JP5390478B2 - Screw steam machine - Google Patents

Screw steam machine Download PDF

Info

Publication number
JP5390478B2
JP5390478B2 JP2010151067A JP2010151067A JP5390478B2 JP 5390478 B2 JP5390478 B2 JP 5390478B2 JP 2010151067 A JP2010151067 A JP 2010151067A JP 2010151067 A JP2010151067 A JP 2010151067A JP 5390478 B2 JP5390478 B2 JP 5390478B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam
screw
main body
seal member
annular seal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010151067A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012013016A (en
Inventor
英明 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2010151067A priority Critical patent/JP5390478B2/en
Priority to CN201110169256.1A priority patent/CN102373966B/en
Priority to KR1020110064633A priority patent/KR101288688B1/en
Publication of JP2012013016A publication Critical patent/JP2012013016A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5390478B2 publication Critical patent/JP5390478B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C19/00Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/08Axially-movable sealings for working fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Description

本発明は、蒸気を圧縮するまたは蒸気の膨張力を回転力に変換するスクリュ式蒸気機械に関する。   The present invention relates to a screw-type steam machine that compresses steam or converts the expansion force of steam into rotational force.

蒸気を取扱流体とするスクリュ式蒸気機械において、蒸気が充満するロータ室と軸受などの潤滑油室との間は軸封される。ここで、圧縮機などの回転機械に用いられる軸封構造としては、例えば特許文献1・2に記載されたものが知られている。   In a screw-type steam machine using steam as a handling fluid, a shaft is sealed between a rotor chamber filled with steam and a lubricating oil chamber such as a bearing. Here, as a shaft seal structure used for a rotary machine such as a compressor, for example, those described in Patent Documents 1 and 2 are known.

特許文献1には、回転軸とシールリングとの隙間に高圧の液体を押し込み、押し込んだ液体の圧力でリークガスを押し返すという軸封技術が記載されている。また、特許文献2には、回転軸とシールリングとの隙間にシールガスを押し込み、押し込んだシールガスの圧力でリークガスを押し返すという軸封技術が記載されている。   Patent Document 1 describes a shaft sealing technique in which a high-pressure liquid is pushed into a gap between a rotating shaft and a seal ring, and leak gas is pushed back by the pressure of the pushed-in liquid. Patent Document 2 describes a shaft sealing technique in which a seal gas is pushed into a gap between a rotating shaft and a seal ring, and a leak gas is pushed back by the pressure of the pushed seal gas.

特開昭53−81868号公報JP-A-53-81868 特開昭62−124364号公報JP-A-62-124364

特許文献1・2に記載された軸封技術は、いずれも流体でリークガスを押し返すというものである。この軸封技術の場合、押し込む流体の圧力と、取扱流体(被圧縮流体または被膨張流体)の圧力との関係に注意が必要となる。取扱流体の圧力は変化するし、機器仕様によりその圧力は様々である。押し込む流体の圧力が取扱流体の圧力よりも高すぎると、回転軸とシールリングとの隙間を通過する押し込み流体の流量が過大となり問題となることがある。逆に、押し込む流体の圧力が取扱流体の圧力よりも低いと、軸封が不十分となり取扱流体が漏れてしまう。   The shaft sealing techniques described in Patent Documents 1 and 2 both push back leak gas with a fluid. In the case of this shaft seal technology, attention must be paid to the relationship between the pressure of the fluid to be pushed in and the pressure of the handling fluid (compressed fluid or expanded fluid). The pressure of the fluid to be handled varies, and the pressure varies depending on the equipment specifications. If the pressure of the fluid to be pushed in is too higher than the pressure of the fluid to be handled, the flow rate of the pushing fluid passing through the gap between the rotating shaft and the seal ring becomes excessive, which may cause a problem. Conversely, when the pressure of the fluid to be pushed in is lower than the pressure of the handling fluid, the shaft seal becomes insufficient and the handling fluid leaks.

一方、蒸気を取扱流体とするスクリュ式蒸気機械では、リーク蒸気またはその凝縮水が潤滑油室に浸入すると、潤滑油の劣化・軸受の潤滑不良などを招く可能性がある。このため、潤滑油室にリーク蒸気を確実に浸入させないことが必要となる。   On the other hand, in a screw-type steam machine using steam as a handling fluid, if leaked steam or its condensed water enters the lubricating oil chamber, there is a possibility of causing deterioration of the lubricating oil or poor lubrication of the bearing. For this reason, it is necessary to ensure that the leaked steam does not enter the lubricating oil chamber.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、取扱流体である蒸気の圧力に関係なく、潤滑油室へのリーク蒸気の浸入を防止できる軸封構造を備えたスクリュ式蒸気機械を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a screw provided with a shaft seal structure that can prevent leaked steam from entering the lubricating oil chamber irrespective of the pressure of the steam that is the handling fluid. Is to provide a steam machine.

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ロータ室(蒸気室)側から潤滑油室側へ向けて順に第1環状シール部材、第2環状シール部材、第3環状シール部材を配置し、第1環状シール部材と第2環状シール部材との間の第1シール空間に連通する第1孔に凝縮器を取り付けることで、前記課題を解決することができた。この知見に基づき本発明が完成するに至ったのである。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have sequentially made a first annular seal member, a second annular seal member, and a third annular seal member from the rotor chamber (steam chamber) side toward the lubricating oil chamber side. The above problem could be solved by arranging the condenser in the first hole communicating with the first seal space between the first annular seal member and the second annular seal member. Based on this finding, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、ハウジングに形成されたロータ室内に収容され、蒸気を圧縮するまたは蒸気の膨張力を回転力に変換するスクリュロータと、前記ロータ室と、ハウジングに形成された潤滑油室との間に、ロータ室側から潤滑油室側へ向けて順に並んで配置された、第1環状シール部材、第2環状シール部材、および第3環状シール部材と、ハウジングに形成され、前記第1環状シール部材と前記第2環状シール部材との間の第1シール空間に連通する第1孔と、ハウジングに形成され、前記第2環状シール部材と前記第3環状シール部材との間の第2シール空間に連通し、大気開放されている第2孔と、前記第1孔に取り付けられ、ロータ室側から前記第1シール空間へ漏れてきた蒸気を凝縮させる凝縮器と、を備えるスクリュ式蒸気機械である。 That is, the present invention is housed in a rotor chamber formed in a housing and compresses steam or converts the expansion force of steam into rotational force, the rotor chamber, and a lubricating oil chamber formed in the housing. Between the rotor chamber side and the lubricating oil chamber side, the first annular seal member, the second annular seal member, and the third annular seal member, which are arranged in order, are formed on the housing, A first hole communicating with the first seal space between the annular seal member and the second annular seal member, and a second hole formed in the housing between the second annular seal member and the third annular seal member. and communicating the seal space, and a second hole open to the atmosphere, wherein attached to the first hole, screw steam comprising a condenser for condensing the steam leaked to the first seal space from the rotor chamber side, the It is 械.

この構成によると、凝縮器にてリーク蒸気が凝縮することで第1シール空間の圧力が低下し、第1孔を経由して第1シール空間からリーク蒸気が抜ける。これにより、潤滑油室へのリーク蒸気の浸入は防止される。さらには、第1シール空間の圧力は、リーク蒸気が凝縮することで第2シール空間の圧力よりも低下するので、第2シール空間から第1シール空間へ空気が入ろうとする。結果として、当該空気は、潤滑油室側へ第2環状シール部材を超えようとするリーク蒸気を押し返す役割を果たし、これによっても潤滑油室へのリーク蒸気の浸入は防止される。   According to this configuration, the leak steam condenses in the condenser, whereby the pressure in the first seal space decreases, and the leak steam escapes from the first seal space via the first hole. This prevents leakage steam from entering the lubricating oil chamber. Furthermore, since the pressure in the first seal space is lower than the pressure in the second seal space due to condensation of leak vapor, air tends to enter the first seal space from the second seal space. As a result, the air plays the role of pushing back the leaked steam that tends to exceed the second annular seal member toward the lubricating oil chamber, and this also prevents the leaked steam from entering the lubricating oil chamber.

なお、仮に、凝縮器の能力が大きすぎた場合には、リーク蒸気の抜け量が大きくなるだけであって、スクリュ式蒸気機械の他の部分に悪影響をおよぼすことはない。すなわち、凝縮器の能力(凝縮能力)にある程度余裕を持たせておけば、取扱流体である蒸気の圧力に関係なく、潤滑油室へのリーク蒸気の浸入を確実に防止できる。   If the capacity of the condenser is too large, only the amount of leaked steam is increased, and the other parts of the screw-type steam machine are not adversely affected. That is, if the condenser capacity (condensation capacity) is provided with a certain margin, it is possible to reliably prevent the leakage steam from entering the lubricating oil chamber regardless of the pressure of the steam that is the handled fluid.

また本発明において、前記凝縮器は、蒸気が供給される本体容器と、当該本体容器内に設置される冷媒管とを有し、前記本体容器の排出口に排水トラップが取り付けられていることが好ましい。   In the present invention, the condenser has a main body container to which steam is supplied and a refrigerant pipe installed in the main body container, and a drain trap is attached to an outlet of the main body container. preferable.

この構成によると、本体容器に凝縮水が溜まり、この溜まった凝縮水により外部から第1孔へ空気が流入することを防止できる。その結果、第1シール空間をより低圧にすることができる。また、凝縮水のみが凝縮器から排出されるため、リーク蒸気の処理が不要となる。   According to this configuration, condensed water is accumulated in the main body container, and air can be prevented from flowing into the first hole from the outside due to the accumulated condensed water. As a result, the first seal space can be at a lower pressure. Moreover, since only the condensed water is discharged from the condenser, the treatment of the leaked steam becomes unnecessary.

さらに本発明において、前記凝縮器は、冷媒が供給される本体容器と、当該本体容器内に設置される蒸気管とを有し、蒸気およびその凝縮水を吸引するエゼクタが前記蒸気管の排出口に取り付けられていることが好ましい。   Further, in the present invention, the condenser has a main body container to which a refrigerant is supplied and a steam pipe installed in the main body container, and an ejector for sucking the steam and the condensed water is an outlet of the steam pipe. It is preferable that it is attached to.

この構成によると、蒸気およびその凝縮水をエゼクタで強制吸引することにより、第1シール空間をより低圧にすることができる。また、凝縮器の本体容器内の液面管理は特に不要となる。さらには、凝縮器の本体容器内の液面変動を特に気にする必要がないので、本体容器の容量を小さくでき、すなわち、コンパクトな凝縮器とすることができる。   According to this configuration, the first seal space can be set to a lower pressure by forcibly sucking the steam and its condensed water with the ejector. Moreover, the liquid level management in the main body container of the condenser is not particularly required. Furthermore, since it is not necessary to be particularly concerned about the liquid level fluctuation in the main body container of the condenser, the capacity of the main body container can be reduced, that is, a compact condenser can be obtained.

さらに本発明において、前記第2孔に取り付けられ、前記第2シール空間へ加圧空気を供給する空気供給手段を備えることが好ましい。   Furthermore, in this invention, it is preferable to provide the air supply means attached to the said 2nd hole, and supplying pressurized air to the said 2nd seal space.

この構成によると、第2シール空間の圧力を高めることができる。第2シール空間の圧力が高まることにより、潤滑油室側へ第2環状シール部材を超えようとするリーク蒸気をロータ室側へ押し返そうとする作用がより向上する。   According to this configuration, the pressure in the second seal space can be increased. By increasing the pressure in the second seal space, the action of trying to push back the leaked steam that attempts to exceed the second annular seal member toward the lubricating oil chamber side is further improved.

本発明によれば、蒸気を取扱流体とするスクリュ式蒸気機械において、蒸気の圧力に関係なく、その潤滑油室へのリーク蒸気の浸入を防止することができる。   According to the present invention, in a screw-type steam machine using steam as a handling fluid, it is possible to prevent leakage steam from entering the lubricating oil chamber regardless of the pressure of the steam.

本発明の第1実施形態に係るスクリュ式蒸気圧縮機を示す側断面図である。It is a sectional side view showing the screw type steam compressor concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係るスクリュ式蒸気圧縮機の一部を示す詳細側断面図である。It is a detailed sectional side view which shows a part of screw-type steam compressor which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るスクリュ式蒸気圧縮機の一部を示す詳細側断面図である。It is a detailed sectional side view which shows a part of screw-type steam compressor which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、蒸気を圧縮するスクリュ式蒸気圧縮機に本発明に係る軸封構造を適用した例を示しているが、本発明に係る軸封構造は、蒸気の膨張力を回転力に変換するスクリュ式蒸気膨張機(スクリュエキスパンダ)にも適用することができる。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an example in which the shaft seal structure according to the present invention is applied to a screw-type steam compressor that compresses steam is shown. However, the shaft seal structure according to the present invention converts the expansion force of steam into rotational force. The present invention can also be applied to a screw type steam expander (screw expander).

(第1実施形態)
図1に示すように、スクリュ式蒸気圧縮機1は、雌雄一対のスクリュロータ3と、スクリュロータ3の一方のロータ(雄ロータ)と同軸に設けられたロータ軸4と、ロータ軸4を回転させるモータ(不図示)と、を有する。スクリュロータ3は、ハウジング2に形成されたロータ室5に収容されている。ハウジング2には、ロータ室5に圧縮すべき蒸気を供給する吸込流路13と、スクリュロータ3によってロータ室5内で圧縮された蒸気を吐出する吐出流路14が設けられている。吸込流路13から供給された蒸気は、スクリュロータ3により、例えば0.5MPaに圧縮された後、吐出流路14から吐出する。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the screw-type steam compressor 1 includes a pair of male and female screw rotors 3, a rotor shaft 4 provided coaxially with one rotor (male rotor) of the screw rotor 3, and the rotor shaft 4 rotating. A motor (not shown). The screw rotor 3 is accommodated in a rotor chamber 5 formed in the housing 2. The housing 2 is provided with a suction passage 13 for supplying steam to be compressed to the rotor chamber 5 and a discharge passage 14 for discharging the steam compressed in the rotor chamber 5 by the screw rotor 3. The steam supplied from the suction channel 13 is compressed to 0.5 MPa, for example, by the screw rotor 3 and then discharged from the discharge channel 14.

なお、雌雄一対のスクリュロータ3(ダブルロータ)ではなく、1本のスクリュロータ(シングルロータ)を有するスクリュ式蒸気圧縮機であってもよい。   Note that a screw-type steam compressor having one screw rotor (single rotor) may be used instead of the pair of male and female screw rotors 3 (double rotor).

ハウジング2には、潤滑油室23が設けられている。潤滑油室23には、ロータ軸4を支持する軸受10が収容され、潤滑用の油が充填されている。ここで、潤滑油室23とロータ室5との間に形成された空間には、ロータ室5側から潤滑油室23側へ向けて、第1環状シール部材6、第2環状シール部材7、および第3環状シール部材8が順に所定の間隔をあけて配設されている。   The housing 2 is provided with a lubricating oil chamber 23. The lubricating oil chamber 23 accommodates the bearing 10 that supports the rotor shaft 4 and is filled with lubricating oil. Here, in the space formed between the lubricating oil chamber 23 and the rotor chamber 5, the first annular seal member 6, the second annular seal member 7, from the rotor chamber 5 side toward the lubricating oil chamber 23 side, And the 3rd annular seal member 8 is arranged at predetermined intervals in order.

ロータ軸4とハウジング2との間の隙間に配設された上記の第1環状シール部材6、第2環状シール部材7、および第3環状シール部材8により、シール空間が形成される。第1環状シール部材6と第2環状シール部材7との間の空間を第1シール空間11と呼び、第2環状シール部材7と第3環状シール部材8との間の空間を第2シール空間12と呼ぶこととする。   A seal space is formed by the first annular seal member 6, the second annular seal member 7, and the third annular seal member 8 that are disposed in the gap between the rotor shaft 4 and the housing 2. A space between the first annular seal member 6 and the second annular seal member 7 is referred to as a first seal space 11, and a space between the second annular seal member 7 and the third annular seal member 8 is a second seal space. Let's call it 12.

ここで、ロータ室5に最も近い位置に配設される第1環状シール部材6は、非接触式シール部材であることが好ましい。第1環状シール部材6とロータ軸4との隙間には、ロータ室5からの高温のリーク蒸気が浸入しようとするとともに、第1環状シール部材6自体に高温のリーク蒸気があたるからである。第1環状シール部材6として接触式シール部材を用いると、その劣化速度が大きく、短期間でシール機能が落ちてしまうことになる。   Here, the first annular seal member 6 disposed at a position closest to the rotor chamber 5 is preferably a non-contact type seal member. This is because high-temperature leak steam from the rotor chamber 5 tends to enter the gap between the first annular seal member 6 and the rotor shaft 4 and high-temperature leak steam hits the first annular seal member 6 itself. When a contact-type seal member is used as the first annular seal member 6, the deterioration rate is large, and the seal function is reduced in a short period of time.

ロータ室5から最も遠い(潤滑油室23に最も近い)位置に配設される第3環状シール部材8は、接触式シール部材または非接触式シール部材とされる。第1環状シール部材6と第3環状シール部材8との間に設置される第2環状シール部材7は、非接触式シール部材とされる。   The third annular seal member 8 disposed at a position farthest from the rotor chamber 5 (closest to the lubricating oil chamber 23) is a contact-type seal member or a non-contact-type seal member. The second annular seal member 7 installed between the first annular seal member 6 and the third annular seal member 8 is a non-contact type seal member.

非接触式シール部材としては、ラビリンスシール、ビスコシールなどが挙げられる。接触式シール部材としては、リップシール、Oリングなどが挙げられる。第1環状シール部材6、第2環状シール部材7、および第3環状シール部材8は、例えば、それぞれ、ラビリンスシール、ビスコシール、およびリップシールとされる。   Examples of the non-contact seal member include a labyrinth seal and a visco seal. Examples of the contact seal member include a lip seal and an O-ring. The first annular seal member 6, the second annular seal member 7, and the third annular seal member 8 are, for example, a labyrinth seal, a visco seal, and a lip seal, respectively.

また、ハウジング2には、外部と第1シール空間11とを連通させるための第1孔15、および外部と第2シール空間12とを連通させるための第2孔16があけられている。   The housing 2 has a first hole 15 for communicating the outside with the first seal space 11 and a second hole 16 for communicating the outside and the second seal space 12.

図1(b)は、図1(a)のA部詳細図である。図1(b)に示したように、第1シール空間11とは反対側の第1孔15の端部には、配管17を介して凝縮器9が取り付けられている。なお、図1(a)・(b)は、本発明を説明するための模式図であり、実際の製品を図面化したものではない。配管17は、第1孔15と凝縮器9とが配管で接続されていることを示すためのものであり実際の配管をそのまま示すものではない。第2孔16は、大気開放されている。   FIG. 1B is a detailed view of part A in FIG. As shown in FIG. 1B, the condenser 9 is attached to the end of the first hole 15 on the side opposite to the first seal space 11 via a pipe 17. 1A and 1B are schematic views for explaining the present invention, and are not drawings of actual products. The pipe 17 is for showing that the first hole 15 and the condenser 9 are connected by a pipe, and does not show an actual pipe as it is. The second hole 16 is open to the atmosphere.

凝縮器9は、蒸気が供給される本体容器9aと、本体容器9a内に設置された冷媒管9bとを具備してなる。また、本体容器9aの排出口9cには排水トラップ18が取り付けられている。排水トラップ18は、本体容器9aの内部に凝縮水を溜めて、当該凝縮水により、外部(大気空間)と第1シール空間11との間を水封するためのものである。冷媒管9bには、例えば、水が流される。本体容器9aの形状は、例えば、筒状である。   The condenser 9 includes a main body container 9a to which steam is supplied and a refrigerant pipe 9b installed in the main body container 9a. A drain trap 18 is attached to the discharge port 9c of the main body container 9a. The drain trap 18 is for accumulating condensed water inside the main body container 9a and sealing between the outside (atmosphere space) and the first seal space 11 with the condensed water. For example, water flows through the refrigerant pipe 9b. The main body container 9a has a cylindrical shape, for example.

(軸封原理)
スクリュロータ3によりロータ室5内で圧縮された高温の蒸気の一部は、ロータ軸4と第1環状シール部材6との間の隙間から第1シール空間11に漏れる。第1シール空間11に漏れたリーク蒸気(漏れ蒸気)は、第1孔15および配管17を経由して凝縮器9の本体容器9aに流れ込む。このリーク蒸気は、冷媒管9bを流れる水により冷却されて凝縮する。リーク蒸気が凝縮することで、その体積が激減し、その結果、第1シール空間11の圧力が大気圧以下に低下する。これにより、ロータ軸4と第1環状シール部材6との間の隙間から漏れてくるリーク蒸気は、第1シール空間11から凝縮器9の本体容器9aへ第1孔を経由して抜ける。結果として、潤滑油室23へのリーク蒸気の浸入は防止される。また、第1シール空間11の圧力が大気圧以下に低下するので、大気圧に管理されている第2シール空間12から第1シール空間11へ空気が入ってくる。当該空気は、ロータ軸4と第2環状シール部材7との間の隙間から潤滑油室23側へ漏れようとするリーク蒸気を押し返す役割を果たし、これによっても潤滑油室23へのリーク蒸気の浸入は防止される。
(Shaft seal principle)
A part of the high-temperature steam compressed in the rotor chamber 5 by the screw rotor 3 leaks into the first seal space 11 from the gap between the rotor shaft 4 and the first annular seal member 6. The leaked steam (leaked steam) leaked into the first seal space 11 flows into the main body container 9 a of the condenser 9 through the first hole 15 and the pipe 17. The leaked vapor is cooled and condensed by water flowing through the refrigerant pipe 9b. By condensing the leaked vapor, its volume is drastically reduced, and as a result, the pressure in the first seal space 11 is reduced to atmospheric pressure or lower. As a result, leaked steam leaking from the gap between the rotor shaft 4 and the first annular seal member 6 escapes from the first seal space 11 to the main body container 9a of the condenser 9 via the first hole. As a result, intrusion of leaked steam into the lubricating oil chamber 23 is prevented. Further, since the pressure in the first seal space 11 is reduced to the atmospheric pressure or lower, air enters the first seal space 11 from the second seal space 12 that is controlled to the atmospheric pressure. The air plays a role of pushing back the leaked steam that tries to leak from the gap between the rotor shaft 4 and the second annular seal member 7 toward the lubricating oil chamber 23, and this also causes the leaked steam to enter the lubricating oil chamber 23. Intrusion is prevented.

また、凝縮器9に排水トラップ18を取り付けている。この排水トラップ18により凝縮器9の本体容器9aに凝縮水が溜まり、この溜まった凝縮水により外部から本体容器9aを介して第1孔15へ空気が流入することを防止できる。その結果、第1シール空間11をより低圧にすることができる。また、排水トラップ18により凝縮水のみが凝縮器9から排出されるため(蒸気ガスとして排出されない)、リーク蒸気の処理が不要となる。   A drain trap 18 is attached to the condenser 9. The drain trap 18 accumulates condensed water in the main body container 9a of the condenser 9, and it is possible to prevent air from flowing into the first hole 15 from the outside through the main body container 9a due to the accumulated condensed water. As a result, the first seal space 11 can be set to a lower pressure. Further, since only the condensed water is discharged from the condenser 9 by the drain trap 18 (not discharged as steam gas), it is not necessary to treat leaked steam.

なお、特許文献1・2に記載されたような軸封流体でリークガスを押し返すという軸封技術においては、押し込む軸封流体の圧力が取扱流体(例えば蒸気)の圧力よりも高すぎると、回転軸とシールリングとの隙間を通過する軸封流体の流量が過大となり問題となることがある。逆に、軸封流体の圧力が取扱流体の圧力よりも低いと、軸封が不十分となり取扱流体が漏れてしまう。しかしながら、本発明の場合、仮に、凝縮器9の能力(凝縮能力)が大きすぎた場合には、リーク蒸気の抜け量が大きくなるだけであって、スクリュ式蒸気圧縮機の他の部分に悪影響をおよぼすことはない。すなわち、凝縮器9の能力(凝縮能力)にある程度余裕を持たせておけば、取扱流体である蒸気の圧力に関係なく、潤滑油室23へのリーク蒸気の浸入を確実に防止できる。   In the shaft sealing technology in which leak gas is pushed back with a shaft sealing fluid as described in Patent Documents 1 and 2, if the pressure of the shaft sealing fluid to be pushed in is too higher than the pressure of the handling fluid (for example, steam), the rotating shaft The flow rate of the shaft seal fluid that passes through the gap between the seal ring and the seal ring becomes excessive, which may cause a problem. Conversely, if the pressure of the shaft seal fluid is lower than the pressure of the handling fluid, the shaft seal becomes insufficient and the handling fluid leaks. However, in the case of the present invention, if the capacity (condensation capacity) of the condenser 9 is too large, only the amount of leaked steam is increased, which adversely affects other parts of the screw-type steam compressor. Will not be affected. That is, if the capacity of the condenser 9 (condensing capacity) is given a certain margin, it is possible to reliably prevent the leakage steam from entering the lubricating oil chamber 23 regardless of the pressure of the steam that is the handled fluid.

(第2実施形態)
図2を参照しつつ、第2実施形態のスクリュ式蒸気圧縮機201について説明する。第2実施形態のスクリュ式蒸気圧縮機201と、第1実施形態のスクリュ式蒸気圧縮機1との相違点は、凝縮器の構造、および第2実施形態では排水トラップ18ではなくエゼクタ22を用いている点である。第2実施形態では、リーク蒸気およびその凝縮水をエゼクタ22で強制吸引している。
(Second Embodiment)
A screw-type steam compressor 201 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The difference between the screw-type steam compressor 201 of the second embodiment and the screw-type steam compressor 1 of the first embodiment is that the structure of the condenser and the ejector 22 instead of the drain trap 18 are used in the second embodiment. It is a point. In the second embodiment, leak steam and its condensed water are forcibly sucked by the ejector 22.

図2に示すように、配管17を介して第1孔15に取り付けられた凝縮器20は、冷媒が供給される本体容器20aと、本体容器20a内に設置された蒸気管20bとを具備してなる。本体容器20aに供給される冷媒は、例えば、水であり、本体容器20aの形状は、例えば、筒状である。本体容器20a内の蒸気管20bは配管17に連通しており、その排出口は配管21を介してエゼクタ22に取り付けられている。   As shown in FIG. 2, the condenser 20 attached to the first hole 15 via the pipe 17 includes a main body container 20a to which a refrigerant is supplied, and a steam pipe 20b installed in the main body container 20a. It becomes. The refrigerant supplied to the main body container 20a is, for example, water, and the main body container 20a has a cylindrical shape, for example. The steam pipe 20 b in the main body container 20 a communicates with the pipe 17, and the discharge port is attached to the ejector 22 through the pipe 21.

なお、配管17、蒸気管20b、および配管21が上流側からこの順で接続されており、配管17と本体容器20aとは連通しておらず、同様に、本体容器20aと配管21とは連通していない。第2孔16は、第1実施形態と同様に大気開放されている。   Note that the pipe 17, the steam pipe 20b, and the pipe 21 are connected in this order from the upstream side, and the pipe 17 and the main body container 20a are not in communication. Similarly, the main body container 20a and the pipe 21 are in communication. Not done. The second hole 16 is open to the atmosphere as in the first embodiment.

エゼクタ22は、本体22aと、先端が本体22aに挿入されたノズル22bとを具備してなる。本体22aは、例えば、筒状である。空気、水などの流体がノズル22bの先端から本体22a内に噴出するように構成されている。ノズル22bの先端から噴出する流体により本体22a内が負圧となり、リーク蒸気およびその凝縮水は強制吸引される。   The ejector 22 includes a main body 22a and a nozzle 22b having a tip inserted into the main body 22a. The main body 22a has a cylindrical shape, for example. A fluid such as air or water is configured to be ejected from the tip of the nozzle 22b into the main body 22a. The inside of the main body 22a becomes negative pressure by the fluid ejected from the tip of the nozzle 22b, and the leaked steam and its condensed water are forcibly sucked.

本実施形態によると、リーク蒸気およびその凝縮水をエゼクタ22で強制吸引することにより、第1シール空間11をより低圧にすることができる。また、第1実施形態では、水封のため凝縮器9の本体容器9a内の液面レベルを管理する必要があるが、本実施形態の場合、エゼクタ22による強制吸引の方法をとっているため、水封不要である。すなわち、凝縮器20内の液面管理は不要である。また、本実施形態の場合、第1実施形態のように凝縮器の本体容器内の液面変動を特に気にする必要がないので、本体容器20aの容量を小さくでき、コンパクトな凝縮器20とすることができる。   According to the present embodiment, the first seal space 11 can be set to a lower pressure by forcibly sucking the leaked steam and its condensed water with the ejector 22. Further, in the first embodiment, it is necessary to manage the liquid level in the main body container 9a of the condenser 9 for water sealing, but in the case of this embodiment, the method of forced suction by the ejector 22 is used. , No water seal required. That is, liquid level management in the condenser 20 is not necessary. Further, in the case of the present embodiment, unlike the first embodiment, since there is no need to be particularly concerned about the liquid level fluctuation in the main body container of the condenser, the capacity of the main body container 20a can be reduced, and the compact condenser 20 and can do.

(第3実施形態)
図3を参照しつつ、第3実施形態のスクリュ式蒸気圧縮機301について説明する。本実施形態のスクリュ式蒸気圧縮機301は、第1実施形態のスクリュ式蒸気圧縮機1のハウジング2に設けられた第2孔16に空気供給手段19を取り付けたものである。
(Third embodiment)
A screw-type steam compressor 301 according to a third embodiment will be described with reference to FIG. The screw-type steam compressor 301 of this embodiment has an air supply means 19 attached to the second hole 16 provided in the housing 2 of the screw-type steam compressor 1 of the first embodiment.

空気供給手段19は、空気管18と、空気管18に取り付けたレギュレータ19とを具備してなる。レギュレータ19は、減圧弁・ミストセパレータ・フィルターなどからなる。図示を省略する空気圧縮機からの空気を空気供給手段19により第2孔16を介して第2シール空間12に供給するように構成している。空気供給手段19からの空気により、第2シール空間12にわずかに圧力を立てることで、ロータ軸4と第2環状シール部材7との間の隙間から潤滑油室23側へ漏れようとするリーク蒸気を押し返す。本実施形態によると、潤滑油室23側へ第2環状シール部材7を超えようとするリーク蒸気をロータ室5側へ押し返そうとする作用が第1実施形態の場合(第2孔16を大気開放している場合)よりも向上する。   The air supply means 19 includes an air pipe 18 and a regulator 19 attached to the air pipe 18. The regulator 19 includes a pressure reducing valve, a mist separator, a filter, and the like. Air from an air compressor (not shown) is supplied to the second seal space 12 by the air supply means 19 through the second hole 16. Leak that tries to leak from the gap between the rotor shaft 4 and the second annular seal member 7 to the lubricating oil chamber 23 side by slightly raising the pressure in the second seal space 12 by the air from the air supply means 19. Push steam back. According to the present embodiment, when the action of trying to push back the leaked steam that attempts to exceed the second annular seal member 7 toward the lubricating oil chamber 23 is returned to the rotor chamber 5 side (the second hole 16 is It is better than when the atmosphere is open.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. .

1:スクリュ式蒸気圧縮機
2:ハウジング
3:スクリュロータ
4:ロータ軸
5:ロータ室
6:第1環状シール部材
7:第2環状シール部材
8:第3環状シール部材
9:凝縮器
11:第1シール空間
12:第2シール空間
15:第1孔
16:第2孔
18:排水トラップ
23:潤滑油室
1: screw type steam compressor 2: housing 3: screw rotor 4: rotor shaft 5: rotor chamber 6: first annular seal member 7: second annular seal member 8: third annular seal member 9: condenser 11: first 1 seal space 12: second seal space 15: first hole 16: second hole 18: drainage trap 23: lubricating oil chamber

Claims (4)

ハウジングに形成されたロータ室内に収容され、蒸気を圧縮するまたは蒸気の膨張力を回転力に変換するスクリュロータと、
前記ロータ室と、ハウジングに形成された潤滑油室との間に、ロータ室側から潤滑油室側へ向けて順に並んで配置された、第1環状シール部材、第2環状シール部材、および第3環状シール部材と、
ハウジングに形成され、前記第1環状シール部材と前記第2環状シール部材との間の第1シール空間に連通する第1孔と、
ハウジングに形成され、前記第2環状シール部材と前記第3環状シール部材との間の第2シール空間に連通し、大気開放されている第2孔と、
前記第1孔に取り付けられ、ロータ室側から前記第1シール空間へ漏れてきた蒸気を凝縮させる凝縮器と、
を備える、スクリュ式蒸気機械。
A screw rotor housed in a rotor chamber formed in the housing and compressing the steam or converting the expansion force of the steam into a rotational force;
A first annular seal member, a second annular seal member, and Three annular seal members;
A first hole formed in the housing and communicating with a first seal space between the first annular seal member and the second annular seal member;
Formed in the housing, and communicates with the second seal a space between the third annular sealing member and the second annular sealing member, and a second hole that has been opened to the atmosphere,
A condenser attached to the first hole for condensing steam leaked from the rotor chamber side to the first seal space;
A screw-type steam machine.
請求項1に記載のスクリュ式蒸気機械において、
前記凝縮器は、蒸気が供給される本体容器と、当該本体容器内に設置される冷媒管とを有し、
前記本体容器の排出口に排水トラップが取り付けられていることを特徴とする、スクリュ式蒸気機械。
The screw-type steam machine according to claim 1,
The condenser has a main body container to which steam is supplied, and a refrigerant pipe installed in the main body container,
A screw-type steam machine, wherein a drain trap is attached to an outlet of the main body container.
請求項1に記載のスクリュ式蒸気機械において、
前記凝縮器は、冷媒が供給される本体容器と、当該本体容器内に設置される蒸気管とを有し、
蒸気およびその凝縮水を吸引するエゼクタが前記蒸気管の排出口に取り付けられていることを特徴とする、スクリュ式蒸気機械。
The screw-type steam machine according to claim 1,
The condenser has a main body container to which a refrigerant is supplied, and a steam pipe installed in the main body container,
A screw-type steam machine, wherein an ejector for sucking steam and its condensed water is attached to an outlet of the steam pipe.
請求項1〜3のいずれかに記載のスクリュ式蒸気機械において、
前記第2孔に取り付けられ、前記第2シール空間へ加圧空気を供給する空気供給手段を備えることを特徴とする、スクリュ式蒸気機械。
The screw-type steam machine according to any one of claims 1 to 3,
A screw-type steam machine comprising an air supply means attached to the second hole and configured to supply pressurized air to the second seal space.
JP2010151067A 2010-07-01 2010-07-01 Screw steam machine Active JP5390478B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010151067A JP5390478B2 (en) 2010-07-01 2010-07-01 Screw steam machine
CN201110169256.1A CN102373966B (en) 2010-07-01 2011-06-17 Screw-type Steam Machine
KR1020110064633A KR101288688B1 (en) 2010-07-01 2011-06-30 Screw-type steam machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010151067A JP5390478B2 (en) 2010-07-01 2010-07-01 Screw steam machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012013016A JP2012013016A (en) 2012-01-19
JP5390478B2 true JP5390478B2 (en) 2014-01-15

Family

ID=45599734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010151067A Active JP5390478B2 (en) 2010-07-01 2010-07-01 Screw steam machine

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5390478B2 (en)
KR (1) KR101288688B1 (en)
CN (1) CN102373966B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150360971A1 (en) * 2014-06-17 2015-12-17 James W. Schleiffarth Concentrator and Crystallizer Evaporation System

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015031182A (en) * 2013-08-01 2015-02-16 株式会社テイエルブイ Steam compressor
CN103603803B (en) * 2013-12-09 2016-03-02 济南海屹流体技术有限公司 A kind of water vapor screw compressor shaft seal structure
US10451061B2 (en) * 2016-05-06 2019-10-22 Ingersoll-Rand Company Compressor having non-contact and contact seals
CN109404282B (en) * 2018-12-19 2020-09-04 苏州通润驱动设备股份有限公司 Shaft seal structure of screw steam compressor and monitoring system thereof
CN109595169B (en) * 2019-01-14 2019-12-13 冰轮环境技术股份有限公司 sealing mechanism of oil-free screw compressor and control method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4451046A (en) * 1982-10-20 1984-05-29 Dresser Industries, Inc. Apparatus for sealing between a shaft and housing with multiple land members and seal members
FR2569780B1 (en) * 1984-08-30 1989-03-31 Worthington Turbodyne SEALING AND PRESSURIZATION METHOD AND DEVICE FOR OIL-FREE AIR COMPRESSOR SHAFT OUTLETS
JPH048893A (en) * 1990-04-25 1992-01-13 Hitachi Ltd Oil cooler for oiling type screw compressor
DE4310740A1 (en) * 1993-04-01 1994-10-06 Knorr Bremse Ag Screw compressor, especially for intermittent operation
JP2000045991A (en) * 1998-07-30 2000-02-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Refrigerant lubricating system for refrigerator compressor
JP2003097487A (en) * 2001-09-25 2003-04-03 Hitachi Ltd Centrifugal compressor
JP2009162129A (en) * 2008-01-08 2009-07-23 Kobe Steel Ltd Screw compressor
JP5348924B2 (en) * 2008-04-09 2013-11-20 株式会社神戸製鋼所 Screw fluid machine
JP5197157B2 (en) * 2008-05-27 2013-05-15 株式会社神戸製鋼所 Screw fluid machine
JP4365443B1 (en) * 2008-07-29 2009-11-18 株式会社神戸製鋼所 Oil-free screw compressor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150360971A1 (en) * 2014-06-17 2015-12-17 James W. Schleiffarth Concentrator and Crystallizer Evaporation System
US11649174B2 (en) * 2014-06-17 2023-05-16 James W. Schleiffarth Concentrator and crystallizer evaporation system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120002936A (en) 2012-01-09
KR101288688B1 (en) 2013-07-22
CN102373966B (en) 2014-08-13
JP2012013016A (en) 2012-01-19
CN102373966A (en) 2012-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5390478B2 (en) Screw steam machine
JP4810503B2 (en) Horizontal type bulk oil separator and reservoir
JP5714945B2 (en) Water jet screw compressor
JP4081274B2 (en) Screw compressor into which water is injected
JP2007132243A (en) Screw compressor
KR101220665B1 (en) Vapor compressor
CN108036184A (en) A kind of anti-leak lubricating oil supplies of power set
CN104100529A (en) Water Lubricated Screw Compressor
TWI537471B (en) Compressor and oil supply method thereof
JPH0758074B2 (en) Oil-free screw compressor device
JP2011202817A (en) Refrigerating cycle device
JP2009250170A (en) Screw fluid machine
JP2011163205A (en) Compression device
JP2015004306A (en) Oil cooling type screw compressor
CN102748296A (en) Anti-oil back streaming structure of vacuum pump
JP2007247971A (en) Wastewater treatment apparatus
JP5680519B2 (en) Water jet screw compressor
US6375443B1 (en) Screw rotor type wet vacuum pump
CN102562597B (en) Liquid impact prevention device for liquid injection cooling type single screw compressor
JP5611929B2 (en) Fluid rotating machine
KR100550490B1 (en) In-line oil separator
CN207568831U (en) The anti-strong lubrication magnetic force sliding-vane pump of evacuation
KR102276365B1 (en) Reciprocating fluid compressing apparatus and method
CN201714681U (en) Combined type self sucking pump
JP2020007982A (en) Two-stage screw fluid machine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121001

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130716

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130718

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130903

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131008

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131010

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5390478

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350