專利名稱：噴水式螺桿流體機械的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種噴水式螺桿流體機械。
背景技術：
在利用收納在轉子室內的陰陽嚙合的螺桿轉子對對象氣體進行壓縮的螺桿壓縮機、及在轉子室內令對象氣體膨脹而令陰陽嚙合的螺桿轉子旋轉的螺桿膨脹器(膨脹機)等的螺桿流體機械中，為了將對象氣體封閉在系統(tǒng)內或者防止外部氣體等混入對象氣體，在轉子軸的螺桿轉子與軸承之間設置軸密封構造。如日本特許第4559343號所記載的那樣，在以往的螺桿壓縮機中，作為吸入側的軸密封裝置而使用唇形密封件，作為排出側的軸密封裝置使用機械式密封。唇形密封件是低價且節(jié)省空間的軸密封裝置，但是一般而言能夠密封的最大壓力 為0. 3kgf/cm2左右。因此，唇形密封件在高壓側有可能軸密封不充分或耐久性顯著降低，所以其只能夠在低壓側的軸密封時使用。另一方面，機械式密封能夠實現(xiàn)高壓的軸密封，但是存在非常貴且用于設置的空間大的問題。在該專利公報所公開的螺桿壓縮機中，除了將唇形密封件用作吸入側的軸的軸密封，也用作排出側的軸的軸密封。在該螺桿壓縮機中，為了不對用于排出側的軸的軸密封的唇形密封件施加過度的壓力，在螺桿轉子與唇形密封件之間設置迷宮式密封件，進而，設置令迷宮式密封件與唇形密封件之間的空間與吸入流路、或者轉子室的吸入側附近的中間壓力部連通的連通路。此外，在螺桿流體機械中，如例如日本特開2000-45948號所記載的那樣，有向轉子室內噴水而進行潤滑以及冷卻的噴水式機械。在作為噴水式螺桿流體機械的軸密封裝置使用唇形密封件時，要求唇形密封件具有密封水的功能。但是，與油不同，水的潤滑性低，所以如果利用唇形密封件對水進行密封則唇形密封件的磨損變大。因而，在噴水式螺桿流體機械中，存在唇形密封件的壽命短、需要頻繁地進行維護的問題。因此，在螺桿流體機械中，特別是在該噴水式螺桿流體機械中，需要設置能夠令唇形密封件的壽命長期化的軸密封裝置，并且需要在該軸密封裝置發(fā)生任何的異常時或者預見到將發(fā)生任何的異常時將該情況可靠地通知流體機械的操作者，令該操作者進行噴水式螺桿流體機械的適當?shù)木S護。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述問題點而提出的，目的在于提供一種水潤滑式螺桿流體機械，其軸密封裝置的壽命長且能夠對該軸密封裝置進行檢測或者預測并將其可靠地通知操作者。為了解決上述課題，本發(fā)明的噴水式螺桿流體機械包括形成轉子室的殼體；收納于上述轉子室內的陰陽嚙合的螺桿轉子，上述螺桿轉子對對象氣體進行壓縮或者將對象氣體的膨脹力轉換為旋轉力；水供給機構，向上述轉子室內噴射水而用于進行上述螺桿轉子的潤滑；第一非接觸密封件、第二非接觸密封件及唇形密封件，在上述轉子室與上述螺桿轉子的轉子軸的軸承之間從上述轉子室側順次地設置；以及加壓連通路，對形成在上述第一非接觸密封件與上述第二非接觸密封件之間的加壓空間導入高壓的上述對象氣體。根據(jù)該構成，經(jīng)由高壓連通路導入加壓后的對象氣體，從而令加壓空間升壓。由此，將加壓空間的壓力維持為高壓，所以從轉子室漏出到流出空間的水不會流入到加壓空間。因此，能夠抑制從轉子室漏出到加壓空間的水到達唇形密封件，所以唇形密封件不會破損，能夠防止水進入到唇形密封件而導致的軸承用潤滑油的漏出。上述構成的螺桿流體機械也可以還具有檢測上述加壓空間或者上述加壓連通路的壓力的加壓壓力檢測器、以及在上述加壓壓力檢測器的檢測值脫離了預先設定的加壓壓力范圍時發(fā)出警報的警報裝置。根據(jù)該構成，在軸密封裝置發(fā)生任何的異常時，加壓空間的壓力發(fā)生變化的可能性高，在由加壓壓力檢測器檢測加壓空間的壓力且發(fā)生異常的壓力上升及壓力下降時，警報裝置發(fā)出警報而通知噴水式螺桿流體機械的操作者，所以能夠促使噴水式螺桿流體機械的操作者進行適當?shù)木S護。此外，在上述構成的螺桿流體機械中，也可以上述螺桿流體機械是對上述對象氣體進行壓縮的螺桿壓縮機，具有從排出的上述對象氣體將水分離的水回收器，經(jīng)由減壓機構將在上述水回收器中分離了水的上述對象氣體供給到上述加壓連通路。根據(jù)該構成，能夠將從噴水式螺桿壓縮機排出的對象氣體的一部分用作導入加壓空間的對象氣體，無需為了向加壓連通路供給對象氣體而準備附屬設備，通過檢測與減壓機構的設定值相比加壓壓力檢測器的檢測值超過限度地上升或者下降的情況，能夠檢測軸密封裝置的異常。此外，在上述構成的螺桿流體機械中，也可以上述軸承為高壓側的軸承，進而還具有低壓連通路，所述低壓連通路令形成在上述第一非接觸密封件的上述轉子室側的流出空間與上述轉子室內的低壓空間或者與上述轉子室連通的上述對象氣體的低壓流路連通。根據(jù)該構成，通過經(jīng)由低壓連通路與低于排出壓的轉子室或者吸入流路連接，從而將流出空間減壓，并且通過經(jīng)由高壓連通路導入加壓了的對象氣體而令加壓空間升壓。從而，加壓空間的壓力高于流出空間，所以從轉子室漏出到流出空間的水不會流入到加壓空間，通過低壓連通路回流到轉子室。因而，即便是高壓側的軸承、唇形密封件，也能夠發(fā)揮充分地防止唇形密封件的破損、防止水進入唇形密封件導致的軸承用潤滑油的漏出的效果。進而，上述構成的螺桿流體機械也可以還具有檢測上述加壓空間或者上述加壓連通路的壓力的加壓壓力檢測器；檢測上述流出空間、上述低壓連通路或者上述低壓空間或者上述低壓流路的壓力的低壓壓力檢測器；以及在上述加壓壓力檢測器的檢測值與上述低壓壓力檢測器的檢測值的差壓脫離了預先設定的差壓范圍時發(fā)出警報的警報裝置。根據(jù)該構成，能夠適宜地檢測到第一非接觸密封件發(fā)生了異常的情況，所以能夠進一步降低漏出的水到達唇形密封件的危險性。此外，在上述構成的螺桿流體機械中，也可以還具有開放連通路，該開放連通路令形成在上述第二非接觸密封件與上述唇形密封件之間的開放空間與上述殼體的外部連通而向大氣開放。
根據(jù)該構成，即便水進入到了開放空間，由于將水從開放連通路放出到大氣中，所以能夠令對唇形密封件18產(chǎn)生的損傷保持在最低限度。


圖I是本發(fā)明的第一實施方式的螺桿壓縮機的簡略剖視圖。圖2是本發(fā)明的第二實施方式的螺桿壓縮機的簡略剖視圖。圖3是本發(fā)明的第三實施方式的螺桿壓縮機的簡略剖視圖。
具體實施方式
由此，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖I簡化地表示本發(fā)明的噴水式螺桿流體機械的第一實施方式的噴水式螺桿壓縮機I。螺桿壓縮機I利用收納在形成于殼體2內的轉子室3的陰陽嚙合的一對螺桿轉子4對對象氣體(例如空氣)進行壓縮并排出，為了對轉子室3內進行冷卻、密封以及潤滑而向轉子室3內導入水。殼體2中設置有用于向轉子室3供給要壓縮的對象氣體的吸入流路(低壓流路)5、與轉子室3連通而用于將在轉子室3內被螺桿轉子4被壓縮了的對象氣體排出的排出流路6、用于設置在吸入側以及排出側分別對螺桿轉子4的轉子軸7進行支承以及軸密封的構造的軸承軸密封空間8、9。轉子軸7被滾子軸承10和兩個滾珠軸承11支承為能夠旋轉，所述滾子軸承10設置在吸入側的軸承軸密封空間8內，所述兩個滾珠軸承11設置在排出側的軸承軸密封空間9內，轉子軸7貫通吸入側的軸承軸密封空間8而延伸，并與未圖示的馬達連接。在滾子軸承10的上述馬達側，設置用于防止異物(滾子軸承10的潤滑油等)進入馬達側的唇形密封件12，在滾子軸承10的螺桿轉子4側，設置進行密封使得滾子軸承10的潤滑油不會流出到轉子室3側的唇形密封件13、和進行密封使得對象氣體及潤滑流體不會從吸入流路進入滾子軸承10側的唇形密封件14。在殼體2上，形成有形成轉子室3的排出側(高壓側)的端面的分隔壁部15，利用分隔壁部15劃分轉子室3和排出側的軸承軸密封空間9。在排出側的軸承軸密封空間9的分隔壁部15與滾珠軸承11之間，按照從轉子室3側開始的順序設置第一非接觸密封件16、第二非接觸密封件17、以及唇形密封件18。第一非接觸密封件16以及第二非接觸密封件17是公知的迷宮式密封件，與轉子軸7之間形成0. 02mm左右的小間隙，從而令要通過該間隙的流體產(chǎn)生很大的壓力損失，從而抑制流體的通過。唇形密封件18配設為能夠防止?jié)L珠軸承11的潤滑油向轉子室3側漏出的朝向。第一非接觸密封件16、第二非接觸密封件17以及唇形密封件18分別分割軸承軸密封空間9，從而在分隔壁部15與第一非接觸密封件16之間形成流出空間19，在第一非接觸密封件16與第二非接觸密封件17之間形成加壓空間20，在第二非接觸密封件17與唇形密封件18之間形成開放空間21。在殼體2上，設置低壓連通路23，其令流出空間19與轉子室3的從吸入流路5隔離的壓縮途中的空間即低壓空間22連通；加壓連通路24，用于對加壓空間20導入高壓的對象氣體；開放連通路25、26，令開放空間21向殼體2的外部連通而向大氣開放。
進而，噴水式螺桿壓縮機I具有從排出流路6所排出的對象氣體分離水的水回收器27，在水回收器27中具有將分離回收的水向吸入流路5再供給的水供給配管28、將在水回收器27中分離了水的對象氣體的一部分經(jīng)由過濾器29以及減壓閥(減壓機構)30導入加壓連通路24的加壓配管31。減壓閥30設定為將對象氣體減壓到比低壓空間22稍高程度的壓力(設定壓力)。例如，如果低壓空間22的壓力為0.03MPa左右，則加壓空間20中的壓力調整為比其高0. IMPa左右的壓力(0. 13MPa)左右。另外，也可以在從減壓閥30到加壓空間20的加壓配管31中設置別的減壓機構作為減壓閥30，例如節(jié)流孔等。進而，噴水式螺桿壓縮機I具有檢測加壓配管31的壓力、即加壓連通路24進而加壓空間20的壓力P1的加壓壓力檢測器32。加壓壓力檢測器32的檢測值輸入到警報裝置33。警報裝置33具有控制裝置34，向其輸入加壓壓力檢測器32的檢測值，判定該檢測值是否位于預先設定的加壓壓力范圍中；以及顯示器35以及揚聲器36，在由控制裝置34判定加壓壓力檢測器32的檢測值沒有位于加壓壓力范圍中時，能夠根據(jù)來自該控制裝置34的信號發(fā)出警報輸出。在該噴水式螺桿壓縮機I中，流出空間19與轉子室3內的低壓空間22連通，并向加壓空間20導入比低壓空間22高壓的對象氣體，所以流出空間19的壓力變得比加壓空間20的壓力低。因此，在第一非接觸密封件16與轉子軸7的間隙中，產(chǎn)生從加壓空間20向流出空間19的對象氣體的稍微的流動，防止從轉子室3向流出空間19與對象氣體一起流出的水進入到加壓空間20。由此，能夠防止水到達唇形密封件18而令唇形密封件18破損，能夠防止?jié)L珠軸承11的潤滑油的漏出。此外，對象氣體從加壓空間20經(jīng)由第二非接觸密封件17和轉子軸7之間的間隙向開放空間21 —點點地流出。流入開放空間21的對象氣體借助開放連通路25、26而被放出到大氣中，所以能夠將開放空間21的壓力維持為大氣壓。由此，即便萬一例如噴水式螺桿壓縮機I停止時水進入開放空間21，由于將該水從開放連通路25、26放出到大氣中，所以能夠將對唇形密封件18產(chǎn)生的損壞降到最低限度。此外，在噴水式螺桿壓縮機I中，警報裝置33 (控制裝置34)預先將比由減壓閥30設定的加壓空間20的設定壓力稍高的壓力設定為上限壓力，將比該設定壓力稍低的壓力設定為下限壓力，從而限定上限壓力與下限壓力之間的正常壓力的加壓壓力范圍。優(yōu)選基于減壓閥30的設定壓力與上限壓力及下限壓力的差借助試驗等確認由于第一非接觸密封件16及第二非接觸密封件17的破損而產(chǎn)生的壓力變動而設定為適當?shù)闹?。另外，有時加壓壓力檢測器32的檢測壓力P1由于減壓閥30的異常而脫離加壓壓力范圍。即，噴水式螺桿壓縮機I不僅檢測第一非接觸密封件16以及第二非接觸密封件17的異常，還檢測減壓閥30的異常并發(fā)出警報。接著，在圖2中表示本發(fā)明的第二實施方式的噴水式螺桿壓縮機la。另外，在以下的實施方式中，對于與之前說明了的實施方式相同的構成要件標注相同的符號，省略重復說明。
本實施方式的噴水式螺桿壓縮機Ia具有檢測低壓連通路23的壓力P2的低壓壓力檢測器37。因此，在殼體2上，設置有與低壓連通路23連通并向能夠安裝低壓壓力檢測器37的外表面延伸的導壓路38。低壓壓力檢測器37所檢測出的低壓連通路23的壓力P2被輸入到警報裝置33的控制裝置34?？刂蒲b置34計算加壓壓力檢測器32的檢測壓力P1與低壓壓力檢測器37的檢測壓力P2的差壓A P，在該差壓A P從預先設定的差壓范圍脫離時，也令顯示器35以及揚聲器36發(fā)出警報。在控制裝置33中設定的差壓范圍優(yōu)選根據(jù)試驗等預先確認第一非接觸密封件16發(fā)生任何的異常而從該第一非接觸密封件16現(xiàn)實地發(fā)生漏水時的壓力范圍而決定。根據(jù)該構成，能夠可靠地檢測到第一非接觸密封件16發(fā)生了異常的情況，所以能夠進一步降低漏出的水到達唇形密封件的危險性。在噴水式螺桿壓縮機Ia中，也可以構成為在警報裝置33中分別階段地設定上述的“加壓壓力范圍”及“差壓范圍”，根據(jù)加壓壓力檢測器32的檢測壓力P1及差壓A P所屬的“加壓壓力范圍”及“差壓范圍”的階段而向顯示器34及揚聲器35發(fā)出既定的警告。這樣一來，能夠可靠地檢測到預計減壓閥30中將要發(fā)生的異常(被預見到的異常)等，能夠事先防止異常的發(fā)生。 接著，圖3表示本發(fā)明的第三實施方式的噴水式螺桿壓縮機lb。本實施方式的噴水式螺桿壓縮機Ib中，與排出側(高壓側)相同，在轉子室3與吸入側(低壓側)的轉子軸7的唇形密封件13之間，從轉子室3側順次地配設第一非接觸密封件39以及第二非接觸密封件40。第一非接觸密封件39以及第二非接觸密封件40都是與高壓側的第一非接觸密封件16以及第二非接觸密封件17同樣構成的迷宮式密封件。由此，在低壓側的軸承軸密封空間8中，在第一非接觸密封件39與第二非接觸密封件40之間形成加壓空間41，在第二非接觸密封件40與唇形密封件13之間形成開放空間42。在殼體2上，形成對加壓空間41導入高壓的對象氣體用的加壓連通路43、和令開放空間42與殼體2的外部連通而向大氣開放的開放連通路44。向加壓連通路43連接從減壓閥20的下游側的加壓配管31分支的加壓配管45而供給對象氣體。另外，在加壓連通路24的近前的加壓配管31中夾設節(jié)流孔46，在加壓連通路43的近前的加壓配管45中夾設節(jié)流孔47。向排出側的加壓空間20導入經(jīng)由節(jié)流孔46被稍微減壓了的但依然為高壓的對象氣體。此外，對吸入側的加壓空間41也導入經(jīng)由節(jié)流孔47而被稍微減壓了的但仍為高壓的對象氣體。而且，在噴水式螺桿壓縮機Ib中，檢測加壓配管31的壓力P1的加壓壓力檢測器32在比減壓閥20靠下游，并且設置于比與加壓配管45的分支點靠上游的加壓配管31中。該噴水式螺桿壓縮機Ib也具有警報裝置33，該警報裝置33具有向其輸入加壓壓力檢測器39的檢測值并判定該檢測值是否位于預先設定的加壓壓力范圍中的控制裝置34。在本實施方式中，對于吸入側的軸承軸密封空間8也形成導入對象氣體而維持高壓的加壓空間41，所以即便在噴水式螺桿壓縮機Ib吸入的對象氣體的壓力、即吸入流路5的壓力高于大氣壓時，對象氣體也不會進入加壓空間41。由此，不會出現(xiàn)水伴隨著對象氣體進入并到達唇形密封件13從而令唇形密封件13破損、令軸承用潤滑油漏出等的情況。此外，即便萬一水漏出到加壓空間41進而漏出到開放空間42，漏出的水從開放空間42經(jīng)由開放連通路44排出到外部，所以不會增大有關唇形密封件13的密封空間的壓力，能夠抑制漏出的水到達唇形密封件13。因此，不會令唇形密封件13破損，能夠防止水進入到唇形密封件13所導致的軸承用潤滑油的漏出。此外，在噴水式螺桿壓縮機Ib中，警報裝置33 (控制裝置34)預先將比由減壓閥30設定的設定壓力稍高的壓力設定為上限壓力，將比該設定壓力稍低的壓力設定為下限壓力，從而確定上限壓力與下限壓力之間的正常的壓力的加壓壓力范圍?；跍p壓閥30的設定壓力與上限壓力及下限壓力的差優(yōu)選借助試驗等確認由于第一非接觸密封件16及第二非接觸密封件17的破損而產(chǎn)生的壓力變動及由于第一非接觸密封件39及第二非接觸密封件40的破損而產(chǎn)生的壓力變動而設定為適當?shù)闹?。本發(fā)明不限定于上述 的實施方式。例如，加壓壓力檢測器32、39以及低壓壓力檢測器37只要能夠實質地檢測加壓空間20及加壓空間41、流出空間19的壓力或者其壓力的變動即可。具體而言，加壓壓力檢測器32、39可以配設為直接檢測加壓空間20及加壓空間41的壓力，也可以配設為檢測加壓連通路24及加壓連通路42的壓力。另外，也可以為了直接且獨立地檢測加壓空間20與加壓空間41的壓力、檢測其變動(進而獨立地檢測排出側的第一非接觸密封件16、第二非接觸密封件17中產(chǎn)生了破損否、或者吸入側的第一非接觸密封件39、第二非接觸密封件40中產(chǎn)生了破損否)而將該加壓壓力檢測器在加壓空間20與加壓空間41每個中各配設一個，加壓壓力范圍也在加壓空間20與加壓空間41的每個中一個個地設定。此外，低壓壓力檢測器37也可以直接地檢測低壓空間19的壓力，也可以檢測轉子室3內的低壓空間22的壓力。進而，低壓連通路23也可以構成為令流出空間19與吸入流路5連通。另外，能夠進行下述等的更廣范圍的變形在配設于減壓閥30的上游側的過濾器29的更上游側，夾設僅在供給電力時開放的常閉型的單動式電磁開閉閥等、或者在水回收器27的下游設置干燥劑、將被干燥劑除濕后的對象氣體經(jīng)由加壓配管31、46以及加壓連通路24、44導入到加壓空間20,42中。
權利要求
1.ー種噴水式螺桿流體機械，其中，包括 形成轉子室的殼體； 收納于上述轉子室內的陰陽嚙合的螺桿轉子，上述螺桿轉子對對象氣體進行壓縮或者將對象氣體的膨脹カ轉換為旋轉カ； 水供給機構，向上述轉子室內噴射水而用于進行上述螺桿轉子的潤滑； 第一非接觸密封件、第二非接觸密封件及唇形密封件，在上述轉子室與上述螺桿轉子的轉子軸的軸承之間從上述轉子室側順次地設置； 以及加壓連通路，對形成在上述第一非接觸密封件與上述第二非接觸密封件之間的加壓空間導入高壓的上述對象氣體。
2.根據(jù)權利要求I所述的螺桿流體機械，其特征在于，還具有 加壓壓カ檢測器，檢測上述加壓空間或者上述加壓連通路的壓カ； 警報裝置，在上述加壓壓カ檢測器的檢測值脫離了預先設定的加壓壓カ范圍時發(fā)出警報。
3.根據(jù)權利要求I所述的螺桿流體機械，其特征在干， 上述螺桿流體機械是對上述對象氣體進行壓縮的螺桿壓縮機， 具有從排出的上述對象氣體將水分離的水回收器， 經(jīng)由減壓機構將在上述水回收器中分離了水的上述對象氣體供給到上述加壓連通路。
4.根據(jù)權利要求I所述的螺桿流體機械，其特征在干， 上述軸承為高壓側的軸承， 進而還具有低壓連通路，所述低壓連通路令形成在上述第一非接觸密封件的上述轉子室側的流出空間與上述轉子室內的低壓空間或者與上述轉子室連通的上述對象氣體的低壓流路連通。
5.根據(jù)權利要求4所述的螺桿流體機械，其特征在于，還具有 加壓壓カ檢測器，檢測上述加壓空間或者上述加壓連通路的壓カ； 低壓壓カ檢測器，檢測上述流出空間、上述低壓連通路或者上述低壓空間或者上述低壓流路的壓カ； 警報裝置，在上述加壓壓カ檢測器的檢測值與上述低壓壓カ檢測器的檢測值的差壓脫離了預先設定的差壓范圍時發(fā)出警報。
6.根據(jù)權利要求I所述的螺桿流體機械，其特征在干， 還具有令形成在上述第二非接觸密封件與上述唇形密封件之間的開放空間與上述殼體的外部連通而向大氣開放的開放連通路。
全文摘要
本發(fā)明的螺桿流體機械在轉子室與轉子軸的高壓側的軸承之間從轉子室側開始順次地設置第一非接觸密封件、第二非接觸密封件以及唇形密封件，具有向形成于第一非接觸密封件與第二非接觸密封件之間的加壓空間中導入高壓的對象氣體的加壓連通路、檢測加壓空間的壓力的加壓壓力檢測器、在加壓壓力檢測器的檢測值從預先設定的加壓壓力范圍脫離時發(fā)出警報的警報裝置。本發(fā)明的螺桿流體機械的軸密封裝置的壽命長，能夠對該軸密封裝置進行檢測或者預見并將其可靠地通知給操作者。
文檔編號F04C27/00GK102678561SQ20121006093
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權日2011年3月11日
發(fā)明者野口透 申請人:株式會社神戶制鋼所