JP2004346957A - 板ブラシシール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取付部の配列面間の間隔を大きくするとともに、シール部の配列面間の間隔を狭くして且つ取付部を強固に結合できるようにすることにある。そして、シール部のシール能力を向上させるとともに、シール部の弾性変形を容易にして摩耗するのが防止できるようにすることにある。
【解決手段】各シール板３の凸部５を配列線上に連接して各シール板３が配列された凸部５側に取付部４を有するとともに取付部４内周側にシール部６を有する板ブラシシール２と、板ブラシシール２の被密封流体が作用する側と反対に有する背板１６とを具備し、板ブラシシール２の各凸部５が溶接されて各シール板３を結合する結合部７に形成されているものである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、圧縮機、ガスタービン、冷凍機、ポンプ等の回転軸と相対回転する組立部品間をシールする板ブラシシール装置に関する。特に、薄板からなる取付部を強固に結合すると共に、シール部のシール能力を向上させ、且つシール部の弾性変形を発揮する板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】
本発明に関連する技術として、図１５に示す板ブラシシール装置１００が存在する。この図１５は、方形を成す薄板を円弧状に曲げた板ブラシ（リーフ）１０９を回転軸１２０の周方向に積層状態に重ねて高圧側領域Ｐ１と低圧側領域Ｐ２を遮断するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
再公表特許国際公開番号ＷＯ００／０３１６４号公報（図１Ａ、第 １４−１７頁、図２２、第２６−３０頁）
【０００４】
この板ブラシ１０９は、外周面がろう付部１０５に形成されて取付部１０４を環状に一体化した形状である。そして、環状を成す取付部１０４をケーシング１１０の溝に取り付けられる。又、板ブラシ１０９の低圧側領域Ｐ２の側面には背板１０２が配置されていると共に、高圧領域側Ｐ１の側面には保持板１０３が配置されている。この背板１０２と保持板１０３により板ブラシ１０９の両側を支持するとともに、背板１０２により高圧領域側Ｐ１の被密封流体の漏れを遮断することができる。同時に、積層されて環状を成す多数の板ブラシ１０９によりケーシング１１０と回転軸１２０との間から被密封流体が漏れるのをシールする。
【０００５】
しかし、板ブラシ１０９は剛性があるので、板ブラシ１０９の自由端面と回転軸１２０の外周面との間隔を大きくして嵌合しなければならず、この嵌合した間隔により被密封流体をシールする能力に問題が生じる。叉、この板ブラシ１０９と回転軸１２０との間隔が大きいために、位置決めすることができずに間隔を一定にして板ブラシ１０９を組み立てることが困難である。
しかも、板ブラシ１０９は、板厚が０．１ｍｍの薄板を方形に加工すると共に、薄板を全て同一の円弧状に曲げなければならないので、この精度を必要とする曲げ加工が薄板であるが故に困難であり、製作費を高揚させている。
更に、この板ブラシ１０９は、薄板であるため外周面をろう付けしたときに、ろう付け時の加熱により、円環状の状態に板ブラシ１０９の取付部１０４を固定することが困難になる。
特に、板ブラシ１０９を環状に積層すると、各板ブラシ１０９間の内周側の積層間の隙間と外周側の積層間の隙間が円周長さにより相違することになるので、外周にスペーサを設けなければならないが、このスペーサを間隙間に取り付けて固定することが困難になる。
【０００６】
更に、本発明の他の関連技術として図１６に示す板ブラシシール装置１５０が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
図１６に示す板ブラシシール装置１５０は、図１５に示す板ブラシシール装置１００と略同様に構成されている。
図１６の板ブラシシール装置１５０において、図１５の板ブラシシール装置１００と相違する点を以下に説明する。
この板ブラシシール装置１５０において、各板ブラシ１８０を配列して環状に形成するとき、各板ブラシ１８０間の外周側の配列面間に間隙を設けるために、板ブラシ１８０の外周側の配列面に６個の突起１８０Ａが点在している。この板ブラシ１８０は、配列面に突起１８０Ａが設けられているために、配列したとき各板ブラシ１８０の配列面間に間隙が生じるので、板ブラシ１８０の外周面をろう付することが困難になる。この為に、板ブラシ１８０の外周の取付部１９０は、環状体１６０の溝部１６０Ｃに嵌め込んで配列することになる。
【０００８】
この環状体１６０の支持部１６０Ａと背部１６０Ｂとの間に形成される溝部１６０Ｃに板ブラシ１８０を嵌め込んで取り付けることは、板ブラシ１８０が板状であるために、取付作業が困難になる。
叉、板ブラシ１８０を溝部１６０Ｃに嵌め込んで取り付けた場合には、板ブラシ１８０の回転軸１２０側の両先端角部１８０Ｃ、１８０Ｃが回転軸１２０に当接する問題があるので、円弧状に面取りしなければならず、薄板の加工を困難にする。 更に、突起１８０Ａの間から、矢印で示すように、被密封流体が板ブラシ１８０の外周側へ流入して溝部１６０を流れながら漏洩するのでシール能力を低下させる。
更に、この環状体１６０は、各板ブラシ１８０を溝部１６０Ｃに積層状態に取り付けるために、周方向に分割された円弧状の分割体に製作されている。この各分割体の結合面を接合して環状に組み立てる構造も、嵌め込まれる板ブラシ１８０に突起１８０Ａが設けられているので、被密封流体をシールする点から複雑になる。
叉、環状体１６０をケーシング１７０の溝部１６０Ｃに取り付ける作業も困難になる。そして、板ブラシシール装置１５０の製作及び組立のコストを上昇させる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、薄板の板ブラシ１０９を接合して環状に配列した板ブラシシール装置１００は、配列した板ブラシ１０９の外周面をろう付けした取付部１０４がろう付けするときの熱変形により板ブラシ１０９の自由端側の配列状態を不揃えにするので、回転軸１２０との間をシールする能力に影響する。叉、このろう付けは、板ブラシ１０９の外周面を全面にわたりろう付けしているが、外周面をろう付けしているために自由端からの力に対してろう付け強度が弱い欠点がある。
叉、板ブラシ１０９を複数枚に溶接した単位セグメントでは、各単位セグメントを組み合わせた接合面を均一に接合することが困難になるので、組み合わせ時の作業が困難になるとともに、接合面のシール能力が低下する。
更に、板ブラシ１０９を間隙なく環状に積層すると、剛体となって各板ブラシ１０９の可撓性が低下するから、回転軸１２０が板ブラシ１０９に当接したときに逃げ場を失い当接した両部品が摩擦して摩耗を早めることになる。
【００１０】
更に、板ブラシ１８０の取付部１９０の配列面に突起１８０Ａを設けた板ブラシシール装置１５０は、各板ブラシ１８０の配列間が間隙になるので、その配列された板ブラシ１８０の外周面をろう付けすることが困難になる。この為に、環状体１６０により板ブラシ１８０を固定しなければならず、板ブラシ１８０の配列した取付部１９０を固定することが困難にする。叉、環状体１６０を円弧状分割体にして更に分割体を組み立てなければならないから、この組み立て作業とともに、分割体の接合面のシール能力に問題が惹起する。
【００１１】
本発明は、上述のような種々の問題点に鑑み成されたものであって、その解決しようとする技術的課題は、板ブラシの取付部を結合する結合部の強度を向上し、板ブラシの配列構造の配列面間に間隙を設けて弾性変形を向上させるとともに、シール部のシール能力を向上させることにある。
更に、板ブラシシール装置の製作コストを安価にすることにある。
叉、板ブラシの取付部のろう付け叉は溶接により板ブラシの配列構造が不揃いになるのを防止するとともに、板ブラシが薄肉であっても、ろう付け叉は溶接による板ブラシの変形を防止することにある。
【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、その好適な技術的手段は、以下のように構成されている。
【００１３】
第１の本発明に係わる板ブラシシール装置は、互いに嵌合して相対移動する一方の部品と他方の部品との間をシールする板ブラシシール装置であって、方形を成す薄板の幅方向両端の配列面に凸部を有するシール板と、各シール板の凸部を配列線上に連接して各シール板の配列面が配列された板ブラシシールと、板ブラシシールに作用する被密封流体側と反対に有する背板とを具備し、板ブラシシールには凸部に沿って溶接された結合部を有する取付部と取付部の内周側に取付部の配列面間の間隙より小さくされた配列面間の間隙を有するシール部とが備えられているものである。
【００１４】
この第１の本発明に係わる板ブラシシール装置では、例えば、シール板を環状に配列してときには、各シール板の配列面間の内径側が接合しても大径側には隙間が生じる。しかし、各シール板の凸部を配列方向へ連接すると、配列面間の間隙に関係なく、板ブラシシールの取付部の幅方向の側面に各凸部の肉厚が線状に接合する。この線状を成す各凸部の肉厚に沿ってろう付け叉は溶接すると各シール板は容易に接合されて結合部が形成できる。
叉、板ブラシシールは、シール部の配列面間を微小間隙に配列して固着することが被密封流体をシール上から重要である。そして、シール板の厚さが薄板であっても取付部の側面を溶接するので、シール部の配列状態に熱変形を与えるのが防止できる。この為に、シール部のシール効果を向上させることが期待できる。更に、シール部の配列面間の間隙により弾性変形を付与し、回転軸との当接に対して摩耗を防止する効果が期待できる。
【００１５】
第２の本発明に係わる板ブラシシール装置は、凸部が取付部の幅の全長に沿って連続凸部に形成されているものである。
【００１６】
この第２の本発明に係わる板ブラシシール装置では、シール板が薄肉であるから、従来例のような薄板に半球状の凸部を形成すると、凸部の形成が悪く、配列時の接合も良くない。しかし、シール板を曲げ加工にすることにより薄肉のシール板であっても容易に連続凸部を形成することが可能になる。
しかも、連続凸部は各シール板を配列したときに連続凸部の幅方向の接合性が良く、凸部を溶接しても凸部の折曲げ補強効果により幅方向に熱変形することなくシール部の配列面間の間隙を一定に保持する効果が期待できる。そして、シール板の配列面間の間隙から板ブラシシールの外周側へ被密封流体が漏洩するのも連続凸部により防止される。この為、シール部の被密封流体に対するシール効果が発揮される。
【００１７】
第３の本発明に係わる板ブラシシール装置は、板ブラシシールの結合部がシール部の内周の互いの配列面を接合叉は近接状態に固定しているものである。
【００１８】
この第３の本発明に係わる板ブラシシール装置では、シール板を回転軸の廻りに環状になるように配列すると、シール部に於ける内周の各シール板の配列面間が接合叉は近接した状態になる。この設定された配列面間の間隙に応じた各凸部を溶接して結合部を形成すれば容易にシール部の配列面間の間隙が小さくすることが可能になる。
そして、取付部の配列面に設けられた凸部の接続する側面から溶接するので、各シール板の配列状態を変形させることなく容易に結合することが可能になる。この為に、シール部の配列面間の微小な間隙によりシール能力を向上させることが可能になる。更に、取付部側に向かって徐々に大きくなる間隙によりシール部の可撓性を向上させる効果が期待できる。
【００１９】
第４の本発明に係わる板ブラシシール装置は、凸部が幅方向を成す第１連続凸部と第１連続凸部よりシール部側に形成されて第１連続凸部の高さよりも低くされた第２凸部を有するものである。
【００２０】
この第４の本発明の板ブラシシール装置では、各シール板の外周側の第１連続凸部が対向面と接合して取付部の幅方向の傾きを防止するとともに、このシール板のシール部側に形成された第１連続凸部より低い第２凸部を対向するシール板に接合することによりシール部におけるシール板の配列面間を設定された微小な間隙に保持することが可能になる。この為に、シール部の配列面間の微小な間隙によりシール能力を向上させる効果が期待できる。更に、シール部の取付部側に向かって徐々に大きくなる配列面間の間隙により弾性変形能力を付与して回転軸との当接に対しても摩耗が効果的に防止できる。
【００２１】
第５の本発明の板ブラシシール装置では、取付部の幅がシール部の幅より大きくされているものである。
【００２２】
第５の本発明に係わる板ブラシシール装置では、取付部の幅がシール部側の幅よりも広く形成されているから、取付部を一方の部品に保持することが容易になる。更に、取付部の幅がシール部の幅より大きいこの側面を溶接して固着するものであるから、溶着時の熱がシール板の配列に影響するのを効果的に防止できる。更に、取付部の幅を取付容易な設定幅にしても、シール部の幅を被密封流体の圧力に応じて任意の幅に構成できるので、可撓性を発揮させるシール部の幅に構成できる。更に、取付幅がシール部の幅より大きくできる構成は、取付が容易であるから、極薄板によるシール板を可能にしてシール板の可撓性を向上することが期待できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる好ましい実施の形態の板ブラシシール装置を図面に基づいて詳述する。尚、以下の図面は設計図を基にして作成したものである。
【００２４】
図１は本発明に係わる板ブラシシール装置の第１実施例である。以下、第１実施例は、図１から図６までを参照して説明する。
【００２５】
図１は、ガスタービンのケーシング５０と軸６０との間隙を高圧Ｐ１側と低圧Ｐ２側とに仕切るために板ブラシシール装置１をケーシング５０に取り付けた状態の半断面図である。又、図２は、図１の板ブラシシール装置１を内径側から見た一部分の平面図である。
【００２６】
図１及び図２に於いて、軸６０が仮想線で示すケーシング５０の孔に間隙を設けて嵌合している。この軸６０とケーシング５０とは相対回動する。
板ブラシシール２は、図３に示すように、薄板のシール板３を軸の周面に沿って傾斜させて環状に配列し、外周に取付部４を形成する。この取付部４はケーシング５０の環状の溝部５１に直接に取付けることもできる。この板ブラシシール２の内周側はシール板３が配列されたシール部６に形成されている。叉、シール部６の自由端部面１５は軸６０の外周面と微小間隙叉は近接状態に嵌合している。そして、板ブラシシール２のシール部６によりケーシング５０と軸６０との間を流れる被密封流体を効果的にシールする。
【００２７】
この板ブラシシール２は、図６の右側に示す薄板からなる１枚のシール板３を左側に示す板ブラシシール２の配列面に傾斜させながら軸６０の周面に沿って円形に重ねた状態に配列する。このシール板３の取付部４には、図６に示すように円弧状叉は半円状に板厚を配列面方向に曲げて全幅が直線状を成す凸部（連続凸部５Ａ）５に形成している。この凸部５は２条に形成されているが、１条叉は３条にしても良い。この凸部５の条数は、取付部５を一体化するために凸部５の接合ラインに沿って側面から溶接する溶接強度を考慮して設定することもできる。叉、各凸部５の高さ寸法は、各シール板３のシール部６に於ける内周側の配列面が軽く接触又は近接状態になるように形成されている。凸部５の高さは板ブラシシール２の径によるが、例えば、凸部５の高さを１０^−６ｍにしたものがある。 そして、各シール部６のシール板３の配列された配列面間の間隔の大小により被密封流体をシールする効果が発揮される。叉、この各シール板３の配列面の間隔は、シール部６に回転軸６０などが当接したときに可撓性を発揮するように構成されている。この各シール板３の配列面間の間隔は狭くすればシール効果が発揮するが、反対にシール板３の可撓性は悪化する。叉、各シール板３の配列面間の間隔を大きくすれば可撓性が向上するがシール部６のシール能力が低下する。 本発明では、実験の結果、この構成を考慮して各シール板３の配列面間の間隔を強固に固定する最良の方法を案出したものである。
【００２８】
前述したように背板１６を取り付けることなく板ブラシシール２単体をケーシング５０の溝部５１に装着して被密封流体をシールすることもできる。しかし、板ブラシシール装置１のシール能力を向上させるために、被密封流体が作用する側と反対側にリング板状の背板１６を設けると良い。
背板１６は、外周部１６Ａの背面１６Ｂに取付部４が係合する取付溝部１６Ａ１を設けている。叉、背板１６の内周部１６Ｃは回転軸６０と間隙を設けて嵌合している。この内周部１６Ｃの内径面は回転軸６０の外周面より大きくされて回転軸６０が偏芯しても接触しない内径寸法に形成されている。背板１６の背面１６Ｂは、板ブラシシール２が被密封流体の圧力を受けたときに支持するとともに、板ブラシシール２の各シール板３の配列面間から漏洩する被密封流体をシールする役目もする。
【００２９】
板ブラシシール２に対して背板１６と対称に配置された保持板部１０は、背板１６の取付溝部１６Ａ１と同様に接合面に取付溝部１０Ａを設けている。この取付溝部１０Ａも取付部４に係合して取付部４を保持している。この背板１６の外周凸部と保持板部１０の外周凸部とを対向した接合面は、外周部分を溶接して接着部２０Ａに形成し、外周部全体をケーシング５０に取り付けられる固着部２０に形成している。叉は、背板１６と保持板部１０との接合面間にＯリングを介して接合し、背板１６と保持板部１０の外周部を溶接することなく接合して固着部２０に形成しても良い。この背板１６と保持板部１０とを接合した固着部２０はケーシング５０の溝部５１に装着して保持する。
【００３０】
図３は板ブラシシール２の半分を示す平面図である。又、図４は図３の一部分の拡大図である。更に、図５は、図３に示す板ブラシシール２の取付部の一部を示す平面図である。
図３に示すように、板ブラシシール２は、矩形状を成す薄板のシール板３が軸６０の回転方向Ｎに傾斜して取り付けていると共に、周方向に沿って重ねられて配列状態が環状に形成している。そして、板ブラシシール２の取付部４の側面から、図４及び図５に示すように、凸部５の肉厚が連なる接合ラインに沿って溶接し、２条の結合部７に形成している（結合部７のみを図４は右側に、図５は左側に書いてわかりやすく示す）。この図１から図６に示す凸部５は取付部４の全幅に配列面方向へ突出するとともに幅方向へ直線条に形成しているので、凸部５の１実施例として連続凸部５Ａと称する。
叉、この凸部５は取付部４の両端に形成してあれば、取付部４の幅方向の側面から溶接できるようになるので、中間を断続に形成しても良い。更に、凸部５は、折曲げ加工することなく、シール板３をエッチング等の化学的処理により凸状に盛り上げても良く、叉は、溶着により凸部を盛り上げても同様な機能になる。
【００３１】
図６に示す各連続凸部５Ａの高さは、外周側の第１連続凸部５Ａ１より内周側になる第２連続凸部５Ａ２の高さを低くして各シール板３を環状に配列したときに、自由端部面１５側の配列面間の間隔が設定された間隔になるような寸法に構成している。すなわち、この設定された間隔は、シール板３の自由端部面１５側が軽く接合する状態叉は微小な間隔状態である。設定された間隙は、板ブラシシール２の直径に応じて各凸部５の高さを設定することにより形成できるから、シール板３の配列作業が極めて容易になる。
【００３２】
図６は、前述したように図３に示す板ブラシシール２に配列する状態を示す一部の斜視図である。
図６に於ける左側が板ブラシシール２の配列状態を示すとともに、右側が１枚のシール板３を示すものである。そして、左側の板ブラシシール２に右側のシール板３を重ねて配列する。この取付部４には、配列面に突出する折曲げ加工された連続凸部５Ａが第１連続凸部５Ａ１と第２連続凸部５Ａ２からなる２条に形成している。この連続凸部５Ａは断面が円弧状叉は半円状に形成されている。そして、取付部４の幅がシール部６となる幅より広く形成されてシール板３の全体がＴ形に形成している。叉、取付部４の第１連続凸部５Ａ１の高さは、図５に示すように、Ｈの寸法に形成されている。叉、第２連続凸部５Ａ２の高さは、第１連続凸部５Ａ１の高さＨより低く形成している。そして、取付部４の配列面間の間隔は、Ｈ寸法に形成されているとともに、シール板３の自由端部面１５側の配列面間の間隔は、互いに軽く接触又は近接させる寸法に形成している。
【００３３】
シール板３の傾斜角度は、軸６０の回転速度、軸６０の偏心の大きさ、更には、軸６０の揺動状態により決められる。図３に示す板ブラシシール２の傾斜角度は一実施例として設計したものである。
このシール板３の角度は、径方向に対して３０度から４５度に設計している。このシール板３は、長方形状に形成しているものである。そして、このシール板３の矩形状の長さは、取付部４が５から１０ｍｍで、シール部が３０から５０ｍｍの範囲に形成している。叉、幅は３〜１０ｍｍの範囲に形成したものを利用した。又、シール板３の厚さは、０．０５〜０．５ｍｍ、好ましくは０．０８〜０．３ｍｍのものを使用した。この寸法は、板ブラシシール装置１の大きさにより設定されるものであり、大径であればある程それに応じてシール板３の寸法も大きく形成される。又、被密封流体の圧力が高ければ高いほど幅寸法も大きく形成される。
又、シール板３は、鋼板、ステンレス板、ニッケル基の合金板、セラミック板等の材質が用いられる。
【００３４】
図７の板ブラシシール２は、第２実施例を示すものである。
図７の板ブラシシール２は、図６に示す板ブラシシール２と略同様に構成されている。この図７の板ブラシシール２において、図６の板ブラシシール２と相違する点は、図７に示す板ブラシシール２の連続凸部５Ａが断面を三角状叉は台形状に形成したものである。
【００３５】
図８の板ブラシシール２は、第３実施例を示すものである。
図８の板ブラシシール２は、図６に示す板ブラシシール２と略同様に構成されている。この図８の板ブラシシール２において、図６の板ブラシシール２と相違する点は、図８に示す板ブラシシール２の第１連続凸部５Ａ１が断面を円弧状叉は半円状に形成したものである。叉、第２凸部５Ａ３の断面が台形状叉は円弧状に突出して取付部４の幅方向の両端部に形成している。
【００３６】
図９の板ブラシシール２は、第４実施例を示すものである。
図９の板ブラシシール２は、図６に示す板ブラシシール２と略同様に構成されている。この図９の板ブラシシール２において、図６の板ブラシシール２と相違する点は、図９に示す板ブラシシール２の取付部４がシール部６の幅と略同一に形成されている点である。
この図９の板ブラシシール２は、シール板３の長さと幅が大きい場合に好適である。特に、幅寸法が大きい場合に適用される。
【００３７】
図１０に示す板ブラシシール２の取付部４側の１部は、シール板３を配列し、凸部５の両側面を溶接して結合部７に形成したものである（結合部７のみを左側に書いて示す）。この板ブラシシール２のシール板３は、取付部４とシール部６との境がプレス加工により折曲げられてシール部６を設定角度に傾斜させる。このシール部６の折曲げ角度は径方向に対して２８度から４５度の範囲である。叉、連続凸部５Ａの断面は先端が半円状に形成して内周がやや長溝に形成されている。
そして、取付部４の各シール板３は径方向に配置される。このように配列された各取付部４の凸部５Ａは、互いに対向する一方の凸部５Ａの突出外面と他方の凸部５Ａの凹内面とが係合する。このように各凸部５Ａを係合させることにより４個所の接合ラインが形成されるので、この接合ラインに沿って溶接することにより、溶接された結合部７が形成されて取付部４を強固に結合できる。
この図１０に示す板ブラシシール２においても、第１連続凸部５Ａ１よりも第２連続凸部５Ａ２の高さを低く設定することにより、シール部６側の配列面間における間隙も任意に設定することが可能になる（図１１も参照）。
その他の構成は第１実施例と略同様である。
【００３８】
叉、図１１は第５実施例である。図１２は第６実施例である。図１３は第７実施例である。図１４は第８実施例である。図１１から図１４に示す板ブラシシール２は、取付部４とシール部６の境が折曲げられてシール部を傾斜させている。その他の構成は、図１１の板ブラシシール２が図６の板ブラシシール２に類似し、図１２の板ブラシシール２が図７の板ブラシシール２に類似し、図１３の板ブラシシール２が図８の板ブラシシール２に類似し、そして、図１４に示す板ブラシシール２は、図９の板ブラシシール２と略同一構成である。つまり、上述した互いに対応する各図の凸部５の形状が略同一に形成されている。
【００３９】
この図１０から図１４に示す板ブラシシール２を取り付ける板ブラシシール装置１は、図１と略同に構成されているので、図示するのを省略する。図１０から図１４に示す各板ブラシシール２も第１実施例の板ブラシシール２と同様に取り付けられる。
板ブラシシール装置１に於いて、図１と同様に板ブラシシール２に被密封流体が作用する背面側に板ブラシシール２と微小間隙を成すリング状の背板１６が設けられる。この背板１６には、板ブラシシール２の取付部４に接合する外周部１６Ａと板ブラシシール２に被密封流体の圧力が作用したときに支持する背面１６Ｂとを設けている。そして、背面１６Ｂは、板ブラシシール２が被密封流体の圧力を受けても変形や配列の間隔が乱れないようにするとともに、被密封流体をシールするように支持する。この背板１６は、鋼板、ステンレス板、銅板、アルミニウム板等が用いられる。
【００４０】
板ブラシシール２を支持する背板１６の背面に対し被密封流体側の正面には、保持板部１０が配置されている。保持板部１０は、背板１６の径方向の長さより小さい長さのリング状に形成している。この保持板部１０は背板１６と協働して板ブラシシール２を挟持するものである。この保持板部１０も、背板１６と同様な材質により製作されている。
【００４１】
板ブラシシール２の取付部４を結合する結合部７は、ろう付、電子ビーム、その他の溶着等の接接により一体に結合する。
叉、保持板部１０の径方向の長さは、取付部４を挟持して固定部２０を形成する長さで十分であるが、背板６に近い径方向の長さに形成することもできる。 保持板部１０の径方向の長さが、この背板１６と同じように長い場合には、板ブラシシール２と保持板部１０との間にシール板３が移動できる空間部を形成すると良い。
【００４２】
背板１６と保持板部１０は、上述した材質が選定されるが、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、その他非鉄金属で製作される場合もある。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。
【００４３】
図１では、軸６０を示す実線の位置で自由端部面１５が全周に渡り０．０２ｍｍ位の間隔で嵌合しているものである。点線は回転軸６０が偏芯等で移動する範囲である。
そして、板ブラシシール２は被密封流体をシール部６で効果的にシールするものである。
この板ブラシシール装置１は、シール板３を被密封流体が作用する方向に板幅として長い寸法に配列されているために、被密封流体の圧力が作用しても強力に対抗すると共に、回転軸６０が偏心したときの力に対しては薄肉が曲げられるように弾性変形可能に配列されているので、シール能力と共に、回転軸６０の偏心に対してはしなやかに対応して摺動による摩耗を効果的に防止することが可能になる。
【００４４】
更に、シール部６の自由端部面１５側は配列面間の間隙が小さく構成できるから、被密封流体を確実にシールすることが可能になる。しかも、各連続凸部５Ａの接合により被密封流体が取付部４側から径方向外方へ漏洩するのも効果的に防止できる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に係わる板ブラシシール装置によれば、板ブラシシールの取付部に於ける側面から凸部を溶着して結合部を形成できるので、結合部の溶接等が容易であるとともに、溶接時の板ブラシの配列の不具合及び変形が防止できる効果を奏する。この為に、シール板の厚さも極薄にできるから、シール部に回転軸が当接しても、この当接に対しも弾性変形して対応し摩擦時の摩耗を効果的に防止する。更に、薄板のシール板を多数配列できるから、シール部のシール能力も向上する。
叉、各凸部を内周側へ向かって順次低くすると、シール板の内周側の配列面間の間隙を任意に狭く設定できる。しかも、シール板の配列面間の間隙を最適に設定することが可能になる。この為に、シール部の弾性変形を向上させることが可能になる。叉、この最適な配列面間の間隙により、シール部のシール能力も向上する。
更に、シール板を傾斜させてシール部全体のシール板を傾斜させることもできるし、取付部とシール部との境を折曲げてシール部のシール板を傾斜させることができる。このシール板を何れに配列しても接合した凸部の両端部を接着し、結合部に形成した構成であるから、取付部の結合力を強化することが可能になる。
【００４６】
取付部に設けられた連続凸部を配列方向に連接するから、シール部側の被密封流体が取付部の外周側へ漏洩するのを効果的に防止できる。この為に、環状の板ブラシシールを４等分、８等分等にブロックごとに接合し、このブロックごとに製作した分割板ブラシシールを組み立てれば、環状の板ブラシシールを容易に組み立てることが容易になり、組立コストが低減できる効果を奏する。
【００４７】
シール板のシール部の幅よりも取付部の幅を広くすれば、板ブラシシールの取付が容易になるとともに、狭い幅のシール部であっても取付が強固になる。
叉、取付部の連接した凸部を溶接しても、各シール板の配列の不揃いや熱変形に影響が少ないから、シール部のシール能力を向上できるとともに、シール部の弾性変形を容易にして回転軸の当接に対する摩耗を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の板ブラシシール装置を軸方向に断面にした半断面図である。
【図２】図１の板ブラシシール装置を内径側から見た一部の平面図である。
【図３】本発明に係わる板ブラシシールの半平面図である。
【図４】図３に示す板ブラシシールの一部を拡大した拡大図である。
【図５】本発明に係わる第１実施例に於ける取付部の凸部の連接ラインを溶着して結合部に形成した一部の側面図である。
【図６】図１の板ブラシシールの分割ブロックを示す斜視図である。
【図７】本発明に係わる第２実施例に於ける板ブラシシールの分割ブロックを示す斜視図である。
【図８】本発明に係わる第３実施例に於ける板ブラシシールの分割ブロックを示す斜視図である。
【図９】本発明に係わる第４実施例に於ける板ブラシシールの分割ブロックを示す斜視図である。
【図１０】本発明に係わる板ブラシシールの取付部とシール部との境を折曲げた取付部に於ける配列した凸部を溶着して結合部に形成した一部の側面図である。
【図１１】本発明に係わる第５実施例に於ける板ブラシシールの分割ブロックを示す斜視図である。
【図１２】本発明に係わる第６実施例に於ける板ブラシシールの分割ブロックを示す斜視図である。
【図１３】本発明に係わる第７実施例に於ける板ブラシシールの分割ブロックを示す斜視図である。
【図１４】本発明に係わる第８実施例に於ける板ブラシシールの分割ブロックを示す斜視図である。
【図１５】関連技術の板ブラシシール装置の斜視図である。
【図１６】他の関連技術の板ブラシシール装置の斜視図である。
【符号の説明】
１ 板ブラシシール装置
２ 板ブラシシール
３ シール板
４ 取付部
５ 凸部
５Ａ 連続凸部
５Ａ１ 第１連結凸部
５Ａ２ 第２連結凸部
５Ａ３ 第２凸部
６ シール部
７ 結合部
１０ 保持板部
１０Ａ 取付溝部
１５ 自由端部面
１６ 背板
１６Ａ 外周部
１６Ａ１ 取付溝部
１６Ｂ 背面
１６Ｃ 内周部
２０ 固着部
２０Ａ 接着部
５０ ケーシング
６０ 軸（回転軸）

Claims (5)

1. 互いに嵌合して相対移動する一方の部品と他方の部品との間をシールする板ブラシシール装置であって、方形を成す薄板の幅方向両端の配列面に凸部を有するシール板と、前記各シール板の凸部を配列線上に連接して前記各シール板の配列面が互いに配列された板ブラシシールと、前記板ブラシシールに作用する被密封流体側と反対に配列された背板とを具備し、前記板ブラシシールには前記凸部に沿って溶接された結合部を有する取付部と前記取付部の内周側に前記取付部の配列面間の間隙より小さくされた配列面間の間隙を有するシール部とが備えられていることを特徴とする板ブラシシール装置。
2. 前記凸部が前記取付部の幅の全長に沿って連続凸部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の板ブラシシール装置。
3. 前記板ブラシシールの前記結合部が前記シール部の内周の互いの配列面を接合叉は近接状態に固定していることを特徴とする請求項１叉は請求項２に記載の板ブラシシール装置。
4. 前記凸部が前記シール板の全幅を成す第１連続凸部と前記第１連続凸部より前記シール部側に形成されて前記第１連続凸部の高さよりも低くされた第２凸部を有することを特徴とする請求項１叉は請求項３に記載の板ブラシシール装置。
5. 前記取付部の幅が前記シール部の幅より大きくされていることを特徴とする請求項１叉は請求項２叉は請求項３叉は請求項４に記載の板ブラシシール装置。

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