[发明专利]喷水式螺杆流体机械

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷水式螺杆流体机械。

背景技术

在用收纳在转子室内的阴阳咬合的螺杆转子对对象气体进行压缩的螺杆压缩机、及在转子室内使对象气体膨胀而使阴阳咬合的螺杆转子旋转的螺杆膨胀器（膨胀机）等的螺杆流体机械中，为了将对象气体封闭在系统内，或者防止外气等混入到对象气体中，在转子轴的螺杆转子与轴承之间设置轴密封构造。

如在日本特许第4559343号中记载那样，在以往的螺杆压缩机中，作为吸入侧的轴密封装置而使用唇形密封件，作为排出侧的轴密封装置而使用机械式密封件。

唇形密封件是便宜且节省空间的轴密封装置，一般可封闭的最大压力是0.3kgf/cm²左右。因此，唇形密封件有可能在高压侧轴密封变得不充分或耐久性显著下降，所以仅能够在低压侧的轴密封中使用。另一方面，机械式密封件能够进行高压的轴密封，但存在非常昂贵并且用于设置的空间较大的问题。

在日本特许第4559343号中公开的螺杆压缩机中，唇形密封件除了用于吸入侧的轴的轴密封以外，还作为排出侧的轴的轴密封使用。在该螺杆压缩机中，为了使得不对用于排出侧的轴的轴密封的唇形密封件施加过度的压力，在螺杆转子与唇形密封件之间设置迷宫式密封件，还设置使迷宫式密封件与唇形密封件之间的空间与吸入流路或转子室的接近于吸入侧的中间压力部连通的连通路径。

此外，在螺杆流体机械中，如例如在日本特开2000－45948号中记载那样，有对转子室内喷射水而进行润滑及冷却的喷水式的结构。在作为喷水式螺杆流体机械的轴密封装置而使用唇形密封件的情况下，对唇形密封件要求将水封闭的功能。但是，与油不同，水的润滑性低，所以如果用唇形密封件对水进行密封则唇形密封件的磨损变大。因而，在喷水式流体机械中，存在唇形密封件的寿命较短而要求频繁的维护的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种轴密封装置的寿命较长的水润滑式螺杆流体机械。

为了解决上述问题，本发明的喷水式螺杆流体机械为，壳体内形成有转子室，转子室内收容有阴阳咬合的螺杆转子，借助该螺杆转子对对象气体进行压缩或将上述对象气体的膨胀力变换为旋转力，向内部喷射水而进行上述螺杆转子的润滑，其中，在上述转子室与上述螺杆转子的转子轴的轴承之间，从上述转子室侧起依次设有第1非接触密封件、第2非接触密封件及唇形密封件；具备：加压连通路径，向形成在上述第1非接触密封件与上述第2非接触密封件之间的加压空间导入高压的上述对象气体；开放连通路径，将形成在上述第2非接触密封件与上述唇形密封件之间的开放空间向上述壳体外部开放。

通过该结构，经由高压连通路径导入加压的对象气体从而将加压空间升压。由此，加压空间的压力被维持为高压，所以从转子室泄露到流出空间中的水不能流入到加压空间中。此外，即便万一水泄露到加压空间还有开放空间中，泄露的水也从开放空间经由开放连通路径被释放到外部，所以不会使密封空间的压力增大，也能够抑制泄露的水到达唇形密封件。因此，不会使唇形密封件损坏，也能够防止因水向唇形密封件的进入造成的轴承用润滑油的泄露。

此外，在本发明的喷水式螺杆流体机械中，也可以上述轴承是高压侧的轴承；具备低压连通路径，该低压连通路径使形成在上述第1非接触密封件的上述转子室侧的流出空间与上述转子室内的低压空间或与上述转子室连通的上述对象气体的低压流路连通。

根据该结构，经由低压连通路径与比排出压力低的转子室或吸入流路连接从而将流出空间减压，并且经由高压连通路径将加压后的对象气体导入从而将加压空间升压。由此，加压空间的压力变得比流出空间高，所以从转子室泄露到流出空间中的水不能流入到加压空间中，而通过低压连通路径回流到转子室中。此外，即便万一水泄露到加压空间还有开放空间中，泄露的水也从开放空间经由开放连通路径被释放到外部，所以不会使密封空间的压力增大，也能够抑制泄露的水到达唇形密封件。因此，不使唇形密封件损坏的效果、水向唇形密封件的进入造成的轴承用润滑油的泄露的防止的效果变得更显著。

此外，本发明的喷水式螺杆流体机械也可以是对上述对象气体进行压缩的喷水式螺杆压缩机；具有从排出的上述对象气体分离上述水的水回收器；将在上述水回收器中进行了水分离的上述对象气体经由减压机构供给到上述加压连通路径中。

根据该结构，能够将从喷水式螺杆压缩机排出的对象气体的一部分用作向加压空间导入的对象气体，不需要为了向加压连通路径供给对象气体而准备附属设备。