JP3470410B2 - ターボ圧縮機 - Google Patents
ターボ圧縮機Info
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Description
ス用として用いられるターボ圧縮機に係り、特に、各構
成要素の配置を工夫することによりコンパクト化を図っ
たターボ圧縮機に関する。
縮機で圧縮した流体をさらに第2段圧縮機で圧縮したの
ち排出する2段式のターボ圧縮機が知られている。この
ターボ圧縮機は、第1段圧縮機のインペラと第2段圧縮
機のインペラとを回転軸で連結し、その回転軸を歯車装
置を介して駆動モータによって回転させるようにしてい
る。詳しくは、上記回転軸は、駆動モータの出力軸と平
行に配置されており、その中央部に歯車装置の歯車が噛
合され、駆動モータ側の端部に第2段圧縮機のインペラ
が取り付けられ、それと反対側の端部に第1段圧縮機の
インペラが取り付けられている。
1段圧縮機を駆動モータの反対側に位置させると、第1
段圧縮機に接続される吸入管および吸入フィルタが駆動
モータの反対側に突出するため、ターボ圧縮機としての
設置面積が大きくならざるを得なかった。
目的は、各構成要素の配置を工夫することによりコンパ
クト化を図ったターボ圧縮機を提供することにある。
に本発明は、駆動モータの出力軸に歯車装置を介して回
転軸を平行に配置し、該回転軸の両側に遠心式の第1段
圧縮機と第2段圧縮機とを連結したターボ圧縮機におい
て、上記駆動モータ側に第1段圧縮機を、その反対側に
第2段圧縮機を配置すると共に、第1段圧縮機から吐出
された空気を第2段圧縮機へ導く連絡通路を、第2段圧
縮機の吐出側の渦巻室の径方向外側に螺旋状に形成して
構成されている…。
機の吸入管および吸入フィルタを平行に配置してもよい
…。
車装置の下方に、内部が2つの冷却室に仕切られた略直
方体状の箱体を設け、その一方の冷却室に、第1段圧縮
機から吐出された流体を冷却して第2段圧縮機へ導くイ
ンタクーラ用の熱交換器を設けると共に、他方の冷却室
に、第2段圧縮機から吐出された流体を冷却して排気す
るアフタクーラ用の熱交換器を設けてもよい…。上記
熱交換器を冷却室の長手方向に沿って細長く形成し、そ
の熱交換器を冷却室内の中央部に配置して冷却室内を入
口室と出口室とに分け、該入口室の長手方向の一端部
に、上記熱交換器に沿って細長く形成された導入口を設
けると共に、出口室の長手方向の他端部に、排出口を設
けてもよい…。
機を配置し、その反対側に第2段圧縮機を配置し、第1
段圧縮機から吐出された空気を第2段圧縮機へ導く連絡
通路を、第2段圧縮機の吐出側の渦巻室の径方向外側に
螺旋状に形成したので、ターボ圧縮機全体の設置面積が
コンパクトになる。
1段圧縮機の吸入管および吸入フィルタを平行に配置し
たので、吸入管および吸入フィルタが出っ張ることはな
く、ターボ圧縮機全体の設置面積が略四角形状となって
コンパクトになる。
換器とアフタクーラ用の熱交換器とを、第1段圧縮機、
第2段圧縮機および歯車装置の下方に設けた略直方体状
の箱体内に収容したので、冷却機構を含めたターボ圧縮
機全体としての構成がコンパクトになる。 の構成によ
れば、入口室の一端部に熱交換器に沿って細長く形成し
た導入口を設け、出口室の他端部に排出口を設けたの
で、導入口から入口室に流入した流体は、熱交換器を略
均等に通過して出口室に流れ、排出口から排出される。
よって、熱交換率が向上する。
て説明する。
面図を、図3に正面図を示す。図示するように、駆動モ
ータ1の出力軸2に歯車装置3を介して回転軸4が平行
に配置され、その回転軸4の駆動モータ1側の端部に第
1段圧縮機5が設けられ、その反対側の端部に第2段圧
縮機6が設けられている。そして、第1段圧縮機5の吸
入管7および吸入フィルタ8が、駆動モータ1の側方に
平行に配置されている。
ース9にフランジ10を介して取り付けられる所謂フラ
ンジモータとなっており、その出力軸2が図4に示す歯
車装置3の歯車軸11に継手部12を介してボルトナッ
トにより接続されている。歯車軸11は、軸受13を介
してギヤケース9に回転自在に支持されており、その中
間部に大径歯車14が取り付けられている。大径歯車1
4は、上記回転軸4に設けられた小径歯車15と噛合さ
れている。この歯車装置3により、駆動モータ1の出力
軸2の回転が増速されて回転軸4に伝わることになる。
5が設けられ、駆動モータ1側の端部に第1段圧縮機5
のインペラ16が設けられ、その反対側の端部に第2段
圧縮機6のインペラ17が設けられている。そして、こ
れらインペラ16,17と小径歯車15との間の部分が
軸受18を介してギヤケース9に支持されている。第1
段圧縮機5のインペラ16は、ギヤケース9の側部に形
成された円柱状の窪部19に収容され、第2段圧縮機6
のインペラ17は、ギヤケース9の反対側の側部に形成
された円柱状の窪部20に収容されている。これら窪部
19,20には、渦巻室21,22および吸気通路2
3,24を有するブロック25,26がそれぞれ挿入さ
れ、ブロック25,26と窪部19,20との間にそれ
ぞれディフューザ27,28が形成される。
路23から空気を吸い込み、それを径方向外方に加速す
る。加速された空気は、ディフューザ27および渦巻室
21を通って減速されて速度が圧力に変換され、図5に
示すインタクーラ29に導かれる。インタクーラ29で
冷却された空気は、第2段圧縮機6への連絡通路30に
導かれる。連絡通路30は、図4に示すように第2段圧
縮機6の渦巻室22の外側に螺旋状に形成されており、
蓋材31で窪部20を覆うことによって区画される。
側に二重に配置することにより、連絡通路30が蓋材3
1の外側に出っ張ることを防止している。蓋材31とブ
ロック26との間には、整流板32が螺旋状に配置され
ている。よって、連絡通路30内の空気は、整流板32
および吸気通路24を通って第2段圧縮機6のインペラ
17により径方向外方に加速され、ディフューザ28お
よび渦巻室22を通って速度が圧力に変換されて図5に
示すアフタクーラ33に導かれる。そして、アフタクー
ラ33で冷却された後に最終的に排気される。
で上下に蓋部(図示せず)とケース本体とに分割可能と
なっている。そして、分割されて取り外された蓋部は、
ボルト孔34にボルトをネジ込むことによってケース本
体に取り付けられるようになっている。よって、蓋部を
取り外すことにより、歯車軸11、大径歯車14、小径
歯車15、回転軸4およびインペラ16,17の点検が
可能となる。また、第2段圧縮機6の蓋材31およびブ
ロック26、並びに第1段圧縮機5のブロック25は、
それぞれボルト35を緩めることにより取り外される。
取り外す際、駆動モータ1を取り外すことなくブロック
25の引き抜きを可能にするため、図4に示すようにギ
ヤケース9に形成されたモータ取付フランジ36の一部
が三日月状に切り掛かれ、逃げ部37が形成されてい
る。また、駆動モータ1自体も、図1に示すようにブロ
ック25の引き抜き長さ分だけ逃げ部38が形成されて
いる。
に示すように吸入管7および吸入フィルタ8が接続され
る。これら吸入管7および吸入フィルタ8は、駆動モー
タ1の側方に平行に配置されている。吸入管7は、上方
からみてS字状に湾曲されており、フランジ39を介し
て吸入フィルタ8に接続されている。吸入フィルタ8
は、図2に示すように側方から見て逆さL字状に形成さ
れたケーシング40を有しており、吸入空気から粉塵等
を取り除くと共に吸気音を消音する機能を発揮する。な
お、図1中、41は駆動モータ1の吸気口、42は駆動
モータ1の排気口である。
車装置3の下方には、図5に示すように内部が隔壁43
により2つの冷却室44,45(インタクーラ29側と
アフタクーラ33側)に仕切られた略直方体状の箱体4
6が、上記ギヤケース9と一体的に鋳造されて設けられ
ている。一方の冷却室44には、第1段圧縮機5から吐
出された空気を冷却して第2段圧縮機6へ導くインタク
ーラ29用の熱交換器47が設けられている。他方の冷
却室45には、第2段圧縮機6から吐出された空気を冷
却して排気するアフタクーラ33用の熱交換器48が設
けられている。
直方体状の箱体46は、図1〜図3に示すように、ギヤ
ケース9と一体的に鋳造されており、第1段圧縮機5、
第2段圧縮機6、歯車装置3、駆動モータ1および吸入
フィルタ8の支持基盤を兼ねている。また箱体46は、
上方から見て略四角形状となるこれら圧縮機5等の投影
面積と一致する大きさに成形されている。
うに各冷却室44,45の長手方向に沿って細長く形成
され、冷却室44,45内の中央部に配置されて冷却室
44,45内をそれぞれ入口室49と出口室50とに分
けている。その入口室49の長手方向の一端部には、上
記熱交換器47,48に沿って細長く矩形状に形成され
た導入口51が設けられ、出口室50の長手方向の他端
部には、排出口52が設けられている。インタクーラ2
9側の冷却室44の導入口51と排出口52とには、そ
れぞれ第1段圧縮機5の渦巻室21と第2段圧縮機6の
連絡通路30とが接続される。他方、アフタクーラ33
側の冷却室45の導入口51と排出口52とには、それ
ぞれ第2段圧縮機6の渦巻室22と排出管53とが接続
される。
平面図を示す。図示するように、上方から見て長方形状
の冷却室45は、細長く形成されたアフタクーラ33用
の熱交換器48によって入口室49と出口室50とに分
けられている。入口室49の長手方向の一端部には、上
記熱交換器48に沿って細長く矩形状に形成された導入
口51が設けられている。導入口51は、図5に示すよ
うに徐々に通路断面積が大きくなる連絡通路55を介し
て、第2段圧縮機6の渦巻室22に接続されている。他
方、出口室50の長手方向の他端部には、排出口52が
設けられている。排出口52には、箱体46の側部に一
体的に鋳造された排出管53が接続されている。排出管
53の先端部には、排出口56が形成されている。
と直交して配置された複数のフィンプレート57と、こ
れらフィンプレート57を挿通して設けられた複数の水
管(図示せず)と、フィンプレート57の上下に設けら
れたシールバッフル58と、シールバッフル58に設け
られたシール部材59とを備えている。シールバッフル
58は、熱交換器47,48の一側面から他側面に空気
を導くものであり、シール部材59は、シールバッフル
58と冷却室44,45の内面との間をシールし、冷却
室44,45内をそれぞれ入口室49と出口室50とに
分けるものである。
うに、箱体46と一体的に鋳造されたオイル貯溜室60
が設けられている。オイル貯溜室60には、歯車装置3
の大径歯車14や小径歯車15、インペラ16,17が
取り付けられた回転軸4等を潤滑するためのオイルが貯
溜されている。オイル貯溜室60内の油面は図2に示す
油面計61に表示され、油圧はマノメータ62に表示さ
れる。
63を通って歯車軸11に直結された主オイルポンプ6
4によって汲み上げられ、オイル管65を通ってオイル
クーラ66に導かれる。そして、冷却されたのちオイル
管67を通って回転軸4の軸受18等に給油される。ま
た、給油されたオイルは、オイル貯溜室60に回収され
るようになっている。なお、図1〜図3中、68は副オ
イルポンプである。副オイルポンプ68は、主オイルポ
ンプ64を駆動する駆動モータ1の起動に先立って専用
モータ69によって駆動され、予め回転軸4の軸受18
等を給油するものである。
口、71はアフタクーラ33のドレン出口、72はオイ
ルタンク60の給油口、73はオイルタンク60の排油
口、74はインタおよびアフタクーラ29,33の冷却
水入口、75はインタおよびアフタクーラ29,33の
冷却水出口、76はオイルクーラ66の冷却水入口、7
7はオイルクーラ66の冷却水出口、78は制御盤、7
9は端子箱である。
て述べる。
し、その反対側に第2段圧縮機6を配置し、駆動モータ
1の側方に第1段圧縮機5の吸入管7および吸入フィル
タ8を平行に配置したので、従来のように吸入管7およ
び吸入フィルタ8が出っ張ることはなく、ターボ圧縮機
全体の設置面積が略四角形状となってコンパクトにな
る。これにより、設置面積を従来に比べ約25%減ずるこ
とができる。
とアフタクーラ33用の熱交換器48とを、第1段圧縮
機5、第2段圧縮機6および歯車装置3の下方に設けた
略直方体状の箱体46内に収容したので、冷却機構を含
めたターボ圧縮機全体としての構成がコンパクトにな
る。すなわち、上記箱体46は、インタクーラ29等の
冷却機構の収納箱であると同時に、圧縮機5等の支持基
盤を兼ねる。
位置する1階部分に冷却機構としての熱交換器47,4
8が設けられており、その上方の2階部分に圧縮機構と
しての圧縮機5,6およびその駆動機構としての駆動モ
ータ1が設けられているため、かかる2階建構造によっ
てターボ圧縮機全体としての構成がコンパクトになる。
また、上記箱体46内には、オイル貯溜室6が設けられ
ているため、オイル貯溜機構をも含めた全体の構成をコ
ンパクトにできる。
一端部に熱交換器47,48に沿って細長く矩形状に形
成した導入口51を設け、出口室50の他端部に排出口
52を設けたので、導入口51から入口室50に流入し
た空気は、熱交換器47,48を略均等に通過して出口
室50に流れ、排出口52から排出される。よって、熱
交換率が向上する。
によれば次のような優れた効果を発揮できる。
圧縮機をモータ側に第2段圧縮機をその反対側に配置す
ると共に、第1段圧縮機と第2段圧縮機とを接続する連
絡通路を第2段圧縮機の吐出側の渦巻室の径方向外側に
螺旋状に形成したので、ターボ圧縮機全体としての設置
面積を小さくできる。
圧縮機、第2段圧縮機、歯車装置、駆動モータ、第1段
圧縮機の吸入管および吸入フィルタが上方から見て略四
角形状に配置されるため、設置面積を略四角形状にで
き、コンパクトにできる。
分である箱体内に冷却機構を設け、2階部分に圧縮機構
およびその駆動機構を配置した2階建構造としたので、
ターボ圧縮機としての装置全体の構成をコンパクトにで
きる。 (4)請求項4に係る発明によれば、入口室の一端部に熱
交換器に沿って細長く形成した導入口を設け、出口室の
他端部に排出口を設けたので、流体が熱交換器を略均等
に通過して流れることとなり、熱交換率を向上させるこ
とができる。
である。
示す図である。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 駆動モータの出力軸に歯車装置を介して
回転軸を平行に配置し、該回転軸の両側に遠心式の第1
段圧縮機と第2段圧縮機とを連結したターボ圧縮機にお
いて、上記駆動モータ側に第1段圧縮機を、その反対側
に第2段圧縮機を配置すると共に、第1段圧縮機から吐
出された空気を第2段圧縮機へ導く連絡通路を、第2段
圧縮機の吐出側の渦巻室の径方向外側に螺旋状に形成し
たことを特徴とするターボ圧縮機。 - 【請求項2】 上記駆動モータの側方に、上記第1段圧
縮機の吸入管および吸入フィルタを平行に配置した請求
項1記載のターボ圧縮機。 - 【請求項3】 上記第1段圧縮機、第2段圧縮機および
歯車装置の下方に、内部が2つの冷却室に仕切られた略
直方体状の箱体を設け、その一方の冷却室に、第1段圧
縮機から吐出された流体を冷却して第2段圧縮機へ導く
インタクーラ用の熱交換器を設けると共に、他方の冷却
室に、第2段圧縮機から吐出された流体を冷却して排気
するアフタクーラ用の熱交換器を設けた請求項1乃至2
記載のターボ圧縮機。 - 【請求項4】 上記熱交換器を冷却室の長手方向に沿っ
て細長く形成し、その熱交換器を冷却室内の中央部に配
置して冷却室内を入口室と出口室とに分け、該入口室の
長手方向の一端部に、上記熱交換器に沿って細長く形成
された導入口を設けると共に、出口室の長手方向の他端
部に、排出口を設けた請求項3記載のターボ圧縮機。
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