JP2012149631A - 水噴射式スクリュ流体機械 - Google Patents

水噴射式スクリュ流体機械 Download PDF

Info

Publication number
JP2012149631A
JP2012149631A JP2011052868A JP2011052868A JP2012149631A JP 2012149631 A JP2012149631 A JP 2012149631A JP 2011052868 A JP2011052868 A JP 2011052868A JP 2011052868 A JP2011052868 A JP 2011052868A JP 2012149631 A JP2012149631 A JP 2012149631A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seal
water
target gas
screw
rotor
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.)
Granted
Application number
JP2011052868A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5714945B2 (ja
Inventor
Seiji Yoshimura
省二 吉村
Toru Noguchi
透 野口
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 JP2011052868A priority Critical patent/JP5714945B2/ja
Priority to US13/302,061 priority patent/US8529234B2/en
Priority to SG2011086675A priority patent/SG182053A1/en
Priority to CN201110441019.6A priority patent/CN102562596B/zh
Priority to KR1020110141972A priority patent/KR101262592B1/ko
Publication of JP2012149631A publication Critical patent/JP2012149631A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5714945B2 publication Critical patent/JP5714945B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-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
    • F04C18/12—Rotary-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
    • F04C18/14—Rotary-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
    • F04C18/16—Rotary-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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/005—Structure and composition of sealing elements such as sealing strips, sealing rings and the like; Coating of these elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/008—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids for other than working fluid, i.e. the sealing arrangements are not between working chambers of the machine
    • F04C27/009—Shaft sealings specially adapted for pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/02—Liquid sealing for high-vacuum pumps or for compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2210/00—Fluid
    • F04C2210/14—Lubricant
    • F04C2210/147—Water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/50—Bearings
    • F04C2240/52—Bearings for assemblies with supports on both sides

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)

Abstract

【課題】軸封装置の寿命が長い水潤滑式スクリュ流体機械を提供する。
【解決手段】スクリュ流体機械１は、ロータ室３とスクリュロータ４のロータ軸７の高圧側の軸受１１との間に、ロータ室３側から順に、第１非接触シール１６、第２非接触シール１７およびリップシール１８が設けられ、第１非接触シール１６のロータ室３側に形成される流出空間１９を、ロータ室３内の低圧空間２２またはロータ室に連通する対象気体の低圧流路５に連通させる低圧連通路２３と、第１非接触シール１６と第２非接触シール１７との間に形成される加圧空間２０に、高圧の対象気体を導入する加圧連通路２４と、第２非接触シール１７とリップシール１８との間に形成される開放空間２１を、ケーシング２外部に開放する開放連通路２５，２６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、水噴射式スクリュ流体機械に関する。
ロータ室内に収容された雌雄咬合するスクリュロータで対象気体を圧縮するスクリュ圧縮機や、ロータ室内で対象気体を膨張させて雌雄咬合するスクリュロータを回転させるスクリュエキスパンダ（膨張機）などのスクリュ流体機械では、対象気体を系内に封止、或いは、対象気体に外気などが混入するのを防止するために、ロータ軸のスクリュロータと軸受との間に軸封構造が設けられる。
特許文献１に記載されているように、従来のスクリュ圧縮機では、吸込側の軸封装置としてリップシールが用いられ、吐出側の軸封装置としてメカニカルシールが用いられている。
リップシールは安価で省スペースの軸封装置であるが、一般に、封止可能な最大圧力が０．３ｋｇｆ／ｃｍ２程度である。このため、リップシールは、高圧側では軸封が不十分になったり耐久性が著しく低下するおそれがあるので、低圧側の軸封にのみ使用可能である。一方、メカニカルシールは、高圧の軸封が可能であるが、非常に高価であると共に設置のためのスペースが大きいという間題がある。
特許文献１に開示のスクリュ圧縮機では、リップシールを吸い込み側の軸の軸封として用いている他、吐出側の軸の軸封としても用いている。特許文献１のスクリュ圧縮機では、吐出側の軸の軸封のために用いられているリップシールに過剰な圧力が加わらないようにするため、スクリュロータとリップシールとの間にラビリンスシールを設け、さらに、ラビリンスシールとリップシールとの間の空間を吸込流路、もしくはロータ室の吸込側に近い中間圧力部に連通させる連通路を設けている。
また、スクリュ流体機械には、例えば特許文献２に記載されているように、ロータ室内に水を噴射して、潤滑および冷却を行う水噴射式のものがある。水噴射式スクリュ流体機械の軸封装置としてリップシールを用いる場合、リップシールには、水を封止する機能が求められる。ところが、油と異なり、水は潤滑性が低いため、リップシールで水を封止するとリップシールの摩耗が大きくなってしまう。従って、水噴射式スクリュ流体機械では、リップシールの寿命が短く、頻繁なメンテナンスが要求されるという問題がある。
特許第４５５９３４３号公報 特開２０００−４５９４８号公報
前記間題点に鑑みて、本発明は、軸封装置の寿命が長い水潤滑式スクリュ流体機械を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために、本発明による水噴射式スクリュ流体機械は、ケーシングに形成したロータ室内に収容された雌雄咬合するスクリュロータにより対象気体を圧縮または前記対象気体の膨張力を回転力に変換し、内部に水を噴射して前記スクリュロータの潤滑を行う水噴射式スクリュ流体機械において、前記ロータ室と前記スクリュロータのロータ軸の軸受との間に、前記ロータ室側から順に、第１非接触シール、第２非接触シールおよびリップシールが設けられ、前記第１非接触シールと前記第２非接触シールとの間に形成される加圧空間に、高圧の前記対象気体を導入する加圧連通路と、前記第２非接触シールと前記リップシールとの間に形成される開放空間を、前記ケーシング外部に開放する開放連通路とを備えるものとする。
この構成により、高圧連通路を介して加圧した対象気体を導入することによって加圧空間を昇圧する。これにより、加圧空間の圧力が高圧に維持されるので、ロータ室から流出空間に漏出した水は、加圧空間に流入することができない。また、万が一、加圧空間さらには開放空間に水が漏出したとしても、漏出した水は開放空間から開放連通路を介して外部に放出されるので、シール空間の圧カを増大させることなく、漏出した水がリップシールまで到達することも抑制できる。このため、リップシールを破損させることがなく、水のリップシールへの進入による軸受用潤滑油の漏出も防止できる。
また、本発明の水噴射式スクリュ流体機械は、前記軸受が高圧側の軸受であって、前記第１非接触シールの前記ロータ室側に形成される流出空間を、前記ロータ室内の低圧空間または前記ロータ室に連通する前記対象気体の低圧流路に連通させる低圧連通路を備えてもよい。
この構成によれば、低圧連通路を介して吐出圧より低いロータ室または吸込流路に接続することによって流出空間を減圧し、且つ、高圧連通路を介して加圧した対象気体を導入することによって加圧空間を昇圧する。これにより、流出空間よりも加圧空間の圧力が高くなるので、ロータ室から流出空間に漏出した水は、加圧空間に流入することができず、低圧連通路を通ってロータ室に環流される。また、万が一、加圧空間さらには開放空間に水が漏出したとしても、漏出した水は開放空間から開放連通路を介して外部に放出されるので、シール空間の圧カを増大させることなく、漏出した水がリップシールまで到達することも抑制できる。このため、リップシールを破損させることがない効果、水のリップシールへの進入による軸受用潤滑油の漏出の防止の効果が一層顕著となる。
また、本発明の水噴射式スクリュ流体機械は、前記対象気体を圧縮する水噴射式スクリュ圧縮機であり、吐出した前記対象気体から前記水を分離する水回収器を有し、前記水回収器において前記水を分離した前記対象気体を、減圧手段を介して前記加圧連通路に供給するものであってもよい。
この構成によれば、加圧空間に導入する対象気体に、水噴射式スクリュ圧縮機から吐出した対象気体の一部を流用することができ、加圧連通路に対象気体を供給するために付属設備を用意する必要がない。
また、本発明の水噴射式スクリュ流体機械は、前記水回収器において前記水を分離した前記対象気体を、ドライヤを介して前記加圧連通路に供給してもよい。
この構成によれば、この構成によれば、加圧空間に導入する対象気体から、水回収器にて水を除去したうえ、さらにドライヤで水を除去することができ、各軸封手段に加圧連通路を介して水を供給してしまう恐れがない。
また、本発明の水噴射式スクリュ流体機械は、前記加圧連通路または前記水回収器から前記加圧連通路までの流路に、該スクリュ流体機械の運転停止時に閉鎖される開閉弁が設けられていてもよい。
この構成によれば、例えば、複数のスクリュ流体機械をそれらの吐出側（水回収器以降の吐出流路）で接続した際に、停止されたスクリュ流体機械の加圧連通路に、他の運転中のスクリュ流体機械より吐出された対象気体の一部を供給してしまうことが防止され、対象気体を効率的に使用できる。
また、本発明の水噴射式スクリュ流体機械は、前記ロータ軸の周囲に嵌装され、前記開放空間において径方向外側に突出する突出部が形成されたスリーブ部材を有してもよい。
この構成（突出部）によれば、ロータ室から漏出して開放空間に進入してきた水を、前記突出部の遠心力によって径方向外側に飛散させ、開放連通路を通じて、外部空間に排出できるので、漏出した水がリップシールまで到達する危険性をさらに低減できる。
また、本発明の水噴射式スクリュ流体機械において、前記第１非接触シールおよび前記第２非接触シールは、それぞれ、軸方向に間隔を開けて対向し合う対向面を形成する嵌合部材と、前記対向面にそれぞれ当接する２つのシールリングと、前記２つのシールリングの間に配置され、前記シールリングを前記対向面に押圧する弾性部材とを備えるものであってもよい。
この構成によれば、非接触シールのシールリングとロータ軸とが万が一接触しても、径方向にシールリングが移動され得るため、非接触シールやロータ軸が大きく破損することがない。従って、非接触シール（シールリング）とロータ軸の間隙を極力狭くすることができ、軸封の効果をさらに増すことができるので、漏出した水がリップシールまで到達する危険性を低減できる。
本発明の第１実施形態のスクリュ圧縮機の簡略化断面図である。 本発明の第２実施形態のスクリュ圧縮機の簡略化断面図である。 図２の第１非接触シールの拡大断面図である。 本発明の第３実施形態のスクリュ圧縮機の簡略化断面図である。 本発明の第４実施形態のスクリュ圧縮機の簡略化断面図である。
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明に係る水噴射式スクリュ流体機械の第１の実施形態である水噴射式スクリュ圧縮機１を簡略化して示す。スクリュ圧縮機１は、ケーシング２内に形成したロータ室３に収容された雌雄咬合する一対のスクリュロータ４で、対象気体（例えば空気）を圧縮して吐出するものであり、ロータ室３内に冷却、シールおよび潤滑のために、水が導入されるようになっている。
ケーシング２には、ロータ室３に連通し、ロータ室３に圧縮すべき対象気体を供給するための吸込流路（低圧流路）５と、ロータ室３に連通し、ロータ室３内でスクリュロータ４によって圧縮された対象気体を排出するための吐出流路６と、スクリュロータ４のロータ軸７を吸込側および吐出側で、それぞれ、支持および軸封する構造を設置するための軸受軸封空間８，９が設けられている。
ロータ軸７は、吸込側の軸受軸封空間８内に設置されたころ軸受１０と、吐出側の軸受軸封空間９内に設置された２つの玉軸受１１とで回転可能に支持され、吸込側の軸受軸封空間８を貫通して延伸し、不図示のモータに接続される。
ころ軸受１０の前記モータ側には、モータ側への異物（ころ軸受１０の潤滑油など）の浸入を防ぐリップシール１２が設置され、ころ軸受１０のスクリュロータ４側には、ころ軸受１０の潤滑油がロータ室３側に流出しないように封止するリップシール１３と、吸込流路５からころ軸受１０側に対象気体や潤滑流体が浸入しないように封止するリップシール１４とが設けられている。
ケーシング２には、ロータ室３の吐出側（高圧側）の端面を形成する隔壁部１５が形成され、隔壁部１５によってロータ室３と吐出側の軸受軸封空間９とを区分している。吐出側の軸受軸封空間９の隔壁部１５と玉軸受１１との間には、ロータ室３側から順番に、第１非接触シール１６、第２非接触シール１７およびリップシール１８が設けられている。
第１非接触シール１６および第２非接触シール１７は、ロータ軸７との間に０．０２ｍｍ程度の小さい隙間を形成することにより、その隙間を通過しようとする流体に大きな圧力損失を発生させて、流体の通過を抑制する公知のラビリンスシールである。リップシール１８は、玉軸受１１の潤滑油が、ロータ室３側に漏出するのを防止できるような向きに配設されている。
第１非接触シール１６、第２非接触シール１７およびリップシール１８は、軸受軸封空間９をそれぞれ分割することにより、隔壁部１５と第１非接触シール１６との間に流出空間１９を形成し、第１非接触シール１６と第２非接触シール１７との間に加圧空間２０を形成し、第２非接触シール１７とリップシール１８との間に開放空間２１を形成している。
ケーシング２には、流出空間１９をロータ室３の吸込流路５から隔離された圧縮途中の空間である低圧空間２２に連通させる低圧連通路２３と、加圧空間２０に高圧の対象気体を導入するための加圧連通路２４と、開放空間２１をケーシング２の外部に連通させて大気開放する開放連通路２５，２６とが設けられている。
さらに、水噴射式スクリュ圧縮機１は、吐出流路６から吐出された対象気体から水を分離する水回収器２７を有し、水回収器２７において分離して回収した水を吸込流路５に再供給する水供給配管２８と、水回収器２７において水を分離した対象気体の一部をフィルタ２９および減圧弁３０を介して加圧連通路２４に導入する加圧配管３１とを備える。減圧弁３０は、対象気体を低圧空間２２よりも若干高い程度の圧力まで減圧するように調整されている。例えば、低圧空間２２の圧力が０．０３ＭＰａ程度であれば、加圧空間２０での圧力はそれより０．１ＭＰａ程度高い圧力（０．１３ＭＰａ）程度に調整されている。尚、減圧弁３０と加圧空間２０までの加圧配管３１には、減圧弁３０とは別の減圧手段、例えばオリフィス等を介設してもよい。
この水噴射式スクリュ圧縮機１では、流出空間１９がロータ室３内の低圧空間２２に連通し、加圧空間２０に低圧空間２２よりも高圧の対象気体を導入しているので、流出空間１９の圧力が、加圧空間２０の圧力よりも低くなる。このため、第１非接触シール１６とロータ軸７との隙間には、加圧空間２０から流出空間１９に向かう対象気体の僅かな流れが生じ、ロータ室３から流出空間１９に対象気体とともに流出した水が加圧空間２０に進入することを防止する。これにより、リップシール１８に水が到達して、リップシール１８を破損させることを防止でき、玉軸受１１の潤滑油の漏出を防止できる。
また、加圧空間２０からは、第２非接触シール１７とロータ軸７との隙間を介して開放空間２１に、対象気体が少しずつ流出する。開放空間２１に流入した対象気体は、開放連通路２５，２６によって大気中に放出されるので、開放空間２１の圧力は大気圧に維持される。これにより、万が一、例えば水噴射式スクリュ圧縮機１の停止時に、開放空間２１に水が進入したとしても、その水を開放連通路２５，２６から大気に放出するので、リップシール１８に与えるダメージを最低限度に留めることができる。
続いて、図２に、本発明の第２実施形態である水噴射式スクリュ圧縮機１ａを示す。尚、以降の実施形態において、先に説明した実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
本実施形態の水噴射式スクリュ圧縮機１ａは、ロータ軸７の周囲に嵌装され、リップシール１８が摺接するスリーブ部材３２を有する。スリーブ部材３２は、開放空間２１内に延伸し、開放連通路２５と開放連通路２６との間において、径方向外側に環状に突出する突出部３３が形成されている。
このスリーブ部材３２は、ロータ軸７と共に回転するので、万が一、水がロータ軸７を伝って開放空間２１内に進入したとしても、突出部３３が水を遠心力によって径方向外側に飛散させる。これにより、確実に水を開放連通路２５，２６から大気に放出することで、リップシール１８に水が到達することを防止する。
また、この水噴射式スクリュ圧縮機１ａでは、低圧連通路２３ａは、吸込流路５に連通している。このため、減圧弁３０は、対象気体を吸込流路５の圧力よりも僅かに高い圧力まで減圧するように調節される。さらに、本実施形態の第１非接触シール１６ａおよび第２非接触シール１７ａは、自己調芯機能を有するものである。
図３に、本実施形態の第１非接触シール１６ａの構成を詳細に示す。図示しないが、第２非接触シール１７ａも、第１非接触シール１６ａと同じ構成である。第１非接触シール１６ａは、ケーシング２に形成された嵌合溝３４に嵌合して配設され、軸方向に対向し合う対向面３５を形成する２つの対向壁部３６を備える嵌合部材３７と、対向面３５にそれぞれ当接し、内周がロータ軸７に近接する２つのシールリング３８と、２つのシールリング３８の間に配置され、シールリング３８を対向面３５に押圧する弾性部材３９とからなる。
シールリング３８は、嵌合部材３７の内部で径方向に移動できるように、嵌合部材３７の内径よりも小さい外径を有しているが、通常、対向面３５との間の摩擦力によって一定の位置に保持されている。しかしながら、シールリング３８は、ロータ軸７に当接すると、ロータ軸７に押されて嵌合部材３７内で径方向に滑り移動し、ロータ軸７に対して調芯される。
この調芯機能により、第１非接触シール１６ａおよび第２非接触シール１７ａは、振動などによってロータ軸７と接触したとしても過剰な応力を受けないので、ロータ軸７との間の隙間を０．１ｍｍ程度にまで狭小化できる。このため、第１非接触シール１６ａおよび第２非接触シール１７ａは、より高い軸封能力を発揮して、水の通過を防止できる。
続いて、図４に、本発明の第３実施形態である水噴射式スクリュ圧縮機１ｂを示す。本実施形態の水噴射式スクリュ圧縮機１ｂは、吐出側（高圧側）と同様に、ロータ室３と吸込側（低圧側）のロータ軸７のリップシール１３との間に、ロータ室３側から順に、第１非接触シール４０および第２非接触シール４１が配設されている。第１非接触シール４０および第２非接触シール４１も、高圧側の第１非接触シール１６および第２非接触シール１７と同様の構成のラビリンスシールである。
これにより、低圧側の軸受軸封空間８の中には、第１非接触シール４０と第２非接触シール４１との間に加圧空間４２が形成され、第２非接触シール４１とリップシール１３との間に開放空間４３が形成されている。ケーシング２には、加圧空間４２に高圧の対象気体を導入するための加圧連通路４４と、開放空間４３をケーシング２の外部に連通させて大気開放する開放連通路４５とが形成されている。加圧連通路４４には、減圧弁２０の下流側の加圧配管３１から分岐した加圧配管４６が接続され、対象気体が供給されるようになっている。
本実施形態では、吸込側の軸受軸封空間８にも、対象気体が導入されて高圧に維持される加圧空間４２を形成しているため、水噴射式スクリュ圧縮機１ｂが吸い込む対象気体の圧力、つまり、吸込流路５の圧力が大気圧より高い場合であっても、対象気体が加圧空間４２に進入しない。これにより、水が対象気体に随伴して進入し、リップシール１３に到達することによって、リップシール１３を破損させたり、軸受用潤滑油を漏出させたりしない。
さらに、図５に、本発明の第４実施形態である水噴射式スクリュ圧縮機１ｃを示す。本実施形態の水噴射式スクリュ圧縮機１ｃは、水回収器２７の下流にドライヤ４７が設けられ、ドライヤ４７で除湿した対象気体を加圧配管３１，４６および加圧連通路２４，４４を介して加圧空間２０，４２に導入するようになっている。また、加圧配管３１には、水噴射式スクリュ圧縮機１ｃの停止時に閉鎖される開閉弁４８が設けられている。
本実施形態では、ドライヤ４７によって水蒸気までも除去した乾燥した対象気体が加圧空間２０，４２に供給されるので、リップシール１８，１３が露出する開放空間２１，４３に湿気が進入することがなく、リップシール１８，１３を完全なドライ状態に保つことができる。
また、本実施形態の水噴射式スクリュ圧縮機１ｃは、複数台を並列に接続して使用したとしても、それぞれが開閉弁４８を備えるので、停止中の噴射式スクリュ圧縮機１ｃの加圧空間２０，４２に他の噴射式スクリュ圧縮機１ｃから対象気体が導入されることがない。これにより、対象気体の無駄な消費がなく、台数制御による運転の効率化ができる。
開閉弁４８は、その動作を確実にするために、電力が供給されたときのみ開放するノーマルクローズタイプの単動式電磁開閉弁等であることが好ましい。尚、水回収器２７とドライヤ４７との間にいわゆる保圧逆止弁を設けることも好ましい。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ…スクリュ圧縮機（水噴射式スクリュ流体機械）
２…ケーシング
３…ロータ室
４…スクリュロータ
５…吸込流路（低圧流路）
６…吐出流路
７…ロータ軸
１０…ころ軸受
１１…玉軸受
１５…隔壁部
１６，１６ａ，４０…第１非接触シール
１７，１７ａ，４１…第２非接触シール
１３，１８…リップシール
１９…流出空間
２０，４２…加圧空間
２１，４３…開放空間
２２…低圧空間
２３，２３ａ…低圧連通路
２４，４４…加圧連通路
２５，２６，４５…開放連通路
２７…水分離回収器
３０…減圧弁
３１，４６…加圧配管
３２…スリーブ部材
３３…突出部
３５…対向面
３７…嵌合部材
３８…シールリング
３９…弾性部材
４７…ドライヤ
４８…開閉弁

Claims (7)

  1. ケーシングに形成したロータ室内に収容された雌雄咬合するスクリュロータにより対象気体を圧縮または前記対象気体の膨張力を回転力に変換し、内部に水を噴射して前記スクリュロータの潤滑を行う水噴射式スクリュ流体機械において、
    前記ロータ室と前記スクリュロータのロータ軸の軸受との間に、前記ロータ室側から順に、第１非接触シール、第２非接触シールおよびリップシールが設けられ、
    前記第１非接触シールと前記第２非接触シールとの間に形成される加圧空間に、高圧の前記対象気体を導入する加圧連通路と、
    前記第２非接触シールと前記リップシールとの間に形成される開放空間を、前記ケーシング外部に開放する開放連通路とを備えることを特徴とするスクリュ流体機械。
  2. 前記軸受は、高圧側の軸受であって、
    前記第１非接触シールの前記ロータ室側に形成される流出空間を、前記ロータ室内の低圧空間または前記ロータ室に連通する前記対象気体の低圧流路に連通させる低圧連通路を備えることを特徴とする請求項１に記載のスクリュ流体機械。
  3. 前記水噴射式スクリュ流体機械は、前記対象気体を圧縮する水噴射式スクリュ圧縮機であり、
    吐出した前記対象気体から前記水を分離する水回収器を有し、
    前記水回収器において前記水を分離した前記対象気体を、減圧手段を介して前記加圧連通路に供給することを特徴とする請求項１または２に記載のスクリュ流体機械。
  4. 前記水回収器において前記水を分離した前記対象気体を、ドライヤを介して前記加圧連通路に供給することを特徴とする請求項３に記載のスクリュ流体機械。
  5. 前記加圧連通路または前記水回収器から前記加圧連通路までの流路に、該スクリュ流体機械の運転停止時に閉鎖される開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のスクリュ流体機械。
  6. 前記ロータ軸の周囲に嵌装され、前記開放空間において径方向外側に突出する突出部が形成されたスリーブ部材を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のスクリュ流体機械。
  7. 前記第１非接触シールおよび前記第２非接触シールは、それぞれ、軸方向に間隔を開けて対向し合う対向面を形成する嵌合部材と、前記対向面にそれぞれ当接する２つのシールリングと、前記２つのシールリングの間に配置され、前記シールリングを前記対向面に押圧する弾性部材とを備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のスクリュ流体機械。
JP2011052868A 2010-12-27 2011-03-10 水噴射式スクリュ圧縮機 Active JP5714945B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011052868A JP5714945B2 (ja) 2010-12-27 2011-03-10 水噴射式スクリュ圧縮機
US13/302,061 US8529234B2 (en) 2010-12-27 2011-11-22 Water injection type screw fluid machine
SG2011086675A SG182053A1 (en) 2010-12-27 2011-11-23 Water injection type screw fluid machine
CN201110441019.6A CN102562596B (zh) 2010-12-27 2011-12-26 喷水式螺杆流体机械
KR1020110141972A KR101262592B1 (ko) 2010-12-27 2011-12-26 물 분사식 스크류 유체 기계

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010290058 2010-12-27
JP2010290058 2010-12-27
JP2011052868A JP5714945B2 (ja) 2010-12-27 2011-03-10 水噴射式スクリュ圧縮機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012149631A true JP2012149631A (ja) 2012-08-09
JP5714945B2 JP5714945B2 (ja) 2015-05-07

Family

ID=46317031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011052868A Active JP5714945B2 (ja) 2010-12-27 2011-03-10 水噴射式スクリュ圧縮機

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8529234B2 (ja)
JP (1) JP5714945B2 (ja)
KR (1) KR101262592B1 (ja)
CN (1) CN102562596B (ja)
SG (1) SG182053A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014041680A1 (ja) * 2012-09-14 2014-03-20 株式会社前川製作所 油冷式スクリュー圧縮機システム及び油冷式スクリュー圧縮機

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5698039B2 (ja) 2011-03-11 2015-04-08 株式会社神戸製鋼所 水噴射式スクリュ圧縮機
US20130270775A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 General Electric Company Shaft sealing system for steam turbines
US9540942B2 (en) 2012-04-13 2017-01-10 General Electric Company Shaft sealing system for steam turbines
CN102878108B (zh) * 2012-09-21 2014-10-15 西安陕鼓动力股份有限公司 一种轴向进气型空压机入口气密封装置
CN103147982B (zh) * 2013-03-20 2016-08-31 浙江威隆机械科技有限公司 一种双支撑转子泵上的隔离机构
JP6106500B2 (ja) * 2013-04-12 2017-03-29 株式会社日立産機システム 水潤滑スクリュー圧縮機
US10415706B2 (en) * 2013-05-17 2019-09-17 Victor Juchymenko Methods and systems for sealing rotating equipment such as expanders or compressors
CN103603803B (zh) * 2013-12-09 2016-03-02 济南海屹流体技术有限公司 一种水蒸汽螺杆压缩机轴封结构
DE202014010816U1 (de) * 2014-08-11 2016-09-21 Jung & Co. Gerätebau GmbH Schraubenspindelpumpe mit Dampfsperre
JP6284466B2 (ja) * 2014-09-29 2018-02-28 株式会社神戸製鋼所 オイルフリースクリュ圧縮機
JP6313178B2 (ja) * 2014-09-29 2018-04-18 株式会社神戸製鋼所 オイルフリースクリュ圧縮機及びその設計方法
TWM515035U (zh) * 2015-09-23 2016-01-01 復盛股份有限公司 水潤滑雙螺旋式壓縮系統
CN105604945A (zh) * 2016-03-02 2016-05-25 邵用葆 一种喷水单螺杆无油压缩机的压力和温度平衡法
US10451061B2 (en) 2016-05-06 2019-10-22 Ingersoll-Rand Company Compressor having non-contact and contact seals
TWI628361B (zh) * 2017-07-31 2018-07-01 復盛股份有限公司 水潤滑壓縮系統
CN109027883B (zh) * 2018-05-22 2020-10-02 重庆交通大学 一种基于无线传感器网络的太阳能景观灯
CN108757453A (zh) * 2018-08-23 2018-11-06 中山市捷科能机电科技有限公司 一种喷水双螺杆压缩机
CN116857191B (zh) * 2023-05-10 2024-03-19 上海汉钟精机股份有限公司 一种具有非接触式密封结构的水蒸气螺杆压缩机
US20260117771A1 (en) 2024-10-31 2026-04-30 Hitachi, Ltd. Screw Compressor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56155162U (ja) * 1980-04-21 1981-11-19
JPS62186073A (ja) * 1986-02-12 1987-08-14 Ulvac Corp 回転型真空ポンプの密封装置
JPH08504915A (ja) * 1992-12-21 1996-05-28 スベンスカ・ロツタア・マスキナア・アクチボラグ 軸シール付き回転スクリュ圧縮機
JPH10252901A (ja) * 1997-02-12 1998-09-22 Atlas Copco Airpower Nv ロータ軸をシールする装置とその種の装置を備えたスクリュー型圧縮機
JP2009287413A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Kobe Steel Ltd スクリュ流体機械

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3556697A (en) * 1969-04-10 1971-01-19 Ingersoll Rand Co Sealing arrangement for vacuum pump
GB1484994A (en) * 1973-09-03 1977-09-08 Svenska Rotor Maskiner Ab Shaft seal system for screw compressors
JP3344825B2 (ja) * 1994-05-24 2002-11-18 栃木富士産業株式会社 スクリュー式過給機のシール装置
DE29807796U1 (de) * 1998-04-30 1999-09-09 GHH-RAND Schraubenkompressoren GmbH & Co. KG, 46145 Oberhausen Dichtungsanordnung für einen Wellenzapfen eines trockenlaufenden Rotationsschraubenverdichters
US6174148B1 (en) 1998-07-23 2001-01-16 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Water jet type air compressor system, its starting method, and water quality control method thereof
JP3008933B1 (ja) 1998-07-23 2000-02-14 石川島播磨重工業株式会社 水噴射式空気圧縮装置とその水質管理方法
JP3921359B2 (ja) * 2001-05-30 2007-05-30 株式会社神戸製鋼所 油冷式スクリュ圧縮機
JP4559343B2 (ja) * 2005-11-09 2010-10-06 株式会社神戸製鋼所 スクリュ圧縮機
JP4833882B2 (ja) * 2007-02-08 2011-12-07 株式会社神戸製鋼所 スクリュ流体機械
JP5046379B2 (ja) * 2007-03-30 2012-10-10 アネスト岩田株式会社 オイルフリーロータリコンプレッサのロータ軸シール装置
JP2009162129A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Kobe Steel Ltd スクリュ圧縮機
JP2009167999A (ja) 2008-01-21 2009-07-30 Kobe Steel Ltd 水潤滑圧縮機の凍結防止方法
JP5698039B2 (ja) * 2011-03-11 2015-04-08 株式会社神戸製鋼所 水噴射式スクリュ圧縮機

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56155162U (ja) * 1980-04-21 1981-11-19
JPS62186073A (ja) * 1986-02-12 1987-08-14 Ulvac Corp 回転型真空ポンプの密封装置
JPH08504915A (ja) * 1992-12-21 1996-05-28 スベンスカ・ロツタア・マスキナア・アクチボラグ 軸シール付き回転スクリュ圧縮機
JPH10252901A (ja) * 1997-02-12 1998-09-22 Atlas Copco Airpower Nv ロータ軸をシールする装置とその種の装置を備えたスクリュー型圧縮機
JP2009287413A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Kobe Steel Ltd スクリュ流体機械

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014041680A1 (ja) * 2012-09-14 2014-03-20 株式会社前川製作所 油冷式スクリュー圧縮機システム及び油冷式スクリュー圧縮機
JPWO2014041680A1 (ja) * 2012-09-14 2016-08-12 株式会社前川製作所 油冷式スクリュー圧縮機システム及び油冷式スクリュー圧縮機
US9568001B2 (en) 2012-09-14 2017-02-14 Mayekawa Mfg. Co., Ltd. Oil-cooled screw compressor system and oil-cooled screw compressor

Also Published As

Publication number Publication date
US8529234B2 (en) 2013-09-10
CN102562596A (zh) 2012-07-11
US20120164015A1 (en) 2012-06-28
SG182053A1 (en) 2012-07-30
JP5714945B2 (ja) 2015-05-07
CN102562596B (zh) 2015-04-15
KR101262592B1 (ko) 2013-05-08
KR20120074236A (ko) 2012-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5714945B2 (ja) 水噴射式スクリュ圧縮機
JP4251679B2 (ja) ロータ軸をシールする装置とその種の装置を備えたスクリュー型圧縮機
US3975123A (en) Shaft seals for a screw compressor
CN102678561B (zh) 喷水式螺杆流体机械
KR100606994B1 (ko) 물 주입식 나사 압축기
US9239061B2 (en) Compressor employing a dry gas seal
JP5197157B2 (ja) スクリュ流体機械
US7713040B2 (en) Rotor shaft sealing method and structure of oil-free rotary compressor
KR101218917B1 (ko) 스크류 유체 기계
JP4833882B2 (ja) スクリュ流体機械
CN103975131B (zh) 涡轮发动机
KR20170108090A (ko) 스크롤 압축기
JP5348924B2 (ja) スクリュ流体機械
JP4559343B2 (ja) スクリュ圧縮機
JP5197116B2 (ja) スクリュ流体機械
JP5425049B2 (ja) 水噴射式スクリュ圧縮機
JP5425009B2 (ja) 流体機械
JP4294212B2 (ja) 高圧スクリュー圧縮装置
CN212509530U (zh) 旋转机械的轴封装置
CN115698558A (zh) 用于液压机的改进的密封装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130902

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140723

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140729

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140925

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: 20150224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150312

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5714945

Country of ref document: JP

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