JP2012052424A - ターボ圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比して簡略な構成でコンパクトなターボ圧縮機を提供する。
【解決手段】大歯車軸により増速装置を介して回転される第１段、第２段、第３段圧縮羽根を有し、前記増速装置を収容する増速部カバーと、各圧縮羽根を収容する圧縮部カバーと、下部に並設されて側方から第１段、第２段、第３段クーラが挿入され且つ各圧縮部カバーに流体通路で連通した第１段、第２段、第３段クーラ収容室１１ａ，１２ａ，１３ａとが鋳物一体ケーシング１によって形成されたターボ圧縮機であって、鋳物一体ケーシング１に、並設された第１段、第２段、第３段クーラ収容室１１ａ，１２ａ，１３ａのクーラ挿入方向奥側に沿うようにオイルタンク２１を一体に形成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ターボ圧縮機に関するものである。

圧縮空気を製造してプラント等の需要先に供給する際等に用いられるターボ圧縮機としては、要求される圧縮空気の圧力に対応して２段式ターボ圧縮機、３段式ターボ圧縮機等が知られている。この種のターボ圧縮機は、大歯車軸に増速装置を介して連結されたピニオン軸により回転する複数の圧縮羽根を有しており、第１段圧縮羽根で圧縮した流体をクーラで冷却した後、第２段圧縮羽根に導いて更に圧縮し、圧縮した流体を別のクーラに導いて冷却する操作を順次行うようになっており、更に、前記大歯車軸、増速装置及びピニオン軸にはオイルを供給して潤滑を行うようになっており、潤滑した後のオイルはオイルタンクに回収して循環させるようになっている。

２段式ターボ圧縮機としては、クーラを収容する箱体の側部にオイルタンクを一体に組み付けたものがある（特許文献１参照）。しかし、特許文献１のように箱体にオイルタンクを一体に組み付けるようにした構成のものは製作が大変であり、生産性及びコストの面で不利となる問題がある。

一方、３段式ターボ圧縮機としては、前記増速装置を収容する増速部カバーと、圧縮羽根を収容する複数の圧縮部カバーと、下部に並設される細長い複数段のクーラを別個に収容して前記圧縮部カバーとの間が流体通路により連通されたクーラ収容室とを鋳物一体ケーシングで形成したものがある（特許文献２参照）。

特許第３４７０４１０号公報 特開２００４−３０８４７７号公報

上記特許文献２の３段式ターボ圧縮機においては、クーラ収容室を鋳物一体ケーシングに内蔵した構成としたので、クーラを別置きとした場合に比して、クーラのための接続配管等が省略できると共に部品点数も減少してコンパクトな３段式ターボ圧縮機を達成できる効果がある。

しかし、特許文献２では、オイルタンクを別置きにした構成としており、このために、潤滑した後のオイルをオイルタンクに回収するための長い接続配管が必要になると共に部品点数も増加することになり、全体構成が大型になる問題がある。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、従来に比して簡略な構成でコンパクトなターボ圧縮機を提供しようとするものである。

本発明は、大歯車軸に増速装置を介して連結された２つのピニオン軸により回転する第１段、第２段、第３段圧縮羽根を有し、前記増速装置を収容する増速部カバーと、各圧縮羽根を収容する圧縮部カバーと、細長い形状の第１段、第２段、第３段クーラを並設した状態で別個に収容するように下部に配置されて前記各圧縮部カバーに流体通路で連通した第１段、第２段、第３段クーラ収容室とが鋳物一体ケーシングによって形成されたターボ圧縮機であって、前記鋳物一体ケーシングに、並設された前記第１段、第２段、第３段クーラ収容室の長手方向奥側に沿うようにオイルタンクを一体に形成したことを特徴とするターボ圧縮機、に係るものである。

ターボ圧縮機において、前記オイルタンクのオイルを汲み上げて冷却した後前記大歯車軸、増速装置及びピニオン軸に供給するための主オイルポンプとオイルクーラが前記鋳物一体ケーシング上に配置されていることは好ましい。

又、ターボ圧縮機において、並設された前記第１段、第２段、第３段クーラ収容室における並設方向端部のクーラ収容室が前記オイルタンクを避けて延長されており、該クーラ収容室の延長部に、流体取出口とドレン取出口が設けられていることは好ましい。

本発明のターボ圧縮機によれば、鋳物一体ケーシングに、第１段、第２段、第３段クーラ収容室の長手方向奥側に沿うようにオイルタンクを一体に形成したので、ターボ圧縮機の構成がコンパクトになり、オイルタンクの容量は十分に確保できる効果がある。

大歯車軸、増速装置及びピニオン軸等を潤滑した後のオイルをオイルタンクへ流下させて導くことができるため、オイルタンクが別置の場合のように潤滑した後のオイルをオイルタンクへ導くための配管等を省略できる効果がある。

主オイルポンプ及びオイルクーラを鋳物一体ケーシング上に配置したことにより、配管の長さを短くできると共に装置の部品点数を減少して更にコンパクトな構成のターボ圧縮機を達成できる効果がある。

一部のクーラ収容室を延長して、その延長部に流体取出口とドレン取出口を設けたことにより、流体の流れに伴われてドレンが移動してドレン取出口から良好に流出する効果がある。

本発明の実施例であるターボ圧縮機の一例を示す正面図である。 図１の平面図である。 図１の左側面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ方向断面図である。 図１のＶ−Ｖ方向断面図である。 図１のＶＩ−ＶＩ方向断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。

図１〜図６は本発明の実施例であるターボ圧縮機の一例を示すもので、図１はターボ圧縮機の正面図、図２は図１の平面図、図３は図１の左側面図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ方向断面図、図５は図１のＶ−Ｖ方向断面図、図６は図１のＶＩ−ＶＩ方向断面図である。

図１〜図３において、１はターボ圧縮機本体を構成する鋳物一体ケーシングであり、２は圧縮機本体の駆動装置を構成するモータであり、該モータ２は鋳物一体ケーシング１に組み付けられたモータベッド３上に設置されている。前記モータ２はカップリング４ａを介して鋳物一体ケーシング１の増速装置５の大歯車４に接続されている。増速装置５の大歯車の外周には２つのピニオン軸６，７が噛合して備えられており、図４、図５に示すように、一方のピニオン軸６には第１段圧縮羽根８と第２段圧縮羽根９が取り付けられ、又、他方のピニオン軸７には第３段圧縮羽根１０が取り付けられている。

前記鋳物一体ケーシング１の下部内側には、図１、図２の左端に開口を有する第１段クーラ収容室１１ａと、第２段クーラ収容室１２ａと、第３段クーラ収容室１３ａが図３に示すように前後方向に並設された状態で一体に形成されており、各クーラ収容室１１ａ，１２ａ，１３ａ，には、図３〜図５に示すように、第１段クーラ１１（インタークーラ）と、第２段クーラ１２（インタークーラ）と、第３段クーラ１３（アフタークーラ）が図１、図２の左側方から開口を介して内奥へ挿入されており、前記クーラ収容室１１ａ，１２ａ，１３ａは前記各圧縮羽根８，９，１０を覆うように形成された圧縮部カバー８ａ，９ａ，１０ａに流体通路を介して接続されている。

即ち、フィルタＦから取り入れて第１段圧縮羽根８で圧縮した流体は、図３〜図６に示すように、流体通路１４により第１段クーラ収容室１１ａの挿入手前側に導かれて第１段クーラ１１により冷却された後、内奥端に備えた流体通路１５により第１段圧縮羽根８と同軸の第２段圧縮羽根９に導かれて圧縮され、ここで圧縮された流体は、流体通路１６により第２段クーラ収容室１２ａの奥側端に導かれて第２段クーラ１２により冷却された後、手前側に備えた流体通路１７により第３段圧縮羽根１０に導かれて圧縮され、ここで圧縮された流体は、流体通路１８により第３段クーラ収容室１３ａの手前側に導かれて第３段クーラ１３により冷却された後、第３段クーラ収容室１３ａの奥側端に設けた流体取出口１９から上部へ取出されるようになっている。又、前記第１段クーラ収容室１１ａにおける流体通路１５の開口の下部にはドレン取出口２０が設けられている。前記流体取出口１９には放風管２３が接続されており、放風管２３に備えた流量調整バルブ２３ａにより放風量を調節してサイレンサ２４から放風するようになっている。

上記した鋳物一体ケーシング１において、図１、図６に示すように、水平方向に並設された前記クーラ収容室１１ａ，１２ａ，１３ａの挿入方向奥側には、前記クーラ収容室１１ａ，１２ａ，１３ａの並設方向に沿うようにオイルタンク２１を一体に形成している。

前記収容室１１ａ，１２ａ，１３ａの並設方向端部、図６では、紙面の上下方向に並設されたクーラ収容室１１ａ，１２ａ，１３ａの最上部のクーラ収容室１１ａにおけるクーラ挿入方向奥側には延長部２２が形成してあり、この延長部２２の上側に開口している前記流体通路１５の流体取出口の下部にはドレン取出口２０を形成している。従って、前記オイルタンク２１は、前記延長部２２を避けて形成されることになるが、並設したクーラ収容室１１ａ，１２ａ，１３ａの奥側に沿って設けられるオイルタンク２１は十分な容積を備えることができる。

一方、図１、図３に示す鋳物一体ケーシング１の上部には、前記オイルタンク２１のオイルを吸引管２５を介して汲み上げる主オイルポンプ２６と、主オイルポンプ２６出口のオイルを一端から導入して冷却を行うオイルクーラ２７を備えており、該オイルクーラ２７で冷却されて他端から導出されるオイルは、オイルフィルタ２８を経た後給油管２９により前記大歯車軸４、増速装置５及びピニオン軸６，７等の潤滑部に供給されて潤滑を行うようにした潤滑装置を構成している。そして、潤滑に使用されたオイルは流下して前記オイルタンク２１に戻されるようになっている。

次に、上記実施例の作動を説明する。

上記本発明のターボ圧縮機では、鋳物一体ケーシング１に、第１段、第２段、第３段クーラ収容室１１ａ，１２ａ，１３ａの長手方向奥側に沿うようにオイルタンク２１を一体に形成したので、オイルタンク２１は十分な容量を確保することができる。

前記鋳物一体ケーシング１の上部に設けた主オイルポンプ２６が駆動されると、前記オイルタンク２１のオイルが吸引管２５により吸引されオイルクーラ２７に供給されて冷却される。オイルクーラ２７で冷却されたオイルは、オイルフィルタ２８を経た後、給油管２９を介して前記大歯車軸４、増速装置５及びピニオン軸６，７等の潤滑部に供給されて潤滑を行う。そして、潤滑に使用されたオイルは流下して前記オイルタンク２１に戻される。

上記したように、鋳物一体ケーシング１にオイルタンク２１を一体に形成したので、前記大歯車軸４、増速装置５及びピニオン軸６，７等を潤滑したオイルは流下してオイルタンク２１に戻ることができ、よって、オイルタンクが別置の場合のように潤滑した後のオイルをオイルタンクへ導くための配管等を省略することができる。

更に、主オイルポンプ２６及びオイルクーラ２７を鋳物一体ケーシング１上に配置したことにより、オイル循環のための配管の長さを短くできると共に装置の部品点数を減少してコンパクトなターボ圧縮機を達成できる。

又、第１段クーラ収容室１１ａを延長して、その延長部２２の上側に設けた流体通路１５の流体取出口の下部にドレン取出口２０を形成したことにより、第１段クーラ収容室１１ａ内の流体の流れに伴われてドレンが同方向に移動するのでドレンをドレン取出口２０から良好に流出させることができる。

尚、本発明のターボ圧縮機は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ 鋳物一体ケーシング
２ モータベッド
３ モータ
４ 大歯車軸
５ 増速装置
６，７ ピニオン軸
８ 第１段圧縮羽根
８ａ 圧縮部カバー
９ 第２段圧縮羽根
９ａ 圧縮部カバー
１０ 第３段圧縮羽根
１０ａ 圧縮部カバー
１１ 第１段クーラ
１１ａ 第１段クーラ収容室
１２ 第２段クーラ
１２ａ 第２段クーラ収容室
１３ 第３段クーラ
１３ａ 第３段クーラ収容室
１４ 流体通路
１５ 流体通路
１６ 流体通路
１７ 流体通路
１８ 流体通路
１９ 流体取出口
２０ ドレン取出口
２１ オイルタンク
２２ 延長部
２６ 主オイルポンプ
２７ オイルクーラ

Claims (3)

1. 大歯車軸により増速装置を介して回転される第１段、第２段、第３段圧縮羽根を有し、前記増速装置を収容する増速部カバーと、各圧縮羽根を収容する圧縮部カバーと、下部に並設されて側方から第１段、第２段、第３段クーラが挿入され且つ前記各圧縮部カバーに流体通路で連通した第１段、第２段、第３段クーラ収容室とが鋳物一体ケーシングによって形成されたターボ圧縮機であって、前記鋳物一体ケーシングに、並設された前記第１段、第２段、第３段クーラ収容室のクーラ挿入方向奥側に沿うようにオイルタンクを一体に形成したことを特徴とするターボ圧縮機。
2. 前記オイルタンクのオイルを汲み上げて冷却した後前記大歯車軸、増速装置及びピニオン軸に供給するための主オイルポンプとオイルクーラが前記鋳物一体ケーシング上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のターボ圧縮機。
3. 並設された前記第１段、第２段、第３段クーラ収容室における並設方向端部のクーラ収容室が前記オイルタンクを避けて延長されており、該クーラ収容室の延長部に、流体取出口とドレン取出口が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のターボ圧縮機。

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