JPH0769022B2 - Shaft seal device for oil-free compressor - Google Patents

Shaft seal device for oil-free compressor

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JPH0769022B2
JPH0769022B2 JP3104166A JP10416691A JPH0769022B2 JP H0769022 B2 JPH0769022 B2 JP H0769022B2 JP 3104166 A JP3104166 A JP 3104166A JP 10416691 A JP10416691 A JP 10416691A JP H0769022 B2 JPH0769022 B2 JP H0769022B2
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JP
Japan
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flow path
flow
seal
gas
opening
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省二 吉村
秀明 東後
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮ガスが例えば毒性
がある等有害である場合に好適な無給油式圧縮機の軸封
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shaft seal device for an oilless compressor, which is suitable when the compressed gas is harmful such as toxic.

【0002】[0002]

【従来の技術】 従来、無給油式圧縮機の軸封装置とし
てカーボンリングシールが一般的に使用されている。こ
れはフローティングシールであり、軸との間の隙間が小
さ過ぎると軸と接触することになるため、大きな隙間を
必要とする。このため、圧縮ガスが軸封部から機外に漏
洩するのを防止するのに軸封部に多量のシールガス
(例; N2等の不活性ガス)を供給しており、その消費
量が大きくなるという欠点がある。これに対して、シー
ル面間の隙間を小さくしてシールガスの消費量を少なく
することができ、またメカニカルシールのように潤滑油
を使用しないために圧縮ガスへの油の混入はなく無給油
式圧縮機の特性を損わないという点では固定環と回転環
からなる非接触シール(構造については後述する)が優
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a carbon ring seal has been generally used as a shaft sealing device for an oilless compressor. This is a floating seal, and if the gap between the shaft and the shaft is too small, it will come into contact with the shaft, and thus a large gap is required. Therefore, in order to prevent the compressed gas from leaking out of the machine from the shaft seal part, a large amount of seal gas (eg, an inert gas such as N 2 ) is supplied to the shaft seal part, and the consumption amount is It has the drawback of becoming large. On the other hand, it is possible to reduce the amount of seal gas consumption by reducing the gap between the seal surfaces, and because no lubricating oil is used unlike mechanical seals, there is no mixing of oil in the compressed gas and there is no lubrication. A non-contact seal (structure will be described later) composed of a fixed ring and a rotary ring is excellent in that the characteristics of the compressor are not impaired.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記非接触シールの場
合、上記固定環と回転環のシール面間の隙間が小さく、
シールガスの消費量を少なくすることができる反面、シ
ールガス流路も小さいため、詰まりが生じ易く、接触摩
擦によりシール面を破損してガス洩れを起し易いという
問題がある。本発明は、斯る従来の問題点を課題として
なされたもので、シールガス量を少なくするとともに、
圧縮ガスの漏洩およびシールガス切れによるシール面の
焼付防止を可能とした無給油式圧縮機の軸封装置を提供
しようとするものである。
In the case of the non-contact seal, the gap between the seal surfaces of the fixed ring and the rotary ring is small,
Although the consumption of the sealing gas can be reduced, the sealing gas flow path is also small, so that there is a problem that clogging easily occurs and the sealing surface is easily damaged due to contact friction to cause gas leakage. The present invention has been made to solve the above conventional problems, and reduces the amount of seal gas,
An object of the present invention is to provide a shaft seal device for an oil-free compressor capable of preventing seizure of a seal surface due to leakage of compressed gas and lack of seal gas.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第1発明は、ロータ室と軸受部との間に位置し、固
定環と回転環とからなる非接触シールと、シールガス供
給源より圧力調節弁,流量計を経て上記固定環側のシー
ルガス流通路である第1ガス孔に至る第1流路と、上記
回転環側のシールガス流通路である第2ガス孔より、上
記流量計による検出値が予め設定した上,下限値の範囲
内である場合にのみ上記流量計からの信号により流路を
開く流路開閉手段を経て戻し流路に至る第2流路と、上
記流量計による検出値が上記上,下限値の範囲外である
異常時の場合にのみ上記流量計からの信号により流路を
開く流路開閉手段を介して上記第2流路に連通させる第
1流路から分岐した第3流路と、上記第1流路,第2流
路間の差圧に基づいて上記圧力調節弁の開度を調節する
開度調節手段とから形成した。
In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is to provide a non-contact seal which is located between a rotor chamber and a bearing portion and which includes a fixed ring and a rotary ring, and a seal gas supply. A first flow path from a source to a first gas hole which is a seal gas flow passage on the fixed ring side through a pressure control valve and a flow meter; and a second gas hole which is a seal gas flow passage on the rotary ring side. A second flow path reaching a return flow path through a flow path opening / closing means that opens a flow path by a signal from the flow meter only when a value detected by the flow meter is preset and within a range of a lower limit value, A case in which the second flow path is communicated with the second flow path through a flow path opening / closing means that opens a flow path by a signal from the flow meter only when the detected value by the flow meter is out of the upper and lower limit ranges Based on the pressure difference between the third flow path branched from one flow path and the first flow path and the second flow path Te formed from the opening adjustment means for adjusting the degree of opening of the pressure regulating valve.

【0005】また、第2発明は、上記第1流路をアキュ
ムレータにも連通するように形成した。
In the second invention, the first flow path is formed so as to communicate with the accumulator.

【0006】さらに、第3発明は、ロータ室と軸受部と
の間に位置し、固定環と回転環とからなる非接触シール
と、シールガス供給源より圧力調節弁,流量計を経て上
記固定環側のシールガス流通路である第1ガス孔に至る
第1流路と、上記シ−ルガス流通路からガス供給が正常
になされている場合には、上記回転環側のシールガス流
通路である第2ガス孔より、上記流量計による検出値が
予め設定した上,下限値の範囲内である場合にのみ上記
流量計からの信号により流路を開く流路開閉手段を経て
戻し流路に至る第2流路と、同じく上記正常になされて
いる場合には、上記流量計による検出値が上記上,下限
値の範囲外である異常時の場合にのみ上記流量計からの
信号により流路を開く流路開閉手段を介して上記第2流
路に連通させる第1流路から分岐した第3流路と、同じ
く上記正常になされている場合には、上記第1流路,第
2流路間の差圧に基づいて上記圧力調節弁の開度を調節
する開度調節手段と、上記シ−ルガス流通路に圧力検出
可能に設けられ、検出圧力が予め定めた設定値よりも低
い上記正常になされている場合以外の場合には上記戻し
流路と第2流路とを連通させるように上記流路開閉手段
の流路を強制的に切換えさせ、その他の場合には上記正
常になされている場合の運転に切換えさせる圧力スイッ
チとから形成した。
Further, in the third aspect of the invention, the non-contact seal, which is located between the rotor chamber and the bearing portion and comprises a fixed ring and a rotary ring, and a seal gas supply source, a pressure control valve and a flow meter, are used to fix the above. In the case where gas is normally supplied from the first flow path to the first gas hole which is the seal gas flow path on the ring side and the seal gas flow path, the seal gas flow path on the rotary ring side is used. From a certain second gas hole, the detection value by the flow meter is preset, and only when the value is within the lower limit, the flow path is opened by the signal from the flow meter to the return flow path through the flow path opening / closing means. Similarly to the second flow path leading up to the second flow path, the flow path is generated by the signal from the flow meter only when there is an abnormality in which the detected value by the flow meter is outside the upper and lower limit values. Communicating with the second flow path through flow path opening / closing means for opening An opening for adjusting the opening degree of the pressure control valve based on the differential pressure between the third flow path branched from the flow path and the third flow path and the above-described first flow path and the second flow path when the normal operation is performed. And a return flow passage and a second flow, provided in the seal gas flow passage so that pressure can be detected and the detected pressure is lower than a preset value. And a pressure switch for forcibly switching the flow path of the flow path opening / closing means so as to communicate with the path, and for switching to the normal operation in other cases.

【0007】[0007]

【作用】第1発明のように構成することにより、シール
ガス流路に詰まりが生じた場合、或はシール面が破損し
た場合等の異常時でも、それを検出して、非接触シール
の回転環側の第2ガス孔にシールガスを供給するように
なり、圧縮ガスの機外への漏洩はなくなる。また、第2
発明のように構成することにより、第1発明における作
用に加えて、上記異常時にシールガスを供給するシール
ガス供給源の容量が十分大きくない場合でも、アキュム
レータより十分なシールガスを供給できるようになる。
さらに、第3発明のように構成することにより、第1発
明における作用に加えて、装置起動の際、シ−ルガスの
導入開始時に流量計による検出圧力が予め定めた設定値
以下の場合でも、第1流路から非接触シ−ルを経て第2
流路へとシ−ルガスを流して上記流量計による検出圧力
を上昇させて円滑に正常運転に移行するようになる。
According to the first aspect of the invention, the rotation of the non-contact seal can be detected even when there is an abnormality such as clogging of the seal gas passage or damage to the seal surface. The seal gas is supplied to the second gas hole on the ring side, and the compressed gas does not leak out of the machine. Also, the second
With the configuration of the invention, in addition to the function of the first invention, it is possible to supply sufficient seal gas from the accumulator even when the capacity of the seal gas supply source that supplies the seal gas at the time of the above abnormality is not sufficiently large. Become.
Further, by configuring as in the third aspect of the invention, in addition to the function of the first aspect of the invention, even when the pressure detected by the flow meter at the start of introduction of the seal gas at the time of starting the apparatus is less than or equal to a predetermined set value, From the first channel through the non-contact seal to the second channel
The seal gas is caused to flow into the flow path to increase the pressure detected by the flow meter to smoothly shift to normal operation.

【0008】[0008]

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図1,図2は、第1発明に係る軸封装置1を
適用した無給油式スクリュ圧縮機を示し、ケーシング2
内に互いに噛み合う雌雄一対のスクリュロータ3が軸受
4により回転可能に支持してある。また、スクリュロー
タ3と軸受4との間にはカーボンリング等によるシール
5と軸封装置1の一部をなす非接触シール6とが設けて
あり、スクリュロータ3を収納したロータ室7からの圧
縮ガスの機外への漏洩を防ぐように形成してある。非接
触シール6は互いにシール面8,9にて当接する固定環
10と回転環11とからなり、固定環10をロータ軸長
手方向に摺動可能に、かつばね12により回転環11の
シール面8に向けて付勢した状態で、中間部材13を介
してケーシング2に支持させる一方、回転環11をロー
タ軸14と一体回転可能に設けてある。また、ケーシン
グ2および中間部材13に固定環10側のシールガス流
通孔である第1ガス孔15と、ケーシング2に回転環1
1側のシールガス流通孔である第2ガス孔16が穿設し
てあり、この第1ガス孔15を回転環11のシール面8
に連通させる貫通孔17が固定環10内に穿設してあ
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show an oil-free screw compressor to which the shaft sealing device 1 according to the first invention is applied, and a casing 2
A pair of male and female screw rotors 3 that mesh with each other are rotatably supported by bearings 4. Further, a seal 5 such as a carbon ring and a non-contact seal 6 which is a part of the shaft sealing device 1 are provided between the screw rotor 3 and the bearing 4, and a non-contact seal 6 from the rotor chamber 7 accommodating the screw rotor 3 is provided. It is formed to prevent leakage of compressed gas to the outside. The non-contact seal 6 is composed of a fixed ring 10 and a rotating ring 11 that are in contact with each other at sealing surfaces 8 and 9, the fixed ring 10 is slidable in the rotor shaft longitudinal direction, and a sealing surface of the rotating ring 11 is provided by a spring 12. 8 is supported by the casing 2 via the intermediate member 13 while being biased toward 8, while the rotary ring 11 is provided so as to be rotatable integrally with the rotor shaft 14. Further, the casing 2 and the intermediate member 13 are provided with a first gas hole 15 which is a seal gas flow hole on the fixed ring 10 side, and the casing 2 is provided with a rotary ring 1.
A second gas hole 16 which is a seal gas flow hole on the first side is formed, and the first gas hole 15 is formed in the seal surface 8 of the rotary ring 11.
A through hole 17 communicating with the fixed ring 10 is formed in the fixed ring 10.

【0009】一方、図示しないシールガス供給源より圧
力調節弁21,流量計22を経て第1ガス孔15に至る
第1流路23と、第2ガス孔16より三方切換弁24を
経て戻し流路25に至る第2流路26と、この第2流路
26を三方切換弁24を介して第1流路23に連通させ
る第3流路27とが設けてある。ここで、流量計22は
第1流路23内のシールガス流量を検出するとともに、
検出流量が予め設定したシールガス流量の上,下限値の
範囲内である場合には、三方切換弁24のa,bポート
を連通させてシールガスを第1流路23から第2流路2
6を経て戻し流路25に導き、上記検出流量が上記範囲
外である異常時の場合には、三方切換弁24のa,cポ
ートを連通させて、第2流路26を戻し流路25とは遮
断し、第1流路23と連通させて、第2ガス孔16にも
シールガスを供給するようにしたものである。また本実
施例では、この異常時の場合には図1中※印で示す信号
に基づいてアラームを発するとともに圧縮機を停止させ
るように形成してある。
On the other hand, a return flow from a seal gas supply source (not shown) to the first gas hole 15 via the pressure control valve 21 and the flowmeter 22, and a return flow from the second gas hole 16 to the three-way switching valve 24. A second flow path 26 reaching the path 25 and a third flow path 27 that connects the second flow path 26 to the first flow path 23 via the three-way switching valve 24 are provided. Here, the flow meter 22 detects the seal gas flow rate in the first flow path 23, and
When the detected flow rate is within the range of the upper and lower limit values of the preset seal gas flow rate, the ports a and b of the three-way switching valve 24 are made to communicate with each other so that the seal gas flows from the first flow path 23 to the second flow path 2
6 is led to the return flow passage 25, and when the detected flow rate is out of the above range at the time of abnormality, the ports a and c of the three-way switching valve 24 are made to communicate with each other, and the second flow passage 26 is returned to the return flow passage 25. Is shut off, communicated with the first flow path 23, and the seal gas is also supplied to the second gas hole 16. Further, in this embodiment, in the case of this abnormality, an alarm is issued based on the signal indicated by * in FIG. 1 and the compressor is stopped.

【0010】さらに、第1流路23,第2流路26には
両流路間の差圧を検出し、この差圧に基いて圧力調節弁
21の開度を変えて、非接触シール6に供給するシール
ガスの流量を調節する開度調節手段28が設けてある。
以上、非接触シール6,第1流路23,第2流路26,
第3流路27および開度調節手段28から軸封装置1が
なっている。次に、上記構成からなる軸封装置1の動作
について説明する。非接触シール6が、破損、詰まりも
ない正常な状態にあるときには、流量計22によるシー
ルガス流量の検出値は上記上,下限値の範囲内にあり、
流量計22からの信号により三方切換弁24はa,bポ
ートが連通した状態になっている。したがって、第1流
路23より第1ガス孔15を経て供給されるシールガス
は貫通孔17を経てシール面8,9間を通って図2中矢
印にて示すようにロータ室7側に向かって流れ、第2ガ
ス孔16,第2流路26を経て、戻し流路25へ送り出
される。そして、このシールガスの流れにより、シール
面8,9は微小な隙間で、非接触状態に保たれるととも
に、ロータ室7からの圧縮ガスの機外(図中右方)への
漏洩は阻止されている。また、圧縮機の作動中における
シールガス流量の変動に対応して開度調節手段28によ
り圧力調節弁21の開度が変えられ、上記流量が調節さ
れる。
Further, in the first flow path 23 and the second flow path 26, the pressure difference between the two flow paths is detected, and the opening of the pressure control valve 21 is changed based on this pressure difference, and the non-contact seal 6 There is provided an opening degree adjusting means 28 for adjusting the flow rate of the seal gas supplied to the.
As described above, the non-contact seal 6, the first flow path 23, the second flow path 26,
The shaft seal device 1 is composed of the third flow path 27 and the opening degree adjusting means 28. Next, the operation of the shaft sealing device 1 having the above configuration will be described. When the non-contact seal 6 is in a normal state without breakage or clogging, the detected value of the seal gas flow rate by the flow meter 22 is within the upper and lower limit ranges,
A signal from the flow meter 22 causes the three-way switching valve 24 to be in a state where the ports a and b are in communication. Therefore, the seal gas supplied from the first flow path 23 through the first gas hole 15 passes through the through hole 17 and passes between the seal surfaces 8 and 9 toward the rotor chamber 7 side as shown by the arrow in FIG. Flow through the second gas hole 16 and the second flow path 26, and are sent to the return flow path 25. The flow of the seal gas keeps the seal surfaces 8 and 9 in a non-contact state with a minute gap, and prevents the compressed gas from leaking from the rotor chamber 7 to the outside of the machine (right side in the figure). Has been done. Further, the opening degree of the pressure adjusting valve 21 is changed by the opening degree adjusting means 28 in response to the fluctuation of the seal gas flow rate during the operation of the compressor, and the flow rate is adjusted.

【0011】これに対して、例えばシールガス流路の詰
まりが生じると、シールガス流量が低下し、流量計22
による検出値が上記下限値以下となる。また、例えばシ
ール面8,9が破損するとシールガス流量が増大し、上
記検出値は上記上限値を超えることになる。このよう
に、上記検出値が上記上,下限値の範囲外になると、流
量計22からの信号により三方切換弁24のa,bポー
トを遮断して、a,cポートを連通させることにより第
3流路27,第2流路26を経て、第2ガス孔16より
シールガスを供給して、ロータ室7から圧縮ガスが機外
へ漏洩するのを阻止するようになっている。さらに、こ
の場合には、上述したように、流量計22から※印で示
す信号によりアラームを発するとともに、圧縮機を停止
させ、圧縮ガスの漏洩防止の徹底化を図ってある。
On the other hand, for example, when the seal gas flow path is clogged, the flow rate of the seal gas decreases and the flow meter 22
The detected value by is below the above lower limit. Further, for example, when the seal surfaces 8 and 9 are damaged, the flow rate of the seal gas increases, and the detected value exceeds the upper limit value. As described above, when the detected value is out of the upper and lower limit ranges, the signal from the flow meter 22 shuts off the ports a and b of the three-way switching valve 24, and the ports a and c are communicated with each other. The seal gas is supplied from the second gas hole 16 through the third flow path 27 and the second flow path 26 to prevent the compressed gas from leaking out of the machine from the rotor chamber 7. Further, in this case, as described above, the flow meter 22 issues an alarm by the signal indicated by *, and the compressor is stopped to thoroughly prevent the compressed gas from leaking.

【0012】図3は、第2発明に係る軸封装置1aを適
用した無給油式スクリュ圧縮機を示し、図1,図2に示
す装置とは、新たにアキュムレータ29を設けた点を除
き、他は実質的に同一であり、互いに対応する部分には
同一番号を付して説明を省略する。このアキュムレータ
29は第1流路23に連通させて設けてあり、これによ
り上記異常時にシールガスを第2ガス孔16にも供給す
る際に、第1流路23へのシールガス供給源の容量が十
分大きくない場合にも、アキュムレータ29内のシール
ガスで必要量を確保できるようになっている。なお、第
1発明,第2発明において回転環11は自己潤滑性のあ
る材料から形成するのが良く、例えば二硫化モリブデン
を使うか、或はポリテトラフルオロエチレン(PTF
E)コーティングを施すのが好ましい。
FIG. 3 shows an oil-free screw compressor to which the shaft sealing device 1a according to the second aspect of the invention is applied, and is different from the device shown in FIGS. 1 and 2 except that an accumulator 29 is newly provided. The other parts are substantially the same, and the parts corresponding to each other are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The accumulator 29 is provided so as to communicate with the first flow path 23, whereby the capacity of the seal gas supply source to the first flow path 23 when the seal gas is also supplied to the second gas hole 16 at the time of the above abnormality. Even if is not sufficiently large, the required amount can be secured by the seal gas in the accumulator 29. In the first and second inventions, the rotary ring 11 is preferably made of a self-lubricating material, such as molybdenum disulfide, or polytetrafluoroethylene (PTF).
E) It is preferable to apply a coating.

【0013】このように自己潤滑性のある材料を用いる
ことにより、例えば必ずしもシールガスの供給が可能で
あるとは限らない装置据付時でも、ロータを回転させて
運転調節が可能となり、また実運転中でもシールガスの
供給が停止した場合に、ロータ回転の停止までの間にシ
ール面が焼付きを起すのを防止できる。また、圧力調節
弁21の駆動部は図示しない計装ラインの空気を用いた
空気式のものの他、電気式、自力式でもよく、その形式
は問わない。さらに、三方切換弁24に代えて第2流路
26と戻し流路25,第2流路26と第3流路27との
間に二つの二方弁を設けてもよい。その他、第3流路2
7の第1流路23への合流箇所は圧力調節弁21の入側
であってもよい。
By using such a material having self-lubricating property, it becomes possible to adjust the operation by rotating the rotor even when the apparatus is installed in which the supply of the sealing gas is not always possible, and the actual operation is possible. In particular, when the supply of the seal gas is stopped, it is possible to prevent the seal surface from seizing before the rotation of the rotor is stopped. Further, the drive unit of the pressure control valve 21 may be an electric type or a self-powered type in addition to the pneumatic type using air of an instrumentation line (not shown), and its type is not limited. Further, instead of the three-way switching valve 24, two two-way valves may be provided between the second flow passage 26 and the return flow passage 25 and between the second flow passage 26 and the third flow passage 27. In addition, the third channel 2
The merging point of 7 into the first flow path 23 may be the inlet side of the pressure control valve 21.

【0014】図4は、第3発明に係る軸封装置1bを適
用した無給油式スクリュ圧縮機を示し、図1,図2に示
す装置とは、新たに圧力スイッチ30を設けた点を除
き、他は実質的に同一であり、互いに対応する部分には
同一番号を付して説明を省略する。この圧力スイッチ3
0は、第1流路23に圧力検出可能に設けられ、検出圧
力が予め定めた設定値よりも低い場合には戻し流路25
と第2流路26とを連通させるように三方切換弁24の
流路を強制的に切換えさせ、その他の場合、即ち第1流
路23からガス供給がなされている正常な場合には、上
記第1発明と同様の運転に切換えさせるものである。そ
して、装置起動の際、シ−ルガスの導入開始時に流量計
22による検出圧力が上記設定値以下の場合でも、第1
流路23から非接触シ−ル6を経て第2流路26へとシ
−ルガスを流して流量計22による検出圧力を上昇させ
て円滑に正常運転に移行するようにしてある。
FIG. 4 shows an oil-free screw compressor to which the shaft sealing device 1b according to the third invention is applied, and is different from the device shown in FIGS. 1 and 2 except that a pressure switch 30 is newly provided. , And others are substantially the same, and the portions corresponding to each other are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. This pressure switch 3
0 is provided in the first flow path 23 so that pressure can be detected, and if the detected pressure is lower than a preset set value, the return flow path 25
And the second flow path 26 are communicated with each other, the flow path of the three-way switching valve 24 is forcibly switched, and in other cases, that is, when the gas is normally supplied from the first flow path 23, The operation is switched to the same operation as the first invention. Then, even when the pressure detected by the flow meter 22 is equal to or less than the above-mentioned set value at the start of introduction of the seal gas at the time of starting the apparatus, the first
The seal gas is caused to flow from the flow path 23 to the second flow path 26 via the non-contact seal 6 to increase the pressure detected by the flow meter 22 and smoothly shift to normal operation.

【0015】さらに詳説すれば、装置起動前は第1流路
23内のシ−ルガス流は止められており、三方切換弁2
4はa,cポ−トが連通した状態になっている。そし
て、この状態でシ−ルガスを導入すると第1流路23を
流れる前に第3流路27を流れ、第1流路23内を流れ
るシ−ルガス量が少なくなる。この結果、流量計22に
よる検出圧力は予め設定した上,下限値の範囲内に入ら
ず装置の起動ができなくなってしまう虞れがある。この
ように第1流路23内のシ−ルガス流量が少なくなるの
は、第3流路27から非接触シ−ル6に流れたガス圧力
が第1流路23からのシ−ルガスの入口である第1ガス
孔15におけるガス圧力よりも高くなり、第1流路23
からシ−ルガスが流れ難くなるからである。第3発明で
は、斯る不具合をなくすために、装置起動時のように第
1流路23内のガス圧力が設定値よりも低い場合には圧
力スイッチ30により強制的に三方切換弁24をa,b
ポ−ト連通の状態にするようにしてある。そして、斯る
不具合のないシ−ルガスが流れている正常運転状態では
第1発明と同様の運転を行なうようにしてある。この設
定値はできるだけ小さく、0に近いほうが好ましく、こ
のように小さくすることによりシ−ルガス流量を0にす
る直前まで圧縮ガスの機外への漏洩を防止することがで
きる。なお、第3発明においても第2発明と同様にアキ
ュムレータ29を設けて形成してもよい。また、上記各
実施例ではスクリュ式圧縮機について説明したが、本発
明はスクリュ式のものに限るものではない。
More specifically, before starting the apparatus, the seal gas flow in the first flow path 23 is stopped, and the three-way switching valve 2
In No. 4, the a and c ports are in communication with each other. When the seal gas is introduced in this state, the seal gas flows through the third flow path 27 before flowing through the first flow path 23, and the amount of the seal gas flowing through the first flow path 23 decreases. As a result, the pressure detected by the flow meter 22 may not be set within the range of the lower limit value in advance, and the apparatus may not be able to be activated. Thus, the flow rate of the seal gas in the first flow path 23 decreases because the gas pressure flowing from the third flow path 27 to the non-contact seal 6 is the inlet of the seal gas from the first flow path 23. Is higher than the gas pressure in the first gas hole 15 which is
This makes it difficult for the seal gas to flow. In the third aspect of the invention, in order to eliminate such a problem, when the gas pressure in the first flow path 23 is lower than the set value, such as when the apparatus is started, the pressure switch 30 is used to force the three-way switching valve 24 to operate. , B
It is designed to be in port communication. Then, in the normal operation state in which the seal gas without such a defect is flowing, the same operation as that of the first invention is performed. This set value is as small as possible and preferably close to 0. By making the set value small like this, leakage of the compressed gas to the outside of the machine can be prevented until just before the seal gas flow rate is set to 0. Incidentally, also in the third invention, the accumulator 29 may be provided and formed as in the second invention. Further, although the screw type compressor has been described in each of the above embodiments, the present invention is not limited to the screw type compressor.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、第1発
明によれば、ロータ室と軸受部との間に位置し、固定環
と回転環とからなる非接触シールと、シールガス供給源
より圧力調節弁,流量計を経て上記固定環側のシールガ
ス流通路である第1ガス孔に至る第1流路と、上記回転
環側のシールガス流通路である第2ガス孔より、上記流
量計による検出値が予め設定した上,下限値の範囲内で
ある場合にのみ上記流量計からの信号により流路を開く
流路開閉手段を経て戻し流路に至る第2流路と、上記流
量計による検出値が上記上,下限値の範囲外である異常
時の場合にのみ上記流量計からの信号により流路を開く
流路開閉手段を介して上記第2流路に連通させる第1流
路から分岐した第3流路と、上記第1流路,第2流路間
の差圧に基づいて上記圧力調節弁の開度を調節する開度
調節手段とから形成してある。このため、シールガスの
供給量は少なくて済み、万一シールガス流路に詰まりが
生じた場合、或はシール面が破損した場合等の異常時で
も、それを検出して、非接触シールの回転環側の第2ガ
ス孔にシールガスを供給して圧縮ガスの機外への漏洩を
阻止することが可能になるという効果を奏する。
As is apparent from the above description, according to the first aspect of the invention, the non-contact seal, which is located between the rotor chamber and the bearing portion and comprises the fixed ring and the rotary ring, and the seal gas supply source. The first flow path reaching the first gas hole which is the seal gas flow passage on the fixed ring side through the pressure control valve and the flow meter, and the second gas hole which is the seal gas flow passage on the rotary ring side, A second flow path reaching a return flow path through flow path opening / closing means for opening the flow path by a signal from the flow meter only when the value detected by the flow meter is preset and within a range of a lower limit value; A first flow path communicating with the second flow path via a flow path opening / closing means that opens a flow path by a signal from the flow meter only when there is an abnormality in which the detected value by the flow meter is outside the upper and lower limit values Based on the pressure difference between the third flow path branched from the flow path and the first flow path and the second flow path It is formed from the opening adjustment means for adjusting the opening of the serial pressure regulating valve. Therefore, the supply amount of the seal gas is small, and even if the seal gas flow path is clogged, or the seal surface is damaged, it can be detected and the non-contact seal can be detected. It is possible to supply the seal gas to the second gas hole on the rotary ring side and prevent the compressed gas from leaking out of the machine.

【0017】また、第2発明によれば、上記第1流路を
アキュムレータにも連通するように形成してある。この
ため、上記第1発明の効果に加えて、上記異常時にシー
ルガスを供給するシールガス供給源の容量が十分大きく
ない場合でも、アキュムレータより十分なシールガスが
供給でき、圧縮ガスの機外への漏洩阻止の信頼性をより
一層向上させることが可能になるという効果を奏する。
According to the second invention, the first flow path is formed so as to communicate with the accumulator. Therefore, in addition to the effects of the first aspect of the present invention, even if the capacity of the seal gas supply source that supplies the seal gas at the time of the above abnormality is not sufficiently large, sufficient seal gas can be supplied from the accumulator, and the compressed gas is discharged outside the machine. It is possible to further improve the reliability of the leakage prevention of

【0018】さらに、第3発明によれば、ロータ室と軸
受部との間に位置し、固定環と回転環とからなる非接触
シールと、シールガス供給源より圧力調節弁,流量計を
経て上記固定環側のシールガス流通路である第1ガス孔
に至る第1流路と、上記シ−ルガス流通路からガス供給
が正常になされている場合には、上記回転環側のシール
ガス流通路である第2ガス孔より、上記流量計による検
出値が予め設定した上,下限値の範囲内である場合にの
み上記流量計からの信号により流路を開く流路開閉手段
を経て戻し流路に至る第2流路と、同じく上記正常にな
されている場合には、上記流量計による検出値が上記
上,下限値の範囲外である異常時の場合にのみ上記流量
計からの信号により流路を開く流路開閉手段を介して上
記第2流路に連通させる第1流路から分岐した第3流路
と、同じく上記正常になされている場合には、上記第1
流路,第2流路間の差圧に基づいて上記圧力調節弁の開
度を調節する開度調節手段と、上記シ−ルガス流通路に
圧力検出可能に設けられ、検出圧力が予め定めた設定値
よりも低い上記正常になされている場合以外の場合には
上記戻し流路と第2流路とを連通させるように上記流路
開閉手段の流路を強制的に切換えさせ、その他の場合に
は上記正常になされている場合の運転に切換えさせる圧
力スイッチとから形成してある。このため、第1発明に
おける効果に加えて、装置起動の際、シ−ルガスの導入
開始時に流量計による検出圧力が予め定めた設定値以下
の場合でも、第1流路から非接触シ−ルを経て第2流路
へとシ−ルガスを流して上記流量計による検出圧力を上
昇させて円滑に正常運転に移行するようになるという効
果を奏する。
Further, according to the third aspect of the invention, a non-contact seal, which is located between the rotor chamber and the bearing portion and comprises a fixed ring and a rotary ring, a seal gas supply source, a pressure control valve, and a flow meter. When the gas is normally supplied from the first flow path to the first gas hole, which is the seal gas flow passage on the stationary ring side, and the seal gas flow passage, the seal gas flow on the rotary ring side. From the second gas hole, which is a channel, the flow is returned through the flow channel opening / closing means that opens the flow channel by the signal from the flow meter only when the value detected by the flow meter is preset and within the range of the lower limit value. Similarly to the second flow path leading to the passage, if the above-mentioned normal operation is performed, the signal from the flow meter is used only when the detected value by the flow meter is out of the upper and lower limit ranges. The second flow path is connected to the second flow path opening / closing means for opening the flow path. That a third flow path branched from the first flow path, when the same has been made to the normal, the first
An opening adjustment means for adjusting the opening of the pressure control valve based on the differential pressure between the flow passage and the second flow passage, and pressure detection is provided in the seal gas flow passage so that the detected pressure is predetermined. In the case other than the case where the normal operation is performed, which is lower than the set value, the flow path of the flow path opening / closing means is forcibly switched so as to connect the return flow path and the second flow path, and in other cases Is formed of a pressure switch for switching the operation to the normal operation. Therefore, in addition to the effects of the first invention, at the time of starting the apparatus, even if the pressure detected by the flow meter at the start of introduction of the seal gas is equal to or lower than a predetermined set value, the non-contact seal from the first flow path. After that, the seal gas is caused to flow into the second flow path to increase the pressure detected by the flow meter, and the normal operation is smoothly performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 第1発明に係る軸封装置を適用した無給油式
スクリュ圧縮機のシールガス流路および流路制御系統図
である。
FIG. 1 is a seal gas flow channel and flow channel control system diagram of an oil-free screw compressor to which a shaft sealing device according to a first aspect of the invention is applied.

【図2】 上記圧縮機の部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the compressor.

【図3】 第2発明に係る軸封装置を適用した無給油式
スクリュ圧縮機のシールガス流路および流路制御系統図
である。
FIG. 3 is a seal gas flow path and flow path control system diagram of an oil-free screw compressor to which the shaft sealing device according to the second invention is applied.

【図4】 第2発明に係る軸封装置を適用した無給油式
スクリュ圧縮機のシールガス流路および流路制御系統図
である。
FIG. 4 is a seal gas flow channel and flow channel control system diagram of an oil-free screw compressor to which the shaft sealing device according to the second invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a 軸封装置 6 非接触シール 7 ロータ室 10 固定環 11 回転環 15 第1ガス孔 16 第2ガス孔 21 圧力調節弁 22 流量計 23 第1流路 24 三方切換弁 25 戻し流路 26 第2流路 27 第3流路 28 開度調節手段 29 アキュムレータ 1, 1a Shaft sealing device 6 Non-contact seal 7 Rotor chamber 10 Fixed ring 11 Rotating ring 15 First gas hole 16 Second gas hole 21 Pressure control valve 22 Flowmeter 23 First flow path 24 Three-way switching valve 25 Return flow path 26 Second flow path 27 Third flow path 28 Opening degree adjusting means 29 Accumulator

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロータ室と軸受部との間に位置し、固定
環と回転環とからなる非接触シールと、シールガス供給
源より圧力調節弁,流量計を経て上記固定環側のシール
ガス流通路である第1ガス孔に至る第1流路と、上記回
転環側のシールガス流通路である第2ガス孔より、上記
流量計による検出値が予め設定した上,下限値の範囲内
である場合にのみ上記流量計からの信号により流路を開
く流路開閉手段を経て戻し流路に至る第2流路と、上記
流量計による検出値が上記上,下限値の範囲外である異
常時の場合にのみ上記流量計からの信号により流路を開
く流路開閉手段を介して上記第2流路に連通させる第1
流路から分岐した第3流路と、上記第1流路,第2流路
間の差圧に基づいて上記圧力調節弁の開度を調節する開
度調節手段とから形成したことを特徴とする無給油式圧
縮機の軸封装置。
1. A non-contact seal, which is located between a rotor chamber and a bearing portion and comprises a fixed ring and a rotary ring, and a seal gas on the fixed ring side from a seal gas supply source through a pressure control valve and a flow meter. The value detected by the flow meter is preset from the first flow path leading to the first gas hole which is the flow path and the second gas hole which is the seal gas flow path on the rotating ring side, and is within the lower limit range. Only when the signal from the flow meter is used, the second flow path that reaches the return flow path through the flow path opening / closing means that opens the flow path, and the detection value by the flow meter are outside the upper and lower limit ranges. A first flow path opening / closing means for opening a flow path in response to a signal from the flowmeter only when an abnormality occurs
A third flow path branched from the flow path, and an opening degree adjusting means for adjusting the opening degree of the pressure control valve based on the differential pressure between the first flow path and the second flow path. A shaft seal device for an oil-free compressor.
【請求項2】 上記第1流路をアキュムレータにも連通
するように形成したことを特徴とする請求項1に記載の
無給油式圧縮機の軸封装置。
2. The shaft seal device for an oilless compressor according to claim 1, wherein the first flow path is formed so as to communicate with the accumulator.
【請求項3】 ロータ室と軸受部との間に位置し、固定
環と回転環とからなる非接触シールと、シールガス供給
源より圧力調節弁,流量計を経て上記固定環側のシール
ガス流通路である第1ガス孔に至る第1流路と、上記シ
−ルガス流通路からガス供給が正常になされている場合
には、上記回転環側のシールガス流通路である第2ガス
孔より、上記流量計による検出値が予め設定した上,下
限値の範囲内である場合にのみ上記流量計からの信号に
より流路を開く流路開閉手段を経て戻し流路に至る第2
流路と、同じく上記正常になされている場合には、上記
流量計による検出値が上記上,下限値の範囲外である異
常時の場合にのみ上記流量計からの信号により流路を開
く流路開閉手段を介して上記第2流路に連通させる第1
流路から分岐した第3流路と、同じく上記正常になされ
ている場合には、上記第1流路,第2流路間の差圧に基
づいて上記圧力調節弁の開度を調節する開度調節手段
と、上記シ−ルガス流通路に圧力検出可能に設けられ、
検出圧力が予め定めた設定値よりも低い上記正常になさ
れている場合以外の場合には上記戻し流路と第2流路と
を連通させるように上記流路開閉手段の流路を強制的に
切換えさせ、その他の場合には上記正常になされている
場合の運転に切換えさせる圧力スイッチとから形成した
ことを特徴とする無給油式圧縮機の軸封装置。
3. A non-contact seal, which is located between the rotor chamber and the bearing portion and comprises a fixed ring and a rotary ring, and a seal gas on the fixed ring side from a seal gas supply source through a pressure control valve and a flow meter. A first flow path leading to a first gas hole which is a flow path, and a second gas hole which is a seal gas flow path on the rotary ring side when gas is normally supplied from the seal gas flow path. According to the second flow path, the flow path opening / closing means for opening the flow path by the signal from the flow meter reaches the return flow path only when the value detected by the flow meter is preset and within the range of the lower limit value.
In the same way as the flow path, the flow that opens the flow path by the signal from the flow meter only when there is an abnormality in which the detected value by the flow meter is outside the upper and lower limit values when the above normal operation is performed. First communicating with the second flow path via a passage opening / closing means
An opening for adjusting the opening degree of the pressure control valve based on the differential pressure between the third flow path branched from the flow path and the third flow path and the above-described first flow path and the second flow path when the normal operation is performed. And a means for adjusting the degree of pressure, and a pressure detecting means provided in the seal gas flow passage,
When the detected pressure is lower than the preset value and is not normal, the flow passage of the flow passage opening / closing means is forced to communicate the return flow passage and the second flow passage. A shaft seal device for an oil-free compressor, characterized in that it is formed of a pressure switch for switching the operation, and in other cases for switching to the normal operation.
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