JP2008196312A - Screw fluid machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a screw fluid compressor having inexpensive and space-saving shaft seal structure disposed on a discharge side of a rotor shaft. <P>SOLUTION: The screw compressor 1 compresses target gas by screw rotors 4 stored in a rotor chamber 3 and meshed with each other. The screw compressor comprises: a non-contact seal 15 provided between the screw rotor 4 and a discharge side bearing 11 of a rotor shaft 7 of the screw rotor 4; a sleeve 18 provided between the non-contact seal 15 and the bearing 11 to be fitted on an outer circumference of the rotor shaft 7; a lip seal 16 brought into slide-contact with the outer periphery of the sleeve 18; and a communication passage 20 bringing a space 9 between the non-contact seal 15 and the lip seal 16 in communication with a low-pressure space 5 not higher than durable pressure of the lip seal 16. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、スクリュ流体機械に関する。   The present invention relates to a screw fluid machine.

ロータ室内に収容された雌雄咬合するスクリュロータで対象気体を圧縮するスクリュ圧縮機や、ロータ室内で対象気体を膨張させて雌雄咬合するスクリュロータを回転させる縮リュエキスパンダなどのスククリュ流体機械では、対象気体を系内に封止、或いは、対象気体に外気などが混入するのを防止するために、ロータ軸のスクリュロータと軸受との間に軸封構造が設けられる。   In a screw fluid machine such as a screw compressor that compresses a target gas with a male and female screw rotor housed in the rotor chamber, and a screw expander that rotates a screw rotor that expands and gasifies the target gas in the rotor chamber, A shaft seal structure is provided between the screw rotor of the rotor shaft and the bearing in order to seal the target gas in the system or prevent external air from being mixed into the target gas.

特許文献１に記載されているように、従来のスクリュ圧縮機では、吸込側の軸封装置としてリップシールが用いられ、吐出側の軸封装置としてメカニカルシールが用いられている。   As described in Patent Document 1, in the conventional screw compressor, a lip seal is used as a suction side shaft seal device, and a mechanical seal is used as a discharge side shaft seal device.

リップシールは安価で省スペースの軸封装置であるが、一般に、封止可能な最大圧力が０．３ｋｇｆ／ｃｍ２程度である。このため、リップシールは、高圧となる吐出側では軸封が不十分になったり耐久性が著しく低下するおそれがあるので、低圧の吸込側の軸封にのみ使用可能である。一方、メカニカルシールは、高圧の軸封が可能であるが、非常に高価であると共に設置のためのスペースが大きいという問題がある。
特開２０００−４５９４８号公報 The lip seal is an inexpensive and space-saving shaft seal device, but generally the maximum pressure that can be sealed is about 0.3 kgf / cm 2 . For this reason, the lip seal can be used only for the shaft seal on the suction side of the low pressure because the shaft seal may be insufficient on the discharge side where the pressure is high or the durability may be significantly reduced. On the other hand, the mechanical seal is capable of high-pressure shaft sealing, but has a problem that it is very expensive and requires a large space for installation.
JP 2000-45948 A

前記問題点に鑑みて、本発明は、ロータ軸の高圧側に安価で省スペースの軸封構造を有するスクリュ流体機械を提供することを課題とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a screw fluid machine having a shaft seal structure that is inexpensive and space-saving on the high-pressure side of a rotor shaft.

前記課題を解決するために、本発明によれば、ロータ室内に収容された雌雄咬合するスクリュロータにより対象気体を圧縮または前記対象気体の膨張力を回転力に変換するスクリュ流体機械において、前記スクリュロータと前記スクリュロータのロータ軸の高圧側の軸受との間に非接触シールと、前記非接触シールと前記軸受との間で前記ロータ軸の外周に嵌装したスリーブと、前記スリーブの外周に摺接するリップシールと、前記非接触シールと前記リップシールとの間の空間を前記リップシールの耐用圧力以下の低圧空間に連通させる連通路とを設けたものとする。   In order to solve the above-described problems, according to the present invention, in the screw fluid machine that compresses the target gas or converts the expansion force of the target gas into a rotational force by a screw rotor that engages the male and female accommodated in the rotor chamber, A non-contact seal between the rotor and a bearing on the high-pressure side of the rotor shaft of the screw rotor, a sleeve fitted on the outer periphery of the rotor shaft between the non-contact seal and the bearing, and an outer periphery of the sleeve It is assumed that a lip seal that is in sliding contact and a communication path that communicates the space between the non-contact seal and the lip seal to a low-pressure space that is equal to or lower than the service pressure of the lip seal are provided.

この構成によれば、非接触シールによって対象気体や潤滑流体（潤滑油やシール水など）をロータ室内に略封止し、非接触シールから僅かに漏出した対象気体や潤滑流体をリップシールで完全に封止して軸受に浸入させない。さらに、連通路を設けたことで、スクリュロータ側から非接触シールとリップシールとの間の空間に僅かに漏出する対象気体および潤滑流体を低圧空間に排出する。これによって、漏出した対象気体によって圧力が上昇することを防止できるので、リップシールに過大な圧力が加わることがなく、リップシールのシール性が損なわれたり、リップシールが短時間で損耗することがない。また、この軸封構造は、非接触シールとリップシールとで構成するので、安価であり、設置スペースも小さくて済む。また、リップシールは、ロータ軸に直接当接せず、スリーブに摺接することでロータ軸を封止するので、さらに摩耗が少なく寿命が長い。   According to this configuration, the target gas and lubricating fluid (lubricating oil, sealing water, etc.) are substantially sealed in the rotor chamber by the non-contact seal, and the target gas and lubricating fluid slightly leaking from the non-contact seal are completely sealed with the lip seal. Seal it to prevent it from entering the bearing. Furthermore, by providing the communication path, the target gas and the lubricating fluid that slightly leak into the space between the non-contact seal and the lip seal are discharged from the screw rotor side to the low-pressure space. This prevents the pressure from rising due to the leaked target gas, so that excessive pressure is not applied to the lip seal, the sealing performance of the lip seal is impaired, and the lip seal can be worn out in a short time. Absent. Further, since this shaft seal structure is constituted by a non-contact seal and a lip seal, it is inexpensive and requires a small installation space. Further, since the lip seal seals the rotor shaft by not sliding directly against the rotor shaft but by sliding contact with the sleeve, the wear is less and the life is longer.

また、本発明のスクリュ流体機械において、前記低圧空間は、前記対象気体の吸込流路、または、前記ロータ室の低圧部であってもよい。   Moreover, the screw fluid machine of this invention WHEREIN: The said low pressure space may be the suction flow path of the said object gas, or the low pressure part of the said rotor chamber.

この構成によれば、非接触シールから漏出した対象気体および潤滑流体をロータ室に戻すことができるので、系外に排出せずに回収して再利用することができる。これによって、対象気体や潤滑流体のロスを防ぐことができ、無駄がない。   According to this configuration, the target gas and the lubricating fluid leaked from the non-contact seal can be returned to the rotor chamber, so that they can be recovered and reused without being discharged out of the system. As a result, loss of the target gas and lubricating fluid can be prevented, and there is no waste.

また、本発明のスクリュ流体機械において、前記リップシールと前記軸受との間の空間を外部に連通させる開放流路を設けてもよい。   In the screw fluid machine of the present invention, an open flow path that communicates the space between the lip seal and the bearing to the outside may be provided.

この構成によれば、リップシールが摩耗するなどして潤滑流体が軸受側に漏出した場合にも、漏出した潤滑流体を外部に排出するので、軸受に潤滑流体が流入して不具合を生じさせることを防止できる。   According to this configuration, even when the lubricating fluid leaks to the bearing side due to wear of the lip seal or the like, the leaked lubricating fluid is discharged to the outside, so that the lubricating fluid flows into the bearing and causes a problem. Can be prevented.

また、本発明のスクリュ流体機械において、前記スクリュロータと前記非接触シールとの間の前記ロータ軸に軸封流体を供給する軸封流体流路を設けてもよい。   In the screw fluid machine of the present invention, a shaft seal fluid flow path for supplying shaft seal fluid to the rotor shaft between the screw rotor and the non-contact seal may be provided.

この構成によれば、軸封流体によって非接触シールの軸封効果が高くなり、スクリュ流体機械の効率を向上させられる。   According to this configuration, the shaft seal effect of the non-contact seal is enhanced by the shaft seal fluid, and the efficiency of the screw fluid machine can be improved.

また、本発明のスクリュ流体機械において、前記リップシールの前記ロータ軸対する接触部に螺旋溝を形成してもよい。   In the screw fluid machine of the present invention, a spiral groove may be formed in a contact portion of the lip seal with respect to the rotor shaft.

この構成によれば、リップシールの軸封能力が高くなる。   According to this configuration, the shaft sealing ability of the lip seal is increased.

以上のように、本発明のスクリュ流体機械のロータ軸の吐出側の軸封構造は、非接触シールでスクリュロータの高圧の吐出圧を略封止する。さらに、連通路で非接触シールから僅かに漏出する対象気体や潤滑流体を低圧部に排出して非接触シールの軸受側の圧力が上昇することを防止することにより、対象気体や潤滑流体が軸受に流入しないようにリップシールで完全に封止することを可能にする。このため、本発明のスクリュ流体機械は、安価で省スペースの軸封構造を有する。また、リップシールをロータ軸に嵌装したスリーブに摺接させることで、リップシールの摩耗を低減し、長寿命にできる。   As described above, the shaft seal structure on the discharge side of the rotor shaft of the screw fluid machine of the present invention substantially seals the high discharge pressure of the screw rotor with a non-contact seal. Furthermore, the target gas or lubricating fluid that slightly leaks from the non-contact seal in the communication path is discharged to the low pressure portion to prevent the pressure on the bearing side of the non-contact seal from rising, so that the target gas or lubricating fluid is It is possible to completely seal with a lip seal so as not to flow into. For this reason, the screw fluid machine of the present invention has an inexpensive and space-saving shaft seal structure. In addition, by bringing the lip seal into sliding contact with the sleeve fitted to the rotor shaft, the wear of the lip seal can be reduced and the life can be extended.

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態のスクリュ圧縮機１を示す。スクリュ圧縮機１は、ハウジング２のロータ室３内に収容された雌雄咬合する一対のスクリュロータ４で、潤滑流体（潤滑油や水）を含む対象気体（例えば、空気や冷媒など）を圧縮するスクリュ流体機械である。 Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a screw compressor 1 according to a first embodiment of the present invention. The screw compressor 1 uses a pair of male and female screw rotors 4 housed in a rotor chamber 3 of a housing 2 to compress a target gas (for example, air or refrigerant) containing a lubricating fluid (lubricating oil or water). It is a screw fluid machine.

ハウジング２には、ロータ室３に圧縮すべき対象気体を供給する吸込流路５と、ロータ室３内でスクリュロータ４によって圧縮された対象気体を排出する吐出流路６と、スクリュロータ４のロータ軸７を吸込側（低圧側）および吐出側（高圧側）で、それぞれ、支持および軸封する構造を設置するための軸受軸封空間８，９が設けられている。   The housing 2 includes a suction flow path 5 for supplying a target gas to be compressed to the rotor chamber 3, a discharge flow path 6 for discharging the target gas compressed by the screw rotor 4 in the rotor chamber 3, and the screw rotor 4. Bearing shaft sealing spaces 8 and 9 are provided for installing a structure for supporting and sealing the rotor shaft 7 on the suction side (low pressure side) and the discharge side (high pressure side), respectively.

ロータ軸７は、吸込側の軸受軸封空間８内に設置されたころ軸受１０と、吐出側（高圧側）の軸受軸封空間９内に設置された２つの玉軸受１１とで回転可能に支持され、吸込側の軸受軸封空間９を貫通して延伸し、不図示のモータに接続される。   The rotor shaft 7 is rotatable by a roller bearing 10 installed in the bearing shaft sealed space 8 on the suction side and two ball bearings 11 installed in the bearing shaft sealed space 9 on the discharge side (high pressure side). It is supported, extends through the bearing shaft sealing space 9 on the suction side, and is connected to a motor (not shown).

ころ軸受１０の前記モータ側には、モータ側への異物（ころ軸受１０のグリスなど）の浸入を防ぐリップシール１２が設置され、ころ軸受１０のスクリュロータ４側には、ころ軸受１０のグリスがスクリュロータ４側に流出しないように封止するリップシール１３と、吸込流路５からころ軸受１０側に対象気体や潤滑流体が浸入しないように封止するリップシール１４とが設けられている。   A lip seal 12 is installed on the motor side of the roller bearing 10 to prevent foreign substances (such as grease on the roller bearing 10) from entering the motor side. On the screw rotor 4 side of the roller bearing 10, grease on the roller bearing 10 is installed. A lip seal 13 is provided for sealing so as not to flow out to the screw rotor 4 side, and a lip seal 14 for sealing the target gas or lubricating fluid from entering the roller bearing 10 side from the suction flow path 5. .

スクリュロータ４と玉軸受１０との間の吐出側の軸受軸封空間９には、スクリュロータ４側から順に、ラビリンスシール１５、リップシール１６およびリップシール１７が設けられている。ラビリンスシール１５は、ロータ軸７に嵌合してロータ軸７とともに回転するロータと、該ロータと接触しないように軸受軸封室９の内壁に嵌合して固定されたステータとからなる公知の非接触シールである。また、ロータ軸７の外周にはラビリンスシール１５と玉軸受１１との間にスリーブ１８が締まりばめで嵌装され、リップシール１６および１７は、ロータ軸７と一体に回転するスリーブ１８の外周に摺接するようになっている。リップシール１６は、ラビリンスシール１５側からの対象気体の浸入を封止する向きに設置され、リップシール１７は、玉軸受１１からのグリスなどの流出を防止する向きに設置されている。スリーブ１８は、外周面に、ＷＣ（タングステンカーバイト）やクロミア（酸化クロム）などの材料を溶射して、耐摩耗性を高めることが好ましく、リップシール１６，１７は、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）等からなるものが好ましい。   A labyrinth seal 15, a lip seal 16, and a lip seal 17 are provided in the bearing shaft seal space 9 on the discharge side between the screw rotor 4 and the ball bearing 10 in order from the screw rotor 4 side. The labyrinth seal 15 includes a rotor that is fitted to the rotor shaft 7 and rotates together with the rotor shaft 7, and a known stator that is fitted and fixed to the inner wall of the bearing shaft sealing chamber 9 so as not to contact the rotor. Non-contact seal. A sleeve 18 is fitted on the outer periphery of the rotor shaft 7 between the labyrinth seal 15 and the ball bearing 11 with an interference fit, and the lip seals 16 and 17 are disposed on the outer periphery of the sleeve 18 rotating integrally with the rotor shaft 7. It comes in sliding contact. The lip seal 16 is installed in a direction that seals intrusion of the target gas from the labyrinth seal 15 side, and the lip seal 17 is installed in a direction that prevents the outflow of grease or the like from the ball bearing 11. The sleeve 18 is preferably sprayed with a material such as WC (tungsten carbide) or chromia (chromium oxide) on its outer peripheral surface to improve wear resistance. The lip seals 16 and 17 are made of PTFE (tetrafluoroethylene). Resins) are preferred.

また、ハウジング２には、リップシール１３とリップシール１４との間の軸受軸封空間８を外部に連通させる開放流路１９と、ラビリンスシール１５とリップシール１６との間の軸受軸封空間９を吸込流路５に連通させる連通路２０とが設けられている。   Further, in the housing 2, an open channel 19 for communicating the bearing shaft sealing space 8 between the lip seal 13 and the lip seal 14 to the outside, and a bearing shaft sealing space 9 between the labyrinth seal 15 and the lip seal 16 are provided. Is connected to the suction flow path 5.

続いて、前記スクリュ圧縮機１の作用について説明する。
スクリュ圧縮機１のスクリュロータ４は、吸込流路５から対象気体を吸い込んで圧縮し、吐出流路６から吐出する。よって、当然に、吸込流路５は、リップシール１６の耐用圧力（例えば、約０．３ｋｇｆ／ｃｍ２）よりも低圧である。このとき、対象気体中に含まれる潤滑流体は、雌雄のスクリュロータ４の間およびスクリュロータ４とロータ室３内壁との間の潤滑とシールをする。 Next, the operation of the screw compressor 1 will be described.
The screw rotor 4 of the screw compressor 1 sucks and compresses the target gas from the suction flow path 5 and discharges it from the discharge flow path 6. Therefore, naturally, the suction flow path 5 has a lower pressure than the service pressure of the lip seal 16 (for example, about 0.3 kgf / cm 2 ). At this time, the lubricating fluid contained in the target gas lubricates and seals between the male and female screw rotors 4 and between the screw rotor 4 and the inner wall of the rotor chamber 3.

吐出側のロータ軸７とハウジング２との隙間からは、圧縮された対象気体の圧力により、潤滑流体と対象気体とが流出しようとする。ラビリンスシール１５は、ロータ軸７周りの軸受軸封空間９をステータとロータとの間の入り組んだ形状の微少な隙間だけを残して封止している。潤滑流体や対象気体は、ラビリンスシール１５の隙間の流路抵抗のために、殆どスクリュロータ４側から軸受１０側へとラビリンスシール１５を通過することができない。僅かにラビリンスシール１５の隙間を通過することができた潤滑流体や対象気体も、ラビリンスシール１５の流路抵抗によってその圧力を失う。   From the gap between the rotor shaft 7 on the discharge side and the housing 2, the lubricating fluid and the target gas tend to flow out due to the pressure of the compressed target gas. The labyrinth seal 15 seals the bearing shaft sealing space 9 around the rotor shaft 7 leaving only a minute gap having a complicated shape between the stator and the rotor. The lubricating fluid and the target gas hardly pass through the labyrinth seal 15 from the screw rotor 4 side to the bearing 10 side due to the flow path resistance of the gap of the labyrinth seal 15. The lubricating fluid and the target gas that have been able to pass through the gap of the labyrinth seal 15 slightly lose their pressure due to the flow path resistance of the labyrinth seal 15.

これによって、潤滑流体や対象気体は、ラビリンスシール１５を通過しても、その圧力がリップシール１６の耐用圧力よりも小さくなり、リップシール１６によって完全に遮断されるので、玉軸受１１側に浸入することができない。   As a result, even if the lubricating fluid or the target gas passes through the labyrinth seal 15, its pressure becomes smaller than the service pressure of the lip seal 16 and is completely blocked by the lip seal 16, so that it enters the ball bearing 11 side. Can not do it.

仮に、連通路２０がなく、ラビリンスシール１５とリップシール１６との間の軸受軸封空間９が密閉空間であれば、僅かずつラビリンスシール１５を通して漏出した潤滑流体や対象気体が蓄積される。すると、ラビリンスシール１５とリップシール１６との間の軸封空間９内の物質量が増加して、その内部圧力を増大させる。ラビリンスシール１５とリップシール１６との間の軸受軸封空間９内の圧力がリップシール１６の耐用圧力を超えると、リップシール１６を変形または破損させて、潤滑流体や対象気体が玉軸受１１側に浸入する。   If there is no communication path 20 and the bearing shaft sealing space 9 between the labyrinth seal 15 and the lip seal 16 is a sealed space, the lubricating fluid and the target gas leaking through the labyrinth seal 15 are accumulated little by little. Then, the amount of substance in the shaft seal space 9 between the labyrinth seal 15 and the lip seal 16 is increased, and the internal pressure is increased. When the pressure in the bearing shaft seal space 9 between the labyrinth seal 15 and the lip seal 16 exceeds the service pressure of the lip seal 16, the lip seal 16 is deformed or damaged, and the lubricating fluid and the target gas are moved to the ball bearing 11 side. Infiltrate.

しかしながら、本実施形態のスクリュ圧縮機１には、ラビリンスシール１５とリップシール１６との間の軸受軸封空間９を吸込流路５に連通させる連通路２０が設けられているので、ラビリンスシール１５の隙間を通過した潤滑流体や対象気体は、連通路２０を介して吸込流路５に排出される。これによって、ラビリンスシール１５とリップシール１６との間の軸受軸封空間９では、圧力が上昇せず、リップシール１６の密封状態が保たれる。   However, since the screw compressor 1 of the present embodiment is provided with the communication passage 20 that connects the bearing shaft sealing space 9 between the labyrinth seal 15 and the lip seal 16 to the suction flow path 5, the labyrinth seal 15 The lubricating fluid and the target gas that have passed through the gap are discharged to the suction flow path 5 through the communication path 20. As a result, in the bearing shaft sealing space 9 between the labyrinth seal 15 and the lip seal 16, the pressure does not increase and the sealed state of the lip seal 16 is maintained.

また、軸受軸封空間９の圧力が上昇しないことは、リップシール１６を破損させたり、短時間で摩耗させることがなく、リップシールの寿命を長くすることに寄与する。また、リップシール１６およびリップシール１７をロータ軸７に嵌装したスリーブ１８に摺接させることは、リップシール１６，１７の摩耗をさらに低減して、さらなる長寿命化を可能にする。   Further, the fact that the pressure in the bearing shaft seal space 9 does not increase contributes to extending the life of the lip seal without damaging the lip seal 16 or wearing it in a short time. Further, when the lip seal 16 and the lip seal 17 are brought into sliding contact with the sleeve 18 fitted to the rotor shaft 7, the wear of the lip seals 16 and 17 is further reduced, and the life can be further increased.

また、軸受軸封空間９から吸込流路に排出された潤滑流体や対象気体は、再びロータ室３内に吸い込まれてスクリュロータ４により圧縮されるので、系外に排出されて損失になることはない。   Further, since the lubricating fluid and the target gas discharged from the bearing shaft seal space 9 to the suction flow path are again sucked into the rotor chamber 3 and compressed by the screw rotor 4, they are discharged out of the system and become a loss. There is no.

本実施形態のスクリュ圧縮機１において使用するラビリンスシール１５およびリップシール１６は、従来のスクリュ圧縮機において使用していたメカニカルシールと比べて、設置スペースが小さく、安価である。このため、本実施形態のスクリュ圧縮機１は、従来のスクリュ圧縮機よりも安価に提供できる。また、ラビリンスシール１５は、非接触であるので、メカニカルシールのように摩耗することがなく、維持コストも低い。   The labyrinth seal 15 and the lip seal 16 used in the screw compressor 1 of the present embodiment have a smaller installation space and are less expensive than mechanical seals used in conventional screw compressors. For this reason, the screw compressor 1 of this embodiment can be provided at a lower cost than the conventional screw compressor. Moreover, since the labyrinth seal 15 is non-contact, it does not wear like a mechanical seal and its maintenance cost is low.

続いて、図２に本発明の第２実施形態のスクリュ圧縮機１を示す。本実施形態において、第１実施形態と同じ構成要素には、同じ符号を付して説明を省略する。本実施形態のスクリュ圧縮機１において、連通路２０は、ロータ室３の吸込側に近い中間圧力部に接続されている。この中間圧力部の圧力は、リップシール１６の耐用圧力よりも十分に低い圧力である。なお、この第２実施形態のスクリュ圧縮機１は、潤滑流体に水を採用した、いわゆる水潤滑式のものである。   Then, the screw compressor 1 of 2nd Embodiment of this invention is shown in FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the screw compressor 1 of the present embodiment, the communication passage 20 is connected to an intermediate pressure portion near the suction side of the rotor chamber 3. The pressure in the intermediate pressure part is sufficiently lower than the service pressure of the lip seal 16. In addition, the screw compressor 1 of this 2nd Embodiment is what is called a water lubrication type which employ | adopted water as a lubricating fluid.

また、ハウジング２には、ロータ軸７のスクリュロータ４とラビリンスシール１５との間に、潤滑流体と同じ水を軸封流体として供給するための軸封流体流路２１が設けられており、ロータ軸７には、軸封流体流路２１から供給された水をロータ軸７の全周に行き渡らせる環状溝２２が設けられている。   The housing 2 is provided with a shaft seal fluid passage 21 for supplying the same water as the lubricating fluid as a shaft seal fluid between the screw rotor 4 of the rotor shaft 7 and the labyrinth seal 15. The shaft 7 is provided with an annular groove 22 that allows the water supplied from the shaft-sealed fluid flow path 21 to spread over the entire circumference of the rotor shaft 7.

これによって、ハウジング２とロータ軸７との隙間を軸封流体の水で満たし、対象気体をハウジング２とロータ軸７との間から漏出させない。ひいては、ラビリンスシール１５から漏出する対象気体の量が非常に少なくなる。   As a result, the gap between the housing 2 and the rotor shaft 7 is filled with the water of the shaft seal fluid, and the target gas is not leaked from between the housing 2 and the rotor shaft 7. As a result, the amount of the target gas leaking from the labyrinth seal 15 becomes very small.

さらに、ハウジング２には、リップシール１６とリップシール１７との間の軸受軸封空間９を外部に連通させて大気開放する開放流路２３が設けられている。   Further, the housing 2 is provided with an open flow path 23 that opens the bearing shaft seal space 9 between the lip seal 16 and the lip seal 17 to the outside by communicating with the outside.

これによって、リップシール１６の寿命による摩耗などの原因で、万一、軸封流体の水がリップシール１６を超えて玉軸受１１側の軸受軸封空間９に浸入しても、その水は、開放流路２３から外部に排出されるので、玉軸受１１の内部に浸入して不具合を引き起こすことがない。   Accordingly, even if the water of the shaft seal fluid exceeds the lip seal 16 and enters the bearing shaft seal space 9 on the ball bearing 11 side due to wear due to the life of the lip seal 16, the water is Since it is discharged to the outside from the open channel 23, it does not enter the inside of the ball bearing 11 and cause a problem.

さらに、図３に本発明の第３実施形態のスクリュ圧縮機１の細部を示す。図示しない部分の構成および図中で第２実施形態と同じ符号を付した構成要素は、第２実施形態と同じであるので説明を省略する。   Furthermore, the detail of the screw compressor 1 of 3rd Embodiment of this invention is shown in FIG. The components not shown in the drawing and the components given the same reference numerals as those in the second embodiment in the figure are the same as those in the second embodiment, and thus the description thereof is omitted.

本実施形態では、第２実施形態のラビリンスシール１５に代えて、ロータ軸７に周囲に突出する外ねじ状の螺旋部２４を設けることで螺旋シールを構成している。この螺旋シールによっても、軸封流体流路２１から供給された軸封流体の水が、リップシール１６側の軸受軸封空間９に漏出することを略抑制することができる。   In the present embodiment, instead of the labyrinth seal 15 of the second embodiment, a spiral seal is configured by providing an outer screw-like spiral portion 24 protruding around the rotor shaft 7. Also by this spiral seal, the water of the shaft seal fluid supplied from the shaft seal fluid channel 21 can be substantially suppressed from leaking to the bearing shaft seal space 9 on the lip seal 16 side.

また、本実施形態では、リップシール１６のロータ軸７に対する接触部に螺旋溝２５が形成されている。螺旋溝２５は、リップシール１６の封止能力を高めることができる。   In the present embodiment, the spiral groove 25 is formed in the contact portion of the lip seal 16 with respect to the rotor shaft 7. The spiral groove 25 can enhance the sealing ability of the lip seal 16.

続いて、図４に本発明の第４実施形態のスクリュ圧縮機１を示す。本実施形態において、第１実施形態または第２実施形態と同じ構成要素には、同じ符号を付して説明を省略する。本実施形態のハウジング２には、開放流路２３と同様に、ラビリンスシール１５とリップシール１６との間の軸受軸封空間９とを外部に連通させて大気開放する開放流路２６が設けられている。   Then, the screw compressor 1 of 4th Embodiment of this invention is shown in FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment or the second embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the housing 2 of the present embodiment, as with the open flow path 23, an open flow path 26 that opens the atmosphere by communicating the bearing shaft seal space 9 between the labyrinth seal 15 and the lip seal 16 to the outside is provided. ing.

開放流路２６を設けたことで、ラビリンスシール１５を通過した潤滑流体や対象気体は、開放流路２６から外部に放出されるので、ラビリンスシール１５とリップシール１６との間の軸受軸封空間９の圧力を上昇させることがない。   By providing the open flow path 26, the lubricating fluid and the target gas that have passed through the labyrinth seal 15 are discharged to the outside from the open flow path 26, so that the bearing shaft sealing space between the labyrinth seal 15 and the lip seal 16 is released. The pressure of 9 is not raised.

また、圧縮される対象気体が蒸気である場合、開放流路２３，２６にセラミック湿度センサを設けることでラビリンスシール１５およびリップシール１６のシール性が適正に維持されているか否かを確認することができる。さらに、湿度センサの測定値を監視して所定の値以上になったときに、警告メッセージを表示するような自動監視装置を設けてもよい。   Further, when the target gas to be compressed is steam, it is confirmed whether or not the sealing performance of the labyrinth seal 15 and the lip seal 16 is properly maintained by providing ceramic humidity sensors in the open flow paths 23 and 26. Can do. Furthermore, an automatic monitoring device may be provided that displays a warning message when the measured value of the humidity sensor is monitored and exceeds a predetermined value.

また、シール性を向上させるために、リップシール１３，１４，１６，１７を、それぞれ、軸方向に複数配設してもよい。   In order to improve the sealing performance, a plurality of lip seals 13, 14, 16, and 17 may be provided in the axial direction.

尚、上記の第１乃至第４実施形態は、スクリュ圧縮機に係るものであるが、本発明は、スクリュエキスパンダ（膨張機）にも適用することができる。   In addition, although said 1st thru | or 4th embodiment concerns on a screw compressor, this invention is applicable also to a screw expander (expander).

本発明の第１実施形態のスクリュ圧縮機の概略断面図。1 is a schematic sectional view of a screw compressor according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態のスクリュ圧縮機の概略断面図。The schematic sectional drawing of the screw compressor of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態のスクリュ圧縮機の概略部分断面図。The schematic fragmentary sectional view of the screw compressor of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態のスクリュ圧縮機の概略断面図。The schematic sectional drawing of the screw compressor of 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ スクリュ圧縮機（スクリュ流体機械）
２ ハウジング
３ ロータ室
４ スクリュロータ
５ 吸込流路
６ 吐出流路
７ ロータ軸
９ 軸受軸封空間
１１ 玉軸受
１５ ラビリンスシール（非接触シール）
１６ リップシール
１８ スリーブ
２０ 連通路
２１ 軸封流体流路
２３ 開放流路
２５ 螺旋溝
２６ 開放流路 1 Screw compressor (screw fluid machine)
2 Housing 3 Rotor chamber 4 Screw rotor 5 Suction flow path 6 Discharge flow path 7 Rotor shaft 9 Bearing shaft sealing space 11 Ball bearing 15 Labyrinth seal (non-contact seal)
16 Lip seal 18 Sleeve 20 Communication path 21 Shaft seal fluid flow path 23 Open flow path 25 Spiral groove 26 Open flow path

Claims (5)

ロータ室内に収容された雌雄咬合するスクリュロータにより対象気体を圧縮または前記対象気体の膨張力を回転力に変換するスクリュ流体機械において、
前記スクリュロータと前記スクリュロータのロータ軸の高圧側の軸受との間に非接触シールと、
前記非接触シールと前記軸受との間で前記ロータ軸の外周に嵌装したスリーブと、
前記スリーブの外周に摺接するリップシールと、
前記非接触シールと前記リップシールとの間の空間を前記リップシールの耐用圧力以下の低圧空間に連通させる連通路とを設けたことを特徴とするスクリュ流体機械。 In a screw fluid machine that compresses a target gas by a screw rotor that engages with a male and female accommodated in a rotor chamber or converts an expansion force of the target gas into a rotational force,
A non-contact seal between the screw rotor and the bearing on the high-pressure side of the rotor shaft of the screw rotor;
A sleeve fitted on the outer periphery of the rotor shaft between the non-contact seal and the bearing;
A lip seal slidably in contact with the outer periphery of the sleeve;
A screw fluid machine, comprising: a communication passage that communicates a space between the non-contact seal and the lip seal with a low pressure space that is equal to or lower than a service pressure of the lip seal. 前記低圧空間は、前記対象気体の吸込流路、または、前記ロータ室の低圧部であることを特徴とする請求項１に記載のスクリュ流体機械。   The screw fluid machine according to claim 1, wherein the low-pressure space is a suction passage for the target gas or a low-pressure portion of the rotor chamber. 前記リップシールと前記軸受との間の空間を外部に連通させる開放流路を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のスクリュ流体機械。   The screw fluid machine according to claim 1 or 2, wherein an open flow path is provided for communicating a space between the lip seal and the bearing to the outside. 前記スクリュロータと前記非接触シールとの間の前記ロータ軸に軸封流体を供給する軸封流体流路を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスクリュ流体機械。   The screw fluid machine according to any one of claims 1 to 3, wherein a shaft seal fluid flow path for supplying a shaft seal fluid to the rotor shaft between the screw rotor and the non-contact seal is provided. 前記リップシールの前記スリーブに対する接触部に螺旋溝を形成したことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のスクリュ流体機械。   The screw fluid machine according to any one of claims 1 to 4, wherein a spiral groove is formed in a contact portion of the lip seal with respect to the sleeve.
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