(57)【要約】【課題】オイルフリーロータリコンプレッサにおいて、圧縮室内の圧力変動があっても軸受部の潤滑油が圧縮室内に浸入しないようにする。【解決手段】一対の雄雌ロータが配置された圧縮室と潤滑油が供給される該雄雌ロータ軸の軸受部との間のロータ軸周りをシールするオイルフリーロータリコンプレッサの軸シール方法において、雄雌ロータ軸６及び７の周りに少なくとも２段のシール手段２０及び３０を配設するとともに、該シール手段の間に空隙部２４を形成し、該オイルフリーロータリコンプレッサの運転時に、該空隙部に圧縮空気供給源４３から圧縮空気を供給し該空隙部に大気圧以上の加圧シール空間を形成することによって、潤滑油が圧縮室９内に浸入するのを防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の雄雌ロータが配置された圧縮室と潤滑油が供給される雄雌ロータ軸の軸受部との間のロータ軸周りをシールするオイルフリーロータリコンプレッサのロータ軸シール方法において、
雄ロータ軸及び雌ロータ軸の周囲に少なくとも２段のシール手段を配設するとともに、該シール手段の間に空隙部を形成し、
該オイルフリーロータリコンプレッサの運転時に、該空隙部に圧縮空気供給源から圧縮空気を供給し該空隙部に大気圧以上の加圧シール空間を形成することによって、潤滑油が圧縮室内に浸入するのを防止することを特徴とするオイルフリーロータリコンプレッサのロータ軸シール方法。
【請求項２】
前記オイルフリーロータリコンプレッサの無負荷運転時に、前記空隙部に大気圧以上の加圧シール空間を形成することを特徴とする請求項１に記載のオイルフリーロータリコンプレッサのロータ軸シール方法。
【請求項３】
雄ロータ軸及び雌ロータ軸において、一端が前記空隙部の下部に接続された大気連通孔を通して該空隙部に溜まった潤滑油を大気に排出することを特徴とする請求項１又は２に記載のオイルフリーロータリコンプレッサのロータ軸シール方法。
【請求項４】
一対の雄雌ロータが配置された圧縮室と潤滑油が供給される雄雌ロータ軸の軸受部との間のロータ軸周りをシールするオイルフリーロータリコンプレッサのロータ軸シール装置において、
雄ロータ軸及び雌ロータ軸の周囲に少なくとも２段に設けられたシール手段と、
該シール手段間に形成された空隙部と、
該空隙部に圧縮空気を供給する圧縮空気供給源と、を備え、
該圧縮空気供給源から該空隙部に圧縮空気を供給して該空隙部に大気圧以上の加圧シール空間を形成してなることを特徴とするオイルフリーロータリコンプレッサのロータ軸シール装置。
【請求項５】
前記空隙部の下部を大気に連通する大気連通孔を該空隙部毎に少なくとも１個ずつ設けるとともに、該大気連通孔の大気開口部を該空隙部と該大気連通孔との接続部より下方に配置し、
雄雌ロータ軸に形成された該空隙部を連通する軸間連通孔を設けたことを特徴とする請求項４に記載のオイルフリーロータリコンプレッサのロータ軸シール装置。
【請求項６】
前記軸間連通孔に前記圧縮空気供給源から圧縮空気を供給する圧縮空気供給路を接続したことを特徴とする請求項５に記載のオイルフリーロータリコンプレッサのロータ軸シール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばツース型コンプレッサなどのオイルフリーロータリコンプレッサのロータ軸周りのシール方法及び装置に関し、圧縮室が負圧（大気圧より低圧）又は大気圧以上の正圧に変動する場合でも、常にロータ軸周りのシール性能を維持できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、オイルフリーロータリコンプレッサのうち、ツース型コンプレッサは、向かい合うかぎ形の雄雌ロータを非接触で回転させることによって圧縮させる方式のコンプレッサであり、雄雌ロータが非接触であるため、ロータの摩耗がなく、長寿命であるという長所をもつ。また、非接触で、潤滑油が不要であり、オイルフリー化に適した機構である。従って、クリーンな圧縮ガスを供給できる。しかし、構造上１段での圧縮では実用的な圧力が得られないために２段で使われることが多く、２段圧縮を採用することにより、高い効率と耐久性を実現している。以下このツース型コンプレッサを図６で簡単に説明する。
【０００３】
図６（ａ）において、圧縮室０１内にかぎ形形状を有する雄ロータ０２と雌ロータ０３とが互いに非接触で配置されている。ロータ０２，０３の回転により吸込口０４から被圧縮ガスｇが吸入される。次に図６（ｂ）において、吸入された被圧縮ガスｇは圧縮室０１隔壁と雄ロータ０２又は雌ロータ０３の歯により仕切られ、被圧縮ガスｇの圧縮が開始される。次に図６（ｃ）において、雄ロータ０２と雌ロータ０３とが、矢印で示すとおり互いに反対方向へ回転しながら被圧縮ガスｇを圧縮する。次に図６（ｄ）において、雌ロータ０３で閉じられていた吐出口０５が開き、圧縮された被圧縮ガスｇが吐出される。
【０００４】
ツース型コンプレッサ等のオイルフリーロータリコンプレッサは、潤滑油が混入しないクリーンな圧縮ガスを供給するために、ロータ軸の軸受部に供給する潤滑油が圧縮室内に漏れないことを必要条件とする。圧縮室は、コンプレッサの負荷運転時に正圧状態を呈するが、コンプレッサが無負荷運転を行なった場合、吸入口側に配設された吸込み閉鎖機構によって、吸込み口の上流側が閉じられるため、圧縮室が負圧になる。圧縮室が負圧状態となった場合、ロータ軸の軸受部に供給される潤滑油が、軸受部と圧縮室との圧力差により軸シール部を通して圧縮室内に浸入するおそれがある。
【０００５】
特許文献１（実開平３−１１０１３８号の明細書及び図面）には、スクリュー式過給機の軸シール構造が開示されている。この軸シール構造は、軸受部と圧縮室との間のロータ軸に非接触式のフィン状シールと接触式のリップシールとを配置するとともに、両シール間に均圧用の空隙部を形成し、該空隙部にケーシングの外側に連通する連通路を設け、該連通路に内部が負圧状態となったとき外部から空気を吸引する逆止弁を設けた構成としている。
【０００６】
かかる構成によって、該非接触式のフィン状シールで圧縮室と該空隙部との圧力差をなくすようにするとともに、圧縮室が大気圧以上の正圧状態のときは、該逆止弁で該連通路を閉じることによって、圧縮室内の正圧空気が該空隙部から外部に逃げるのを防止し、圧縮室が負圧状態のときは、該逆止弁が該連通路を開いて外部空気を吸入することにより、該空隙部を均圧室として機能させている。これによって、該空隙部の圧力が常に軸受部より低くならないようにして、潤滑油の漏れ防止を図っている。
【０００７】
また、特許文献２（特開平７−３１７５５３号公報）は、特許文献１と同様にスクリュー式過給機の軸シール構造に係り、圧縮室と軸受部間のロータ軸に、軸受部側の潤滑油をシールする接触式シール（例えばリップシール）と、圧縮室側の圧力変動を緩和する圧力変動緩和部材（例えば軸方向に移動可能なピストンリング）とを配置するとともに、該接触式シールと該圧力変動緩和部材との間に均圧用の空隙部を形成し、該空隙部と外部空気とを連通する連通孔を設けた構成が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】実開平３−１１０１３８号の明細書及び図面
【特許文献２】特開平７−３１７５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示されたシール装置では、ロータ軸の軸受部から該空隙部に潤滑油の漏れが発生したとき、該空隙と外部とを連通する該連通路に逆止弁が設けられているため、該空隙部に漏れた潤滑油を該空隙部から外部に逃がしにくい構造となっている。潤滑油が該空隙部に溜まったままで圧縮室が負圧になると、該空隙部に溜まった潤滑油が圧縮室内に吸引されやすい。
【００１０】
また、該連通路がごみ詰まり、その他何らかの原因で詰まった場合、該空隙部に漏れた潤滑油がそのまま該空隙部に留まり、外部に逃がすことができない。そのため、圧縮室が負圧になったときに該空隙部に溜まった潤滑油が圧縮室に吸引されるおそれがある。
【００１１】
また、特許文献２には、ロータ軸周りに設けられた均圧用空隙部と外部とを連通する連通路として、逆止弁のない連通路が開示されているが、特許文献２においても、該均圧用空隙部に溜まった潤滑油を外部に逃がす手段については開示されていない。また、特許文献１と同様に、該連通路が何らかの原因で閉塞された場合に均圧用空隙部に溜まった潤滑油を外部に排出する手段は開示されていない。
また、特許文献１及び２ともに該均圧用空隙部に大気圧の空気を導入するようにしているが、該均圧用空隙部に大気圧以上の圧縮空気を導入したほうがシール効果は大きい。
【００１２】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、オイルフリーロータリコンプレッサにおいて、圧縮室が大気圧以上の正圧又は負圧に変動する場合においても、潤滑油が圧縮室内に浸入するリスクをさらに低減するとともに、前記均圧用空隙部に潤滑油が漏れた場合でも、該潤滑油を外部に容易に逃がすようにして圧縮室への浸入を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる目的を達成するため、本発明のオイルフリーロータリコンプレッサのロータ軸シール方法は、
一対の雄雌ロータが配置された圧縮室と潤滑油が供給される雄雌ロータ軸の軸受部との間のロータ軸周りをシールするオイルフリーロータリコンプレッサのロータ軸シール方法において、
雄ロータ軸及び雌ロータ軸の周囲に少なくとも２段のシール手段を配設するとともに、該シール手段の間に空隙部を形成し、
該オイルフリーロータリコンプレッサの運転時に、該空隙部に圧縮空気供給源から圧縮空気を供給し該空隙部に大気圧以上の加圧シール空間を形成することによって、潤滑油が圧縮室内に浸入するのを防止するものである。
【００１４】
また、前記本発明方法を実施するための本発明のロータ軸シール装置は、
一対の雄雌ロータが配置された圧縮室と潤滑油が供給される雄雌ロータ軸の軸受部との間のロータ軸周りをシールするオイルフリーロータリコンプレッサのロータ軸シール装置において、
雄ロータ軸及び雌ロータ軸の周囲に少なくとも２段に設けられたシール手段と、
該シール手段間に形成された空隙部と、
該空隙部に圧縮空気を供給する圧縮空気供給源と、を備え、
該圧縮空気供給源から該空隙部に圧縮空気を供給して該空隙部に大気圧以上の加圧シール空間を形成してなるものである。
【００１５】
本発明では、雄雌ロータ軸周りのシール手段間に設けられた空隙部に大気圧以上の加圧シール空間を形成するようにする。コンプレッサの負荷運転中は圧縮室が大気圧以上の正圧状態となるため、圧縮室内の被圧縮ガスは圧縮室側に配置されたシール手段を通して該空隙部にわずかに漏れる。しかし該空隙部が大気圧以上の加圧シール空間を形成しているので、被圧縮ガスの漏れは低減される。このとき、潤滑油が軸受部側に配置されたシール手段を通して該空隙部に漏れたとしても、該加圧シール空間で遮断され、かつ圧縮室も正圧状態であるので、潤滑油が圧縮室側に浸入するおそれはない。
【００１６】
コンプレッサの無負荷運転時は、吸入口側に配設された吸込み閉鎖機構によって、吸込み口の上流側が閉じられた場合、圧縮室内が負圧となるが、圧縮室内から伝播する負圧雰囲気は該空隙部の加圧シール空間で遮られるため、軸受部側に伝播しない。従って、潤滑油が圧縮室内に吸引されるおそれは少ない。
【００１７】
このように、該加圧シール空間は圧縮室内の負圧雰囲気を遮断する圧力遮断機能をもち、潤滑油が圧縮室側に吸引されるのを防止する。特に大気圧以上の加圧空間を形成するため、圧力遮断効果が大きい。
従って、本発明方法は、コンプレッサの無負荷運転時で圧縮室内が負圧状態のときに実施して特に効果的である。
【００１８】
また、本発明方法において、好ましくは、雄ロータ軸及び雌ロータ軸において、一端が前記空隙部の下部に接続された大気連通孔から該空隙部に溜まった潤滑油を大気に排出するようにするとよい。これによって、微量の潤滑油が漏れて該空隙部に溜まったとしても、該潤滑油は該大気連通孔から排出されるため、潤滑油が圧縮室側に浸入することはない。
【００１９】
これを可能とする装置構成として、空隙部の下部を大気に連通する大気連通孔を該空隙部毎に少なくとも１個ずつ設けるとともに、該大気連通孔の大気開口部を該空隙部と該大気連通孔との接続部より下方に配置し、雄雌ロータ軸に形成された該空隙部を結ぶ軸間連通孔を設けるようにするとよい。かかる構成により、該大気連通孔は大気開口部に向かって下降勾配となるので、潤滑油が軸受部から該空隙部に漏れたとしても、大気連通孔を通して潤滑油を容易に外部に排出できる。従って、該空隙に潤滑油が溜まることがなく、そのため、該空隙部に溜まった潤滑油が圧縮室内に浸入するリスクを低減できる。
【００２０】
さらに、雄雌ロータ軸に形成された該空隙部を連通する軸間連通孔を設けたため、大気連通孔のひとつが何らかの原因により閉塞した場合でも、該空隙部に漏れた潤滑油が該軸間連通孔を通して他方のロータ軸に流入可能であるため、該潤滑油を他の大気連通孔から外部に排出することができる。
【００２１】
また、該軸間連通孔に圧縮空気供給源から圧縮空気を供給する圧縮空気供給路を接続するようにすれば、１個の圧縮空気供給路で雄雌ロータ軸に設けられたシール部に同時に圧縮空気を供給でき、該圧縮空気供給路を設けるためのコンプレッサの加工工数を低減することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明方法及び装置によれば、雄雌ロータ軸に設けられた少なくとも２段のシール手段間に空隙部を形成し、該空隙部に圧縮空気供給源から圧縮空気を供給して、該空隙部に大気圧以上の加圧シール空間を形成することにより、圧縮室が大気圧以上の正圧又は負圧に変動した場合でも、該空隙部に形成された加圧シール空間の圧力遮断効果により、潤滑油が圧縮室に入り込むリスクを効果的に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
（実施形態１）
【００２４】
次に本発明の第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は本実施形態に係るオイルフリースーツ型コンプレッサ本体を示す縦断立面図であり、図２は、該スーツ型コンプレッサ本体のロータ軸シール部を示す一部拡大断面図、図３は、ビスコシールの作用説明図、図４は、図１中のＡ−Ａ線に沿う横断平面図である。
【００２５】
図１において、本実施形態に係るツース型コンプレッサのケーシング１は、２つ割り形のケーシングで構成され、この２つ割り形のケーシングが結合部材１１で結合されている。ケーシング１内に圧縮室９が形成されているとともに、雄雌ロータ軸６及び７が互いに平行に配置されている。圧縮室９内には、それぞれ雄ロータ軸６又は雌ロータ軸７に固着された雄ロータ２又は雌ロータ３が配置されている。
【００２６】
雄ロータ軸６の一方の端部はケーシング１の外部に突出し、該端部に歯車８が固着され、歯車８は電動モータの回転軸１２に取り付けられた歯車１３と噛み合って該電動モータの回転を雄ロータ軸６に伝達している。雄雌ロータ軸６及び７は、圧縮室９を挟んでロータ軸の両端側に設けられた軸受部１０によって回転可能に支持されている。雄雌ロータ軸６及び７の下端には、それぞれタイミングギア１４及び１５が取り付けられ、雄ロータ軸６の回転を雌ロータ軸７に伝達している。雄雌ロータ２及び３は互いに同期して等速で回転する。
【００２７】
このツース型コンプレッサに隣接して図示しないもうひとつのツース型コンプレッサが並設され、この別のツース型コンプレッサにも歯車１３によって電動モータの回転力が伝達される。これら２基のツース型コンプレッサで低段と高段を構成して高圧を得るようにしている。従って、これら２基のツース型コンプレッサ及びこれらを駆動する１個の電動モータは、図示しないハウジング内に収納される。また、給油管１６から潤滑油が注入され、軸受部１０に供給される。そして、該ハウジング内の下部に溜まった潤滑油は、図示しないオイルポンプにより給油孔１７に導かれて、タイミングギア１４及び１５、及び下部軸受部１０に供給される。
【００２８】
次に雄雌ロータ軸６及び７のロータ軸シール装置の構成を図２に基づいて説明する。図２は、雄ロータ軸６上部のロータ軸シール装置を示す。図２において、雄ロータ軸６の周囲にはスリーブ２１が雄ロータ軸６に密嵌されており、軸受部１０に隣接してスリーブ２１の外周側には、スナップリング２２が設けられ、さらにスナップリング２２を介して円筒形状のスペーサ２３が配置されている。スペーサ２３には雄ロータ軸６を囲む位置にリング状の空隙部２４が設けられ、空隙部２４上部のスリーブ２１とスペーサ２３の間にはＯリング２５が設けられて、潤滑油を遮断している。
【００２９】
軸受部１０とＯリング２５間において、スリーブ２１とスペーサ２３間はビスコシール２０が形成されている。ビスコシール２４の構成を図３により説明する。図３において、スリーブ２１とスペーサ２３間は非接触となっており、スリーブ２１とスペーサ２３の隙間には潤滑油ｌで満たされている。スリーブ２１の表面にはネジ２１ａが形成されており、雄ロータ軸６の回転により、ネジ２１ａが回転すると、スリーブ２１とスペーサ２３間の潤滑油ｌを上方（矢印ｂ方向）に押し上げる作用力を付与する。これによって、潤滑油ｌを空隙部２４に浸入させないようにしている。
【００３０】
なお、スリーブ２１にネジ２１ａを形成する代わりに、スペーサ２３の内側面にネジを形成しても、同様に潤滑油ｌを上方に押し上げる作用力を得ることができる。
【００３１】
また、スペーサ２３とケーシング１間の隙間にはＯリング２６及び２７が設けられて、ここで潤滑油の浸入を遮断している。スペーサ２３の下方には、リング状のカーボンシール３１と金属製のアウターリング３２からなる接触式シール３０が配設されている。また、空隙部２４と大気開口部３３とを接続する大気連通孔３４が設けられている。大気連通孔３４は空隙部２４の下部に接続されており、大気開口部３３は空隙部２４と大気連通孔３４との接続部より下方に配置されているので、大気連通孔３４は空隙部２４から大気開口部３３に向かって下降勾配をなしている。
【００３２】
なお、大気連通孔３４及び大気開口部３３は、雄雌ロータ軸６及び７の各ロータ軸シール部において、空隙部２４に対して１組ずつ設けられている。また、図４に示すように、圧縮室９を挟む両ロータ軸シール部には、それぞれ雄雌ロータ軸６及び７に設けられた両空隙部２４間を連通する軸間連通孔３５が設けられている。図２に示すロータ軸シール部の構成は、雄雌ロータ軸６及び７に共通しており、圧縮室９を挟む両側で軸受部とシール部の配置が逆になっていることを除けば、同一の構成をなす。
【００３３】
また、図１及び図４に示すように、雌ロータ軸７側の両ロータ軸シール部には、一端が空隙部２４の上部に接続され、他端が大気に開口する予備の大気連通孔３７が設けられている。予備の大気連通孔３７の大気開口部３６は、空隙部２４と大気連通孔３７の接続部より下方に配置されている。この予備の大気連通孔３７を設けたことにより、他の大気連通孔３４がごみなどで閉塞した場合でも、予備の大気連通孔３７から空隙部２４に溜まった潤滑油を外部に排出することができる。
【００３４】
次に、図１〜図４に示す本実施形態のツース型コンプレッサが組み込まれた圧縮システムを図５により説明する。図５において、被圧縮エアａが吸込サイレンサ４２が取り付けられた吸込フィルタ４１を介して本圧縮システム内に取り込まれる。本圧縮システム内に取り込まれた被圧縮エアａは、吸込閉鎖弁４３を通って低圧側のツース型コンプレッサ本体４４に吸引され、該低圧側コンプレッサ本体４４で例えば０．２ＭＰａまで圧縮される。被圧縮エアａは低圧側コンプレッサ本体４４で２００℃程度まで昇温するので、圧縮後、空冷式のインタクーラ４５で冷却される。
【００３５】
被圧縮エアａは、インタクーラ４５で冷却された後、水分離器５０で水分を分離され、その後高圧側のツース型コンプレッサ本体４６で例えば０．７ＭＰａまで圧縮される。その後被圧縮エアａは、脈動ダンパ４７で脈動を緩和された後、逆止弁４９を介してアフタクーラ４８に送られる。高圧側コンプレッサ本体４６で圧縮された被圧縮エアａは、２００℃程度まで昇温するので、アフタクーラ４８で冷却された後、水分離器５１で水分を除去され、その後冷凍式エアドライヤ５２に送られる。低圧側コンプレッサ本体４４及び高圧側コンプレッサ本体４６は、図１〜図４に示す本実施形態のツース型コンプレッサで構成される。
【００３６】
冷凍式エアドライヤ５２には冷凍サイクルを構成する冷凍機５３が組み込まれ、被圧縮エアａは、冷凍式エアドライヤ５２で冷凍機５３の冷媒と間接熱交換して冷却される。その後、被圧縮エアａは水分離器５４で水分を除去された後、バルブ５５を通って供給先の空気タンク等に供給される。
【００３７】
潤滑油供給系６０では、オイルタンク６１に貯留された潤滑油をオイルポンプ６２によってオイル配管６３を介して低圧側コンプレッサ本体４４及び高圧側コンプレッサ本体４６に供給する。潤滑油タンク６１を出た潤滑油は、低圧側コンプレッサ本体４４及び高圧側コンプレッサ本体４６に供給される前に、オイルクーラ６４で冷却され、その後オイルフィルタ６５で供雑物を除去される。オイルフィルタ６５には、オイルフィルタ６５に送られた潤滑油タンク６１を低圧側コンプレッサ本体４４及び高圧側コンプレッサ本体４６に供給せずにオイルタンク６１に戻すバイパス弁６６が設けられている。
【００３８】
かかる構成の本圧縮システムでは、通常、吐出バルブ５５は開放のまま使用される。無負荷運転時には、吐出バルブ５５が設けられた出口配管の圧力上昇を検知して、吸込閉鎖弁４３に設けられた図示しない電磁弁の空圧動作により吸込遮断弁４３の弁体が閉じられる。ただし、吸込遮断弁４３が完全に閉じられると、吸込遮断弁４３から異常音が出るので、吸込遮断弁４３の通路は微量のガスが通るようにわずかに開いている。
【００３９】
そして吸込遮断弁４３を通った微量ガスは低圧側コンプレッサ本体４４及び高圧側コンプレッサ本体４６を通った後、脈動ダンパ４７に接続された流路５６から吸込遮断弁４３に戻される。吸込遮断弁４３に戻った微量ガスは、通常放出器５７から放出されるが、本実施形態では、放出器５７から放出される微量ガスの一部又は全部が加圧空気流路７１を通って低圧側コンプレッサ本体４４及び高圧側コンプレッサ本体４６に供給される。
なお、負荷運転時には、流路５６は吸込遮断弁４３内のバルブ動作で閉鎖される。
【００４０】
低圧側コンプレッサ本体４４及び高圧側コンプレッサ本体４６では、図１に示すように、一端が上下軸間連通孔３５に接続され他端が外部に開口する通路７２及び７３が穿設されている。加圧空気流路７１は分岐流路７２及び７３を介して該通路７４及び７５に接続されている。流路５６を通る微量ガスは通常０．１〜０．２ＭＰａの大気圧以上の正圧をもつ。この加圧空気を加圧空気流路７１〜７３、通路７４，７５及び軸間連通孔３５を介してロータ軸シール部に設けられた空隙部２４に供給している。なお、分岐流路７２又は７３に適宜流量調整弁を設けることにより、分岐通路７２又は７３に供給する加圧空気量を調整可能である。
【００４１】
かかる構成の本実施形態において、該圧縮システムの負荷運転中は、圧縮室９が正圧となっており、接触式シール３０を通してわずかに空隙部２４側に被圧縮ガスが漏れる。また、軸受部１０と空隙部２４との間の雄雌ロータ軸６及び７にはビスコシール２０が設けられているので、軸受部１０から該ビスコシール２０に浸入した潤滑油は軸受部１０側に押し戻される作用力を受ける。従って、潤滑油が空隙部２４に漏れたとしても微量であり、潤滑油が空隙部２４に漏れるだけで圧縮室９に浸入するおそれはない。
【００４２】
低圧側コンプレッサ本体４４及び高圧側コンプレッサ本体４６の無負荷運転時には、吸込遮断弁４３によって吸込み流路が閉鎖される。しかし、吸込遮断弁４３で完全にシールすると、異音が出るので、吸込遮断弁４３をわずかに開口し、微量の被圧縮ガスを吸込むことができるようにしている。無負荷運転時には圧縮室９内は負圧状態となる。そのため、空隙部２４側から接触式シール３０を通して圧縮室９内へ空気が吸込まれる。このとき、大気圧以上の加圧空気が吸込遮断弁４３から流路７１〜７３、コンプレッサ本体に設けられた通路７４，７５及び両軸間連通孔３５を介して空隙部２４に供給される。そのため、空隙部２４は該加圧空気による加圧シール空間が形成される。
【００４３】
圧縮室９内から伝播する負圧雰囲気は空隙部２４に形成された加圧シール空間で遮られるため、軸受部１０側に伝播しない。従って、潤滑油が圧縮室９内に吸引されるおそれは極めて少ない。空隙部１４に形成される加圧シール空間は圧縮室９内の負圧雰囲気を遮断する圧力遮断機能をもち、潤滑油が圧縮室側に吸引されるのを防止する。
【００４４】
また、潤滑油が空隙部２４に到達した場合でも、各空隙部２４のそれぞれに大気連通孔３４が設けられ、しかも大気連通孔３４が空隙部２４の下部に接続され、かつ大気開口部３３は空隙部２４と大気連通孔３４との接続部より下方に開口しているので、大気連通孔３４は空隙部２４から大気開口部３３に向かって下降勾配をなし、そのため、空隙部２４の潤滑油は容易に外部に排出される。また、大気連通孔３４のひとつがごみ詰まり等によって閉塞した場合でも、軸間連通孔３５を通って潤滑油を他の大気連通孔３４から外部に排出することが容易である。以上の機構により、軸受部１０の潤滑油が圧縮室９内に浸入するおそれを極力低減することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、雌ロータ軸７側の軸シール部に予備の大気連通孔３７を設けたことにより、大気連通孔３２がごみ詰まりなどで閉塞した場合でも空隙部２４内に溜まった潤滑油を外部に排出することができる。
【００４６】
なお、本実施形態においては、ロータ軸シール部の空隙部２４に供給する加圧空気として吸込遮断弁４３から放出される加圧空気としたが、加圧空気の供給源をこれに限定されない。他の加圧空気供給源としては、本実施形態の圧縮システムが圧縮空気を供給する空気タンクからでもよく、又は本実施形態の圧縮システムの脈動ダンパ４７又は高圧側コンプレッサ本体４６の上流側の被圧縮エア経路等から加圧空気を取り出して用いてもよい。これらの供給源とすれば、本圧縮システムの無負荷運転時に限らず、負荷運転時にも空隙部２４に加圧空気を供給できるため、本圧縮システムの運転中常にロータ軸の良好なシール効果を維持できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、オイルフリーロータリコンプレッサにおいて、圧縮室内が正圧又は負圧に変動した場合でも、簡単な構成で潤滑油が圧縮室内に浸入するリスクを低減できるロータ軸シール装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態を示す縦断立面図である。
【図２】図１の一部拡大縦断立面図である。
【図３】前記第１実施形態に用いられるビスコシールの作用説明図である。
【図４】図１中のＡ−Ａ線に沿う横断平面図である。
【図５】前記第１実施形態の圧縮システムを示す系統図である。
【図６】従来のツース型コンプレッサの概要図である。
【符号の説明】
【００４９】
２          雄ロータ
３          雌ロータ
６          雄ロータ軸
７          雌ロータ軸
９          圧縮室
１０        軸受部
２０        ビスコシール（非接触式シール）
３０        接触式シール
３１        カーボンリング
３３，３６  大気開口部
３４        大気連通孔
３５        軸間連通孔
３７        予備の大気連通孔
４３        吸込遮断弁
４４        低圧側コンプレッサ本体
４６        高圧側コンプレッサ本体
７１，７２，７３    加圧空気流路
７４，７５    加圧空気通路
ｇ          被圧縮ガス
ｌ          潤滑油
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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