JP2003014130A - ブラシシール装置 - Google Patents

ブラシシール装置

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JP2003014130A
JP2003014130A JP2001198813A JP2001198813A JP2003014130A JP 2003014130 A JP2003014130 A JP 2003014130A JP 2001198813 A JP2001198813 A JP 2001198813A JP 2001198813 A JP2001198813 A JP 2001198813A JP 2003014130 A JP2003014130 A JP 2003014130A
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3284Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
    • F16J15/3288Filamentary structures, e.g. brush seals

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシシール装置のブラシシール2に回転軸
60が振れて当接しても剛毛の座屈に対するばね常数を
低減して弾性的撓みを容易にすることにある。 【解決手段】 ブラシシール装置1において、ブラシシ
ール2を構成する剛毛4の中間に剛毛4の弾性的座屈変
形を容易にする曲げ部8を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、航空機、
ガスタービン等の回転軸と相対移動する相手部品との間
をシールするブラシシール装置に関する。特に、相対移
動する二部品間で一方部品が微少な変動をしてもブラシ
シールが一方部品の変動に追随して変形し、両部品間を
シールするようにしたブラシシール装置の技術分野に係
わるものである。
【0002】
【従来技術】本発明に関する先行技術には、図9に示す
ブラシシール装置100が存在する。図9は、回転軸1
20が貫通するケーシング110との間に取り付けられ
たブラシシール装置100の断面図である。そして、こ
のケーシング110は、蒸気タービンやガスタービンの
部品であって、 ブラシシール装置100がケーシング
110と回転軸120との間を仕切るようにして被密封
流体をシールしているものである。
【0003】図9において、ブラシシール装置100
は、リング状に形成されて、ケーシング110の溝部1
12に取り付けられている。このブラシシール装置10
0の主要な構成は、ブラシシール109と背板102と
支持板103である。このブラシシール109は、剛毛
101が円周に沿って壁状に配列され、一端部が結合さ
れて取付部104を形成している。そして、ブラシシー
ル109の自由端面105は回転軸120に対向する。
従来技術の剛毛101の線径は、この分野では一般に、
0.20mm以上のものが用いられている。
【0004】このブラシシール109の側面には、環状
をした背板102が側面108をブラシシール109と
接触状態にして配置され、被密封流体の圧力の作用に対
して剛毛101を支持している。又、ブラシシール10
9の他方の面には、保持板103がリング板に形成され
て背板102との間でブラシシール109の取付部10
4側を狭持するごとく一体に配置されている。この保持
板103は、被密封流体がブラシシール109の側面に
作用できるように径方向の幅が狭くされてブラシシール
109を露出させている。そして、背板102とブラシ
シール109の取付部104と保持板103とは、一端
が溶接されて結合部106に形成されている。
【0005】図10は、ブラシシール109の正面図で
ある。この図10のブラシシール109は、ブラシシー
ル109と回転軸120とが揺動しない正常に嵌合した
状態であって、剛毛101は、直線状を成して回転軸1
20の径方向に対して傾斜している。このブラシシール
109の正常状態は、図9の実線で示す回転軸120が
自由端面105に接触又は近接しているものである。
【0006】更に、他の従来技術として特開2001−
50396号公報には図11に示すものが開示されてい
る。この図11には、ブラシシール109における結合
部106がブラシシールホルダー130の取付内部13
1に径方向移動自在に配置されている。そして、結合部
106は回転軸120の径方向に対して板ばね132に
より弾発に支持されている。
【0007】しかし、ブラシシール109に対して回転
軸120が偏心して圧接したときに、剛毛の弾性変形に
対応するバネ常数と板ばね132の弾性変形に対応する
バネ常数との2つの要素と、その取付構造により生じる
複雑な摩擦等から決められる。この2つのバネ常数、そ
の他の摩擦が設計要素となるために回転軸120の変動
による圧接力に対する最適な設計や改善が極めて困難で
ある。このため、回転軸120の変動に対する剛毛10
1の追随性も十分に発揮されずに、剛毛101の自由端
面105を早期に摩耗させる結果となっている。更に、
剛毛101の線径が太い場合には、この剛毛の回転軸と
の当接時の追随性から、剛毛の積層された壁の厚さを厚
くすると更に追随性が悪化するので厚さを厚くすること
ができない。このために被密封流体を遮断する能力が低
下する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく構成され
たブラシシール装置100は、回転軸120が振動など
により、ブラシシール109に接触すると、ブラシシー
ル109は、図12に示すように回転軸120と圧接さ
れた状態になりながら傾斜角度も増加させる。
【0009】この状態で、被密封流体の圧力が高圧P1
の場合には、図9に示すように、低圧P2との差圧(P
1−P2)が大きくなるから、ブラシシール109の直
線状の剛毛101は、全体が背板6に押しつけられて撓
みにくくなり、回転軸120に対して追随性を悪化させ
る。同時に、直線状の剛毛101間に被密封流体が侵入
すると扇を開くように容易に押し分けられるので、傾斜
した状態の剛毛101の分けられた一方側は、傾斜角度
を小さくするように変位しようとすると共に、剛毛10
1間に隙間が惹起する。そして、剛毛の変化状態に於い
て、径方向の長さが長い状態に移行すると、回転軸12
0との圧接力を更に増加させて摩耗することになる。
【0010】この様な経過を辿りながら、図12に示す
ブラシシール101の回転軸120に圧接した位置に対
し軸心の径方向反対側は、図13に示すように、剛毛1
01の自由端面105と回転軸120との隙間Cが大き
くなとと共に、この間隙Cから被密封流体の漏れが惹起
する。
【0011】本発明は、上述のような問題点に鑑み成さ
れたものであって、その技術的課題は、回転軸からの押
圧力に対するブラシシールの弾性発力を低減させ、ブラ
シシールが回転軸により摩耗させられるのを低減するこ
とにある。又、ブラシシールは、回転軸の変動に対応す
る追随性を良好にしてシール能力を向上させることにあ
る。更に、薄板を短冊状にしたブラシシールを可能にし
て追随性のある弾性変形を可能にすると共に、シール能
力を向上させることにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上述のような課
題を解決するために成されたものであって、その課題を
解決するための技術的手段は以下のように構成されてい
る。
【0013】請求項1に係わる本発明のブラシシール装
置は、間隙を有して相対回動する構成部品間の前記一方
の部品(50)に取付けられて前記他方の部品(60)
との間をシールするブラシシール装置であって、剛毛が
配列されて壁状に形成された一端部列を固着する取付部
を有すると共に、前記他方の部品(60)の相対面と対
向する自由端部を有するブラシシール(2)と、前記ブ
ラシシール(2)の取付部(3)と結合して前記ブラシ
シール(2)の側面が支持される支持面を有する背板部
(6)と、前記ブラシシールの前記取付部を前記背板部
との間で保持する保持部(10)とを具備し、前記ブラ
シシール(2)の前記剛毛(4)の中間に前記剛毛
(4)の弾性的座屈変形を容易にする曲げ部(8)を有
するものである。
【0014】請求項1に係わる本発明のブラシシール装
置では、ブラシシール(2)の剛毛(4)の中間に弾性
的な座屈変形を容易にする曲げ部(8)が設けられてい
るから、剛毛(4)の自由端部(5)に回転軸からの作
用力が働いても曲げ部(8)の形状に対応して弾性変形
し、追随してシール能力を発揮することが期待できる。
又、ブラシシール(2)を線形だけでなく薄板を短冊状
に形成したものを可能にする。更に、ブラシシール
(2)の自由端部(5)及び回転軸(60)の外周面の
接触摩耗を低減できる。又、剛毛(4)の回転軸(6
0)に対する追随性の設計は、他の要素を計算すること
なく剛毛(4)と、剛毛(4)に作用する力とからバネ
常数を算出することが容易になり、剛毛(4)に対する
最適設計が容易になる。
【0015】請求項2に係わる本発明のブラシシール装
置は、前記ブラシシール(2)の前記剛毛(4)の曲げ
部(8)が湾曲に形成されているものである。
【0016】請求項2に係わる本発明のブラシシール装
置では、湾曲状の形状によりブラシシール(2)を軸方
向へ層状に重ねて壁に形成することが容易になると共
に、湾曲状の形状同士が接合されて重ねられるので、被
密封流体が作用しても剛毛(4)が分けられて被密封流
体が漏れるようなこともなく、シール能力を発揮する。
更に、剛毛(4)の曲げ部(8)が湾曲状を成すこと
は、自由端部(5)に作用する荷重に対して座屈弾性変
形に優れ、回転軸(60)に対する応答性が向上するの
で、層状の厚さを厚くしてシール能力を向上させること
が期待できる。又、剛毛(4)のバネ常数を容易に設計
することが可能になる。
【0017】請求項3に係わる本発明のブラシシール装
置は、前記ブラシシール(2)の前記剛毛(4)の曲げ
部(8)がS字形に形成されているものである。
【0018】請求項3に係わる本発明のブラシシール装
置では、曲げ部(8)がS形に形成されているので、座
屈的弾力性に優れて回転軸(60)の作用力に対して追
随性に優れた作用を発揮する。又、剛毛(4)の長さが
長とれるので弾性的応答性に優れる。
【0019】請求項4に係わる本発明のブラシシール装
置は、前記ブラシシールの前記剛毛(4)の曲げ部
(8)がS字形に形成されていると共に前記曲げ部
(4)より自由端部(5)側に直線部(9)を有するも
のである。
【0020】請求項4に係わる本発明のブラシシール装
置では、曲げ部(8)より自由端部(5)側に直線部
(9)を有するので、ブラシシール(2)に対して回転
軸60を正逆両方に回転することが可能になる。そし
て、前述と同様な座屈に対する弾性的応答性に優れる。
【0021】請求項5に係わる本発明のブラシシール装
置は、前記ブラシシール(2)の前記剛毛(4)が薄板
を短冊状に形成されたものである。
【0022】請求項5に係わる本発明のブラシシール装
置では、剛毛(4)は薄板を短冊状に形成するので、曲
げ部(8)の加工が容易になる。しかも、剛毛(4)は
薄板から加工するので、シール能力の向上と共に、座屈
応力に対する弾性的追随性を発揮させることが可能にな
る。このために、剛毛に対する回転軸の当接に対して
も、摩耗を低減し、且つ追随性を発揮することが可能に
なる。
【0023】請求項6に係わる本発明のブラシシール装
置は、前記ブラシシール(2)は、積層中間に樹脂材製
の薄板の環状体又は樹脂材製の薄板の内周側を短冊状に
した剛毛(4)が配置されているものである。
【0024】請求項6に係わる本発明のブラシシール装
置では、樹脂材製の薄板の環状体又は樹脂材製の薄板か
ら成る剛毛が介在されているので、剛毛がロータからの
作用を受けたときに摩擦抵抗を少なくして対応すること
ができる。又、剛毛の中間に配置されたスリットのない
薄板の環状体により被密封流体を遮断する効果が大きく
なる。
【0025】請求項7に係わる本発明のブラシシール装
置は、前記ブラシシールは樹脂材製の線材から成る剛毛
又は金属材製の線材に低摩擦材をコーテングした剛毛が
混在されているものである。
【0026】請求項7に係わる本発明のブラシシール装
置では、樹脂材製の薄板環状体又は樹脂材製の剛毛が介
在されているので、剛毛がロータからの作用を受けて変
形しようとするときに摩擦抵抗が少なくして対応するこ
とが可能になる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる実施の形態
についてのブラシシール装置を図面に基づいて詳述す
る。尚、以下の図面は不正確な概念図ではなく、形状が
正確な寸法の設計図である。
【0028】図1は、ガスタービンのケーシング50と
ロータ60との間隙を高圧P1側と低圧P2側とに仕切
るブラシシール装置1の断面図である。又、図2、図
3,図4は、ブラシシール装置1に取り付けるブラシシ
ール2の平面図である。
【0029】図1において、1はブラシシール装置であ
る。このブラシシール装置1の外周側の固定部20は、
構成部品の一方の部品であるケーシング50の内周面に
設けられた断部51に取り付けられている。又、ブラシ
シール装置1の内周側の自由端部5は他方の部品である
ロータ60の外周面と対向して接面又は近接した状態に
配置されている。そして、ブラシシール装置1により高
圧P1側の被密封流体をシールする。
【0030】ブラシシール装置1は、ブラシシール2、
背板部6及び保持部10が主要な構成である。このうち
のブラシシール2は、剛毛4の中間がロータ60の回転
方向に対して凹形の湾曲状曲げ部8に形成されている。
この剛毛4は、図2に示すように、薄板を細かい短冊状
に形成したものである。そして、回転軸60の軸方向へ
複数枚を積層状態に配置して壁を形成している。又、外
周端部が溶接により、又は背板部6と保持部10を介し
てボルト等により一体化されて取付部3を形成してい
る。この剛毛4は、線材から同様に構成することもでき
る。剛毛4は、一実施例として、例えば、線径又は角形
(矩形にすることもできる)の断面寸法は、0.1辺の
長さ、又は直径が0.5〜0.005mm、好ましくは
0.20〜0.02mmである。又、長さは5〜50m
mの範囲である。更に、剛毛の壁の厚さは0.4〜5m
mの範囲を利用した。更に、剛毛4の材質は、鋼、ニッ
ケル基の合金、セラミック材等が用いられる。
【0031】背板部6は、ブラシシール2の取付部3を
保持する固着部6Aとブラシシール2に被密封流体の圧
力が作用して極端に曲げられないように支持する支持面
7とを設けている。そして、ブラシシール2と支持面7
との間は、図1のように接合させても良いし、離間する
形に形成しても良い。
【0032】ブラシシール2は、回転軸60が大きく振
れると自由端部5が回転軸60と接触するが、剛毛4は
全て中間に曲げ部8が湾曲状に形成されているから、剛
毛4は直線方向にばね常数が小さくなる。このために、
ブラシシール2は、ロータ60が揺動して当接するよう
なことがあっても弾性的に曲げられて対応することがで
きる。つまり、ロータ60に振れが生じて当接してもブ
ラシシール2に設定されたばね常数に応じて弾性的に和
らげられる。更に、ロータ60がそれより少し触れ回り
が大きく揺動しても、曲げられた剛毛4は、接触圧力を
更に減少させるから摩耗するのが更に低減される。
【0033】ブラシシール2は、背板部6と保持板部1
0とにより取付部3が電子ビーム等の溶接により一体に
結合され、この三部品の固着箇所は固定部20を形成す
る。そして、保持部10は、リング状に形成されて、背
板部6より径方向幅が小さい寸法に形成されている。
尚、図1では、保持部10が固定部20を形成する長さ
であるが、背板部6に近い径方向の長さに形成すること
も可能である。そして、この長さの長い保持部10の場
合には、ブラシシール2と保持板部10の側面との間に
被密封流体が流入できる空間部に形成される。
【0034】背板部6と保持部10は、ケーシング50
の線膨張係数に合わせて材質を選定することが好まし
い。例えば、ニッケル基の合金、鉄、鋼、その他非鉄金
属で製作される。更には、被密封流体の種類、温度、又
は、その他の適用分野の条件によって種々の材質が選定
されている。
【0035】図2は、ブラシシール2の平面図であっ
て、このブラシシール2は、本発明に係わる実施例1で
ある。ブラシシール2は、リング状の薄板をレーザ加
工、化学エッチング加工、放電加工等の精密加工により
外周の1部を残して内周側を短冊状に形成する。又、線
材から成る剛毛4の場合には、プレスにより湾曲状に形
成する。そして、ブラシシール2の中間部を周方向に湾
曲状の曲げ部8に形成したものである。尚、この曲げ方
向はブラシシール2の軸方向に曲げたものもある。つま
り曲げ部8は、ブラシシール2の周方向、又は軸方向、
更には斜め方向を成す3次元に曲げることもできる。そ
して、それらを束又は積層してブラシシールに形成する
ものである。この加工方法は、最初にプレス成形し、そ
の後にイッチング等で短冊状に精密加工をする。又、こ
の逆の工程により製作する場合がある。この湾曲状の曲
げ部8により回転軸60の回転方向へ方向づけに形成す
ることができる。
【0036】図5は、図2のブラシシールの剛毛4の形
状を示すものである。この剛毛4の形状は、図5に示す
ように曲げ部8が湾曲に形成される。この曲げ部8の湾
曲の半径は、R1であり、荷重Fが径方向に対してAの
角度から作用するように構成されている。この曲げ部8
の構成によりばね常数を低減することが可能になる。こ
のために、回転軸60から押圧力を受けても、曲げ部8
のばね常数により、押圧力に対応して接触しながら追随
し、シール機能を発揮する。
【0037】図3は、図2のブラシシール2の曲げ部8
を平面から見てS字状形に形成したものである。このS
形のブラシシール2は、本発明に係わる実施例2であ
る。図3のブラシシール装置1は、図2と同様にリング
状の薄板の内周側をS字形短冊状に精密加工する。これ
を更にプレス加工して仕上げる場合もある。又は、この
逆の加工工程方法にすることもできる。この加工工程は
必要に応じて上述の方法に基づき種々の方法が選択され
る。
【0038】図6は、図3のブラシシール2の剛毛4の
形状を示すものである。剛毛4の曲げ部8は、R2とR
3の曲率半径を合わせたS字状形に形成されている。そ
して、自由端部5に対し、径方向がA角度の回転軸60
からの荷重Fが作用するように構成されている。S字状
形の曲げ部8を設けた剛毛4は、回転軸60との圧接に
対して座屈方向のばね常数を更に小さくすることができ
る。
【0039】図4は、図2のブラシシール2の曲げ部8
を平面から見てS字状形に形成すると共に、自由端部5
を直線部9に形成したものである。このブラシシール2
は、本発明に係わる実施例3である。この図4のブラシ
シール2は内周側に直線部9が設けてあるので、回転軸
60に対して回転方向の方向性がなく、正逆両方の回転
が可能になる。この外、図4のブラシシール2は、図3
に示すブラシシール2と同様な効果を奏する。
【0040】図7は、図4のブラシシール2の剛毛4の
形状を示すものである。剛毛4は、曲率半径R4とR5
を合わせたS字形に形成されていると共に、自由端部5
側に直線部9が形成されている。この直線部9に対して
荷重Fは直線に作用するから、回転軸60は、正、逆ど
ちらにでも回動することが可能になる。更に、S字状形
の曲げ部8は図6(図3)の剛毛4と同様な作用効果を
奏する。
【0041】図8は、本発明に係わる第2の実施の形態
を示すブラシシール装置1の断面図である。この図8の
ブラシシール装置1は、図1とほぼ同様な構成である
が、両者の相違する点は、第1の実施の形態では、曲げ
部8の曲げられた方向の形状がほぼ45度の範囲内で周
方向に向かって形成されているのに対し、第2の実施の
形態では、剛毛4の曲げ部8が、曲げられた方向がほぼ
軸方向に向かってS字状形に形成されたものである。
【0042】更に、背板部6のブラシシール2と対向す
る支持面7はブラシシール2の対向面より寸法Dだけ間
隔を設けた位置に形成されている。つまり、曲げ部8の
曲げられた距離だけ段部状に形成されている。この支持
面7は必要に応じて周面に沿って環状凹部に形成しても
良い。
【0043】剛毛4は、線材により形成できることはも
ちろんであるが、ステンレス板、銅板、アルミニウム
板、セラミック板等から短冊状に形成することもでき
る。この短冊状剛毛4は、断面が矩形状、平方形状、楕
円形状、等必要に応じて形成することができる。そし
て、被密封流体の圧力に応じて軸方向に層状にして壁の
厚さを設定することが可能になる。この層状にして形成
する壁の厚さは、薄板を短冊状にして重ね合わせればよ
いので、このブラシシール2の組立加工が極めて容易に
なる。
【0044】表1は、剛毛4の曲げ部8の形によるばね
常数をFEM構造解析により算出した結果である。尚、
表1は、比較例を1とした場合の対比した値である。比
較例1は、図14に示す直線の剛毛4である。実施例1
は、図5に示す円弧状の曲げ部8を有する剛毛4であ
る。これをFEM構造解析により解析した。解析条件
は、図2に示すような、薄板を短冊状に形成した剛毛4
である。そして、各剛毛4の材料と断面形状は同一のも
のを使用した。又、荷重Fとその作用方向Aも全て同一
条件である。この様な同一条件の下に荷重Fを負荷して
その変位量を算出し、その変位量からばね常数を算出し
た。
【0045】
【表1】
【0046】以上の解析結果から、曲げ部8を有する剛
毛4は、直線形の剛毛4に比較してばね常数を小さくす
ることが可能になる。その結果、剛毛4は、弾発力の追
随性に優れて同変位量に対しての弾発力に優れながら、
ばね常数を小さな値にすることがきる。このために。従
来技術のように固定部20を板ばね132等で弾発支持
する必要もないので、固定部20の構造及びばねの設計
が容易になると共に、計算通りの正確な設計が可能にな
る。ブラシシール2は、更に、剛毛4の配列された中に
周方向に列をなす樹脂材製の剛毛4を配列した実施例を
採用している。更に、剛毛4を金属線と樹脂材線を混在
したものもある。又、図2,図3,図4のブラシシール
2の単板に、同形状の樹脂材製のブラシシール単板を交
互に積層配列する実施例も採用している。更に又、図
2,図3,図4のブラシシールの中に、樹脂材製のスリ
ットのないブラシシール単板を必要枚数を積層に配列す
る実施例も採用している。この場合は、スリットのない
薄板状のブラシシール単板により被密封流体をせき止め
ると同時に、剛毛4間の摺動抵抗を低減するものであ
る。以上のブラシシール2は、金属材製の剛毛4に樹脂
材製の剛毛4を混合又は配列することにより、互いの摺
動抵抗を低減することが可能になる。
【0047】
【発明の効果】本発明に係わるブラシシール装置によれ
ば、ブラシシールの剛毛の中間に弾性的な変形を容易に
する曲げ部が設けられているから、剛毛の自由端部に回
転軸の振れによる作用力が働いても曲げ部の機能に対応
して弾性変形し、回転軸に追随してシール能力を発揮す
る効果が期待できる。
【0048】又、ブラシシールを線形だけでなく薄板を
短冊状に形成したものを可能にするのでシール能力を向
上させることができると共に、ブラシシール装置の製作
を容易にする効果が期待できる。更に、ブラシシールの
自由端部及び回転軸の外周面の接触摩耗を防止する効果
を奏する。
【0049】又、剛毛の回転軸に対する追随性の設計
は、他のばねや摩擦機構の条件を計算することなく剛毛
の材質(特性)と、剛毛に作用する力とからバネ常数を
算出することが容易になり、剛毛の曲げ部に対する最適
設計が容易になる。
【0050】剛毛が金属製の場合に、樹脂材製の剛毛を
混在させることにより、他方の部品が当接したときに互
いの摩擦抵抗を小さくして追随性のある弾性変形を可能
とする。そして、互いの摺動面の摩耗、摩擦を低減する
ことが出きる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる第1の実施の形態を示すブラシ
シール装置の半断面図である。
【図2】図1に示すブラシシール装置に於ける第1実施
例のブラシシールの平面図である。
【図3】図1に示すブラシシール装置に於ける第2実施
例のブラシシールの平面図である。
【図4】図1に示すブラシシール装置に於ける第3実施
例のブラシシールの平面図である。
【図5】図2の剛毛の側面図である。
【図6】図3の剛毛の側面図である。
【図7】図4の剛毛の側面図である。
【図8】本発明に係わる第2の実施の形態を示すブラシ
シール装置の半断面図である。
【図9】従来例のブラシシール装置の半断面図である。
【図10】図1のブラシシール装置の1部正面図であ
る。
【図11】従来例の他のブラシシール装置の斜視図であ
る。
【図12】図1のブラシシール装置に於ける回転軸がブ
ラシシールに圧接した状態の1部正面図である。
【図13】図1のブラシシール装置に於ける回転軸がブ
ラシシールから離間した状態の1部正面図である。
【図14】図10の剛毛の側面図である。
【符号の説明】
1 ブラシシール装置 2 ブラシシール 3 取付部 4 剛毛 5 自由端部 6 背板部 6A 固着部 7 支持面 8 曲げ部 9 直線部 10 保持部 20 固定部 50 一方の部品(ケーシング) 51 段部 60 他方の部品(ロータ)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 間隙を有して相対回動する構成部品間の
    前記一方の部品に取付けられて前記他方の部品との間を
    シールするブラシシール装置であって、 剛毛が配列されて壁状に形成された一端部列を固着した
    取付部を有すると共に前記他方の部品の相対面と対向す
    る自由端部を有するブラシシールと、 前記ブラシシールの取付部と結合して前記ブラシシール
    の側面が支持される支持面を有する背板部と、 前記ブラシシールの前記取付部を前記背板部との間で保
    持する保持部とを具備し、 前記ブラシシールの前記剛毛の中間に前記剛毛の弾性変
    形が容易になる曲げ部を有することを特徴とするブラシ
    シール装置。
  2. 【請求項2】 前記ブラシシールの前記剛毛の曲げ部が
    湾曲に形成されていることを特徴とする請求項1に記載
    のブラシシール装置。
  3. 【請求項3】 前記ブラシシールの前記剛毛の曲げ部が
    S字形に形成されていることを特徴とする請求項1に記
    載のブラシシール装置。
  4. 【請求項4】 前記ブラシシールの前記剛毛の曲げ部が
    S字形に形成されていると共に前記曲げ部より自由端部
    側が直線状に形成されていることを特徴とする請求項1
    に記載のブラシシール装置。
  5. 【請求項5】 前記ブラシシールは環状体の薄板内周側
    を短冊状にして剛毛に形成すると共に前記環状体の剛毛
    が積層されていることを特徴とする請求項1又は請求項
    2又は請求項3又は請求項4に記載のブラシシール装
    置。
  6. 【請求項6】 前記ブラシシールは、積層中間に樹脂材
    製の薄板の環状体又は薄板の環状体の内周側を短冊状に
    した剛毛が配置されていること特徴とする請求項1から
    請求項5に記載のブラシシール装置
  7. 【請求項7】 前記ブラシシールは樹脂材製の剛毛又は
    金属材製の線材に低摩擦材をコーテングした剛毛が混在
    されていることを特徴とする請求項1から請求項6に記
    載のブラシシール装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005061587A (ja) * 2003-08-20 2005-03-10 General Electric Co <Ge> ブラシシール支持体
KR101472652B1 (ko) * 2010-06-24 2014-12-15 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 축 시일 기구 및 이것을 구비한 회전 기계

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4644378B2 (ja) * 2001-03-27 2011-03-02 イーグル・エンジニアリング・エアロスペース株式会社 ブラシシール装置
GB0127643D0 (en) * 2001-11-17 2002-01-09 Cross Mfg 1938 Company Ltd A brush seal element
JP4081719B2 (ja) * 2003-05-30 2008-04-30 イーグル・エンジニアリング・エアロスペース株式会社 板ブラシシール装置
US20060249911A1 (en) * 2005-05-04 2006-11-09 General Electric Company Abradable and/or abrasive coating and brush seal configuration
US7604241B2 (en) * 2005-09-22 2009-10-20 General Electric Company Seals for turbines and turbo machinery
US7631879B2 (en) * 2006-06-21 2009-12-15 General Electric Company “L” butt gap seal between segments in seal assemblies
US7854584B2 (en) * 2007-05-24 2010-12-21 General Electric Company Barrier sealing system for centrifugal compressors
US20110175296A1 (en) * 2007-08-22 2011-07-21 Cross Manufacturing Company (1938) Ltd Brush Seals
WO2009113350A1 (ja) * 2008-03-10 2009-09-17 イーグル工業株式会社 リーフシール装置
US8043012B2 (en) * 2009-09-30 2011-10-25 General Electric Company Seal arrangement and a brush seal for a wind turbine
DE102009054033A1 (de) * 2009-11-20 2011-05-26 Mtu Aero Engines Gmbh Bürstendichtung
US20120326393A1 (en) * 2011-06-27 2012-12-27 General Electric Company Brush seal
US9528384B2 (en) * 2011-06-27 2016-12-27 General Electric Company Brush seal
EP3566677B1 (en) 2011-08-12 2022-06-01 W. L. Gore & Associates, Inc. Devices for approximating the cross-sectional profile of vasculature having branches
US20130204278A1 (en) * 2011-08-12 2013-08-08 Edward H. Cully Systems for removal of atherosclerotic plaque or thrombus at a treatment site
EP2594790B1 (en) * 2011-11-17 2015-03-11 ALSTOM Renewable Technologies Sealing assembly
US8919633B2 (en) * 2012-01-04 2014-12-30 General Electric Company Seal assembly and method for assembling a turbine
DE102013218913A1 (de) * 2013-09-20 2015-03-26 MTU Aero Engines AG Bürstendichtung und Verfahren zur Herstellung einer Bürstendichtung
US9587505B2 (en) 2013-12-05 2017-03-07 General Electric Company L brush seal for turbomachinery application
US9322287B2 (en) 2014-06-03 2016-04-26 General Electric Company Brush seal for turbine
KR101898389B1 (ko) * 2017-06-20 2018-09-12 두산중공업 주식회사 브러시 실 어셈블리

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02236065A (ja) * 1989-01-31 1990-09-18 Westinghouse Electric Corp <We> ラジアルシール
JPH03209068A (ja) * 1990-01-10 1991-09-12 Hitachi Ltd ブラシ形シール
JPH05125903A (ja) * 1991-10-31 1993-05-21 Fuji Electric Co Ltd 蒸気タービンのシールフイン
JPH11311335A (ja) * 1998-03-25 1999-11-09 General Electric Co <Ge> ブラシシ―ル
JP2000170922A (ja) * 1998-12-03 2000-06-23 Mtu Motoren & Turbinen Union Muenchen Gmbh 曲げられた剛毛を有するブラシシ―ル
JP2000509476A (ja) * 1996-05-08 2000-07-25 エムテーウー・モートレン―ウント・ツルビーネン―ウニオン・ミュンヘン・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング ブラシシール
JP2001050396A (ja) * 1999-08-05 2001-02-23 Toshiba Corp ブラシシール装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2076935B (en) * 1980-05-31 1984-07-25 Rolls Royce Seals
US4779904A (en) * 1986-10-31 1988-10-25 Rich Christopher K Couplings for connecting vehicle exhaust tail pipes to exhaust conduits for removing vehicle exhaust gases
US5071138A (en) * 1989-12-21 1991-12-10 Allied-Signal Inc. Laminated finger seal
US5031922A (en) * 1989-12-21 1991-07-16 Allied-Signal Inc. Bidirectional finger seal
US5042823A (en) * 1989-12-21 1991-08-27 Allied-Signal Inc. Laminated finger seal
GB2250790B (en) * 1990-12-12 1994-04-27 Rolls Royce Plc Brush seal
US5941685A (en) * 1997-10-14 1999-08-24 General Electric Company Brush seal for use on bumpy rotating surfaces
GB9801864D0 (en) * 1998-01-30 1998-03-25 Rolls Royce Plc A seal arrangement
US6196550B1 (en) * 1999-02-11 2001-03-06 Alliedsignal Inc. Pressure balanced finger seal
EP1070887A3 (en) * 1999-07-22 2002-08-21 General Electric Company Brush seal having secured bristles
US6406027B1 (en) * 1999-07-22 2002-06-18 General Electric Company Brush seal and machine having a brush seal

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02236065A (ja) * 1989-01-31 1990-09-18 Westinghouse Electric Corp <We> ラジアルシール
JPH03209068A (ja) * 1990-01-10 1991-09-12 Hitachi Ltd ブラシ形シール
JPH05125903A (ja) * 1991-10-31 1993-05-21 Fuji Electric Co Ltd 蒸気タービンのシールフイン
JP2000509476A (ja) * 1996-05-08 2000-07-25 エムテーウー・モートレン―ウント・ツルビーネン―ウニオン・ミュンヘン・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング ブラシシール
JPH11311335A (ja) * 1998-03-25 1999-11-09 General Electric Co <Ge> ブラシシ―ル
JP2000170922A (ja) * 1998-12-03 2000-06-23 Mtu Motoren & Turbinen Union Muenchen Gmbh 曲げられた剛毛を有するブラシシ―ル
JP2001050396A (ja) * 1999-08-05 2001-02-23 Toshiba Corp ブラシシール装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005061587A (ja) * 2003-08-20 2005-03-10 General Electric Co <Ge> ブラシシール支持体
JP4677179B2 (ja) * 2003-08-20 2011-04-27 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ ブラシシール支持体
KR101472652B1 (ko) * 2010-06-24 2014-12-15 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 축 시일 기구 및 이것을 구비한 회전 기계
US9046179B2 (en) 2010-06-24 2015-06-02 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Axial seal structure and rotation mechanism provided with same

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