[发明专利]轴密封

说明书

技术领域

本发明涉及一种对例如压缩机的轴将外壳内部侧相对于外部侧密封的轴密封，尤其涉及一种适用于使用二氧化碳制冷剂的压缩机的轴密封。

背景技术

现有已知一种与轴的外表面滑动接触来相对于装置外部，例如压缩机外壳的外部(例如，大气侧)密封压缩机外壳的内部的轴密封。这种轴密封的滑动接触部由丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氟化橡胶、EPDM(乙烯·丙烯橡胶中的一种)等合成橡胶，或合成树脂(例如，聚醚酮树脂、聚酰胺树脂、氟化树脂、四氟乙烯树脂、聚苯硫醚树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚氟化乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏氯乙烯树脂、液晶聚合物、聚三氟氯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂等)构成。特别地，四氟乙烯树脂(以下有时也简称为PTFE)是作为无润滑密封材料的主要成分而使用的树脂，是耐热性、耐药性佳的热塑性树脂，由温度引起的性质的变化小，能耐得住从极低温到260℃的高温，一般经常被使用。

但是，使用二氧化碳制冷剂的压缩机中，滑动接触部的温度也与受旋转速度的影响的程度有关，存在高速条件下超过200℃，润滑不足时达到250℃～300℃的情形。此外，当压缩机是可变排量型斜板式压缩机时，曲柄室内的压力达到3～4.5MPa左右的高压，滑动接触面的表面压力升高。因此，使用二氧化碳制冷剂的压缩机中，若使用上述现有的一般的树脂和橡胶材料构成轴密封的滑动接触部，则有可能不能满足耐热性、耐磨性。此外，由于由负载引起的变形(蠕变)大，因此有可能在高负载及高温下不能使用。此外，提出有为了改善PTFE的耐磨性，向PTFE中添加各种添加物，例如，玻璃纤维、玻璃珠、碳纤维、石墨、二硫化钼、青铜、黄铜、氧化铅、钼等无机添加物，或芳香族聚酯、聚酰亚胺、聚苯硫醚、芳香族聚酰胺等有机添加物的提案(例如专利文献1)，但是还没有关于适用于轴密封的技术。此外，也有促进轴密封的唇状构件的放热的提案(例如专利文献2)，但该提案中有可能存在从在最严酷条件下使用的滑动接触部的放热不充分。

专利文献1：日本专利第3466255号公报

专利文献2：日本专利实公平7-23654号公报

发明的公开

发明所要解决的技术问题

因此，本发明的课题在于提供一种能提高开放型压缩机或流体装置的轴密封的耐热性、耐磨性，并可发挥优良的耐久性的轴密封，特别地，提供一种适用于在高温、高压条件下被驱动的、使用二氧化碳制冷剂的压缩机的轴密封。

解决技术问题所采用的技术方案

为解决上述技术问题，本发明所涉及的轴密封是与由外部动力源驱动的开放型压缩机或流体装置的轴的外表面滑动接触、相对于装置外部密封装置内部的轴密封，其特征是，上述轴密封中至少与上述轴的外表面滑动接触的滑动接触部由添加有熔点在150℃～300℃范围内的物质、并使其均匀分散的材料构成。此种结构中，当随轴的旋转产生在轴的表面与滑动接触部之间没有形成油膜处时，该处的滑动接触部的发热量增多，但由于滑动接触部中添加有熔点在150℃～300℃范围内的物质，因此，能防止当滑动接触部的温度超过150℃时，添加物融解，由于融解热引起的滑动接触部的异常过热。此外，由于作为添加物使用热传导率高的物质，可从滑动接触部高效地放热，因此能进一步提高耐热性。此外，若将后述那样的物质作为添加物，由于能促进向轴的表面上的转移膜的形成，因此，能提高滑动接触部的耐磨性。

作为构成上述滑动接触部的材料，能使用以碳化硅、石墨、氢化丁腈橡胶、丁腈橡胶、氟化橡胶、乙烯丙烯橡胶、聚酰胺树脂中的任一种为主要构成材料，含有锡或铋，或锡及铋的添加物质的材料。

上述滑动接触部，特别地，作为优选，由唇状可挠性构件构成。

作为优选，作为滑动接触部的唇状可挠性构件在与装置(也就是说，开放型压缩机和流体装置)的外部侧(例如大气侧)相通的位置上，与比该唇状可挠性构件热传导率还高的支承板接触并被其支承。由于利用此种结构，能进一步促进从滑动接触部(唇状可挠性构件)向装置外部侧的放热，因此能可靠地消除滑动接触部的过热的可能。因此，作为优选，支承板由热传导率高的材料，例如铝合金或铜合金形成。

本发明中，从滑动接触部向支承板、进一步向外部侧高效地放热是重要的。因此，例如在采用支承板的外周由轴密封外周壳体覆盖的结构中，需要一定程度地确保支承板与轴密封外周壳体的紧密接合面的轴向的宽度。作为优选，该宽度设定成支承板的板厚以上。

此外，为从轴密封外周壳体向外部侧高效地放热，作为优选，该轴密封外周壳体的一端部露出到装置外部。

作为优选，该轴密封外周壳体采用可插入固定于装置外壳的结构。