JP2003328998A - ターボ圧縮機 - Google Patents
ターボ圧縮機Info
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Classifications
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D25/00—Pumping installations or systems
- F04D25/16—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows
- F04D25/163—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows driven by a common gearing arrangement
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
ナンスが容易で、しかも動力損失を少なくし得るターボ
圧縮機を提供する。 【解決手段】 入力軸2と、この入力軸2の回転がギヤ
3を介して伝達され、両側面に設けられた第1段圧縮機
5と第2段圧縮機6とを駆動する1本のピニオン軸4が
設けられたターボ圧縮機のギヤケース1のギヤ3の下方
に潤滑油タンク7を形成し、第1段圧縮機5で圧縮され
た1段圧縮空気を冷却するインタークーラ14、および
第2段圧縮機6で圧縮された2段圧縮空気を冷却するア
フタークーラ24を挿脱自在に収容する第1冷却室11
と第2冷却室21とをギヤケース1の下方の側面に設け
る。
Description
ロセス用として用いられるターボ圧縮機の改善に関し、
特に、ガスクーラのメインテナンスが容易で、しかも動
力損失を少なくすることを可能ならしめるようにしたタ
ーボ圧縮機に関するものである。
流体を第2段圧縮機でさらに圧縮した後に排出する2段
式のターボ圧縮機がある。このようなターボ圧縮機とし
ては、例えば、その主要部切欠き斜視図の図5に示すも
の(従来例1)、特開平8−93685号公報に開示され
てなるもの(従来例2)が公知である。以下、これら従来
例に係るターボ圧縮機の概要を説明する。
に示すように、図示しない駆動モータで回転される入力
軸を備えており、これには、ギヤ51が嵌着されてい
る。そして、このギヤ51によって第1段圧縮機52、
および第2段圧縮機53を駆動する2本(図では1本だ
けが示されている)のピニオン軸54が回転されるよう
になっている。前記第1段圧縮機52と第2段圧縮機5
3とは何れも駆動モータの反対側に配設されており、前
記ピニオン軸54はインタークーラ、アフタークーラ等
のガスクーラ55の長手方向と直交する向きになってい
る。前記第1段圧縮機52、および第2段圧縮機53と
ガスクーラ55とは切り離し得る構造になっており、前
記第1段圧縮機52、および第2段圧縮機53の渦巻き
ケーシングは鋳物製であり、またガスクーラ55は製缶
製である。
平面図の図6と、その正面図の図7と、加圧される空気
の流れを示す図の図8とに示すように構成されている。
即ち、駆動モータ61の出力軸62に歯車装置63を介
して回転軸64が平行に配置されると共に、この回転軸
64の両端に第1段圧縮機65と第2段圧縮機66とが
連結されている。また、前記駆動モータ61側に第1段
圧縮機65が配置されると共に、その反対側に第2段圧
縮機66が配置されており、駆動モータ61の側方に第
1段圧縮機65の吸入管67および吸入フィルタ68が
平行に配置されている。
および歯車装置63の下方には、図8に示すように、内
部が隔壁73により2つの冷却室74,75(インター
クーラ71側とアフタークーラ72側)に仕切られた略
直方体の箱体76がギヤケース69と一体的に鋳造され
ている。また、この箱体76の一端側に設けられている
オイル貯留室(潤滑油タンク)70も箱体76と一体的
に鋳造されている。一方の冷却室74には第1段圧縮機
65から吐出された空気を冷却して第2段圧縮機66へ
導くインタークーラ71用の熱交換器77が、他方の冷
却室75には第2段圧縮機66から吐出された空気を冷
却して排気するアフタークーラ72用の熱交換器78が
それぞれ設けられている。これら熱交換器77,78
は、各冷却室74,75の長手方向に沿って細長く形成
され、冷却室74,75内の中央部に配置されて冷却室
74,75内をそれぞれ入口室79と出口室80とに分
けている。
圧縮機では、ガスクーラが製缶製であって、個別に取付
けるように構成されている。ガスクーラが製缶製で精度
が悪いため、圧縮機との取り合いのずれが大きく、段間
配管の現物合わせによる修正が必要であり、組立てコス
トに関して不利になる。また、ガスクーラが溶接熱によ
る影響で経年変化し、数年後にメインテナンスのために
ガスクーラを取外したときに、再取付けすることができ
なくなる恐れがある。
ーラ(インタークーラ、およびアフタークーラ)は、片
側がオイル貯留室で閉じられている。従って、ガスクー
ラの洗浄等のメインテナンス時に冷却水配管を取外さな
ければならないから、メインテナンスに長時間を要する
だけでなく、メインテナンスコストが嵩むという問題が
ある。また、ギヤケースの下にガスクーラが配置されて
いて、ギヤにギヤケースの底が接近しているため、底か
ら跳ね返った潤滑油がギヤに当たって再加速され、動力
損失が大きくなるという問題がある。
では、潤滑油を離れたオイル貯留タンクに戻す構成であ
るから潤滑油の排出性が悪く、ギヤケース内に潤滑油が
溜まり易い構成になっている。ギヤケース内に潤滑油が
溜まると動力損失が大きくなる。ギヤケース内にさらに
多量の潤滑油が溜まると、ギヤにより潤滑油が掻き回さ
れてギヤケース内の温度が上昇し、温度上昇に伴う圧力
の上昇によってシール部から潤滑油が漏出するという問
題が生じる恐れがある。
スクーラのメインテナンスが容易であって、しかも動力
損失を少なくすることを可能ならしめるターボ圧縮機を
提供するにある。
みてなされたものであって、従って上記課題を解決する
ために、本発明の請求項1に係るターボ圧縮機が採用し
た手段は、入力軸と、この入力軸の回転がギヤを介して
伝達される少なくとも1本のピニオン軸とを有するギヤ
ケースの一方の側面に前記ピニオン軸で駆動される第1
段圧縮機を備え、かつ他方の側面に前記ピニオン軸で駆
動される第2段圧縮機を備えると共に、これら第1段圧
縮機と第2段圧縮機とから吐出されるガスを冷却するガ
スクーラを備えたターボ圧縮機において、前記ギヤケー
スのギヤの下方に潤滑油タンクを形成し、前記ギヤケー
スの前記第1段圧縮機と第2段圧縮機との下方の側面の
それぞれに前記ガスクーラを配設したことを特徴とす
る。
用した手段は、入力軸と、この入力軸の回転がギヤを介
して伝達される少なくとも1本のピニオン軸とを有する
ギヤケースの一方の側面に前記ピニオン軸で駆動される
第1段圧縮機を備え、かつ他方の側面に前記ピニオン軸
で駆動される第2段圧縮機を備えると共に、これら第1
段圧縮機と第2段圧縮機とから吐出されるガスを冷却す
るガスクーラを備えたターボ圧縮機において、前記ギヤ
ケースのギヤの下方に潤滑油タンクを形成し、前記ガス
クーラを挿脱可能に収容する第1冷却室を前記ギヤケー
スの前記第1段圧縮機の下方に設け、前記ガスクーラを
挿脱可能に収容する第2冷却室を前記ギヤケースの前記
第2段圧縮機の下方に設けたことを特徴とする。
用した手段は、請求項2に記載のターボ圧縮機におい
て、前記第1段圧縮機、第2段圧縮機の渦巻きケーシン
グを、アウターケーシングと、このアウターケーシング
に気密可能に嵌着され、外周部に渦巻溝を有するインナ
ーケーシングとから構成し、前記第1冷却室および第2
冷却室と、前記アウターケーシングと、このアウターケ
ーシングから前記第1冷却室、第2冷却室に連通する圧
縮ガス流通路とを、前記ギヤケースと一体的に鋳造した
ことを特徴とする。
ターボ圧縮機を、添付図面を参照しながら説明する。図
1はターボ圧縮機の正面断面図、図2は図1のA−A線
断面図、図3は図1のB−B線断面図、図4は図3のC
−C線断面図である。
にギヤ3が配設されてなるギヤケース1を備えている。
ギヤ3は、ギヤケース1に軸受を介して支持され、図示
しない駆動モータの出力軸によりカップリングを介して
回転される入力軸2に嵌着されている。つまり、ギヤ3
は前記駆動モータによって回転されるように構成されて
いる。また、ギヤケース1には、入力軸2と平行にピニ
オン軸4が軸受を介して支持されており、このピニオン
軸4のピニオン4aの歯にはギヤ3の歯が噛合してい
る。ピニオン軸4のギヤケース1からの突出端の一方は
第1段圧縮機5の第1段インペラ5aに連結され、同じ
くギヤケース1からの突出端の他方は第2段圧縮機6の
第2段インペラ6aに連結されている。なお、前記ピニ
オン4aと前記ギヤ3との噛合部に先端が向けられてな
るものは、これらピニオン4aとギヤ3とに潤滑油を供
給する潤滑油噴射ノズル8である。
は、ギヤ3、ピニオン軸4のピニオン4a、および入力
軸2、ピニオン軸4を支持する各軸受を潤滑する潤滑油
を貯留するための潤滑油タンク7が形成されている。こ
の潤滑油タンク7の底とギヤ3との間の距離は、この潤
滑油タンク7内に溜まっている所定量の潤滑油の油面に
油滴が滴下し跳ね返っても、跳ね返った油滴がギヤ3の
位置に到達しないように配慮されている。
回りしている潤滑油を受取り、受取った潤滑油を潤滑油
タンク7内に滴下させる連れ回り油受け部材1aが、こ
のギヤケース1の内壁に横架された状態に配設されてい
る。この連れ回り油受け部材1aの配設位置は、ギヤケ
ース1のギヤ3のピニオン軸4の反対側である。そし
て、このギヤケース1のピニオン軸4と直交する側の両
側面には、後述する構成になる第1ガス冷却部10と、
第2ガス冷却部20とが設けられている。これら第1ガ
ス冷却部10と第2ガス冷却部20とは、何れもギヤケ
ース1と一体的に鋳造されている。
のピニオン軸4と直交する一方側の側面(図3における
右側の側面である)に沿う細長い形状の第1冷却室11
を備えている。この第1冷却室11は、内部に水平なシ
ール座11b,11bが設けられてなる筒状のハウジン
グ11aと、このハウジング11aの一方の開口側にボ
ルト締結されてなる開口付カバー11cとから構成され
ている。そして、第1段圧縮機5の渦巻きケーシングの
アウターケーシング12を備えると共に、第1段圧縮機
5により1段圧縮された空気を第1冷却室11に流入さ
せる1段圧縮空気流通路(圧縮ガス流通路)13を備えて
いる。
のピニオン軸4と直交する他方側の側面(図3における
左側の側面である)に沿う細長い形状の第2冷却室21
を備えている。この第2冷却室21は、内部に水平なシ
ール座21b,21bが設けられてなる筒状のハウジン
グ21aと、このハウジング21aの一方の開口側にボ
ルト締結されてなる開口付カバーとから構成されてい
る。そして、第2段圧縮機6の渦巻きケーシングのアウ
ターケーシング22を備えると共に、第2段圧縮機6に
より2段圧縮された空気を第2冷却室21に流入させる
2段圧縮空気流通路(圧縮ガス流通路)23を備えてい
る。
ように、このターボ圧縮機では、第1段圧縮機5の渦巻
きケーシングはアウターケーシング12と、外周部に渦
巻き溝を有し、このアウターケーシング12の内部に気
密可能に組込まれてなるインナーケーシング5bとから
構成されている。また、第2段圧縮機6の渦巻きケーシ
ングはアウターケーシング22と、外周部に渦巻き溝を
有し、このアウターケーシング22の内部に気密可能に
組込まれてなるインナーケーシング6bとから構成され
ている。なお、前記第1冷却室11と第2段圧縮機6の
空気吸入口6cとを連通させる空気連通路は図示省略し
てある。
るシール座11b,11bにインタークーラ(ガスクー
ラ)14が、この第1冷却室11の上部空間と下部空間
とを気密可能に隔てるように配設されている。つまり、
1段圧縮されて第1段圧縮機5から第1冷却室11の上
部空間に流入した空気が、インタークーラ14を通過し
て下部空間に流入するように構成されている。また、前
記第2冷却室21の内部に設けられてなるシール座21
b、21bにアフタークーラ(ガスクーラ)24が、こ
の第2冷却室21の上部空間と下部空間とを気密可能に
隔てるように配設されている。つまり、上記と同様に、
2段圧縮されて第2段圧縮機6から第2冷却室21の上
部空間に流入した空気が、アフタークーラ24を通過し
て下部空間に流入するように構成されている。
インタークーラ14とアフタークーラ24との構成を詳
細に説明する。但し、ガスクーラであるインタークーラ
14とアフタークーラ24とは、図3から良く理解され
るように、配設位置が相違するものの、その構成は全く
同構成であるから、図4を参照しながらインタークーラ
の構成を説明する。
インタークーラ14は、シール座11b,11bに押圧
される状態に、前記第1冷却室11のハウジング11a
内に収容されるクーラ本体15を備えている。このクー
ラ本体15の長手方向の一端側は、ハウジング11aの
一端側にボルト締結される管固定板16に固着されてい
る。そして、この管固定板16のクーラ本体15の反対
側には、冷却水の流れ方向を180°変えて冷却水出口
に流すための管固定板カバー17がボルト締結されてい
る。
記開口付カバー11cの開口に嵌込まれ、外周に周設さ
れてなるシールリング溝にO−リング18aが嵌着され
てなる可動カバー18が固着されている。そして、可動
カバー18のクーラ本体15の反対側にウォータジャケ
ット19がボルト締結されている。クーラ本体15に可
動カバー18を設けることにより、例えばハウジングハ
ウジング11aとクーラ本体15との熱変形量に相違が
生じても、可動カバー18の移動により熱変形量差を吸
収することができる。
り、クーラ本体15の熱応力発生に起因する割れ、漏れ
等のトラブルの発生を防止することができるという効果
が得られる。なお、この実施の形態の場合には、ウォー
タジャケット19は可動カバー18にボルト締結されて
いるが、このウォータジャケット19と開口付カバー1
1cとは一体構成であっても良い。
したのは、下記の理由によるものである。即ち、ウォー
タジャケット19を可動カバー18に締結しているボル
トと、管固定板16をハウジング11aに締結している
ボルトとを着脱するだけで、インタークーラ14をハウ
ジング11aから引き出し、かつ組込むことができるか
らである。なお、ウォータジャケット19と開口付カバ
ー11cとを一体構成にした場合には、管固定板16を
ハウジング11aに締結しているボルトとを着脱するだ
けで、インタークーラ14をハウジング11aから引き
出し、かつ組込むことができ、ウォータジャケット19
を取外す必要がない。
記のとおり、インタークーラ14を収容する第1冷却室
11やアフタークーラ24を収容する第2冷却室21
は、共にギヤケース1と一体的に鋳造されている。従っ
て、従来例1に係るターボ圧縮機のように製缶製でない
から、圧縮機との取り合いのずれがなく、段間配管の現
物合わせ等による修正が不必要であり、組立てコストに
関して有利になる。また、インタークーラ14を収容す
る第1冷却室11やアフタークーラ24を収容する第2
冷却室21が経年変化するようなことがないから、メイ
ンテナンスのために取外したインタークーラ14やアフ
タークーラ24を、第1冷却室11や第2冷却室21に
容易に再取付けすることができる。
ば、固定管板16をハウジング11aから取外す(図4
における左向きの矢印方向)だけで第1冷却室11から
インタークーラ14を、また第2冷却室21からアフタ
ークーラ24を引き出すことができる。従って、従来例
2のように、インタークーラ14やアフタークーラ24
の洗浄等のメインテナンス時に冷却水配管を取外す必要
がないから、メインテナンスを短時間のうちに終了する
ことができ、メインテナンスコストを低減することがで
きる。さらに、ギヤケース1の横にインタークーラ14
やアフタークーラ24が配置されていて、ギヤ3とギヤ
ケース1の底との間の距離を大きくすることができる。
従って、ギヤケース1の底から跳ね返った潤滑油がギヤ
3に当たるようなことがないから、動力損失を少なくす
ることができる。
によれば、上記のとおり、ギヤケース1のギヤ3の下方
に潤滑油タンク7が設けられていて、ギヤ3とギヤケー
ス1の底との間の距離を大きくすることができる。従っ
て、従来例2に係るターボ圧縮機のように、潤滑油に起
因して動力損失が大きくなるようなことがない。また、
ギヤ3により潤滑油が掻き回されるようなことがなく、
潤滑油に起因してギヤケース1内の温度が上昇するよう
なことがないから、圧力の上昇によってシール部から潤
滑油が漏出するような恐れもない。
至2に係るターボ圧縮機によれば、ガスクーラを収容す
る第1冷却室や第2冷却室は、ギヤケースと一体鋳造さ
れていて、従来例1に係るターボ圧縮機のように製缶製
でないから、圧縮機との取り合いのずれがなく、段間配
管の現物合わせによる修正が不必要であり、組立てコス
トに関して有利になる。また、ガスクーラを収容する第
1冷却室や第2冷却室が経年変化するようなことがない
から、メインテナンスのために取外したガスクーラを、
第1冷却室や第2冷却室に容易に再取付けすることがで
きる。
ガスクーラを挿脱可能に収容する構成であるから、これ
ら第1冷却室11や第2冷却室21からガスクーラを容
易に引き出すことができる。従って、従来例2に係るタ
ーボ圧縮機のように、ガスクーラの洗浄等のメインテナ
ンス時に冷却水配管を取外す必要がないから、メインテ
ナンスを短時間のうちに終了することができ、メインテ
ナンスコストを低減することができる。さらに、ギヤケ
ースの横にガスクーラが配置されていて、ギヤとギヤケ
ースの底との間の距離を大きくすることができる。従っ
て、従来例2に係るターボ圧縮機のように、ギヤケース
の底から跳ね返った潤滑油がギヤに当たるようなことが
ないから、動力損失を少なくすることができる。
下方に潤滑油タンクが設けられていて、ギヤとギヤケー
スの底との間の距離を大きくすることができる。従っ
て、従来例2に係るターボ圧縮機のように、潤滑油に起
因して動力損失が大きくなるようなことがない。また、
従来例2に係るターボ圧縮機のように、ギヤにより潤滑
油が掻き回されるようなことがなく、潤滑油に起因して
ギヤケース内の温度が上昇するようなことがないから、
圧力の上昇によってシール部から潤滑油が漏出するよう
な恐れもない。
断面図である。
視図である。
図である。
ナーケーシング 6…第2段圧縮機、6a…第2段インペラ、6b…イン
ナーケーシング、6c…空気吸入口 7…潤滑油タンク 8…潤滑油噴射ノズル 10…第1ガス冷却部 11…第1冷却室、11a…ハウジング、11b…シー
ル座、11c…開口付カバー 12…アウターケーシング 13…1段圧縮空気流通路 14…インタークーラ 15…クーラ本体 16…管固定板 17…管固定板カバー 18…可動カバー、18a…O−リング 19…ウォータジャケット 20…第2ガス冷却部 21…第2冷却室、21a…ハウジング、21b…シー
ル座 22…アウターケーシング 23…2段圧縮空気流通路 24…アフタークーラ
Claims (3)
- 【請求項1】 入力軸と、この入力軸の回転がギヤを介
して伝達される少なくとも1本のピニオン軸とを有する
ギヤケースの一方の側面に前記ピニオン軸で駆動される
第1段圧縮機を備え、かつ他方の側面に前記ピニオン軸
で駆動される第2段圧縮機を備えると共に、これら第1
段圧縮機と第2段圧縮機とから吐出されるガスを冷却す
るガスクーラを備えたターボ圧縮機において、前記ギヤ
ケースのギヤの下方に潤滑油タンクを形成し、前記ギヤ
ケースの前記第1段圧縮機と第2段圧縮機との下方の側
面のそれぞれに前記ガスクーラを配設したことを特徴と
するターボ圧縮機。 - 【請求項2】 入力軸と、この入力軸の回転がギヤを介
して伝達される少なくとも1本のピニオン軸とを有する
ギヤケースの一方の側面に前記ピニオン軸で駆動される
第1段圧縮機を備え、かつ他方の側面に前記ピニオン軸
で駆動される第2段圧縮機を備えると共に、これら第1
段圧縮機と第2段圧縮機とから吐出されるガスを冷却す
るガスクーラを備えたターボ圧縮機において、前記ギヤ
ケースのギヤの下方に潤滑油タンクを形成し、前記ガス
クーラを挿脱可能に収容する第1冷却室を前記ギヤケー
スの前記第1段圧縮機の下方に設け、前記ガスクーラを
挿脱可能に収容する第2冷却室を前記ギヤケースの前記
第2段圧縮機の下方に設けたことを特徴とするターボ圧
縮機。 - 【請求項3】 前記第1段圧縮機、第2段圧縮機の渦巻
きケーシングを、アウターケーシングと、このアウター
ケーシングに気密可能に嵌着され、外周部に渦巻溝を有
するインナーケーシングとから構成し、前記第1冷却室
および第2冷却室と、前記アウターケーシングと、この
アウターケーシングから前記第1冷却室、第2冷却室に
連通する圧縮ガス流通路とを、前記ギヤケースと一体的
に鋳造したことを特徴とする請求項2に記載のターボ圧
縮機。
Priority Applications (1)
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