(57)【要約】    【課題】  低圧側軸受に供給された高温の油の低圧側（モータ側）への流出を十分に防止することができ、しかもメンテナンスも容易な密閉形スクリュー圧縮機を得る。    【解決手段】  密閉形スクリュー圧縮機は、雄ロータ１６と、この雄ロータに噛合う雌ロータ１７と、雄ロータの低圧側軸部２７と接続された電動機４と、前記各ロータの低圧側軸部をそれぞれ支持する低圧側軸受９，１０と、前記各ロータの高圧側軸部をそれぞれ支持する高圧側軸受と、これらを収納するケーシング１，２，３とを備えている。雄ロータの低圧側軸部の低圧側軸受と電動機との間の軸部をシールする接触形シール装置２４を配置し、この接触形シール装置は前記ケーシングに対して軸方向に着脱可能なカバ２５に内蔵され、このカバを介してケーシングに取り付けられている。【選択図】  図１
2008121479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯形部、低圧側軸部及び高圧側軸部を有するスクリューロータと、このスクリューロータの低圧側軸部と接続された電動機と、前記低圧側軸部を支持する低圧側軸受と、前記高圧側軸部を支持すると高圧側軸受と、これらを密閉収納するケーシングとを備えた密閉形スクリュー圧縮機において、
前記低圧側軸部の低圧側軸受と前記電動機との間の軸部をシールする接触形シール装置を配置し、この接触形シール装置は前記ケーシングに対して着脱可能なカバに内蔵され、このカバを介して前記ケーシングに取り付けられていることを特徴とする密閉形スクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、前記低圧側軸部の前記接触形シール装置と摺動する部分に、低圧側軸部より硬度の高いスリーブを嵌め込んだ構成としたことを特徴とする密閉形スクリュー圧縮機。
【請求項３】
請求項１において、前記スクリューロータは互いに噛み合う少なくとも一対の雄ロータ及び雌ロータを備えたものであることを特徴とする密閉形スクリュー圧縮機。
【請求項４】
請求項１において、前記スクリューロータは互いに噛み合うスクリューロータとゲートロータにより構成されていることを特徴とする密閉形スクリュー圧縮機。
【請求項５】
スクリュー状の歯形部とこれと一体に構成されたロータ軸を有するスクリューロータと、前記ロータ軸と接続され前記スクリューロータを回転駆動する電動機と、前記ロータ軸の吸込側を支持する低圧側軸受と、前記ロータ軸の吐出側を支持する高圧側軸受と、これらを収納するケーシングとを備えた密閉形スクリュー圧縮機において、
前記低圧側軸受と前記電動機との間のロータ軸をシールするように設けられた接触形シール装置と、
前記低圧側軸受を前記ケーシングに対して軸方向に保持するための軸受押えとを備え、
前記接触形シール装置は前記軸受押えに内蔵される構成とし、この軸受押えを介して前記ケーシングに取り付けられていることを特徴とする密閉形スクリュー圧縮機。
【請求項６】
請求項５において、前記ロータ軸の前記接触形シール装置と摺動する部分に、ロータ軸より硬度の高いスリーブを嵌め込んだ構成としたことを特徴とする密閉形スクリュー圧縮機。
【請求項７】
雄ロータと、この雄ロータに噛合う雌ロータと、前記雄ロータの低圧側軸部と接続された電動機と、前記各ロータの低圧側軸部をそれぞれ支持する低圧側軸受と、前記各ロータの高圧側軸部をそれぞれ支持する高圧側軸受と、これらを収納するケーシングとを備えた密閉形スクリュー圧縮機において、
前記雄ロータの低圧側軸部の低圧側軸受と前記電動機との間の軸部をシールする接触形シール装置を配置し、この接触形シール装置は前記ケーシングに対して軸方向に着脱可能なカバに内蔵され、このカバを介して前記ケーシングに取り付けられ、更に前記低圧側軸部の前記接触形シール装置と摺動する部分に、低圧側軸部より硬度の高いスリーブを嵌め込んだ構成としたことを特徴とする密閉形スクリュー圧縮機。
【請求項８】
請求項７において、前記低圧側軸部及び高圧側軸部はそれぞれのロータに一体構成とされ、更に前記雄ロータの低圧側軸部は前記電動機に直結されて駆動されることを特徴とする密閉形スクリュー圧縮機。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかにおいて、前記接触形シール装置はオイルシールであることを特徴とする密閉形スクリュー圧縮機。
【請求項１０】
請求項１〜８の何れかにおいて、前記接触形シール装置はメカニカルシールであることを特徴とする密閉形スクリュー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調機または冷凍機に使用される密閉形スクリュー圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉形スクリュー圧縮機は、スクリューロータとスクリューロータを支持する低圧側軸受と高圧側軸受、スクリューロータを駆動する電動機及びこれらを収納するケーシングで構成される。電動機は、低圧側と高圧側のいずれにも配置可能であるが、低圧側に配置すると低温、低圧の冷媒ガスで発熱した電動機を冷却できるため、低圧側に配置されるケースが多い。
【０００３】
また、軸受を潤滑するために油を供給する必要があり、スクリュー圧縮機では低圧側と高圧側の差圧を利用して油を供給するのが一般的である。差圧給油においては、吐出ガス雰囲気にある高温、高圧の油がスクリューロータを支持する軸受に供給されるので、前記軸受のうち、低圧側の軸受を潤滑した油は低圧側に配置された電動機の方へ流出するため、電動機の絶縁材が油で過熱されて劣化する。更に、その流出した高温の油は低温、低圧の冷媒ガスと混合し、スクリューロータの歯溝部へと吸い込まれるため、低温の冷媒ガスが油で過熱されて圧縮機能力が低下するといった問題があった。
【０００４】
このため、低圧側軸受から低圧側（モータ側）への油流出を防止する目的で、電動機と低圧側軸受の間に非接触シール構造を採用したものが、特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２７５０８６号公報（第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献のものでは、非接触形シール構造を採用しているが、非接触形シールは、流体の粘性摩擦抵抗及び曲がり抵抗のみによって密閉を行うものであるため、密閉性に劣り、油流出を防止するには十分な効果が期待できないことがわかった。
【０００７】
また、前記の油流出を低減するため接触形のシール手段を採用することを検討したが、圧縮機運転時間の経過と共にシール部或いは相手側軸部が摩耗するためそれらのメンテナンスが必要となり、接触形シールを採用することを困難にしていた。
【０００８】
本発明の目的は、低圧側軸受に供給された高温の油の低圧側（モータ側）への流出を十分に防止することができ、しかもメンテナンスも容易な密閉形スクリュー圧縮機を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の第１の特徴は、歯形部、低圧側軸部及び高圧側軸部を有するスクリューロータと、このスクリューロータの低圧側軸部と接続された電動機と、前記低圧側軸部を支持する低圧側軸受と、前記高圧側軸部を支持すると高圧側軸受と、これらを密閉収納するケーシングとを備えた密閉形スクリュー圧縮機において、前記低圧側軸部の低圧側軸受と前記電動機との間の軸部をシールする接触形シール装置を配置し、この接触形シール装置は前記ケーシングに対して着脱可能なカバに内蔵され、このカバを介して前記ケーシングに取り付けられていることにある。
【００１０】
ここで、前記低圧側軸部の前記接触形シール装置と摺動する部分に、低圧側軸部より硬度の高いスリーブを嵌め込んだ構成とすると尚良い。
【００１１】
なお、前記スクリューロータは互いに噛み合う少なくとも一対の雄ロータ及び雌ロータを備えたものとすることができる。或いは、前記スクリューロータは互いに噛み合うスクリューロータとゲートロータにより構成されているものとすることもできる。
【００１２】
本発明の第２の特徴は、スクリュー状の歯形部とこれと一体に構成されたロータ軸を有するスクリューロータと、前記ロータ軸と接続され前記スクリューロータを回転駆動する電動機と、前記ロータ軸の吸込側を支持する低圧側軸受と、前記ロータ軸の吐出側を支持する高圧側軸受と、これらを収納するケーシングとを備えた密閉形スクリュー圧縮機において、前記低圧側軸受と前記電動機との間のロータ軸をシールするように設けられた接触形シール装置と、前記低圧側軸受を前記ケーシングに対して軸方向に保持するための軸受押えとを備え、前記接触形シール装置は前記軸受押えに内蔵される構成とし、この軸受押えを介して前記ケーシングに取り付けられていることにある。
【００１３】
ここで、前記ロータ軸の前記接触形シール装置と摺動する部分に、ロータ軸より硬度の高いスリーブを嵌め込んだ構成にすると尚良い。
【００１４】
本発明の第３の特徴は、雄ロータと、この雄ロータに噛合う雌ロータと、前記雄ロータの低圧側軸部と接続された電動機と、前記各ロータの低圧側軸部をそれぞれ支持する低圧側軸受と、前記各ロータの高圧側軸部をそれぞれ支持する高圧側軸受と、これらを収納するケーシングとを備えた密閉形スクリュー圧縮機において、前記雄ロータの低圧側軸部の低圧側軸受と前記電動機との間の軸部をシールする接触形シール装置を配置し、この接触形シール装置は前記ケーシングに対して軸方向に着脱可能なカバに内蔵され、このカバを介して前記ケーシングに取り付けられ、更に前記低圧側軸部の前記接触形シール装置と摺動する部分に、低圧側軸部より硬度の高いスリーブを嵌め込んだ構成としたことにある。
【００１５】
ここで、前記低圧側軸部及び高圧側軸部はそれぞれのロータに一体構成とされ、更に前記雄ロータの低圧側軸部は前記電動機に直結されて駆動されるようにすることができる。
【００１６】
前記接触形シール装置はオイルシール或いはメカニカルシールで構成すると良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、低圧側軸部の低圧側軸受と電動機との間の軸部をシールする接触形シール装置を配置し、この接触形シール装置はケーシングに対して着脱可能なカバに内蔵され、このカバを介して前記ケーシングに取り付ける構成としているので、高温、高圧の油が低圧側に流出することを防止し、且つメンテナンス性にも優れた高性能かつ高信頼性の密閉形スクリュー圧縮機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
低圧側軸受から低圧側（モータ側）への油流出を防止するために、電動機と低圧側軸受の間に接触形シール装置を採用すると、密閉性は大幅に向上できるが、圧縮機運転時間の経過と共にシール部或いは相手側軸部が摩耗するため、メンテナンスをする必要がある。本発明では、スクリュー圧縮機内部に接触形シール装置を配置すると共に、その着脱を容易にしてメンテナンス性に優れた高性能且つ高信頼性の密閉形スクリュー圧縮機を得るようにしたものである。  
以下、本発明の実施例を、図面に基づき説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明の一実施例を示す密閉形スクリュー圧縮機の断面構造図である。以下の説明では、密閉形ツインスクリュー圧縮機に本発明を実施した場合の例について説明するが、本発明は必ずしもツインスクリュー式に限定されるものではなく、互いに噛み合うスクリューロータとゲートロータにより構成さているようなたシングルスクリュー式にも同様に適用できるものである。
【００２０】
密閉形スクリュー圧縮機は、互いに密封関係に接続されたモータケーシング１、主ケーシング２及び吐出ケーシング３を有している。モータケーシング１には圧縮機構部を駆動させるための駆動用モータ４が収納されている。主ケーシング２には、円筒状ボア５、６及び冷媒ガスを円筒状ボア５、６に導入する吸入ポート７、８が形成されている。円筒状ボア５、６には、ころ軸受９、１０、１１、１２、１３及び玉軸受１４、１５で回転可能に支持された雄ロータ１６及び雌ロータ１７が互いに噛み合わされて収納され、雄ロータ１６の軸は低圧側で駆動用モータ４に直結されている。また、この主ケーシング２には、油分離器１８と潤滑油を溜める油溜め１９が一体に形成されている。
【００２１】
ころ軸受１１、１３及び玉軸受１４、１５を収納する吐出ケーシング３には、主ケーシング２と一体で構成される油分離器１８に連通する冷媒ガスの吐出通路（図示せず）が形成され、吐出ケーシング３はボルト等の手段により主ケーシング２に固定されている。また、吐出ケーシング３の一端には、ころ軸受１１、１３及び玉軸受１４、１５を収納する軸受室２０、２１を閉止する遮蔽板２２が取り付けられている。
【００２２】
主ケーシング２及び吐出ケーシング３内には給油通路が形成されており、主ケーシング２に構成される油溜め１９と各軸受部を連通するように構成されている。
【００２３】
次に、冷媒ガス及び油の流れを説明する。  
モータケーシング１に設けられた吸入口２９から吸入された低温、低圧の冷媒ガスは、ストレーナ３０で異物が捕集された後、駆動用モータ４とモータケーシング１の間に設けられたガス通路、及びステータ４ａとモータロータ４ｂ間のエアギャップを通過し、駆動用モータ４を冷却する。冷却後の冷媒ガスは、主ケーシング２に形成された吸入ポート７、８から雄、雌のスクリューロータの噛み合い歯面と主ケーシング２により形成される圧縮室に吸入される。その後、駆動用モータ４に連結する雄ロータ１６の回転と共に雄、雌のスクリューロータの噛み合い歯面と、主ケーシング２により形成される圧縮室に密閉され、圧縮室の縮小により徐々に圧縮され、高温、高圧の冷媒ガスとなって、吐出ケーシング３に構成される吐出通路（図示せず）を通り、主ケーシング２と一体で構成された油分離器１８内へ吐出される。圧縮時に雄、雌のスクリューロータに作用する圧縮反力の内、ラジアル荷重をころ軸受９、１０、１１、１２、１３により支持し、スラスト荷重を玉軸受１４、１５により支持する。これらの軸受の潤滑及び冷却用の油は、主ケーシング２内の高圧部に設けた油溜め１９から、各軸受部に連通する油通路を通り、差圧により給油され、圧縮冷媒ガスと共に油分離器１８内へ吐出される。圧縮冷媒ガスに含まれる油は、油分離器１８により分離され、主ケーシング２と一体に構成した油溜め１９に溜められる。油分離後、圧縮冷媒ガスは、主ケーシング２に設けられた吐出口より吐出される。
【００２４】
図２は図１に示す低圧側軸受９、１０、１２付近の部分拡大図である。高圧部に設けた油溜め１９から給油された油は、油通路２３ａを通り高圧側に配置したころ軸受１１、１３及び玉軸受１４、１５を潤滑する。一方、油通路２３ｂを通過した油は、その一部が低圧側に配置し雌ロータ１７を支持するころ軸受１２に供給され、残りの油は油通路２３ｃ、２３ｄを通過して、低圧側に配置し雄ロータ１６を支持するころ軸受９、１０を潤滑する。
【００２５】
従来、軸受を潤滑した後の油は低圧側に配置された駆動用モータ４の方へ排出されていたが、油は高圧部に設けた油溜め１９から差圧を利用して給油するので、高温、高圧の状態にあり、そのため高温、高圧の油が駆動用モータ４の絶縁材を過熱し劣化させ、更に吸入口から吸入された低温、低圧の冷媒ガスがこの油で過熱されることでその体積が膨張し、冷媒循環量が減少するため、圧縮機能力が低下する。
【００２６】
本実施例では、低圧側のころ軸受９、１０と駆動用モータ４の間に接触形シール２４を配置した。ここでは、接触形シール２４としてオイルシールを採用している。また、この接触形シール２４は軸受カバ２５に内蔵され、軸受カバ２５を主ケーシング２に取り付ける構造としている。これらにより、高温、高圧の油が低圧側に流出することを防止でき、駆動用モータ４の絶縁材や低温、低圧の冷媒ガスが油で過熱されることも無くなり、高い性能と信頼性を得ることが可能となる。なお、潤滑後の油は、油通路２３ｅを通り、圧縮室へ流入される構成としている。また、着脱可能な軸受カバ２５に接触形シール２４を内蔵する構成にしているので、圧縮機運転時間の経過と共に接触形シール２４のシール部が摩耗しても、軸受カバ２５を取り外すことで接触形シール２４を容易にメンテナンスすることができる。
【実施例２】
【００２７】
図３は実施例２を示す図で、図２に相当する図である。  
本実施例では、雄ロータ１６の低圧側の軸部２７にスリーブ２６を嵌め込んだ構造としている。接触形シール２４にオイルシールを採用した場合、シール部の材質にはゴムやプラスチック、相手側軸の材質には鋼や鋳鉄を採用するので、圧縮機運転時間の経過と共にシール部が摩耗するのが普通である。ところが、シール部に鉄粉等の異物を噛みこんだ場合、相手側軸が摩耗することもあり、その場合、メンテナンス時に雄ロータ１６を交換する必要があり、メンテナンス費用が高くなる。本実施例は、低圧側軸部２７にスリーブ２６を嵌め込み、更にこのスリーブ２６の硬度を低圧側軸部２７より高くしているので、スリーブ２６が摩耗しにくく、仮にスリーブ２６が摩耗したとしても、スリーブ２６を交換するだけで良いので、メンテナンス性が向上し、メンテナンス費用を安価にできる。
【実施例３】
【００２８】
図４は実施例３を示す図で、図２に相当する図である。  
本実施例は、接触形シールをメカニカルシール２８で構成したものである。メカニカルシール２８はオイルシールに比べてその構造は複雑であるが、より高い密閉性を得ることができ、高温、高圧の油が低圧側に流出する可能性を極めて低くできるので、より高性能且つ高信頼性の密閉形スクリュー圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例を示す密閉形スクリュー圧縮機の縦断面図。
【図２】図１に示す低圧側軸受付近の部分拡大断面図。
【図３】本発明の実施例２を示す図で図２に相当する図。
【図４】本発明の実施例３を示す図で図２に相当する図。
【符号の説明】
【００３０】
１…モータケーシング、２…主ケーシング、３…吐出ケーシング、４…駆動用モータ、４ａ…ステータ、４ｂ…モータロータ、５、６…円筒状ボア、７、８…吸入ポート、９、１０、１１、１２、１３…ころ軸受、１４、１５…玉軸受、１６…雄ロータ、１７…雌ロータ、１８…油分離器、１９…油溜め、２０、２１…軸受室、２２…遮蔽板、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ…油通路、２４…接触形シール、２５…軸受カバ、２６…スリーブ、２７…低圧側軸部、２８…メカニカルシール、２９…吸入口、３０…ストレーナ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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