JP5672171B2 - Turbo compressor - Google Patents
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Description
本発明は、工場の動力源やプロセス用として用いられるターボ圧縮機に関し、特に、放風サイレンサ室を筐体内に内蔵してコンパクト化、静音化を図ったターボ圧縮機に関する。 The present invention relates to a turbo compressor used for a power source or a process in a factory, and more particularly, to a turbo compressor that is compact and quiet by incorporating an air discharge silencer chamber in a casing.
従来、ターボ圧縮機として、特許文献1に記載されているように、第1段圧縮機で圧縮した流体を、さらに第2段圧縮機で圧縮して排出する2段式のターボ圧縮機が提案されている。このようなターボ圧縮機は、鋳物からなる筐体を有し、この筐体上に、第1段圧縮機と第2段圧縮機とが設置されて構成されている。第1段圧縮機のインペラと第2段圧縮機のインペラとは、回転軸で連結されている。回転軸は、駆動モータの出力軸と平行に配置されており、その中央部の歯車装置を介して駆動モータによって回転操作させる。
Conventionally, as described in
このターボ圧縮機においては、吸入口から外気が吸入され、この外気が第1段圧縮機によって圧縮されて、筐体の第1冷却室に送られる。第1冷却室には、第1の熱交換器が収納されている。圧縮された空気は、第1の熱交換器によって冷却されて、第1冷却室から第2段圧縮機に送られ、さらに圧縮される。第2段圧縮機により圧縮された空気は、筐体の第2冷却室に送られる。第2冷却室には、第2の熱交換器が収納されている。圧縮された空気は、第2の熱交換器によって冷却されて、第2冷却室から排出口を経て排出される。 In the turbo compressor, outside air is sucked from the suction port, and the outside air is compressed by the first stage compressor and sent to the first cooling chamber of the casing. A first heat exchanger is accommodated in the first cooling chamber. The compressed air is cooled by the first heat exchanger, sent from the first cooling chamber to the second stage compressor, and further compressed. The air compressed by the second stage compressor is sent to the second cooling chamber of the housing. A second heat exchanger is accommodated in the second cooling chamber. The compressed air is cooled by the second heat exchanger and discharged from the second cooling chamber through the discharge port.
特許文献1に記載されたターボ圧縮機は、小型化のために筐体内のレイアウトが工夫されており、筐体内には、第1の熱交換器を収納した第1冷却室と、第2の熱交換器を収納した第2冷却室と、潤滑油を収納したオイルタンクとが密接して配置されている。
The turbo compressor described in
一般的な遠心式ターボ圧縮機は、圧縮した空気が工場等で余剰となり、外気を吸い込む量に対して圧縮した空気の消費量が少なくなった場合、圧縮機の出口圧力が上昇する。このとき、圧縮機出口部に設置されたセンサーによって検出した圧力値があらかじめ設定された値を超えたときに第2冷却室出口に設置された放風弁を開き、圧縮された空気を外気へ放出する。また、放風弁が開くことによって生じる騒音を低減するため、放風弁から大気への放風口までの間に、放風サイレンサを設置する。 In a general centrifugal turbo compressor, when the compressed air becomes surplus in a factory or the like and the consumption amount of the compressed air is reduced with respect to the amount of sucking outside air, the outlet pressure of the compressor rises. At this time, when the pressure value detected by the sensor installed at the compressor outlet exceeds a preset value, the vent valve installed at the second cooling chamber outlet is opened, and the compressed air is sent to the outside air. discharge. Moreover, in order to reduce the noise generated by the opening of the air release valve, an air discharge silencer is installed between the air release valve and the air outlet.
ところで、前述のような遠心式のターボ圧縮機用の放風サイレンサは、サージング現象を防止するため圧力損失の低いものを使用しなければならい。サージングとは、インペラの中で空気の逆流が生じる現象である。サージングが生ずると、激しい脈動を伴い正常な運転ができなくなる。このため、放風サイレンサには圧力損失の小さいマフラーや吸音材を貼り付けたダクト等を使用して消音、空気を減速させるのが一般的である。しかし、騒音低減効果はその放風サイレンサの大きさに見合ったものとなるため、コンパクト化を図った遠心式ターボ圧縮機では、放風音を十分に抑制できないという問題があった。 By the way, as the above-described centrifugal silencer for a centrifugal turbo compressor, one having a low pressure loss must be used in order to prevent a surging phenomenon. Surging is a phenomenon in which backflow of air occurs in the impeller. When surging occurs, normal operation cannot be performed with intense pulsation. For this reason, it is common to use a muffler with a small pressure loss or a duct with a sound-absorbing material attached to the discharge silencer to mute and decelerate the air. However, since the noise reduction effect is commensurate with the size of the blast silencer, there is a problem that the blast noise cannot be sufficiently suppressed in a compact centrifugal turbo compressor.
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、放風サイレンサも含めて、狭い場所にも設置することができ、また、圧縮された空気を外気へ放出するときの騒音を十分に低減させることができるターボ圧縮機を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention is proposed in view of the above-described circumstances, and can be installed in a narrow place including an air discharge silencer. Also, when the compressed air is discharged to the outside air. An object of the present invention is to provide a turbo compressor capable of sufficiently reducing noise.
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係るターボ圧縮機は、以下の構成を有するものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the above object, a turbo compressor according to the present invention has the following configuration.
〔構成1〕
筐体と、筐体上に設置された遠心式の第1段圧縮機と、筐体上に設置された遠心式の第2段圧縮機と、第1段圧縮機及び第2段圧縮機を駆動する駆動手段とを備え、筐体内は、第1の熱交換器を収納し第1段圧縮機により圧縮された外気が送られる第1冷却室と、第2の熱交換器を収納し第1冷却室を経た空気が第2段圧縮機によりさらに圧縮されて送られる第2冷却室と、駆動手段に送られる潤滑油を収納したオイルタンクと、第2冷却室を経て大気へ放出される排気が送られる放風サイレンサ室とに仕切られており、放風サイレンサ室は、放風サイレンサを収納し、第1冷却室及び第2冷却室と、オイルタンクとの間に位置していることを特徴とするものである。
[Configuration 1]
A housing, a centrifugal first stage compressor installed on the housing, a centrifugal second stage compressor installed on the housing, a first stage compressor and a second stage compressor; And a drive means for driving. The housing houses a first cooling chamber in which a first heat exchanger is housed and outside air compressed by the first stage compressor is sent, and a second heat exchanger is housed in the housing. The air that has passed through the first cooling chamber is further compressed by the second stage compressor, sent to the second cooling chamber, the oil tank that contains the lubricating oil sent to the driving means, and the second cooling chamber to be released to the atmosphere. It is divided into an air discharge silencer chamber to which exhaust is sent, and the air discharge silencer chamber houses the air discharge silencer and is located between the first cooling chamber and the second cooling chamber and the oil tank. It is characterized by.
〔構成2〕
構成1を有するターボ圧縮機において、筐体は、内部を、第1冷却室と、第2冷却室と、オイルタンクと、放風サイレンサ室とに仕切る仕切板とともに、鋳物によって一体的に構成されていることを特徴とするものである。
[Configuration 2]
In the turbo compressor having the
本発明に係るターボ圧縮機においては、構成1を有することにより、筐体内において、放風サイレンサ室は、第1冷却室及び第2冷却室と、オイルタンクとの間に位置しているので、放風サイレンサによる消音効果を増大させることができ、オイルタンクと第1及び第2冷却室との間に空気層が存在することにより、また、放風サイレンサ室を通過する排気により、オイルタンク内の潤滑油の温度上昇が抑制される。
In the turbo compressor according to the present invention, by having the
そして、このターボ圧縮機においては、部品点数の削減による製造コストの低廉化が図られ、また、放風サイレンサも含めて、狭い場所にも設置することができる。 In the turbo compressor, the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of parts, and the turbo compressor can be installed in a narrow place including an air discharge silencer.
また、本発明に係るターボ圧縮機においては、構成2を有することにより、筐体は、内部を仕切る仕切板とともに、鋳物によって一体的に構成されているので、放風サイレンサによる消音効果を増大させることができる。
Further, in the turbo compressor according to the present invention, by having the
すなわち、本発明は、放風サイレンサも含めて、狭い場所にも設置することができ、また、排気を外気に放出するときの騒音を十分に低減させることができるターボ圧縮機を提供することができるものである。 That is, the present invention provides a turbo compressor that can be installed in a narrow place including a wind release silencer and that can sufficiently reduce noise when exhaust is discharged to the outside air. It can be done.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係るターボ圧縮機の平面図である。 FIG. 1 is a plan view of a turbo compressor according to an embodiment of the present invention.
図2は、本発明の実施形態に係るターボ圧縮機の側面図である。 FIG. 2 is a side view of the turbo compressor according to the embodiment of the present invention.
図3は、本発明の実施形態に係るターボ圧縮機の正面図である。 FIG. 3 is a front view of the turbo compressor according to the embodiment of the present invention.
本発明に係るターボ圧縮機は、いわゆるギアードターボ圧縮機であり、図1乃至図3に示すように、鋳物からなる筐体46を有し、この筐体46上に、遠心式の第1段圧縮機5と、遠心式の第2段圧縮機6が設置されて構成されている。
The turbo compressor according to the present invention is a so-called geared turbo compressor, and has a
このターボ圧縮機は、駆動手段となる駆動モータ1の出力軸2により、歯車装置3を介して、第1段及び第2段圧縮機5,6のインペラ(羽根車)を高速回転させ、吸入した空気(ガス)に運動エネルギーを与え、これを効率よく減速して圧力へ変換することにより、空気(ガス)を圧縮するようにした2段型圧縮機である。このターボ圧縮機においては、中間冷却を行って等温圧縮に近づけ、容積効率を高めて、全体の圧縮効率を高めるようになっている。
This turbo compressor rotates the impellers (impellers) of the first-stage and second-
駆動モータ1は、いわゆるフランジモータであり、フランジ1aを介して、筐体46上に固定されている。回転軸4は、駆動モータ1の出力軸2に平行に配置され、歯車装置(増速機)3を介して出力軸2に接続されている。この回転軸4の駆動モータ1側の端部には、第1段圧縮機5が設けられている。回転軸4の反対側の端部には、第2段圧縮機6が設けられている。回転軸4は、中央部において歯車装置3を介して駆動力が伝達され、駆動モータ1側となる一端側に第1段圧縮機5のインペラが取付けられ、他端側に第2段圧縮機6のインペラが取付けられている。
The
第1段及び第2段圧縮機5,6は、回転軸4に取付けられたインペラの周囲に、ディフューザ及び渦巻室を備えて構成されている。第1段及び第2段圧縮機5,6は、インペラが高速回転されることにより、インペラの中心部において吸引した空気(ガス)を径方向外方に加速する。加速された空気は、ディフューザ及び渦巻室を通って減速され、速度が圧力に変換される。
The first-stage and second-
歯車装置3においては、駆動モータ1の出力軸2に大歯車(ブルギア)が接続され、この大歯車に噛合した小歯車(ピニオンギア)が増速回転して、回転軸4に駆動力を伝達する。
In the
図4は、本発明の実施形態に係るターボ圧縮機の筐体の構成を示す横断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the casing of the turbo compressor according to the embodiment of the present invention.
筐体46内は、図4に示すように、空気(ガス)を導く通路となる第1及び第2冷却室44,45と、回転軸4の軸受や歯車装置3に必要な潤滑油が充填されているオイルタンク60と、放風サイレンサ室(ブロータンク)80とに仕切られている。第1冷却室44及び第2冷却室45には、空気(ガス)を冷却するための第1の熱交換器(インタークーラ)47及び第2の熱交換器(アフタークーラ)48が収納されている。筐体46は、内部を第1冷却室44と、第2冷却室45と、オイルタンク60と、放風サイレンサ室80とに仕切る仕切板とともに、鋳物によって一体的に構成されている。放風サイレンサ室80は、放風サイレンサ82を収納しており、第1冷却室44及び第2冷却室45と、オイルタンク60との間に位置している。
As shown in FIG. 4, the
そして、図1に示すように、駆動モータ1の側方には、第1段圧縮機5の吸入管7及び吸入フィルタ8が配置されている。吸入フィルタ8は、大気空気中の異物吸入を防止するためのものである。このターボ圧縮機においては、第1段圧縮機5により、吸入管7から外気が吸入され、この外気が第1段圧縮機5によって圧縮され、筐体46の空気通路部を経て、図4に示すように、第1冷却室入口44aから、筐体46の第1冷却室44に送られる。
As shown in FIG. 1, the suction pipe 7 and the
第1冷却室44に送られた圧縮された空気は、200°C程度になっているが、第1の熱交換器47によって冷却される。第1の熱交換器47によって冷却された空気は、第1冷却室44から、第1冷却室出口44b及び配管9を経て、第2段圧縮機6に送られる。
The compressed air sent to the
第2段圧縮機6は、送られた空気をさらに圧縮して、筐体46の空気通路部10を経て、第2冷却室入口45aから、筐体46の第2冷却室45に送る。第2冷却室45に送られた空気は、第2の熱交換器48によって、40°C程度まで冷却される。第2の熱交換器48によって冷却された空気は、第2冷却室45から、第2冷却室出口45bを経て、排出される。第2冷却室出口45bから排出された空気は、工場等において使用されるために図示しない配管を経て送られる。
The
このターボ圧縮機は、圧縮した空気が工場等で余剰となり、外気を吸い込む量に対して圧縮した空気の消費量が少なくなった場合、圧縮機の出口圧力が上昇する。このとき、圧縮機出口部に設置されたセンサーによって検出した圧力値があらかじめ設定された値を超えたとき、放風弁83を開く。このときには、使用されない圧縮された排気は、第2冷却室出口45bと放風サイレンサ室入口80aを繋ぐ配管81を経て、放風サイレンサ室80内に送られる。放風サイレンサ室80に送られた排気は、この放風サイレンサ室80に収納された放風サイレンサ82を経て、放風サイレンサ室出口80bから外気に放出される。放風サイレンサ82は、圧縮された排気が導入され、消音しながら放風サイレンサ室80内で放出し、排気の流速を落とすことによって、ターボ圧縮機の放風口における騒音を低減させるものである。この放風サイレンサ82は、圧力損失が小さなマフラーや、吸音材が貼られたダクトを備えた構造を有して構成され、騒音を抑制するようになっている。
In the turbo compressor, when the compressed air becomes surplus in a factory or the like, and the consumption amount of the compressed air is reduced with respect to the amount of sucking outside air, the outlet pressure of the compressor increases. At this time, when the pressure value detected by the sensor installed at the compressor outlet exceeds a preset value, the
このターボ圧縮機においては、このターボ圧縮機を構成する他のユニット、すなわち、空気の流量を制御する吸入制御弁、運転及び停止や制御弁をコントロールする制御盤、軸受、歯車の潤滑のために必要な給油装置、潤滑油を筐体46の外部へ漏出させないために筐体46内を負圧に保つ排煙装置などは、全て筐体46上に設置されており、省スペース化が図られている。
In this turbo compressor, for the lubrication of other units constituting this turbo compressor, that is, a suction control valve that controls the flow rate of air, a control panel that controls operation and stop and control valves, bearings, and gears The required oil supply device and the smoke exhaust device that keeps the inside of the
また、このターボ圧縮機においては、放風サイレンサ82が筐体46内に収納されていることにより、部品点数の削減が図られ、製造コストの低廉化が達成されるとともに、放風サイレンサも含めて、狭い場所にも設置することができる。
Further, in this turbo compressor, since the
また、このターボ圧縮機においては、放風サイレンサ室80が、第1冷却室及び第2冷却室44,45と、オイルタンク60との間に位置しており、また、筐体46が鋳物により一体的に構成されていることにより、放風サイレンサ82による消音効果を増大させることができる。例えば、圧縮された排気が放出するときの音圧レベルが120dBを超えるようなレベルであっても、この放風音を放風サイレンサ室80で遮音、減衰させることができ、ターボ圧縮機の外部における騒音を十分に低減させることができる。
Further, in this turbo compressor, the air
また、このターボ圧縮機においては、オイルタンク60と第1及び第2冷却室44,45との間に空気層が存在することにより、また、放風サイレンサ室80を通過する排気により、オイルタンク60内の潤滑油の温度上昇が抑制される。従来、オイルタンク60を筐体46内に内蔵すると、第1及び第2冷却室44,45との隔壁において熱交換が発生し、潤滑油が高温空気から熱を吸収し、冷却された空気を再び暖めてしまうという現象が生ずる恐れがある。この現象が生ずると、オイルクーラの容量を増大させる必要が生じ、また、空気温度の上昇による圧縮機効率の低下が招来される。このターボ圧縮機においては、オイルタンク60内の潤滑油の温度上昇が抑制されるので、オイルクーラの容量を増大させる必要がなく、また、空気温度の上昇による圧縮機効率の低下が生ずることもない。
Further, in this turbo compressor, the oil tank is provided by the presence of an air layer between the
本発明は、工場の動力源やプロセス用として用いられるターボ圧縮機に適用され、特に、放風サイレンサ室を筐体内に内蔵してコンパクト化、静音化を図ったターボ圧縮機に適用される。 The present invention is applied to a turbo compressor used for a power source or a process in a factory, and in particular, to a turbo compressor that is compact and quiet by incorporating a blast silencer chamber in a casing.
5 第1段圧縮機
6 第2段圧縮機
44 第1冷却室
45 第2冷却室
46 筐体
47 第1の熱交換器
48 第2の熱交換器
60 オイルタンク
80 放風サイレンサ室
5
Claims (2)
前記筐体上に設置された遠心式の第1段圧縮機と、
前記筐体上に設置された遠心式の第2段圧縮機と、
前記第1段圧縮機及び第2段圧縮機を駆動する駆動手段と
を備え、
前記筐体内は、第1の熱交換器を収納し前記第1段圧縮機により圧縮された外気が送られる第1冷却室と、第2の熱交換器を収納し前記第1冷却室を経た空気が前記第2段圧縮機によりさらに圧縮されて送られる第2冷却室と、前記駆動手段に送られる潤滑油を収納したオイルタンクと、前記第2冷却室を経て大気へ放出される排気が送られる放風サイレンサ室とに仕切られており、
前記放風サイレンサ室は、放風サイレンサを収納し、前記第1冷却室及び前記第2冷却室と、前記オイルタンクとの間に位置している
ことを特徴とするターボ圧縮機。 A housing,
A centrifugal first stage compressor installed on the housing;
A centrifugal second stage compressor installed on the housing;
Drive means for driving the first stage compressor and the second stage compressor,
Inside the housing is a first cooling chamber in which the first heat exchanger is housed and the outside air compressed by the first stage compressor is sent, and a second heat exchanger is housed in the first cooling chamber. A second cooling chamber in which air is further compressed and sent by the second stage compressor, an oil tank that contains lubricating oil sent to the driving means, and an exhaust discharged to the atmosphere through the second cooling chamber. It is partitioned from the blast silencer room that is sent,
The turbo-compressor, wherein the ventilator silencer chamber houses the ventilator silencer and is located between the first cooling chamber and the second cooling chamber and the oil tank.
ことを特徴とする請求項1記載のターボ圧縮機。 The casing is integrally formed of a casting, with a partition plate that partitions the interior into the first cooling chamber, the second cooling chamber, the oil tank, and the air discharge silencer chamber. The turbo compressor according to claim 1, wherein:
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