JP4227361B2 - Plate brush seal - Google Patents
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- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、1方の軸と相対変位する他方の相対部品との間をシールする板ブラシシールに関する。
更に詳しくは、例えば、航空機、ガスタービン等の回転軸と相対変位する相対部品との間をシールする板ブラシシールに係わるものである。
【0002】
【従来技術】
本発明に関する関連技術には、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120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。このケーシング110は、蒸気タービンやガスタービン等の固定側の部品となるものである。そして、ブラシシール装置100はケーシング110に取り付けられて回転軸120との間を仕切って被密封流体をシールしている。
【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の取付溝部112に取り付けられる。このブラシシール装置100の必須な構成は、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が円周に沿ってある厚さに集合して壁状に配列されており、一端部が結合されて取付部104に形成されている。又、ブラシシール109の自由端面105は回転軸120に対向して配置される。この剛毛101の線径は、一般に、0.02mmから0.5mmのものが用いられている。そして、その本数は何万、何十万本となる。
【0004】
このブラシシール109の側面には、環状に形成された背板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おり、この背板102は被密封流体の圧力を受けて剛毛101が変形しないように支持している。
又、ブラシシール109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104側を狭持している。この保持板103は、ブラシシール109の自由端側が弾性変形しやすいように径方向の幅が狭くされてブラシシール109を被密封流体側に露出させている。
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9の直線状の剛毛101は、回転軸120の径方向に対して回転軸120の回転する方向へ傾斜している。このブラシシール109の正常状態は、図9の実線で示すように回転軸120が自由端面105に接触又は近接している。
【0006】
又、ブラシシール109は、剛毛101がある厚さの束にされて周方向に沿って配列されている。そして、ブラシシール109の自由端面105は、回転軸に嵌合するようにワイヤ放電加工などにより精密仕上げ加工されている。しかし、剛毛101は変形しやすいので、この精密加工が極めて困難になっている。
【0007】
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が振動や揺動などにより、ブラシシール109に接触すると、ブラシシール109は、回転軸120と圧接された状態になりながら回転方向へ傾斜した傾斜角度も増加する。
この状態で、被密封流体の圧力が高圧P1の場合には、低圧P2との差圧(P1−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、弾性変形して曲がり、各剛毛101間にランダムな間隙が生じることになる。
【0008】
図11は、図10のブラシシール109の内径側自由端面105から見た正面図である。
この図11に於いて、直線状の剛毛101間に被密封流体が侵入すると内周面側から見て束ねられた各剛毛101は、元々束ねられた剛毛101間に被密封流体の圧力が作用すると間隙が生じるように成るから、剛毛101間の間隙が図11に示すように被密封流体により押し分けられて大きな間隙となるので、この分けられた間隙から被密封流体が漏洩することになる。
この作用は、更に、傾斜した状態の剛毛101が圧力により分けられると、分けられた一方側が、設定された傾斜角度よりも小さくするように変位しようとするので、剛毛101の先端部は、回転軸120とますます接触状態を強めるから圧接力を更に増加させて摩耗することになる。
この剛毛101の自由端面105が摩耗すると、この摩耗した自由端面105と回転軸120との間から被密封流体が漏洩することになる。
【0009】
又、この様な状態で、回転軸120が揺動すると、ブラシシール101の回転軸120に圧接した位置に対して軸心を通り径方向反対側は、剛毛101の自由端面105と回転軸120との隙間Cが大きくなるので、この間隙Cから被密封流体の漏れが惹起する。
このように、剛毛101による被密封流体のシール能力及び相手部品との摩擦による摩耗には、解決しなければならない問題が存在する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
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、ブラシシールに可撓性を付与すると共に、シール能力を向上させることにある。
更に、対向する1方の部品からの当接に対するブラシシールの弾性変形能力を向上させると共に、被密封流体に対するシール能力を向上させ、且つブラシシールが対向する1方の部品により摩耗させられるのを低減することにある。
又、ブラシシールの対向する1方の部品との接触力と変動に対応する追随性を良好にし、動力のエネルギーを低減すると共に、1方の部品の変動に対してもシール能力を向上させることにある。
【0011】
【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。
【0012】
請求項1に係わる本発明の板ブラシシールは、間隙を有して相対移動する部品間の一方の部品に取付けられて他方の部品との間をシールする板ブラシシールであって、前記一方の部品に取り付けられる積層基部を有すると共に前記他方の部品側に細梁のブラシ部分とスリットとが交互に配列されたブラシ部を有する板ブラシシールを備え、前記ブラシ部のブラシ部分の自由端部側が互いのスリット側の側面を接面するように曲げられた密接ブラシ部を有するするものである。
【0013】
この請求項1に係わる本発明の板ブラシシールでは、前記ブラシ部の自由端部側に互いのスリット側の側面が接面するように曲げられた密接ブラシ部を有するので、ブラシ部分を形成するためにスリットが設けられていても、スリットによる隙間をなくすことが可能になる。このため密接するブラシ部分により被密封流体をシールする効果が飛躍的に向上する。
更に、ブラシ部の自由端部側に曲げられた密接ブラシ部が設けられているのでこの密接ブラシ部を形成するための曲げ部により径方向への弾性変形力が付与され、他方の部品がブラシ部の自由端部に当接しても弾性変形して摩擦が和らげられ、摩耗するのが効果的に防止される。
【0014】
請求項2に係わる本発明の板ブラシシールは、前記ブラシ部のブラシ部分が断面で方形状を成して前記積層基部から1方向へ傾斜していると共に、前記密接ブラシ部の密接ブラシ部分が湾曲状に曲げられているものである。
【0015】
この請求項2に係わる本発明の板ブラシシールでは、前記ブラシ部のブラシ部分が1方向へ傾斜していると共に、前記密接ブラシ部の密接ブラシ部分が湾曲状に曲げられているものである。このために、密接ブラシ部の密接ブラシ部分がスリット側の側面を全面接合するようにし、被密封流体を板状に仕切るのでシール効果が向上する。
しかも、ブラシ部の自由端部側には湾曲に形成された密接ブラシ部が設けられているので、湾曲により他方の部品との当接に対して弾性的に柔らく接触し、摩擦による摩耗が効果的に防止される。
【0016】
請求項3に係わる本発明の板ブラシシールは、前記ブラシ部のブラシ部分が径方向を成すと共に前記密接ブラシ部の密接ブラシ部分の付け根が1方へ折曲げられて自由端部のスリット側の側面が互いに接面状態に形成されているものである。
【0017】
この請求項3に係わる本発明のブラシシールでは、ブラシ部のブラシ部分が径方向を成すと共に、密接ブラシの密接ブラシ部分が1方へ折曲げられて自由端部側のスリット形成面が互いに接面状態に保持されているので、各ブラシ部分間に隙間が少なくなり、シール効果が発揮される。
更に、密接ブラシ部の密接ブラシ部分が他方の部品と当接しても折曲げによる弾性変形力の付与により弾性変形するので、可撓性を有し、ブラシ部分が摩耗や損傷されるのを効果的に防止する。
そして、ブラシ部分は、径方向へ細梁に形成されているので、加工上、スリットの間隔も微小な間隔に形成することが可能になる。このために、ブラシ部分の細梁の形状も全体が同一幅の断面に形成できるので、被密封流体の圧力に応じて細梁の幅も任意に設計することが可能になり、シール能力を向上させた設計が可能になる。
【0018】
【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板ブラシシールを図面に基づいて詳述する。尚、以下の図面は特許図面としての概念図ではなく、設計図である。
【0019】
図1は、ガスタービンのケーシング50の孔にロータ60が嵌通した両部品間の間隙を高圧P1側と低圧P2側とに仕切るための第1実施の形態の板ブラシシール2装置1の平面図である。
又、図2は、図1に示す薄板から成るブラシシール単板4を連結形成するブラシシール単板分割片7の平面図である。
図3は、本発明に係わる第1実施例を示すブラシシール単板分割片4の斜視図である。更に、図4は、本発明に係わる第2実施例を示すブラシシール単板4の平面図である。図5は、本発明に係わる第3実施例の密接ブラシ部2A1の平面図である。図6は、本発明に係わる第4実施例の密接ブラシ部2A1の平面図である。
図7と図8は、本発明に係わる第1実施の形態のブラシシール単板4の密接ブラシ部を製造する方法の平面図である。
【0020】
図1において、2は板ブラシシールである。この部品の板ブラシシール2を図9に示すように機械装置に組み込んだのが板ブラシシール装置1とする。この板ブラシシール2は、板ブラシシール装置1のシール機能として重要な構成部品となるものである。そして、一方の部品であるケーシング50の内周面に設けられた段部にスナップリングを介して板ブラシシール2は取り付けられる。又、板ブラシシール2の内周側の自由端部5は他方の部品であるロータ(以下、回転軸とも言う)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。この板ブラシシール2により高圧P1側の被密封流体はシールされる。
【0021】
図1に於いては、ブラシシール単板4を積層して両側に背板部6と保持部10とを取り付けた構成から板ブラシシール2が成りたっている。この背板部6及び保持部10は板ブラシシール2の補助部品であり、板ブラシシール2は、背板部6及び保持部10を付けない場合も含む。従って、背板部6及び保持部10を含むと含まないとに関係なく、積層基部2Bの外周部を溶接等で固着して取付部3を構成する。
この板ブラシシール2は、一般に、ブラシシール単板4の複数枚の積層構造であるが、シール構造に応じて被密封流体の圧力が小さいときは、1枚構造でもシール機能を発揮する。
【0022】
この板ブラシシール2は、ブラシシール単板4を積層状態に配置し、設定された厚さの環状体に形成されている。そして、板ブラシシール2の環状を成す内周側がロータ60の回転方向へ傾斜した列状の細梁によりブラシ部2Aを構成している。又、板ブラシシール2の外周の積層基部2Bを積層して溶接やビス等により固着して板ブラシシール2に取付部2Aを設ける。
【0023】
ブラシシール単板4は、ブラシ4Aと基部4Bとから構成されている。ブラシ4Aは、環状の薄板の内周が並列に形成されたスリット4A2によりスリット4A2間が各々細梁状のブラシ部分4A1に形成されたものである。この細梁のブラシ部分4A1は、断面が長方形状又は正方形状に形成されている。
このブラシ部分4A1とスリット4A2との全体形状は、板方向の自由端部5へ1列の凹凸に形成されている。又、外周は板状の基部4Bに形成されている。
【0024】
ブラシシール単板4は、ブラシシール単板4を等配に分割されたブラシシール単板分割片7の係合部12を連結して環状に形成される。
図2は、図1に示すブラシシール単板分割片7の平面図である。
ブラシシール単板分割片7は前述したようにブラシ4Aと基部4Bから構成されており、基部4Bの分割側の両端の1方には凹部12Aが形成されていると共に、他方には凸部12Bが形成されている。この凹部12Aと凸部12Bにより連結した係合部12に構成される。
【0025】
ブラシシール単板分割片7は、基部2Bと反対の内周側がブラシ4に形成されている。ブラシ4は、ブラシ部分4A1とスリット4A2とが交互に配列されている。そして、ブラシ4の自由端部5側の密接ブラシ部分4A3は、ロータ60の回転方向へ湾曲に曲げられてスリット4A2側の側面が対向する側面と接面している。このために密接ブラシ部2A1は板状に形成されて被密封流体をシールする。
【0026】
このブラシシール単板分割片7は、図1に示すように、係合部12を連結してリング板状のブラシシール単板4Aに形成される〔後述する図4のようなリング状のブラシシール単板4に形成される)。
このブラシシール単板4Aを積層して外周部に積層基部2Bを形成する。又、内周部はブラシ部2Aに形成される。このブラシ部2Aの内周には密接ブラシ部2A1が形成されている。この密接ブラシ部2A1は、密接ブラシ部分4A3の集合体である。そして、密接ブラシ部分4A3のスリット4A2側の側面は互いに密接状態に密接している。
【0027】
図1では、ブラシシール単板4を6、8、10、12、14層にした実施例が存在して両側からリング状を成す背板部6と保持板10により挟持し、図1に示す板ブラシシール2を形成する。この背板部6は内径を点線で示すようにブラシシール単板4Aの背面にブラシシール単板4Aの側面に接して配置されている。又、保持板10は、図示では1部を示すように正面側に積層基部2Bを挟持するように配置されている。
そして、背板部6の内周側は密接ブラシ部2A1の密接ブラシ部分4A3が密接して被密封流体を仕切っているから、シール能力が向上する。図1においては、背板部6と保持板10を含めて外周側が溶接により固着されて取付部3を形成している。
【0028】
その結果、密接ブラシ部2Aは、自由端部5側が密接ブラシ部分4A1の接合状態が密になるから被密封流体を仕切るシール能力が向上する。反対に、ブラシ部2Aの積層基部2B側はブラシ部分4A1の接合状態が疎であるから、弾性変形能力が付与される。このために、ブラシ部2Aのシールする密接ブラシ部2A1は、密なる構成によりシール能力が向上すると共に、この自由端部5側のシールする密接ブラシ部2A1を保持する積層基部2B側が疎なる構成により弾性変形能力を付与されて可撓性が発揮される。
【0029】
図3に示すブラシシール単板分割片7は、本発明に係わる第1実施例である。このブラシシール単板分割片7は、内周側がブラシ4Aに形成されていると共に、外周側が基部4Bに形成されている。ブラシ4Aはブラシ部分4A1を形成するためのスリット4A2とブラシ部分4A1とが交互に配列している。
このブラシ4Aの自由端部5側は、ブラシ4Aの全長の2/3位が密接ブラシ部2A1に形成されている。この密接ブラシ部2A1を構成する密接ブラシ部分4A3は、点線で示すように傾斜したブラシ部分4A1の自由端部5側を円弧状に塑性変形して密接ブラシ部分4A3に形成したものである。このブラシ部分4A1は、塑性変形前は直線に傾斜して先端が曲げられる前の自由端部5Aに形成されているが、このブラシ部分4A1の全長の自由端部5側の2/3位を塑性変形した後に熱処理して応力を除去し、密接ブラシ部分4A3に製作する。
【0030】
密接ブラシ部分4A3の根本側はX°に傾斜した後に円弧状に形成されている。そして、この円弧状に曲げられることにより密接ブラシ部分4A3のスリット4A2側の側面が互いに密接する状態に接合している。
このブラシ4Aの自由端部5の内径は、製作の途中の自由端部5Aの内径がRAであるが、ブラシ部分4A1が曲げられて密接ブラシ部2A1に形成されると内径がRに拡大する。この密接ブラシ部2A1の内径は、ロータ60の径と嵌合する関係から、ロータ60の径を考慮して設計する。尚、図2及び図3に示す板ブラシシール単板分割片7は、薄板からエッチング加工、ワイヤー放電加工、レーザ加工、電子ビーム加工等の微細加工により容易に製作される。
【0031】
図4は、本発明に係わる第2実施例のブラシシール単板4の平面図である。
このブラシシール単板4は薄板からエッチング加工、ワイヤー放電加工、レーザ加工、電子ビーム加工等の微細加工によりリング板に製作されたものでる。
このブラシシール単板4は、円環状の薄板の内周側がブラシ部分4A1とスリット4A2とに成るように交互に形成されている。このブラシ部分4A1とスリット4A2とは、ロータ60の回転方向へ傾斜していると共に、ブラシ部分4A1は、断面が方形の細梁に形成されている。そして、ブラシシール単板4の外周側には、基部4Bに形成されていると共に、内周側にブラシ部分4A1とスリット4A2とから成るブラシ4Aに形成されている。
【0032】
更に、このブラシ4Aのブラシ部分4A1の自由端5側は、更にロータ60の回転方向へ折曲げられて密接ブラシ部分4A3に形成されている。この密接ブラシ部分4A3のスリット側の側面は各密接ブラシ部分4A3が互いに密接状態に接合している。そして、密接ブラシ部分4A3の集合体が密接ブラシ部2A1となる。
【0033】
このブラシシール単板4を積層して外周部に積層基部2Bを形成すると共に、内周部にブラシ部2Aを形成する。更に、この板ブラシシール2には、図1に示すように、両側から背板部6と保持板10とを接合して板ブラシシール2に構成する。この背板部6と保持板10とを接合することなく板ブラシシール2を形成することもできる。
【0034】
上述した各実施例のブラシシール単板4の積層厚さは0.5〜5mmの範囲にされているが、この積層厚さは、被密封流体の圧力により決められるものである。
更に、ブラシシール単板4の材質は、鋼、ステンレス、ニッケル基の合金、セラミック材等が用いられる。
【0035】
図5は、本発明の第3実施例を示す密接ブラシ2A1の1部の拡大正面図である。この密接ブラシ部2A1の密接ブラシ部分4A3は、ブラシ部分4A3の自由端部5側が曲がられた1部を示すものである。そして、ブラシ4Aは、ブラシ部分4A1とスリット4A2とが列方向へ交互に配列されている。
この密接ブラシ部2A1を構成する密接ブラシ部分4A3は、1方向へ曲げられることにより、自由端部5側が密接ブラシ部分4A3を互いに接合させてスリット4A2がなくなる状態から積層基部2B側に向かって徐々に隙間が生じるように形成されている。
【0036】
又、ブラシ部分4A1の側面幅は全体が同一幅に形成されている。そして、自由端部5側の密接ブラシ部分4A3の側面がスリット4A2がなくなるように接合してシール効果を向上させている。更に、密接ブラシ部2A1の内周面はロータ60の外周面に接合するように円形面に形成されてロータ60に密接できるように形成されている。このために、自由端部5とロータ60との隙間が小さくすることができ、シール効果を向上させることが可能になる。
【0037】
図6は、本発明の第4実施例を示す密接ブラシ部2A1の1部の拡大正面図である。
図6の密接ブラシ部2A1を設けたブラシシール単板4は、図5に示すブラシシール単板4と略同一に構成されている。しかし、図5のブラシシール単板4と相違する点は、ブラシ4Aのブラシ部分4A1が曲げられる前の自由端部5Aを折曲げて密接ブラシ部分4A3に形成されているものである。又、ブラシ部分4A1の自由端部5は加工上の理由によりロータ60の外周面間に三角状の間隙が形成される。しかし、この図6は、拡大図であるからシール能力的には問題にならない。
【0038】
図7と図8は、ブラシシール単板4に密接ブラシ部分4A3を形成して密接ブラシ部2A1に構成する製造方法を示す正面図である。図7は、ブラシ部分4A1が傾斜した形状の途中製造工程を示す正面図である。又、図8は、ブラシシール単板4に密接ブラシ部2A1を形成した製造方法を示すものである。
【0039】
図7はブラシシール単板4の曲げられる前の自由端部5Aに円筒状の金型を圧接する状態である。ブラシシール単板4の材質は、鋼、ステンレス、ニッケル基の合金、セラミック材等が用いられる。このブラシシール単板4は、この材質の薄板からエッチング加工、ワイヤー放電加工、レーザ加工、電子ビーム加工等の微細加工により設計された形状のリング板に製作されたものでる。その形状は、例えば、図4に示すようなブラシシール単板4である。
そして、円筒状の金型を低速で回転させながら、又は、回転させることなくブラシシール単板4のブラシ4Aに圧接する。そして、図8のようにブラシ4Aの自由端部5A側を図3に示すように湾曲状に変形させる。このとき、ブラシシール単板4は、図示省略した2枚の金型板で両側から挟持されている。このブラシシール単板4を焼鈍熱処理して密接ブラシ部分4A3の応力を除去する。
【0040】
この密接ブラシ部分4A3の加工は密接ブラシ部分4A3のスリット4A2側側面が接合するまで湾曲状に曲げ加工をする。この曲げ変形加工は、湾曲状に曲げ加工する場合と、円形状に曲げる場合と、折曲げる場合と、シール能力を条件に応じて種々の設計が成される。尚、ブラシ4Aは、密接ブラシ部分4A3に加工する工程で密接ブラシ部2A1の内径がRAからRに拡大する。この加工寸法は設計時に計算して設定される。
【0041】
そして、ブラシ4Aを加工するためには、スリット4A2が形成されるが、このスリット4A2を自由端部5側のシールする箇所では消滅させ、間隙をなくす必要である。同時に、基部2B側は、スリット4A2の間隙を生かしてブラシ4Aに弾性変形能力を付与する必要がある。
この板ブラシシール2は、シール能力と、ロータ60との当接に対して摩耗を防止する能力とを本発明の密接ブラシ部2A1により効果的に解決するものである。
【0042】
【発明の効果】
本発明に係わる板ブラシシールによれば、ブラシのブラシ部分の自由端部側に互いのスリット側の側面が接面するように曲げられた密接ブラシ部分が設けられているので、ブラシ部分を形成するときにスリットが設けられていても、密接ブラシ部に形成するときにスリットによる隙間がなくなるので、シール効果が飛躍的に向上させる効果を奏する。
更に、ブラシ部の積層基部側に微小な間隙のスリットが生かされているので、径方向への弾性変形能力を付与し、他方の部品がブラシ部の自由端部に当接しても摩擦が和らげられて摩耗されるのを効果的に防止する。又、密接ブラシ部を形成するためには密接ブラシ部分の根本が曲げられている。この曲がられた部分が弾性力を発揮し、ブラシ部にロータが当接しても摩擦を低減し、更に摩耗が防止される効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる第1実施の形態を示す板ブラシシールの正面図である。
【図2】図1に示すブラシシール単板分割片の平面図である。
【図3】本発明に係わる第1実施例を示すブラシシール単板分割片の正面図である。
【図4】本発明に係わる第2実施例を示すブラシシール単板の正面図である。
【図5】本発明に係わる第3実施例を示す密接ブラシ部の正面図である。
【図6】本発明に係わる第4実施例を示す密接ブラシ部の正面図である。
【図7】ブラシシール単板の製造工程の途中工程を示す1部正面図である。
【図8】図7に状態から密接ブラシ部を製作した1部正面図である。
【図9】従来のブラシシール装置の半断面図である。
【図10】図9のブラシシール装置の内径から剛毛の自由端面を見た斜視図である。
【図11】図9に示すブラシシール装置に被密封流体が作用した状態の内周から剛毛を見た平面図である。
【符号の説明】
1 板ブラシシール装置
2 板ブラシシール
2A ブラシ部
2A1 密接ブラシ部
2B 積層基部
3 取付部
4 ブラシシール単板
4A ブラシ
4A1 ブラシ部分
4A2 スリット
4A3 密接ブラシ部分
4B 基部
5 自由端部
6 背板部
7 ブラシシール単板分割片
8 金型
10 保持部
12 係合部
12A 凹部
12B 凸部
50 一方の部品(ケーシング)
60 他方の部品(ロータ)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plate brush seal that seals between one shaft and the other relative component that is relatively displaced.
More specifically, for example, the present invention relates to a plate brush seal that seals between a rotating shaft and a relative component that is relatively displaced, such as an aircraft or a gas turbine.
[0002]
[Prior art]
The related art relating to the present invention includes a
FIG. 9 is a cross-sectional view of the
[0003]
In FIG. 9, the
[0004]
On the side surface of the
A
The
[0005]
The
[0006]
The
[0007]
In the
In this state, when the pressure of the fluid to be sealed is high pressure P1, the differential pressure (P1-P2) from the low pressure P2 increases, so that the
[0008]
FIG. 11 is a front view of the
In FIG. 11, when the sealed fluid enters between the
Further, when the
When the
[0009]
Further, when the rotating
As described above, there are problems to be solved in the sealing ability of the fluid to be sealed by the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and its technical problem is to provide flexibility to the brush seal and to improve the sealing ability.
Furthermore, the elastic deformation capability of the brush seal against abutment from one opposing component is improved, the sealing capability against the sealed fluid is improved, and the brush seal is worn by the opposing one component. It is to reduce.
In addition, the contact force with the one part facing the brush seal and the followability corresponding to the fluctuation are improved, the power energy is reduced, and the sealing ability is improved against the fluctuation of one part. It is in.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and technical means for solving the problems are configured as follows.
[0012]
A plate brush seal of the present invention according to claim 1 is a plate brush seal that is attached to one part between parts that move relative to each other with a gap, and seals between the other part. A plate base seal having a laminated base attached to a component and having a brush portion in which brush portions and slits of thin beams are alternately arranged on the other component side; and a free end portion side of the brush portion of the brush portion is It has the close brush part bent so that the side surface of the mutual slit side might contact.
[0013]
In the plate brush seal according to the first aspect of the present invention, the brush portion is formed on the free end portion side of the brush portion so that the side surfaces on the slit side are in contact with each other, so that the brush portion is formed. Therefore, even if a slit is provided, it is possible to eliminate a gap due to the slit. For this reason, the effect of sealing the fluid to be sealed by the intimate brush portion is greatly improved.
Further, since the close contact brush portion bent at the free end portion side of the brush portion is provided, the elastic deformation force in the radial direction is given by the bent portion for forming the close contact brush portion, and the other part is the brush. Even if it comes into contact with the free end of the part, it is elastically deformed to reduce friction and to effectively prevent wear.
[0014]
In the plate brush seal of the present invention according to claim 2, the brush portion of the brush portion has a square shape in cross section and is inclined in one direction from the laminated base portion, and the close brush portion of the close brush portion is It is bent in a curved shape.
[0015]
In the plate brush seal according to the second aspect of the present invention, the brush portion of the brush portion is inclined in one direction, and the close brush portion of the close brush portion is bent in a curved shape. For this reason, the intimate brush portion of the intimate brush portion joins the entire side surface on the slit side to partition the fluid to be sealed into a plate shape, thereby improving the sealing effect.
In addition, since the close contact brush portion formed in a curved shape is provided on the free end portion side of the brush portion, the curved portion is elastically softly contacted with the contact with the other component, and wear due to friction is caused. Effectively prevented.
[0016]
In the plate brush seal of the present invention according to
[0017]
In the brush seal according to the third aspect of the present invention, the brush portion of the brush portion forms a radial direction, and the close-contact brush portion of the close-contact brush is bent in one direction so that the slit forming surfaces on the free end side are in contact with each other. Since the surface state is maintained, the gap between the brush portions is reduced, and the sealing effect is exhibited.
Furthermore, even if the close brush part of the close brush part comes into contact with the other part, it is elastically deformed by the application of elastic deformation force by bending, so it has flexibility and is effective in that the brush part is worn or damaged. Prevent it.
Since the brush portion is formed as a thin beam in the radial direction, it is possible to form the gap between the slits at a minute interval in processing. For this reason, the shape of the narrow beam of the brush part can be formed in the same cross section as a whole, so the width of the narrow beam can be arbitrarily designed according to the pressure of the sealed fluid, and the sealing performance is improved. Can be designed.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the board brush seal about an embodiment concerning the present invention is explained in full detail based on a drawing. The following drawings are not conceptual diagrams as patent drawings, but are design drawings.
[0019]
FIG. 1 is a plan view of a plate brush seal 2 device 1 according to a first embodiment for partitioning a gap between both parts in which a
FIG. 2 is a plan view of the brush seal single plate divided
FIG. 3 is a perspective view of the brush seal veneer split
7 and 8 are plan views of a method for manufacturing the close contact brush portion of the brush seal
[0020]
In FIG. 1, 2 is a plate brush seal. The plate brush seal device 1 is constructed by incorporating the plate brush seal 2 of this part into a mechanical device as shown in FIG. The plate brush seal 2 is an important component as a sealing function of the plate brush seal device 1. And the plate brush seal 2 is attached to the step part provided in the internal peripheral surface of the
[0021]
In FIG. 1, the plate brush seal 2 is constituted by a configuration in which the brush seal
The plate brush seal 2 generally has a laminated structure of a plurality of brush seal
[0022]
The plate brush seal 2 is formed in an annular body having a set thickness by arranging the brush seal
[0023]
The brush seal
The overall shape of the brush portion 4A1 and the slit 4A2 is formed in one row of irregularities on the
[0024]
The brush seal
FIG. 2 is a plan view of the brush seal single
As described above, the brush seal single plate divided
[0025]
The brush seal single plate divided
[0026]
As shown in FIG. 1, the brush seal single plate split
The brush seal
[0027]
In FIG. 1, there is an embodiment in which the brush seal
And since the close brush part 4A3 of close brush part 2A1 closely_contact | connects the to-be-sealed fluid on the inner peripheral side of the
[0028]
As a result, in the close contact brush portion 2A, since the joined state of the close contact brush portion 4A1 becomes dense on the
[0029]
The brush seal single plate split
On the
[0030]
The root side of the close contact brush portion 4A3 is formed in an arc shape after being inclined at X °. Then, the side surfaces of the brush portion 4A3 on the slit 4A2 side are joined to each other by being bent into this arc shape.
The inner diameter of the
[0031]
FIG. 4 is a plan view of the
The brush seal
The brush seal
[0032]
Furthermore, the
[0033]
The brush seal
[0034]
The laminated thickness of the brush seal
Furthermore, the material of the brush seal
[0035]
FIG. 5 is an enlarged front view of a part of the intimate brush 2A1 according to the third embodiment of the present invention. The intimate brush portion 4A3 of the intimate brush portion 2A1 indicates one portion where the
The intimate brush portion 4A3 constituting the intimate brush portion 2A1 is bent in one direction so that the
[0036]
Further, the entire width of the side surface of the brush portion 4A1 is the same. And the side surface of the close contact brush part 4A3 on the
[0037]
FIG. 6 is an enlarged front view of a part of the intimate brush portion 2A1 showing the fourth embodiment of the present invention.
The brush seal
[0038]
7 and 8 are front views showing a manufacturing method in which a close brush portion 4A3 is formed on the brush seal
[0039]
FIG. 7 shows a state where a cylindrical mold is pressed against the
Then, the cylindrical mold is pressed against the
[0040]
The close brush portion 4A3 is bent into a curved shape until the side surface of the close brush portion 4A3 on the slit 4A2 side is joined. In this bending deformation process, various designs are made according to the conditions of the bending process, the bending process, the bending process, and the sealing ability. In the
[0041]
In order to process the
The plate brush seal 2 effectively solves the sealing ability and the ability to prevent wear against contact with the
[0042]
【The invention's effect】
According to the plate brush seal of the present invention, the brush portion is formed on the free end portion side of the brush portion so that the close brush portion bent so that the side surfaces on the slit side are in contact with each other is formed. Even when the slit is provided, the gap due to the slit is eliminated when the brush portion is closely formed, so that the sealing effect is greatly improved.
In addition, since a slit with a small gap is utilized on the laminated base side of the brush part, it provides elastic deformation capability in the radial direction, and friction is reduced even if the other part contacts the free end of the brush part. Effectively prevent being worn. Further, in order to form the close brush portion, the root of the close brush portion is bent. This bent portion exhibits an elastic force, and even if the rotor comes into contact with the brush portion, friction is reduced, and further, wear is prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a plate brush seal showing a first embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the brush seal single plate split piece shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a front view of a brush seal single plate divided piece according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a front view of a brush seal single plate according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a front view of a close brush portion showing a third embodiment according to the present invention.
FIG. 6 is a front view of a close contact brush portion according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a front view of part 1 showing an intermediate step of a manufacturing process of the brush seal single plate.
FIG. 8 is a front view of a part in which a close brush part is manufactured from the state shown in FIG. 7;
FIG. 9 is a half sectional view of a conventional brush seal device.
10 is a perspective view of the bristles free end face as seen from the inner diameter of the brush seal device of FIG. 9;
11 is a plan view of bristles viewed from the inner circumference in a state where a sealed fluid is applied to the brush seal device shown in FIG. 9;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plate brush seal apparatus 2 Plate brush seal 2A Brush part 2A1 Close brush part 2B Stacking
60 The other part (rotor)
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