技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及對例如飛機、燃氣渦輪和蒸汽渦輪等的旋轉(zhuǎn)軸與相對移動的配對部件之間進行密封的刷式密封件。
背景技術(shù):
繞燃氣渦輪的旋轉(zhuǎn)軸的軸設(shè)置有例如防止氣體從高壓側(cè)泄漏到低壓側(cè)的密封機構(gòu)。
以往,作為該密封機構(gòu),通常采用作為非接觸密封的迷宮式密封,但由于迷宮式密封是非接觸的,因此密封性能的提高是有限的。因此,為了提高密封性能而采用了刷式密封件。
在刷式密封件中,多個剛毛形成為環(huán)狀(刷式密封剛毛),通過該刷式密封剛毛的末端部與旋轉(zhuǎn)側(cè)接觸,從而進行密封。
旋轉(zhuǎn)側(cè)、例如燃氣渦輪的轉(zhuǎn)子隨著運轉(zhuǎn)由于離心力和熱而發(fā)生變形,另一方面,靜止側(cè)的外殼也由于熱而發(fā)生膨脹,因此刷式密封件與轉(zhuǎn)子之間的距離發(fā)生變動。
該變動由于剛毛的撓曲而被吸收,但若向低壓側(cè)發(fā)生撓曲則存在密封性能降低的可能,因此在刷式密封剛毛的低壓側(cè)具備背板,防止向低壓側(cè)發(fā)生撓曲。此外,為了允許剛毛發(fā)生撓曲,在剛毛的高壓側(cè)設(shè)置了空間(例如參照專利文獻1的第10頁和圖8至圖10)。
但是,在用于蒸汽渦輪等的高壓部分的情況下,存在特別是在高壓側(cè)使剛毛亂動而發(fā)生剛毛折損的情況。
這樣,若剛毛發(fā)生折損,則該部分成為與轉(zhuǎn)子不接觸的狀態(tài),刷式密封件的密封性能變差。
若刷式密封件的密封性能變差,則例如存在渦輪的輸出降低這樣的問題。
作為消除高壓側(cè)的剛毛亂動的刷式密封件,提出了一種刷式密封件,在刷式密封剛毛的高壓側(cè)也具備制動板,限制刷式密封剛毛發(fā)生撓曲,并且在制動板上設(shè)置貫通孔來抑制紊流的產(chǎn)生,特別是要防止高壓側(cè)的剛毛亂動(例如參照專利文獻2)。
但是,在專利文獻2所示的刷式密封件中,利用低壓側(cè)的背板和高壓側(cè)的制動板到轉(zhuǎn)子的附近為止強力地限制刷式密封剛毛的活動,因此刷式密封剛毛的能夠自由撓曲的長度變短。
因此,刷式密封剛毛的剛性變大,與轉(zhuǎn)子的接觸壓力變大,因此存在剛毛和轉(zhuǎn)子在穩(wěn)定狀態(tài)下的磨損變大這樣的問題。
作為解決專利文獻2所示的刷式密封件的問題的刷式密封件,提出了一種刷式密封件,其代替剛毛部的高壓側(cè)的制動板而具備抑制剛毛,所述抑制剛毛具有不妨礙剛毛部的接觸變形的程度的彈性(例如參照專利文獻3)。
在該專利文獻3所示的刷式密封件中,剛毛部發(fā)生撓曲,從而吸收靜止部與旋轉(zhuǎn)部之間的間隔的變動,利用低壓側(cè)的背板來限制剛毛部的運動,因此會向抑制剛毛的方向發(fā)生撓曲,但抑制剛毛具有不妨礙剛毛部的接觸變形的程度的彈性,因此抑制剛毛發(fā)生彈性變形而吸收該剛毛部的撓曲,不會使接觸摩擦力對應(yīng)于靜止部與旋轉(zhuǎn)部之間的間隔的變動而增加,能夠防止穩(wěn)態(tài)的磨損的增加。
但是,在專利文獻3所示的刷式密封件中,需要在剛毛部的高壓側(cè)配設(shè)將刷絲(剛毛)束起而形成的抑制剛毛,存在制造成本增加的問題。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2003-14128號公報(第10頁、圖8)
專利文獻2:日本特開2001-73708號公報
專利文獻3:日本特開2008-121512號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而完成的,其目的在于提供一種刷式密封件,其以簡單的結(jié)構(gòu)提高剛毛在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向的剛性,并且降低與壓差方向垂直的方向的剛性來減少剛毛的磨損,并且減少被密封流體的泄漏。
用于解決課題的手段
為了達成上述目的,本發(fā)明的刷式密封件的第一特征在于,具備:
剛毛部,其安裝在具有間隙地相對轉(zhuǎn)動的靜止部與旋轉(zhuǎn)部之間的所述靜止部上,由多個剛毛形成;以及
背板部,其安裝成與所述剛毛部的低壓側(cè)相鄰,對該剛毛部的運動進行限制,所述刷式密封件對在所述靜止部與所述旋轉(zhuǎn)部之間流動的流體進行密封,
在由所述多個剛毛形成的剛毛部中,沿著高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向排列的多個剛毛在基端部與自由端部之間被相互緊固而形成為面狀剛毛,該面狀剛毛沿著周向呈層疊狀連續(xù)地排列,從而形成環(huán)狀的剛毛部,
在所述剛毛部的自由端部側(cè)的滑動面上形成有圓周槽。
根據(jù)該特征,與以往公知的刷式密封剛毛相比,高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向(轉(zhuǎn)子的軸向)的剛性高,對于蒸汽渦輪等高壓設(shè)備也能夠應(yīng)用。
此外,能夠確保剛毛的末端在與壓差方向垂直的方向(周向)的自由度,因此,與壓差方向垂直的方向的剛性低,即使在旋轉(zhuǎn)部的低速時的旋轉(zhuǎn)中,自由端部也能夠利用其動壓而從旋轉(zhuǎn)部的外周面上浮起,磨損變小,能夠提高耐磨損性。
并且,即使對于旋轉(zhuǎn)部的圓錐形振動(軸傾斜地運動的振動),剛毛的末端也能夠獨立地運動,因此磨損變小,能夠提高耐磨損性。
并且,由于滑動面形成有圓周槽并具有迷宮式密封的結(jié)構(gòu),因此欲從高壓側(cè)泄漏到低壓側(cè)的流體反復依次地壓力下降而成為低壓,因此能夠抑制從高壓側(cè)泄漏到低壓側(cè)的流體的量。
此外,本發(fā)明的刷式密封件的第二特征在于,在第一特征的基礎(chǔ)上,
將沿著高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向排列的多個剛毛中的自由端部側(cè)的高度低的剛毛排列在不面對高壓側(cè)和低壓側(cè)的內(nèi)部側(cè)所形成的面狀剛毛被沿著周向呈層疊狀連續(xù)地排列,從而形成所述圓周槽。
根據(jù)該特征,由于能夠通過高度不同的剛毛的排列而形成圓周槽,因此能夠容易地形成圓周槽。
此外,本發(fā)明的刷式密封件的第三特征在于,在第一或第二特征的基礎(chǔ)上,
在所述圓周槽的周向的中途形成有堤部。
根據(jù)該特征,伴隨著旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)的回旋流的流體力與形成堤部的剛毛的側(cè)面相碰,從而產(chǎn)生剛毛的上浮力,能夠進一步地減少剛毛的磨損量。
發(fā)明效果
與以往公知的刷式密封剛毛相比,本申請發(fā)明在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向(轉(zhuǎn)子的軸向)的剛性高,對于蒸汽渦輪等高壓設(shè)備也能夠應(yīng)用。
此外,能夠確保剛毛的末端在與壓差方向垂直的方向(周向)的自由度,因此,與壓差方向垂直的方向的剛性低,即使在旋轉(zhuǎn)部的低速時的旋轉(zhuǎn)中,自由端部也能夠利用其動壓而從旋轉(zhuǎn)部的外周面上浮起,磨損變小,能夠提高耐磨損性。
并且,即使對于旋轉(zhuǎn)部的圓錐形振動,剛毛的末端也能夠獨立地運動,因此磨損變小,能夠提高耐磨損性。
并且,由于滑動面形成有圓周槽并具有迷宮式密封的結(jié)構(gòu),因此欲從高壓側(cè)泄漏到低壓側(cè)的流體反復依次地壓力下降而成為低壓,因此能夠抑制從高壓側(cè)泄漏到低壓側(cè)的流體的量。
并且,伴隨著旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)的回旋流的流體力與形成堤部的剛毛的側(cè)面相碰,從而產(chǎn)生剛毛的上浮力,能夠進一步地減少剛毛的磨損量。
附圖說明
圖1是示出本發(fā)明的實施方式涉及的刷式密封件的上半部分的縱剖視圖。
圖2是從高壓側(cè)觀察圖1中的刷式密封件的主視圖。
圖3是說明本發(fā)明的實施方式涉及的剛毛部的形成過程的立體圖。
圖4是說明設(shè)置在本發(fā)明的實施方式1涉及的剛毛部的滑動面上的圓周槽的立體圖。
圖5是說明設(shè)置在本發(fā)明的實施方式2涉及的剛毛部的滑動面上的圓周槽的立體圖。
圖6是從高壓側(cè)觀察在圖1的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)部偏心時的刷式密封件的狀態(tài)的主視圖。
標號說明
1刷式密封裝置;2剛毛部;3背板部;4保持部;5剛毛;6基端部;7自由端部;8緊固部;10面狀剛毛;12扣環(huán);15圓周槽;16堤部;17剛毛的側(cè)面;20固定部;50殼體(靜止部);51階梯部;60:轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部);F泄漏流體;FS回旋流;S1~S5限流部的部分。
具體實施方式
參照附圖,對用于實施本發(fā)明涉及的刷式密封件的方式進行詳細說明,但本發(fā)明并不受其限定解釋,只要不脫離本發(fā)明的范圍,根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識,可加以各種變更、修正和改進。
圖1是示出本發(fā)明的實施方式的刷式密封件的上半部分的縱剖視圖。
在圖1中,刷式密封裝置1形成為環(huán)狀,外周側(cè)的固定部20經(jīng)扣環(huán)12而安裝于階梯部51,所述階梯部51設(shè)置在作為結(jié)構(gòu)部件的一個部件的殼體50的內(nèi)周面。
此外,刷式密封裝置1的內(nèi)周側(cè)配置成與作為另一部件的轉(zhuǎn)子60的外周面對置地面接觸或接近的狀態(tài)。并且,利用刷式密封裝置1將高壓側(cè)的被密封流體向低壓側(cè)的泄漏封住。
另外,上述殼體50構(gòu)成本發(fā)明的靜止部,并且,上述轉(zhuǎn)子60構(gòu)成本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)部。
在該刷式密封1裝置的主要的結(jié)構(gòu)部件即剛毛部2的低壓側(cè),與剛毛部2形成接觸狀態(tài)地配置有呈環(huán)狀的背板部3,背板部3針對被密封流體的壓力的作用而支承剛毛部2。
此外,在剛毛部2的高壓側(cè)的面一體地配置有保持部4,該保持部4形成為環(huán)板并在與背板部3之間對剛毛部2的外周側(cè)的基端部6進行夾持。該保持部4的徑向的寬度窄而使剛毛部2露出,以便使被密封流體能夠作用于剛毛部2的側(cè)面。
并且,背板部3、剛毛部2的基端部6及保持部4在外周被焊接在一起而構(gòu)成固定部20,并固定于階梯部51,所述階梯部51設(shè)置在殼體50的內(nèi)周面。
剛毛部2由幾萬至幾十萬根剛毛5從外周側(cè)朝向內(nèi)周側(cè)排列而形成,以在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向形成規(guī)定的寬度的方式排列多根,并且形成規(guī)定的寬度的多根剛毛5在周向也連續(xù)地排列而形成環(huán)狀。
并且,剛毛5的內(nèi)周側(cè)的自由端部7配置成與作為另一部件的轉(zhuǎn)子60的外周面對置地面接觸或接近的狀態(tài)。
剛毛5的絲徑通常采用0.02mm至0.5mm的絲徑。剛毛5的材質(zhì)采用銅、不銹鋼、鎳基合金、鈷耐熱合金等。此外,剛毛5的截面形狀除了圓形以外,也可以是橢圓、三角形、四邊形及其它多邊形。
圖2是從高壓側(cè)觀察圖1中的刷式密封件的主視圖。
圖2的刷式密封件1示出了刷式密封件1和轉(zhuǎn)子60不擺動的正常的狀態(tài),剛毛5成直線狀并向轉(zhuǎn)子60旋轉(zhuǎn)的方向傾斜地排列。在該刷式密封件1的正常狀態(tài)下,剛毛5的自由端部7與轉(zhuǎn)子60的外周面面接觸或接近。
圖3是說明本發(fā)明的實施方式的剛毛部的形成過程的立體圖,(a)、(b)示出了在剛毛部的滑動面上未設(shè)置有圓周槽的情況,(c)示出了在剛毛部的滑動面上設(shè)置有圓周槽的情況。
另外,圖3的上方是與旋轉(zhuǎn)部滑動的剛毛部的自由端部側(cè),下方是基端部側(cè)(靜止部側(cè))。
在圖3中,為了方便說明,關(guān)于沿著高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向排列的剛毛,示出了比實際的根數(shù)少的根數(shù),但實際上以形成規(guī)定的寬度的方式排列有幾百根剛毛。
如圖3(a)所示,準備截面形狀為圓形且具有規(guī)定的長度的多根剛毛5。接著,如圖3(b)所示,以在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向形成規(guī)定的寬度并且相鄰的剛毛5相接觸的方式,將多根剛毛5排列成一列。并且,通過焊接或熔敷等方法在基端部6與自由端部7之間將相鄰的剛毛5緊固在一起。
在圖3(b)中,在基端部6與自由端部7之間在徑向的三處設(shè)定有緊固部8。但是,緊固部8在徑向的數(shù)量不限于三處,是至少一處或一處以上即可,根據(jù)剛毛部2所要求的剛性來設(shè)定其部位和數(shù)量。在緊固部8中,與自由端部7接近的緊固部8的位置在確定剛毛5的自由端的剛性方面很重要。
如上所述,如圖3(b)所示,在徑向的中間位置處相互緊固的多根剛毛5形成為面狀,形成面狀剛毛10。
在圖3(c)所示的面狀剛毛10中,在形成規(guī)定的寬度的多根剛毛5中,在不面對高壓側(cè)和低壓側(cè)的內(nèi)部側(cè)排列有自由端部側(cè)的高度低的剛毛50。在圖3(c)中,在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向獨立地示出了兩處在規(guī)定的寬度范圍排列有高度低的剛毛50的部分。排列有高度低的剛毛50的地方不限于兩處,也可以是一處或三處以上。
作為將一部分的剛毛的自由端部側(cè)的高度降低的方法,有如下等方法:在形成如圖3(b)所示的排列相同高度的剛毛而成的面狀剛毛10后,將規(guī)定的位置的剛毛的自由端部側(cè)切斷的方法;者預(yù)先準備長度短的剛毛50,在將多根剛毛排列成一列時使長度短的剛毛50排列在規(guī)定的位置,并將相鄰的剛毛緊固起來的方法。
以剛毛5的自由端部7與轉(zhuǎn)子60的外周面面接觸或接近的方式沿著周向呈層疊狀地連續(xù)地排列上述面狀剛毛10,從而形成如圖2所示的環(huán)狀的剛毛部2。
與以往公知的刷式密封剛毛相比,如上述那樣形成的面狀剛毛10在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向(轉(zhuǎn)子的軸向)的剛性高,對于蒸汽渦輪等高壓設(shè)備也能夠應(yīng)用。
此外,由于面狀剛毛10能夠確保各剛毛5的末端、即從與自由端部7接近的緊固部8至自由端部7之間的各剛毛5的末端在與壓差方向垂直的方向(周向)的自由度,因此,在與壓差方向垂直的方向的剛性低,即使在轉(zhuǎn)子60的低速時的旋轉(zhuǎn)中,自由端部7也能夠利用其動壓而從轉(zhuǎn)子60的外周面上浮起,具有磨損變小、能夠提高耐磨損性的優(yōu)點。
并且,即使對于轉(zhuǎn)子60的圓錐形振動,各剛毛5的末端也能夠獨立地運動,因此磨損變小,能夠提高耐磨損性。
[實施方式1]
下面,參照圖4對本發(fā)明的實施方式1涉及的設(shè)置在剛毛部的滑動面上的圓周槽進行說明。在圖4中,紙面的上方是與旋轉(zhuǎn)部滑動的剛毛的自由端部側(cè),紙面的下方是基端部側(cè)(靜止部側(cè))。此外,連結(jié)紙面的左近前和右里側(cè)的方向是周向。并且,紙面的右側(cè)是高壓側(cè),左側(cè)是低壓側(cè)。
在圖4中,準備有多個同一形狀的面狀剛毛10,所述面狀剛毛10在不面對高壓側(cè)和低壓側(cè)的內(nèi)部側(cè)獨立地形成有多個槽部,該槽部通過在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向的規(guī)定的寬度范圍排列高度低的剛毛50而形成,所述面狀剛毛10沿著周向排列。
此時,在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向在規(guī)定的寬度范圍具備有沿著高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向排列的多根剛毛5中的高度低的剛毛50的面狀剛毛10被沿著周向呈層疊狀連續(xù)地排列,從而形成圓周槽15,在圖4中,如15-1~15-4所示,在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向獨立地形成有四處圓周槽15。這些圓周槽15-1~15-4在不面對高壓側(cè)和低壓側(cè)的內(nèi)部側(cè)沿著轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)方向形成。這里,上述的“規(guī)定的寬度”是指欲從高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏的流體絕熱膨脹時所需的寬度。
形成有圓周槽15-1~15-4的滑動面為具備多重限流的迷宮式密封的結(jié)構(gòu),箭頭所示的欲從高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏的流體F被高壓側(cè)的第一限流部S1擠壓而受到阻擋,接著在圓周槽15-1的部分發(fā)生絕熱膨脹而壓力下降后,被第二限流部S2擠壓而受到阻擋,接著在圓周槽15-2的部分發(fā)生絕熱膨脹,按這樣的方式直至限流部S5的部分反復依次地壓力下降而成為低壓。因此,能夠抑制從高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏的流體的量。
根據(jù)壓力條件、被密封流體的種類等來適當?shù)卦O(shè)定在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向設(shè)置的圓周槽15的數(shù)量。
[實施方式2]
下面,參照圖5對本發(fā)明的實施方式2涉及的設(shè)置在剛毛部的滑動面上的圓周槽進行說明。在圖5中,紙面的上方是與旋轉(zhuǎn)部滑動的剛毛的自由端部側(cè),紙面的下方是基端部側(cè)(靜止部側(cè))。此外,連結(jié)紙面的左近前和右里側(cè)的方向是周向。并且,紙面的右側(cè)是高壓側(cè),左側(cè)是低壓側(cè)。
在圖5的實施方式2中,在圓周槽的數(shù)量是兩處這點、以及在周向的中途形成有堤部這點上與圖4的實施方式1不同,而其它結(jié)構(gòu)與圖4的實施方式1相同,對與圖4相同的部件標注相同標號,并省略重復的說明。
在圖5中,沿著周向排列多個同一形狀的面狀剛毛10,所述面狀剛毛10在不面對高壓側(cè)和低壓側(cè)的內(nèi)部側(cè),獨立地形成有多個在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向的規(guī)定的寬度范圍排列高度低的剛毛50而形成的槽,在周向的中途,在周向的規(guī)定的長度范圍插入有同一形狀的面狀剛毛100,所述面狀剛毛100在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向的整個寬度范圍排列有高度高的剛毛5。這里,周向的規(guī)定的長度是指攔阻隨著轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)而生成的流體的周向的流動所需的長度。
在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向在規(guī)定的寬度范圍具備有沿著高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向排列的多根剛毛5中的高度低的剛毛50的面狀剛毛10被沿著周向呈層疊狀連續(xù)地排列,從而形成圓周槽15,在圖5中,如15-1、15-2所示,在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向獨立地形成有兩處圓周槽15。這些圓周槽15-1、15-2在不面對高壓側(cè)和低壓側(cè)的內(nèi)部側(cè)沿著轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)方向形成。此外,由于在周向在規(guī)定的長度范圍插入有面狀剛毛100,因而在各圓周槽15-1、15-2的周向的中途形成有堤部16、16。在各圓周槽15-1、15-2的周向分別設(shè)置有至少一個堤部16,通常等分地設(shè)置有多個堤部。此外,在圖5中,在兩個圓周槽15、15的周向的相同位置處設(shè)置有堤部16、16。但是,不限于此,也可以在周向錯開地配設(shè)。
形成有圓周槽15-1、15-2的滑動面為具備多重限流部的迷宮式密封的結(jié)構(gòu),箭頭F所示的欲從高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏的流體被高壓側(cè)的第一限流部S1擠壓而受到阻擋,接著在圓周槽15-1的部分發(fā)生絕熱膨脹而壓力下降后,被第二限流部S2擠壓而受到阻擋,接著在圓周槽15-2的部分發(fā)生絕熱膨脹,按這樣的方式直至限流部S3反復依次地壓力下降而成為低壓。因此,能夠抑制從高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏的流體的量。
此外,關(guān)于設(shè)置于圓周槽15-1、15-2的中途的堤部16、16,隨著轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)的箭頭FS所示的回旋流的流體力與形成堤部16、16的剛毛5的側(cè)面17、17相碰,從而產(chǎn)生剛毛5的上浮力,將剛毛5的磨損量減少。
圖6是從高壓側(cè)觀察在圖1的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)部偏心的情況下的刷式密封件1的狀態(tài)的主視圖。
當轉(zhuǎn)子60旋轉(zhuǎn)、并且由于振動及擺動等而使轉(zhuǎn)子60與剛毛5的自由端部7接觸時,刷式密封件1的剛毛5在成為與轉(zhuǎn)子60壓力接觸的狀態(tài)的同時使傾斜角度增加。此時,由于剛毛5能夠確保各剛毛5的末端在與壓差方向垂直的方向的自由度,因此,與壓差方向垂直的方向的剛性低,即使在轉(zhuǎn)子60的低速時的旋轉(zhuǎn)中,自由端部7也能夠利用其動壓而從轉(zhuǎn)子60的外周面上浮起,具有磨損變小、能夠提高耐磨損性的優(yōu)點。并且,即使對于轉(zhuǎn)子60的圓錐形振動,各剛毛5、15也能夠獨立地運動,因此磨損變小,能夠提高耐磨損性。
并且,由于在環(huán)狀的剛毛部2的自由端部7的一側(cè)的滑動面上,在不面對高壓側(cè)和低壓側(cè)的內(nèi)部側(cè)形成有圓周槽15,構(gòu)成了迷宮式密封的結(jié)構(gòu),因此欲從高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏的流體F反復依次地壓力下降而成為低壓,因此能夠抑制從高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏的流體的量。
并且,在設(shè)置于圓周槽15的中途的堤部16,由于隨著轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)的回旋流FS的流體力與形成堤部16的剛毛5的側(cè)面相碰,從而產(chǎn)生剛毛5的上浮力,能夠進一步減少剛毛5的磨損量。
將本發(fā)明的實施方式的刷式密封件的作用、效果整理如下:
由于沿著高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向排列的多個剛毛在基端部與自由端部之間相互緊固而形成為面狀剛毛,因此,與以往公知的刷式密封剛毛相比,在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向(轉(zhuǎn)子的軸向)的剛性高,對于蒸汽渦輪等高壓設(shè)備也能夠應(yīng)用。
此外,由于面狀剛毛10能夠確保各剛毛5的末端、即從與自由端部7接近的緊固部8至自由端部7之間的各剛毛5的末端在與壓差方向垂直的方向(周向)的自由度,因此,在與壓差方向垂直的方向的剛性低,即使在轉(zhuǎn)子60的低速時的旋轉(zhuǎn)中,自由端部7也能夠利用其動壓而從轉(zhuǎn)子60的外周面上浮起,具有磨損變小、能夠提高耐磨損性的優(yōu)點。
并且,即使對于轉(zhuǎn)子60的圓錐形振動,各剛毛5的末端也能夠獨立地運動,因此磨損變小,能夠提高耐磨損性。
并且,由于在環(huán)狀的剛毛部2的自由端部7的一側(cè)的滑動面上形成有圓周槽15、構(gòu)成了迷宮式密封的結(jié)構(gòu),因此欲從高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏的流體F反復依次地壓力下降而成為低壓,因此能夠抑制從高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏的流體的量。
并且,由于將沿著高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向排列的多根剛毛5中的自由端部側(cè)的高度低的剛毛50排列在不面對高壓側(cè)和低壓側(cè)的內(nèi)部側(cè)所形成的面狀剛毛10被沿著周向呈層疊狀連續(xù)地排列,從而形成圓周槽15,因此能夠通過高度不同的剛毛的排列而形成圓周槽,因此能夠容易地形成圓周槽。
并且,在設(shè)置于圓周槽15的中途的堤部16處,由于隨著轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)的回旋流FS的流體力與形成堤部16的剛毛5的側(cè)面17相碰,從而產(chǎn)生剛毛5的上浮力,能夠進一步減少剛毛5的磨損量。
以上通過附圖對本發(fā)明的實施方式進行了說明,但具體的結(jié)構(gòu)不限于這些實施方式,即使存在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)的變更及補充也包括在本發(fā)明中。
例如,在所述實施方式中,關(guān)于剛毛,對圓形的截面形狀的剛毛進行了說明,但不限于此,也可以是三角形、多邊形或橢圓形等截面形狀的剛毛。
此外,例如在所述實施方式中,關(guān)于在排列成一列的多個剛毛的基端部與自由端部之間將相鄰的剛毛進行緊固的徑向的位置,對三處的情況進行了說明,但不限于此,至少為一處或一處以上即可。此外,也可以按每個沿著周向排列的面狀剛毛來改變緊固位置,使緊固位置不集中在徑向的一處。
此外,例如在所述實施方式中,關(guān)于圓周槽的形成,對在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向在規(guī)定的寬度范圍具備有沿著高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向排列的多根剛毛中的高度低的剛毛的面狀剛毛被沿著周向呈層疊狀連續(xù)地排列,從而形成圓周槽的方法進行了說明,但不限于此,也可以在將環(huán)狀的剛毛部形成后對滑動面照射激光等來形成圓周槽。
此外,例如在所述實施方式2中,關(guān)于堤部的形成,對在周向的中途在周向在規(guī)定的長度范圍插入在高壓側(cè)與低壓側(cè)的壓差方向的整個寬度范圍排列有高度高的剛毛的同一形狀的面狀剛毛的方法進行了說明,但不限于此,也可以在將環(huán)狀的剛毛部形成后對滑動面照射激光等來形成圓周槽時同時形成堤部。