JP5028918B2 - 回転物体用シール装置 - Google Patents
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Description
1)円形状の外面形状を持つ円形状外面部を有する回転物体とこの回転物体の前記円形状外面部と相対する内周面を有する静止物体との相互間に形成される間隙部を作動流体が通流することを抑制するために前記静止物体に配設されるシール装置において、剛性を有する多数本の線条体の束が前記回転物体の円形状外面部に対して円弧状の壁状に配列されるように前記静止物体に配設され、両側面部に高圧側、低圧側の空間を形成するブラシシールと、前記ブラシシールの低圧側の側面部に相対して設けられる背板体と、を有し、前記背板体は、前記ブラシシールの低圧側の側面部との間に、前記作動流体が前記高圧側から前記ブラシシールの内周面先端部と前記回転物体の円形状外面部との間隙を介して低圧側に漏れ出たものである漏れ流体を通流させる漏れ流体通路を形成するとともに、前記漏れ流体通路の終端部分に形成されて、この漏れ流体通路を通流した前記漏れ流体を前記低圧側の圧力を持つ空間に排出するための貫通孔を有し、前記ブラシシールの低圧側の側面部に加わる静圧を、前記線条体の先端部に近い部位よりも前記貫通孔に近い部位ほど小さい値としたことで前記線条体を前記低圧側へ拡大する力を働かせ、該拡大力と前記線条体の反力とをバランスさせることにより、前記ブラシシールの前記内周面先端部と前記回転物体の前記円形状外面部との前記間隙の間隙長を形成したこと、または、
2)前記1項に記載の回転物体用シール装置において、前記背板体は、前記漏れ流体通路の終端部分に円弧状に形成され、前記貫通孔に連通する凹溝を有すること、さらにまたは、
3)前記1項または2項に記載の回転物体用シール装置において、前記背板よりも下流の前記回転物体の周面部に、前記背板体の内周面と前記回転物体の円形状外面部の表面との間の間隙を通過する漏れ流体に対する流体抵抗となる流体抵抗体を備えることにより達成される。
(イ)前記課題を解決するための手段の項の第(1)項による構成とすることで、全体として長方形の断面を持つ円環状をなすブラシシールの低圧側の圧力が印加される低圧側の側面部と背板体との間に漏れ流体通流路が形成され、この漏れ流体通流路にブラシシールの内周側から外周側に向かう漏れ流体が通流するようにされる。漏れ流体通流路が持つ流体抵抗要素によってこの漏れ流体に生じる差圧がそのままブラシシールの低圧側の側面部に印加されることで、ブラシシールにブラシシールの内周側を拡げるように拡大力が作用することになる。この拡大力の作用によってブラシシールの線状体の先端部と回転物体の円形状外面部の表面との間に所定の間隙長を持つ間隙が形成されることで、装置の運転時においての線状体と円形状外面部との相互接触が防止されて、線状体の摩耗・脱落によるブラシシールのシール性能の低下とそれに伴うブラシシールの寿命問題などの防止が可能になる。また同時に、回転物体の円形状外面部の表面に施す耐摩耗性処理の不要化,あるいはその耐摩耗性度合いの軽減を図ることも可能になる。
(ロ)前記課題を解決するための手段の項の第(2)項による構成とすることで、漏れ流体通流路に面する部位に形成された凹溝は全体としては円環状に形成されることによって、漏れ流体通流路内を通流する漏れ流体の円形状外面部の円周方向に関する流れ方が一様化され、このことにより、漏れ流体に生じる圧力損失、この圧力損失に起因する漏れ流体の静圧値の全低下量、この静圧値の全低下量により定まる線状体の基部に印加される漏れ流体の静圧値とこの静圧値が直接的に関与する前記拡大力も一様化される。そうして、拡大力が円形状外面部の円周方向に関して一様化されることで、線状体の先端部と円形状外面部の表面との間の間隙の前記間隙長の一様化が可能になる。さらにまた、
(ハ)前記課題を解決するための手段の項の第(3)項による構成とすることで、回転物体の円形状外面部とシール装置とのシール部分から漏れ出た漏れ流体から分流されて、背板体の内周面と前記円形状外面部の表面との間の間隙から流れ出る一方の漏れ流体の流れが流体抵抗体により邪魔されることでその流量が低減される。この結果、前記シール部分から漏れ出た漏れ流体から分流されて、前記漏れ流体通流路を通流する他方の漏れ流体の流量が増大されることで、他方の漏れ流体に生じる圧力損失を増大させる。この圧力損失の増大は前記(ロ)項で述べた関係から前記拡大力を増大させることになるので、この発明の回転物体用シール装置によって得られる効果の増大が可能になる。
『実施の形態1』図1はこの発明の実施の形態の一例による回転物体用シール装置を関連する部材と共に示すその要部の側面断面図であり、図2は図1におけるA−A断面図である。図3は図1,図2に示した回転物体用シール装置のブラシシールに作動流体によって与えられる静圧を模式的に説明する説明図であり、(a)は図1におけるブラシシールの高圧側の側面部に与えられる静圧を示し、(b)は図1におけるブラシシールの低圧側の側面部に与えられる静圧を示し、(c)は図1におけるブラシシールの高圧側の側面部に与えられる静圧と低圧側の側面部に与えられる静圧との差圧を示す。図1,図2において、1は、この発明による回転物体用シール装置であり、7は、例えば回転軸などの回転物体であり、8は回転物体用シール装置1が装着される例えばケーシングなどの静止物体である。回転物体用シール装置1が配設される部位の回転物体7には、円形状の外面形状をした円形状外面部71が形成され、この円形状の外面は回転物体7の回転中心位置(不図示)に対して同心とされている。
2 ブラシシール
21 側面
22 側面
3 線状体
4 支持部
41 保持体
5 背板体
51 支持面
52 段差面
55 貫通孔
7 回転物体(回転軸)
71 円形状外面部
8 静止物体(ケーシング)
Claims (3)
- 円形状の外面形状を持つ円形状外面部を有する回転物体とこの回転物体の前記円形状外面部と相対する内周面を有する静止物体との相互間に形成される間隙部を作動流体が通流することを抑制するために前記静止物体に配設されるシール装置において、
剛性を有する多数本の線条体の束が前記回転物体の円形状外面部に対して円弧状の壁状に配列されるように前記静止物体に配設され、両側面部に高圧側、低圧側の空間を形成するブラシシールと、
前記ブラシシールの低圧側の側面部に相対して設けられる背板体と、を有し、
前記背板体は、前記ブラシシールの低圧側の側面部との間に、前記作動流体が前記高圧側から前記ブラシシールの内周面先端部と前記回転物体の円形状外面部との間隙を介して低圧側に漏れ出たものである漏れ流体を通流させる漏れ流体通路を形成するとともに、前記漏れ流体通路の終端部分に形成されて、この漏れ流体通路を通流した前記漏れ流体を前記低圧側の圧力を持つ空間に排出するための貫通孔を有し、
前記ブラシシールの低圧側の側面部に加わる静圧を、前記線条体の先端部に近い部位よりも前記貫通孔に近い部位ほど小さい値としたことで前記線条体を前記低圧側へ拡大する力を働かせ、
該拡大力と前記線条体の反力とをバランスさせることにより、
前記ブラシシールの前記内周面先端部と前記回転物体の前記円形状外面部との前記間隙の間隙長を形成したことを特徴とする回転物体用シール装置。 - 請求項1に記載の回転物体用シール装置において、前記背板体は、前記漏れ流体通路の終端部分に円弧状に形成され、前記貫通孔に連通する凹溝を有することを特徴とする回転物体用シール装置。
- 請求項1または2に記載の回転物体用シール装置において、前記背板よりも下流の前記回転物体の周面部に、前記背板体の内周面と前記回転物体の円形状外面部の表面との間の間隙を通過する漏れ流体に対する流体抵抗となる流体抵抗体を備えることを特徴とする回転物体用シール装置。
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