JP4072811B2

JP4072811B2 - Shaft seal device for oil-free screw compressor

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Publication number: JP4072811B2
Application number: JP2001079079A
Authority: JP
Inventors: 英雄安中
Original assignee: HOKUETSU INDUSTRIES CO., LTD.
Current assignee: HOKUETSU INDUSTRIES CO., LTD.
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: JP2002276574A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オイルフリースクリュ圧縮機の軸封装置に関し、より詳細には、オイルフリースクリュ圧縮機のロータ軸上に嵌合される圧縮空気封止用のエアシールと、軸受を潤滑する潤滑油を封止するオイルシールとから成る軸封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オイルフリースクリュ圧縮機１は、オス・メス一対のスクリュロータ２，３と、このスクリュロータ２，３を収納するシリンダ４によって形成される作用空間内に冷却及び潤滑のための冷却媒体となる、例えば潤滑油を一切入れないため、この圧縮機本体１から吐出された圧縮空気は油分を含まない清浄な空気であるという特徴があり、清浄な圧縮空気を必要とする医療分野や製紙、化学、食品製造等の分野において使用されている。
【０００３】
このオイルフリースクリュ圧縮機１のスクリュロータ２，３には、その吸入側２ａ，３ａと吐出側２ｂ，３ｂにそれぞれロータ２，３を回転可能と成すロータ軸５ａ，５ｂ；６ａ，６ｂが突出形成されており、これらのロータ軸５ａ，５ｂ；６ａ，６ｂをそれぞれ支承する軸受７，７；７，７を設けると共に、スクリュロータ２，３とこれらの軸受７，７；７，７との間のロータ軸５ａ，５ｂ；６ａ，６ｂ上には前記軸受７，７；７，７と、前記作用空間との間を封止する複数のシール部材１０’，２０を組み合わせて成る軸封装置３０を設け、軸受５ａ，５ｂ；６ａ，６ｂを潤滑する潤滑油（本明細書において「グリース」を含む。）が漏出することを防止している（図８及び図９参照）。
【０００４】
特に、吸気側のロータ軸５ａ，６ａ上に設けられた軸封装置３０にあっては、圧縮機が無負荷運転のときに、吸入側の作用空間が強い負圧となり、作用空間内に軸受７，７を潤滑する潤滑油が吸入されるおそれがあり、作用空間内に潤滑油が吸入されると消費側へ供給される圧縮空気中に油分が混ざることから、これを確実に防止すべきである。
【０００５】
このように軸受の潤滑油が作用空間内に吸入されること等を防止するために、従来の軸封装置３０は、図８及び図９に示すように、吸入側のロータ軸５ａ，６ａ及び吐出側のロータ軸５ｂ，６ｂのそれぞれの軸受７，７；７，７と作用空間との間に、圧縮流体、例えば空気をシールするエアシール２０と、潤滑油をシールするオイルシール１０’を配置すると共に、オイルシール１０’に形成された通気孔１４’をベントホール８を介して大気と連通することで、作用空間内の圧力がこの通気孔１４’を越えて軸受７側に影響しないよう構成することで、作用空間内の例えば負圧に引かれて軸受７を潤滑した潤滑油が作用空間内に導入されることがないよう構成している。
【０００６】
以下、オスロータ２の吸入側のロータ軸５ａに設けられた軸封装置３０の例を図１０並びに図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に従ってさらに詳しく説明すると、ここに使用されているオイルシール１０’は、その内周に回転するロータ軸５ａと協働してポンプ作用を発揮する螺旋溝１２３が形成され、このポンプ作用により潤滑油を軸受７側へ押し戻してシールする、所謂「ネジシール」と呼ばれるもので、図１０に示すようにロータ軸５ａの外周に嵌合可能な略円筒状を成し、前述のエアシール２０と軸受７間に配置されて、その一端をエアシール２０に当接すると共に、他端を軸受７に当接するよう構成されている。
【０００７】
このオイルシール１０’の軸受７との当接側は、その内周及び外周を他の部分に比較して大径に形成してつば部１３’と成し、このつば部１３’とロータ軸６ａとの間に形成された空間で、軸受７を潤滑した潤滑油が通過する潤滑油の流路４０を形成すると共に、このつば部１３’の一部に切欠１５’を形成して潤滑油の流路４０と排油通路４２間を連通することにより、この潤滑油の流路４０を通過した潤滑油が、排油通路４２に排出されるよう構成されている。
【０００８】
また、このオイルシール１０’は、エアシール２０側に位置して円周方向に所定の間隔でその肉厚を貫通する開孔から成る通気孔１４’が形成された押さえ部１１’を備え、この通気孔１４’の形成位置においてその外周及び内周に円周方向に連続する通気溝１６’，１６’を形成し、この通気溝１６’，１６’をインレットケーシング９に形成されたベントホール８に連通している。
【０００９】
さらに、前述のつば部１３’と通気孔１４’間の位置１２’（以下、「ネジ部」という）において、その内周には前述の螺旋溝１２３を形成し、潤滑油が作用空間内に漏出することを防止している。
【００１０】
以上のように構成された軸封装置３０の動作について説明すると、インレットケーシング９に形成された給油通路４１を介して供給された潤滑油は、この給油通路４１を伝って給油式の軸受７に供給され、軸受７を潤滑する。
【００１１】
その後、オイルシール１０’のつば部１３’内周と、ロータ軸５ａ外周間に形成された潤滑油の流路４０を通り、切欠１５’を介してこの潤滑油の流路４０と連通する排油通路４２に導入されて排出される。
【００１２】
前述のように、つば部１３’と通気孔１４’の形成位置間におけるネジ部１２’の内周には、螺旋溝１２３が設けられており、回転するロータ軸５ａとこの螺旋溝１２３とによるポンプ作用により潤滑油が軸受７側へ押し戻されてシールされているので、つば部１３’内周とロータ軸５ａ外周間に形成された潤滑油の流路４０を通過する潤滑油がロータ側に漏出することがなく、作用空間内に潤滑油が入り込むことが防止されている。
【００１３】
また、作用空間内が負圧となり、ロータ軸５ａの外周とエアシール２０の内周との間の極小間隙を介して作用空間内に空気の吸引が行われる場合があったとしても、オイルシール１０’に形成された通気孔１４’がベントホール８を介して大気開放されているため、この作用空間内の負圧は、通気孔１４’の形成位置を越えて軸受７側に作用することがなく、流路４０内の潤滑油がこの負圧に引かれて作用空間内に引き込まれることが防止されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように構成されたオイルシール（ネジシール）１０’において、オイルシール１０’には前述のような通気孔１４’や切欠１５’がいずれも１つの部品に設けられているために、オイルシール１０’を製造する場合、成型材を先ず旋盤加工して外周面、内周面、及び両端面（エアシール２０及び軸受７との接触端）、通気溝１６’，１６’等を加工した後、ボール盤加工により通気孔１４’と成る開孔を１つづつ穿設し、さらに、フライス盤で前述の切欠１５’を形成する等、複数の加工装置を使用した複数の加工工程での加工作業を行う必要がある。
【００１５】
そのため、各加工装置に成型材を付け替えて加工を開始するまでの段取りに時間がかかり、また、このような加工の煩雑さからコストの面でもこれを高める原因となっている。
【００１６】
また、通気孔１４’として形成される前述の開孔は、成型材を円周方向に回転させながら１つづつ穿設する必要があることから、加工時間に長時間を要しコスト高の原因となっている。
【００１７】
また、この通気孔１４’となる開孔をドリルにより形成する場合には、オイルシール１０’の内周面において通気孔１４’の周縁にバリが発生することから、このバリを取り除く作業が必要であり煩雑であると共に、このバリ取りを行わず、又はバリ取りが不十分な状態でオイルシール１０’をロータ軸５ａに取り付ける場合には、圧縮機１の運転中にバリが取れてネジ部１２’に形成された螺旋溝１２３に噛み込む等して、オイルシール１０’のシール性能を低下させるおそれがあるという問題点を有している。
【００１８】
このようなドリルによる通気孔１４’の穿設に代えて、例えばネジシール１０’を鋳造により製造することも考えられるが、このような複雑な形状の鋳物の鋳型は、割り型模型を使用して作られることとなり、この割り型模型の合わせ部において製造されたネジシール１０’にバリができてしまい、結局、煩雑なバリ取り作業を行う必要がある。
【００１９】
また、通気溝１６’，１６’の形成位置においてネジシール１０’の肉厚が薄いことや、通気孔１４’と成る開孔間の幅も薄いので、このネジシール１０’を粘りの強い材料を使った鋳物、例えば青銅鋳物とすると欠肉しやすく製造が困難である。
【００２０】
さらに、前述の潤滑油の流路４０と排油通路４２間を連通する切欠１５’をインレットケーシング９に形成された排油通路４２の形成位置に位置合わせして取り付ける必要があり、取り付けが煩雑であると共に、使用中にその位置がずれないよう、ネジシール１０’を回り止めのピン等で回転しないように固定して取り付ける必要がある等、部品点数の増加によりその取り付け作業が煩雑となる。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり、オイルシール性や排油性に優れると共に、その製造やオイルフリースクリュ圧縮機に対する取り付けが容易である軸封装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のオイルフリースクリュ圧縮機の軸封装置３０は、オイルフリースクリュ圧縮機１のロータ軸５ａ，５ｂ；６ａ，６ｂの外周と該ロータ軸５ａ，５ｂ；６ａ，６ｂが挿入される軸孔５０の内周間であって、前記ロータ軸５ａ，５ｂ；６ａ，６ｂを支承する給油式の軸受７，７；７，７と圧縮機の作用空間との間に、作用空間側に位置して配置されたエアシール２０と、軸受７，７；７，７側に位置して配置されたオイルシール１０から成る軸封装置３０において、
前記オイルシール１０は、前記ロータ軸５ａ，５ｂ；６ａ，６ｂに嵌合されるリング状本体１１１の少なくとも一端縁から、ロータ軸５ａ，５ｂ；６ａ，６ｂの軸線方向と平行に突設された複数の爪部１１２を相互の先端間を開放させて突設して成る櫛状リング１１と、回転するロータ軸５ａ，５ｂ；６ａ，６ｂとの間に発生するポンプ作用によりシール性能を発揮する螺旋溝１２３が内周に形成された略円筒状のネジ部１２とをそれぞれ独立した部品として備え、
前記櫛状リング１１を前記エアシール２０側に位置して前記ロータ軸５ａ，５ｂ；６ａ，６ｂに嵌合し、前記櫛状リング１１の前記爪部１１２，１１２間の間隔で、前記軸孔５０内に一端を開口するベントホール８と連通する通気路１４を形成すると共に、一端を該櫛状リング１１に当接して前記ネジ部１２をロータ軸５ａ，５ｂ；６ａ，６ｂに嵌合すると共に前記ネジ部１２の他端を前記軸受７，７；７，７に対して所定間隔を介して固定して、該ネジ部１２の他端と軸受７との間に形成された空間で前記軸受７を通過した潤滑油を、前記軸孔５０に一端を開口する排油通路４２に導入する潤滑油の流路４０を形成したことを特徴とする（請求項１）。
【００２３】
前述のネジ部１２の他端の固定は、前記軸孔５０内周に係止されるスナップリング３１により行っても良い（請求項２）。
【００２４】
また、前記ロータ軸５ａ，５ｂ；６ａ，６ｂに嵌合されるリング状の本体１３１と、このリング状の本体１３１の外周縁からロータ軸５ａ，５ｂ；６ａ，６ｂの軸線方向と平行に所定間隔を介して突設された複数の爪部１３２を備えたスペーサ１３を設け、該スペーサ１３を前記ネジ部１２の他端と前記軸受７間の間隔に配置して前記ネジ部１２を固定すると共に、前記スペーサ１３の前記爪部１３２，１３２間の間隔１５により前記潤滑油の流路４０と前記排油通路４２間を連通しても良い（請求項３）。
【００２５】
なお、前記櫛状リング１１は、前記リング状本体１１１の両端縁より爪部１１２，１１２’が突設されたものとして形成しても良い（請求項４）。
【００２６】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施例について添付図面を参照しながら以下説明する。
【００２７】
〔実施例１〕
本実施例における軸封装置３０は、エアシール２０とオイルシール１０とにより形成されている点、オイルシール１０が、回転するロータ軸と螺旋溝のポンプ作用により軸封する所謂「ネジシール」である点、このオイルシール１０がベントホール８と連通する通気路１４を備える点、及びインレットケーシング９に形成された排油通路４２と連通する潤滑油の流路４０がオイルシール１０に形成されている点については、従来技術として説明した既知の軸封装置と同様である。
【００２８】
本実施例においては、このうちのオイルシール１０が、従来技術として説明したオイルシール１０’とは異なり、従来のオイルシール１０’におけるつば部１３’に相当する部位を備えておらず、この軸受７側の端部位置を、スナップリング３１により固定して、軸受７とこのオイルシール１０間に形成された空間で潤滑油の流路４０を形成すると共に、従来技術として説明したオイルシール１０’の押さえ部１１’とネジ部１２’に相当する部分とをそれぞれ独立した部品（櫛状リング１１，ネジ部１２）として形成したものである。
【００２９】
このうちの櫛状リング１１は、前述の従来技術において説明したオイルシール１０’において、エアシール２０と接触する端面から通気孔１４’にかけての部分〔図１１（Ｂ）中の符号１１’参照〕に相当する部分を他の部分から独立して形成したものであり、図３に示す本実施例にあっては、無端環状に形成されたリング状の本体１１１と、このリング状の本体１１１の一端周縁より突出した爪部１１２から成り、この爪部１１２を所定間隔で複数本設けることにより、リング状の本体１１１の一側面よりこの爪部１１２が櫛状に突出された形状を成す。
【００３０】
前述のリング状の本体１１１は、その内径をロータ軸５ａの外周よりも若干大径と成し、その内径にロータ軸６ａを挿入可能と成すと共に、その外径をインレットケーシング９に形成された軸孔５０と略同径に形成し、軸孔５０内に挿入可能に構成されている。
【００３１】
また、本実施例のオイルシール１０を構成する他方の部材であるネジ部１２は、図２に示すように略円筒状を成すネジ部本体１２１と、このネジ部本体１２１の一端において外周方向に突出されたフランジ部１２２を備え、ネジ部本体１２１の内周に螺旋溝１２３を形成して、ロータ軸５ａの回転に伴いこの螺旋溝１２３により生じるポンプ作用によりシールを行えるよう構成されている。
【００３２】
また、ネジ部本体１２１の外周の所定の位置には、その円周方向に連続して溝１２４が形成され、該溝１２４にＯリング等を嵌合して外周側におけるオイルの封止を図っても良い。
【００３３】
以上のように構成されたオイルシール１０は、これをエアシール２０と軸受７間に配置し、エアシール２０と共に軸封装置３０を構成する点については、従来技術として説明した既知の軸封装置と同様である。
【００３４】
軸封装置３０をロータ軸６ａに取り付けるに際し、ロータ軸５ａの外周にはロータ２側に位置して先ずエアシール２０が取り付けられ、ついで前述のオイルシール１０の一方の構成部品である櫛状リング１１がロータ軸５ａに嵌合される。
【００３５】
この櫛状リング１１は、リング状本体１１１及び爪部１１２のいずれをエアシール２０側に向けて取り付けても良いが、本実施例にあっては、リング状の本体１１１の平坦面１１３がエアシール２０と当接して取り付けられるよう、ベントホール８等の形成位置が設定されている。
【００３６】
その後、このロータ軸５ａに対しては、さらにオイルシール１０の他方の構成部品であるネジ部１２が嵌合される。このネジ部１２は、ネジ部本体１２１の外周より突出するフランジ部１２２の形成側が軸受７側に位置するようロータ軸６ａに嵌合すると、軸孔５０内に形成された段部５１にこのフランジ部１２２が係止されて、ロータ軸５ａの長さ方向におけるネジ部１２の取り付け位置が固定される。
【００３７】
このネジ部１２後端に位置して、軸孔５０の内周には、スナップリング３１を嵌合するための溝５２が形成されており、この溝５２内にスナップリング３１を嵌合するとネジ部１２のフランジ部１２２がこのスナップリング３１に当接して、ネジ部１２の取り付け位置が、軸受７から離間した所定の位置に決定されるよう構成されている。
【００３８】
以上のようにして、エアシール２０と軸受７間に、エアシール２０側から見て櫛状リング１１、ネジ部１２の順で取り付けられたオイルシール１０が配置されて成ると共に、このオイルシール１０の軸受７側の端部をスナップリング３１により固定して、軸受７から所定の距離離間した位置に係止されるよう構成されている。
【００３９】
以上のように構成されたオイルシール１０において、櫛状リング１１に形成された爪部１１２と爪部１１２との間隔（１４）は、ベントホール８と連通する通気路１４の役割を果たし、作用空間内の例えば負圧により空気の吸引があったとしても、この空気の吸引は、爪部１１２，１１２間の間隔により形成された通気路１４及びベントホール８を介して大気開放されているので、この通気路１４を越えて作用空間内の負圧が軸受７側に作用することがなく、従って、通気路１４に対して軸受７側に配置されているネジ部１２におけるシール性に影響を与えることなく好適なオイルシール性を発揮する。
【００４０】
また、ネジ部１２は、スナップリング３１を介して軸受７との間に所定の空間４０を以て取り付けられ、この空間４０は排油通路４２へと連通していることから、この空間４０が軸受７を潤滑した潤滑油の流路として作用する。従って、従来技術として説明したオイルシール１０’にあっては、つば部１３’に形成された切欠１５’の形成位置を、排油通路４２の形成位置に位置合わせしてオイルシール１０を取り付ける必要があったが、本発明の軸封装置３０にあっては、取り付けに際してこのような位置合わせは不要である。
【００４１】
また、前述のように、オイルシール１０を、それぞれ独立した構成部品であるネジ部１２と櫛状リング１１との組合せにより形成したことにより、オイルシール１０は製造上で下記のように有利である。
【００４２】
櫛状リング１１と分離されたネジ部１２は、これらを一体としていた従来のオイルシール１０’のように切欠１５’や通気孔１４’と成る開孔を加工しなくても良くなったので、旋盤のみで外周面、内周面、端面の全ての加工を行うことができ、他の加工装置にセットする時間の短縮ができる。
【００４３】
また、櫛状リング１１は、これを鋳造にて形成すれば、本体部の外周面、内周面、端面、爪の先端部を旋盤で加工することができる。また、櫛状リング１１はその形状が単純となることから、鋳型を形成する際に使用される模型と成る木型を、分割型ではなく単体型とすることができ、鋳造された櫛状リング１１にはバリが生じにくく、爪部１１２の先端を加工する際に先端面の周縁にバリが生じたとしても、発見しやすい所にバリが生じるので、バリが残っている状態で組み付けられることを防止できる。
【００４４】
また、その形状が単純であることからヤスリ掛け等のバリ取り作業も容易になると共に、櫛状リングの形状は、従来に比べて単純な構造であることから、粘りの強い青銅を使用して鋳造するときであっても欠肉することがない。
【００４５】
〔実施例２〕
次に、本発明の別の実施例を図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５に示す実施例にあっては、前述の実施例１においてオイルシール１０のネジ部１２のフランジ部１２２側端面は、スナップリング３１により固定されていたが、本実施例にあってはこの構成に代え、ネジ部１２の端面と軸受７間にスペーサ１３を配置して、このスペーサ１３によりネジ部１２のフランジ部１２２側端の位置固定を行っている。
【００４６】
このスペーサ１３は、本実施例にあっては、リング状の本体１３１と、この本体１３１の一側面の外周縁に位置して突設された爪部１３２を備えている。この爪部１３２は、スペーサ１３をロータ軸５ａに取り付けた際、ロータ軸の軸線方向と平行を成す方向に突出されており、また、外周縁に沿って所定間隔で複数本形成されており、本実施例にあっては、本体１３１の外周縁より突出する円筒体を所定間隔で切り欠いて本体１３１の一側面より櫛状に突設された爪部１３２を形成している。
【００４７】
また、リング状の本体１３１の他側面は、前述のネジ部１２のフランジ部１２２側の端面と接触する平坦面に形成されている。
【００４８】
以上のように形成されたスペーサ１３を、オイルシール１０のネジ部１２と軸受７との間に配置することにより、櫛状リング１１及びネジ部１２の取り付け位置も決定され、このスペーサ１３の爪部１３２と本体１３１、ロータ軸６ａ及び軸受７により囲まれた空間内に潤滑油の流路４０が形成されると共に、スペーサ１３の爪部１３２と爪部１３２間に形成された隙間１５により、この潤滑油の流路４０が排油通路４２と連通し、従来技術として説明したオイルシール１０のつば部１３’に形成された切欠１５’〔図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）参照〕と同様に作用して潤滑油の流路を確保する。
【００４９】
前述のように形成されたスペーサ１３にあっては、複数設けられた爪部１３２間に複数の隙間１５が形成されていることから、この隙間１５のいずれかが潤滑油の流路４０を排油通路４２に連通するので、従来のオイルシール１２’のように、切欠１５’を排油通路４２と位置合わせして取り付ける等の作業が不要であり、また、このスペーサ１３がロータ軸６ａ上で回転した場合であっても潤滑油の通路４０と排油通路４２間の連通が遮断されることがなく、そのためスペーサ１３を回転しないよう固定ピン等で固定する必要もないので、オイルシールの取り付けが極めて容易である。
【００５０】
〔実施例３〕
図６及び図７に示す軸封装置３０は、前述の実施例１及び実施例２に示した櫛状リング１１の形状の変形例を示したものであり、図３に示した櫛状リング１１にあっては、リング状の本体１１１の一側端においてのみ爪部を形成し、他側端を平坦面１１３としていたが、図７に示す例にあっては、図３に示す櫛状リング１１の平坦面１１３側にも複数の爪部１１２’を等間隔で突設して、エアシール２０の端面及びネジ部１２の端面のいずれに対しても爪部１１２，１１２’を介して当接するよう構成したものである。
【００５１】
なお、図６に示す例にあっては、図７に示す櫛状リングを備えた軸封装置３０は、ネジ部１２のフランジ面１２２をスナップリング３１により固定する構成の軸封装置３０として示されているが、本実施例の櫛状リング１１は、図４に示すようにスペーサ１３を使用した固定方法との組合せにおいて使用しても良い。
【００５２】
以上のように構成された櫛状リング１１を設ける場合には、櫛状リング１１のいずれの端面をエアシール２０側又はネジ部１２側として配置しても良く、その取り付け方向が限定されず、より軸封装置３０の組立が容易となる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明した本発明の構成により、本発明のオイルフリースクリュ圧縮機の軸封装置によれば、オイルシールを複数の構成部品により構成すると共に、それぞれの構成部品を前述の形状に形成したことにより、各部の製造をそれぞれ独立して行うことができ、複数の加工装置等を使用して複数の加工工程を経て製造する必要がなくなった。
【００５４】
その結果、オイルシールの製造が容易となると共に、軸封装置全体の製造コストを低減させることができた。
【００５５】
また、前述したオイルシールの各構成部品の構成により、軸封装置を組み立てる際に、取り付ける位置、角度、取り付ける向き等を厳密に合わせる必要がなく、また、固定ピン等によるオイルシールの回転防止を図る必要もなくなったことから、その取り付けが容易である。
【００５６】
また、前述のように、オイルシールを、それぞれ独立した構成部品であるネジ部と櫛状リングとの組合せにより形成したことにより、櫛状リングと分離されたネジ部は、これらを一体としていた従来のオイルシールのように切欠や通気孔と成る開孔を加工しなくても良くなったので、旋盤のみで外周面、内周面、端面の全ての加工を行うことができ、他の加工装置にセットする時間の短縮ができた。
【００５７】
また、櫛状リングは、これを鋳造にて形成すれば、本体部の外周面、内周面、端面、爪の先端部を旋盤で加工することができる。また、櫛状リングはその形状が単純となることから、鋳型を形成する際に使用される模型と成る木型を、分割型ではなく単体型とすることができ、鋳造された櫛状リング１１にはバリが生じにくく、爪部の先端を加工する際に先端面の周縁にバリが生じたとしても、発見しやすい所にバリが生じるので、バリが残っている状態で組み付けられることを防止できた。
【００５８】
更に、櫛状リングはその形状が単純であることからヤスリ掛け等のバリ取り作業も容易になると共に、櫛状リングの形状は、従来に比べて単純な構造であることから、粘りの強い青銅を使用して鋳造するときであっても欠肉することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の軸封装置を備えたオイルフリースクュ圧縮機の要部断面図。
【図２】ネジ部を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図３】櫛状リングを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】オイルシールの取り付け状態を示すオイルフリースクリュ圧縮機の要部断面図。
【図５】スペーサを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】オイルシールの取り付け状態を示すオイルフリースクリュ圧縮機の要部断面図。
【図７】別の櫛状リングを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図８】従来の軸封装置を備えたオイルフリースクリュ圧縮機の断面平面図。
【図９】従来の軸封装置を備えたオイルフリースクリュ圧縮機の断面側面図。
【図１０】従来の軸封装置を備えたオイルフリースクリュ圧縮機の要部断面図。
【図１１】従来のオイルシールを示し（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は底面図。
【符号の説明】
１オイルフリースクリュ圧縮機（圧縮機本体）
２ロータ（オス）
２ａロータの吸入側（オス）
２ｂロータの吐出側（オス）
３ロータ（メス）
３ａロータの吸入側（メス）
３ｂロータの吐出側（メス）
４シリンダ
５ａロータ軸（オスロータの吸入側）
５ｂロータ軸（オスロータの吐出側）
６ａロータ軸（メスロータの吸入側）
６ｂロータ軸（メスロータの吐出側）
７軸受
８ベントホール
９インレットケーシング
１０，１０’ オイルシール（ネジシール）
１１櫛状リング
１１’押さえ部
１１１櫛状リング本体
１１２，１１２’爪部
１１３平坦面（櫛状リング本体の）
１２，１２’ ネジ部
１２１ネジ部本体
１２２フランジ部
１２３螺旋溝
１２４溝（Ｏリング用）
１３スペーサ
１３１スペーサ本体
１３２爪部
１３’ つば部
１４通気路（爪部１１２間の間隔）
１４’ 通気孔
１５間隔（爪部１３２間の）
１５’ 切欠
１６’ 通気溝
２０エアシール
３０軸封装置
３１スナップリング
４０流路（潤滑油の）
４１給油通路
４２排油通路
５０軸孔
５１段部
５２溝（スナップリング嵌合用）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a shaft seal device for an oil-free screw compressor. More specifically, the present invention relates to an air seal for sealing a compressed air fitted on a rotor shaft of an oil-free screw compressor, and a lubricating oil for lubricating a bearing. The present invention relates to a shaft seal device including an oil seal for sealing.
[0002]
[Prior art]
  The oil-free screw compressor 1 serves as a cooling medium for cooling and lubrication in a working space formed by a pair of male and female screw rotors 2 and 3 and a cylinder 4 housing the screw rotors 2 and 3. For example, since no lubricating oil is added, the compressed air discharged from the compressor body 1 is characterized by clean air that does not contain oil, and is used in medical fields, papermaking, chemicals, Used in fields such as food production.
[0003]
  The screw rotors 2 and 3 of the oil-free screw compressor 1 have rotor shafts 5a and 5b; 6a and 6b that can rotate the rotors 2 and 3 on the suction sides 2a and 3a and the discharge sides 2b and 3b, respectively. The bearings 7, 7; 7, 7 that respectively support the rotor shafts 5 a, 5 b; 6 a, 6 b are provided, and the screw rotors 2, 3 and these bearings 7, 7; A shaft seal device comprising a combination of the bearings 7, 7; 7, 7 and a plurality of seal members 10 ', 20 for sealing the space between the rotor shafts 5a, 5b; 6a, 6b. 30 is provided to prevent the lubricating oil (including “grease” in the present specification) that lubricates the bearings 5a and 5b; 6a and 6b from leaking (see FIGS. 8 and 9).
[0004]
  In particular, in the shaft seal device 30 provided on the intake-side rotor shafts 5a and 6a, when the compressor is in a no-load operation, the suction-side working space becomes a strong negative pressure, and the bearing is placed in the working space. There is a risk that the lubricating oil that lubricates 7, 7 may be inhaled, and if the lubricating oil is inhaled into the working space, the oil will be mixed in the compressed air supplied to the consumer side, so this should be reliably prevented It is.
[0005]
  In order to prevent the lubricating oil of the bearing from being sucked into the working space in this way, the conventional shaft seal device 30 includes the rotor shafts 5a and 6a on the suction side, as shown in FIGS. An air seal 20 that seals compressed fluid, for example, air, and an oil seal 10 'that seals lubricating oil are disposed between the bearings 7, 7; 7, 7 and the working space of the rotor shafts 5b and 6b on the discharge side. In addition, the vent hole 14 'formed in the oil seal 10' communicates with the atmosphere via the vent hole 8, so that the pressure in the working space does not affect the bearing 7 side beyond the vent hole 14 '. By configuring, the lubricating oil that has been pulled by, for example, negative pressure in the working space and lubricated the bearing 7 is not introduced into the working space.
[0006]
  Hereinafter, an example of the shaft seal device 30 provided on the rotor shaft 5a on the suction side of the male rotor 2 will be described in more detail with reference to FIG. 10 and FIGS. 11 (A) to 11 (C). The oil seal used here 10 'is formed with a spiral groove 123 that exerts a pumping action in cooperation with the rotor shaft 5a rotating on the inner periphery thereof, so-called "screw seal" in which the lubricating oil is pushed back to the bearing 7 side by this pumping action and sealed. As shown in FIG. 10, it is formed in a substantially cylindrical shape that can be fitted to the outer periphery of the rotor shaft 5a, and is disposed between the air seal 20 and the bearing 7, and has one end abutting against the air seal 20 and the like. The other end is in contact with the bearing 7.
[0007]
  The abutment side of the oil seal 10 'with the bearing 7 is formed with a collar portion 13' having an inner circumference and an outer circumference that are larger in diameter than other portions. The collar portion 13 'and the rotor shaft The lubricating oil flow path 40 through which the lubricating oil that has lubricated the bearing 7 passes is formed in the space formed between the lubricating oil 6a and the notch 15 'is formed in a part of the collar portion 13'. The lubricating oil that has passed through the flow path 40 of the lubricating oil is discharged to the discharged oil path 42 by communicating between the flow path 40 and the discharged oil path 42.
[0008]
  Further, the oil seal 10 ′ includes a pressing portion 11 ′ that is located on the air seal 20 side and is formed with a vent hole 14 ′ that includes an opening that penetrates the wall thickness at a predetermined interval in the circumferential direction. At the position where the vent hole 14 ′ is formed, vent grooves 16 ′ and 16 ′ which are continuous in the circumferential direction are formed on the outer and inner peripheries thereof, and the vent holes 8 formed in the inlet casing 9 are formed in the vent grooves 16 ′ and 16 ′. Communicating with
[0009]
  Further, at the position 12 ′ (hereinafter referred to as “screw portion”) between the collar portion 13 ′ and the vent hole 14 ′, the above-described spiral groove 123 is formed on the inner periphery thereof, so that the lubricating oil enters the working space. Prevents leakage.
[0010]
  The operation of the shaft seal device 30 configured as described above will be described. The lubricating oil supplied through the oil supply passage 41 formed in the inlet casing 9 travels along the oil supply passage 41 to the oil supply type bearing 7. Supplied and lubricates the bearing 7.
[0011]
  Thereafter, the oil seal 10 'passes through the lubricating oil flow path 40 formed between the inner periphery of the flange portion 13' and the outer periphery of the rotor shaft 5a, and the exhaust oil communicates with the lubricating oil flow path 40 through the notch 15 '. It is introduced into the oil passage 42 and discharged.
[0012]
  As described above, the spiral groove 123 is provided on the inner periphery of the screw portion 12 ′ between the positions where the collar portion 13 ′ and the vent hole 14 ′ are formed, and the rotating rotor shaft 5 a and the spiral groove 123 are used. Since the lubricating oil is pushed back to the bearing 7 side by the pump action and sealed, the lubricating oil passing through the lubricating oil flow path 40 formed between the inner periphery of the collar portion 13 'and the outer periphery of the rotor shaft 5a is moved to the rotor side. There is no leakage and the lubricating oil is prevented from entering the working space.
[0013]
  Even if the working space has a negative pressure and air may be sucked into the working space through a minimal gap between the outer periphery of the rotor shaft 5a and the inner periphery of the air seal 20, the oil seal 10 Since the vent hole 14 'formed in the air is open to the atmosphere through the vent hole 8, the negative pressure in this working space may act on the bearing 7 side beyond the position where the vent hole 14' is formed. In addition, the lubricating oil in the flow path 40 is prevented from being drawn into the working space due to the negative pressure.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
  In the oil seal (screw seal) 10 ′ configured as described above, the oil seal 10 ′ is provided with the vent hole 14 ′ and the notch 15 ′ as described above in one component. 10 ′, when the molding material is first turned to process the outer peripheral surface, the inner peripheral surface, both end surfaces (contact ends with the air seal 20 and the bearing 7), the ventilation grooves 16 ′, 16 ′, etc. Drilling holes to become air holes 14 'one by one by drilling and further forming the above-described notches 15' with a milling machine, etc., and performing machining operations in a plurality of machining steps using a plurality of machining devices. There is a need.
[0015]
  For this reason, it takes time to change the molding material to each processing apparatus and start processing, and this increases the cost in terms of the complexity of the processing.
[0016]
  Further, since the above-described openings formed as the vent holes 14 'need to be formed one by one while rotating the molding material in the circumferential direction, it takes a long time to process and causes high costs. It has become.
[0017]
  Further, in the case where an opening to be the vent hole 14 'is formed by a drill, a burr is generated at the peripheral edge of the vent hole 14' on the inner peripheral surface of the oil seal 10 ', and therefore, it is necessary to remove the burr. When the oil seal 10 'is attached to the rotor shaft 5a without performing the deburring or in the state where the deburring is insufficient, the deburring is caused during the operation of the compressor 1 and the screw portion. There is a problem that the sealing performance of the oil seal 10 ′ may be deteriorated by biting into the spiral groove 123 formed in 12 ′.
[0018]
  Instead of drilling the vent hole 14 'with such a drill, for example, it is conceivable to manufacture the screw seal 10' by casting. For example, a casting mold of such a complicated shape uses a split model. As a result, the screw seal 10 ′ manufactured at the mating portion of the split model is burred, and it is necessary to perform a complicated deburring operation.
[0019]
  Further, since the thickness of the screw seal 10 'is thin at the positions where the ventilation grooves 16' and 16 'are formed, and the width between the openings serving as the ventilation holes 14' is also thin, the screw seal 10 'is made of a sticky material. If the casting is a bronze casting, such as a bronze casting, it tends to be thin and difficult to manufacture.
[0020]
  Furthermore, it is necessary to align the notch 15 ′ communicating between the above-described lubricating oil flow path 40 and the oil discharge passage 42 at the position where the oil discharge passage 42 formed in the inlet casing 9 is formed. In addition, the mounting work becomes complicated due to an increase in the number of parts, such as fixing the screw seal 10 'so that it does not rotate with a non-rotating pin or the like so that the position does not shift during use.
[0021]
  Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and is excellent in oil sealability and oil drainage, and is easy to manufacture and attach to an oil-free screw compressor. An object is to provide an apparatus.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the shaft seal device 30 of the oil-free screw compressor of the present invention includes the outer circumferences of the rotor shafts 5a, 5b; 6a, 6b of the oil-free screw compressor 1 and the rotor shafts 5a, 5b; 6b between the inner circumferences of the shaft holes 50 into which the rotor shafts 5a, 5b; 6a, 6b are supported and the working space of the compressor. In addition, in the shaft seal device 30 comprising the air seal 20 disposed on the working space side and the oil seal 10 disposed on the bearings 7, 7; 7, 7 side,
  The oil seal 10 protrudes in parallel with the axial direction of the rotor shafts 5a, 5b; 6a, 6b from at least one end edge of the ring-shaped main body 111 fitted to the rotor shafts 5a, 5b; 6a, 6b.pluralNail 112Projected by opening the ends of each otherA substantially cylindrical threaded portion 12 having a spiral groove 123 that exhibits sealing performance by a pump action generated between the comb-shaped ring 11 and the rotating rotor shafts 5a and 5b; 6a and 6b. Each as an independent part,
  The comb-shaped ring 11 is positioned on the air seal 20 side and fitted to the rotor shafts 5a, 5b; 6a, 6b, and the shaft hole 50 is spaced from the claw portions 112, 112 of the comb-shaped ring 11. An air passage 14 communicating with the vent hole 8 having one end opened therein is formed, one end abuts against the comb-shaped ring 11 and the screw portion 12 is fitted to the rotor shafts 5a, 5b; 6a, 6b. The other end of the screw portion 12 is fixed to the bearings 7, 7; 7, 7 with a predetermined interval, and the bearing is formed in a space formed between the other end of the screw portion 12 and the bearing 7. The lubricating oil flow path 40 is formed in which the lubricating oil that has passed through the shaft 7 is introduced into the oil drain passage 42 having one end opened in the shaft hole 50 (Claim 1).
[0023]
  The other end of the screw portion 12 may be fixed by a snap ring 31 locked to the inner periphery of the shaft hole 50 (claim 2).
[0024]
  Further, a ring-shaped main body 131 fitted to the rotor shafts 5a, 5b; 6a, 6b and a predetermined parallel to the axial direction of the rotor shafts 5a, 5b; 6a, 6b from the outer peripheral edge of the ring-shaped main body 131 A spacer 13 having a plurality of claw portions 132 projecting from the interval is provided, and the spacer 13 is arranged in the interval between the other end of the screw portion 12 and the bearing 7 to fix the screw portion 12. At the same time, the lubricating oil flow path 40 and the oil discharge passage 42 may be communicated with each other by a distance 15 between the claw portions 132 of the spacer 13 (Claim 3).
[0025]
  The comb-shaped ring 11 may be formed by projecting claw portions 112 and 112 ′ from both end edges of the ring-shaped main body 111 (claim 4).
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Next, embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0027]
  [Example 1]
  The shaft seal device 30 in the present embodiment is formed by an air seal 20 and an oil seal 10, and the oil seal 10 is a so-called "screw seal" in which the shaft is sealed by a pump action of a rotating rotor shaft and a spiral groove. The oil seal 10 is provided with a ventilation passage 14 that communicates with the vent hole 8, and the lubricating oil passage 40 that communicates with the drain oil passage 42 formed in the inlet casing 9 is formed in the oil seal 10. Is the same as the known shaft seal device described as the prior art.
[0028]
  In the present embodiment, the oil seal 10 is different from the oil seal 10 ′ described as the prior art, and does not include a portion corresponding to the collar portion 13 ′ in the conventional oil seal 10 ′. The end position on the 7 side is fixed by the snap ring 31 to form the lubricating oil flow path 40 in the space formed between the bearing 7 and the oil seal 10, and the oil seal 10 ′ described as the prior art. The pressing part 11 ′ and the part corresponding to the screw part 12 ′ are formed as independent parts (comb ring 11 and screw part 12).
[0029]
  Of these, the comb-shaped ring 11 is formed in a portion from the end surface in contact with the air seal 20 to the vent hole 14 ′ (see reference numeral 11 ′ in FIG. 11B) in the oil seal 10 ′ described in the prior art. The corresponding portion is formed independently of the other portions. In the present embodiment shown in FIG. 3, a ring-shaped main body 111 formed in an endless annular shape and one end of the ring-shaped main body 111 are formed. The claw portion 112 is projected from the peripheral edge. By providing a plurality of claw portions 112 at a predetermined interval, the claw portion 112 is formed in a comb shape from one side surface of the ring-shaped main body 111.
[0030]
  The aforementioned ring-shaped main body 111 has an inner diameter slightly larger than the outer circumference of the rotor shaft 5a, and the rotor shaft 6a can be inserted into the inner diameter, and the outer diameter is formed in the inlet casing 9. It is formed so as to have substantially the same diameter as the shaft hole 50 and can be inserted into the shaft hole 50.
[0031]
  Moreover, the screw part 12 which is the other member constituting the oil seal 10 of the present embodiment includes a screw part main body 121 having a substantially cylindrical shape as shown in FIG. 2 and an outer peripheral direction at one end of the screw part main body 121. A protruding flange portion 122 is provided, and a spiral groove 123 is formed on the inner periphery of the screw portion main body 121 so that sealing can be performed by a pump action generated by the spiral groove 123 as the rotor shaft 5a rotates.
[0032]
  In addition, a groove 124 is continuously formed in the circumferential direction at a predetermined position on the outer periphery of the screw portion main body 121, and an O-ring or the like is fitted into the groove 124 to seal oil on the outer peripheral side. May be.
[0033]
  The oil seal 10 configured as described above is disposed between the air seal 20 and the bearing 7 and constitutes the shaft seal device 30 together with the air seal 20 in the same manner as the known shaft seal device described as the prior art. It is.
[0034]
  When the shaft seal device 30 is attached to the rotor shaft 6a, the air seal 20 is first attached to the outer periphery of the rotor shaft 5a on the rotor 2 side, and then the comb-shaped ring 11 which is one component of the oil seal 10 described above. Is fitted to the rotor shaft 5a.
[0035]
  The comb-shaped ring 11 may be attached with either the ring-shaped main body 111 or the claw portion 112 facing the air seal 20 side. However, in this embodiment, the flat surface 113 of the ring-shaped main body 111 is the air seal 20. The formation position of the vent hole 8 or the like is set so that it can be attached in contact with.
[0036]
  Thereafter, a screw portion 12 which is the other component of the oil seal 10 is further fitted to the rotor shaft 5a. When the threaded portion 12 is fitted to the rotor shaft 6a so that the formation side of the flange portion 122 protruding from the outer periphery of the threaded portion main body 121 is positioned on the bearing 7 side, the flange portion 122 is formed on the stepped portion 51 formed in the shaft hole 50. The portion 122 is locked, and the attachment position of the screw portion 12 in the length direction of the rotor shaft 5a is fixed.
[0037]
  A groove 52 for fitting the snap ring 31 is formed in the inner periphery of the shaft hole 50 located at the rear end of the screw portion 12, and when the snap ring 31 is fitted into the groove 52, a screw is formed. The flange portion 122 of the portion 12 is in contact with the snap ring 31 so that the mounting position of the screw portion 12 is determined at a predetermined position separated from the bearing 7.
[0038]
  As described above, the oil seal 10 is disposed between the air seal 20 and the bearing 7 in the order of the comb ring 11 and the screw portion 12 as viewed from the air seal 20 side. The end portion on the 7 side is fixed by a snap ring 31 and is locked at a position separated from the bearing 7 by a predetermined distance.
[0039]
  In the oil seal 10 configured as described above, the interval (14) between the claw portion 112 and the claw portion 112 formed in the comb-shaped ring 11 serves as the air passage 14 communicating with the vent hole 8 and functions. Even if air is sucked in due to, for example, negative pressure in the space, this air suction is released to the atmosphere through the air passage 14 and the vent hole 8 formed by the gap between the claws 112 and 112. Thus, the negative pressure in the working space does not act on the bearing 7 side beyond the air passage 14, and therefore the sealing performance of the screw portion 12 disposed on the bearing 7 side with respect to the air passage 14 is affected. Demonstrates suitable oil seal without giving.
[0040]
  Further, the screw portion 12 is attached to the bearing 7 via the snap ring 31 with a predetermined space 40, and this space 40 communicates with the oil drainage passage 42. Acts as a flow path for lubricating oil. Therefore, in the oil seal 10 ′ described as the prior art, it is necessary to attach the oil seal 10 by aligning the formation position of the notch 15 ′ formed in the collar portion 13 ′ with the formation position of the oil discharge passage 42. However, in the shaft seal device 30 of the present invention, such alignment is not necessary for attachment.
[0041]
  Further, as described above, since the oil seal 10 is formed by the combination of the screw portion 12 and the comb-shaped ring 11 which are independent components, the oil seal 10 is advantageous in manufacturing as follows. .
[0042]
  Since the threaded portion 12 separated from the comb-shaped ring 11 does not have to be processed into openings such as a notch 15 ′ and a vent hole 14 ′ as in the conventional oil seal 10 ′ in which these are integrated, The entire outer peripheral surface, inner peripheral surface, and end surface can be processed with a lathe alone, and the time required for setting in another processing apparatus can be reduced.
[0043]
  Further, if the comb-shaped ring 11 is formed by casting, the outer peripheral surface, inner peripheral surface, end surface, and claw tip of the main body can be processed with a lathe. Further, since the shape of the comb-shaped ring 11 is simple, the wooden mold used as a model for forming the mold can be a single-piece rather than a split-type, and the cast comb-shaped ring 11 is hard to generate burrs, and even when burrs are generated at the periphery of the tip surface when the tip of the claw portion 112 is processed, burrs are generated where it is easy to find. Can be prevented.
[0044]
  In addition, since the shape is simple, it is easy to remove burrs such as sanding, and the shape of the comb-shaped ring is simpler than that of the conventional structure. Even when casting, there is no shortage.
[0045]
  [Example 2]
  Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the end surface on the flange portion 122 side of the screw portion 12 of the oil seal 10 in the first embodiment is fixed by the snap ring 31. Instead of this configuration, a spacer 13 is arranged between the end face of the screw portion 12 and the bearing 7, and the position of the end of the screw portion 12 on the flange portion 122 side is fixed by the spacer 13.
[0046]
  In the present embodiment, the spacer 13 includes a ring-shaped main body 131 and a claw portion 132 that projects from the outer peripheral edge of one side surface of the main body 131. When the spacer 13 is attached to the rotor shaft 5a, the claw portions 132 protrude in a direction parallel to the axial direction of the rotor shaft, and a plurality of claw portions 132 are formed at predetermined intervals along the outer peripheral edge. In the present embodiment, a cylindrical body protruding from the outer peripheral edge of the main body 131 is cut out at a predetermined interval to form a claw portion 132 protruding in a comb shape from one side surface of the main body 131.
[0047]
  The other side surface of the ring-shaped main body 131 is formed on a flat surface that comes into contact with the end surface on the flange portion 122 side of the screw portion 12 described above.
[0048]
  By disposing the spacer 13 formed as described above between the screw portion 12 of the oil seal 10 and the bearing 7, the attachment positions of the comb-shaped ring 11 and the screw portion 12 are also determined. In the space surrounded by the portion 132 and the main body 131, the rotor shaft 6 a and the bearing 7, the lubricating oil flow path 40 is formed, and the gap 15 formed between the claw portion 132 and the claw portion 132 of the spacer 13 This lubricating oil flow path 40 communicates with the oil discharge passage 42, and the notch 15 ′ formed in the flange portion 13 ′ of the oil seal 10 described as the prior art (see FIGS. 11A to 11C). Acts in the same way as to secure a lubricating oil flow path.
[0049]
  In the spacer 13 formed as described above, since a plurality of gaps 15 are formed between the plurality of claw portions 132, any one of the gaps 15 drains the lubricating oil flow path 40. Since the oil passage communicates with the oil passage, it is not necessary to attach the notch 15 ′ in alignment with the oil drain passage as in the conventional oil seal 12 ′, and the spacer 13 is mounted on the rotor shaft 6 a. Even when the oil seal rotates, the communication between the lubricating oil passage 40 and the oil discharge passage 42 is not blocked, and therefore, it is not necessary to fix the spacer 13 with a fixing pin or the like so as not to rotate. Installation is extremely easy.
[0050]
  Example 3
  The shaft seal device 30 shown in FIGS. 6 and 7 shows a modification of the shape of the comb ring 11 shown in the first and second embodiments, and the comb ring 11 shown in FIG. In this case, the claw portion is formed only at one side end of the ring-shaped main body 111 and the other side end is the flat surface 113. However, in the example shown in FIG. 7, the comb-like ring shown in FIG. A plurality of claw portions 112 ′ are also projected at equal intervals on the flat surface 113 side of 11, and abut against both the end surface of the air seal 20 and the end surface of the screw portion 12 via the claw portions 112, 112 ′. It is comprised as follows.
[0051]
  In the example shown in FIG. 6, the shaft seal device 30 provided with the comb-shaped ring shown in FIG. 7 is shown as a shaft seal device 30 configured to fix the flange surface 122 of the screw portion 12 with the snap ring 31. However, the comb-shaped ring 11 of this embodiment may be used in combination with a fixing method using a spacer 13 as shown in FIG.
[0052]
  When the comb-shaped ring 11 configured as described above is provided, any end face of the comb-shaped ring 11 may be arranged as the air seal 20 side or the screw part 12 side, and the mounting direction is not limited. Assembling of the shaft seal device 30 is facilitated.
[0053]
【The invention's effect】
  According to the configuration of the present invention described above, according to the shaft seal device of the oil-free screw compressor of the present invention, the oil seal is composed of a plurality of components, and each component is formed in the shape described above. Each part can be manufactured independently, and it is no longer necessary to use a plurality of processing devices and the like through a plurality of processing steps.
[0054]
  As a result, the oil seal can be easily manufactured and the manufacturing cost of the entire shaft seal device can be reduced.
[0055]
  In addition, due to the configuration of each component of the oil seal described above, when assembling the shaft seal device, it is not necessary to strictly match the mounting position, angle, mounting direction, etc., and the oil seal can be prevented from rotating by a fixing pin or the like. Since it is no longer necessary to work, it is easy to install.
[0056]
In addition, as described above, the oil seal is formed by a combination of the screw portion and the comb-shaped ring, which are independent components, so that the screw portion separated from the comb-shaped ring is integrated with the conventional one. Since there is no need to process notches and vent holes like oil seals, all processing of the outer peripheral surface, inner peripheral surface, and end surface can be performed only with a lathe. The time to set to can be shortened.
[0057]
Further, if the comb ring is formed by casting, the outer peripheral surface, inner peripheral surface, end surface, and claw tip portion of the main body portion can be processed with a lathe. Further, since the shape of the comb-shaped ring is simple, the wooden mold used as a model for forming the mold can be a single-type rather than a split-type, and the cast comb-shaped ring 11 Burrs are unlikely to occur, and even if burrs occur on the periphery of the tip when processing the tip of the claw, it will be created where it is easy to find, preventing it from being assembled with burrs remaining. did it.
[0058]
Furthermore, the comb-shaped ring is simple in shape, so it is easy to remove burrs such as sanding, and the shape of the comb-shaped ring is simpler than conventional ones. Even when casting using, there is no lack of thickness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 Oil-free screw compression equipped with a shaft seal device of the present inventionMachineFIG.
FIGS. 2A and 2B show a screw portion, in which FIG. 2A is a front view, and FIG.
3A and 3B show a comb-shaped ring, where FIG. 3A is a front view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of an oil-free screw compressor showing an attached state of an oil seal.
5A is a front view of a spacer, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a principal part of an oil-free screw compressor showing an attached state of an oil seal.
7A and 7B show another comb-shaped ring, in which FIG. 7A is a front view and FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional plan view of an oil-free screw compressor provided with a conventional shaft seal device.
FIG. 9 is a cross-sectional side view of an oil-free screw compressor provided with a conventional shaft seal device.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part of an oil-free screw compressor provided with a conventional shaft seal device.
11A is a front view of a conventional oil seal, FIG. 11B is a sectional view taken along line BB in FIG.
[Explanation of symbols]
  1 Oil-free screw compressor (compressor body)
  2 Rotor (male)
  2a Rotor suction side (male)
  2b Rotor discharge side (male)
  3 Rotor (female)
  3a Rotor suction side (female)
  3b Discharge side of the rotor (female)
  4 cylinders
  5a Rotor shaft (suction side of male rotor)
  5b Rotor shaft (male rotor discharge side)
  6a Rotor shaft (suction side of female rotor)
  6b Rotor shaft (female rotor discharge side)
  7 Bearing
  8 Bent hole
  9 Inlet casing
  10, 10 'oil seal (screw seal)
  11 Comb ring
  11 'holding part
  111 Comb ring body
  112, 112 'claw
  113 Flat surface (comb ring body)
  12,12 'screw part
  121 Screw body
  122 Flange
  123 Spiral groove
  124 Groove (for O-ring)
  13 Spacer
  131 Spacer body
  132 Claw
  13 'collar
  14 Ventilation path (interval between claws 112)
  14 'vent
  15 intervals (between nail parts 132)
  15 'notch
  16 'vent
  20 Air seal
  30 Shaft seal device
  31 Snap ring
  40 flow path (for lubricating oil)
  41 Refueling passage
  42 Oil drainage passage
  50 shaft hole
  51 steps
  52 Groove (for snap ring fitting)

Claims

Between the outer periphery of the rotor shaft of the oil-free screw compressor and the inner periphery of the shaft hole into which the rotor shaft is inserted, between the oil supply type bearing that supports the rotor shaft and the working space of the compressor. In a shaft seal device consisting of an air seal located on the space side and an oil seal located on the bearing side,
The oil seal is a comb-like shape in which a plurality of claw portions are provided so as to protrude from at least one end edge of a ring-shaped portion fitted to the rotor shaft in parallel to the axial direction of the rotor shaft so that the ends of the claw portions are open. Provided as independent parts each with a cylindrical threaded portion formed on the inner periphery of a spiral groove that exhibits sealing performance by a pump action generated between the ring and the rotating rotor shaft,
The comb-shaped ring is positioned on the air seal side and is fitted to the rotor shaft, and an air passage that communicates with a vent hole that opens at one end in the shaft hole at an interval between the claw portions of the comb-shaped ring. And forming one end of the screw part into contact with the comb-shaped ring and fitting to the rotor shaft, and fixing the other end of the screw part to the bearing at a predetermined interval. A lubricating oil flow path is formed in which the lubricating oil that has passed through the bearing in a space formed between the other end of the bearing and the bearing is introduced into a drain oil passage that opens at one end of the shaft hole. Shaft seal device for oil-free screw compressor.

2. The shaft seal device for an oil-free screw compressor according to claim 1, wherein the other end of the screw portion is fixed by a snap ring locked to the inner periphery of the shaft hole.

A ring-shaped main body fitted to the rotor shaft and a spacer having a plurality of claw portions protruding from the outer peripheral edge of the ring-shaped main body in parallel to the axial direction of the rotor shaft through a predetermined interval are provided. The spacer is disposed at a distance between the other end of the threaded portion and the bearing to fix the other end of the threaded portion, and the lubricating oil flow path and the drainage are separated by the distance between the claw portions of the spacer. 2. The shaft seal device for an oil-free screw compressor according to claim 1, wherein the oil passages communicate with each other.

The shaft-sealing device for an oil-free screw compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the comb-shaped ring has a claw portion protruding from both end edges of the ring-shaped main body.