自己潤滑性ブラシシール組立体及び漏洩低減方法
【課題】 発電システム用の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）及び複数の自己潤滑性部材（３０）を含む発電システムにおいて空気漏洩を低減する方法を提供すること。
【解決手段】 複数の自己潤滑性部材（３０）は、複数の自己潤滑性ブリストル（４２）と、自己潤滑性編組（５４）のシースで被覆された複数のコア（５２）と、自己潤滑性材料（６２）でコートされた外径（５６）を有する複数のコア（５２）と、ソリッド潤滑パック（８０）とを含む。潤滑性材料は、黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）、炭化窒化チタン（ＴｉＣＮ）及びこれらの組合せから選択される。
【解決手段】 複数の自己潤滑性部材（３０）は、複数の自己潤滑性ブリストル（４２）と、自己潤滑性編組（５４）のシースで被覆された複数のコア（５２）と、自己潤滑性材料（６２）でコートされた外径（５６）を有する複数のコア（５２）と、ソリッド潤滑パック（８０）とを含む。潤滑性材料は、黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）、炭化窒化チタン（ＴｉＣＮ）及びこれらの組合せから選択される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的には発電システムに関し、より具体的には、発電システム内のシーリングシステムを維持する改善された摩耗特性を有する自己潤滑性ブラシシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシシールは通常、固定構成要素と回転構成要素との間をシールするため、例えば、限定ではないが、ガスタービン及び蒸気タービンのような発電システムにおいて回転軸の周り、並びにシールの両側の高圧領域と低圧領域との間をパッキングするために用いられる。特に高温環境における従来型のブリストルパックは、厳しい公差を維持しながら超合金ブリストルの正確な配置を必要とする。
【０００３】
皮膜なしのロータと接触する金属製ブラシシールは、ロータへの侵入が２０ミルを超えた場合には重大な摩耗を受ける。皮膜なしのロータは、摩耗を受けて粗面を生じ、その結果としてブラシ組立体におけるブリストルに対しより多くの摩耗を引き起こすようになる。
【０００４】
従来は、ＣｒＣ-ＮｉＣｒ又はＣｒＣ−ＮｉＣｒ−Ａｇ−ＣａＦ２ＢａＦ２のような硬質の滑らかな耐摩耗コーティングをロータに施工して、ブラシ組立体におけるブリストルに対する摩耗に対処してきた。硬質の滑らかな耐摩耗コーティングは、ブリストルを磨滅させる代わりにブリストルを研磨する。現場においてブラシシール組立体の摩耗が生じた状態で作動が起った場合には、耐摩耗コーティングを再施工するためにガスタービン又は蒸気タービンのロータ全体を取り外して修理工場に持ち込まねばならないことになる。更に、耐摩耗コーティングを施工するために大きなロータを小さな噴霧セル内に収容することは、重大な問題を引き起こしかねない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許第７８８３３１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、発電システムにおいて上述の短所のない自己循環式ブラシシール組立体及び空気漏洩を低減する方法が当技術分野では望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の例示的な実施形態では、複数の自己潤滑性部材を含む自己潤滑性ブラシシール組立体が提供される。
【０００８】
本発明の別の例示的な実施形態では、構成要素に接触する自己潤滑性ブラシシール組立体を含む発電システムが提供される。自己潤滑性ブラシシール組立体は、複数の自己潤滑性部材を含む。
【０００９】
本発明の更に別の例示的な実施形態では、発電システムにおける空気漏洩を低減する方法が提供される。本方法は、発電システムの構成要素に接触する複数の自己潤滑性部材を有する１以上の自己潤滑性ブラシシール組立体を配置するステップを含む。
【００１０】
本発明の他の特徴及び利点は、例証として本発明の原理を示す添付図面を参照しながら、以下の好ましい実施形態のより詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の好ましい実施形態に従って構築された自己潤滑性ブラシシール組立体のパッキングリング及びシャフト取り付けの部分斜視図。
【図２】本発明の可撓性レールに装着されたブリストルパックを含むブリストルストリップの側面図。
【図３】本発明の自己潤滑性ブラシシール組立体の複数の自己潤滑性部材の部分底面図。
【図４】本発明の自己潤滑性部材の側面図。
【図５】本発明の図４の自己潤滑性部材の底面図。
【図６】本発明の自己潤滑性部材の図３の線６−６に沿った断面図。
【図７】本発明の図６の自己潤滑性部材の底面図。
【図８】本発明の自己潤滑性部材を含むブリストルストリップの底面図。
【図９】本発明の、ロータを囲む自己潤滑性部材を備えるブラシシール組立体及びブラシシールセグメントの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
可能な限り、同じ要素を示すために図面全体を通じて同じ参照符号が使用される
従来技術における欠点を生じない、自己潤滑性ブラシシール組立体、発電システム、及び発電システムにおける漏洩を低減する方法が提供される。
【００１３】
発電システムは、限定ではないが、ガスタービン、蒸気タービン、及びその他のタービンを含む。本明細書で使用する場合、「自己潤滑性」とは、オイル、グリース、又はミスト／スプレー潤滑のような付加的な外部潤滑剤を使用する必要もなく、潤滑特性を与える材料、粉末、コーティング、又は他の品目を指す。
【００１４】
図１〜図８に示すように、複数の自己潤滑性部材３０を含む自己潤滑性ブラシシール組立体１８の実施形態が提供される。本発明の自己潤滑性ブラシシール組立体は、ガスタービンエンジン又は蒸気タービンエンジンのようなタービンエンジンに適用可能である。図１を参照すると、一方の側部に固定構成要素に固定するためのダブテール１２と、その反対の側部上で回転構成要素１６をシールするための複数のラビリンス歯１４とを含むパッキングリング１０が提供される。図示のように、自己潤滑性ブラシシール組立体１８は、パッキングリング１０のスロット内に配置される。一実施形態では、自己潤滑性ブラシシール組立体１８は、複数のベースブリストル２０及び複数の自己潤滑性部材３０を含む。ベースブリストル２０及び自己潤滑性部材３０の先端は、回転構成要素１６の表面に沿って係合する。正圧又は前部プレート２２及びフェンス又は後部プレート２４は、例えば機械加工によって、パッキングリング１０に形成され、ベースブリストル２０及び自己潤滑性部材３０のそれぞれ両側に位置している。従来と同様に、ベースブリストル２０及び自己潤滑性部材３０は通常、回転構成要素１６の回転方向に角度をつけられ、又は傾斜され、各ブリストルは、ロータ１６の交差する半径と鋭角を形成している。パッキングリング１０は、好ましくは、セグメント（図９参照）で形成されて、回転構成要素１６の周りで環状ブラシシールを完成する。パッキングリング１０の外径に沿った止めねじ（図示していない）を使用して、パッキングリングスロット内にブラシシール組立体１８を固定することができる。
【００１５】
図２は、可撓性レール１６に装着されたブリストルパック３６を含むブリストルストリップ３４の側面図である。図１に示すように、ベースブリストル２０及び自己潤滑性部材３０は、半径方向（「ｒ」）に約０〜７０°の角度θ（シータ）でレール１６に支持されるのが好ましい。このように、ベースブリストル２０及び自己潤滑性部材３０の自由端部２８は、矢印「Ａ」（図１参照）で示すようなロータ１６の回転方向、又はシステムの他の可動構成要素の回転方向に向けられるのが好ましい。ベースブリストル２０及び自己潤滑性部材３０は、好ましくは、レール１６間に溶接によって保持することができるが、当業者には公知であるような他の取り付け方法を利用することもできる。更に、複数のベースブリストル２０及び複数の自己潤滑性部材３０は、個々に又はブリストルパック３６内に取り付けることができる。複数のベースブリストル２０は、ベースブリストル２０の形状及び向きを維持するのを助け、耐摩耗性を与えるために、例えば、限定ではないが、合金鋼、ニッケル合金のような金属、及び／又はコバルトベース超合金のような高温度合金、及び／又はこれらの組合せから選択される。ベースブリストル２０のための好適な材料の実施例として、限定ではないが、Ｈａｙｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏａｌ， Ｉｎｃ（インディアナ州ココモ市所在）により提供されるＨａｙｎｅｓ（登録商標）２５合金、Ｈａｙｎｅｓ（登録商標）１８８合金、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）Ｃ−２７６合金、或いはＨｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃ Ａｌｌｏｙｓ（インディアナ州チプトン市所在）から提供されるＮｉｔｒｏｎｉｃ（登録商標）６０がある。
【００１６】
ベースブリストル２０及び複数の自己潤滑性部材３０がレール１６に固定された後、レール１６は、任意選択的に所定寸法に機械加工することができる。更に、各レール１６は、互いに等しいか、或いは異なることがきる厚みを有する。好ましくは、レール１６の寸法は、ブリストルストリップ３４が実質的に可撓性である、すなわち、環状ホルダ内に収まるように手で容易に曲げることができるようになっている。レール１６の幅は、好ましくは、約０．０５〜０．０１インチの範囲内にあり、厚みは、約０．０５〜０．０１インチの範囲にある。一実施形態では、レール１６の幅と厚みが等しい。更に、レール１６は、好ましくは、例えば、限定ではないが、可撓性を維持しながら高温環境に耐えることができる、Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃ Ａｌｌｏｙｓ（インディアナ州チプトン市所在）から提供されるＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）６２５のような、例えば、限定ではないがニッケルベース超合金などのあらゆる好適な材料で製作することができる。レール１６は、当業者には公知であるような、機械加工、押し出し成型、又は他の金属製造法によって形成することができる。
【００１７】
図３は、自己潤滑性ブラシシール組立体１８の複数のベースブリストル２０及び複数の自己潤滑性部材３０を含むブリストルストリップ３４の部分底面図である。一実施形態では、ベースブリストル２０は、金属製材料で製作され且つ全体的に約５０μｍ〜約１５０μｍ、或いは約６０μｍ〜約１２５μｍ、或いは約７５μｍ〜約１００μｍの直径を有している。ベースブリストル２０は、複数の自己潤滑性部材３０と積重ねられ、前部プレート２２及び後部プレート２４（図１参照）によって狭持されたリング１０を形成する。一実施形態では、複数の自己潤滑性部材３０は、ブラシパック３６のベースブリストル２０間に不規則に相互分散される。別の実施形態では、自己潤滑性部材３０は、ベースブリストル２０間で１又は複数の列３８として提供される。他の実施形態では、自己潤滑性部材３０は、ベースブリストル２０間に不規則に相互分散され、自己潤滑性組立体１８におけるブリストルの１０に約１つ、又はブリストルの８に約１つ、或いはブリストルの５に約１つが自己潤滑性部材３０であるようにされる。更に別の実施形態では、自己潤滑性部材３０は、自己潤滑性ブリストル組立体１８のブリストルパック３６におけるブリストルの総数のうちの約５〜約３０体積％又は１０〜約２５体積％、或いは約１５〜約２０体積％を占める。一実施形態では、複数の自己潤滑性部材３０は、黒鉛、カーボンナノ繊維バンドル及びこれらの組合せから選択される。自己潤滑性ブリストル４２は、該自己潤滑性ブリストル４２がブリストルパック３６内のベースブリストル２０とほぼ同じサイズとなるように構成される。
【００１８】
図４及び図５に示すように、一実施形態では、自己潤滑性部材３０、自己潤滑性ブリストル５０は、限定ではないが、例えば自己潤滑性編組（ブレイズ）５４によって囲まれたワイヤのようなコア５２から構成される。一実施形態では、ブリストルパック３６は、あらゆる自己潤滑性ブリストル５０から構築される。別の実施形態では、ブリストルパック３６は、複数の自己潤滑性ブリストル５０及び複数のコアブリストル２０から構成され、ブリストルパック３６におけるブリストルの総数の約５〜約３０体積％、又は１０〜約２５体積％、或いは約１５〜約２０体積％を自己潤滑性ブリストル５０がほぼ占めるようにする。自己潤滑性ブリストル５０の自己潤滑性編組５４はコア５２を囲む。自己潤滑性編組５４は、シース（鞘）としてコア５２に施工されて自己潤滑性ブリストル５０を形成する。コア５２は、限定ではないが、例えば、合金鋼、ニッケル合金のような金属、及び／又はコバルトベース超合金のような高温度合金、及び／又はこれらの組合せから選択される。自己潤滑性編組５４は、黒鉛、カーボンナノ繊維及びこれらの組合せを含む。一実施形態では、カーボンナノ繊維の直径は約３０ｎｍ〜２００ｎｍである。一実施形態では、自己潤滑性編組を含むカーボンナノ繊維は、ブリストルパック３６のコア５２の周りに又はコア５２に対してシースとして施工された編組内にカーボンナノ繊維を電界紡糸することによって施工される。一実施形態では、コア５２を囲む自己潤滑性編組５４は、自己潤滑性ブリストル５０の全体積の総量の約５〜約３０体積％、或いは１０〜２５体積％、或いは約１５〜約２０体積％を含む。
【００１９】
図６及び図７に示すように、一実施形態では、自己潤滑性部材３０、自己潤滑性ブリストル６０は、コア５２を自己潤滑性材料６２でコートしたものからなる。図６は、自己潤滑性部材３０、自己潤滑性ブリストル６０に関する図３の線６−６に沿った断面図である。図７は、自己潤滑性材料６２がコア５２の外径５６を完全に囲んでいることを示した、自己潤滑性ブリストル６０の底面図である。一実施形態では、自己潤滑性材料６２は、黒鉛、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）及びこれらの組合せである。更に別の実施形態では、化学的蒸着法（ＣＶＤ）を使用して、コア５２を自己潤滑性材料６２でコートして自己潤滑性ブリストル６０を形成する。自己潤滑性材料６２の好適な実施例は、限定ではないが、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）、及び炭化窒化チタン（ＴｉＣＮ）のようなセラミックコーティングを含む。一実施形態では、自己潤滑性材料６２は、最終引抜ダイの間にコア５２の次に位置付けられた潤滑性材料のビレット又はロッドによってコア５２の外径５６に導入され、自己潤滑性材料６２がコア５２の外径５６を完全に取り囲み、自己潤滑性ブリストル６０を形成するようになる。別の実施形態では、自己潤滑性ブリストル６０を形成するために、コア５２は、自己潤滑性材料６２が可動コア５２に２００〜３００°Ｃの温度でスパッタリングされ矩形スパッタリングターゲットにより物理的蒸着（ＰＶＤ）チャンバを通じてスプールされる。更に別の実施形態では、化学蒸着（ＣＶＤ）を使用して、コア５２を自己潤滑性材料６２でコートして自己潤滑性ブリストル６０を形成する。一実施形態では、自己潤滑性材料６２は、自己潤滑性ブリストル６０の全体積の約１０〜約３０体積％、又は約１５〜約２５体積％、或いは１７〜約２３体積％を含む。
【００２０】
図８及び図９に示すように、自己潤滑性ブラシシール組立体１８の別の実施形態が提供される。自己潤滑性ブラシシール組立体１８は、ブラシパック３６及び自己潤滑性部材３０を一体的に保持するためにレール３２を更に備える複数のブラシシールセグメント７０を含む。図８に示すように、ブラシパック３６は、ブラシシール組立体１８の少なくとも一方に設置された１以上の自己潤滑性部材３０に隣接した複数のベースブリストル２０を含む。別の実施形態では、自己潤滑性部材３０は、該自己潤滑性部材３０の交換を容易にしてベースブリストル２０（図９参照）の寿命を延ばすため、ブラシシール組立体１８に対して取り外し可能に（例えば、８２で表記された矢印で示す方向に取り外し可能）取り付けられる。図９に示すように、自己潤滑性ブラシシール組立体１８は、複数の自己潤滑性部材３０を有する複数のセグメント７０を含む。一実施形態では、１以上の自己潤滑性部材３０は潤滑パック８０である。一実施形態では、潤滑パック８０は、ブラシシール組立体１８の複数のセグメント７０の少なくとも一端に配置される。別の実施形態では、潤滑パック８０は、限定ではないが、溶接、締結手段による取り付け、潤滑パック８０を保持するためのブラシシール組立体１８内の溝形成、或いは他のあらゆる好適な手段などのあらゆる好適な取り付け手段を使用して、ブラシシール組立体１８のセグメント７０の１以上の端部に取り付けられ、又はセグメント７０の１以上に取り外し可能に取り付けられる。図９に示すように、潤滑パック８０は通常、円周方向に動いているロータ１６が、固体潤滑剤を潤滑パック８０から移送して、これを接触するベースブリストル２０とロータ表面８４との間に塗布するようにして、各ブラシシールセグメント７０の端部に配置される。潤滑パック８０により、ロータ表面８４及びベースブリストル２０の摩擦及び摩耗が低減される。
【００２１】
潤滑パック８０は、金属粉末又は粒子及び潤滑粉末又は粒子を備える、環境的に安定した（耐酸化性）金属マトリックスを含む。一実施形態では、金属マトリックスの金属粉末又は粒子は、限定ではないが、ＮｉＣｒ、ＣｏＣｒ、ＮｉＣｏＣｒを含む。金属粉末又は粒子は、潤滑パック８０の所望寸法を含む多孔性粉末冶金プリフォーム、又は圧粉体に形成される。次いで、圧粉体粉末プリフォームは、金属粉末又は粒子の絶対温度単位の融点の約５０％〜約７０％の温度で焼結される。プリフォームが焼結された後、限定ではないが、ＷＳ２、ＭｏＳ２、ｈＢＮ及びこれらの組合せのような潤滑粉末又は粒子は、限定ではないが、有機媒体中に潤滑粉末又は粒子を含むようなあらゆる好適な技法を用いてプリフォームに真空含浸されてスラリーを生成する。一実施形態では、潤滑粒子は、最終金属マトリックスの約４０％〜約６０重量％、又は約４２％〜約５８重量％、或いは約４５％〜約５５重量％を含む。別の実施形態では、潤滑パック８０は、金属粉末又は粒子及び潤滑粉末又は粒子を配合することによって構築される。次いで、配合された金属粉末又は粒子及び潤滑粉末又は粒子は、圧縮成形してプリフォームにされ、次いで、使用される潤滑粉末又は粒子の分解温度よりも低い温度で焼結される。
【００２２】
潤滑パック８０は、発電システムのロータ１６（図１）のような構成要素と接触する。一般的には、潤滑パック８０の寸法は、該潤滑パック８０が既存のブラシシール組立体内に収められ且つ潤滑パック８０がベースブリストル２０と同じ長さを有するようなものである。別の実施形態では、潤滑パック８０は、パックとして一体的に形成された複数の自己潤滑性ブリストル４２、５０又は６０によって形成される。
【００２３】
一実施形態では、発電システムの性能を最大にするために、自己潤滑性ブラシシール組立体１８は、発電システムの高圧セクション及び低圧セクションの両方の中間段及び端部パッキンに設置されて端部漏洩を防止する。
【００２４】
本発明の実施形態の１つの利点は、スパ低減を可能にするブラシシール組立体を含む。
【００２５】
本発明の実施形態の別の利点は、持続的なタービン性能を提供するブラシシール組立体を含む。
【００２６】
本発明の実施形態の別の利点は、二次漏洩を制限することによって性能を向上させるための費用効果のある方法をもたらす、改善されたシール設計を含む。
【００２７】
本発明の実施形態の別の利点は、自己潤滑性部材によって得られた潤滑相により摩擦係数が低減されることである。
【００２８】
本発明の更に別の利点は、自己潤滑性部材によって得られた潤滑相によりタービンのロータの熱不均衡が軽減されることである。
【００２９】
本発明の他の利点は、自己潤滑性ブラシシール組立体をタービンの交換ブラシシール組立体として使用できることである。
【００３０】
好ましい実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更を行うことができ且つ本発明の要素を均等物で置き換えることができる点は理解されるであろう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は物的事項を本発明の教示に適合するように多くの修正を行うことができる。従って、本発明は、本発明を実施するために企図される最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、また本発明は、添付の特許請求の範囲の技術的範囲内に属する全ての実施形態を包含することを意図している。
【符号の説明】
【００３１】
１０ パッキングリング
１２ ダブテール
１４ ラビリンス歯
１６ 回転要素
１８ 自己潤滑性ブラシシール組立体
２０ ベースブリストル
２２ 前部プレート
２４ 後部プレート
２８ 自由端部
３０ 自己潤滑性部材
３２ レール
３４ ブリストルストリップ
３６ ブリストルパック
４２ 自己潤滑性ブリストル
５０ 自己潤滑性ブリストル
５２ コア
５４ 自己潤滑性編組
５６ 外径
６０ 自己潤滑性ブリストル
６２ 自己潤滑性材料
７０ ブラシシールセグメント
８０ 潤滑パック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的には発電システムに関し、より具体的には、発電システム内のシーリングシステムを維持する改善された摩耗特性を有する自己潤滑性ブラシシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシシールは通常、固定構成要素と回転構成要素との間をシールするため、例えば、限定ではないが、ガスタービン及び蒸気タービンのような発電システムにおいて回転軸の周り、並びにシールの両側の高圧領域と低圧領域との間をパッキングするために用いられる。特に高温環境における従来型のブリストルパックは、厳しい公差を維持しながら超合金ブリストルの正確な配置を必要とする。
【０００３】
皮膜なしのロータと接触する金属製ブラシシールは、ロータへの侵入が２０ミルを超えた場合には重大な摩耗を受ける。皮膜なしのロータは、摩耗を受けて粗面を生じ、その結果としてブラシ組立体におけるブリストルに対しより多くの摩耗を引き起こすようになる。
【０００４】
従来は、ＣｒＣ-ＮｉＣｒ又はＣｒＣ−ＮｉＣｒ−Ａｇ−ＣａＦ２ＢａＦ２のような硬質の滑らかな耐摩耗コーティングをロータに施工して、ブラシ組立体におけるブリストルに対する摩耗に対処してきた。硬質の滑らかな耐摩耗コーティングは、ブリストルを磨滅させる代わりにブリストルを研磨する。現場においてブラシシール組立体の摩耗が生じた状態で作動が起った場合には、耐摩耗コーティングを再施工するためにガスタービン又は蒸気タービンのロータ全体を取り外して修理工場に持ち込まねばならないことになる。更に、耐摩耗コーティングを施工するために大きなロータを小さな噴霧セル内に収容することは、重大な問題を引き起こしかねない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許第７８８３３１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、発電システムにおいて上述の短所のない自己循環式ブラシシール組立体及び空気漏洩を低減する方法が当技術分野では望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の例示的な実施形態では、複数の自己潤滑性部材を含む自己潤滑性ブラシシール組立体が提供される。
【０００８】
本発明の別の例示的な実施形態では、構成要素に接触する自己潤滑性ブラシシール組立体を含む発電システムが提供される。自己潤滑性ブラシシール組立体は、複数の自己潤滑性部材を含む。
【０００９】
本発明の更に別の例示的な実施形態では、発電システムにおける空気漏洩を低減する方法が提供される。本方法は、発電システムの構成要素に接触する複数の自己潤滑性部材を有する１以上の自己潤滑性ブラシシール組立体を配置するステップを含む。
【００１０】
本発明の他の特徴及び利点は、例証として本発明の原理を示す添付図面を参照しながら、以下の好ましい実施形態のより詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の好ましい実施形態に従って構築された自己潤滑性ブラシシール組立体のパッキングリング及びシャフト取り付けの部分斜視図。
【図２】本発明の可撓性レールに装着されたブリストルパックを含むブリストルストリップの側面図。
【図３】本発明の自己潤滑性ブラシシール組立体の複数の自己潤滑性部材の部分底面図。
【図４】本発明の自己潤滑性部材の側面図。
【図５】本発明の図４の自己潤滑性部材の底面図。
【図６】本発明の自己潤滑性部材の図３の線６−６に沿った断面図。
【図７】本発明の図６の自己潤滑性部材の底面図。
【図８】本発明の自己潤滑性部材を含むブリストルストリップの底面図。
【図９】本発明の、ロータを囲む自己潤滑性部材を備えるブラシシール組立体及びブラシシールセグメントの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
可能な限り、同じ要素を示すために図面全体を通じて同じ参照符号が使用される
従来技術における欠点を生じない、自己潤滑性ブラシシール組立体、発電システム、及び発電システムにおける漏洩を低減する方法が提供される。
【００１３】
発電システムは、限定ではないが、ガスタービン、蒸気タービン、及びその他のタービンを含む。本明細書で使用する場合、「自己潤滑性」とは、オイル、グリース、又はミスト／スプレー潤滑のような付加的な外部潤滑剤を使用する必要もなく、潤滑特性を与える材料、粉末、コーティング、又は他の品目を指す。
【００１４】
図１〜図８に示すように、複数の自己潤滑性部材３０を含む自己潤滑性ブラシシール組立体１８の実施形態が提供される。本発明の自己潤滑性ブラシシール組立体は、ガスタービンエンジン又は蒸気タービンエンジンのようなタービンエンジンに適用可能である。図１を参照すると、一方の側部に固定構成要素に固定するためのダブテール１２と、その反対の側部上で回転構成要素１６をシールするための複数のラビリンス歯１４とを含むパッキングリング１０が提供される。図示のように、自己潤滑性ブラシシール組立体１８は、パッキングリング１０のスロット内に配置される。一実施形態では、自己潤滑性ブラシシール組立体１８は、複数のベースブリストル２０及び複数の自己潤滑性部材３０を含む。ベースブリストル２０及び自己潤滑性部材３０の先端は、回転構成要素１６の表面に沿って係合する。正圧又は前部プレート２２及びフェンス又は後部プレート２４は、例えば機械加工によって、パッキングリング１０に形成され、ベースブリストル２０及び自己潤滑性部材３０のそれぞれ両側に位置している。従来と同様に、ベースブリストル２０及び自己潤滑性部材３０は通常、回転構成要素１６の回転方向に角度をつけられ、又は傾斜され、各ブリストルは、ロータ１６の交差する半径と鋭角を形成している。パッキングリング１０は、好ましくは、セグメント（図９参照）で形成されて、回転構成要素１６の周りで環状ブラシシールを完成する。パッキングリング１０の外径に沿った止めねじ（図示していない）を使用して、パッキングリングスロット内にブラシシール組立体１８を固定することができる。
【００１５】
図２は、可撓性レール１６に装着されたブリストルパック３６を含むブリストルストリップ３４の側面図である。図１に示すように、ベースブリストル２０及び自己潤滑性部材３０は、半径方向（「ｒ」）に約０〜７０°の角度θ（シータ）でレール１６に支持されるのが好ましい。このように、ベースブリストル２０及び自己潤滑性部材３０の自由端部２８は、矢印「Ａ」（図１参照）で示すようなロータ１６の回転方向、又はシステムの他の可動構成要素の回転方向に向けられるのが好ましい。ベースブリストル２０及び自己潤滑性部材３０は、好ましくは、レール１６間に溶接によって保持することができるが、当業者には公知であるような他の取り付け方法を利用することもできる。更に、複数のベースブリストル２０及び複数の自己潤滑性部材３０は、個々に又はブリストルパック３６内に取り付けることができる。複数のベースブリストル２０は、ベースブリストル２０の形状及び向きを維持するのを助け、耐摩耗性を与えるために、例えば、限定ではないが、合金鋼、ニッケル合金のような金属、及び／又はコバルトベース超合金のような高温度合金、及び／又はこれらの組合せから選択される。ベースブリストル２０のための好適な材料の実施例として、限定ではないが、Ｈａｙｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏａｌ， Ｉｎｃ（インディアナ州ココモ市所在）により提供されるＨａｙｎｅｓ（登録商標）２５合金、Ｈａｙｎｅｓ（登録商標）１８８合金、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）Ｃ−２７６合金、或いはＨｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃ Ａｌｌｏｙｓ（インディアナ州チプトン市所在）から提供されるＮｉｔｒｏｎｉｃ（登録商標）６０がある。
【００１６】
ベースブリストル２０及び複数の自己潤滑性部材３０がレール１６に固定された後、レール１６は、任意選択的に所定寸法に機械加工することができる。更に、各レール１６は、互いに等しいか、或いは異なることがきる厚みを有する。好ましくは、レール１６の寸法は、ブリストルストリップ３４が実質的に可撓性である、すなわち、環状ホルダ内に収まるように手で容易に曲げることができるようになっている。レール１６の幅は、好ましくは、約０．０５〜０．０１インチの範囲内にあり、厚みは、約０．０５〜０．０１インチの範囲にある。一実施形態では、レール１６の幅と厚みが等しい。更に、レール１６は、好ましくは、例えば、限定ではないが、可撓性を維持しながら高温環境に耐えることができる、Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃ Ａｌｌｏｙｓ（インディアナ州チプトン市所在）から提供されるＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）６２５のような、例えば、限定ではないがニッケルベース超合金などのあらゆる好適な材料で製作することができる。レール１６は、当業者には公知であるような、機械加工、押し出し成型、又は他の金属製造法によって形成することができる。
【００１７】
図３は、自己潤滑性ブラシシール組立体１８の複数のベースブリストル２０及び複数の自己潤滑性部材３０を含むブリストルストリップ３４の部分底面図である。一実施形態では、ベースブリストル２０は、金属製材料で製作され且つ全体的に約５０μｍ〜約１５０μｍ、或いは約６０μｍ〜約１２５μｍ、或いは約７５μｍ〜約１００μｍの直径を有している。ベースブリストル２０は、複数の自己潤滑性部材３０と積重ねられ、前部プレート２２及び後部プレート２４（図１参照）によって狭持されたリング１０を形成する。一実施形態では、複数の自己潤滑性部材３０は、ブラシパック３６のベースブリストル２０間に不規則に相互分散される。別の実施形態では、自己潤滑性部材３０は、ベースブリストル２０間で１又は複数の列３８として提供される。他の実施形態では、自己潤滑性部材３０は、ベースブリストル２０間に不規則に相互分散され、自己潤滑性組立体１８におけるブリストルの１０に約１つ、又はブリストルの８に約１つ、或いはブリストルの５に約１つが自己潤滑性部材３０であるようにされる。更に別の実施形態では、自己潤滑性部材３０は、自己潤滑性ブリストル組立体１８のブリストルパック３６におけるブリストルの総数のうちの約５〜約３０体積％又は１０〜約２５体積％、或いは約１５〜約２０体積％を占める。一実施形態では、複数の自己潤滑性部材３０は、黒鉛、カーボンナノ繊維バンドル及びこれらの組合せから選択される。自己潤滑性ブリストル４２は、該自己潤滑性ブリストル４２がブリストルパック３６内のベースブリストル２０とほぼ同じサイズとなるように構成される。
【００１８】
図４及び図５に示すように、一実施形態では、自己潤滑性部材３０、自己潤滑性ブリストル５０は、限定ではないが、例えば自己潤滑性編組（ブレイズ）５４によって囲まれたワイヤのようなコア５２から構成される。一実施形態では、ブリストルパック３６は、あらゆる自己潤滑性ブリストル５０から構築される。別の実施形態では、ブリストルパック３６は、複数の自己潤滑性ブリストル５０及び複数のコアブリストル２０から構成され、ブリストルパック３６におけるブリストルの総数の約５〜約３０体積％、又は１０〜約２５体積％、或いは約１５〜約２０体積％を自己潤滑性ブリストル５０がほぼ占めるようにする。自己潤滑性ブリストル５０の自己潤滑性編組５４はコア５２を囲む。自己潤滑性編組５４は、シース（鞘）としてコア５２に施工されて自己潤滑性ブリストル５０を形成する。コア５２は、限定ではないが、例えば、合金鋼、ニッケル合金のような金属、及び／又はコバルトベース超合金のような高温度合金、及び／又はこれらの組合せから選択される。自己潤滑性編組５４は、黒鉛、カーボンナノ繊維及びこれらの組合せを含む。一実施形態では、カーボンナノ繊維の直径は約３０ｎｍ〜２００ｎｍである。一実施形態では、自己潤滑性編組を含むカーボンナノ繊維は、ブリストルパック３６のコア５２の周りに又はコア５２に対してシースとして施工された編組内にカーボンナノ繊維を電界紡糸することによって施工される。一実施形態では、コア５２を囲む自己潤滑性編組５４は、自己潤滑性ブリストル５０の全体積の総量の約５〜約３０体積％、或いは１０〜２５体積％、或いは約１５〜約２０体積％を含む。
【００１９】
図６及び図７に示すように、一実施形態では、自己潤滑性部材３０、自己潤滑性ブリストル６０は、コア５２を自己潤滑性材料６２でコートしたものからなる。図６は、自己潤滑性部材３０、自己潤滑性ブリストル６０に関する図３の線６−６に沿った断面図である。図７は、自己潤滑性材料６２がコア５２の外径５６を完全に囲んでいることを示した、自己潤滑性ブリストル６０の底面図である。一実施形態では、自己潤滑性材料６２は、黒鉛、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）及びこれらの組合せである。更に別の実施形態では、化学的蒸着法（ＣＶＤ）を使用して、コア５２を自己潤滑性材料６２でコートして自己潤滑性ブリストル６０を形成する。自己潤滑性材料６２の好適な実施例は、限定ではないが、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）、及び炭化窒化チタン（ＴｉＣＮ）のようなセラミックコーティングを含む。一実施形態では、自己潤滑性材料６２は、最終引抜ダイの間にコア５２の次に位置付けられた潤滑性材料のビレット又はロッドによってコア５２の外径５６に導入され、自己潤滑性材料６２がコア５２の外径５６を完全に取り囲み、自己潤滑性ブリストル６０を形成するようになる。別の実施形態では、自己潤滑性ブリストル６０を形成するために、コア５２は、自己潤滑性材料６２が可動コア５２に２００〜３００°Ｃの温度でスパッタリングされ矩形スパッタリングターゲットにより物理的蒸着（ＰＶＤ）チャンバを通じてスプールされる。更に別の実施形態では、化学蒸着（ＣＶＤ）を使用して、コア５２を自己潤滑性材料６２でコートして自己潤滑性ブリストル６０を形成する。一実施形態では、自己潤滑性材料６２は、自己潤滑性ブリストル６０の全体積の約１０〜約３０体積％、又は約１５〜約２５体積％、或いは１７〜約２３体積％を含む。
【００２０】
図８及び図９に示すように、自己潤滑性ブラシシール組立体１８の別の実施形態が提供される。自己潤滑性ブラシシール組立体１８は、ブラシパック３６及び自己潤滑性部材３０を一体的に保持するためにレール３２を更に備える複数のブラシシールセグメント７０を含む。図８に示すように、ブラシパック３６は、ブラシシール組立体１８の少なくとも一方に設置された１以上の自己潤滑性部材３０に隣接した複数のベースブリストル２０を含む。別の実施形態では、自己潤滑性部材３０は、該自己潤滑性部材３０の交換を容易にしてベースブリストル２０（図９参照）の寿命を延ばすため、ブラシシール組立体１８に対して取り外し可能に（例えば、８２で表記された矢印で示す方向に取り外し可能）取り付けられる。図９に示すように、自己潤滑性ブラシシール組立体１８は、複数の自己潤滑性部材３０を有する複数のセグメント７０を含む。一実施形態では、１以上の自己潤滑性部材３０は潤滑パック８０である。一実施形態では、潤滑パック８０は、ブラシシール組立体１８の複数のセグメント７０の少なくとも一端に配置される。別の実施形態では、潤滑パック８０は、限定ではないが、溶接、締結手段による取り付け、潤滑パック８０を保持するためのブラシシール組立体１８内の溝形成、或いは他のあらゆる好適な手段などのあらゆる好適な取り付け手段を使用して、ブラシシール組立体１８のセグメント７０の１以上の端部に取り付けられ、又はセグメント７０の１以上に取り外し可能に取り付けられる。図９に示すように、潤滑パック８０は通常、円周方向に動いているロータ１６が、固体潤滑剤を潤滑パック８０から移送して、これを接触するベースブリストル２０とロータ表面８４との間に塗布するようにして、各ブラシシールセグメント７０の端部に配置される。潤滑パック８０により、ロータ表面８４及びベースブリストル２０の摩擦及び摩耗が低減される。
【００２１】
潤滑パック８０は、金属粉末又は粒子及び潤滑粉末又は粒子を備える、環境的に安定した（耐酸化性）金属マトリックスを含む。一実施形態では、金属マトリックスの金属粉末又は粒子は、限定ではないが、ＮｉＣｒ、ＣｏＣｒ、ＮｉＣｏＣｒを含む。金属粉末又は粒子は、潤滑パック８０の所望寸法を含む多孔性粉末冶金プリフォーム、又は圧粉体に形成される。次いで、圧粉体粉末プリフォームは、金属粉末又は粒子の絶対温度単位の融点の約５０％〜約７０％の温度で焼結される。プリフォームが焼結された後、限定ではないが、ＷＳ２、ＭｏＳ２、ｈＢＮ及びこれらの組合せのような潤滑粉末又は粒子は、限定ではないが、有機媒体中に潤滑粉末又は粒子を含むようなあらゆる好適な技法を用いてプリフォームに真空含浸されてスラリーを生成する。一実施形態では、潤滑粒子は、最終金属マトリックスの約４０％〜約６０重量％、又は約４２％〜約５８重量％、或いは約４５％〜約５５重量％を含む。別の実施形態では、潤滑パック８０は、金属粉末又は粒子及び潤滑粉末又は粒子を配合することによって構築される。次いで、配合された金属粉末又は粒子及び潤滑粉末又は粒子は、圧縮成形してプリフォームにされ、次いで、使用される潤滑粉末又は粒子の分解温度よりも低い温度で焼結される。
【００２２】
潤滑パック８０は、発電システムのロータ１６（図１）のような構成要素と接触する。一般的には、潤滑パック８０の寸法は、該潤滑パック８０が既存のブラシシール組立体内に収められ且つ潤滑パック８０がベースブリストル２０と同じ長さを有するようなものである。別の実施形態では、潤滑パック８０は、パックとして一体的に形成された複数の自己潤滑性ブリストル４２、５０又は６０によって形成される。
【００２３】
一実施形態では、発電システムの性能を最大にするために、自己潤滑性ブラシシール組立体１８は、発電システムの高圧セクション及び低圧セクションの両方の中間段及び端部パッキンに設置されて端部漏洩を防止する。
【００２４】
本発明の実施形態の１つの利点は、スパ低減を可能にするブラシシール組立体を含む。
【００２５】
本発明の実施形態の別の利点は、持続的なタービン性能を提供するブラシシール組立体を含む。
【００２６】
本発明の実施形態の別の利点は、二次漏洩を制限することによって性能を向上させるための費用効果のある方法をもたらす、改善されたシール設計を含む。
【００２７】
本発明の実施形態の別の利点は、自己潤滑性部材によって得られた潤滑相により摩擦係数が低減されることである。
【００２８】
本発明の更に別の利点は、自己潤滑性部材によって得られた潤滑相によりタービンのロータの熱不均衡が軽減されることである。
【００２９】
本発明の他の利点は、自己潤滑性ブラシシール組立体をタービンの交換ブラシシール組立体として使用できることである。
【００３０】
好ましい実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更を行うことができ且つ本発明の要素を均等物で置き換えることができる点は理解されるであろう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は物的事項を本発明の教示に適合するように多くの修正を行うことができる。従って、本発明は、本発明を実施するために企図される最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、また本発明は、添付の特許請求の範囲の技術的範囲内に属する全ての実施形態を包含することを意図している。
【符号の説明】
【００３１】
１０ パッキングリング
１２ ダブテール
１４ ラビリンス歯
１６ 回転要素
１８ 自己潤滑性ブラシシール組立体
２０ ベースブリストル
２２ 前部プレート
２４ 後部プレート
２８ 自由端部
３０ 自己潤滑性部材
３２ レール
３４ ブリストルストリップ
３６ ブリストルパック
４２ 自己潤滑性ブリストル
５０ 自己潤滑性ブリストル
５２ コア
５４ 自己潤滑性編組
５６ 外径
６０ 自己潤滑性ブリストル
６２ 自己潤滑性材料
７０ ブラシシールセグメント
８０ 潤滑パック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の自己潤滑性部材（３０）を備える自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項２】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、黒鉛、カーボンナノ繊維及びこれらの組合せを含む複数の自己潤滑性ブリストル（４２）から選択される、請求項１記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項３】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、自己潤滑性編組（５４）のシースで被覆された複数のコア（５２）から選択される、請求項１記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項４】
前記自己潤滑性編組（５４）が、黒鉛、カーボンナノ繊維及びこれらの組合せを含む、請求項３記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項５】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、自己潤滑性材料（６２）でコートされた外径（５６）を有する複数のコア（５２）を含む、請求項１記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項６】
前記自己潤滑性材料（６０）が、黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）、炭化窒化チタン（ＴｉＣＮ）及びこれらの組合せから選択される、請求項５記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項７】
前記自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）が、複数のセグメント（７０）を含み、前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、前記ブラシシール組立体（１８）の複数のセグメント（７０）の少なくとも一端に配置された１以上の潤滑パック（８０）を含む、請求項１記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項８】
前記潤滑パック（８０）が、金属マトリックス及び複数の潤滑粒子を含み、前記複数の潤滑粒子が、黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）及びこれらの組合せから選択される、請求項７記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項９】
前記潤滑パック（８０）が、前記ブラシシール組立体（１８）の複数のセグメント（７０）の１以上の外側部分に配置される、請求項７記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項１０】
自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）を備える発電システムであって、該自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）が前記発電システムのロータと接触しており、前記ブラシシール組立体（１８）が複数の自己潤滑性部材（３０）を有する、発電システム。
【請求項１１】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、黒鉛、カーボンナノ繊維及びこれらの組合せを含む複数の自己潤滑性ブリストル（４２）から選択される、請求項１０記載の発電システム。
【請求項１２】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、自己潤滑性編組（５４）のシースで被覆された複数のコア（５２）から選択され、前記自己潤滑性編組（５４）が、黒鉛、カーボンナノ繊維及びこれらの材料の組合せを含む、請求項１０記載の発電システム。
【請求項１３】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）の各々が、自己潤滑性材料（６２）でコートされた外径（５６）を有するコア（５２）を含み、前記自己潤滑性材料（６２）が、黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）及びこれらの組合せから選択される、請求項１０記載の発電システム。
【請求項１４】
前記自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）が、複数のセグメント（７０）を含み、前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、前記ブラシシール組立体（１８）の複数のセグメント（７０）の１以上の一端に配置された１以上の潤滑パック（８０）を含み、該１以上の潤滑パック（８０）が、金属マトリックス及び複数の潤滑粒子を含み、前記複数の潤滑粒子が、黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、二硫化モリブデン（Ｍｏ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）及びこれらの組合せから選択される、請求項１０記載の発電システム。
【請求項１５】
前記潤滑パック（８０）が、前記ブラシシール組立体（１８）の複数のセグメント（７０）の１以上の外側部分に配置される、請求項１４記載の発電システム。
【請求項１６】
発電システムにおける空気漏洩を低減する方法であって、該方法が、前記発電システムの構成要素（１６）と接触する複数の自己潤滑性部材（３０）を有する１以上の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）を位置付けるステップを含む、方法。
【請求項１７】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、黒鉛、カーボンナノ繊維及びこれらの組合せを含む複数の自己潤滑性ブリストル（４２）から選択される、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、
黒鉛、カーボンナノ繊維及びこれらの組合せを含む自己潤滑性編組（５４）のシースで被覆された複数のコア（５２）、及び
黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）及びこれらの組合せから選択された自己潤滑性材料（６２）でコートされる外径を有する複数のコア（５２）
から選択される、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）が、複数のセグメント（７０）を含み、前記自己潤滑性部材（３０）が、前記ブラシシール組立体（１８）の複数のセグメント（７０）の１以上の少なくとも一端に配置された潤滑パック（８０）を含み、該潤滑パック（８０）が、金属マトリックス及び複数の潤滑粒子を含み、該複数の潤滑粒子が、黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）及びこれらの組合せから選択される、請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
前記発電システムの構成要素（１６）が回転部品及び非回転部品から選択される、請求項１５記載の方法。
【請求項１】
複数の自己潤滑性部材（３０）を備える自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項２】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、黒鉛、カーボンナノ繊維及びこれらの組合せを含む複数の自己潤滑性ブリストル（４２）から選択される、請求項１記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項３】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、自己潤滑性編組（５４）のシースで被覆された複数のコア（５２）から選択される、請求項１記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項４】
前記自己潤滑性編組（５４）が、黒鉛、カーボンナノ繊維及びこれらの組合せを含む、請求項３記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項５】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、自己潤滑性材料（６２）でコートされた外径（５６）を有する複数のコア（５２）を含む、請求項１記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項６】
前記自己潤滑性材料（６０）が、黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）、炭化窒化チタン（ＴｉＣＮ）及びこれらの組合せから選択される、請求項５記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項７】
前記自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）が、複数のセグメント（７０）を含み、前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、前記ブラシシール組立体（１８）の複数のセグメント（７０）の少なくとも一端に配置された１以上の潤滑パック（８０）を含む、請求項１記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項８】
前記潤滑パック（８０）が、金属マトリックス及び複数の潤滑粒子を含み、前記複数の潤滑粒子が、黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）及びこれらの組合せから選択される、請求項７記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項９】
前記潤滑パック（８０）が、前記ブラシシール組立体（１８）の複数のセグメント（７０）の１以上の外側部分に配置される、請求項７記載の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）。
【請求項１０】
自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）を備える発電システムであって、該自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）が前記発電システムのロータと接触しており、前記ブラシシール組立体（１８）が複数の自己潤滑性部材（３０）を有する、発電システム。
【請求項１１】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、黒鉛、カーボンナノ繊維及びこれらの組合せを含む複数の自己潤滑性ブリストル（４２）から選択される、請求項１０記載の発電システム。
【請求項１２】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、自己潤滑性編組（５４）のシースで被覆された複数のコア（５２）から選択され、前記自己潤滑性編組（５４）が、黒鉛、カーボンナノ繊維及びこれらの材料の組合せを含む、請求項１０記載の発電システム。
【請求項１３】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）の各々が、自己潤滑性材料（６２）でコートされた外径（５６）を有するコア（５２）を含み、前記自己潤滑性材料（６２）が、黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）及びこれらの組合せから選択される、請求項１０記載の発電システム。
【請求項１４】
前記自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）が、複数のセグメント（７０）を含み、前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、前記ブラシシール組立体（１８）の複数のセグメント（７０）の１以上の一端に配置された１以上の潤滑パック（８０）を含み、該１以上の潤滑パック（８０）が、金属マトリックス及び複数の潤滑粒子を含み、前記複数の潤滑粒子が、黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、二硫化モリブデン（Ｍｏ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）及びこれらの組合せから選択される、請求項１０記載の発電システム。
【請求項１５】
前記潤滑パック（８０）が、前記ブラシシール組立体（１８）の複数のセグメント（７０）の１以上の外側部分に配置される、請求項１４記載の発電システム。
【請求項１６】
発電システムにおける空気漏洩を低減する方法であって、該方法が、前記発電システムの構成要素（１６）と接触する複数の自己潤滑性部材（３０）を有する１以上の自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）を位置付けるステップを含む、方法。
【請求項１７】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、黒鉛、カーボンナノ繊維及びこれらの組合せを含む複数の自己潤滑性ブリストル（４２）から選択される、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記複数の自己潤滑性部材（３０）が、
黒鉛、カーボンナノ繊維及びこれらの組合せを含む自己潤滑性編組（５４）のシースで被覆された複数のコア（５２）、及び
黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）及びこれらの組合せから選択された自己潤滑性材料（６２）でコートされる外径を有する複数のコア（５２）
から選択される、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記自己潤滑性ブラシシール組立体（１８）が、複数のセグメント（７０）を含み、前記自己潤滑性部材（３０）が、前記ブラシシール組立体（１８）の複数のセグメント（７０）の１以上の少なくとも一端に配置された潤滑パック（８０）を含み、該潤滑パック（８０）が、金属マトリックス及び複数の潤滑粒子を含み、該複数の潤滑粒子が、黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）及びこれらの組合せから選択される、請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
前記発電システムの構成要素（１６）が回転部品及び非回転部品から選択される、請求項１５記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−４０６８２（Ｐ２０１３−４０６８２Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７７６３５（Ｐ２０１２−１７７６３５）
【出願日】平成２４年８月１０日（２０１２．８．１０）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月１０日（２０１２．８．１０）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
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