JP6037152B2 - ブラシシールアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、ブラシシールアセンブリに関するもので、より詳細には、タービンの固定体と回転体との間の間隙をシーリングするために用いられるブラシシールアセンブリに関するものである。

一般に、タービン（ｔｕｒｂｉｎｅ）は、ガスやスチーム（ｓｔｅａｍ）などの流体の熱エネルギーを機械エネルギーの回転力に変換する動力発生装置で、流体によって軸回転するように複数の回転翼（ｂｕｃｋｅｔ）を含むロータ（ｒｏｔｏｒ）と、ロータの周りを取り囲むように設けられ、複数の固定翼（ｄｉａｐｈｒａｍ）が備えられたケーシング（ｃａｓｉｎｇ）とを含む。

ここで、ガスタービンは、圧縮機と燃焼器およびタービンを含めて構成され、前記圧縮機の回転によって外部空気が吸入、圧縮された後、燃焼器に送られ、燃焼器で圧縮空気と燃料の混合によって燃焼が行われ、前記燃焼器で発生した高温・高圧のガスは、タービンを通過しながらタービンのロータを回転させて発電機を駆動させる。

ガスタービンとスチームタービンは、固定体（例えば、固定翼）に対して回転体（例えば、ロータ）が相対的に回転する構造であるので、固定体と回転体との間の間隙で高温・高圧の流体漏れが発生し、このような流体漏れは、動力の損失によるエネルギー効率低下の一因となっており、前記回転体と固定体との間の間隙で発生する流体漏れを低減させるための努力が持続的に行われている。

流体漏れを最小化するためには、優先的に固定体と回転体との間の間隙を最小化しなければならないが、間隙を狭めるのにも種々の制約による限界がある。

例えば、間隙が狭すぎる場合には、回転体の軸回転時、回転体と固定体とが互いに干渉を起こしてラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）による振動が発生し、これはタービンに重大な損傷をもたらす。

一方、スチームタービンは、ボイラから流入する高温のスチームが回転体と固定体とに熱を加えるため、運転および起動停止時、位置によって数ｍｍ〜数十ｍｍまで膨張または収縮する。この時、回転体と固定体は、素材の特性が異なって差等膨張するだけでなく、タービンの構造によって膨張する方向も異なるため、回転体と固定体とが運転中に干渉を起こしてラビングが発生したりする。

従来は、通常、ラビリンスシール（ｌａｂｙｒｉｎｔｈ ｓｅａｌ）を適用してシーリング（ｓｅａｌｉｎｇ）していたが、最近は、ラビリンスシールにブラシ（ｂｒｕｓｈ）を結合したブラシシール（ｂｒｕｓｈ ｓｅａｌ）を適用して固定体と回転体との間の間隙を無くし、柔軟に互いに接触する形態でシーリングする技術が開発されている。

ＵＳ６，７９０，００１Ｂ２（２００４年９月１４日登録）

本発明の各実施例は、ブラシシールアセンブリを互いに異なる位置と方向から安定的に固定させて前記ブラシシールアセンブリが設けられたタービンの効率を向上し、常に一定量の流体をブラシシールを通して移動させようとする。

本発明の各実施例は、ブラシシールに加えられる圧力変動にかかわらず流体の移動量を一定に維持させようとする。

本発明の第１実施例に係るブラシシールアセンブリは、回転体と固定体との間に位置し円周方向内側に形成された挿入溝と、前記挿入溝に向かって互いに異なる位置及び方向で開口された挿入ホールを含むパッキングボディー；前記挿入溝に挿入された状態で回転体に向かって延在するブラシと、前記ブラシを支持する支持部材を含むブラシシール部；前記支持部材の側面に密着しパッキングボディーの円周方向に熱膨張（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）する熱膨張部材；及び前記パッキングボディーの外側から前記挿入ホールに夫々挿入されて、パッキングボディーの半径方向と円周方向でブラシシール部の固定状態を維持するための固定部材を含む。

前記挿入ホールは、前記パッキングボディーの半径方向に前記挿入溝に向かって開口された第１挿入ホール；前記パッキングボディーの外側面で前記挿入溝に向かって開口された第２挿入ホールと、を含む。

前記第２挿入ホールは、一定間隔で離れた第１挿入ホールの間に位置する。

前記固定部材は、前記第１挿入ホールに挿入される第１固定部材；前記第２挿入ホールに挿入される第２固定部材と、を含む。

前記第１固定部材は、前記ブラシシール部の上面と面接触するボディー；前記ボディーの上面に形成されたヘッドとを含み、前記ヘッドは第１挿入ホールの内側に完全に挿入された形態で結合する。

前記ボディーは、下端の一部区間にネジ山が形成されず、熱膨張する材質からなり、パッキングボディーの半径方向に熱膨張する。

前記支持部材は、前記ブラシを基準に一側に密着してブラシと向き合う内側で流体の流れをブラシの下側にガイドするように案内溝が形成された第１支持プレート；前記第１支持プレートと向き合う状態でブラシと密着して熱膨張部材と向き合う位置に形成された第２支持プレートを含む。

前記熱膨張部材は、前記挿入ホールを基準に独立的に向き合って配置される。

本発明の第２実施例に係るブラシシールアセンブリは、回転体と固定体との間に位置し円周方向内側に形成された挿入溝と、外周面に、半径方向に挿入溝に向かって開口された第１挿入ホールと、前記第１挿入ホールと互いに異なる位置に位置して挿入溝に向かって開口された第２挿入ホールを含むパッキングボディー；前記挿入溝に挿入された状態で回転体に向かって延在するブラシと、前記ブラシを支持する支持部材を含むブラシシール部；前記支持部材の側面に密着しパッキングボディーの円周方向に熱膨張（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）する熱膨張部材；及び前記パッキングボディーの外側から第１、２挿入ホールに夫々挿入され、パッキングボディーの半径方向と円周方向でブラシシール部の固定状態を維持するための固定部材を含む。

前記第２挿入ホールは、前記熱膨張部材に向かって開口されて一定間隔で離れた第１挿入ホールの間に位置する。

前記固定部材は、前記第１挿入ホールに挿入される第１固定部材；前記第２挿入ホールに挿入される第２固定部材を含み、前記第１固定部材は下端がブラシシール部の上面と密着した状態でパッキングボディーの半径方向を基準に、内部（ｉｎｗａｒｄ）に向かって加圧され、前記第２固定部材は熱膨張部材の中央に位置してパッキングボディーの円周方向の移動を防止する。

前記第１固定部材は、前記ブラシシール部の上面と面接触するボディー；

前記ボディーの上面に形成されたヘッドとを含み、前記ヘッドは第１挿入ホールの内側に完全挿入された形態で結合し、前記ボディーは下端の一部区間にネジ山が形成されずに熱膨張する材質からなり、パッキングボディーの半径方向に熱膨張する。

本発明の第３実施例に係るブラシシールアセンブリは、回転体と固定体との間に位置し円周方向内側に形成された挿入溝と、外周面に、半径方向に挿入溝に向かって開口された挿入ホールを含むパッキングボディー；前記回転体に向かって延在するブラシが装着されて挿入溝に挿入されたブラシシールボディーと、前記挿入ホールを望んで長さ方向に沿って傾斜した傾斜面を含むブラシシール部；及び前記挿入ホールに夫々挿入されて前記傾斜面と密着した状態で前記パッキングボディーの半径方向と円周方向でブラシシール部の固定状態を維持するための固定部材を含む。

前記固定部材は、前記ブラシシール部と面接触して傾斜面と同一傾斜角で傾斜したヘッド；前記ヘッドの上部に延長されたボディーを含む。

前記ヘッドは、ボディーとは異種の材質からなり、回転体から伝えられた高温により傾斜面に向かって長さ方向で熱膨張する。

本発明の第４実施例に係るブラシシールアセンブリは、回転体と固定体との間に位置し円周方向内側に形成された挿入溝と、外周面に、半径方向に挿入溝に向かって開口された挿入ホールを含むパッキングボディー；前記挿入溝に一端が挿入された状態で回転体に向かって延在するブラシと、前記ブラシを支持する支持部材を含むブラシシール部；前記支持部材の側面に密着しパッキングボディーの円周方向に熱膨張（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）する熱膨張部材；及び前記挿入ホールに挿入されてブラシシール部の側面と円周方向で固定するために、一方向に突出した突出部が形成された固定部材を含む。

前記突出部は、前記パッキングボディーに互いに向き合って配置される。

前記固定部材は、熱膨張部材と面接触した状態が維持されるヘッド；前記ヘッドの外側に延長されたボディーを含み、前記ヘッドは高温の熱の伝導により熱膨張部材に向かって熱膨張する。

前記熱膨張部材は、前記固定部材に向かって長さ方向の両端部が傾斜した傾斜面を含み、前記ヘッドは傾斜面と密着した状態で面接触するヘッド傾斜面を含むものの、高温の熱が熱膨張部材とヘッドとに伝導される場合、互いに密着した状態で熱膨張によって互いに加圧が行われる。

前記熱膨張部材は、長さ方向の両端部に、一定区間にだけ熱膨張する材質で形成されて熱膨張する。

本発明の各実施例は、ブラシシールアセンブリを互いに異なる位置と方向で固定させることによって、ブラシシール部に対する固定性能が向上し、回転体と間隙が常に維持されることによってブラシでの熱と摩耗の発生が最小化し、静粛な作動が維持される。

本発明の各実施例は、回転体とブラシシールとの間の間隙を通して一定量の流体が通過されるのでタービンの効率が向上し、発電量が増加され得、ブラシシールアセンブリに対する耐久性が向上して故障によるタービンの作動中止が予防され、取替え及び修理によるコストが低減できる。

本発明の各実施例は、ブラシシールアセンブリに対する半径方向と円周方向に対する両方向固定が固定部材を通して同時に行われるので、高圧の流体及び回転体を通して加えられる圧力変動によるブラシシール部の移動が防止され、これによって一定量の流体が常にブラシシールを通過して移動するのでシーリング状態を一定に維持できる。

本発明の各実施例は、ブラシシール部がパッキングボディーに固定された状態が一定に維持されるので、長期間の使用時にも摩耗及び変形発生が抑制されて耐久性向上と修理及び取替えにともなう費用が低減される。

本発明の第１実施例に係るブラシシールアセンブリが回転体と固定体との間に位置した状態を示した断面図。 本発明の第１実施例に係るブラシシールアセンブリの分解斜視図。 本発明の第１実施例に係るブラシシールアセンブリの結合断面図。 本発明の第１実施例に係るブラシシールアセンブリの結合断面図。 本発明の第１実施例に係るブラシシール部に固定部材が結合する状態を示した斜視図。 本発明の第１実施例に係るブラシシール部に固定部材が固定された状態の平面図。 本発明の第１実施例に係るブラシシールアセンブリの縦断面図。 本発明の第２実施例に係るブラシシールアセンブリの縦断面図。 本発明の第２実施例に係るブラシシールアセンブリの分解斜視図。 本発明の第２実施例に係るブラシシールアセンブリに固定部材が位置した状態を示した斜視図。 本発明の第２実施例に係るブラシシール部に固定部材が固定された状態の平面図。 本発明の第２実施例に係るブラシシールアセンブリの縦断面図。 本発明の第２実施例に係る固定部材がブラシシール部に設けられた縦断面図。 本発明の他の実施例に係るブラシシールアセンブリの縦断面図。 本発明の第３実施例に係るブラシシールアセンブリの分解斜視図。 本発明の第３実施例に係るパッキングボディーに固定部材が挿入される状態を示した断面図。 本発明の第３実施例に係るブラシシールアセンブリの結合斜視図。 本発明の第３実施例に係るブラシシールアセンブリの固定部材により、ブラシシール部が半径方向と円周方向に加圧固定される状態を示した斜視図。 本発明の第４実施例に係るブラシシールアセンブリの分解斜視図。 本発明の第４実施例に係るブラシシールアセンブリに固定部材が結合した状態を示した斜視図。 本発明の第４実施例に係るブラシシールアセンブリで熱膨張部材と固定部材の配置状態を略して示した図面。 本発明の他の実施例に係るブラシシールアセンブリの正面図。 本発明の第１〜第２実施例に係るブラシシールアセンブリの作動状態図。 本発明の第１〜第２実施例に係るブラシシールアセンブリの作動状態図。 本発明の第３実施例に係るブラシシールアセンブリの作動状態図。 本発明の第４実施例に係るブラシシールアセンブリの作動状態図。

本発明の第１実施例に係るブラシシールアセンブリの構成に対して図面を参照して説明する。図１は、スチームタービンの固定体と回転体との間の間隙にブラシシールアセンブリ（１）とラビリンスシール（１０）が適用された一例を示したものである。

添付された図１〜図３を参照すれば、固定体はケーシング（３）と固定翼（４）とを含み、回転体はローター（５）と回転翼（６）を含む。固定翼（４）はケーシング（３）に結合して回転翼（６）に隣接した位置に配置され、回転翼（６）は固定翼（４）に隣接した状態でローター（５）と一体に軸回転する。なお、以下の説明において、固定翼（４）の側を上側、ローター（５）の側を下側として説明する。

固定翼（４）と回転翼（６）との間の間隙及び固定翼（４）とローター（５）との間の間隙には、気密のためのシーリングが必要となり、このためにブラシシールアセンブリ（１）が用いられる。

ブラシシールアセンブリ（１）は、パッキングボディー（１００）と、ブラシシール部（２００）と、熱膨張部材（３００）及び固定部材（４００）を含めて構成され、所定の速度で回転する回転体と固定体との間でブラシシール部（２００）を通じた安定した気密が維持される。

この時、ローター（５）を通してブラシシール部（２００）へ伝達される熱伝導（ｈｅａｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）によってブラシシール部（２００）の全体がパッキングボディー（１００）の半径方向と円周方向で固定された状態が維持され、半径方向に内部または外部に向かって固定部材（４００）により固定されることによって気密が安定的に維持される。

このために本発明は、ローター（５）と固定体との間に位置し挿入溝（１１０）が形成されたパッキングボディー（１００）がローター（５）と向き合って位置するが、パッキングボディー（１００）は、複数の個別の単位体からなり、ローター（５）の外側円周方向にリング状にアセンブリーされる。すなわち、図２ではパッキングボディー（１００）だけを図示したが、アセンブリーされる場合、全体の形状がリング状に構成され、このために前記パッキングボディー（１００）は、一方向にラウンド状に形成されて複数のパッキングボディー（１００）が互いに密着した状態で、前記ローター（５）の外側に設けられる。

パッキングボディー（１００）は、外周面に、半径方向に挿入溝（１１０）に向かって異なる位置及び方向で開口された挿入ホール（１２０）を含む。挿入ホール（１２０）はパッキングボディー（１００）の半径方向に開口された第１挿入ホール（１２２）と、外周面議側面で挿入溝（１１０）に向かって開口された第２挿入ホール（１２４）を含む。

第１挿入ホール（１２２）と第２挿入ホール（１２４）は、夫々位置と方向が異なる状態で開口されるが、第１挿入ホール（１２２）はブラシシール部（２００）を基準に上面に一定間隔で開口されて位置し、方向はパッキングボディー（１００）の半径方向に向かって開口される。第２挿入ホール（１２４）は、ブラシシール部（２００）を基準に側面に開口されて位置し、方向は第１挿入ホール（１２２）と直交した状態で形成されてブラシシール部（２００）の円周方向に向かって開口される。

挿入溝（１１０）は、後述するブラシシール部（２００）が挿入され、第１、２挿入ホール（１２２、１２４）には固定部材（４００）が挿入されてブラシシール部（２００）を固定させる。

またブラシシール部（２００）は、熱膨張部材（３００）によりパッキングボディー（１００）の半径方向と円周方向で固定部材（４００）により加圧された状態が維持されるので、ブラシ（２１０）を通して移動する高圧の流体を常に一定量だけ通過させて不要な漏れを防止し、ブラシシールアセンブリ（１）が設置された対象物の効率を安定化させる。

このため、長期に亘るブラシシール部（２００）とローター（５）との直間接的な摩擦が発生する場合にも、摩耗及び変形によるシーリング損失が最小化し、ブラシ（２１０）とローター（５）との間の一定の間隙が維持される。

特にローター（５）とブラシ（２１０）との間の離れた間隙が過度に離れる場合、高圧の流体漏れが発生し得るのでローター（５）の全体的な動力損失が発生され得る。

さらに、ローター（５）とブラシ（２１０）との間が過度に密着した場合、ローター（５）と固定体と間に干渉が発生するので、ローター（５）とブラシ（２１０）との間の間隙が一定に維持されることは重要と言える。

ブラシシール部（２００）は、挿入溝（１１０）に挿入された状態でローター（５）に向かって延長されたブラシ（２１０）と、前記ブラシ（２１０）を支持する支持部材（２２０）を含み、前記支持部材（２２０）の側面に密着しパッキングボディーの円周方向に熱膨張（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）する熱膨張部材（３００）がブラシシール部（２００）の側面に位置する。

また固定部材（４００）は、パッキングボディー（１００）の外側で第１、２挿入ホール（１２２、１２４）に夫々挿入され、パッキングボディー（１００）の半径方向と円周方向でブラシシール部（２００）の固定状態を維持させる。

第１挿入ホール（１２２）は、ブラシシール部（２００）の上面の中央に開口され、一定間隔で離隔するが、パッキングボディー（１００）と直交した状態で開口されているので固定部材（４００）が挿入される場合、パッキングボディー（１００）の外周面に密着した状態が維持されて、位置にかかわらず固定部材（４００）により加えられる固定力が安定的に維持される。

第１挿入ホール（１２２）は、内周面にネジ山が形成され、後述する固定部材（４００）が螺合してパッキングボディー（１００）を経由してブラシシール部（２００）に対する固定を安定的に維持させる。

第２挿入ホール（１２４）は、パッキングボディー（１００）の外周面を基準に、上部ではない側面の位置でパッキングボディー（１００）の内側に向かって開口され、例えば、一定間隔で離れた第１挿入ホール（１２２）の間に位置するか、離れた第１挿入ホール（１２２）の間の中間位置に形成される。

添付された図４を参照すれば、ブラシシールアセンブリ（１）は、第１固定部材（４１０）の下端が部分挿入されるように、ブラシシール部（２００）の上面に形成された第３挿入ホール（２０２）を含む。このように第１固定部材（４１０）が第３挿入ホール（２０２）に螺合される場合、ブラシシール部（２００）は第１固定部材（４１０）により固定された状態が安定的に維持され、ローター（５）とブラシ（２１０）との間の間隙が常に一定に維持され、挿入溝（１１０）に密着した状態が一定に維持されて流体漏れが防止される。また第１固定部材（４１０）によりブラシシール部（２００）の上側が固定されるので、ブラシシール部（２００）の下側から上側へ加圧力が加えられる場合にも固定された状態が安定的に維持される。

支持部材（２２０）はブラシ（２１０）を基準に、一側に密着した第１支持プレート（２２２）と、他側に密着した第２支持プレート（２２４）とを含む。第１支持プレート（２２２）は、ブラシ（２１０）と向き合う内側で流体の流れをブラシ（２１０）の下側にガイドするように案内溝（２２２ａ）が形成され、高圧の流体の流れをローター（５）とブラシ（２１０）の下端との間の間隙へ誘導することによって安定した移送を可能にする。これによって高圧の流体が第１支持プレート（２２２）を経由してブラシ（２１０）へ移動する場合、不要な渦流現象が最小化しブラシ（２１０）の下端に流体の流れを誘導できる。

因みに、ブラシ（２１０）を基準に右側の圧力が左側より相対的に高圧（ＰＨ）で、左側は低圧（ＰＬ）に該当し、流体の流れは点線の矢印で示した通り、右側から左側へ移動し、高圧領域の流体が低圧領域に漏れることをブラシ（２１０）が防止する。

第２支持プレート（２２４）は、第１支持プレート（２２２）と対応する厚さとなるが、これに限定されるものではなく変動できることを明らかにしておく。第２支持プレート（２２４）は、ブラシ（２１０）の一面と密着した状態で位置し、ブラシ（２１０）に加えられる高圧の流体による圧力を安定的に支持する。また熱膨張部材（３００）と向き合う位置にスロット溝（図示せず）が形成されて熱膨張部材（３００）の安定した設置と膨脹を可能にする。

ブラシ（２１０）は複数の剛毛（Ｂｒｉｓｔｌｅ）からなり、ブラシ（２１０）を基準に第１支持プレート（２２２）と第２支持プレート（２２４）が密着した状態で構成され、前面視において、上部に向かって上向き傾斜した形態で構成される。

このように構成される理由は、ブラシ（２１０）の場合、ローター（５）と直間接的な摩擦が発生し、これによって、ブラシ（２１０）に応力が持続的に加えられるので、ブラシ（２１０）の下端をローター（５）と垂直状態でパッキングボディー（１００）に位置させずに４５度傾斜した状態で挿入溝（１１０）に位置させてローター（５）に加えられる応力を最小化しようとする。

添付された図５を参照すれば、第２挿入ホール（１２４）は第１挿入ホール（１２２）の間の距離をＬとした場合、１／２＊Ｌ位置に開口されてブラシシール部（２００）に対する固定を可能にする。

第２挿入ホール（１２４）は、パッキングボディー（１００）の前面を基準に左側または右側の中のいずれか一方または両方に開口でき、本実施例では、パッキングボディー（１００）の左側に開口されたものに限定して説明するが位置は変動可能であることを明らかにしておく。

第１、２挿入ホール（１２２、１２４）は内側の円周方向にネジ山が形成されるか、第１挿入ホール（１２２）にだけネジ山が形成され、第２挿入ホール（１２４）はネジ山が形成されない形態で構成され得る。

熱膨張部材（３００）は、第２支持プレート（２２４）の長さ方向に沿って密着した状態で延長されが、高温の流体からの熱の伝導によりパッキングボディー（１００）の円周方向に熱膨張する。

添付された図５〜図７を参照すれば、固定部材（４００）は、ブラシシール部（２００）に対する固定と共にローター（５）を通して伝達される高温の熱（ｈｅａｔ）と振動及びブラシシール部（２００）へ供給される高圧の流体によるブラシシール部（２００）の安定した位置固定のために、第１挿入ホール（１２２）に挿入される第１固定部材（４１０）と、第２挿入ホール（１２４）に挿入される第２固定部材（４２０）を含む。

特に本実施例では、第１固定部材（４１０）が挿入される第１挿入ホール（１２２）と第２固定部材（４２０）が挿入される第２挿入ホール（１２４）の位置と方向が互いに異なって開口されているので、ブラシシール部（２００）に対する固定が互いに異なる位置と方向で夫々固定され、高圧の流体を通してブラシシール部（２００）へ加えられる圧力変動による移動を最小化し、ブラシシール部（２００）を通して移動する流体量を一定に維持させることができる。

さらに、ブラシシール部（２００）が高圧の流体により、半径方向または円周方向を含む両方向から固定された状態が安定的に維持される。

固定部材（４００）はボルトまたはピンのなかのいずれか一つを選択的に使用できるが、ボルトまたはピンはともにパッキングボディー（１００）に結合した後にパッキングボディー（１００）の外側で溶接を通して安定的に固定される。

例えば、第１固定部材（４１０）はボルトが使用され、第２固定部材（４２０）はフィンが使用されるか、第１、２固定部材（４１０、４２０）の両方にボルトが使用され得、特に特定形態に限定せず多様に変更でき、選択的に使用でき得る。

第１固定部材（４１０）と第２固定部材（４２０）は、熱膨張しないスチール材質を使用でき、この場合、第１、２固定部材（４１０、４２０）はブラシシール部（２００）に対する固定だけを実施する。

一例として、第１固定部材（４１０）はブラシシール部（２００）の上面と面接触するボディー（４１２）と、前記ボディー（４１２）の上面に形成されたヘッド（４１４）を含み、前記ヘッド（４１４）は第１挿入ホール（１２２）の内側に完全挿入された形態で結合され得る。

ボディー（４１２）は、下端の一部区間にネジ山が形成されずに熱膨張する材質からなり、パッキングボディー（１００）の半径方向に熱膨張するように構成することができ、この場合、ボディー（４１２）の一部は第１挿入ホール（１２２）に螺合した状態で組立てられて、下端の一部区間でだけパッキングボディー（１００）の半径方向に向かって熱膨張しながらブラシシール部（２００）の全体を加圧させることができる。これによって、ブラシシール部（２００）に高圧の流体による圧力が加えられる場合にも、ローター（５）とブラシ（２１０）との間の間隙が離れることなく一定の間隙が安定的に維持される。

ボディー（４１２）に対する材質は安定した熱膨張を考慮して実験を通して特定材質が選択的に使われる。

第２固定部材（４２０）は、パッキングボディー（１００）の側面で第２挿入ホール（１２４）に挿入され、ブラシシール部（２００）の全体をパッキングボディー（１００）の円周方向で固定する機能と、ブラシシール部（２００）が挿入溝（１１０）に沿って円周方向で移動することを防止して、ローター（５）の外周面とブラシ（２１０）との間の間隙を常に一定に維持させてブラシシール部（２００）を通した流体の移動を均一に維持させる。

第２固定部材（４２０）は、離れた第１挿入ホール（１２２）の間を基準に中央位置に挿入されるので、いずれか一つのブラシシール部（２００）の中央に固定力が加えられる。ブラシシール部（２００）は第１固定部材（４１０）の加圧力と第２固定部材（４２０）により加えられる加圧力とが互いに平衡状態で維持されてブラシシール部（２００）が安定的に固定された状態が維持される。

これに対して、より詳細に説明すると、第１固定部材（４１０）によりブラシシール部（２００）に加えられる加圧力はブラシシール部（２００）の半径方向に加えられ、第２固定部材（４２０）に加えられる加圧力はブラシシール部（２００）の円周方向で加えられる。

この時、第２固定部材（４２０）は、離れた第１固定部材（４１０）間の距離をＬとした時、１／２＊Ｌ位置でブラシシール部（２００）に対する固定がなされるので、ブラシシール部（２００）の先端部または後端部で第１固定部材（４１０）により加えられる加圧力が一定に維持された状態で挿入溝（１１０）に固定される。

したがって、ブラシシール部（２００）に対する固定力が相対的に向上して高圧の流体による振動の発生を最小化できる。

第２固定部材（４２０）は、ブラシシール部（２００）の側面の長さ方向に沿って配置された熱膨張部材（３００）の中央に位置するが、この場合、熱膨張部材（３００）が長さ方向に熱膨張する場合に、ブラシシール部（２００）の全体が左側または右側方向の中の特定方向へ移動することを防止して正位置に位置した状態を安定的に維持させることができる。

固定部材（４００）は、上面に工具が挿入されるために形成された工具挿入溝（４０２）を含み、工具挿入溝（４０２）の形状と対応する工具を挿入して固定部材（４００）に対する設置及び解除を簡便に実施できる。これによって作業者の作業性が向上して設置及び分解にともなう時間が短縮され、複数の固定部材（４００）の組立または解体に要される時間が短縮される。

添付された図７〜図８を参照すれば、熱膨張部材（３００）は第２支持プレート（２２４）の上面の長さ方向に沿って密着した状態で延長するが、高温の流体からの熱の伝導によりパッキングボディー（１００）の円周方向に熱膨張する。

熱膨張部材（３００）は、第２挿入ホール（１２４）を基準に独立的に向き合って配置されて熱膨張部材（３００）の全体が長さ方向に熱膨張するか、先端部と後端部だけ選択的に熱膨張するように構成され得る（図８参照）。

熱膨張部材（３００）と第２固定部材（４２０）との間の離隔距離は特に限定しないが、熱膨張部材（３００）が熱膨張する時に固定部材（４００）により加圧された状態が維持されるように、近接した位置に位置するのが好ましい。

本発明の第２実施例に係るブラシシールアセンブリに対して図面を参照して説明する。因みに、本実施例は、前述した実施例とは異なってパッキングボディーの側面では固定状態は維持されず、前記パッキングボディーの外周面を基準に互いに異なる位置で固定がなされることを特徴とする。

添付された図９〜図１２を参照すれば、ブラシシールアセンブリ（１ａ）はローター（５）と固定体との間に位置し円周方向内側に形成された挿入溝（１１０）と、外周面に、半径方向に挿入溝（１１０）に向かって開口された第１挿入ホール（１２０）と、前記第１挿入ホール（１２０）と互いに異なる位置に位置されて挿入溝（１１０）に向かって開口された第２挿入ホール（１３０）を含むパッキングボディー（１００）が備えられる。

そして挿入溝（１１０）に挿入された状態でローター（５）（図１参照）に向かって延長されたブラシ（２１０）と、前記ブラシ（２１０）を支持する支持部材（２２０）を含むブラシシール部（２００）と、前記支持部材（２２０）の側面に密着しパッキングボディー（１００）の円周方向に熱膨張（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）する熱膨張部材（３００）；及び前記パッキングボディー（１００）の外側で第１、２挿入ホール（１２０、１３０）に夫々挿入され、パッキングボディー（１００）の半径方向と円周方向でブラシシール部（２００）の固定状態を維持するための固定部材（４００）を含む。

本実施例は、前述した第１挿入ホール（１２０）と第２挿入ホール（１３０）が全てブラシシール部（２００）の上面に開口されるが、第１挿入ホール（１２０）と第２挿入ホール（１３０）の開口された位置はお互い異なり、第１挿入ホール（１２０）は互いに向き合う状態で離隔され、第２挿入ホール（１３０）は離れた第１挿入ホール（１２２）の間の中間位置に位置する。

第１挿入ホール（１２０）は、図示したような個数で開口されるか、変動でき、第１挿入ホール（１２０）に挿入される固定部材（４００）によるパッキングボディー（１００）とブラシシール部（２００）の安定した固定のために個数は変動でき得る。

第１挿入ホール（１２０）は、ブラシシール部（２００）の上面の中央に開口されて、一定間隔で離隔されるが、パッキングボディー（１００）と直交した状態で開口されて固定部材（４００）が挿入される場合、パッキングボディー（１００）の外周面に密着した状態が維持されて位置にかかわらず固定部材（４００）により加えられる固定力が安定的に維持される。

第１挿入ホール（１２０）は内周面にネジ山が形成され、後述する固定部材（４００）が螺合してパッキングボディー（１００）を経由してブラシシール部（２００）に対する固定を安定的に維持させる。

第２挿入ホール（１３０）は、パッキングボディー（１００）の外周面を基準に上部ではない側面の位置でパッキングボディー（１００）の内側に向かって開口され、一例として、一定間隔で離れた第１挿入ホール（１２０）間に位置するか、離れた第１挿入ホール（１２０）間の中間位置に形成される。

第２挿入ホール（１３０）は第１挿入ホール（１２０）間の距離をＬとした場合、１／２＊Ｌ位置に開口されてブラシシール部（２００）に対する固定を可能にする。

第２挿入ホール（１３０）は、パッキングボディー（１００）の前面を基準に左側または右側の中のいずれか一方または両方に開口でき、本実施例では、パッキングボディー（１００）の左側に開口されたものに限定して説明するが位置は変動可能であることを明らかにしておく。

第１、２挿入ホール（１２０、１３０）は内側の円周方向にネジ山が形成されるか、第１挿入ホール（１２０）にだけネジ山が形成され、第２挿入ホール（１３０）はネジ山が形成されない形態で構成され得る。

第２挿入ホール（１３０）は、熱膨張部材（３００）に向かって開口されるが、第２固定部材（４２０）が熱膨張部材（３００）と直接的に接触しないで挿入される。

熱膨張部材（３００）は、第２挿入ホール（１３０）を基準に独立的に向き合って配置され、熱膨張部材（３００）は支持部材（２２０）の円周方向で同一長さに夫々設けられる。

熱膨張部材（３００）は高温の流体からの熱の伝導によりパッキングボディー（１００）の円周方向に熱膨張するが、第２挿入ホール（１３０）を基準に独立的に向き合って配置されて熱膨張部材（３００）の全体が長さ方向に熱膨張するか、先端部と後端部だけ選択的に熱膨張するように構成され得る。

熱膨張部材（３００）と第２固定部材（４２０）との間の離隔距離は特に限定しないが、熱膨張部材（３００）が熱膨張する時に固定部材（４００）により加圧された状態が維持されるように、近接した位置に位置するのが好ましい。

固定部材（４００）は、ブラシシール部（２００）に対する固定と共にローター（５）を通して伝達される高温の熱（ｈｅａｔ）と振動及びブラシシール部（２００）へ供給される高圧の流体によるブラシシール部（２００）の安定した位置固定のために、第１挿入ホール（１２０）に挿入される第１固定部材（４１０）と、第２挿入ホール（１３０）に挿入される第２固定部材（４２０）を含む。

特に本実施例では、第１固定部材（４１０）が挿入される第１挿入ホール（１２０）と第２固定部材（４２０）が挿入される第２挿入ホール（１３０）の位置が互いに異なって開口されているので、ブラシシール部（２００）に対する固定が互いに異なる位置で夫々固定され、高圧の流体を通してブラシシール部（２００）へ加えられる圧力変動による移動を最小化し、ブラシシール部（２００）を通して移動する流体量を一定に維持させることができる。

さらに、ブラシシール部（２００）が高圧の流体により、半径方向または円周方向を含む両方向から固定された状態が安定的に維持される。

固定部材（４００）はボルトまたはピンのなかのいずれか一つを選択的に使用できるが、ボルトまたはピンはともにパッキングボディー（１００）に結合した後にパッキングボディー（１００）の外側で溶接を通して安定的に固定される。

例えば、第１固定部材（４１０）はボルトが使用され、第２固定部材（４２０）はフィンが使用されるか、第１、２固定部材（４００）の両方にボルトが使用され得、特に特定形態に限定せず多様に変更でき、選択的に使用でき得る。

添付された図１２〜図１４を参照すれば、第１固定部材（４１０）と第２固定部材（４２０）は、熱膨張しないスチール材質を使用でき、この場合、第１、２固定部材（４１０、４２０）はブラシシール部（２００）に対する固定だけを実施する。

一例として、第１固定部材（４１０）はブラシシール部（２００）の上面と面接触するボディー（４１２）と、前記ボディー（４１２）の上面に形成されたヘッド（４１４）を含み、前記ヘッド（４１４）は第１挿入ホール（１２２）の内側に完全挿入された形態で結合され得る（図１４参照）。

ボディー（４１２）は、下端の一部区間にネジ山が形成されずに熱膨張する材質からなり、パッキングボディー（１００）の半径方向に熱膨張するように構成することができ、この場合、ボディー（４１２）の一部は第１挿入ホール（１２２）に螺合した状態で組立てられて、下端の一部区間でだけパッキングボディー（１００）の半径方向に向かって熱膨張しながらブラシシール部（２００）の全体を加圧させることができる。

これによって、ブラシシール部（２００）に高圧の流体による圧力が加えられる場合にも、ローター（５）とブラシ（２１０）との間の間隙が離れることなく一定の間隙が安定的に維持される。ボディー（４１２）に対する材質は安定した熱膨張を考慮して実験を通して特定材質が選択的に使われる。

第２固定部材（４２０）は第２挿入ホール（１３０）に挿入され、ブラシシール部（２００）の全体をパッキングボディー（１００）の円周方向で固定する機能と、ブラシシール部（２００）が挿入溝（１１０）に沿って円周方向で移動することを防止して、ローター（５）の外周面とブラシ（２１０）との間の間隙を常に一定に維持させてブラシシール部（２００）を通した流体の移動を均一に維持させる。

第２固定部材（４２０）は、離れた第１挿入ホール（１２０）間を基準に中央位置に挿入されるのでブラシシール部（２００）に加えられる第１固定部材（４１０）の加圧力と第２固定部材（４２０）により加えられる加圧力とが互いに平衡状態で維持されてブラシシール部（２００）が安定的に固定された状態が維持される。

これに対して、より詳細に説明すると、第１固定部材（４１０）によりブラシシール部（２００）に加えられる加圧力はブラシシール部（２００）の半径方向に加えられ、第２固定部材（４２０）に加えられる加圧力もまたブラシシール部（２００）の円周方向で加えられる。

この時、第２固定部材（４２０）は、離れた第１固定部材（４１０）間の距離をＬとした時、１／２＊Ｌ位置でブラシシール部（２００）に対する固定がなされるので、ブラシシール部（２００）の先端部または後端部で第１固定部材（４１０）により加えられる加圧力が一定に維持された状態で挿入溝（１１０）に固定される。

したがって、ブラシシール部（２００）に対する固定力が相対的に向上して高圧の流体による振動の発生を最小化できる。

前記第１固定部材（４１０）は、下端がブラシシール部（２００）の上面と密着した状態でパッキングボディーの半径方向を基準に内部（ｉｎｗａｒｄ）に向かって加圧され、前記第２固定部材（４２０）は熱膨張部材（３００）の中央に位置してパッキングボディー（１００）が円周方向へ移動することを防止する。

第２固定部材（４２０）は、ブラシシール部（２００）に設置された熱膨張部材（３００）の中央に位置するが、この場合、熱膨張部材（３００）が長さ方向に熱膨張する場合に、ブラシシール部（２００）の全体が左側または右側方向の中の特定方向へ移動することを防止して正位置に位置した状態を安定的に維持させることができる。

固定部材（４００）は、上面に工具が挿入されるために形成された工具挿入溝（４０２）を含み、工具挿入溝（４０２）の形状と対応する工具を挿入して固定部材（４００）に対する設置及び解除を簡便に実施できる。これによって作業者の作業性が向上して設置及び分解にともなう時間が短縮され、複数の固定部材（４００）の組立または解体に要される時間が短縮される。

支持部材（２２０）は、ブラシ（２１０）を基準に一側に密着した第１支持プレート（２２２）と、他側に密着した第２支持プレート（２２４）を含む。第１支持プレート（２２２）はブラシ（２１０）と向き合う内側で流体の流れをブラシ（２１０）の下側にガイドするように案内溝（２２２ａ）が形成され、高圧の流体の流れをローター（５）とブラシ（２１０）の下端との間の間隙へ誘導することによって安定した移送を可能にする。

これによって、高圧の流体が第１支持プレート（２２２）を経由してブラシ（２１０）へ移動する場合、不要な渦流現象が最小化しブラシ（２１０）の下端に流体の流れを誘導できる。

因みに、ブラシ（２１０）を基準に右側の圧力が左側より相対的に高圧（ＰＨ）で、左側は低圧（ＰＬ）に該当し、流体の流れは点線の矢印で示した通り、右側から左側へ移動し、高圧領域の流体が低圧領域に漏れることをブラシ（２１０）が防止する。

第２支持プレート（２２４）は第１支持プレート（２２２）と対応する厚さとなるが、これに限定されるものではなく変動できることを明らかにしておく。第２支持プレート（２２４）は、ブラシ（２１０）の一面と密着した状態で位置し、ブラシ（２１０）に加えられる高圧の流体による圧力を安定的に支持する。また熱膨張部材（３００）と向き合う位置にスロット溝が形成されて熱膨張部材（３００）の安定した設置と膨脹を可能にする。

ブラシ（２１０）は複数の剛毛（Ｂｒｉｓｔｌｅ）からなり、ブラシ（２１０）を基準に第１支持プレート（２２２）と第２支持プレート（２２４）が密着した状態で構成され、前面視において、上部に向かって上向き傾斜した形態で構成される。

このように構成される理由は、ブラシ（２１０）の場合、ローター（５）と直間接的な摩擦が発生し、これによって、ブラシ（２１０）に応力が持続的に加えられるので、ブラシ（２１０）の下端をローター（５）と垂直状態でパッキングボディー（１００）に位置させずに４５度傾斜した状態で挿入溝（１１０）に位置させてローター（５）に加えられる応力を最小化しようとする。

本発明の第３実施例に係るブラシシールアセンブリに対して図面を参照して説明する。

添付された図１または図１５〜図１６を参照すれば、固定体はケーシング（３）と固定翼（４）を含み、回転体はローター（５）と回転翼（６）を含む。固定翼（４）はケーシング（３）に結合して回転翼（６）に隣接した位置に配置され、回転翼（６）は固定翼（４）に隣接した状態でローター（５）と一体に軸回転する。

固定翼（４）と回転翼（６）との間の間隙及び固定翼（４）とローター（５）との間の間隙には気密のためのシーリングが必要となり、このためにブラシシールアセンブリ（１）が使われる。

ブラシシールアセンブリ（１）はパッキングボディー（１００）と、ブラシシール部（２００）及び固定部材（３００ａ）を含めて構成され、所定の速度で回転するローター（５）と固定体間でブラシシール部（２００）を通じた安定した気密が維持される。

この時、ローター（５）を通してブラシシール部（２００）へ伝達される熱伝導（ｈｅａｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）に関係なくパッキングボディー（１００）の半径方向と円周方向で夫々ブラシシール部（２００）の固定状態を維持させて一定の圧力でパッキングボディー（１００）を半径方向と円周方向に加圧固定させてブラシシール部（２００）の気密を安定的に実施しようとする。

このために本発明は、ローター（５）と固定体との間に位置し挿入溝（１１０）が形成されたパッキングボディー（１００）がローター（５）と向き合って位置するが、パッキングボディー（１００）は複数の個別の単位体からなり、ローター（５）の外側円周方向にリング状にアセンブリーされる。

パッキングボディー（１００）は、挿入溝（１１０）にブラシシール部（２００）が全て挿入されて組立てられる場合、全体の形状がリング状になり、外周面に、半径方向に挿入溝（１１０）に向かって挿入ホール（１２０）が開口される。挿入ホール（１２０）は、パッキングボディー（１００）の外周面に同一間隔で複数個が離隔して一側に向かって開口されるが、挿入ホール（１２０）の数は図示した数に限定されず変更でき得る。

一例として、挿入ホール（１２０）は、パッキングボディー（１００）と直交した状態で開口されるが、このように開口される理由は、挿入ホール（１２０）に固定部材（３００ａ）が挿入された後にブラシシール部（２００）の全体を円周方向と半径方向から所定の圧力で加圧された状態を維持させて高温の熱がローター（５）からブラシシール部（２００）へ伝えられる場合にも、挿入溝（１１０）にブラシシール部（２００）が固定された状態を安定的に維持させるためである。

挿入ホール（１２０）は、後述する固定部材（３００ａ）と対応する形状に形成されて固定部材（３００ａ）が挿入ホール（１２０）に挿入される場合、密着した状態が安定的に維持され得、ブラシシール部（２００）の熱膨張による位置変動を最小化させて不要な流体の漏れ及びこれによる振動の発生を防止できる。

例えば、長期に亘るブラシシール部（２００）とローター（５）との直間接的な摩擦が発生する場合にもブラシシール部（２００）の摩耗及び変形によるシーリング損失が最小化し、ブラシ（２１０）とローター（５）との間に一定の間隙が維持できる。

このため、高圧の流体がブラシ（２１０）を経由して一定量だけ移動できるようにすることによって不要な流体の漏れ量が減少する。

特に、ローター（５）とブラシ（２１０）との間の間隙は相互の間隙が過度に離れる場合、高圧の流体漏れが発生し得るのでローター（５）の全体的な動力損失を誘発し得る。

さらに、ローター（５）とブラシ（２１０）との間が過度に密着した場合、ローター（５）と固定体とが干渉し合うことが発生し得るため、ローター（５）とブラシ（２１０）との間の間隙が一定に維持されることは重要だとする。

ブラシシール部（２００）は、ブラシ（２１０）を基準に右側の圧力が左側より相対的に高圧（ＰＨ）で、左側は低圧（ＰＬ）に該当し、流体の流れは点線の矢印で示した通り、右側から左側へ移動し、高圧領域の流体が低圧領域に漏れることをブラシ（２１０）が防止する。

ブラシシール部（２００）はブラシ（２１０）が装着されて挿入溝（１１０）に挿入されたブラシシールボディー（２０２）を含み、正面から見たとき、挿入ホール（１２０）を望んで長さ方向に沿って傾斜した傾斜面（２０４）と、傾斜面（２０４）の上部でブラシ（２１０）を取り囲み、一側方向に延長されて端部が段差のある第１段部（２０６）と、傾斜面（２０４）の下部でブラシ（２１０）に向かって延長されて一方向に端部が段差のある第２段部（２０８）を含む。

添付された図１７〜図１８を参照すれば、傾斜面（２０４）は固定部材（３００ａ）のヘッド（３１０）と直接的に面接触するが、傾斜面（２０４）がヘッド（３１０）と直接的に面接触した状態が維持される場合、固定部材（３００ａ）により加えられる加圧力はパッキングボディー（１００）の半径方向（ｒ）と円周方向（ｃ）の傾斜面を夫々加圧させる加圧力が加えられる。

この場合、固定部材（３００ａ）だけを通してもブラシシール部（２００）の全体を両方向から加圧された状態を維持できてブラシシール部（２００）に対する固定力が向上し、高圧の流体がブラシシール部（２００）に加えられる場合にもパッキングボディー（１００）に固定された状態を安定的に維持できる。

傾斜面（２０４）は挿入ホール（１２０）の下端で上向き傾斜した形態で延長されるが、このように形成される場合、固定部材（３００ａ）のヘッド（３１０）により挿入溝（１１０）に密着した状態で加圧されることによってシーリング状態が安定的に維持され得る。

パッキングボディー（１００）は、半径方向に加えられる加圧力によりローター（５）と一定の間隙が維持されるので、高圧の流体がブラシ（２１０）へ供給される場合にもブラシ（２１０）を基準に圧力差による不要な流体の漏れが防止され、ブラシシール部（２００）が装着された対象物の効率が一定に維持される。

また、パッキングボディー（１００）は、円周方向に加えられる加圧力により、最初にブラシシールアセンブリを設計した際に設定された位置から不安定な状態で移動が発生せずに安定的に位置が維持されることによって、円周方向への不要な流体漏れが最小化し、ブラシシール部（２００）が装着された対象物の効率が一定に維持される。

第１段部（２０６）は、図面を基準に、傾斜面（２０４）の上部で左側に向かって一定の長さで水平に延長され端部が下向き傾斜する。挿入溝（１１０）も第１段部（２０６）と対応する形状からなり、ブラシシール部（２００）が挿入される場合、密着した状態がより安定的に維持されて高圧の流体がブラシシール部（２００）に加えられる場合にも、流体の漏れを安定的に防止し、ブラシシール部（２００）の変形発生を防止することができて長期間の使用時にも耐久性が向上する。

第２段部（２０８）は、傾斜面（２０４）の下端で左側に向かって所定の長さで延長された後に、下側に向かって端部が段差のある形態となるが、このように形成される場合、高圧の流体による圧力がブラシシール（２１０）に加えられる場合、挿入溝（１１０）に挿入されたブラシシール部（２００）の安定した支持を可能にして、不要な流体の漏れを防止し、耐久性も向上させることができる。

したがって、ブラシシール部（２００）は挿入溝（１１０）に挿入された状態で高圧の流体がブラシ（２１０）に向かって長期間移動する環境でも半径方向と円周方向での流体漏れが最小化する。

固定部材（３００ａ）は、パッキングボディー（１００）の外側から半径方向へ挿入ホール（１２０）に夫々挿入されるが、挿入ホール（１２０）の形状と対応する形態で形成されることによって固定部材（３００ａ）が挿入ホール（１２０）に挿入される場合、傾斜面（２０４）に対する加圧と挿入ホール（１２０）での安定した固定を同時に実施できる。

固定部材（３００ａ）は傾斜面（２０４）と直接的に面接触するヘッド（３１０）と、ヘッド（３１０）の上部に延長されたボディー（３２０）を含み、一例として、ヘッド（３１０）は円錐（ｃｏｎｅ）状に形成され、ボディー（３２０）は円柱状に延長される。

ヘッド（３１０）が円錐状に形成される理由は、傾斜面（２０４）との密着した状態を安定的に維持させるために一例として提示したものであって、他の形態に変更でき得る。

ヘッド（３１０）は、傾斜面（２０４）と同一の傾斜角で傾斜するものの、前記傾斜面（２０４）と密着した状態が維持されるので、常に傾斜面（２０４）に向かって加圧された状態が維持されることによってブラシシール部（２００）を挿入溝（１１０）の内側に密着した状態で維持させることができる。

ボディー（３２０）は、ヘッド（３１０）の上側に延長された外周面が一定直径からなることによって、挿入溝（１１０）に対する挿入と分解が容易にできる。

固定部材（３００ａ）は、パッキングボディー（１００）の長さ方向に沿って一定間隔で配置されて、中央に位置した固定部材を基準に左、右の両側に位置した他の固定部材は挿入ホール（１２０）と同一角度で傾斜するように挿入ホール（１２０）に挿入されて、ブラシシール部（２００）に対する半径方向と円周方向に対する固定がなされる。

固定部材（３００ａ）は、ボディー（３２０）上面に工具が挿入されるために形成された工具挿入溝（３２２）を含むが、工具挿入溝（３２２）は複数の固定部材（３００ａ）をパッキングボディー（１００）に設置するか、修理のために固定部材をパッキングボディー（１００）の外側に引き出そうとする場合、工具を利用して簡便に引き出すことができる。工具挿入溝（３２２）は多角形状に形成されるが、他の形態に変更できる。

ヘッド（３１０）はボディー（３２０）と異種の材質からなり、ローター（５）で伝えられた高温により傾斜面（２０４）に向かって長さ方向で熱膨張するが、ヘッド（３１０）は半径方向に向かって熱膨張するので傾斜面（２０４）を半径方向に加圧して高圧の流体によるブラシ（２１０）とローター（５）との間の間隙を一定に維持させる。

パッキングボディー（１００）は、傾斜面（２０４）が固定部材（３００ａ）により半径方向に加圧される場合、一部の加圧力が傾斜面（２０４）に沿って、円周方向に沿って加えられるので半径方向と共に円周方向に対する固定も同時に維持される。

ヘッド（３１０）は熱膨張材質からなるので、高温の熱が伝えられる場合、傾斜面（２０４）と面接触した状態で下側の半径方向に膨脹して傾斜面（２０４）を加圧し、これによって、ブラシシール部（２００）に直接的に加えられる流体の圧力及びローター（５）から伝達される振動によるブラシシール部（２００）の流動が安定的に防止される。

本発明の第４実施例に係るブラシシールアセンブリに対して図面を参照して説明する。

添付された図１または図１９を参照すれば、ブラシシールアセンブリ（１ａ）はパッキングボディー（１００）と、ブラシシール部（２００）と、熱膨張部材（４００ａ）及び固定部材（３００ａ）を含む。

本発明はローター（５）と固定体との間に位置し円周方向内側に形成された挿入溝（１１０）と、外周面に、半径方向に挿入溝（１１０）に向かって開口された挿入ホール（１２０）を含むパッキングボディー（１００）と、前記挿入溝（１１０）に一端が挿入された状態でローター（５）に向かって延長されたブラシ（２１０）と、前記ブラシ（２１０）を支持する支持部材（２２０）を含むブラシシール部（２００）と、前記支持部材（２２０）の側面に密着しパッキングボディー（１００）の円周方向に熱膨張（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）する熱膨張部材（４００ａ）；及び前記挿入ホール（１２０）に挿入されてブラシシール部（２００）の側面と円周方向で固定するための固定部材（３００ａ）を含む。

本実施例では、前述した実施例とは異なって固定部材（３００ａ）がパッキングボディー（１００）の先端部と後端部に夫々挿入され、前記位置に位置する理由はパッキングボディー（１００）に高圧の流体による外力が加えられる場合、円周方向にブラシシール部（２００）の位置変動が発生することを防止するためである。

より詳細には、挿入ホール（１２０）がパッキングボディー（１００）の先端部と後端部に夫々位置されて後述する固定部材（３００ａ）と対応する形態で開口される。

本実施例では、図面を基準に挿入ホール（１２０）がパッキングボディー（１００）の外側で挿入溝（１１０）に向かって開口され、前記挿入ホール（１２０）に固定部材（３００ａ）が挿入されてブラシシール部（２００）が固定される。

挿入ホール（１２０）は，ブラシシール部（２００）を基準に左側に位置したものと示したが、左、右の両側に形成されることも可能であり、前述した固定部材（３００ａ）によりブラシシール部（２００）の側面が固定された状態が維持される。

固定部材（３００ａ）は、挿入ホール（１２０）と対応する形状に形成されて一方向に突出した突出部（３０１）を含むが、前記突出部（３０１）は固定部材（３００ａ）が挿入ホール（１２０）に挿入された後に外側に離脱することを防止するために形成される。

好ましくは多角形状に形成されるが、円形または他の形状に多様に変更でき、固定部材（３００ａ）の離脱が防止されるための他の形状に変更可能であること明らかにしておく。

突出部（３０１）は、パッキングボディー（１００）に固定部材（３００ａ）が全て挿入される場合、互いに向き合って配置され、このように配置される理由はパッキングボディー（１００）の円周方向で均一な支持力を維持させるためであり、挿入溝（１１０）でブラシシール部（２００）の移動が発生する場合にも固定部材（３００ａ）により安定的に初期位置に対する位置セッティングがなされる。

固定部材（３００ａ）は、上面に工具が挿入される工具挿入溝（３２２）が形成され、前記工具挿入溝（３２２）は複数の固定部材（３００ａ）をパッキングボディー（１００）に設置するか、修理のために固定部材をパッキングボディー（１００）の外側に引き出そうとする場合、工具を利用して簡便に引き出すために形成される。工具挿入溝（３２２）は多角形状に形成されるか、他の形態に変更できる。

添付された図２０〜図２１を参照すれば、ヘッド（３１０）は熱膨張部材（４００ａ）と面接触した状態が維持されて、熱膨張する場合、ヘッド（３１０）と熱膨張部材（４００ａ）が互いに熱膨張してパッキングボディー（１００）の半径方向で加圧が行われる。

熱膨張部材（４００ａ）は、固定部材（３００ａ）に向かって長さ方向の両端部が傾斜した傾斜面（４１０）を含み、ヘッド（３１０）は傾斜面（４１０）と密着した状態で面接触するヘッド傾斜面（３０４）を含む。このように傾斜面（４１０）とヘッド傾斜面（３０４）とが夫々形成される場合、高温の熱が熱膨張部材（４００ａ）とヘッド（３１０）に伝導される条件において、互いに密着した状態で熱膨張しながら互いに加圧が行われる。

このように熱膨張部材（４００ａ）とヘッド傾斜面（３０４）が同時に熱膨張する場合、パッキングボディー（１００）の半径方向と円周方向でブラシシール部（２００）の位置固定が同時に行われるので、高圧の流体による位置変動が最小化する。

したがって、ブラシシール部（２００）を経由して移動する流体が常に一定量だけブラシ（２１０）を経由して移動するので不要な流体の漏れが防止され、ブラシシールアセンブリが設けられた対象物の効率が向上し、ローター（５）とブラシシール部（２００）との間で振動の発生が最小化し安定した作動が可能になる。

傾斜面（４１０）とヘッド傾斜面（３０４）は、ブラシシール部（２００）をパッキングボディー（１００）を基準に内側（ｉｎｗａｒｄ）または外側（ｏｕｔｗａｒｄ）のいずれか一方向に加圧するために傾斜方向が多様に変更でき得る。例えば、傾斜面（４１０）が上向き傾斜する場合、ヘッド傾斜面（３０４）は反対の形態である下向き傾斜することによって、互いに密着した状態が安定的に維持できる。

また傾斜面（４１０）が下向き傾斜する場合、ヘッド傾斜面（３０４）は反対方向である上向き傾斜することによって互いに密着した状態が安定的に維持できる。

傾斜面（４１０）とヘッド傾斜面（３０４）は、面接触した形態が前述した形態以外の他の形態に多様に変更でき、互いに相対接触した状態で熱膨張してパッキングボディー（１００）の半径方向に向かってブラシシール部（２００）を加圧し、固定された状態を維持できる他の形態に多様に変更されて使用可能であることを明らかにしておく。

熱膨張部材（４００ａ）は長さ方向の両端部に、一定区間にだけ熱膨張する材質で形成されて熱膨張でき、この場合、熱膨張材質を最小限に使用できて経済性が向上し、特定位置でだけ熱膨張することによって応答性が向上し、ブラシシール部（２００）に対する位置固定が安定化する。

ブラシシール部（２００）は、ブラシ（２１０）と支持部材（２２０）を含むが、前記ブラシ（２１０）は複数の剛毛（Ｂｒｉｓｔｌｅ）からなり、特に材質は限定しない。

支持部材（２２０）は、第１ブラシ（２１０）を基準に一側に密着した第１支持プレート（２２２）と、他側に密着した第２支持プレート（２２４）を含む。第１支持プレート（２２２）はブラシ（２１０）と向き合う内側で流体の流れをブラシ（２１０）の下側にガイドするように案内溝（２２２ａ）が形成され、高圧の流体の流れをローター（５）とブラシ（２１０）の下端との間の間隙へ誘導することによって安定した移送を可能にする。

これによって高圧の流体が第１支持プレート（２２２）を経由してブラシ（２１０）へ移動する場合、不要な渦流現象が最小化しブラシ（２１０）の下端に流体の流れを誘導できる。

因みに、ブラシ（２１０）を基準に左側の圧力が右側より相対的に高圧（ＰＨ）で、右側は低圧（ＰＬ）に該当し、流体の流れは点線の矢印で示した通り、左側から右側へ移動して高圧領域の流体が低圧領域に漏れることをブラシ（２１０）が防止する。

案内溝（２２２ａ）は第１支持プレート（２２２）の全長をＬとした時、下部から２／３Ｌ以上の高さまで開口された状態で溝が形成され、案内溝（２２２ａ）の長さが第１支持プレート（２２２）の長さＬの半分以下の長さに形成される場合、高圧の流体を安定的にガイドすることは難しく、２／３Ｌ以上の長さに延長される場合、第１支持プレート（２２２）の剛性を弱化させ得るので前述した長さに形成するのが好ましい。

案内溝（２２２ａ）は図示した形状の他にもラウンド状に変更でき、高圧流体の移動によるシミュレーションを通して最適の形状が設定できる。

添付された図２２を参照すれば、本発明の他の実施例に係るブラシシールアセンブリ（１ｂ）は、固定部材（３００ａ）に突出部（３０１）が形成されていて挿入ホール（１２０）に挿入され、前述したラウンド状ではなく角張った形態に変更できる。

このように構成された本発明の第１実施例に係るブラシシールアセンブリの使用状態に対して図面を参照して説明する。

添付された図２または図２３を参照すれば、ブラシシール部（２００）は第１固定部材（４１０）と第２固定部材（４２０）によりパッキングボディー（１００）の半径方向と円周方向で固定された状態が維持される。

高圧の流体は、ブラシシール部（２００）を経由して移動する過程でブラシシール部（２００）に直接的に圧力が加えられ、ローター（５）を通してＺ軸の上方に向かって加圧力が加えられる。

この場合、第１固定部材（４１０）は支持部材（２２０）とブラシ（２１０）の上面を矢印で示した通り、円周方向に加圧してブラシシール部（２００）の半径方向全体で安定した固定状態を維持させ、第２固定部材（４２０）はブラシシール部（２００）の側面中央で固定された加圧力を維持させる。

第２固定部材（４２０）は、ブラシシール部（２００）が円周方向を基準に前端または後端へ移動する力（ｆｏｒｃｅ）が加えられる場合にも、第２固定部材（４２０）の端部が第２支持部材（２２０）の側面に対する固定状態を維持させてブラシシール部（２００）の全体を円周方向で安定的に固定させる。

したがって、高圧の流体によるブラシシール部（２００）の移動を防止してブラシ（２１０）を通したガスの流れを一定に維持し、ブラシシールアセンブリ（１）が設置された対象物の効率を向上させ、流体漏れによる問題点を予防する。

本発明の第２実施例に係るブラシシールアセンブリの使用状態で対して図面を参照して説明する。

添付された図９または図２４を参照すれば、ブラシシール部（２００）は第１固定部材（４１０）と第２固定部材（４２０）によりパッキングボディー（１００）の半径方向と円周方向で固定された状態が維持される。

高圧の流体は、ブラシシール部（２００）を経由して移動する過程でブラシシール部（２００）に直接的に圧力が加えられ、ローター（５）を通してＺ軸の上部方向に向かって加圧力が加えられる。

この場合、第１固定部材（４１０）は支持部材（２２０）とブラシ（２１０）の上面を矢印で示した通り、円周方向に加圧してブラシシール部（２００）の半径方向全体で安定した固定状態を維持させ、第２固定部材（４２０）は第１固定部材（４１０）と異なる位置でブラシシール部（２００）の上面に対する加圧を通して前記ブラシシール部（２００）の全体の半径方向に対する固定状態が維持される。

第１、２固定部材（４００）は、ブラシシール部（２００）の半径方向に対する固定と円周方向に対する固定が部分的に維持されるので、高圧の流体によってブラシシール部（２００）が半径方向または円周方向へ移動する力が加えられる場合にも、安定的に固定された状態が維持される。

したがって、高圧の流体によるブラシシール部（２００）の移動を防止してブラシ（２１０）を通したガスの流れを一定に維持し、ブラシシールアセンブリ（１ａ）が設置された対象物の効率を向上させ、流体漏れによる問題点を予防する。

このように構成された本発明の第３実施例に係るブラシシールアセンブリの作動状態で対して図面を参照して説明する。

添付された図１５または図２５を参照すれば、作業者はパッキングボディー（１００）にブラシシール部（２００）を挿入した後に固定部材（３００ａ）を利用して既挿入されたブラシシール部（２００）を円周方向で固定させる。

固定部材（３００ａ）は拡大図に示した通り、傾斜面（２０４）がヘッド（３１０）によりパッキングボディー（１００）の半径方向であるｒ方向と円周方向であるＣ方向にブラシシールボディー（２０２）を加圧してパッキングボディー（１００）にブラシシール部（２００）を安定的に固定された状態が維持される。

このような状態で、高圧の流体がブラシシール部（２００）に移動すれば、流体による加圧力とローター（５）からブラシ（２１０）に向かって伝達される加圧力及び振動が同時にブラシシール部（２００）に伝達される。

本実施例では、固定部材（３００ａ）のヘッド（３１０）が傾斜面（２０４）を矢印方向である半径方向内側に加圧しているので、ローター（５）から伝達された加圧力でブラシシール部（２００）が挿入溝（１１０）から離脱したり位置変動が発生したりすることなく、安定的に挿入された状態が維持される。

ブラシシール部（２００）は、半径方向で固定部材（３００ａ）により安定的に固定された状態が維持され、円周方向ではヘッド（３１０）により傾斜面（２０４）の長さ方向に加圧力が分散され、挿入溝（１１０）から一側方向へブラシシール部（２００）が移動せず初期の設置位置に安定的に維持される。

このため、ブラシ（２１０）とローター（５）との間の間隙が常に一定に維持され、流体が常に一定にブラシ（２１０）を経由して移動することによってブラシシールアセンブリ（１）が設置された対象物の効率が一定に維持される。

前述したヘッド（３１０）は、熱膨張材質で構成され得、この場合、ローター（５）から伝えられた高温の熱気により傾斜面（２０４）を半径方向に向かってより速かに加圧させてブラシシール部（２００）を挿入溝（１１０）で安定的に固定させる。

このように使用中にブラシ（２１０）対する取替えまたは点検を実施しようとする場合、工具挿入溝（３２２）に工具を挿入して一方向に回転させると挿入ホールから固定部材（３００ａ）が簡便に分離され、異常の有無を点検した後に容易に再組立てしたり取替えが必要な構成品を取替えればよい。

本発明の第４実施例に係るブラシシールアセンブリの作動状態で対して図面を参照して説明する。

添付された図１８または図２６を参照すれば、作業者はパッキングボディー（１００）にブラシシール部（２００）を挿入した後に固定部材（３００ａ）を挿入ホール（１２０）に挿入する。

固定部材（３００ａ）は突出部（３０１）が形成されていて挿入ホール（１２０）に挿入される場合、外側に離脱しなくパッキングボディー（１００）の先端部と後端部の位置でブラシシール部（２００）を円周方向と半径方向で固定させる。

特に固定部材（３００ａ）は、高圧の流体による圧力がブラシシール部（２００）に加えられる場合、第１支持プレート（２２２）とともにブラシシール部（２００）の全体をより安定的に支持する。

特に、高温の熱気がローター（５）または流体を通して熱膨張部材（４００ａ）に加えられる場合、熱膨張部材（４００ａ）の膨脹により傾斜面（２０４）と密着したヘッド傾斜面（２０４）が同時に熱膨張され、半径方向を基準に内部または外部の中のいずれか一方向に加圧された状態が維持される。したがって、ブラシ（２１０）を経由して移動する高圧の流体が常に一定にブラシ（２１０）を経由して移動するので、不要な流体の漏れが最小化し、一定量の流体が移動してブラシシールアセンブリ（１ａ）が設置された対象物の効率が向上し、振動の発生も最小化された状態が維持される。

１、１ａ：ブラシシールアセンブリ
３：固定体
５：ローター
１００：パッキングボディー
１１０：挿入溝
１２０：挿入ホール
１２２：第１挿入ホール
１２４：第２挿入ホール
２００：ブラシシール部
２１０：ブラシ
２２０：支持部材
２２２：第１支持プレート
２２４：第２支持プレート
２２２ａ：案内溝
３００：熱膨張部材
３００ａ：固定部材
３２２：工具挿入溝
４００：固定部材
４００ａ：熱膨張部材
４０２：工具挿入溝
４１０：第１固定部材
４２０：第２固定部材
４１２：ボディー
４１４：ヘッド

Claims (20)

1. 回転体と固定体との間に位置し円周方向内側に形成された挿入溝と、前記挿入溝に向かって互いに異なる位置及び方向で開口された挿入ホールを含むパッキングボディー；
   前記挿入溝に挿入された状態で回転体に向かって延在するブラシと、前記ブラシを支持する支持部材を含むブラシシール部；
   前記支持部材の側面に密着し前記パッキングボディーの円周方向に熱膨張（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）する熱膨張部材；及び
   前記パッキングボディーの外側から前記挿入ホールに夫々挿入され、前記パッキングボディーの半径方向と円周方向で前記ブラシシール部の固定状態を維持するための固定部材を含むブラシシールアセンブリ。
2. 前記挿入ホールは、
   前記パッキングボディーの半径方向に前記挿入溝に向かって開口された第１挿入ホール；
   前記パッキングボディーの外側面で前記挿入溝に向かって開口された第２挿入ホールを含む請求項１に記載のブラシシールアセンブリ。
3. 前記第２挿入ホールは、
   一定間隔で離れた前記第１挿入ホールの間に位置する請求項２に記載のブラシシールアセンブリ。
4. 前記固定部材は、
   前記第１挿入ホールに挿入される第１固定部材；
   前記第２挿入ホールに挿入される第２固定部材を含む請求項２または請求項３に記載のブラシシールアセンブリ。
5. 前記第１固定部材は、
   前記ブラシシール部の上面と面接触するボディー；
   前記ボディーの上面に形成されたヘッドを含み、前記ヘッドは前記第１挿入ホールの内側に完全挿入された形態で結合する請求項４に記載のブラシシールアセンブリ。
6. 前記ボディーは、
   下端の一部区間にネジ山が形成されずに熱膨張する材質からなり、前記パッキングボディーの半径方向に熱膨張する請求項５に記載のブラシシールアセンブリ。
7. 前記支持部材は、
   前記ブラシを基準に一側に密着して前記ブラシと向き合う内側で流体の流れを前記ブラシの下側にガイドするように案内溝が形成された第１支持プレート；
   前記第１支持プレートと向き合う状態で前記ブラシと密着して前記熱膨張部材と向き合う位置に形成された第２支持プレートを含む請求項１に記載のブラシシールアセンブリ。
8. 前記熱膨張部材は、
   前記挿入ホールを基準に独立的に向き合って配置された請求項１に記載のブラシシールアセンブリ。
9. 回転体と固定体との間に位置し円周方向内側に形成された挿入溝と、外周面に、半径方向に前記挿入溝に向かって開口された第１挿入ホールと、前記第１挿入ホールと互いに異なる位置に位置して前記挿入溝に向かって開口された第２挿入ホールを含むパッキングボディー；
   前記挿入溝に挿入された状態で前記回転体に向かって延在するブラシと、前記ブラシを支持する支持部材を含むブラシシール部；
   前記支持部材の側面に密着し前記パッキングボディーの円周方向に熱膨張（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）する熱膨張部材；及び
   前記パッキングボディーの外側から前記第１挿入ホールおよび前記第２挿入ホールに夫々挿入され、前記パッキングボディーの半径方向と円周方向で前記ブラシシール部の固定状態を維持するための固定部材を含む、ブラシシールアセンブリ。
10. 前記第２挿入ホールは、
    前記熱膨張部材に向かって開口されて一定間隔で離れた前記第１挿入ホールの間に位置した請求項９に記載のブラシシールアセンブリ。
11. 前記固定部材は、
    前記第１挿入ホールに挿入される第１固定部材；
    前記第２挿入ホールに挿入される第２固定部材を含み、
    前記第１固定部材は下端が前記ブラシシール部の上面と密着した状態で前記パッキングボディーの半径方向を基準に、内部（ｉｎｗａｒｄ）に向かって加圧されて、
    前記第２固定部材は前記熱膨張部材の中央に位置して前記パッキングボディーの円周方向の移動を防止する請求項９に記載のブラシシールアセンブリ。
12. 前記第１固定部材は、
    前記ブラシシール部の上面と面接触するボディー；
    前記ボディーの上面に形成されたヘッドを含み、前記ヘッドは前記第１挿入ホールの内側に完全挿入された形態で結合して、
    前記ボディーは、
    下端の一部区間にネジ山が形成されずに熱膨張する材質からなり、前記パッキングボディーの半径方向に熱膨張する請求項１１に記載のブラシシールアセンブリ。
13. 回転体と固定体との間に位置し円周方向内側に形成された挿入溝と、外周面に、半径方向に前記挿入溝に向かって開口された挿入ホールを含むパッキングボディー；
    前記回転体に向かって延在するブラシが装着されて前記挿入溝に挿入されたブラシシールボディーと、前記挿入ホールを臨んで長さ方向に沿って傾斜した傾斜面を含むブラシシール部；及び
    前記挿入ホールに夫々挿入されて前記傾斜面と密着した状態で前記パッキングボディーの半径方向と円周方向で前記ブラシシール部の固定状態を維持するための固定部材を含む、ブラシシールアセンブリ。
14. 前記固定部材は、
    前記ブラシシール部と面接触して傾斜面と同一傾斜角で傾斜したヘッド；
    前記ヘッドの上部に延長されたボディーを含む請求項１３に記載のブラシシールアセンブリ。
15. 前記ヘッドは、
    前記ボディーとは異種の材質からなり、回転体から伝えられた高温により傾斜面に向かって長さ方向で熱膨張する請求項１４に記載のブラシシールアセンブリ。
16. 回転体と固定体との間に位置し円周方向内側に形成された挿入溝と、
    外周面に、半径方向に前記挿入溝に向かって開口された挿入ホールを含むパッキングボディー；
    前記挿入溝に一端が挿入された状態で前記回転体に向かって延在するブラシと、前記ブラシを支持する支持部材を含むブラシシール部；
    前記支持部材の側面に密着し前記パッキングボディーの円周方向に熱膨張（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）する熱膨張部材；及び
    前記挿入ホールに挿入されて前記ブラシシール部の側面と円周方向で固定するために、一方向に突出した突出部が形成された固定部材を含む、ブラシシールアセンブリ。
17. 少なくとも一対の前記突出部は、
    互いに向き合って前記パッキングボディーに配置される請求項１６に記載のブラシシールアセンブリ。
18. 前記固定部材は、
    前記熱膨張部材と面接触した状態が維持されるヘッド；
    前記ヘッドの外側に延長されたボディーを含み、
    前記ヘッドは、
    高温の熱の伝導により前記熱膨張部材に向かって熱膨張する請求項１６に記載のブラシシールアセンブリ。
19. 前記熱膨張部材は、
    前記固定部材に向かって長さ方向の両端部が傾斜した傾斜面を含み、
    前記ヘッドは前記傾斜面と密着した状態で面接触するヘッド傾斜面を含むものの、
    高温の熱が前記熱膨張部材と前記ヘッドとに伝導される場合、互いに密着した状態で熱膨張によって互いに加圧が行われる請求項１８に記載のブラシシールアセンブリ。
20. 前記熱膨張部材は、
    長さ方向の両端部に、一定区間にだけ熱膨張する材質で形成されて熱膨張する請求項１６に記載のブラシシールアセンブリ。

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