(57)【要約】【課題】シール部の冷却効率を向上させてシール部の長寿命化を図ることが可能なシール部の冷却機構を提供する。【解決手段】このシール部６の冷却機構は、圧縮室２ａを内部に有する筐体２と、その筐体２内において回転自在に設けられ、先端部４ｂが閉塞された油の流通路４ａを内部に有するシャフト４と、筐体２内においてシャフト４の外周面に接触するように設けられ、圧縮室２ａを封止するシール部６とを備えた圧縮機に設けられており、シール部６は、シャフト４のうち流通路４ａが設けられた部分の外周面に接触しており、流通路４ａ内において油を噴き出すノズル１０を備え、ノズル１０は、噴き出した油が流通路４ａの先端部４ｂ側へ流れるとともにその先端部４ｂに当たって逆流するような形態で流通路４ａ内に配置されている。【選択図】図１
2010007829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の空間を内部に有する筐体と、その筐体内において回転自在に設けられ、先端部が閉塞された流体の流通路を内部に有するシャフトと、前記筐体内において前記シャフトの外周面に接触するように設けられ、前記所定の空間を封止するシール部とを備えた回転機に設けられ、前記シール部を冷却するためのシール部の冷却機構であって、
前記シール部は、前記シャフトのうち前記流通路が設けられた部分の外周面に接触しており、
前記流通路内において流体を噴き出すノズルを備え、
前記ノズルは、噴き出した流体が前記流通路の先端部側へ流れるとともにその先端部に当たって逆流するような形態で前記流通路内に配置されている、シール部の冷却機構。
【請求項２】
前記流通路の先端部を構成する前記シャフトの内面は、湾曲した凹面に形成されている、請求項１に記載のシール部の冷却機構。
【請求項３】
前記ノズルは、前記流通路の軸心上においてその軸心に沿って流体を噴き出すように設けられている、請求項１または２に記載のシール部の冷却機構。
【請求項４】
前記ノズルの軸方向における所定位置から先端にかけての部分は、前記シャフトのうち前記シール部と接触している部分へ向かって延びるように当該ノズルの前記所定位置から基端側の部分に対して傾いて配置されている、請求項１または２に記載のシール部の冷却機構。
【請求項５】
前記所定の空間は、前記流通路内に比べて高温になる空間であり、
前記シャフトは、前記所定の空間を通って延びており、
前記流通路は、前記シャフトのうち前記所定の空間から突出した部分においてその端部から軸方向内側に向かって延びている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシール部の冷却機構。
【請求項６】
前記シャフトは、前記流通路内を流れる流体を当該シャフトの外周面の外側に排出するための排出穴を有し、
前記筐体内において前記シャフトの前記排出穴の周りには、その排出穴を通じて排出された流体を前記シール部に接触させるための供給室が設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシール部の冷却機構。
【請求項７】
前記供給室に配設され、前記シャフトを回転自在に支持する軸受を備える、請求項６に記載のシール部の冷却機構。
【請求項８】
前記流通路を囲む前記シャフトの内面には、凹凸部が形成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載のシール部の冷却機構。
【請求項９】
前記流通路は、その先端部が前記シャフトの軸方向内側に位置するように前記シャフトの端部からそのシャフトの軸方向に延びており、
前記凹凸部は、前記シャフトの回転とともに前記シャフトの軸方向の内側から外側へ向かって進むように前記シャフトの内面に形成された螺旋溝からなる、請求項８に記載のシール部の冷却機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール部の冷却機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機等の回転機において、筐体内で回転するシャフトの外面に接触するようにシール部を設け、そのシール部により筐体内の所定の空間を封止する構造が知られている。下記の特許文献１には、このような構造を有する圧縮機の一例が開示されている。
【０００３】
図６は、特許文献１に開示された圧縮機の構造を示す断面図である。この圧縮機は、圧縮室を内部に有するケーシング１０２を備えている。このケーシング１０２の開口部には、ハウジング１０４が嵌合している。そして、ケーシング１０２内の圧縮室を通るとともにハウジング１０４を貫通するようにシャフト１０６が設けられている。このシャフト１０６は、図略の圧縮機構を駆動するためのものであり、ハウジング１０４に設けられた軸受１０８により回転自在に支持されている。また、ハウジング１０４には、シャフト１０６の外周面に接触するようにシール部１１０が設けられており、このシール部１１０によってケーシング１０２内の圧縮室が封止されている。
【０００４】
シャフト１０６の内部には、流通路１０６ａが設けられている。この流通路１０６ａは、シャフト１０６のうち圧縮室内に配置された部分の内部を通ってシャフト１０６の軸方向に延びている。また、流通路１０６ａのシール部１１０側の端部は、閉塞されている。そして、流通路１０６ａの閉塞された端部近傍から径方向外側に延びるとともにシャフト１０６の外面に開口するように排出穴１０６ｂが設けられている。シャフト１０６の外面には、排出穴１０６ｂの開口からシール部１１０側へ延びるように切欠き通路１０６ｃが形成されている。シャフト１０６の外面とハウジング１０４の内面との間で切欠き通路１０６ｃのシール部１１０側の端部の位置には、貯留室１０６ｄが設けられている。
【０００５】
そして、油がシャフト１０６内の流通路１０６ａ、排出穴１０６ｂ、切欠き通路１０６ｃを通って貯留室１０６ｄに導入されて一旦貯留された後、その貯留室１０６ｄからシール部１１０へ油が供給されるようになっている。シール部１１０は、この供給される油によって冷却される。
【特許文献１】特開平６−２４１３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された構造では、油が流通路１０６ａ、排出穴１０６ｂ、切欠き通路１０６ｃを通って貯留室１０６ｄへ流れる過程において、流通路１０６ａの閉塞された端部で油のよどみが生じやすい。その結果、油の流通性が悪くなるため、シール部１１０の冷却効率が低下し、それに伴ってシール部１１０の寿命が低下するという問題点が生じる。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、シール部の冷却効率を向上させてシール部の長寿命化を図ることが可能なシール部の冷却機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明によるシール部の冷却機構は、所定の空間を内部に有する筐体と、その筐体内において回転自在に設けられ、先端部が閉塞された流体の流通路を内部に有するシャフトと、前記筐体内において前記シャフトの外周面に接触するように設けられ、前記所定の空間を封止するシール部とを備えた回転機に設けられ、前記シール部を冷却するためのシール部の冷却機構であって、前記シール部は、前記シャフトのうち前記流通路が設けられた部分の外周面に接触しており、前記流通路内において流体を噴き出すノズルを備え、前記ノズルは、噴き出した流体が前記流通路の先端部側へ流れるとともにその先端部に当たって逆流するような形態で前記流通路内に配置されている。
【０００９】
このシール部の冷却機構では、シャフトの流通路内に設けられたノズルから噴き出した流体が流通路の閉塞した先端部へ流れ、その流通路の先端部に当たって流通路内を逆流する。従来のように流通路の閉塞した先端部へ向かって一様に流体が流れるような構成では、流通路の先端部において流体のよどみが生じやすい。これに対して、このシール部の冷却機構では、上記のような流体の逆流が生じるので、流通路の先端部においてよどみが生じにくく、流通路内における流体の流通性を向上させることができる。これにより、シャフトの流通路を囲む部分を流体によって良好に冷却することができる。その結果、シャフトの外周面に接触するシール部の冷却効率を向上させることができ、シール部の長寿命化を図ることができる。
【００１０】
上記シール部の冷却機構において、前記流通路の先端部を構成する前記シャフトの内面は、湾曲した凹面に形成されていることが好ましい。
【００１１】
このように構成すれば、流通路の先端部に当たった流体が流通路の先端部を構成するシャフトの湾曲面に沿って逆流しやすくなる。このため、流通路の先端部において流体のよどみがより生じにくくなり、シール部の冷却効率をより向上することができる。
【００１２】
上記シール部の冷却機構において、前記ノズルは、前記流通路の軸心上においてその軸心に沿って流体を噴き出すように設けられていることが好ましい。
【００１３】
このように構成すれば、ノズルから噴き出された流体は流通路の軸心上において流通路の先端部に当たり、その周囲に均等に広がって流通路内を逆流する。このため、シャフトのうち流通路を囲む部分を周方向において均等に冷却することができ、その部分の外周面に接触するシール部を周方向において均等に冷却することができる。
【００１４】
上記シール部の冷却機構において、前記ノズルの軸方向における所定位置から先端にかけての部分は、前記シャフトのうち前記シール部と接触している部分へ向かって延びるように当該ノズルの前記所定位置から基端側の部分に対して傾いて配置されていてもよい。
【００１５】
このように構成すれば、ノズルの先端から噴き出された流体がシャフトのうちシール部と接触している部分の内面に当たった後、流通路の先端部へ流れて前記逆流を生じる。このため、前記流体の逆流に起因するシール部の冷却効率の向上効果に加えて、シャフトのうちシール部と接触している部分の内面に直接流体が当たることによるシール部の冷却効率の向上効果を得ることができる。その結果、シール部の冷却効率を一層向上することができる。
【００１６】
上記シール部の冷却機構において、前記所定の空間は、前記流通路内に比べて高温になる空間であり、前記シャフトは、前記所定の空間を通って延びており、前記流通路は、前記シャフトのうち前記所定の空間から突出した部分においてその端部から軸方向内側に向かって延びていることが好ましい。
【００１７】
筐体内の所定の空間が流通路内に比べて高温になる場合には、流通路がシャフトのうち所定の空間内に配置された部分を通って延びていると、その部分の温度の上昇に伴って流通路内を流れる流体の温度も上昇し、シール部の冷却効率が低下する。これに対して、上記構成のように、流通路がシャフトのうち前記所定の空間から突出した部分においてその端部から軸方向内側に延びている場合には、流通路がシャフトのうち所定の空間内に配置された部分を通って延びている場合に比べて流通路内を流れる流体が所定の空間の温度の影響を受けにくく、シール部の冷却効率の低下を抑制することができる。
【００１８】
上記シール部の冷却機構において、前記シャフトは、前記流通路内を流れる流体を当該シャフトの外周面の外側に排出するための排出穴を有し、前記筐体内において前記シャフトの前記排出穴の周りには、その排出穴を通じて排出された流体を前記シール部に接触させるための供給室が設けられていることが好ましい。
【００１９】
このように構成すれば、シャフトの流通路から排出穴を通じて排出された流体をシール部に接触させて、シール部の潤滑を行うことができる。そして、そのシール部に接触させる流体によりシール部を直接冷却することもできるので、シール部の冷却効率をさらに向上させることができる。
【００２０】
この場合において、前記供給室に配設され、前記シャフトを回転自在に支持する軸受を備えることが好ましい。
【００２１】
このように構成すれば、シャフトの排出穴を通じて供給室に導入された流体を利用して軸受の潤滑を行うことができる。
【００２２】
上記シール部の冷却機構において、前記流通路を囲む前記シャフトの内面には、凹凸部が形成されていることが好ましい。
【００２３】
このように構成すれば、凹凸部によりシャフトの内面の伝熱面積を増やすことができるので、シャフトの冷却効率をより向上することができるとともに、そのシャフトの外周面に接触するシール部の冷却効率をより向上することができる。
【００２４】
この場合において、前記流通路は、その先端部が前記シャフトの軸方向内側に位置するように前記シャフトの端部からそのシャフトの軸方向に延びており、前記凹凸部は、前記シャフトの回転とともに前記シャフトの軸方向の内側から外側へ向かって進むように前記シャフトの内面に形成された螺旋溝からなることが好ましい。
【００２５】
シャフトが回転することにより、流通路の先端部に当たって逆流する流体には旋回流が生じるが、シャフト内面の凹凸部がこの構成のような螺旋溝からなっていることによりその旋回流を安定して生じさせることができる。このような旋回流が流通路内で生じることにより、逆流する流体が流通路内を直線的に流れる場合に比べて流体がシャフトの内面に接触する時間を増やすことができる。このため、流体によるシャフトの冷却効率を向上させることができるとともに、そのシャフトの外周面に接触するシール部の冷却効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によれば、シール部の冷却効率を向上させてシール部の長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるシール部６の冷却機構を適用した圧縮機のシール部６近傍の部分の断面図である。まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態によるシール部６の冷却機構を適用した圧縮機の概略的な構成について説明する。
【００２９】
この圧縮機は、筐体２と、図略の圧縮機構と、シャフト４と、シール部６と、軸受８とを備えている。なお、この圧縮機は、本発明の回転機の概念に含まれるものである。
【００３０】
前記筐体２は、その内部に圧縮室２ａを有している。この圧縮室２ａは、本発明の所定の空間の概念に含まれるものである。この圧縮室２ａ内には、前記図略の圧縮機構が設けられている。圧縮室２ａ内には、所定のガスが導入されるようになっており、このガスは圧縮機構が駆動することによって圧縮される。
【００３１】
前記シャフト４は、前記圧縮機構に接続されており、図略の駆動源によって駆動されて回転することにより前記圧縮機構を駆動させる。このシャフト４は、筐体２内において軸回りに回転自在に設けられている。また、シャフト４は、筐体２内の圧縮室２ａを通って直線的に延びている。
【００３２】
前記シール部６は、筐体２内において圧縮室２ａを封止し、圧縮室２ａから前記所定のガスが漏出するのを抑止するものである。このシール部６は、筐体２内において圧縮室２ａの端部の位置に配置されているとともに、シャフト４の外周面に接触するように設けられている。具体的には、このシール部６は、円環状に形成されており、その外面が筐体２の内面に固定されているとともに、その内面がシャフト４の外周面に接触するように設けられている。これにより、シャフト４は、その外周面がシール部６の内面に摺接しながら回転するようになっている。
【００３３】
前記軸受８は、シャフト４を回転自在に支持するものである。この軸受８は、筐体２内において圧縮室２ａの外側で、かつ、シール部６の外側の位置に設けられており、筐体２の内面とシャフト４の外面との間に介在している。
【００３４】
第１実施形態によるシール部６の冷却機構は、このような構成の圧縮機に設けられている。次に、このシール部６の冷却機構の構成について説明する。
【００３５】
シール部６は、シャフト４の回転に伴ってシャフト４の外周面との間で摩擦が生じ、そのときの摩擦熱によって温度が上昇する。このシール部６の冷却機構は、その温度が上昇したシール部６を冷却するためのものである。
【００３６】
具体的には、前記シャフト４の内部には、油を流通させるための流通路４ａが設けられている。なお、油は、本発明の流体の概念に含まれるものである。流通路４ａは、シャフト４と同軸となるように設けられているとともに、シャフト４の軸方向に延びている。前記シール部６は、シャフト４のうちこの流通路４ａが設けられた部分の外周面に接触している。そして、流通路４ａ内を流れる油によってシャフト４のうち流通路４ａを囲む部分の内面が冷却され、これに伴ってその部分の外周面に接触するシール部６が冷却されるようになっている。
【００３７】
また、流通路４ａは、シャフト４のうち前記圧縮室２ａから突出した部分においてその端部から軸方向内側、すなわち圧縮室２ａ側に延びている。流通路４ａの先端部４ｂは、閉塞されており、この先端部４ｂは、圧縮室２ａの端部近傍において実質的に圧縮室２ａの外側の位置に配置されている。圧縮室２ａは、流通路４ａ内に比べて高温になる空間である。このため、流通路４ａ内の油が圧縮室２ａ内の温度の影響を受けて昇温しにくいように流通路４ａは上記のように配置されている。流通路４ａの先端部４ｂを構成するシャフト４の内面は、湾曲した凹面に形成されている。具体的には、流通路４ａの先端部４ｂを構成するシャフト４の湾曲した内面は、流通路４ａの軸心上に中心を有する略球面に形成されている。
【００３８】
シャフト４において、流通路４ａの先端部４ｂから圧縮室２ａと反対側へ所定距離だけ離れた位置には、複数の排出穴４ｃが設けられている。各排出穴４ｃは、シャフト４の流通路４ａを囲む部分を貫通して流通路４ａから径方向外側に延びているとともに、シャフト４の外周面に開口している。この排出穴４ｃは、流通路４ａ内を流れる油をシャフト４の外周面の外側に排出するためのものである。各排出穴４ｃは、シャフト４の周方向に所定間隔で配置されている。
【００３９】
そして、筐体２内においてシャフト４の各排出穴４ｂの周りには、供給室２ｂが設けられている。この供給室２ｂは、各排出穴４ｃを通じてシャフト４内の流通路４ａと繋がっている。供給室２ｂは、シール部６に対して圧縮室２ａと反対側に設けられているとともに、シール部６に隣接して配置されている。供給室２ｂには、シャフト４の流通路４ａから各排出穴４ｂを通じて油が導入され、この供給室２ｂに導入された油がシール部６に接触するようになっている。この供給室２ｂに導入され、シール部６に接触する油によってシール部６の潤滑が行われる。そして、そのシール部６に接触する油によって、シール部６が直接冷却される。
【００４０】
供給室２ｂのうち前記排出穴４ｃ近傍の部分は、油を一時的に溜める貯留部２ｃとなっている。この貯留部２ｃは、供給室２ｂ内の他の部分に比べて径方向に拡大された空間となっている。貯留部２ｃには、戻り路２ｄが接続されている。この戻り路２ｄは、流通路４ａに供給する油を貯留する図略のタンクに繋がっている。
【００４１】
前記軸受８は、供給室２ｂ内において貯留部２ｃのシール部６側に隣接して配置されているとともに、シール部６との間に間隔をあけて配置されている。これにより、供給室２ｂの貯留部２ｃに導入された油が軸受８に供給されて軸受８の潤滑が行われるとともに、その軸受８を透過した油がシール部６側へ流れてそのシール部６に接触するようになっている。
【００４２】
そして、このシール部６の冷却機構は、流通路４ａ内において油を噴き出すノズル１０を備えている。このノズル１０は、流通路４ａの軸心上においてその軸心に沿って油を噴き出すように設けられている。そして、ノズル１０は、噴き出した油が流通路４ａの先端部４ｂ側へ流れるとともにその先端部４ｂに当たって逆流するような形態で流通路４ａ内に配置されている。
【００４３】
具体的には、ノズル１０は、本体部１０ａと、噴出部１０ｂとを有する。
【００４４】
本体部１０ａは、均一な径を有する円筒状に形成されている。この本体部１０ａは、流通路４ａ内において流通路４ａと同軸となるように配置されており、シャフト４の端部から流通路４ａの先端部４ｂ側へ直線的に延びている。本体部１０ａ内には、その基端側から図略のポンプにより前記図略のタンク内の油が導入され、その油が本体部１０ａ内を先端側へ向かって流れるようになっている。また、本体部１０ａは、シャフト４が回転するときも回転しないように固定されている。この本体部１０ａの外面とシャフト４の内面との間には、ノズル用シール部１２が介在している。このノズル用シール部１２により流通路４ａが封止されており、流通路４ａ内の油の漏出が防止されている。ノズル用シール部１２は、略円環状に形成されており、その外周部がシャフト４の内周面に固定されているとともに、その内面が本体部１０ａの外周面に接触している。シャフト４の回転時には、シャフト４とともにノズル用シール部１２が本体部１０ａの外周面に摺接しながら回転するようになっている。
【００４５】
噴出部１０ｂは、本体部１０ａの先端に設けられている。この噴出部１０ｂは、本体部１０ａ内を流れてきた油を噴き出す部分である。噴出部１０ｂは、その先端に向かうにつれて徐々に小径となっており、本体部１０ａと同軸、すなわち流通路４ａと同軸となるように配置されている。この噴出部１０ｂの先端の孔から噴き出された油は、流通路４ａの軸心上を流通路４ａの先端部４ｂ側へ流れる。そして、この油の流れは、流通路４ａの先端部４ｂに当たって流通路４ａ内を逆流し、シャフト４の流通路４ａを囲む部分を冷却するとともに、その部分の外周面に接触するシール部６を冷却するようになっている。
【００４６】
次に、この第１実施形態によるシール部６の冷却機構の動作について説明する。
【００４７】
まず、筐体２内の圧縮室２ａには、所定のガスが導入されるとともに、シャフト４の回転に伴って前記図略の圧縮機構が駆動し、圧縮室２ａ内のガスが圧縮される。前記シャフト４の回転に伴ってシャフト４の外周面とシール部６の内面との間では摩擦が生じ、このとき発生する摩擦熱によってシール部６の温度が上昇する。そして、この際、圧縮室２ａ内が高温になっている場合には、圧縮室２ａの温度の影響によってもシール部６の温度が上昇する。
【００４８】
ノズル１０の本体部１０ａ内には、その基端側から前記図略のポンプにより前記図略のタンクから吸引された油が導入される。本体部１０ａ内に導入された油は、ノズル１０の噴出部１０ｂの先端の孔からシャフト４の流通路４ａ内に噴き出される。この噴き出された油は、流通路４ａの軸心上をその軸心に沿って流通路４ａの先端部４ｂ側へ流れる。そして、その油は、流通路４ａの先端部４ｂに当たり、その先端部４ｂを構成するシャフト４の湾曲した内面に沿って径方向に均等に広がるとともに、シャフト４の内周面に沿って流通路４ａ内を逆流する。
【００４９】
この際、シャフト４の回転に伴って逆流する油の流れにシャフト４の回転方向と同方向に旋回する旋回流が生じる。この旋回しながら逆流する油の流れによってシャフト４の流通路４ａを囲む部分が冷却されるとともに、その部分の外周面に接触するシール部６が冷却される。そして、流通路４ａ内を逆流する油は、排出穴４ｃを通じて供給室２ｂの貯留部２ｃに導入される。貯留部２ｃに導入された油は、供給室２ｂ内に設けられた軸受８に供給され、その軸受８の潤滑が行われる。また、貯留部２ｃ内の油は、軸受８を透過して供給室２ｂ内を圧縮室２ａ側へ流れ、シール部６に接触する。これにより、シール部６が油によって直接冷却されるとともに潤滑される。そして、貯留部２ｃ内の油は、戻り路２ｄを通じて前記図略のタンクへ戻される。
【００５０】
以上説明したように、この第１実施形態では、シャフト４の流通路４ａ内に設けられたノズル１０から噴き出した油が流通路４ａの閉塞した先端部４ｂに当たって流通路４ａ内を逆流する。従来のように流通路の閉塞した先端部へ向かって一様に油が流れるような構成では、流通路４ａの先端部４ｂにおいて油のよどみが生じやすい。これに対して、この第１実施形態では、上記のような油の逆流が生じるので、流通路４ａの先端部４ｂにおいてよどみが生じにくく、流通路４ａ内における油の流通性を向上させることができる。これにより、シャフト４の流通路４ａを囲む部分を油によって良好に冷却することができる。その結果、シャフト４の外周面に接触するシール部６の冷却効率を向上させることができ、シール部６の長寿命化を図ることができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、流通路４ａの先端部４ｂを構成するシャフト４の内面が湾曲した凹面に形成されているので、ノズル１０から噴き出されて流通路４ａの先端部４ｂに当たった油が流通路４ａの先端部４ｂを構成するシャフト４の湾曲面に沿って逆流しやすくなる。このため、流通路４ａの先端部４ｂにおいて油のよどみがより生じにくくなり、シール部６の冷却効率をより向上することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、ノズル１０が流通路４ａの軸心上においてその軸心に沿って油を噴き出すように設けられているので、ノズル１０から噴き出された油は流通路４ａの軸心上において流通路４ａの先端部４ｂに当たり、その周囲に均等に広がって流通路４ａ内を逆流する。このため、シャフト４のうち流通路４ａを囲む部分を周方向において均等に冷却することができ、その部分の外周面に接触するシール部６を周方向において均等に冷却することができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、流通路４ａが、シャフト４のうち圧縮室２ａから突出した部分においてその端部から軸方向内側に向かって延びているとともに、その流通路４ａの先端部４ｂが実質的に圧縮室２ａの外側に配置されている。圧縮室２ａが流通路４ａ内に比べて高温になる場合には、流通路４ａがシャフト４のうち圧縮室２ａ内に配置された部分を通って延びていると、その部分の温度が圧縮室２ａの温度の影響によって上昇するとともに流通路４ａ内を流れる油の温度も上昇し、シール部６の冷却効率が低下する。これに対して、この第１実施形態による流通路４ａの上記の配置によれば、流通路４ａがシャフト４のうち圧縮室２ａ内に配置された部分を通って延びている場合に比べて流通路４ａ内を流れる油が圧縮室２ａの温度の影響を受けにくく、シール部６の冷却効率の低下を抑制することができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、シャフト４に流通路４ａ内を流れる油を当該シャフト４の外周面の外側に排出するための排出穴４ｃが設けられているとともに、筐体２内においてシャフト４の排出穴４ｃの周りには、その排出穴４ｃを通じて排出された油をシール部６に接触させるための供給室２ｂが設けられている。このため、シャフト４の流通路４ａから排出穴４ｃを通じて排出された油をシール部６に接触させて、シール部６の潤滑を行うことができる。そして、そのシール部６に接触させる油によりシール部６を直接冷却することもできるので、シール部６の冷却効率をさらに向上させることができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、シャフト４を回転自在に支持する軸受８が供給室２ｂに配設されているので、シャフト４の排出穴４ｃを通じて供給室２ｂに導入された油を利用して軸受８の潤滑を行うことができる。
【００５６】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態によるシール部６の冷却機構を適用した圧縮機のシール部６近傍の部分の断面図である。次に、この図２を参照して、本発明の第２実施形態によるシール部６の冷却機構の構成について説明する。
【００５７】
この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、ノズル１０の噴出部１０ｂが本体部１０ａに対して傾いて配置されている。
【００５８】
具体的には、この第２実施形態では、ノズル１０の油を噴き出す噴出部１０ｂが、シャフト４のうちシール部６と接触している部分へ向かって延びるように本体部１０ａに対して傾いて配置されている。これにより、噴出部１０ｂの先端の孔から噴き出された油は、シャフト４のうちシール部６と接触している部分の内面に当たった後、流通路４ａの先端部４ｂへ流れて流通路４ａ内を逆流する流れを生じる。なお、この第２実施形態の構成では、ノズル１０の噴出部１０ｂから噴き出された油が直接シャフト４の内面に当たる位置は、シャフト４の回転に伴って周方向に移動し、結果的にシャフト４のうちシール部６と接触している部分の内周面全体にノズル１０の噴出部１０ｂから噴き出された油が当たるようになっている。
【００５９】
この第２実施形態によるシール部６の冷却機構の上記以外の構成は、上記第１実施形態によるシール部６の冷却機構の構成と同様である。
【００６０】
以上説明したように、この第２実施形態では、ノズル１０の油を噴き出す噴出部１０ｂが、シャフト４のうちシール部６と接触している部分へ向かって延びるように本体部１０ａに対して傾いて配置されているため、ノズル１０の噴出部１０ｂの先端から噴き出された油がシャフト４のうちシール部６と接触している部分の内面に当たった後、流通路４ａの先端部４ｂへ流れて前記逆流を生じる。このため、前記油の逆流に起因するシール部６の冷却効率の向上効果に加えて、シャフト４のうちシール部６と接触している部分の内面に直接油が当たることによるシール部６の冷却効率の向上効果を得ることができる。その結果、シール部６の冷却効率を一層向上することができる。
【００６１】
この第２実施形態によるこれ以外の効果は、上記第１実施形態による効果と同様である。
【００６２】
（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態によるシール部６の冷却機構について説明するためのシャフト４の軸方向に沿った断面図である。次に、この図３を参照して、本発明の第３実施形態によるシール部６の冷却機構の構成について説明する。
【００６３】
この第３実施形態によるシール部６の冷却機構では、上記第１実施形態によるシール部６の冷却機構と異なり、流通路４ａを囲むシャフト４の内面に螺旋溝からなる凹凸部４ｄが設けられている。
【００６４】
具体的には、この第３実施形態では、流通路４ａを囲むシャフト４の内面に、シャフト４の回転とともにシャフト４の軸方向の内側から外側へ向かって進むように形成された螺旋溝からなる凹凸部４ｄが形成されている。シャフト４が回転すると、その回転に伴って流通路４ａ内を逆流する油には旋回流が生じる。この第３実施形態では、その旋回流の向きに合わせて凹凸部４ｄの螺旋溝が形成されているため、その旋回流が凹凸部４ｄの螺旋溝に沿って生じる。このため、旋回流が生じやすくなっている。
【００６５】
この第３実施形態によるシール部６の冷却機構の上記以外の構成は、上記第１実施形態によるシール部６の冷却機構の構成と同様である。
【００６６】
以上説明したように、この第３実施形態では、流通路４ａを囲むシャフト４の内面に凹凸部４ｄが形成されているので、その凹凸部４ｄによりシャフト４の内面の伝熱面積を増やすことができる。このため、シャフト４の冷却効率をより向上することができるとともに、そのシャフト４の外周面に接触するシール部６の冷却効率をより向上することができる。
【００６７】
また、上記したように流通路４ａ内を逆流する油に旋回流が生じるので、流通路４ａ内を油が直線的に逆流する場合に比べて油がシャフト４の内周面に接触する時間が増える。このため、油によるシャフト４の冷却効率が向上するとともに、そのシャフト４の外周面に接触するシール部６の冷却効率が向上する。そして、この第３実施形態では、凹凸部４ｄが、シャフト４の回転とともにシャフト４の軸方向の内側から外側へ向かって進むようにシャフト４の内面に形成された螺旋溝からなることに起因して、その旋回流をより安定して生じさせることができる。
【００６８】
この第３実施形態の上記以外の効果は、上記第１実施形態による効果と同様である。
【００６９】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７０】
例えば、図４に示す上記第１実施形態の変形例、または、図５に示す上記第２実施形態の変形例のように、圧縮室２ａの両側にシール部６、軸受８及びシール部６の冷却機構をそれぞれ設けてもよい。
【００７１】
また、シャフト４の流通路４ａを囲む部分の内面に形成する凹凸部４ｄは、上記のような螺旋溝以外の形状であってもよい。例えば、流通路４ａ内に突出したフィン状のものや、その他、各種形状の突起によって凹凸部を構成してもよい。
【００７２】
また、シール部６の冷却に用いる流体として、前記油以外の各種流体を用いてもよい。
【００７３】
また、上記各実施形態では、本発明のシール部の冷却機構を適用する回転機として圧縮機を例にとって説明したが、圧縮機以外の各種回転機に本発明によるシール部の冷却機構を適用してもよい。例えば、膨張機や、混練機などの回転機でも本発明によるシール部の冷却機構を同様に適用することが可能である。ただし、膨張機では、前記所定の空間は膨張室に該当し、混練機では、前記所定の空間は混練室に該当する。
【００７４】
また、シール部６の冷却は、流通路４ａ内を流れる油によりシャフト４の流通路４ａを囲む部分を介して行う冷却のみであってもよい。すなわち、流通路４ａから排出された油をシール部６に直接接触させてシール部６を冷却する構成を省略してもよい。
【００７５】
また、流通路４ａの先端部４ｂを構成するシャフト４の内面の形状は、湾曲した凹面でなくてもよい。例えば、流通路４ａの先端部４ｂは、流通路４ａの軸心に対して直交する平面に形成されたシャフト４の内面によって閉塞されていてもよい。
【００７６】
また、上記第２実施形態では、ノズル１０の噴出部１０ｂが、シャフト４のうちシール部６と接触している部分へ向かって延びるように本体部１０ａに対して傾いて配置されているが、このような構成に限らない。すなわち、ノズル１０の軸方向における所定位置から先端にかけての部分が、シャフト４のうちシール部６と接触している部分へ向かって延びるようにノズル１０の前記所定位置から基端側の部分に対して傾いて配置されていればよい。具体的には、本体部１０ａがその途中の位置から折れ曲がっており、その位置から噴出部１０ｂの先端にかけての部分が、シャフト４のうちシール部６と接触している部分へ向かって直線的に延びるように前記本体部１０ａの途中の位置から基端側の部分に対して傾いて配置されているような構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態によるシール部の冷却機構を適用した圧縮機のシール部近傍の部分の断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態によるシール部の冷却機構を適用した圧縮機のシール部近傍の部分の断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態によるシール部の冷却機構について説明するためのシャフトの軸方向に沿った断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の変形例によるシール部の冷却機構を適用した圧縮機の軸方向に沿った断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の変形例によるシール部の冷却機構を適用した圧縮機の軸方向に沿った断面図である。
【図６】従来の一例によるシール部の冷却機構を備えた圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
２  筐体
２ａ  圧縮室（所定の空間）
２ｂ  供給室
４  シャフト
４ａ  流通路
４ｂ  先端部
４ｃ  排出穴
４ｄ  凹凸部
６  シール部
８  軸受
１０  ノズル
１０ａ  本体部
１０ｂ  噴出部
【図１】
2010007829.tif 000003
【図２】
2010007829.tif 000004
【図３】
2010007829.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010007829.tif 000007
【図６】
2010007829.tif 000008