JP2001182646A - Brush seal device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシシール装置
に係り、例えば、水車発電機のような水力機械に使用さ
れ回転軸の軸受け部分等における作動流体の漏洩を防止
するブラシシール装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brush seal device, and more particularly to a brush seal device used for a hydraulic machine such as a water turbine generator for preventing leakage of a working fluid in a bearing portion of a rotary shaft or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】水力機械の回転軸に従来から使用されて
いるブラシシールの一例を図23に示す。この図23に
おいて、参照符号10は機械の回転軸である。矢印で示
すのが作動流体の流れである。ブラシシール1は、高圧
側の機内から低圧側の機外に作動流体が漏出しないよう
に回転軸10とケーシング11との隙間を気密にシール
するものである。水車発電機のような水力機械では、回
転軸10が高速で回転するので、ブラシシール1の素材
としては、比較的細いワイヤあるいは樹脂系材料からな
るできるだけ細い素線2の束を回転軸10の周方向に環
状に配置し、その素線2の先端が、回転軸10の外周面
に接触するかあるいは極めてごく狭い隙間をもつように
多数の素線が植設された保持板5を介してケーシング1
1に取り付けている。ブラシシール1には、機械の高圧
部から流れてくる高圧の作動流体が作用するため、シー
ル前後での差圧が大きい。したがってシールブラシ1
は、機内の高圧側から機外の低圧側に向かって倒れるよ
うに変形しようとする。素線2の先端と回転軸10の外
周面との間の隙間が大きくなると、吹き抜けの状態にな
ってシール機能が損なわれるので、ブラシシール1の素
線2には、ある程度の剛性が付与されているとともに、
低圧側に設けた背板6により支えることでブラシシール
1の変形を防止している。ただし、ある程度素線2が低
圧側に傾くようにしないと、素線2と回転軸10との間
に生じる摩擦で、素線2あるいは回転軸10が磨耗し易
くなり、長期間の使用に耐えなくなる。2. Description of the Related Art FIG. 23 shows an example of a brush seal conventionally used for a rotating shaft of a hydraulic machine. In FIG. 23, reference numeral 10 is a rotating shaft of the machine. The arrows indicate the flow of the working fluid. The brush seal 1 hermetically seals the gap between the rotating shaft 10 and the casing 11 so that the working fluid does not leak from the inside of the machine on the high pressure side to the outside of the machine on the low pressure side. In a hydraulic machine such as a water turbine generator, the rotating shaft 10 rotates at a high speed. As a material for the brush seal 1, a bundle of relatively thin wires or a wire 2 made of a resin material as thin as possible is used as the material of the rotating shaft 10. Arranged in the circumferential direction annularly, through the holding plate 5 in which a large number of wires are implanted such that the tip of the wire 2 is in contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft 10 or has a very small gap. Casing 1
It is attached to 1. Since the high pressure working fluid flowing from the high pressure portion of the machine acts on the brush seal 1, the pressure difference before and after the seal is large. Therefore, seal brush 1
Tends to fall from the high pressure side inside the machine to the low pressure side outside the machine. If the gap between the distal end of the strand 2 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 10 becomes large, a blow-by state occurs and the sealing function is impaired, so that the strand 2 of the brush seal 1 has a certain degree of rigidity. Along with
The brush seal 1 is prevented from being deformed by being supported by the back plate 6 provided on the low pressure side. However, if the wire 2 is not inclined to the low pressure side to a certain extent, the friction between the wire 2 and the rotating shaft 10 causes the wire 2 or the rotating shaft 10 to be easily worn out and withstands long-term use. Disappears.
【0003】図24に示すように、高圧側の作動流体
は、ブラシシール1を構成する素線1の束の間を通り抜
けようとするが、素線1の密度は、非常に密になってい
るので、作動流体と素線1との間には摩擦抵抗が発生
し、流体の機外側への漏出を防止することができ、効率
の良いシールを提供可能となっている。As shown in FIG. 24, the working fluid on the high pressure side tries to pass between the bundles of the wires 1 constituting the brush seal 1. However, since the density of the wires 1 is very high, In addition, frictional resistance is generated between the working fluid and the element wire 1 to prevent leakage of the fluid to the outside of the machine, thereby providing an efficient seal.
【0004】図25には水車発電機の軸受部へのブラシ
シール1を適用した具体例を示す。この水車発電機は、
発電機100と水車102とで軸系が構成されている。
大型の水車発電機は、この図25に示すような縦型のも
のが多く、発電機の回転軸103は、スラスト軸受10
5を介して中間軸104により水車102と連結されて
おり、スラスト軸受105は、水車発電機全体の荷重を
支えている。FIG. 25 shows a specific example in which a brush seal 1 is applied to a bearing portion of a turbine generator. This turbine generator
The generator 100 and the water wheel 102 form an axis system.
Many large turbine generators are of a vertical type as shown in FIG. 25, and the rotating shaft 103 of the generator has a thrust bearing 10
The thrust bearing 105 is connected to the water turbine 102 by the intermediate shaft 104 via the bearing 5, and supports the load of the whole turbine generator.
【0005】この水車発電機では、次のような目的でブ
ラシシール1が用いられている。一般にスラスト軸受1
05は、油膜の動圧で荷重を受けるタイプのものが用い
られており、このスラスト軸受105は、回転軸103
の端部に取り付けられた回転板106と、静止板107
との間に油槽108から潤滑油が供給され、動圧軸受と
しての機能を維持するようになっている。回転板106
は高速で回転するため、油槽108に満たされた潤滑油
109が回転板106によって撹拌されることにより、
微小な粒子となって浮遊するオイルミストが発生する。
発電機100内の空間110は、冷却空気の流れによっ
て油槽108内の圧力よりも低圧になっていて、オイル
ミストが空気といっしょに矢印で示すように、発電機1
00内に流出しようとする。しかし、オイルミストは、
異物が混入している場合などは発電機100の短絡事故
の原因となったり、機外に流出して環境汚染を引き起こ
すので、ブラシシール1を回転軸103の回りに設けオ
イルミストが発電機100側に漏出するのを防止する必
要がある。[0005] In this turbine generator, the brush seal 1 is used for the following purposes. Generally thrust bearing 1
05 is a type that receives a load by the dynamic pressure of an oil film.
Plate 106 attached to the end of the
During this time, lubricating oil is supplied from an oil tank 108 to maintain the function as a dynamic pressure bearing. Rotating plate 106
Rotates at a high speed, the lubricating oil 109 filled in the oil tank 108 is stirred by the rotating plate 106,
Oil mist floating as fine particles is generated.
The space 110 in the generator 100 has a pressure lower than the pressure in the oil tank 108 due to the flow of the cooling air.
Attempt to flow into 00. However, oil mist
If a foreign substance is mixed in the generator 100, it may cause a short circuit accident of the generator 100 or flow out of the generator to cause environmental pollution. Therefore, the brush seal 1 is provided around the rotating shaft 103 and the oil mist is generated. It is necessary to prevent leakage to the side.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、ブラシシール1は、そのシール性が非常に良
好であるがゆえに、オイルミストなどの浮遊物をも効率
よくその密集した素線2の間に封じ込めてしまうという
点が問題となる。However, as described above, since the brush seal 1 has a very good sealing property, the brush seal 1 efficiently removes floating substances such as oil mist from the dense strand 2. The problem is that it is trapped in between.
【0007】図26は、オイルミストなとの浮遊物が流
体に含まれている場合のブラシシール1のシール作用に
ついての説明図である。オイルミスト7を含んだ空気
は、機内(図25に即していえば、油槽108内)の圧
力が高いため、機外(発電機100側)に流出しようと
して、ブラシシール1を構成する素線2にあたるが、上
述したとおりに、細い素線2が非常に密に配置されてい
るため、空気中に含まれるオイルミスト7の流出が妨げ
られ、結果として、素線2によって捕捉されてしまい、
次第に粒径が成長してある程度大きな粒径の油滴8とな
って素線2に付着することになる。FIG. 26 is an explanatory diagram of the sealing action of the brush seal 1 when a fluid containing oil mist is contained in the fluid. Since the air containing the oil mist 7 has a high pressure inside the machine (inside the oil tank 108 according to FIG. 25), the air that constitutes the brush seal 1 tries to flow out of the machine (to the generator 100 side). However, as described above, since the thin wires 2 are arranged very densely, the oil mist 7 contained in the air is prevented from flowing out, and as a result, the oil mist 7 is caught by the wires 2,
The particle diameter gradually grows and becomes an oil droplet 8 having a somewhat large particle diameter and adheres to the strand 2.
【0008】さらに、油滴8の素線2への付着が進む
と、図27に示すように、油滴8自体の粘性により、素
線2同士をお互いに密着的に結束させてしまう現象を生
じさせてしまう。こうなってしまうと、素線2と素線2
の間の隙間が不均一になって、一部はほとんど隙間がな
いようになり、他の部分は、ある程度大きくなった空間
が生じることになる。この空間ができると、オイルミス
トを含んだ空気は、素線2との間に摩擦抵抗が生じるこ
となく、簡単に通り抜けてしまい、シール効果が極端に
低下してしまう。Further, as the oil droplets 8 adhere to the strands 2, as shown in FIG. 27, there occurs a phenomenon that the strands 2 are tightly bound to each other due to the viscosity of the oil droplets 8 themselves. Cause it to occur. When this happens, strand 2 and strand 2
The gap between them becomes non-uniform, so that there is almost no gap in a part and a space that is somewhat large in the other part occurs. If this space is formed, the air containing the oil mist easily passes through without causing frictional resistance between the wire 2 and the wire 2, and the sealing effect is extremely reduced.
【0009】このような現象は、一般に、ブラシシール
を取り付けてから、ある程度の期間が経過し、潤滑油が
加熱あるいは劣化により酸化されることにより粘性が増
加し、有機酸や不溶性のスラッジが生成されることによ
り、発生することが多くなる。[0009] Such a phenomenon generally occurs after a certain period of time has elapsed since the brush seal was attached, and the viscosity of the lubricating oil increased due to oxidation due to heating or deterioration, and organic acids and insoluble sludge were generated. By doing so, it often occurs.
【0010】また、図28に示されるように、素線2に
付着した油滴8は、回転軸10との摩擦によつて生じる
摩擦熱にさらされて高温になり、酸化・スラッジの生成
が促進される。そして、素線2の先端に付着した油滴に
あっては、固形物に変成し、回転軸10の表面に損傷を
与えたり、発熱により回転軸10が曲がって振動発生の
原因になることもある。[0010] As shown in FIG. 28, the oil droplets 8 attached to the strands 2 are exposed to frictional heat generated by friction with the rotating shaft 10 and become high in temperature, so that oxidation and sludge are not generated. Promoted. The oil droplets adhering to the tip of the wire 2 may be transformed into solids and damage the surface of the rotating shaft 10, or the rotating shaft 10 may bend due to heat generation to cause vibration. is there.
【0011】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、ブラシシールを構成する素線へ
の流体中に含まれるオイルミストのような浮遊物の付着
および滞留を防止し、シール性能を長期間に亙って良好
に発揮できるようにしたブラシシール装置を提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to prevent the adhesion and stagnation of suspended matter such as oil mist contained in a fluid to a wire constituting a brush seal. It is another object of the present invention to provide a brush seal device capable of exhibiting good sealing performance over a long period of time.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、回転機械の回転軸回りからの流体の漏
洩を素線のブラシ状の集合体により防止するブラシシー
ル装置において、前記回転軸を周方向に囲繞するように
所定の密度で環状に結束した素線からなるブラシシール
を前記回転軸と機械のケーシングの間に配置するととも
に、前記素線に付着した前記流体中に含まれる浮遊物の
素線間での滞留を防止する滞留防止手段を設けたことを
特徴とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a brush seal device for preventing leakage of fluid from around a rotation axis of a rotary machine by a brush-like assembly of strands. A brush seal consisting of a wire bundled in a ring at a predetermined density so as to surround the rotating shaft in the circumferential direction is arranged between the rotating shaft and a casing of a machine, and a brush seal is provided in the fluid attached to the wire. The present invention is characterized in that a stagnation prevention means for preventing stagnation of the contained suspended matter between the strands is provided.
【0013】本発明によれば、ブラシシールのシール性
能を十分発揮させるために、オイルミストなどの浮遊物
が素線に付着し、これが油滴となって素線の滞留付着す
るのを効果的に防止するので、従来のように、素線の間
隔が滞留付着する油滴によって広がりシール特性を低下
させたり、素線先端に付着した油滴が摩擦熱で高温とな
り、酸化・スラッジの生成が促進され、固形物に変成
し、回転軸に損傷を与えたり、回転軸を曲げ振動が発生
するのを未然に防止することができる。[0013] According to the present invention, in order to sufficiently exhibit the sealing performance of the brush seal, it is effective to prevent suspended matters such as oil mist from adhering to the strands, which become oil droplets and stay and adhere to the strands. As in the past, the gap between the strands spreads due to stagnation and adhered oil droplets, lowering the sealing characteristics, and the oil droplets attached to the tip of the strand become hot due to frictional heat, resulting in oxidation and sludge This promotes the transformation into a solid substance, thereby preventing the rotating shaft from being damaged and the rotating shaft from bending and vibrating.
【0014】本発明は、その滞留防止する手段の態様の
違いからいくつかの発明を含む。そのうち、第1の発明
は、請求項2に記載したように、回転機械の回転軸回り
からの流体の漏洩を素線のブラシ状の集合体により防止
するブラシシール装置において、前記回転軸を周方向に
囲繞するように所定の密度で環状に結束した素線からな
るブラシシールをその外周部に向かって下がり勾配に傾
斜するように前記回転軸と機械のケーシングの間に配置
し、素線間に付着した浮遊物を重力の作用により素線に
沿って機内側に排出させるようにしたことを特徴とする
ものである。The present invention includes several inventions due to the difference in the mode of the means for preventing stagnation. According to a first aspect of the present invention, there is provided a brush seal device for preventing leakage of fluid from around a rotation axis of a rotary machine by a brush-like aggregate of element wires, as set forth in claim 2, wherein the rotation axis is provided around the rotation axis. A brush seal consisting of wires tied in a ring at a predetermined density so as to surround in the direction is disposed between the rotary shaft and the casing of the machine so as to be inclined downward toward the outer peripheral portion thereof, and between the wires. The suspended matter adhering to the inside is discharged to the inside of the machine along the strand by the action of gravity.
【0015】この発明によれば、ブラシシールを重力方
向に傾かせることにより、ブラシシールを構成する素線
に付着する浮遊物は、重力の作用を受けて素線に沿って
落下させて排出することができる。According to the present invention, by floating the brush seal in the direction of gravity, suspended matter adhering to the wires constituting the brush seal is dropped and discharged along the wires under the action of gravity. be able to.
【0016】また、第2の発明は、請求項4に記載した
ように、回転機械の回転軸回りからの流体の漏洩を素線
のブラシ状の集合体により防止するブラシシール装置に
おいて、前記回転軸を周方向に囲繞するように所定の密
度で環状に結束した素線からなるブラシシールを前記回
転軸と機械のケーシングの間に配置するとともに、回転
軸が回転することにより生じる遠心力を利用して前記素
線に付着した前記流体中に含まれる浮遊物を素線から強
制的に排出する強制流を発生させる強制流発生手段を設
けたことを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a brush seal device for preventing leakage of fluid from around a rotation axis of a rotary machine by a brush-like aggregate of element wires. A brush seal composed of element wires bound in a ring at a predetermined density so as to surround the shaft in the circumferential direction is arranged between the rotating shaft and the casing of the machine, and a centrifugal force generated by rotating the rotating shaft is used. Then, a forced flow generating means for generating a forced flow for forcibly discharging suspended matter contained in the fluid attached to the wire from the wire is provided.
【0017】この発明によれば、回転軸が回転する際の
遠心力により強制流が浮遊物を素線から強制的に排出さ
せるので、機械の組立構造の制約からブラシシールを重
力方向に傾かせて取り付けることができない場合でも、
効果的に浮遊物の付着滞留を防止することができる。According to the present invention, since the forced flow causes the suspended matter to be forcibly discharged from the strand by the centrifugal force when the rotating shaft rotates, the brush seal is inclined in the direction of gravity due to the restriction of the assembly structure of the machine. Even if you can not attach
It is possible to effectively prevent the accumulation of suspended matter.
【0018】また、第3の発明は、請求項15に記載し
たように、回転機械の回転軸回りからの流体の漏洩を素
線のブラシ状の集合体により防止するブラシシール装置
において、前記回転軸を周方向に囲繞するように所定の
密度で環状に結束した素線からなるブラシシールを、素
線密度が高密になっているシール部と、このシール部の
機内側に配置され素線密度が疎になっている浮遊物捕獲
部とから構成したことを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a brush seal device for preventing leakage of fluid from around a rotation axis of a rotary machine by a brush-like assembly of element wires. A brush seal consisting of a wire bundled in an annular shape at a predetermined density so as to surround the shaft in the circumferential direction is provided by a seal portion having a high wire density and a wire density disposed inside the machine of the seal portion. And a sparse floating material capturing unit.
【0019】この発明によれば、浮遊物のオイルミスト
が高粘度の油からなるような場合に、第1の発明、第2
の発明では、付着する油滴を排除できない可能がある
が、素線の密度を粗にすることで素線間隔を広げたブラ
シシール部を別途設けることで、粘性の高い油滴を捕獲
しておくので、その下流にある本来のシール機能を発揮
するブラシシールには、油滴等の付着滞留を防止するこ
とができる。According to the present invention, the first invention and the second invention can be used when the oil mist of the suspended matter is made of high-viscosity oil.
In the invention of the above, it is possible that adhering oil droplets may not be eliminated, but by separately providing a brush seal portion in which the wire interval is widened by roughening the wire density, it is possible to capture highly viscous oil droplets. Therefore, it is possible to prevent accumulation of oil droplets and the like on the brush seal downstream of the brush seal, which performs the original sealing function.
【0020】さらに、第4の発明は、請求項21に記載
したように、回転機械の回転軸回りからの流体の漏洩を
素線のブラシ状の集合体により防止するブラシシール装
置において、前記回転軸を周方向に囲繞するように所定
の密度で環状に結束した素線からなるブラシシールを前
記回転軸に取り付けるとともに、前記ブラシシールを素
線の長さが所定のパターンで変化する素線から構成する
ことを特徴とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a brush seal device for preventing leakage of fluid from around a rotation axis of a rotary machine by a brush-like assembly of element wires. A brush seal consisting of a wire bundled in a ring at a predetermined density so as to surround the shaft in the circumferential direction is attached to the rotating shaft, and the brush seal is formed from a wire whose length changes in a predetermined pattern. It is characterized by comprising.
【0021】この発明によれば、素線の長さが所定のパ
ターンをもっているブラシシールが機械の回転軸に対し
て取り付けられるようになっており、回転軸が回転する
ことにより発生する大きな遠心力を直接的に作用させて
ブラシシールに付着した油滴を飛散させ、滞留を防止す
るもので、前述した第1乃至第3の発明よりも油滴の排
出効果は、直接的かつ強力である。According to the present invention, the brush seal having a predetermined length of the element wire is attached to the rotating shaft of the machine, and the large centrifugal force generated by the rotation of the rotating shaft. Is applied directly to disperse the oil droplets adhered to the brush seal and prevent stagnation. The effect of discharging the oil droplets is more direct and powerful than in the first to third inventions described above.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明によるブラシシール
装置の実施形態について、添付の図面を参照しながら説
明する。本発明に係るブラシシール装置では、素線に付
着したオイルミストが大きくなった油滴などの異物の滞
留を防止する手段について大きく分けて4種類の類型の
発明がある。第1の滞留防止手段は、重力の作用を利用
して異物の滞留を防止するもので、第2の滞留防止手段
は、回転軸が回転することにより生じる遠心力を利用し
て強制流を発生させることで油滴を強制的に排除し、滞
留を未然に防止するもの、第3の滞留防止手段は、ブラ
シシールの一部に油滴捕獲手段を設けることで油滴の滞
留を防止するもの、第4の滞留防止手段は、ブラシシー
ル自体を回転させることで遠心力によって油滴を強制的
に排除し、滞留を未然に防止するようにしたものであ
る。以下、それぞれの発明について水力機械の回転軸回
りからオイルミストの漏出を防止するために取り付けら
れるブラシシールとして構成した実施形態を挙げて詳細
に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a brush seal device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the brush seal device according to the present invention, there are roughly four types of inventions for means for preventing foreign matters such as oil droplets having large oil mist attached to the strands from staying. The first stagnation prevention means prevents stagnation of foreign matter by utilizing the action of gravity, and the second stagnation prevention means generates a forced flow using centrifugal force generated by rotation of the rotating shaft. The third retention prevention means prevents oil droplets from being retained by providing an oil droplet catching means in a part of the brush seal. The fourth stagnation prevention means is configured to forcibly remove oil droplets by centrifugal force by rotating the brush seal itself, thereby preventing stagnation. Hereinafter, each invention will be described in detail with reference to an embodiment configured as a brush seal attached to prevent leakage of oil mist from around the rotation axis of the hydraulic machine.
【0023】第1実施形態 図1および図2は、ブラシシールに付着するオイルミス
トが油滴となって滞留するのを防止する手段として、ブ
ラシシールを構成する素線に付着した油滴を重力の作用
により、素線をつたわらせて機内に速やかに落とし、素
線への油滴の滞留を防止するようにした発明の実施形態
を示す図である。この第1実施形態は、縦型の水力機械
等に効果的に適用できるものである。First Embodiment FIGS. 1 and 2 show an oil mist adhering to a brush seal as a means for preventing the oil mist adhering to the brush seal and remaining as oil droplets. FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the invention in which the element wire is quickly dropped into the machine by the action of the element wire to prevent oil droplets from staying in the element wire. The first embodiment can be effectively applied to a vertical hydraulic machine or the like.
【0024】図1において、参照符号10は、本発明を
縦型の水力機械に適用した例として、水車発電機の回転
軸を示している。この回転軸10は、その軸方向を鉛直
方向とする姿勢で機械に取り付けられおり、下側が高圧
側の機内であり、上側が低圧側の機外を示している。多
数の素線2が回転軸10を周回するように密に束ねてな
るブラシシール12は、水平面に対して傾斜し、かつ互
いに平行に機械のケーシングに取り付けられた保持板1
3と背板14により挟持されている。この第1実施形態
のブラシシール12は、回転軸10に接触する内周部側
よりも外周部側が下に位置する下がり勾配で傾斜する姿
勢で、それぞれ保持板13と背板14により、支持され
ている。背板14は、ブラシシール12の傾いた姿勢を
保持し、高圧側と低圧側の差圧によりブラシシール12
が変形しないように支えている。保持板13は、素線2
をケーシング11に対して固定する本来の機能に加え
て、後述するように油滴の流れを円滑に案内できるよう
に、素線2の長さに対して短い寸法を有している。In FIG. 1, reference numeral 10 indicates a rotating shaft of a water turbine generator as an example in which the present invention is applied to a vertical hydraulic machine. The rotating shaft 10 is mounted on the machine in such a manner that its axial direction is vertical, and the lower side is the inside of the high pressure side and the upper side is the outside of the low pressure side. A brush seal 12 in which a large number of wires 2 are tightly bundled so as to orbit a rotary shaft 10 is inclined with respect to a horizontal plane, and is attached to a casing of a machine in parallel with each other.
3 and the back plate 14. The brush seal 12 according to the first embodiment is supported by the holding plate 13 and the back plate 14, respectively, in a posture in which the outer peripheral side is inclined downward at a lower slope than the inner peripheral side in contact with the rotating shaft 10. ing. The back plate 14 holds the inclined position of the brush seal 12, and applies a pressure difference between the high pressure side and the low pressure side to the brush seal 12.
Is supported to prevent deformation. The holding plate 13 is a wire 2
In addition to the original function of fixing the oil droplets to the casing 11, the length of the wire 2 is shorter than the length of the wire 2 so that the flow of the oil droplets can be smoothly guided as described later.
【0025】次に、以上のように構成されるブラシシー
ルの10の作用について説明する。Next, the operation of the brush seal 10 constructed as described above will be described.
【0026】図1において、矢印aは、流体の流れを示
す。この例では、空気である。潤滑油の油槽から発生し
たオイルミストは、流体の流れに乗って低圧側の機外に
流出しようとするが、ブラシシール12のところで抵抗
を受けるので、機外に出ないようにシールされる。In FIG. 1, the arrow a indicates the flow of the fluid. In this example, it is air. The oil mist generated from the oil tank of the lubricating oil tends to flow out of the machine on the low pressure side along with the flow of the fluid, but receives resistance at the brush seal 12 and is sealed so as not to go outside the machine.
【0027】この間、流体とともに運ばれてきたオイル
ミストは、ブラシシール12を形成する素線2に捕捉さ
れ、時間の経過とともに集合してある程度大きな粒径の
油滴15となる。油滴15は、微細なオイルミストとは
違って、粒径が大きく重力によって素線2を伝わって流
れ落ちるだけの質量を有しているため、ブラシシール1
2の素線2のすき間である程度の粒径に成長した油滴1
5は、傾いている素線2に沿って下方すなわち、外周側
に向かって流れ落ち、図1に矢印bで示すように、さら
に保持板13に導かれて落下し、機内に戻されることに
なる。During this time, the oil mist carried together with the fluid is captured by the strand 2 forming the brush seal 12 and aggregates with the passage of time to form oil droplets 15 having a somewhat large particle diameter. Unlike the fine oil mist, the oil droplet 15 has a large particle diameter and has a mass enough to flow down the element wire 2 by gravity and flow down.
Oil droplet 1 that has grown to a certain particle size in the gap of the element wire 2
Numeral 5 flows downward along the inclined wire 2, that is, toward the outer peripheral side, and is further guided by the holding plate 13 to fall as shown by an arrow b in FIG. 1 and returned into the machine. .
【0028】このように本実施形態によれば、保持板1
3、背板14を介して、ブラシシール12を傾いた姿勢
で取り付けることによって、流体に含まれるオイルミス
トがブラシシール12の素線2に付着しても、ある程度
の粒径の油滴15になると、重力により自ずから流れ落
ちるので滞留を防ぐことが可能である。したがって、ブ
ラシシール12の素線2間での油滴15の停滞により、
素線2の集束によって生じるシール効果の低下をふせ
ぎ、また、素線2の先端に生成した油滴の酸化・スラッ
ジの生成固形物による回転軸の損傷を未然に防止するこ
とができる。As described above, according to the present embodiment, the holding plate 1
3. By attaching the brush seal 12 in an inclined position via the back plate 14, even if oil mist contained in the fluid adheres to the strand 2 of the brush seal 12, oil brush 15 having a certain particle diameter is formed. Then, it is possible to prevent stagnation because it naturally flows down due to gravity. Therefore, the stagnation of the oil droplets 15 between the strands 2 of the brush seal 12 causes
It is possible to prevent a reduction in the sealing effect caused by the convergence of the wire 2 and to prevent the rotary shaft from being damaged due to the oxidation of oil droplets generated at the tip of the wire 2 and the solid product of sludge.
【0029】次に、図2は、図1に示した第1実施形態
によるブラシシールの他の変形例を示す図である。この
図2のブラシシール12では、保持板16には、下り勾
配の傾斜面16aがブラシシール12の下側面と連続す
るように形成されている。ブラシシール12のその他の
構成要素は、図1と同一である。FIG. 2 is a view showing another modification of the brush seal according to the first embodiment shown in FIG. In the brush seal 12 of FIG. 2, the holding plate 16 has a downwardly inclined surface 16 a formed so as to be continuous with the lower surface of the brush seal 12. Other components of the brush seal 12 are the same as those in FIG.
【0030】この図2に示したブラシシール12によれ
ば、図1のブラシシールと同様に、素線2で捕捉された
オイルミストが集まり油滴15となると、自重により、
素線2の傾斜に沿って流れ落ちるが、矢印bで示すよう
に、油滴15の流れは、保持板16の傾斜面16aをつ
たわって円滑に導かれるので、油滴15の付着停滞をよ
り効果的に防止できる。According to the brush seal 12 shown in FIG. 2, similarly to the brush seal shown in FIG. 1, when the oil mist caught by the strand 2 collects and becomes an oil droplet 15, the brush seal 12 is caused by its own weight.
Although it flows down along the inclination of the strand 2, the flow of the oil droplet 15 is smoothly guided along the inclined surface 16a of the holding plate 16 as shown by the arrow b, so that the adhesion and stagnation of the oil droplet 15 is more effectively reduced. Can be prevented.
【0031】第2実施形態 次に、本発明の第2の実施形態によるオイルシールにつ
いて、図3乃至図10を参照しながら説明する。この第
2実施例は、ブラシシールに付着する油滴の滞留を防止
する手段として、油滴を遠心力を利用して外部に強制的
に排出する強制流を発生する手段を回転軸に設けたもの
で、第1実施形態と同様に、縦型の水車発電機等の水力
機械に効果的に適用できる。Second Embodiment Next, an oil seal according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, means for generating a forced flow for forcibly discharging oil droplets to the outside using centrifugal force is provided on the rotating shaft as means for preventing accumulation of oil droplets adhering to the brush seal. As in the first embodiment, it can be effectively applied to a hydraulic machine such as a vertical turbine generator.
【0032】図3において、参照符号20がブラシシー
ルを示している。この第2実施形態では、ブラシシール
20を形成する素線2は、保持板21と背板22とで挟
持されて機械のケーシング11に対して水平に支持され
ている。回転軸10には、強制流発生手段として円錐曲
面をもった傘状を呈する油切り23が取り付けられてい
る。この油切り23の取付位置は、機内側でブラシシー
ル20に可及的に接近した位置が好ましい。In FIG. 3, reference numeral 20 denotes a brush seal. In the second embodiment, the strand 2 forming the brush seal 20 is held between the holding plate 21 and the back plate 22 and is supported horizontally on the casing 11 of the machine. An umbrella-shaped oil drain 23 having a conical curved surface is attached to the rotating shaft 10 as forced flow generating means. It is preferable that the mounting position of the oil drain 23 be as close as possible to the brush seal 20 inside the machine.
【0033】図4は、回転軸10に取り付けた傘状の油
切り23が発揮する油滴排出作用を示す図である。ブラ
シシール20の素線2にはオイルミストが付着し、やが
て油滴15となるが、回転軸10とともに油切り23が
高速で回転しているために、油切り23の表面24で
は、流れる流体と表面24の間に生じる流体摩擦に起因
して、強制流れが発生する。この強制流れは、油切り2
3が高速が回転しているため、矢印cで示すように、遠
心力に大きく影響されて油切り23の半径方向外周側に
向かう渦の流れとなる。FIG. 4 is a view showing an oil droplet discharging action exerted by the umbrella-shaped oil drain 23 attached to the rotating shaft 10. As shown in FIG. Oil mist adheres to the wire 2 of the brush seal 20 and eventually becomes an oil droplet 15, but since the oil drain 23 rotates at a high speed together with the rotating shaft 10, the fluid flowing on the surface 24 of the oil drain 23 Forced flow occurs due to the fluid friction created between and the surface 24. This forced flow is oil drain 2
3 is rotating at a high speed, and as shown by the arrow c, the vortex flows toward the radially outer peripheral side of the oil drain 23 under the influence of the centrifugal force.
【0034】ブラシシール20は、このような表面に強
制渦流の生じた油切り23の近接しているために、ブラ
シシール20を形成する素線2に付着している油滴15
に及び、図4に示すように、渦流に乗って油切り23ま
で排出される。そして、油切り23の表面まで排出され
ると、油滴15は遠心力で飛ばされ、機内に落下して戻
る。Since the brush seal 20 is close to the oil drain 23 in which the forced vortex is generated on such a surface, the oil droplet 15 adhering to the wire 2 forming the brush seal 20 is formed.
As shown in FIG. 4, the oil is discharged to the oil drain 23 along a vortex. When the oil droplets 15 are discharged to the surface of the oil drain 23, the oil droplets 15 are blown off by centrifugal force, fall into the machine, and return.
【0035】本実施形態によれば、流体に含まれる オ
イルミストがブラシシール20の素線2に付いて油滴と
なっても、遠心力により油切り23の表面に発生した渦
流により、油滴は強制的に油切り23に排出されるので
滞留を防ぐことが可能である。したがって、ブラシシー
ル20の素線2間での油滴の停滞により、素線2の集束
によって生じるシール効果の低下をふせぎ、また、素線
2の先端に生成した油滴の酸化・スラッジの生成固形物
による回転軸の損傷を未然に防止することができる。According to this embodiment, even if the oil mist contained in the fluid adheres to the wire 2 of the brush seal 20 and becomes oil droplets, the oil droplets are generated by the vortex generated on the surface of the oil drain 23 by centrifugal force. Is forcibly discharged to the oil drain 23, so that stagnation can be prevented. Therefore, the stagnation of the oil droplets between the strands 2 of the brush seal 20 prevents the reduction of the sealing effect caused by the convergence of the strands 2, and also oxidizes the oil droplets generated at the tip of the strands 2 and generates sludge. Damage to the rotating shaft due to solid matter can be prevented beforehand.
【0036】次に、図5は、図4のブラシシールにおけ
る強制流発生手段についての他の実施例を示す図であ
る。この第2の実施例では、傘状の油切23の外形は、
図4と同様であるが、その円錐曲面をなす表面25は平
滑ではなく、あえて粗い微少な凹凸が無数に形成されて
いる粗目面に加工されている。このような粗目面となっ
た表面は、機械的な表面加工によって、あるいはディン
プルを付加することによって形成される。FIG. 5 is a view showing another embodiment of the forced flow generating means in the brush seal of FIG. In the second embodiment, the outer shape of the umbrella-shaped oil drain 23 is
4 is the same as that of FIG. 4, but the surface 25 forming the conical curved surface is not smooth, but is intentionally processed into a coarse surface on which a large number of minute fine irregularities are formed. Such a roughened surface is formed by mechanical surface processing or by adding dimples.
【0037】この図5の実施例によれは、油切り23の
表面25の無数の微笑な凹凸が、流体との摩擦力を極力
増大せしめるため、それによって油切り23の表面25
に沿って生じる矢印cで示す強制渦流を強め、前述した
油滴排出効果をより高めることができる。According to the embodiment of FIG. 5, the countless smiling irregularities on the surface 25 of the oil drain 23 increase the frictional force with the fluid as much as possible.
The forced eddy current shown by the arrow c generated along the arrow is strengthened, and the above-described oil droplet discharging effect can be further enhanced.
【0038】次に、図6は、ブラシシールにおける強制
流発生手段を構成する傘状の油切りについての第3の実
施例を示す図で、この第3実施例に係る油切り23で
は、その表面に放射状に延びる複数の排出溝26が形成
されている。また、この油切り23の付け根の部分に
は、回転軸10の外周部に周回する溝27が形成されて
いる。排出溝26と周回溝27とは連通するようになっ
ている。周回溝27の位置は、図6に示すように、ブラ
シシール20の最下部の素線に可及的に近接しているこ
とが好ましい。Next, FIG. 6 is a view showing a third embodiment of an umbrella-shaped oil drain constituting the forced flow generating means in the brush seal. In the oil drain 23 according to the third embodiment, FIG. A plurality of discharge grooves 26 extending radially are formed on the surface. A groove 27 that circulates around the outer periphery of the rotating shaft 10 is formed at the base of the oil drain 23. The discharge groove 26 and the circumferential groove 27 communicate with each other. It is preferable that the position of the circumferential groove 27 be as close as possible to the lowermost element wire of the brush seal 20, as shown in FIG.
【0039】このような図6の傘状油切り23によれ
ば、排出溝26は、単に、ブラシシール20から強制渦
流cの作用で排出された油滴15の排出を導くのはもち
ろんであるが、排出溝26は、表面24を回転方向とは
直角に延びる凹凸を形成するため、流体と油切りの表面
24との間の摩擦力を非常に大きくし、強制渦流cの流
れを強くする作用をも発揮する。さらには、周回溝27
と排出溝26は、回転軸10の回転に伴い粘性ポンプ類
似のポンプ作用を発揮し得る。したがって、ブラシシー
ル20から周回溝27に導出された油滴15を、図6に
矢印で示すように、より効果的に排出させることが可能
となる。According to the umbrella-shaped oil drainer 23 shown in FIG. 6, the discharge groove 26 naturally guides the discharge of the oil droplets 15 discharged from the brush seal 20 by the action of the forced vortex c. However, since the discharge groove 26 forms irregularities extending in the surface 24 at right angles to the rotation direction, the frictional force between the fluid and the oil drain surface 24 becomes very large, and the flow of the forced vortex c increases. It also works. Furthermore, the circumferential groove 27
And the discharge groove 26 can exert a pumping action similar to a viscous pump with the rotation of the rotating shaft 10. Therefore, it is possible to more effectively discharge the oil droplets 15 led out from the brush seal 20 to the orbiting groove 27 as shown by arrows in FIG.
【0040】このような油切り24に加工した排出溝2
6は、図6では、放射状に直線的に延びる溝として構成
されているが、図7に示されるように、回転軸10の回
転方向に対して逆側に曲がるスパイラル状の排出溝28
としてもよい。これによれば、遠心力が排出溝28にあ
る油滴により強く作用するので、粘性ポンプ作用をより
強めることができる。The discharge groove 2 formed in such an oil drain 24
6 are formed as radially linear grooves in FIG. 6, but as shown in FIG. 7, spiral discharge grooves 28 that are bent in the opposite direction to the rotation direction of the rotating shaft 10.
It may be. According to this, since the centrifugal force acts more strongly on the oil droplets in the discharge groove 28, the viscous pump action can be further strengthened.
【0041】以上、図3乃至図7は、回転軸10に設け
た油滴傘状の油切りを油滴強制排出させる強制流を発生
する手段とした例を示したが、図8に示すのは、回転軸
に形成したねじれ溝を強制流発生手段として適用した実
施の形態である。図8において、回転軸10には、ブラ
シシール20の幅よりも広い溝30が回転軸10を周回
するように形成されており、この溝30が形成されるこ
とよって回転軸10には機外側と機内側との両側に段部
31a、31bが形成されている。そのうち、機内側の
段部31aには複数の排出溝32の入口が一定の間隔で
形成されている。As described above, FIGS. 3 to 7 show examples in which the means for generating a forced flow for forcibly discharging the oil droplets on the rotary shaft 10 is provided as shown in FIG. Is an embodiment in which a torsion groove formed in a rotating shaft is applied as a forced flow generating means. 8, a groove 30 that is wider than the width of the brush seal 20 is formed on the rotating shaft 10 so as to go around the rotating shaft 10. Steps 31a and 31b are formed on both sides of the inside and the inside of the machine. Among them, entrances of a plurality of discharge grooves 32 are formed at regular intervals in the step portion 31a on the inside of the machine.
【0042】図9は、前記排出溝32を拡大して示す図
である。排出溝32は、段部31aに入口32aが開口
し、溝終端の出口32bに向かって回転軸10の外周面
を回転方向に対して逆側にスパイラル状に傾斜して延び
るように加工されている。機内の流体には、必ず粘性が
あるため、回転軸10が高速回転することによって、ス
パイラル状の排出溝32には、粘性ポンプ作用が発生す
る。FIG. 9 is an enlarged view of the discharge groove 32. The discharge groove 32 is formed such that an inlet 32a is opened in the step portion 31a, and the outer peripheral surface of the rotating shaft 10 is spirally inclined toward an outlet 32b at the end of the groove in a direction opposite to the rotation direction in a spiral shape. I have. Since the fluid in the machine always has viscosity, a high-speed rotation of the rotating shaft 10 generates a viscous pump action in the spiral discharge groove 32.
【0043】他方、ブラシシール20は、その素線2の
先端部が周回溝30に臨むように配置されており、粘性
ポンプ作用により発生する強制流fは、慣性効果も加わ
って素線2の一部まで影響し、素線2に付着した油滴1
5を強制的に吸い出すように作用するので、油滴15は
滞留することなく強制流fの流れにのって素線間から排
出され、周回溝30を介して排出溝32から導出され、
機内側に戻されることになる。On the other hand, the brush seal 20 is arranged so that the tip end of the wire 2 faces the orbital groove 30, and the forced flow f generated by the viscous pump action is applied to the wire 2 by the inertia effect. Oil droplet 1 that affected partly and adhered to strand 2
5, the oil droplets 15 are discharged from between the strands along the flow of the forced flow f without stagnation, and are led out of the discharge groove 32 through the circulation groove 30.
You will be returned to the cabin.
【0044】次に、図10は、図9と同じく粘性ポンプ
作用により強制流fを起こさせ、ブラシシール20に付
着した油滴15を強制的に排出するようにしたものであ
るが、図9の場合と異なり、回転軸10の外周面に螺旋
状に周回するネジ溝34を形成した例である。このネジ
溝34は、図9のスパイラル溝32のような勢いのある
強制流を発生させるほど粘性ポンプ作用は大きくない
が、ブラシシール20を構成する素線2の先端部と回転
軸10との間にある油滴15を回転軸10の回転ととも
にネジ溝34に沿って機内に導出するだけの粘性ポンプ
作用を発揮することは可能である。Next, FIG. 10 shows a case in which a forced flow f is generated by viscous pump action as in FIG. 9 to forcibly discharge the oil droplets 15 attached to the brush seal 20. This is an example in which a screw groove 34 helically circulating is formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft 10 unlike the case of FIG. The screw groove 34 does not have such a large viscous pumping action as to generate a vigorous forced flow like the spiral groove 32 in FIG. 9. It is possible to exhibit a viscous pumping action that only takes out the oil droplets 15 located therebetween along the screw groove 34 into the machine along with the rotation of the rotating shaft 10.
【0045】ブラシシール20の素線2の先端部に付着
した油滴15は、高速回転する回転軸10との摩擦熱に
より高温となり、酸化・スラッジの生成が促進されて固
形物に変化し、これが回転軸10に損傷を与えたり、発
熱により回転軸10を曲げ振動発生の原因になり易い。
しかしながら、少なくとも素線2の先端部に付着した油
滴だけは、前記のように、ネジ軸34から導出されるた
め、油滴15の酸化・スラッジの生成を未然に防止する
ことができる。The oil droplets 15 attached to the tip of the strand 2 of the brush seal 20 become hot due to frictional heat with the rotating shaft 10 rotating at a high speed, and the formation of oxidation and sludge is promoted to change into solids. This tends to cause damage to the rotating shaft 10 or cause bending vibration of the rotating shaft 10 due to heat generation.
However, since at least only the oil droplets attached to the distal end of the wire 2 are led out from the screw shaft 34 as described above, the oxidation of oil droplets 15 and the generation of sludge can be prevented.
【0046】第3実施形態 次に、本発明によるブラシシールの第3の実施形態とし
て、第1実施形態における斜めにブラシシールを保持し
素線に付着したオイルミストを油滴として重力の効果が
排出する構造と、第2の実施形態における強制流発生手
段としての傘状の油切りとを組み合わせてなるブラシシ
ールの実施形態について、図11、図12を参照して説
明する。Third Embodiment Next, as a third embodiment of the brush seal according to the present invention, the effect of gravity is obtained by holding the brush seal obliquely in the first embodiment and using oil mist adhering to the element wire as oil droplets. An embodiment of a brush seal in which the discharging structure is combined with an umbrella-shaped oil drain as a forced flow generating unit in the second embodiment will be described with reference to FIGS.
【0047】図11において、ブラシシール12は、図
1と同様に回転軸10に接触する内周部側がよりも外周
部側が下に位置する下がり勾配で傾斜する姿勢で、保持
板13と背板14により挟まれて支持されている。保持
板13には、下がり勾配の傾斜面13aが形成されてい
る。そして、保持板13の下端面に連続するように、ケ
ーシング11には、排出された油滴を凹曲面で受ける凹
部または溝からなるポケット36が形成されている。一
方、回転軸10には、図3に示したのと同様の円錐曲面
をもった傘状を呈する油切り23が取り付けられてい
る。この油切り23の取付位置は、機内側でブラシシー
ル12に可及的に接近し、かつポケット36の位置と対
応する位置が好ましい。In FIG. 11, the brush seal 12 has a holding plate 13 and a back plate which are inclined with a downward slope in which the inner peripheral side contacting with the rotating shaft 10 is located lower than the outer peripheral side as in FIG. 14 and are supported. The holding plate 13 is formed with a downwardly inclined surface 13a. A pocket 36 is formed in the casing 11 so as to be continuous with the lower end surface of the holding plate 13. The pocket 36 is formed of a concave portion or a groove that receives the discharged oil droplets on a concave curved surface. On the other hand, an umbrella-shaped oil drain 23 having a conical curved surface similar to that shown in FIG. 3 is attached to the rotating shaft 10. The attachment position of the oil drain 23 is preferably as close as possible to the brush seal 12 on the inside of the machine and corresponding to the position of the pocket 36.
【0048】流体に含まれるオイルミストなどの微小浮
遊物は、ブラシシール12を構成している素線2によっ
て捕捉され、次第に、オイルミストよりも粒径の大きな
油滴15となって素線2と素線2の間に滞留しようとす
る。しかしながら、第1実施形態において説明したよう
に、油滴15は重力の作用を受けてブラシシール12の
外周側に向かって移動し、さらに、保持板13の傾斜面
13aに沿って流れ落ちて機内に戻される。The minute suspended matter such as oil mist contained in the fluid is captured by the wire 2 constituting the brush seal 12 and gradually becomes an oil droplet 15 having a larger particle diameter than the oil mist. And stay between the wires 2. However, as described in the first embodiment, the oil droplet 15 moves toward the outer peripheral side of the brush seal 12 under the action of gravity, and further flows down along the inclined surface 13a of the holding plate 13 to enter the machine. Will be returned.
【0049】また、回転軸10が回転することにより、
油切り23の表面24と流体の間には、摩擦力と遠心力
が働き、強制渦流cが発生する。この強制渦流cによ
り、素線2の間にある油滴15は、油切り23の表面2
3に排出され、この表面23を伝わって遠心力により外
周方向に飛ばさる。飛ばされた油滴15は、ポケット3
6に衝突するが、凹曲面に加工されていることから、衝
突の際に新たなオイルミストが発生しないようなってい
る。これにより、ポケット36には、油滴15の溜まり
流れとなってケーシング11の内面を機内側に流れ落ち
て戻っていく。Further, by rotating the rotating shaft 10,
A frictional force and a centrifugal force act between the surface 24 of the oil drain 23 and the fluid to generate a forced vortex c. Due to the forced vortex c, the oil droplets 15 between the strands 2 are removed from the surface 2 of the oil drain 23.
3 and travels along the surface 23 and is scattered in the outer circumferential direction by centrifugal force. The splashed oil drops 15 are in pocket 3
6, but since it is processed into a concave curved surface, no new oil mist is generated at the time of the collision. As a result, the oil droplets 15 accumulate in the pockets 36, flow down the inner surface of the casing 11 to the inside of the machine, and return.
【0050】このように第3実施形態によれば、重力に
よる油滴排出作用と、遠心力により発生した強制渦流に
よる強制的な油滴排出作用との複合作用により、ブラシ
シールの素線間に滞留しようとする油滴を非常に効率良
く排除することが可能であるので、より効果的に油滴の
滞留によるシール性能の低下を防止することができる。As described above, according to the third embodiment, the combined action of the oil droplet discharging action due to gravity and the forced oil drop discharging action due to the forced vortex generated by centrifugal force causes a gap between the strands of the brush seal. Since the oil droplets to be retained can be removed very efficiently, it is possible to more effectively prevent the deterioration of the sealing performance due to the retained oil droplets.
【0051】図12は、この第4実施形態の他の実施例
を示すもので、ブラシシール12は、外周部から内周部
に向かって下り勾配に傾き、しかも、素線2の先端は、
油切り23の表面に接触するように保持板13、背板1
4を介してケーシング11に取り付けられている。FIG. 12 shows another example of the fourth embodiment, in which the brush seal 12 is inclined downward from the outer peripheral portion to the inner peripheral portion.
Holding plate 13, back plate 1 so as to contact the surface of oil drain 23
4 and is attached to the casing 11.
【0052】この図12の実施例では、素線2で捕捉さ
れたオイルミストが油滴15になると、重力の効果によ
って、低い方の内周部にへ向かって移動してゆくが、油
切り23の表面24で発生している強制渦流cの影響を
受けて表面24の外周側に押しやられ、さらに遠心力で
飛ばされることになる。このようにして、重力による油
滴排出作用と遠心力による強制的な油滴排出作用の複合
作用により、ブラシシールの素線間での油滴の付着滞留
を効果的に防止することができる。In the embodiment shown in FIG. 12, when the oil mist captured by the wire 2 becomes an oil droplet 15, the oil mist moves toward the lower inner periphery due to the effect of gravity. Under the influence of the forced vortex c generated on the surface 24 of the surface 23, it is pushed to the outer peripheral side of the surface 24, and is further blown off by centrifugal force. In this way, due to the combined action of the oil droplet discharging action by gravity and the forced oil drop discharging action by centrifugal force, the accumulation of oil drops between the strands of the brush seal can be effectively prevented.
【0053】第4実施形態 次に、本発明の第4の実施形態によるブラシシールにつ
いて、図13乃至図18を参照しながら説明する。これ
までに説明した実施形態は、ブラシシールの素線間での
油滴の滞留を防止する手段として、ブラシシールの本体
とは別に油滴の排出を促進する手段を付加した例である
が、この第4実施形態は、ブラシシールに付着する油滴
の滞留を防止する手段として、ブラシシールの素線密度
を二段階に調整し、密度が粗である部分に油滴を捕獲す
る機能を本来のシール機能に替えて付加し、これによ
り、あらかじめ十分に油滴を捕獲した上で、素線密度の
密な部分で本来のシール機能を発揮させようとする実施
の形態である。この第4実施形態は、水平な回転軸を有
する横型の水力機械に好適に適用される。Fourth Embodiment Next, a brush seal according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The embodiments described so far are examples in which a means for promoting the discharge of oil droplets is added separately from the main body of the brush seal as means for preventing stagnation of oil droplets between the strands of the brush seal. In the fourth embodiment, as a means for preventing stagnation of oil droplets adhering to the brush seal, the function of adjusting the elemental wire density of the brush seal in two stages and capturing the oil droplets in a portion having a low density is originally intended. This is an embodiment in which the sealing function is added in place of the sealing function described above, and after the oil droplets are sufficiently captured in advance, the original sealing function is exerted in a portion where the element wire density is high. The fourth embodiment is suitably applied to a horizontal hydraulic machine having a horizontal rotation axis.
【0054】図13において、このブラシシール50
は、これまでの素線の密度が均一となっているブラシシ
ールとは異なり、ブラシシール50の本来のシール機能
を担っている素線の密度が密になっているシール部51
と、素線の密度が粗になっているオイルミスト捕獲部5
2とからなっている。図13に示すように、シール部5
1は、低圧の機外側に配置され、オイルミスト捕獲部5
2は高圧の機内側に配置されている。この実施形態で
は、シール部51とオイルミスト捕獲部52は、隣接す
るように保持板21に植設されている。In FIG. 13, the brush seal 50
Is different from the conventional brush seal in which the density of the strands is uniform, and the sealing portion 51 in which the density of the strands having the original sealing function of the brush seal 50 is high.
And the oil mist trapping unit 5 where the density of the wire is coarse
It consists of two. As shown in FIG.
Reference numeral 1 designates an oil mist trapping unit
2 is disposed inside the high-pressure machine. In this embodiment, the seal portion 51 and the oil mist capturing portion 52 are planted on the holding plate 21 so as to be adjacent to each other.
【0055】オイルミスト捕獲部52を形成する素線2
それ自体は、シール部51と同じものが用いられるが、
シール機能は低く、素線間隔を広くすることでオイルミ
ストのみを捕捉する機能を有している。すなわち、ブラ
シシール50を用いてシールする流体は気体が多いが、
通常のブラシシールの素線間隔に較べてオイルミストな
どの浮遊物の粒径は非常に大きい。そこで、オイルミス
ト捕獲部52では、シール性に優先させて素線間隔をオ
イルミストを捕獲するのに十分な限度においてあえて広
くし、流体が本来のシール機能をもたせたシール部51
にたどりつく前にオイルミストを捕捉しているので、シ
ール部51ではオイルミストの付着してできた油滴15
の滞留などという問題が生ぜず、安定したシール機能を
維持することが可能となる。Wire 2 forming oil mist capturing section 52
As such, the same as the seal part 51 is used,
The sealing function is low, and has a function of catching only oil mist by widening the wire interval. That is, although the fluid sealed using the brush seal 50 has a large amount of gas,
The particle size of suspended matter such as oil mist is very large as compared with the regular wire interval of the brush seal. Therefore, in the oil mist capturing section 52, the gap between the wires is dared to be widened as much as possible to capture the oil mist, giving priority to the sealing property, and the sealing section 51 in which the fluid has the original sealing function is provided.
The oil mist is trapped before reaching the oil droplets, so that the oil droplets 15
Therefore, a stable sealing function can be maintained without problems such as stagnation.
【0056】このオイルミスト捕獲部52については、
図14、図15に他の実施例を挙げてさらに説明する。
図14に示すのは、保持板53の端面に機内側に向かっ
て下り勾配の傾斜面53aを設けた例で、オイルミスト
捕獲部52で捕獲された油滴15の排出性を高めるよう
にしたものである。シール部51およびオイルミスト捕
獲部52の素線間隔は、図13と同様である。The oil mist capturing section 52
FIGS. 14 and 15 further describe another embodiment.
FIG. 14 shows an example in which an inclined surface 53 a having a downward slope is provided on the end surface of the holding plate 53 toward the inside of the machine, and the discharging property of the oil droplets 15 captured by the oil mist capturing unit 52 is improved. Things. The element wire interval between the seal portion 51 and the oil mist capturing portion 52 is the same as in FIG.
【0057】オイルミスト捕獲部52では、素線2を疎
に配列したが故に、捕獲されたオイルミストが油滴15
になっても、素線2からの表面張力が働きにくいという
性質がある。したがって、油滴15は表面張力で付着す
ることなく、重力によって素線2を伝わって保持板53
の傾斜面53aに落ち、さらに、この傾斜面53aに沿
って流れおちて機内に戻されることになる。In the oil mist catching section 52, since the wires 2 are sparsely arranged, the captured oil mist is
, There is a property that the surface tension from the strand 2 is hard to work. Therefore, the oil droplet 15 does not adhere due to surface tension, but travels along the wire 2 by gravity and
, And flows down along the inclined surface 53a and returns to the inside of the machine.
【0058】図15に示す他の実施例は、ブラシシール
50の保持板53の傾斜面53aから一層円滑に油滴1
5が導出されるように、その傾斜面53aの傾斜方向に
そって油滴導出促進部として、一定間隔で複数の凸条が
配列された形態の排出歯54を設けた例である。図16
は、図15を機内側から排出歯54を拡大して示す図で
ある。このような排出歯54を設けることによって、オ
イルミスト捕獲部52で捕獲された油滴は、素線2を伝
わり落ちた後、排出歯54にそって円滑に導出される。In another embodiment shown in FIG. 15, the oil droplets 1 can be more smoothly removed from the inclined surface 53a of the holding plate 53 of the brush seal 50.
This is an example in which a discharge tooth 54 in a form in which a plurality of ridges are arranged at regular intervals is provided as an oil droplet derivation promoting section along the direction of inclination of the inclined surface 53a so that No. 5 is derived. FIG.
FIG. 16 is an enlarged view of FIG. 15 showing the discharge teeth 54 from the inside of the machine. By providing such discharge teeth 54, the oil droplets captured by the oil mist capturing unit 52 travel down the wire 2 and are smoothly led out along the discharge teeth 54.
【0059】これまで図13乃至図16に挙げた実施例
は、素線2の間隔が密なシール部51と、素線2の間隔
が疎なオイルミスト捕獲部52とが隣接している構成の
ブラシシール50であるが、これらの実施形態では、オ
イルミスト捕獲部52で油滴15が捕獲されても、機内
の流体の圧力に押されて、シール部51の方へ移動し、
そのシール機能を阻害する可能性がある。The embodiment shown in FIGS. 13 to 16 has a structure in which a seal portion 51 having a small distance between the wires 2 and an oil mist capturing portion 52 having a small distance between the wires 2 are adjacent to each other. In these embodiments, even if the oil droplets 15 are captured by the oil mist capturing unit 52, the brush seal 50 is pushed by the pressure of the fluid in the machine and moves toward the seal unit 51,
There is a possibility that the sealing function is hindered.
【0060】図17に示す実施例は、この点を改善する
ものであって、素線2の間隔が密なシール部51と、素
線2の間隔の疎なオイルミスト捕獲部52との間にスペ
ーサ55を介在させることで所定の間隔をあけ、保持板
21と背板22とで取り付けられるようにしたブラシシ
ール50である。The embodiment shown in FIG. 17 improves this point. In the embodiment shown in FIG. 17, a gap between the seal portion 51 in which the wires 2 are closely spaced and an oil mist capturing portion 52 in which the wires 2 are sparsely spaced is provided. Is a brush seal 50 which is attached at a predetermined interval by interposing a spacer 55 between the holding plate 21 and the back plate 22.
【0061】このように素線2の間隔の密なシール部5
1と素線2の間隔の疎なオイルミスト捕獲部52とをス
ペーサ55を介して間隔を明けて配置することによっ
て、オイルミスト捕獲部52で捕獲された油滴15が流
体の圧力を受けてもシール部51へ移動することを確実
に防止できるので、シール部51は油滴に阻害されるこ
となく、シール性能を維持し、信頼性を高めることが可
能となる。As described above, the sealing portion 5 having the densely spaced wires 2 is provided.
The oil droplets 15 captured by the oil mist capturing unit 52 are subjected to the pressure of the fluid by arranging the oil mist capturing unit 52 having a small interval between the wire 1 and the wire 2 at a distance via the spacer 55. Can be reliably prevented from moving to the seal portion 51, so that the seal portion 51 can maintain the sealing performance and increase reliability without being hindered by oil droplets.
【0062】この図17の実施例のバリエーションとし
ては、図14に示したブラシシール50と同様にオイル
ミスト捕獲部52で捕獲された油滴の排出性を高めるこ
とをねらって保持板21に替えて図14の傾斜面53a
を有する保持板53を設けるようにしてもよい。その場
合、図18に示すように、好ましくは、スペーサ55を
介してシール部51とオイルミスト捕獲部52に間隔を
あけてあることを利用して、保持板56には、オイルミ
スト捕獲部52から両側に向かって傾斜する斜面56
a、56bを設けるようにすれば、なお一層円滑良好
に、油滴15を斜面56a、56bに沿って、流れ落と
すことができる。なお、斜面56a、56bのうち、機
外側の斜面56aが終端する位置には、流れ落ちた油滴
15を機内に排出するための排出穴57が設けられてい
る。As a variation of the embodiment of FIG. 17, the holding plate 21 is replaced with the holding plate 21 in order to enhance the discharge property of the oil droplets captured by the oil mist capturing section 52, similarly to the brush seal 50 shown in FIG. And the inclined surface 53a of FIG.
May be provided. In this case, as shown in FIG. 18, preferably, the holding plate 56 is provided with the oil mist capturing portion 52 by utilizing the space between the seal portion 51 and the oil mist capturing portion 52 via the spacer 55. Slope 56 inclined from both sides
If the a and b are provided, the oil droplets 15 can flow down along the slopes 56a and 56b even more smoothly. In addition, a discharge hole 57 for discharging the oil droplet 15 that has flowed down into the machine is provided at a position where the slope 56a on the outside of the machine ends among the slopes 56a and 56b.
【0063】次に、図19に示す実施例は、この第4実
施形態で共通する素線間隔を疎に配列したオイルミスト
捕獲部52に代替して、機能の点で同様の油滴捕獲機能
を有する材料、例えば、金属あるいは剛性の高い材料か
らなり、網目の大きさが油滴を十分捕獲できる程度の適
当なメッシュ板を油滴捕獲板58として、ブラシシール
50とはスペーサ55を介して所定の間隔をおくように
して保持板21に取り付けたものである。特に、図示は
しないが、油滴捕獲板58をブラシシール50の機内側
に取り付けて、図13の実施例のようにブラシシール5
0に隣接させるようにしてもよい。Next, the embodiment shown in FIG. 19 is similar to the fourth embodiment in that the oil mist catching section 52 having a sparsely arranged wire interval is used in place of the oil mist catching section 52 having the same function as the fourth embodiment. An oil-capture plate 58 made of a material having, for example, a metal or a highly rigid material and having a mesh size sufficient to catch oil droplets is used as the oil-drop catching plate 58 via a spacer 55 with the brush seal 50. It is attached to the holding plate 21 at predetermined intervals. In particular, although not shown, the oil drop catching plate 58 is attached to the inside of the brush seal 50, and the brush seal 5 is mounted as in the embodiment of FIG.
It may be made to be adjacent to 0.
【0064】このようにオイルミスト捕獲部52とし
て、油滴を捕獲する性質がある材料を利用することで、
在来のブラシシールをそのままま転用して、油滴の付着
滞留によるシール性能の低下を防止することができる。As described above, by using a material having a property of catching oil droplets as the oil mist catching section 52,
A conventional brush seal can be diverted as it is to prevent a decrease in sealing performance due to accumulation of oil droplets.
【0065】第5実施形態 次に、本発明の第5の実施形態によるブラシシールにつ
いて、図20乃至図22を参照しながら説明する。Fifth Embodiment Next, a brush seal according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0066】これまで挙げた第1乃至第4実施形態によ
るブラシシールは、機械のハウジングに対して保持板と
背板を介して取り付けられた形式のブラシシールである
が、第5の実施形態では、素線の長さが所定のパターン
をもっているブラシシールが機械の回転軸に対して取り
付けられるようになっており、回転軸が回転することに
より発生する大きな遠心力を直接的に作用させてブラシ
シールに付着した油滴を飛散させ、滞留を防止するもの
で、前述した第1乃至第4実施形態よりも油滴の排出効
果は、直接的かつ強力である。この第5実施形態による
ブラシシールは、縦型の水力機械の回転軸に好適に適用
される。The brush seals according to the first to fourth embodiments described above are of a type in which the brush seals are attached to a machine housing via a holding plate and a back plate. In the fifth embodiment, the brush seals are used. A brush seal having a predetermined length of element wire is attached to a rotating shaft of a machine, and a large centrifugal force generated by rotation of the rotating shaft is directly applied to the brush seal. Since the oil droplets attached to the seal are scattered to prevent stagnation, the effect of discharging the oil droplets is more direct and powerful than in the first to fourth embodiments. The brush seal according to the fifth embodiment is suitably applied to a rotating shaft of a vertical hydraulic machine.
【0067】図20に示されるように、回転軸10に
は、ブラシシール60の取り付けのための取付円盤61
が固定されており、この取付円盤61には、背板62と
保持板63との間で挟持するようにしてブラシシール6
0が取り付けられている。ブラシシール60は、2種類
の異なる長さの素線から構成されている。この場合、機
外側に短い素線61aが配置され、その先端がハウジン
グ11の内周面に接触する程度の長さを有し、シール性
を確保している。これに対して、長さの長い方の素線6
1bは、ケーシング11に形成されたR加工により拡径
する段部からなるキャッチャー64まで届くだけの長さ
を有している。As shown in FIG. 20, a mounting disk 61 for mounting a brush seal 60 is mounted on the rotating shaft 10.
Is fixed on the mounting disk 61 so that the brush seal 6 is held between the back plate 62 and the holding plate 63.
0 is attached. The brush seal 60 is composed of two types of element wires having different lengths. In this case, a short strand 61a is arranged on the outside of the machine, and has a length such that the tip thereof contacts the inner peripheral surface of the housing 11, thereby ensuring the sealing performance. On the other hand, the longer wire 6
1b has a length enough to reach the catcher 64 which is formed in the casing 11 and has a stepped portion whose diameter is increased by the R processing.
【0068】この図20の実施形態によれば、回転軸1
0といっしょにブラシシール60が回転すると、ブラシ
シール60の素線61a、61b中に捕捉されたオイル
ミストが大きくなった油滴15は、大きな遠心力を受け
て半径方向外側に飛び散ろうとする。したがって、油滴
15は長い方の素線61bの間を抜けて、キャッチャー
64に衝突して、ブラシシール60中に付着滞留するこ
となく機内に戻される。キャッチャー64は、遠心力で
飛ばされた油滴15を受けて衝突の際に新たなオイルミ
ストの発生を防ぐと同時に、油滴15を円滑に機内に戻
す役割を果たす。なお、このキャッチャー64は、図1
1に示したような排出溝36の形態であってもよい。According to the embodiment shown in FIG.
When the brush seal 60 is rotated together with 0, the oil mist 15 having large oil mist captured in the strands 61a and 61b of the brush seal 60 tends to fly radially outward due to a large centrifugal force. . Accordingly, the oil droplet 15 passes through the longer strand 61b, collides with the catcher 64, and is returned to the machine without adhering and staying in the brush seal 60. The catcher 64 receives the oil droplets 15 blown by the centrifugal force, prevents new oil mist from being generated at the time of collision, and plays a role of returning the oil droplets 15 to the inside of the machine smoothly. In addition, this catcher 64 is shown in FIG.
The shape of the discharge groove 36 as shown in FIG.
【0069】このようにブラシシール60を回転軸10
に取り付けた場合、遠心力による油滴の付着滞留防止効
果をいっそう高めるために、図21に示されるように、
ブラシシール60の素線65の先端が下側に向かって下
がり勾配に傾斜する先端面66になるように切り揃える
とともに、その先端面66が接触するケーシング11の
内面に同じ傾斜をもって傾斜面67をキャッチャーとし
て形成するようにしてもよい。As described above, the brush seal 60 is
In the case of being attached to, as shown in FIG. 21, in order to further enhance the effect of preventing the accumulation of oil droplets due to centrifugal force,
The ends of the wires 65 of the brush seal 60 are trimmed so as to form a distal end surface 66 that is inclined downward and downward, and the inclined surface 67 is formed with the same inclination on the inner surface of the casing 11 with which the distal end surface 66 contacts. You may make it form as a catcher.
【0070】この図21の実施例によれば、ブラシシー
ル60の素線65に捕捉されたオイルミストが油滴とな
っても、ブラシシール60中に滞留ことなく遠心力によ
って飛ばされ易いように斜めに素線66の先端を切り揃
えた構造となっているので、図20のブラシシールの形
態に較べてより一層と油滴の排出効果を向上させること
ができ、さらに、油滴がケーシング11の傾斜面67に
衝突すると、衝突面が傾斜しているために下方すなわち
機内側に向かう速度に変換されて高速で機内に戻され
る。According to the embodiment shown in FIG. 21, even if the oil mist captured by the strand 65 of the brush seal 60 becomes an oil droplet, the oil mist is easily retained by the centrifugal force without staying in the brush seal 60. Since the tip of the element wire 66 is cut obliquely, the effect of discharging oil droplets can be further improved as compared with the brush seal configuration of FIG. When the vehicle collides with the inclined surface 67, the speed is converted into a downward direction, that is, toward the inside of the aircraft, and returned to the interior of the aircraft at high speed because the impact surface is inclined.
【0071】次に、図22に示す実施例は、ケーシング
側に取り付ける形式の従来型の第1のブラシシール20
を機外側に配置するとともに、図21に示したのと同様
の第2のブラシシール60を機内側に配置して組み合わ
せ、ブラシシールを二段構成とした実施例である。Next, the embodiment shown in FIG. 22 is a conventional first brush seal 20 of a type attached to the casing side.
In this embodiment, the brush seal is arranged on the outside of the machine, and the second brush seal 60 similar to that shown in FIG.
【0072】この図22の実施形態によれば、オイルミ
ストを含んだ流体は、まず、第2のブラシシール60を
通過しようとするが、このとき、オイルミストは油滴1
5として素線65に捕捉され、前述したように、遠心力
で半径方向外方に飛ばされ、キャッチャーを構成する傾
斜面67に衝突して機内に戻される。したがって、流体
からはオイルミストがほとんど除去されるために、第1
のブラシシール20では、油滴によるシール性能の低下
等の弊害は生ぜず、長期間に亙るシール機能維持と信頼
性を確保することができる。According to the embodiment of FIG. 22, the fluid containing the oil mist first tries to pass through the second brush seal 60. At this time, the oil mist is
5 is captured by the element wire 65, and as described above, is blown radially outward by centrifugal force, collides with the inclined surface 67 constituting the catcher, and is returned into the machine. Therefore, the oil mist is almost completely removed from the fluid.
In the brush seal 20, no adverse effect such as a decrease in sealing performance due to oil droplets occurs, and the maintenance of the sealing function and the reliability over a long period of time can be ensured.
【0073】[0073]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ブラシシールを構成する素線への流体中に含
まれるオイルミストのような浮遊物の付着および滞留を
防止し、シール性能を長期間に亙って良好に発揮させ、
長期信頼性のあるブラシシール装置を提供することがで
きる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the adhesion and stagnation of floating substances such as oil mist contained in the fluid to the wires constituting the brush seal are prevented, and the sealing is achieved. We show performance well over a long term,
A long-term reliable brush seal device can be provided.
【図1】本発明によるブラシシール装置の第1実施形態
を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a brush seal device according to the present invention.
【図2】本発明の第1実施形態によるブラシシール装置
の他の実施形態を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the brush seal device according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明によるブラシシール装置の第2実施形態
を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a second embodiment of the brush seal device according to the present invention.
【図4】図3のブラシシール装置の作用を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory view showing the operation of the brush seal device of FIG. 3;
【図5】本発明の第2実施形態によるブラシシール装置
の第2実施例を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing a second example of the brush seal device according to the second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2実施形態によるブラシシール装置
の第3実施例を示す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing a third example of the brush seal device according to the second embodiment of the present invention.
【図7】図6のブラシシール装置の変形例を断面図。FIG. 7 is a sectional view of a modification of the brush seal device of FIG. 6;
【図8】本発明の第2実施形態によるブラシシール装置
の粘性ポンプ機構の他の実施例を示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing another example of the viscous pump mechanism of the brush seal device according to the second embodiment of the present invention.
【図9】図8の粘性ポンプ機構の作用を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory view showing the operation of the viscous pump mechanism of FIG.
【図10】粘性ポンプの他の実施例を示す断面図。FIG. 10 is a sectional view showing another embodiment of the viscous pump.
【図11】本発明によるブラシシール装置の第3実施形
態を示す断面図。FIG. 11 is a sectional view showing a third embodiment of the brush seal device according to the present invention.
【図12】本発明の第3実施形態によるブラシシール装
置の他の実施例を示す断面図。FIG. 12 is a sectional view showing another example of the brush seal device according to the third embodiment of the present invention.
【図13】本発明によるブラシシール装置の第4実施形
態を示す断面図。FIG. 13 is a sectional view showing a fourth embodiment of the brush seal device according to the present invention.
【図14】本発明の第3実施形態によるブラシシール装
置の他の実施例を示す断面図。FIG. 14 is a sectional view showing another example of the brush seal device according to the third embodiment of the present invention.
【図15】図14のブラシシール装置の他の変形例を示
す断面図。FIG. 15 is a sectional view showing another modified example of the brush seal device of FIG. 14;
【図16】図15のブラシシール装置の要部を表す正面
拡大図。FIG. 16 is an enlarged front view showing a main part of the brush seal device of FIG. 15;
【図17】本発明によるブラシシール装置の第4実施形
態の第2実施例を示す断面図。FIG. 17 is a sectional view showing a second example of the fourth embodiment of the brush seal device according to the present invention.
【図18】図17のブラシシール装置の他の変形例を示
す断面図。FIG. 18 is a sectional view showing another modified example of the brush seal device of FIG. 17;
【図19】本発明によるブラシシール装置の第4実施形
態の第3実施例を示す断面図。FIG. 19 is a sectional view showing a third example of the fourth embodiment of the brush seal device according to the present invention.
【図20】本発明によるブラシシール装置の第5実施形
態を示す断面図。FIG. 20 is a sectional view showing a brush seal device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図21】本発明によるブラシシール装置の第5実施形
態の他の実施例を示す断面図。FIG. 21 is a sectional view showing another example of the fifth embodiment of the brush seal device according to the present invention.
【図22】本発明によるブラシシール装置の第5実施形
態の第3実施例を示す断面図。FIG. 22 is a sectional view showing a third example of the fifth embodiment of the brush seal device according to the present invention.
【図23】従来のブラシシール装置を示す断面図。FIG. 23 is a sectional view showing a conventional brush seal device.
【図24】従来のブラシシール装置の作用を示す説明
図。FIG. 24 is an explanatory view showing the operation of a conventional brush seal device.
【図25】従来のブラシシールが適用された水車発電機
の構成説明図。FIG. 25 is an explanatory diagram of a configuration of a water turbine generator to which a conventional brush seal is applied.
【図26】従来のブラシシール装置において素線にオイ
ルミストが付着する作用を説明する図。FIG. 26 is a view for explaining the effect of oil mist adhering to strands in a conventional brush seal device.
【図27】素線に付着したオイルミストが油滴になって
素線の間隔を変化させる作用を説明する図。FIG. 27 is a view for explaining an operation of changing an interval between wires by oil mist adhering to the wires becoming oil droplets.
【図28】素線の先端部に付着した油滴が回転軸との摩
擦による熱で変成する作用を説明する図。FIG. 28 is a view for explaining the action of an oil droplet attached to the tip of a strand being transformed by heat due to friction with a rotating shaft.
2 素線 10 回転軸 12 ブラシシール 13 保持板 14 背板 15 油滴 20 ブラシシール 21 保持板 22 背板 23 油切り 24 表面 30 溝 32 排出溝 36 ポケット 50 ブラシシール 51 シール部 52 オイルミスト捕獲部 2 strand 10 rotating shaft 12 brush seal 13 holding plate 14 back plate 15 oil drop 20 brush seal 21 holding plate 22 back plate 23 oil drain 24 surface 30 groove 32 discharge groove 36 pocket 50 brush seal 51 seal portion 52 oil mist catching portion
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南 波 聡 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 平 野 俊 夫 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 山 下 達 雄 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) 3H072 AA07 AA27 BB11 BB16 BB19 BB27 CC68 3J043 AA16 BA10 CA13 CB13 DA07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Nanami 2-4-4 Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Toshiba Keihin Works Co., Ltd. (72) Inventor Toshio Hirano Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 2-4-4 Toshiba Keihin Works Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuo Yamashita 2-4 Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-terms in Toshiba Keihin Works Co., Ltd. 3H072 AA07 AA27 BB11 BB16 BB19 BB27 CC68 3J043 AA16 BA10 CA13 CB13 DA07
Claims (24)
素線のブラシ状の集合体により防止するブラシシール装
置において、前記回転軸を周方向に囲繞するように所定
の密度で環状に結束した素線からなるブラシシールを前
記回転軸と機械のケーシングの間に配置するとともに、
前記素線に付着した前記流体中に含まれる浮遊物の素線
間での滞留を防止する滞留防止手段を設けたことを特徴
とするブラシシール装置。1. A brush seal device for preventing leakage of fluid from around a rotation axis of a rotary machine by a brush-like assembly of element wires, wherein said brush seal apparatus is formed in a ring shape at a predetermined density so as to surround said rotation axis in a circumferential direction. A brush seal made of the united wires is arranged between the rotating shaft and the casing of the machine,
A brush seal device comprising: a retention device for preventing suspended matter contained in the fluid adhering to the wire from remaining between the wires.
素線のブラシ状の集合体により防止するブラシシール装
置において、前記回転軸を周方向に囲繞するように所定
の密度で環状に結束した素線からなるブラシシールをそ
の外周部に向かって下がり勾配に傾斜するように前記回
転軸と機械のケーシングの間に配置し、素線間に付着し
た浮遊物を重力の作用により素線に沿って機内側に排出
させるようにしたことを特徴とするブラシシール装置。2. A brush seal device for preventing leakage of fluid from around a rotation axis of a rotary machine by a brush-like assembly of strands, wherein said brush seal apparatus is annularly formed at a predetermined density so as to surround said rotation axis in a circumferential direction. A brush seal made of the united wires is disposed between the rotating shaft and the casing of the machine so as to be inclined downward toward the outer peripheral portion thereof, and a floating substance attached between the wires is subjected to the action of the wires by the action of gravity. A brush seal device characterized in that the brush is discharged to the inside of the machine along the line.
板と機外側に配置した背板との間で保持し、ブラシシー
ルの素線に沿って流れ落ちる浮遊物の排出を円滑にする
傾斜面を前記保持板に形成したことを特徴とする請求項
2に記載のブラシシール装置。3. An inclined surface which holds the brush seal between a holding plate arranged inside the machine and a back plate arranged outside the machine, and which smoothly discharges floating substances flowing down along a wire of the brush seal. The brush seal device according to claim 2, wherein the holding plate is formed on the holding plate.
素線のブラシ状の集合体により防止するブラシシール装
置において、前記回転軸を周方向に囲繞するように所定
の密度で環状に結束した素線からなるブラシシールを前
記回転軸と機械のケーシングの間に配置するとともに、
回転軸が回転することにより生じる遠心力を利用して前
記素線に付着した前記流体中に含まれる浮遊物を素線か
ら強制的に排出する強制流を発生させる強制流発生手段
を設けたことを特徴とするブラシシール装置。4. A brush seal device for preventing leakage of fluid from around a rotation axis of a rotary machine by a brush-like aggregate of element wires, wherein said brush seal apparatus is formed in a ring shape at a predetermined density so as to surround said rotation axis in a circumferential direction. A brush seal made of the united wires is arranged between the rotating shaft and the casing of the machine,
Forced flow generating means for generating a forced flow for forcibly discharging suspended matter contained in the fluid attached to the wire from the wire by utilizing centrifugal force generated by rotation of a rotating shaft is provided. A brush seal device.
ラシシールに近接した位置で前記回転軸に取り付けられ
た傘状の油切り部材からなることを特徴とする請求項4
に記載のブラシシール装置。5. The forcible flow generating means comprises an umbrella-shaped oil drain member attached to the rotary shaft at a position close to a brush seal inside the machine.
A brush seal device according to item 1.
を強める強制流付勢手段が付加されるていることを特徴
とする請求項5に記載のブラシシール装置。6. A brush seal device according to claim 5, wherein said umbrella-shaped oil draining member is provided with a forced flow urging means for strengthening the flow of the forced flow.
部材の表面の粗さを高めた粗目面またはディンプル状の
凹凸面からなることを特徴とする請求項6に記載のブラ
シシール装置。7. The brush according to claim 6, wherein said forced flow urging means comprises a roughened surface or a dimple-shaped uneven surface having an increased surface roughness of said umbrella-shaped oil draining member. Sealing device.
部材の表面に放射状に形成した排出溝からなることを特
徴とする請求項6に記載のブラシシール装置。8. The brush seal device according to claim 6, wherein said forced flow urging means comprises a discharge groove radially formed on a surface of said umbrella-shaped oil draining member.
を指向して曲がるスパイラル状の排出溝であることを特
徴とする請求項8に記載のブラシシール装置。9. The brush seal device according to claim 8, wherein the discharge groove is a spiral discharge groove that bends in a direction opposite to the rotation direction of the rotating shaft.
先端部と対向する位置で回転軸に形成された周回溝と、
前記周回溝に通じる入口部を有し回転軸の回転方向とは
逆方向に曲がるように回転軸の外周面に形成された排出
溝とからなることを特徴とする請求項4に記載のブラシ
シール装置。10. A forcible flow generating means, comprising: a circumferential groove formed on a rotating shaft at a position facing a tip end of a brush seal;
The brush seal according to claim 4, comprising a discharge groove formed on an outer peripheral surface of the rotary shaft so as to have an inlet portion communicating with the orbital groove and to be bent in a direction opposite to a rotation direction of the rotary shaft. apparatus.
においてブラシシールの先端部が接触する部分を起点に
回転軸の回転方向とは逆側にその外周面を螺回するネジ
溝からなることことを特徴とする請求項10に記載のブ
ラシシール装置。11. The forcible flow generating means includes a thread groove which spirals the outer peripheral surface of the outer peripheral surface of the rotary shaft in a direction opposite to the rotational direction of the rotary shaft starting from a portion where the tip of the brush seal contacts. The brush seal device according to claim 10, wherein:
を素線のブラシ状の集合体により防止するブラシシール
装置において、前記回転軸を周方向に囲繞するように所
定の密度で環状に結束した素線からなるブラシシールを
その外周部に向かって下がり勾配に傾斜するように前記
回転軸と機械のケーシングの間に配置し、素線間に付着
した浮遊物を重力の作用により素線に沿って機内側に排
出させるとともに、前記回転軸が回転することにより生
じる遠心力を利用して浮遊物を素線から強制的に排出す
る強制流を発生させる強制流発生手段を設けたことを特
徴とするブラシシール装置。12. A brush seal device for preventing leakage of fluid from around a rotation axis of a rotary machine by a brush-like aggregate of element wires, wherein said brush seal apparatus is formed in a ring shape at a predetermined density so as to surround said rotation axis in a circumferential direction. A brush seal made of the united wires is disposed between the rotating shaft and the casing of the machine so as to be inclined downward toward the outer peripheral portion thereof, and a floating substance attached between the wires is subjected to the action of the wires by the action of gravity. And a forced flow generating means for generating a forced flow for forcibly discharging suspended matter from the strand using centrifugal force generated by rotation of the rotating shaft. Characterized brush seal device.
を受ける凹曲面を有するポケットをケーシングに設けた
ことを特徴とする請求項12に記載のブラシシール装
置。13. The brush seal device according to claim 12, wherein a pocket having a concave curved surface for receiving a floating substance forcibly discharged from the strand is provided in the casing.
下がり勾配に傾斜し、素線間に付着した浮遊物を前記強
制流発生手段に導くようにしたことを特徴とする請求項
12に記載のブラシシール装置。14. The brush seal according to claim 12, wherein said brush seal is inclined at a downward slope toward an inner peripheral portion so as to guide suspended matter attached between the strands to said forced flow generating means. The brush seal device as described in the above.
を素線のブラシ状の集合体により防止するブラシシール
装置において、前記回転軸を周方向に囲繞するように所
定の密度で環状に結束した素線からなるブラシシール
を、素線密度が高密になっているシール部と、このシー
ル部の機内側に配置され素線密度が疎になっている浮遊
物捕獲部とから構成したことを特徴とするブラシシール
装置。15. A brush seal device for preventing leakage of fluid from around a rotation axis of a rotary machine by a brush-like assembly of element wires, wherein said brush seal apparatus is annularly formed at a predetermined density so as to surround said rotation axis in a circumferential direction. The brush seal made of the tied strands is composed of a seal part having a high strand density and a suspended matter trapping part disposed inside the seal part and having a low strand density. A brush seal device.
遊物の排出を円滑にする傾斜面を設けたことを特徴とす
る請求項15に記載のブラシシール装置。16. The brush seal device according to claim 15, wherein an inclined surface for facilitating discharge of the suspended matter is provided on a holding plate for retaining the suspended matter capturing portion.
進する凸状の排出促進部を設けたことを特徴とする請求
項16に記載のブラシシール装置。17. The brush seal device according to claim 16, wherein said inclined surface is further provided with a convex discharge promoting portion for promoting discharge of suspended matter.
の間隔をおいて配置したことを特徴とする請求項15に
記載のブラシシール装置。18. The brush seal device according to claim 15, wherein the seal portion and the suspended matter capturing portion are arranged at a fixed interval.
内側とシール部側のそれぞれ向かって傾斜する傾斜面を
設けるとともに、浮遊物捕獲部とシール部との間には浮
遊物の排出孔を配置したことを特徴とする請求項18に
記載のブラシシール装置。19. A holding plate for holding said floating substance catching section is provided with an inclined surface which is inclined toward the inside of the machine and toward the sealing section side, and discharges floating substances between the floating substance capturing section and the sealing section. The brush seal device according to claim 18, wherein holes are arranged.
素線に代替して、浮遊物を捕獲する性質を有する捕獲板
を用いることを特徴とする請求項15に記載のブラシシ
ール装置。20. The brush seal device according to claim 15, wherein a trapping plate having a property of trapping a floating substance is used instead of the floating substance capturing portion being a wire sparsely bound. .
を素線のブラシ状の集合体により防止するブラシシール
装置において、前記回転軸を周方向に囲繞するように所
定の密度で環状に結束した素線からなるブラシシールを
前記回転軸に取り付けるとともに、前記ブラシシールを
素線の長さが所定のパターンで変化する素線から構成す
ることを特徴とするブラシシール装置。21. A brush seal device for preventing leakage of fluid from around a rotation axis of a rotary machine by a brush-like assembly of element wires, wherein said brush seal apparatus is annularly formed at a predetermined density so as to surround said rotation axis in a circumferential direction. A brush seal device, wherein a brush seal made of a united wire is attached to the rotating shaft, and the brush seal is made of a wire whose length changes in a predetermined pattern.
線からなり、長い方の素線が機械のケーシング側に形成
され浮遊物を受ける受け面に素線に付着した浮遊物を導
くようにしたことを特徴とする請求項21に記載のブラ
シシール装置。22. The brush seal is composed of two types of wires, long and short, and the longer wire is formed on the casing side of the machine and guides the floating material attached to the wires to a receiving surface for receiving the floating material. 22. The brush seal device according to claim 21, wherein:
斜めに傾斜する面をなすように切り揃えられ、機械のケ
ーシング側に素線先端の傾斜する面が接触しかつ略同じ
傾斜の傾斜面を浮遊物を受ける受け面としたことを特徴
とする請求項21に記載のブラシシール装置。23. The brush seal according to claim 21, wherein the end of the wire is trimmed so as to form an inclined surface, and the inclined surface of the end of the wire comes into contact with the casing side of the machine and has substantially the same inclination. 22. The brush seal device according to claim 21, wherein the surface is a receiving surface for receiving a floating substance.
ブラシシールを機械のケーシングに取り付けたことを特
徴とする請求項21乃至23のいずれかの項に記載のブ
ラシシール装置。24. The brush seal device according to claim 21, wherein another brush seal is attached to a machine casing outside the brush seal.
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JP36850799A JP2001182646A (en) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Brush seal device |
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1999
- 1999-12-24 JP JP36850799A patent/JP2001182646A/en not_active Withdrawn
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