JP5743099B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

この発明は、垂直分割型の圧縮機に関するものである。

ローターや翼等が収容されている略円柱状のバンドルを略円筒状のケーシング内部に軸線方向から挿脱可能な垂直分割型の圧縮機が知られている。この垂直分割型の圧縮機にあっては、バンドルをケーシング内に挿入する際に、バンドルをケーシングの内周面に干渉させないために、バンドルの前端付近下部に左右一対の内部ローラーを設けると共に後部を支持する台車を設けて、バンドルとケーシングとの相対角度差が所定の角度差となるようにバンドルの傾斜角度を補正しながら、ケーシングにバンドルを挿入している（例えば、特許文献１参照）。
そして、上記圧縮機の場合、ケーシングの車室前端付近に、内周壁面よりも径方向外側に陥没した凹部が形成され、バンドルがケーシングに完全に収容された状態で、軸線方向で凹部と内部ローラーとの位置が重なり内部ローラーが凹部内に落ちることで、内部ローラーを荷重から開放するように設定されている。

特開２００１−２２０３０７号公報

ところで、上述した圧縮機にあっては、図５に示すように、バンドル２の外周面２ａにＯリングなどのシール部材４０が取り付けられている。このシール部材４０は、内部ローラー２０が凹部８０に落ちる際にケーシング３の内周面３ａに形成されたシール面６０とバンドル２外周面２ａとの間に挟み込まれて弾性変形しシールするようになっている。
しかしながら、バンドル２が軸線方向に変位しながら凹部８０内に内部ローラー２０が落ちるようになっているため、上述したシール部材４０は、シール面６０とバンドル２の外周面２ａとの間の適正位置に配置される前に、シール面６０のバンドル挿入方向における後側の内周面３ａ上で引き摺られてしまう。ここで、図５において、シール面６０から内部ローラー２０が落ちた直後の状態を二点差線で示しているが、シール面６０の後側近傍に開口部５０が形成されている場合には、開口部５０の角部にシール部材４０が引っ掛かり、シール部材４０に損傷や切断が生じる場合があるという課題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、シール部材の損傷や切断を防止して、信頼性の向上を図ることができる圧縮機を提供するものである。

上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明に係る圧縮機は、周壁に開口部を有する有底筒状のケーシングと、該ケーシングの内部に軸線方向から挿入されて格納されるバンドルと、前記バンドルの挿入方向の前部に設けられ、前記ケーシングの内周面上で軸線方向に転動する内部ローラーとを備え、前記ケーシングは、前記バンドルの挿入方向で、前記開口部の前縁近傍に、前記内周面から径方向内周側に向かって突出して形成されるシール面と、前記内周面に設けられ、前記ケーシングに前記バンドルが格納された格納状態で前記内部ローラーが没入される凹部とを備え、前記バンドルは、該バンドルの外周面に、前記ケーシングに前記バンドルが格納された格納状態で前記ケーシングの前記シール面に突き当たるシール部材を備え、前記ケーシングの前記内周面には、前記シール面を前記バンドルの挿入方向前側に延長する延長部が設けられていることを特徴としている。
このように構成することで、ケーシングに対してバンドルを格納した状態で内部ローラーが凹部に没入されることで、シール部材がシール面に突き当たりシール部材を変形させることができる。また、ケーシングに対してバンドルを挿入している過程で、シール部材が開口部を通り過ぎるまで、内部ローラーがシール面を延長する延長部上を転動している状態となるため、シール部材が開口部の角部に接触するのを防止することができる。

また、この発明に係る圧縮機は、上記圧縮機において、前記ケーシングの底部から前記開口部までの軸線方向の距離をｂ、前記バンドルの前面から挿入方向における前記内部ローラーの後端部までの軸線方向の距離をｅ、前記内部ローラーの回転中心から前記シール部材までの軸線方向の距離をｄとした場合、前記延長部の挿入方向前側の端縁から前記開口部までの軸線方向の距離ｃは、ｂ−ｅ＞ｃ＞ｄの関係を満たすように設定してもよい。
このように構成することで、内部ローラーが凹部に没入する際に、シール部材が開口部よりも挿入方向前側に配置されるので、シール部材が開口部の角部に接触するのをより確実に防止することができる。また、バンドルのシール部材の配置に応じてシール面を形成すると共に、内部ローラーの配置に応じて凹部を適正に形成しつつ、延長部を開口部の位置に応じた適正な長さに設定することができる。

また、この発明に係る圧縮機は、上記圧縮機において、前記ケーシングの底部から前記シール面のシール予定点までの軸線方向の距離をａ、前記バンドルの前面から前記内部ローラーの回転中心までの距離をｇとした場合、ｂ＞ｃ＋ｅ＞ａ、および、ａ＞ｄ＋ｇの関係を満たすようにしてもよい。
このように構成することで、軸線方向における開口部とシール面との相対位置に応じて、延長部の軸線方向の寸法を適正化することができる。また、バンドルの前面をケーシングの底部に当接させた状態で、シール部材を軸線方向でシール面上または延長部上に配置させることができる。

この発明に係る圧縮機によれば、バンドルをケーシングに挿入する際に、シール部材の損傷及び切断を防止して、信頼性の向上を図ることが可能となる。

この発明の実施形態における圧縮機の概略構成を示す構成図である。 上記圧縮機におけるバンドル前部の拡大断面図である。 内部ローラーが延長部上を転動している状態を示す図２に相当する拡大断面図である。 内部ローラーが凹部に没入された状態を示す図２に相当する拡大断面図である。 従来の圧縮機における図２に相当する部分拡大図である。

次に、この発明の実施形態における圧縮機について図面を参照して説明する。
図１は、この実施形態の圧縮機の概略構成を示す構成図である。
図１に示すように、圧縮機１は、垂直分割型（バレル型）の圧縮機であって、主に、内部にローター４等を収容すると共に、ローター４を回転可能に支持する静止部Ｃを備える略円柱状のバンドル２と、略有底筒状のケーシング３とから構成されている。

ケーシング３は、内部にバンドル２が収容可能とされており、その内周面３ａの直径は、バンドル２の外周面２ａの直径よりも僅かに大径（例えば、数ｍｍ程度）とされている。ケーシング３は、その軸線方向が水平方向を向くように架台１０の水平な基面１１上に固定されている。

ケーシング３には、軸線方向の一方に、バンドル２を挿脱するための軸線方向開口部５が形成されている。そして、ケーシング３には、下方に向かって拡径して開口する吸込ノズル６と排出ノズル７とがそれぞれ軸線方向に並んで取り付けられている。

架台１０は、上記ケーシング３の下方から軸線に沿って軸線方向開口部５から離間される方向に延在されている。架台１０の基面１１には、左右一対のレール部材１３が軸線に沿って上記ケーシング３の軸線方向開口部５から離間する方向に延在されている。このレール部材１３は、上面１４が水平面とされバンドル２の直径と略同じ間隔で平行に配設されている。また、一対のレール部材１３の軌道内側には、バンドル２の外周面２ａに対向する傾斜面を有した一対の内側レール部材（図示せず）が延在されている。

バンドル２は、その挿入方向（図１中、矢印で示す方向）の前部に、より具体的には外周面２ａの前面２ｂ近傍の下部に、バンドル２の軸線方向に沿って走行可能な内部ローラー２０が設けられている。この内部ローラー２０は、ケーシング３の内周面３ａ上を転動可能となっている。この内部ローラー２０の転動によって、バンドル２をケーシング３へ挿入する際に、バンドル２の前部をケーシング３の底部３ｄ側へ円滑に押し込むことが可能となる一方で、バンドル２をケーシング３から離脱させる際には、バンドル２の前部をケーシング３の軸線方向開口部５まで円滑に引き出すことが可能となっている。なお、内部ローラー２０は、上述した内側レール部材の傾斜面上を、当該内側レール部材に沿って走行可能とされている。

バンドル２は、挿入方向の後部に、上記レール部材１３の上面１４を走行可能な後部走行機構２１が取り付けられている。この後部走行機構２１は、バンドル２の後部を挿入方向にスライド可能に支持するものであり、その下端部にアウターローラ３６を有している。このアウターローラ３６は、レール部材１３の上面１４を挿入方向に転動するようになっている。

架台１０には、レール部材１３に沿って油圧シリンダー２２が取り付けられている。バンドル２をケーシング３内に収容する際には、上記油圧シリンダー２２によって、バンドル２をレール部材１３の延在方向に押圧可能であり、さらに、バンドル２をケーシング３から取り出す際には、バンドル２をレール部材１３の延在方向に引き出すことが可能となっている。

図２に示すように、バンドル２は、バンドル挿入方向の前側（図２中、右側）の下部に内部ローラー２０が取り付けられている。バンドル２の外周面２ａには、内部ローラー２０よりもバンドル挿入方向の後側に、Ｏリングなどのシール部材４０が周方向に延在する状態で取り付けられている。このシール部材４０は、バンドル２の外周面２ａから径方向外周側に僅かに突出する取付座４１上に取り付けられている。このシール部材４０は、バンドル２がケーシング３に格納された状態で、後述するシール面６０に突き当たることで弾性変形して、バンドル２の前部をシールするようになっている。

一方で、ケーシング３には、その周壁３ｂの下部に、ケーシング３の内部と外部とを連通する開口部５０が形成されている。この開口部５０は、内部ローラー２０が転動する一対の軌道の幅方向内側に配置され、図示しないノズル等が外部に接続されるようになっている。

さらに、バンドル挿入方向における開口部５０の前側縁部５０ａの前側近傍には、上述したシール部材４０用のシール面６０が形成されている。このシール面６０は、ケーシング３の内周面３ａの周方向に延在され、径方向内周側に所定高さで突出している。このシール面６０は、ケーシング３に格納された状態のバンドル２の外周面２ａと略平行な面とされている。なお、シール面６０の高さは、バンドル２とケーシング３の内周面３ａとの隙間の大きさに応じて設定される。

さらに、ケーシング３の内周面３ａには、延長部７０が形成されている。この延長部７０は、上記シール面６０をバンドル挿入方向の前側に所定長さだけ延長して形成されている。この延長部７０は、シール面６０に対して面一に形成されている。

ケーシング３には、さらに、延長部７０よりもバンドル挿入方向の前側に、ケーシング３にバンドル２が完全に格納された格納状態のときに内部ローラー２０が没入される凹部８０が形成されている。この凹部８０は、ケーシング３の内周面３ａよりも更に径方向外周側に配置される内周面３ｃを備えている。そして、凹部８０の前側、すなわちケーシング３のバンドル挿入方向における最も前側には、ケーシング３の内周面３ａに対して略直角に延在する底部３ｄが形成されている。

この実施形態の圧縮機１は、上述した構成を備えており、次に、上述した圧縮機１のバンドル２及びケーシング３における各部の具体的配置について説明する。

図２に示すように、上述したケーシング３の底部３ｄから開口部５０の前側縁部５０ａまでの軸線方向の距離を「ｂ」、バンドル２の前面２ｂから挿入方向における内部ローラー２０の後端部２３までの軸線方向の距離を「ｅ」、内部ローラー２０の回転中心２４からシール部材４０までの軸線方向の距離を「ｄ」、延長部７０の挿入方向における前側の端縁７１から開口部５０の前側縁部５０ａまでの軸線方向の距離を「ｃ」とすると、距離「ｃ」は、ｂ−ｅ＞ｃ＞ｄの関係を満たすように設定されている。ここで、内部ローラー２０の直径はバンドル２の重量に応じて決定される。また、上述したバンドル２の内部にガスシール（図示せず）が設けられている場合、このガスシールに繋がるガスシール用の孔がバンドル２の軸線方向において、シール部材４０よりも前側に配置される。この場合、当該ガスシール用の孔の配置と、内部ローラー２０の直径等に応じて距離「ｂ」および、後述する距離「ａ」が決定される。

上記のように各部を設定することで、ケーシング３にバンドル２が格納された格納状態のときに、軸線方向における内部ローラー２０の後端部２３の位置よりも、延長部７０の前側の端縁７１がバンドル挿入方向の後側に配置されることとなる。さらに、内部ローラー２０が、延長部７０から落ちて凹部８０に没入される際、すなわち、内部ローラー２０の回転中心２４が延長部７０の前側の端縁７１の位置になったときに、開口部５０の前側縁部５０ａよりもバンドル挿入方向の前側にシール部材４０が配置されることとなる。

また、ケーシング３の底部３ｄからシール面６０のシール予定点Ｆまでの軸線方向の距離を「ａ」、バンドル２の前面２ｂから内部ローラー２０の回転中心２４までの距離を「ｇ」とした場合、ｂ＞ｃ＋ｅ＞ａ、および、ａ＞ｄ＋ｇの関係を満たすように設定しても良い。このようにすることで、内部ローラー２０が凹部８０内に完全に没入された状態で、シール部材４０を開口部５０の前側縁部５０ａよりも前側に配置することができるとともに、前面２ｂが底部３ｄに当接する状態となったときには凹部８０内に内部ローラー２０を確実に没入させることができる。なお、シール予定点Ｆとは、ケーシング３にバンドル２が格納された格納状態でシール部材４０が突き当たる予定位置である。

次に、上述した圧縮機１のバンドル２をケーシング３に挿入させる際の動作について図面を参照して説明する。
図２に示すように、内部ローラー２０をケーシング３の内周面３ａ上でバンドル挿入方向の前側に転動させながらバンドル２をケーシング３内に挿入する。この際、シール部材４０は、ケーシング３の内周面３ａから浮いた状態となっている。

図３に示すように、バンドル２を挿入方向に更に変位させると、内部ローラー２０が転動しながらシール面６０上に移動する。この際、シール部材４０は、内部ローラー２０がシール面６０上に移動する前よりも更に内周面３ａから離間された状態となる。

そして、内部ローラー２０は、シール面６０から延長部７０へとバンドル挿入方向に転動し、延長部７０の前側の端縁７１を過ぎると、延長部７０から落ちて凹部８０に没入される。さらに、図４に示すように、バンドル２の前面２ｂが底部３ｄに当接し、ケーシング３にバンドル２が格納された格納状態になると、シール部材４０がシール面６０に突き当たり弾性変形した状態となる。これにより、シール部材４０及びシール面６０によって、バンドル２のシール部材４０よりも前側の部分がシールされた状態となる。

したがって、上述した実施形態の圧縮機１によれば、ケーシング３に対してバンドル２が格納された格納状態で内部ローラー２０が凹部８０に没入されるので、シール部材４０がシール面６０に突き当たり、シール部材４０を弾性変形させることができる。

また、ケーシング３に対してバンドル２を挿入している過程で、シール部材４０が開口部５０を通り過ぎるまで、内部ローラー２０がシール面６０を延長する延長部７０上を転動している状態となるため、シール部材４０が開口部５０の角部に接触するのを防止することができる。その結果、シール部材４０の損傷や切断を防止して、信頼性の向上を図ることができる。

また、内部ローラー２０が凹部８０に没入する際には、シール部材４０が開口部５０の端縁７１よりも前側に配置されるため、シール部材４０が開口部５０の角部に接触するのを確実に防止することができる。

また、バンドル２のシール部材４０の配置に応じてシール面６０を形成すると共に、内部ローラー２０の配置に応じて凹部８０を適正に形成しつつ、延長部７０を開口部５０の位置に応じた適正な長さに設定することができるため、ケーシング３の軸線方向の長さを最小限に抑えることができる。

さらに、軸線方向における開口部５０とシール面６０との相対位置に応じて、延長部７０の軸線方向の寸法を適正化することができる。また、バンドル２の前面２ｂがケーシング３の底部３ｄに当接された状態（格納状態）で、シール部材４０を軸線方向でシール面６０上または延長部７０上に配置させることができるため、ケーシング３内にバンドル２が格納された格納状態のときに、シール部材４０をシール面６０または延長部７０に突き当てて弾性変形させることができる。その結果、シール部材４０により確実にシールすることができる。

なお、この発明は上述した実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
上述した実施形態においては、シール部材４０としてＯリングを一例として挙げたが、Ｏリングに限られるものではない。例えば、シール部材４０として、金属シールを用いても良い。

２ バンドル
２ａ 外周面
３ ケーシング
３ａ 内周面
２０ 内部ローラー
４０ シール部材
５０ 開口部
６０ シール面
７０ 延長部
８０ 凹部
Ｆ シール予定点

Claims (3)

1. 周壁に開口部を有する有底筒状のケーシングと、
   該ケーシングの内部に軸線方向から挿入されて格納されるバンドルと、
   前記バンドルの挿入方向の前部に設けられ、前記ケーシングの内周面上で軸線方向に転動する内部ローラーとを備え、
   前記ケーシングは、
   前記バンドルの挿入方向で、前記開口部の前縁近傍に、前記内周面から径方向内周側に向かって突出して形成されるシール面と、
   前記内周面に設けられ、前記ケーシングに前記バンドルが格納された格納状態で前記内部ローラーが没入される凹部とを備え、
   前記バンドルは、
   該バンドルの外周面に、前記ケーシングに前記バンドルが格納された格納状態で前記ケーシングの前記シール面に突き当たるシール部材を備え、
   前記ケーシングの前記内周面には、前記シール面を前記バンドルの挿入方向前側に延長する延長部が設けられていることを特徴とする圧縮機。
2. 前記ケーシングの底部から前記開口部までの軸線方向の距離をｂ、前記バンドルの前面から挿入方向における前記内部ローラーの後端部までの軸線方向の距離をｅ、前記内部ローラーの回転中心から前記シール部材までの軸線方向の距離をｄとした場合、前記延長部の挿入方向前側の端縁から前記開口部までの軸線方向の距離ｃは、ｂ−ｅ＞ｃ＞ｄの関係を満たすように設定されている請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記ケーシングの底部から前記シール面のシール予定点までの軸線方向の距離をａ、前記バンドルの前面から前記内部ローラーの回転中心までの距離をｇとした場合、ｂ＞ｃ＋ｅ＞ａ、および、ａ＞ｄ＋ｇの関係を満たしている請求項２に記載の圧縮機。

Images