刷式密封件制造技术

本发明专利技术提供一种刷式密封件，提高刚毛在高压侧与低压侧的压差方向的刚性，并且降低与压差方向垂直的方向的刚性来减少刚毛的磨损，并减少被密封流体的泄漏。刷式密封件具备：刚毛部，其安装在具有间隙地相对转动的静止部与旋转部之间的静止部上，由多个刚毛形成；以及背板部，其安装成与该刚毛部的低压侧相邻，对该刚毛部的运动进行限制，刷式密封件对在所述静止部与旋转部之间流动的流体进行密封，且特征在于，在由多个刚毛形成的刚毛部中，沿着高压侧与低压侧的压差方向排列的多个刚毛在基端部与自由端部之间被相互紧固而形成为面状刚毛，该面状刚毛沿着周向呈层叠状连续地排列而形成环状的刚毛部，在刚毛部的自由端部侧的滑动面上形成有圆周槽。

Brush seal

The invention provides a brush seal, improve the bristles and the low voltage side in the high side pressure direction rigidity, and reduce the pressure difference and the direction perpendicular to the direction of the rigid bristles to reduce wear and reduce leakage of sealing fluid. The brush seal piece is provided with bristles, the stationary part is installed between the stationary portion has a gap with the relative rotation of the rotating part, formed by a plurality of bristles; and the low voltage side back board, mounted with the bristles of adjacent, restrictions on the movement of the brush bristles. Seal on the fluid flow between the static part and the rotating part of the seal, and is characterized in that is formed by a plurality of bristle bristles part, along the high pressure side and low pressure side of the pressure difference between a plurality of bristles arranged in the direction between the proximal end and free end is formed are fastened to each other for the planar surface setose, setae along the circumferential direction is layered continuously arranged to form annular bristles, with circumferential grooves formed in the sliding surface of the free end side of the bristles.

【技术实现步骤摘要】
刷式密封件本申请是申请日为：2013年02月28日、申请号为：201380009242.0、专利技术名称为“刷式密封件”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及对例如飞机、燃气涡轮和蒸汽涡轮等的旋转轴与相对移动的配对部件之间进行密封的刷式密封件。
技术介绍
绕燃气涡轮的旋转轴的轴设置有例如防止气体从高压侧泄漏到低压侧的密封机构。以往，作为该密封机构，通常采用作为非接触密封的迷宫式密封，但由于迷宫式密封是非接触的，因此密封性能的提高是有限的。因此，为了提高密封性能而采用了刷式密封件。在刷式密封件中，多个刚毛形成为环状(刷式密封刚毛)，通过该刷式密封刚毛的末端部与旋转侧接触，从而进行密封。旋转侧、例如燃气涡轮的转子随着运转由于离心力和热而发生变形，另一方面，静止侧的外壳也由于热而发生膨胀，因此刷式密封件与转子之间的距离发生变动。该变动由于刚毛的挠曲而被吸收，但若向低压侧发生挠曲则存在密封性能降低的可能，因此在刷式密封刚毛的低压侧具备背板，防止向低压侧发生挠曲。此外，为了允许刚毛发生挠曲，在刚毛的高压侧设置了空间(例如参照专利文献1的第10页和图8至图10)。但是，在用于蒸汽涡轮等的高压部分的情况下，存在特别是在高压侧使刚毛乱动而发生刚毛折损的情况。这样，若刚毛发生折损，则该部分成为与转子不接触的状态，刷式密封件的密封性能变差。若刷式密封件的密封性能变差，则例如存在涡轮的输出降低这样的问题。作为消除高压侧的刚毛乱动的刷式密封件，提出了一种刷式密封件，在刷式密封刚毛的高压侧也具备制动板，限制刷式密封刚毛发生挠曲，并且在制动板上设置贯通孔来抑制紊流的产生，特别是要防止高压侧的刚毛乱动(例如参照专利文献2)。但是，在专利文献2所示的刷式密封件中，利用低压侧的背板和高压侧的制动板到转子的附近为止强力地限制刷式密封刚毛的活动，因此刷式密封刚毛的能够自由挠曲的长度变短。因此，刷式密封刚毛的刚性变大，与转子的接触压力变大，因此存在刚毛和转子在稳定状态下的磨损变大这样的问题。作为解决专利文献2所示的刷式密封件的问题的刷式密封件，提出了一种刷式密封件，其代替刚毛部的高压侧的制动板而具备抑制刚毛，所述抑制刚毛具有不妨碍刚毛部的接触变形的程度的弹性(例如参照专利文献3)。在该专利文献3所示的刷式密封件中，刚毛部发生挠曲，从而吸收静止部与旋转部之间的间隔的变动，利用低压侧的背板来限制刚毛部的运动，因此会向抑制刚毛的方向发生挠曲，但抑制刚毛具有不妨碍刚毛部的接触变形的程度的弹性，因此抑制刚毛发生弹性变形而吸收该刚毛部的挠曲，不会使接触摩擦力对应于静止部与旋转部之间的间隔的变动而增加，能够防止稳态的磨损的增加。但是，在专利文献3所示的刷式密封件中，需要在刚毛部的高压侧配设将刷丝(刚毛)束起而形成的抑制刚毛，存在制造成本增加的问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-14128号公报(第10页、图8)专利文献2：日本特开2001-73708号公报专利文献3：日本特开2008-121512号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是为了解决上述现有技术的问题而完成的，其目的在于提供一种刷式密封件，其以简单的结构提高刚毛在高压侧与低压侧的压差方向的刚性，并且降低与压差方向垂直的方向的刚性来减少刚毛的磨损，并且减少被密封流体的泄漏。用于解决课题的手段为了达成上述目的，本专利技术的刷式密封件的第一特征在于，具备：刚毛部，其安装在具有间隙地相对转动的静止部与旋转部之间的所述静止部上，由多个刚毛形成；以及背板部，其安装成与所述刚毛部的低压侧相邻，对该刚毛部的运动进行限制，所述刷式密封件对在所述静止部与所述旋转部之间流动的流体进行密封，在由所述多个刚毛形成的刚毛部中，沿着高压侧与低压侧的压差方向排列的多个刚毛在基端部与自由端部之间被相互紧固而形成为面状刚毛，该面状刚毛沿着周向呈层叠状连续地排列，从而形成环状的刚毛部，在所述刚毛部的自由端部侧的滑动面上形成有圆周槽。根据该特征，与以往公知的刷式密封刚毛相比，高压侧与低压侧的压差方向(转子的轴向)的刚性高，对于蒸汽涡轮等高压设备也能够应用。此外，能够确保刚毛的末端在与压差方向垂直的方向(周向)的自由度，因此，与压差方向垂直的方向的刚性低，即使在旋转部的低速时的旋转中，自由端部也能够利用其动压而从旋转部的外周面上浮起，磨损变小，能够提高耐磨损性。并且，即使对于旋转部的圆锥形振动(轴倾斜地运动的振动)，刚毛的末端也能够独立地运动，因此磨损变小，能够提高耐磨损性。并且，由于滑动面形成有圆周槽并具有迷宫式密封的结构，因此欲从高压侧泄漏到低压侧的流体反复依次地压力下降而成为低压，因此能够抑制从高压侧泄漏到低压侧的流体的量。此外，本专利技术的刷式密封件的第二特征在于，在第一特征的基础上，将沿着高压侧与低压侧的压差方向排列的多个刚毛中的自由端部侧的高度低的刚毛排列在不面对高压侧和低压侧的内部侧所形成的面状刚毛被沿着周向呈层叠状连续地排列，从而形成所述圆周槽。根据该特征，由于能够通过高度不同的刚毛的排列而形成圆周槽，因此能够容易地形成圆周槽。此外，本专利技术的刷式密封件的第三特征在于，在第一或第二特征的基础上，在所述圆周槽的周向的中途形成有堤部。根据该特征，伴随着旋转部的旋转的回旋流的流体力与形成堤部的刚毛的侧面相碰，从而产生刚毛的上浮力，能够进一步地减少刚毛的磨损量。专利技术效果与以往公知的刷式密封刚毛相比，本申请专利技术在高压侧与低压侧的压差方向(转子的轴向)的刚性高，对于蒸汽涡轮等高压设备也能够应用。此外，能够确保刚毛的末端在与压差方向垂直的方向(周向)的自由度，因此，与压差方向垂直的方向的刚性低，即使在旋转部的低速时的旋转中，自由端部也能够利用其动压而从旋转部的外周面上浮起，磨损变小，能够提高耐磨损性。并且，即使对于旋转部的圆锥形振动，刚毛的末端也能够独立地运动，因此磨损变小，能够提高耐磨损性。并且，由于滑动面形成有圆周槽并具有迷宫式密封的结构，因此欲从高压侧泄漏到低压侧的流体反复依次地压力下降而成为低压，因此能够抑制从高压侧泄漏到低压侧的流体的量。并且，伴随着旋转部的旋转的回旋流的流体力与形成堤部的刚毛的侧面相碰，从而产生刚毛的上浮力，能够进一步地减少刚毛的磨损量。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式涉及的刷式密封件的上半部分的纵剖视图。图2是从高压侧观察图1中的刷式密封件的主视图。图3是说明本专利技术的实施方式涉及的刚毛部的形成过程的立体图。图4是说明设置在本专利技术的实施方式1涉及的刚毛部的滑动面上的圆周槽的立体图。图5是说明设置在本专利技术的实施方式2涉及的刚毛部的滑动面上的圆周槽的立体图。图6是从高压侧观察在图1的状态下旋转部偏心时的刷式密封件的状态的主视图。标号说明1刷式密封装置；2刚毛部；3背板部；4保持部；5刚毛；6基端部；7自由端部；8紧固部；10面状刚毛；12扣环；15圆周槽；16堤部；17刚毛的侧面；20固定部；50壳体(静止部)；51阶梯部；60：转子(旋转部)；F泄漏流体；FS回旋流；S1～S5限流部的部分。具体实施方式参照附图，对用于实施本专利技术涉及的刷式密封件的方式进行详细说明，但本专利技术并不受其限定解释，只要不脱离本专利技术的范围，根据本领域技术人员的知识，可加以各种变更、修正和改进。图1是示出本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种刷式密封件，其具备：刚毛部，其安装在具有间隙地相对转动的静止部与旋转部之间的所述静止部上，由多个直线状的刚毛形成；以及背板部，其安装成与所述刚毛部的低压侧相邻，对该刚毛部的运动进行限制，所述刷式密封件对在所述静止部与所述旋转部之间流动的流体进行密封，所述刷式密封件的特征在于，在由所述多个直线状的刚毛形成的刚毛部中，沿着高压侧与低压侧的压差方向排列的所述多个直线状的刚毛在基端部与自由端部之间的规定部位的紧固部处被相互紧固而形成为沿轴向构成面形状的面状刚毛，该面状刚毛沿着周向呈层叠状连续地排列，从而形成环状的刚毛部，在所述刚毛部的自由端部侧的滑动面上沿着所述旋转部的旋转方向形成有圆周槽。

【技术特征摘要】
2012.04.08 JP JP2012-0880001.一种刷式密封件，其具备：刚毛部，其安装在具有间隙地相对转动的静止部与旋转部之间的所述静止部上，由多个直线状的刚毛形成；以及背板部，其安装成与所述刚毛部的低压侧相邻，对该刚毛部的运动进行限制，所述刷式密封件对在所述静止部与所述旋转部之间流动的流体进行密封，所述刷式密封件的特征在于，在由所述多个直线状的刚毛形成的刚毛部中，沿着高压侧与低压侧的压差方向排列的所述多个直线状的刚毛在基端部与自由端部之...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上秀行，
申请(专利权)人：伊格尔工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP