電磁石を設け、上記電磁石と永久磁石の反発力によっ
    て上記ブラシシールセグメントを回転体側に付勢するよ
    うにしたことを特徴とする、請求項１記載のブラシシー
    ル装置。
  5. 【請求項５】ワイヤ素線の束を保持するブラシシールセ
    グメントの外周側背面にラックを突設し、そのラックに
    噛合するピニオンの回転によって上記ブラシシールセグ
    メントを回転体側に移動調整するようにしたことを特徴
    とする、請求項１記載のブラシシール装置。
  6. 【請求項６】回転体の外周側に、その回転体に対して放
    射方向に延びる多数本のワイヤ素線の束を周方向に配設
    し、そのワイヤ素線の束によって回転体の表面に沿い軸
    線方向に流れる流体の流れを遮るようにしたブラシシー
    ル装置において、上記ワイヤ素線の束を保持するブラシ
    シールセグメントを、回転体の外周にその回転体を取囲
    むように配設されたブラシシールホルダーに周方向に移
    動可能に装着したことを特徴とする、ブラシシール装
    置。
  7. 【請求項７】回転体の外周側に、その回転体に対して放
    射方向に延びる多数本のワイヤ素線の束を周方向に配設
    し、そのワイヤ素線の束によって回転体の表面に沿い軸
    線方向に流れる流体の流れを遮るようにしたブラシシー
    ル装置において、上記回転体のワイヤ素線との接触部に
    着脱可能な薄肉円筒状のスリーブを取り付けたことを特
    徴とする、ブラシシール装置。
  8. 【請求項８】回転体の外周側に、その回転体に対して放
    射方向に延びる多数本のワイヤ素線の束を周方向に配設
    し、そのワイヤ素線の束によって回転体の表面に沿い軸
    線方向に流れる流体の流れを遮るようにしたブラシシー
    ル装置において、上記回転体のワイヤ素線との接触部に
    永久磁石で構成されたスリーブを固定するとともに、上
    記ワイヤ素線を磁性体で構成したことを特徴とする、ブ
    ラシシール装置。
  9. 【請求項９】ワイヤ素線が回転体の反回転方向に傾斜さ
    れていることを特徴とする、請求項８記載のブラシシー
    ル装置。
  10. 【請求項１０】回転体の外周側に、その回転体に対して
    放射方向に延びる多数本のワイヤ素線の束を周方向に配
    設し、そのワイヤ素線の束によって回転体の表面に沿い
    軸線方向に流れる流体の流れを遮るようにしたブラシシ
    ール装置において、ワイヤ素線の束の根元側のワイヤ密
    度を回転体と対向する先端付近のワイヤ密度より高くし
    たことを特徴とする、ブラシシール装置。
  11. 【請求項１１】回転体の外周側に、その回転体に対して
    放射方向に延びる多数本のワイヤ素線の束を周方向に配
    設し、そのワイヤ素線の束によって回転体の表面に沿い
    軸線方向に流れる流体の流れを遮るようにしたブラシシ
    ール装置において、上記ワイヤ素線を回転体と対向する
    先端側が密閉する袋穴を有する素線によって形成し、そ
    の袋穴内に高圧流体を注入するようにしたことを特徴と
    する、ブラシシール装置。
  12. 【請求項１２】回転体の外周側に、その回転体に対して
    放射方向に延びる多数本のワイヤ素線の束を周方向に配
    設し、そのワイヤ素線の束によって回転体の表面に沿い
    軸線方向に流れる流体の流れを遮るようにしたブラシシ
    ール装置において、上記ワイヤ素線の断面を楕円形状と
    し、その楕円の長軸方向を回転体の表面に沿う流体の流
    れの方向に一致させたことを特徴とする、ブラシシール
    装置。
  13. 【請求項１３】回転体の外周側に、その回転体に対して
    放射方向に延びる多数本のワイヤ素線の束を周方向に配
    設し、そのワイヤ素線の束によって回転体の表面に沿い
    軸線方向に流れる流体の流れを遮るようにしたブラシシ
    ール装置において、上記ワイヤ素線の根元付近にそのワ
    イヤ素線と交差する方向に延びる補強用素線を配設し、
    その補強用素線のワイヤ素線と交差する各個所を上記ワ
    イヤ素線に固定したことを特徴とする、ブラシシール装
    置。
  14. 【請求項１４】回転体の外周側に、その回転体に対して
    放射方向に延びる多数本のワイヤ素線の束を周方向に配
    設し、そのワイヤ素線の束によって回転体の表面に沿い
    軸線方向に流れる流体の流れを遮るようにしたブラシシ
    ール装置において、上記ワイヤ素線の先端部と対向する
    シール部付近における回転体表面に流体の下流側に向け
    て外径を徐々に大きくしたテーパ部を設けたことを特徴
    とする、ブラシシール装置。
  15. 【請求項１５】回転体の外周側に、その回転体に対して
    放射方向に延びる多数本のワイヤ素線の束を周方向に配
    設し、そのワイヤ素線の束によって回転体の表面に沿い
    軸線方向に流れる流体の流れを遮るようにしたブラシシ
    ール装置において、上記ワイヤ素線の先端部と対向する
    シール部付近における回転体表面に周方向に延びる凹状
    溝を形成したことを特徴とする、ブラシシール装置。
  16. 【請求項１６】回転体の外周側に、その回転体に対して
    放射方向に延びる多数本のワイヤ素線の束を周方向に配
    設し、そのワイヤ素線の束によって回転体の表面に沿い
    軸線方向に流れる流体の流れを遮るようにしたブラシシ
    ール装置において、上記回転体の前記ワイヤ素線の先端
    部と対向するシール部の表面のみを熱処理し耐摩耗性を
    向上させたことを特徴とする、ブラシシール装置。
  17. 【請求項１７】回転体の外周側に、その回転体に対して
    放射方向に延びる多数本のワイヤ素線の束を周方向に配
    設し、そのワイヤ素線の束によって回転体の表面に沿い
    軸線方向に流れる流体の流れを遮るようにしたブラシシ
    ール装置において、ワイヤ素線の先端を熱処理し耐摩耗
    性を向上させたことを特徴とする、ブラシシール装置。
JP11223034A 1999-08-05 1999-08-05 ブラシシール装置 Withdrawn JP2001050396A (ja)

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