JP6057443B2 - 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が発生する。

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り、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、挿入溝の内周面と固定部材の外周面とが面対面で密着した状態が維持されることによって、外力がブラシシール部に加えられた場合にもブラシシールと回転体との間の間隙を一定に維持させて安定したシーリングを図り、ブラシシールを通して移動する流体の移動量も一定に維持することを一つの目的とする。

本発明の各実施例は、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させ、常に一定量の流体をブラシシールを通して移動させ、固定部材を通して面対面で挿入溝に結合した状態が維持されるので、ブラシシール部に対する固定力を向上させることができる。

本発明の各実施例は、ブラシシールを通して移動する高圧流体の移動量を一定に維持することを一つの目的とする。

本発明の各実施例は、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させ、常に一定量の流体をブラシシールを通して移動させ、ブラシシールアセンブリを異なる方向で安定的に固定することを一つの目的とする。

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挿入溝が形成された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；及び前記熱膨張部材と向き合う状態で挿入溝に嵌合されブラシシール部をパッキングボディーの円周方向と半径方向で同時に固定させるための固定部材を含む。

前記固定部材は、多角形状に形成され、挿入溝の内周面と固定部材の外周面とが複数の面対面で密着した状態が維持される。

前記固定部材は、縦方向に延長された第１固定ボディー；前記第１固定ボディーと一体に形成され、第１固定ボディーと直交して延長される第２固定ボディーを含む。

前記熱膨張部材は、先端部と後端部に固定部材に向かって下向き傾斜した傾斜面を含む。

前記熱膨張部材は、先端部と後端部に固定部材に向かって上向き傾斜した傾斜面を含む。

前記固定部材は、前方に向かって延長され前記熱膨張部材と向き合う状態で配置され傾斜面と反対方向に向かって傾斜したガイド部を含む。

前記ガイド部は、前記傾斜面に向かって熱膨張する。

前記ガイド部は、前面の外側に突出し熱膨張部材の傾斜面と最小限に接触されるガイド突起を含む。

前記ブラシシールアセンブリは、前記固定部材により、ブラシシール部の先端部と後端部との両方向から夫々半径方向（ｒａｄｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に加圧されるものの、パッキングボディーを基準に内側（ｉｎｗａｒｄ）または外側（ｏｕｔｗａｒｄ）のいずれか一方向に向かって加圧が行われる。

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されて回転体に向かって挿入溝が形成された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傾斜するように延在するブラシと、前記ブラシを支持する支持部材を含むブラシシール部；前記支持部材の両側面に密着しパッキングボディーの円周方向に熱膨張する熱膨張部材；及び前記ブラシシール部を固定するために、挿入溝に嵌合されそれぞれの熱膨張部材に向かって熱膨張し、熱膨張部材と密着したブラシシール部をパッキングボディーの円周方向で固定させるためにガイド部が形成された固定部材を含む。

前記固定部材は、多角形状に形成され挿入溝の内周面と外周面とが複数の面対面で密着した状態が維持され、後面に工具が挿入されるための工具挿入溝を含む。

前記固定部材は、前記ガイド部の前面が熱膨張部材に向かって傾斜した傾斜部を含む。

前記熱膨張部材は、前記固定部材に向かって下向きまたは上向き傾斜した傾斜面を含み、前記熱膨張部材と向き合って配置された。

本発明の第３実施例に係るブラシシールアセンブリは、回転体と固定体との間に位置し、前記パッキングボディーの内側の円周方向に形成され、ブラシシール部が挿入されるシール挿入溝と、前記シール挿入溝と隣接して開口され、固定部材が挿入されるように形成された固定部材挿入溝とを有する挿入溝を含み、前記シール挿入溝と固定部材挿入溝とは互いに連通された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；及び前記ブラシシール部を固定するために外部から熱が伝達される場合、前記熱膨張部材に向かって熱膨張するように前記熱膨張部材に向かって延長されたヘッドと、前記ヘッドの後方に延長されたボディーからなる固定部材を含む。

前記ヘッドとボディーは異種の材質からなる。

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されて回転体に向かって挿入溝が形成された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傾斜するように延在するブラシと、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全体の円周方向のうち、長さ方向を基準に先端部と後端部でのみ熱膨張する熱膨張部材；及び前記ブラシシール部を固定するために挿入溝に挿入された固定部材を含む。

本発明の各実施例は、固定部材がパッキングボディーに嵌合する場合、面対面で密着する接触面積が増加し、パッキングボディーの円周方向または円周方向と半径方向での固定力が向上して、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て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、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を通した両方向からの支持及び固定が可能で、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、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正面図。 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斜視図。 図４のＡ−Ａ線断面図。 本発明の他の実施例に係る挿入溝を示した図面。 本発明の一実施例に係るパッキングボディーの実施例を示した正面図。 本発明の一実施例に係るパッキングボディーの実施例を示した正面図。 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。 本発明のブラシシール部に移動する流体と回転体を通してブラシシールに加えられる圧力状態を一例として示した図面。 本発明の第３実施例に係るブラシシールアセンブリを示した分解斜視図。 本発明の第４実施例に係るブラシシールアセンブリの分解斜視図。 図１２の結合斜視図。 本発明の第４実施例に係るパッキングボディーの正面図。 本発明の他の実施例に係るパッキングボディーの正面図。 本発明の第４実施例に係るブラシシールアセンブリの正面図。 本発明の他の実施例に係るブラシシールアセンブリの正面図。 本発明の第４実施例に係る熱膨張部材がブラシシール部と結合する状態を示した斜視図。 本発明の一実施例に係るブラシシールアセンブリの他の実施例を示した分解斜視図。 本発明の第５実施例に係るブラシシールアセンブリを示した分解斜視図。 図２０の結合正面図。 他の実施例に係るブラシシールアセンブリを示した分解斜視図。 本発明の一実施例に係るブラシシール部に移動する流体と回転体を通してブラシシールに加えられる圧力状態を一例として示した図面。 本発明の一実施例に係るブラシシールアセンブリの作動状態図。 本発明の一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〜第５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〜第５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ラビリンスシール（１０）とブラシシールアセンブリ（１）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）とを含む。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ローター（５）と固定体との間でブラシシール部（２００）を通してブラシシール部（２００）の全体をパッキングボディー（１００）の円周方向と半径方向で同時に固定して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）の長さ方向において、固定部材（４００）により固定された状態が維持されるか、半径方向に、内側または外側に向かって固定部材（４００）により加圧されることで、気密が安定的に維持される。

このため、本実施例においては、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）と向き合うように位置するが、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、一定長さの複数のパッキングボディー（１００）が互いに密着した状態でローター（５）の外側に設けられる。

パッキングボディー（１００）は、挿入溝（１１０）にブラシシール部（２００）が全て挿入される場合、全体の形状がリング状になり、ブラシシール部（２００）が挿入されるシール挿入溝（１１２）と支持部材（２２０）が挿入される固定部材挿入溝（１１４）とを含み、シール挿入溝（１１２）と固定部材挿入溝（１１４）とは互いに連通された形態となる。

挿入溝（１１０）は、固定部材（４００）と対応する形態で開口され、本実施例の場合には固定部材（４００）が直六面体または多角形状のブロック（ｂｌｏｃｋ）からなるので、固定部材挿入溝（１１４）もこれと対応する形状に形成される。

挿入溝（１１０）は、単にブラシシール部（２００）の挿入のために開口されるのではなく、ブラシシール部（２００）が挿入された状態で高圧の流体が加えられる圧力によるブラシシール部（２００）の安定した支持のため、シール挿入溝（１１０）は直角の断面形状となり、固定部材（４００）が挿入される固定部材挿入溝（１１４）は多角形状の断面とされる。

このように形成される場合、固定部材挿入溝（１１４）の内周面と固定部材（４００）の外周面とが複数の面対面で密着した状態が維持されるので、接触面積が相対的に増加してこれによる摩擦面が増加し、ブラシシール部（２００）の円周方向での固定力が向上できる。さらに、ブラシシール部（２００）に流体による加圧力が作用する場合にも位置移動がなく、固定部材（４００）を通した安定した固定が維持される。

挿入溝（１１０）は、シール挿入溝（１１２）と固定部材挿入溝（１１４）との間に段部（１１３）が形成されてブラシシール部（２００）の全体をより安定的に固定できるが、この場合、ブラシシール部（２００）の上面が段部（１１３）の内側の上面に一部支持され、固定部材（４００）により同時に支持されるので、ブラシ（２１０）に加えられる流体の圧力によるブラシシール部（２００）の変形が最小化し、ブラシシール部（２００）に加えられた流体の圧力方向による固定部材（４００）の支持度が向上してブラシ（２１０）の端部に応力が集中する現象を最小化できる。

したがって、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した場合にも、摩耗及び変形によるシーリング損失が最小化して一定の間隙が維持でき、高圧の流体がブラシ（２１０）を経由して一定に移動することができるようになり、不要な流体漏れが減少する。

この場合、ブラシシール部（２００）の上面が段部（１１３）の内側面に一部支持され、固定部材（４００）により同時に支持されるので、ブラシ（２１０）に加えられる流体の圧力によるブラシシール部（２００）の変形が最小化し、ブラシシール部（２００）に加えられた流体の圧力による固定部材（４００）の支持度が向上してブラシ（２１０）の端部に応力が集中する現象を最小化できる。

したがって、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した場合にも、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）との間に一定の間隙が維持でき、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、不要な流体漏れを減少できる。

特にローター（５）とブラシ（２１０）との間の間隙が離れ過ぎた場合、高圧の流体が漏れてローター（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）と固定体とに干渉が発生し得るため、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非常に重要な変数として作用する。

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。

特に本実施例では、熱膨張部材（３００）が熱膨張する場合、長さ方向において熱膨張がなされ、後述する固定部材（４００）により熱膨張部材（３００）がパッキングボディー（１００）の下側に向いて加圧されてブラシシール部（２００）の全体を半径方向に加圧させる。

すなわち、ブラシシール部（２００）を基準に、円周方向には固定部材（４００）によりブラシシール部（２００）の先端部と後端部とが夫々固定され、半径方向にはブラシシール部（２００）が熱膨張する場合、固定部材（４００）により半径方向に加圧されてパッキングボディー（１００）において円周方向と半径方向とがともに安定した固定状態が維持される。

特に、高温の流体による熱伝導がなされる場合、ブラシシール部（２００）が円周方向及び半径方向で安定した固定状態が維持され、高圧の流体がブラシ（２１０）を経由して一定量だけ移動するので、シーリング効率の向上とブラシシール部（２００）が装着された対象物の効率をより安定的に維持させることができる。

例えば、ローター（５）はスチームタービンに設けられる場合、前述した通り、高温の流体がブラシシール部（２００）を経由して移動するが、熱膨張部材（３００）によりブラシシール部（２００）がパッキングボディー（１００）で安定的に固定されるとともに円周方向と半径方向でシーリングが維持されて不要な流体漏れが最小化する。

熱膨張部材（３００）は、固定部材（４００）と対向して配置され、より詳細には、熱膨張部材（３００）の膨脹による長さの変化を考慮して、熱膨張部材（３００）の端部と固定部材（４００）との間は離れた状態が維持される。

因みに、離れた長さ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）により半径方向に安定した加圧が行われるように、近接した位置に熱膨張部材（３００）が位置するのが好ましい。

熱膨張部材（３００）は、固定部材（４００）に向かって一方向に傾斜した傾斜面（３１０）が形成されて、前記傾斜面（３１０）は上部または下部中のいずれか一方向に向かって傾斜するが、傾斜面（３１０）の傾斜した角度と長さは特に限定しないが、固定部材（４００）の先端部により加圧が安定的になされるように図示した形態で傾斜するのが好ましい。

傾斜面（３１０）は、熱膨張部材（３００）の先端部と後端部とが夫々同一形態で傾斜するのが好ましく、これによって固定部材（４００）により熱膨張部材（３００）が加圧される場合、ブラシシール部（２００）の全体をパッキングボディー（１００）の半径方向に内側または外側へ移動させることができる。

熱膨張部材（３００）は、パッキングボディーに挿入された状態でローター（５）を通して伝えられた高温の熱気によって円周方向に熱膨張するが、先端部と後端部とが固定部材（４００）に向かって上向き傾斜した形態で傾斜面（３１０）が形成され得る。

傾斜面（３１０）の傾斜方向は、ブラシシール部（２００）の移動方向を決定するが、傾斜面（３１０）が下向き傾斜する場合、ブラシシール部（２００）はパッキングボディーの半径方向（ｒａｄｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に内側（ｉｎｗａｒｄ）へ向かって移動し、傾斜面（３１０）が上向き傾斜する場合、ブラシシール部（２００）はパッキングボディーの半径方向（ｒａｄｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に外側（ｏｕｔｗａｒｄ）へ向かって固定部材（４００）により移動される。

したがって、本実施例によるブラシシールアセンブリは、ローター（５）に向かってブラシシール部（２００）の全体を半径方向に容易に移動させて高圧の流体の移動による安定したシーリングを実施できる。

熱膨張部材（３００）は、スロット溝（２２４ａ）に挿入される挿入部（３０２）を含み、挿入部（３０２）は熱膨張部材（３００）の一部区間にのみ形成される。挿入部（３０２）が一部区間にのみ形成される理由は、熱膨張部材（３００）が長さ方向に熱膨張する時に第２支持プレート（２２４）に密着した状態で安定的に熱膨張を実施するためである。

このように、ブラシシール部（２００）が熱膨張する程度によってパッキングボディー（１００）の半径方向（ｒａｄｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に内側または外側のいずれか一方向に加圧される。

ブラシシール部（２００）は、互いに異なる圧力で高圧の流体がブラシシール部（２００）に向かって加圧される場合、流体の漏れ量（ｌｅａｋｉｎｇ ｆｌｏｗ）を安定（ｓｔａｂｌｅ）した状態でより長期間維持できるので、ブラシシールアセンブリが設けられた対象物の効率を向上させることができる。

例えば、ブラシシール部（２００）とローター（５）との間の間隙の調節は、ブラシ（２１０）の下端が過度にベンディングされた場合よりも一定の間隙が維持された場合の方が相対的に有利で、この場合、ブラシ（２１０）とローター（５）との間の間隙とブラシ（２１０）の挙動に対する事前シミュレーションを通して、前述した熱膨張部材（３００）の傾斜面に対する傾斜方向を設定してブラシシールアセンブリを構成できるので、高圧の流体漏れをブラシ（２１０）を通して安定的に維持できる。

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ために、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動を可能にする。

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で、流体の流れは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。

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に該当する高さまで開口した状態で形成されるが、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、前述した高さで形成するのが好ましい。

案内溝（２２２ａ）の形状は、図示した形状に限定されなく、ラウンド状に変更され得、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され得る。

第２支持プレート（２２４）は、第１支持プレート（２２２）と向き合う状態でブラシシール（２１０）の反対側に密着し、後述する熱膨張部材（３００）と向き合う一側面に形成されたスロット溝（２２４ａ）を含む。第１支持プレート（２２２）は、高圧の流体が第１支持プレート（２２２）とブラシ（２１０）とを経由して移動する場合、ブラシ（２１０）を基準に左側と右側の圧力差によるブラシ（２１０）の変形を防止して安定した支持状態を維持させる。

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か、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（２２４ａ）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。

添付された図３〜図５を参照すれば、固定部材（４００）はブロック形状でなされ、横方向または縦方向に向かって所定の長さに延長され、全体の形状が多角形状に形成されてブラシシール部（２００）を基準に、外周面が密着した状態で固定部材挿入溝（１１４）に嵌合され高圧の流体がブラシシール部（２００）に圧力を加える場合にも安定的に支持することができる。

これに対して、より詳細に説明すると、流体が矢印方向にブラシシール部（２００）に向かって移動する場合、ブラシシール部（２００）と固定部材（４００）に加えられる圧力はＸ軸とＹ軸方向に同時に加えられる。

Ｘ軸方向の圧力は、ブラシシール部（２００）と固定部材（４００）とを流体の移動方向に動かせるＦ１の力を発生させ、Ｙ軸方向の圧力はＦ２の力を発生させてブラシシール部（２００）と固定部材（４００）とをＦ１とＦ２の方向に夫々移動させようとする力が加えられる。

固定部材（４００）は、多角のブロック形状に形成されるのでＸ軸とＹ軸方向で夫々加えられる場合にも、水平面または垂直面に形成された部分がシール挿入溝（１１２）の内周面に密着してこれを安定的に支持することができる。さらに、これを通じてブラシ（２１０）の不要な摩耗の発生を最小化でき、振動の発生を抑制し、ブラシシール部（２００）を通して一定量の流体だけが移動するようにガイドすることができ、ブラシシールアセンブリが設けられた対象物の効率を相対的に向上させることができる。

固定部材（４００）は、一例として、第１固定ボディー（４００ａ）と第２固定ボディー（４００ｂ）を含み、第１固定ボディー（４００ａ）は直六面体からなり縦方向に向かって延長され、第２固定ボディー（４００ｂ）は第１固定ボディー（４００ａ）と直交して横方向に向かって延長される。

因みに、本実施例で示した固定部材（４００）は種々の多角形状中の一例を示したもので、図示した形態に限定せず多様に変更でき、固定部材挿入溝（１１４）の内周面と固定部材（４００）の外周面とが面対面で嵌合維持される形態で用いられることを明らかにしておく。

例えば、固定部材（４００）に特定方向から外力が加えられる場合、多角の面（ｆａｃｅ）を通して伝えられた外力は、第１、２固定ボディー（４００ａ、４００ｂ）と面対面で密着したパッキングボディー（１００）を通して支持され、外力の一部がパッキングボディー（１００）を通して拡散して固定部材（４００）に加えられた外力が最小化された状態が維持される。

これによって固定部材（４００）にローター（５）を通して伝達される荷重と流体により加えられる荷重とが同時に加えられる場合にも、ブラシシール部（２００）の全体を安定的に支持することができる。

固定部材（４００）は、固定部材挿入溝（１１４）に挿入された後、ブラシシール部（２００）の修理及びブラシ（２１０）のが必要な場合、作業者が簡便に固定部材挿入溝（１１４）から分離させることができるように、後面に工具が挿入できる工具挿入溝（４００ｃ）が形成される。

工具挿入溝（４００ｃ）は，円形または多角形状の中のいずれか一つの形状に形成されるが、特に形状は限定されなく、工具が挿入できる多様な形状に変更できる。

このように、固定部材（４００）に工具挿入溝（４００ｃ）が形成される場合、ブラシシールアセンブリ（１）に挿入された複数の固定部材（４００）を作業者が速かに分離させることができて作業性が向上し、再組立時にも簡便に挿入溝（１１０）に挿入させて再組立を実施できる。

固定部材（４００）は、熱膨張部材（３００）と向き合う状態で傾斜面（３１０）と反対方向に向かって傾斜したガイド部（４０２）を含むが、前記ガイド部（４０２）は熱膨張部材（３００）が円周方向に熱膨張する場合、傾斜面と密着した状態で熱膨張部材（３００）が半径方向に内側または外側に向かって移動方向をガイドしてブラシシール部（２００）の全体をローター（５）と一定間隔に維持させることができる。

ガイド部（４０２）は、傾斜面に向かって熱膨張するように特定温度で熱膨張する材質から構成され、材質は特に限定しない。

ガイド部（４０２）は、前面の外側に突出したガイド突起（４０４）をさらに含むが、ガイド突起（４０４）は、熱膨張部材（３００）の傾斜面（３１０）と最小限に接触して固定部材（４００）に加えられる応力を最小化させる。ガイド突起（４０４）は外側に向かってラウンド状に形成され、半径及び形状は特に限定しない。

本実施例に係る挿入溝は、前述した形態とは異なってブラシシール部の安定した固定と固定部材のより安定した挿入及び固定のために次のように構成される。

本発明の他の実施例に係る挿入溝に対して図面を参照して説明する。

添付された図６を参照すれば、本実施例に係る挿入溝（１１０）は、シール挿入溝（１１２）を基準に左側と右側とに夫々対称に固定部材挿入溝（１１４）が形成されて、前記固定部材挿入溝（１１４）に夫々固定部材（４００）が結合してブラシシール部（２００）を安定的に固定させる。

このように固定部材挿入溝（１１４）が配置される場合、ブラシシール部（２００）の両側で夫々固定部材（４００）により支持された状態が維持されて高圧の流体により加えられる圧力による変形が最小化する。

また、前述したブラシシール部（２００）で必要とする支持力維持性能条件が安定的に維持されて長期間の使用時にも、一定にシーリング状態を維持させてローター（５）に向かって一定量の流体を安定的に供給できる条件が維持されるので、ローター（５）の効率を向上させることができる。

固定部材挿入溝（１１４）は、ブラシシール部（２００）の上面と一部区間は同一高さに左側と右側に夫々形成され得、位置はシミュレーションを通して最適の位置が選ばれる。

添付された図７を参照すれば、本発明の他の実施例による第２支持プレート（２２４）は、ブラシ（２１０）の上面を経由して第１支持プレート（２２２）へ延長された延長部（２２４ｂ）を含む。この場合、ブラシ（２１０）の上面と第１支持プレート（２２２）の上面とが延長部（２２４ｂ）の下面に密着した状態で組立てられて、ブラシ（２１０）と第１支持プレート（２２２）とを第２支持プレート（２２４）が取り囲む形態で構成されるので、組立安全性の向上と高圧の流体による支持力が向上できる。

第２支持プレート（２２４）は、延長部（２２４ｂ）にブラシ（２１０）の上端が部分挿入される位置固定溝（２２４ｂ−１）を含み、位置固定溝（２２４ｂ−１）によりブラシ（２１０）に対する固定と、ローター（５）とブラシ（２１０）との間に形成された間隙が一定に維持される。

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）とが密着した状態で構成されて前面視において、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するのでブラシ（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８を参照すれば、本実施例によるブラシシールアセンブリ（１ａ）は、熱膨張部材（３００）の傾斜面（３１０）が上向き傾斜した形態が使用され得、この場合、固定部材（４００）のガイド部（４０２）も傾斜面（３１０）と密着した状態で対応するように図示した形態となる。そして説明していない挿入溝（１１０）と、ブラシシール部（２００）と、熱膨張部材（３００）と固定部材（４００）とは、先に説明した部分と類似しているので詳細な説明は省略する。

本発明の第２実施例に係るブラシシールアセンブリに対して図面を参照して説明する。

添付された図９〜図１０を参照すれば、ブラシシールアセンブリ（１ｂ）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ローター（５）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、本実施例の場合、前述した実施例とは異なってパッキングボディー（１００）の円周方向でブラシシール部（２００）に対する固定状態が安定的に維持される。

またローター（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）の長さ方向または半径方向に、内側または外側に向かって固定部材（４００）により加圧されることによって気密が維持される。

このために本実施例においては、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）と向き合うように位置するが、パッキングボディー（１００）は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、一定長さの複数のパッキングボディー（１００）が互いに一定間隔で離れた状態でローター（５）の外側に設けられる。

パッキングボディー（１００）は、挿入溝（１１０）にブラシシール部（２００）が全て挿入される場合、全体の形状がリング状になり、ブラシシール部（２００）が挿入されるシール挿入溝（１１０）と、支持部材（２２０）が挿入される固定部材挿入溝（１１４）を含み、シール挿入溝（１１０）と固定部材挿入溝（１１４）は互いに連通された形態となる。

挿入溝（１１０）は、単にブラシシール部（２００）の挿入のために開口されるのではなく、ブラシシール部（２００）が挿入された状態で高圧の流体が加えられる圧力によるブラシシール部（２００）の安定した支持のために、シール挿入溝（１１０）は直角の断面形状となり、支持部材（２２０）が挿入される固定部材挿入溝（１１４）は多角形状の断面とされる。

ブラシシールアセンブリ（１ｂ）は、ローター（５）と固定体との間に位置されてローター（５）に向かって挿入溝（１１０）が形成された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）に向かって傾斜するように延在するブラシ（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、前記支持部材の両側面に密着しパッキングボディーの円周方向に熱膨張する熱膨張部材（３００）；及び前記ブラシシール部（２００）を固定するために、挿入溝（１１０）に嵌合されそれぞれの熱膨張部材（３００）に向かって熱膨張し、熱膨張部材（３００）と密着したブラシシール部（２００）をパッキングボディーの円周方向に加圧するためのガイド部（４０２）が形成された固定部材（４００）を含む。

固定部材（４００）は、ブロック形状からなり、横方向または縦方向に向かって所定の長さに延長され、ブラシシール部（２００）を基準に、外周面が密着した状態で挿入溝（１１０）に嵌合され、高圧の流体がブラシシール部（２００）に圧力を加える場合にも安定的に支持することができる。

これに対して、より詳細に説明すると、流体が矢印方向にブラシシール部（２００）に向かって移動する場合、ブラシシール部（２００）と固定部材（４００）とに加えられる圧力はＸ軸方向に圧力が加えられ、ローター（５）とブラシシール部（２００）との間で発生する圧力はＹ軸方向に同時に加えられる。

Ｘ軸方向の圧力は、ブラシシール部（２００）と固定部材（４００）とを流体の移動方向に動かせる力を発生させ、Ｙ軸方向の圧力はブラシシール部（２００）を上側に移動させる力を発生させてブラシシール部（２００）と固定部材（４００）とをＸ軸とＹ軸方向へ移動させようとする力が加えられ得る。

本実施例では、固定部材（４００）が多角形状のブロック形状からなるので、Ｘ軸方向とＹ軸方向で加えられる力を安定的に支持することができる。またこれを通してブラシ（２１０）の不要な摩耗の発生を最小化でき、ブラシシール部（２００）を通して一定量の流体だけが移動するようにガイドでき、ブラシシールアセンブリ（１ｂ）が設置された対象物の効率を相対的に向上させることができる。

固定部材（４００）は、多様な多角形状中の一例を示したもので、図示した形態に限定せず多様に変更され得、固定部材挿入溝（１１４）の内周面と固定部材（４００）の外周面とが面対面で嵌合維持された形態で用いられることを明らかにしておく。

固定部材（４００）は、挿入溝（１１０）に挿入された後、ブラシシール部（２００）の修理及びブラシ（２１０）の取替えが必要な場合、作業者が簡便に固定部材挿入溝（１１４）で分離させるために後面に工具が挿入できる工具挿入溝（４００ｃ）をさらに含むが、前記工具挿入溝（４００ｃ）は円形または多角形状の中のいずれか一つの形状に形成され、特に形態は限定しない。

このように固定部材（４００）に工具挿入溝（４００ｃ）が形成される場合、ブラシシールアセンブリ（１ｂ）に挿入された複数の固定部材（４００）を作業者が速かに分離させることができて作業性が向上し、再組立て時にも簡便に固定部材挿入溝（１１４）に挿入させて作業を終了できる。

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）が形成されて、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で、流体の流れは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。

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。

第２支持プレート（２２４）は、第１支持プレート（２２２）と向き合う状態でブラシ（２１０）の反対側に密着し、後述する熱膨張部材（３００）と向き合う一側面に形成されたスロット溝（図示せず）を含む。第１支持プレート（２２２）は、高圧の流体が第１支持プレート（２２２）とブラシ（２１０）を経由して移動する場合、ブラシ（２１０）を基準に左側と右側の圧力差によるブラシ（２１０）の変形を防止して安定した支持状態を維持させる。

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。

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。

特に本実施例では、熱膨張部材（３００）が熱膨張する場合、長さ方向に熱膨張がなされ、後述する固定部材（４００）により熱膨張部材（３００）がパッキングボディー（１００）の円周方向で加圧されてブラシシール部（２００）の全体を固定させる。

すなわち、ブラシシール部（２００）を基準に円周方向で固定部材（４００）によりブラシシール部（２００）の先端部と後端部とが固定される。

特に、高温の流体による熱伝導がなされる場合、ブラシシール部（２００）が円周方向で安定した固定状態が維持され、高圧の流体がブラシ（２１０）を経由して一定量だけ移動するので、シーリング効率の向上とブラシシール部（２００）が装着された対象物の効率をより安定的に維持させることができる。

一例として、ローター（５）は、スチームタービンに設けられる場合、前述した通り、高温の流体がブラシシール部（２００）を経由して移動するが、ブラシシール部（２００）がパッキングボディー（１００）で安定的に固定されるとともに円周方向でシーリングを安定に維持させて不要に漏れる流体の漏れ量を最小化できる。

熱膨張部材（３００）は、固定部材（４００）と対向して配置され、より詳細には熱膨張部材（３００）の膨脹による長さの変化を考慮して熱膨張部材（３００）の端部と固定部材（４００）との間は離れた状態が維持される。

因みに、離れた長さ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）により半径方向に加圧が安定的になされ得るように、近接した位置に熱膨張部材（３００）が位置するのが好ましい。

本実施例による熱膨張部材（３００）は、固定部材（４００）に向かって下向き傾斜した形態で傾斜面（３１０）が形成され得、傾斜面（３１０）の傾斜した角度と長さは特に限定しないが、固定部材（４００）の先端部により加圧が安定的になされ得るように、図示した形態で傾斜するのが好ましい。

傾斜面（３１０）は熱膨張部材（３００）の先端部と後端部とが夫々同一形態で傾斜するのが好ましく、これによって固定部材（４００）により熱膨張部材（３００）が加圧される場合、一方向に容易に移動できる。

このように、ブラシシール部（２００）が熱膨張する程度によって、パッキングボディー（１００）の円周方向で加圧が行われる場合、流体の漏れ量（ｌｅａｋｉｎｇ ｆｌｏｗ）を安定（ｓｔａｂｌｅ）した状態でより長期間維持できるので、ブラシシールアセンブリが設けられた対象物の効率を向上させることができる。

例えば、ブラシシール部（２００）とローター（５）との間に間隙の調節はブラシ（２１０）の下端が過度にベンディングされた場合よりも一定の間隙が維持された方が相対的に有利で、この場合、ブラシ（２１０）とローター（５）との間の間隙とブラシ（２１０）の挙動に対する事前シミュレーションを通して前述した熱膨張部材（３００）の傾斜面に対する傾斜方向を設定してブラシシールアセンブリを構成できるので、高圧の流体漏れをブラシ（２１０）を通して安定的に維持できる。

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１１を参照すれば、ブラシシールアセンブリ（１ｃ）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ローター（５）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を維持するものの、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）の長さ方向または半径方向に、内側または外側に向かって固定部材（４００）により加圧されることによって気密を実施する。

このため、本実施例においては、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）と向き合うように位置するが、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、一定長さの複数のパッキングボディー（１００）が互いに一定間隔で離れた状態でローター（５）の外側に設けられる。

パッキングボディー（１００）は、挿入溝（１１０）にブラシシール部（２００）が全て挿入される場合、全体の形状がリング状になり、ブラシシール部（２００）が挿入されるシール挿入溝（１１０）と、固定部材（２２０）が挿入される固定部材挿入溝（１１４）を含み、シール挿入溝（１１０）と固定部材挿入溝（１１４）は互いに連通された形態となる。

挿入溝（１１０）は、単にブラシシール部（２００）の挿入のために開口されるのではなく、ブラシシール部（２００）が挿入された状態で高圧の流体が加えられる圧力によるブラシシール部（２００）の安定した支持のために、シール挿入溝（１１０）は直角の断面形状となり、固定部材（２２０）が挿入される固定部材挿入溝（１１４）は多角の断面形状となる。

このために本実施例に係るブラシシールアセンブリは、ローター（５）と固定体との間に位置されてローター（５）に向かって挿入溝（１１０）が形成された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）に向かって傾斜するように延在するブラシ（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）の全体の円周方向のうち、長さ方向で部分的に熱膨張する熱膨張部材（３００）；及び前記ブラシシール部（２００）を固定するために、固定部材挿入溝（１１４）に嵌合され、それぞれの熱膨張部材に向かって熱膨張して熱膨張部材と密着したブラシシール部をパッキングボディーの円周方向と半径方向に加圧するためのガイド部が形成された固定部材（４００）と、を含む。

固定部材（４００）は、ブロック形状からなり横方向または縦方向に向かって所定の長さに延長されブラシシール部（２００）を基準に、外周面が密着した状態で挿入溝（１１０）に嵌合され高圧の流体がブラシシール部（２００）に圧力を加える場合にも安定的に支持することができる。

本実施例では、固定部材（４００）が多角形状のブロック形状からなるので、Ｘ軸方向とＹ軸方向で加えられる力を安定的に支持することができる。またこれを通してブラシ（２１０）の不要な摩耗の発生を最小化でき、振動及び騷音の発生を抑制してブラシシール部（２００）を通して一定量の流体だけが移動するようにガイドでき、ブラシシールアセンブリが設けられた対象物の効率を相対的に向上させることができる。

固定部材（４００）は、一例として、第１固定ボディー（４００ａ）と第２固定ボディー（４００ｂ）とを含み、第１固定ボディー（４００ａ）は縦方向に向かって所定の長さに延長され、第２固定ボディー（４００ｂ）は第１固定ボディー（４００ａ）と直交して横方向に向かって延長される。

因みに、本実施例で示した固定部材（４００）は、多様な多角形状中の一例を示したもので、図示した形態に限定せず多様に変更でき、固定部材挿入溝（１１０）の内周面と固定部材（４００）の外周面とが面対面で嵌合維持された形態で用いられることを明らかにしておく。

固定部材（４００）は、固定部材挿入溝（１１０）に挿入された後、ブラシシール部（２００）の修理及びブラシ（２１０）の取替えが必要な場合、作業者が簡便に固定部材挿入溝（１１０）で分離させるために後面に工具が挿入できる工具挿入溝（４００ｃ）をさらに含み、前記工具挿入溝（４００ｃ）は円形または多角形状の中のいずれか一つの形状に形成され、特に形状は限定しない。

このように固定部材（４００）に工具挿入溝（４００ｃ）が形成される場合、ブラシシールアセンブリに挿入された複数の固定部材（４００）を作業者が速かに分離させることができて作業性が向上し、再組立て時にも簡便に挿入溝（１１０）に挿入させて作業を終了できる。

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）の円周方向で部分的に熱膨張する。

特に本実施例では、熱膨張部材（３００）が熱膨張する場合、長さ方向で熱膨張がなされ、後述する固定部材（４００）により熱膨張部材（３００）がパッキングボディー（１００）の下側に向いて加圧されてブラシシール部（２００）の全体を半径方向に加圧されるようにすることができる。

すなわち、ブラシシール部（２００）を基準に、円周方向には固定部材（４００）によりブラシシール部（２００）の先端部と後端部とが固定され、半径方向にはブラシシール部（２００）が熱膨張する場合、固定部材（４００）により半径方向に加圧されてパッキングボディー（１００）において、円周方向と半径方向の両方が安定的に固定された状態が維持される。

また本実施例による熱膨張部材（３００）は、長さ方向全体で熱膨張するのではなく、先端部と後端部でのみ長さ方向に熱膨張するが、このように特定区間でのみ熱膨張する場合、長さ方向全体で熱膨張する場合と比べて応答性が向上してより迅速な作動が行われる。

より詳細には、熱膨張部材（３００）の長さ方向の中間区間は一般の材質からなっており熱膨張が行われず、先端部と後端部とだけ熱膨張する材質から構成して円周方向に熱膨張を実施できるが、固定部材（４００）と向き合う状態で配置される。

特にブラシシールアセンブリ（１ｃ）は、固定部材（４００）によりブラシシール部（２００）の先端部と後端部との両方向から夫々半径方向（ｒａｄｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に加圧されるものの、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向かって加圧が行われるので、ブラシシールアセンブリ（１ｃ）が設置された対象物の作動状態によってパッキングボディー（１００）の内部膨脹または外部膨脹が行われる条件に合わせて選択的に設置して使用すればよい。

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で、流体の流れは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。

案内溝（２２２ａ）は図３と類似しており図３を参照して説明し、第１支持プレート（２２２）の全長をＬとした時、下部から２／３Ｌ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。

第２支持プレート（２２４）は、第１支持プレート（２２２）と向き合う状態でブラシ（２１０）の反対側に密着し、後述する熱膨張部材（３００）と向き合う一側面に形成されたスロット溝（図２参照）を含む。第１支持プレート（２２２）は高圧の流体が第１支持プレート（２２２）とブラシ（２１０）を経由して移動する場合、ブラシ（２１０）を基準に左側と右側の圧力差によるブラシ（２１０）の変形を防止して安定した支持状態を維持させる。

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。

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１２〜図１３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）とを含む。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）とを含めて構成され、所定の速度で回転するローター（５）と固定体との間でブラシシール部（２００）を通して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）の長さ方向で固定部材（４００）により固定された状態が維持されるか、半径方向に内側または外側に向かって固定部材（４００）により加圧されることによって、気密が安定的に維持される。

このために本実施例においては、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）と向き合って位置し、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、一定長さの複数のパッキングボディー（１００）が互いに密着した状態でローター（５）の外側に設けられる。

パッキングボディー（１００）は、挿入溝（１１０）にブラシシール部（２００）が全て挿入された状態で組立てられる場合、全体の形状がリング状になり、ブラシシール部（２００）が挿入されるシール挿入溝（１１２）と、固定部材（４００）が挿入される固定部材挿入溝（１１４）を含み、シール挿入溝（１１２）と固定部材挿入溝（１１４）とは互いに連通された形態となる。

挿入溝（１１０）は、単にブラシシール部（２００）の挿入のために開口されるのではなく、ブラシシール部（２００）が挿入された状態で高圧の流体が加えられる圧力によるブラシシール部（２００）の安定した支持のために、シール挿入溝（１１２）は直角の断面形状となり、固定部材（４００）が挿入される固定部材挿入溝（１１４）は円形の断面形状となる。

本実施例に係る挿入溝は、ブラシシール部の安定した固定と固定部材の安定した挿入及び固定のために次のように構成される。

添付された図１４を参照すれば、挿入溝（１１０）は、パッキングボディー（１００）の内側の円周方向に形成されてブラシシール部（２００）が挿入されるシール挿入溝（１１２）と、シール挿入溝（１１２）の一方向に段差のある段部（１１３）と、段部（１１３）の下側に固定部材（４００）が挿入されるように形成された固定部材挿入溝（１１４）とを含む。

特に本実施例では、シール挿入溝（１１２）と固定部材挿入溝（１１４）との間に段部（１１３）が形成されてブラシシール部（２００）の全体をより安定的に固定できる。

この場合、ブラシシール部（２００）の上面が段部（１１３）の内側面に一部支持され、固定部材（４００）により同時に支持されるので、ブラシ（２１０）に加えられる流体の圧力によるブラシシール部（２００）の変形が最小化し、ブラシシール部（２００）に加えられた流体の圧力による固定部材（４００）の支持度が向上してブラシ（２１０）の端部に応力が集中する現象を最小化できる。

したがって、長期に亘るブラシシール部（２００）とローター（５）との直間接の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）との間に一定の間隙が維持されて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でき得る。

またローター（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非常に重要な変数として作用する。

本発明の他の実施例に係る挿入溝に対して図面を参照して説明する。

添付された図１５を参照すれば、挿入溝（１１０）はシール挿入溝（１１２）を基準に、左側と右側とに夫々対称に固定部材挿入溝（１１４）が形成されて、前記固定部材挿入溝（１１４）に夫々固定部材（４００）（図１２参照）が結合してブラシシール部（２００）を安定的に固定させる。

このように、固定部材挿入溝（１１４）が配置される場合、ブラシシール部（２００）の両側で夫々固定部材（４００）により支持された状態が維持されて高圧の流体により加えられる圧力変動による変形が最小化する。また前述したブラシシール部（２００）で必要とする支持力維持性能条件が安定的に維持されて長期間の使用時にも一定のシーリング状態を維持させ、ローター（５）に向かって一定量の流体を安定的に供給してローター（５）の効率を向上させることができる。

固定部材挿入溝（１１４）は、ブラシシール部（２００）の上面と同一高さに左側と右側とに夫々形成されるか、または下側に離れた位置に形成され得、位置はシミュレーションを通して最適の位置が選ばれる。

またパッキングボディー（１００）は、ブラシシール部（２００）の上端が部分挿入される開口溝（１０１）が形成されて前述したブラシシール部（２００）の上端が密着した状態で挿入されることができ、ブラシ（２１０）の上端が安定的に挿入された状態が維持されて高圧流体の圧力変動による支持力が向上し、ブラシ（２１０）を基準に長さ方向で加えられるローター（５）の応力と側面で加えられる高圧の流体による応力から安定した支持状態が維持される。

添付された図１６を参照すれば、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。

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。

第２支持プレート（２２４）は、第１支持プレート（２２２）と向き合う状態でブラシシール部（２００）の反対側に密着し、後述する熱膨張部材（３００）と向き合う一側面に形成されたスロット溝（２２４ａ）（図８参照）とを含む。第１支持プレート（２２２）は高圧の流体が第１支持プレート（２２２）とブラシ（２１０）を経由して移動する場合、ブラシ（２１０）を基準に左側と右側の圧力差によるブラシ（２１０）の変形を防止して安定した支持状態を維持させる。

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（２２４ａ）（図８参照）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。

添付された図１７を参照すれば、本発明の他の実施例による第２支持プレート（２２４）は、ブラシ（２１０）の上面を経由して第１支持プレート（２２２）へ延長された延長部（２２４ｂ）を含む。この場合、ブラシ（２１０）の上面と第１支持プレート（２２２）の上面が延長部（２２４ｂ）の下面に密着した状態で組立てられてブラシ（２１０）と第１支持プレート（２２２）とを第２支持プレート（２２４）が取り囲む形態で構成されるので、組立安全性の向上と高圧の流体による支持力が向上できる。

第２支持プレート（２２４）は、延長部（２２４ｂ）にブラシ（２１０）の上端が部分挿入される位置固定溝（２２４ｂ−１）を含み、位置固定溝（２２４ｂ−１）によりブラシ（２１０）に対する固定とローター（５）とブラシ（２１０）との間に形成された間隙が一定に維持される。

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１２または図１８を参照すれば、熱膨張部材（３００）はスロット溝（２２４ａ）に挿入される挿入部（３０２）を含み、挿入部（３０２）は熱膨張部材（３００）の一部区間にのみ形成される。挿入部（３０２）が一部区間にのみ形成される理由は、熱膨張部材（３００）が長さ方向に熱膨張する時、第２支持プレート（２２４）に密着した状態で安定的に熱膨張を実施するためである。

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。

本実施例では、熱膨張部材（３００）が長さ方向で熱膨張する場合、後述する固定部材（４００）により熱膨張部材（３００）がパッキングボディー（１００）の下側に向いて加圧されてブラシシール部（２００）の全体が半径方向に加圧される。

すなわち、ブラシシール部（２００）を基準に、円周方向には固定部材（４００）によりブラシシール部（２００）の先端部と後端部とが固定され、半径方向にはブラシシール部（２００）が熱膨張する場合、固定部材（４００）により半径方向に加圧されてパッキングボディー（１００）において、円周方向と半径方向の両方が安定的に固定された状態が維持される。

特に高温の流体による熱伝導がなされる場合、ブラシシール部（２００）が円周方向及び半径方向で安定した固定状態が維持され、高圧の流体がブラシ（２１０）を経由して一定量だけ移動するので、シーリング効率の向上とブラシシール部（２００）が装着された対象物の効率をより安定的に維持させることができる。

一例として、ローター（５）はスチームタービンに設けられる場合、前述した通り、高温の流体がブラシシール部（２００）を経由して移動するが、ブラシシール部（２００）がパッキングボディー（１００）で安定的に固定されるとともに円周方向と半径方向でシーリングを安定に維持させて不要に漏れる流体の漏れ量を最小化できる。

熱膨張部材（３００）は固定部材（４００）と対向して配置され、より詳細には熱膨張部材（３００）の膨脹による長さの変化を考慮して熱膨張部材（３００）の端部と固定部材（４００）との間は離れた状態が維持されるか密着した状態の中のいずれか一つの状態に維持できる。

因みに、離れた長さ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）により半径方向に加圧が安定的になされ得るように、近接した位置に熱膨張部材（３００）が位置するのが好ましい。

熱膨張部材（３００）は固定部材（４００）に向かって下向き傾斜した傾斜面（３１０）が形成され得、傾斜面（３１０）の傾斜した角度と長さは特に限定しないが、固定部材（４００）の先端部により加圧が安定的になされ得るように、図示した形態で傾斜するのが好ましい。

傾斜面（３１０）は、熱膨張部材（３００）の先端部と後端部とが夫々同一形態で傾斜するのが好ましく、これによって固定部材（４００）により熱膨張部材（３００）が加圧される場合、一方向に容易に移動できる。

添付された図１９を参照すれば、本発明の他の実施例による熱膨張部材（３００）は、固定部材（４００）に向かって上向き傾斜した形態で傾斜面（３１０）が形成され得、熱膨張部材（３００）が膨脹される場合、固定部材（４００）により半径方向を基準に上側に向かってブラシシール部（２００）が移動できる。したがって、本実施例によるブラシシールアセンブリはローター（５）に向かってブラシシール部（２００）の全体を半径方向に容易に移動させることができる。

本実施例に係るブラシシールアセンブリは、固定部材（４００）によりブラシシール部（２００）の先端部と後端部との両方向から夫々パッキングボディー（１００）の半径方向（ｒａｄｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に加圧されるものの、パッキングボディー（４２０）を基準に内側（ｉｎｗａｒｄ）または外側（ｏｕｔｗａｒｄ）のいずれか一方向に向かって加圧が行われる。

すなわち、前述した熱膨張部材（３００）が熱膨張する場合、固定部材（４００）により傾斜面（３１０）が加圧されるが、傾斜面（３１０）の傾斜した方向によってパッキングボディー（４２０）の内部または外部の中のいずれか一方向に向かって選択的に加圧しながらローター（５）とブラシ（２１０）との間のシーリングが安定的に維持されて流体漏れが防止される。

このように、ブラシシール部（２００）が熱膨張する程度によってパッキングボディー（１００）の半径方向（ｒａｄｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に、内側または外側に固定部材（４００）により加圧され、高圧の流体がブラシシール部（２００）に向かって移動する場合、流体の漏れ量（ｌｅａｋｉｎｇ ｆｌｏｗ）がブラシシール部（２００）により安定（ｓｔａｂｌｅ）した状態で長期間維持されることができるので、ブラシシールアセンブリが設けられた対象物の効率を向上させることができる。

例えば、ブラシシール部（２００）とローター（５）との間に間隙の調節はブラシ（２１０）の下端が過度にベンディングされた場合よりも一定の間隙が維持される方が相対的に有利で、この場合、ブラシ（２１０）とローター（５）との間の間隙とブラシ（２１０）の挙動に対する事前シミュレーションを通して前述した熱膨張部材（３００）の傾斜面に対する傾斜方向を設定し、ブラシシールアセンブリを構成できるので、高圧の流体漏れをブラシ（２１０）を通して安定的に維持できる。

固定部材（４００）はピンまたはボルトの中のいずれか一つが選択的に使用され得、ピンまたはボルトはともにパッキングボディー（１００）に結合した後に溶接を通して安定的に固定される。因みに、前述したピンまたはボルトを除いた他の固定部材がパッキングボディー（１００）を固定するために使用でき得ることを明らかにしておく。

このように使用される一実施例による固定部材（４００）は、ヘッド（４１０）とボディー（４２０）で構成されて、ヘッド（４１０）は熱膨張部材（３００）に向かって延長される。

ヘッド（４１０）は、熱膨張部材（３００）と同様に、高温の熱が伝導される場合、熱膨張部材（３００）に向かって熱膨張して傾斜面（３１０）をより有利に加圧させることができる。前記ヘッド（４１０）の材質は特に限定しないが、熱膨張部材（３００）と同一材質または他の材質で構成され得、高温の熱が伝導される場合、安定的に熱膨張する材質で構成されるのが好ましい。

ボディー（４２０）は、ヘッド（４１０）の後方に向かって延長され、挿入溝（１１０）に密着した状態で挿入されることによって、円周方向でのブラシシール部（２００）を安定的に支持することができる。

ヘッド（４１０）とボディー（４２０）は異種の材質から構成でき得るが、ボディー（４２０）は高温の熱が伝導される場合にも熱膨張せず、ヘッド（４１０）だけが前方に向かって熱膨張するように構成されることも可能である。

本実施例では、固定部材が前述のものとは異なって、ヘッドとボディーがともに熱膨張しない一般のスチール材質で構成され得、この場合、固定部材は熱膨張部材（３００）に向かって熱膨張しないでブラシシール部（２００）の円周方向に対する固定だけを実施する。

固定部材（４００）は一例として、ボルトが使われる場合、外周面に長さ方向に沿ってネジ山が形成され、固定部材（４００）に形成されたネジ山と対応するネジ山がパッキングボディー（１００）に形成されて互いに螺合を通して安定した固定状態が維持される。

また、固定部材（４００）がボルトからなる場合、熱膨張部材（３００）に向かって熱膨張は行われず、ブラシシール部（２００）に対する円周方向に対する支持と熱膨張部材（３００）が熱膨張する場合、ブラシシール部（２００）の全体をパッキングボディー（１００）の内側または外側に向かって加圧させてブラシ（２１０）とローター（５）との間の間隙を一定に維持させる。

本発明の他の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２０〜図２３を参照すれば、ブラシシールアセンブリ（１ｂ）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ローター（５）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。

このために本実施例に係るブラシシールアセンブリは、ローター（５）と固定体との間に位置されてローター（５）に向かって挿入溝（１１０）が形成された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）に向かって傾斜するように延在するブラシ（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）の全体の円周方向のうち、長さ方向で部分的に熱膨張する熱膨張部材（３００）；及び前記ブラシシール部（２００）を固定するために挿入溝（１１０）に挿入された固定部材（４００）を含む。

熱膨張部材（３００）は、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）によってパッキングボディー（１００）の長さ方向または半径方向に、内側または外側に向かって固定部材（４００）により加圧されることによって気密を実施する。

このために本実施例においては、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）と向き合うように位置するが、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、一定長さの複数のパッキングボディー（１００）が互いに一定間隔で離れた状態でローター（５）の外側に設けられる。

パッキングボディー（１００）は、挿入溝（１１０）にブラシシール部（２００）が全て挿入される場合、全体の形状がリング状になり、ブラシシール部（２００）が挿入されるシール挿入溝（１１２）と支持部材（２２０）が挿入される固定部材挿入溝（１１４）とを含み、シール挿入溝（１１２）と固定部材挿入溝（１１４）とは互いに連通された形態となる。

挿入溝（１１０）は、単にブラシシール部（２００）の挿入のために開口されるのではなく、ブラシシール部（２００）が挿入された状態で高圧の流体が加えられる圧力によるブラシシール部（２００）の安定した支持のために、シール挿入溝（１１２）は直角の断面形状となり、支持部材（２２０）が挿入される固定部材挿入溝（１１４）は円形の断面となる。

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で、流体の流れは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。

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。

第２支持プレート（２２４）は第１支持プレート（２２２）と向き合う状態でブラシ（２１０）の反対側に密着し、後述する熱膨張部（）と向き合う一側面に形成されたスロット溝（２２４ａ）を含む。第１支持プレート（２２２）は高圧の流体が第１支持プレート（２２２）とブラシ（２１０）を経由して移動する場合、ブラシ（２１０）を基準に左側と右側の圧力差によるブラシ（２１０）の変形を防止して安定した支持状態を維持させる。

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（２２４ａ）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。

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）の円周方向で部分的に熱膨張する。

特に本実施例では熱膨張部材（３００）が熱膨張する場合、長さ方向で熱膨張が行われるようになり、後述する固定部材（４００）により熱膨張部材（３００）がパッキングボディー（１００）の下側に向いて加圧され、ブラシシール部（２００）の全体を半径方向に加圧されるようにすることができる。

すなわち、ブラシシール部（２００）を基準に、円周方向には固定部材（４００）によりブラシシール部（２００）の先端部と後端部とが固定され、半径方向にはブラシシール部（２００）が熱膨張する場合、固定部材（４００）により半径方向に加圧されてパッキングボディー（１００）において、円周方向と半径方向の両方が安定的に固定された状態が維持される。

また本実施例による熱膨張部材（３００）は長さ方向全体で熱膨張するのではなく、先端部と後端部でのみ長さ方向に熱膨張するが、このように特定区間でのみ熱膨張する場合、長さ方向全体で熱膨張する場合に比べて応答性が向上し、より迅速な作動ができる。

より詳細には、熱膨張部材（３００）の長さ方向の中間区間は一般材質からなって熱膨張が行われず、先端部と後端部だけ熱膨張する材質から構成して円周方向に熱膨張を実施できるが、固定部材（４００）と互いに向き合う状態で配置される。

特にブラシシールアセンブリ（１ｂ）は、固定部材（４００）によりブラシシール部（２００）の先端部と後端部との両方向から夫々半径方向（ｒａｄｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に加圧されるものの、パッキングボディー（４２０）を基準に内側（ｉｎｗａｒｄ）または外側（ｏｕｔｗａｒｄ）のいずれか一方向に向かって加圧が行われるので、ブラシシールアセンブリ（１ｂ）が設置された対象物の作動状態によってパッキングボディー（４２０）の内部膨脹または外部膨脹が行われる条件に合せて選択的に設置して使用すればよい。

このように構成された本実施例によ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２または図２４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（４００）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。仮りに、ブラシシール部（２００）が不安定な状態で固定部材挿入溝（１１４）に装着されたと判断される場合には、工具挿入溝（４００ｃ）に工具を挿入した状態から外側へ引っ張ると既挿入された固定部材（４００）が容易に固定部材挿入溝（１１４）の外側に引き出される。

そして作業者は、ブラシシール部（２００）の装着状態を正しく維持させた後に、分離された固定部材（４００）を固定部材挿入溝（１１４）に再挿入させる。

固定部材（４００）は多角のブロック形状に形成されるので、ブラシシール部（２００）を基準にＸ軸方向とＹ軸方向から安定的に挿入された状態が維持される。

このように固定部材（４００）が挿入溝（１１０）に挿入された後、振動または高温の熱がブラシシール部（２００）へ伝導される場合に備えて、外部に離脱しないように固定部材（４００）の外側で溶接を通して固定させるとブラシシール部（２００）の円周方向では固定部材（４００）により先端部と後端部とが安定的に固定される。

高圧の流体は、第１支持プレート（２２２）の案内溝（２２２ａ）を経由してブラシ（２１０）の下側へ誘導された後、ブラシ（２１０）を経由して矢印方向へ移動するが、第２支持プレート（２２４）及び固定部材（４００）によって、高圧の流体によりブラシシール部（２００）に加えられる圧力が安定的に支持される。

特に挿入溝（１１０）に挿入されたブラシシール部（２００）は、シール挿入溝（１１０）に密着した状態で維持されるので、高圧の流体はブラシ（２１０）を通してのみ矢印方向へ移動する。

仮りに、ブラシシール部（２００）にローター（５）を通して高温の熱が伝導されると、熱膨張部材（３００）がパッキングボディー（１００）の円周方向に沿って熱膨張して固定部材（４００）の傾斜面（３１０）にガイド突起（４０４）が接触し、熱膨張部材（３００）が下方に加圧される。

固定部材（４００）は、ガイド部（４０２）が熱膨張部材（３００）と一緒に熱膨張されるので、高温の熱が伝導される場合、ブラシシール部（２００）の全体をパッキングボディーの半径方向へ移動させることができ、円周方向では固定部材（４００）により安定的に支持された状態が維持されてローター（５）を通した熱伝導と急激な圧力変動による振動が持続的にブラシシール部（２００）に加えられる場合にも安定的に維持させる。

このように作動される場合、熱膨張部材（３００）は第２支持プレート（２２４）に固定されるので、ブラシシール部（２００）の全体をパッキングボディー（１００）の半径方向内側（ｉｎｗａｒｄ）に向かって移動させてブラシ（２１０）の下端がローター（５）の外周面と一定の間隙が維持される。

特にブラシ（２１０）は、下端がローター（５）の外周面に接触される条件でブラシシール部（２００）の全体をローター（５）に向かって一定の間隙が維持されるように維持させることができるので、高圧の流体が最初の設計値通りに一定に維持され、不要な流体の漏れを防止できる。

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

添付された図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、固定部材（４００）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。仮りに、ブラシシール部（２００）が不安定な状態で挿入溝（１１０）に装着されたと判断される場合には、工具挿入溝（４００ｃ）に工具を挿入した状態から外側へ引っ張れば既挿入された固定部材（４００）が容易に挿入溝（１１０）の外側に引き出される。

そして作業者は、ブラシシール部（２００）の装着状態を正しく維持させた後に分離された固定部材（４００）を固定部材挿入溝（１１４）に再挿入させる。

固定部材（４００）は多角のブロック形状に形成されるので、ブラシシール部（２００）を基準にＸ軸方向とＹ軸方向から安定的へ挿入された状態が維持される。

このように、固定部材（４００）が固定部材（１１４）に挿入された後には、振動または高温の熱が伝導される場合にも外部に離脱しないように、固定部材（４００）の外側で溶接を通して固定させればブラシシール部（２００）の円周方向では固定部材（４００）により先端部と後端部とが安定的に固定された状態が維持される。

高圧の流体は、第１支持プレート（２２２）の案内溝（２２２ａ）を経由してブラシ（２１０）の下側へ誘導された後、ブラシ（２１０）を経由して移動するが、第２支持プレート（２２４）及び固定部材（４００）によって、高圧の流体によりブラシシール部（２００）に加えられる圧力が安定的に支持される。

仮りに、ブラシシール部（２００）にローター（５）を通して高温の熱が伝導されれば、熱膨張部材（３００）がパッキングボディー（１００）の円周方向のうち、先端部と後端部でのみ熱膨張して固定部材（４００）の傾斜部（３１０）と接触される。

傾斜部（３１０）は所定の角度で傾斜しているので、熱膨張部材（３００）と密着したブラシシール部（２００）の全体を、パッキングボディー（１００）の内側から半径方向に外側に移動させてブラシ（２１０）に対するシーリングを安定的に維持させる。

このように構成された本発明によ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１２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（４００）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。仮りに、ブラシシール部（２００）が不安定状態で挿入溝（１１０）に装着されたと判断される場合には、工具挿入溝（４３０）に工具を挿入した状態から一方向へ回転させれば既挿入された固定部材（４００）が容易に挿入溝（１１０）の外側に引き出される。

そして作業者は、ブラシシール部（２００）の装着状態を正しく維持させた後に分離された固定部材（４００）を挿入溝（１１０）に再挿入させる。

このように、固定部材（４００）が挿入溝（１１０）に挿入された後には、振動または高温の熱が伝導される場合に備えて外部に離脱しないように、固定部材（４００）の外側で溶接を通して固定させるとブラシシール部（２００）の円周方向では固定部材（４００）により先端部と後端部とが安定的に固定された状態が維持される。

高圧の流体は、Ｆ１の圧力で第１支持プレート（２２２）の案内溝（２２２ａ）を経由してブラシ（２１０）の下側へ誘導された後、ブラシ（２１０）を経由して矢印方向へ移動するが、ブラシシール部（２００）によりローター（５）に向かって加えられる加圧力であるＦ３とローター（５）でブラシシール部（２００）に向かってＦ２の加圧力が同時に作用する。

特に挿入溝（１１０）に挿入されたブラシシール部（２００）は、シール挿入溝（１１２）に密着した状態で維持されるので、高圧の流体はブラシ（２１０）を通してのみ矢印方向へ移動する。

仮りに、ブラシシール部（２００）にローター（５）を通して高温の熱が伝導されれば、熱膨張部材（３００）がパッキングボディー（１００）の円周方向に沿って熱膨張して固定部材（４００）の傾斜面（３１０）にヘッド（４１０）が直接的に接触し、熱膨張部材（３００）全体がパッキングボディー（１００）の半径方向に加圧される。

固定部材（４００）は、ヘッド（４１０）部分だけが熱膨張して傾斜面（３１０）と接触し、熱膨張部材（３００）と一緒にブラシシール部（２００）の全体を半径方向に加圧させる。

熱膨張部材（３００）は、第２支持プレート（２２４）に固定されるので、ブラシシール部（２００）の全体をパッキングボディー（１００）の半径方向内側（ｉｎｗａｒｄ）に向かって移動させてブラシ（２１０）の下端がローター（５）の外周面と一定の間隙が維持される。

特にブラシ（２１０）は、下端がローター（５）の外周面に接触される条件でブラシシール部（２００）の全体をローター（５）に向かって一定の間隙が維持されるように維持させることができるので、高圧の流体が最初の設計値通りに一定に維持されて不要な流体の漏れを防止できる。

本発明の他の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１９または図２３または図２７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（４００）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。仮りに、ブラシシール部（２００）が不安定状態で挿入溝（１１０）に装着されたと判断される場合には、工具挿入溝（４３０）に工具を挿入した状態から一方向へ回転させれば既挿入された固定部材（４００）が容易に挿入溝（１１０）の外側に引き出される。

そして作業者は、ブラシシール部（２００）の装着状態を正しく維持させた後に分離された固定部材（４００）を挿入溝（１１０）に再挿入させる。

このように、固定部材（４００）が挿入溝（１１０）に挿入された後には、振動または高温の熱が伝導される場合にも外部に離脱しないように、固定部材（４００）の外側で溶接を通して固定させればブラシシール部（２００）の円周方向では固定部材（４００）により先端部と後端部とが安定的に固定された状態が維持される。

高圧の流体はＦ１の圧力で第１支持プレート（２２２）の案内溝（２２２ａ）を経由してブラシ（２１０）の下側へ誘導された後、ブラシ（２１０）を経由して矢印方向へ移動するが、ブラシシール部（２００）によりローター（５）に向かって加えられる加圧力であるＦ３とローター（５）でブラシシール部（２００）に向かってＦ２の加圧力が同時に作用する。

仮りに、ブラシシール部（２００）にローター（５）を通して高温の熱が伝導されれば、熱膨張部材（３００）がパッキングボディー（１００）の円周方向のうち、先端部と後端部でのみ熱膨張して固定部材（４００）の傾斜面（３１０）にヘッド（４１０）が直接的に接触し、熱膨張部材（３００）の全体がパッキングボディー（１００）の半径方向に、より速かに加圧されてシーリングされる。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ：ブラシシールアセンブリ
５：ローター
１００：パッキングボディー
１１０：挿入溝
１１２：シール挿入溝
１１３：段部
１１４：固定部材挿入溝
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
２２４ｂ：延長部
２２４ｂ−１：位置固定溝
３００：熱膨張部材
３１０：傾斜面
４００：固定部材
４１０：ヘッド
４２０：ボディー

Claims (16)

1. 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であって、
   前記回転体と前記固定体との間に位置し、挿入溝が形成されたパッキングボディーと、
   前記挿入溝に挿入された一端から前記回転体に向かって延在するブラシ、および前記ブラシを支持する支持部材を含むブラシシール部と、
   前記支持部材の一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）する熱膨張部材と、
   前記熱膨張部材と向き合う状態で前記挿入溝に嵌合することにより、前記ブラシシール部を前記パッキングボディーの円周方向と半径方向に同時に固定するための固定部材と
   を含み、
   前記熱膨張部材は、前記支持部材の前記一側面に形成されたスロット溝に挿入される挿入部を有する
   ブラシシールアセンブリ。
2. 前記固定部材は、
   多角形状に形成され、前記挿入溝の内周面と前記固定部材の外周面とが互いに複数の面と面で密着する請求項１に記載のブラシシールアセンブリ。
3. 前記固定部材は、
   一方向に延長された第１固定ボディーと、
   前記第１固定ボディーと一体に形成され前記第１固定ボディーと直交する方向に延長された第２固定ボディーと
   を含む、請求項１に記載のブラシシールアセンブリ。
4. 前記熱膨張部材は、
   一端部と他端部に前記固定部材と向い合いつつ前記回転体側へ鈍角を成して傾斜する傾斜面を含む請求項１に記載のブラシシールアセンブリ。
5. 前記熱膨張部材は、
   一端部と他端部に前記固定部材と向い合いつつ前記回転体側へ鋭角を成して傾斜する傾斜面を含む請求項１に記載のブラシシールアセンブリ。
6. 前記固定部材は、
   前記熱膨張部材の前記傾斜面と向き合うガイド面を有するガイド部を含む請求項４または５に記載のブラシシールアセンブリ。
7. 前記ガイド部は、
   前記傾斜面に向かって熱膨張する請求項６に記載のブラシシールアセンブリ。
8. 前記ガイド部は、
   前記ガイド面から突出して前記傾斜面と接触するガイド突起を含む請求項６または７に記載のブラシシールアセンブリ。
9. 前記固定部材により前記ブラシシール部の一端部と他端部の両側から半径方向（ｒａｄｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）へ加圧されて、前記ブラシシールアセンブリは、前記パッキングボディーに対して前記固定体側および前記回転体側の少なくともいずれかの方向に向かって加圧される請求項１から８のいずれか１項に記載のブラシシールアセンブリ。
10. 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であって、
    前記回転体と前記固定体との間に位置し、前記回転体に向かって挿入溝が形成されたパッキングボディーと、
    前記挿入溝に挿入された一端から前記回転体に向かって傾斜するように延在するブラシ、および前記ブラシを支持する支持部材を含むブラシシール部と、
    前記支持部材の両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する熱膨張部材と、
    前記熱膨張部材に向かって熱膨張して前記熱膨張部材と密着した前記ブラシシール部を前記パッキングボディーの円周方向に固定させるガイド部が形成された、前記挿入溝に嵌合された固定部材と
    を含むブラシシールアセンブリ。
11. 前記固定部材は、
    多角形状に形成され、前記挿入溝の内周面と前記固定部材の外周面とが互いに複数の面と面で密着し、前記内周面と密着する面とは異なる一面に工具が挿入される工具挿入溝を含む請求項１０に記載のブラシシールアセンブリ。
12. 前記固定部材は、
    前記ガイド部のガイド面が前記熱膨張部材に向かって傾斜した傾斜部を含む、請求項１０または１１に記載のブラシシールアセンブリ。
13. 前記熱膨張部材は、
    前記固定部材に向い合いつつ前記回転体側へ鈍角または鋭角を成して傾斜する傾斜面を含む請求項１０から１２のいずれか１項に記載のブラシシールアセンブリ。
14. 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であって、
    前記固定体側の円周方向に形成され、ブラシシール部が挿入されるシール挿入溝、および前記シール挿入溝と隣接して開口し、固定部材が挿入されるように形成された、前記シール挿入溝と連通する固定部材挿入溝とを有する挿入溝を含む、前記回転体と前記固定体との間に位置するパッキングボディーと、
    前記挿入溝に挿入された一端から前記回転体に向かって延在するブラシ、および前記ブラシを支持する支持部材を含むブラシシール部と、
    前記支持部材の一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）する熱膨張部材と、
    前記熱膨張部材に向かって熱膨張するように前記熱膨張部材に向かって延長されたヘッド、および前記ヘッドの前記熱膨張部材側とは反対の後方に延長されたボディーを有する固定部材と
    を含むブラシシールアセンブリ。
15. 前記ヘッドと前記ボディーは、
    互いに異なる材質からなる請求項１４に記載のブラシシールアセンブリ。
16. 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であって、
    前記回転体と前記固定体との間に位置し、前記回転体に向かって挿入溝が形成されたパッキングボディーと、
    前記挿入溝に挿入された一端から前記回転体に向かって傾斜するように延在するブラシ、および前記ブラシを支持する支持部材を含むブラシシール部と、
    前記支持部材の一側面に密着し前記パッキングボディーの全体の円周方向のうち、長さ方向における一端部と他端部でのみ熱膨張する熱膨張部材と、
    前記ブラシシール部を固定するために前記挿入溝に挿入された固定部材と
    を含むブラシシールアセンブリ。

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