(57)【要約】      （修正有）【課題】コスト効果があると同時にターボ機械及び他の産業機械の固定部品と回転部品との間の漏洩を阻止するのにも効果的である改良されたブラシシールを提供すること。【解決手段】ブラシシール２００は、圧力プレート１１４とブリストルパックバッキングプレート２０６とを含むことができる。ブリストルパックバッキングプレート２０６は、対向する側部を通って開口する複数の半径方向に延び且つ円周方向に間隔を置いて配置されたスロット２０８、２１０を含むことができる。スロット２０８、２１０は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の内側半径方向縁部２１２及び外側半径方向縁部２１４上に配置することができる。【選択図】図２
2011137543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械の固定構成要素（１０２）と回転構成要素（１０４）との間に位置付けられ、前記機械の運転中に上流側部において高圧領域（１０６）と、下流側部において低圧領域（１０８）とを有する円周方向に延びるブラシシール（２００）であって、当該ブラシシール（２００）が、
前記固定構成要素（１０２）によって担持され、且つ前記回転構成要素（１０４）に向かって片持ちにされたブリストルパック（１１０）を形成する複数のブリストルと、
前記ブリストルパック（１１０）の下流側上で前記固定構成要素（１０２）によって担持される圧力プレート（１１４）と、
前記ブリストルパック（１１０）と前記圧力プレート（１１４）との間で前記固定構成要素（１０２）によって担持されるブリストルパックバッキングプレート（２０６）と
を備えており、前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）が、その対向する側部を通って開口する半径方向に延び且つ円周方向に間隔を置いて配置された複数のスロット（２０８、２１０）を含み、前記スロット（２０８、２１０）が、前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）の内側半径方向縁部（２１２）及び外側半径方向縁部（２１４）上に配置されている、ブラシシール（２００）。
【請求項２】
前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）のスロットは、内側半径方向スロット（２０８）及び外側半径方向スロット（２１０）を含み、前記内側半径方向スロット（２０８）が、前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）の半径方向中心（４０２）近傍から始まり、前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）の内側半径方向縁部（２１２）を通ってほぼ半径方向に延びるスロットを構成し、前記外側半径方向スロット（２１０）が、前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）の半径方向中心（４０２）近傍から始まり、前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）の外側半径方向縁部（２１４）を通ってほぼ半径方向に延びるスロットを構成している、請求項１記載のブラシシール（２００）。
【請求項３】
前記圧力プレート（１１４）は、前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）に面する側部上に形成された複数の円周方向に延びる溝（２０２）を有し、該溝（２０２）が、運転中に前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）が内部に好適に収まるように構成された第１の溝（２０２ａ）と、前記第１の溝（２０２ａ）の内部に形成され、複数の前記内側半径方向スロット（２０８）の各々を少なくとも１つの対応する外側半径方向スロット（２１０）に接続する流れチャンネルが形成されるように構成された第２の溝（２０２ｂ）とを少なくとも含む、請求項２記載のブラシシール（２００）。
【請求項４】
形成された前記流れチャンネルが複数の前記内側半径方向スロット（２０８）を少なくとも１つの対応する外側半径方向スロット（２１０）に接続するように構成される前記第２の溝（２０２ｂ）は、複数の内側半径方向スロット（２０８）が各々少なくとも１つの対応する外側半径方向スロット（２１０）と流体連通するように前記第２の溝（２０２ｂ）を構成することを含む、請求項３記載のブラシシール（２００）。
【請求項５】
前記圧力プレート（１１４）は、前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）に面する側部上に形成された複数の円周方向に延びる溝（２０２）を有し、該溝（２０２）が、運転中に前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）が内部に好適に収まるように構成された第１の溝（２０２ａ）と、前記第１の溝（２０２ａ）の内部に形成された第２の溝（２０２ｂ）とを少なくとも含み、前記第２の溝（２０２ｂ）が、前記機械の運転中に前記ブリストルパック（１１０）の下流側部に沿ってほぼ均一な圧力分布が維持されるように、複数の前記内側半径方向スロット（２０８）の各々を少なくとも１つの対応する外側半径方向スロット（２１０）に接続するように構成されている、請求項２記載のブラシシール（２００）。
【請求項６】
前記第２の溝（２０２ｂ）の外側半径方向縁部（５０６）が、複数の前記外側半径方向スロット（２１０）の内側半径方向縁部（４０４）の外側部に配置されており、前記第２の溝（２０２ｂ）の内側半径方向縁部（５０８）が、複数の前記内側半径方向スロット（２０８）の外側半径方向縁部（４０６）の内寄りに配置されている、請求項５記載のブラシシール（２００）。
【請求項７】
前記圧力プレート（１１４）は、前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）に面する側部上に形成された複数の円周方向に延びる溝（２０２）を有し、該溝（２０２）が、運転中に前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）が内部に好適に収まるように構成された第１の溝（２０２ａ）と、前記第１の溝（２０２ａ）の内部に形成され、第１の選択された半径において複数の前記内側半径方向スロット（２０８）の上に重なるように構成された第２の溝（２０２ｂ）とを少なくとも含み、前記第２の溝（２０２ｂ）は、第２の選択された半径において前記第２の溝（２０２ｂ）が複数の前記外側半径方向スロットの上に重なるように構成されており、前記第２の溝（２０２ｂ）は、少なくとも複数の前記内側半径方向スロット（２０８）及び複数の前記外側半径方向スロット（２１０）が前記第２の溝（２０２ｂ）を介して流体連通するように構成されている、請求項２記載のブラシシール（２００）。
【請求項８】
前記内側半径方向スロット（２０８）は各々、実質的に細い矩形形状を備え、前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）の円周周りにほぼ規則的な間隔を置いて配置されており、前記外側半径方向スロット（２１０）は各々、実質的に細い矩形形状を備え、前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）の円周周りにほぼ規則的な間隔を置いて配置されている、請求項２記載のブラシシール（２００）。
【請求項９】
前記外側半径方向スロット（２１０）及び前記内側半径方向スロット（２０８）は、前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）の円周周りにほぼ同じ規則的な間隔を置いて配置されており、選択された円周方向位置において各外側半径方向スロット（２１０）が前記内側半径方向スロット（２０８）のうちの１つと重なるように整列されている、請求項８記載のブラシシール（２００）。
【請求項１０】
前記外側半径方向スロット（２１０）及び前記内側半径方向スロット（２０８）は、
前記内側半径方向スロット（２０８）の各々の半径方向長さを前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）の半径方向長さで除算したものを表す第１の比が、約０．１７〜約０．３３の値を有し、前記外側半径方向スロット（２１０）の各々の前記半径方向長さを前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）の半径方向長さで除算したものを表す第２の比が、約０．１７〜約０．３３の値を有し、前記内側半径方向スロット（２０８）の各々の円周方向幅を前記内側半径方向スロット（２０８）の半径方向長さで除算したものを表す第３の比が、約０．２〜約２．０の値を有し、前記外側半径方向スロット（２１０）の各々の前記円周方向幅を前記外側半径方向スロット（２１０）の半径方向長さで除算したものを表す第４の比が、約０．２〜約３．０の値を有するように構成されている、請求項２記載のブラシシール（２００）。
【請求項１１】
前記圧力プレート（１１４）は、前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）に面する側部上に形成された円周方向に延びる溝（２０２）を含み、前記溝（２０２）は、運転中に前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）が前記溝（２０２）の内部に好適に収まるように構成されており、前記溝（２０２）の深さは、前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）の厚さと隆起区域の高さとを加えたものにほぼ対応し、前記溝（２０２）の内側半径方向縁部及び前記溝（２０２）の外側半径方向縁部は、運転中、対向する内向きに傾斜した面が前記ブリストルパックバッキングプレート（２０６）を前記溝（２０２）の内部に保持するように構成された内向きに傾斜した面を含む、請求項１０記載のブラシシール（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、一般的にタービンエンジン及び／又は産業機械の効率及び／又は作動を改善するためのシステム及び／又は装置に関し、これらのタービンエンジン及び／又は産業機械には、本明細書で使用される場合に別段の具体的記載がない限り、ガスタービンエンジン、航空機エンジン、発電エンジン、蒸気タービンエンジン及びその他を含む、あらゆるタイプのエンジン、特にタービンエンジン又はロータリーエンジンを含むものとする。より具体的には、限定ではないが、本出願は、蒸気タービンのようなターボ機械の固定部品と回転部品との間の改良されたブラシシールに関連する方法、システム、及び／又は装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械の運転中、ターボ機械の固定部品及び回転部品の上流側で高圧領域が生成され、下流側で低圧領域が生成される。回転部品が自由に回転するように、固定部品と回転部品との間にはクリアランスギャップが残されている。しかしながら、これらのギャップが適切にシールされていない場合、高圧領域から低圧領域に流れ漏洩が生じるおそれがある。ターボ機械の固定部品及び回転部品を通るこの漏洩は、ターボ機械の性能に重大な影響を及ぼすおそれがある。
【０００３】
長年にわたり、固定部品と回転部品との間のクリアランスギャップをシールするために、様々な概念が用いられてきた。これらには、非接触型のラビリンスシールと接触型のブラシシールとが含まれ、その両方が、回転構成要素と固定構成要素との間に動的シールを提供するためにターボ機械において広く用いられている。ラビリンスシールは、接触を回避するために大きな物理的クリアランスを必要とし、さもなければ初期摩擦を有し、該初期摩擦は平滑歯をもたらし、その後大量の漏洩を引き起こすおそれがある。一方、ブラシシールは、ロータの運転サイクルの大部分の間ロータとの接触を維持するので、ブラシシールにおける有効クリアランスは、従来のラビリンスシールにおけるよりも大幅に小さい。しかしながら、ブラシシール内のブリストルにわたる圧力降下によって、剛性のブリストルパックが生じる可能性があり、これがロータの加熱につながり、その後、高振動を引き起こすおそれがある。しかも、ブリストルは、圧力降下の影響により変形する傾向がある。この作用に対処するために、一般に圧力プレートを用いて、下流側のブリストル、すなわちブリストルの低圧側部に側方支持を提供することができる。しかしながら、ブリストルパックにわたって存在する圧力降下によってブリストルが圧力プレートの面と摩擦係合する可能性があり、これによりブリストルの剛性が増大し、ロータが偏位した場合に摩耗を引き起こすようになる。加えて、ブリストル固有の弾性によってもたらされる復元力及び他のこのような力も抑制され、このことがブラシシールのシール性能に更に影響を及ぼす。
【０００４】
摩擦係合は、ブリストルパックの両側で圧力バランスが得られる構成を達成することによって低減することができる。ブラシシールに圧力バランス機構を導入するために、これまで幾つかの試みがなされてきた。１つのこのような解決策は、ブリストル層と低圧領域との間に配置される圧力プレートを位置付けて、ブリストルパックと圧力プレートとの間に形成される少なくとも１つのポケットがこの配列によって定められるようにすることを含む。この利点は、圧力プレートの半径方向長さのほとんどを覆うのに十分に広くポケットを作製することによって最大限にすることができる。しかしながら、このようなポケットは、圧力プレートによって提供される支持を損なうことになる。１つの解決策は、ブリストルに対する支持が向上するように、ポケットを複数の溝に分割するものである。しかしながら、溝間に設けられたランドは、一般に、溝間の圧力連通を妨げる。孔を用いて溝間に連通トンネルを設けてもよく、更に、上流圧力に直接接続してもよい。しかしながら、このような設計は一般に、必要な孔及び通路を収容するように作製される過度に厚い圧力プレートをもたらす。加えて、このような機構は一般に、製造上の問題を生じ、又は最低でもコストを増大させる。より頻繁には、圧力バランス機構、すなわち複数のキャビティ又は溝は、圧力プレートによってブリストルパッドに提供される支持に対して悪影響を及ぼすことになる。また、狭いランド部分は、切断又は恒久的な曲げなど、ブリストルに対する損傷を生じる。その結果、これらの制限により、より高い圧力差及び／又はより高温でのブラシシールの使用が制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７２５５３５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このため、コスト効果があると同時にターボ機械及び他の産業機械の固定部品と回転部品との間の漏洩を阻止するのにも効果的である改良されたブラシシールに対する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従って、本出願は、機械の固定構成要素と回転構成要素との間に位置付けられ、機械の運転中に上流側部において高圧領域と、下流側部において低圧領域とを有する円周方向に延びるブラシシールであって、該ブラシシールが、固定構成要素によって担持され、且つ回転構成要素に向かって片持ちにされたブリストルパックを形成する複数のブリストルと、ブリストルパックの下流側上で固定構成要素によって担持される圧力プレートと、ブリストルパックと圧力プレートとの間で固定構成要素によって担持されるブリストルパックバッキングプレートと、を備えるブラシシールを記載する。ブリストルパックバッキングプレートは、その対向する側部を通って開口する半径方向に延び且つ円周方向に間隔を置いて配置された複数のスロットを含むことができる。スロットは、ブリストルパックバッキングプレートの内側半径方向縁部及び外側半径方向縁部に配置することができる。
【０００８】
幾つかの実施形態では、ブリストルパックバッキングプレートのスロットは、内側半径方向スロット２０８と外側半径方向スロットを含み、該内側半径方向スロット２０８は、ブリストルパックバッキングプレートの半径方向中心近傍から始まりブリストルパックバッキングプレートの内側半径方向縁部を通ってほぼ半径方向に延びるスロットを含み、外側半径方向スロットは、ブリストルパックバッキングプレートの半径方向中心近傍から始まりブリストルパックバッキングプレートの外側半径方向縁部を通ってほぼ半径方向に延びるスロットを含む。
【０００９】
幾つかの実施形態では、圧力プレートは、ブリストルパックバッキングプレートに面する側面上に形成された複数の円周方向に延びる溝を有し、該溝は、運転中にブリストルパックバッキングプレートが内部に好適に収まるように構成された第１の溝と、第１の溝の内部に形成され、複数の内側半径方向スロットの各々を少なくとも１つの対応する外側半径方向スロットに接続する流れチャンネルが形成されるように構成された第２の溝とを少なくとも含む。
【００１０】
幾つかの実施形態では、形成された流れチャンネルによって複数の内側半径方向スロットが少なくとも１つの対応する外側半径方向スロットに接続されるように構成される第２の溝は、複数の内側半径方向スロットが各々少なくとも１つの対応する外側半径方向スロットと流体連通するように第２の溝を構成することを含む。
【００１１】
幾つかの実施形態では、圧力プレートは、ブリストルパックバッキングプレートに面する側面上に形成された複数の円周方向に延びる溝を有し、該溝は、運転中にブリストルパックバッキングプレートが内部に好適に収まるように構成された第１の溝と、第１の溝の内部に形成され、機械の運転中にブリストルパックの下流側部に沿って実質的に均一な圧力分布が維持されるように複数の内側半径方向スロットの各々を少なくとも１つの対応する外側半径方向スロットに接続するよう構成された第２の溝とを少なくとも含む。
【００１２】
幾つかの実施形態では、第２の溝の外側半径方向縁部は、複数の外側半径方向スロットの内側半径方向縁部の外側部に配置され、第２の溝の内側半径方向縁部は、複数の内側半径方向スロットの外側半径方向縁部の内寄りに配置されている。
【００１３】
幾つかの実施形態では、圧力プレートは、ブリストルパックバッキングプレートに面する側面上に形成された複数の円周方向に延びる溝を有し、該溝は、運転中にブリストルパックバッキングプレートが内部に好適に収まるように構成された第１の溝と、第１の溝の内部に形成され、第１の選択された半径において複数の内側半径方向スロットの上に重なるように構成された第２の溝とを少なくとも含み、第２の溝は、第２の選択された半径において第２の溝が複数の外側半径方向スロットの上に重なるように構成され、該第２の溝は、少なくとも複数の内側半径方向スロットと複数の外側半径方向スロットとが第２の溝を介して流体連通するように構成されている。
【００１４】
幾つかの実施形態では、内側半径方向スロットは各々、実質的に細い矩形形状を含み、ブリストルパックバッキングプレートの円周周りにほぼ規則的な間隔を置いて配置されており、外側半径方向スロットは各々、実質的に細い矩形形状を含み、ブリストルパックバッキングプレートの円周周りにほぼ規則的な間隔を置いて配置されている。
【００１５】
幾つかの実施形態では、外側半径方向スロット及び内側半径方向スロットは、ブリストルパックバッキングプレートの円周周りに同じ規則的な間隔を置いて配置されており、選択された円周方向位置において各外側半径方向スロットが内側半径方向スロットのうちの１つと重なるように整列されている。
【００１６】
幾つかの実施形態では、外側半径方向スロット及び内側半径方向スロットは、内側半径方向スロットの各々の半径方向長さをブリストルパックバッキングプレートの半径方向長さで除算したものを表す第１の比が、約０．１７〜約０．３３の値を有し、外側半径方向スロットの各々の半径方向長さをブリストルパックバッキングプレートの半径方向長さで除算したものを表す第２の比が、約０．１７〜約０．３３の値を有し、内側半径方向スロットの各々の円周方向幅を内側半径方向スロットの半径方向長さで除算したものを表す第３の比が、約０．２〜約２．０の値を有し、外側半径方向スロットの各々の円周方向幅を外側半径方向スロットの半径方向長さで除算したものを表す第４の比が、約０．２〜約３．０の値を有するように構成されている。
【００１７】
幾つかの実施形態では、圧力プレートは、ブリストルパックバッキングプレートに面する側面上に形成された円周方向に延びる溝を含み、該溝は、運転中にブリストルパックバッキングプレートが内部に好適に収まるように構成されており、溝の深さは、ブリストルパックバッキングプレートの厚さと隆起区域の高さとを加えたものにほぼ対応し、溝の内側半径方向縁部及び溝の外側半径方向縁部は、運転中、対向する内向きに傾斜した面によってブリストルパックバッキングプレートが溝内に保持されるように構成された内向きに傾斜した面を含む。
【００１８】
本出願のこれら及び他の特徴は、図面及び請求項を参照しながら以下の好ましい実施形態の詳細な説明を精査することによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】典型的な圧力バランス溝を有する従来のブラシシールの断面図。
【図２】本出願の１つの実施形態による円周方向に延びるブラシシールの断面図。
【図３】本出願の例示的な実施形態によるブラシシールの断面図。
【図４】本出願の例示的な実施形態によるブラシシールの正面図。
【図５】本出願の例示的な実施形態によるブラシシールの正面図。
【図６】本出願の別の例示的な実施形態によるブラシシールの断面図。
【図７】本出願の別の例示的な実施形態によるブラシシールの正面図。
【図８】本出願の別の例示的な実施形態によるブラシシールの正面図。
【図９】本出願の別の例示的な実施形態によるブラシシールの断面図。
【図１０】本出願の別の例示的な実施形態によるブラシシールの正面図。
【図１１】本出願の別の例示的な実施形態によるブラシシールの正面図。
【図１２】本出願の別の例示的な実施形態によるブラシシールの断面図。
【図１３】本出願の別の例示的な実施形態によるブラシシールの正面図。
【図１４】本出願の別の例示的な実施形態によるブラシシールの正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明のこれら及び他の特徴は、添付図面を参照しながら、本発明の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を詳細に検討することによって完全に理解され認識されるであろう。
【００２１】
本出願の発明を明確に説明するために、タービンエンジンの特定の機械構成要素又は部品に言及し説明する用語を選択することが必要な場合がある。当該業界で通常使用される用語は、可能な限り、一般に受け入れられる意味と適合するように使用及び利用されることになる。しかしながら、あらゆるこのような用語は広範な意味が付与されており、本明細書で意図された意味及び添付の請求項の技術的範囲が不当に限定されるような狭義に解釈されることがないものとする。特定の構成要素は、幾つかの異なる名称で呼ばれることが多い点は当業者には理解されるであろう。加えて、本明細書で単一の要素として説明できる事柄は、別の状況では複数の構成要素を含み、又は複数の構成要素からなるものとして言及することができ、或いは、本明細書で複数の構成要素を含むものとして説明できる事柄は、単一の要素に構築され、場合によっては単一の要素として言及することができる。従って、本明細書で記載される本発明の範囲を理解する際に、提供される用語及び説明にのみ留意するのではなく、本明細書で記載される構成要素の構造、構成、機能、及び／又は使用に対しても留意すべきである。
【００２２】
加えて、幾つかの記述上の用語を本明細書で使用する場合がある。これらの用語の意味は、以下の定義を含むものとする。本明細書で使用される「下流側」及び「上流側」は、タービンを通過する作動流体の流れに対する方向を示す用語である。従って、用語「下流」とは、流れの方向を意味し、用語「上流」とは、タービンを通る流れの反対の方向を意味する。用語「半径方向」は、軸線に垂直な動き又は位置を指す。この用語は、軸線に対して異なる半径方向位置にある部品を説明するのに必要となることが多い。この場合、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸線に接近して位置する場合、本明細書では、第１の構成要素は、第２の構成要素の「内寄り」又は「半径方向内向き」にあると表現することができる。反対に、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸線から遠くに位置する場合、本明細書では、第１の構成要素は、第２の構成要素の「外寄り」又は「半径方向外向き」にあると表現することができる。用語「軸方向」とは、軸線に平行な動き又は位置を指す。また、用語「円周方向」とは、軸線を中心とした動き又は位置を指す。
【００２３】
ここで、複数の図面全体を通して種々の数字が同様の要素を表している図面を参照し、図１は、従来の圧力バランス溝１０１を有する従来のブラシシール１００の断面図を示している。円周方向に延びるブラシシール１００は、ターボ機械の固定構成要素１０２と回転構成要素１０４との間に位置付けることができる。ターボ機械の運転中、流れは、高圧領域１０６を形成する上流側から出発し、低圧領域１０８を形成する下流側部に向かうことができる。ブラシシール１００は更に、複数のブリストルを共に束ねることによって形成されたブリストルパック１１０を含むことができる。ブリストルパック１１０は、固定構成要素１０２によって担持され、回転構成要素１０４に向かって片持ちにすることができ、これによりブリストルの先端が、ターボ機械の運転中に回転構成要素１０４と係合するようになる。ブラシシール１００は更に、ブリストルパック１１０の上流側部に位置付けられた円周方向に延びるフェンス１１２を含むことができ、該フェンス１１２の先端は、回転構成要素１０４に係合しないように終端するようになる。機械の運転中、ブリストルパック１１０のブリストルは、ブリストルパック１１０にわたって存在する圧力降下の影響により変形する傾向がある。この影響に対処するために、ブラシシール１００は更に、ブリストルパック１１０の下流側で固定構成要素１０２によって担持される圧力プレート１１４を含むことができる。圧力プレート１１４は、回転構成要素１０４に向かって突出し、回転構成要素１０４に係合しないように終端することができる。
【００２４】
ブリストルパック１１０にわたり存在する圧力降下によって、ブリストルが圧力プレート１１４に押し付けられ、これにより、ブリストルの寿命を制限するおそれのある、圧力プレート１１４の面との摩擦係合を引き起こす。加えて、摩擦係合は、ブリストル固有の弾性及び他のこのような力によって与えられる復元力を抑制する可能性があり、このことは、ブラシシール１００のシール性能に更に影響を及ぼすおそれがある。摩擦係合は、ブリストルパック１１０の両側の圧力が実質的にバランスを保つようにブラシシール１００を構成することによって低減することができる。ブラシシール１００に圧力バランス機構を導入するために、これまでに幾つかの試みがなされてきた。１つのこのような解決策は、ブリストルパック１１０と低圧領域１０８との間に配置される圧力プレート１１４を位置付け、この配列によってブリストルパック１１０と圧力プレート１１４との間に形成される少なくとも１つのポケットが定められるようにすることを含む。この配列はまた、低圧領域１０８の圧力よりも高い圧力で前記ポケットに流体を供給し、これによりブリストルパック１１０にわたる圧力降下を低減する手段を含む。しかしながら、このような設計は、極めて広いブラシシール１００をもたらす可能性がある。また、ブラシシールの供給業者は、シールに利用可能な空間並びにブラシシールの形成の製造上の問題によって制限を受ける可能性がある点に留意されたい。更に、複数の溝１０１を有することは、ブリストルを支持するのには役立つが、溝１０１間に形成されるランド１０３は、溝１０１間の圧力連通を妨げる可能性がある。従って、このような状況では、通路又は孔（図示せず）を用いて、溝１０１間に連通トンネルを設けることができる。しかしながら、上述のように、このような設計では、過度に厚い圧力プレートをもたらす可能性がある。その結果、これらの制限により、より高い圧力差及び／又はより高い温度でのこのようなブラシシール１００の使用が制限される。
【００２５】
図２〜図１４は、本出願の種々の例示的な実施形態を示す。図２は、本出願の例示的な実施形態による円周方向に延びるブラシシール２００の断面図を示す。ブラシシール２００は、ターボ機械の固定構成要素１０２と回転構成要素１０４との間に位置付けることができる。当業者であれば、本明細書で説明する本出願の実施形態が、限定ではないが、ガスタービンエンジン、航空機エンジン、発電用エンジン、蒸気タービンエンジン、及び同様のものを含む、幾つかのタイプのターボ機械で用いることができる点は理解されるであろう。図２に示すように、ターボ機械の固定構成要素１０２はステータとすることができ、ターボ機械の回転構成要素１０４はロータとすることができる。ターボ機械の運転中、流れは、高圧領域１０６を形成する上流側から出発して、より低圧領域１０８を形成する下流側部に向かうことができる。ブラシシール２００は、複数のブリストルを共に束ねることによって形成されたブリストルパック１１０を含むことができる。本出願の１つの実施形態では、ブリストルパック１１０は、固定構成要素１０２によって担持され、且つ回転構成要素１０４に向かって片持ちにすることができる。この配列は、ターボ機械の運転中にブリストルの少なくとも一部の先端が回転構成要素１０４と係合可能にすることができる。ブラシシール２００は更に、ブリストルパック１１０の上流側部に位置付けられた円周方向に延びるフェンス１１２を含むことができる。本出願の１つの実施形態では、フェンス１１２は、固定構成要素１０２によって担持することができ、更に、回転構成要素１０４に向かって突出することができ、その結果、フェンス１１２の先端が回転構成要素１０４に係合しないように終端することになる。
【００２６】
ブラシシール２００は更に、ブリストルパック１１０下流側の固定構成要素１０２によって担持される圧力プレート１１４を含むことができる。圧力プレート１１４は、回転構成要素１０４に向かって突出することができる。圧力プレート１１４は、ブリストルパック１１０と圧力プレート１１４との間にキャビティが形成されるように、ブリストルパック１１０に面する側部上に形成された少なくとも１つの円周方向に延びる溝２０２を含むことができる。圧力プレート１１４は更に、下方ダム２０４を更に含むことができ、この下方ダム２０４は、ブリストルパック１１０のブリストル先端に係合するが回転構成要素１０４には係合しないようになっている。これにより、ブリストルパック１１０上流側側部への高圧の影響により、ブリストル先端の軸線方向移動を阻止することができる。
【００２７】
ブラシシール１００は更に、ブリストルパック１１０と圧力プレート１１４との間にブリストルパックバッキングプレート２０６を含むことができる。ブリストルパックバッキングプレート２０６は、様々な方法で圧力プレート１１４の溝２０２により担持することができる。本出願の１つの例示的な実施形態では、ブリストルパックバッキングプレート２０６の内側及び外側半径方向縁部は、溶接によって圧力プレート１１４の溝２０２に接合することができる。本出願の他の例示的な実施形態では、ブリストルパックバッキングプレート２０６は、圧力プレート１１４の溝２０２にスナップ嵌合することができる。ブリストルパックバッキングプレート２０６は更に、対向する側部を通って開いた、半径方向に延び且つ円周方向に間隔を置いて配置された複数の内側半径方向スロット２０８及び外側半径方向スロット（２１０）を含むことができる。内側半径方向スロット２０８は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の内側半径方向縁部２１２上に円周方向に配置することができる。同様に、外側半径方向スロット（２１０）は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の外側半径方向縁部（２１４）上に円周方向に配置することができる。図４、図７、図１０及び図１３を参照して説明するように、スロット２０８及び２１０の様々な構成をブリストルパックバッキングプレート２０６において利用することができる。
【００２８】
本出願の１つの例示的な実施形態では、本明細書に記載されるフェンス１１２は、４３０ステンレス鋼から形成することができ、圧力プレート１１４は、４３０ステンレス鋼から形成することができ、ブリストルパックバッキングプレート２０６は、４０９ステンレス鋼から形成することができる。圧力プレート１１４及びブリストルパックバッキングプレート２０６に対して異なる材料を用いることで、ブラシシール２００をコスト効果的にすることができると共に、高い温度差及び圧力差を有する領域でのブラシシール１００の使用を可能にすることもできる。当業者であれば、ブラシシールの製造に用いる材料は、コスト効果と共にターボ機械の性能の両方を判断する上で不可欠な要素となる可能性がある点は理解されるであろう。更に、上に挙げた実施例は単に例証に過ぎず、本出願の範囲を限定するものではない。
【００２９】
本明細書で記載されるブリストルパック１１０、フェンス１１２及び圧力プレート１１４は、溶接によって互いに且つ固定構成要素１０２に接合することができる。更に、ブリストルパック１１０、フェンス１１２、圧力プレート１１４及びブリストルパックバッキングプレート２０６は、回転構成要素１０４の軸線の周りに、限定ではないが、各々６０°の６つのセグメントのような、弓状セグメントの形態で備えることができる。図３〜図１４は、本出願の種々の例示的な実施形態による、ブリストルパックバッキングプレート２０６及び圧力プレート１１４のこのような弓状セグメントの断面図及び正面図を示している。
【００３０】
図３には、本出願の１つの例示的な実施形態によるブラシシール２００の断面図を示す。図３に示すように、ブラシシール２００は、ターボ機械の固定構成要素１０２と回転構成要素１０４との間に位置付けることができる。ブラシシール２００は更に、ブリストルパック１１０を形成する複数のブリストルを含むことができる。ブラシシール２００はまた、ブリストルパック１１０下流側側部上の圧力プレート１１４と、ブリストルパック１１０の上流側側部上に位置付けられたフェンス１１２とを含むことができる。ブリストルパック１１０、圧力プレート１１４及びフェンス１１２は、固定構成要素１０２によって担持され、且つ回転構成要素１０４に向かって片持ちすることができる。ブラシシール２００は更に、ブリストルパック１１０と圧力プレート１１４との間で固定構成要素１０２によって担持されるブリストルパックバッキングプレート２０６を含むことができる。
【００３１】
図４及び図５は、ブリストルパックバッキングプレート２０６及び圧力プレート１１４の弓状セグメントの正面図を示し、図３と関連して検討する。図４に示すように、ブリストルパックバッキングプレート２０６は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の対向する側部を通って開口する、半径方向に延び且つ円周方向に間隔を置いて配置された複数のスロット２０８及び２１０を含むことができる。スロット２０８及び２１０は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の内側半径方向縁部２１２及び外側半径方向縁部（２１４）上にそれぞれ配置することができる。内側半径方向スロット２０８は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の半径方向中心４０２近傍から始まり、内側半径方向縁部２１２を通って半径方向に延びることができる。同様に、外側半径方向スロット（２１０）は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の半径方向中心４０２近傍から始まり、外側半径方向縁部（２１４）を通って半径方向に延びることができる。本出願の１つの実施形態では、内側半径方向スロット２０８及び外側半径方向スロット（２１０）の各々は、実質的に細い矩形形状を有し、ブリストルパックバッキングプレート２０６の円周周りにほぼ規則的な間隔で配置することができる。更に、半径方向スロット２０８及び２１０は、選択された円周方向位置において各外側半径方向スロット（２１０）が内側半径方向スロット２０８のうちの１つと重なるように整列させることができる。半径方向スロット２０８及び２１０は、半径方向に整列した長手方向軸線を有することができる。他の実施形態では、半径方向スロット２０８及び２１０は、半径方向に対して角度を形成する長手方向軸線を有することができる。
【００３２】
図５は、ブリストルパックバッキングプレート２０６に面する圧力プレート１１４の一方の側部の正面図を示す。圧力プレート１１４は、上方ダム５０２と、下方ダム２０４と、２つの側部ダム５０４とを含むことができ、これらは、ブリストルパック１１０と接触することができる。本出願の１つの例示的な実施形態では、２つの側部ダムは、図に示すように、半径方向切り込みであってもよく、或いはそうでなくてもよい。更に、圧力プレート１１４は、ブリストルパックバッキングプレート２０６に面する側部上に形成された、円周方向に延びる複数の溝２０２を有することができる。本出願の１つの実施形態では、圧力プレート１１４は、２つの溝、すなわち、第１の溝２０２ａ及び第２の溝２０２ｂを有することができる。第１の溝２０２ａは、ターボ機械の運転中にブリストルパックバッキングプレート２０６が第１の溝２０２ａの内部に好適に収まるように構成することができる。圧力プレート１１４は、第１の溝２０２ａの内部に形成された第２の溝２０２ｂを有することができる。この結果、ブリストルパックバッキングプレート２０６が圧力プレート１１４に接合されたときに、圧力プレート１１４とブリストルパックバッキングプレート２０６との間にキャビティを得ることができる。更に、第２の溝２０２ｂの外側半径方向縁部５０６は、外側半径方向スロット（２１０）の内側半径方向縁部４０４の外寄りに位置付けることができる。同様に、第２の溝２０２ｂの内側半径方向縁部５０８は、内側半径方向スロット２０８の外側半径方向縁部４０６の内寄りに位置付けることができる。この構成は、内側半径方向スロット２０８の各々を少なくとも１つの対応する外側半径方向スロット（２１０）に接続する流れチャンネルを形成可能にすることができる。これは更に、第２の溝２０２ｂによって形成されたキャビティを通じて、内側半径方向スロット２０８の各々が少なくとも１つの対応する外側半径方向スロット（２１０）と流体連通できるようにすることができる。更に、第１の選択された半径では、第２の溝２０２ｂは複数の内側半径方向スロット２０８の上に重なることができ、第２の選択された半径では、第２の溝２０２ｂは、複数の外側半径方向スロット（２１０）の上に重なることができる。これに対応して、少なくとも複数の内側半径方向スロット２０８及び複数の外側半径方向スロット（２１０）が、第２の溝２０２ｂを介して流体連通することができる。本明細書に記載する構成は、ブリストルパック１１０の下流側側部に沿って実質的に均一な圧力分布が維持される結果をもたらすことができる。ターボ機械の運転中、高圧領域１０６からの流体の一部はブリストルパック１１０を通過することができ、外側半径方向スロット（２１０）を介して圧力プレート１１４の第２の溝２０２ｂに入り、次いで、ブリストルパックバッキングプレート２０６の内側半径方向スロット２０８を通って流出し、シールの内側領域を加圧することができる。第２の溝２０２ｂの内部では、流体は、低圧領域１０８よりも高い圧力を維持することができ、すなわち、ブリストルパック１１０の両側でほぼ等しい圧力が達成されるまで、ブリストルパック１１０にわたる圧力降下を低減することができる。ブリストルパック１１０の両側のバランスの取れた圧力は、ブリストルパック１１０とブリストルパックバッキングプレート２０６との間の摩擦係合を低減し、ブリストルパック１１０のブリストルの実質的に自由な移動を可能にする。
【００３３】
本出願の１つの実施形態では、内側半径方向スロット２０８及び外側半径方向スロット（２１０）は、内側半径方向スロット２０８の各々の半径方向長さをブリストルパックバッキングプレート２０６の半径方向長さで除算した第１の比が、限定ではないが、およそ０．１７〜０．３３の値とすることができ、外側半径方向スロット（２１０）の各々の半径方向長さをブリストルパックバッキングプレート２０６の半径方向長さで除算した第２の比が、限定ではないが、およそ０．１７〜０．３３の値のものとすることができるように構成することができる。更に、内側半径方向スロット２０８の各々の円周方向幅をスロット２０８の半径方向長さで除算した第３の比は、限定ではないが、およそ０．２０〜２．０の値のものとすることができ、外側半径方向スロット（２１０）の各々の円周方向幅をスロット（２１０）の半径方向長さで除算した第４の比は、限定ではないが、およそ０．２〜３．０のものとすることができる。本出願の他の例示的な実施形態では、第１の比は、限定ではないが、およそ０．２０〜０．３０の値のものとすることができ、第２の比は、限定ではないが、およそ０．１７〜０．２５の値のものとすることができ、第３の比は、およそ０．５〜１．０の値のものとすることができ、第４の比は、限定ではないが、およそ０．５〜１．０の値のものとすることができる。
【００３４】
図６は、本出願の別の例示的な実施形態によるブラシシール２００の断面図を示す。本出願の他の例示的な実施形態（図２及び図３で説明したような）と同様に、ブラシシール２００は、ターボ機械の固定構成要素１０２と回転構成要素１０４との間に位置付けることができる。ブラシシール２００は更に、ブリストルパック１１０を形成する複数のブリストルを含むことができる。ブラシシール２００は更に、ブリストルパック１１０の下流側に位置付けられた圧力プレート１１４と、ブリストルパック１１０の上流側に位置付けられたフェンス１１２とを含むことができる。ブリストルパック１１０、圧力プレート１１４及びフェンス１１２は、固定構成要素１０２によって担持され、且つ回転構成要素１０４に向かって片持ちにすることができる。ブラシシール２００は更に、ブリストルパック１１０と圧力プレート１１４との間で固定構成要素１０２によって担持されるブリストルパックバッキングプレート２０６を含むことができる。
【００３５】
図７及び図８は、ブリストルパックバッキングプレート２０６及び圧力プレート１１４の弓状セグメントの正面図をそれぞれ示す。図７に示すように、ブリストルパックバッキングプレート２０６は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の対向する側部を通って開口する、半径方向に延び且つ円周方向に間隔を置いて配置された複数の内側半径方向スロット２０８及び外側半径方向スロット（２１０）を含むことができる。スロット２０８及び２１０は、それぞれ、ブリストルパックバッキングプレート２０６の内側半径方向縁部２１２及び外側半径方向縁部（２１４）上に配置することができる。内側半径方向スロット２０８は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の半径方向中心４０２近傍から始まり、ブリストルパックバッキングプレート２０６の内側半径方向縁部２１２を通って半径方向に延びることができる。同様に、外側半径方向スロット（２１０）は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の半径方向中心４０２近傍から始まることができ、ブリストルパックバッキングプレート２０６の外側半径方向縁部（２１４）を通って半径方向に延びることができる。本出願の１つの実施形態では、内側半径方向スロット２０８及び外側半径方向スロット（２１０）の各々は、ほぼ細い矩形形状を有し、且つブリストルパックバッキングプレート２０６の円周周りにほぼ同じ規則的な間隔を置いて配置することができる。更に、半径方向スロット２０８及び２１０は、選択された円周方向位置で各外側半径方向スロット（２１０）が内側半径方向スロット２０８のうちの１つと重なるように整列させることができる。
【００３６】
ブリストルパックバッキングプレート２０６は更に、複数の不連続な隆起区域６０２を含むことができる。図６に示すように、隆起区域６０２は、ブリストルパックバッキングプレート２０６がブラシシール２００内で圧力プレート１１４に接して適切に設置されたときに、隆起区域６０２が圧力プレート１１４と接触するように構成することができる。これにより、ブリストルパックバッキングプレート２０６と圧力プレート１１４との間にキャビティを形成することができる。本出願の１つの実施形態では、図６に示すように、隆起区域６０２は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の円周周りに規則的又は不規則的に間隔を置いて配置された複数のディンプルとすることができる。当業者であれば、ディンプル、すなわち隆起区域６０２は、限定ではないが、金属板打ち抜き加工によって生成することができることは理解されるであろう。本出願の１つの実施形態では、ディンプル、すなわち隆起区域６０２は、完全に打ち抜いてもよく、或いは、完全に打ち抜かなくてもよい。別の実施形態によれば、隆起区域６０２は、ブリストルパックバッキングプレート２０６に沿って円周方向又は半径方向に延びる複数のリッジ（図示せず）とすることができる。
【００３７】
図８は、ブリストルパックバッキングプレート２０６に面した圧力プレート１１４の一方の側部の正面図を示す。圧力プレート１１４は、上方ダム５０２と、下方ダム２０４と、２つの側部ダム５０４とを含むことができ、これらはブリストルパック１１０と接触する。更に、圧力プレート１１４は、ブリストルパックバッキングプレート２０６に面する側部上に形成された、円周方向に延びる溝２０２を有することができる。溝２０２の内側半径方向縁部８０２及び外側半径方向縁部８０４は、内向きに傾斜した面を含むことができ、対向する内向きに傾斜した面がブリストルパックバッキングプレート２０６を溝２０２内部に保持するように構成される。更に、ブリストルパックバッキングプレート２０６は、ターボ機械の運転中に溝２０２の内部に好適に収まることができる。上述のように、ブリストルパックバッキングプレート２０６の隆起区域６０２は、圧力プレート１１４と接触することができる。この構成は、ブリストルパック１１０を支持するために、隆起区域６０２がブリストルパックバッキングプレート２０６を圧力プレート１１４の溝２０２の底部から上昇させるのを可能にすることができる。これに対応して、溝２０２の深さは、限定ではないが、ブリストルパックバッキングプレート２０６の厚さと隆起区域６０２の高さとを加えたものにほぼ等しくすることができる。ターボ機械の運転中、流体は、外側半径方向スロット（２１０）を通って、ブリストルパックバッキングプレート２０６と圧力プレート１１４との間に形成されたキャビティに入り、ブリストルパックバッキングプレート２０６の内側半径方向スロット２０８を通って流出し、シールの内側領域を加圧することができる。ブリストルパックバッキングプレート２０６と圧力プレート１１４との間に形成されたキャビティは、この領域内の圧力を半径方向全体にわたって均等に維持可能にすることができる。本出願の幾つかの実施形態では、この構成によりブリストルを効果的に支持することができる。また、この構成において単一の溝２０２を使用することにより、圧力プレート１１４の厚さを低く維持可能にすることができ、このことによって、ブラシシール２００の製造コストを削減可能にすることができる。
【００３８】
図９は、本出願の別の例示的な実施形態によるブラシシール２００の断面図を示す。図９に示すように、ブラシシール２００は、ターボ機械の固定構成要素１０２と回転構成要素１０４との間に位置付けることができる。ブラシシール２００は、ブリストルパック１１０と、圧力プレート１１４と、フェンス１１２と、ブリストルパック１１０と圧力プレート１１４との間に配置されたブリストルパックバッキングプレート２０６とを含むことができる。ブリストルパック１１０、圧力プレート１１４及びフェンス１１２は、固定構成要素１０２によって担持され、且つ回転構成要素１０４に向かって片持ちにすることができる。
【００３９】
図１０及び図１１は、ブリストルパックバッキングプレート２０６及び圧力プレート１１４の弓状セグメントの正面図をそれぞれ示す。図１０に示すように、ブリストルパックバッキングプレート２０６は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の対向する側部を通って開口する、半径方向に延び且つ円周方向に間隔を置いて配置された複数の内側半径方向スロット２０８及び外側半径方向スロット（２１０）を含むことができる。スロット２０８及び２１０は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の内側半径方向縁部２１２及び外側半径方向縁部（２１４）上にそれぞれ配置することができる。本出願の１つの実施形態では、内側半径方向スロット２０８及び外側半径方向スロット（２１０）は、限定ではないが、スカロップ形状のような半径方向に浅く円周方向に狭い形状のものとすることができる。スカロップ形スロットの使用は、ターボ機械の運転中にブリストルパック１１０のブリストルがスロット２０８及び２１０に巻き込まれる可能性を低減することのような、特定の性能上の利点を提供することができる。当業者であれば、スカロップ形スロット２０８及び２１０は、限定ではないが、金属板打ち抜き加工によって切り抜くことができる点は理解されるであろう。ブリストルパックバッキングプレート２０６は更に、複数の不連続な隆起区域６０２を含むことができる。図９に示すように、隆起区域６０２は、ブリストルパックバッキングプレート２０６がブラシシール２００において圧力プレート１１４と接して適切に設置されたときに、隆起区域６０２が圧力プレート１１４と接触するように構成することができる。これにより、ブリストルパックバッキングプレート２０６と圧力プレート１１４との間にキャビティを形成することができる。
【００４０】
図１１は、ブリストルパックバッキングプレート２０６に面した、圧力プレート１１４の側部の正面図を示す。圧力プレート１１４は、上方ダム５０２と、下方ダム２０４と、２つの側部ダム５０４とを含むことができ、これらはブリストルパック１１０と接触する。更に、圧力プレート１１４は、ブリストルパックバッキングプレート２０６に面する側部上に形成された、少なくとも１つの円周方向に延びる溝２０２を有することができる。溝２０２は、内向きに傾斜した内側半径方向縁部８０２及び外側半径方向縁部８０４を含むことができ、これらは、ブリストルパックバッキングプレート２０６を溝２０２内部に保持する。ターボ機械の運転中、流体は、スカロップ形の外側半径方向スロット（２１０）を通って、ブリストルパックバッキングプレート２０６と圧力プレート１１４との間に形成されたキャビティに入り、内側半径方向スロット（２１０）を通って流出し、圧力プレート１１４の先端領域を加圧することができる。ブリストルパックバッキングプレート２０６と圧力プレート１１４との間に形成されたキャビティは、この領域内の圧力を半径方向全体にわたって均等に維持可能にすることができる。
【００４１】
図１２は、本出願の別の例示的な実施形態によるブラシシール２００の断面図を示す。図１２に示すように、ブラシシール２００は、ターボ機械の固定構成要素１０２と回転構成要素１０４との間に位置付けることができる。ブラシシール２００は、ブリストルパック１１０と、圧力プレート１１４と、フェンス１１２と、ブリストルパック１１０と圧力プレート１１４との間に配置されたブリストルパックバッキングプレート２０６とを含むことができる。ブリストルパック１１０、圧力プレート１１４及びフェンス１１２は、固定構成要素１０２よって担持され、且つ回転構成要素１０４に向かって片持ちにすることができる。
【００４２】
図１３及び図１４は、ブリストルパックバッキングプレート２０６及び圧力プレート１１４の弓状セグメントの正面図をそれぞれ示す。図１３に示すように、ブリストルパックバッキングプレート２０６は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の対向する側部を通って開口する、半径方向に延び且つ円周方向に間隔を置いて配置された複数の内側半径方向スロット２０８及び外側半径方向スロット（２１０）を含むことができる。スロット２０８及び２１０は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の内側半径方向縁部２１２及び外側半径方向縁部（２１４）上にそれぞれ配置することができる。ブリストルパックバッキングプレート２０６のスロット２０８及び２１０は、半径方向に浅く円周方向に狭いスロット（２１０）と、並びに半径方向に浅く円周方向に広いスロット２０８とを含むことができる。本出願の１つの実施形態では、ブリストルパックバッキングプレート２０６は、限定ではないが、図１３に示すような１つの半径方向に浅く円周方向に広いスロット２０８を含むことができる。半径方向に浅く円周方向に狭いスロット（２１０）は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の外側半径方向縁部（２１４）に沿って円周方向に間隔を置いて配置することができ、半径方向に浅く円周方向に広いスロット２０８は、ブリストルパックバッキングプレート２０６の内側半径方向縁部２１２に沿って円周方向に間隔を置いて配置することができる。内側半径方向縁部２１２の両端にある押し出し部は、ブリストルパックバッキングプレート２０６を圧力プレート１１４内に収めることができるようにすることができる。滑らかな円周方向に広いスロット２０８は、上をブリストルパック１１０のブリストルが容易に摺動できるようにすることができる。ブリストルパックバッキングプレート２０６は更に、複数の不連続な隆起区域６０２を含むことができる。図１２に示すように、ブリストルパックバッキングプレート２０６がブラシシール２００内で圧力プレート１１４に接して適切に設置することができるときに、隆起区域６０２が圧力プレート１１４と接触し、その結果、ブリストルパックバッキングプレート２０６と圧力プレート１１４との間にキャビティが形成される。
【００４３】
図１４は、ブリストルパックバッキングプレート２０６に面した圧力プレート１１４の側の正面図を示す。圧力プレート１１４は、ブリストルパック１１０と接触した、上方ダム５０２、下方ダム２０４及び２つの側部ダム５０４と、並びに、内向きに傾斜した内側半径方向縁部８０２及び外側半径方向縁部８０４を備え、ブリストルパックバッキングプレート２０６を内部に保持する円周方向に延びた溝２０２とを含むことができる。ターボ機械の運転中、流体は、半径方向に浅く円周方向に狭いスロット（２１０）及び半径方向に浅く円周方向に広いスロット２０８を通って、ブリストルパックバッキングプレート２０６と圧力プレート１１４との間に形成されたキャビティに流入することができる。ブリストルパックバッキングプレート２０６と圧力プレート１１４との間に形成されたキャビティは、この領域内の圧力を半径方向全体にわたって均等に維持可能にすることができる。
【００４４】
当業者であれば理解されるように、幾つかの例示的な実施形態に関して上述された多くの様々な特徴及び構成は、本発明の他の実施可能な実施形態を形成するよう更に選択的に適用することができる。簡潔にするため、及び当業者の能力を考慮して、実施可能な繰り返しの全ては本明細書で詳細には提供され又は説明していないが、添付の複数の請求項又はその他によって包含される全ての組み合わせ及び可能な実施形態は、本出願の一部をなすものとする。加えて、上記の説明で示されるように、本発明の幾つかの例示的な実施形態の記載から、当業者には、その改善、変更、及び修正が明らかであろう。当該技術分野におけるこのような改善、変更、及び修正は、請求項によって保護されることを意図している。更に、以上の説明は本出願の記載した実施形態のみに関するものであること、また請求項及びその均等物によって定義される本出願の技術的思想及び範囲から逸脱することなく本明細書において数多くの変形及び変更を加えることができることを理解されたい。
【符号の説明】
【００４５】
１００  ブラシシール
１０２  固定構成要素
１０４  回転構成要素
１０６  高圧領域
１０８  低圧領域
１１０  ブリストルパック
１１２  円周方向に延びるフェンス
１１４  圧力プレート
２００  ブラシシール
２０２  溝
２０２ａ  第１の溝
２０２ｂ  第２の溝
２０４  下方ダム
２０６  ブリストルパックバッキングプレート
２０８  内側半径方向スロット
２１０  外側半径方向スロット
２１２  圧力プレートの内側半径方向縁部
２１４  圧力プレートの外側半径方向縁部
４０２  半径方向中心
４０４  外側半径方向スロットの内側半径方向縁部
４０６  内側半径方向スロットの外側半径方向縁部
５０２  上方ダム
５０４  側部ダム
５０６  第２の溝の外側半径方向縁部
５０８  第２の溝の内側半径方向縁部
６０２  不連続な隆起区域
８０２  溝の内側半径方向縁部
８０４  溝の外側半径方向縁部
【図１】
2011137543.tif 000003
【図２】
2011137543.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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