[发明专利]刷式密封件

说明书

技术领域

本发明涉及对例如飞机、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。

背景技术

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

发明内容

发明要解决的课题

本发明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，本发明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。