(57)【要約】【課題】メカニカルシールの摺動部に対し、いずれの位置においても平均した潤滑油の供給を行うことができる給油構造を提供する。【解決手段】スクリュロータ１０のロータ軸１０ａや、増速装置の駆動軸５３等の回転軸の軸封位置の外周を包囲する例えばカバー３０等により形成された略円筒状のシール箱と、前記シール箱内において前記回転軸の外周に固定されて該回転軸と共に回転する回転リング２３と、前記回転軸の外周において前記シール箱内に固定され、その端面を前記回転リング２３の端面と接触する固定リング２１とを有するメカニカルシール２０を備えた軸封装置において、前記メカニカルシール２０を構成する固定リング２１と回転リング２３との摺動・接触面の外周に位置して、前記摺動部に対して潤滑油を供給する給油口４２を、前記メカニカルシール２０を包囲するシール箱の内周であって、前記摺動部の外周に位置して周方向に所定間隔で複数箇所に設ける。【選択図】図４
2004144177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の軸封位置の外周を包囲する略円筒状のシール箱と、前記シール箱内において前記回転軸の外周に固定されて該回転軸と共に回転する回転リングと、前記回転軸の外周において前記シール箱内に固定され、その端面を前記回転リングの端面と接触する固定リングとを有するメカニカルシールを備えた軸封装置において、
前記シール箱内において開口し、前記固定リングと回転リングとの接触面における前記メカニカルシールの摺動部に潤滑油を導入するための給油口を、前記摺動部の外周に位置して、前記シール箱の内周に所定間隔で複数開口したことを特徴とする軸封装置における給油構造。
【請求項２】
回転軸の軸封位置の外周を包囲する略円筒状のシール箱と、前記シール箱内において前記回転軸の外周に固定されて該回転軸と共に回転する回転リングと、前記回転軸の外周において前記シール箱内に固定され、その端面を前記回転リングの端面と接触する固定リングとを有するメカニカルシールを備えた軸封装置において、
前記シール箱の壁面を貫通するフラッシング穴を設け、
前記シール箱の内径と略同径の外径を成す略円筒状の給油リングを設けると共に、この給油リングにその肉厚を貫通する複数の開孔と、前記開孔の一端間を前記給油リングの外周において連通する溝から成る給油流路を形成し、
前記給油流路が前記フラッシング穴と連通するよう前記給油リングを前記シール箱内に嵌合して、前記給油リングに形成された前記開孔により、前記固定リングと回転リングとの接触面における前記メカニカルシールの摺動部に潤滑油を導入するための給油口を、前記摺動部の外周に位置して、前記シール箱の内周に所定間隔で複数開口して形成したことを特徴とする軸封装置における給油構造。
【請求項３】
前記シール箱の壁面を貫通するフラッシング穴を設けると共に、このフラッシング穴の開口位置に近接して前記シール箱の内径を狭めて段部を形成し、
前記段部の非形成位置におけるシール箱の内径と略同径の外径を成す略円筒状の給油リングを設けると共に、この給油リングの端面にその肉厚方向に形成された複数の油溝と、前記油溝の一端間を前記給油リングの外周において連通する溝から成る給油流路を形成し、
前記油溝の形成された端面を前記段部に当接させ、かつ、前記給油流路が前記フラッシング穴と連通するよう前記給油リングを前記シール箱内に嵌合して、前記油溝により、前記給油口を形成したことを特徴とする請求項２記載の軸封装置における給油構造。
【請求項４】
前記給油流路を、前記フラッシング穴との連通位置からの距離が離れるに従い流路面積を狭める形状に形成したことを特徴とする請求項２又は３記載の軸封装置における給油構造。
【請求項５】
前記給油口を、前記フラッシング穴からの距離が長くなるに従いその流路面積を大きく形成したことを特徴とする請求項２〜４いずれか１項記載の軸封装置における給油構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸封装置における給油構造に関し、より詳細には、メカニカルシールを備えた給油装置において前記メカニカルシールの摺動部に対して潤滑油を供給するための給油構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体機械にあっては、流体の漏れが生じないようそのケーシング等に軸封装置を設けることが一般に行われており、このような軸封装置に用いられる端面シールの一種としてメカニカルシールが広く用いられている。
【０００３】
このような流体機械の一例として、スクリュ圧縮機を例に挙げて説明すれば、このスクリュロータはケーシング内に噛み合い状態で収容されたオス・メス一対のスクリュロータのそれぞれの両端を、軸受室内に配置された軸受により支承してスクリュロータの噛み合い回転によって圧縮作用がなされると共に、このスクリュロータのいずれか一方に対しては、図示せざる駆動源からの回転力が伝達されて、スクリュロータの噛み合い回転による圧縮を行うことができるように構成されており、このようにスクリュロータに対して回転駆動力を伝達するための構成として、スクリュロータに設けられたロータ軸のいずれか１つを、ケーシングより突出させて、このケーシングより突出されたロータ軸に対して駆動源からの回転力が入力可能に構成されている。
【０００４】
そして、このようにケーシングに設けられた軸孔よりロータ軸が突出された構成にあっては、このロータ軸の外周とケーシングに設けられた軸孔内周間の隙間において流体の漏れが生じることを防止するために、この部分をシールするための軸封装置が設けられ、その端面シールとして、メカニカルシールを使用する場合も多い（実公平８−５４３号）。
【０００５】
このようなメカニカルシールを備えた軸封装置の一例を図１５に示す。
【０００６】
図１５に示すように、この軸封装置にあっては軸封部を包囲するシール箱７０内にスクリュロータのロータ軸１０ａと共に回転する円筒状の回転リング２３と、メカニカルシール２０が収容されるシール箱７０内に固定された円筒状の固定リング２１と、前記固定リング２１に回転リング２３の端面２３ａを押圧接触させるコイルスプリング２５等の緩衝手段から成るメカニカルシール２０を収容したもので、前記回転リング２３と固定リング２１との接触端面において摺動部が形成されていると共に、シール箱７０に設けられたフラッシング穴３３を介して前記回転リング２３と固定リング２１とが接触する摺動部に潤滑油を供給することで、この摺動部を潤滑して摩擦熱の発生を抑えると共に、冷却を行ってメカニカルシールの破損を防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このようにメカニカルシール２０の摺動部に対して給油を行うための給油構造は、従来、図１５に示すようにシール箱７０を貫通して形成された単一のフラッシング穴３３を介して行われていた。
【０００８】
そのため、このシール箱７０内におけるフラッシング穴３３の導入口３３ａ付近にあってはメカニカルシール２０の摺動部に十分な量の潤滑油が供給されるものの、このフラッシング穴３３の導入口３３ａからの距離が長くなるにつれてメカニカルシール２０の摺動部に供給される潤滑油の量が減少する。
【０００９】
従って、フラッシング穴３３を介して行われる給油を、フラッシング穴３３の導入口３３ａに近い摺動部に対する適正な流量や勢い（流速）を基準として設定すると、摺動部のうち導入口３３ａから遠い位置にある部分への潤滑油の供給が不足してメカニカルシール２０の温度が上昇し、摺動部に火膨れが生じて割れや剥離を起こし、メカニカルシール２０を破損させるおそれがある。
【００１０】
特に、このようなメカニカルシール２０がプロパンガスのように圧力下で潤滑油に溶け込みやすいガスを圧縮するスクリュ圧縮機等の流体機械に使用される場合には、図示せざるレシーバタンクより導入された潤滑油には多量のガスが溶け込んでおり、このガスを含んだ潤滑油はこれがシール箱７０内に入ると一気に減圧して、潤滑油中に溶け込んだガスが飽和することにより潤滑油からガスが分離して潤滑油の勢いを弱め導入口３３ａから遠い摺動部へ十分な量の潤滑油を供給することができない。
【００１１】
また、ガスと潤滑油とに分離されることにより、シール箱７０内の下方に潤滑油が、上方にガスが溜まることから、メカニカルシール２０の下方に比べて上方が潤滑不良を起こしやすい等の欠点を有するものであった。
【００１２】
このように、フラッシング穴３３の導入口３３ａからの距離に従って摺動部に供給される潤滑油量が減少したり、供給される潤滑油量にむらが生じることを防止して導入口３３ａからの距離が長い摺動部に対しても十分な量の潤滑油を供給する方法として、フラッシング穴３３を介して行われる給油量を増加したり、給油の流速を増大することも考えられるが、前述の実公平８−５４３号公報に開示されているスクリュロータのように、ロータ軸を支承する軸受を収容した軸受室内にメカニカルシールを収容して軸受室をシール箱７０として使用する場合においては、シール箱７０内に対する給油量を増加すると、このシール箱７０内に収納された軸受に対しても給油量が増加し、これに伴って軸受が潤滑油を攪拌するための動力が増え、この分の動力損失が発生することとなる。
【００１３】
特に、この種のスクリュ圧縮機においてスクリュロータの吸入側にこのような軸封装置を設ける場合には、ロータの回転によりシール室７０からロータ室へ流入する潤滑油の量が増えて、吸入空気量が減ることがある。
【００１４】
さらに給油の流速を増大する場合には、潤滑油がメカニカルシール２０の摺動部を浸食（エロージョン）し、固定・回転リングの端面を荒らして寿命を低下させるおそれがあるだけでなく、メカニカルシール２０に動圧がかかり安定したシールを行えないという問題が生じる場合がある。
【００１５】
そこで本発明の目的は、上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり、比較的簡単な構成によりメカニカルシールの摺動部に対して、いずれの位置においても平均した潤滑油の供給を行うことができる給油構造を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の軸封装置における給油構造は、スクリュロータ１０のロータ軸１０ａや、増速装置の駆動軸５３等の回転軸の軸封位置の外周を包囲する例えばカバー３０等により形成された略円筒状のシール箱と、前記シール箱内において前記回転軸の外周に固定されて該回転軸と共に回転する回転リング２３と、前記回転軸の外周において前記シール箱内に固定され、その端面を前記回転リング２３の端面と接触する固定リング２１とを有するメカニカルシール２０を備えた軸封装置において、
前記シール箱内において開口し、前記固定リング２１と回転リング２３との接触面における前記メカニカルシール２０の摺動部に潤滑油を導入するための給油口４２（４２ａ〜４２ｄ）を、前記摺動部の外周に位置して、前記シール箱の内周に所定間隔で複数開口したことを特徴とする（請求項１）。
【００１７】
また、本発明の別の軸封装置における給油装置は、スクリュロータ１０のロータ軸１０ａや、増速装置の駆動軸５３等の回転軸の軸封位置の外周を包囲する例えばカバー３０等により形成された略円筒状のシール箱と、前記シール箱内において前記回転軸の外周に固定されて該回転軸と共に回転する回転リング２３と、前記回転軸の外周において前記シール箱内に固定され、その端面を前記回転リング２３の端面と接触する固定リング２１とを有するメカニカルシール２０を備えた軸封装置において、
前記シール箱の壁面を貫通するフラッシング穴３３を設け、
前記シール箱の内径と略同径の外径を成す略円筒状の給油リング４０を設けると共に、この給油リング４０にその肉厚を貫通する複数の開孔４５’と、前記開孔４５’の一端間を前記給油リングの外周において連通する溝４１’から成る給油流路４１を形成し、
前記給油流路４１が前記フラッシング穴３３と連通するよう前記給油リング４０を前記シール箱内に嵌合して、前記給油リング４０に形成された前記開孔４５’により、前記固定リング２１と回転リング２３との接触面における前記メカニカルシール２０の摺動部に潤滑油を導入するための給油口４２を、前記摺動部の外周に位置して、前記シール箱の内周に所定間隔で複数開口したことを特徴とする（請求項２）。
【００１８】
また、同様に前記シール箱の壁面を貫通するフラッシング穴３３を設け、
このフラッシング穴３３の開口位置に近接して前記シール箱の内径を狭めて段部３２を形成し、
前記段部３２の非形成位置におけるシール箱の内径と略同径の外径を成す略円筒状の給油リング４０を設けると共に、この給油リング４０の端面にその肉厚方向に形成された複数の油溝４５と、前記油溝４５の一端間を前記給油リング４０の外周において連通する溝４１’から成る給油流路４１を形成し、
前記油溝４５の形成された端面を前記段部３２に当接させ、かつ、前記給油流路４１が前記フラッシング穴３３と連通するよう前記給油リング４０を前記シール箱内に嵌合して、前記油溝４５により、前記給油口４２（４２ａ〜４２ｄ）を形成するよう構成することもできる（請求項３）。
【００１９】
さらに、前記給油流路４１を、前記フラッシング穴３３との連通位置からの距離が離れるに従い流路面積を狭める形状に形成すれば好適である（請求項４）。
【００２０】
また、前記給油口４１（４２ａ〜４２ｄ）を、前記フラッシング穴３３からの距離が長くなるに従いその流路面積を大きく形成すれば好適である（請求項５）。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら以下説明する。なお、以下に示す実施形態にあっては、いずれも本発明の給油構造を備えた軸封装置をスクリュロータに設けた場合を例として説明するが、本発明の給油構造は、メカニカルシールを採用する軸封装置について広く使用することができ、従ってメカニカルシールを採用する軸封装置を備えるものであればスクリュ圧縮機に限定されず各種流体機械等の軸封装置に適用可能である。
【００２２】
〔実施形態１〕
図１に示す実施形態において、本発明のスクリュロータ１は、オス・メス一対のスクリュロータ１０，１１と、このスクリュロータ１０，１１を噛み合い状態で収容するロータ室１３が形成されたケーシング１２とを備え、前記ケーシング１２には、ロータ室１３内に収容された前述のオス・メス一対のスクリュロータ１０，１１に設けられた各ロータ軸１０ａ；１０ｂ，１１ａ；１１ｂをそれぞれ支承する軸受１４（１４ａ〜１４ｄ）が設けられており、これらの軸受１４（１４ａ〜１４ｄ）は、前述のケーシング１２に設けられた軸受室１５（１５ａ〜１５ｄ）内に収容されている。
【００２３】
このように、軸受１４（１４ａ〜１４ｄ）を収容する軸受室１５（１５ａ〜１５ｄ）のうち、図示せざる駆動源からの回転駆動力の入力が行われるロータ軸１０ａ以外のロータ軸１０ｂ，１１ａ，１１ｂにあっては、その端部が軸受室１４ｂ〜１４ｄ内に収容され、これらのロータ軸１０ｂ，１１ａ，１１ｂを支承する軸受１４ｂ〜１４ｄを収容する軸受室１５ｂ〜１５ｄにあっては、軸受室１５ｂ〜１５ｄからの潤滑油の漏出を防止するためのメカニカルシールは設けられていないが、ロータ軸のうちのいずれか一本は、図示せざるモータやエンジン等の駆動源からの動力を入力するために、軸受室１５ａから外部に突出されており、この軸受室１５ａに設けられた軸孔３６を貫通して突出されたロータ軸１０ａにあっては、軸孔３６とロータ軸１５ａ間のシールを図るためのメカニカルシール２０が設けられている。
【００２４】
図１及び図２に示す実施形態にあっては、ロータ軸１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂのうち、駆動源からの動力を入力するために、オスロータ１０の吸入側ロータ軸１０ａが軸受室１５ａより突出されており、このロータ軸１０ａの外周と、このロータ軸１０ａが貫通する軸孔３６間を介して潤滑油が漏出することを防止するためのメカニカルシール２０が設けられている。
【００２５】
従って、図１及び図２に示す実施形態にあっては、ロータ軸１０ａを支承する軸受１４ａを収容する軸受室１５ａ内にメカニカルシール２０が共に収容されており、軸受室１５ａはメカニカルシール２０を収容するシール箱を兼ねている。
【００２６】
なお、図示の実施形態にあっては、オスロータ１０の吸入側ロータ軸１０ａを図示せざる駆動源からの動力を入力するために軸受室１５ａより突出させているが、このように駆動源からの動力が入力されるロータ軸１０ａは、図示の例のようにオスロータ１０の吸入側のロータ軸１０ａに限定されず、オスロータ１０の吐出側ロータ軸１０ｂであっても良く、またはメスロータ１１の吸入側又は吐出側のロータ軸１１ａ，１１ｂのいずれであっても良く、この場合には軸受室１５より突出するロータ軸１０と、このロータ軸１０が貫通する軸孔３６間をシールするメカニカルシールを設けると共に、このメカニカルシールの摺動部に対する給油構造を設ける。
【００２７】
このメカニカルシール２０を収容する軸受室１５ａは、図１及び図２に示す実施形態にあってはロータ室１３を画成する壁面に形成された軸孔１７に隣接して形成されており、ケーシング１２の外壁をこの軸孔１７の周縁より所定幅で陥没させて、軸受１４ａを挿入可能な陥没部１８を形成し、この陥没部１８内にロータ軸１０ａを支承する軸受１４ａを嵌合して、軸受１４ａをケーシング１２に取り付けている。
【００２８】
この軸受１４ａが嵌合された陥没部１８は、後述するカバー３０によりその開口部が被蓋されて前述の軸受１４ａと共にメカニカルシール２０が収容される軸受室１５ａが形成され、この軸受室１５ａがメカニカルシール２０を収容するシール箱を兼用している。そして、このメカニカルシール２０の摺動部に潤滑油を供給するための給油構造が軸受室１５ａに形成されている。
【００２９】
前述のカバー３０は、図示の例では前述の陥没部１８の内径と略同一の外径を有し、一端を閉塞された略円筒状に形成されていると共に、この円筒状を成すカバー３０の円筒部分の外壁面には、外周方向に突出するフランジ３１が形成されている。
【００３０】
また、カバー３０の内径は、カバー３０に形成された、前述のロータ軸１０ａが挿入される軸孔３６側に位置してその内径が狭められており、図３に示す断面においてこの内径が狭められた部分が段部３２を形成している。
【００３１】
この段部３２の開始位置に隣接して、図示せざるレシーバタンクからの潤滑油をこのカバー３０内に導入するためのフラッシング穴３３が形成されており、本実施形態にあってはこのカバー３０に形成された前述のフランジ３１を一部肉厚に形成し、このフランジ３１の肉厚部分３４の厚み内にフランジ３１の外周方向から内周方向に貫通するフラッシング穴３３を設けて、このフラッシング穴３３を介して前述のカバー３０内に潤滑油を導入可能としている。
【００３２】
そして、前述のカバー３０の端部中央には、このカバー３０を貫通して軸受室１５ａ外に突出するロータ軸１０ａを挿入可能な軸孔３６が設けられている。
【００３３】
このようにして形成されたカバー３０において、カバー３０に形成された軸孔３６内にロータ軸１０ａを挿入すると共に、該カバー３０の開口側端部を前記陥没部１８内にその先端が陥没部１８内に嵌合された軸受１４ａに接触する迄挿入すると、このカバー３０の開口端において軸受１４ａが陥没部１８内に固定されると共に、カバー３０のフランジ３１を陥没部１８の周縁においてケーシング１２の外壁に例えばボルト止めする等して固着することにより、前述の陥没部１８とカバー３０とにより囲まれた空間に軸受１４ａとメカニカルシール２０とが収容される軸受室１５ａが形成されている。尚、カバー３０は軸受けの抜け止めとして機能するが、前記開口端において軸受１４ａが押圧されて陥没部１８内に固定されても良い。
【００３４】
このようにして陥没部１８をカバー３０で被蓋することにより形成された軸受室１５ａ内には、該カバー３０に形成された軸孔３６を介して潤滑油が軸受室１５ａ外に漏出することを防止するためのメカニカルシール２０が設けられている。
【００３５】
このメカニカルシール２０は、図３に示すように固定リング２１と、ロータ軸１０ａの回転に伴い回転し、前述の固定リング２１に摺動する回転リング２３及び前記回転リング２３を固定リング２１に向かって押圧するコイルスプリング２５とにより構成されており、固定リング２１の端面に接触する回転リング２３の密封端面２３ａにおいて、メカニカルシール２０の摺動部が形成されている。
【００３６】
固定リング２１の内径は、ロータ軸１０ａの外径よりも僅かに大径に形成されていると共に、外径を段部３２の形成位置におけるカバー３０内の内径よりも僅かに小径とした略円筒形状を成し、その外周面に円周方向に連続して形成された溝内にＯリング２２を嵌合した構成を成し、この固定リング２１が、前述の軸受室１５ａ内においてロータ軸１０ａの外周とカバー３０内に形成された段部３２の内周間に嵌合されている。
【００３７】
また、前述の回転リング２３は、前述の固定リング２１のロータ１０側においてロータ軸１０ａに外嵌され、ロータ軸１０ａの回転に伴って回転する略円筒状を成すと共に、その一端を前述の固定リング２１の端面に押圧接触するもので、この回転リング２３の密封端面２３ａが前述の固定リング２１の端面に接触して、前述の固定リング２１と回転リング２３との摺動部が形成されている。
【００３８】
この回転リング２３は、固定リング２１の端面との接触部分においてその肉厚が減少され、その先端が前述の密封端面２３ａを形成すると共に、この密封端面２３ａを介して固定リング２１の端面に押圧される。
【００３９】
なお、図示の実施形態にあっては回転リング２３の端面の肉厚を減じる構成としたが、この構成に代え例えば固定リング２１の端面においてその肉厚を減じる構成としても良い。
【００４０】
また、前述の回転リング２３のうち、肉薄に形成された部分の開始端に位置して、回転リング２３の外周には外周方向に突出するフランジ２４が円周方向に連続して形成されており、このフランジ２４と軸受１４ａ間に配置されたコイルスプリング２５により回転リング２３が固定リング２１側に付勢されるよう構成されている。
【００４１】
以上のように構成されたメカニカルシール２０の固定リング２１と回転リング２３との摺動部に対し潤滑油を供給する給油構造は、メカニカルシール２０の前述の摺動部の外周に、周方向において所定間隔で潤滑油の供給口４２が複数形成されており、メカニカルシール２０の摺動部の全周方向より潤滑油の供給を行うことができるよう構成されている。
【００４２】
このような潤滑油の供給を可能とするために、本実施形態の給油機構は、メカニカルシール２０の摺動部の外周に位置して前述のカバー３０内壁面との間に潤滑油の流路である給油流路４１を形成すると共に、この給油流路４１と連通し、摺動部の外周において周方向に所定間隔で前述の給油口４２を形成するための給油リング４０を備えている。
【００４３】
この給油リング４０は、図５及び図６に示すように前述のカバー３０の内径と略同径の円筒状リングの外周面に溝を形成して前述の給油流路４１と成すと共に、この給油流路４１の底面を貫通してこの給油リング４０の内周面に至る、前述の給油口４２となる油溝４５ないしは開孔４５’が形成されたもので、この給油リング４０をこれに形成された給油流路４１が前記メカニカルシール２０の密封端面２３ａの外周に位置してカバー３０のフランジ３１に設けられた肉厚部分３４に形成された前述の給油通路３３の導入口３３ａの位置と重なるように前述のカバー３０内に嵌合すると、給油リング４０に形成された給油流路４１及び油溝４５がカバー３０の内周面及び段部３２の立ち上がり部分の側壁により塞がれて、メカニカルシール２０の摺動部外周に所定の流路形状を成す給油流路４１及び給油口４２が形成される。
【００４４】
なお、給油リング４０をカバー３０内に形成された段部３２に隣接して嵌合するよう構成された図２に示す実施形態の給油機構にあっては、前述の給油リング４０は段部３２の立ち上がり開始位置に形成された角部に嵌合させることにより断面矩形状の流路となるよう、給油リング４０の端部外周角部を断面Ｌ字状となるよう周方向に切り欠いた給油流路４１を形成すると共に、この給油流路４１から給油リングの内周に至り給油リングの肉厚方向に前述の給油口４２となる油溝４５を所定間隔、図示の実施形態にあっては給油リングの中心から９０°の等間隔となるように給油リング４０の端面に形成し、カバー３０内にこの給油リング４０を嵌合した際に、この給油リング４０の給油流路４１と油溝４５とがカバーの内壁で覆われて断面略矩形状の給油流路４１及び給油口４２が形成されるよう構成している。
【００４５】
なお、給油リング４０に形成する給油流路４１の断面形状は、前述のように給油リング４０の端縁角部をＬ字状に切り欠く例に限定されず、例えば給油リング４０の外周面にコ字状、半円弧状、Ｖ字状、Ｕ字状、その他潤滑油を流動させることができる如何なる断面形状の溝により形成するものであっても良く、その形状は図示の例に限定されない。
【００４６】
また、図示の例にあっては、前述の給油流路４１を、メカニカルシール２０の密封端面２３ａの全外周方向に亘って連続して形成しているが、この給油流路４１は必ずしもメカニカルシール２０の外周方向に連続して形成されているものである必要はなく、例えば図４中上方に形成された給油口４２ａ，４２ｂ間は給油流路を設けず、従って給油リング４０に形成される給油流路４１を図４中上向きに開口するＣ字状としても良い。
【００４７】
以上のように構成された給油リング４０は、前述の給油口４２となる油溝４５がフラッシング穴３３の導入口３３ａと重ならない位置、本実施形態にあっては２つの給油口４２ｃ，４２ｄの中間に位置してフラッシング穴３３の導入口３３ａが位置するようにカバー３０内に挿入し、カバー３０の内周に例えば嵌合溝３７を形成すると共にこの嵌合溝３７内に環状のリング押さえ具３８を嵌合することにより、カバー３０の内周より突出したこのリング押さえ具３８によって給油リング４０のロータ１０側端部の移動を規制している。
【００４８】
このようにして、給油リング４０をカバー３０内に嵌合することにより、給油リング４０に形成された給油流路４１である溝４１’とカバー３０内壁との間であって、メカニカルシール２０の摺動部の外周に位置して所定の流路形状を成す給油流路４１が形成され、図示せざるレシーバタンクからの潤滑油を導入するフラッシング穴３３を介してこの給油流路４１内に導入された潤滑油が、給油口４２（４２ａ〜４２ｄ）を介してメカニカルシール２０の密封端面２３ａの外周方向よりどの方向からも均一に導入されるよう構成されている。
【００４９】
このように、本発明の給油構造にあっては複数箇所の給油口４２（４２ａ〜４２ｄ）からメカニカルシール２０の密封端面２３ａへ給油を行うので、給油に際して潤滑油の流速を速くせずにメカニカルシール２０の全周にわたって潤滑油を供給することができ、摺動部の浸食が防止される。
【００５０】
また、このようにして形成された給油構造を介してメカニカルシール２０の摺動部に確実に給油が行われることで給油不足による摺動面の火膨れを防止してメカニカルシール２０の破損を防止する。
【００５１】
さらに、軸受室１５ａに対する給油量を増やすことなくメカニカルシール２０の摺動部に対する安定した給油を行うことができるために、軸受１４ａが潤滑油を攪拌する際に要する攪拌動力も少なく抑えることができ、動力損失等が生じない。
【００５２】
また、カバー３０と給油リング４０との間に形成した給油流路４１は、カバーの内周方向に連続した環状に形成されていることから、給油流路４１内における圧力を均一にすることができる。
【００５３】
しかも、前述のような給油構造を、カバー３０に対して給油リング４０を取り付けるという比較的簡単な作業により設けることができる。
【００５４】
以上のことから、メカニカルシール２０への給油を確実に行い、メカニカルシール２０の長寿命化を図ると共に、圧縮ガスおよび潤滑油の漏れを防止できる。
【００５５】
〔実施例２〕
次に本発明の別の構成例を図７及び図８を参照して説明する。
【００５６】
本実施形態の油冷式スクリュ圧縮機１は、オス・メス一対のスクリュロータ１０，１１と、このスクリュロータ１０，１１を噛合い状態で収容するロータ室１３を備えたケーシング１２を備えている点については前述の実施形態１におけるスクリュ圧縮機１と同様の構成であるが、図７及び図８に示す本実施形態のスクリュ圧縮機にあっては、前述の実施形態１のスクリュ圧縮機おいてメカニカルシール２０が設けられていたオスロータ１０のロータ軸１０ａにはメカニカルシール２０は設けられておらず、このオスロータ１０の吸入側ロータ軸１０ａに設けられた従動ギヤ５１と、この従動ギヤ５１を駆動する駆動ギヤ５２を備えた増速装置５０を備えており、この増速装置５０の駆動ギヤ５２に図示せざる駆動源からの回転駆動力を伝達する駆動軸５３と、この駆動、従動両ギヤを収容するギヤケース５４に設けられた軸孔５５間の隙間をシールするメカニカルシール２０を備えており、本実施形態における給油構造は、この駆動軸５３に設けられたメカニカルシール２０の摺動部に対して潤滑油を供給するものとして構成されている。
【００５７】
なお、図示の実施形態にあっては、オスロータ１０の吸入側ロータ軸１０ａに従動ギヤ５１を設け、駆動軸５３からの回転駆動力をこのオスロータ１０の吸入側ロータ軸１０ａに入力する構成としているが、駆動軸５３からの回転駆動力が入力されるロータ軸は、オスロータ１０の吸入側ロータ軸１０ａに限定されず、オスロータ１０の吐出側ロータ軸１０ｂに入力するものとしても良く、又はメスロータ１１の吸入側又は吐出側のいずれかのロータ軸１１ａ，１１ｂに入力するものとしても良く、その構成は図示の例に限定されない。
【００５８】
前述の駆動軸５３を、増速ギヤを収容したギヤケース５４外に突出させるために、このギヤケース５４の壁面に設けられた軸孔５５は、前述の駆動軸５３と、この駆動軸５３の外周に設けられたメカニカルシール２０及びこのメカニカルシール２０の摺動部に潤滑油を導入する給油流路４１を形成する給油リング４０を挿入可能なサイズに形成されており、この軸孔５５内に略円筒状の給油リング４０を嵌合すると共に、この給油リング４０内に、外周にメカニカルシール２０の設けられた駆動軸５３が挿入されている。
【００５９】
この給油リング４０は、図８に示すように円筒状に形成された本体部分４３と、この本体部分４３の一端より外周方向に向かって突設されたフランジ部４４を備え、図示の実施形態にあってはこの給油リング４０は、その本体部分４３をギヤケース５４に設けられた軸孔５５内に挿入されている。
【００６０】
前述の給油リング４０は、その本体部分４３の外径をギヤケース５４に形成した軸孔５５と略同一の径としていることから、前述のようにギヤケース５４の外側から給油リング４０の本体部分４３を軸孔５５内に挿入すると、前述のフランジ部４４が軸孔５５の周縁部分においてギヤケース５４の外壁に当接する。
【００６１】
この給油リング４０内には、前述のようにメカニカルシール２０が外嵌された駆動軸５３が挿入されており、この駆動軸５３を挿入するための軸孔６６が形成されたカバー６０の前記軸孔６６内に駆動軸５３を挿入すると共に、このカバー６０とギヤケース５４の側壁との間で前述の給油リング４０に設けられたフランジ部４４を挟持し、この状態において前述のカバー６０と給油リング４０のフランジ部４４とをギヤケース５４の外壁にボルト止めしてこれらを固定している。
【００６２】
従って、図７及び図８に示す実施形態にあっては、軸孔５５内に挿入された給油リング４０と、この給油リング４０を被蓋するカバー６０とにより、メカニカルシール２０を収容するシール箱が形成されている。
【００６３】
前述の給油リング４０の円筒部には、図１０及び図１１に示すようにその外周において円周方向に連続した給油流路４１が形成されており、また、この給油流路４１と連通すると共に円筒部の肉厚を貫通する開孔４５’が、給油口４２として給油リング４０の周方向に所定間隔で形成されており、本実施形態にあっては等間隔に４つの給油口４２ａ〜４２ｄが等間隔に形成されている。
【００６４】
なお、前述のギヤケース５４に形成された軸孔５５には、前述の給油リング４０を挿入した際に給油リング４０に形成された、給油流路４１が位置する部分の内壁においてフラッシング穴３３の導入口３３ａが開口されており、図示せざるレシーバタンクからの潤滑油をこの導入口３３ａを介して軸孔内に導入すると、前述の給油リング４０の外周に形成された給油流路４１内にこの潤滑油が導入され、この給油流路４１内に導入された潤滑油がこの給油流路４１に連通して形成された給油口４２を介してメカニカルシール２０の摺動部に供給され、該摺動部を潤滑する。
【００６５】
このように、本発明の給油構造は前述した実施形態１におけるようにスクリュロータ１０のロータ軸１０ａのみならず、スクリュ圧縮機が増速装置５０等を備える場合であってこの増速装置５０の駆動軸５３等においてメカニカルシール２０が設けられている場合には、このメカニカルシール２０の摺動部外周に位置して前述のように形成された給油リング４０を軸孔５５内に嵌合することによりメカニカルシール２０の摺動部に対して全周方向より均一に潤滑油を供給することのできる潤滑油の供給構造を得ることができる。
【００６６】
〔実施例３〕
図１２に示す給油構造は、その基本的な構成は前述の実施形態１と同様であるが、給油リング４０に形成する給油流路４１の形状において実施形態１のものとは異なっている。
【００６７】
前述した実施形態１の給油構造にあっては、図４に示すように給油リング４０の全周に亘って形成する給油流路４１の深さを一定とし、給油流路４１の底部の輪郭を成す線が給油リング４０の外周に対して同心円状となるよう形成されているが、図１２に示す実施形態の給油流路４１にあっては、レシーバタンクからの潤滑油を軸受室１５ａ内に導入するための給油通路３３の導入口３３ａが開口する位置において給油流路４１が最も深く、この導入口３３ａからの距離が離れるに従って給油流路４１の深さが徐々に減少する形状に形成している。
【００６８】
軸受室１５ａに対して下方より潤滑油を供給する構成とした図１２に示す実施形態にあっては、給油流路４１の底部が描く円の中心を、図４に示す実施形態１の場合に比較して図１２中僅かに上方に移動させ、図１２中最も低い位置において給油流路４１が最も深く、上方に向かうに従って徐々にその深さを減少させながら最上部においてその深さが最小となるよう構成し、これに伴い給油リング４０をカバー３０内に嵌合した際に形成される給油流路４１の流路面積が導入口３３ａからの距離に従って変化するよう構成されている。
【００６９】
実施形態１として説明した図４に示す給油構造のように、メカニカルシール２０の摺動部外周に形成される給油流路４１の流路面積が一定である場合、この給油流路４１内を通過する潤滑油の圧力は、フラッシング穴３３の導入口３３ａ側おいて最大で、この導入口３３ａからの距離が長くなるに従って減少するものとなるが、図１２に示す本実施形態の給油構造のように導入口３３ａからの距離が長くなるに従って給油流路４１の流路面積が減少するようにその深さに変化を持たせることにより、導入口３３ａからの距離の増加に対する圧力の減少をこの流路面積の変化により補償することで給油流路４１内を流れる潤滑油の圧力をいずれの位置においても一定となるよう調整することができ、メカニカルシール２０の摺動部に対する潤滑油の供給をいずれの位置においても平均した圧力において行うことができる。
【００７０】
なお、本実施形態において給油リング４０に形成した給油流路４１の構成は、図示の実施形態における給油構造の場合に限定されず、例えば実施形態２として示した図７及び図８の構成の給油構造において採用しても良く、また、給油流路４１の流路面積が導入口より長くなるに従って徐々に減少する形状とすることができるものであれば、前述のように給油リング４０に形成する給油流路４１の深さを変化させるのではなく、例えば給油流路４１の幅を変化させてフラッシング穴３３の導入口３３ａからの位置が離れるに従って、給油流路４１の流路面積が減少するよう構成しても良く、深さ及び幅の双方を変化させて流路面積が変動するよう構成しても良い。
【００７１】
〔実施例４〕
なお、メカニカルシールの摺動部に対して平均した量の潤滑油を供給可能とするためには、前述の実施形態３の構成に代え、又は前述の実施形態３の構成と共に、給油口４２の流路面積を、フラッシング穴３３の導入口３３ａから近い位置に設けられている給油口４２ｃ，４２ｄにあっては小さく、導入口３３ａからの距離が長い給油口４２ａ，４２ｂにあっては大きく形成しても良い。
【００７２】
給油リング４０とカバー３０の内壁との間に形成された給油流路４１の流路面積が一定である場合、前述のようにこの給油流路４１内を流れる潤滑油はフラッシング穴３３導入口３３ａ側において最大で、導入口３３ａから距離が離れるに従って徐々に低下する。従って、それぞれの給油口４２（４２ａ〜４２ｄ）がいずれも同一の流路面積に形成されている場合には、導入口３３ａからの距離が増大するに従って、この給油口４２（４２ａ〜４２ｄ）を流れる潤滑油の給油量及び流速は減少する。
【００７３】
従って、図１３に示す本実施形態における給油構造のように、形成する給油口４２（４２ａ〜４２ｄ）の流路面積を導入口３３ａからの距離に応じて変化させることにより、導入口３３ａからの距離に拘わらず各給油口４２（４２ａ〜４２ｄ）からメカニカルシール２０の摺動部に供給される潤滑油の給油量と流速とをほぼ同じにすることができ、メカニカルシール２０の摺動部に対する給油を、その全周において平均して行うことができる。
【００７４】
なお、図１３に示す実施形態は、その基本構成を実施形態１と共通する給油構造として説明したが、実施形態２として説明した図７及び図８に示す構成の給油構造において、同様に導入口３３ａからの距離に応じて給油口４２（４２ａ〜４２ｄ）の流路面積を変化させるように構成しても良い。
【００７５】
〔その他〕
なお、以上説明した各実施形態にあっては、メカニカルシール２０の摺動部に対する潤滑油の導入は、給油リング４０の油溝４５により形成された給油口４２を介して行うことなく、例えば図１４に示すように前述の実施形態１において説明した給油構造において設けられた給油口４２（４２ａ〜４２ｄ）の形成位置に対応して、それぞれ前述のフラッシング穴３３及び導入口３３ａを形成し、メカニカルシール２０の摺動部全周に亘り平均して潤滑油が供給されるよう構成することもできる。
【００７６】
また、レシーバタンクから圧縮機本体への給油は、レシーバタンク内の圧力と圧縮機本体の給油箇所との圧力差により圧送するものであっても良いが、レシーバタンクと圧縮機本体の給油箇所との間に油圧ポンプを設けて、この油圧ポンプで潤滑油を昇圧して圧送するようにしてもよい。
【００７７】
本発明の圧縮機の被圧縮流体は空気やプロパンガス、冷媒など各種のガス圧縮機に利用可能である。
【００７８】
給油リング４０の形状は、給油流路４１を形成すると共に、メカニカルシール２０の全周方向に対して複数箇所の油溝４５乃至は開孔４５’から成る給油口４２を開口していれば特に限定されない。
【００７９】
また、給油リング４０の固定構造は前述した実施形態の構造に限定されず、カバーやケーシングの何れに固定してもよく、給油リングをボルトで固定することも可能である。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明した本発明の構成により、メカニカルシールの摺動部の外周に位置して複数の給油口を設けたことにより、これらの給油口を介してメカニカルシールの摺動部の外周方向よりどの方向からも均一に潤滑油が供給されるメカニカルシールの摺動部における給油構造を提供することができた。
【００８１】
従って、給油に際して潤滑油の流速を速くせずにメカニカルシールの全周にわたって潤滑油を供給することができ、摺動部の浸食が防止されると共に、給油不足による摺動面の火膨れを防止してメカニカルシールの破損を防止することができた。
【００８２】
また、軸受室内にメカニカルシールが収容されている場合にあっては、軸受室に対する給油量を増やすことなくメカニカルシールの摺動部に対する安定した給油を行うことができるために、軸受が潤滑油を攪拌する際に要する攪拌動力も少なく抑えることができ、動力損失等が生じない。
【００８３】
しかも、前述の給油流路及び給油口は、メカニカルシールを収容するシール箱内に給油リングを取り付けるという比較的簡単な作業により設けることができる。
【００８４】
なお、メカニカルシールの摺動部外周に位置して形成される給油流路の流路面積を、この給油流路に対して潤滑油を導入するフラッシング穴の導入口からの距離が離れるに従って徐々に減少させることにより、給油流路内における潤滑油の圧力をいずれの位置においても一定とすることができ、また、給油流路内の潤滑油をメカニカルシールの摺動部に導入する給油口の流路面積を、フラッシング穴油の導入口からの距離が増すに従い増大することにより、各給油口を介してメカニカルシールの摺動部に導入される潤滑油の流速と流量とをいずれの位置においても一定とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の給油構造を備えたスクリュ圧縮機の要部断面平面図。
【図２】本発明の給油構造を備えたスクリュ圧縮機の要部断面正面図。
【図３】図１のメカニカルシール部の拡大図。
【図４】図３の右側面図。
【図５】給油リングの拡大図。
【図６】図５の右側面図。
【図７】本発明の別の給油構造を備えたスクリュ圧縮機の要部断面平面図。
【図８】本発明の別の給油構造を備えたスクリュ圧縮機の要部断面正面図。
【図９】図７のメカニカルシール部の拡大図。
【図１０】給油リングの拡大図。
【図１１】図１０の右側面図。
【図１２】給油流路の変形例を示す図３の右側面図。
【図１３】給油口の変形例を示す図３の右側面図。
【図１４】本発明の別の給油構造を備えたスクリュ圧縮機の要部断面右側面図。
【図１５】従来の給油構造を備えた軸封装置の概略断面図。
【符号の説明】
１　スクリュ圧縮機
１０　オスロータ
１０ａ，１０ｂ　ロータ軸
１１　メスロータ
１１ａ，１１ｂ　ロータ軸
１２　ケーシング
１３　ロータ室
１４（１４ａ〜１４ｄ）　軸受
１５（１５ａ〜１５ｄ）　軸受室
１７　軸孔（ケーシング１２の）
１８　陥没部
２０　メカニカルシール
２１　固定リング
２２　Ｏリング
２３　回転リング
２３ａ　密封端面
２４　フランジ
２５　コイルスプリング
３０　カバー
３１　フランジ
３２　段部
３３　フラッシング穴（給油通路）
３３ａ　導入口
３４　肉厚部分
３６　軸孔
３７　嵌合溝
３８　リング押さえ具
４０　給油リング
４１　給油流路
４１’　溝（給油流路となる）
４２（４２ａ〜４２ｄ）　給油口
４３　本体部分
４４　フランジ部
４５　油溝（給油口となる）
４５’　開孔（給油口となる）
５０　増速装置
５１　従動ギヤ
５２　駆動ギヤ
５３　駆動軸
５４　ギヤケース
５５　軸孔
６０　カバー
６６　軸孔
７０　シール箱
【図１】
2004144177.tif 000003
【図２】
2004144177.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004144177.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004144177.tif 000011
【図１０】
2004144177.tif 000012
【図１１】
2004144177.tif 000013
【図１２】
2004144177.tif 000014
【図１３】
2004144177.tif 000015
【図１４】
2004144177.tif 000016
【図１５】
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