JP7221727B2

JP7221727B2 - ギアド圧縮機の位相調整システム、ギアド圧縮機の位相調整治具、及びギアド圧縮機の位相調整方法

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Publication number: JP7221727B2
Application number: JP2019030689A
Authority: JP
Inventors: 靖士大濱
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2023-02-14
Anticipated expiration: 2039-02-22
Also published as: JP2020133556A; US11598406B2; US20200271211A1

Description

本発明は、ギアド圧縮機の位相調整システム、ギアド圧縮機の位相調整治具、及びギアド圧縮機の位相調整方法に関する。

回転機械である遠心圧縮機は、回転するインペラの半径方向に気体を通り抜けさせ、その際に発生する遠心力を利用して気体を圧縮する。

例えば、特許文献１には、このような遠心圧縮機の一種として、駆動源により回転駆動される歯車と、この歯車に噛み合わされ、ピニオンシャフトに固定されたピニオンと、ピニオンシャフトの両端部に設けられたインペラと、を備えるギアド圧縮機が開示されている。

特開２０１６－１９１３１１号公報

このようなギアド圧縮機では、メンテナンス等の際に、歯車やピニオン等の回転系について、それぞれの軸線周りの周方向の位置（位相）を調整しなければならない場合がある。しかしながら、メンテナンス時には、歯車を回転駆動させる駆動源が停止しており、そのままでは歯車やピニオンを回転させることができない。特に、ギアド圧縮機が大型である場合、歯車、ピニオン、ピニオンシャフト、及びインペラを含む回転系の重量は非常に大きくなる。このため、ギアド圧縮機の回転系を回転させるには、大きなトルクが必要となり、回転系の位相を高精度に調整することも非常に難しい。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、回転系の位相を容易かつ高精度に調整することが可能なギアド圧縮機の位相調整システム、ギアド圧縮機の位相調整治具、ギアド圧縮機の位相調整方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の第一態様に係るギアド圧縮機の位相調整システムは、互いに噛み合って設けられた複数の歯車を有するギアド圧縮機と、前記ギアド圧縮機に着脱可能とされて前記歯車の位相を調整可能な位相調整治具と、を備え、前記ギアド圧縮機は、回転駆動部と、前記回転駆動部によって回転される駆動軸と、前記駆動軸に固定され、複数の前記歯車のうちで最も外径が大きい駆動歯車と、複数の前記歯車のうちで前記駆動歯車よりも小径とされ、前記駆動歯車と噛み合う従動歯車と、前記駆動歯車及び前記従動歯車が収容されるギアケーシングと、前記従動歯車に固定された従動軸と、前記従動軸の端部に設けられ、前記従動軸とともに回転することで流体を圧縮する圧縮部と、を有し、前記位相調整治具は、前記ギアケーシングに着脱可能なフレームと、前記フレームに対して回転可能に設けられ、前記フレームが前記ギアケーシングに固定された状態で前記駆動歯車に噛み合う治具主歯車と、前記治具主歯車を回転させるハンドルと、を有し、前記ハンドルが回転することで、前記駆動歯車、前記駆動軸、前記従動歯車、前記従動軸が同時に回転し、前記治具主歯車は、前記フレームが前記ギアケーシングに固定された状態で、前記駆動歯車の鉛直方向の上方に配置され、前記ギアケーシングは、前記駆動歯車の上部の一部のみが露出するように前記ギアケーシングを貫通する上部開口部と、前記上部開口部を塞ぐように配置されたカバーとを有する。

このような構成とすることで、フレームがギアケーシング９に固定されることで、治具主歯車が駆動歯車に噛み合わされる。この状態でハンドルによって治具主歯車を回転させることで、治具主歯車の回転が伝達され、駆動歯車を回転させることができる。駆動歯車の回転に伴い、ギアド圧縮機の回転系を回転させることができる。したがって、ハンドルでギアド圧縮機の回転系の位相の調整ができる。さらに、治具主歯車は、最も外径が大きい駆動歯車に噛み合わされる。このような構成とすることで、より少ないトルクでギアド圧縮機の回転系を回転させることができる。したがって、小さなトルクでギアド圧縮機の回転系の位相を調整することができ、作業者によって手動で位相の微調整等も容易に行うことができる。このようにして、回転系の位相を容易かつ高精度に調整することが可能となる。
また、位相調整治具の自重により、治具主歯車と駆動歯車とを確実に噛み合わすことができる。

また、本発明の第二態様に係るギアド圧縮機の位相調整システムでは、第一態様において、前記ギアケーシング及び前記フレームの一方に設けられ、前記ギアケーシング及び前記フレームの他方に向けて突出するガイド凸部と、前記ギアケーシング及び前記フレームの他方に形成され、前記ガイド凸部が挿入可能な挿入孔と、を有していてもよい。

このような構成とすることで、ギアケーシングに対するフレームの水平方向の位置を容易かつ確実に位置決めすることができる。したがって、駆動歯車に対する治具主歯車の水平方向の位置を正確に配置でき、治具主歯車を駆動歯車に確実に噛み合わすことができる。

また、本発明の第三態様に係るギアド圧縮機の位相調整システムでは、第一又は第二態様において、前記位相調整治具は、前記ハンドルの回転数を減速させて前記治具主歯車に伝達させる治具副歯車を有していてもよい。

このような構成とすることで、実際にハンドルが回される際のトルクに比べて、より大きなトルクで駆動歯車を回転させることができる。したがって、作業者はより小さな力で駆動歯車を回転させることができる。これにより、回転系の位相をより容易かつ高精度に調整することが可能となる。

また、本発明の第四態様に係るギアド圧縮機の位相調整治具は、回転駆動部と、前記回転駆動部によって回転される駆動軸と、前記駆動軸によって回転され、互いに噛み合って設けられた複数の歯車を有する歯車列と、前記歯車列が収容されるギアケーシングと、前記歯車列が回転されることで回転する従動軸と、前記従動軸の端部に設けられ、前記従動軸とともに回転することで流体を圧縮する圧縮部と、を備え、複数の前記歯車として、前記駆動軸に固定されて最も外径が大きい駆動歯車と、前記駆動歯車よりも小径とされて前記駆動歯車と噛み合い、前記従動軸に固定された従動歯車と、を有するギアド圧縮機における前記歯車の位相を調整するギアド圧縮機の位相調整治具であって、前記ギアケーシングに着脱可能なフレームと、前記フレームに対して回転可能に設けられ、前記フレームが前記ギアケーシングに固定された状態で前記駆動歯車に噛み合う治具主歯車と、前記治具主歯車を回転させるハンドルと、を有し、前記ハンドルは、回転することで、前記駆動歯車、前記駆動軸、前記従動歯車、前記従動軸を同時に回転させ、前記ギアケーシングは、前記駆動歯車の上部の一部のみが露出するように前記ギアケーシングを貫通する上部開口部と、前記上部開口部を塞ぐように配置されたカバーとを有し、前記治具主歯車は、前記フレームが前記ギアケーシングに固定された状態で、前記駆動歯車の鉛直方向の上方に配置される。

本発明の第五態様に係るギアド圧縮機の位相調整方法は、回転駆動部と、前記回転駆動部によって回転される駆動軸と、前記駆動軸によって回転され、互いに噛み合って設けられた複数の歯車を有する歯車列と、前記歯車列が収容されるギアケーシングと、前記歯車列が回転されることで回転する従動軸と、前記従動軸の端部に設けられ、前記従動軸とともに回転することで流体を圧縮する圧縮部と、を備え、複数の前記歯車として、前記駆動軸に固定されて最も外径が大きい駆動歯車と、前記駆動歯車よりも小径とされて前記駆動歯車と噛み合い、前記従動軸に固定された従動歯車と、を有し、前記ギアケーシングは、前記駆動歯車の上部の一部のみが露出するように前記ギアケーシングを貫通する上部開口部と、前記上部開口部を塞ぐように配置されたカバーとを有するギアド圧縮機における前記歯車の位相を調整するギアド圧縮機の位相調整方法であって、前記ギアケーシングに着脱可能なフレームと、前記フレームに対して回転可能に設けられ、前記フレームが前記ギアケーシングに固定された状態で前記駆動歯車に噛み合う治具主歯車と、前記治具主歯車を回転させるハンドルと、を有する位相調整治具を準備する準備工程と、前記位相調整治具における前記フレームを前記ギアケーシングに固定し、前記駆動歯車に前記治具主歯車を噛み合わす治具取付工程と、前記ハンドルを回転させることで、前記治具主歯車を介して複数の前記歯車を同時に回転させ、前記歯車の位相を調整する位相調整工程と、を含み、前記治具取付工程では、前記治具主歯車は、前記フレームが前記ギアケーシングに固定された状態で、前記駆動歯車の鉛直方向の上方に配置される。

本発明によれば、回転系の位相を容易かつ高精度に調整することが可能となる。

本発明の実施形態に係るギアド圧縮機の位相調整システムを構成するギアド圧縮機の構成を概略的に示す平面図である。上記ギアド圧縮機の構成を示す図であり、図１のＡ－Ａ矢視断面図である。上記ギアド圧縮機の構成を示す図であり、図１のＢ－Ｂ矢視断面図である。本発明の実施形態に係るギアド圧縮機の位相調整システムを構成する位相調整治具の構成を示す断面図である。上記位相調整治具の構成を示す側面図である。上記ギアド圧縮機の位相調整システムにおいて、位相調整治具をギアド圧縮機に装着した状態を示す断面図である。上記ギアド圧縮機の位相調整システムにおいて、位相調整治具をギアド圧縮機に装着した状態を示す図であり、図６のＣ－Ｃ矢視断面図である。本発明の実施形態に係るギアド圧縮機の位相調整方法の流れを示すフローチャートである。上記ギアド圧縮機のカバーを外した状態を示す側断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明によるギアド圧縮機の位相調整システム、ギアド圧縮機の位相調整治具、及びギアド圧縮機の位相調整方法を実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るギアド圧縮機の位相調整システムを構成するギアド圧縮機の構成を概略的に示す平面図である。図２は、上記ギアド圧縮機の構成を示す図であり、図１のＡ－Ａ矢視断面図である。図３は、上記ギアド圧縮機の構成を示す図であり、図１のＢ－Ｂ矢視断面図である。

図１に示すように、本実施形態のギアド圧縮機１は、複数の歯車を有している。ギアド圧縮機１は、複数の歯車を回転させることで複数のインペラ１４を回転させて流体を圧縮する多軸多段の構成となっている。ギアド圧縮機１は、回転駆動部２と、駆動軸３と、歯車列７と、二つの従動軸５と、ギアケーシング９と、圧縮部１０と、を有している。

図１及び図２に示すように、駆動軸３は、駆動源である回転駆動部２によって水平方向に延びる軸線まわりに回転駆動される。回転駆動部２は、ギアド圧縮機１を駆動するための動力を発生する。回転駆動部２としては、例えば電動モータなどの電動機、蒸気タービン等を採用することができる。駆動軸３は、先端がギアケーシング９内に配置されるように後述するギアケーシング９を貫通している。

歯車列７は、互いに噛み合って設けられた複数の歯車を有している。歯車列７は、駆動軸３の回転を増速して後述する従動軸５に伝達する増速機として機能する。図１及び図３に示すように、本実施形態の歯車列７は、駆動歯車４と、二つの従動歯車６と、を有する。

駆動歯車４は、ギアケーシング９内で駆動軸３の先端部に固定されている。駆動歯車４は、二つの従動歯車６よりも外径が大きく、歯数が多い。つまり、駆動歯車４は、歯車列７における複数の歯車のうちで最も外径が大きい歯車である。

二つの従動歯車６は、それぞれ、駆動歯車４と噛み合って従動する。二つの従動歯車６は、駆動歯車４（駆動軸３）を挟むように、駆動歯車４の両側に配置されている。二つの従動歯車６は、いずれも駆動歯車４よりも小径とされ、歯数が少ない。つまり、従動歯車６は、歯車列７における複数の歯車のうちで最も外径が小さい歯車である。二つの従動歯車６は、第一従動歯車６ａと、第二従動歯車６ｂとから構成されている。

二つの従動軸５は、従動歯車６の軸となるように、従動歯車６にそれぞれ固定されている。二つの従動軸５は、駆動歯車４の回転が伝達される従動歯車６の回転に伴って、その中心軸回りに回転駆動される。従動軸５は、両端がギアケーシング９の外部に位置するようにギアケーシング９を貫通している。二つの従動軸５は、第一従動歯車６ａに固定された第一従動軸５ａと、第二従動歯車６ｂに固定された第二従動軸５ｂとを有する。第一従動歯車６ａ及び第二従動歯車６ｂは、駆動軸３と平行に延びている。

図１に示すように、圧縮部１０は、二つの従動軸５に伝達された動力により駆動される。圧縮部１０は、二つの第一段圧縮部１１ａ及び１１ｂと、第二段圧縮部１２と、第三段圧縮部１３と、を有する。第一段圧縮部１１ａ及び１１ｂは、第一従動軸５ａの両端にそれぞれ設けられている。二つの第一段圧縮部１１ａ及び１１ｂは、同一の構成を有している。第二段圧縮部１２は、第二従動軸５ｂの第一端に設けられている。第三段圧縮部１３は、第二段圧縮部１２と反対側である第二従動軸５ｂの第二端に設けられている。

第一段圧縮部１１ａ及び１１ｂ、第二段圧縮部１２、及び第三段圧縮部１３は、それぞれインペラ１４を用いて作動流体を圧縮する。第一段圧縮部１１ａ及び１１ｂは、第一インペラ１４ａ及び１４ｂを有する。各インペラ１４は、供給された作動流体を、その内部に形成された流路を介して圧縮する。第一段圧縮部１１ａ及び１１ｂと、第二段圧縮部１２と、第三段圧縮部１３とは、配管（図示無し）を介して順に接続されている。

このような圧縮部１０は、圧縮すべき作動流体が、第一段圧縮部１１ａ及び１１ｂ、第二段圧縮部１２、第三段圧縮部１３の順に導入されて順次圧縮される。作動流体は、第三段圧縮部１３において圧縮された後、圧縮された作動流体の需要先（図示無し）に供給される。

図２及び図３に示すように、ギアケーシング９には、内部に歯車列７が収容されている。つまり、ギアケーシング９には、駆動歯車４及び従動歯車６が収容されている。駆動軸３、第一従動軸５ａ、及び第二従動軸５ｂは、ギアケーシング９に回転可能に支持されている。具体的には、駆動軸３は、ギアケーシング９に、軸受１５Ａ及び１５Ｂを介して回転可能に支持されている。第一従動軸５ａは、ギアケーシング９に、軸受１６Ａ及び１６Ｂを介して回転可能に支持されている。第二従動軸５ｂは、ギアケーシング９に、軸受１７Ａ及び１７Ｂを介して回転可能に支持されている。ギアケーシング９は、下部ケーシング１８と、上部ケーシング１９と、カバー２０と、を有している。

下部ケーシング１８は、工場の床等の設置面Ｆに固定されている。下部ケーシング１８は、上方に向かって開口し、下方に窪む第一凹部１８ａを有している。駆動歯車４と、複数の従動歯車６の下部は、第一凹部１８ａの内側に収められている。

上部ケーシング１９は、下部ケーシング１８上に、ボルト（図示無し）等により固定されている。上部ケーシング１９は、上方に窪む第二凹部１９ａを有している。駆動歯車４と、複数の従動歯車６の上部は、第二凹部１９ａの内側に収められている。つまり、ギアケーシング９では、下部ケーシング１８の第一凹部１８ａと、上部ケーシング１９の第二凹部１９ａとによって、歯車列７を収容する空間が形成されている。

また、上部ケーシング１９の上部を構成するケーシング天板部１９ｃには、上部開口部１９ｂが形成されている。上部開口部１９ｂは、少なくとも駆動歯車４の上部の一部が露出するようにケーシング天板部１９ｃを貫通する貫通孔として形成されている。ケーシング天板部１９ｃは、水平方向に広がる平板状をなしている。

カバー２０は、上部ケーシング１９に対して上部開口部１９ｂを塞ぐように設けられている。カバー２０は、ケーシング天板部１９ｃに対し、ボルト（図示無し）により着脱可能に設けられている。

図４は、本発明の実施形態に係るギアド圧縮機の位相調整システムを構成する位相調整治具の構成を示す断面図である。図５は、上記位相調整治具の構成を示す側面図である。本実施形態のギアド圧縮機１の位相調整システム１００は、上述したギアド圧縮機１と、図４及び図５に示すような位相調整治具５０と、を備える。

位相調整治具５０は、ギアケーシング９の外部から作業者が手動にて複数の歯車の位相を調整することを可能としている。位相調整治具５０は、ギアケーシング９に対して着脱可能に設けられる。位相調整治具５０は、フレーム５１と、歯車部６０と、手回しハンドル（ハンドル）７０と、を有している。位相調整治具５０は、カバー２０を取り外された状態のギアケーシング９に対し、上部開口部１９ｂを覆うように、上部ケーシング１９上に着脱可能とされている。

フレーム５１は、上部ケーシング１９に着脱可能とされている。フレーム５１は、サイドプレート５２と、連結シャフト５３と、ベースプレート５４と、固定ボルト５５と、高さ調整部材５６と、位置決め孔（挿入孔）５７と、を有している。

サイドプレート５２は、第一サイドプレート５２ａ及び第二サイドプレート５２ｂを有する。第一サイドプレート５２ａと第二サイドプレート５２ｂとは、フレーム５１が上部ケーシング１９に固定された状態で、水平方向に間隔を隔てて互いに平行に配置されている。第一サイドプレート５２ａ及び第二サイドプレート５２ｂは、それぞれ平板状をなしている。第一サイドプレート５２ａ及び第二サイドプレート５２ｂの最も広い面は、フレーム５１が上部ケーシング１９に固定された状態で、水平方向を向いて広がっている。

連結シャフト５３は、第一サイドプレート５２ａと第二サイドプレート５２ｂとを連結している。連結シャフト５３は、上部連結シャフト５３ａと、下部連結シャフト５３ｂと、を有している。上部連結シャフト５３ａは、二本一対で、第一サイドプレート５２ａ及び第二サイドプレート５２ｂが対向する方向に延びている。上部連結シャフト５３ａは、フレーム５１が上部ケーシング１９に固定された状態で、第一サイドプレート５２ａ及び第二サイドプレート５２ｂの上方の領域を連結している。下部連結シャフト５３ｂは、二本一対で、上部連結シャフト５３ａと平行に延びている。下部連結シャフト５３ｂは、フレーム５１が上部ケーシング１９に固定された状態で、上部連結シャフト５３ａよりも下方で第一サイドプレート５２ａ及び第二サイドプレート５２ｂを連結している。

ベースプレート５４は、サイドプレート５２の下端部に一体に形成されている。ベースプレート５４は、第一サイドプレート５２ａ及び第二サイドプレート５２ｂの対向する方向に広がるように平板状をなしている。ベースプレート５４は、第一ベースプレート５４ａと、第二ベースプレート５４ｂとを有する。第一ベースプレート５４ａは、第一サイドプレート５２ａの下端部から垂直に延びるように、第一サイドプレート５２ａに接続されている。つまり、第一ベースプレート５４ａは、Ｌ字状をなすように第一サイドプレート５２ａと一体とされている。第二ベースプレート５４ｂは、第二サイドプレート５２ｂの下端部から垂直に延びるように、第二サイドプレート５２ｂに接続されている。つまり、第二ベースプレート５４ｂは、Ｌ字状をなすように第二サイドプレート５２ｂと一体とされている。第一サイドプレート５２ａと第一ベースプレート５４ａとの接続部、及び第二サイドプレート５２ｂと第二ベースプレート５４ｂとの接続部には、それぞれ、補強リブプレート５８が設けられている。

固定ボルト５５は、ベースプレート５４を上部ケーシング１９に着脱可能に固定する固定部材である。固定ボルト５５は、第一ベースプレート５４ａ及び第二ベースプレート５４ｂにそれぞれ形成されたボルト挿通孔５４ｈに挿通される。固定ボルト５５は、ケーシング天板部１９ｃに形成された雌ネジ孔１９ｈに締結される。

高さ調整部材５６は、上部ケーシング１９に対するベースプレート５４の鉛直方向の位置調整を行うことが可能とされている。高さ調整部材５６は、ベースプレート５４に対して複数に設けられている。高さ調整部材５６は、調整ボルト５６ａと、ナット５６ｂと、を有する。調整ボルト５６ａは、第一ベースプレート５４ａ及び第二ベースプレート５４ｂにそれぞれ形成された貫通孔５４ｇに挿通される。ナット５６ｂは、第一ベースプレート５４ａ及び第二ベースプレート５４ｂの上面で調整ボルト５６ａに装着される。調整ボルト５６ａの下端は、ケーシング天板部１９ｃの上面に突き当たる。ベースプレート５４は、調整ボルト５６ａの下端がケーシング天板部１９ｃの上面に突き当たることで、鉛直方向の位置が規定される。調整ボルト５６ａは、ベースプレート５４から下方への突出寸法をナット５６ｂの位置で調整することで、ベースプレート５４の高さ調整を行う。

位置決め孔５７は、ベースプレート５４の複数箇所に形成されている。位置決め孔５７は、ベースプレート５４を鉛直方向に貫通している。各位置決め孔５７には、ガイド凸部２１が挿入される。ガイド凸部２１は、ケーシング天板部１９ｃから鉛直方向の上方に突出するよう設けられている。ガイド凸部２１の外径は、位置決め孔５７の内径よりもわずかに小さく形成されている。ガイド凸部２１の上端部には、上方に向かって外径寸法が漸次小さくなるテーパ部２１ａが形成されている。ベースプレート５４は、位置決め孔５７にガイド凸部２１が挿入されることで、ケーシング天板部１９ｃの表面に沿った水平方向における位置決めがなされる。

歯車部６０は、複数の治具歯車６１を有する。複数の治具歯車６１は、第一治具歯車(治具副歯車）６２と、第二治具歯車(治具副歯車）６３と、第三治具歯車(治具副歯車）６４と、第四治具歯車(治具副歯車）６５と、第五治具歯車（治具主歯車）６６と、を有する。

第一治具歯車６２は、第一治具回転軸６２ａに固定されている。第一治具回転軸６２ａは、第一サイドプレート５２ａ及び第二サイドプレート５２ｂの対向する方向に延びている。第一治具回転軸６２ａの端部は、第一サイドプレート５２ａ及び第二サイドプレート５２ｂに回転可能に支持されている。

第二治具歯車６３は、位相調整治具５０がギアケーシング９に固定された状態で、鉛直方向において第一治具歯車６２の下側に配置されている。第二治具歯車６３は、第一治具歯車６２に噛み合った状態で回転可能とされている。第二治具歯車６３は、第一治具歯車６２よりも大きな外径を有し、歯数も多い。第二治具歯車６３は、第二治具回転軸６３ａに固定されている。第二治具回転軸６３ａは、第一治具回転軸６２ａと平行に延びている。第二治具回転軸６３ａの端部は、第一サイドプレート５２ａ及び第二サイドプレート５２ｂに回転可能に支持されている。

さらに、第二治具回転軸６３ａには、第二治具歯車６３よりも小径で歯数が小さい第四治具歯車６５が固定されている。つまり、第四治具歯車６５は、第二治具歯車６３と同軸に固定されている。

第三治具歯車６４は、位相調整治具５０がギアケーシング９に固定された状態で、鉛直方向において第四治具歯車６５の下側に配置されている。第三治具歯車６４は、第四治具歯車６５に噛み合っている。第三治具歯車６４は、第二治具歯車６３及び第四治具歯車６５よりも大きな外径を有し、歯数も多い。第三治具歯車６４は、第三治具回転軸６４ａに固定されている。第三治具回転軸６４ａは、第一治具回転軸６２ａと平行に延びている。第三治具回転軸６４ａの端部は、第一サイドプレート５２ａ及び第二サイドプレート５２ｂに回転可能に支持されている。

さらに、第三治具回転軸６４ａには、第三治具歯車６４よりも小径で歯数が小さい第五治具歯車６６が固定されている。つまり、第五治具歯車６６は、第三治具歯車６４と同軸に固定されている。第五治具歯車６６は、位相調整治具５０がギアケーシング９に固定された状態で、駆動歯車４に噛み合っている。つまり、第五治具歯車６６は、位相調整治具５０がギアケーシング９に固定された状態で、駆動歯車４の鉛直方向の上方に配置されている。

このように大きさ及び歯数の異なる複数の治具歯車６１（第一治具歯車６２、第二治具歯車６３、第三治具歯車６４、及び第四治具歯車６５）を介することで、歯車部６０は、手回しハンドル７０の回転数を減速させて第五治具歯車６６に伝達させている。

手回しハンドル７０は、第一治具回転軸６２ａを回転させる。手回しハンドル７０は、第一サイドプレート５２ａの外側（第一サイドプレート５２ａに対して第一治具歯車６２が配置されている側と反対側）で第一治具回転軸６２ａに固定されている。手回しハンドル７０は、アーム７１と、ハンドルグリップ７２と、を有している。

アーム７１は、基端部が第一治具回転軸６２ａの端部に連結されている。アーム７１は、第一治具回転軸６２ａの端部から第一治具回転軸６２ａの径方向外側に向かって延びている。

ハンドルグリップ７２は、アーム７１の基端部とは反対側である先端部に連結されている。ハンドルグリップ７２は、アーム７１に対して第一治具回転軸６２ａが配置されている側とは反対側である第一サイドプレート５２ａの外側に向かって延びている。ハンドルグリップ７２は、第一治具回転軸６２ａと平行な棒状をなしている。ハンドルグリップ７２は、作業者が把持可能な大きさで形成されている。

手回しハンドル７０は、ハンドルグリップ７２を作業者が保持しながら第一治具回転軸６２ａ回りにアーム７１を回転させることで、第一治具回転軸６２ａを回転させる。第一治具回転軸６２ａが中心軸回りに回転すると、第一治具歯車６２が同時に回転する。その結果、第一治具歯車６２と噛み合う第二治具歯車６３を介して、第一治具歯車６２の回転が第二治具歯車６３に伝わり、第二治具回転軸６３ａが回転する。第二治具回転軸６３ａが回転することで、第四治具歯車６５が回転する。第四治具歯車６５が回転すると、第四治具歯車６５と噛み合う第三治具歯車６４を介して、第四治具歯車６５の回転が第三治具歯車６４に伝わり、第三治具回転軸６４ａが回転する。第三治具回転軸６４ａが回転することで、第五治具歯車６６が回転する。

図６は、上記ギアド圧縮機の位相調整システムにおいて、位相調整治具をギアド圧縮機に装着した状態を示す断面図である。図７は、上記ギアド圧縮機の位相調整システムにおいて、位相調整治具をギアド圧縮機に装着した状態を示す図であり、図６のＣ－Ｃ矢視断面図である。

図６及び図７に示すように、位相調整治具５０は、上部ケーシング１９の上部開口部１９ｂを覆うように設置される。この状態で、第一サイドプレート５２ａ及び第二サイドプレート５２ｂは、駆動歯車４を挟むようにケーシング天板部１９ｃ上に配置される。これにより、第一ベースプレート５４ａ及び第二ベースプレート５４ｂは、上部開口部１９ｂを挟んで両側に配置される。その状態で、第一ベースプレート５４ａ及び第二ベースプレート５４ｂが固定ボルト５５によりケーシング天板部１９ｃに固定される。これにより、位相調整治具５０がギアド圧縮機１に装着される。この際、第五治具歯車６６は、駆動歯車４の鉛直方向における直上に配置される。その結果、第五治具歯車６６は、歯車列７の中で最も外径が大きい駆動歯車４に噛み合う。

第五治具歯車６６が駆動歯車４に噛み合った状態で、手回しハンドル７０を作業者が回転させると、その回転が、第五治具歯車６６を介して駆動歯車４に伝達される。その結果、駆動歯車４は、ギアケーシング９の外部から作業者によって手動で回転される。駆動歯車４の回転に伴い、駆動歯車４に噛み合う複数の従動歯車６が回転する。これにより、ギアド圧縮機１において、駆動歯車４、複数の従動歯車６、駆動軸３、及び複数の従動軸５（すなわちギアド圧縮機１の回転系Ｒ）が回転される。

次に、上記位相調整治具５０を用いたギアド圧縮機１の位相調整方法について説明する。図８は、本実施形態に係るギアド圧縮機の位相調整方法の流れを示すフローチャートである。図９は、上記ギアド圧縮機のカバーを外した状態を示す側断面図である。

ギアド圧縮機１の位相調整方法は、運転が停止された（又は運転開始前の）ギアド圧縮機１に対して、外部からその回転系Ｒを回転させて位相（周方向の位置）を調整する方法である。図８に示すように、本実施形態におけるギアド圧縮機１の位相調整方法は、準備工程Ｓ１と、カバー解除工程Ｓ２と、治具取付工程Ｓ３と、位相調整工程Ｓ４と、治具解除工程Ｓ５と、カバー取付工程Ｓ６と、を含んでいる。

準備工程Ｓ１では、位相調整治具５０が準備される。準備工程Ｓ１において、位相調整治具５０は別の場所に保管されていたものを準備してもよく、新たに位相調整治具５０を製作してもよい。

カバー解除工程Ｓ２では、カバー２０を固定しているボルト（図示無し）を緩めて外すことで、上部ケーシング１９からカバー２０が取り外される。これにより、図９に示すように、ケーシング天板部１９ｃからカバー２０が取り除かれて、上部開口部１９ｂが開放され、駆動歯車４の上部が露出する。

治具取付工程Ｓ３では、位相調整治具５０のフレーム５１がギアケーシング９に固定される。具体的には、まず、フレーム５１がクレーン等の機械で吊るされ、ギアケーシング９に対して鉛直方向の上方から降ろされる。より具体的には、駆動歯車４に対して第五治具歯車６６が鉛直方向の上方から噛み合うように、フレーム５１がベースプレート５４上に降ろされる。その際、図６に示すように、ベースプレート５４の位置決め孔５７に、ケーシング天板部１９ｃに設けられたガイド凸部２１が挿入される。これにより、ギアケーシング９に対する位相調整治具５０の水平方向における位置が、駆動歯車４に対して第五治具歯車６６が鉛直方向の上方に配置される位置となる。このとき、必要に応じ、高さ調整部材５６で、調整ボルト５６ａにおけるベースプレート５４から下方への突出寸法が調整される。これにより、ギアケーシング９に対するベースプレート５４の高さ調整を行う。その後、ベースプレート５４に設けられた固定ボルト５５を、ケーシング天板部１９ｃに形成された雌ネジ孔１９ｈに締結する。これにより、位相調整治具５０が移動不能な状態でギアド圧縮機１に装着される。

なお、ケーシング天板部１９ｃ上にベースプレート５４を載せる際に、カバープレート８０をケーシング天板部１９ｃとベースプレート５４との間に挟むように別途設置してもよい。カバープレート８０により、調整ボルト５６ａの先端等によって、ケーシング天板部１９ｃの上面に傷がつくことを抑えられる。

位相調整工程Ｓ４では、駆動歯車４及び従動歯車６の位相が調整される。具体的には、位相調整工程Ｓ４では、図７に示すように、手回しハンドル７０が作業者によって回転される。手回しハンドル７０の回転は、第一治具回転軸６２ａから第一治具歯車６２、第二治具歯車６３、第四治具歯車６５、及び第三治具歯車６４を介して第五治具歯車６６に伝わる。つまり、手回しハンドル７０の回転は、第五治具歯車６６を介して駆動歯車４に伝達される。その結果、駆動歯車４がギアケーシング９の外部から作業者によって回転される。駆動歯車４の回転することで、駆動歯車４が固定された駆動軸３も固定する。また、駆動歯車４の回転に伴い、駆動歯車４に噛み合う従動歯車６が回転する。これにより、ギアド圧縮機１の、駆動歯車４、駆動軸３、複数の従動歯車６、及び複数の従動軸５、すなわちギアド圧縮機１の回転系Ｒが回転される。手回しハンドル７０の回転量を適切に調整することで、回転系Ｒの位相が任意の位置に調整される。

治具解除工程Ｓ５では、位相調整治具５０がギアド圧縮機１から取り外される。治具解除工程Ｓ５では、まず、全ての固定ボルト５５が取り外される。この状態で、ギアケーシング９に対してフレーム５１が、クレーン等で鉛直方向の上方に移動される。その結果、ガイド凸部２１からベースプレート５４の位置決め孔５７が抜かれる。これにより、フレーム５１は、ギアケーシング９に対して水平方向にも移動可能となる。このように、位相調整治具５０がギアド圧縮機１から取り外される。

カバー取付工程Ｓ６では、上部ケーシング１９にカバー２０が取り付けられる。具体的には、カバー取付工程Ｓ６では、図２及び図３に示すように、カバー２０が上部開口部１９ｂを塞ぐように、ケーシング天板部１９ｃに対して鉛直方向の上方から被せられる。そして、ボルト（図示無し）を締結することで、カバー２０がケーシング天板部１９ｃに取り付けられる。このようにして、回転系Ｒの位相調整が完了したギアド圧縮機１が再び運転可能な状態となる。

上述したようなギアド圧縮機１の位相調整システム１００、ギアド圧縮機１の位相調整治具５０、及びギアド圧縮機１の位相調整方法によれば、フレーム５１がギアケーシング９に固定されることで、治具歯車６１のうちの第五治具歯車６６が駆動歯車４に噛み合わされる。この状態で手回しハンドル７０が回転されることで、第一治具回転軸６２ａから第一治具歯車６２、第二治具歯車６３、第四治具歯車６５、及び第三冶具歯車６４を介して第五治具歯車６６が回転される。その結果、第五治具歯車６６の回転が伝達され、駆動歯車４を回転させることができる。そして、駆動歯車４の回転に伴い、ギアド圧縮機１の回転系Ｒを回転させることができる。したがって、手回しハンドル７０でギアド圧縮機１の回転系Ｒの位相の調整ができる。

また、第五治具歯車６６は、歯車列７のうち、最も外径が大きい駆動歯車４に噛み合わされる。このような構成とすることで、より少ないトルクでギアド圧縮機１の回転系Ｒを回転させることができる。したがって、小さなトルクでギアド圧縮機１の回転系Ｒの位相を調整することができ、作業者によって手動で位相の微調整等も容易に行うことができる。このようにして、回転系Ｒの位相を容易かつ高精度に調整することが可能となる。

また、第五治具歯車６６は、駆動歯車４の鉛直上方に配置される。このような構成とすることで、位相調整治具５０の自重により、第五治具歯車６６と駆動歯車４とを確実に噛み合わすことができる。したがって、位相調整治具５０を高い精度でギアド圧縮機１に取り付けることができる。さらに、位相調整治具５０の重量が大きい場合には、位相調整治具５０をケーシング天板部１９ｃ上に載せるだけで、位相調整治具５０を移動不能とさせることができる。したがって、ギアケーシング９に対する位相調整治具５０の着脱作業を容易に行うことができる。特に、位相調整治具５０の重量が大きくなればなるほど、これらの作用が顕著に得られる。したがって、位相調整治具５０をギアケーシング９の側面等のようにギアド圧縮機１に対して側方から装着する構成に比較して、位相調整治具５０の着脱作業を高い精度で容易に行うことができる。

また、ギアケーシング９に形成されたガイド凸部２１が、ベースプレート５４に形成された位置決め孔５７に挿入されている。これにより、ギアケーシング９に対するフレーム５１の水平方向の位置を容易かつ確実に位置決めすることができる。したがって、駆動歯車４に対する第五治具歯車６６の水平方向の位置を正確に配置でき、第五治具歯車６６を駆動歯車４に確実に噛み合わすことができる。

また、位相調整治具５０は、ケーシング天板部１９ｃに対するフレーム５１の鉛直方向における位置を調整する高さ調整部材５６をさらに有している。この高さ調整部材５６によって、ギアケーシング９に対し、駆動歯車４の径方向（鉛直方向）における第五治具歯車６６の位置を調整することができる。これにより、第五治具歯車６６と駆動歯車４との噛合状態を適切に調整することができる。

また、手回しハンドル７０に繋がれている第一治具歯車６２の回転が、第二治具歯車６３、第四治具歯車６５及び第三治具歯車６４の順に、減速するように第五治具歯車６６に伝達されている。そのため、実際に手回しハンドル７０が回される際のトルクに比べて、より大きなトルクで駆動歯車４を回転させることができる。したがって、作業者はより小さな力で駆動歯車４を回転させることができる。これにより、回転系Ｒの位相をより容易かつ高精度に調整することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、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、本発明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。

例えば、上記実施形態のギアド圧縮機１において、圧縮部１０の数は、一例に過ぎない。例えば、一本の従動軸５の一方の端部のみに圧縮部を設けてもよい。さらに、圧縮部１０を設ける従動軸５の本数は二つに限らず、三本以上を設けてもよい。これに伴い、駆動歯車４に噛み合う従動歯車６の数が増えてもよい。また、駆動歯車４に噛み合う従動歯車６（従動軸５）の配置は、何ら限定するものではない。例えば、駆動歯車４の上方に従動歯車６を配置し、駆動歯車４に噛み合うようにしてもよい。

さらに、従動歯車６は、駆動歯車４に直接噛み合わせなくともよい。駆動歯車４と従動歯車６との間に、中間歯車を配置してもよい。つまり、駆動歯車４の回転は、中間歯車を介して従動歯車６に伝達される構造とされていてもよい。この場合、歯車列７は、駆動歯車４と、従動歯車６に加え、一つ以上の中間歯車を備えて構成される。

また、上記実施形態では、位相調整治具５０を、ギアド圧縮機１のカバー２０を取り外した状態で、ギアド圧縮機１の上部ケーシング１９上に載置するようにしたが、このような構造に限られるものではない。位相調整治具５０の治具歯車６１を、駆動歯車４に噛み合わせることができるのであれば、位相調整治具５０の装着位置、装着の向き等は、適宜変更可能である。

また、上記実施形態では、位置決め孔（挿入孔）５７をベースプレート５４に形成し、ガイド凸部２１をギアケーシング９に形成したが、このような構造に限られるものではない。すなわち、ギアケーシング９及びフレーム５１の一方にガイド凸部２１が設けられ、ギアケーシング９及びフレーム５１の他方に挿入孔が設けられていればよい。したがって、ガイド凸部を位相調整治具５０に設け、挿入孔をギアド圧縮機１に設けてもよい。また、位相調整治具５０の水平方向の位置を調整する必要が無い場合（作業者が目視で調整可能な場合等）には、ガイド凸部及び挿入孔自体を設けなくてもよい。

さらに、上記実施形態では、調整ボルト５６ａとナット５６ｂとからなる高さ調整部材５６を用いたが、これに限らない。位相調整治具５０の高さを調整できるのであれば、例えばシムやスペーサ等を、高さ調整部材として、ベースプレート５４とケーシング天板部１９ｃとの間に挟み込むようにしてもよい。また、位相調整治具５０の高さを調整する必要が無い場合には、高さ調整部材５６を有していなくてもよい。

１ギアド圧縮機
２回転駆動部
３駆動軸
４駆動歯車
５従動軸
５ａ第一従動軸
５ｂ第二従動軸
６従動歯車
６ａ第一従動歯車
６ｂ第二従動歯車
７歯車列
９ギアケーシング
１０圧縮部
１１ａ第一段圧縮部
１１ｂ第一段圧縮部
１２第二段圧縮部
１３第三段圧縮部
１４インペラ
１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂ、１７Ａ、１７Ｂ軸受
１８下部ケーシング
１８ａ第一凹部
１９上部ケーシング
１９ａ第二凹部
１９ｂ上部開口部
１９ｃケーシング天板部
１９ｈ雌ネジ孔
２０カバー
２１ガイド凸部
２１ａテーパ部
５０位相調整治具
５１フレーム
５２サイドプレート
５２ａ第一サイドプレート
５２ｂ第二サイドプレート
５３連結シャフト
５３ａ上部連結シャフト
５３ｂ下部連結シャフト
５４ベースプレート
５４ａ第一ベースプレート
５４ｂ第二ベースプレート
５４ｇ貫通孔
５４ｈボルト挿通孔
５５固定ボルト
５６高さ調整部材
５６ａ調整ボルト
５６ｂナット
５７位置決め孔（挿入孔）
５８補強リブプレート
６０歯車部
６１治具歯車
６２第一治具歯車(治具副歯車）
６２ａ第一治具回転軸
６３第二治具歯車(治具副歯車）
６３ａ第二治具回転軸
６４第三治具歯車(治具副歯車）
６４ａ第三治具回転軸
６５第四治具歯車(治具副歯車）
６６第五治具歯車（治具主歯車）
７０手回しハンドル（ハンドル）
７１アーム
７２ハンドルグリップ
８０カバープレート
１００位相調整システム
Ｆ設置面
Ｒ回転系
Ｓ１準備工程
Ｓ２カバー解除工程
Ｓ３治具取付工程
Ｓ４位相調整工程
Ｓ５治具解除工程
Ｓ６カバー取付工程

Claims

互いに噛み合って設けられた複数の歯車を有するギアド圧縮機と、前記ギアド圧縮機に着脱可能とされて前記歯車の位相を調整可能な位相調整治具と、を備え、
前記ギアド圧縮機は、
回転駆動部と、
前記回転駆動部によって回転される駆動軸と、
前記駆動軸に固定され、複数の前記歯車のうちで最も外径が大きい駆動歯車と、
複数の前記歯車のうちで前記駆動歯車よりも小径とされ、前記駆動歯車と噛み合う従動歯車と、
前記駆動歯車及び前記従動歯車が収容されるギアケーシングと、
前記従動歯車に固定された従動軸と、
前記従動軸の端部に設けられ、前記従動軸とともに回転することで流体を圧縮する圧縮部と、を有し、
前記位相調整治具は、
前記ギアケーシングに着脱可能なフレームと、
前記フレームに対して回転可能に設けられ、前記フレームが前記ギアケーシングに固定された状態で前記駆動歯車に噛み合う治具主歯車と、
前記治具主歯車を回転させるハンドルと、を有し、
前記ハンドルが回転することで、前記駆動歯車、前記駆動軸、前記従動歯車、前記従動軸が同時に回転し、
前記治具主歯車は、前記フレームが前記ギアケーシングに固定された状態で、前記駆動歯車の鉛直方向の上方に配置され、
前記ギアケーシングは、前記駆動歯車の上部の一部のみが露出するように前記ギアケーシングを貫通する上部開口部と、前記上部開口部を塞ぐように配置されたカバーとを有するギアド圧縮機の位相調整システム。
前記ギアケーシング及び前記フレームの一方に設けられ、前記ギアケーシング及び前記フレームの他方に向けて突出するガイド凸部と、
前記ギアケーシング及び前記フレームの他方に形成され、前記ガイド凸部が挿入可能な挿入孔と、を有する請求項１に記載のギアド圧縮機の位相調整システム。
前記位相調整治具は、前記ハンドルの回転数を減速させて前記治具主歯車に伝達させる治具副歯車を有する請求項１又は２に記載のギアド圧縮機の位相調整システム。
回転駆動部と、
前記回転駆動部によって回転される駆動軸と、
前記駆動軸によって回転され、互いに噛み合って設けられた複数の歯車を有する歯車列と、
前記歯車列が収容されるギアケーシングと、
前記歯車列が回転されることで回転する従動軸と、
前記従動軸の端部に設けられ、前記従動軸とともに回転することで流体を圧縮する圧縮部と、を備え、
複数の前記歯車として、前記駆動軸に固定されて最も外径が大きい駆動歯車と、前記駆動歯車よりも小径とされて前記駆動歯車と噛み合い、前記従動軸に固定された従動歯車と、を有するギアド圧縮機における前記歯車の位相を調整するギアド圧縮機の位相調整治具であって、
前記ギアケーシングに着脱可能なフレームと、
前記フレームに対して回転可能に設けられ、前記フレームが前記ギアケーシングに固定された状態で前記駆動歯車に噛み合う治具主歯車と、
前記治具主歯車を回転させるハンドルと、を有し、
前記ハンドルは、回転することで、前記駆動歯車、前記駆動軸、前記従動歯車、前記従動軸を同時に回転させ、
前記ギアケーシングは、前記駆動歯車の上部の一部のみが露出するように前記ギアケーシングを貫通する上部開口部と、前記上部開口部を塞ぐように配置されたカバーとを有し、
前記治具主歯車は、前記フレームが前記ギアケーシングに固定された状態で、前記駆動歯車の鉛直方向の上方に配置されるギアド圧縮機の位相調整治具。
回転駆動部と、
前記回転駆動部によって回転される駆動軸と、
前記駆動軸によって回転され、互いに噛み合って設けられた複数の歯車を有する歯車列と、
前記歯車列が収容されるギアケーシングと、
前記歯車列が回転されることで回転する従動軸と、
前記従動軸の端部に設けられ、前記従動軸とともに回転することで流体を圧縮する圧縮部と、を備え、
複数の前記歯車として、前記駆動軸に固定されて最も外径が大きい駆動歯車と、前記駆動歯車よりも小径とされて前記駆動歯車と噛み合い、前記従動軸に固定された従動歯車と、を有し、
前記ギアケーシングは、前記駆動歯車の上部の一部のみが露出するように前記ギアケーシングを貫通する上部開口部と、前記上部開口部を塞ぐように配置されたカバーとを有するギアド圧縮機における前記歯車の位相を調整するギアド圧縮機の位相調整方法であって、
前記ギアケーシングに着脱可能なフレームと、前記フレームに対して回転可能に設けられ、前記フレームが前記ギアケーシングに固定された状態で前記駆動歯車に噛み合う治具主歯車と、前記治具主歯車を回転させるハンドルと、を有する位相調整治具を準備する準備工程と、
前記位相調整治具における前記フレームを前記ギアケーシングに固定し、前記駆動歯車に前記治具主歯車を噛み合わす治具取付工程と、
前記ハンドルを回転させることで、前記治具主歯車を介して複数の前記歯車を同時に回転させ、前記歯車の位相を調整する位相調整工程と、を含み、
前記治具取付工程では、前記治具主歯車は、前記フレームが前記ギアケーシングに固定された状態で、前記駆動歯車の鉛直方向の上方に配置されるギアド圧縮機の位相調整方法。