ターボ機械シャフト150に沿った第1のチャンバ140と第2のチャンバ145との間の加圧流体160の移動を制限する逆流耐性バネ作動ブラシシール110であって、ブラシシールが、キャビティ135を間に有して共に装着された第1のバッキングプレート125及び第2の対向するバッキングプレート130を含む環状ハウジング115と、環状ハウジング115の周りに円周方向に配列され、各々がキャビティ135内にシールブリストルブラシ122を懸下するよう適応された複数のブラシシールアームセクタ120と、第1のチャンバ140と第2のチャンバ145との間の差圧P1-P2に応答して、第1のバッキングプレート125及び第2のバッキングプレート130間のキャビティ135内に複数のブラシシールアームセクタ120のうちの1つを位置付けるよう各々が適応された、複数の滑動ブラシシール機構190と、第1のチャンバ140と第2のチャンバ145との間の差圧P1-P2に応答して、第1のバッキングプレート125及び第2のバッキングプレート130のうちの1つにブラシ122を着座させるよう滑動ブラシシール機構190を選択的に位置付ける手段195とを備えるブラシシール110。第1のバッキングプレート125が第1の支持面126を含み、第2のバッキングプレート130が第2の支持面131を含み、第1の支持面126及び第2の支持面131は、ブラシが支持面に着座されたときにシールされるシャフト150に対して設計クリアランス70でブラシ122の端部123を支持するよう適応される、請求項1記載のブラシシール110。滑動ブラシシール機構190を選択的に滑動する手段195が、滑動ブラシシール機構190に動作可能に接続され、第1の支持面126及び第2の支持面131のうちの1つに対してブラシ122を着座させるようブラシシールホルダ120の移動に抗するバネ部材195を含む、請求項2記載のブラシシール110。滑動ブラシシール機構290を選択的に滑動する手段が、滑動ブラシシールホルダ190に動作可能に接続され、第1の支持面126及び第2の支持面131のうちの1つに対してブラシ122を着座させるようブラシシールホルダの移動に抗するベローズ部材270を含む、請求項2記載のブラシシール210。滑動ブラシシール機構190を選択的に滑動する手段が、第1のチャンバ140の圧力P1に曝される第1の端部面積A1effの第1のシリンダ370及び第2のチャンバ145の圧力P2に曝される第2の端部面積A2effの第2のシリンダ375を含む、滑動ブラシシールホルダ390に動作可能に接続された段階的シリンダ構成を含み、段階的シリンダ構成が、第1の支持面126及び第2の支持面131のうちの1つに対してブラシ122を着座させるような移動に抗し、選択的に滑動する手段が更に、滑動ブラシシールホルダ390の移動を付勢する拘束バネ185を含む、請求項2記載のブラシシール310。滑動ブラシシール機構190が、ブラシシールアームセクタ120の第1の端部124に配置され且つ第1のバッキングプレート125を通って第1のチャンバ140に延びる第1のピストン170及びブラシシールアームセクタ120の第2の端部127に配置され且つ第2のバッキングプレート130を通って第2のチャンバ145に延びる第2のピストン175と、第1のピストン170の端部に動作可能に接続され且つ第1のチャンバの圧力P1を受けて第1のチャンバ140内に配置される第1の圧力プレート180と、第2のピストン175の対向する端部に動作可能に接続され且つ第2のチャンバの圧力P2を受けて第2のチャンバ145内に配置される第2の圧力プレート185とを含んでおり、ブラシシール110が、次式:P1×A1-P2×A2>K×x式中、P1は第1のチャンバ140の圧力であり、P2は第2のチャンバ145の圧力であり、A1は、第2の支持面上のブラシシールホルダを着座させるよう作用する圧力P1を受ける有効面積であり、A2は、第2の支持面上のブラシシールホルダの着座に抗するよう作用する圧力P2を受ける有効面積であり、Kはバネ定数である。に従って、第1の支持面126及び第2の支持面131の間に滑動ブラシシール機構190の所定の移動を含む、請求項1記載のブラシシール110。ハウジング115は、ブラシ122が第1の支持面126及び第2の支持面131のうちの1つに着座されたときに、ブラシシールの端部が設計クリアランス70で円形シャフトを係合するような固定位置に装着される、請求項1記載のブラシシール110。第1のチャンバ440と第2のチャンバ445との間の加圧流体160の移動を制限する逆流耐性バネ作動ブラシシール410であって、当該ブラシシールが、キャビティ435を間に有して共に装着された第1のバッキングプレート425及び第2の対向するバッキングプレート430を含み、第1のバッキングプレート425が第1の支持面426を含み、第2のバッキングプレート430が対向する第2の支持面431を含む環状ハウジング115と、キャビティ435の上端部に半径方向に配置され、第1のバッキングプレート425及び第2のバッキングプレート430の間に軸方向に配置され、外側半径方向面及び内側半径方向面によって境界付けられる環状チャンバ470と、環状チャンバ470内に配置され、環状チャンバ470の内側半径方向面及び外側半径方向面による軸方向弓状運動に拘束される浮遊ブラシシール組立体420と、第1のチャンバ440の圧力P1が第2のチャンバ445の圧力P2よりも大きいときに、第2の支持面431上への浮遊ブラシシール組立体420のブラシ422を着座させる付勢手段495と、第2のチャンバ445の圧力P2が第1のチャンバ440の圧力P1よりも大きいときに、浮遊ブラシシール組立体420を押し付けて第1の支持面426上に着座するように第2のチャンバ445をハウジング415の環状チャンバ470と固定接続する複数の軸方向圧力ポート497とを備える逆流耐性バネ作動ブラシシール410。付勢手段が、環状チャンバ470内に軸方向に配置され、浮遊ブラシシール組立体420に作用するバネ495と、バネ部材495と浮遊ブラシシール組立体420との間の環状チャンバ470内に配置された弓形プレート480とを備えており、バネ部材495が、第1のチャンバ440の圧力P1が第2のチャンバ445の圧力P2よりも大きいときに、浮遊ブラシシール組立体420を付勢して第2の支持面431上に着座させる、請求項8記載の逆流耐性バネ作動ブラシシール410。環状チャンバ470内に配置される第2のバネ部材525及びプレート530を更に備えており、第2のバネ部材525がプレート530に半径方向内向きに作用して、浮遊ブラシシール組立体420を押し付けて環状チャンバ内で円滑に滑動させる、請求項9記載の逆流耐性バネ作動ブラシシール410。本発明の以下の実施形態は、シールの対向する側部間の圧力差の方向変化に応じたブラシシールの両側からのシール漏出流に対応可能なブラシシールを提供することを含む、多くの利点を有する。両側からの漏出に対してシールできることにより、ターボ機械における広い範囲の動作条件にわたってシールが有効になり、作動流体の喪失を防ぎ、エネルギーが節減される。この機構は、ブリストルが溶接されたセクタアームの軸方向移動をもたらすバネ作動に基づく。セクタアームは、以下で説明する力平衡要件によって決まる何れかの形状及びサイズのものとすることができる。蒸気タービンでのブラシシールの応用において、本発明は、逆流条件中のシャフト流漏出を低減し、始動、運転停止、トリップ、ターニングギア運転などの過渡負荷中の補助蒸気要件を低下させる。このことは、始動、運転停止、トリップ、ターニングギア運転中の蒸気タービンの補助蒸気要件全体を低減し、これによりオペレータの補助ボイラーコストが低減される。本発明の第1の実施形態は、シールにわたる交互する差圧に応答してブラシシールが軸方向で対向する方向にシールできるようにロータシャフトの軸方向に沿って滑動可能なブラシシールを提供する。前方流の間、シールの第1の軸方向側の第1のチャンバ内に第1の圧力が存在する。シールの第2の軸方向側の第2のチャンバ内には第2の圧力が存在する。ここでチャンバは、広義の意味で与えられ、大気に向かって開いたスペースを含むことができる。第1及び第2のチャンバ間の差圧は、高圧側から低圧側への流れを送り込むよう作用する。通常の作動条件圧力下では、第1のチャンバにおける圧力は、バネ荷重に逆らって作用してシールブリストルを第1のバッキングプレートと逆方向に移動させ、これによりブリストルを支持し、ブラシシール設計の有効なクリアランスを維持して通常条件下の漏出流を阻止する。逆流条件下では、第2のチャンバ内の圧力が第1のチャンバ内の圧力を上回る場合には、第1のチャンバよりも高い第2のチャンバの圧力がバネ力と協働して作用して、反対側のバッキングプレートに対してブリストルを着座させ、その結果、ブリストルが支持されて、ブラシクリアランスを維持し逆流条件下での漏出を阻止する。逆流方向の有効性は、始動中の補助蒸気要件の低減及びひいては補助ボイラサイズの縮小に有効となる。バネの助けによるブリストルの作動は、本発明の他の実施形態におけるベローズ、ブルドン管、可膨張性管又は缶で置きかえることができる。図3は、逆流耐性バネ作動ブラシシールに関する本発明の第1の実施形態を示している。本発明のブラシシールは、第1のチャンバと第2のチャンバとの間の加圧流体の移動を制限し、前方面支持プレート及び後方面支持プレートと、ブリストルを溶接できるアームセクタと、ピストンの端面にボルト締め又は溶接される2つの圧力プレートそれぞれA1、A2区域を有するP1、P2と、圧力プレートとバッキングプレートの一方側との中間に置かれた、剛さKのバネ装置とを含むことができる。逆流耐性バネ作動ブラシシール110のハウジング15は、第1のバッキングプレート125及び第2のバッキングプレート130を含む。第1のバッキングプレート125及び第2のバッキングプレート130は、ブラシシール110のブラシ122ブリストルに対する第1の支持面126及び第2の支持面131をそれぞれ含む。第1のバッキングプレート125及び第2のバッキングプレート130は、シールされる可動シャフト150に対して軸方向に平行に配列され、支持面126、131は、反対向きに配列され、これらの間に端部開放キャビティ135を定める。キャビティ135は、可動シャフトに対して半径方向に端部が開口されている。ハウジング115は、ターボ機械の第1のチャンバ140と第2のチャンバ145との間に装着されるよう構成される。ターボ機械の可動シャフト150は、第1のチャンバ140と第2のチャンバ145との間に延びる。ハウジング115は更に、可動シャフト150の周りに装着されたときに、周囲圧力である第1のチャンバのP1及び第2のチャンバのP2を互いから物理的に分離するよう構成することができる。ターボ機械の場合、可動シャフト150は、ターボ機械のロータ又はその延長部とすることができる。ハウジング115は、ターボ機械図示せずの静止外側ケーシング図示せずに装着することができ、これによりターボ機械内の第1のチャンバ140と外側の第2のチャンバ145とを分離する。ブラシシール110は、円形シャフトの周りに適合するように環状形状で形成することができる。ブラシシール110の装着は、ブラシシールの滑動機構が第1の着座面126又は第2の着座面131上にブラシ122を着座させたときに、ブラシ122のシール端部123が可動シャフト150を効果的にシールするようにすることができる。ブラシシールアームセクタ120は、キャビティ135内に複数のシールブリストルブラシ122を懸下するよう適応される。ブラシブリストル122は、金属アームセクタ120に溶接することができる。アームセクタ120は、可動シャフト150のセグメントを囲むように配置された弓形形状で形成することができる。ブラシ122は、アームセクタから半径方向内向きに回転シャフトに延びて設計クリアランスを確立し、漏出を制限する。アームセクタ120は、キャビティ135内のアームセクタ120を対向するバッキングプレート125、130上に位置付けるよう適応された滑動ブラシシール機構と一体化され、滑動ブラシシール機構は、アームセクタ120の第1の端部124に配置され且つ第1のバッキングプレート125内の軸方向穴171を貫通して第1のチャンバ140に延びる第1のピストン170を含むことができる。第2のピストン175は、アームセクタ120の第2の端部127に配置され、第2のバッキングプレート130内の軸方向穴176を貫通して第2のチャンバ145に延びることができる。ピストン170、175をそれぞれ収容するための第1のバッキングプレート125内の軸方向穴171及び第2のバッキングプレート130内の軸方向穴176は同軸に配置される。第1のピストン170の外側端部に固定接続され且つ第1のチャンバ140内に配置された第1のプレート180は、第1のチャンバの圧力を受ける。第2のピストン175の外側端部に固定接続され且つ第2のチャンバ145内に配置された第2のプレート185は、第2のチャンバの圧力を受ける。プレート180、185は、ボルト締め、溶接、又は他の従来の取り付け手段によって取り付けることができる。複数のプレート及び関連のピストンセクションは、可動シャフトを密閉するブラシシールのアニュラスの周りに円周方向に設けることができる。滑動ブラシシール機構190は更に、第1のチャンバ140及び第2のチャンバ145間の差圧に応答して第1のバッキングプレート125又は第2のバッキングプレート130に対してブラシ122を着座するようアームセクタ120を選択的に滑動させる手段を含むことができる。この手段は、滑動ブラシシール機構190に動作可能に接続され、第1の着座面1216又は第2の着座面131に対してブラシ122を着座させるためにその移動に抗するバネ部材195を含むことができる。バネは、第2のプレート185と第2のバッキングプレートとの間に配置されるように示されるが、このような運動を付勢するためのバネ装置の配置は、第1のプレート180と第1のバッキングプレート125との間、或いは滑動ブラシシール機構内の他の位置にて実施することができる。バネ195は、第1のチャンバ140内の十分な圧力によってバネ力が第2のチャンバ145に対して打ち勝ち、セクタアーム120のブラシ122が第2のバッキングプレート130の第2の支持面131に着座するように構成される。第2のバッキングプレート130に対するブラシ122の着座により、可動シャフト150の表面155に対して適切にブラシ122を着座させ、第1のチャンバ140から第2のチャンバ145への漏出に対してシールされる。第2のチャンバ145内の圧力に対して第1のチャンバ140内の圧力が十分に存在しない場合、バネ195は、滑動ブラシシール機構190を押し出してブラシ122を第1のバッキングプレート125の支持面に着座させる。第1のバッキングプレート125に対するブラシ122の着座は、第2のチャンバ145から第1のチャンバ140に向けられる漏出からのシールを形成する。式1は、滑動ブラシシール機構に作用し、第2のバッキングプレート上にブラシを着座させようとする力を表す。P1×A1eff-P2×A2eff摩擦力FFブリストルに作用する遠心力CF>K×X式1式中、P1は第1のチャンバ140の圧力であり、A1eff180はP1によって作用される第1のピストン170上の有効面積であり、P2は第2のチャンバ145の圧力であり、A2eff186はP2によって作用される第2のピストン175上の有効面積であり、kはバネ定数であり、X196は2つの支持面126、131間の滑動ブラシシール機構190の所定移動である。通常作動条件下では、滑動ブラシシールに作用する差動力P1×A1eff-P2×A2effFFCFは、第2のバッキングプレート130への移動を引き起こすようにバネ拘束力k×Xよりも大きくなければならない。他の作動条件下では、第2のチャンバ145内の圧力が第1のチャンバ140内よりも高いときには、バネ力k×Xは、第2のチャンバ145内の圧力P2が第1のバッキングプレート125に対してブラシを着座させるのに役立つ。図5~図6は、逆流耐性ブラシシールの弓形セグメントの等角図を提供する。矩形幾何形状を有する第1の圧力プレートが、滑動ブラシシール機構の一方側上に図示されている。矩形プレートは、第1のバッキングプレートを通って延びたピストンに接続され、アームセクタに取り付けられる。円形幾何形状の圧力プレートが、第2のバッキングプレートを通ってアームセクタに延びるピストンに接続されて図示されている。しかしながら、プレート形状は、何れかの特定の幾何形状に限定される必要はない。ブラシは、第1のバッキングプレートに着座され、ブラシ端部はキャビティから半径方向内向きに延びる。図7は、耐逆流ブラシシールハウジング115の半径方向端面図を示す。ハウジング115の端面図は、可動シャフト図示せず用の中央開口152を囲む第1のバッキングプレート125を含む。複数のブラシセクタ図示せずのブラシ122の端部123は、ハウジング115から半径方向内向きに延びる。複数の内部ブラシセクタ図示せずの滑動ブラシシール機構用の第1の圧力プレート180は、第1のバッキングプレート125の周りに円周方向に位置付けられる。第1のピストン170は、各第1の圧力プレート180の軸方向背後に接続され、内部ブラシセクタ図示せずを動作可能に接続する。本発明の別の態様は、上側端部閉鎖部198とアームセクタ120の上面199との間にシール197を含むことができる。シールは、第1のバッキングプレート125上の着座と第2のバッキングプレート130上の着座との間の移行中にアームセクタの上部にわたる可能性のあるバイパス流を制限する。蒸気タービンへの逆流耐性ブラシシールの適用の実施例として、第1のチャンバは、タービンケーシング内にあるものとすることができ、第2のチャンバは、ロータシャフトの外部の大気とすることができる。通常動作中、シャフトの端部におけるタービンケーシング内の圧力は、滑動ブラシシールを押し付ける外側圧力よりも大きく、第2のバッキングプレートへのバネ力に抗して距離Xを移動させ、これによりブラシシール設計有効クリアランスを維持するブリストルを支持する。これはまた、圧力プレートP2に取り付けられたバネを引張状態に維持する。逆流条件始動条件など中、圧力プレートP1に作用する力は、バネ力と比べたときにより小さく、従って、バネ力が圧力に打ち勝ち、ブラシを他方の端部に移動させる位置にまでバネを後退させる。これは、ブラシが第1のバッキングプレートからのバッキング支持を受けるのを助け、前方流と同じ効果的なクリアランスを維持し、すなわち、第1のバッキングプレートが逆流条件中にバッキング支持を提供することになる。図8に示す本発明の別の実施形態では、アームセクタ120を選択的に滑動させる手段は、ベローズ部材270を含むことができる。ベローズ部材は、滑動ブラシシール機構290の第1の部分170に動作可能に接続することができ、その移動に抵抗して上記の式1に従って第2の支持面131にブラシを着座させ、ここでP1は第1のチャンバ140の圧力、A1eff281はP1によって作用されるベローズ270上の有効面積、P2は第2のチャンバ145の圧力、A2eff286はP2によって作用される第2のピストン175上の有効面積、kはベローズ定数、Xは2つの支持面126、131間の滑動ブラシシール機構290の移動量である。図9に示す本発明の別の実施形態では、アームセクタ120を選択的に滑動させる手段は、対向する円筒形構成を含むことができる。対向するシリンダは、拘束バネ195により滑動ブラシシール機構390の対向する端部に固定接続することができ、ブラシシール滑動機構の移動に抵抗して、上記の式1に従って第2の支持面131にブラシ122を着座させ、ここでP1は第1のチャンバ140の圧力、A1eff381はP1によって作用される第1のシリンダの有効面積、P2は第2のチャンバ145の圧力、A2eff286はP2によって作用される第2のシリンダの有効面積、kは拘束バネ195のバネ定数、X196は2つの支持面126、131間のブラシ122の移動量である。本発明の別の実施形態は、圧電材料を用いて、セクタ位置を変更するピストンの軸方向格納用の可膨張性管、ブルドン管、空気及び油圧アクチュエータ、カム及び電磁アクチュエータを含むことができる。圧力プレート、ピストン、シリンダ及びベローズのサイズ及び形状はまた、サイズ及び印加圧力などの要件に基づいて変えることができる。シリンダ内部に置かれた螺旋バネを備えた伸縮式アーム構成は、ブラシシールの軸方向移動の目的を果たす。図10は、逆流耐性ブラシシール410の別の実施形態を示す。浮遊ブラシ組立体420が内部キャビティ435を含むハウジング415内に設けられ、バネ495により作動される弓形プレート480が、図10に示すような上向き及び下向き圧力に基づいて浮遊ブラシ組立体420を軸方向の向きに移動させる。ハウジング415は、支持面426を有する第1のバッキングプレート425と、支持面431を有する第2のバッキングプレート430とを含む。ハウジング415は、対向するバッキングプレート間に端部開放キャビティ435を含む。キャビティ435の開放端部436は、ブラシシール410のブラシ422を提供し、外部移動シャフト450に延びてシャフトをシールする。キャビティ435は、上側環状セグメント470を含むことができる。バネ495、弓形プレート480及び浮遊ブラシ組立体420は、外部可動シャフト450に対して軸方向に沿って上側環状セグメントに収容される。バネ495は、弓形プレート480に作用して浮遊ブラシ組立体420の移動を付勢する。浮遊ブラシ組立体の外側半径方向面470とハウジング415の内側半径方向面471との間に半径方向クリアランス485が設けられ、浮遊ブラシ組立体の軸方向運動を可能にする。複数の軸方向貫通孔497がバッキングプレート430上の円周方向位置に設けられ、ブラシシール組立体420の関連する側部をチャンバ445からの圧力に曝すことができる。浮遊ブラシ組立体の使用の別の実施形態は、バネ495及び弓形プレート480の代わりに、ポケット及びリップルバネを含むことができる。このようなポケット及びリップルバネは、より薄型で低コストの組立体を提供することができる。通常の流れ条件の間、第1のチャンバ440の圧力P1が第2のチャンバ445の圧力P2よりも大きくなると、バネ495からのバネ力が圧力P2に打ち勝ち、孔497を通って浮遊ブラシ組立体420に作用し、バッキングプレート430にブラシ422を着座させる。逆流条件の間、圧力P2は圧力P1よりも大きい。圧力P2の蒸気は、軸方向孔497を通って流入して円周方向スパンの周囲でブラシシール組立体を加圧し、これにより引張状態のバネ495により加わる力に打ち勝つ。バネ495が加圧されると、浮遊ブラシ組立体420がバッキングプレート425に向かって移動し、支持面426からのバッキング支持を得る。バックプレートを貫通して設けられることになる孔497の数及びサイズは、バネ495の張力に打ち勝つための力要件によって決まる。逆流耐性ブラシシール510の上記の実施形態の別の変形形態が図11に示されている。キャビティの上側環状セグメントは、拡張半径方向セクション520を含む。半径方向セクション520内には、半径方向バネ525及び圧延プレート530が含まれる。バネ525及び圧延プレート530は、浮遊ブラシ組立体420に半径方向内向きの力を加え、これにより第1のチャンバ440と第2のチャンバ445との間の圧力差に応じた軸方向移動が円滑になる。更に、上述の用途において、バネ、ベローズ、ブルドン管真空計、カム、その他のような格納装置が使用される場合、ブリストル面の両側及び浮遊組立体上での円周方向の力平衡並びに全体としての摩擦力が、浮遊ブラシシール組立体を浮遊させ、流れ方向に基づき適切な目的とするバッキング支持を提供する場合、このような装置の使用は排除することができる。図12は、バネ付勢を利用していないベローズ270を有する逆流耐性ブラシシール120を示している。本発明の種々の実施形態について説明してきたが、部品の種々の組合せ、変型形態、又は改善形態を実施することができ、更にこれらが本発明の範囲内にあることは、本明細書から理解されるであろう。