JPS6332998B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可動翼（スライデイングベーン）を備
えたロータリー式圧縮機、ポンプ等の流体機械に
おける流体の接触式密封装置に関するものであ
る。接触式密封装置は回転時においても、また停
止時においても流体の漏れが少いので、圧縮機、
ポンプ、等に広く用いられている。従来のこの種
の圧縮機を第１図および第２図について説明す
る。１はシリンダー２の内部に偏心して配置さ
れ、Ａ方向に回転するローターで、ベーン３が出
入する摺動溝４が一定の間隔をおいて複数個（４
個）設けてある。５，６はシリンダー２の両側を
密閉する側板（フロントパネルおよびリヤパネ
ル）で、ローター１の回転軸７を転動体８ａとこ
れを収容するアウターレース８ｂとよりなりニー
ドルベアリング８によつて支持している。

回転軸７にはクラツチ９により、図示してない
駆動源とベルトによつて結合されるプーリー１０
が取付けてある。１１は回転軸７と側板５（フロ
ントパネル）との間に介装した接触型メカニカル
シールで、カラー１２、スプリング１３、従動リ
ング１４、シートリング１５およびストツパ１６
よりなり、ストツパ１６により位置の規正された
シートリング１５に対し、従動リング１４がカラ
ー１２を介してスプリング１３により圧接して摺
動し、軸方向の流体の漏洩を阻止する。

ベーン３はローター１の回転による遠心力によ
り摺動溝４を摺動して飛出し、その先端がシリン
ダー２の内面と摺接して走行し、シリンダー内部
の流体を吸込側から吐出側に圧縮移送する。な
お、流体の吸込口および吐出口は図示してない。

ところで上記の構造においては、ローター１と
側板５との間の間隙１７はシリンダー２の内部と
連通しており、また、ニードルベアリング８の転
動体８ａとアウターレース８ｂとの間も軸方向に
流体の通過が可能であるため、メカニカルシール
１１のシートリング１５にはシリンダー内部の流
体の高圧力が加えられる。したがつてメカニカル
シールのよしあしはシートリング１５と従動リン
グ１４の材質によつて定まり、通常は軟質材料と
硬質材料との組み合せによつて構成している。し
かし、このメカニカルシール１１を備えた圧縮機
を例えばカークーラーの冷媒圧縮機に使用すると
メカニカルシールが劣化して冷媒が漏洩するおそ
れがある。その理由は、カークーラーの場合は車
の運転条件によつて圧縮機の回転数、圧力、温度
が大巾に変化する。すなわち、回転数が通常800
〜10000r.p.mの間を変化するので圧縮機内部の温
度変化が大きく、高温時の最高圧力は20〜30Kg／
cm²に達し、高温、高圧の冷媒と潤滑油の混相流に
よつてメカニカルシール１１の構成材料が劣化す
るからである。

メカニカルシールを高温、高圧に耐える構造に
すれば問題はないが、カークーラーのような簡素
な民生機器に複雑高価なメカニカルシールを用い
ることは合理化でない。本発明はこの問題を解決
することを目的とするものであつて、前記従来の
接触型メカニカルシールを備えた圧縮機におい
て、接触型シールとローターとの間の回転軸の軸
受部にスパイラルグルーブを設け、該スパイラル
グルーブによつて形成される流体動圧シールによ
り接触型シールに加えられる負荷圧力を軽減しよ
うとするものである。

本発明の実施例を第３図および第４図について
説明する。同図において、１ないし１７は第１図
および第２図の従来の構造と異なるところはな
い。本発明においては側板５（フロントパネル）
によつて支持される回転軸７の軸受部にスパイラ
ルグルーブ１９を設けたことを特徴とする。この
スパイラルグルーブ１９はローター側の高圧側グ
ルーブ１９ａと、これと逆方向の接触型シール側
のシール側グルーブ１９ｂとよりなる。なお、側
板６（リヤパネル）による回転軸７の軸受部１８
にはニードルベアリング８が用いられる。２０は
ローター１の側面と対向する側板５（フロントパ
ネル）に回転軸７を中心として設けたリング溝
で、第５図に示すように、ベーン３の摺動溝４の
後部空間４ａ（第１図）と対向してこれに潤滑油
を供給する。

ローターが回転するとリング溝２０内の流体
（冷媒を含む潤滑油）は高圧側グルーブ１９ａに
吸込まれてＡ方向に進行するが、逆方向のシール
側グルーブ１９ｂとの交線１９ｃにおいてＢ方向
に作用するシール側グルーブ１９ｂの圧力によつ
て進入が阻止される。その結果、交線１９ｃにお
ける流体の圧力は最大となり、スパイラルグルー
ブ１９内の圧力分布は第４図のグラフに示すよう
な形になる。同図においてPsはシリンダー内部
の冷媒圧力であり、Pmはメカニカルシール１１
に加えられる圧力であつて、PmはPsに比べて著
しく小さいことがわかる。すなわち、メカニカル
シール１１に加えられる圧力をスパイラルグルー
ブ１９によつて著しく低減することができる。こ
のスパイラルグルーブ１９内の流体は油膜を形成
して流体動圧シールと潤滑作用とを行なう。スパ
イラルグルーブを具有しない通常の滑り軸受でも
油膜を形成するが、油膜の形成が不確実でスパイ
ラルグルーブによる油膜に匹敵する効果はえられ
ない。本発明に用いたスパイラルグルーブ１９は
高圧側グルーブ１９ａの長さl₁をシール側グルー
ブ１９ｂの長さl₂より小さく（l₁＜l₂）して圧力
降下（△Ｐ）を大きくしてある。このl₁，l₂の値
はシールすべき圧力および潤滑油の供給量によつ
て定めればよく、高圧側グルーブ１９ｂの入口付
近に潤滑油が充満する場合はl₁＝０にしてもよ
い。

ローターと側板との間隙１７には潤滑油が存在
しているので、リング溝２０はなくてもスパイラ
ルグルーブ１９による油膜の形成は可能である
が、リング溝２０はスパイラルグルーブ１９に十
分な量の潤滑油を供給するので油膜形成により有
効に作用する。このリング溝２０はまた、ベーン
３の走行を安定化するためにも有効に作用する。
すなわち、例えばカークーラー等の圧縮機のよう
に、回転数が大巾に変化する場合は、低速回転時
と高速回転時との遠心力の差が大きいのでベーン
摺動溝４の後部空間４ａ内における圧力の変動が
大きくなり、ベーンの摺動動作を不安定にする
が、リング溝２０から吐出ガスによつて加圧され
た潤滑油を後部空間４ａに供給することにより、
その内部圧力を均一に保つことができ、ベーンの
摺動走行を安定にする。

以上述べたように本発明は、冷媒圧縮機のよう
に、作動流体の漏洩を防止する必要のある流体機
械において、流体の漏洩防止に接触型シール、例
えばメカニカルシール、オイルシール、グランド
パツキン、リツプパツキン等を用いる場合に、こ
れら接触型シールに加えられる負荷を軽減するこ
とができるので、その耐久度を高めると共にこれ
を簡素化することを可能にする、すぐれた効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図：ロータリー式圧縮機のシリンダーの縦
断面図、第２図：従来のロータリー式圧縮機の側
断面図、第３図：本発明のロータリー式圧縮機の
側断面図、第４図：本発明の実施例の要部を示す
図でイは第３図の側面５（フロントパネル）側の
軸受部の拡大図、ロは本発明の作用説明図であ
る。第５図：本発明のシリンダーの縦断面図 〔記号〕１……ローター、２……シリンダー、
３……ベーン、４……摺動溝、５，６……側板、
７……回転軸、８……ニードルベアリング、９…
…クラツチ、１０……プーリー、１１……メカニ
カルシール、１２……カラー、１３……スプリン
グ、１４……従動リング、１５……シートリン
グ、１６……ストツパー、１７……間隙、１８…
…軸受部、１９……スパイラルグルーブ、２０…
…リング溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 両側面を側板で密封したシリンダーの内部に
   ローターを偏心して取付け、該ローターに設けた
   複数個の摺動溝に板状のベーンを摺動自在に挿入
   し、前記ローターの回転軸を前記側板によつて支
   持すると共に該回転軸と側板との間に接触型シー
   ルを設けた構造において、該接触型シールと前記
   ローターとの間の回転軸の軸受部にスパイラルグ
   ルーブを設け、該スパイラルグルーブによつて形
   成される流体動圧シールにより前記接触型シール
   に加えられる負荷圧力を軽減することを特徴とす
   るロータリー式流体機械。