[发明专利]轴密封构造以及旋转流体机械

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴密封构造以及旋转流体机械。

背景技术

在旋转流体机械中，需要对旋转轴与壳体之间的间隙进行密封的轴密封构造。例如，在螺杆压缩机中，如果从转子室沿着转子轴而漏出的流体到达支承转子轴的轴承，则有可能损伤轴承。特别地，在旋转流体机械中，流体的压力较高的排出侧的转子轴的轴密封容易成为问题。

因此，在日本特开2009-287413号的蒸汽用螺杆压缩机中，作为排出侧的转子轴的螺杆转子与轴承之间的轴密封构造，采用下述构造：从螺杆转子侧顺次地设置第一迷宫式密封件、第二迷宫式密封件以及唇形密封件，向第一迷宫式密封件和第二迷宫式密封件之间供给有助于基于迷宫式密封件的轴密封的轴密封流体，将第二迷宫式密封件与唇形密封件之间向大气开放。

迷宫式密封件是下述密封装置：组装在嵌装于转子轴的转子和保持于壳体的定子之间、形成狭窄的间隙并利用在该间隙中流动的流体的压力损失而限制流体的通过。因而，迷宫式密封件如果不能对转子和定子正确地进行调心，则不能充分地发挥作用。

在螺杆压缩机中，在构造上，如果向螺杆转子施加流体的压力，则转子轴挠曲。因此，迷宫式密封件的轴方向的长度较长时，在螺杆压缩机中，转子轴的挠曲量变大，存在迷宫式密封件与轴接触而迷宫式密封件损坏的危险性。进而，有可能基于迷宫式密封件的轴密封变得不充分。

在日本特开2009-287413号的螺杆压缩机中，万一迷宫式密封件的轴密封变得不充分，则有可能从转子室漏出的蒸汽通过迷宫式密封件而损伤唇形密封件。特别地，在这样的压缩蒸汽的压缩机中，通过迷宫式密封件的蒸汽令唇形密封件和转子轴的摩擦部分的温度上升，所以即便该泄露很少，也可能会引起唇形密封件的损伤。如果为了防止这一现象而向唇形密封件与转子室之间的空间供给低温的润滑流体，则低温的流体向转子室侧泄露而令蒸汽冷凝，所以压缩机的效率降低。

发明内容

鉴于上述问题点，本发明的课题在于提供一种不会由于轴的挠曲而轴密封能力降低的轴密封构造、以及即便转子轴挠曲轴密封能力也不会降低的旋转流体机械。

为了解决上述课题，本发明的轴密封构造是对旋转轴与隔开间隔而包围上述旋转轴的壳体的间隙进行密封的轴密封构造，包括：第一突出部，从上述壳体朝向上述旋转轴突出，具有垂直于上述旋转轴的环状的密封面；第二突出部，从上述壳体朝向上述旋转轴突出，具有与上述密封面对置的支承面；密封环，配置于上述第一突出部与上述第二突出部之间，内径比上述旋转轴的外形稍大；以及施力部件，配设于上述密封环与上述支承面之间，将上述密封环向上述密封面按压。

根据该构成，密封环能够沿着密封面沿径方向移动。因此，即便旋转轴挠曲，密封环也追踪于旋转轴而移动，所以密封环与旋转轴的间隙不会变大，轴密封能力不会降低。

此外，本发明的轴密封构造中，上述密封环可以由与上述旋转轴热膨胀率相同的材质构成。

根据该构成，即便旋转轴热膨胀，密封环也以大致相同的比率膨胀，所以，旋转轴与密封环的间隙不会较大地变动，密封能力稳定。

此外，在本发明的轴密封构造中，上述密封环可以具有令PTFE的微粒子弥散共析于无电解镍被膜中的复合镀膜。

根据该构成，在旋转轴挠曲而与密封环接触而沿径方向移动时，两者的摩擦变小，所以能够密封环以及旋转轴的摩耗及烧结。此外，密封面与密封环之间的摩擦也变小，所以向旋转轴的挠曲的追踪性高。

此外，本发明的轴密封构造中，可以具有多个轴密封部，所述轴密封部由上述第一突出部、上述第二突出部、上述密封环、上述施力部件的组合构成，在上述壳体上设置向形成于邻接的上述密封环之间的供给空间中供给密封流体的密封流体流路。

根据该构成，即便旋转轴挠曲，密封环也追踪于旋转轴而移动，所以向与旋转轴的间隙不会变大、且轴密封能力不会降低的密封环之间的供给空间供给密封流体，所以密封流体从供给空间经由密封环与旋转轴的间隙而流出。该密封流体的流动防止应该被轴密封构造密封的流体进入供给空间，所以轴密封变得完全。

此外，在具有多个上述轴密封部的本发明的轴密封构造中，上述壳体可以设置令形成于邻接的上述密封环之间的排气空间与比上述密封流体压力低的低压空间连通的排出流路，上述排出空间位于比上述供给空间靠高压侧。

根据该构成，能够令从高压侧向排出空间漏出的密封对象流体以及从供给空间向排出空间流出的密封流体从排出流路排出到外部，将排出空间维持为比供给空间低压，所以能够可靠地防止密封对象流体进入供给空间。