JP4009547B2 - 軸封装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触タイプの軸封装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非接触タイプの軸封装置は公知である（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】
小茂鳥和生著「非接触シール論」株式会社コロナ社、昭和４８年１２月２０日、ｐ．２４５−２５５
【０００４】
図２及び３に示すスクリュ圧縮機ＳＣを一例として挙げると、このスクリュ圧縮機ＳＣはケーシング１１内にスクリュロータ１２を有し、スクリュロータ１２の吸込み側には軸受１３により回転可能に支持された回転軸１４が延び、吐出側には軸受１５により回転可能に支持された回転軸１６とが延びている。そして、スクリュロータ１２と軸受１３との間の軸封空間１７には、スクリュロータ１２側にラビリンスシール１８、軸受１３側にビスコシール１９が嵌挿され、スクリュロータ１２と軸受１５との間の軸封空間２１には、スクリュロータ１２側にラビリンスシール２２、軸受１５側にビスコシール２３が嵌挿されている。
【０００５】
軸受１３及び１５には、給油路２４及び２５により潤滑油が供給される。ビスコシール１９，２３の内面にはねじが形成されており、高速回転する軸１４，１６との間に生じるガス粘性によって、ポンプ作用を生じる。ガス導入路２８，２９より吸引されたガスは軸受１３，１５の方へ押し込まれ、潤滑油の漏洩が防止される。
一方、ラビリンスシール１８と回転軸１４との間、ラビリンスシール２２と回転軸１６との間には、微小隙間（例：２０μｍ〜３０μｍ程度）が保たれ、加圧ガスの充満するスクリュロータ１２側からの漏洩ガスの漏洩量を制限することができる。この漏洩ガスの大部分はラビリンスシール１８，２２の途中より、ガス排出路２６，２７を介して排出され、残りはラビリンスシール１８，２２の終端よりビスコシール１９，２３に吸引される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したラビリンス構造の軸封装置の場合、ラビリンスシール１８と回転軸１４との間、及びラビリンスシール２３と回転軸１６との間に隙間を保つ必要があり、この隙間は小さい程好ましい。しかしながら、ラビリンスシール１８及び２３は固定されて不動の状態にあるのに対して、回転軸１４或いは１６は振動し、かつ荷重により変形する故、上記隙間を小さくし過ぎるとラビリンスシール１８と回転軸１４、及びラビリンスシール２３と回転軸１６とが接触するようになるため、この接触を避け得る程度迄、上記隙間を大きくせざるを得ないのが現状である。このため、オイルフリースクリュ圧縮機の場合、軸封装置からの作動ガスの漏洩量が、中形機で４．５％、小形機では１０〜１５％にも達し、このことが圧縮機性能を大幅に低下させているという問題がある。
本発明は、斯る従来の問題をなくすことを課題としてなされたもので、回転軸に接触することなく、作動ガスの漏洩量の減少を可能とした軸封装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、回転軸が位置するケーシング内の軸封空間に面した開口端を有する加圧ガス導入路と、この開口端の両側にて、上記軸封空間を形成する上記ケーシングの内壁に嵌挿されたＯリングと、上記回転軸の外側に微小隙間を介して遊嵌状態で上記内壁内に嵌入され、上記Ｏリングの内側に密着し、かつ上記開口端から上記回転軸の外周部へのガスの流れを許容する筒状本体とからなり、上記筒状本体が、上記開口端と連通する貫通孔を有する金属材料の外筒と、この外筒内にその外筒の上記貫通孔を除く内面全体に接して嵌入されたガス透過性の多孔質材料の内筒とからなる構成とした。
【０００８】
また、上記外筒がALからなり、上記内筒が多孔質カーボンからなる構成とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は本発明に係る軸封装置１を上述したスクリュ圧縮機ＳＣに適用した例を示し、図３に示す構成と互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
この軸封装置１では、軸封空間２１への加圧ガス導入路３０の開口端２の両側にて、軸封空間２１を形成するケーシング１１の内壁にＯリング３が嵌挿されている。また、回転軸１６の外側に微小隙間を介して遊嵌状態で、上記内壁内に筒状本体４が嵌入され、Ｏリング３の内側に密着している。この筒状本体４は、金属材料、例えばALからなる外筒５と、多孔質材料、例えば多孔質カーボンからなる内筒６とからなっており、外筒５には、開口端２からの加圧ガスを内筒６の外周に導く貫通孔７が穿設されている。従って、開口端２からの加圧ガスは貫通孔７を経て、内筒６を通り抜けて内筒６と回転軸１６との間の微小隙間に充満した状態を保ちつつ、加圧ガス排出路３１から排出されてゆく。
【００１０】
そして、上記構成からなる軸封装置１では、筒状本体４は軸封空間２１内の定位置に不動の状態に固定されるのではなく、上記微小空間を保ちつつ、Ｏリング３が弾性変形し得る範囲で移動可能となっている。換言すれば、軸封装置１における筒状本体４については、フローティング構造になっており、回転軸１６の振動、荷重による変形が生じても回転軸１６との接触は回避され、しかも加圧ガスが満たされた微小隙間からの作動ガスや作動液体の漏洩も防止される。この結果、軸封装置１を用いた機械の性能向上も可能となる。
【００１１】
なお、上記説明では、軸封装置１をスクリュロータ１２と軸受１５との間の軸封空間２１に適用した例を挙げたが、本発明はこれに限定するものでなく、軸封装置１をスクリュロータ１２と軸受１３との間の軸封空間１７にも適用し得ることは言うまでもない。
【００１２】
また、軸封装置１における筒状本体４は上述した構成のものに限定されるものでなく、必ずしも二重筒構造である必要はなく、材質についてもAL、多孔質カーボンでなくとも、加圧ガスを透過させるもので、開口端２からの加圧ガスを回転軸の外周部に導き得るものであればよい。
さらに、本発明は必ずしもスクリュ圧縮機のみに適用を限定されるのではなく、回転軸外周部からの作動ガスの漏洩防止が必要な機械全般にわたって適用され得るものである。
【００１３】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、回転軸が位置するケーシング内の軸封空間に面した開口端を有する加圧ガス導入路と、この開口端の両側にて、上記軸封空間を形成する上記ケーシングの内壁に嵌挿されたＯリングと、上記回転軸の外側に微小隙間を介して遊嵌状態で上記内壁内に嵌入され、上記Ｏリングの内側に密着し、かつ上記開口端から上記回転軸の外周部へのガスの流れを許容する筒状本体とからなり、上記筒状本体が、上記開口端と連通する貫通孔を有する金属材料の外筒と、この外筒内にその外筒の上記貫通孔を除く内面全体に接して嵌入されたガス透過性の多孔質材料の内筒とからなる構成としてある。
【００１４】
このように、本発明によれば、筒状本体は軸封空間内に不動の状態に固定されるのではなく、Ｏリングの弾性変形の範囲内で移動可能に支持され、しかも筒状本体と回転軸との間には加圧ガスが常に供給され、微小隙間が保持される。このため、回転軸の振動、荷重による変形が生じても筒状本体と回転軸との接触が回避され、しかも回転軸の外周部に沿った作動ガスの漏洩が防止され、本発明に係る軸封装置を適用した機械の性能向上に寄与し得るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る軸封装置を示す断面図である。
【図２】 従来のスクリュ圧縮機を示す断面図である。
【図３】 図２に示すスクリュ圧縮機における吐出側の軸封部を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 軸封装置
２ 開口端
３ Ｏリング
４ 筒状本体
５ 外筒
６ 内筒
７ 貫通孔
１１ ケーシング
１２ スクリュロータ
１３ 軸受
１４ 回転軸
１５ 軸受
１６ 回転軸
１７ 軸封空間
１８ ラビリンスシール
１９ ビスコシール
２１ 軸封空間
２２ ラビリンスシール
２３ ビスコシール
２４，２５ 給油路
２６，２７ ガス排出路
２８，２９ ガス導入路
３０ 加圧ガス導入路
３１ 加圧ガス排出路
ＳＣ スクリュ圧縮機
Claims (2)
- 回転軸が位置するケーシング内の軸封空間に面した開口端を有する加圧ガス導入路と、この開口端の両側にて、上記軸封空間を形成する上記ケーシングの内壁に嵌挿されたＯリングと、上記回転軸の外側に微小隙間を介して遊嵌状態で上記内壁内に嵌入され、上記Ｏリングの内側に密着し、かつ上記開口端から上記回転軸の外周部へのガスの流れを許容する筒状本体とからなり、上記筒状本体が、上記開口端と連通する貫通孔を有する金属材料の外筒と、この外筒内にその外筒の上記貫通孔を除く内面全体に接して嵌入されたガス透過性の多孔質材料の内筒とからなることを特徴とする軸封装置。
- 上記外筒がALからなり、上記内筒が多孔質カーボンからなることを特徴とする請求項１に記載の軸封装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003085745A JP4009547B2 (ja) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | 軸封装置 |
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Family Applications (1)
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