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JP2012127314A - Water injection type screw fluid machine - Google Patents

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JP2012127314A
JP2012127314A JP2010281332A JP2010281332A JP2012127314A JP 2012127314 A JP2012127314 A JP 2012127314A JP 2010281332 A JP2010281332 A JP 2010281332A JP 2010281332 A JP2010281332 A JP 2010281332A JP 2012127314 A JP2012127314 A JP 2012127314A
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Japan
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space
rotor
fluid machine
seal
shaft
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JP2010281332A
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Japanese (ja)
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Seiji Yoshimura
省二 吉村
Toru Noguchi
透 野口
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water injection type screw fluid machine provided with adequate sealing properties, and a shaft sealing device with a long life.SOLUTION: In a screw fluid machine 1, a shaft sleeve 15 fit together onto an outer periphery of a rotor shaft 7, and an outer sleeve 16 fixed to a casing 2, have at least five adjacent portions 29, 30, 31, 32, 33 adjoining each other in an axial direction, and form at least six spaces of an outflow space 35, a rotor side interference space 36, a pressurizing space 37, a seal side interference space 38, an open space 39 and seal space 41, and the casing 2 is provided with a low-pressure communication passage 26 that communicates with the outflow space 35 with a compression halfway space of a rotor chamber 3 or a suction flow passage to a rotor chamber 3, a high-pressure communication passage 27 for introducing a target gas discharged to the pressurizing space 37 from the rotor chamber, and an open communication passage 28 that communicates with the pressurizing space 37 to an outside space of the casing 2.

Description

本発明は、水噴射式スクリュ流体機械に関する。   The present invention relates to a water jet screw fluid machine.

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縮リュエキスパンダ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。   In a screw fluid machine such as a screw compressor that compresses the target gas with a male and female screw rotor housed in the rotor chamber, and a screw expander that rotates the screw rotor that expands and gasifies the target gas in the rotor chamber, A shaft seal structure is provided between the screw rotor of the rotor shaft and the bearing in order to seal the target gas in the system or prevent external air from being mixed into the target gas.

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。   As described in Patent Document 1, in the conventional screw compressor, a lip seal is used as a suction side shaft seal device, and a mechanical seal is used as a discharge side shaft seal device.

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/cm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問題がある。 The lip seal is an inexpensive and space-saving shaft seal device, but generally the maximum pressure that can be sealed is about 0.3 kgf / cm 2 . For this reason, the lip seal can be used only for the shaft seal on the low pressure side because the shaft seal may be insufficient on the high pressure side or the durability may be significantly reduced. On the other hand, the mechanical seal is capable of high-pressure shaft sealing, but has a problem that it is very expensive and requires a large space for installation.

特許文献2では、メカニカルシールの軸受側にさらにリップシールを設けて、軸封を万全にしているが、リップシールに過剰な圧力が加わらないように、メカニカルシールとリップシールとの間の空間をロータ室の吸込側に連通させている。   In Patent Document 2, a lip seal is further provided on the bearing side of the mechanical seal to ensure the shaft seal. However, a space between the mechanical seal and the lip seal is provided so that excessive pressure is not applied to the lip seal. The rotor chamber communicates with the suction side.

また、スクリュ流体機械には、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。リップシールを軸封装置に備えた水噴射式スクリュ流体機械において、ロータ室から漏出した水が、リップシールが封止する空間に進入すると、リップシールは水を封止しなければならない。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。したがって、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。   Further, some screw fluid machines include a water injection type in which water is injected into a rotor chamber to perform lubrication and cooling. In a water jet screw fluid machine equipped with a lip seal in a shaft seal device, when water leaked from the rotor chamber enters a space sealed by the lip seal, the lip seal must seal the water. Unlike oil, since water has low lubricity, wear of the lip seal increases when water is sealed with a lip seal. Therefore, the water jet screw fluid machine has a problem that the life of the lip seal is short and frequent maintenance is required.

特開2000−45948号公報JP 2000-45948 A 特開2007−132243号公報JP 2007-132243 A

前記問題点に鑑みて、本発明は、十分なシール性を備え、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。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a water-lubricated screw fluid machine that has sufficient sealing performance and has a long life of a shaft seal device.

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するスクリュ流体機械において、前記スクリュロータと前記スクリュロータのロータ軸の高圧側の軸受との間に、前記軸受の潤滑油が前記ロータ室側に漏出することを防止するリップシールと、前記ロータ軸の外周に嵌装され、前記ロータ軸と共に回転するシャフトスリーブと、前記シャフトスリーブの外側に位置し、前記ケーシングに固定されたアウタスリーブとを有し、前記シャフトスリーブと前記アウタスリーブとは、径方向に互いに近接し合う少なくとも5つの近接部を有し、互いの間の空間を前記近接部によって区分することによって、前記ロータ室側から順に、流出空間、ロータ側干渉空間、加圧空間、シール側干渉空間、開放空間およびシール空間の少なくとも6つの空間を形成し、前記ケーシングは、前記流出空間を前記ロータ室の圧縮途中の低圧空間または前記ロータ室への吸込流路に連通する低圧連通路と、前記加圧空間に前記ロータ室から吐出された対象気体を導入するための高圧連通路と、前記開放空間を前記ケーシングの外部空間に連通する開放連通路とを備えるものとする。   In order to solve the above-mentioned problems, a water jet screw fluid machine according to the present invention compresses a target gas with a male and female screw rotor housed in a rotor chamber formed in a casing or uses an expansion force of the target gas as a rotational force. In the screw fluid machine for conversion, a lip seal that prevents the lubricating oil of the bearing from leaking to the rotor chamber side between the screw rotor and the bearing on the high-pressure side of the rotor shaft of the screw rotor, and the rotor A shaft sleeve fitted on the outer periphery of the shaft and rotating together with the rotor shaft; and an outer sleeve positioned outside the shaft sleeve and fixed to the casing. The shaft sleeve and the outer sleeve are: It has at least five proximity parts that are close to each other in the radial direction, and a space between them is defined by the proximity part Thus, in order from the rotor chamber side, at least six spaces of an outflow space, a rotor side interference space, a pressurizing space, a seal side interference space, an open space and a seal space are formed, and the casing defines the outflow space. A low-pressure communication path communicating with a low-pressure space in the middle of compression of the rotor chamber or a suction flow path to the rotor chamber; a high-pressure communication path for introducing a target gas discharged from the rotor chamber into the pressurization space; An open communication path that communicates the open space with an external space of the casing.

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高圧の対象気体を導入することによって加圧空間を昇圧するので、その圧力差によって、ロータ室から流出空間に漏出した水は、低圧連通路を通ってロータ室に環流され、加圧空間に進入しない。このため、シール空間まで水が進入して、リップシールを破損させることがなく、軸受用潤滑油の漏出を防止できる。また、加圧空間に導入された高圧の対象気体は、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、シール空間の圧力を増大させず、リップシールに過剰な圧力が加わらない。   According to this configuration, by reducing the outflow space by connecting to the rotor chamber or the suction flow path lower than the discharge pressure through the low-pressure communication path, and introducing the high-pressure target gas through the high-pressure communication path. Since the pressurized space is pressurized, the water leaked from the rotor chamber to the outflow space due to the pressure difference is circulated to the rotor chamber through the low-pressure communication path and does not enter the pressurized space. For this reason, water does not enter the seal space and the lip seal is not damaged, and leakage of the lubricating oil for the bearing can be prevented. Further, since the high-pressure target gas introduced into the pressurizing space is discharged to the outside from the open space via the open communication path, the pressure in the seal space is not increased, and excessive pressure is not applied to the lip seal.

また、本発明のスクリュ流体機械は、前記流出空間のさらに前記ロータ室側において、前記ロータ軸と前記ケーシングとの間に、内径が前記ロータ軸の外径よりも僅かに大きく、外径が前記ケーシングの内径よりも僅かに小さいシールリングが配置されていてもよい。   Further, the screw fluid machine of the present invention is such that, further on the rotor chamber side of the outflow space, an inner diameter is slightly larger than an outer diameter of the rotor shaft and the outer diameter is between the rotor shaft and the casing. A seal ring slightly smaller than the inner diameter of the casing may be arranged.

この構成によれば、シールリングによって、ロータ室から流出空間に漏出する対象気体および水の量を低減するので、軸受への水の進入をより確実に防止でき、対象気体の圧力ロスも低減できる。   According to this configuration, since the amount of the target gas and water leaking from the rotor chamber to the outflow space is reduced by the seal ring, it is possible to more reliably prevent water from entering the bearing and also reduce the pressure loss of the target gas. .

また、本発明のスクリュ流体機械において、前記シャフトスリーブは、前記流出空間内に、外側に連続して突出する円盤部と、前記円盤部の前記ロータ室側に放射状に突設された放射状部とを備えてもよい。   Further, in the screw fluid machine according to the present invention, the shaft sleeve includes a disk part that continuously protrudes outward in the outflow space, and a radial part that protrudes radially on the rotor chamber side of the disk part. May be provided.

この構成によれば、円盤部および放射状部が、ロータ室から漏出して流出空間に進入してきた水を径方向外側に移動させる。これにより、シャフトスリーブに沿って軸方向に直進して水が近接部に容易に到達することを防止し、ロータ側干渉空間に水が進入する可能性をより低減できる。   According to this configuration, the disk portion and the radial portion move the water that has leaked from the rotor chamber and entered the outflow space to the outside in the radial direction. Accordingly, it is possible to prevent the water from easily reaching the proximity portion by moving straight along the shaft sleeve in the axial direction, and to further reduce the possibility of water entering the rotor side interference space.

また、本発明のスクリュ流体機械において前記流出空間と前記ロータ側干渉空間との間の前記近接部の近接し合う部分の径が、前記ロータ側干渉空間と前記加圧空間との間の前記近接部の近接し合う部分の径よりも大きくてもよい。また、前記加圧空間と前記シール側干渉空間との間の前記近接部の近接し合う部分の径が、前記シール側干渉空間と前記開放空間との間の前記近接部の近接し合う部分の径よりも大きくてもよい。   Further, in the screw fluid machine of the present invention, the diameter of the adjacent portion of the proximity portion between the outflow space and the rotor side interference space is equal to the proximity between the rotor side interference space and the pressurization space. It may be larger than the diameter of adjacent parts. Further, the diameter of the adjacent portion of the proximity portion between the pressurizing space and the seal-side interference space is equal to that of the adjacent portion of the proximity portion between the seal-side interference space and the open space. It may be larger than the diameter.

この構成によれば、近接部を通過した水は、遠心力によって径方向外側に飛ばされるので、径方向内側にアウタスリーブの突部を伝い登らなければ、次なる近接部に到達してすることができない。   According to this configuration, the water that has passed through the proximity portion is blown outward in the radial direction by centrifugal force. Therefore, if the water does not travel along the protrusion of the outer sleeve radially inward, it will reach the next proximity portion. I can't.

また、本発明のスクリュ流体機械において、前記ロータ側干渉空間と前記加圧空間との間の前記近接部の近接し合う部分の径が、前記加圧空間と前記シール側干渉空間との間の前記近接部の近接し合う部分の径と異なってもよい。   Further, in the screw fluid machine of the present invention, a diameter of the adjacent portion of the proximity portion between the rotor side interference space and the pressurization space is between the pressurization space and the seal side interference space. It may be different from the diameter of the adjacent portion of the proximity portion.

この構成によれば、シャフトスリーブやアウタスリーブに段差ができるので、水がシャフトスリーブやアウタスリーブの表面を軸方向に伝い移動するだけでは、シール側干渉空間に到達できない。   According to this configuration, since the shaft sleeve and the outer sleeve are stepped, it is not possible to reach the seal-side interference space only by moving water along the surface of the shaft sleeve or the outer sleeve in the axial direction.

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。It is a simplified sectional view of the screw compressor of a 1st embodiment of the present invention. 図1のスクリュ圧縮機の軸封部の詳細断面図である。It is a detailed sectional view of the shaft seal part of the screw compressor of FIG.

図1に、本発明に係る水噴射式スクリュ流体機械の1つの実施形態であるスクリュ圧縮機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内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。   In FIG. 1, the screw compressor 1 which is one embodiment of the water-injection-type screw fluid machine which concerns on this invention is simplified and shown. The screw compressor 1 compresses and discharges a target gas (for example, air) with a pair of screw rotors 4 engaged in male and female, housed in a rotor chamber 3 formed in a casing 2. Water is introduced for cooling, sealing and lubrication.

ケーシング2には、ロータ室3に圧縮すべき対象気体を供給する吸込流路5と、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。   The casing 2 includes a suction flow path 5 that supplies a target gas to be compressed to the rotor chamber 3, a discharge flow path 6 that discharges the target gas compressed by the screw rotor 4 in the rotor chamber 3, and the screw rotor 4. Bearing shaft sealing spaces 8 and 9 are provided for installing a structure for supporting and shaft sealing the rotor shaft 7 on the suction side and the discharge side, respectively.

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9を貫通して延伸し、不図示のモータに接続される。   The rotor shaft 7 is rotatably supported by a roller bearing 10 installed in the suction-side bearing shaft sealing space 8 and two ball bearings 11 installed in the discharge-side bearing shaft sealing space 9, The bearing shaft sealing space 9 on the side is extended and connected to a motor (not shown).

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のグリスなど)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のグリスがスクリュロータ4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。   A lip seal 12 is installed on the motor side of the roller bearing 10 to prevent foreign substances (such as grease on the roller bearing 10) from entering the motor side. On the screw rotor 4 side of the roller bearing 10, grease on the roller bearing 10 is installed. A lip seal 13 is provided for sealing so as not to flow out to the screw rotor 4 side, and a lip seal 14 for sealing the target gas or lubricating fluid from entering the roller bearing 10 side from the suction flow path 5. .

玉軸受11とロータ室3との間には、ロータ軸7に気密に嵌装され、ロータ軸7と共に回転するシャフトスリーブ15と、シャフトスリーブ15の外側に位置し、ケーシング3に気密に固定されたアウタスリーブ16とが配設されている。シャフトスリーブ15は、ロータ室3側から、第1回転スリーブ17、第2回転スリーブ18および第3回転スリーブ19の3つに分割して形成されている。アウタスリーブ16は、ロータ室3側から、第1固定スリーブ20、第2固定スリーブ21および第3固定スリーブ22の3つに分割して形成されている。   Between the ball bearing 11 and the rotor chamber 3, the rotor shaft 7 is fitted in an airtight manner, the shaft sleeve 15 that rotates together with the rotor shaft 7, the shaft sleeve 15 is positioned outside, and the airtightly fixed to the casing 3. An outer sleeve 16 is disposed. The shaft sleeve 15 is divided into three parts, ie, a first rotating sleeve 17, a second rotating sleeve 18 and a third rotating sleeve 19 from the rotor chamber 3 side. The outer sleeve 16 is divided into three parts, ie, a first fixed sleeve 20, a second fixed sleeve 21, and a third fixed sleeve 22 from the rotor chamber 3 side.

第3固定スリーブ22には、第3固定スリーブ19と摺接し、軸受軸封空間9を区分して、玉軸受11の潤滑油がロータ室3側に漏出しないように封止するためのリップシール23が保持されている。   The third fixed sleeve 22 is in slidable contact with the third fixed sleeve 19 and divides the bearing shaft sealing space 9 to seal the ball bearing 11 so that the lubricating oil does not leak to the rotor chamber 3 side. 23 is held.

また、第1スリーブ17および第1固定スリーブ20よりもさらにロータ室3側の軸受軸封空間9内には、シールリング24が配置されている。シールリング24は、ロータ軸7の対応位置の外径よりも僅かに(例えば0.05mm程度)大きな内径と、ケーシング2の対応位置の内径よりも僅かに(例えば0.05mm程度)小さな外径とを有する。   Further, a seal ring 24 is disposed in the bearing shaft sealing space 9 on the rotor chamber 3 side further than the first sleeve 17 and the first fixed sleeve 20. The seal ring 24 has an inner diameter slightly larger (for example, about 0.05 mm) than the outer diameter of the corresponding position of the rotor shaft 7 and an outer diameter that is slightly smaller (for example, about 0.05 mm) than the inner diameter of the corresponding position of the casing 2. And have.

ケーシング2には、リップシール13とリップシール14との間の空間を外部に連通させるシール連通路25と、吸込流路5に連通し、第1固定スリーブ20の外側に開口する低圧連通路26と、吐出流路6に連通し、第2固定スリーブ21の外側に開口する高圧連通路27と、ケーシング2の外部(外気)に連通し、第3固定スリーブ22の外側に開口する開放連通路28とが形成されている。   In the casing 2, a seal communication path 25 that communicates the space between the lip seal 13 and the lip seal 14 to the outside, and a low-pressure communication path 26 that communicates with the suction flow path 5 and opens to the outside of the first fixed sleeve 20. A high-pressure communication path 27 that communicates with the discharge flow path 6 and opens to the outside of the second fixed sleeve 21; and an open communication path that communicates with the outside (outside air) of the casing 2 and opens to the outside of the third fixed sleeve 22 28 are formed.

図2にシャフトスリーブ15およびアウタスリーブ16を詳細に示す。シャフトスリーブ15とアウタスリーブ16とは、少なくともいずれか一方が他方に向かって部分的に突出して近接し合う6箇所の近接部29,30,31,32,33,34を有する。   FIG. 2 shows the shaft sleeve 15 and the outer sleeve 16 in detail. The shaft sleeve 15 and the outer sleeve 16 have six adjacent portions 29, 30, 31, 32, 33, 34, at least one of which partially protrudes toward the other and is close to the other.

シャフトスリーブ15とアウタスリーブ16との間の空間(軸受軸封空間9)は、近接部29,30,31,32,33,34、および、リップシール23によって、ロータ室3側から順に、流出空間35、ロータ側干渉空間36、加圧空間37、シール側干渉空間38、開放空間39、予備空間40、シール空間41および軸受空間42に区分されている。   The space (bearing shaft sealing space 9) between the shaft sleeve 15 and the outer sleeve 16 flows out in order from the rotor chamber 3 side by the proximity portions 29, 30, 31, 32, 33, 34 and the lip seal 23. The space 35 is divided into a rotor side interference space 36, a pressurizing space 37, a seal side interference space 38, an open space 39, a spare space 40, a seal space 41, and a bearing space 42.

流出空間35は、ロータ室3側がシールリング24が配置された空間に連通し、リップシール23側が最もロータ室4側の近接部29によってロータ側干渉空間36と区分されている。第1固定スリーブ20には、流出空間35を低圧連通路26に連通させる貫通孔43が形成されている。また、第1回転スリーブ17には、流出空間35内のロータ室3寄りの位置に、外側に連続して円盤に突出する円盤部44が形成され、円盤部44のロータ室4側の面には、放射状に突設された板状またはリブ状の放射状部45を備える。また、第1回転スリーブ17のロータ室4側の端部には、シールリング24がリップシール23側に移動しないように係止するために内側に突出する係止部46が設けられている。   The outflow space 35 communicates with the space where the seal ring 24 is disposed on the rotor chamber 3 side, and the lip seal 23 side is separated from the rotor side interference space 36 by the proximity portion 29 closest to the rotor chamber 4 side. The first fixed sleeve 20 is formed with a through hole 43 that allows the outflow space 35 to communicate with the low pressure communication path 26. In addition, the first rotating sleeve 17 is formed with a disk portion 44 that protrudes outward from the disk at a position near the rotor chamber 3 in the outflow space 35, and is formed on the surface of the disk portion 44 on the rotor chamber 4 side. Includes a plate-like or rib-like radial portion 45 projecting radially. Further, a locking portion 46 protruding inward is provided at the end of the first rotating sleeve 17 on the rotor chamber 4 side so as to lock the seal ring 24 so as not to move to the lip seal 23 side.

第2固定スリーブ21には、加圧空間37を高圧連通路27に連通させる貫通孔47が形成されており、第3固定スリーブ22には、開放空間39を開放連通路28に連通させる貫通穴48が形成されている。   The second fixed sleeve 21 is formed with a through hole 47 that allows the pressurizing space 37 to communicate with the high pressure communication path 27, and the third fixed sleeve 22 is a through hole that allows the open space 39 to communicate with the open communication path 28. 48 is formed.

流出空間35とロータ側干渉空間36との間の近接部29の近接し合う部分の径は、ロータ側干渉空間36と加圧空間37との間の近接部30の近接し合う部分の径よりも大きくなっている。また、ロータ側干渉空間36と加圧空間37との間の近接部30の近接し合う部分の径は、加圧空間37と軸側干渉空間38との間の近接部31の近接し合う部分の径よりも小さくなっている。さらに、加圧空間37と軸側干渉空間38との間の近接部31の近接し合う部分の径は、シール側干渉空間38と開放空間39との間の近接部32の近接し合う部分の径よりも大きくなっている。また、予備空間40の両側の近接部33と近接部34とも、近接し合う部分の径が互いに異なっている。   The diameter of the adjacent portion of the proximity portion 29 between the outflow space 35 and the rotor side interference space 36 is larger than the diameter of the adjacent portion of the proximity portion 30 between the rotor side interference space 36 and the pressurizing space 37. Is also getting bigger. Also, the diameter of the adjacent portion of the proximity portion 30 between the rotor side interference space 36 and the pressurizing space 37 is the close portion of the proximity portion 31 between the pressurization space 37 and the shaft side interference space 38. It is smaller than the diameter. Furthermore, the diameter of the proximity portion 31 of the proximity portion 31 between the pressurizing space 37 and the shaft side interference space 38 is equal to that of the proximity portion 32 of the proximity portion 32 between the seal side interference space 38 and the open space 39. It is larger than the diameter. Further, the adjacent portions 33 and 34 on both sides of the spare space 40 have mutually different diameters.

さらに、第3回転スリーブ19のロータ室3側の端部には、径方向外側にフランジ状に突出する突出部49が形成されている。   Further, a protruding portion 49 that protrudes in a flange shape outwardly in the radial direction is formed at the end of the third rotating sleeve 19 on the rotor chamber 3 side.

本実施形態のスクリュ圧縮機1において、流出空間35は、ロータ室3の吐出側の空間よりも圧力が低いため、ロータ室3から流出空間35へは対象気体と共に潤滑および冷却のための水が流出し得る。ここで、シールリング24は、ケーシング2およびロータ軸7との間に狭い隙間を形成するので、水がこの狭い隙間を通過する際に圧力損失を生じさせ、ロータ室3から流出空間35へと流出する対象気体および水の量を低減する軸封装置としての機能を果たす。   In the screw compressor 1 of the present embodiment, since the outflow space 35 has a lower pressure than the discharge side space of the rotor chamber 3, water for lubrication and cooling is supplied from the rotor chamber 3 to the outflow space 35 together with the target gas. Can be spilled. Here, since the seal ring 24 forms a narrow gap between the casing 2 and the rotor shaft 7, a pressure loss is caused when water passes through the narrow gap, and the flow from the rotor chamber 3 to the outflow space 35 occurs. It functions as a shaft seal device that reduces the amount of target gas and water flowing out.

対象気体の圧力によってロータ室3から、シールリング24とロータ軸7およびケーシング2との隙間を通って流出空間35に漏出した水は、低圧連通路26を通して、流出空間35よりもさらに低圧の吸込流路5へ環流し、再びロータ室3に吸い込まれる。このとき、第1回転スリーブ17の外表面を伝ってリップシール23側に移動してきた水は、円盤部44によって径方向外側に移動させられる。ことのとき、放射状部45は水を第1回転スリーブ17と共に回転させることにより、遠心力を作用させて水を円盤部44の外周に向かって移動させ、さらに、第1固定スリーブ20に向かって飛散させる。これにより、流出空間35に進入した水は、効率よく第1固定スリーブ20に形成された貫通孔43へと導かれる。尚、低圧連通路26は、ロータ室3の圧縮途中の低圧空間に連通してもよい。   The water leaked from the rotor chamber 3 through the gap between the seal ring 24 and the rotor shaft 7 and the casing 2 to the outflow space 35 due to the pressure of the target gas passes through the low pressure communication passage 26 and is sucked in at a lower pressure than the outflow space 35. It circulates to the flow path 5 and is sucked into the rotor chamber 3 again. At this time, the water that has traveled to the lip seal 23 side along the outer surface of the first rotating sleeve 17 is moved radially outward by the disk portion 44. At this time, the radial portion 45 rotates the water together with the first rotating sleeve 17 to apply centrifugal force to move the water toward the outer periphery of the disk portion 44, and further toward the first fixed sleeve 20. Scatter. Thereby, the water that has entered the outflow space 35 is efficiently guided to the through hole 43 formed in the first fixed sleeve 20. The low pressure communication passage 26 may communicate with the low pressure space in the middle of compression of the rotor chamber 3.

このように、流出空間35に漏出した水は、低圧連通路26を介して、流出空間35からロータ室3に環流させられるが、万が一、流出空間35から近接部29を通過してロータ側干渉空間36に水が漏出したとしても、漏出した水は、第1回転スリーブ17の近接部29を構成する突起の回転に伴う遠心力によって外側に飛ばされる。したがって、ロータ側干渉空間36に漏出した水は、第1固定スリーブ20からロータ側干渉空間36と加圧空間37との間の近接部30を構成する第2固定スリーブ21の突起を伝い登らなければ、近接部30を通過して加圧空間37へと進入することができない。   Thus, the water leaked into the outflow space 35 is circulated from the outflow space 35 to the rotor chamber 3 through the low-pressure communication path 26. Even if water leaks into the space 36, the leaked water is blown outward by the centrifugal force associated with the rotation of the protrusion that constitutes the proximity portion 29 of the first rotating sleeve 17. Therefore, the water leaked into the rotor side interference space 36 must travel from the first fixed sleeve 20 to the protrusion of the second fixed sleeve 21 that forms the proximity portion 30 between the rotor side interference space 36 and the pressurizing space 37. In this case, it is not possible to enter the pressurizing space 37 through the proximity portion 30.

さらに、吐出流路6から高圧連通路27を介して加圧空間37に高圧の対象気体が導入されるので、加圧空間37の内圧は、低圧連通路26を介して吸込流路35に連通する流出空間35および開放連通路28を介して大気開放された開放空間39、並びに、それらの空間と加圧空間37との間のロータ側干渉空間36およびシール側干渉空間38の内圧よりも高くなる。したがって、加圧空間37からロータ側干渉空間36を介して流出空間35へ、および、加圧空間37からシール側干渉空間38を介して開放空間39へと、対象気体が流れる。   Further, since the high pressure target gas is introduced from the discharge flow path 6 into the pressurization space 37 via the high pressure communication path 27, the internal pressure of the pressurization space 37 communicates with the suction flow path 35 via the low pressure communication path 26. Higher than the internal pressure of the rotor side interference space 36 and the seal side interference space 38 between the open space 39 opened to the atmosphere via the outflow space 35 and the open communication passage 28, and the pressure space 37. Become. Accordingly, the target gas flows from the pressurized space 37 to the outflow space 35 via the rotor side interference space 36 and from the pressurized space 37 to the open space 39 via the seal side interference space 38.

近接部30を通した加圧空間37からロータ側干渉空間36への対象気体の流れは、水が流出空間35からロータ側干渉空間36へ、さらに、ロータ側干渉空間36から加圧空間37へ流れ込むことを防止する。また、ロータ側干渉空間36に水が進入してしまったとしても、対象気体の流れは、進入した水を流出空間35へと押し戻す。このように、シャフトスリーブ15とアウタスリーブ16との形状に加え、対象気体の流れによっても、ロータ室3から流出空間35に漏出した水がリップシール23側に移動することを防止するので、リップシール23に水が接触して摩耗が促進されることがない。   The flow of the target gas from the pressurized space 37 to the rotor side interference space 36 through the proximity portion 30 causes water to flow from the outflow space 35 to the rotor side interference space 36 and from the rotor side interference space 36 to the pressure space 37. Prevent inflow. Even if water enters the rotor side interference space 36, the flow of the target gas pushes the entered water back into the outflow space 35. Thus, in addition to the shapes of the shaft sleeve 15 and the outer sleeve 16, the water leaked from the rotor chamber 3 to the outflow space 35 is prevented from moving to the lip seal 23 side due to the flow of the target gas. The contact of water with the seal 23 does not promote wear.

また、本実施形態では、さらに、ロータ側干渉空間36と加圧空間37との間の近接部30の径が加圧空間37とシール側干渉空間38との間の近接部31の径より小さくなっているため、仮に、加圧空間37にまで水が進入したとしても、水は、径方向の壁を伝い登らなければ、近接部32を通過してシール側干渉空間38に進入できない。   Further, in the present embodiment, the diameter of the proximity portion 30 between the rotor side interference space 36 and the pressurization space 37 is smaller than the diameter of the proximity portion 31 between the pressurization space 37 and the seal side interference space 38. Therefore, even if water enters the pressurizing space 37, the water cannot pass through the proximity portion 32 and enter the seal-side interference space 38 unless it reaches the radial wall.

さらに、加圧空間37とシール側干渉空間38との間の近接部31の径が、シール側干渉空間38と開放空間39との間の近接部32の径より大きくなっているので、シール側干渉空間38に進入した水は、第3固定スリーブの近接部32を構成する突起を伝い登らなければ近接部32を通過して開放空間39に進入することができない。このため、シール側干渉空間38に進入した水は、しばらくシール側干渉空間38の中に留まるが、加圧空間37に導入され、開放空間39へと流れる対象気体が軸受干渉空間38内を吹き抜けるので、この対象気体の流れが水を蒸発させ、開放空間39を介して開放連通路28から水蒸気を大気に放出させる。   Furthermore, since the diameter of the proximity portion 31 between the pressurizing space 37 and the seal side interference space 38 is larger than the diameter of the proximity portion 32 between the seal side interference space 38 and the open space 39, the seal side The water that has entered the interference space 38 cannot pass through the proximity portion 32 and enter the open space 39 unless it travels along the protrusions that constitute the proximity portion 32 of the third fixed sleeve. For this reason, the water that has entered the seal-side interference space 38 stays in the seal-side interference space 38 for a while, but is introduced into the pressurized space 37 and the target gas flowing into the open space 39 blows through the bearing interference space 38. Therefore, the flow of the target gas evaporates water and releases water vapor from the open communication path 28 to the atmosphere via the open space 39.

さらに、本実施形態では、開放空間39のさらにリップシール23側に、予備空間40が形成されているので、不測の事態によって開放空間39、さらに予備空間40に水が進入しても、その予備空間40が水をトラップする。さらに、万が一、予備空間40に水が進入し、さらに軸受空間42にごく僅かに水が進入しても、第3回転スリーブ19に突出部49が形成されているので、第2回転スリーブ18を伝って移動する水を突出部49によって押し留める。このため、水は、リップシール23に到達することができず、リップシール23を破損させることがない。   Further, in the present embodiment, since the spare space 40 is formed further on the lip seal 23 side of the open space 39, even if water enters the open space 39 and the spare space 40 due to an unexpected situation, the spare space 40 is provided. The space 40 traps water. Furthermore, even if water enters the spare space 40 and the water enters the bearing space 42 only slightly, the protruding portion 49 is formed on the third rotating sleeve 19. The water that travels is pushed down by the protrusion 49. For this reason, water cannot reach the lip seal 23 and the lip seal 23 is not damaged.

1…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
6…吐出流路
7…スクリュ軸
9…軸受軸封空間
11…玉軸受
15…シャフトスリーブ
16…アウタスリーブ
17…第1回転スリーブ
18…第2回転スリーブ
19…第3回転スリーブ
20…第1固定スリーブ
21…第2固定スリーブ
22…第3固定スリーブ
23…リップシール
24…シールリング
26…低圧連通路
27…高圧連通路
28…開放連通路
29,30,31,32,33,34…近接部
35…流出空間
36…ロータ側干渉空間
37…加圧空間
38…シール側干渉空間
39…開放空間
40…予備空間
41…シール空間
42…軸受空間
43,47,48…貫通孔
44…円盤部
45…放射状部
46…係止部
1 ... Screw compressor (water jet type screw fluid machine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Casing 3 ... Rotor chamber 4 ... Screw rotor 5 ... Suction flow path 6 ... Discharge flow path 7 ... Screw shaft 9 ... Bearing shaft sealing space 11 ... Ball bearing 15 ... Shaft sleeve 16 ... Outer sleeve 17 ... 1st rotation sleeve 18 2nd rotating sleeve 19 ... 3rd rotating sleeve 20 ... 1st fixed sleeve 21 ... 2nd fixed sleeve 22 ... 3rd fixed sleeve 23 ... Lip seal 24 ... Seal ring 26 ... Low pressure communication path 27 ... High pressure communication path 28 ... Open Communication path 29, 30, 31, 32, 33, 34 ... Proximity part 35 ... Outflow space 36 ... Rotor side interference space 37 ... Pressurization space 38 ... Seal side interference space 39 ... Open space 40 ... Preliminary space 41 ... Seal space 42 ... Bearing space 43, 47, 48 ... Through hole 44 ... Disk part 45 ... Radial part 46 ... Locking part

Claims (6)

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するスクリュ流体機械において、
前記スクリュロータと前記スクリュロータのロータ軸の高圧側の軸受との間に、
前記軸受の潤滑油が前記ロータ室側に漏出することを防止するリップシールと、
前記ロータ軸の外周に嵌装され、前記ロータ軸と共に回転するシャフトスリーブと、
前記シャフトスリーブの外側に位置し、前記ケーシングに固定されたアウタスリーブとを有し、
前記シャフトスリーブと前記アウタスリーブとは、径方向に互いに近接し合う少なくとも5つの近接部を有し、互いの間の空間を前記近接部によって区分することによって、前記ロータ室側から順に、流出空間、ロータ側干渉空間、加圧空間、シール側干渉空間、開放空間およびシール空間の少なくとも6つの空間を形成し、
前記ケーシングは、前記流出空間を前記ロータ室の圧縮途中の低圧空間または前記ロータ室への吸込流路に連通する低圧連通路と、
前記加圧空間に前記ロータ室から吐出された対象気体を導入するための高圧連通路と、
前記開放空間を前記ケーシングの外部空間に連通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。
In a screw fluid machine that compresses a target gas by a male and female screw rotor housed in a rotor chamber formed in a casing or converts an expansion force of the target gas into a rotational force,
Between the screw rotor and the bearing on the high-pressure side of the rotor shaft of the screw rotor,
A lip seal that prevents the lubricating oil of the bearing from leaking to the rotor chamber side;
A shaft sleeve fitted around the rotor shaft and rotating together with the rotor shaft;
An outer sleeve positioned outside the shaft sleeve and fixed to the casing;
The shaft sleeve and the outer sleeve have at least five proximity portions that are close to each other in the radial direction, and the space between them is divided by the proximity portion, so that the outflow space is sequentially arranged from the rotor chamber side. , Forming at least six spaces of rotor side interference space, pressure space, seal side interference space, open space and seal space,
The casing has a low-pressure communication path that communicates the outflow space with a low-pressure space in the middle of compression of the rotor chamber or a suction flow path to the rotor chamber;
A high-pressure communication path for introducing the target gas discharged from the rotor chamber into the pressurized space;
A screw fluid machine comprising: an open communication path that communicates the open space with an external space of the casing.
前記流出空間のさらに前記ロータ室側において、前記ロータ軸と前記ケーシングとの間に、内径が前記ロータ軸の外径よりも僅かに大きく、外径が前記ケーシングの内径よりも僅かに小さいシールリングが配置されていることを特徴とするスクリュ流体機械。   Further on the rotor chamber side of the outflow space, between the rotor shaft and the casing, a seal ring whose inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the rotor shaft and whose outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the casing. A screw fluid machine characterized by comprising: 前記シャフトスリーブは、前記流出空間内に、外側に連続して突出する円盤部と、前記円盤部の前記ロータ室側に放射状に突設された放射状部とを備え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。   2. The shaft sleeve includes a disk portion that continuously protrudes outward in the outflow space, and a radial portion that protrudes radially on the rotor chamber side of the disk portion. Or the screw fluid machine of 2. 前記流出空間と前記ロータ側干渉空間との間の前記近接部の近接し合う部分の径は、前記ロータ側干渉空間と前記加圧空間との間の前記近接部の近接し合う部分の径よりも大きいことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のスクリュ流体機械。   The diameter of the adjacent portion of the proximity portion between the outflow space and the rotor side interference space is larger than the diameter of the adjacent portion of the proximity portion between the rotor side interference space and the pressurization space. The screw fluid machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the screw fluid machine is also larger. 前記ロータ側干渉空間と前記加圧空間との間の前記近接部の近接し合う部分の径は、前記加圧空間と前記シール側干渉空間との間の前記近接部の近接し合う部分の径と異なることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のスクリュ流体機械。   The diameter of the adjacent portion of the proximity portion between the rotor side interference space and the pressure space is the diameter of the proximity portion of the proximity portion between the pressure space and the seal side interference space. The screw fluid machine according to claim 1, wherein the screw fluid machine is different from the screw fluid machine according to claim 1. 前記加圧空間と前記シール側干渉空間との間の前記近接部の近接し合う部分の径は、前記シール側干渉空間と前記開放空間との間の前記近接部の近接し合う部分の径よりも大きい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。   The diameter of the adjacent portion of the proximity portion between the pressurizing space and the seal side interference space is larger than the diameter of the adjacent portion of the proximity portion between the seal side interference space and the open space. The screw fluid machine according to claim 1, wherein the screw fluid machine is also larger.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016052298A1 (en) * 2014-09-29 2016-04-07 株式会社神戸製鋼所 Oil-free screw compressor
WO2018117276A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 株式会社日立産機システム Screw compressor
CN109488598A (en) * 2018-12-29 2019-03-19 无锡五洋赛德压缩机有限公司 Sealing structure and balanced seal structure applied to helical-lobe compressor
CN112969857A (en) * 2018-11-08 2021-06-15 埃尔吉设备有限责任公司 Oil-free water injection type screw air compressor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5053909A (en) * 1973-09-03 1975-05-13
JPS6336680U (en) * 1986-08-27 1988-03-09
JP2009162129A (en) * 2008-01-08 2009-07-23 Kobe Steel Ltd Screw compressor
JP2009270581A (en) * 2002-02-23 2009-11-19 Leybold Vakuum Gmbh Vacuum pump

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5053909A (en) * 1973-09-03 1975-05-13
JPS6336680U (en) * 1986-08-27 1988-03-09
JP2009270581A (en) * 2002-02-23 2009-11-19 Leybold Vakuum Gmbh Vacuum pump
JP2009162129A (en) * 2008-01-08 2009-07-23 Kobe Steel Ltd Screw compressor

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016052298A1 (en) * 2014-09-29 2016-04-07 株式会社神戸製鋼所 Oil-free screw compressor
KR20170047310A (en) * 2014-09-29 2017-05-04 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Oil-free screw compressor
TWI601879B (en) * 2014-09-29 2017-10-11 神戶製鋼所股份有限公司 Oil-free screw compressor
KR101876156B1 (en) * 2014-09-29 2018-07-06 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Oil-free screw compressor
US10359043B2 (en) 2014-09-29 2019-07-23 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Oil-free screw compressor
WO2018117276A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 株式会社日立産機システム Screw compressor
CN111670306A (en) * 2016-12-22 2020-09-15 株式会社日立产机系统 screw compressor
US11428228B2 (en) 2016-12-22 2022-08-30 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Screw compressor having a different pressure of the fluid applied to the seal ring on the delivery side shaft sealing unit
CN112969857A (en) * 2018-11-08 2021-06-15 埃尔吉设备有限责任公司 Oil-free water injection type screw air compressor
CN112969857B (en) * 2018-11-08 2023-09-12 埃尔吉设备有限责任公司 Oil-free water injection screw air compressor
CN109488598A (en) * 2018-12-29 2019-03-19 无锡五洋赛德压缩机有限公司 Sealing structure and balanced seal structure applied to helical-lobe compressor

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