KR101288688B1 - Screw-type steam machine - Google Patents

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KR101288688B1
KR101288688B1 KR1020110064633A KR20110064633A KR101288688B1 KR 101288688 B1 KR101288688 B1 KR 101288688B1 KR 1020110064633 A KR1020110064633 A KR 1020110064633A KR 20110064633 A KR20110064633 A KR 20110064633A KR 101288688 B1 KR101288688 B1 KR 101288688B1
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히데아끼 구와바라
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

본 발명의 과제는, 취급 유체인 증기의 압력에 관계없이, 윤활유실에의 리크 증기의 침입을 방지할 수 있는 축봉 구조를 구비한 스크류식 증기 기계를 제공하는 것이다.
하우징(2)에 형성된 로터실(5) 내에 수용되며 증기를 압축하는 스크류 로터(3)와, 로터실(5)과 윤활유실(23) 사이에, 로터실(5)측으로부터 윤활유실(23)측을 향하여 순서대로 배열되어 배치된, 제1 환상 시일 부재(6), 제2 환상 시일 부재(7), 및 제3 환상 시일 부재(8)를 갖는 스크류식 증기 압축기(1)이다. 제1 환상 시일 부재(6)와 제2 환상 시일 부재(7) 사이의 제1 시일 공간(11)에 연통하는 제1 구멍(15), 및 제2 환상 시일 부재(7)와 제3 환상 시일 부재(8) 사이의 제2 시일 공간(12)에 연통하는 제2 구멍(16)이 하우징(2)에 형성되어 있다. 제1 구멍(15)에 응축기(9)를 설치하고, 제2 구멍(16)을 대기 개방하고 있다.An object of the present invention is to provide a screw-type steam machine having a shaft structure capable of preventing intrusion of leak steam into a lubricating oil chamber, regardless of the pressure of steam as a handling fluid.
Lubricating oil chamber 23 from the rotor chamber 5 side between the screw rotor 3 accommodated in the rotor chamber 5 formed in the housing 2 and compressing steam, and between the rotor chamber 5 and the lubricating oil chamber 23. The screw type steam compressor 1 which has the 1st annular seal member 6, the 2nd annular seal member 7, and the 3rd annular seal member 8 arrange | positioned and arranged in order toward the side. A first hole 15 in communication with the first seal space 11 between the first annular seal member 6 and the second annular seal member 7, and the second annular seal member 7 and the third annular seal; A second hole 16 communicating with the second seal space 12 between the members 8 is formed in the housing 2. The condenser 9 is provided in the first hole 15, and the second hole 16 is opened to the atmosphere.

Description

스크류식 증기 기계 {SCREW-TYPE STEAM MACHINE}Screw Steam Machine {SCREW-TYPE STEAM MACHINE}

본 발명은, 증기를 압축하거나 또는 증기의 팽창력을 회전력으로 변환하는 스크류식 증기 기계에 관한 것이다.The present invention relates to a screw-type steam machine that compresses steam or converts the expansion force of the steam into rotational force.

증기를 취급 유체로 하는 스크류식 증기 기계에 있어서, 증기가 충만되는 로터실과 베어링 등의 윤활유실 사이는 축봉된다. 여기서, 압축기 등의 회전 기계에 사용되는 축봉 구조로서는, 예를 들어 특허 문헌 1ㆍ2에 기재된 것이 알려져 있다.In a screw-type steam machine using steam as a handling fluid, a shaft is provided between a rotor chamber filled with steam and a lubricating oil chamber such as a bearing. Here, as an axial rod structure used for rotating machines, such as a compressor, the thing of patent document 1-2 is known, for example.

특허 문헌 1에는, 회전축과 시일 링의 간극에 고압의 액체를 압입하고, 압입한 액체의 압력으로 리크 가스를 되밀어낸다고 하는 축봉 기술이 기재되어 있다. 또한, 특허 문헌 2에는, 회전축과 시일 링의 간극에 시일 가스를 압입하고, 압입한 시일 가스의 압력으로 리크 가스를 되밀어내는 축봉 기술이 기재되어 있다.Patent Literature 1 describes a rod technology in which a high-pressure liquid is press-fitted into the gap between the rotating shaft and the seal ring, and the leak gas is pushed back at the pressure of the press-in liquid. In addition, Patent Literature 2 describes a shaft rod technology that presses a seal gas into a gap between a rotating shaft and a seal ring and pushes the leak gas at the pressure of the pressurized seal gas.

일본 특허 출원 공개 소53-81868호 공보Japanese Patent Application Laid-open No. 53-81868 일본 특허 출원 공개 소62-124364호 공보Japanese Patent Application Laid-open No. 62-124364

특허 문헌 1ㆍ2에 기재된 축봉 기술은, 모두 유체로 리크 가스를 되밀어낸다고 하는 것이다. 이 축봉 기술의 경우, 압입하는 유체의 압력과, 취급 유체(피압축 유체 또는 피팽창 유체)의 압력의 관계에 주의가 필요하다. 취급 유체의 압력은 변화하고, 기기 사양에 따라 그 압력은 다양하다. 압입하는 유체의 압력이 취급 유체의 압력보다도 지나치게 높으면, 회전축과 시일 링의 간극을 통과하는 압입 유체의 유량이 과대해져 문제가 되는 경우가 있다. 반대로, 압입하는 유체의 압력이 취급 유체의 압력보다도 낮으면, 축봉이 불충분해져 취급 유체가 누설되게 된다.The shaft rod technique described in Patent Literatures 1 and 2 is said to push back leak gas with a fluid. In the case of this shaft technique, attention is required to the relationship between the pressure of the fluid to be press-in and the pressure of the handling fluid (compressed fluid or expanded fluid). The pressure of the handling fluid varies, and the pressure varies depending on the instrument specifications. If the pressure of the press-fitted fluid is too high than the pressure of the handling fluid, the flow rate of the press-fitted fluid passing through the gap between the rotating shaft and the seal ring may become a problem. On the contrary, if the pressure of the fluid to be pushed in is lower than the pressure of the handling fluid, the shaft will be insufficient and the handling fluid will leak.

한편, 증기를 취급 유체로 하는 스크류식 증기 기계에서는, 리크 증기 또는 그 응축수가 윤활유실에 침입하면, 윤활유의 열화ㆍ베어링의 윤활 불량 등을 초래할 가능성이 있다. 이 때문에, 윤활유실에 리크 증기를 확실하게 침입시키지 않는 것이 필요하다.On the other hand, in a screw-type steam machine using steam as a handling fluid, leakage of leaked steam or its condensate into the lubricating oil chamber may cause deterioration of lubricating oil, poor lubrication of the bearing, and the like. For this reason, it is necessary not to intrude leak steam reliably into a lubricating oil chamber.

본 발명은, 상기 실상을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 취급 유체인 증기의 압력에 관계없이, 윤활유실에의 리크 증기의 침입을 방지할 수 있는 축봉 구조를 구비한 스크류식 증기 기계를 제공하는 것이다.This invention is made | formed in view of the said real condition, The objective is providing the screw-type steam machine provided with the shaft structure which can prevent the intrusion of the leak steam into a lubricating oil chamber, regardless of the pressure of the steam which is a handling fluid. It is.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 로터실(증기실)측으로부터 윤활유실측을 향하여 순서대로 제1 환상 시일 부재, 제2 환상 시일 부재, 제3 환상 시일 부재를 배치하고, 제1 환상 시일 부재와 제2 환상 시일 부재 사이의 제1 시일 공간에 연통하는 제1 구멍에 응축기를 설치함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있었다. 이 지식에 기초하여 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly examining in order to solve the said subject, the present inventors arrange | position the 1st annular seal member, the 2nd annular seal member, and the 3rd annular seal member in order from the rotor chamber (steam chamber) side toward the lubricating oil chamber side, The said subject was solved by providing a condenser in the 1st hole which communicates with the 1st sealing space between a 1st annular seal member and a 2nd annular seal member. Based on this knowledge, the present invention has been completed.

즉, 본 발명은, 하우징에 형성된 로터실 내에 수용되며, 증기를 압축하거나 또는 증기의 팽창력을 회전력으로 변환하는 스크류 로터와, 상기 로터실과, 하우징에 형성된 윤활유실 사이에, 로터실측으로부터 윤활유실측을 향하여 순서대로 배열되어 배치된, 제1 환상 시일 부재, 제2 환상 시일 부재, 및 제3 환상 시일 부재와, 하우징에 형성되며, 상기 제1 환상 시일 부재와 상기 제2 환상 시일 부재 사이의 제1 시일 공간에 연통하는 제1 구멍과, 하우징에 형성되며, 상기 제2 환상 시일 부재와 상기 제3 환상 시일 부재 사이의 제2 시일 공간에 연통하고 대기 개방되어 있는 제2 구멍과, 상기 제1 구멍에 설치되며, 로터실측으로부터 상기 제1 시일 공간으로 누설되어 온 증기를 응축시키서 상기 제1 구멍을 통해 하우징 외부로 배출시켜서 제1 시일 공간의 압력을 저하시키는 응축기를 구비하는 스크류식 증기 기계이다.That is, this invention is accommodated in the rotor chamber formed in the housing, Comprising: The screw rotor which compresses steam or converts the expansion force of steam into rotational force, and between the said rotor chamber and the lubricating oil chamber formed in the housing, the lubricating oil chamber side is provided from the rotor chamber side. A first annular seal member, a second annular seal member, and a third annular seal member, formed in a housing, arranged in an ordered order toward the first, and a first between the first annular seal member and the second annular seal member; A first hole communicating with the seal space, a second hole formed in the housing and communicating with the second seal space between the second annular seal member and the third annular seal member and open to the atmosphere; and the first hole. And condensed vapor leaked from the rotor chamber side to the first seal space to be discharged to the outside of the housing through the first hole to reduce the pressure of the first seal space. It is a screw type steam machine provided with a condenser to lower.

이 구성에 의하면, 응축기에서 리크 증기가 응축됨으로써 제1 시일 공간의 압력이 저하되어, 제1 구멍을 경유하여 제1 시일 공간으로부터 리크 증기가 빠져나간다. 이에 의해, 윤활유실에의 리크 증기의 침입은 방지된다. 또한, 제1 시일 공간의 압력은, 리크 증기가 응축됨으로써 제2 시일 공간의 압력보다도 저하되므로, 제2 시일 공간으로부터 제1 시일 공간으로 공기가 들어가려고 한다. 결과로서, 당해 공기는, 윤활유실측으로 제2 환상 시일 부재를 넘어가려고 하는 리크 증기를 되밀어내는 역할을 하고, 이에 의해서도 윤활유실에의 리크 증기의 침입은 방지된다.According to this structure, by leaking condensed vapor in the condenser, the pressure in the first seal space is lowered, and the leaked vapor escapes from the first seal space via the first hole. As a result, intrusion of leak steam into the lubricating oil chamber is prevented. In addition, since the pressure of the first seal space is lower than the pressure of the second seal space due to condensation of the leak vapor, air is intended to enter the first seal space from the second seal space. As a result, the said air acts to push back the leak steam which tries to cross the 2nd annular seal member to the lubricating oil chamber side, and also invasion of the leak steam into a lubricating oil chamber is prevented by this.

또한, 만약, 응축기의 능력이 지나치게 큰 경우에는, 리크 증기의 빠져나감량이 커질 뿐이고, 스크류식 증기 기계의 다른 부분에 악영향을 미치는 일은 없다. 즉, 응축기의 능력(응축 능력)에 어느 정도 여유를 갖게 해 두면, 취급 유체인 증기의 압력에 관계없이, 윤활유실에의 리크 증기의 침입을 확실하게 방지할 수 있다.In addition, if the capacity of the condenser is too large, the escape amount of the leak steam only increases, and it does not adversely affect other parts of the screw type steam machine. In other words, if the capacity (condensation capacity) of the condenser is allowed to some extent, the ingress of leak steam into the lubricating oil chamber can be reliably prevented regardless of the pressure of the vapor which is the handling fluid.

또한 본 발명에 있어서, 상기 응축기는, 증기가 공급되는 본체 용기와, 당해 본체 용기 내에 설치되는 냉매관을 갖고, 상기 본체 용기의 배출구에 배수 트랩이 설치되어 있는 것이 바람직하다.Moreover, in this invention, it is preferable that the said condenser has the main body container to which steam is supplied, and the refrigerant pipe provided in the said main body container, and the drain trap is provided in the discharge port of the said main body container.

이 구성에 의하면, 본체 용기에 응축수가 저류되고, 이 저류된 응축수에 의해 외부로부터 제1 구멍에 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 제1 시일 공간을 보다 저압으로 할 수 있다. 또한, 응축수만이 응축기로부터 배출되기 때문에, 리크 증기의 처리가 불필요하게 된다.According to this structure, condensed water is stored in a main body container, and it can prevent that air flows in into a 1st hole from the exterior by this stored condensed water. As a result, the first seal space can be made lower. In addition, since only the condensate is discharged from the condenser, the treatment of the leak steam becomes unnecessary.

또한 본 발명에 있어서, 상기 응축기는, 냉매가 공급되는 본체 용기와, 당해 본체 용기 내에 설치되는 증기관을 갖고, 증기 및 그 응축수를 흡인하는 이젝터가 상기 증기관의 배출구에 설치되어 있는 것이 바람직하다.Moreover, in this invention, it is preferable that the said condenser has the main body container to which a refrigerant is supplied, and the steam pipe provided in the said main body container, and the ejector which sucks | induces steam and its condensed water is provided in the discharge port of the said steam pipe.

이 구성에 의하면, 증기 및 그 응축수를 이젝터에 의해 강제 흡인함으로써, 제1 시일 공간을 보다 저압으로 할 수 있다. 또한, 응축기의 본체 용기 내의 액면 관리는 특히 불필요해진다. 또한, 응축기의 본체 용기 내의 액면 변동을 특별히 신경쓸 필요가 없으므로, 본체 용기의 용량을 작게 할 수 있고, 즉, 콤팩트한 응축기로 할 수 있다.According to this structure, a 1st seal space can be made low pressure by forcibly drawing steam and its condensed water with an ejector. Moreover, liquid level management in the main body container of a condenser becomes unnecessary especially. In addition, since there is no need to pay special attention to the liquid level variation in the main body container of the condenser, the capacity of the main body container can be reduced, that is, it can be made into a compact condenser.

또한 본 발명에 있어서, 상기 제2 구멍에 설치되며, 상기 제2 시일 공간에 가압 공기를 공급하는 공기 공급 수단을 구비하는 것이 바람직하다.Moreover, in this invention, it is preferable to provide the air supply means provided in the said 2nd hole and supplying pressurized air to the said 2nd seal space.

이 구성에 의하면, 제2 시일 공간의 압력을 높일 수 있다. 제2 시일 공간의 압력이 높아짐으로써, 윤활유실측으로 제2 환상 시일 부재를 넘어가려고 하는 리크 증기를 로터실측으로 되밀어내고자 하는 작용이 보다 향상된다.According to this structure, the pressure of a 2nd seal space can be raised. By increasing the pressure of the second seal space, the action of pushing back the leak vapor to the rotor chamber side, which attempts to pass the second annular seal member to the lubricating oil chamber side, is further improved.

본 발명에 의하면, 증기를 취급 유체로 하는 스크류식 증기 기계에 있어서, 증기의 압력에 관계없이, 그 윤활유실에의 리크 증기의 침입을 방지할 수 있다.According to the present invention, in a screw type steam machine using steam as a handling fluid, intrusion of leak steam into the lubricating oil chamber can be prevented regardless of the pressure of the steam.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 스크류식 증기 압축기를 도시하는 측단면도.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 스크류식 증기 압축기의 일부를 도시하는 상세 측단면도.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 스크류식 증기 압축기의 일부를 도시하는 상세 측단면도.1 is a side sectional view showing a screw-type steam compressor according to a first embodiment of the present invention.
2 is a detailed side sectional view showing a part of a screw-type steam compressor according to a second embodiment of the present invention.
3 is a detailed side sectional view showing a part of a screw-type steam compressor according to a third embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에서는, 증기를 압축하는 스크류식 증기 압축기에 본 발명에 따른 축봉 구조를 적용한 예를 나타내고 있지만, 본 발명에 따른 축봉 구조는, 증기의 팽창력을 회전력으로 변환하는 스크류식 증기 팽창기(스크류 익스팬더)에도 적용할 수 있다.Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an example in which the shaft structure according to the present invention is applied to a screw type steam compressor that compresses steam, but the shaft structure according to the present invention is a screw type steam expander (screw expander) that converts the expansion force of steam into rotational force. Can also be applied.

(제1 실시 형태)(1st embodiment)

도 1에 도시한 바와 같이, 스크류식 증기 압축기(1)는, 암수 한 쌍의 스크류 로터(3)와, 스크류 로터(3)의 한쪽의 로터(숫로터)와 동축에 설치된 로터축(4)과, 로터축(4)을 회전시키는 모터(도시 생략)를 갖는다. 스크류 로터(3)는, 하우징(2)에 형성된 로터실(5)에 수용되어 있다. 하우징(2)에는, 로터실(5)에 압축해야 할 증기를 공급하는 흡입 유로(13)와, 스크류 로터(3)에 의해 로터실(5) 내에서 압축된 증기를 토출하는 토출 유로(14)가 설치되어 있다. 흡입 유로(13)로부터 공급된 증기는, 스크류 로터(3)에 의해, 예를 들어 0.5㎫로 압축된 후, 토출 유로(14)로부터 토출된다.As shown in FIG. 1, the screw-type steam compressor 1 is a rotor shaft 4 provided coaxially with a pair of male and female screw rotors 3 and one rotor (male rotor) of the screw rotors 3. And a motor (not shown) for rotating the rotor shaft 4. The screw rotor 3 is accommodated in the rotor chamber 5 formed in the housing 2. The housing 2 has a suction passage 13 for supplying steam to be compressed to the rotor chamber 5, and a discharge passage 14 for discharging steam compressed in the rotor chamber 5 by the screw rotor 3. ) Is installed. The steam supplied from the suction flow passage 13 is compressed by, for example, 0.5 MPa by the screw rotor 3, and then discharged from the discharge flow passage 14.

또한, 암수 한 쌍의 스크류 로터(3)(더블 로터)가 아니라, 1개의 스크류 로터(싱글 로터)를 갖는 스크류식 증기 압축기이어도 된다.Moreover, the screw type steam compressor which has one screw rotor (single rotor) may be sufficient instead of the pair of male and female screw rotors 3 (double rotor).

하우징(2)에는, 윤활유실(23)이 설치되어 있다. 윤활유실(23)에는, 로터축(4)을 지지하는 베어링(10)이 수용되고, 윤활용의 오일이 충전되어 있다. 여기서, 윤활유실(23)과 로터실(5) 사이에 형성된 공간에는, 로터실(5)측으로부터 윤활유실(23)측을 향하여, 제1 환상 시일 부재(6), 제2 환상 시일 부재(7), 및 제3 환상 시일 부재(8)가 순서대로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다.The lubricating oil chamber 23 is provided in the housing 2. In the lubricating oil chamber 23, a bearing 10 supporting the rotor shaft 4 is accommodated and filled with lubricating oil. Here, in the space formed between the lubricating oil chamber 23 and the rotor chamber 5, the first annular sealing member 6 and the second annular sealing member (from the rotor chamber 5 side toward the lubricating oil chamber 23 side) 7) and 3rd annular seal | sticker member 8 are arrange | positioned at predetermined intervals in order.

로터축(4)과 하우징(2) 사이의 간극에 배치된 상기의 제1 환상 시일 부재(6), 제2 환상 시일 부재(7), 및 제3 환상 시일 부재(8)에 의해, 시일 공간이 형성된다. 제1 환상 시일 부재(6)와 제2 환상 시일 부재(7) 사이의 공간을 제1 시일 공간(11)이라고 부르고, 제2 환상 시일 부재(7)와 제3 환상 시일 부재(8) 사이의 공간을 제2 시일 공간(12)이라고 부르는 것으로 한다.Seal space by the said 1st annular seal member 6, the 2nd annular seal member 7, and the 3rd annular seal member 8 arrange | positioned at the clearance gap between the rotor shaft 4 and the housing 2. Is formed. The space between the first annular seal member 6 and the second annular seal member 7 is called the first seal space 11, and the space between the second annular seal member 7 and the third annular seal member 8. The space is called the second seal space 12.

여기서, 로터실(5)에 가장 가까운 위치에 배치되는 제1 환상 시일 부재(6)는, 비접촉식 시일 부재인 것이 바람직하다. 제1 환상 시일 부재(6)와 로터축(4)의 간극에는, 로터실(5)로부터의 고온의 리크 증기가 침입하려고 함과 함께, 제1 환상 시일 부재(6) 자체에 고온의 리크 증기가 부딪치기 때문이다. 제1 환상 시일 부재(6)로서 접촉식 시일 부재를 사용하면, 그 열화 속도가 커서, 단기간에 시일 기능이 떨어지게 된다.Here, it is preferable that the 1st annular sealing member 6 arrange | positioned at the position closest to the rotor chamber 5 is a non-contact sealing member. The high temperature leak steam from the rotor chamber 5 tries to enter the gap between the first annular seal member 6 and the rotor shaft 4, and the high temperature leak steam enters the first annular seal member 6 itself. Because it bumps. When the contact type seal member is used as the first annular seal member 6, the deterioration speed is large, and the sealing function is deteriorated in a short time.

로터실(5)로부터 가장 먼[윤활유실(23)에 가장 가까운] 위치에 배치되는 제3 환상 시일 부재(8)는, 접촉식 시일 부재 또는 비접촉식 시일 부재로 된다. 제1 환상 시일 부재(6)와 제3 환상 시일 부재(8) 사이에 설치되는 제2 환상 시일 부재(7)는, 비접촉식 시일 부재로 된다.The third annular seal member 8 disposed at the position furthest from the rotor chamber 5 (closest to the lubricating oil chamber 23) is a contact seal member or a non-contact seal member. The second annular seal member 7 provided between the first annular seal member 6 and the third annular seal member 8 becomes a non-contact sealing member.

비접촉식 시일 부재로서는, 래버린스 시일, 비스코 시일 등을 들 수 있다. 접촉식 시일 부재로서는, 립 시일, O링 등을 들 수 있다. 제1 환상 시일 부재(6), 제2 환상 시일 부재(7), 및 제3 환상 시일 부재(8)는, 예를 들어, 각각, 래버린스 시일, 비스코 시일(visco-seal), 및 립 시일로 된다.Examples of the non-contact sealing member include labyrinth seals, bisco seals, and the like. Lip seals, O-rings, etc. are mentioned as a contact type sealing member. The first annular seal member 6, the second annular seal member 7, and the third annular seal member 8 are, for example, labyrinth seals, visco-seals, and lip seals, respectively. It becomes

또한, 하우징(2)에는, 외부와 제1 시일 공간(11)을 연통시키기 위한 제1 구멍(15), 및 외부와 제2 시일 공간(12)을 연통시키기 위한 제2 구멍(16)이 천공되어 있다.In the housing 2, a first hole 15 for communicating the outside and the first seal space 11 and a second hole 16 for communicating the outside and the second seal space 12 are drilled. It is.

도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 A부 상세도이다. 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 시일 공간(11)과는 반대측의 제1 구멍(15)의 단부에는, 배관(17)을 통하여 응축기(9)가 설치되어 있다. 또한, 도 1의 (a)ㆍ(b)는, 본 발명을 설명하기 위한 모식도이며, 실제의 제품을 도면화한 것은 아니다. 배관(17)은, 제1 구멍(15)과 응축기(9)가 배관으로 접속되어 있는 것을 도시하기 위한 것이며 실제의 배관을 그대로 도시하는 것은 아니다. 제2 구멍(16)은, 대기 개방되어 있다.FIG. 1B is a detail view of the portion A of FIG. 1A. As shown in FIG. 1B, a condenser 9 is provided at an end portion of the first hole 15 on the side opposite to the first seal space 11 via a pipe 17. 1 (a) and (b) are schematic diagrams for explaining the present invention, and do not illustrate the actual product. The piping 17 is for showing that the 1st hole 15 and the condenser 9 are connected by piping, and do not show actual piping as it is. The second hole 16 is open to the atmosphere.

응축기(9)는, 증기가 공급되는 본체 용기(9a)와, 본체 용기(9a) 내에 설치된 냉매관(9b)을 구비하여 이루어진다. 또한, 본체 용기(9a)의 배출구(9c)에는 배수트랩(18)이 설치되어 있다. 배수 트랩(18)은, 본체 용기(9a)의 내부에 응축수를 저류하고, 당해 응축수에 의해, 외부(대기 공간)와 제1 시일 공간(11) 사이를 수봉(水封)하기 위한 것이다. 냉매관(9b)에는, 예를 들어, 물이 흘려진다. 본체 용기(9a)의 형상은, 예를 들어, 통 형상이다.The condenser 9 includes a main body container 9a to which steam is supplied and a refrigerant pipe 9b provided in the main body container 9a. Further, a drain trap 18 is provided at the discharge port 9c of the main body container 9a. The drain trap 18 is for storing condensed water in the inside of the main body container 9a, and sealing water between the outside (air space) and the first seal space 11 by the condensed water. For example, water flows into the coolant pipe 9b. The shape of the main body container 9a is cylindrical, for example.

(축봉 원리)(Function principle)

스크류 로터(3)에 의해 로터실(5) 내에서 압축된 고온의 증기의 일부는, 로터축(4)과 제1 환상 시일 부재(6) 사이의 간극으로부터 제1 시일 공간(11)으로 누설된다. 제1 시일 공간(11)으로 누설된 리크 증기(누설 증기)는, 제1 구멍(15) 및 배관(17)을 경유하여 응축기(9)의 본체 용기(9a)에 유입된다. 이 리크 증기는, 냉매관(9b)을 흐르는 물에 의해 냉각되어 응축된다. 리크 증기가 응축됨으로써, 그 체적이 격감하고, 그 결과, 제1 시일 공간(11)의 압력이 대기압 이하로 저하된다. 이에 의해, 로터축(4)과 제1 환상 시일 부재(6) 사이의 간극으로부터 누설되어 오는 리크 증기는, 제1 시일 공간(11)으로부터 응축기(9)의 본체 용기(9a)로 제1 구멍을 경유하여 빠져나간다. 결과로서, 윤활유실(23)에의 리크 증기의 침입은 방지된다. 또한, 제1 시일 공간(11)의 압력이 대기압 이하로 저하되므로, 대기압으로 관리되고 있는 제2 시일 공간(12)으로부터 제1 시일 공간(11)으로 공기가 들어온다. 당해 공기는, 로터축(4)과 제2 환상 시일 부재(7) 사이의 간극으로부터 윤활유실(23)측으로 누설되려고 하는 리크 증기를 되밀어내는 역할을 하고, 이에 의해서도 윤활유실(23)에의 리크 증기의 침입은 방지된다.A part of the hot steam compressed in the rotor chamber 5 by the screw rotor 3 leaks into the first seal space 11 from the gap between the rotor shaft 4 and the first annular seal member 6. do. The leak steam (leakage steam) leaked into the first seal space 11 flows into the main body container 9a of the condenser 9 via the first hole 15 and the pipe 17. This leak steam is cooled and condensed by the water flowing through the refrigerant pipe 9b. By condensing the leak steam, the volume decreases, and as a result, the pressure in the first seal space 11 falls below atmospheric pressure. As a result, the leaked steam leaking out of the gap between the rotor shaft 4 and the first annular seal member 6 passes from the first seal space 11 to the main body container 9a of the condenser 9. Exit via As a result, intrusion of leak steam into the lubricating oil chamber 23 is prevented. Moreover, since the pressure of the 1st sealing space 11 falls below atmospheric pressure, air enters into the 1st sealing space 11 from the 2nd sealing space 12 managed by atmospheric pressure. The air serves to push back leak steam that is about to leak to the lubricating oil chamber 23 from the gap between the rotor shaft 4 and the second annular seal member 7, thereby leaking into the lubricating oil chamber 23. Intrusion of steam is prevented.

또한, 응축기(9)에 배수 트랩(18)을 설치하고 있다. 이 배수 트랩(18)에 의해 응축기(9)의 본체 용기(9a)에 응축수가 저류되고, 이 저류된 응축수에 의해 외부로부터 본체 용기(9a)를 통하여 제1 구멍(15)으로 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 제1 시일 공간(11)을 보다 저압으로 할 수 있다. 또한, 배수 트랩(18)에 의해 응축수만이 응축기(9)로부터 배출되기 때문에(증기 가스로서 배출되지 않음), 리크 증기의 처리가 불필요해진다.In addition, a drain trap 18 is provided in the condenser 9. Condensate is stored in the main body container 9a of the condenser 9 by this drain trap 18, and air which flows in into the 1st hole 15 through the main body container 9a from the exterior by this stored condensate water. Can be prevented. As a result, the 1st sealing space 11 can be made into a lower pressure. In addition, since only the condensate is discharged from the condenser 9 by the drain trap 18 (not discharged as steam gas), the treatment of the leak steam becomes unnecessary.

또한, 특허 문헌 1ㆍ2에 기재된 바와 같은 축봉 유체로 리크 가스를 되밀어낸다고 하는 축봉 기술에 있어서는, 압입하는 축봉 유체의 압력이 취급 유체(예를 들어 증기)의 압력보다도 지나치게 높으면, 회전축과 시일 링의 간극을 통과하는 축봉 유체의 유량이 과대해져 문제가 되는 경우가 있다. 반대로, 축봉 유체의 압력이 취급 유체의 압력보다도 낮으면, 축봉이 불충분해져 취급 유체가 누설되게 된다. 그러나, 본 발명의 경우, 만약, 응축기(9)의 능력(응축 능력)이 지나치게 큰 경우에는, 리크 증기의 빠져나감량이 커질 뿐이고, 스크류식 증기 압축기의 다른 부분에 악영향을 미치는 일은 없다. 즉, 응축기(9)의 능력(응축 능력)에 어느 정도 여유를 갖게 해 두면, 취급 유체인 증기의 압력에 관계없이, 윤활유실(23)에의 리크 증기의 침입을 확실하게 방지할 수 있다.In addition, in the shaft technique in which the leak gas is pushed back with the shaft fluid as described in Patent Literatures 1 and 2, if the pressure of the shaft fluid to be pressurized is too high than the pressure of the handling fluid (for example, steam), the rotating shaft and the seal In some cases, the flow rate of the shaft fluid passing through the gap between the rings becomes excessive and becomes a problem. Conversely, if the pressure of the shaft fluid is lower than the pressure of the handling fluid, the shaft becomes insufficient and the handling fluid leaks. However, in the case of the present invention, if the capacity (condensation capacity) of the condenser 9 is too large, the escape amount of the leak steam only increases, and it does not adversely affect other parts of the screw type steam compressor. In other words, if the capacity (condensation capacity) of the condenser 9 is allowed to some extent, the ingress of leak steam into the lubricating oil chamber 23 can be reliably prevented regardless of the pressure of the vapor which is the handling fluid.

(제2 실시 형태)(Second Embodiment)

도 2를 참조하면서, 제2 실시 형태의 스크류식 증기 압축기(201)에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태의 스크류식 증기 압축기(201)와, 제1 실시 형태의 스크류식 증기 압축기(1)의 차이점은, 응축기의 구조, 및 제2 실시 형태에서는 배수 트랩(18)이 아니라 이젝터(22)를 사용하고 있는 점이다. 제2 실시 형태에서는, 리크 증기 및 그 응축수를 이젝터(22)에 의해 강제 흡인하고 있다.2, the screw-type steam compressor 201 of 2nd Embodiment is demonstrated. The difference between the screw-type steam compressor 201 of the second embodiment and the screw-type steam compressor 1 of the first embodiment is the structure of the condenser and the ejector 22 instead of the drain trap 18 in the second embodiment. ) Is used. In the second embodiment, the leak vapor and its condensed water are forced to be sucked by the ejector 22.

도 2에 도시한 바와 같이, 배관(17)을 통하여 제1 구멍(15)에 설치된 응축기(20)는, 냉매가 공급되는 본체 용기(20a)와, 본체 용기(20a) 내에 설치된 증기관(20b)을 구비하여 이루어진다. 본체 용기(20a)에 공급되는 냉매는, 예를 들어, 물이며, 본체 용기(20a)의 형상은, 예를 들어, 통 형상이다. 본체 용기(20a) 내의 증기관(20b)은 배관(17)에 연통하고 있고, 그 배출구는 배관(21)을 통하여 이젝터(22)에 설치되어 있다.As shown in FIG. 2, the condenser 20 provided in the 1st hole 15 through the piping 17 has the main body container 20a to which a refrigerant | coolant is supplied, and the steam pipe 20b provided in the main body container 20a. It is provided with. The coolant supplied to the main body container 20a is water, for example, and the shape of the main body container 20a is, for example, a cylindrical shape. The steam pipe 20b in the main body container 20a communicates with the pipe 17, and the discharge port is provided in the ejector 22 through the pipe 21.

또한, 배관(17), 증기관(20b), 및 배관(21)이 상류측으로부터 이 순서로 접속되어 있고, 배관(17)과 본체 용기(20a)는 연통하고 있지 않고, 마찬가지로, 본체 용기(20a)와 배관(21)은 연통하고 있지 않다. 제2 구멍(16)은, 제1 실시 형태와 마찬가지로 대기 개방되어 있다.In addition, the piping 17, the steam pipe 20b, and the piping 21 are connected in this order from an upstream side, and the piping 17 and the main body container 20a do not communicate, and similarly the main body container 20a ) And the pipe 21 are not in communication. The 2nd hole 16 is open | released to air similarly to 1st Embodiment.

이젝터(22)는, 본체(22a)와, 선단이 본체(22a)에 삽입된 노즐(22b)을 구비하여 이루어진다. 본체(22a)는, 예를 들어, 통 형상이다. 공기, 물 등의 유체가 노즐(22b)의 선단으로부터 본체(22a) 내로 분출되도록 구성되어 있다. 노즐(22b)의 선단으로부터 분출되는 유체에 의해 본체(22a) 내가 부압으로 되어, 리크 증기 및 그 응축수는 강제 흡인된다.The ejector 22 includes a main body 22a and a nozzle 22b whose tip is inserted into the main body 22a. The main body 22a is cylindrical, for example. It is comprised so that fluid, such as air and water, may be ejected from the front-end | tip of the nozzle 22b into the main body 22a. The inside of the main body 22a becomes negative pressure by the fluid sprayed from the tip of the nozzle 22b, and the leaked vapor and its condensed water are forcibly sucked.

본 실시 형태에 따르면, 리크 증기 및 그 응축수를 이젝터(22)에 의해 강제 흡인함으로써, 제1 시일 공간(11)을 보다 저압으로 할 수 있다. 또한, 제1 실시 형태에서는, 수봉을 위해서 응축기(9)의 본체 용기(9a) 내의 액면 레벨을 관리할 필요가 있지만, 본 실시 형태의 경우, 이젝터(22)에 의한 강제 흡인의 방법을 취하고 있기 때문에, 수봉이 불필요하다. 즉, 응축기(20) 내의 액면 관리는 불필요하다. 또한, 본 실시 형태의 경우, 제1 실시 형태와 같이 응축기의 본체 용기 내의 액면 변동을 특별히 신경쓸 필요가 없으므로, 본체 용기(20a)의 용량을 작게 할 수 있어, 콤팩트한 응축기(20)로 할 수 있다.According to the present embodiment, the first seal space 11 can be made at a lower pressure by forcibly sucking the leak steam and its condensed water by the ejector 22. In addition, in 1st Embodiment, although the liquid level in the main body container 9a of the condenser 9 needs to be managed for water sealing, in the case of this embodiment, the method of forced suction by the ejector 22 is taken. Therefore, sealing is unnecessary. That is, liquid level management in the condenser 20 is unnecessary. In addition, in the case of this embodiment, since it is not necessary to pay special attention to the liquid level fluctuations in the main body container of a condenser like 1st Embodiment, the capacity | capacitance of the main body container 20a can be made small and it can be set as the compact condenser 20. Can be.

(제3 실시 형태)(Third Embodiment)

도 3을 참조하면서, 제3 실시 형태의 스크류식 증기 압축기(301)에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 스크류식 증기 압축기(301)는, 제1 실시 형태의 스크류식 증기 압축기(1)의 하우징(2)에 형성된 제2 구멍(16)에 공기 공급 수단(19)을 설치한 것이다.3, the screw-type steam compressor 301 of 3rd Embodiment is demonstrated. The screw-type steam compressor 301 of this embodiment attaches the air supply means 19 to the 2nd hole 16 formed in the housing | casing 2 of the screw-type steam compressor 1 of 1st Embodiment.

공기 공급 수단(19)은, 공기관(18)과, 공기관(18)에 설치한 레귤레이터(19)를 구비하여 이루어진다. 레귤레이터(19)는, 감압 밸브ㆍ미스트 세퍼레이터ㆍ필터 등으로 이루어진다. 도시를 생략하는 공기 압축기로부터의 공기를 공기 공급 수단(19)에 의해 제2 구멍(16)을 통하여 제2 시일 공간(12)에 공급하도록 구성하고 있다. 공기 공급 수단(19)으로부터의 공기에 의해, 제2 시일 공간(12)에 약간의 압력을 발생시킴으로써, 로터축(4)과 제2 환상 시일 부재(7) 사이의 간극으로부터 윤활유실(23)측으로 누설되려고 하는 리크 증기를 되밀어낸다. 본 실시 형태에 따르면, 윤활유실(23)측으로 제2 환상 시일 부재(7)를 넘어가려고 하는 리크 증기를 로터실(5)측으로 되밀어내려고 하는 작용이 제1 실시 형태의 경우(제2 구멍(16)을 대기 개방하고 있는 경우)보다도 향상된다.The air supply means 19 is provided with the air pipe 18 and the regulator 19 provided in the air pipe 18. As shown in FIG. The regulator 19 consists of a pressure reduction valve, a mist separator, a filter, etc. It is comprised so that air from the air compressor (not shown) may be supplied to the 2nd seal space 12 through the 2nd hole 16 by the air supply means 19. As shown in FIG. Lubricating oil chamber 23 is formed from the gap between the rotor shaft 4 and the second annular seal member 7 by generating a slight pressure in the second seal space 12 by the air from the air supply means 19. I push back leak steam which is going to leak to the side. According to this embodiment, when the action which tries to push the leak steam which tries to pass the 2nd annular seal member 7 to the lubricating oil chamber 23 side to the rotor chamber 5 side is 1st embodiment (2nd hole ( 16) in the case of opening to the air).

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구의 범위에 기재한 한에 있어서 다양하게 변경하여 실시하는 것이 가능한 것이다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can change and implement variously in the range as described in a claim.

1 : 스크류식 증기 압축기
2 : 하우징
3 : 스크류 로터
4 : 로터축
5 : 로터실
6 : 제1 환상 시일 부재
7 : 제2 환상 시일 부재
8 : 제3 환상 시일 부재
9 : 응축기
11 : 제1 시일 공간
12 : 제2 시일 공간
15 : 제1 구멍
16 : 제2 구멍
18 : 배수 트랩
23 : 윤활유실1: Screw Steam Compressor
2: Housing
3: screw rotor
4: rotor shaft
5: Rotor thread
6: first annular seal member
7: second annular seal member
8: third annular seal member
9: condenser
11: first seal space
12: second seal space
15: first hole
16: second hole
18: drain trap
23: lubricant oil chamber

Claims (4)

하우징에 형성된 로터실 내에 수용되며, 증기를 압축하거나 또는 증기의 팽창력을 회전력으로 변환하는 스크류 로터와,
상기 로터실과, 하우징에 형성된 윤활유실 사이에, 로터실측으로부터 윤활유실측을 향하여 순서대로 배열되어 배치된, 제1 환상 시일 부재, 제2 환상 시일 부재, 및 제3 환상 시일 부재와,
하우징에 형성되며, 상기 제1 환상 시일 부재와 상기 제2 환상 시일 부재 사이의 제1 시일 공간에 연통하는 제1 구멍과,
하우징에 형성되며, 상기 제2 환상 시일 부재와 상기 제3 환상 시일 부재 사이의 제2 시일 공간에 연통하고 대기 개방되어 있는 제2 구멍과,
상기 제1 구멍에 설치되며, 로터실측으로부터 상기 제1 시일 공간으로 누설되어 온 증기를 응축시켜서 상기 제1 구멍을 통해 하우징 외부로 배출시켜서 제1 시일 공간의 압력을 저하시키는 응축기를 구비하는, 스크류식 증기 기계.A screw rotor accommodated in a rotor chamber formed in the housing and compressing the steam or converting the expansion force of the steam into a rotational force,
A first annular seal member, a second annular seal member, and a third annular seal member, which are arranged in order from the rotor chamber side toward the lubricant oil chamber side between the rotor chamber and the lubricant oil chamber formed in the housing;
A first hole formed in the housing and communicating with a first seal space between the first annular seal member and the second annular seal member;
A second hole formed in the housing and communicating with a second seal space between the second annular seal member and the third annular seal member and open to the atmosphere;
And a condenser provided in the first hole, the condenser condensing the vapor leaked from the rotor chamber side to the first seal space to be discharged out of the housing through the first hole to lower the pressure in the first seal space. Type steam machine. 제1항에 있어서,
상기 응축기는, 증기가 공급되는 본체 용기와, 당해 본체 용기 내에 설치되는 냉매관을 갖고,
상기 본체 용기의 배출구에 배수 트랩이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 스크류식 증기 기계.The method of claim 1,
The condenser has a main body container to which steam is supplied, and a refrigerant pipe provided in the main body container,
A screw type steam machine, characterized in that a drain trap is provided at an outlet of the main body container. 제1항에 있어서,
상기 응축기는, 냉매가 공급되는 본체 용기와, 당해 본체 용기 내에 설치되는 증기관을 갖고,
증기 및 그 응축수를 흡인하는 이젝터가 상기 증기관의 배출구에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 스크류식 증기 기계.The method of claim 1,
The condenser has a main body container to which a refrigerant is supplied, and a steam pipe provided in the main body container,
A screw-type steam machine, characterized in that an ejector for sucking steam and its condensate is provided at an outlet of the steam pipe. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 구멍에 설치되며, 상기 제2 시일 공간에 가압 공기를 공급하는 공기 공급 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 스크류식 증기 기계.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Screw-type steam machine, characterized in that provided in the second hole, the air supply means for supplying pressurized air to the second seal space.
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