ブラシシールの分類と特徴

ブラシ シールは、その構造的および機能的特性に基づいて、標準タイプ、多段タイプ、およびブラシ シールと他のシール機構（ブラシ ラビリンス シールなど）を組み合わせたハイブリッド タイプに分類できます。{{0}{1}}

マルチステージのブラシ シールは、ステージ全体で圧力降下の分布が不均一になるという問題に直面しており、これがシールの早期故障につながる可能性があります。研究によると、多段ブラシ シールでは、連続する各段が負担する圧力損失が徐々に増加します（たとえば、2 段ブラシ シールでは、通常、個々の段の圧力損失の寄与はそれぞれ 32% ～ 35%、65% ～ 68% の範囲になります）。この現象の主な原因は、ステージ全体で体積流量が徐々に増加し、不均一になることです。-下流ステージの流路の断面積を増やすことで、体積流量を効果的に減らすことができ、それによってステージ全体の圧力損失のバランスが取れ、シールの性能と耐用年数の両方が向上します。

ハイブリッド ブラシ シール（ブラシ-ラビリンス シールなど）は、さまざまなシール機構に固有の利点を活用します。流体-構造の相互作用シミュレーションにより、同一の動作条件下で、このようなハイブリッド設計の漏れ率は、純粋なブラシシール構造と比較して約18%削減できることが実証されています。流れ場内で生成される気流の渦は、ガスエネルギーの一部を散逸させ、漏れ速度を低減する働きをし、それによってシールにさまざまな差圧条件にわたってある程度の適応性を与えます。

全体として、ブラシ シールには、取り付け精度の要件が低い、効率が高い、漏れが最小限であるなど、いくつかの明確な利点があります。 -発電所の蒸気タービンの改修などの実際の用途-では、これらのシールがタービン シリンダーの効率を効果的に高め、石炭の消費量を削減し、大きな経済的利益を生み出すことが実証されています。

さらに、パフォーマンスを最適化するために、さまざまな特殊な構造設計が開発されています。たとえば、曲がった毛セクションを特徴とするブラシシールの設計により、低い毛剛性と最小限の半径方向の構造的設置面積を同時に達成できます。