毛刷密封装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种毛刷密封装置，所述毛刷密封装置对例如燃气轮机等的旋转轴和与旋转轴相对移动的壳体等配套部件之间进行密封，具有多根硬毛排列的毛刷部。
【背景技术】
[0002]这种具有由多根硬毛形成的毛刷部的毛刷密封装置即使旋转轴在径向略微移动的情况下，由于毛刷部随旋转轴的移动也发生变形且可以使硬毛前端的自由端部与旋转轴的周面随动，因而有效。
[0003]然而，旋转轴移动并压接毛刷密封件的硬毛时，对其产生作用的摩擦力受到原本相对于硬毛弹性变形的弹簧常数及硬毛的安装结构等引起的复杂摩擦力等影响，因此很难将其设定在最适合的状态。
[0004]在硬毛相对于旋转轴变动的随动性不合适时，硬毛与旋转轴之间产生间隙而使被密封流体泄露，并使硬毛的自由端部或旋转轴的周面提前发生磨损。
[0005]作为解决这种问题的毛刷密封装置，即提高随动性并降低磨损的毛刷密封装置，已知有将毛刷密封件主体设计成浮动式且在径向上可较大移动的毛刷密封装置。此外，还知道有在外周设置板簧以在毛刷密封件磨损时，即使与转子之间产生间隙也可以防止偏心的毛刷密封装置(例如参考日本专利申请公开第2011-169319号公报(专利文献I))。
[0006]然而，例如在将毛刷密封件本体设计成浮动式的结构或如专利文献I所示的在外周设置板簧的结构中，由于密封件外周上的密封不充分，需要用二次密封面防止以外周为通路的泄露。然而，在该结构中，外周侧及二次密封的位置直接暴露外周泄露，因此对密封性能的负担很大。为了防止该二次密封面上的泄露，需要设置高性能的二次密封件，在该点上也增加了负担。此外，也希望进一步改善对旋转轴的随动性。
[0007]专利文献1:日本特开第2011-169319号公报
【发明内容】
[0008]本发明为了解决这种不利而作出，其目的在于，提供一种毛刷密封装置，所述毛刷密封装置相对于旋转轴的振动或偏心等径向移动能够以并非过大压力的适当压力合适地进行随动，其结果，可防止与旋转轴之间产生间隙而发生被密封流体泄露，同时可防止毛刷密封件、旋转轴或壳体等的磨损，此外，能够适当地防止、抑制被密封流体从外周侧泄露，而不需要高性能的二次密封件，进而能够适当地长期维持这些功能和作用。
[0009]为了解决所述问题，本发明的毛刷密封装置具有排列有多根硬毛的毛刷部，对壳体与旋转轴之间进行轴向密封，其特征在于，包括:具有内周毛刷密封件的内周毛刷密封部和具有外周毛刷密封件的外周毛刷密封部，所述内周毛刷密封件具有:外周侧的安装部；毛刷部，自所述安装部在内周方向上排列有多根硬毛；和自由端部，为所述毛刷部的内周侧端部，配置为与所述旋转轴的外周面相对并接触或靠近该外周面的状态，所述外周毛刷密封件具有:外周侧的安装部；毛刷部，自所述安装部在内周方向上排列有多根硬毛；和自由端部，为所述毛刷部的内周侧端部，与所述内周毛刷密封部的外周面相对并接触或靠近该外周面的状态。
[0010]根据本发明的这种结构，可以提供一种毛刷密封装置，所述毛刷密封装置相对于旋转轴的振动或偏心等径向移动能够以并非过大压力的适当压力合适地进行随动，其结果，可防止与旋转轴之间产生间隙而发生被密封流体泄露，同时可防止毛刷密封件、旋转轴或壳体等的磨损，此外，能够适当地防止、抑制被密封流体从外周侧泄露，而不需要高性能的二次密封件，进而能够适当地长期维持这些功能和作用。
[0011]优选地，其特征在于，所述内周毛刷密封件或所述外周毛刷密封件的至少一个是如下的毛刷密封件:对于制成束状并沿着圆周排列为壁状的多个线状构件，通过焊接该线状构件的外周侧端部而使所述多个线状构件相互接合并形成为环状，从所述外周侧至内周侧形成密封部和所述自由端部。
[0012]此外优选地，其特征在于，所述内周毛刷密封件或所述外周毛刷密封件的至少一个通过在轴向上层叠多个板刷密封单板而一体形成，该板刷密封单板具有所述安装部、所述毛刷部和所述自由端部，所述毛刷部具有从所述安装部延伸至内周侧并相对于周向倾斜的作为所述硬毛的细梁。
[0013]此外优选地，其特征在于，所述内周毛刷密封件的所述毛刷部和所述外周毛刷密封件的所述毛刷部由相同材质的硬毛构成。
[0014]此外优选地，其特征在于，所述内周毛刷密封件的所述毛刷部和所述外周毛刷密封件的所述毛刷部由不同材质的硬毛构成。
[0015]此外优选地，其特征在于，所述内周毛刷密封件的所述内周侧毛刷部的所述多根硬毛相对于径向倾斜地排列在内周方向上，所述外周毛刷密封件的所述外周侧毛刷部的所述多根硬毛相对于径向倾斜地排列在内周方向上，所述内周毛刷密封件的所述硬毛的倾斜与所述外周毛刷密封件的所述硬毛的倾斜相对于所述径向为相反方向。
[0016]此外优选地，其特征在于，所述毛刷密封装置进一步包括毛刷接收部，所述毛刷接收部设置在所述内周毛刷密封部的外周面，配置为与所述外周毛刷密封件的自由端部接触或靠近的状态，同时防止该外周毛刷密封件的自由端部在轴向上扩大。
[0017]此外优选地，其特征在于，所述外周毛刷密封件形成为相对于所述旋转轴的轴向处于倾斜的状态。
【附图说明】
[0018]图1是表示本发明第一实施方式的毛刷密封装置的结构的剖视图；
[0019]图2A是表示构成图1所示的毛刷密封装置的内周毛刷密封部的内周毛刷密封件的俯视图；
[0020]图2B是表示构成图1所示的毛刷密封装置的外周毛刷密封部的外周毛刷密封件的俯视图；
[0021]图3是表示图1所示的毛刷密封装置的内周毛刷密封部的内周毛刷密封件的自由端部方式的立体图；
[0022]图4是构成图1所示的毛刷密封装置的构成两段的内周毛刷密封部及外周毛刷密封部的内周毛刷密封件及外周毛刷密封件处的径向剖视图；
[0023]图5是表示本发明的第二实施方式的毛刷密封装置的结构的剖视图；
[0024]图6A是表示构成图5所示的毛刷密封装置的毛刷密封部的毛刷密封件的板刷密封单板的第一图，为构成内周毛刷密封部的内周毛刷密封件的俯视图；
[0025]图6B是表示构成图5所示的毛刷密封装置的毛刷密封部的毛刷密封件的板刷密封单板的第二图，为构成外周毛刷密封部的外周毛刷密封件的俯视图；
[0026]图7是构成图5所示的毛刷密封装置的构成两段的内周毛刷密封部及外周毛刷密封部的内周毛刷密封件及外周毛刷密封件处的径向剖视图；
[0027]图8A是用于说明图6A所示的内周毛刷密封件中细梁的重叠方法的第一图，是表示第一细梁图案的图；
[0028]图8B是用于说明图6A所示的内周毛刷密封件中细梁的重叠方法的第二图，是表示第二细梁图案的图；
[0029]图8C是用于说明图6A所示的内周毛刷密封件中细梁的重叠方法的第三图，是表示将图8A所示的第一细梁与图SB所示的第二细梁层叠后的状态的图；
[0030]图9A是表示作为本发明第三实施方式的毛刷密封装置的外周毛刷密封件中细梁重叠的第一例的第一图，是表示第一细梁图案的图；
[0031]图9B是表示作为本发明第三实施方式的毛刷密封装置的外周毛刷密封件中细梁重叠的第一例的第二图，是表示第二细梁图案的图；
[0032]图9C是表示作为本发明第三实施方式的毛刷密封装置的外周毛刷密封件中细梁重叠的第一例的第三图，是表示将图9A所示的第一细梁和图9B所示的第二细梁层叠后的状态的图；
[0033]图1OA是表示作为本发明第三实施方式的毛刷密封装置的外周毛刷密封件中细梁重叠的第二例的第一图，是表示第一细梁图案的图；
[0034]图1OB是表示作为本发明第三实施方式的毛刷密封装置的外周毛刷密封件中细梁重叠的第二例的第二图，是表示第二细梁图案的图；
[0035]图1OC是表示作为本发明第三实施方式的毛刷密封装置的外周毛刷密封件中细梁重叠的第二例的第三图，是表示将图1OA所示的第一细梁与图1OB所示的第二细梁层叠后的状态的图；
[0036]图1lA是表示作为本发明第三实施方式的毛刷密封装置的外周毛刷密封件中细梁重叠的第三例的第一图，是表示第一细梁图案的图；
[0037]图1lB是表示作为本发明第三实施方式的毛刷密封装置的外周毛刷密封件中细梁重叠的第三例的第二图，是表示第二细梁图案的图；
[0038]图1lC是表示作为本发明第三实施方式的毛刷密封装置的外周毛刷密封件中细梁重叠的第三例的第三图，是表示将图1lA所示的第一细梁与图1lB所示的第二细梁层叠后的状态的图；
[0039]图12是表示本发明第四实施方式的毛刷密封装置的结构的剖视图；
[0040]图13A是表示本发明第五实施方式的毛刷密封装置的结构的第一图，是表示内周毛刷密封部的内周毛刷密封件的图；
[0041]图13B是表示本发明第五实施方式的毛刷密封装置的结构的第二图，是表示外周毛刷密封部的外周毛刷密封件的图。
【具体实施方式】
_2] 第一实施方式
[0043]参考图1?图4对本发明第一实施方式的毛刷密封装置进行说明。
[0044]图1是表示本发明第一实施方式的毛刷密封装置100的结构的剖视图，图2A是毛刷密封装置100的内周毛刷密封部101的内周毛刷密封件120的俯视图，图2B是毛刷密封装置100的外周毛刷密封部102的外周毛刷密封件140的俯视图，图3是表示内周毛刷密封件120的自由端部125的方式的立体图，图4是毛刷密封装置100的内周毛刷密封件120及外周毛刷密封件140处的径向剖视图。
[0045]毛刷密封装置100是设置在例如燃气轮机等中使用的毛刷密封装置，如图1所示，是设置在壳体810与旋转轴830之间的间隙，且将该间隙分隔成高压Pl侧和低压P2侧的毛刷密封装置。毛刷密封装置100安装在设于壳体810的内周面811的台阶部812。
[0046]毛刷密封装置100具有内周毛刷密封部101及外周毛刷密封部102。内周毛刷密封部101及外周毛刷密封部102在内周侧分别具有毛刷部123、143，其前端部(内周侧端部)形成为自由端部125、145。
[0047]内周毛刷密封部101设置为自由端部125与旋转轴830的外周面831相对且接触或靠近外周面831的状态。外周毛刷密封部102在内周毛刷密封部101的外周侧，设置为自由端部145与内周毛刷密封部101的外周面111相对且接触或靠近外周面111的状态。此外，外周毛刷密封部102的外周面112紧密嵌合于壳体810的内周面811。
[0048]毛刷密封装置100通过这样的内周毛刷密封部101与外周毛刷密封部102的两段毛刷密封，在壳体810与旋转轴830之间的空间中，对高压Pl侧的被密封流体进行轴向密封。
[0049]内周毛刷密封部101具有内周毛刷密封件120、背板部130及保持部135。
[0050]如图1及图2A所示，内周毛刷密封件120将多根线形硬毛121形成为束状，并将形成为束状的硬毛121沿圆周排列成壁状，通过焊接接合于外周侧而形成为环状。外周侧的环状焊接部形成为安装部122，其内周侧形成为毛刷部123，内周侧的端部形成为与旋转轴830的外周面831接触或靠近的自由端部125。
[0051]如图2A所示，各硬毛121呈直线状，朝向旋转轴830的旋转方向倾斜地配置为与旋转轴830的径向成规定角度的姿态。旋转轴830嵌合在这样排列的内周毛刷密封件120的自由端部125的内侧的环状空间127中。因此，内周毛刷密封件120形成为环状空间127