JP2693178B2 - ブラシ式シールアセンブリ - Google Patents
ブラシ式シールアセンブリInfo
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- JP2693178B2 JP2693178B2 JP63132534A JP13253488A JP2693178B2 JP 2693178 B2 JP2693178 B2 JP 2693178B2 JP 63132534 A JP63132534 A JP 63132534A JP 13253488 A JP13253488 A JP 13253488A JP 2693178 B2 JP2693178 B2 JP 2693178B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brush
- seal
- brush seal
- seal assembly
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
- F16J15/3288—Filamentary structures, e.g. brush seals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ガスタービンとかジェットエンジン等のシ
ャフトとハウジングとの間のシールを行うのに適してい
るシール・アセンブリに関する。特に、本発明は、固定
ハウジングと該ハウジングに対して回転可能なシャフト
との間のシールを行うブラシ・シールアセンブリにおい
て、環状ベース・プレートと、該ベース・プレートによ
り保持されて前記シャフトのシールを行う複数のシール
刺毛と、前記ハウジングに設けられ、前記シャフトと同
心円をなしているベース・プレートを保持するようにし
てある取付け手段とを具備してなり、上記ブラシ・シー
ルアセンブリは複数個の別個のブラシ・シール要素から
形成され、上記取付け手段はそれぞれの前記ブラシ・シ
ール要素の刺毛が実質的に連続したブラシ・シールを形
成するよう、複数個のブラシ・シール要素の端面と端面
とを連接して保持するようになっているブラシ式シール
アセンブリにかかる。
ャフトとハウジングとの間のシールを行うのに適してい
るシール・アセンブリに関する。特に、本発明は、固定
ハウジングと該ハウジングに対して回転可能なシャフト
との間のシールを行うブラシ・シールアセンブリにおい
て、環状ベース・プレートと、該ベース・プレートによ
り保持されて前記シャフトのシールを行う複数のシール
刺毛と、前記ハウジングに設けられ、前記シャフトと同
心円をなしているベース・プレートを保持するようにし
てある取付け手段とを具備してなり、上記ブラシ・シー
ルアセンブリは複数個の別個のブラシ・シール要素から
形成され、上記取付け手段はそれぞれの前記ブラシ・シ
ール要素の刺毛が実質的に連続したブラシ・シールを形
成するよう、複数個のブラシ・シール要素の端面と端面
とを連接して保持するようになっているブラシ式シール
アセンブリにかかる。
[従来の技術] 多くの機械において、ハウジングと、該ハウジングに
対し回転する様に取付けてあるシャフトとの間のシール
を行うこと、例えば、前記ハウジングから潤滑油が漏出
したり、前記シャフトを支持するベアリングに異物が侵
入するのを防止する必要がある。このような機能を達成
できるシールの設計は数多くあり、一定の動作条件と環
境で適切な形式のシールを選定することは通常何ら難し
いことではない。しかしながら、ガス・タービン、ジェ
ット・エンジン及び同様の機械で見られるように、比較
的に高速での回転が予測されるシャフトであって、該シ
ャフトがハウジングから出るところ或いは機械内部の別
々の仕切り間で流体(例えばガス及び、又は液体)のシ
ールを行う場合には独特な問題が生じる。このようなシ
ャフトは、1分間の回転数が10万回転もの高速で回転し
大低の従来の設計のシールではかかる条件の使用に適し
ていない。
対し回転する様に取付けてあるシャフトとの間のシール
を行うこと、例えば、前記ハウジングから潤滑油が漏出
したり、前記シャフトを支持するベアリングに異物が侵
入するのを防止する必要がある。このような機能を達成
できるシールの設計は数多くあり、一定の動作条件と環
境で適切な形式のシールを選定することは通常何ら難し
いことではない。しかしながら、ガス・タービン、ジェ
ット・エンジン及び同様の機械で見られるように、比較
的に高速での回転が予測されるシャフトであって、該シ
ャフトがハウジングから出るところ或いは機械内部の別
々の仕切り間で流体(例えばガス及び、又は液体)のシ
ールを行う場合には独特な問題が生じる。このようなシ
ャフトは、1分間の回転数が10万回転もの高速で回転し
大低の従来の設計のシールではかかる条件の使用に適し
ていない。
超高速回転率での回転を目的とするシャフトをシール
するという問題はいわゆるブラシ・シールの開発をもた
らしたが、これは環状キャリヤに刺毛を具備させ、この
環状キャリヤをシャフトに同軸に取り付け、刺毛の先端
がシャフトの周面を払拭する様にしてシールを完成す
る。代表的なブラシ・シールの刺毛は金属ワイヤ製であ
り、シャフト周面への摺接によるひどい摩耗も生ぜず効
果的なシールが得られるよう、シールはラジアル方向の
許容範囲を極く小さく製造しなければならない。さら
に、同じ理由でシールは真円度を高く仕上げ、且つ上記
シャフトに正確に同心に取付けなければならない。
するという問題はいわゆるブラシ・シールの開発をもた
らしたが、これは環状キャリヤに刺毛を具備させ、この
環状キャリヤをシャフトに同軸に取り付け、刺毛の先端
がシャフトの周面を払拭する様にしてシールを完成す
る。代表的なブラシ・シールの刺毛は金属ワイヤ製であ
り、シャフト周面への摺接によるひどい摩耗も生ぜず効
果的なシールが得られるよう、シールはラジアル方向の
許容範囲を極く小さく製造しなければならない。さら
に、同じ理由でシールは真円度を高く仕上げ、且つ上記
シャフトに正確に同心に取付けなければならない。
ブラシ・シールをシャフト自体に取付け、ラジアル方
向外方に向いている刺毛をシャフトが貫通するハウジン
グの適当なボアに係合させるように設計することもでき
るが、該シールを前記シャフトに満足のいく様に取付け
ることが困難であるので、この様なシールはあまり一般
的に使用されていない。別の可能性としてはシャフトの
軸線に平行に刺毛を延ばすこともあり、シールがハウジ
ングに取付けてある場合には前記シャフトのショルダで
決まるラジアル面に、又は、シールがシャフトに取付け
てある場合にはハウジングの端面に刺毛先端を当ててシ
ールすることもある。
向外方に向いている刺毛をシャフトが貫通するハウジン
グの適当なボアに係合させるように設計することもでき
るが、該シールを前記シャフトに満足のいく様に取付け
ることが困難であるので、この様なシールはあまり一般
的に使用されていない。別の可能性としてはシャフトの
軸線に平行に刺毛を延ばすこともあり、シールがハウジ
ングに取付けてある場合には前記シャフトのショルダで
決まるラジアル面に、又は、シールがシャフトに取付け
てある場合にはハウジングの端面に刺毛先端を当ててシ
ールすることもある。
[発明が解決しようとする課題] 上述のとおり、ブラシ・シールの公知の形態では、シ
ール刺毛が取付けられている環状キャリヤを設けること
により製造され、このシールは極めて精密に加工されて
いる。このシールを使用しようとする場合には(上述の
通常のシール形態では)シャフトを取囲みこれに対して
シールをなすようにハウジングに適切に取付けなければ
ならないが、これはシールを取付ける際、前記シャフト
の軸線方向でハウジングにアクセスできる場合のみしか
行うことができない。
ール刺毛が取付けられている環状キャリヤを設けること
により製造され、このシールは極めて精密に加工されて
いる。このシールを使用しようとする場合には(上述の
通常のシール形態では)シャフトを取囲みこれに対して
シールをなすようにハウジングに適切に取付けなければ
ならないが、これはシールを取付ける際、前記シャフト
の軸線方向でハウジングにアクセスできる場合のみしか
行うことができない。
したがって、エンジンの構造によってはエンジン組立
て手順の末期よりもむしろ、主要構成部品の組立て中
に、シールを然るべき箇所に固定する必要がある。さら
に、機械の耐用年数内にこのシールを交換する必要があ
る場合、前記シャフトの軸線方向でハウジングにアクセ
スするには機械を相当程度まで分解する必要が生じる。
かかる難点のため、前記機械−例えば大規模ガス・ター
ビン又は航空機用ジェット・エンジン等は初期の組立て
が難かしくなり、特に、シールが前記ハウジングに取付
けられた後でシャフトを組付けなければならない場合
は、その作業自体においてシールを損傷する場合があ
る。また、前記機械の稼働中にシールを交換しなければ
ならない場合、作業時間を長くし好ましくない。
て手順の末期よりもむしろ、主要構成部品の組立て中
に、シールを然るべき箇所に固定する必要がある。さら
に、機械の耐用年数内にこのシールを交換する必要があ
る場合、前記シャフトの軸線方向でハウジングにアクセ
スするには機械を相当程度まで分解する必要が生じる。
かかる難点のため、前記機械−例えば大規模ガス・ター
ビン又は航空機用ジェット・エンジン等は初期の組立て
が難かしくなり、特に、シールが前記ハウジングに取付
けられた後でシャフトを組付けなければならない場合
は、その作業自体においてシールを損傷する場合があ
る。また、前記機械の稼働中にシールを交換しなければ
ならない場合、作業時間を長くし好ましくない。
FR−A−2199081号特許には各々が半円環形であり、
両方共刺毛を持ち且つ両方の連接端面が完全にラジアル
方向に配置された2つのシール部分を有するブラシ・シ
ールアセンブリが開示されている。(例えば摩耗など
で)シールを交換するには、ベアリングを部分的に外す
ことだけで足り、シャフトはそのままの位置に残すもの
が示されている。このシールは2つのシール部分間のラ
ジアル方向接合部分に漏れが起こり易く高性能とは言え
ず、従ってシールアセンブリ全体としてガスタービン、
ジェットエンジン、等に利用するには不適とされてい
る。
両方共刺毛を持ち且つ両方の連接端面が完全にラジアル
方向に配置された2つのシール部分を有するブラシ・シ
ールアセンブリが開示されている。(例えば摩耗など
で)シールを交換するには、ベアリングを部分的に外す
ことだけで足り、シャフトはそのままの位置に残すもの
が示されている。このシールは2つのシール部分間のラ
ジアル方向接合部分に漏れが起こり易く高性能とは言え
ず、従ってシールアセンブリ全体としてガスタービン、
ジェットエンジン、等に利用するには不適とされてい
る。
[発明の目的] 本発明の主目的は、ブラシ・シールアセンブリの改良
型を提供することにあり、該シールアセンブリは、特
に、超高速で回転するシャフトを使用するガス・タービ
ン又は類似の機械構造にシールが用いられる場合、上記
で述べた公知の型式のブラシ・シールの欠点を実質的に
減少することである。
型を提供することにあり、該シールアセンブリは、特
に、超高速で回転するシャフトを使用するガス・タービ
ン又は類似の機械構造にシールが用いられる場合、上記
で述べた公知の型式のブラシ・シールの欠点を実質的に
減少することである。
[課題を解決するための手段] 上記及びその他の目的を全うするため、本発明に係る
ブラシ・シールアセンブリが複数の個々のブラシ・シー
ル要素から形成され、該要素各々の連接(突き合わせ)
端面がラジアル方向に対しある角度を以て相補的に形成
され、第一のブラシ・シール要素の1端面が次のブラシ
・シール要素の他端面と密に相互嵌着することを特徴と
する。
ブラシ・シールアセンブリが複数の個々のブラシ・シー
ル要素から形成され、該要素各々の連接(突き合わせ)
端面がラジアル方向に対しある角度を以て相補的に形成
され、第一のブラシ・シール要素の1端面が次のブラシ
・シール要素の他端面と密に相互嵌着することを特徴と
する。
本発明のシールアセンブリを用いて、ハウジングとこ
れに対し回転するシャフトとの間にブラシ・シールを形
成する場合、個々のブラシ・シール要素を機械から離れ
た別な場所でブラシ・シールに形成して機械に取り付け
るのではなく、ブラシ・シール要素を一つ一つハウジン
グに組付けていき、シャフトの周りに完全な環状ブラシ
・シールが出来上がるようにする。これはシール組付け
が容易、更にはシール交換が非常に簡単にできることに
なる。というのは機械の甚だしい分解を必要としないか
らである。例えば、機械の設計にもよるがシャフトを前
記ハウジングから取外す必要なくシール交換作業が出来
る。
れに対し回転するシャフトとの間にブラシ・シールを形
成する場合、個々のブラシ・シール要素を機械から離れ
た別な場所でブラシ・シールに形成して機械に取り付け
るのではなく、ブラシ・シール要素を一つ一つハウジン
グに組付けていき、シャフトの周りに完全な環状ブラシ
・シールが出来上がるようにする。これはシール組付け
が容易、更にはシール交換が非常に簡単にできることに
なる。というのは機械の甚だしい分解を必要としないか
らである。例えば、機械の設計にもよるがシャフトを前
記ハウジングから取外す必要なくシール交換作業が出来
る。
他の効果は、シール・アセンブリ全体の中の一つのシ
ール要素が損傷したり、過度に摩耗した場合でもそのシ
ール要素だけを選択的に交換でき、同時には他のシール
要素は交換する必要がなくなるということである。
ール要素が損傷したり、過度に摩耗した場合でもそのシ
ール要素だけを選択的に交換でき、同時には他のシール
要素は交換する必要がなくなるということである。
本発明のブラシ・シールアセンブリによれば各シール
要素の連接端面がラジアル方向にならない様に配設しシ
ール効果を高められる。この特徴はガスタービンやジェ
ットエンジン等シャフトの高速回転が予想される場合の
シーリングに特に重要である。これは弧状シール要素各
々の端面が次のシール要素の端面と互いに密接に係合で
きるようにする。一実施例においては各シール要素の連
接端面各々を半径方向に対して45度の角度で加工する。
要素の連接端面がラジアル方向にならない様に配設しシ
ール効果を高められる。この特徴はガスタービンやジェ
ットエンジン等シャフトの高速回転が予想される場合の
シーリングに特に重要である。これは弧状シール要素各
々の端面が次のシール要素の端面と互いに密接に係合で
きるようにする。一実施例においては各シール要素の連
接端面各々を半径方向に対して45度の角度で加工する。
各ブラシ・シール要素は、ブラシ・シール要素が他の
ブラシ・シール構成要素と共にハウジングに組付けられ
て完全なブラシ・シールを構成する時まで、所要の位置
に刺毛を保持する手段を具備する。このような保持手段
は、該要素の刺毛が所要の配列を確実に維持するよう
に、ブラシ・シール要素の端面を横切る位置に溶接、ろ
う付け又はその他の方法で適宜固定したプレートから成
る。別の方法としては、シール要素の各端面において、
刺毛自体の性質に基づき刺毛用キャリヤ端部を例えば溶
接、ろう付け又はその他の適切な非金属媒体により溶着
することである。
ブラシ・シール構成要素と共にハウジングに組付けられ
て完全なブラシ・シールを構成する時まで、所要の位置
に刺毛を保持する手段を具備する。このような保持手段
は、該要素の刺毛が所要の配列を確実に維持するよう
に、ブラシ・シール要素の端面を横切る位置に溶接、ろ
う付け又はその他の方法で適宜固定したプレートから成
る。別の方法としては、シール要素の各端面において、
刺毛自体の性質に基づき刺毛用キャリヤ端部を例えば溶
接、ろう付け又はその他の適切な非金属媒体により溶着
することである。
ハウジングに設けてある取付け手段は、各ブラシ・シ
ール要素が係合しラジアル及び軸方向の所要の位置に各
ブラシ・シール要素を維持する一対の面を含むのが望ま
しい。一旦配置されると、ハウジングにシールを保持す
るという同様の目的に使用する在来の何らかの手段で各
ブラシ・シールを所要の位置に保持できる。例えば、ハ
ウジングの一部にリップを持たせ、これを部分的に変形
して各シール要素を保持したり、シール全体の周りに連
続的に変形して各要素を保持する。この代りに例えば別
個のクランプリングも利用でき、ねじ、リベット、又は
スポット溶接、シーム溶接等の溶接で然るべき位置に保
持してもよい。ハウジング内に形成された溝にそれ自体
が入るサークリップのような適当な弾性リングによっ
て、シール要素を然るべき位置に保持させることもあ
る。
ール要素が係合しラジアル及び軸方向の所要の位置に各
ブラシ・シール要素を維持する一対の面を含むのが望ま
しい。一旦配置されると、ハウジングにシールを保持す
るという同様の目的に使用する在来の何らかの手段で各
ブラシ・シールを所要の位置に保持できる。例えば、ハ
ウジングの一部にリップを持たせ、これを部分的に変形
して各シール要素を保持したり、シール全体の周りに連
続的に変形して各要素を保持する。この代りに例えば別
個のクランプリングも利用でき、ねじ、リベット、又は
スポット溶接、シーム溶接等の溶接で然るべき位置に保
持してもよい。ハウジング内に形成された溝にそれ自体
が入るサークリップのような適当な弾性リングによっ
て、シール要素を然るべき位置に保持させることもあ
る。
個々のシール要素が、個別のリングにより然るべき位
置に保持されるシールアセンブリの場合は、個別のリン
グとシール要素との間に機械的な相互係合があることが
望ましい。このリングは、組立てられたシール要素全体
によって連続した環状溝が形成されるようにして各シー
ル要素に形成されている溝に係合可能な突起リブを含ん
でいるのが望ましい。或は逆に、このリブを各シール要
素に形成し、クランプ・リングとかハウジングの溝に係
合可能にすることもあり得る。
置に保持されるシールアセンブリの場合は、個別のリン
グとシール要素との間に機械的な相互係合があることが
望ましい。このリングは、組立てられたシール要素全体
によって連続した環状溝が形成されるようにして各シー
ル要素に形成されている溝に係合可能な突起リブを含ん
でいるのが望ましい。或は逆に、このリブを各シール要
素に形成し、クランプ・リングとかハウジングの溝に係
合可能にすることもあり得る。
本発明のブラシ・シールアセンブリにより得られるシ
ーリング効果をさらに高めるために、前記シールアセン
ブリの2つが軸方向に側面ー側面関係に配置された2段
のブラシ・シールアセンブリを含むこともでき、この場
合には、軸方向に隣接するブラシ・シールの個々のシー
ルアセンブリ相互を連結する手段を設ける。また、個々
のシールアセンブリの当接側面にそれぞれ形成された相
互に係合するリブ及び溝も利用できる。このように構成
したブラシ・シールでは、ブラシ・シール要素の連接
(突き合わせ)端面が円周方向にずらされ、同一ラジア
ル面において隣接するシールアセンブリの当接端面同志
間に適切なシールが得られることが望ましい。
ーリング効果をさらに高めるために、前記シールアセン
ブリの2つが軸方向に側面ー側面関係に配置された2段
のブラシ・シールアセンブリを含むこともでき、この場
合には、軸方向に隣接するブラシ・シールの個々のシー
ルアセンブリ相互を連結する手段を設ける。また、個々
のシールアセンブリの当接側面にそれぞれ形成された相
互に係合するリブ及び溝も利用できる。このように構成
したブラシ・シールでは、ブラシ・シール要素の連接
(突き合わせ)端面が円周方向にずらされ、同一ラジア
ル面において隣接するシールアセンブリの当接端面同志
間に適切なシールが得られることが望ましい。
本発明のブラシ・シールアセンブリによりもたらされ
るシーリング効果は、シールアセンブリの全長の周りに
種々径のシール刺毛を利用することで高められる。例え
ば、或る径の刺毛を、各シール要素の大部分に使用し、
異なる径(典型的には小さい径)の刺毛を各シール要素
の各端面に使用し隣接するシール要素の刺毛の間の作用
を助長する。或は、種々径のシール刺毛を、各シール要
素の全長にわたり、そして組立てたブラシ・シールの円
周の全長にわたり混用してもよい。長円形即ち楕円形の
ように不均等な断面の刺毛、あるいは材質の異なる刺毛
を使用することも可能である。これは、刺毛が真円柱形
でないシャフトの部分−例えば一部球形のショルダに接
する場合、シーリング効果の一助となる。
るシーリング効果は、シールアセンブリの全長の周りに
種々径のシール刺毛を利用することで高められる。例え
ば、或る径の刺毛を、各シール要素の大部分に使用し、
異なる径(典型的には小さい径)の刺毛を各シール要素
の各端面に使用し隣接するシール要素の刺毛の間の作用
を助長する。或は、種々径のシール刺毛を、各シール要
素の全長にわたり、そして組立てたブラシ・シールの円
周の全長にわたり混用してもよい。長円形即ち楕円形の
ように不均等な断面の刺毛、あるいは材質の異なる刺毛
を使用することも可能である。これは、刺毛が真円柱形
でないシャフトの部分−例えば一部球形のショルダに接
する場合、シーリング効果の一助となる。
[実 施 例] 本発明が十分に理解できるように、本発明により構成
されたブラシ・シール・アセンブリの特定の実施例を添
付図面を参照して説明する。
されたブラシ・シール・アセンブリの特定の実施例を添
付図面を参照して説明する。
先づ第1図を説明すると、それぞれが円弧形状の複数
のブラシ・シール要素10で組立てられた本発明シールア
センブリの一部が示してある。各ブラシ・シール要素10
は環状キャリヤ11を具備してなり、これらシール要素が
ハウジングに組付けられた場合にシャフト(図示せず)
に対するシールがなされる複数の刺毛12が取付けてあ
る。刺毛12はシール作用条件を考慮して決めるが、ラジ
アル方向に対し一定の角度になっている。各シール要素
の各端面は、キャリヤ11に取付けた刺毛と同じくラジア
ル方向に対し同じ角度に加工してあり、ブラシ・シール
要素10は共に密接して組立てられ、刺毛12が実質的に連
続した環帯を形成する。
のブラシ・シール要素10で組立てられた本発明シールア
センブリの一部が示してある。各ブラシ・シール要素10
は環状キャリヤ11を具備してなり、これらシール要素が
ハウジングに組付けられた場合にシャフト(図示せず)
に対するシールがなされる複数の刺毛12が取付けてあ
る。刺毛12はシール作用条件を考慮して決めるが、ラジ
アル方向に対し一定の角度になっている。各シール要素
の各端面は、キャリヤ11に取付けた刺毛と同じくラジア
ル方向に対し同じ角度に加工してあり、ブラシ・シール
要素10は共に密接して組立てられ、刺毛12が実質的に連
続した環帯を形成する。
刺毛自体はシールの使用条件を考慮して適当な材質で
作られる。刺毛はシール全体の完成時に、最適のシーリ
ング及び剛性特性を与えるよう金属又は非金属製でも良
く、また種々の径の刺毛を混用してもよい。
作られる。刺毛はシール全体の完成時に、最適のシーリ
ング及び剛性特性を与えるよう金属又は非金属製でも良
く、また種々の径の刺毛を混用してもよい。
第2図は、別の形式のシール要素13を示す。キャリヤ
14は直線状で、ここでも刺毛15はキャリヤの全長に対し
て一定の角度に配列してある。このようなシール要素
は、第1図に記載のシールアセンブリを使用する第3A図
に示すシャフト19の円柱面18に対するシールではなく、
第3B図に示すシャフトのショルダ17で形成されるラジア
ル面16にシールを行う場合に使用する。
14は直線状で、ここでも刺毛15はキャリヤの全長に対し
て一定の角度に配列してある。このようなシール要素
は、第1図に記載のシールアセンブリを使用する第3A図
に示すシャフト19の円柱面18に対するシールではなく、
第3B図に示すシャフトのショルダ17で形成されるラジア
ル面16にシールを行う場合に使用する。
第3C図は、ブラシ・シール20がシャフト21のラジアル
面と或る角度をなして円柱状シャフト表面をシールして
いる別の実施例を示す。
面と或る角度をなして円柱状シャフト表面をシールして
いる別の実施例を示す。
シール要素の組立てに先立ち、刺毛を各シール要素の
端面で所要の位置に適切に保持するため、第4A図に示す
とおり、シール要素10の端面を横切る位置に例えばプレ
ート22を固定して刺毛を納める必要もある。このプレー
トは、シール要素の材質によっては溶接又はろう付け設
置できる。或は、第4B図に示すよう刺毛の性質によって
は、刺毛を適当な非金属媒体により一緒にはんだ付け、
ろう付け、もしくは、溶着してもよい。
端面で所要の位置に適切に保持するため、第4A図に示す
とおり、シール要素10の端面を横切る位置に例えばプレ
ート22を固定して刺毛を納める必要もある。このプレー
トは、シール要素の材質によっては溶接又はろう付け設
置できる。或は、第4B図に示すよう刺毛の性質によって
は、刺毛を適当な非金属媒体により一緒にはんだ付け、
ろう付け、もしくは、溶着してもよい。
ハウジングは、ブラシ・シール要素のすべてを所要の
位置に保持するのに適切な形状とするが、第5A図乃至第
5G図は、第1図に本質的に示すようなブラシ・シール要
素を保持するのに適したハウジング形状の7種類の例を
示す。第5A図の構成では、ハウジング25は、シャフト27
に関して一般的にラジアル面に延びる第1番目のレッグ
26と、シャフト27と同心の円柱状面をなしている第2番
目のリム28とを具備してなる。リム28の自由端縁29はこ
れを丸めシール要素に形成してあるリップ30に嵌着でき
るように適切に形成され、シール要素がレッグ26及びリ
ム28とで構成される面に密接保持される。
位置に保持するのに適切な形状とするが、第5A図乃至第
5G図は、第1図に本質的に示すようなブラシ・シール要
素を保持するのに適したハウジング形状の7種類の例を
示す。第5A図の構成では、ハウジング25は、シャフト27
に関して一般的にラジアル面に延びる第1番目のレッグ
26と、シャフト27と同心の円柱状面をなしている第2番
目のリム28とを具備してなる。リム28の自由端縁29はこ
れを丸めシール要素に形成してあるリップ30に嵌着でき
るように適切に形成され、シール要素がレッグ26及びリ
ム28とで構成される面に密接保持される。
第5B図の構成は、第5A図の構成とほぼ同じであるが、
リム28の自由端が31の個所のみで部分的に変形されてシ
ール要素に係合し、各シール要素にとって少なくともこ
の1ケ所の部分的変更がある点が異なる。
リム28の自由端が31の個所のみで部分的に変形されてシ
ール要素に係合し、各シール要素にとって少なくともこ
の1ケ所の部分的変更がある点が異なる。
第5C,5D及び5E図の構成においては、シール要素と係
合するのに別々のクランプ・リングが設けられており、
ハウジング25の第1番目のレッグ26及びリム28に対して
所要の位置でシール要素を保持している。第5C図の構成
においてはリング32はリベット33で、第5D図においては
スポット又はシーム溶接34で、第5E図では、タック又は
連続溶接35で、それぞれ設置保持されている。これらの
構成の各々においては、シール要素はラジアル面36に形
成されている溝を含み、該溝には別々のクランプ・リン
グに設けてあるリブ37が嵌め込まれる。
合するのに別々のクランプ・リングが設けられており、
ハウジング25の第1番目のレッグ26及びリム28に対して
所要の位置でシール要素を保持している。第5C図の構成
においてはリング32はリベット33で、第5D図においては
スポット又はシーム溶接34で、第5E図では、タック又は
連続溶接35で、それぞれ設置保持されている。これらの
構成の各々においては、シール要素はラジアル面36に形
成されている溝を含み、該溝には別々のクランプ・リン
グに設けてあるリブ37が嵌め込まれる。
第5F図の構成では、ねじ40によりハウジング39に取付
けられている環状カバープレート38を使用し、該カバー
プレート38はハウジングのレッグ26とリム28とに対し密
接にシール要素を保持するのに役立つフランジ41を具備
する。
けられている環状カバープレート38を使用し、該カバー
プレート38はハウジングのレッグ26とリム28とに対し密
接にシール要素を保持するのに役立つフランジ41を具備
する。
適当な弾性サークリップ即ちスナップリング42の利用
が第5G図に図示してあり、このリング42は、ハウジング
のリム28の延長部に形成されている溝に係合している。
この構成においては、レッグ26は環状リブ44を具備して
おり、該リブはシール要素をハウジング内の所要の位置
に保持するため、各シール要素に対応して形成された溝
と係合している。
が第5G図に図示してあり、このリング42は、ハウジング
のリム28の延長部に形成されている溝に係合している。
この構成においては、レッグ26は環状リブ44を具備して
おり、該リブはシール要素をハウジング内の所要の位置
に保持するため、各シール要素に対応して形成された溝
と係合している。
第6図は、本発明シールアセンブリの別の態様の断面
図を示し、ラジアル面に平行な2つのブラシ・シールが
設けられてシャフトをシールしている。このシールは実
質的に類似したシールアセンブリ50の2つ(2段)で構
成され、該シールアセンブリはクランプ・リング52によ
り側面同志が接した配置でハウジング51に保持されてい
る。ハウジング51は1方のブラシ・シールアセンブリに
形成されている環状溝に係合する舌金53を含み、複数の
ルーズな扇形キー54が設けられており、該キーは2つの
ブラシ・シールアセンブリの合せ面に対応して形成され
る溝に係合し、ブラシ・シールアセンブリ2つをしっか
りと組み合せる。クランプリング52は、、ねじ55により
ハウジング51に固定されており、すべてのブラシ・シー
ルアセンブリを所要の配置で保持する働きをする。この
構成ではシーリング特性を良くするため、一方のブラシ
・シールアセンブリの連接部は、他方のブラシ・シール
アセンブリの連接部とずらしておくべきである。
図を示し、ラジアル面に平行な2つのブラシ・シールが
設けられてシャフトをシールしている。このシールは実
質的に類似したシールアセンブリ50の2つ(2段)で構
成され、該シールアセンブリはクランプ・リング52によ
り側面同志が接した配置でハウジング51に保持されてい
る。ハウジング51は1方のブラシ・シールアセンブリに
形成されている環状溝に係合する舌金53を含み、複数の
ルーズな扇形キー54が設けられており、該キーは2つの
ブラシ・シールアセンブリの合せ面に対応して形成され
る溝に係合し、ブラシ・シールアセンブリ2つをしっか
りと組み合せる。クランプリング52は、、ねじ55により
ハウジング51に固定されており、すべてのブラシ・シー
ルアセンブリを所要の配置で保持する働きをする。この
構成ではシーリング特性を良くするため、一方のブラシ
・シールアセンブリの連接部は、他方のブラシ・シール
アセンブリの連接部とずらしておくべきである。
本発明の要旨及び範囲内で、上述の実施例の各種変更
及び改良が可能なことは、本技術に熟達した者には明白
である。
及び改良が可能なことは、本技術に熟達した者には明白
である。
第1図は、本発明に係る3つのブラシ・シール要素が組
み合わされた場合の部分図である。 第2図は、本発明に係る他の形式のブラシ・シール要素
の軸方向の図である。 第3A,3B及び3C図は、本発明に係るブラシ・シールアセ
ンブリにより、シャフトに対しシールを施した場合の概
略を示す。 第4A及び4B図は、本発明に係る2個のブラシ・シール要
素の端部を示す詳細図である。 第5A乃至第5G図は、本発明に係るシール要素をハウジン
グに固定する7つの異なる取付け手法を示す。 第6図は、本発明の別の実施例を示すブラシ・シールア
センブリの断面図で、シャフトを省略した図である。 10……ブラシ・シール要素 11……キャリヤ、12……刺毛 13……シール要素 14……キャリヤ、15……刺毛 16……ラジアル面、17……ショルダ 18……円柱面、19……シャフト 20……ブラシ・シール 21……シャフト、22……プレート 25……ハウジング、26……レッグ 27……シャフト、28……リム 29……自由端、30……リップ 32……リング、33……リベット 34……スポット又はシーム溶接 35……タック又は連続溶接 36……軸方向面、37……リブ 38……環状カバープレート 39……ハウジング、40……ねじ 41……フランジ 42……スナップリング 44……環状リブ、50……シールアセンブリ 51……ハウジング、52……クランプリング 53……舌金 54……キー、55……ねじ
み合わされた場合の部分図である。 第2図は、本発明に係る他の形式のブラシ・シール要素
の軸方向の図である。 第3A,3B及び3C図は、本発明に係るブラシ・シールアセ
ンブリにより、シャフトに対しシールを施した場合の概
略を示す。 第4A及び4B図は、本発明に係る2個のブラシ・シール要
素の端部を示す詳細図である。 第5A乃至第5G図は、本発明に係るシール要素をハウジン
グに固定する7つの異なる取付け手法を示す。 第6図は、本発明の別の実施例を示すブラシ・シールア
センブリの断面図で、シャフトを省略した図である。 10……ブラシ・シール要素 11……キャリヤ、12……刺毛 13……シール要素 14……キャリヤ、15……刺毛 16……ラジアル面、17……ショルダ 18……円柱面、19……シャフト 20……ブラシ・シール 21……シャフト、22……プレート 25……ハウジング、26……レッグ 27……シャフト、28……リム 29……自由端、30……リップ 32……リング、33……リベット 34……スポット又はシーム溶接 35……タック又は連続溶接 36……軸方向面、37……リブ 38……環状カバープレート 39……ハウジング、40……ねじ 41……フランジ 42……スナップリング 44……環状リブ、50……シールアセンブリ 51……ハウジング、52……クランプリング 53……舌金 54……キー、55……ねじ
Claims (10)
- 【請求項1】ガスタービンやジェットエンジン等の固定
ハウジングと該ハウジングに対して回転可能なエンジン
シャフトとの間のシールを行うブラシ式シールアセンブ
リであって、該ブラシ式シールアセンブリは、環状ベー
ス・プレート(11)と、該ベース・プレートにより保持
されて上記シャフトに対してシールを行う複数のシール
刺毛(12)と、上記ハウジング(25)に設けられ上記シ
ャフトと同心となるよう上記ベース・プレートを保持す
るようにした取付け手段とを具備してなり、上記ブラシ
式シールアセンブリは複数個の別個のブラシ・シール要
素(10)から形成され、上記取付け手段はそれぞれの前
記ブラシ・シール要素の刺毛(12)がほぼ連続したブラ
シ・シールを形成するよう、複数個のブラシ・シール要
素の端面と端面とを連接して保持するようになっている
ブラシ式シールアセンブリにおいて、 上記ブラシ・シール要素の端面同志はラジアル方向に対
し或る角度をもって相補的に形成され、1番目のブラシ
・シール要素の1方の端面が2番目の隣接ブラシ・シー
ル要素の他方の端面と密に相互係合している事を特徴と
するブラシ式シールアセンブリ。 - 【請求項2】各ブラシ・シール要素(10)の各端面が、
ラジアル方向に対しほぼ45度の角度で加工されているこ
とを特徴とする前記請求項1に記載のブラシ式シールア
センブリ。 - 【請求項3】上記ブラシ・シール要素(10)の各々は、
ブラシ・シール要素が他のブラシ・シール要素と共に前
記ハウジングに組付けられ、これらのブラシ・シール要
素で完全なブラシ・シールを構成する時まで、所要の位
置に刺毛(12)を維持する手段を具備することを特徴と
する前記請求項1或は請求項2に記載のブラシ式シール
アセンブリ。 - 【請求項4】上記取付け手段が1対の面(26、28)を含
み、これに対して各ブラシ・シール要素が係合され、該
各ブラシ・シール要素をラジアル及びシャフト方向両方
向の上記所要位置に維持することを特徴とする前記請求
項1乃至3のいずれかに記載のブラシ式シールアセンブ
リ。 - 【請求項5】上記取付け手段が上記ブラシ・シール要素
を然るべき位置に維持するのに役立つ別々のリングを含
み、該別々のリングが上記ブラシ・シール要素と機械的
にインタロックされる様に形成されていることを特徴と
する前記請求項4に記載のブラシ式シールアセンブリ。 - 【請求項6】突起リブ(第5図D、37)が、前記リング
と組立てられたシール要素との一方に形成され、該リブ
が前記リブと前記の組立てられたシール要素との他方に
係合可能なことを特徴とする前記請求項5に記載のブラ
シ式シールアセンブリ。 - 【請求項7】ガスタービンやジェットエンジン等の固定
ハウジングと該ハウジングに対して回転可能なエンジン
シャフトとの間にシールを行う複合ブラシ式シールアセ
ンブリであって、該複合ブラシ式シールアセンブリの第
1段目は、環状ベース・プレートと、上記ベース・プレ
ートに支持されて上記シャフトに対しシールを行う複数
のシール刺毛と、上記ハウジングに設けられ上記シャフ
トと同心となるよう上記ペース・プレートを保持するよ
うにした取付け手段とを具備してなり、前記1段目シー
ルアセンブリは複数の別々のシール要素(10)から形成
され、上記取付け手段はそれぞれの前記ブラシ・シール
要素の刺毛がほぼ連続したブラシ・シールを形成するよ
う複数個のブラシ・シール要素(10)の端面と端面とを
連接して保持し、上記ブラシ・シール要素の端面同志は
ラジアル方向に対し或る角度をもって相補的に形成さ
れ、1番目のブラシ・シール要素(10)の1方の端面が
2番目の隣接ブラシ・シール要素(10)の他方の端面と
密に相互係合していること、然して、上記構成の連接さ
れた第1段目のブラシ・シール要素と同様に連接された
第2段目のブラシ式シールアセンブリが更にあり、これ
等シールアセンブリ同志が取付け手段(52、53)により
側面対側面の関係で同心に保持されていることとを特徴
とする複合ブラシ式シールアセンブリ。 - 【請求項8】上記第1段目の連接されたブラシ・シール
要素の連接端面が、上記第2段目の連接されたブラシ・
シール要素の連接端面とは円周方向にずれていることを
特徴とする請求項7に記載のブラシ式シールアセンブ
リ。 - 【請求項9】各ブラシ・シール要素(10)の刺毛(12)
の直径が1つ以上であることを特徴とする前記請求項1
乃至8のいずれかに記載のブラシ式シールアセンブリ。 - 【請求項10】各ブラシ・シール要素(10)の刺毛(1
2)が非円形断面形状であることを特徴とする前記請求
項1乃至9のいずれかに記載のブラシ式シールアセンブ
リ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB878712681A GB8712681D0 (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Brush seals |
GB8712681 | 1987-05-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6426068A JPS6426068A (en) | 1989-01-27 |
JP2693178B2 true JP2693178B2 (ja) | 1997-12-24 |
Family
ID=10618132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63132534A Expired - Lifetime JP2693178B2 (ja) | 1987-05-29 | 1988-05-30 | ブラシ式シールアセンブリ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5090710A (ja) |
EP (1) | EP0293140B1 (ja) |
JP (1) | JP2693178B2 (ja) |
DE (1) | DE3878589T2 (ja) |
GB (1) | GB8712681D0 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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