JP2021124101A - 圧縮機の製造方法及び圧縮機 - Google Patents
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Abstract
Description
(圧縮機の構成)
図1に示すように、本実施形態の圧縮機1は、複数のインペラ112を備える一軸多段式の遠心圧縮機(多段遠心圧縮機)である。本実施形態の圧縮機1は、図1及び図2に示すように、ケーシング2と、バンドル10と、規制部材18とを備えている。
ケーシング2は、バンドル10を外周側から覆うように配置されている。ケーシング2は、後述するロータ11の軸線Oと同一に配置される中心軸を中心とする円筒状をなしている。ケーシング2の軸方向Daの一方側Da1(第一側)は、バンドル10が挿通可能な大きさで開口されている。ケーシング2の軸方向Daの他方側Da2(第二側)には、端板27が形成されている。端板27は、軸方向Daに直交するように広がる板状をなしている。端板27の中央部には、ロータ11が挿通可能であって、バンドル10が挿通不能な大きさの挿通孔27hが形成されている。筒状のケーシング2は、鉛直方向Dvの上方の上半ケーシング21と、鉛直方向Dvの下方の下半ケーシング22(図2参照)とを有している。
図1に示すように、バンドル10は、ケーシング2内に収容されている。本実施形態のバンドル10は、ロータ11と、軸受部12と、複数のダイアフラム13と、複数のヘッド14と、シール部15と、連通隙間シール部16と、を有している。バンドル10では、ロータ11、軸受部12、複数のダイアフラム13、複数のヘッド14、シール部15、及び連通隙間シール部16は一体をなして移動可能な状態とされている。
ロータ11は、軸線Oを中心として回転可能とされている。ロータ11は、軸線Oを中心として軸方向Daに延びているロータ軸111と、ロータ軸111とともに回転する複数のインペラ112と、を有している。
軸受部12は、軸線Oを中心としてロータ軸111を回転可能に支持している。軸受部12は、後述するヘッド14に固定されている。軸受部12は、ロータ軸111の両端にそれぞれ設けられた一対のジャーナル軸受121と、ロータ軸111の一端に設けられたスラスト軸受122と、を有している。
ダイアフラム13は、ロータ11を外周側から覆うように配置されている。ダイアフラム13は、軸線Oを中心として環状をなしている。環状のダイアフラム13は、ロータ11の軸線Oを基準に鉛直方向Dvの上方で半円環状をなす上半ダイアフラム131と、下方で半円環状をなす下半ダイアフラム132とを有している。上半ダイアフラム131と下半ダイアフラム132とはボルト等の着脱可能な固定手段によって固定されている。このダイアフラム13は、軸方向Daに積層されるように複数(本実施形態では四つ)並んでいる。複数のダイアフラム13は、軸方向Daに延びる筒状をなしている。複数のダイアフラム13が相互に固定されることで、インペラ112の流路に導入する流路が内部に画成されている。
ここで、具体的に、ダイアフラム13によって形成される流路について、軸方向Daの一方側Da1(第一側)である上流側から順に説明する。本実施形態では、ダイアフラム13は、プロセスガスが流通する上流側から順に、吸込口236、複数のケーシング流路235、及び吐出口237をケーシング2や後述するヘッド14とともに画成している。
一対のヘッド14は、円環状の部材であって、ケーシング2の両端の開口を閉塞可能な大きさで形成されている。ヘッド14に対し、ロータ軸111の両端部がそれぞれ挿通されている。本実施形態のヘッド14として、複数のダイアフラム13に対して軸方向Daの一方側Da1(第一側)に配置される吸込側ヘッド141と、複数のダイアフラム13に対して軸方向Daの他方側Da2(第二側)に配置される吐出側ヘッド142とを有している。
図1及び図3に示すように、シール部15は、ヘッド14の外周面とケーシング2の内周面との間をシールしている。シール部15は、吸込側ヘッド141に固定される第一シール部151と、吐出側ヘッド142に固定される第二シール部152とを有している。
第一シール部151は、吸込側ヘッド141の外周面とケーシング2の内周面との間をシールするOリングを有している。第一シール部151は、Oリングとして、第一Oリング1511と、第二Oリング1512と、を有している。第一Oリング1511は、環状をなしており、吸込側ヘッド141を全周にわたって囲っている。本実施形態において、第一Oリング1511は、軸方向Daに間隔をあけて複数(二本一対)配置されている。各第一Oリング1511は、吸込側ヘッド141の外周面に形成された第一ヘッドシール取付溝251に収容されている。第一ヘッドシール取付溝251は、軸方向Daに並んで二つ形成されている。第一ヘッドシール取付溝251は、吸込側ヘッド141の外周面において、軸方向Daの中央よりも一方側Da1(ヘッド14に対してダイアフラム13が配置されている側と反対側)に寄った位置に形成されている。第一ヘッドシール取付溝251に収容された第一Oリング1511は、吸込側ヘッド141の外周面から径方向Drの外側に突出し、ケーシング2の内周面に接触している。
第二シール部152は、吐出側ヘッド142の外周面とケーシング2の内周面との間をシールするOリングを有している。第二シール部152は、Oリングとして、第三Oリング1521を有している。第三Oリング1521は、環状をなしており、吐出側ヘッド142を全周にわたって囲っている。本実施形態において、第三Oリング1521は、軸方向Daに間隔をあけて複数(二本一対)配置されている。第三Oリング1521は、吐出側ヘッド142の外周面に形成された第三ヘッドシール取付溝253に収容されている。第三ヘッドシール取付溝253は、軸方向Daに並んで二つ形成されている。第三ヘッドシール取付溝253は、吐出側ヘッド142の外周面において、軸方向Daの中央よりも他方側Da2に寄った位置に形成されている。第三ヘッドシール取付溝253に収容された第三Oリング1521は、吐出側ヘッド142の外周面から径方向Drの外側に突出し、ケーシング2の内周面に接触している。
ケーシング2の内周面には、ケーシング2とバンドル10とを組み立てる際に、シール部15のOリングとの接触を一時的に回避するための逃がし溝が形成されている。逃がし溝は、下半ケーシング22にバンドル10を載せる際や、バンドル10上に上半ケーシング21を載せる際に、Oリングと下半ケーシング22や上半ケーシング21の内周面や分割面(上半ケーシング分割面211や下半ケーシング分割面221)と直接接触しないように、その内周面から窪んでいる。本実施形態のケーシング2の内周面には、逃がし溝として、第一逃がし溝261、第二逃がし溝262、及び第三逃がし溝263が形成されている。
ケーシング2内において、吸込側ヘッド141に対して軸方向Daの一方側Da1には、規制部材18が設けられている。規制部材18は、端板27と共に、ケーシング2に対するバンドル10の軸方向Daの位置を規制している。具体的には、規制部材18は、吸込側ヘッド141の軸方向Daの一方側Da1への移動を規制している。規制部材18は、第一規制部材430及び第二規制部材440を有している。第一規制部材430及び第二規制部材440は、ケーシング2に形成された第一逃がし溝261と、吸込側ヘッド141に形成されたヘッド規制収容溝420とに収容される。
次に、本実施形態に係る圧縮機の製造方法S1について説明する。本実施形態の圧縮機の製造方法S1は、図4に示すように、準備工程S10と、下半ケーシング設置工程S20と、バンドル配置工程S30と、上半ケーシング配置工程S40と、バンドルスライド工程S50と、バンドル位置規制工程S60と、を含んでいる。
準備工程S10では、圧縮機1を組み立てる上で必要な部品が準備される。第一実施形態の準備工程S10では、ケーシング準備工程S11と、バンドル準備工程S12とが同時に実施される。
下半ケーシング設置工程S20では、床面上の所定位置に、下半ケーシング22が設置される。
バンドル配置工程S30は、下半ケーシング設置工程S20後に実施される。バンドル配置工程S30は、ガイド準備工程S31と、バンドル吊り込み工程S32と、を備えている。
上半ケーシング配置工程S40は、バンドル配置工程S30後に実施される。上半ケーシング配置工程S40では、図8に示すように、下半ケーシング22にはめ込まれたバンドル10に対して鉛直方向Dvの上方から上半ケーシング21が配置される。上半ケーシング21のフランジにワイヤ504が固定される。クレーンを使用してワイヤ504を巻き上げることにより、上半ケーシング21は鉛直方向Dvの上方に一旦吊り上げられる。その後、上半ケーシング21は、バンドル10の上方に降下される。
バンドルスライド工程S50は、上半ケーシング配置工程S40後に実施される。バンドルスライド工程S50は、バンドル10を、軸方向Daの一方側Da1から他方側Da2に押圧する。バンドル10を押圧するには、例えば、ケーシング2の軸方向Daの一方側Da1の端部2aに装着したバンドルプーラー(図示無し)を用いることができる。バンドルプーラー(図示無し)により、バンドル10を軸方向Daの他方側Da2に押圧すると、第一Oリング1511、第二Oリング1512、及び第三Oリング1521が、第一逃がし溝261、第二逃がし溝262、及び第三逃がし溝263内から、図3に示すように、第一逃がし溝261、第二逃がし溝262、及び第三逃がし溝263外に移動する。これにより、第一Oリング1511、第二Oリング1512、及び第三Oリング1521が、下半ケーシング22及び上半ケーシング21の内周面に接触する。その結果、ヘッド14の外周面とケーシング2の内周面との間がシールされる。バンドル10は、吐出側ヘッド表面245が、端板27に突き当たるまで軸方向Daの他方側Da2に押される。吐出側ヘッド表面245と端板27とが接触することで、ケーシング2に形成された第一逃がし溝261が、バンドル10と軸方向Daにおいて重ならない位置となり、露出した状態となる。
バンドル位置規制工程S60は、バンドルスライド工程S50後に実施される。バンドル位置規制工程S60では、第一逃がし溝261内に、環状の規制部材18が嵌め込まれる。具体的には、第一規制部材430は、第一収容部431が第一逃がし溝261に挿入された状態で、軸方向Daの他方側Da2に移動され、第二収容部432がヘッド規制収容溝420に挿入される。その後、第一規制部材430に対して軸方向Daの一方側Da1で、第二規制部材440が第一逃がし溝261に圧入される。これにより、第一規制部材430及び第二規制部材440により、バンドル10の軸方向Daの一方側Da1へ移動が既成される。このようにして、圧縮機1の組立が完了する。
上述したような圧縮機の製造方法S1及び圧縮機1によれば、バンドル10を下半ケーシング22内に設置する際には、第一Oリング1511、第二Oリング1512、及び第三Oリング1521の軸方向Daにおける位置と、第一下半逃がし溝2612、第二下半逃がし溝2622、及び第三下半逃がし溝2632の軸方向Daにおける位置とが一致される。これにより、第一Oリング1511、第二Oリング1512、及び第三Oリング1521は、下半ケーシング22に接触することが無い。そのため、バンドル10を下半ケーシング22に収容する際に、第一Oリング1511、第二Oリング1512、及び第三Oリング1521が、下半ケーシング分割面221や下半ケーシング22の内周面と接触して損傷してしまうことが抑えられる。
実施形態に記載の圧縮機1の製造方法S1、圧縮機1は、例えば以下のように把握される。
2…ケーシング
2a…端部
10…バンドル
11…ロータ
12…軸受部
13…ダイアフラム
14…ヘッド
15…シール部
16…連通隙間シール部
18…規制部材
21…上半ケーシング
22…下半ケーシング
23…吸込ポート
24…吐出ポート
27…端板
27h…挿通孔
30…車室ボルト(ガイド棒取付部)
31…ナット
111…ロータ軸
112…インペラ
121…ジャーナル軸受
122…スラスト軸受
123…軸受カバー
131…上半ダイアフラム
132…下半ダイアフラム
135…入口壁
136…最終段ダイアフラム
141…吸込側ヘッド
142…吐出側ヘッド
145…出口壁部
146…吐出側ヘッド本体
151…第一シール部
152…第二シール部
170…ボルト部材
171…ボルト部材
211…上半ケーシング分割面
212…フランジ
215…位置決め孔
221…下半ケーシング分割面
222…フランジ
231…溶接部
235…ケーシング流路
236…吸込口
237…吐出口
241…吸込側ヘッド外装面
245…吐出側ヘッド表面
251…第一ヘッドシール取付溝
252…第二ヘッドシール取付溝
253…第三ヘッドシール取付溝
261…第一逃がし溝(逃がし溝)
262…第二逃がし溝(逃がし溝)
263…第三逃がし溝(逃がし溝)
411…規制収容凹部底面
412…規制収容凹部第一面
413…規制収容凹部第二面
420…ヘッド規制収容溝
421…規制収容溝第一面
422…規制収容溝第二面
430…第一規制部材
431…第一収容部
432…第二収容部
440…第二規制部材
501…アイボルト
502…ガイド棒
503…ガイド部材
503h…挿入孔
504…ワイヤ
505…ガイド部材取付部
506…取付ボルト
601…反力受け部材
602…固定ボルト
603…基部
604…受け部
605…反力受け部材取付部
607…ジャッキ
1511…第一Oリング(Oリング)
1512…第二Oリング(Oリング)
1521…第三Oリング(Oリング)
2611…第一上半逃がし溝(上半逃がし溝)
2612…第一下半逃がし溝(下半逃がし溝)
2621…第二上半逃がし溝(上半逃がし溝)
2622…第二下半逃がし溝(下半逃がし溝)
2631…第三上半逃がし溝(上半逃がし溝)
2632…第三下半逃がし溝(下半逃がし溝)
Da…軸方向
Da1…一方側(第一側)
Da2…他方側(第二側)
Dc…周方向
Dh…水平方向
Dr…径方向
Dv…鉛直方向
L…断面
O…軸線
S1…圧縮機の製造方法
S10…準備工程
S11…ケーシング準備工程
S12…バンドル準備工程
S20…下半ケーシング設置工程
S30…バンドル配置工程
S31…ガイド準備工程
S32…バンドル吊り込み工程
S40…上半ケーシング配置工程
S50…バンドルスライド工程
S60…バンドル位置規制工程
W1〜W6…幅寸法
Claims (6)
- 内周面から凹んで周方向に延びる下半逃がし溝を有する下半ケーシング、及び、内周面から凹んで前記周方向に延びる上半逃がし溝を有する上半ケーシングを有し、端部が開口して軸線を中心とする筒状をなすケーシングを準備する工程と、
円柱状をなし、インペラ及び複数のダイアフラムを有して前記ケーシング内に配置可能とされ、外周面にOリングが配置されたバンドルを準備する工程と、
前記下半ケーシングを設置する工程と、
前記軸線の延びる軸方向における前記Oリングの位置が前記軸方向における前記下半逃がし溝の位置と一致するように、前記下半ケーシングの上方から前記バンドルを前記下半ケーシング内に設置する工程と、
前記軸方向における前記上半逃がし溝の位置と前記軸方向における前記Oリングの位置とが一致するように、前記バンドルの上方から前記上半ケーシングを前記下半ケーシング上に設置する工程と、
前記バンドルを前記軸方向の第一側から第二側に押圧することで、前記Oリングを前記下半逃がし溝及び前記上半逃がし溝から外れた位置に移動させ、前記Oリングを前記下半ケーシングの内周面及び前記上半ケーシングの内周面に接触させる工程と、を含む圧縮機の製造方法。 - 前記Oリングを前記下半ケーシングの内周面及び前記上半ケーシングの内周面に接触させた後、前記下半逃がし溝及び前記上半逃がし溝内に、前記軸方向における前記バンドルの端面に接触可能な規制部材を前記軸方向に移動不能な状態で嵌め込み、前記軸方向の第一側への前記バンドルの移動を規制する工程をさらに含む請求項1に記載の圧縮機の製造方法。
- 前記下半ケーシングに、前記下半ケーシングから鉛直方向の上方に向かって突出するガイド棒を取り付け、前記バンドルに、前記ガイド棒が挿入可能な挿入孔を有するガイド部材を取り付ける工程をさらに含み、
前記バンドルを前記下半ケーシング内に設置する際に、前記バンドルに取り付けられた前記ガイド部材の前記挿入孔に、前記ガイド棒を挿入することで、前記軸方向における前記Oリングの位置を、前記軸方向における前記下半逃がし溝の位置と一致させる請求項1又は2に記載の圧縮機の製造方法。 - 前記上半ケーシングを前記下半ケーシングの上方から前記下半ケーシング上に設置する際に、前記下半ケーシングから前記鉛直方向の上方に向かって突出する前記ガイド棒を、前記上半ケーシングに形成された位置決め孔に挿入することで、前記軸方向における前記上半逃がし溝の位置と前記軸方向における前記Oリングの位置とを一致させる請求項3に記載の圧縮機の製造方法。
- 前記バンドルの外面から突出するように、ジャッキの反力を受ける反力受け部材を、前記下半ケーシングに対して鉛直方向に間隔をあけた位置で前記バンドルに取り付ける工程と、
前記ジャッキによって、前記反力受け部材を前記鉛直方向の上方に押し上げる工程とをさらに含む請求項1から4の何れか一項に記載の圧縮機の製造方法。 - 内周面から凹んで周方向に延びる下半逃がし溝を有する下半ケーシング、及び、内周面から凹んで前記周方向に延びる上半逃がし溝を有する上半ケーシングを有し、端部が開口して軸線を中心とする筒状をなすケーシングと、
前記ケーシング内に配置されて円柱状をなし、インペラ及び複数のダイアフラムを有するとともに、外周面にOリングが配置されたバンドルと、を備え、
前記Oリングは、前記下半ケーシングの内周面及び前記上半ケーシングの内周面に接触し、
前記下半逃がし溝及び前記上半逃がし溝は、前記Oリングに対し、前記軸線の延びる軸方向の第一側にずれた位置に形成されている圧縮機。
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