JPS62210282A - オイルフリ−流体機械の軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、オイルフリー流体機械の軸封装置に係り、特
に、軸受の潤滑油の漏洩を防止するのに好適な非接触式
軸封手段を備えたオイルフリー流体機械の軸封装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来のオイルフリー流体機械の軸封装置としては、例え
ば特開昭５９−５１１９０号公報記載の技術が知られて
いる。

その従来技術を第５図ないし第８図を参照して説明する
。

第５図は、従来のオイルフリースクリユー圧縮機の軸封
装置の縦断面図、第６図は、従来のねじシールの一般的
形状を示す断面図、第７図は、第６図におけるシール部
の長さを長くしたねじシールの断面図、第８図は、第５
図の軸封装置における排油の流れを示す断面図である。

第５図において、１はケーシング、２は口・−タ紬、２
ａは、そのスクリコーロータ部、３はロータ軸２と微少
な間隙を保ってケーシングに嵌着された、作動流体の漏
洩を防止するためのガス用非接触式軸封装置、４はラジ
アル転り軸受、５はスラスｌ−転り軸受で、これらの転
り軸受（以下単に軸受という）には、給油孔６から潤滑
油がジェット給油される。軸受４を潤滑した油は大部分
が排油穴７から排油される。この排油がロータ２ａの方
へ漏洩するのを防止するのがねじシール８である。

このねじシール８は、螺旋状のねじれた溝と山を持ち、
ロータ＠２が回転するとポンプ作用によって作動流体を
シールする能力をもつものであり、第６図にその詳細な
形状を示す。

〔発明が解決し７ようとする問題点〕 このようなオイルフリー圧縮機の軸封装置において、第
５図、第６図に示すねじシール８のシール能力がもしも
不十分だったとした場合の解決策とＬｌで、ねじシール
８の軸方向長さを艮くするという方法がある。しかし、
ねじシール８の軸方向長さを長くすることは、口・−タ
の軸受間スパンを長くしてじまい軸の剛性を低下させて
しまう。軸の剛性はロータの軸受間スパンを少し長くし
ただけでも大幅に低下してしまい、軸振動や軸のたわみ
を増大さ轡ることになる。

また、第６図に示すねじ部の長さＱを、第７図に示すρ
ｊのように長くすると、軸受４を潤滑した油の排油通路
９が狭くなり、排油の能率を悪くし、ひいては第５図に
示す空間１０にまで油が入ってしまうことになりかねな
い。

このような油の漏洩が生じやすい従来のねじシール８の
形状における排油の流れを第８図に示す。

軸受４の？ｌ／Ｉ？！７　［、た油は、軸受４の遠心力
により矢印２０に示すように外側へ飛ばされる。飛ばさ
れた油は矢印２１の方向に流れ、空間２２に黒く示した
油２；３のように溜まりながら円周方向に流れ、矢印２
４のように排油穴７に流れ落ちる。この排油の流れは連
続しているので、空間２２に入った油２３は常に充満し
た状態になる。そのためシール隙間２５に油が入りやす
くなってしまう。

本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、軸受を潤滑した油のシールを行うための
非接触式軸封装置を、その流体機械の軸受間スパンを長
くすることなく、かつ、油の排油通路を狭くすることな
く、軸方向シール長さを長くでき、良好なシール能力を
得ることのできるオイルフリー流体機械の軸封装置の提
供を、その目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

前述の問題点を解決するため、本発明に係るオイルフリ
ー流体機械の軸封装置の植成は、ケーシング内に給油式
軸受により支持されるロータ軸の外周に、間隙を保って
、作動流体の漏洩を防止する非接触式軸封手段と、スリ
ーブ体によって形成される、油切りのための非接触式軸
封手段とを備えたオイルフリー流体機械の軸封装置にお
いて、前記スリーブ体の前記軸受に近い部分がＬ記ケー
シングに嵌入しないオーバーハング部を形成し、このオ
ーバーハング部の外周直径がケーシングに嵌入すべきス
リーブ体外周直径より小さく形成されたものである。な
お付記すれば、前記のスリーブ体は、そのオーバーハン
グ部も含めた内径側全長にわたり、螺旋溝によるねじシ
ール部を形成したものである。

〔作用〕

前述の技術手段によれば、軸受を潤滑した油は、スリー
ブ体のオーバーハング部の外側空間に溜まりながら所定
の排油穴に流れ落ち、シール部の間隙からの漏洩が抑制
される。

また、スリーブ体内周面はねじシール部を形成しており
、このねじシール部がオーバーハング部を含めた長いシ
ール発生可能部となっているため、シール効果をあげる
ことができる６ 〔実施例〕 以下、本発明の各実施例を第１図ないし第４図、ならび
に第９図および第１０図を参照して説明する。

まず、第１図は、本発明の一実施例に係るオイルフリー
スクリユー圧縮機の軸封装置の縦断面図、第２図は、第
１図におけるねじシールの断面図、第２３図および第４
図は、ねじシールのオーバーハング部の形状について他
の例を示す部分断面図、第９図は、第１図の軸封装置に
おける排油の流れを示す断面図である。ここで、第１図
中、第５図と同一符号の部分は、従来技術と同等部分で
あるから、その説明を省略する。

第１図に示すように、オイルフリースクリユー圧縮機の
スクリューロータ２ａと一体のロータ軸２は、ケーシン
グ１内に給油式軸受に係るラジアル転り軸受４．スラス
ト転り軸受５（以下これら転り軸受を単に軸受という）
によって支持されている。これらの軸受には、給油穴Ｉ
Ｊ、給油リング１２に穿設された給油孔６を経て潤滑油
がジェット給油されるようになっている。軸受４を潤滑
した油は排油穴７から大部分が排油される。

なお、第１図では、ロータ軸２の片側しか図示していな
いが、スクリューロータ２ａの他端側にも同様の＠およ
び軸受が設けられている。ただし、スラスト転り軸受５
は、どちらか一方の軸に設けられるものである。

作動流体である空気は、図示しないが互いに噛み合う一
対のスクリューロータ部の一方の端から吸込まれ、噛み
合いによって圧縮されて他方の端から吐出される。吸入
側のロータ端部１３は常に大気圧より圧力が低く、特に
アンロード運転時には大きな負圧となる。したがって、
大気開放孔１４から、ガス用非接触式軸封装置３を通っ
て大気がロータ内に吸込まれる。そこで、もし軸受の潤
滑油が空間１０に入ると、この潤滑油はスクリュー口・
−夕内にも入り、吐出ガスを汚染し、ひいては吐出管路
の火炎の原因ともなるので、軸受の潤滑油がスクリュー
ロータ内に吸込まれないためには大きなシール能力を持
つ軸封装置が必要である。

一方、スクリューロータの吐出側端面ば常に正圧であり
、スクリューロータ内の圧縮空気がガス用非接触式軸封
装置３を通って大気開放孔１．４に漏れて出る。このと
き、軸受の潤滑油が空間１０に入ると、大気に放出する
漏洩空気に油ミストが混じり、圧縮機周辺を汚染する。

したがって、ロータを支えろどちら側の軸受に対しても
高性能の軸封装置が必要である。

本実施例では、この油切りのための非接触式軸封手段と
してねじシール１５を採用している。ねじシール１５の
ケーシング１に嵌入すべき外周部には○リング１６が設
けてあり、油の漏洩を防いでいる。このねじシール１５
．ガス用非接触式軸封装置３は波ばね１７によってスナ
ップリング１８に押し付けられている。

第２図に本実施例のねじシール１５の形状の詳細を示す
。

第２図に示すように、ねじシール１５は、そのスリーブ
体の軸受４側にケーシング１に嵌入しない、いわゆるオ
ーバーハング部を有している。ａが、そのオーバーハン
グ寸法を示しており、オーバーハング部の外周面１５ａ
の軸直角方向直径すは、軸受４に近い側は小さく軸受か
ら遠い側は大きくなっている。要するに、オーバーハン
グ部の外周直径がケーシング］に嵌入すべきスリーブ体
外周直径より小さく形成されている。これは後述するよ
うに排油通路を確保するためである６また、ねじシール
１５のスリーブ体は、オーバーハング部も含めた内径側
全長りにわたり、シール作用発生可能な螺旋溝１５ｄに
よるねじシール部が形成されている。この螺旋溝１５ｄ
と山とにより、ロータ軸２が回転するとポンプ作用によ
って油切りを行い流体をシールする機能がある。

なお、オーバーハング部の外周面１５ａの形状は、第２
図のものは軸方向に軸受４側へ進むにつれて細くなるも
のを示したが、第３図に示すように外周面１５ｂは一様
な外周直径のものであっても、第４図に示すように、外
周面１５ｃは軸方向に軸受側へ進むにつれて徐々に一定
の割合で外周「１′【径が小さくなるテーパ状のもので
あってもよい。

要は次に述べろように排油通路を確保できる形状であれ
ばよい。

第１図の実施例の軸封装置による排油の流れを第９図を
参照して説明する。

なお、第９図は、先に説明した第８図の従来技術に対応
する図であり、排油の流れは同一符号を用いて示してい
る。

軸受４を潤滑した油は、軸受４の遠心力により矢印２ｏ
に示すように外側へ飛ばされる。飛ばされた油は、ねじ
シール１５０オーバーハング部の外周面１５ａの外側の
空間２６に黒く示した油２３のように溜まりながら円周
方向に流れ、矢印２４のように排油穴７に流れ落ちる。

排油の流れは連続しているため、空間２６に入った油２
３は常に充満した状態になっているが、第８図で説明し
た従来の流れとは異なり、油の充満する位置がねじシー
ル１５のオーバーハング部の外周面１５ａの外側であり
直接シール端面には接触しない。したがって、シール隙
間２５には油が入りにくくなるのである。

このように本実施例によれば、軸受４を潤滑した油は、
ねじシール１５のオーバーハング部の外側空間に溜まり
ながら所定の排油穴に流れ落ち、シール部の間隙からの
漏洩が抑制される。

また、ねじシール１５のスリーブ体内周面は、オーバー
ハング部を含めた長い範囲のねじシール部が形成されて
いるのでシール効果が向上する。

したがってオイルフリースクリユー圧縮機の軸方向に軸
受間スパンを長くすることなく、かつ、排油通路を狭く
することなく、ねじシールの螺旋溝長さを長くでき、そ
の結果、良好なシール能力を得ることができる。

次に、本発明の他の実施例を第１０図を参照して説明す
る。

第１０図は、本発明の他の実施例に係るオイルフリース
クリユー圧縮機の軸封装置の要部断面図であり、図中、
第１図と同一符号のものは、先の実施例と同等部分であ
るから、その説明を省略する。

第１０図の実施例で、先の第１図の実施例と異なるとこ
ろは、軸受４とねじシール１５との間に油切り板２７を
介在させたことである。

この油切り板２７はリング状になっており、ロータ軸２
に嵌合させ、軸受４の内軸４ａとともにロータ軸２に固
定される。ねじシール１５と油切り板２７との間には微
小間隙が保たれ接触してはいない。

このような油切り板２７を介在させることにより、シー
ル隙間２５への油の浸入を少なくすることができ、より
一層ねじシール１５の信頼性が向上する。

なお、前述の各実施例は、本発明をオイルフリースクリ
ユー圧縮機に適用した例を説明したが、本発明はオイル
フリースクリユー圧縮機のみに限るものではなく、同様
の効果が期待される範囲で他の形式の圧縮機、膨張機、
ブロワ等のような他の流体機械にも汎用的に適用できる
ものである。

また、前述の各実施例では、ねじシールについて述べた
が、本発明は、ラビリンスシール、フィルムシール等の
ような他の非接触式軸封手段にも適用できろ。

さらに、前述の各実施例におけるねじシールは螺旋溝を
スリーブ体に形成しているが、ロータ軸側に設けても本
発明の効果は変らない。

〔発明の効果〕

以上述べたように１本発明によれば、軸受を潤滑した油
のシールを行うための非接触式軸封装置を、その流体機
械の軸受間スパンを長くすることなく、かつ、油の排油
通路を狭くすることなく、軸方向シール長さを長くでき
、良好なシール能力を得ることのできるオイルフリー流
体機械の軸封装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るオイルフリースクリ
ユー圧縮機の軸封装置の縦断面図、第２図は、第１図に
おけるねじシールの断面図、第３図および第４図は、ね
じシールのオーバーハング部の形状について他の例を示
す部分断面図、第５図は、従来のオイルフリー圧縮機の
軸封装置の縦断面図、第６図は、従来のねじシールの一
般的形状を示す断面図、第７図は、第６図におけるシー
ル部の長さを長くしたねじシールの断面図、第８図は、
第５図の軸封装置における排油の流れを示す断面図、第
９図は、第１図の軸封装置における排油の流れを示す断
面図、第１０図は、本発明の他の実施例に係るオイルフ
リースクリユー圧縮機の軸封装置の要部断面図である。 １・・・ケーシング、２・・・ロータ軸、３・・・ガス
用非接触式軸封装置、４，５・・・軸受、１５・・・ね
じシール、１５　ａ　、　１５　ｂ　、　１５　ｃ　＝
−外周面、１５ｄ・・・螺旋１５−一一禰（゛シール ｔＳａ−一一外屑面 第５図 ｘ　ｌ　図 冨　７　図 冨　ｇ　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ケーシング内に給油式軸受により支持されるロータ
   軸の外周に、間隙を保つて、作動流体の漏洩を防止する
   非接触式軸封手段と、スリーブ体によつて形成される、
   油切りのための非接触式軸封手段とを備えたオイルフリ
   ー流体機械の軸封装置において、前記スリーブ体の前記
   軸受に近い部分が上記ケーシングに嵌入しないオーバー
   ハング部を形成し、このオーバーハング部の外周直径が
   ケーシングに嵌入すべきスリーブ体外周直径より小さく
   形成されたことを特徴とするオイルフリー流体機械の軸
   封装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、スリー
   ブ体のオーバーハング部は、その外周直径が、軸方向に
   軸受側へ進むにつれて徐々に小さくなるように形成され
   たものであるオイルフリー流体機械の軸封装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載のもののい
   ずれかにおいて、スリーブ体は、そのオーバーハング部
   も含めた内径側全長にわたり、螺旋溝によるねじシール
   部を形成したものであるオイルフリー流体機械の軸封装
   置。