JPH02168077A - メカニカルシールの潤滑装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は機関、圧縮機等の回転機器に組込まれるメカ
ニカルシールの潤滑装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、前記のような回転機器におけるメカニカルシール
の摺動部の潤滑方法として、メカニカルシールをメカニ
カルシール室内に位置させ、該シール室内の潤滑油中に
浸す方法が知られている。第３図はこの方式のメカニカ
ルシール潤滑装置を備えた機関または圧縮機の要部断面
図を示すもので、この機関または圧縮機は図示しない護
数シリンダの往復動ピストンと一体に動くクロスヘツド
１に、複数本のコネクティングロッド３，４を枢軸２で
連結し、この各コネクティングロッド３．４を回転軸で
あるクランク軸５に位相差をもたせて連結して、このク
ランク軸５から回転動力を出力し或いは入力するように
構成されている。

ところで、前記のように構成される機関または圧縮機に
おいて、回転軸であるクランク軸５は各ピストンの背面
を高圧に保って作動ガスの漏れを防止するために、作動
流体が封入された密閉のクランク室６内に収納されてい
る。また、このクランク軸５の回転動力はメカニカルシ
ール５１を介して外部へ取出され、または内部に取り込
まれるようになっている。そして、クランク室６内に位
置して潤滑を必要とする部分、たとえばクランク軸５と
コネクティングロッド３，４との連結部分やコネクティ
ングロッド３，４とピストンとの連結部分等の潤滑は、
通常、第３図に示すような潤滑手段によって行なってい
る。すなわち、前記クランク室６の側壁部にクランク軸
５で駆動されるギヤポンプ等の潤滑ポンプ７を設け、こ
の潤滑ポンプ７で潤滑油室３１内に貯留されている潤滑
油３３をを油通路３６を介して吸い上げ、この吸上げ潤
滑油の一部をクランク軸５内に形成された油通路ｌＯお
よびコネクティングロッド３，４内に形成された油通路
１１を通して各軸受部１２に供給するようにしている。

前記クランク室６を構成するハウジング１９の側壁止着
ブロック部３４内には、一端側がフィルタ３５を介して
潤滑油室３１に通じ、他端側が潤滑ポンプ７の吸込口に
通じた油通路３６が形成され、また前記ブロック３４内
およびハウジング土壁部３７内には一端側が潤滑ポンプ
７の吐出口に油通路ｌｏと共に通じ、他端側がメカニカ
ルシール室５ｏに通じた油通路３８が形成されている。

なお、前記油通路３６゜３８のブロック止着位置（軸受
８を組込んだハウジング側壁２０と側壁止着ブロック３
４との境界位置）には流量を調整するためのオリフィス
部材３２．３９が装着されている。

一方、前記クランク室６と潤滑油室３１とを仕切る仕切
壁４０には、クランク室６内に滴下した潤滑油を自重で
潤滑油室３１へ戻すための孔４１が設けられており、ま
たクランク室６とメカニカルシール室５０とを仕切る仕
切壁４２（前記クランク軸５をハウジング側壁の組込み
軸受８と共に回転支承する軸受９が組込まれている）に
は、メカニカルシール室５０内に供給された潤滑油３３
ａのうち余分の潤滑油を潤滑油室３１へ戻すための油通
路４３が形成されている。

前記メカニカルシール５１は回転軸であるクランク軸５
の軸端側に装着され、該クランク軸５のケース貫通部を
機械的にシールするものであって、メカニカルシール室
５０を形成する第１ケース４４内に位置し、メカニカル
シール室５０内の潤滑油３３ａの中に浸されている。こ
のメカニカルシール５１の構成は第４図に示すようなも
のであり、クランク軸５と共に回転する固定の回転環５
２及び可動の回転環５３と、この固定回転環５２と可動
回転環５３の間に位置し固定回転環５２に内蔵されたス
プリング５４で付勢されて可動回転環５３を前記第１ケ
ース４４の軸貫通部に固定されたケース側固定環４７の
摺接部４８に押圧する回転環押し環５５と、この回転環
押し環５５と可動回転環５３の接合部に組込まれた０リ
ング５６とからなり、前記回転環５３がクランク軸５の
回転によりケース側固定環４７に対し摺接回転して、前
記クランク軸５のケース貫通部を機械的にシールできる
構成となっている。なお、前記メカニカルシール室５０
の内側壁となる第２ケース４５には、クランク軸５の回
転軸部の外周に密接して前記潤滑油３３ａをメカニカル
シール室５０に保つオイルシール４６が装着されている
。

しかながら、前記のように構成された従来のメカニカル
シール潤滑装置は、メカニカルシール５１がメカニカル
シール室５０内に完全に納められ、前記オイルシール４
６がクランク軸５の回転軸部に密接する構造になってい
るので、このメカニカルシール５１およびオイルシール
４６の配置関係によってメカニカルシール室５０が大形
化し、またクランク軸５およびクランクケース全体の長
さが長くなって、機関等の機器重量が重くなる問題があ
った。

しかも、前記クランク軸５が長くなる分だけクランク軸
５の剛性が低下し、クランク軸５の振れ回り口の増加或
いはクランク軸５の固有振動数の低下に伴い、信頼性お
よび静粛性に欠ける問題があった。なお、このような問
題は斜板形コンプレッサにおける斜板回転主軸のメカニ
カルシール潤滑装置に適用したような場合においても同
様に生じる。

（発明が解決しようとする課題） 前述の如〈従来のメカニカルシール潤滑装置にあっては
、メカニカルシールおよびオイルシ−ルの配置関係によ
って、メカニカルシール室が大形化するばかりか、機器
全体の大形化および重量増大を招き、信頼性と静粛性が
低下するなどの問題があった。

この発明の目的はメカニカルシール室を小形化でき、し
かもクランク軸や斜板回転主軸のような回転軸の長さを
短くできて、機器全体の小形軽量化ならびに信頼性、静
粛性を実現できるメカニカルシールの潤滑装置を提供す
ることにある。

〔発明の構成〕

（課厘を解決するための手段） 前記の目的を達成するために、本発明のメカニカルシー
ルの潤滑装置は、回転軸に装着され該回転軸のケース貫
通部を機械的にシールするメカニカルシールを備え、こ
のメカニカルシールがメカニカルシール室内に位置し、
該シール室内の潤滑油中に浸されている従来公知のメカ
ニカルシール潤滑装置において、前記メカニカルシール
をメカニカルシール室の内側壁孔に一部内入するように
軸方向に変位させ、このメカニカルシールの外周部に該
メカニカルシールの壁孔内入部をシールし、前記潤滑油
をメカニカルシール室に保つオイルシールを配置したこ
とを特徴とするものである。

（作用） 前記のようにメカニカルシールを軸方向に変位させ、こ
のメカニカルシールの外周部にオイルシールを配置する
と、メカニカルシールの軸方向に対する変位量分だけメ
カニカルシール室を小形化できると共に、回転軸の長さ
を短くできる。

このため、機関や圧縮機のような機器全体の小形軽量化
が可能となる。また、回転軸の長さを短くできることに
より、その剛性が向上し且つ回転振れを減少させること
が可能となり、信頼性を向上させることができる。更に
、回転軸の剛性が向上し回転振れが減少したことにより
、騒音振動が発生し難くなり、機関や圧縮機等のような
回転機器の静粛性を向上させることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に従い説明する。第１図
は本発明の主要部であるメカニカルシール潤滑部分の拡
大断面図、第２図は同メカニカルシール潤滑装置を備え
た機関または圧縮機の要部断面図であって、第３図及び
第４図に示す従来装置と同一部分には同一符号を付して
、重複する部分の説明は省略する。

而して、この実施例ではクランク軸５を回転軸とし、こ
の回転軸に該回転軸のケース貫通部を機械的にシールす
るメカニカルシール５１を装着し、このメカニカルシー
ル５１がメカニカルシール室５０内に位置し、該シール
室５０内の潤滑油３３ａ中に浸されているメカニカルシ
ールの潤滑装置において、前記メカニカルシール５１を
メカニカルシール室５０の第２ケース４５で形成される
内側壁の中心壁孔４９に例えば軸固定回転環５２が第１
図の如く一部内入するように軸方向に変位させ、このメ
カニカルシール５１の外周部たとえば軸固定回転環５２
の外周部に該メカニカルシール５１の壁孔内入部をシー
ルし、前記潤滑油３３ａをメカニカルシール室５０に保
つオイルシール４６を配置したもので、前記メカニカル
シール５Ｉがクランク軸５と共に回転する固定の回転環
５２及び可動の回転環５３と、この固定回転環５２と可
動回転環５３の間に位置し固定回転環５２に内蔵された
スプリング５４で付勢されて可動回転環５３を前記第１
ケース４４の軸貫通部に固定されたケース側固定環４７
の摺接部４８に押圧する回転環押し環５５と、この回転
環押し環５５と可動回転環５３の接合部に組込まれたＯ
リング５６とから構成され、前記回転環５３がクランク
軸５の回転によりケース側固定環４７に対し摺接回転し
て、前記クランク軸５のケース貫通部を機械的にシール
できるようになっている点は従来装置と同様である。

なお、前記メカニカルシール５１の軸方向に対する変位
量を図示例より更に大きく取れる回転機器の場合には、
前記メカニカルシール５１を回転環押し環５５または可
動回転環５３がメカニカルシール室５０の内側壁孔４９
に内入するように変位させ、この回転環押し環５５また
は可動回転環５３の外周部に壁孔内入部をシールするオ
イルシール４６を配置することも可能である。また、本
発明のメカニカルシ−ル潤滑装置が適用される回転機器
は、前述した機関または斜板形コンプレッサを含む圧縮
機に限定されるものではなく、例えば冷凍機やポンプ等
にも適用することができる。

〔発明の効果〕

本発明のメカニカルシールの潤滑装置は、前記のような
構成のものであるから、メカニカルシールの軸方向に対
する変位量分だけメカニカルシール室を小形化できると
共に、回転軸の長さを短くすることができる。このため
、機関や圧縮機のような機器全体の小形軽量化が可能と
なる。また、回転軸の長さを短くできることにより、そ
の剛性が向上し且つ回転振れを減少させることが可能と
なり、信頼性を向上させることができる。更に、回転軸
の剛性が向上し回転振れが減少したことにより、騒音振
動が発生し難くなり、機関や圧縮機等のような回転機器
の静粛性を向上させることができる等の優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わるメカニカルシール潤
滑装置の主要部すなわち第２図のメカニカルシール機構
部分を拡大して示した要部断面図、第２図は同メカニカ
ルシール潤滑装置を備えた機関または圧縮機の要部断面
図、第３図は従来のメカニカルシール潤滑装置を備えた
機関または圧縮機の要部断面図、第４図は第３図のメカ
ニカルシール機構部分を拡大して示した要部断面図であ
る。 ５・・・回転軸であるクランク軸、３８ａ・・・メカニ
カルシール室内の潤滑油、４４・・・メカニカルシール
室を形成する第１ケース、４５・・・メカニカルシール
室の内側壁を形成する第２ケース、４６・・・オイルシ
ール、４９・・・メカニカルシール室の内側壁孔、５０
・・・メカニカルシール室、５１・・・メカニカルシー
ル、５２・・・軸固定回転環、５３・・・可動回転環、
５４・・・スプリング、５５・・・回転環押し環。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転軸に装着され該回転軸のケース貫通部を機械的にシ
   ールするメカニカルシールを備え、このメカニカルシー
   ルがメカニカルシール室内に位置し、該シール室内の潤
   滑油中に浸されているメカニカルシールの潤滑装置にお
   いて、前記メカニカルシールをメカニカルシール室の内
   側壁孔に一部内入するように軸方向に変位させ、このメ
   カニカルシールの外周部に該メカニカルシールの壁孔内
   入部をシールし前記潤滑油をメカニカルシール室に保つ
   オイルシールを配置したことを特徴とするメカニカルシ
   ールの潤滑装置。