JP2017089595A - Labyrinth piston type reciprocating compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ラビリンスピストン式往復動圧縮機に関する。 The present invention relates to a labyrinth piston type reciprocating compressor.
従来から、往復動圧縮機として、ラビリンスピストンを用いたラビリンスピストン式往復動圧縮機が知られている(例えば、特許文献1参照)。ラビリンスピストンは、その外周面にラビリンス溝を備え、シリンダとの隙間に生じるラビリンス効果を利用して、シリンダとの気密性を確保するものである。したがって、ラビリンスピストンは、気密性を確保するための潤滑油やピストンリングを使用としない。そのため、ラビリンスピストン式往復動圧縮機には、潤滑油やピストンリングの摩耗粉を含まない清浄な圧縮ガスを得ることができるという大きな利点がある。 Conventionally, a labyrinth piston type reciprocating compressor using a labyrinth piston is known as a reciprocating compressor (see, for example, Patent Document 1). The labyrinth piston has a labyrinth groove on its outer peripheral surface, and uses a labyrinth effect generated in a gap with the cylinder to ensure airtightness with the cylinder. Therefore, the labyrinth piston does not use lubricating oil or a piston ring for ensuring airtightness. Therefore, the labyrinth piston type reciprocating compressor has a great advantage that a clean compressed gas that does not contain lubricating oil or piston ring wear powder can be obtained.
ラビリンスピストン式往復動圧縮機(以下、単に「圧縮機」ともいう)では、シリンダとピストンロッドとの間をシールするシール装置にも、上述の理由から、ラビリンス効果を利用したラビリンスパッキンが用いられている。しかしながら、ラビリンスパッキンを用いたシール装置では、ラビリンスパッキンの特性により、シリンダ内の圧縮室からラビリンスパッキンとピストンロッドとの隙間へ圧縮ガスのわずかな漏れが発生する。そのため、特に毒性・可燃性ガスを圧縮する場合には、圧縮ガスがこの隙間を通じてフレーム内に流入し、そこから外部(大気)へと漏れることを防止する必要があり、そのための対策が必要になる。 In the labyrinth piston type reciprocating compressor (hereinafter also simply referred to as “compressor”), the labyrinth packing using the labyrinth effect is also used for the sealing device that seals between the cylinder and the piston rod for the reason described above. ing. However, in the sealing device using the labyrinth packing, due to the characteristics of the labyrinth packing, a slight leakage of compressed gas occurs from the compression chamber in the cylinder to the gap between the labyrinth packing and the piston rod. Therefore, especially when compressing toxic and flammable gases, it is necessary to prevent the compressed gas from flowing into the frame through this gap and leaking from there to the outside (atmosphere). Become.
図3は、従来のラビリンス式往復動圧縮機におけるシール装置付近の拡大断面図である。図3に示すシール装置130は、ピストンロッド121の軸方向に沿って配置された複数のラビリンスパッキン131と、これらを収納して保持するパッキンボックス140とを有している。パッキンボックス140は、それぞれがラビリンスパッキン131を収納して保持する複数のパッキンケース141と、最下部のラビリンスパッキン131を収納して保持するパッキン押さえ142と、パッキンケース141の間に設けられた中間リング143とを有している。複数のパッキンケース141と中間リング143とは、パッキン押さえ142が固定ボルト146によってシリンダ111に固定されていることで、シリンダ111に対して固定されている。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a sealing device in a conventional labyrinth type reciprocating compressor. 3 includes a plurality of
また、シール装置130は、中間リング143の内周面に形成された連通溝133aと、この連通溝133aと圧縮機の外部とを連通するようにパッキンケース141を貫通して形成された貫通流路133bとを有している。これらは、圧縮ガス排出機構133として機能し、シリンダ111内の圧縮室(図示せず)からピストンロッド121とラビリンスパッキン131との隙間に下向きに流入する圧縮ガスを、圧縮機の外部に排出することができる。なお、圧縮ガス排出機構133は、排出される圧縮ガスが回収されてプロセスで再利用されるように、回収ライン(図示せず)に接続されている。
Further, the
これに加えて、シール装置130は、加圧されたバリアガスがピストンロッド121とラビリンスパッキン131との隙間にフレーム側(図の下側)から上向きに流入して、圧縮ガス排出機構133を通じて排出されるように構成されている。このようなバリアガスの流通により、シリンダ111内の圧縮室から流入した上述の圧縮ガスは、連通溝133aまで到達した際にそれ以上の流入が遮断され、バリアガスと共に、圧縮ガス排出機構133へと流れることができる。その結果、圧縮ガスのフレーム(図示せず)への漏れを防止することができる。
In addition, in the
図3に示すシール装置130では、ピストンロッド121とラビリンスパッキン131との隙間にバリアガスを流入させるために、フレーム内に加圧したバリアガスを導入する必要がある。そのため、図3に示すシール装置130を圧縮機に採用した場合、フレーム構造が複雑になり、フレーム自体も肉厚になって、重量化やコストアップにつながるという問題がある。
In the
また、フレーム内には、シール装置130に隣接してディスタンス室と呼ばれる空間が設けられており、これにより、シール装置130とフレーム内の摺動部材との間隔が十分に確保されている。しかしながら、このディスタンス室には、フレーム内の摺動部材で使用される潤滑油がピストンロッド121を伝わって浸入する可能性がある。そのような場合、図3に示すシール装置130では、その潤滑油がバリアガスを介して回収される圧縮ガスに混入してしまい、結果的に、圧縮機で生成される圧縮ガスにも潤滑油が混入してしまう。
In addition, a space called a distance chamber is provided in the frame adjacent to the
このような圧縮ガスへの潤滑油の混入を防止する構造として、ディスタンス室に仕切りを設けて2室構成とし、シリンダ側のディスタンス室には潤滑油が浸入しないようにする構造も提案されている。しかしながら、これを実現するためには、フレームの大幅な設計変更が必要となり、さらなるコストアップにつながる。加えて、このような大幅な設計変更を行うと、ラビリンスピストン本来の特徴が生かせなくなる虞もある。すなわち、ラビリンスピストンのピストンロッドは、ディスタンス室の下部に設けられた案内軸受のみによって移動可能に支持されており、2室構成にすると、ラビリンスピストンから案内軸受までの距離が長くなってしまう。このため、ラビリンスピストンの振動に乱れが生じ、シリンダとの接触が発生する虞がある。 As a structure for preventing the mixture of the lubricating oil into the compressed gas, a structure in which a partition is provided in the distance chamber to form a two-chamber structure so that the lubricating oil does not enter the distance chamber on the cylinder side has been proposed. . However, in order to realize this, a significant change in the design of the frame is required, leading to further cost increase. In addition, if such a significant design change is made, there is a possibility that the original characteristics of the labyrinth piston cannot be utilized. That is, the piston rod of the labyrinth piston is movably supported only by the guide bearing provided in the lower part of the distance chamber. When the two-chamber configuration is used, the distance from the labyrinth piston to the guide bearing becomes long. For this reason, the vibration of the labyrinth piston is disturbed, and contact with the cylinder may occur.
そこで、本発明の目的は、構造が簡単で軽量化・低コスト化を実現するとともに、圧縮ガスの外部への漏れと、圧縮ガスへの潤滑油などの混入とを防止することができるラビリンスピストン式往復動圧縮機を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a labyrinth piston that has a simple structure, realizes weight reduction and cost reduction, and prevents leakage of compressed gas to the outside and mixing of lubricating oil into the compressed gas. A reciprocating compressor is provided.
上述した目的を達成するために、本発明のラビリンスピストン式往復動圧縮機は、圧縮室を形成するシリンダと、圧縮室内に往復移動可能に設けられたラビリンスピストンと、ラビリンスピストンに連結され、シリンダを貫通して延びるピストンロッドと、シリンダとピストンロッドとの間をシールするシール装置と、を有し、シール装置が、ピストンロッドの軸方向に沿ってピストンロッドの外周面に配置された複数のシール部材であって、それぞれが外周面を非接触でシールする複数の非接触シール部材と、圧縮室から最も遠い位置に配置され、外周面に接触して外周面をシールする接触シール部材と、を含む複数のシール部材と、複数のシール部材を収納して保持するハウジングと、ピストンロッドと複数の非接触シール部材との間に形成された隙間に連通し、圧縮室から隙間に流入する圧縮ガスをラビリンスピストン式往復動圧縮機の外部に排出する圧縮ガス排出機構と、圧縮ガス排出機構と独立して設けられ、上記隙間のうち圧縮ガス排出機構が連通する位置と前記接触シール部材との間に位置する隙間部分にバリアガスを流通させるバリアガス流通機構と、を有している。 In order to achieve the above-described object, a labyrinth piston type reciprocating compressor according to the present invention includes a cylinder that forms a compression chamber, a labyrinth piston that is reciprocally movable in the compression chamber, and a cylinder connected to the labyrinth piston. A plurality of piston rods that extend between the cylinder and the piston rod, and the sealing device is disposed on the outer circumferential surface of the piston rod along the axial direction of the piston rod. A plurality of non-contact seal members each sealing the outer peripheral surface in a non-contact manner, a contact seal member disposed at a position furthest from the compression chamber and contacting the outer peripheral surface to seal the outer peripheral surface; A plurality of seal members, a housing for storing and holding the plurality of seal members, and between the piston rod and the plurality of non-contact seal members A compressed gas discharge mechanism that communicates with the formed gap and discharges compressed gas flowing into the gap from the compression chamber to the outside of the labyrinth piston type reciprocating compressor, and the compressed gas discharge mechanism, Of these, a barrier gas flow mechanism for flowing the barrier gas through a gap portion located between the position where the compressed gas discharge mechanism communicates and the contact seal member is provided.
このようなラビリンスピストン式往復動圧縮機では、バリアガス流通機構により、シール装置のハウジング(パッキンボックス)を通じて、ピストンロッドとの複数の非接触シール部材(ラビリンスパッキン)との隙間に直接バリアガスを導入することができる。これにより、従来とは異なり、フレーム内に加圧したバリアガスを導入する必要がない。その結果、圧縮機のフレーム構造が複雑になったり、フレーム自体が肉厚になったりすることがなく、装置の重量化やコストアップにつながることもない。また、バリアガス流通機構と圧縮ガス排出機構とが独立して設けられているため、ピストンロッドに付着した潤滑油がバリアガス流通機構を通じて排出されたとしても、それが圧縮ガス排出機構を通じて排出される圧縮ガスに接触することはない。 In such a labyrinth piston type reciprocating compressor, the barrier gas flow mechanism introduces the barrier gas directly into the gap between the piston rod and a plurality of non-contact seal members (labyrinth packing) through the housing (packing box) of the sealing device. be able to. Thereby, unlike the conventional case, it is not necessary to introduce pressurized barrier gas into the frame. As a result, the frame structure of the compressor is not complicated, the frame itself is not thickened, and the apparatus is not increased in weight and cost. In addition, since the barrier gas circulation mechanism and the compressed gas discharge mechanism are provided independently, even if the lubricating oil adhering to the piston rod is discharged through the barrier gas distribution mechanism, it is compressed through the compressed gas discharge mechanism. There is no contact with gas.
以上、本発明によれば、構造が簡単で軽量化・低コスト化を実現するとともに、圧縮ガスの外部への漏れと、圧縮ガスへの潤滑油などの混入とを防止することができるラビリンスピストン式往復動圧縮機を提供することができる。 As described above, according to the present invention, a labyrinth piston that has a simple structure, realizes weight reduction and cost reduction, and can prevent leakage of compressed gas to the outside and mixing of lubricating oil into the compressed gas. A reciprocating compressor can be provided.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態によるラビリンス式往復動圧縮機の断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a labyrinth type reciprocating compressor according to an embodiment of the present invention.
ラビリンスピストン式往復動圧縮機(以下、単に「圧縮機」ともいう)1は、ピストンの往復移動によりガスを圧縮するガス圧縮部2と、このピストンを駆動するピストン駆動部3とを有している。
A labyrinth piston type reciprocating compressor (hereinafter also simply referred to as “compressor”) 1 includes a
ガス圧縮部2は、圧縮室10を形成するシリンダ11と、圧縮室10内に往復移動可能に設けられたラビリンスピストン12と、シリンダ11と共に圧縮室10を形成するシリンダカバー13とを有している。ガス圧縮部10は、圧縮室10内でラビリンスピストン12が往復移動することで、圧縮室10内のガスを圧縮することができる。ラビリンスピストン12は、その外周面にラビリンス溝を備え、シリンダ11との隙間に生じるラビリンス効果を利用して、シリンダ11との気密性を確保するものである。ラビリンスピストン12を用いることで、気密性を確保するための潤滑油やピストンリングが必要なくなり、潤滑油やピストンリングの摩耗粉を含まない清浄な圧縮ガスを得ることができる。なお、本明細書では、ラビリンスピストンを単に「ピストン」ともいう。
The
また、ガス圧縮部2は、シリンダ11に形成され圧縮室10に連通する吸気室14内に設けられた吸入弁15と、吸気室14を閉塞する弁カバー16とを有している。吸入弁15は、吸気室14に導入されたガスを圧縮室10に供給するために、吸気室14と圧縮室10との圧力差によって受動的に作動して、吸気室14と圧縮室10との連通口を開閉するようになっている。
Further, the
また、ガス圧縮部2は、シリンダ11に形成され圧縮室10に連通する吐出室17内に設けられた吐出弁18と、吐出室17を閉塞する弁カバー19とを有している。吐出弁18は、圧縮室10で圧縮された圧縮ガスを吐出室17に吐出するために、圧縮室10と吐出室17との圧力差によって受動的に作動して、圧縮室10と吐出室17との連通口を開閉するようになっている。
Further, the
なお、ガス圧縮部2は、吸入弁15を強制的に開放して圧縮室10を開放状態に保持することで、圧縮室10から吐出室17に吐出されるガス(圧縮ガス)の吐出容量を制御するアンローダ19をさらに有している。アンローダ19としては、公知の装置を使用することができる。そのため、ここでは、アンローダ19の詳細な構成については説明を省略する。
The
ピストン駆動部3は、フレーム20内に収容された、ピストンロッド21と、クロスヘッド22と、連接棒23と、クランク軸24とを有している。
The
ピストンロッド21は、一端でクロスヘッド22に連結され、フレーム20の上部およびシリンダ11の下部を貫通して延び、他端でピストン12に連結されている。クロスヘッド22は、フレーム20によって、ピストンロッド21の軸方向に沿って移動可能に支持されている。連接棒23は、クロスヘッドピン25を介してクロスヘッド22に回転可能に連結されている。クランク軸24は、駆動部(図示せず)の回転軸に偏心して接続され、クランクピン軸受26を介して連接棒23を回転可能に支持している。このような構成により、ピストン駆動部3は、クランク軸24の回転運動をクロスヘッド22の(ピストンロッド21の軸方向に沿った)直線運動に変換することができ、ピストンロッド21を介してピストン12を往復移動させることができる。
The
ピストンロッド21は、フレーム20に設けられた案内軸受27によって軸方向に移動可能に支持されている。案内軸受27の上部には、ピストン駆動部3(クロスヘッド22、クランク軸24、案内軸受27など)で使用される潤滑油がピストンロッド21に沿って持ち上げられるのを防止する油切りリング28が設けられている。さらに、ピストンロッド21には、油止めリング29が設けられている。
The
油止めリング29の上側には、シリンダ11とピストンロッド21との間をシールするシール装置30が設けられている。シール装置30は、油切りリング28との間にディスタンス室と呼ばれる空間20aを挟んで設けられている。なお、ディスタンス室20aは、シール装置30と油切りリング28との間にピストンロッド21のストローク以上の間隔を確保するために設けられている。本実施形態のシール装置30は、圧縮室10内の圧縮ガスがフレーム20内に漏れるのを防止するだけでなく、ピストン駆動部3で使用される潤滑油が上述のディスタンス室20aに浸入したとしても、そのような潤滑油が圧縮室10内の圧縮ガスに混入することを防止する機能も有している。本実施形態のシール装置30の詳細については後述する。
On the upper side of the
ここで、本実施形態の圧縮機の動作について簡単に説明する。 Here, operation | movement of the compressor of this embodiment is demonstrated easily.
圧縮されるガスは、吸気室14に接続された吸気管(図示せず)から吸気室14に導入され、吸気室14と圧縮室10との圧力差によって吸入弁15が開放すると、圧縮室10へと供給される。そして、圧縮室10に供給されたガスは、ピストン駆動部3によって駆動されるピストン13の往復移動により圧縮される。圧縮室10で圧縮された圧縮ガスは、圧縮室10と吐出室17との圧力差によって吐出弁18が開放することで、吐出室17へと吐出される。圧縮室10内の圧縮ガスが吐出室17へと吐出されると、再び吸入弁15が開放して、圧縮されるガスが圧縮室10へと供給される。このような工程を繰り返すことで、圧縮機1によって継続的に圧縮ガスが生成されることになる。
The compressed gas is introduced into the
次に、図2を参照して、本実施形態のシール装置について説明する。図2は、図1の圧縮機におけるシール装置付近の拡大断面図である。 Next, the sealing device of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the sealing device in the compressor of FIG.
図2を参照すると、シール装置30は、ピストンロッド21の軸方向に沿ってその外周面21aに配置されたリング状の複数のシール部材31,32を有している。具体的には、シール装置30は、複数のラビリンスパッキン31と、ラビリンスパッキン31の下側、すなわち圧縮室10(図2には図示せず)から最も遠い位置に配置された樹脂パッキン32とを有している。また、シール装置30は、これら複数のシール部材31,32を収納して保持するパッキンボックス(ハウジング)40を有している。
Referring to FIG. 2, the sealing
ラビリンスパッキン31は、ピストンロッド21の外周面20aを非接触でシールする非接触シール部材の一種である。ラビリンスパッキン31は、ピストンロッド21の外周面20aに対向する内周面にラビリンス溝を備え、それらの隙間に生じるラビリンス効果を利用したものである。複数のラビリンスパッキン31は、それぞれパッキンケース41に収納されて保持されている。図示した実施形態では、5つのラビリンスパッキン31が設けられているが、ラビリンスパッキン31の数は、これに限定されるものではない。以下の説明では、便宜上、上から3番目、4番目、および5番目のラビリンスパッキン31a,31b,31cを、それぞれ第1、第2、および第3のラビリンスパッキンと呼び、それらを保持するパッキンケース41a,41b,41cをそれぞれ第1、第2、および第3のパッキンケースと呼んで区別するが、この区別は本発明を限定するものではない。
The labyrinth packing 31 is a kind of non-contact sealing member that seals the outer
樹脂パッキン32は、ピストンロッド21の外周面20aに接触してその外周面20aをシールする接触シール部材の一種である。本実施形態の樹脂パッキン32は、耐熱性が高く摩擦係数が小さいことから、フッ素樹脂、特に、テフロン(登録商標)として知られるポリテトラフルオロエチレンからなるパッキンであることが好ましい。樹脂パッキン32は、パッキン押さえ42に収納されて保持され、ピストンロッド21に摺動可能に接触している。
The resin packing 32 is a type of contact seal member that contacts the outer
パッキンボックス40は、上述した複数のパッキンケース41およびパッキン押さえ42に加えて、これらの間に設けられた3つの中間リング43,44,45を有している。具体的には、パッキンボックス40は、第1のパッキンケース41aと第2のパッキン41bの間に配置された第1の中間リング43と、第2のパッキンケース41bと第3のパッキンケース41cとの間に配置された第2の中間リング44と、第3のパッキン41cとパッキン押さえ42との間に配置された第3の中間リング45とを有している。パッキンボックス40は、パッキン押さえ42が固定ボルト46によってシリンダ11に固定されていることで、シリンダ11に対して固定されている。
The
さらに、パッキンボックス40には、ピストンロッド21に対向する内周面に形成された3つの連通溝33a,34a,35aと、各連通溝33a,34a,35aと圧縮機1の外部とをそれぞれ連通する3つの貫通流路33b,34b,35bとが設けられている。
Further, the
第1の連通溝33aは、ピストンロッド21と複数のラビリンスパッキン31との間に形成された隙間(以下、「ロッド隙間」という)Aに連通するように、第1の中間リング43の内周面に形成されている。第1の貫通流路33bは、第1の連通溝33aと圧縮機1の外部の1次ベントライン(図示せず)とを連通するように、パッキンボックス40を貫通して形成されている。このような構成により、第1の連通溝33aと第1の貫通流路33bとは、圧縮室10からロッド隙間Aに流入する圧縮ガスを圧縮機1の外部に排出する圧縮ガス排出機構33として機能する。
The
本実施形態のシール装置30では、ラビリンスパッキン31を用いることで、その特性により、圧縮室10からロッド隙間Aへの圧縮ガスのわずかな漏れが発生する。しかしながら、このようなピストンロッド21の外周面20aに沿って流れる圧縮ガスの大部分は、第1の連通溝33aを通じて第1の貫通流路33bに流入し、そして、1次ベントラインを通じて圧縮機1の外部に流出することになる。こうして、圧縮室10からロッド隙間Aに流入する圧縮ガスの大部分を、フレーム20内に漏らすことなく、圧縮ガス排出機構33を通じて適切に排出することができる。
In the
圧縮ガス排出機構33から排出される圧縮ガスは、回収されてプロセスで再利用されることが好ましい。したがって、本実施形態では、圧縮ガス排出機構33は、1次ベントラインを通じて、圧縮ガスを圧縮機1に戻すための回収ラインに接続されている。
The compressed gas discharged from the compressed
一方で、第2の連通溝34aは、ロッド隙間Aに連通するように第2の中間リング44の内周面に形成されている。第2の貫通流路34bは、第2の連通溝34aと圧縮機1の外部の2次ベントライン(図示せず)とを連通するように、パッキンボックス40を貫通して形成されている。また、第3の連通溝35aは、ロッド隙間Aに連通するように第3の中間リング45の内周面に形成されている。第3の貫通流路35bは、第3の連通溝35aと圧縮機1の外部のバリアガス供給ライン(図示せず)とを連通するように、パッキンボックス40を貫通して形成されている。
On the other hand, the
このような構成により、第2の連通溝34aおよび第2の貫通流路34bと、第3の連通溝35aおよび第3の貫通流路35bとは、ロッド隙間Aのうち、第3のラビリンスパッキン31cとの隙間部分にバリアガスを流通させるバリアガス流通機構36として機能する。より詳細には、第3の連通溝35aおよび第3の貫通流路35bが、上記隙間部分にバリアガスを供給するバリアガス供給機構35として機能し、第2の連通溝34aおよび第2の貫通流路34bが、上記隙間部分に供給されたバリアガスを圧縮機1の外部に排出するバリアガス排出機構34として機能する。
With such a configuration, the
バリアガス流通機構36は、圧縮室10内の圧縮ガスがフレーム20内に流入するのを遮断する機能と、フレーム20内の潤滑油が圧縮ガスに混入するのを遮断する機能の2つの機能を有している。以下、この2つの機能について説明する。
The barrier
上述したように、圧縮室10から流入する圧縮ガスの大部分は、圧縮ガス排出機構33を通じて適切に排出され、すなわち回収される。その一方で、残りの部分は、第1の連通溝33aを通過して、ピストンロッド21と第2のラビリンスパッキン31bとの隙間に流入してくる。しかしながら、このような圧縮ガスは、バリアガス流通機構36を流通するバリアガスによって、それ以上の流入が遮断され、バリアガスと共に、圧縮機1の外部に適切に排出されることになる。こうして、圧縮室10からロッド隙間Aに流入する圧縮ガスのうち、圧縮ガス排出機構33を通じて排出されなかったものも、フレーム20内に漏らすことなく適切に排出することができる。なお、本実施形態では、樹脂パッキン32により、バリアガス供給機構35を通じて上記隙間部分に供給されるバリアガスがフレーム20内に漏れることが防止される。
As described above, most of the compressed gas flowing from the
バリアガス排出機構34からバリアガスと共に排出される圧縮ガスは、回収されることなく系外へと排出されるが、必要に応じて、回収されてプロセスで再利用されるようになっていてもよい。
The compressed gas discharged together with the barrier gas from the barrier
一方で、クロスヘッド22、クランク軸24、案内軸受27などのピストン駆動部3で使用される潤滑油は、ピストンロッド21上を伝わり、場合によっては、フレーム20内のディスタンス室20a(図1参照)に浸入する可能性がある。しかしながら、そのような潤滑油も、バリアガス流通機構36を流通するバリアガスによって、圧縮ガス排出機構33を通じて回収される圧縮ガスとの接触が遮断され、バリアガスと共に、圧縮機1の外部に排出することができる。さらには、バリアガスの存在により、樹脂パッキン32の摩耗粉が圧縮ガスに混入することも防止することができる。こうして、圧縮ガス排出機構33を通じて回収される圧縮ガスにはフレーム20内で使用される潤滑油などが含まれることがなくなり、その結果、本実施形態の圧縮機1は、潤滑油を含まない清浄な圧縮ガスを生成することができる。したがって、本実施形態では、バリアガス流通機構36、特にバリアガス排出機構34が、圧縮ガス排出機構33と独立して設けられていることが重要となる。
On the other hand, the lubricating oil used in the
このように、本実施形態のシール装置30では、バリアガス流通機構36により、バリアガスを直接パッキンボックス40内に供給して流通させることができる。したがって、従来とは異なり、フレーム20内に加圧したバリアガスを導入する必要がない。そのため、圧縮機1のフレーム構造が複雑になったり、フレーム自体が肉厚になったりすることがなくなり、その結果、装置の重量化やコストアップを抑制することができる。また、バリアガスの供給圧力も、圧縮ガス排出機構33を通じて排出されなかった圧縮ガスのフレーム20内への流入を遮断する程度の圧力で十分であり、本実施形態のシール装置30は、この点でも有利である。
Thus, in the
本実施形態で使用されるバリアガスは、不活性ガスであることが好ましく、特に、窒素ガスであることが好ましい。また、場合によっては、バリアガスとして、圧縮されるガスと同じガスを用いることもできる。 The barrier gas used in the present embodiment is preferably an inert gas, and particularly preferably nitrogen gas. In some cases, the same gas as the compressed gas can be used as the barrier gas.
図示した実施形態では、5つのラビリンスパッキン31が設けられているが、上述したように、ラビリンスパッキン31の数は、これに限定されるものではない。例えば、第1の中間リング43と第2の中間リング44との間に2つ以上のラビリンスパッキン31が設けられていてもよく、また、第2の中間リング44と第3の中間リング45との間にも2つ以上のラビリンスパッキン31が設けられていてもよい。また、第1の中間リング43の上側には、4つ以上のラビリンスパッキン31が設けられていてもよい。
In the illustrated embodiment, five
また、各貫通流路33b,34b,35bの配置は、図示した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。例えば、バリアガス排出機構34の第2の貫通流路34bは、第1の貫通流路33bと同様に、第3のパッキンケース41cと第3の中間リング45とパッキン押さえ42とを貫通するように形成されていてもよい。
Further, the arrangement of the through
1 ラビリンスピストン式往復動圧縮機
2 ガス圧縮部
3 ピストン駆動部
10 圧縮室
11 シリンダ
12 ラビリンスピストン
13 シリンダカバー
14 吸気室
15 吸入弁
16,19 弁カバー
17 吐出室
18 吐出弁
19 アンローダ
20 フレーム
21 ピストンロッド
21a 外周面
22 クロスヘッド
23 連接棒
24 クランク軸
25 クロスヘッドピン
26 クランクピン軸受
27 案内軸受
28 油止めリング
29 油切りリング
30 パッキンシステム
A ロッド隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Labyrinth piston
Claims (8)
圧縮室を形成するシリンダと、前記圧縮室内に往復移動可能に設けられたラビリンスピストンと、前記ラビリンスピストンに連結され、前記シリンダを貫通して延びるピストンロッドと、前記シリンダと前記ピストンロッドとの間をシールするシール装置と、を有し、
前記シール装置が、
前記ピストンロッドの軸方向に沿って該ピストンロッドの外周面に配置された複数のシール部材であって、それぞれが前記外周面を非接触でシールする複数の非接触シール部材と、前記圧縮室から最も遠い位置に配置され、前記外周面に接触して該外周面をシールする接触シール部材と、を含む複数のシール部材と、
前記複数のシール部材を収納して保持するハウジングと、
前記ピストンロッドと前記複数の非接触シール部材との間に形成された隙間に連通し、前記圧縮室から前記隙間に流入する圧縮ガスを前記ラビリンスピストン式往復動圧縮機の外部に排出する圧縮ガス排出機構と、
前記圧縮ガス排出機構と独立して設けられ、前記隙間のうち前記圧縮ガス排出機構が連通する位置と前記接触シール部材との間に位置する隙間部分にバリアガスを流通させるバリアガス流通機構と、を有する、
ラビリンスピストン式往復動圧縮機。 A labyrinth piston reciprocating compressor,
A cylinder that forms a compression chamber; a labyrinth piston that is reciprocally movable in the compression chamber; a piston rod that is coupled to the labyrinth piston and extends through the cylinder; and between the cylinder and the piston rod A sealing device for sealing,
The sealing device is
A plurality of seal members disposed on an outer peripheral surface of the piston rod along the axial direction of the piston rod, each of the non-contact seal members sealing the outer peripheral surface in a non-contact manner; and from the compression chamber A plurality of seal members including a contact seal member disposed at a farthest position and contacting the outer peripheral surface to seal the outer peripheral surface;
A housing for storing and holding the plurality of seal members;
Compressed gas communicating with a gap formed between the piston rod and the plurality of non-contact seal members and discharging compressed gas flowing into the gap from the compression chamber to the outside of the labyrinth piston type reciprocating compressor A discharge mechanism;
A barrier gas distribution mechanism that is provided independently of the compressed gas discharge mechanism, and that circulates the barrier gas in a gap portion located between the position where the compressed gas discharge mechanism communicates and the contact seal member in the gap. ,
Labyrinth piston type reciprocating compressor.
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