JPS5815677Y2 - タ−ボ圧縮機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はターボ圧縮機に係り、特に複数個の同一吐出圧
を有チる圧□縮機を並列に設け、且つこれら一つのプル
ギヤを介して駆動源に接続して、容量調整を多段に威し
得、且つ消費電力を節減し得るようにしたターボ圧縮機
に関するものである。

一般に工場等では圧縮空気を消費する機器が多数使用さ
れ、特に近年生産□工場等では自動化の進行に伴いエア
ー作動弁、エアーシリンダ、ベンチュリー管等の圧縮空
気を必要とする機器が増大し、これに伴い圧縮機の需要
は増加する傾向にある。

圧縮空気を必要とする機器には、一般にその必要とする
圧力及び容量が決定されており、これらの機器を正常に
運転させるためにはこれらの仕様を満足させねばならな
い。

一般ニ、エアーシリンダやエアー作動弁の圧力仕様はＩ
Ｋｇ／ｃｄ内外であり、またベンチュリー管等において
は５ Ｋｖ／ｃｎｉ内外である。

このように各機器の作動圧力仕様は１ち１ちであり、従
ってこれらの機器に圧縮空気を送給する汎用圧縮機はこ
れら機器の予想される圧力最大限よりもその吐出圧が犬
となるように設計されている。

ターボ圧縮機を用いて、このような高圧の空気を得るに
は、圧縮工程を多段に成す必要があり、従って通常４段
圧縮機等が採用されている。

第１図はこの４段圧縮機の一例を示すもので、図示の如
くギアーダイシング１内に夫々その軸をケーシング１外
へ突出させた３つのギヤ２，３゜４が設けられており、
これらのギヤは互いに噛合し、中央のギヤ２の軸２ａに
モーター等の駆動源を接続することによって連動するよ
うに構成されている。

ギヤ３，４の軸３ａ、４ａは、ギヤケーシング１外へ突
出され、この突出端には夫々その径を異らせた圧縮機５
，６，７．８が設けられている。

これらの圧縮機には、その周囲を囲繞する如くスクロー
ル５ａ 、６ａ 、７ａ 、８ａ、が形成され、これら
のスクロールの中央には吸入口５ｂ、６ｂ。

７ｂ、８ｂが設けられている。

これらのスクロールには図示しない７ｂヨ吐出口５ｃ
、５ｃ 、７ｃ 。

８ｃが夫々設けられ、これらの吸入口、吐出口は第２図
に示す如く互いに連通されている。

圧縮される空気は先ず、第一の吸引口５ｂより圧縮機５
内に導入されインペラの回転によってスクロール内にお
いて第一段目の圧縮が行なわれた後、吐出口５Ｃより吐
出される。

以後同様にして第二、第三、第四の圧縮機６，７．８を
通過後、圧縮空気は４段に加圧されて、吐出口８ｃより
吐出される。

このように、従来の汎用ターボ圧縮機は予想される負荷
の最大圧力仕様に対応すべく４段圧縮方式が一般に採用
されていた。

また、販売に際しても圧縮機はその容量によって機種分
類され、従ってユーザー側ではその必要とする圧力仕様
とは無関係にその必要とする容量（例えば−／ｍｉｎ等
）を指標として機種を選定し、各負荷の直前の管路内に
圧力調整弁等を介設して各機器の圧力仕様に合わせて圧
力を降下させて使用していた。

同一容量の圧縮空気を得るに要する電力費は吐出圧の高
い圧縮機でも低い圧縮機でも殆んど変らない。

これは圧縮機は一般にいずれもローダ、アンローダ機構
等のアイドリング機構を備え、圧縮不要時には無駄な電
力を消費しないように構成されている等のためである。

従って、上記吐出容量による機種選定は一見理に適う選
定法に見えるが、実際には吐出容量を同一とした場合、
吐出圧が高くなれば当然圧縮段数は増加しなければなら
ず、従って圧縮機のケーシングは大型化せざるを得ない
。

極端な場合、４段圧縮機の容量をＡ１これの吐出圧をＸ
とした場合、負荷となる機器の必要なる容量がＡであっ
ても圧力仕様が一１ｘ以下であれば４段のうちで２段は
不要な場合もある。

しかるに従来の圧縮機は前述の如く予想される負荷とな
る機器の最大圧力仕様に適応すべくすべて４段圧縮式と
なっており、このように低圧仕様機器に好適な２段圧縮
式圧縮機は普及していなかった。

また、一般にエア作動弁やエアシリンダ等を多量に駆動
させることを要する工場等では、一般に普及している４
段圧縮式圧縮機の高圧な吐出圧は必要ではなく、１〜２
〜／Ｃ４程度の吐出圧があればこれら機器の作動に支障
を来す虞れはない。

そこで、本考案者は圧縮機の現状とその需要動向に鑑み
、以上の問題を解決すべく鋭意研究の結果この考案を案
出するに至ったものである。

本考案の目的とするところは、複数個の同一吐出圧力を
有する圧縮機を並列に設け、且つこれらを一つのプルギ
ヤを介して駆動源に接続することにより、低圧仕様の負
荷に対しては従来の４段圧縮弐の圧縮機に比しそのサイ
ズを可及的に小と成し得るターボ圧縮機を提供するもの
である。

筐た、本考案の目的とするところは、ケーシング内に同
一吐出圧を有する圧縮機を並列に配置することによって
、吐出側における逆流現象を防止し、且つこれら圧縮機
の吸入口及び吐出口の夫々に開閉弁を設けて、その容量
を多段に調整し得るようにしたターボ圧縮機を提供する
ものである。

更に、本考案の目的とするところは、吐出圧力が低いこ
とから低圧仕様機器にあっても管路に圧力調整弁を介設
することが不要となり、配管設備建設費のコストダウン
にも資するターボ圧縮機を提供するものである。

以下に本考案の好適一実施例を添付図面に従って詳述す
る。

第３図は本考案装置の概略的説明図である。

尚、以下の説明は、同一吐出圧を有する２段圧縮機を並
列に２機設けた場合を示すが、本考案はこれに限定され
、るものではなく同一吐出圧を有する圧縮機であればそ
の個々の容量或いは圧縮段数は適宜変更し得るものであ
る。

Ｍはモータで、とのモータＭの軸にはカップリング９を
介して、プルギヤ１００回転軸１１が接続されている。

プルギヤ１０の中心を挾んで相対向する位置には互いに
径の等しいピニオン１２゜１３が噛合されている。

ピニオン１２．１３の回転軸１４．１５の両端部には同
一吐出圧を有する２つの２段圧縮機１６．１６’の一段
目圧縮機１６ａ、１６ａ’及び２段目圧縮機１６ｂ 、
１６ｂ’が夫々設けられている。

軸１４及び軸１５の画先端には、図示しないがインペラ
が固定され、これらの軸の回転に伴い一体的に回転する
ように構成されている。

各一段目及び二段目の圧縮機１６ａ 、 １６ａ’ 。

１６ｂ 、 １６ｂ’の吐出圧力は夫々互いに相等しく
構成されている。

これらの圧縮轡１６ａ 、 １６ａ’１６ｂ 、 １６
ｂ’には夫々吸入口１７ａ 、 １７ａ’１７ｂ 、
１７ｂ’及び吐出口１８ａ、１８ａ’ 、ｉａｂ。

１８ｂ′が設けられ、吸入口より流入した空気は内部の
インペラによ、って圧縮され、吐出口より排出されるよ
うに構成されている。

１段目の圧縮機１６ａ、１６ａ’ の吸入口１７ａ。

１７ａ′の手前には夫々吸入弁１９．２０が設けられ、
これらの吸入弁の開閉によって１段目の圧縮機１６ａ
、 １６ａ’に流入する空気の遮断乃至調整を威し得る
ように構成されている。

！た、１段目の圧縮機１６ａ、１６ａ’の吐出口１８ａ
、１８ａは管路２０，２０’を介して２段目の圧縮機１
６ｂ、１６ｂ’の吸入口１７ｂ、１７ｂ’へと夫々接続
されている。

２段目の圧縮機１６ｂ。１６ｂ′の吐出口１８ｂ、１８
ｂ’の夫々には、管路２１．２１’を介して逆止弁２２
．２３が接続され、これらの逆止弁の２次側は１本の管
路２４に合流してレシーバタンク２５に連通され、更に
レシーバタンク２５を介して負荷へと接続されている。

また、２段目の圧縮機１６ｂ、１６ｂ’の吐出口１８ｂ
、１８ｂ’の２次側管路２１．２１’には、管路２６，
２６’を介してブロー弁２７．２８が連通され、これら
のブロー弁の２次側は大気へ連通されている。

次に、以上の構成より戊る本考案装置の作用を説明する
。

モータＭを回転させると、プルギヤ１０、ピニオン１２
．１３を介してシャツＮ４．１５へ回転力は伝達されこ
れらのシャフトの回転に伴い各段の圧縮機１６ａ 、
１６ａ’、 １６ｂ 、 １６ｂ’内のインペラが回転
して、１段目の圧縮機１６ａ。

１６ｂ′の吸入口１７ａ、１７ａ’より空気の吸入が開
始される。

１段目の圧縮機１６ａ、１６ａ’に吸入された空気は、
１段目の圧縮機内で所定圧１で加圧され次いで吐出口１
８ａ、１８ａ’より夫々排出される。

排出された圧縮空気は夫々管路２０゜２０′を通過して
２段目の圧縮機１６ｂ、１６ｂ’の吸入口１７ｂ、１７
ｂ’より２段目め圧縮機１６ｂ。

１６ｂ′内に吸入され、更に加圧された後吐出口１８ｂ
、１８ｂ’より管路２１．２１’内に排出される。

この時点の管路２１．２１’内の圧力は互いに等しい。

管路２１．２１’内に排出された圧縮空気は夫々逆止弁
２２．２３’を通過後管路２４において合流されレシー
バタンク２５を通過後負荷へと供給される。

この際管路２４を流れる圧縮空気の流量は夫々管路２１
．２１’を流れる圧縮空気の和となり、管路２１．２１
’を夫々流れる圧縮空気の流量が相等しい場合であれば
、方の管路２１を流れる圧縮空気の倍の流量の圧縮空気
が得られることとなる。

以上の例は吸入弁１９．２０をともに開放し且つブロー
弁２６．２７をともに閉成した場合の空気の流れを説明
したが、本考案装置にあっては、上記弁の夫々を適宜開
閉することにより、容量調整を更に多段に成すことが出
来る。

例えば、吸入弁１９．２０のいずれか一方（例えば１９
）を、百聞度程度に閉成し且つ該閉成された系に連なる
ブロー弁（例えば２７）を全開として大気に開放すれば
、開放されたブロー弁側の圧縮機より吐出される圧縮空
気は全て上記ブロー弁２７より大気中へ放出され管路２
４へは流れない。

この結果管路２４へはブロー弁が閉成された系の圧縮機
（即ち１６ｂ’）より吐出される圧縮空気のみが流れる
結果となり、以上によって最終的な吐出容量を５０％に
低減させることが出来る。

また、この際ブロー弁が開放された系の圧縮機（即ち１
６）による消費電力は全負荷時の１５％に低減させるこ
とができる。

尚、以上の操作において吸入弁１９を全閉としなかった
理由は、吸入弁１９を全閉とすると、圧縮比（即ち吸入
口１７ａの圧力と吐出口１８ｂの圧力との圧力比）が上
昇して最終的に吐出側より吸入側へ圧縮空気の逆流現象
（サージング現象）が生じて、モータの過負荷等を惹起
するためである。

以上の説明は吸入弁１９．２０のいずれか一方のみを告
開度程度に閉成して吐出容量を５０％に低減させる例を
示したが、本考案にかかるターボ圧縮機にあってはその
吐出容量を上記弁の操作によって０４に威すことも出来
る。

この啼には、吸入弁１９．２０を両方とも百聞度程度に
閉成し、且つブロー弁２７．２８をともに全開とする。

このようにすると、２段目の圧縮機１６ｂ、１６ｂ’の
夫々より吐出される圧縮空気はともに夫々ブロー弁２７
．２８より大気中へ放出され、管路２４へは流れず、従
って最終容量は０％となる。

この際、各圧縮機１６ 、１６’によって消費される電
力は夫々全負荷時の１５多となり、従って無負荷運転時
の電力消費量を全負荷時の３０％に低減させることが出
来る。

このように、本考案にかかるターボ圧縮機にあってはそ
の容量を０％、５０％、１００％の３段階に可変するこ
とが出来る。

且つ電力消費量の少い経済運転を威すことが出来るもの
である。

（ａ） 複数個の同一吐出圧力を有する圧縮機を同一
駆動源により可変的に吐出量を制御しつつ運転すること
ができる。

へ）それぞれの圧縮機により同一の吐出圧を有する圧気
を可変的に量制御することができると共に量制御時にサ
ージング現象の発生を防止することができると共に消費
エネルギーを最少になし得る。

（ｃ）更に、圧縮機の吐出側管路に圧力調整弁等の減圧
手段を設けることが不要となり配管設備費のコストダウ
ンにも資する等の優れた特長を発揮し頗る実用性に富む
ものである。

【図面の簡単な説明】 図面は本考案の一実施例を説明するためのものであり、
第１図は従来の４段圧縮式圧縮機の側断面図、第２図は
従来の４段圧縮式圧縮機の配管系路を示す図、第３図は
本考案にかかるターボ圧縮機の概略的説明図である。 尚図面中１６．１６’は圧縮機、Ｍは駆動源、１０はプ
ルギヤである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数個の同一吐出圧を有する圧縮機を並列に設け、これ
   ら圧縮機を一つのプルギヤを介して同一駆動源に接続し
   、且つこれら圧縮機の吸入口にそれぞれ吸入量を制御す
   るための吸入弁を設けると共に吐出口にこれより吐出さ
   れる圧気をレシーバタンクへ供給する管路を設け、該管
   路にこれより分岐され上記吸入弁により吸入量が制御さ
   れた圧縮機の吐出口を大気に開放するだめのブロー弁を
   設けたことを特徴とするターボ圧縮機。