JPS61244968A - ブラシ型シ−ル装置 - Google Patents

ブラシ型シ−ル装置

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JPS61244968A
JPS61244968A JP61088364A JP8836486A JPS61244968A JP S61244968 A JPS61244968 A JP S61244968A JP 61088364 A JP61088364 A JP 61088364A JP 8836486 A JP8836486 A JP 8836486A JP S61244968 A JPS61244968 A JP S61244968A
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brush
sealing device
type sealing
wall
seal device
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/005—Other auxiliary members within casings, e.g. internal filling means or sealing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
    • F16J15/3288—Filamentary structures, e.g. brush seals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、互いに相対的に可動な２つの構造部間のギャ
ップをブリッジするためのブラシ型シール装置に関する
ものである。
従来の技術 例えば内燃機関、ガスタービン機関、ジェット推進器又
は熱又１．換器においては、−例えば高熱ガスの流れ方
向を強制するために、特に高温の媒体、例えば高熱ガス
の゛質流する通路の所定箇所をしゃ断する必要がある。
この場合、例えば隣接し合う通路壁区分若しくは構造部
のしばしば著しく異なる熱負荷及び熱膨張を考慮すれば
、前記構造部間に剛性なシール接続部を設けることは事
実上不可能である。
前記のような熱による問題点の他に、前記通路しゃ断装
置においてはしばしば、例えば車両衝突負荷によって生
じる振動若しくはこの振動によって２つの構造部のうち
の少な（とも一方が他方に対してずれることを考慮すれ
ば、やはり前記と同様に、隣接し合う壁区分間の当該の
しや断体を固く接続することはできない。
発明が解決しようとする問題点 前記のような従来形式の、運動を補償ししかも通路をし
ゃ断する九めの、対応するシールライニングと摩擦接続
する機械式のシール装置は、非常に複雑な構造を有して
いて、比較的迅速な高い摩耗にさらされる。
そこで本発明の課題は、特に高熱ガスをしゃ断するのに
適した、運動を補償するシール装置を耐摩耗性及び整備
不要に構成することである。
問題点を解決するための手段 前記問題点を解決した本発明によれば、０）一方のブラ
シ端部が第１の構造部に固く結合されており、 ←）他方のブラシ端部が第２の構造部の接合部材で自由
に可動にガイドされている。
ドイツ連邦共和国特許第３０２３６０９号明細書によれ
ば、環状のガス通路の半径方向外側の壁部区分を形成す
る外周部リングを備えたガスタービン機関用のタービン
が公知である。前記外周部リングは、動翼の先端を取り
囲み、タビンケーシングによって保持されしかもこのタ
ービンケーシングに対して半径方向で熱膨張可能に配置
されている。この公知のタービンにおいては、セラミッ
ク材料より成る外周部リングが、環状に配置された突出
する剛毛を介してタービンケーシングによって半径方向
で支えられていて、間隔を保って保持されており、この
剛毛は環状のブラシシールを形成するようにタービンケ
ーシングに配置されている。支持体がブラシ状に配置さ
れていることによって、１本１本の剛毛のばね力による
同心性が完全に維持され、外周部リングとケーシングリ
ングとの間で所定の力伝達が行なわれることなしに、外
周部リングとケーシングリングとの間の間隔の所定の差
が補償される。しかしながらこの公知の装置においては
、特に運転中にわずかな熱膨張にさらされるセラミック
外周部リングに関連して、動翼先端ギャップを最小限に
維持する必要がある。本発明によればその必要はない。
作用 前記公知の解決策に対して本発明の解決策によれば、場
合によっては高熱ガス流に直接さらすことのできるしゃ
断シール装置が得られた。
このしゃ断シール装置は、全運転状態にわたって支持若
しくは保持作用を得ようとする前記公知の場合における
ようにもっばらシール装置の長手方向で空間的な運動制
限を受けることなしに、隣接し合う構造部分間の著しく
異なる相対運動を補償することができる。
本発明の接合部材構造によれば、すべての方向で自由で
かつ常にシールされたブラシ取り囲み装置が可能である
。この接合部材によってブラシは強制ガイドされるので
、ブラシ材料がその弾性特性を少なくとも部分的に失な
うような比較的高いガス温度においても、構造部長手方
向に延びる内側の接合部材壁とブラシ型シール装置の剛
毛又は糸との間のシール接触が常に維持される。
実施例 次に図面に示した実施例について本発明の構成を具体的
に説明する。
第１図では、定置であるが相対的に移動可能な２つの構
造部３，４（この実施例では例えば機械排気導管の高熱
がスをガイドする壁部である）間の間隙をブリッジする
ための、剛毛２を有する本発明の１実施例によるブラシ
シール１が示されている。
本発明の基本的な考え方によれば、剛毛２の端部は一方
の構造部３に固く結合する必要があるが、この場合、剛
毛２の他方の自由端部は他方の構造部４の接合部材５内
ですべての方向Ｘ。
Ｙ、Ｚで可動にガイドされている。
また接合部材５は有利には、場合によっては熱膨張又は
例えば振動を生ぜしめる運動を補償することができるよ
うにするために、少な（とも一方の構造部４の、他方の
構造部３に対して予測される移動運動方向で必要な深さ
ｔを有している（第２図参照）。
すべての運転状態において申し分のない高熱ガスしゃ断
を確実に行なうことができるようにするために、接合部
材５は、ブラシシール１の拡がった（この実施例では例
えば束ねられていない）剛毛部分の幅Ｂ２よりも狭い幅
Ｂ１を有している。
機械的に非常に簡単な構造で、ブラシシール１の剛毛２
又は糸は、構造部３，４に沿って延びる支持部材６で掴
まえられ、保持される。接合部材５は構造部の壁部に対
して平行に延びるフォーク状の対抗部材７の構成部であ
る。
また、支持部材６と当該の対抗部材７とは所属のアング
ル部材８，９を介して所属の構造部３．４に接続される
。
第６図に示した第２実施例によれば、当該の支持部材６
′と、接合部材５を有する対抗部材７′とはそれぞれ一
体的な固定部材として構成される。第１図の実施例とは
異なり第３図の実施例では、当該の構造部３，４におけ
る支持部材６′及び対抗部材１′の空間的にずらされ折
り曲げられた固定形式が得られる。
第１図〜第６図によれば、シール装置のａみ立てを容易
にするために、接合部材５の、ブラシ挿入側の両側で外
側に向かって丸味をつけて折り曲げられた端縁部１０，
１１が設けられている。
第１図及び第６図によれば、ブラシシール１ば、直線状
の又は図示していないが有利には同様に湾曲された構造
部３，４間に構成若しくは配置されている。
そのつどの基準温度を考慮して、ブラシシール１のため
に適当な材料が用いられる。例えば、ブラシシール１の
剛毛２又は糸は高耐熱性の金属材料より製造されるか又
はグラスファイバーより製造される。
本発明によるブラシシールはタービン装置、特にガスタ
ービンエンジンの有利にはケーシング構造部間に、高熱
ガスしゃ断シール装置として挿入される。
管渠熱交換器用の高熱ガスしゃ断シール装置としての有
利な実施例は、以下の第４図の実施例で詳しく示されて
いる。
第４図の実施例は、交差対抗光構造の管渠熱交換器に関
するものである。この管渠熱交換器においては、高熱ガ
スＧの貫流するマトリックス１２の流入側と流出側とが
互いに別個の円筒形状の圧縮空気ガイド１３．１４に接
続されている。このマトリックス１２は圧縮空気ガイド
１３．１４から横方向に突出するＵ字管１３′より成っ
ている。高熱ガスＧによって加熱される圧縮空気は上部
の円筒形の圧縮空気ガイド１３に矢印り方向で供給され
、さらに加熱されながら矢印方向でマトリックス１２を
貫流し、加熱された状態で下側の円筒形の圧縮空気ガイ
ド１４から矢印ゴの方向で出て適当な消費器、例えばガ
スタービンエンジンの内燃機関に供給される。この場合
さらに、外側の変向範囲でマトリックスを取り囲む壁部
材１４′はマトリックス部分カバーシェルとして構成さ
れており、このマトリックス部分カバーシェルは、特に
熱によって制限される差動運動にさらされる。
第１図〜第６図の実施例に基づいて構成された、運動を
補償する高熱ガスしゃ断シール装置１５．１６は、一方
の構造部としての壁部材１４′と、他方の構造部とし１
の熱の絶縁された、高熱ガスをガイドする外側ケーシン
グ３′との間にブラシ型シール装置として設けられてい
る。
第４図では、本発明によるブラシ型シール装置を外側ケ
ーシング３′の上流及び下流箇所に使用している。構造
部６′は、外側ケーシング３′、若しくはマトリックス
湾曲範囲における外側ケーシング側の縁部区分に隣接す
る壁部材１４′との間の、運動を補償するブラシ型高熱
ガスしゃ断シール装置１５，１６０支持部材である。前
記隣接する壁部材１４′は、マトリックス１２の差動運
動を考慮してマトリックスの外側の変向側縁部に応じて
運動を補償するように配置されている。この運動補償は
壁部材１４′に固定された別のブラシ型シール装置１７
，１８．１９によって得られる。これらのプラン型シー
ル装置１７．１８．１９はＵ字管１３′の外側の湾曲範
囲をシールしながらおおっている。ブラシ型の高熱ガス
しゃ断シール装置１５若しくは１６はまず、高熱ガスの
うちの、熱交換過程に使用されないガス流が壁部材１４
′と外側ケーシング３′との間の中間室２１に流れ込む
のを妨げる。高熱ガスは、横のケーシング範囲で破線で
示した矢印Ｈ方向でつまりアーチ状の縁部に向かって変
向せしめられる。シェル状の壁部部材１４′とその他の
ブラシ型シール装置１７，１８，１９゜２０との組み合
わせによって、縁部に向かう高熱ガス部分流の蛇行線状
の強制ガイＶ流「が生ぜしめられ、ひいては外側のマト
リックス変向範囲において容認され得る交差対抗流式熱
交換過程が形成される。
前述のブラシ型高熱がスしゃ断シール装置１５．１６は
支持部材６′に固定されており、壁部材１４′のフォー
ク状の対抗部材７′の接合部材５に係合しこれをシール
している。
支持部材６′の例えば折り曲げられた終端部２２は金属
・フェルト・絶縁体２３にはんだ付けされている。この
金属・フェルト・絶縁体２３は反対側で同じようにこの
金属・フェルト・絶縁体２３にはんだ付げされたゾレー
ト２４を有しており、このプレート２４自体は外側ケー
シング３′に固定されている。この絶縁体２３における
固定は、外側ケーシング３′における熱に対する絶縁部
材２５とは別個の絶縁材固定ユニットを形成している。
第４図は、特許請求の範囲第９項及び第１０項の実施態
様によるものであるが、ブラシ型高熱ガスしゃ断シール
装置１５若しくは１６のためのそれぞれの支持部材６′
は直線状の構造区分（ケーシング３′）に設けられてい
て、それぞれのフォーク状の対抗部材７′は、シェルの
壁部材１４′の、前記直線状の構造部区分に向かって折
り曲げられた端部に形成されている。この場合における
シール部材対は、剛毛と接合部材５との間で、２つの構
造部（外側ケーシング３′、壁部材１４′）間の傾斜し
た共通平面に延びている。
本発明によるブラシ型シール装置の、第４図に対する変
化実施例によれば、例えば熱によって又は車両衝突負荷
によって惹起される、縁部ガイド壁と外側ケーシング３
′との間の相対差動運動をシールしつつブリッジするた
めに、有利には、マトリックス１２の１つ又はそれ以上
９側方の縁部ガイド壁と、高熱ガスをガイドする外側ケ
ーシング３′の対応する側方区分との間に配置されてい
る。この場合、１つ又はそれ以上の縁部ガイド壁と外側
ケーシング３′との間の当該中間室内に押し込められた
高熱ガス部分流を高熱ガス流Ｇの方向でマトリックス１
２に変向させなければならないという課題がある。
第５図に示したプラン型シール装置においては、ブラシ
端部を受容する接合部材５が、ブラシ受容側でベンチ状
の剛毛ガイド箇所２６を有している。この剛毛ガイド箇
所２６の後ろ側で接合部材５は拡がろうとするブラシ端
部よりも大きく拡げられている。
第６図によるブラシ型シール装置においては、剛毛２７
又は糸は両側でフランジ状の部材２８゜２９によって掴
まえられており、この剛毛２７又は糸の一様に半径方向
で拡張する湾曲区分がフォーク状の接合部材５の内壁区
分に対して移動せしめられこの内壁区分をシールしつつ
これに当接するようになっている。
第５図及び第６図に示したブラシ型シール装置の変化実
施例は、例えば第１図による構造部、。
３．４間の差動運動段階、つまり特にＸ及び／又はＹ（
第１図参照）方向における運動が比較的大きい場合でも
、当該の剛毛２若しくは２７が接合部材５で折れ曲がり
箇所Ｋ（第５図参照ンを形成することは避けられるとい
う利点を有している。
効果 以上のように本発明によれば、隣接し合う構造部分間の
著しく異なる相対運動を補償することのできる、特に高
熱ガス流をしゃ断するのに適したしゃ断シール装置が得
られた。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１実施例による、隣接し合う２つ
のケーシング部分及びブラシシールの部分的な斜視図、
第２図は第１図の矢印Ａ方向から見たブラシシールの取
りはずした状態の部分的詳細図、第３図は第２実施例に
よる、隣接し合う２つのケーシング部分及びブラシシー
ルの部分的な斜視図、第４図は本発明によるブラシシー
ルを使用した管型熱交換器の概略的な断面図、第５図は
第３実施例によるブラシシールの側面図、第６図は第４
実施例によるブラシシールの側面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、互いに相対的に可動な２つの構造部間のギャップを
    ブリッジするためのブラシ型シール装置において、 （イ）一方のブラシ端部が第１の構造部（３）に固く結
    合されており、 （ロ）他方のブラシ端部が第２の構造部（４）の接合部
    材（５）で自由に可動にガイドされている、ことを特徴
    とする、ブラシ型シール装置。 ２、接合部材（５）が、構造部の予測されるしゆう動運
    動に合わせられた深さ（Ｔ）を有している、特許請求の
    範囲第１項記載のブラシ型シール装置。 ３、接合部材（５）が、拡がつたブラシ部分の幅（Ｂ＿
    ２）よりも小さい幅（Ｂ＿１）を有している、特許請求
    の範囲第２項記載のブラシ型シール装置。 ４、ブラシ型シール装置の剛毛又は糸が全構造長さにわ
    たつて延びる若しくは構造部壁に対して平行に延びる支
    持部材（６）で掴まえられ保持されている、特許請求の
    範囲第３項記載のブラシ型シール装置。 ５、接合部材（５）が、全構造長さにわたつて延びる若
    しくは構造部壁に対して平行に延びるフォーク状の対抗
    部材（７）の構成部分である、特許請求の範囲第１項か
    ら第４項までのいずれか１項記載のブラシ型シール装置
    。 ６、支持部材（６）と対抗部材（７）とが特別なアング
    ル部材（８、９）を介して又は一体的なアングル部材に
    よつて所属の構造部（３、４）に接続されている、特許
    請求の範囲第５項記載のブラシ型シール装置。 ７、接合部材（５）に、ブラシ受容側の両側で外側に向
    かつて丸味をつけて折り曲げられた端縁部（１０、１１
    ）が形成されている、特許請求の範囲第１項から第６項
    までのいずれか１項記載のブラシ型シール装置。 ８、ブラシ端部を受容する接合部材（５）が、ブラシ受
    容側でペンチ状の剛毛ガイド箇所（２６）を有しており
    、該剛毛ガイド箇所（２６）の後ろ側が、拡がるブラシ
    端部よりも大きく拡げられている、特許請求の範囲第１
    項から第７項までのいずれか１項記載のブラシ型シール
    装置。 ９、ブラシ型シール装置の剛毛（２７）又は糸が両側で
    掴まえられていて、この剛毛（２７）又は糸の半径方向
    で一様に拡がる湾曲区分がフォーク状の接合部材（５）
    の内壁区分に可動にしかもこの内壁区分をシールしなが
    ら当接している、特許請求の範囲第１項から第８項まで
    のいずれか１項記載のブラシ型シール装置。 １０、ブラシ型シール装置が、一様に湾曲された又は直
    線状の構造部（３、４）間に構成されている、特許請求
    の範囲第１項から第９項までのいずれか１項記載のブラ
    シ型シール装置。 １１、ブラシ型シール装置（１５、１６）のための支持
    部材（６′）が直線状の一方の構造部（３′）に構成さ
    れており、フォーク状の対抗部材（７′）が、前記直線
    状の構造部に向かつて折り曲げられたシエル部材又は壁
    部材として構成された他方の構造部（１４′）によつて
    形成されているか若しくはこの他方の構造部（１４′）
    に構成されている、特許請求の範囲第１項から第９項ま
    でのいずれか１項記載のブラシ型シール装置。 １２、剛毛（２）と接合部材（５）との間のシール部材
    対が２つの構造部（３′、１４′）間で傾斜された共通
    の面に延びている、特許請求の範囲第１項から第１１項
    までのいずれか１項記載のブラシ型シール装置。 １３、前記構造部（３′、１４′）がタービン装置のケ
    ーシング構造部である、特許請求の範囲第１項から第１
    ２項までのいずれか１項記載のブラシ型シール装置。 １４、ブラシ型シール装置が高熱ガスしや断シール（１
    ５、１６）である、特許請求の範囲第１項から第１３項
    までのいずれか１項記載のブラシ型シール装置。 １５、別個の圧縮空気ガイド（１３、１４）から側方に
    突出する管状のマトリックス（１２）を有する熱交換器
    用のブラシ型シール装置であつて、前記マトリックス（
    １２）が、このマトリックス（１２）を横切る方向で高
    熱ガス（Ｇ）を導く他方の構造部（３′）としての外側
    ケーシングに対する部分的な壁部ライニングを備えてお
    り、一方の構造部（１４′）がマトリックス変向範囲を
    少なくとも部分的に、高熱ガス主流（Ｇ）に対しておお
    うシエル状の壁部材であつて、該壁部材がこの壁部材と
    他方の構造部（３′）としての前記外側ケーシング（３
    ′）との間で前記ブラシ型シール装置（１５、１６）に
    よつて一重又は多重にシールしようとする中間室（２１
    ）を形成している、特許請求の範囲第１項から第１４項
    までのいずれか１項記載のブラシ型シール装置。 １６、ブラシ型シール装置が、熱交換器・マトリックス
    の側方の縁部ガイド壁と、管型熱交換器の、高熱ガスを
    ガイドする外側ケーシングとの間に配置されている、特
    許請求の範囲第１５項記載のブラシ型シール装置。
JP61088364A 1985-04-20 1986-04-18 ブラシ型シ−ル装置 Granted JPS61244968A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3514382.7 1985-04-20
DE3514382A DE3514382C1 (de) 1985-04-20 1985-04-20 Buerstendichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61244968A true JPS61244968A (ja) 1986-10-31
JPH0472105B2 JPH0472105B2 (ja) 1992-11-17

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ID=6268735

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61088364A Granted JPS61244968A (ja) 1985-04-20 1986-04-18 ブラシ型シ−ル装置

Country Status (4)

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US (1) US4781388A (ja)
EP (1) EP0199322B1 (ja)
JP (1) JPS61244968A (ja)
DE (1) DE3514382C1 (ja)

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