JP2011256828A - Oilless screw compressor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oilless screw compressor capable of enhancing cleanness of discharged compressed air.SOLUTION: The oilless screw compressor has a mail rotor 1 and a female rotor 2, a compressor casing 8 housing both rotors, a suction side bearing and a discharge side bearing 6b supporting rotor shafts 1a, 2a of both rotors, respectively, a timing gears for non-contact rotation of both rotors, and a non-contact shaft seal device 7b arranged in the rotor shafts for preventing leakage of compressed air. The shaft seal device has an air seal 9a for sealing gas, an oil cut seal 11a for sealing oil from the bearings, and a seal box 10a arranged between the air seal and the oil cut seal, the seal box is connected to an air opening hole 12 in communication with the air, O rings 14A, 14B are arranged in both an outer periphery of the oil cut seal and an outer periphery of the air seal.

Description

本発明は、無給油式スクリュー圧縮機に関し、特に無給油式スクリュー圧縮機における軸封装置に関する。   The present invention relates to an oil-free screw compressor, and more particularly to a shaft seal device in an oil-free screw compressor.

非接触且つ無給油で回転可能な雄雌一対のスクリューロータにより空気を圧縮する無給油式(オイルフリー)のスクリュー圧縮機が知られている。この無給油式スクリュー圧縮機は、通常、空気を圧縮するスクリュー圧縮機(圧縮機本体)を筐体内に設けて圧縮機ユニットとして構成されている。前記スクリュー圧縮機から吐出される圧縮空気は高温であるため、この圧縮空気を冷却するための冷却装置も前記圧縮機ユニット内に備えられ、前記スクリュー圧縮機から吐出された圧縮空気は前記冷却装置で冷却後、圧縮機ユニット内の配管を経由して圧縮機ユニット外へと吐出される構成となっている。   An oil-free (oil-free) screw compressor that compresses air with a pair of male and female screw rotors that can rotate without contact and without oil is known. This oil-free screw compressor is usually configured as a compressor unit by providing a screw compressor (compressor body) for compressing air in a housing. Since the compressed air discharged from the screw compressor is hot, a cooling device for cooling the compressed air is also provided in the compressor unit, and the compressed air discharged from the screw compressor is supplied to the cooling device. After cooling, it is configured to be discharged out of the compressor unit via a pipe in the compressor unit.

上記無給油式スクリュー圧縮機には、前記スクリューロータにより形成される圧縮室から圧縮空気がロータシャフト(回転軸)を伝わって外部に漏れたり、前記シャフトを駆動するギヤや前記シャフトを支持する軸受に供給される潤滑油が前記圧縮室へ浸入するのを防ぐために、軸封装置が設けられている。
この種従来技術としては特許文献1(特開平6−66276号公報)に記載のものなどがある。
In the oilless screw compressor, the compressed air from the compression chamber formed by the screw rotor is transmitted to the outside through the rotor shaft (rotary shaft), or the gear that drives the shaft and the bearing that supports the shaft A shaft seal device is provided to prevent the lubricating oil supplied to the oil from entering the compression chamber.
As this kind of prior art, there is one described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-66276).

特開平6−66276号公報JP-A-6-66276

無給油式スクリュー圧縮機は、給油式スクリュー圧縮機のように、ロータ間にシールのための潤滑油を噴射しないため、圧縮機の効率は、ロータ間ギャップなど、圧縮室の周囲に形成されるギャップからの圧縮空気漏洩に大きく影響される。一般に無給油式スクリュー圧縮機では、前記圧縮空気の漏洩に打ち勝って一定の効率を得るため、50m/s以上のロータ周速で使用され、ロータは毎分10000〜20000回転程度の高速で駆動される。   The oil-free screw compressor does not inject lubricating oil for sealing between the rotors like the oil-type screw compressor, so the efficiency of the compressor is formed around the compression chamber, such as the gap between the rotors. It is greatly influenced by compressed air leakage from the gap. In general, in an oil-free screw compressor, in order to overcome the leakage of the compressed air and obtain a certain efficiency, it is used at a rotor peripheral speed of 50 m / s or more, and the rotor is driven at a high speed of about 10,000 to 20,000 revolutions per minute. The

無給油式スクリュー圧縮機は前述したように、ロータ間にシールのための潤滑油を使用しないため、圧縮工程での圧縮室のシール性が低く、圧縮空気の漏れが多い。特に、圧縮機の吸込側及び吐出側端面からロータシャフト側への圧縮空気の漏洩の大小は圧縮機の性能に大きく影響する。従来、前記圧縮空気の漏洩を防ぐため、前記ロータシャフトに設けられる軸封装置としては、固定式の非接触メタルシールやフローティング式のカーボンシールなどのエアシールが用いられている。   As described above, the oil-free screw compressor does not use a lubricating oil for sealing between the rotors, so that the compression performance of the compression chamber in the compression process is low, and compressed air leaks frequently. In particular, the magnitude of leakage of compressed air from the compressor suction side and discharge side end faces to the rotor shaft side greatly affects the performance of the compressor. Conventionally, in order to prevent leakage of the compressed air, an air seal such as a fixed non-contact metal seal or a floating carbon seal has been used as a shaft seal device provided on the rotor shaft.

また、無給油式スクリュー圧縮機においては、前記ロータシャフトを支持する軸受や、前記ロータシャフトに回転を伝達するためのギヤ(ピニオンギヤ、タイミングギヤなど)へは潤滑油を使用する。このため軸受やギヤへ供給される潤滑油が前記圧縮室へ浸入しないように、前記エアシールとは別の軸封装置が設けられている。この軸封装置としては、通常、高速回転を利用し非接触シールであるビスコシールやラビリンスシールなどの油切りシールが用いられ、前記軸受やギヤに供給される潤滑油が前記圧縮室に浸入するのを防止するようにしている。   In an oil-free screw compressor, lubricating oil is used for bearings that support the rotor shaft and gears (pinion gear, timing gear, etc.) for transmitting rotation to the rotor shaft. For this reason, a shaft seal device different from the air seal is provided so that the lubricating oil supplied to the bearings and gears does not enter the compression chamber. As this shaft seal device, an oil draining seal such as a Bisco seal or a labyrinth seal, which is a non-contact seal, is usually used, and lubricating oil supplied to the bearing and gear enters the compression chamber. I try to prevent it.

前記エアシールやビスコシールは、シール内周とロータシャフト間の隙間をシールするものであり、シール外周と圧縮機ケーシングとの隙間から浸入する油分に対してのシール効果はない。しかし、圧縮機停止時などにシール外周とケーシングとの隙間から油が浸入し、吐出圧縮空気の清浄度を低下させる場合があることが本件発明者らによって解明されてきた。近年、無給油式スクリュー圧縮機の吐出圧縮空気の清浄度に対する要求が厳しくなっており、国際規格ISO8573の規格改定に見られるように、油分に対する要求が特に厳しくなっている。このため圧縮機の吐出圧縮空気の清浄度を更に向上することが要求されている。   The air seal or Bisco seal seals the gap between the inner circumference of the seal and the rotor shaft, and has no sealing effect against oil that enters from the gap between the outer circumference of the seal and the compressor casing. However, it has been elucidated by the present inventors that oil may enter from the gap between the outer periphery of the seal and the casing when the compressor is stopped, thereby reducing the cleanliness of the discharged compressed air. In recent years, the demand for cleanliness of the compressed air discharged from an oil-free screw compressor has become strict, and the demand for oil content has become particularly strict, as seen in the revision of the international standard ISO8573. For this reason, it is required to further improve the cleanliness of the compressed air discharged from the compressor.

本発明の目的は、吐出圧縮空気の清浄度を向上できる無給油式スクリュー圧縮機を得ることにある。   An object of the present invention is to obtain an oil-free screw compressor capable of improving the cleanliness of discharged compressed air.

上記目的を達成するため、本発明は、互に噛合う雄ロータ及び雌ロータと、この両ロータを収納する圧縮機ケーシングと、前記両ロータのロータシャフトを支持する吸込側及び吐出側の軸受と、前記両ロータを非接触で回転させるタイミングギヤと、圧縮空気の漏洩を防止するために前記ロータシャフトに設けられた非接触式の軸封装置とを備える無給油式スクリユー圧縮機において、前記軸封装置はガスをシールするエアシール部と、前記軸受からの油をシールする油切りシール部と、前記エアシール部と油切りシール部との間に設けられたシールボックス部とを有し、前記シールボックス部は大気に連通する大気開放穴と接続され、且つ前記油切りシール部の外周面と前記エアシール部の外周面の両方にOリングが設けられていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention comprises a male rotor and a female rotor that mesh with each other, a compressor casing that houses both rotors, and a suction side and a discharge side bearing that support the rotor shafts of both rotors. An oil-free screw compressor comprising: a timing gear for rotating both the rotors in a non-contact manner; and a non-contact type shaft seal device provided on the rotor shaft for preventing leakage of compressed air. The sealing device includes an air seal portion that seals gas, an oil drain seal portion that seals oil from the bearing, and a seal box portion provided between the air seal portion and the oil drain seal portion. The box portion is connected to an air opening hole communicating with the atmosphere, and an O-ring is provided on both the outer peripheral surface of the oil drain seal portion and the outer peripheral surface of the air seal portion. And butterflies.

上記において、前記軸封装置は、エアシール部とシールボックス部と油切りシール部とが一体に構成されていることが好ましい。
また、前記油切りシール部及びシールボックス部と一体に構成された前記エアシール部の内径部に、摺動性が良く前記ロータシャフトと接触しても発火や焼損が起こり難い摺動材を設けた構成にすると更に好ましい。前記摺動材は摺動性の高いカーボンまたはフッ素樹脂であることが好ましく、更に前記摺動材は前記エアシールの内径部に耐熱性が高く有機溶剤が含まれていないエポキシ樹脂系の接着材で接着するのが良い。
In the above, it is preferable that the shaft seal device includes an air seal portion, a seal box portion, and an oil drain seal portion integrally formed.
In addition, a sliding material is provided on the inner diameter portion of the air seal portion that is integrally formed with the oil drain seal portion and the seal box portion, which has good slidability and does not easily ignite or burn out even if it contacts the rotor shaft. More preferably, it is configured. The sliding material is preferably carbon or fluororesin having high slidability, and the sliding material is an epoxy resin-based adhesive that has high heat resistance and does not contain an organic solvent in the inner diameter portion of the air seal. It is good to adhere.

前記油切りシールとしてはビスコシールまたはラビリンスシールを使用すると良い。
また、前記軸封装置、前記大気開放穴及び前記油切りシール部の外周面と前記エアシール部の外周面の両方に設けられたOリングは、前記ロータシャフトの吸込側及び吐出側の両方に備えられていることが好ましい。
A visco seal or labyrinth seal may be used as the oil draining seal.
In addition, O-rings provided on both the shaft seal device, the air release hole, and the outer peripheral surface of the oil drain seal portion and the outer peripheral surface of the air seal portion are provided on both the suction side and the discharge side of the rotor shaft. It is preferable that

本発明によれば、吐出圧縮空気の清浄度を向上できる無給油式スクリュー圧縮機を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain an oil-free screw compressor that can improve the cleanliness of discharged compressed air.

本発明の無給油式スクリュー圧縮機の実施例1を示す軸封装置部付近の要部拡大断面図。The principal part expanded sectional view of the shaft seal device vicinity which shows Example 1 of the oilless type screw compressor of this invention. 実施例1に適用される無給油式スクリュー圧縮機の縦断面図。1 is a longitudinal sectional view of an oil-free screw compressor applied to Example 1. FIG. 図2に示す無給油式スクリュー圧縮機における吐出側の軸封装置の一般例を示す要部拡大断面図。The principal part expanded sectional view which shows the general example of the shaft seal apparatus of the discharge side in the oil-free type screw compressor shown in FIG. 図2に示す無給油式スクリュー圧縮機における吸込側の軸封装置の一般例を示す要部拡大断面図。The principal part expanded sectional view which shows the general example of the shaft-seal apparatus of the suction side in the oil-free type screw compressor shown in FIG. 図1に示す軸封装置の他の例を示す要部拡大断面図。The principal part expanded sectional view which shows the other example of the shaft seal apparatus shown in FIG. 図3に示す軸封装置における油の浸入経路を説明する図。The figure explaining the oil penetration | invasion path | route in the shaft seal apparatus shown in FIG. 図4に示す軸封装置における油の浸入経路を説明する図。The figure explaining the oil penetration | invasion path | route in the shaft seal apparatus shown in FIG.

以下、本発明の無給油式スクリュー圧縮機の実施例を図面に基づき説明する。   Embodiments of the oil-free screw compressor of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の実施例1を、雄雌一対のスクリューロータにより空気を圧縮する無給油式スクリュー圧縮機に適用した場合について説明する。
まず、本発明の実施例1に適用される無給油式スクリュー圧縮機の全体構成について、図2により説明する。
The case where the first embodiment of the present invention is applied to an oil-free screw compressor that compresses air by a pair of male and female screw rotors will be described.
First, the whole structure of the oil-free screw compressor applied to Example 1 of this invention is demonstrated with reference to FIG.

図2に示す無給油式スクリュー圧縮機は、雄ロータ1と、これに噛み合わされた雌ロータ2と、前記雄,雌ロータ1,2を収容しているメインケーシング8aと、このメインケーシング8aの吸込側に取り付けられたSケーシング8bと、同メインケーシング3の吐出側に取り付けられたDケーシング8cと、メインケーシング8aに形成された冷却用ジャケット25と、雄ロータ1の吸込側および吐出側端部に一体に設けられたロータシャフト1aと、雌ロータ2の吸込側および吐出側端部に一体に設けられたロータシャフト2aと、雄ロータ1のロータシャフト1aの吸込側端部に取り付けられ且つモータ側のブルギヤ(図示せず)に噛み合わされたピニオンギヤ(圧縮機駆動用ギヤ)3と、Sケーシング8b内に設けられ且つ雄,雌ロータ1,2のロータシャフト1a,2aの吸込側端部を支持する吸込側の軸受(ローラ軸受)6aと、メインケーシング8aの吐出側端部に設けられ且つ雄,雌ロータ1,2のロータシャフト1a,2aの吐出側端部を支持する吐出側の軸受6b(ローラ軸受)及び軸受6c(組み合わせアンギュラ軸受)と、前記吸込側軸受6aの雄,雌ロータ1,2側寄りに設けられた軸封装置7aと、前記吐出側軸受6bの雄,雌ロータ1,2側寄りに設けられた軸封装置7bと、雄,雌ロータ1,2のロータシャフト1a,2aの吐出側端部に取り付けられ且つ互いに噛み合わされたタイミングギヤ4,5と、前記各軸受6a〜6cや前記タイミングギヤ4,5を潤滑するための潤滑油系統(図示せず)とを備えている。   An oil-free screw compressor shown in FIG. 2 includes a male rotor 1, a female rotor 2 meshed with the male rotor 1, a main casing 8a housing the male and female rotors 1 and 2, and the main casing 8a. S casing 8b attached to the suction side, D casing 8c attached to the discharge side of the main casing 3, cooling jacket 25 formed in the main casing 8a, suction side and discharge side ends of the male rotor 1 A rotor shaft 1a provided integrally with the rotor, a rotor shaft 2a provided integrally with the suction side and discharge side end of the female rotor 2, and a suction side end of the rotor shaft 1a of the male rotor 1; A pinion gear (compressor driving gear) 3 meshed with a bull gear (not shown) on the motor side, and a male and female rod provided in an S casing 8b. The rotors of the male and female rotors 1 and 2 are provided at the suction side bearing (roller bearing) 6a for supporting the suction side ends of the rotor shafts 1a and 2a of the rotors 1 and 2 and the discharge side end of the main casing 8a. Discharge side bearings 6b (roller bearings) and bearings 6c (combination angular bearings) for supporting the discharge side ends of the shafts 1a and 2a, and the male and female rotors 1 and 2 near the suction side bearing 6a. A shaft seal device 7a, a shaft seal device 7b provided closer to the male and female rotors 1 and 2 side of the discharge side bearing 6b, and the discharge side ends of the rotor shafts 1a and 2a of the male and female rotors 1 and 2 are provided. Timing gears 4 and 5 which are attached and meshed with each other, and a lubricating oil system (not shown) for lubricating the bearings 6a to 6c and the timing gears 4 and 5 are provided.

前記メインケーシング8aとSケーシング8bとDケーシング8cとにより圧縮機ケーシング8が構成されており、この圧縮機ケーシングには空気の吸込口および吐出口(いずれも図示せず)が設けられている。   The main casing 8a, the S casing 8b, and the D casing 8c constitute a compressor casing 8, and the compressor casing is provided with an air suction port and a discharge port (all not shown).

モータ(図示せず)の回転力は、ブルギヤからピニオンギヤ3を介し、雄ロータ1に伝達される。雄ロータ1に伝達された回転力はタイミングギヤ4,5を介して雌ロータ2にも伝達され、雄ロータ1と雌ロータ2とが非接触状態で互いに噛合い、回転することにより、吸込口から前記ロータ1,2間に吸入された空気は所定の圧力まで圧縮され、吐出口から外部に吐出される。   The rotational force of a motor (not shown) is transmitted from the bull gear to the male rotor 1 via the pinion gear 3. The rotational force transmitted to the male rotor 1 is also transmitted to the female rotor 2 through the timing gears 4 and 5, and the male rotor 1 and the female rotor 2 mesh with each other in a non-contact state and rotate, whereby the suction port The air sucked between the rotors 1 and 2 is compressed to a predetermined pressure and discharged to the outside from the discharge port.

吸込側と吐出側にそれぞれ設けられている前記軸封装置7a,7bは、圧縮室からの圧縮空気の漏れを防ぐ為のエアシール9、ピニオンギヤ3、タイミングギヤ4,5等のギヤや軸受6に供給される潤滑油が圧縮室内に浸入するのを防止する非接触型のビスコシール(油切りシール)11、及び前記エアシール9とビスコシール11との間に設けられたシールボックス10を備えている。   The shaft seal devices 7a and 7b provided on the suction side and the discharge side are provided on gears and bearings 6 such as an air seal 9, a pinion gear 3, and timing gears 4 and 5 for preventing leakage of compressed air from the compression chamber. A non-contact type visco seal (oil drain seal) 11 that prevents the supplied lubricating oil from entering the compression chamber, and a seal box 10 provided between the air seal 9 and the visco seal 11 are provided. .

前記軸封装置7a,7b部分の詳細構造を図3及び図4により説明する。図3は吐出側の軸封装置7bの一般例を示す要部拡大断面図、図4は吸込側の軸封装置7aの一般例を示す要部拡大断面図である。   The detailed structure of the shaft seal devices 7a and 7b will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing a general example of the shaft seal device 7b on the discharge side, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing a general example of the shaft seal device 7a on the suction side.

図3,図4において、12は前記シールボックス10と大気側とを連通するように圧縮機ケーシングに設けられた大気開放穴で、この大気開放穴12は、前記ビスコシール11の発生圧や圧縮機の運転状態により、前記シールボックス10内の圧力が負圧とならないようにするために設けられている。   3 and 4, reference numeral 12 denotes an air release hole provided in the compressor casing so as to communicate the seal box 10 and the atmosphere side. The air release hole 12 is used for generating pressure and compression of the Bisco seal 11. It is provided so that the pressure in the seal box 10 does not become negative depending on the operation state of the machine.

前記ビスコシール11はロータシャフト1a,2aの回転により軸封圧を発生することで、ロータシャフト1a,2aを伝わって雄,雌ロータ1,2側(圧縮室側)に浸入しようとする潤滑油を、ギヤ3〜5や軸受6a〜6c側に押し戻す軸封部品である。   The visco seal 11 generates a shaft sealing pressure by the rotation of the rotor shafts 1a and 2a, so that the lubricating oil is transmitted through the rotor shafts 1a and 2a and enters the male and female rotors 1 and 2 (compression chamber side). Is a shaft seal component that pushes back the gears 3-5 and the bearings 6a-6c.

しかし、前記潤滑油の圧縮室側への浸入経路は、ロータシャフト1a,2aと軸封装置7a,7bとの隙間部だけではなく、軸封装置7a,7bの外周側からも浸入する。これを図6,図7により説明する。図6は図3に示す軸封装置における油の浸入経路を説明する図、図7は図4に示す軸封装置における油の浸入経路を説明する図である。これら図6,図7において、矢印15は軸封装置の外周面側からの油の浸入経路を示し、矢印16は軸封装置7a,7bのシール部品間(エアシール9とシールボックス10間、及びビスコシール11とシールボックス10間)からの油の浸入経路を示す。
大気開放穴12の軸受及びギヤ側を一次側、圧縮室側を二次側とすると、前記ビスコシール11は一次側に、前記エアシール9は二次側に配置されている。
However, the intrusion path of the lubricating oil to the compression chamber side enters not only from the gap between the rotor shafts 1a, 2a and the shaft seal devices 7a, 7b but also from the outer peripheral side of the shaft seal devices 7a, 7b. This will be described with reference to FIGS. 6 is a view for explaining an oil intrusion route in the shaft seal device shown in FIG. 3, and FIG. 7 is a view for explaining an oil intrusion route in the shaft seal device shown in FIG. 6 and 7, an arrow 15 indicates an oil intrusion path from the outer peripheral surface side of the shaft seal device, and an arrow 16 indicates between seal parts of the shaft seal devices 7a and 7b (between the air seal 9 and the seal box 10, and The oil intrusion path from the visco seal 11 and the seal box 10) is shown.
When the bearing and gear side of the air opening hole 12 is the primary side and the compression chamber side is the secondary side, the visco seal 11 is disposed on the primary side, and the air seal 9 is disposed on the secondary side.

従来は特許文献1にも示すように、一次側に設けたビスコシール11の外周面にOリング14Aを設けることにより、ビスコシール11と圧縮機ケーシングとの間から、軸受などからの潤滑油が、図6,図7に矢印15で示すように、二次側に浸入するのを防止していた。   Conventionally, as shown in Patent Document 1, by providing an O-ring 14A on the outer peripheral surface of the visco seal 11 provided on the primary side, lubricating oil from a bearing or the like is provided between the visco seal 11 and the compressor casing. 6 and 7, as shown by an arrow 15, entry into the secondary side was prevented.

しかし、組立上これらのシール部品と圧縮機ケーシング8とはすきま嵌めで構成されているため、ケーシングと軸封部品との加工精度により、前記一次側に設けたOリング14Aのシール性能が低下している場合がある。
また、シールボックス10の部分は、矢印21(図3,図4参照)で示すシール発生圧により、シールボックス10内が負圧にならないように大気開放穴12により大気開放されている。しかし、矢印21で示すシール発生圧が影響しない軸封装置の外周部と圧縮機ケーシングとの間の微小隙間は、軸受側に対し負圧となる場合があり、軸受側からの油が微小隙間に導かれて、矢印17で示すように圧縮室側へ引き込まれる方向へ圧力が働く。
However, since these sealing parts and the compressor casing 8 are configured by clearance fitting in assembly, the sealing performance of the O-ring 14A provided on the primary side is lowered due to the processing accuracy of the casing and the shaft sealing part. There may be.
Further, the portion of the seal box 10 is opened to the atmosphere by the atmosphere opening hole 12 so that the inside of the seal box 10 does not become a negative pressure by the seal generation pressure indicated by the arrow 21 (see FIGS. 3 and 4). However, the minute gap between the outer periphery of the shaft seal device and the compressor casing, which is not affected by the pressure generated by the seal indicated by the arrow 21, may be negative with respect to the bearing side. The pressure acts in the direction of being drawn into the compression chamber as indicated by the arrow 17.

更に、図3,図4に示すように、圧縮機の運転時のエアシール9と大気開放穴12における空気の流れが軸封装置外周部から圧縮室側への油の浸入を助長する。   Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the air flow in the air seal 9 and the atmosphere opening hole 12 during operation of the compressor facilitates the infiltration of oil from the outer peripheral portion of the shaft seal device to the compression chamber side.

また、圧縮機の停止時にも軸受側からの油が、エアシール9の背面(外周面)や、エアシール9とシールボックス10との間に浸入して溜まり、圧縮機の運転開始と共に前記空気の流れなどによって、前記エアシール9の背面隙間やエアシール9とシールボックス10との間に溜まっていた油が圧縮室側へも侵入する可能性があることがわかってきた。   Also, when the compressor is stopped, oil from the bearing side enters and accumulates on the back surface (outer peripheral surface) of the air seal 9 or between the air seal 9 and the seal box 10, and the air flows as the compressor starts operating. For example, it has been found that oil accumulated between the back surface of the air seal 9 and the air seal 9 and the seal box 10 may enter the compression chamber side.

そこで、本実施例では、一次側のOリング14Aなどを通過してエアシール9の背面に浸入してきた油が圧縮室側へ浸入するのを防ぐため、図1に示すように、二次側に設けたエアシール9の外周面にもOリング14Bを設けるようにしている。これにより、エアシール9の背面に浸入してきた油がエアシール9の背面を通過して圧縮室側に流入するのを防止することができ(即ち、図6,図7に矢印15で示した油の浸入経路を遮断することが可能となる)、圧縮空気に油が混入するのを抑制することが可能となる。   Therefore, in this embodiment, in order to prevent the oil that has passed through the primary side O-ring 14A and the like and entered the back surface of the air seal 9 from entering the compression chamber side, as shown in FIG. An O-ring 14 </ b> B is also provided on the outer peripheral surface of the provided air seal 9. As a result, oil that has entered the back surface of the air seal 9 can be prevented from flowing into the compression chamber side through the back surface of the air seal 9 (that is, the oil indicated by the arrow 15 in FIGS. 6 and 7). It is possible to block the intrusion path), and to prevent oil from entering the compressed air.

また、本実施例では、図3,図4に示すエアシール9、シールボックス10及びビスコシール11を一体化して、図1に示すように、エアシール部9a、シールボックス部10a及びビスコシール部11aを有する軸封装置7b(吸込側の軸封装置7aも同様の構成としているがその説明は省略する)として構成している。軸封装置を構成する軸封部品を一体化することにより、図6,図7に矢印16で示した油の浸入経路を遮断することが可能となる。このように、一体化されたエアシール部9a、シールボックス部10a及びビスコシール部11aを有する軸封装置7bとすることで、シールボックス部10aと、エアシール部9aまたはビスコシール部11a間に従来あった油の浸入経路15,16がなくなるので、圧縮室側への油の浸入を抑制できる効果がある。また、軸封装置を構成する軸封部品の点数も削減することができ、原価低減及び組立工数の低減も図れる。   Further, in this embodiment, the air seal 9, the seal box 10 and the visco seal 11 shown in FIGS. 3 and 4 are integrated, and the air seal portion 9a, the seal box portion 10a and the visco seal portion 11a are integrated as shown in FIG. A shaft seal device 7b (suction-side shaft seal device 7a has the same configuration, but the description thereof is omitted). By integrating the shaft seal components constituting the shaft seal device, the oil intrusion path indicated by the arrow 16 in FIGS. 6 and 7 can be blocked. Thus, by using the shaft seal device 7b having the integrated air seal portion 9a, seal box portion 10a and visco seal portion 11a, there is a conventional problem between the seal box portion 10a and the air seal portion 9a or the visco seal portion 11a. Since the oil intrusion paths 15 and 16 are eliminated, there is an effect that oil intrusion to the compression chamber side can be suppressed. Further, the number of shaft seal parts constituting the shaft seal device can be reduced, and the cost and assembly man-hours can be reduced.

尚、エアシール部9a、シールボックス部10a及びビスコシール部11aを一体化する場合、砲金等の金属材料で一体に製作する。この場合、ロータシャフト1a,2aとの金属接触を防ぐため、エアシール部13aの内径部とロータシャフト1a,2aとの隙間は安全を考慮した大きさにする必要がある。   In addition, when integrating the air seal part 9a, the seal box part 10a, and the Bisco seal part 11a, it manufactures integrally with metal materials, such as a gun metal. In this case, in order to prevent metal contact with the rotor shafts 1a and 2a, the clearance between the inner diameter portion of the air seal portion 13a and the rotor shafts 1a and 2a needs to be sized in consideration of safety.

図5は、図1に示すエアシール部9a、シールボックス部10a及びビスコシール部11aを一体化した軸封装置7bの別の例を説明する図である。この例では、軸封装置7bのエアシール部9aの内径部に、カーボンやフッ素樹脂(PTFE)などの摺動性が高くロータシャフトと接触した場合でも発火や焼損などの虞がない摺動材13を接着などにより取り付けて構成したものである。このように安全面で優位性のある摺動材をエアシール部9aの内径部に設けたことで、エアシール部9aの内径部とロータシャフト1a,1bとのギャップを小さくすることが可能となり、圧縮室から圧縮空気が漏れるのを低減することができる。   FIG. 5 is a diagram for explaining another example of the shaft seal device 7b in which the air seal portion 9a, the seal box portion 10a, and the Bisco seal portion 11a shown in FIG. 1 are integrated. In this example, the sliding member 13 having a high slidability such as carbon or fluororesin (PTFE) at the inner diameter portion of the air seal portion 9a of the shaft seal device 7b has no risk of ignition or burning even when it comes into contact with the rotor shaft. Are attached by bonding or the like. By providing a sliding material having an advantage in terms of safety in the inner diameter portion of the air seal portion 9a as described above, the gap between the inner diameter portion of the air seal portion 9a and the rotor shafts 1a and 1b can be reduced. The leakage of compressed air from the chamber can be reduced.

前記エアシール部9a(金属)と摺動材13(カーボンやフッ素樹脂など)との接着は、耐熱性の高いエポキシ樹脂系の接着剤を用いることが望ましい。前記エポキシ樹脂系の接着剤としては、高耐熱で有機溶剤フリー(有機溶剤が含まれていない)のものが存在するので、このような接着剤を使用することにより、国際規格ISO8573−5における吐出圧縮空気中の有機溶剤含有量に対しても、高い清浄度を確保できる。   Adhesion between the air seal portion 9a (metal) and the sliding member 13 (carbon, fluororesin, etc.) is desirably made of an epoxy resin adhesive having high heat resistance. As the epoxy resin-based adhesive, there are high heat resistance and organic solvent-free (no organic solvent is included), and by using such an adhesive, the discharge in the international standard ISO8573-5 A high degree of cleanliness can be secured even with respect to the content of the organic solvent in the compressed air.

なお、図1及び図5に示した実施例では、吐出側の軸封装置7bについて述べたが、吸込側の軸封装置7aについても図1,図5と同様に構成することができる。即ち、吸込側の軸封装置7aの場合には図4に示すエアシール9、シールボックス10及びビスコシール11を図4と同じ位置関係で図1や図5に示すように一体化して構成すれば良い。   In the embodiment shown in FIGS. 1 and 5, the discharge-side shaft seal device 7b has been described, but the suction-side shaft seal device 7a can also be configured in the same manner as in FIGS. That is, in the case of the shaft seal device 7a on the suction side, the air seal 9, seal box 10 and visco seal 11 shown in FIG. 4 may be integrated as shown in FIG. 1 and FIG. good.

以上述べたように、本実施例によれば、軸封装置外周部と圧縮機ケーシングとの間から圧縮室側へ油が浸入するのを低減でき、油浸入に対して信頼性の高い軸封装置をもつ無給油式スクリュー圧縮機を得ることができる。この結果、無給油式スクリュー圧縮機から吐出される圧縮空気の清浄度を高めることができ、油含有量の少ない高い清浄度の圧縮空気を供給できる効果が得られる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the intrusion of oil from the space between the outer periphery of the shaft seal device and the compressor casing to the compression chamber side, and the shaft seal is highly reliable against oil intrusion. An oil-free screw compressor having the device can be obtained. As a result, the cleanliness of the compressed air discharged from the oil-free screw compressor can be increased, and the effect of supplying compressed air with a high cleanness with a low oil content can be obtained.

1…雄ロータ(1a:ロータシャフト)
2…雌ロータ(2a:ロータシャフト)
3…ピニオンギヤ
4,5…タイミングギヤ
6a,6b,6c…軸受
7a,7b…軸封装置(9:エアシール、10:シールボックス、11:ビスコシール(油切りシール)、9a:エアシール部、10a:シールボックス部、11a:ビスコシール部、13:摺動材)
8…圧縮機ケーシング(8a:メインケーシング、8b:Sケーシング、8c:Dケーシング)
12…大気開放穴
14A,14B…Oリング。
1 ... male rotor (1a: rotor shaft)
2 ... Female rotor (2a: rotor shaft)
3. Pinion gears 4, 5 ... Timing gears 6a, 6b, 6c ... Bearings 7a, 7b ... Shaft seal devices (9: air seal, 10: seal box, 11: bisco seal (oil drain seal), 9a: air seal part, 10a: (Seal box part, 11a: Bisco seal part, 13: Sliding material)
8: Compressor casing (8a: main casing, 8b: S casing, 8c: D casing)
12 ... Air release holes 14A, 14B ... O-rings.

Claims (7)

互に噛合う雄ロータ及び雌ロータと、この両ロータを収納する圧縮機ケーシングと、前記両ロータのロータシャフトを支持する吸込側及び吐出側の軸受と、前記両ロータを非接触で回転させるタイミングギヤと、圧縮空気の漏洩を防止するために前記ロータシャフトに設けられた非接触式の軸封装置とを備える無給油式スクリユー圧縮機において、
前記軸封装置はガスをシールするエアシール部と、前記軸受からの油をシールする油切りシール部と、前記エアシール部と油切りシール部との間に設けられたシールボックス部とを有し、
前記シールボックス部は大気に連通する大気開放穴と接続され、且つ前記油切りシール部の外周面と前記エアシール部の外周面の両方にOリングが設けられている
ことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
The male and female rotors that mesh with each other, the compressor casing that houses the rotors, the bearings on the suction and discharge sides that support the rotor shafts of the rotors, and the timing for rotating the rotors in a non-contact manner. In an oil-free squeeze compressor comprising a gear and a non-contact type shaft seal device provided on the rotor shaft to prevent leakage of compressed air,
The shaft seal device has an air seal part that seals gas, an oil drain seal part that seals oil from the bearing, and a seal box part provided between the air seal part and the oil drain seal part,
The seal box portion is connected to an air opening hole communicating with the atmosphere, and an O-ring is provided on both the outer peripheral surface of the oil drain seal portion and the outer peripheral surface of the air seal portion. Screw compressor.
請求項1に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記軸封装置は、エアシール部とシールボックス部と油切りシール部とが一体に構成されていることを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。   2. The oilless screw compressor according to claim 1, wherein the shaft seal device includes an air seal portion, a seal box portion, and an oil drain seal portion which are integrally formed. . 請求項2に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記油切りシール部及びシールボックス部と一体に構成された前記エアシール部の内径部に、摺動性が良く前記ロータシャフトと接触しても発火や焼損が起こり難い摺動材を設けていることを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。   3. The oil-free screw compressor according to claim 2, wherein an inner diameter portion of the air seal portion formed integrally with the oil drain seal portion and a seal box portion has good slidability and is in contact with the rotor shaft. An oil-free screw compressor characterized by being provided with a sliding material that is unlikely to ignite or burn. 請求項3に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記摺動材は摺動性の高いカーボンまたはフッ素樹脂であることを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。   4. The oil-free screw compressor according to claim 3, wherein the sliding material is carbon or fluororesin having high slidability. 請求項3または4に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記摺動材は前記エアシールの内径部に耐熱性が高く有機溶剤が含まれていないエポキシ樹脂系の接着材で接着されていることを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。   5. The oilless screw compressor according to claim 3, wherein the sliding member is bonded to an inner diameter portion of the air seal with an epoxy resin adhesive that has high heat resistance and does not contain an organic solvent. Oil-free screw compressor characterized by 請求項1〜5の何れかに記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記油切りシールはビスコシールまたはラビリンスシールであることを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。   The oilless screw compressor according to any one of claims 1 to 5, wherein the oil draining seal is a visco seal or a labyrinth seal. 請求項1〜6の何れかに記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記軸封装置、前記大気開放穴及び前記油切りシール部の外周面と前記エアシール部の外周面の両方に設けられたOリングは、前記ロータシャフトの吸込側及び吐出側の両方に備えられていることを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。   The oil-free screw compressor according to any one of claims 1 to 6, wherein the shaft seal device, the air release hole, and the outer surface of the oil drain seal portion and the outer surface of the air seal portion are provided. An oil-free screw compressor, wherein the O-ring is provided on both the suction side and the discharge side of the rotor shaft.
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