JP2011099395A - 蒸気圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮蒸気の生成効率の低下を抑制しつつ、蒸気室に吸入される蒸気の圧力が大気圧よりも低い場合でも、蒸気室に大気が流入するのを防止する。
【解決手段】蒸気圧縮機は、吸入側軸封室３５のうち吸入側大気開放路３８の接続部位から蒸気室３２側に離間した位置に配設され、蒸気室３２内の蒸気が吸入側大気開放路３８へ流れるのを抑制するための第１吸入側シール部１０と、吸入側軸封室３５のうち吸入側大気開放路３８の接続部位と第１吸入側シール部１０との間の位置に配設され、吸入側大気開放路３８へ蒸気が流れるのを抑制するための第２吸入側シール部１２と、吐出側軸封室３９に配設され、蒸気室３２から吐出側軸封室３９へ漏出する蒸気に対する流通抵抗を高めるための非接触式の第１吐出側シール部１６と、吸入側軸封室３５のシール部１０，１２間の領域と、吐出側軸封室３９のシール部１６，１８間の領域とを連通させる連通部２２とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸気圧縮機に関するものである。

従来、蒸気室に吸入された蒸気を回転するスクリュロータで下流側へ送りつつ圧縮する蒸気圧縮機が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

この特許文献１に開示された蒸気圧縮機では、筐体内に蒸気室と２つの軸受軸封空間とが設けられている。２つの軸受軸封空間は、前記スクリュロータによる蒸気の送り方向において蒸気室の上手側と下手側に分かれて配設されている。また、筐体には、蒸気室の上手側の端部に対応する位置に当該蒸気室へ蒸気を導入するための吸込流路が設けられている。そして、前記各軸受軸封空間には、スクリュロータのロータ軸が挿通されている。

上手側の軸受軸封空間には、ロータ軸を支持する軸受けが設けられている。また、上手側の軸受軸封空間のうち前記軸受けに対して蒸気室側に位置する領域には、２つのリップシールが設けられている。この２つのリップシールのうち一方は、蒸気室から上手側の軸受軸封空間への蒸気の流出を防止する向きで設けられ、上手側の軸受軸封空間の蒸気室側の端部に配置されている。また、２つのリップシールのうち他方は、上手側の軸受軸封空間において前記軸受けと前記一方のリップシールとの間の位置に配置されている。この他方のリップシールは、軸受けに充填された潤滑油が蒸気室側へ流れるのを防止する向きで設けられている。そして、筐体には、上手側の軸受軸封空間の２つのリップシール間の領域と外部の大気空間とを連通させる開放流路が設けられている。

下手側の軸受軸封空間には、上手側の軸受軸封空間と同様にロータ軸を支持する軸受けが設けられている。また、下手側の軸受軸封空間のうち軸受けに対して蒸気室側に位置する領域には、蒸気室から当該下手側の軸封空間への蒸気の流出を抑制するためのラビリンスシールや、軸受けから蒸気室側へグリスが流れるのを防止するためのリップシールが設けられている。

ところで、このような蒸気圧縮機の蒸気室には、吸込流路を通じて大気圧よりも低圧の蒸気が吸入される場合がある。この場合には、吸込流路が接続された蒸気室の上流側の端部の圧力が大気圧よりも低くなる。一方、上手側の軸受軸封空間では、２つのリップシール間の領域が開放流路を通じて大気空間と連通されていることにより、当該領域の圧力は大気圧に等しくなる。すなわち、蒸気室に大気圧よりも低圧の蒸気が吸入される場合には、２つのリップシール間の領域の圧力は、蒸気室の上流側の端部の圧力よりも高くなる。この場合、上手側の軸受軸封空間の２つのリップシール間の領域と蒸気室の上流側の端部との圧力差に起因して、前記領域から蒸気室へ大気が流入し、蒸気室で圧縮される蒸気に大気（空気）が混入する虞がある。なお、前記領域と蒸気室の上流側の端部との間は、前記一方のリップシールによって仕切られているが、このリップシールは、蒸気室から上手側の軸受軸封空間に蒸気が流出するのを防ぐ向きで設けられているため、上手側の軸受軸封空間から蒸気室へ大気が流入するのを抑制することは困難である。

そこで、下記特許文献２には、蒸気室に大気圧よりも低圧の蒸気が吸入される場合でも、蒸気室で圧縮される蒸気に大気（空気）が混入するのを防ぐために適用可能な蒸気圧縮機の構造が開示されている。

この特許文献２の蒸気圧縮機では、筐体内において、蒸気室とロータ軸の軸受けとの間の領域に複数のラビリンスシールが軸方向に間隔をおいて設けられている。そして、この蒸気圧縮機では、蒸気室の吐出口に接続された配管から蒸気室に近い２つのラビリンスシール間の空間に繋がるように供給路が設けられている。すなわち、この蒸気圧縮機では、蒸気室で圧縮された後、蒸気室から吐出される蒸気の一部を前記２つのラビリンスシール間の空間に導入して、その空間の圧力を比較的高圧にできるようになっている。

この構成を上記特許文献１の上手側の軸受軸封空間のうち開放流路の接続部位に対して蒸気室寄りに位置する領域に適用すれば、開放流路を通じて大気が導入される領域と蒸気室の上流側の端部との間に高圧の蒸気が満たされた領域を形成することができるため、吸込流路を通じて蒸気室の上流側の端部に大気圧よりも低圧の蒸気が吸入される場合でも、開放流路を通じて上手側の軸受軸封空間に導入された大気が蒸気室へ流入するのを防ぐことが可能である。

特開２００８−１９６３１２号公報 特開２００８−５７４５２号公報

しかしながら、蒸気室から吐出口を通じて吐出される圧縮後の蒸気は、本来、蒸気利用機器へ供給されて有効に利用されるべきものである。それにもかかわらず、蒸気室から吐出される蒸気を蒸気室への大気の流入の防止に利用するのは、生成された圧縮蒸気のうち実際に有効利用できる蒸気の割合を減少させることとなり、総合的に見た場合に圧縮蒸気の生成効率の低下に繋がる。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、圧縮蒸気の生成効率の低下を抑制しつつ、蒸気室に吸入される蒸気の圧力が大気圧よりも低い場合でも、蒸気室に大気が流入するのを防止することが可能な蒸気圧縮機を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の蒸気圧縮機は、長手方向の一方側に蒸気の吸入口が設けられ、長手方向の他方側に蒸気の吐出口が設けられた蒸気室と、前記蒸気室の蒸気の吸入側に連通する吸入側軸封室と、前記蒸気室の蒸気の吐出側に連通する吐出側軸封室と、前記吸入側軸封室と大気空間とを連通させる大気開放路とを有する筐体と、前記蒸気室に収容される圧縮部及びその圧縮部から両側に前記各軸封室を通って延びるロータ軸を有し、軸回りに回転することにより前記圧縮部が前記蒸気室内に吸入された蒸気を前記吐出口側へ送りつつ圧縮する圧縮用ロータと、前記吸入側軸封室のうち前記大気開放路の接続部位から前記蒸気室側に離間した位置に配設され、前記蒸気室内の蒸気が前記大気開放路へ流れるのを抑制するための第１シール部と、前記吸入側軸封室のうち前記大気開放路の接続部位と前記第１シール部との間の位置に配設され、前記大気開放路へ蒸気が流れるのを抑制するための第２シール部と、前記吐出側軸封室に配設され、前記蒸気室から当該吐出側軸封室へ漏出する蒸気に対する流通抵抗を高めるための非接触式の第３シール部と、前記吸入側軸封室のうち前記第１シール部と前記第２シール部との間に位置する領域と、前記吐出側軸封室のうち前記第３シール部に対して前記蒸気室と反対側に位置する領域とを連通させる連通部とを備えている。

この蒸気圧縮機では、吐出側軸封室に設けられた第３シール部は、非接触式であるため、蒸気室で圧縮された後の高圧の蒸気が吐出側軸封室のうち第３シール部に対して蒸気室と反対側に位置する領域に僅かに漏出する。そして、この蒸気圧縮機では、吸入側軸封室のうち大気開放路の接続部位に対して蒸気室側に配設された第１シール部と第２シール部の間に位置する領域と吐出側軸封室のうち第３シール部に対して蒸気室と反対側に位置する領域とが連通部によって連通されているため、蒸気室から第３シール部に対して蒸気室と反対側に位置する領域に漏出した高圧の蒸気は、連通部を通じて吸入側軸封室のうち第１シール部と第２シール部の間に位置する領域に導入され、両シール部によって保持される。その結果、吸入側軸封室に対する大気開放路の接続部位と蒸気室の蒸気の吸入側の部位との間に高圧の蒸気が満たされ、かつ、その圧力が両側の第１シール部と第２シール部によって保持された空間が形成される。このため、吸入口を通じて蒸気室に大気圧よりも低圧の蒸気が吸入された場合でも、前記高圧に保持された空間により、大気開放路を通じて吸入側軸封室に吸入された大気が蒸気室へ流入するのを防止することができる。ところで、従来の蒸気圧縮機で用いられているラビリンスシールのような非接触式のシール部を吐出側軸封室に設けて蒸気室から圧縮後の蒸気が吐出側軸封室へ流出するのを抑制する場合には、その非接触式のシール部で蒸気室から吐出側軸封室への蒸気の漏出を完全に止めることは困難であり、僅かに吐出側軸封室へ蒸気が漏出する。これに対して、本発明の蒸気圧縮機では、非接触式の第３シール部によって形成される隙間を通じて蒸気室から吐出側軸封室へ漏出した蒸気を吸入側軸封室の第１シール部と第２シール部の間の領域に導入して、大気開放路を通じて吸入側軸封室に導入された大気が蒸気室へ流入するのを防止するために利用することができる。すなわち、本来、蒸気室から吐出側軸封室へ無駄に漏出していた蒸気を利用して蒸気室へ大気が流入するのを防止することができる。その結果、この蒸気圧縮機では、蒸気室の吐出口から吐出される蒸気の一部を蒸気室への大気の流入を防止するために振り当てる必要がないので、生成された圧縮蒸気のうち有効利用できる蒸気の割合が減少するのを抑制することができる。従って、この蒸気圧縮機では、圧縮蒸気の生成効率の低下を抑制しつつ、蒸気室に吸入される蒸気の圧力が大気圧よりも低い場合でも、蒸気室に大気が流入するのを防止することができる。

上記蒸気圧縮機において、前記筐体には、前記吸入側軸封室と連通し、潤滑油が収容される油室が設けられており、前記吸入側軸封室のうち前記大気開放路の接続部位よりも前記油室寄りの位置には、前記油室から流出した潤滑油が当該吸入側軸封室内で前記蒸気室側へ向かって流れるのを防止する姿勢で前記ロータ軸の外周面に接触するリップ部を有するリップシールが設けられていてもよい。

油室から流出した潤滑油が吸入側軸封室内で蒸気室側へ向かって流れるのを防止する姿勢でロータ軸の外周面に接触するように設けられたリップ部を有するリップシールでは、蒸気室に大気圧よりも低圧の蒸気が吸入されることに起因してリップシールの蒸気室側に位置する空間がリップシールの油室側に位置する空間よりも低圧になると、それら両空間の圧力差によりリップ部がロータ軸の外周面に強く押し付けられる。そして、この状態で圧縮用ロータが長時間回転していると、リップ部の損耗が激しくなり、最終的には、リップシールによる封止効果が損なわれて油室から流出した潤滑油が蒸気室側へ流れる虞がある。これに対して、本構成では、リップシールと蒸気室との間で第１シール部と第２シール部によって保持された大気圧よりも高圧の空間が形成されるので、蒸気室に大気圧よりも低圧の蒸気が吸入された場合でも、リップシールの蒸気室側に位置する空間がリップシールの油室側に位置する空間よりも低圧になるのを防ぐことができる。このため、リップ部がロータ軸の外周面に強く押し付けられるのを防止することができ、その結果、リップ部の損耗が激しくなるのを抑制することができる。そして、リップ部の損耗に起因して油室から流出した潤滑油が蒸気室側へ流れて蒸気室に浸入するのを防止することができる。

上記蒸気圧縮機において、蒸気圧縮機は、前記連通部に接続された圧力調節弁を備え、この圧力調節弁は、前記吐出側軸封室のうち前記第３シール部に対して前記蒸気室と反対側に位置する領域から前記連通部に流れる蒸気の圧力が大気圧よりも高い所定の設定圧力以上である場合に当該連通部から前記吸入側軸封室のうち前記第１シール部と前記第２シール部との間に位置する領域に導入される蒸気の圧力を前記設定圧力に維持可能に構成されていることが好ましい。

蒸気室で圧縮部によって圧縮されて吐出側へ送られる蒸気の圧力は、変動する場合もしくは一定圧力でない場合がある。その場合には、蒸気室から吐出側軸封室のうち第３シール部に対して蒸気室と反対側に位置する領域に漏出する蒸気の圧力が変化する。これに対して、本構成では、連通部に接続された圧力調節弁が、吐出側軸封室のうち第３シール部に対して蒸気室と反対側に位置する領域から連通部に流れる蒸気の圧力が大気圧よりも高い所定の設定圧力以上である場合に連通部から吸入側軸封室のうち第１シール部と第２シール部との間に位置する領域に導入される蒸気の圧力を設定圧力に維持可能であるため、吐出側軸封室のうち第３シール部に対して蒸気室と反対側に位置する領域に漏出する蒸気の圧力が前記設定圧力以上の圧力で変化したとしても、吸入側軸封室の第１シール部と第２シール部の間の領域の圧力を大気圧よりも高い一定の圧力（設定圧力）に安定的に維持することができる。

この場合において、前記連通部は、前記吐出側軸封室から前記吸入側軸封室へ流れる蒸気に含まれる液体を分離するためのドレンタンクを有し、前記圧力調節弁は、前記ドレンタンクにおいて液体が分離された蒸気の圧力を前記設定圧力に維持することが好ましい。

蒸気室から吐出側軸封室に漏出する蒸気には、例えば蒸気の冷却によって生じる凝縮液や圧縮用ロータの圧縮部と蒸気室の内面との間のシール又は潤滑のために蒸気室に導入される液体が含まれる場合がある。このような液体が蒸気と共に圧力調節弁に流れ込んだ場合には、圧力調節弁の動作が不安定になる虞がある。これに対して、本構成では、連通部が吐出側軸封室から吸入側軸封室へ流れる蒸気に含まれる液体を分離するためのドレンタンクを有しており、圧力調節弁がドレンタンクにおいて液体が分離された蒸気の圧力を設定圧力に維持する。このため、蒸気室から吐出側軸封室に漏出した蒸気に液体が含まれる場合でも、圧力調節弁に液体が流れ込むのを防止することができる。その結果、圧力調節弁の動作が不安定になるのを防止することができる。

さらにこの場合において、前記ドレンタンクには、当該ドレンタンクに溜まる液体を排出するためのドレン排出路が接続され、当該ドレン排出路は、前記吸入口に繋がっていることが好ましい。

このように構成すれば、ドレンタンクに溜まった液体をドレン排出路を通じて蒸気室に戻すことができる。これにより、蒸気室から吐出側軸封室へ漏出する液体や吐出側軸封室へ漏出した蒸気の降温によって生じる凝縮液を再利用することができる。その結果、蒸気圧縮におけるエネルギー効率の低下を抑制することができる。

上記圧力調節弁を備える構成において、前記圧力調節弁には、余剰蒸気排出路が接続されており、当該圧力調節弁は、前記連通部内の蒸気の圧力が前記設定圧力を超えると前記余剰蒸気排出路に余剰の蒸気を排出するように構成され、前記余剰蒸気排出路は、前記吸入口に繋がっていることが好ましい。

このように構成すれば、圧力調節弁から排出される余剰の蒸気を余剰蒸気排出路を通じて蒸気室に戻すことができる。このため、圧力調節弁から排出される蒸気を再利用することができる。その結果、蒸気圧縮におけるエネルギー効率の低下を抑制することができる。

上記蒸気圧縮機において、蒸気圧縮機は、前記圧縮用ロータを回転させる駆動源と、前記駆動源の駆動を制御する制御部とを備え、前記連通部は、開閉弁が設けられた接続路を介して大気圧よりも高圧の蒸気が流通する蒸気配管に接続され、前記制御部は、前記開閉弁を前記駆動源の起動に伴って開状態にすることが好ましい。

駆動源の起動時、すなわち蒸気圧縮機の起動時には、蒸気室で蒸気がまだ圧縮されていないため、蒸気室の吐出側の領域の圧力が高まっていない。このため、蒸気圧縮機の起動時には、蒸気室から吐出側軸封室に大気圧よりも高圧の蒸気が漏出していない場合がある。これに対して、本構成では、開閉弁が設けられた接続路を介して大気圧よりも高圧の蒸気が流通する蒸気配管に連通部が接続されているとともに、制御部が駆動源の起動に伴って開閉弁を開状態にするので、蒸気圧縮機の起動時に蒸気配管から大気圧よりも高圧の蒸気を接続路を通じて連通部に導入することができる。このため、蒸気圧縮機の起動時に蒸気室から吐出側軸封室に大気圧よりも高圧の蒸気が漏出していない場合でも、吸入側軸封室の第１シール部と第２シール部の間の領域に大気圧よりも高圧の蒸気を供給することができ、その領域の圧力を大気圧よりも高圧に保つことができる。

以上説明したように、本発明によれば、圧縮蒸気の生成効率の低下を抑制しつつ、蒸気室に吸入される蒸気の圧力が大気圧よりも低い場合でも、蒸気室に大気が浸入するのを防止することができる。

本発明の第１実施形態による蒸気圧縮機の構成を概略的に示す模式図である。 本発明の第２実施形態による蒸気圧縮機の構成を概略的に示す模式図である。 本発明の第３実施形態による蒸気圧縮機の構成を概略的に示す模式図である。 本発明の第４実施形態による蒸気圧縮機の構成を概略的に示す模式図である。 本発明の第５実施形態による蒸気圧縮機の構成を概略的に示す模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態による蒸気圧縮機の構成について説明する。

この第１実施形態による蒸気圧縮機は、筐体４の内部に設けられた蒸気室３２に吸入される蒸気を回転する圧縮用ロータ２により下流側へ送りつつ圧縮するものである。

具体的には、この第１実施形態による蒸気圧縮機は、圧縮用ロータ２と、駆動源３と、筐体４と、吸入側軸受け６と、第１吸入側シール部１０と、第２吸入側シール部１２と、第３吸入側シール部１４と、吐出側軸受け１５と、第１吐出側シール部１６と、第２吐出側シール部１８と、第３吐出側シール部２０と、連通部２２とを備えている。

圧縮用ロータ２は、筐体４内に回転可能に設けられており、筐体４内の後述する蒸気室３２に吸入された水蒸気を後述の吐出口３４側へ送りつつ圧縮する。この圧縮用ロータ２は、圧縮部２ａとロータ軸２ｂとを有する。圧縮部２ａは、図示していないが、スクリュ状に形成されており、後述の蒸気室３２内に収容されている。ロータ軸２ｂは、圧縮部２ａから軸方向の両側に後述の軸封室３５，３９、軸受設置室３６，４０及び油室３７，４１を通って延びている。ロータ軸２ｂの一端部には、駆動源３が接続されている。駆動源３は、ロータ軸２ｂに駆動力を付与することにより圧縮用ロータ２を軸回りに回転させる。そして、圧縮用ロータ２が軸回りに回転することにより圧縮部２ａが蒸気室３２内で回転し、それによって圧縮部２ａが蒸気室３２内に吸入された水蒸気を後述の吐出口３４側へ送りつつ圧縮するようになっている。

筐体４は、筒状に構成されており、蒸気室３２と、吸入口３３と、吐出口３４と、吸入側軸封室３５と、吸入側軸受設置室３６と、吸入側油室３７と、吸入側大気開放路３８と、吐出側軸封室３９と、吐出側軸受設置室４０と、吐出側油室４１と、吐出側大気開放路４２とを有する。

蒸気室３２は、水蒸気が吸入されるとともに、圧縮部２ａによって水蒸気の圧縮が行われる空間である。この蒸気室３２は、筐体４の内部において筐体４の長手方向（ロータ軸２ｂの軸方向）に延びるように設けられている。

筐体４のうち蒸気室３２の長手方向の一方側の端部に対応する位置には、蒸気室３２へ水蒸気を吸入するための吸入口３３が設けられている。吸入口３３は、筐体４の径方向に延びており、蒸気室３２に側方から接続されている。吸入口３３には、図略の吸入側蒸気配管が接続される。この吸入側蒸気配管から供給される水蒸気が吸入口３３を通じて蒸気室３２に吸入される。

また、筐体４のうち蒸気室３２の長手方向の他方側の端部に対応する位置には、蒸気室３２から圧縮後の水蒸気を吐出するための吐出口３４が設けられている。吐出口３４は、筐体４の径方向に延びており、蒸気室３２に側方から接続されている。吐出口３４には、図略の吐出側蒸気配管が接続される。蒸気室３２から吐出口３４を通じて吐出側蒸気配管へ吐出された水蒸気は、吐出側蒸気配管を通じて熱交換器等の蒸気利用機器へ供給される。

吸入側軸封室３５は、蒸気室３２の水蒸気の吸入側の端部に連通するように設けられている。この吸入側軸封室３５は、筐体４の軸方向に延びている。吸入側軸封室３５には、圧縮用ロータ２のロータ軸２ｂのうち圧縮部２ａから一方側へ延びる部分が挿通されている。そして、吸入側軸封室３５内では、前記各吸入側シール部１０，１２，１４によりロータ軸２ｂの周りの空間が封止される。

吸入側軸受設置室３６は、吸入側軸受け６が設置される空間である。この吸入側軸受設置室３６は、筐体４の軸方向において吸入側軸封室３５に対して蒸気室３２と反対側の位置に設けられており、吸入側軸封室３５に連通している。

吸入側油室３７は、吸入側軸受け６に供給するための潤滑油が収容される空間である。この吸入側油室３７は、本発明の油室の概念に含まれるものである。吸入側油室３７は、筐体４の軸方向において吸入側軸受設置室３６に対して吸入側軸封室３５と反対側の位置に設けられており、吸入側軸受設置室３６に連通している。すなわち、吸入側油室３７は、吸入側軸受設置室３６を介して吸入側軸封室３５に連通している。

吸入側大気開放路３８は、吸入側軸封室３５と筐体４の外部の大気空間とを連通させるためのものである。この吸入側大気開放路３８は、本発明の大気開放路の概念に含まれるものである。吸入側大気開放路３８は、吸入側軸封室３５の軸方向の中間部から径方向外側へ延びるように筐体４に設けられている。

吐出側軸封室３９、吐出側軸受設置室４０、吐出側油室４１及び吐出側大気開放路４２は、蒸気室３２の水蒸気の吐出側に配設されている。これら吐出側軸封室３９、吐出側軸受設置室４０、吐出側油室４１及び吐出側大気開放路４２は、筐体４の軸方向において吸入側軸封室３５、吸入側軸受設置室３６、吸入側油室３７及び吸入側大気開放路３８と対称的に配置されている。吐出側軸封室３９、吐出側軸受設置室４０、吐出側油室４１及び吐出側大気開放路４２の構成は、吸入側軸封室３５、吸入側軸受設置室３６、吸入側油室３７及び吸入側大気開放路３８の構成と基本的に同様である。

吸入側軸受け６は、前記吸入側軸受設置室３６に設置されており、ロータ軸２ｂを回転自在に支持している。

第１吸入側シール部１０は、吸入側軸封室３５のうち吸入側大気開放路３８の接続部位から蒸気室３２側に離間した位置に配設されている。具体的には、第１吸入側シール部１０は、吸入側軸封室３５のうち蒸気室３２側の端部に配設されている。第１吸入側シール部１０は、蒸気室３２内の水蒸気が吸入側大気開放路３８へ漏出するのを抑制するための非接触式のシール部であり、本発明の第１シール部の概念に含まれるものである。第１吸入側シール部１０は、例えばいわゆるビスコシールからなる。このビスコシールは、吸入側軸封室３５を形成する筐体４の内面に設けられた図略の内螺子部を有しており、ロータ軸２ｂは、その内螺子部に挿通されている。前記内螺子部は、ロータ軸２ｂの外径よりも僅かに大きな内径を有しており、内螺子部の内周面の複数の螺子山とロータ軸２ｂの外周面との間には、入り組んだ形状の微小な隙間が形成される。この隙間は、その入り組んだ形状に起因して水蒸気の流通抵抗が高くなっているため、蒸気室３２内の水蒸気が吸入側軸封室３５へ漏出するのがほぼ抑止される。

第２吸入側シール部１２は、吸入側軸封室３５のうち吸入側大気開放路３８の接続部位と第１吸入側シール部１０との間の位置に配設されている。第２吸入側シール部１２は、ロータ軸２ｂに沿って前記吸入側大気開放路３８の接続部位側へ向かう水蒸気の流れを抑制するための非接触式のシール部であり、本発明の第２シール部の概念に含まれるものである。第２吸入側シール部１２は、例えば前記第１吸入側シール部１０と同様のビスコシールからなる。

第３吸入側シール部１４は、吸入側軸封室３５のうち吸入側大気開放路３８の接続部位よりも吸入側油室３７（吸入側軸受設置室３６）寄りの位置に配設されている。第３吸入側シール部１４は、吸入側油室３７から流出して吸入側軸受設置室３６を通じて吸入側軸封室３５に流れ込んだ潤滑油が吸入側軸封室３５内で蒸気室３２側へ向かって流れるのを防止する接触式のシール部である。

具体的には、第３吸入側シール部１４は、リップシールからなる。このリップシールは、本体部１４ａと、リップ部１４ｂとを有する。本体部１４ａは、吸入側軸封室３５内に嵌め込まれた円環状の部分である。リップ部１４ｂは、本体部１４ａの内周面から径方向内側に延びている。このリップ部１４ｂは、吸入側油室３７から吸入側軸受設置室３６を通って吸入側軸封室３５に流れ込んだ潤滑油が蒸気室３２側へ向かって流れるのを防止する姿勢でロータ軸２ｂの外周面に接触している。すなわち、リップ部１４ｂは、その径方向内側の端縁に向かうにつれて徐々に吸入側油室３７側へ向かうとともに、蒸気室３２側に凸状となるように湾曲した状態で径方向内側の端縁部がロータ軸２ｂの外周面に接触している。リップ部１４ｂは、湾曲することにより弾性力を発しており、その弾性力によって当該リップ部１４ｂの径方向内側の端縁部がロータ軸２ｂの外周面に押し付けられている。

吐出側軸受け１５は、前記吐出側軸受設置室４０に設けられており、ロータ軸２ｂを回転自在に支持している。

第１吐出側シール部１６、第２吐出側シール部１８及び第３吐出側シール部２０は、吐出側軸封室３９に配設されており、筐体４の軸方向（ロータ軸２ｂの軸方向）において第１吸入側シール部１０、第２吸入側シール部１２及び第３吸入側シール部１４と対照的に配置されている。これら第１吐出側シール部１６、第２吐出側シール部１８及び第３吐出側シール部２０の構成は、第１吸入側シール部１０、第２吸入側シール部１２及び第３吸入側シール部１４の構成と同様である。なお、第１吐出側シール部１６は、蒸気室３２からロータ軸２ｂに沿って吐出側軸封室３９へ漏出する水蒸気に対する流通抵抗を高めるための非接触式のシール部であり、本発明の第３シール部の概念に含まれるものである。

連通部２２は、吸入側軸封室３５のうち第１吸入側シール部１０と第２吸入側シール部１２との間に位置する領域と、吐出側軸封室３９のうち第１吐出側シール部１６に対して蒸気室３２と反対側に位置する領域（第１吐出側シール部１６と第２吐出側シール部１８との間に位置する領域）とを連通させるものである。蒸気室３２から吐出側軸封室３９の第１吐出側シール部１６と第２吐出側シール部１８の間の領域に漏出した水蒸気は、この連通部２２を通じて吸入側軸封室３５の第１吸入側シール部１０と第２吸入側シール部１２の間の領域に導入される。

具体的には、連通部２２は、吸入側流路２２ａと、吐出側流路２２ｂと、連通路２２ｃとを有する。

吸入側流路２２ａは、筐体４に設けられており、吸入側軸封室３５のうち第１吸入側シール部１０と第２吸入側シール部１２との間に位置する領域から径方向外側へ延びている。

吐出側流路２２ｂは、筐体４に設けられており、吐出側軸封室３９のうち第１吐出側シール部１６と第２吐出側シール部１８との間に位置する領域から径方向外側へ延びている。

連通路２２ｃは、吸入側流路２２ａと吐出側流路２２ｂとを互いに接続するものであり、それら両流路２２ａ，２２ｂ同士を接続する配管からなる。

次に、この第１実施形態による蒸気圧縮機の動作について説明する。

この第１実施形態による蒸気圧縮機では、図略の吸入側蒸気配管から吸入口３３に水蒸気が供給され、その水蒸気は吸入口３３から蒸気室３２に吸入される。圧縮用ロータ２は、駆動源３から駆動力を付与されることにより回転し、それによって圧縮部２ａが蒸気室３２内で回転しながら水蒸気を圧縮する。この際、圧縮部２ａは、吸入口３３から蒸気室３２に吸入された水蒸気を吐出口３４側へ送りつつ圧縮する。このようにして圧縮された水蒸気は、蒸気室３２から吐出口３４を通じて図略の吐出側蒸気配管へ吐出される。

そして、第１吐出側シール部１６が非接触式のシール部であることに起因して、蒸気室３２の吐出側の端部から吐出側軸封室３９の第１吐出側シール部１６と第２吐出側シール部１８の間の領域に圧縮後の水蒸気が僅かに漏出する。この漏出した水蒸気は、連通部２２の吐出側流路２２ｂ、連通路２２ｃ、吸入側流路２２ａを通じて吸入側軸封室３５の第１吸入側シール部１０と第２吸入側シール部１２の間の領域に導入される。これにより、第１吸入側シール部１０と第２吸入側シール部１２の間の空間には、比較的高圧の水蒸気が充満され、その空間の蒸気圧は両側のシール部１０，１２によってほぼ保持される。つまり、両シール部１０，１２間の空間は、大気圧よりも高圧となっている。

ところで、吸入側蒸気配管から吸入口３３には、大気圧よりも低圧の水蒸気が供給される場合がある。この場合には、蒸気室３２の吸入側の端部の圧力が大気圧よりも低くなる。この場合、もし、吸入側軸封室３５に第１吸入側シール部１０と第２吸入側シール部１２によって保持された高圧の空間が形成されていなければ、吸入側大気開放路３８を通じて吸入側軸封室３５に導入された大気（空気）が蒸気室３２に流入してしまう。

この第１実施形態では、上記したように、第１吸入側シール部１０と第２吸入側シール部１２の間の領域と第１吐出側シール部１６と第２吐出側シール部１８の間の領域とが連通部２２によって連通されることにより、吸入側軸封室３５に対する吸入側大気開放路３８の接続部位と蒸気室３２の水蒸気の吸入側の端部との間に高圧の水蒸気が満たされ、かつ、その蒸気圧が両側の第１吸入側シール部１０と第２吸入側シール部１２によって保持された空間が形成される。このため、吸入口３３を通じて蒸気室３２に大気圧よりも低圧の水蒸気が吸入された場合でも、前記高圧に保持された空間により、吸入側大気開放路３８を通じて吸入側軸封室３５に導入された大気が蒸気室３２へ流入するのを防止することができる。

また、この第１実施形態では、非接触式の第１吐出側シール部１６によって形成される隙間を通じて蒸気室３２から吐出側軸封室３９へ漏出した蒸気を吸入側軸封室３５の第１吸入側シール部１０と第２吸入側シール部１２の間の領域に導入して、吸入側大気開放路３８を通じて吸入側軸封室３５に導入された大気が蒸気室３２へ流入するのを防止するために利用することができる。すなわち、本来、蒸気室３２から吐出側軸封室３９へ無駄に漏出していた蒸気を利用して蒸気室３２へ大気が流入するのを防止することができる。その結果、この第１実施形態では、蒸気室３２の吐出口３４から吐出される蒸気の一部を蒸気室３２への大気の流入を防止するために振り当てる必要がないので、生成された圧縮蒸気のうち有効利用できる蒸気の割合が減少するのを抑制することができる。従って、この第１実施形態では、圧縮蒸気の生成効率の低下を抑制しつつ、蒸気室３２に吸入される蒸気の圧力が大気圧よりも低い場合でも、蒸気室３２に大気が流入するのを防止することができる。

また、この第１実施形態では、吸入側軸封室３５のうち吸入側大気開放路３８の接続部位よりも吸入側油室３７寄りの位置には、吸入側油室３７から流出した潤滑油が吸入側軸封室３５内で蒸気室３２側へ向かって流れるのを防止する姿勢でロータ軸２ｂの外周面に接触するリップ部１４ｂを有する第３吸入側シール部１４が設けられている。

このような第３吸入側シール部１４では、当該シール部１４の蒸気室３２側に位置する空間が当該シール部１４の吸入側油室３７側に位置する空間よりも低圧になると、それら両空間の圧力差によりリップ部１４ｂがロータ軸２ｂの外周面に強く押し付けられる。この状態で圧縮用ロータ２が長時間回転していると、リップ部１４ｂの損耗が激しくなり、最終的には、リップ部１４ｂによる封止効果が損なわれて吸入側油室３７から流出した潤滑油が蒸気室３２側へ流れる虞がある。これに対して、この第１実施形態では、第３吸入側シール部１４と蒸気室３２との間で第１吸入側シール部１０と第２吸入側シール部１２によって保持された大気圧よりも高圧の空間が形成されるので、蒸気室３２に大気圧よりも低圧の水蒸気が吸入された場合でも、第３吸入側シール部１４の蒸気室３２側に位置する空間が当該シール部１４の吸入側油室３７側に位置する空間よりも低圧になるのを防ぐことができる。このため、リップ部１４ｂがロータ軸２ｂの外周面に強く押し付けられるのを防止することができ、その結果、リップ部１４ｂの損耗が激しくなるのを抑制することができる。そして、リップ部１４ｂの損耗に起因して吸入側油室３７から流出した潤滑油が蒸気室３２側へ流れて蒸気室３２に浸入するのを防止することができる。

（第２実施形態）
次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態による蒸気圧縮機の構成について説明する。

この第２実施形態による蒸気圧縮機は、連通部２２に接続された圧力調節弁５２を備えている。蒸気室３２で圧縮部２ａによって圧縮されて吐出側へ送られる水蒸気の圧力は、変動する場合もしくは一定圧力でない場合があり、この場合には、蒸気室３２から吐出側軸封室３９の第１吐出側シール部１６と第２吐出側シール部１８との間の領域に漏出し、連通部２２に流れる水蒸気の圧力が変化する。圧力調節弁５２は、この場合に連通部２２を流れる水蒸気の圧力を大気圧よりも高い所定の設定圧力に維持するために設けられている。

具体的には、圧力調節弁５２は、連通部２２の連通路２２ｃに接続されている。

圧力調節弁５２は、吐出側軸封室３９の第１吐出側シール部１６と第２吐出側シール部１８との間の領域から連通部２２に流れる水蒸気の圧力が前記設定圧力以上である場合に当該連通部２２から吸入側軸封室３５の第１吸入側シール部１０と第２吸入側シール部１２との間の領域に導入される水蒸気の圧力を前記設定圧力に維持可能に構成されている。前記設定圧力は、圧力調節弁５２によって定められるものである。圧力調節弁５２には、余剰蒸気排出路５３が接続されている。圧力調節弁５２は、連通部２２のうち当該圧力調節弁５２が設けられた箇所に対して吐出側軸封室３９側の領域における水蒸気の圧力が前記設定圧力を超えると自動的に余剰蒸気排出路５３に余剰の水蒸気を排出する。圧力調節弁５２は、この余剰の水蒸気の排出によって連通部２２を流れる水蒸気の圧力を前記設定圧力に維持する。なお、蒸気圧縮機の定常運転時には、蒸気室３２から吐出側軸封室３９のうち第１吐出側シール部１６と第２吐出側シール部１８との間の領域に漏出する水蒸気の圧力は、前記設定圧力以上となっているため、この定常運転時に連通部２２から吸入側軸封室３５の第１吸入側シール部１０と第２吸入側シール部１２との間の領域に導入される水蒸気の圧力は圧力調節弁５２により常に前記設定圧力に維持される。

この第２実施形態による蒸気圧縮機の上記以外の構成は、第１実施形態の蒸気圧縮機と同様である。

以上説明したように、この第２実施形態では、連通部２２に圧力調節弁５２が接続されていて、この圧力調節弁５２が、吐出側軸封室３９の第１吐出側シール部１６と第２吐出側シール部１８との間の領域から連通部２２に流れる水蒸気の圧力が大気圧よりも高い所定の設定圧力以上である場合に当該連通部２２から吸入側軸封室３５の第１吸入側シール部１０と第２吸入側シール部１２との間の領域に導入される水蒸気の圧力を前記設定圧力に維持可能に構成されている。このため、蒸気室３２において圧縮部２ａによって圧縮されて吐出側へ送られる水蒸気の圧力が変動すること等に起因して、吐出側軸封室３９のうち第１吐出側シール部１６と第２吐出側シール部１８の間の領域に漏出する蒸気の圧力が前記設定圧力以上の圧力で変化したとしても、吸入側軸封室３５のシール部１０，１２間の領域の圧力を大気圧よりも高い一定の圧力に安定的に維持することができる。

この第２実施形態のこれ以外の効果は、上記第１実施形態による効果と同様である。

（第３実施形態）
次に、図３を参照して、本発明の第３実施形態による蒸気圧縮機の構成について説明する。

この第３実施形態による蒸気圧縮機では、連通部２２が、当該連通部２２を通じて吐出側軸封室３９から吸入側軸封室３５へ流れる水蒸気に含まれる水を分離するためのドレンタンク５４を有しており、圧力調節弁５２は、ドレンタンク５４によって水が分離された水蒸気の圧力を設定圧力に維持するようになっている。

具体的には、蒸気室３２から吐出側軸封室３９のシール部１６，１８間の領域に漏出する水蒸気には、例えば蒸気室３２を形成する筐体４の内周面と圧縮用ロータ２の圧縮部２ａとの間のシール及び潤滑のために蒸気室３２に導入される水が含まれる場合がある。また、蒸気室３２から吐出側軸封室３９のシール部１６，１８間の領域に漏出した水蒸気は、降温し、それによって、凝縮水が生じる場合がある。従って、吐出側軸封室３９から吐出側流路２２ｂに流出する水蒸気は、水を含んでいる場合がある。このような水蒸気に含まれる水が圧力調節弁５２に流れ込むと、圧力調節弁５２の動作が不安定になる虞がある。このため、本実施形態では、ドレンタンク５４で水を分離した後の水蒸気の圧力を圧力調節弁５２によって設定圧力に維持するようになっている。

詳細には、この第３実施形態では、ドレンタンク５４は、連通部２２の連通路２２ｃに設けられており、当該ドレンタンク５４の上部に連通路２２ｃ及び圧力調節弁５２が接続されている。ドレンタンク５４の底部には、当該ドレンタンク５４内に溜まる水を排出するためのドレン排出路５６が接続されている。このドレン排出路５６には、ドレン弁５８が設けられている。ドレン弁５８は、ドレンタンク５４内のうち水蒸気が収容される空間を水密状態に保ちながら、ドレンタンク５４内に溜まった水を排出させる。すなわち、ドレン弁５８は、ドレンタンク５４内のうち水蒸気が収容される空間と、ドレン排出路５６を通じてドレンタンク５４内の空間に繋がる大気空間との間に水が介在した状態を維持しながら、ドレンタンク５４内の水を徐々に排出させる。

吐出側軸封室３９から連通部２２に流出する水を含んだ水蒸気は、ドレンタンク５４内にその上部から導入される。この際、水は、ドレンタンク５４内の下部に溜まり、水蒸気と分離される。ドレンタンク５４から排出される水の流量は、ドレン排出路５６の流路径等が適宜設定されることによって、ドレンタンク５４内に溜まる水の水位がドレンタンク５４に対する連通路２２ｃ及び圧力調節弁５２の接続部位よりも低い位置に維持されるような流量に設定されている。その結果、吸入側軸封室３５のうちシール部１０，１２間の領域には、ドレンタンク５４で水が分離された後の水蒸気が連通路２２ｃ及び吸入側流路２２ａを通じて導入される。また、圧力調節弁５２は、ドレンタンク５４で水が分離されてそのドレンタンク５４内の上部の空間に存在する水蒸気の圧力を設定圧力に維持することになり、この水蒸気の圧力が設定圧力を超えると余剰蒸気排出路５３に余剰の蒸気を排出する。

この第３実施形態による蒸気圧縮機の上記以外の構成は、第２実施形態による蒸気圧縮機の構成と同様である。

以上説明したように、第３実施形態では、連通部２２が吐出側軸封室３９から吸入側軸封室３５へ流れる水蒸気に含まれる水を分離するためのドレンタンク５４を有しており、圧力調節弁５２がドレンタンク５４において水が分離された後の水蒸気の圧力を設定圧力に維持する。このため、蒸気室３２から吐出側軸封室３９に漏出した水蒸気に水が含まれる場合でも、圧力調節弁５２に水が流れ込むのを防止することができる。その結果、圧力調節弁５２の動作が不安定になるのを防止することができる。

この第３実施形態のこれ以外の効果は、上記第１実施形態及び第２実施形態による効果と同様である。

（第４実施形態）
次に、図４を参照して、本発明の第４実施形態による蒸気圧縮機の構成について説明する。

この第４実施形態による蒸気圧縮機では、駆動源３の起動時に吐出側蒸気配管１０２から連通部２２に水蒸気を取り込むことが可能となっている。

具体的には、この第４実施形態の蒸気圧縮機は、駆動源３の駆動及び蒸気圧縮機を構成するその他の機器を制御するための制御部５９を備えている。また、この蒸気圧縮機は、接続路６０と開閉弁６２とを備えている。

接続路６０は、連通部２２のドレンタンク５４のうち水が溜まる最大水位よりも高い位置と吐出側蒸気配管１０２とを互いに接続している。開閉弁６２は、制御部５９によって開閉制御される電磁弁であり、接続路６０に設けられている。すなわち、この第４実施形態では、連通部２２は、開閉弁６２が設けられた接続路６０を介して吐出側蒸気配管１０２に接続されている。なお、この吐出側蒸気配管１０２は、本発明の蒸気配管の概念に含まれるものである。

そして、制御部５９は、閉状態の開閉弁６２を駆動源３の起動に伴って開状態にする。具体的には、蒸気圧縮機には、図略の起動スイッチが設けられている。起動スイッチがオンされると、それに応じて制御部５９は、駆動源３の駆動を開始させるとともに開閉弁６２を一定時間、開状態にする。吐出側蒸気配管１０２内には、大気圧よりも高圧の水蒸気が流れており、開閉弁６２が開状態にされることによって吐出側蒸気配管１０２内の水蒸気が接続路６０を通じてドレンタンク５４に一定時間供給される。これにより、蒸気圧縮機の起動後、一定時間、吸入側軸封室３５のシール部１０，１２間の領域に大気圧よりも高圧の水蒸気が導入される。

この第４実施形態による蒸気圧縮機の上記以外の構成は、第３実施形態の蒸気圧縮機と同様である。

蒸気圧縮機の起動時には、蒸気室３２で水蒸気がまだ圧縮されていないため、蒸気室３２の吐出側の領域の圧力が高まっていない。このため、蒸気圧縮機の起動時には、蒸気室３２から吐出側軸封室３９に大気圧よりも高圧の水蒸気が漏出していない場合がある。これに対して、この第４実施形態では、開閉弁６２が設けられた接続路６０を介して吐出側蒸気配管１０２に連通部２２が接続されているとともに、制御部５９が駆動源３の起動に伴って開閉弁６２を開状態にするので、蒸気圧縮機の起動時に吐出側蒸気配管１０２から大気圧よりも高圧の水蒸気を接続路６０を通じて連通部２２に導入することができる。このため、蒸気圧縮機の起動時に蒸気室３２から吐出側軸封室３９に大気圧よりも高圧の水蒸気が漏出していない場合でも、吸入側軸封室３５のシール部１０，１２間の領域に大気圧よりも高圧の水蒸気を供給することができ、その領域の圧力を大気圧よりも高圧に保つことができる。

この第４実施形態のこれ以外の効果は、上記各実施形態による効果と同様である。

（第５実施形態）
次に、図５を参照して、本発明の第５実施形態による蒸気圧縮機の構成について説明する。

この第５実施形態による蒸気圧縮機では、ドレンタンク５４に接続されたドレン排出路５６と、圧力調節弁５２に接続された余剰蒸気排出路５３とが吸入口３３に繋がっている。

ドレンタンク５４内には、大気圧よりも高圧の水蒸気が導入されることから、ドレンタンク５４内に溜まった水は、ドレン排出路５６に大気圧よりも高い圧力で排出される。このため、図略の吸入側蒸気配管から吸入口３３に大気圧よりも低圧の水蒸気が供給される場合には、ドレン排出路５６に排出された水の圧力は、吸入口３３内の圧力よりも高くなる。その結果、ドレン排出路５６に排出された水は、当該水と吸入口３３内との圧力差により容易に吸入口３３へ吸入されるとともに蒸気室３２へ導入される。

また、圧力調節弁５２の設定圧力は、大気圧よりも若干高い圧力に設定されているため、圧力調節弁５２から余剰蒸気排出路５３へ排出される余剰の水蒸気の圧力は、大気圧よりも高くなる。このため、吸入側蒸気配管から吸入口３３に大気圧よりも低圧の水蒸気が供給される場合には、余剰蒸気排出路５３に排出された余剰の水蒸気の圧力は、吸入口３３内の圧力よりも高くなる。その結果、余剰蒸気排出路５３に排出された余剰の水蒸気は、当該蒸気と吸入口３３内との圧力差により容易に吸入口３３へ吸入されるとともに蒸気室３２へ導入される。

この第５実施形態による蒸気圧縮機の上記以外の構成は、第４実施形態による蒸気圧縮機の構成と同様である。

この第５実施形態では、ドレンタンク５４に接続されたドレン排出路５６が吸入口３３に繋がっているため、ドレンタンク５４に溜まった水をドレン排出路５６を通じて蒸気室３２に戻すことができる。これにより、蒸気室３２から吐出側軸封室３９へ漏出する水や吐出側軸封室３９へ漏出した水蒸気の降温によって生じる凝縮水を再利用することができる。その結果、蒸気圧縮におけるエネルギー効率の低下を抑制することができる。

また、第５実施形態では、圧力調節弁５２から余剰の水蒸気が排出される余剰蒸気排出路５３が吸入口３３に繋がっているため、圧力調節弁５２から排出される余剰の水蒸気を余剰蒸気排出路５３を通じて蒸気室３２に戻すことができる。このため、圧力調節弁５２から排出される水蒸気を再利用することができる。その結果、蒸気圧縮におけるエネルギー効率の低下をさらに抑制することができる。

この第５実施形態の上記以外の効果は、上記各実施形態による効果と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、第１吸入側シール部１０、第２吸入側シール部１２、第１吐出側シール部１６及び第２吐出側シール部１８は、前記ビスコシール以外の非接触式のシール部であってもよい。例えば、これら各シール部１０，１２，１６，１８は、公知のラビリンスシールからなっていてもよい。

また、前記ビスコシールからなる各シール部１０，１２，１６，１８は、前記内螺子部の代わりにロータ軸２ｂの外周面に設けられた外螺子部を有するものであってもよい。すなわち、これら各シール部１０，１２，１６，１８は、外螺子部の外周面の複数の螺子山と軸封室３５，３９を形成する筐体４の内周面との間に入り組んだ形状の微小な隙間が形成されるようなものであってもよい。

また、第３吸入側シール部１４及び第３吐出側シール部２０は、リップシール以外の接触式のシール部からなっていてもよい。例えば、これら各シール部１４，２０は、公知のメカニカルシールや、各種オイルシール、グランドパッキン等からなっていてもよい。

また、上記第４実施形態において、ドレンタンク５４、ドレン排出路５６及びドレン弁５８を省略して接続路６０を連通路２２ｃに直接接続してもよい。

また、上記第４、第５実施形態において、制御部５９は、駆動源３の起動時に蒸気室３２に吸入される蒸気の圧力と蒸気室３２から吐出される蒸気の圧力とに基づいて開閉弁６２を開状態にするか否かを決定するようにしてもよい。すなわち、この変形例では、吸入口３３と吐出口３４とにそれぞれ圧力センサが設けられており、制御部５９には、その各圧力センサから検出信号が入力されるようになっている。制御部５９は、前記起動スイッチがオンされると、入力されている検出信号に基づいて、吸入口３３の圧力が大気圧よりも低いか否かを判断するとともに、吐出口３４の圧力が大気圧よりも低いか否かを判断する。そして、制御部５９は、吸入口３３の圧力が大気圧よりも低く、かつ、吐出口３４の圧力が大気圧よりも低いと判断した場合に開閉弁６２を開状態にする。

この構成では、蒸気圧縮機の起動直後に蒸気室３２に吸入される蒸気が大気圧よりも低圧で、かつ、蒸気室３２の吐出口３４における蒸気圧が大気圧よりも低圧の場合にのみ、吐出側蒸気配管１０２から連通部２２に大気圧よりも高圧の蒸気が供給される。蒸気圧縮機の起動時において蒸気室３２に吸入される蒸気が大気圧よりも低圧で、かつ蒸気室３２の吐出口３４近傍の蒸気圧（蒸気室３２から吐出側軸封室３９に漏出する蒸気の圧力）が大気圧よりも低圧となっているときには、吐出側蒸気配管１０２から吸入側軸封室３５のシール部１０，１２間の領域へ大気圧よりも高圧の蒸気を供給してやるのが好ましいので、本構成では、そのようなときのみに限定して当該領域へ蒸気を供給することができる。換言すれば、蒸気圧縮機の起動時に吸入側軸封室３５のシール部１０，１２間の領域へ吐出側蒸気配管１０２から蒸気を供給する必要がないときは、当該領域へ蒸気が供給されないので、吐出側蒸気配管１０２内の蒸気が無駄に消費されるのを防止することができる。

また、蒸気圧縮機が圧縮する蒸気は、水蒸気以外の蒸気であってもよい。この場合、吐出側軸封室３９から連通部２２に流出する蒸気に含まれる液体は、水以外の液体であってもよい。

２ 圧縮用ロータ
２ａ 圧縮部
２ｂ ロータ軸
３ 駆動源
４ 筐体
１０ 第１吸入側シール部（第１シール部）
１２ 第２吸入側シール部（第２シール部）
１４ 第３吸入側シール部（リップシール）
１４ｂ リップ部
１６ 第１吐出側シール部（第３シール部）
２２ 連通部
３２ 蒸気室
３３ 吸入口
３４ 吐出口
３５ 吸入側軸封室
３７ 吸入側油室（油室）
３８ 吸入側大気開放路（大気開放路）
３９ 吐出側軸封室
５２ 圧力調節弁
５３ 余剰蒸気排出路
５４ ドレンタンク
５６ ドレン排出路
５８ 制御部
６０ 接続路
６２ 開閉弁
１０２ 吐出側蒸気配管（蒸気配管）

Claims (7)

1. 長手方向の一方側に蒸気の吸入口が設けられ、長手方向の他方側に蒸気の吐出口が設けられた蒸気室と、前記蒸気室の蒸気の吸入側に連通する吸入側軸封室と、前記蒸気室の蒸気の吐出側に連通する吐出側軸封室と、前記吸入側軸封室と大気空間とを連通させる大気開放路とを有する筐体と、
   前記蒸気室に収容される圧縮部及びその圧縮部から両側に前記各軸封室を通って延びるロータ軸を有し、軸回りに回転することにより前記圧縮部が前記蒸気室内に吸入された蒸気を前記吐出口側へ送りつつ圧縮する圧縮用ロータと、
   前記吸入側軸封室のうち前記大気開放路の接続部位から前記蒸気室側に離間した位置に配設され、前記蒸気室内の蒸気が前記大気開放路へ流れるのを抑制するための第１シール部と、
   前記吸入側軸封室のうち前記大気開放路の接続部位と前記第１シール部との間の位置に配設され、前記大気開放路へ蒸気が流れるのを抑制するための第２シール部と、
   前記吐出側軸封室に配設され、前記蒸気室から当該吐出側軸封室へ漏出する蒸気に対する流通抵抗を高めるための非接触式の第３シール部と、
   前記吸入側軸封室のうち前記第１シール部と前記第２シール部との間に位置する領域と、前記吐出側軸封室のうち前記第３シール部に対して前記蒸気室と反対側に位置する領域とを連通させる連通部とを備えた、蒸気圧縮機。
2. 前記筐体には、前記吸入側軸封室と連通し、潤滑油が収容される油室が設けられており、
   前記吸入側軸封室のうち前記大気開放路の接続部位よりも前記油室寄りの位置には、前記油室から流出した潤滑油が当該吸入側軸封室内で前記蒸気室側へ向かって流れるのを防止する姿勢で前記ロータ軸の外周面に接触するリップ部を有するリップシールが設けられている、請求項１に記載の蒸気圧縮機。
3. 前記連通部に接続された圧力調節弁を備え、この圧力調節弁は、前記吐出側軸封室のうち前記第３シール部に対して前記蒸気室と反対側に位置する領域から前記連通部に流れる蒸気の圧力が大気圧よりも高い所定の設定圧力以上である場合に当該連通部から前記吸入側軸封室のうち前記第１シール部と前記第２シール部との間に位置する領域に導入される蒸気の圧力を前記設定圧力に維持可能に構成されている、請求項１又は２に記載の蒸気圧縮機。
4. 前記連通部は、前記吐出側軸封室から前記吸入側軸封室へ流れる蒸気に含まれる液体を分離するためのドレンタンクを有し、
   前記圧力調節弁は、前記ドレンタンクにおいて液体が分離された蒸気の圧力を前記設定圧力に維持する、請求項３に記載の蒸気圧縮機。
5. 前記ドレンタンクには、当該ドレンタンクに溜まる液体を排出するためのドレン排出路が接続され、当該ドレン排出路は、前記吸入口に繋がっている、請求項４に記載の蒸気圧縮機。
6. 前記圧力調節弁には、余剰蒸気排出路が接続されており、当該圧力調節弁は、前記連通部内の蒸気の圧力が前記設定圧力を超えると前記余剰蒸気排出路に余剰の蒸気を排出するように構成され、
   前記余剰蒸気排出路は、前記吸入口に繋がっている、請求項３〜５のいずれか１項に記載の蒸気圧縮機。
7. 前記圧縮用ロータを回転させる駆動源と、
   前記駆動源の駆動を制御する制御部とを備え、
   前記連通部は、開閉弁が設けられた接続路を介して大気圧よりも高圧の蒸気が流通する蒸気配管に接続され、
   前記制御部は、前記開閉弁を前記駆動源の起動に伴って開状態にする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸気圧縮機。

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