JP2023082432A - ギアド圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】出力を向上させつつ、占有スペースの増大を抑制することができるギアド圧縮機を提供する。【解決手段】モータの回転によって回転される駆動歯車と、駆動歯車に噛み合う中間歯車と、中間歯車に対して離れた位置で、駆動歯車に噛み合う第一駆動側ピニオンと、駆動歯車に対して離れた位置で中間歯車に噛み合う第一中間側ピニオンと、駆動歯車及び第一中間側ピニオンに対して離れた位置で中間歯車と噛み合う第二中間側ピニオンと、第一駆動側ピニオンに接続され、第一駆動側ピニオンの回転によって外部から供給される作動流体を圧縮する第一圧縮部と、第一中間側ピニオンに接続され、第一中間側ピニオンの回転によって外部から供給される作動流体を圧縮する第二圧縮部と、第二中間側ピニオンに接続され、第一圧縮部及び第二圧縮部の少なくとも一方によって圧縮された作動流体をさらに圧縮する一軸多段圧縮機と、を備えるギアド圧縮機。【選択図】図１

Description

本開示は、ギアド圧縮機に関する。

例えば特許文献１には、蒸気タービンによって駆動される駆動小歯車（駆動歯車）と、駆動小歯車及びターボ機械ロータ（圧縮部）に噛み合う中間歯車としての大歯車と、駆動歯車に噛み合った状態で主圧縮機に接続される従動小歯車とを備える伝動機（ギアド圧縮機）が開示されている。

特許第４９９１７８９号公報

ところで、ギアド圧縮機の出力を向上させるために圧縮部の数を増加させることがある。しかしながら、圧縮部を回転させるための歯車の設置の制約上、この歯車と駆動歯車又は既存の中間歯車との間に新たな中間歯車を設けなくてはならない場合がある。このため、ギアド圧縮機の出力向上に伴って、ギアド圧縮機が占有するスペースが増大してしまう場合がある。

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、出力を向上させつつ、占有スペースの増大を抑制することができるギアド圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示に係るギアド圧縮機は、モータの回転によって回転される駆動歯車と、前記駆動歯車に噛み合う中間歯車と、前記中間歯車に対して離れた位置で、前記駆動歯車に噛み合う第一駆動側ピニオンと、前記駆動歯車に対して離れた位置で、前記中間歯車に噛み合う第一中間側ピニオンと、前記駆動歯車及び前記第一中間側ピニオンに対して離れた位置で、前記中間歯車と噛み合う第二中間側ピニオンと、前記第一駆動側ピニオンに接続され、前記第一駆動側ピニオンの回転によって外部から供給される作動流体を圧縮する第一圧縮部と、前記第一中間側ピニオンに接続され、前記第一中間側ピニオンの回転によって外部から供給される作動流体を圧縮する第二圧縮部と、前記第二中間側ピニオンに接続され、前記第一圧縮部及び前記第二圧縮部の少なくとも一方によって圧縮された前記作動流体をさらに圧縮する一軸多段圧縮機と、を備える。

本開示によれば、出力を向上させつつ、占有スペースの増大を抑制することができるギアド圧縮機を提供することができる。

本開示の実施形態に係るギアド圧縮機の概略構成を示す模式図である。 図１におけるＩＩ－ＩＩ線方向の部分断面図である。

以下、本開示の実施形態に係るギアド圧縮機を図面に基づき説明する。

（ギアド圧縮機）
ギアド圧縮機は、例えば、化学プラント等で発生する作動流体としてのプロセスガスを圧縮し、昇圧されたプロセスガスを化学プラント内に設けられている反応用装置に供給する。

図１及び図２に示すように、ギアド圧縮機１００は、複数のインペラを有する圧縮部３を駆動する多軸多段の構成となっている。ギアド圧縮機１００は、モータ１と、圧縮部駆動機構２と、圧縮部３と、一軸多段圧縮機４と、軸継手５と、を備えている。

（モータ）
モータ１は、ギアド圧縮機１００を駆動するための動力を発生する駆動源である。モータ１は、出力軸１０と、出力軸１０を回転させるモータ本体１１と、を有している。出力軸１０は、水平方向に延びる出力軸線Ｏ１を中心に延び、この出力軸線Ｏ１回りに回転可能な円柱状の駆動軸である。

モータ本体１１は、地面や架台、台板等の基礎Ｂ上に載置された状態で固定される。モータ本体１１は、例えば、固定子としてのモータステータ（図示省略）と、出力軸１０と一体に固定される回転子としてのモータロータ（図示省略）と、を有している。

モータステータは、例えば外部の電力系統と電気的に接続されている。このモータステータが有するコイルに電流が流れることによって、モータロータを、出力軸１０の周方向に回転させる電磁力が発生する。つまり、モータ本体１１のモータステータに外部から電力が入力されると、出力軸１０が回転する。

（圧縮部駆動機構）
圧縮部駆動機構２は、モータ１で発生する動力（トルク）が伝達されることにより、外部から供給される作動流体Ｇを圧縮する装置を回転させる。圧縮部駆動機構２は、ギアケース２０と、駆動歯車２１と、第一駆動側ピニオン２２と、第二駆動側ピニオン２３と、中間歯車２４と、第一中間側ピニオン２５と、第二中間側ピニオン２６と、軸受２７と、を有している。

（ギアケース）
ギアケース２０は、内部に複数の歯車を収容するためのケーシングである。

（駆動歯車）
駆動歯車２１は、ギアケース２０に収容され、モータ１の回転によって回転される歯車である。駆動歯車２１は、駆動支軸２１０と、駆動歯車本体２１１と、を有している。駆動支軸２１０は、水平方向に延びる駆動軸線Ｏ２を中心に延びる円柱形状を成している。

本実施形態における駆動支軸２１０は、可撓性を有するカップリングＣを介してモータ１の出力軸１０に一体に接続されている。したがって、駆動支軸２１０は、出力軸１０の回転に伴って回転される。

ここで、出力軸１０における出力軸線Ｏ１と、駆動支軸２１０における駆動軸線Ｏ２とは、同一直線上にある。出力軸１０と駆動支軸２１０とは、軸線Ｏを中心線として共有している。軸線Ｏは、出力軸線Ｏ１と駆動軸線Ｏ２とによって構成されている。

本実施形態では、この軸線Ｏが延びる方向（図２における上下方向）を単に「軸線方向Ｄａ」と称する。また、軸線方向Ｄａの両側のうち、一方側（図２における上側）を単に「一方側Ｄａｂ」と称し、その反対の側（図２における下側）を単に「他方側Ｄａｆ」と称する。

駆動歯車本体２１１は、駆動支軸２１０に外周側から固定され、この駆動支軸２１０を中心に広がるはすば歯車である。駆動歯車本体２１１は、軸線Ｏに対して垂直な方向に広がっている。駆動支軸２１０は、駆動歯車本体２１１から一方側Ｄａｂ及び他方側Ｄａｆに突出している。

以下、説明の便宜上、軸線Ｏに対して垂直な方向（駆動歯車本体２１１が広がる方向）に広がり、かつ駆動歯車２１を軸線方向Ｄａで二等分する仮想面Ｘが広がる方向「面内方向Ｐｉ」と称する。この際、軸線方向Ｄａは、仮想面Ｘに対する「面外方向Ｐｏ」に相当する。

（第一駆動側ピニオン）
第一駆動側ピニオン２２は、ギアケース２０に収容され、駆動歯車２１の回転に伴って回転する歯車である。第一駆動側ピニオン２２は、第一駆動側ピニオン支軸２２０と、第一駆動側ピニオン本体２２１と、第一スラスト軸受２２２と、を有している。第一駆動側ピニオン支軸２２０は、軸線Ｏに対して平行な第一軸線Ａ１を中心に延びる円柱状を成している。

第一駆動側ピニオン本体２２１は、第一駆動側ピニオン支軸２２０に外周側から固定され、この第一駆動側ピニオン支軸２２０を中心に広がるはすば歯車である。第一駆動側ピニオン本体２２１は、第一軸線Ａ１に対して垂直な方向に広がっている。第一駆動側ピニオン支軸２２０は、第一駆動側ピニオン本体２２１から一方側Ｄａｂ及び他方側Ｄａｆに突出している。

第一駆動側ピニオン本体２２１は、面内方向Ｐｉで駆動歯車本体２１１に隣接した状態で駆動歯車本体２１１に噛み合っている。本実施形態における第一駆動側ピニオン本体２２１は、駆動歯車本体２１１における駆動歯車上半部２１１ａにのみ噛み合っている。

本実施形態における第一駆動側ピニオン本体２２１の外径は、駆動歯車本体２１１の外径よりも小さい。したがって、第一駆動側ピニオン本体２２１の歯数は、駆動歯車本体２１１の歯数よりも少ない。

本実施形態における駆動歯車本体２１１における駆動歯車上半部２１１ａとは、軸線方向Ｄａから駆動歯車本体２１１を見た際に、軸線Ｏよりも鉛直方向（図１における上下方向）における上方側の領域の駆動歯車本体２１１を意味する。

また、駆動歯車本体２１１における駆動歯車下半部２１１ｂとは、軸線方向Ｄａから駆動歯車本体２１１を見た際に、軸線Ｏよりも鉛直方向における下方側の領域の駆動歯車本体２１１を意味する。

また、本実施形態における歯車の「外径」には、例えば、各歯車における中心軸線からの距離（寸法）として測ることができる歯底円直径、歯先円直径、又はピッチ円直径等が採用される。

第一スラスト軸受２２２は、第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン支軸２２０を外周側から囲うように固定されている一対のスラスト軸受である。第一スラスト軸受２２２は、第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン本体２２１よりも一方側Ｄａｂ及び他方側Ｄａｆにそれぞれ配置されている。

第一スラスト軸受２２２は、第一駆動側ピニオン本体２２１よりも大径に形成されている。第一スラスト軸受２２２は、例えば、第一駆動側ピニオン支軸２２０と一体にこの第一駆動側ピニオン支軸２２０から外周側に向かって円盤状に広がるスラストカラー（図示省略）に軸線方向Ｄａから摺接する。これによって、第一駆動側ピニオン本体２２１は、軸線方向Ｄａへ変位することを規制されている。

（第二駆動側ピニオン）
第二駆動側ピニオン２３は、ギアケース２０に収容され、駆動歯車２１の回転に伴って回転する歯車である。第二駆動側ピニオン２３は、第二駆動側ピニオン支軸２３０と、第二駆動側ピニオン本体２３１と、第二スラスト軸受２３２と、を有している。第二駆動側ピニオン支軸２３０は、軸線Ｏに対して平行な第二軸線Ａ２を中心に延びる円柱状を成している。

第二駆動側ピニオン本体２３１は、第二駆動側ピニオン支軸２３０を中心に広がるはすば歯車である。第二駆動側ピニオン本体２３１は、第二軸線Ａ２に対して垂直な方向に広がっている。第二駆動側ピニオン支軸２３０は、第二駆動側ピニオン本体２３１から一方側Ｄａｂ及び他方側Ｄａｆに突出している。

第二駆動側ピニオン本体２３１は、第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン本体２２１に対して面内方向Ｐｉで離れた位置で駆動歯車本体２１１に噛み合っている。第二駆動側ピニオン本体２３１は、面内方向Ｐｉで駆動歯車本体２１１に隣接している。本実施形態における第二駆動側ピニオン本体２３１は、駆動歯車本体２１１における駆動歯車上半部２１１ａと駆動歯車下半部２１１ｂとが切り替わる部分にのみ噛み合っている。

本実施形態における第二駆動側ピニオン本体２３１の外径は、第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン本体２２１の外径と同一である。したがって、第二駆動側ピニオン本体２３１の歯数は、第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン本体２２１の歯数と同一である。

第二スラスト軸受２３２は、第二駆動側ピニオン２３の第二駆動側ピニオン支軸２３０を外周側から囲うように固定されている一対のスラスト軸受である。第二スラスト軸受２３２は、第二駆動側ピニオン２３の第二駆動側ピニオン本体２３１よりも一方側Ｄａｂ及び他方側Ｄａｆにそれぞれ配置されている。

第二スラスト軸受２３２は、第二駆動側ピニオン本体２３１よりも大径に形成されている。第二スラスト軸受２３２は、例えば、第二駆動側ピニオン支軸２３０と一体にこの第二駆動側ピニオン支軸２３０から外周側に向かって円盤状に広がるスラストカラー（図示省略）に軸線方向Ｄａから摺接する。これによって、第二駆動側ピニオン本体２３１は、軸線方向Ｄａへ変位することを規制されている。

（中間歯車）
中間歯車２４は、ギアケース２０に収容され、駆動歯車２１の回転に伴って回転する歯車である。中間歯車２４は、中間支軸２４０と、中間歯車本体２４１と、を有している。中間支軸２４０は、軸線Ｏに対して平行な中間軸線Ｏ３を中心に延びる円柱状を成している。

中間歯車本体２４１は、中間支軸２４０に外周側から固定され、この中間支軸２４０を中心に広がるはすば歯車である。中間歯車本体２４１は、中間軸線Ｏ３に対して垂直な方向に広がっている。中間支軸２４０は、中間歯車本体２４１から一方側Ｄａｂ及び他方側Ｄａｆに突出している。

中間歯車本体２４１は、第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン本体２２１、及び第二駆動側ピニオン２３の第二駆動側ピニオン本体２３１に対して面内方向Ｐｉで離れた位置で駆動歯車本体２１１に噛み合い、面内方向Ｐｉで駆動歯車本体２１１に隣接している。

図１に示すように、本実施形態における中間歯車本体２４１は、駆動歯車本体２１１における駆動歯車上半部２１１ａに噛み合っている。したがって、中間軸線Ｏ３は、軸線Ｏよりも鉛直方向における上方側に位置している。

（第一中間側ピニオン）
第一中間側ピニオン２５は、ギアケース２０に収容され、中間歯車２４の回転に伴って回転する歯車である。第一中間側ピニオン２５は、第一中間側ピニオン支軸２５０と、第一中間側ピニオン本体２５１と、第三スラスト軸受２５２と、を有している。第一中間側ピニオン支軸２５０は、軸線Ｏに対して平行な第三軸線Ａ３を中心に延びる円柱状を成している。

第一中間側ピニオン本体２５１は、第一中間側ピニオン支軸２５０に外周側から固定され、この第一中間側ピニオン支軸２５０を中心に広がるはすば歯車である。第一中間側ピニオン本体２５１は、第三軸線Ａ３に対して垂直な方向に広がっている。第一中間側ピニオン支軸２５０は、第一中間側ピニオン本体２５１から一方側Ｄａｂ及び他方側Ｄａｆに突出している。

第一中間側ピニオン本体２５１は、面内方向Ｐｉで中間歯車本体２４１に隣接した状態で中間歯車本体２４１に噛み合っている。本実施形態における第一中間側ピニオン本体２５１は、中間歯車本体２４１における中間歯車上半部２４１ａにのみ噛み合っている。

本実施形態における中間歯車本体２４１における中間歯車上半部２４１ａとは、軸線方向Ｄａから中間歯車本体２４１を見た際に、中間軸線Ｏ３よりも鉛直方向における上方側の領域の中間歯車本体２４１を意味する。

また、中間歯車本体２４１における中間歯車下半部２４１ｂとは、軸線方向Ｄａから中間歯車本体２４１を見た際に、中間軸線Ｏ３よりも鉛直方向における下方側の領域の中間歯車本体２４１を意味する。

本実施形態における第一中間側ピニオン本体２５１の外径は、第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン本体２２１の外径と同一である。したがって、第一中間側ピニオン本体２５１の歯数は、第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン本体２２１の歯数と同一である。

第三スラスト軸受２５２は、第一中間側ピニオン２５の第一中間側ピニオン支軸２５０を外周側から囲うように固定されている一対のスラスト軸受である。第三スラスト軸受２５２は、第一中間側ピニオン２５の第一中間側ピニオン本体２５１よりも一方側Ｄａｂ及び他方側Ｄａｆに配置されている。

第三スラスト軸受２５２は、第一中間側ピニオン本体２５１よりも大径に形成されている。第三スラスト軸受２５２は、例えば、第一中間側ピニオン支軸２５０と一体にこの第一中間側ピニオン支軸２５０から外周側に向かって円盤状に広がるスラストカラー（図示省略）に軸線方向Ｄａから摺接する。これによって、第一中間側ピニオン本体２５１は、軸線方向Ｄａへ変位することを規制されている。

（第二中間側ピニオン）
第二中間側ピニオン２６は、ギアケース２０に収容され、駆動歯車２１の回転に伴って回転する歯車である。第二中間側ピニオン２６は、第二中間側ピニオン支軸２６０と、第二中間側ピニオン本体２６１と、第四スラスト軸受２６２と、を有している。第二中間側ピニオン支軸２６０は、軸線Ｏに対して平行な第四軸線Ａ４を中心に延びる円柱状を成している。

第二中間側ピニオン本体２６１は、第二中間側ピニオン支軸２６０に外周側から固定され、この第二中間側ピニオン支軸２６０を中心に広がるはすば歯車である第二中間側ピニオン本体２６１は、第四軸線Ａ４に対して垂直な方向に広がっている。第二中間側ピニオン支軸２６０は、第二中間側ピニオン本体２６１から一方側Ｄａｂ及び他方側Ｄａｆに突出している。

第二中間側ピニオン本体２６１は、第一中間側ピニオン２５の第一中間側ピニオン本体２５１に対して面内方向Ｐｉで離れた位置で中間歯車本体２４１に噛み合っている。第二中間側ピニオン本体２６１は、面内方向Ｐｉで中間歯車本体２４１に隣接している。

本実施形態における第二中間側ピニオン本体２６１は、中間歯車本体２４１における中間歯車下半部２４１ｂにのみ噛み合っている。具体的には、第二中間側ピニオン本体２６１は、中間歯車本体２４１の直下に配置されている。

本実施形態における第二中間側ピニオン本体２６１の外径は、第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン本体２２１の外径と同一である。したがって、第二中間側ピニオン本体２６１の歯数は、第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン本体２２１の歯数と同一である。

第四スラスト軸受２６２は、第二中間側ピニオン２６の第二中間側ピニオン支軸２６０を外周側から囲うように固定されている一対のスラスト軸受である。第四スラスト軸受２６２は、第二中間側ピニオン２６の第二中間側ピニオン本体２６１よりも一方側Ｄａｂ及び他方側Ｄａｆに配置されている。

第四スラスト軸受２６２は、第二中間側ピニオン本体２６１よりも大径に形成されている。第四スラスト軸受２６２は、例えば、第二中間側ピニオン支軸２６０と一体にこの第二中間側ピニオン支軸２６０から外周側に向かって円盤状に広がるスラストカラー（図示省略）に軸線方向Ｄａから摺接する。これによって、第二中間側ピニオン本体２６１は、軸線方向Ｄａへ変位することを規制されている。

（圧縮部）
圧縮部３は、第一駆動側ピニオン２２、第二駆動側ピニオン２３、及び第一中間側ピニオン２５のそれぞれの回転によって回転されることで、外部から供給される作動流体Ｇを圧縮する。圧縮部３は、第一圧縮部３１と、第二圧縮部３２と、第三圧縮部３３と、第四圧縮部３４と、第五圧縮部３５と、第六圧縮部３６とによって構成されている。

（第一圧縮部）
第一圧縮部３１は、第一駆動側ピニオン２２に接続され、第一駆動側ピニオン２２の回転によって回転されることで作動流体Ｇを圧縮する。第一圧縮部３１は、第一ロータ３１０と、第一圧縮部ケーシング３１１と、を有している。第一ロータ３１０は、第一回転軸３１０ａと、第一インペラ３１０ｂと、を有している。

第一回転軸３１０ａは、第一軸線Ａ１を中心に延び、この第一軸線Ａ１回りに回転可能な円柱状を成す部材である。第一回転軸３１０ａは、第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン支軸２２０に一方側Ｄａｂから一体に接続されており、ギアケース２０から一方側Ｄａｂに突出している。

第一インペラ３１０ｂは、第一回転軸３１０ａにおけるギアケース２０から一方側Ｄａｂに突出した部分を外周側から覆うように固定されている。第一インペラ３１０ｂは、第一回転軸３１０ａに固定された際に、この第一回転軸３１０ａの周方向に配列される複数のブレードを有している。

第一圧縮部ケーシング３１１は、第一インペラ３１０ｂを外周側から覆い、この第一インペラ３１０ｂとともに第一圧縮通路を内側に形成する。本実施形態における第一圧縮部ケーシング３１１は、ギアケース２０に一体に形成されている。

第一圧縮部ケーシング３１１は、作動流体Ｇを外部から第一圧縮通路へ導入するための第一ガス導入口３１１ａと、圧縮した作動流体Ｇを第一圧縮通路から外部へ吐出するための第一ガス吐出口３１１ｂとを有している。第一ガス導入口３１１ａ及び第一ガス吐出口３１１ｂには作動流体Ｇが流通する配管（図示省略）が接続されている。

本実施形態では、第一圧縮部３１におけるこれら第一ロータ３１０と第一圧縮部ケーシング３１１とによって、一段の圧縮機構が構成されている。第一圧縮部３１は、単一の第一インペラ３１０ｂを有している。

（第二圧縮部）
第二圧縮部３２は、第一中間側ピニオン２５に接続され、第一中間側ピニオン２５の回転によって回転されることで作動流体Ｇを圧縮する。第二圧縮部３２は、第二ロータ３２０と、第二圧縮部ケーシング３２１と、を有している。第二ロータ３２０は、第二回転軸３２０ａと、第二インペラ３２０ｂと、を有している。

第二回転軸３２０ａは、第三軸線Ａ３を中心に延び、この第三軸線Ａ３回りに回転可能な円柱状を成す部材である。第二回転軸３２０ａは、第一中間側ピニオン２５の第一中間側ピニオン支軸２５０に一方側Ｄａｂから一体に接続されており、ギアケース２０から一方側Ｄａｂに突出している。

第二インペラ３２０ｂは、第二回転軸３２０ａにおけるギアケース２０から一方側Ｄａｂに突出した部分を外周側から覆うように固定されている。第二インペラ３２０ｂは、第二回転軸３２０ａに固定された際に、この第二回転軸３２０ａの周方向に配列される複数のブレードを有している。

第二圧縮部ケーシング３２１は、第二インペラ３２０ｂを覆い、この第二インペラ３２０ｂとともに第二圧縮通路を内側に形成する。本実施形態における第二圧縮部ケーシング３２１は、ギアケース２０に一体に形成されている。

第二圧縮部ケーシング３２１は、作動流体Ｇを外部から第二圧縮通路へ導入するための第二ガス導入口３２１ａと、圧縮した作動流体Ｇを第二圧縮通路から外部へ吐出するための第二ガス吐出口３２１ｂとを有している。第二ガス導入口３２１ａ及び第二ガス吐出口３２１ｂには作動流体Ｇが流通する配管が接続されている。

本実施形態では、第二圧縮部３２におけるこれら第二ロータ３２０と第二圧縮部ケーシング３２１とによって、一段の圧縮機構が構成されている。第二圧縮部３２は、単一の第二インペラ３２０ｂを有している。

第二圧縮部３２は、第一圧縮部３１よりも前段で外部から供給される作動流体Ｇを圧縮する。したがって、第二圧縮部３２における第二圧縮通路で圧縮された作動流体Ｇが、配管を通じて第一圧縮部３１における第一圧縮通路に導入されてさらに圧縮される。

第二圧縮部３２における第二ロータ３２０の第二インペラ３２０ｂの外径は、第一圧縮部３１における第一ロータ３１０の第一インペラ３１０ｂの外径よりも大きい。即ち、第一インペラ３１０ｂの各ブレードは、第二インペラ３２０ｂの各ブレードよりも大きく形成されている。

（第三圧縮部）
第三圧縮部３３は、第二駆動側ピニオン２３に接続され、第二駆動側ピニオン２３の回転によって回転されることで作動流体Ｇを圧縮する。第三圧縮部３３は、第三ロータ３３０と、第三圧縮部ケーシング３３１と、を有している。第三ロータ３３０は、第三回転軸３３０ａと、第三インペラ３３０ｂと、を有している。

第三回転軸３３０ａは、第二軸線Ａ２を中心に延び、この第二軸線Ａ２回りに回転可能な円柱状を成す部材である。第三回転軸３３０ａは、第二駆動側ピニオン２３の第二駆動側ピニオン支軸２３０に一方側Ｄａｂから一体に接続されており、ギアケース２０から一方側Ｄａｂに突出している。

第三インペラ３３０ｂは、第三回転軸３３０ａにおけるギアケース２０から一方側Ｄａｂに突出した部分を外周側から覆うように固定されている。第三インペラ３３０ｂは、第三回転軸３３０ａに固定された際に、この第三回転軸３３０ａの周方向に配列される複数のブレードを有している。

第三圧縮部ケーシング３３１は、第三インペラ３３０ｂを覆い、この第三インペラ３３０ｂとともに第三圧縮通路を内側に形成する。本実施形態における第三圧縮部ケーシング３３１は、ギアケース２０に一体に形成されている。

第三圧縮部ケーシング３３１は、作動流体Ｇを外部から第三圧縮通路へ導入するための第三ガス導入口３３１ａと、圧縮した作動流体Ｇを第三圧縮通路から外部へ吐出するための第三ガス吐出口３３１ｂとを有している。第三ガス導入口３３１ａ及び第三ガス吐出口３３１ｂには作動流体Ｇが流通する配管が接続されている。

本実施形態では、第三圧縮部３３におけるこれら第三ロータ３３０と第三圧縮部ケーシング３３１とによって、一段の圧縮機構が構成されている。第三圧縮部３３は、単一の第三インペラ３３０ｂを有している。

第三圧縮部３３は、第一圧縮部３１よりも後段で作動流体Ｇを圧縮する。したがって、第一圧縮部３１における第一圧縮通路で圧縮された作動流体Ｇが、配管を通じて第三圧縮部３３における第三圧縮通路に導入されてさらに圧縮される。

第三圧縮部３３における第三ロータ３３０の第三インペラ３３０ｂの外径は、第一圧縮部３１における第一ロータ３１０の第一インペラ３１０ｂの外径よりも小さい。即ち、第三インペラ３３０ｂの各ブレードは、第一インペラ３１０ｂの各ブレードよりも小さく形成されている。

（第四圧縮部）
第四圧縮部３４は、第一中間側ピニオン２５に接続され、第一中間側ピニオン２５の回転によって回転されることで作動流体Ｇを圧縮する。第四圧縮部３４は、第四ロータ３４０と、第四圧縮部ケーシング３４１と、を有している。第四ロータ３４０は、第四回転軸３４０ａと、第四インペラ３４０ｂと、を有している。

第四回転軸３４０ａは、第三軸線Ａ３を中心に延び、この第三軸線Ａ３回りに回転可能な円柱状を成す部材である。第四回転軸３４０ａは、第一中間側ピニオン２５の第一中間側ピニオン支軸２５０に他方側Ｄａｆから一体に接続されており、ギアケース２０から他方側Ｄａｆに突出している。

第四インペラ３４０ｂは、第四回転軸３４０ａにおけるギアケース２０から他方側Ｄａｆに突出した部分を外周側から覆うように固定されている。第四インペラ３４０ｂは、第四回転軸３４０ａに固定された際に、この第四回転軸３４０ａの周方向に配列される複数のブレードを有している。

第四圧縮部ケーシング３４１は、第四インペラ３４０ｂを覆い、この第四インペラ３４０ｂとともに第四圧縮通路を内側に形成する。本実施形態における第四圧縮部ケーシング３４１は、ギアケース２０に一体に形成されている。

第四圧縮部ケーシング３４１は、作動流体Ｇを外部から第四圧縮通路へ導入するための第四ガス導入口３４１ａと、圧縮した作動流体Ｇを第四圧縮通路から外部へ吐出するための第四ガス吐出口３４１ｂとを有している。第四ガス導入口３４１ａ及び第四ガス吐出口３４１ｂには作動流体Ｇが流通する配管が接続されている。

本実施形態では、第四圧縮部３４におけるこれら第四ロータ３４０と第四圧縮部ケーシング３４１とによって、一段の圧縮機構が構成されている。第四圧縮部３４は、単一の第四インペラ３４０ｂを有している。本実施形態における第四圧縮部３４は、第二圧縮部３２よりも後段かつ第一圧縮部３１よりも前段で作動流体Ｇを圧縮する。

したがって、第二圧縮部３２における第二圧縮通路で圧縮された作動流体Ｇが、配管を通じて第四圧縮部３４における第四圧縮通路に導入されてさらに圧縮される。第四圧縮部３４における第四圧縮通路で圧縮された作動流体Ｇが、配管を通じて第一圧縮部３１における第一圧縮通路に導入されてさらに圧縮される。

第四圧縮部３４における第四ロータ３４０の第四インペラ３４０ｂの外径は、第二圧縮部３２における第二ロータ３２０の第二インペラ３２０ｂの外径よりも小さく、第一圧縮部３１における第一インペラ３１０ｂの外径よりも大きい。即ち、第四インペラ３４０ｂの各ブレードは、第二インペラ３２０ｂの各ブレードよりも小さく形成されており、第一インペラ３１０ｂの各ブレードよりも大きく形成されている。

（第五圧縮部）
第五圧縮部３５は、第一駆動側ピニオン２２に接続され、第一駆動側ピニオン２２の回転によって回転されることで作動流体Ｇを圧縮する。第五圧縮部３５は、第五ロータ３５０と、第五圧縮部ケーシング３５１と、を有している。第五ロータ３５０は、第五回転軸３５０ａと、第五インペラ３５０ｂと、を有している。

第五回転軸３５０ａは、第一軸線Ａ１を中心に延び、この第一軸線Ａ１回りに回転可能な円柱状を成す部材である。第五回転軸３５０ａは、第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン支軸２２０に他方側Ｄａｆから一体に接続されており、ギアケース２０から他方側Ｄａｆに突出している。

第五インペラ３５０ｂは、第五回転軸３５０ａにおけるギアケース２０から他方側Ｄａｆに突出した部分を外周側から覆うように固定されている。第五インペラ３５０ｂは、第五回転軸３５０ａに固定された際に、この第五回転軸３５０ａの周方向に配列される複数のブレードを有している。

第五圧縮部ケーシング３５１は、第五インペラ３５０ｂを覆い、この第五インペラ３５０ｂとともに第五圧縮通路を内側に形成する。本実施形態における第五圧縮部ケーシング３５１は、ギアケース２０に一体に形成されている。

第五圧縮部ケーシング３５１は、作動流体Ｇを外部から第五圧縮通路へ導入するための第五ガス導入口３５１ａと、圧縮した作動流体Ｇを第五圧縮通路から外部へ吐出するための第五ガス吐出口３５１ｂとを有している。第五ガス導入口３５１ａ及び第五ガス吐出口３５１ｂには作動流体Ｇが流通する配管が接続されている。

本実施形態では、第五圧縮部３５におけるこれら第五ロータ３５０と第五圧縮部ケーシング３５１とによって、一段の圧縮機構が構成されている。第五圧縮部３５は、単一の第五インペラ３５０ｂを有している。本実施形態における第五圧縮部３５は、第一圧縮部３１よりも後段かつ第三圧縮部３３よりも前段で作動流体Ｇを圧縮する。

したがって、第一圧縮部３１における第一圧縮通路で圧縮された作動流体Ｇが、配管を通じて第五圧縮部３５における第五圧縮通路に導入されてさらに圧縮される。第五圧縮部３５における第五圧縮通路で圧縮された作動流体Ｇが、配管を通じて第三圧縮部３３における第三圧縮通路に導入されてさらに圧縮される。

第五圧縮部３５における第五ロータ３５０の第五インペラ３５０ｂの外径は、第一圧縮部３１における第一ロータ３１０の第一インペラ３１０ｂの外径よりも小さく、第三圧縮部３３における第三インペラ３３０ｂの外径よりも大きい。即ち、第五インペラ３５０ｂの各ブレードは、第一インペラ３１０ｂの各ブレードよりも小さく形成されており、第三インペラ３３０ｂの各ブレードよりも大きく形成されている。

（第六圧縮部）
第六圧縮部３６は、第二駆動側ピニオン２３に接続され、第二駆動側ピニオン２３の回転によって回転されることで作動流体Ｇを圧縮する。第六圧縮部３６は、第六ロータ３６０と、第六圧縮部ケーシング３６１と、を有している。第六ロータ３６０は、第六回転軸３６０ａと、第六インペラ３６０ｂと、を有している。

第六回転軸３６０ａは、第二軸線Ａ２を中心に延び、この第二軸線Ａ２回りに回転可能な円柱状を成す部材である。第六回転軸３６０ａは、第二駆動側ピニオン２３の第二駆動側ピニオン支軸２３０に他方側Ｄａｆから一体に接続されており、ギアケース２０から他方側Ｄａｆに突出している。

第六インペラ３６０ｂは、第六回転軸３６０ａにおけるギアケース２０から他方側Ｄａｆに突出した部分を外周側から覆うように固定されている。第六インペラ３６０ｂは、第六回転軸３６０ａに固定された際に、この第六回転軸３６０ａの周方向に配列される複数のブレードを有している。

第六圧縮部ケーシング３６１は、第六インペラ３６０ｂを覆い、この第六インペラ３６０ｂとともに第六圧縮通路を内側に形成する。本実施形態における第六圧縮部ケーシング３６１は、ギアケース２０に一体に形成されている。

第六圧縮部ケーシング３６１は、作動流体Ｇを外部から第六圧縮通路へ導入するための第六ガス導入口３６１ａと、圧縮した作動流体Ｇを第六圧縮通路から外部へ吐出するための第六ガス吐出口３６１ｂとを有している。

本実施形態では、第六圧縮部３６におけるこれら第六ロータ３６０と第六圧縮部ケーシング３６１とによって、一段の圧縮機構が構成されている。第六圧縮部３６は、単一の第六インペラ３６０ｂを有している。

本実施形態における第六圧縮部３６は、第三圧縮部３３よりも後段で作動流体Ｇを圧縮する。したがって、第三圧縮部３３における第三圧縮通路で圧縮された作動流体Ｇが、配管を通じて第六圧縮部３６における第六圧縮通路に導入されてさらに圧縮される。

第六圧縮部３６における第六ロータ３６０の第六インペラ３６０ｂの外径は、第三圧縮部３３における第三ロータ３３０の第三インペラ３３０ｂの外径よりも小さい。即ち、第六インペラ３６０ｂの各ブレードは、第三インペラ３３０ｂの各ブレードよりも小さく形成されている。

したがって、外部から圧縮部３に供給された作動流体Ｇは、第二圧縮部３２、第四圧縮部３４、第一圧縮部３１、第五圧縮部３５、第三圧縮部３３、第六圧縮部３６の順に導入されて、順次圧縮される（昇圧される）。

また、各圧縮部３におけるインペラ（第一インペラ３１０ｂ～第六インペラ３６０ｂ）の大きさは、第二圧縮部３２、第四圧縮部３４、第一圧縮部３１、第五圧縮部３５、第三圧縮部３３、第六圧縮部３６の順に小さくなる。

（一軸多段圧縮機）
一軸多段圧縮機４は、圧縮部３で圧縮された作動流体Ｇをさらに圧縮することで昇圧する。本実施形態における一軸多段圧縮機４は、第六圧縮部３６によって圧縮された作動流体Ｇをさらに圧縮する。一軸多段圧縮機４は、圧縮機ロータ４０と、圧縮機ケーシング４１と、を有している。

圧縮機ロータ４０は、第二中間側ピニオン２６に接続され、第二中間側ピニオン２６の回転に伴って回転される。圧縮機ロータ４０は、圧縮機回転軸４０ａと、複数の圧縮機インペラ４０ｂと、を有している。圧縮機回転軸４０ａは、第四軸線Ａ４を中心に延びる円柱状を成している。

複数の圧縮機インペラ４０ｂは、軸線方向Ｄａで並ぶように圧縮機回転軸４０ａ上に配列されており、圧縮機回転軸４０ａと一体に第四軸線Ａ４回りに回転する。各圧縮機インペラ４０ｂは、圧縮機回転軸４０ａに固定された際に、この圧縮機回転軸４０ａの周方向に配列される複数のブレードを有している。本実施形態における圧縮機ロータ４０は、三つの圧縮機インペラ４０ｂを有している。

各圧縮機インペラ４０ｂは、同一の大きさに形成されている。各圧縮機インペラ４０ｂの外径は、第六圧縮部３６における第六インペラ３６０ｂの外径よりも小さい。即ち、各圧縮機インペラ４０ｂの各ブレードは、第六インペラ３６０ｂの各ブレードよりも小さく形成されている。

圧縮機ケーシング４１は、一軸多段圧縮機４の外殻を成している。圧縮機ケーシング４１は、地面や架台、台板等の基礎Ｂ上に載置された状態で固定される。本実施形態における基礎Ｂは、駆動歯車２１及び中間歯車２４よりも鉛直方向における下方側に位置している。

圧縮機ケーシング４１は、ケーシング本体４１ａと、ケーシング本体４１ａに形成された吸入口４１ｂと、ケーシング本体４１ａに形成された吐出口４１ｃと、を有している。吸入口４１ｂ及び吐出口４１ｃには作動流体Ｇが流通する配管が接続されている。

ケーシング本体４１ａは、圧縮機ロータ４０とともに作動流体Ｇを圧縮する圧縮機通路を内部に形成する。第六圧縮部３６によって圧縮された作動流体Ｇは、配管を流れた後、吸入口４１ｂを介してケーシング本体４１ａ内部に吸入される。

ケーシング本体４１ａ内部に吸入された作動流体Ｇは、圧縮機通路内における複数の圧縮機インペラ４０ｂによって漸次圧縮される（昇圧される）。ケーシング本体４１ａ内部で圧縮された作動流体Ｇは、吐出口４１ｃを介して外部へ吐出される。

一軸多段圧縮機４によって圧縮された作動流体Ｇは、例えば、ギアド圧縮機１００の外部に設けられている反応用装置へ供給される。本実施形態では、一軸多段圧縮機４の圧縮機ロータ４０と圧縮機ケーシング４１とによって、多段（三段）の圧縮機構が構成されている。

（軸継手）
軸継手５は、第二中間側ピニオン２６の第二中間側ピニオン支軸２６０と、一軸多段圧縮機４の圧縮機回転軸４０ａとを接続する軸継手である。本実施形態における軸継手５は、例えばダイヤフラム軸継手である。軸継手５が第二中間側ピニオン支軸２６０と圧縮機回転軸４０ａとを接続することで、一軸多段圧縮機４が第二中間側ピニオン２６と一体に回転する。

軸継手５は、可撓性を有している。軸継手５は、ギアド圧縮機１００の運転中に第二中間側ピニオン支軸２６０と圧縮機回転軸４０ａとが芯ずれを起こした際に弾性変形することで、第二中間側ピニオン支軸２６０から圧縮機回転軸４０ａへ伝達するトルクの損失を抑制する。

（軸受）
ここで、圧縮部駆動機構２の軸受２７は、駆動歯車２１の駆動支軸２１０、中間歯車２４の中間支軸２４０、第二中間側ピニオン２６における第二中間側ピニオン支軸２６０、第一圧縮部３１における第一回転軸３１０ａ、第二圧縮部３２における第二回転軸３２０ａ、第三圧縮部３３における第三回転軸３３０ａ、第四圧縮部３４における第四回転軸３４０ａ、第五圧縮部３５における第五回転軸３５０ａ、及び第六圧縮部３６における第六回転軸３６０ａのそれぞれを回転可能に支持する。

軸受２７は、駆動歯車用軸受２７１と、中間歯車用軸受２７２と、ピニオン支軸用軸受２７３と、第一圧縮部用軸受２７４と、第二圧縮部用軸受２７５と、第三圧縮部用軸受２７６と、第四圧縮部用軸受２７７と、第五圧縮部用軸受２７８と、第六圧縮部用軸受２７９とによって構成されている。

駆動歯車用軸受２７１は、ギアケース２０に一対が固定されている。駆動歯車用軸受２７１は、駆動歯車２１の駆動支軸２１０を駆動歯車本体２１１よりも一方側Ｄａｂ及び他方側Ｄａｆで回転可能に支持するラジアル軸受である。

中間歯車用軸受２７２は、ギアケース２０に一対が固定されている。中間歯車用軸受２７２は、中間歯車２４の中間支軸２４０を中間歯車本体２４１よりも一方側Ｄａｂ及び他方側Ｄａｆで回転可能に支持するラジアル軸受である。

ピニオン支軸用軸受２７３は、ギアケース２０に固定されている。ピニオン支軸用軸受２７３は、第二中間側ピニオン２６の第二中間側ピニオン支軸２６０を、第二中間側ピニオン本体２６１よりも一方側Ｄａｂで回転可能に支持するラジアル軸受である。

第一圧縮部用軸受２７４は、ギアケース２０に固定されている。第一圧縮部用軸受２７４は、第一圧縮部３１における第一ロータ３１０の第一回転軸３１０ａを第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン本体２２１よりも一方側Ｄａｂで回転可能に支持するラジアル軸受である。

第二圧縮部用軸受２７５は、ギアケース２０に固定されている。第二圧縮部用軸受２７５は、第二圧縮部３２における第二ロータ３２０の第二回転軸３２０ａを第一中間側ピニオン２５の第一中間側ピニオン本体２５１よりも一方側Ｄａｂで回転可能に支持するラジアル軸受である。

第三圧縮部用軸受２７６は、ギアケース２０に固定されている。第三圧縮部用軸受２７６は、第三圧縮部３３における第三ロータ３３０の第三回転軸３３０ａを第二駆動側ピニオン２３の第二駆動側ピニオン本体２３１よりも一方側Ｄａｂで回転可能に支持するラジアル軸受である。

第四圧縮部用軸受２７７は、ギアケース２０に固定されている。第四圧縮部用軸受２７７は、第四圧縮部３４における第四ロータ３４０の第四回転軸３４０ａを第一中間側ピニオン２５の第一中間側ピニオン本体２５１よりも他方側Ｄａｆで回転可能に支持するラジアル軸受である。

第五圧縮部用軸受２７８は、ギアケース２０に固定されている。第五圧縮部用軸受２７８は、第五圧縮部３５における第五ロータ３５０の第五回転軸３５０ａを第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン本体２２１よりも他方側Ｄａｆで回転可能に支持するラジアル軸受である。

第六圧縮部用軸受２７９は、ギアケース２０に固定されている。第六圧縮部用軸受２７９は、第六圧縮部３６における第六ロータ３６０の第六回転軸３６０ａを第二駆動側ピニオン２３の第二駆動側ピニオン本体２３１よりも他方側Ｄａｆで回転可能に支持するラジアル軸受である。

（作用効果）
上記実施形態に係るギアド圧縮機１００では、複数の圧縮機インペラ４０ｂを有する一軸多段圧縮機４を使用していることで、一枚のインペラで圧縮する他の圧縮部３に比べて、ギアド圧縮機１００の圧縮効率を向上させることができる。その結果、ギアド圧縮機１００の出力を向上させることができる。

また、一つの中間歯車２４を介して駆動歯車２１と第二中間側ピニオン２６とが接続されている。そのため、駆動歯車２１及び第二中間側ピニオン２６の歯車径を変化させなければ、中間歯車２４の歯車径をどのように変化させても、駆動歯車２１の回転数と第二中間側ピニオン２６の回転数との関係を一定に維持することができる。

これにより、中間歯車２４の歯車径を変化させるだけで、一軸多段圧縮機４の回転数を落とすことなく、一軸多段圧縮機４を任意の位置に配置することができる。さらに、駆動歯車２１の回転数と第二中間側ピニオン２６の回転数との関係が一定に維持されるため、駆動歯車２１によって一軸多段圧縮機４を駆動させる際の歯車による損失を抑えることができる。

また、一軸多段圧縮機４を駆動させるための新たな中間歯車を駆動歯車２１又は中間歯車２４に噛み合うように配置する必要がない。即ち、新たな中間歯車を追設する必要がない。つまり、一軸多段圧縮機４用の中間歯車を追設する構成と比較して、面内方向Ｐｉにおける寸法が増大してしまうことを抑制することができる。したがって、ギアド圧縮機１００の占有スペースの増大を抑制することができる。

また、一つのインペラで構成された圧縮部３に比べて、複数の圧縮機インペラ４０ｂを有する一軸多段圧縮機４は、サイズが大きくなる。このような一軸多段圧縮機４が接続された第二中間側ピニオン２６が駆動歯車２１に直接噛み合う構成とした場合には、駆動歯車２１を回転させるためのモータ１と、一軸多段圧縮機４とが干渉してしまう。しかしながら、中間歯車２４を介することでモータ１と一軸多段圧縮機４との干渉を抑えることができる。さらに、圧縮部３を全て一軸多段圧縮機とする場合に比べてギアド圧縮機１００の大きさを抑えることができる。

また、上記実施形態に係るギアド圧縮機１００では、第一駆動側ピニオン２２、第一中間側ピニオン２５、及び第二中間側ピニオン２６の外径が、駆動歯車２１の外径よりも小さい。これにより、第一駆動側ピニオン２２、第一中間側ピニオン２５、及び第二中間側ピニオン２６の歯数が駆動歯車２１の歯数よりも少なくなるため、これらの回転速度は駆動歯車２１の回転速度よりも高くなる。

即ち、第一駆動側ピニオン２２に接続された第一圧縮部３１、第一中間側ピニオン２５に接続された第二圧縮部３２、及び第二中間側ピニオン２６に接続された一軸多段圧縮機４の回転速度が駆動歯車２１の回転速度よりも高くなる。したがって、ギアド圧縮機１００の出力を向上させることができる。

さらに、第一駆動側ピニオン２２、第一中間側ピニオン２５、及び第二中間側ピニオン２６の外径が駆動歯車２１の外径と同一、又は駆動歯車２１の外径よりも大きい構成と比較して、面内方向Ｐｉにおける寸法を小さくすることができる。したがって、ギアド圧縮機１００の出力をより向上させつつ、占有スペースの増大をより抑制することができる。

また、上記実施形態に係るギアド圧縮機１００では、第二圧縮部３２が第一圧縮部３１よりも前段で作動流体Ｇを圧縮する構成である。ここで、第二圧縮部３２によって圧縮された作動流体Ｇを回転によってさらに圧縮するためには、第一圧縮部３１における第一インペラ３１０ｂがこの第一圧縮部３１よりも前段の第二圧縮部３２における第二インペラ３２０ｂより小さい必要がある。言い換えれば、第二圧縮部３２における第二インペラ３２０ｂが第一圧縮部３１の第一インペラ３１０ｂよりも大きい必要がある。

上記構成によれば、第一圧縮部３１における第一インペラ３１０ｂよりも大きい第二インペラ３２０ｂを有する第二圧縮部３２が接続された第一中間側ピニオン２５が中間歯車２４に噛み合う。したがって、例えば、第一中間側ピニオン２５が駆動歯車２１に噛み合う構成と比較した場合に、第二圧縮部３２が、第一圧縮部３１及びモータ１に干渉してしまうことを回避することができる。

また、上記実施形態に係るギアド圧縮機１００では、中間歯車２４が駆動歯車２１の駆動歯車上半部２１１ａで駆動歯車２１と噛み合い、第二中間側ピニオン２６が中間歯車２４の中間歯車下半部２４１ｂで中間歯車２４と噛み合った状態で、モータ１及び一軸多段圧縮機４が基礎Ｂ上に載置される構成である。これにより、例えば、駆動歯車２１、中間歯車２４、及び第二中間側ピニオン２６が一列に並ぶように噛み合う構成と比較して、面内方向Ｐｉにおける寸法を小さくすることができる。したがって、ギアド圧縮機１００をコンパクト化することができる。

また、例えば、第二中間側ピニオン２６が中間歯車２４の中間歯車上半部２４１ａに噛み合う構成と比較して、一軸多段圧縮機４がより低い位置でモータ１が載置される基礎Ｂ上に配置される。したがって、一軸多段圧縮機４を安定的に駆動させることができる。

また、上記実施形態に係るギアド圧縮機１００では、軸継手５が第二中間側ピニオン２６の第二中間側ピニオン支軸２６０と一軸多段圧縮機４の圧縮機回転軸４０ａとを接続する。これにより、第二中間側ピニオン支軸２６０と圧縮機回転軸４０ａとの間に芯ずれが生じた場合であっても、軸継手５によって芯ずれの影響を抑えることができる。その結果、第二中間側ピニオン支軸２６０及び圧縮機回転軸４０ａの間でのロータダイナミクスを低減することができる。

さらに、軸継手５が弾性変形することで、第二中間側ピニオン支軸２６０及び圧縮機回転軸４０ａで生じるロータダイナミクスをより低減することができる。したがって、第二中間側ピニオン支軸２６０と圧縮機回転軸４０ａとの間でトルクを円滑に伝達することができる。

また、上記実施形態に係るギアド圧縮機１００では、駆動歯車２１に噛み合う第二駆動側ピニオン２３に接続された第三圧縮部３３が、第一圧縮部３１よりも後段かつ一軸多段圧縮機４よりも前段で作動流体Ｇを圧縮する。これにより、第一圧縮部３１によって圧縮された作動流体Ｇを第三圧縮部３３がさらに圧縮するため、作動流体Ｇの圧力がより高まる。したがって、ギアド圧縮機１００の出力をより向上させることができる。

さらに、中間歯車２４に対して第一中間側ピニオン２５及び第二中間側ピニオン２６が噛み合い、駆動歯車２１に対して第一駆動側ピニオン２２及び第二駆動側ピニオン２３が噛み合う。つまり、駆動歯車２１及び中間歯車２４の片方のみに多くのピニオンが噛み合うことがない。これにより、駆動歯車２１及び中間歯車２４のそれぞれの歯にかかる負荷の大きさが偏ることを抑制することができる。

［その他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成は実施形態の構成に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内での構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本開示は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

なお、第二駆動側ピニオン２３、第一中間側ピニオン２５、及び第二中間側ピニオン２６の各ピニオン本体（第二駆動側ピニオン本体２３１、第一中間側ピニオン本体２５１、第二中間側ピニオン本体２６１）の外径は、第一駆動側ピニオン２２の第一駆動側ピニオン本体２２１の外径と同一でなくてもよい。

これら第一駆動側ピニオン２２、第二駆動側ピニオン２３、第一中間側ピニオン２５、及び第二中間側ピニオン２６の各ピニオン本体（第一駆動側ピニオン本体２２１、第二駆動側ピニオン本体２３１、第一中間側ピニオン本体２５１、第二中間側ピニオン本体２６１）の外径は、相互に異なっていてよい。

また、上記実施形態における中間歯車本体２４１の外径は、駆動歯車本体２１１の外径と同一であってもよい。また、中間歯車本体２４１の外径は、駆動歯車本体２１１の外径より大きくてもよい。また、中間歯車本体２４１の外径は、駆動歯車本体２１１の外径より小さくてもよい。

また、第一中間側ピニオン２５の第一中間側ピニオン本体２５１は、中間歯車本体２４１における中間歯車下半部２４１ｂに噛み合ってもよい。

また、上記実施形態では、第二圧縮部３２によって圧縮された作動流体Ｇが第四圧縮部３４に導入される構成を説明したがこの構成に限定されることはない。例えば、外部から供給される作動流体Ｇは、第二圧縮部３２及び第四圧縮部３４に同時に供給されて、第二圧縮部３２及び第四圧縮部３４のそれぞれで圧縮された後に合流して、第一圧縮部３１に導入される構成であってもよい。この際、第二圧縮部３２における第二インペラ３２０ｂの外径と第四圧縮部３４における第四インペラ３４０ｂの外径は同一であってよい。

また、上記実施形態では、圧縮部３に供給された作動流体Ｇが、第二圧縮部３２、第四圧縮部３４、第一圧縮部３１、第五圧縮部３５、第三圧縮部３３、第六圧縮部３６の順に導入されて、順次圧縮される構成を説明したが、この構成に限定されることはない。作動流体Ｇは、これら第一圧縮部３１、第二圧縮部３２、第三圧縮部３３、第四圧縮部３４、第五圧縮部３５、及び第六圧縮部３６に対していずれの順で導入されてもよい。この際、各圧縮部３におけるインペラ（第一インペラ３１０ｂ～第六インペラ３６０ｂ）の大きさは、作動流体が流通する順に小さくなればよい。

また、上記実施形態では、出力軸１０における出力軸線Ｏ１と駆動歯車２１における駆動軸線Ｏ２とが同一直線上にある構成を説明したが、完全に同一直線状にある場合のみではなく、多少ずれている場合も含まれる。

また、上記実施形態では、第二駆動側ピニオン本体２３１が駆動歯車本体２１１における駆動歯車上半部２１１ａと駆動歯車下半部２１１ｂとが切り替わる部分に噛み合っている構成を説明したが、この構成に限定されることはない。第二駆動側ピニオン本体２３１は、駆動歯車本体２１１における駆動歯車上半部２１１ａに噛み合ってもよい。また、第二駆動側ピニオン本体２３１は、駆動歯車本体２１１における駆動歯車下半部２１１ｂに噛み合ってもよい。

また、上記実施形態では、一軸多段圧縮機４における各圧縮機インペラ４０ｂの外径が第六圧縮部３６における第六インペラ３６０ｂの外径よりも小さい構成を説明したが、この構成に限定されることはない。一軸多段圧縮機４における各圧縮機インペラ４０ｂの外径は、第六圧縮部３６における第六インペラ３６０ｂの外径よりも大きくてもよい。

また、上記実施形態では、一軸多段圧縮機４の圧縮機ロータ４０が三つの圧縮機インペラ４０ｂを有している構成を説明したが、三つに限定されることはない。

また、一軸多段圧縮機４の圧縮機ケーシング４１は、圧縮部駆動機構２のギアケース２０と一体に形成されてもよい。

また、軸継手５がダイヤフラム軸継手である構成に限定されることはない。軸継手５は、例えば、フランジ形軸継手や、歯車型軸継手、ゴム軸継手、金属ばね軸継手、ローラチェーン軸継手等であってもよい。

［付記］
実施形態に記載のギアド圧縮機は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係るギアド圧縮機１００は、モータ１の回転によって回転される駆動歯車２１と、前記駆動歯車２１に噛み合う中間歯車２４と、前記中間歯車２４に対して離れた位置で、前記駆動歯車２１に噛み合う第一駆動側ピニオン２２と、前記駆動歯車２１に対して離れた位置で、前記中間歯車２４に噛み合う第一中間側ピニオン２５と、前記駆動歯車２１及び前記第一中間側ピニオン２５に対して離れた位置で、前記中間歯車２４と噛み合う第二中間側ピニオン２６と、前記第一駆動側ピニオン２２に接続され、前記第一駆動側ピニオン２２の回転によって外部から供給される作動流体Ｇを圧縮する第一圧縮部３１と、前記第一中間側ピニオン２５に接続され、前記第一中間側ピニオン２５の回転によって外部から供給される作動流体Ｇを圧縮する第二圧縮部３２と、前記第二中間側ピニオン２６に接続され、前記第一圧縮部３１及び前記第二圧縮部３２の少なくとも一方によって圧縮された前記作動流体Ｇをさらに圧縮する一軸多段圧縮機４と、を備える。

これにより、一軸多段圧縮機４を駆動させるための新たな中間歯車２４を駆動歯車２１又は中間歯車２４に対して追設する必要がない。したがって、一軸多段圧縮機４用の中間歯車２４を追設する構成と比較して、ギアド圧縮機１００の寸法が増大してしまうことを抑制することができる。

（２）第２の態様に係るギアド圧縮機１００は、（１）のギアド圧縮機１００であって、前記第一駆動側ピニオン２２、前記第一中間側ピニオン２５、及び前記第二中間側ピニオン２６の外径は、前記駆動歯車２１の外径よりも小さくてもよい。

これにより、第一駆動側ピニオン２２、第一中間側ピニオン２５、及び第二中間側ピニオン２６のそれぞれの歯数が駆動歯車２１の歯数よりも少なくなるため、これらの回転速度は駆動歯車２１の回転速度よりも高くなる。したがって、第一圧縮部３１、第二圧縮部３２、及び一軸多段圧縮機４の回転速度を駆動歯車２１の回転速度よりも高めることができる。

（３）第３の態様に係るギアド圧縮機１００は、（１）又は（２）のギアド圧縮機１００であって、前記第二圧縮部３２は、前記第一圧縮部３１よりも前段で前記作動流体Ｇを圧縮してもよい。

第二圧縮部３２によって圧縮された作動流体Ｇを回転によってさらに圧縮するためには、第二圧縮部３２の方が第一圧縮部３１よりも大きい必要がある。上記構成により、第二圧縮部３２が接続された第一中間側ピニオン２５が駆動歯車２１に噛み合う構成と比較した場合に、第一圧縮部３１よりも大きい第二圧縮部３２が、第一圧縮部３１及びモータ１に干渉してしまうことを回避することができる。

（４）第４の態様に係るギアド圧縮機１００は、（１）から（３）のいずれかのギアド圧縮機１００であって、前記中間歯車２４は、前記駆動歯車２１の上半部（駆動歯車上半部２１１ａ）で前記駆動歯車２１に噛み合い、前記第二中間側ピニオン２６は、前記中間歯車２４の下半部（中間歯車下半部２４１ｂ）で前記中間歯車２４に噛み合い、前記モータ１と前記一軸多段圧縮機４とは、前記駆動歯車２１及び前記中間歯車２４よりも下方（鉛直方向における下方側）に位置する基礎Ｂ上に載置されてもよい。

これにより、駆動歯車２１、中間歯車２４、及び第二中間側ピニオン２６が一列に並ぶように噛み合う構成と比較して、ギアド圧縮機１００をコンパクト化することができる。また、第二中間側ピニオン２６が中間歯車２４の上半部（中間歯車上半部２４１ａ）に噛み合う構成と比較して、一軸多段圧縮機４がより低い位置でモータ１が載置される基礎Ｂ上に配置される。したがって、一軸多段圧縮機４を安定的に駆動させることができる。

（５）第５の態様に係るギアド圧縮機１００は、（４）のギアド圧縮機１００であって、前記第二中間側ピニオン２６のピニオン支軸（第二中間側ピニオン支軸２６０）と、前記一軸多段圧縮機４の圧縮機回転軸４０ａとを接続する軸継手５をさらに備えてもよい。

これにより、第二中間側ピニオン支軸２６０と圧縮機回転軸４０ａとの間に芯ずれが生じた場合であっても、軸継手５によって、第二中間側ピニオン支軸２６０及び圧縮機回転軸４０ａで生じるロータダイナミクスを低減することができる。

（６）第６の態様に係るギアド圧縮機１００は、（１）から（５）のいずれかのギアド圧縮機１００であって、前記中間歯車２４に対して離れた位置で、前記駆動歯車２１に噛み合う第二駆動側ピニオン２３と、前記第二駆動側ピニオン２３の回転によって前記作動流体Ｇを圧縮する前記第二駆動側ピニオン２３に接続された第三圧縮部３３と、をさらに備え、前記第三圧縮部３３は、前記第一圧縮部３１よりも後段かつ前記一軸多段圧縮機４よりも前段で前記作動流体Ｇを圧縮してもよい。

これにより、第一圧縮部３１によって圧縮された作動流体Ｇを第三圧縮部３３がさらに圧縮するため、ギアド圧縮機１００の出力をより向上させることができる。また、駆動歯車２１及び中間歯車２４のそれぞれの歯にかかる負荷の大きさが偏ることを抑制することができる。

１…モータ ２…圧縮部駆動機構 ３…圧縮部 ４…一軸多段圧縮機 ５…軸継手 １０…出力軸 １１…モータ本体 ２０…ギアケース ２１…駆動歯車 ２２…第一駆動側ピニオン ２３…第二駆動側ピニオン ２４…中間歯車 ２５…第一中間側ピニオン ２６…第二中間側ピニオン ２７…軸受 ３１…第一圧縮部 ３２…第二圧縮部 ３３…第三圧縮部 ３４…第四圧縮部 ３５…第五圧縮部 ３６…第六圧縮部 ４０…圧縮機ロータ ４０ａ…圧縮機回転軸 ４０ｂ…圧縮機インペラ ４１…圧縮機ケーシング ４１ａ…ケーシング本体 ４１ｂ…吸入口 ４１ｃ…吐出口 １００…ギアド圧縮機 ２１０…駆動支軸 ２１１…駆動歯車本体 ２１１ａ…駆動歯車上半部 ２１１ｂ…駆動歯車下半部 ２２０…第一駆動側ピニオン支軸 ２２１…第一駆動側ピニオン本体 ２２２…第一スラスト軸受 ２３０…第二駆動側ピニオン支軸 ２３１…第二駆動側ピニオン本体 ２３２…第二スラスト軸受 ２４０…中間支軸 ２４１…中間歯車本体 ２４１ａ…中間歯車上半部 ２４１ｂ…中間歯車下半部 ２５０…第一中間側ピニオン支軸 ２５１…第一中間側ピニオン本体 ２５２…第三スラスト軸受 ２６０…第二中間側ピニオン支軸 ２６１…第二中間側ピニオン本体 ２６２…第四スラスト軸受 ２７１…駆動歯車用軸受 ２７２…中間歯車用軸受 ２７３…ピニオン支軸用軸受 ２７４…第一圧縮部用軸受 ２７５…第二圧縮部用軸受 ２７６…第三圧縮部用軸受 ２７７…第四圧縮部用軸受 ２７８…第五圧縮部用軸受 ２７９…第六圧縮部用軸受 ３１０…第一ロータ ３１０ａ…第一回転軸 ３１０ｂ…第一インペラ ３１１…第一圧縮部ケーシング ３１１ａ…第一ガス導入口 ３１１ｂ…第一ガス吐出口 ３２０…第二ロータ ３２０ａ…第二回転軸 ３２０ｂ…第二インペラ ３２１…第二圧縮部ケーシング ３２１ａ…第二ガス導入口 ３２１ｂ…第二ガス吐出口 ３３０…第三ロータ ３３０ａ…第三回転軸 ３３０ｂ…第三インペラ ３３１…第三圧縮部ケーシング ３３１ａ…第三ガス導入口 ３３１ｂ…第三ガス吐出口 ３４０…第四ロータ ３４０ａ…第四回転軸 ３４０ｂ…第四インペラ ３４１…第四圧縮部ケーシング ３４１ａ…第四ガス導入口 ３４１ｂ…第四ガス吐出口 ３５０…第五ロータ ３５０ａ…第五回転軸 ３５０ｂ…第五インペラ ３５１…第五圧縮部ケーシング ３５１ａ…第五ガス導入口 ３５１ｂ…第五ガス吐出口 ３６０…第六ロータ ３６０ａ…第六回転軸 ３６０ｂ…第六インペラ ３６１…第六圧縮部ケーシング ３６１ａ…第六ガス導入口 ３６１ｂ…第六ガス吐出口 Ａ１…第一軸線 Ａ２…第二軸線 Ａ３…第三軸線 Ａ４…第四軸線 Ｂ…基礎 Ｃ…カップリング Ｄａ…軸線方向 Ｄａｂ…一方側 Ｄａｆ…他方側 Ｇ…作動流体 Ｏ…軸線 Ｏ１…出力軸線 Ｏ２…駆動軸線 Ｏ３…中間軸線 Ｐｉ…面内方向 Ｐｏ…面外方向 Ｘ…仮想面

Claims (6)

1. モータの回転によって回転される駆動歯車と、
   前記駆動歯車に噛み合う中間歯車と、
   前記中間歯車に対して離れた位置で、前記駆動歯車に噛み合う第一駆動側ピニオンと、
   前記駆動歯車に対して離れた位置で、前記中間歯車に噛み合う第一中間側ピニオンと、
   前記駆動歯車及び前記第一中間側ピニオンに対して離れた位置で、前記中間歯車と噛み合う第二中間側ピニオンと、
   前記第一駆動側ピニオンに接続され、前記第一駆動側ピニオンの回転によって外部から供給される作動流体を圧縮する第一圧縮部と、
   前記第一中間側ピニオンに接続され、前記第一中間側ピニオンの回転によって外部から供給される作動流体を圧縮する第二圧縮部と、
   前記第二中間側ピニオンに接続され、前記第一圧縮部及び前記第二圧縮部の少なくとも一方によって圧縮された前記作動流体をさらに圧縮する一軸多段圧縮機と、を備えるギアド圧縮機。
2. 前記第一駆動側ピニオン、前記第一中間側ピニオン、及び前記第二中間側ピニオンの外径は、前記駆動歯車の外径よりも小さい請求項１に記載のギアド圧縮機。
3. 前記第二圧縮部は、前記第一圧縮部よりも前段で前記作動流体を圧縮する請求項１又は２に記載のギアド圧縮機。
4. 前記中間歯車は、前記駆動歯車の上半部で前記駆動歯車に噛み合い、
   前記第二中間側ピニオンは、前記中間歯車の下半部で前記中間歯車に噛み合い、
   前記モータと前記一軸多段圧縮機とは、前記駆動歯車及び前記中間歯車よりも下方に位置する基礎上に載置されている請求項１から３のいずれか一項に記載のギアド圧縮機。
5. 前記第二中間側ピニオンのピニオン支軸と、前記一軸多段圧縮機の圧縮機回転軸とを接続する軸継手をさらに備える請求項４に記載のギアド圧縮機。
6. 前記中間歯車に対して離れた位置で、前記駆動歯車に噛み合う第二駆動側ピニオンと、
   前記第二駆動側ピニオンの回転によって前記作動流体を圧縮する前記第二駆動側ピニオンに接続された第三圧縮部と、
   をさらに備え、
   前記第三圧縮部は、前記第一圧縮部よりも後段かつ前記一軸多段圧縮機よりも前段で前記作動流体を圧縮する請求項１から５のいずれか一項に記載のギアド圧縮機。

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