KR101849448B1 - 왕복동 압축기, 압축부 유닛 및 왕복동 압축기의 유지 보수 방법 - Google Patents

왕복동 압축기, 압축부 유닛 및 왕복동 압축기의 유지 보수 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 왕복동 압축기는, 가스를 압축하는 압축부와, 크랭크 샤프트를 갖고, 압축부를 구동하는 크랭크부를 구비한다. 압축부가, 실린더를 포함하고, 압축부의 벽체를 구성하는 벽체부와, 실린더에 부착된 실린더 헤드와, 실린더 내를 왕복 이동하는 피스톤과, 크랭크 샤프트와 피스톤을 연결하는 피스톤 로드와, 벽체부에 고정되고, 피스톤 로드의 주위에 배치되는 시일 부재를 구비한다. 벽체부가, 적어도 하나의 시일 부재보다도 크랭크부 측에 있어서 크랭크부와의 경계를 이루고, 크랭크부와 압축부가 분리되는 경우의 분할면이 되는 제1 경계벽을 갖는다.

Description

왕복동 압축기, 압축부 유닛 및 왕복동 압축기의 유지 보수 방법{RECIPROCATING COMPRESSOR, COMPRESSION SECTION UNIT, AND MAINTENANCE METHOD OF RECIPROCATING COMPRESSOR}
본 발명은 왕복동 압축기, 압축부 유닛 및 왕복동 압축기의 유지 보수 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 액화 천연 가스의 저장 탱크를 적재하는 선박에 있어서, 저장 탱크 내에서 발생하는 보일 오프 가스를 선박의 엔진에 압축해서 공급하는 기술이 제안되어 있다. 또한, 보일 오프 가스를 엔진에 공급하기 위해서, 대형 왕복동 압축기가 사용된다.
그 일례인 특허문헌 1에 기재된 왕복동 압축기는, 크랭크 샤프트, 푸시로드(일반적으로 커넥팅 로드라고도 칭해짐) 등을 구비한 크랭크 구동 기구가 하방에 배치되고, 그 상부에, 실린더, 실린더 헤드, 피스톤 및 푸시로드에 연결되는 피스톤 로드 등을 구비한 압축 스테이지가 배치되어 있다. 또한, 특허문헌 1에 기재된 왕복동 압축기는, 공통 하우징에 복수대가 병치되는 것으로서, 상기 크랭크 구동 기구가 공통 하우징에 고정되어 있다.
일본 특허 공표 제2011-517749호 공보
이러한 왕복동 압축기에 있어서는, 부품의 마모가 심한 피스톤, 실린더 등의 부품을 교환하기 위한 유지 보수 작업을 정기적으로 행하는 것이 바람직하다. 그러나, 특허문헌 1에 개시되는 왕복동 압축기를 유지 관리할 때에는, 압축 스테이지의 실린더 상부를 제거하고, 피스톤을 실린더로부터 상방을 향해서 빼낼 필요가 있다. 이와 같이, 왕복동 압축기의 내부 부재의 제거 작업의 규모가 커져 버린다.
또한, 새로운 피스톤을 실린더 내에 수용할 때에는, 실린더의 상부로부터 피스톤 및 피스톤이 설치된 피스톤 로드를 삽입할 필요가 있다. 이때, 피스톤 로드가, 실린더 등에 보유 지지되는 시일 부재에 접촉되어 버릴 우려가 있다.
본 발명은 왕복동 압축기의 압축부의 유지 보수를 용이하게 행하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기는, 왕복동 압축기이며, 가스를 압축하는 압축부와, 크랭크 샤프트를 갖고, 상기 압축부를 구동하는 크랭크부를 구비하고, 상기 압축부가, 실린더를 포함하고, 상기 압축부의 벽체를 구성하는 벽체부와, 상기 실린더에 부착된 실린더 헤드와, 상기 실린더 내를 왕복 이동하는 피스톤과, 상기 크랭크 샤프트와 상기 피스톤을 연결하는 피스톤 로드와, 상기 벽체부에 고정되고, 상기 피스톤 로드의 주위에 배치되는 적어도 하나의 시일 부재를 구비하고, 상기 벽체부가, 상기 적어도 하나의 시일 부재보다도 상기 크랭크부측에 있어서 상기 크랭크부와의 경계를 이루고, 상기 크랭크부와 상기 압축부가 분리되는 경우의 분할면이 되는 경계부를 갖는다.
이 왕복동 압축기에 의하면, 압축부와 크랭크부 사이에 있어서의 분할면보다도 크랭크부측에 시일 부재가 위치하는 것에 비하여, 압축부와 크랭크부와의 분리 시 또는 결합 시에, 피스톤 로드가 시일 부재에 간섭하는 것이 방지된다. 이로 인해, 왕복동 압축기의 압축부의 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기에 있어서, 상기 압축부는, 상기 크랭크부와 분리된 경우에 상기 피스톤이 상기 실린더 헤드에 접촉하지 않도록, 상기 실린더 내에 있어서의 상기 피스톤의 왕복동 방향의 이동을 제한하는 스토퍼 부재를 부착하기 위한 부착부를 구비한다.
이 왕복동 압축기에 의하면, 압축부와 크랭크부를 분리하기 전에 스토퍼 부재를 부착부에 부착함으로써, 압축부와 크랭크부가 분리된 경우에 실린더 내에 있어서의 피스톤의 왕복동 방향의 이동이 제한된다. 이로 인해, 피스톤과 실린더 헤드와의 접촉을 제한할 수 있어, 왕복동 압축기의 압축부의 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기는, 왕복동 압축기이며, 크랭크 샤프트를 갖는 크랭크부와, 실린더, 상기 실린더에 부착된 실린더 헤드, 상기 실린더 내를 왕복 이동하는 피스톤 및 상기 크랭크 샤프트와 상기 피스톤을 연결하는 피스톤 로드를 갖는 압축부를 구비하고, 상기 크랭크부와 상기 압축부는 분리 가능하게 형성됨과 함께, 상기 압축부는, 상기 크랭크부와 분리된 경우에 상기 피스톤이 상기 실린더 헤드에 접촉하지 않도록, 상기 실린더 내에 있어서의 상기 피스톤의 왕복동 방향의 이동을 제한하는 스토퍼 부재를 부착하기 위한 부착부를 구비한다.
이 왕복동 압축기에 의하면, 압축부와 크랭크부를 분리하기 전에 스토퍼 부재를 부착부에 부착함으로써, 압축부와 크랭크부가 분리된 경우에 실린더 내에 있어서의 피스톤의 왕복 이동이 제한된다. 이로 인해, 피스톤과 실린더 헤드와의 접촉을 제한할 수 있어, 왕복동 압축기의 압축부의 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기에 있어서, 상기 부착부는, 상기 피스톤이 하사점에 위치할 때 상기 스토퍼 부재를 부착 가능하게 형성되어 있다.
스토퍼 부재가 필요해지는 압축기는, 일반적으로 대형의 것이다. 또한, 대형의 압축기에 있어서는, 압축부를 상부에 배치하는 한편, 크랭크부를 하부에 배치하도록 설치되는 경우가 많다. 이로 인해, 스토퍼 부재를 부착할 때의 피스톤 위치는, 안정된 위치인 하사점의 위치인 것이 바람직하다. 여기서 하사점이란, 피스톤이 크랭크부측의 실린더 헤드에 가장 근접한 상태 위치를 말한다.
이 왕복동 압축기에 의하면, 부착부는, 피스톤이 하사점에 위치할 때 스토퍼 부재를 부착 가능하게 형성되어 있기 때문에, 스토퍼 부재를 부착하기 쉽다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기에 있어서, 상기 압축부는, 상기 실린더를 포함하고, 벽체를 구성하는 벽체부를 갖고, 상기 부착부는, 상기 스토퍼 부재를 상기 벽체부에 고정하는, 상기 벽체부에 형성된 제1 고정부와, 상기 스토퍼 부재를 상기 피스톤 로드에 고정하는, 상기 피스톤 로드에 형성된 제2 고정부를 갖는다.
이 왕복동 압축기에 의하면, 제1 고정부 및 제2 고정부에 스토퍼 부재가 고정됨으로써, 실린더 내에 있어서의 피스톤의 왕복동 방향의 이동이 제한되기 때문에, 피스톤과 실린더 헤드와의 접촉이 제한된다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기에 있어서, 상기 제1 고정부는, 상기 벽체부에 있어서의 상기 크랭크부와의 경계를 이루는 경계부이며, 대략 판상의 경계벽에 형성되고, 상기 제2 고정부는, 상기 피스톤 로드에 있어서의, 상기 경계벽으로부터 상기 크랭크부측으로 연장되는 부분에 형성되어 있다.
이 왕복동 압축기에 의하면, 압축부와 크랭크부와의 분리 작업과 스토퍼 부재의 부착부에의 고정 작업을 근처에서 행할 수 있기 때문에, 작업 효율이 높여진다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기에 있어서, 상기 부착부는, 상기 하사점에 위치하고 있는 상기 피스톤이 상기 크랭크부측의 실린더 헤드에 근접하는 것을 제한하는 스토퍼 부재를 상기 크랭크부측의 실린더 헤드에 부착 가능하게 하는 것으로서, 상기 크랭크부측의 실린더 헤드에 형성되어 있는 것이다.
스토퍼 부재가 필요해지는 대형의 압축기에서는, 압축부를 상부에 배치하는 한편, 크랭크부를 하부에 배치하도록 설치되는 경우가 많다. 이 왕복동 압축기에 의하면, 크랭크부측의 실린더 헤드에 형성된 부착부에 스토퍼 부재를 부착함으로써, 하사점에 위치하고 있는 피스톤이 크랭크부측의 실린더 헤드에 근접하는 것이 제한된다. 이로 인해, 피스톤과 크랭크부측의 실린더 헤드와의 접촉이 제한된다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기는, 상기 실린더의 흡입부와 흡입 배관 사이에 배치되고, 상기 흡입부 및 상기 흡입 배관에 대하여 착탈 가능한 제1 스페이서와, 상기 실린더의 토출부와 토출 배관 사이에 배치되고, 상기 토출부 및 상기 토출 배관에 대하여 착탈 가능한 제2 스페이서를 구비한다.
이 왕복동 압축기에 의하면, 제1 스페이서를 흡입부 및 흡입 배관으로부터 제거함으로써, 압축부를 크랭크부로부터 분리할 때, 흡입 배관이 압축부에 간섭해 버리는 것이 방지된다. 또한, 제2 스페이서를 토출부 및 토출 배관으로부터 제거함으로써, 압축부를 크랭크부로부터 분리할 때, 토출 배관이 압축부에 간섭하는 것이 방지된다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기는, 상기 압축부가, 상기 실린더와 상기 크랭크부 사이에 배치되고, 상기 압축부로부터의 누설 가스를 일시적으로 축적하는 통 형상의 어댑터를 더 구비하고, 상기 어댑터와 상기 어댑터에 퍼지 가스를 보내는 공급관 사이에 배치되고, 상기 어댑터 및 상기 공급관에 대하여 착탈 가능한 제1 연결 배관과, 상기 어댑터와 상기 어댑터로부터 퍼지 가스 및 상기 누설 가스를 배출하는 배출관 사이에 배치되고, 상기 어댑터 및 상기 배출관에 대하여 착탈 가능한 제2 연결 배관을 구비한다.
이 왕복동 압축기에 의하면, 제1 연결 배관을 어댑터 및 공급관으로부터 제거함으로써, 압축부를 크랭크부로부터 분리할 때, 공급관이 압축부에 간섭하는 것이 방지된다. 또한, 제2 연결 배관을 어댑터 및 배출관으로부터 제거함으로써, 압축부를 크랭크부로부터 분리할 때, 배출관이 압축부에 간섭하는 것이 방지된다.
상기 과제를 해결하는 압축부 유닛은, 실린더, 상기 실린더에 부착된 실린더 헤드 및 상기 실린더 내를 왕복 이동하는 피스톤을 갖는 압축부와, 상기 피스톤이 상기 실린더 헤드에 접촉하지 않도록 상기 실린더에 대한 상기 피스톤의 왕복동 방향의 이동을 제한하는 스토퍼 부재를 구비하고, 상기 스토퍼 부재는, 상기 압축부에 착탈 가능하게 설치되어 있다.
이 압축부 유닛에 의하면, 실린더에 대한 피스톤의 왕복동 방향에 있어서의 이동이 스토퍼 부재에 의해 제한되기 때문에, 압축부 유닛을 반송하고 있을 때, 피스톤과 실린더 헤드와의 접촉을 제한할 수 있다. 이로 인해, 왕복동 압축기의 압축부의 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기의 유지 보수 방법은, 가스를 압축하는 압축부와, 크랭크 샤프트를 갖고, 상기 압축부를 구동하는 크랭크부를 구비하고, 상기 압축부가, 실린더를 포함하고, 상기 압축부의 벽체를 구성하는 벽체부와, 상기 실린더에 부착된 실린더 헤드와, 상기 실린더 내를 왕복 이동하는 피스톤과, 상기 크랭크 샤프트와 상기 피스톤을 연결하는 피스톤 로드와, 상기 벽체부에 고정되고, 상기 피스톤 로드의 주위에 배치되는 적어도 하나의 시일 부재를 구비하는 왕복동 압축기에 관한 것으로, 상기 왕복동 압축기에 있어서의 상기 압축부와 상기 크랭크부와의 결합을 해제하는 해제 공정과, 상기 적어도 하나의 시일 부재보다도 상기 크랭크부측에 있어서 상기 크랭크부와의 경계를 이루는 상기 벽체부의 경계부로부터 상기 압축부를 상기 크랭크부에 대하여 분리하는 분리 공정과, 상기 분리 공정 후에, 상기 분리한 압축부를 대신하는 다른 압축부를 상기 크랭크부에 조립하는 조립 공정을 갖는다.
이 왕복동 압축기의 유지 보수 방법에 의하면, 압축부와 크랭크부 사이에 있어서의 분할면보다도 크랭크부측에 시일 부재가 위치하는 것에 비하여, 분리 공정 또는 부착 공정에 있어서, 피스톤 로드가 시일 부재에 간섭하는 것이 방지된다. 이로 인해, 왕복동 압축기의 압축부의 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기의 유지 보수 방법에 있어서, 상기 압축부는, 상기 크랭크부와 분리된 경우에 있어서 상기 피스톤이 상기 실린더 헤드에 접촉하지 않도록 상기 실린더 내에 있어서의 상기 피스톤의 왕복동 방향의 이동을 제한하는 스토퍼 부재를 부착하기 위한 부착부를 구비하고, 상기 해제 공정, 상기 분리 공정 및 상기 조립 공정 전에, 미리 유지 보수 작업을 행할 수 있게 사전 준비함과 함께, 상기 스토퍼 부재를 미리 준비하는 준비 공정과, 상기 왕복동 압축기에 대하여 상기 스토퍼 부재를 상기 부착부에 부착하는 부착 공정을 갖는다.
이 왕복동 압축기의 유지 보수 방법에 의하면, 부착 공정 후에 분리 공정을 행함으로써, 분리 공정에 있어서 실린더 내의 피스톤의 왕복동 방향의 이동이 제한되고, 피스톤과 실린더 헤드와의 접촉이 제한된다. 이에 의해, 압축부의 재이용을 용이하게 할 수 있다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기의 유지 보수 방법은, 크랭크 샤프트를 갖는 크랭크부와, 실린더, 실린더 헤드, 상기 실린더 내를 왕복 이동하는 피스톤을 갖는 압축부를 구비하고, 상기 크랭크부와 상기 압축부는 분리 가능하게 형성됨과 함께, 상기 압축부는, 상기 크랭크부와 분리된 경우에 있어서 상기 피스톤이 상기 실린더 헤드에 접촉하지 않도록 상기 실린더 내에 있어서의 상기 피스톤의 왕복동 방향의 이동을 제한하는 스토퍼 부재를 부착하기 위한 부착부를 구비해서 이루어지는 왕복동 압축기에 관한 것으로, 미리 유지 보수 작업을 행할 수 있게 사전 준비함과 함께, 상기 스토퍼 부재를 미리 준비하는 준비 공정과, 상기 왕복동 압축기에 대하여 상기 스토퍼 부재를 상기 부착부에 부착하는 부착 공정과, 상기 왕복동 압축기에 있어서의 상기 압축부와 상기 크랭크부와의 결합을 해제하는 해제 공정과, 상기 부착 공정 및 상기 해제 공정 후에 상기 압축부를 상기 크랭크부로부터 분리하는 분리 공정과, 상기 분리 공정 후에, 상기 분리한 압축부를 대신하는 다른 압축부를 상기 크랭크부에 조립하는 조립 공정을 갖는다.
이 왕복동 압축기의 유지 보수 방법에 의하면, 부착 공정 후에 분리 공정이 행하여지기 때문에, 분리 공정에 있어서 실린더 내의 피스톤의 왕복동 방향의 이동이 제한되고, 피스톤과 실린더 헤드와의 접촉이 제한된다. 이에 의해, 압축부의 재이용을 용이하게 할 수 있다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기의 유지 보수 방법에 있어서, 상기 부착 공정은, 상기 피스톤을 하사점에 위치시킨 상태에서 행한다.
이 왕복동 압축기의 유지 보수 방법에 의하면, 예를 들어 압축부를 상부에 배치하고, 크랭크부를 하부에 배치하도록 설치된 왕복동 압축기의 경우, 피스톤을 하사점에 위치시키면, 자중에 의한 피스톤의 이동을 방지할 수 있기 때문에, 피스톤을 일정 위치(이 경우에는, 하사점 위치)에 안정시킬 수 있다. 이에 의해 스토퍼 부재의 고정 작업을 용이하게 행할 수 있다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기의 유지 보수 방법은, 상기 왕복동 압축기가, 상기 실린더의 흡입부와 흡입 배관 사이에 배치되고, 상기 흡입부 및 상기 흡입 배관에 대하여 착탈 가능한 제1 스페이서와, 상기 실린더의 토출부와 토출 배관 사이에 배치되고, 상기 토출부 및 상기 토출 배관에 대하여 착탈 가능한 제2 스페이서를 구비하고, 상기 해제 공정 또는 상기 분리 공정에 있어서, 상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서를 상기 실린더, 상기 흡입 배관 및 상기 토출 배관으로부터 제거한다.
이 왕복동 압축기의 유지 보수 방법에 의하면, 흡입 배관 및 토출 배관이 압축부에 간섭하는 것이 방지된다. 이로 인해, 왕복동 압축기의 압축부의 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다.
상기 과제를 해결하는 왕복동 압축기의 유지 보수 방법은, 상기 압축부가, 상기 실린더와 상기 크랭크부 사이에 배치되고, 상기 압축부로부터의 누설 가스를 일시적으로 축적하는 통 형상의 어댑터를 더 구비하고, 상기 해제 공정 또는 상기 분리 공정에 있어서, 상기 어댑터와 상기 어댑터에 퍼지 가스를 보내는 공급관 사이에 배치되고, 상기 어댑터 및 상기 공급관에 대하여 착탈 가능한 제1 연결 배관 및 상기 어댑터와 상기 어댑터로부터 퍼지 가스 및 상기 누설 가스를 배출하는 배출관 사이에 배치되고, 상기 어댑터 및 상기 배출관에 대하여 착탈 가능한 제2 연결 배관을 제거한다.
이 왕복동 압축기의 유지 보수 방법에 의하면, 공급관 및 배출관이 압축부에 간섭하는 것이 방지된다. 이로 인해, 왕복동 압축기의 압축부의 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다.
상기 왕복동 압축기, 이 왕복동 압축기의 유지 보수 방법 및 상기 압축부 유닛에 의하면, 압축부의 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다.
도 1은 실시 형태 1에 관한 왕복동 압축기의 부분 단면도.
도 2는 동 왕복동 압축기의 유지 보수 작업에 있어서의 해제 공정의 설명도.
도 3은 동 왕복동 압축기의 유지 보수에 사용하는 스토퍼 부재의 설명도이며, (a)는 스토퍼 부재의 분해 사시도, (b)는 동 스토퍼 부재가 제1 고정부에 고정된 상태의 사시도.
도 4는 동 스토퍼 부재가 부착부에 부착된 상태의 단면도.
도 5는 동 왕복동 압축기의 유지 보수 작업에 있어서의 분리 공정 시의 왕복동 압축기의 상태도.
도 6은 실시 형태 2에 관한 왕복동 압축기의 유지 보수에 사용하는 스토퍼 부재의 분해 사시도.
도 7은 동 스토퍼 부재가 부착부에 부착된 상태의 단면도.
도 8은 실시 형태 3에 관한 왕복동 압축기에 있어서의 스토퍼 부재의 부착부의 설명도이며, (a)는 부착부 둘레의 단면도, (b)는 크랭크부측의 실린더 헤드의 사시도.
도 9는 동 왕복동 압축기의 유지 보수에 사용하는 스토퍼 부재가 부착부에 부착된 상태의 단면도.
(실시 형태 1)
도 1에 도시되는 왕복동 압축기(1)는, 액화 천연 가스의 저장 탱크에서 발생하는 보일 오프 가스(소위, BOG)를 압축하기 위한 대형 왕복동 압축기이며, 예를 들어 선박에 탑재된다. 이러한 대형의 왕복동 압축기는, 선박에 있어서는, 저장 탱크 내에서 발생하는 보일 오프 가스를 압축해서 선박의 엔진에 공급하고 있다.
왕복동 압축기(1)는 가스를 압축하는 압축부(20)와, 압축부(20)를 구동하는 크랭크부(10)를 구비한다. 왕복동 압축기(1)는 종형기이며, 압축부(20)는 크랭크부(10)보다도 중력 방향에 있어서의 상측에 배치된다.
크랭크부(10)는, 부착 기초(도시 생략)에 고정되고, 크랭크 샤프트(11), 크랭크 샤프트(11)의 회전 운동을 왕복 직선 운동으로 변환하는 커넥팅 로드(12) 및 커넥팅 로드(12)에 연결되어 있는 크로스 헤드(13)를 갖는다. 또한, 크랭크부(10)는, 크랭크 샤프트(11) 및 크로스 헤드(13)를 수용하는 크랭크 케이싱(101)을 갖는다. 이하, 크랭크 케이싱(101) 중, 크랭크 샤프트(11)를 수용하고 있는 부위를 샤프트 케이스(14)라고 한다. 샤프트 케이스(14)와 결합되고, 크로스 헤드(13)를 수용하는 부위를 헤드 케이스(15)라고 한다. 샤프트 케이스(14)는, 커넥팅 로드(12)에 연결되어 있는 크로스 헤드(13)를 왕복 직선 운동시키는 미끄럼 이동용 구멍부를 갖는다.
헤드 케이스(15)의 측면에는, 유지 보수 작업 시에 작업원이 헤드 케이스(15)의 내부에 들어가기 위한 작업용 도어(16)가 부착되어 있다. 또한, 도 1에 있어서, 작업용 도어(16)는, 도면의 간략화를 위해서 가상선인 이점쇄선으로 나타내고 있다.
압축부(20)는, 구동 시에 움직이지 않는 정지물로 이루어지는 정지부(30)와, 구동 시에 움직이는 구동부(50)로 크게 구별된다.
즉, 정지부(30)에는, 실린더(31), 실린더(31)의 크랭크부(10) 측의 개구에 부착되어 있는 크랭크부(10) 측의 실린더 헤드(32), 실린더(31)의 크랭크부(10)와 반대측의 개구에 부착되어 있는 실린더 헤드(33) 및 피스톤 로드(52)의 주위에 배치되는 시일 부재(45, 46, 47, 49)의 정지물이 포함된다. 실린더(31)의 중심축은 중력 방향과 일치한다. 또한, 정지부(30)에는, 실린더(31)와 크랭크부(10) 사이에 배치되는 통 형상의 어댑터(40)도 포함된다. 여기서, 압축부(20)에 있어서 벽체부라고 할 때는, 실린더(31) 및 어댑터(40), 즉, 압축부(20)에 있어서의 정지부(30)의 벽체를 구성하는 부위 모두를 총칭하는 것으로 한다. 시일 부재(45, 49)는, 어댑터(40)에 고정되어 있다. 시일 부재(46, 47)는 실린더 헤드(32)에 고정되어 있다. 시일 부재(45, 46, 47, 49)는 실린더(31)로부터의 누설 가스의 방지, 크랭크부(10)로부터 실린더(31)를 향하는 기름의 흐름의 차단, 실린더(31)에의 먼지의 진입 방지 등 다양한 시일 기능이 행하여지면 된다.
어댑터(40)의 내부에는, 실린더(31)의 내부로부터의 누설 가스를 일시적으로 축적하기 위한 공간(44)이 형성되어 있다. 어댑터(40)는, 제1 연결 배관(401)을 통하여 공급관(991)에 접속된다. 제1 연결 배관(401)은, 어댑터(40) 및 공급관(991)에 대하여 착탈 가능하다. 또한, 어댑터(40)는, 제2 연결 배관(402)을 통하여 배출관(992)에 접속된다. 제2 연결 배관(402)은, 어댑터(40) 및 배출관(992)에 대하여 착탈 가능하다. 어댑터(40)에서는, 공급관(991)으로부터 퍼지 가스(예를 들어, 질소 가스)가 보내지고, 배출관(992)을 통하여 퍼지 가스 및 누설 가스가 배출된다.
한편, 구동부(50)에는, 실린더(31) 내를 왕복 이동하는 피스톤(51) 및 커넥팅 로드(12)와 크로스 헤드(13)를 통하여 피스톤(51)과 크랭크 샤프트(11)를 연결하는 피스톤 로드(52) 등의 움직임이 있는 부재가 포함된다. 또한, 피스톤(51)의 왕복동 방향은 중력 방향과 일치한다.
압축부(20)에 있어서, 실린더(31)의 흡입부(35)에는, 보일 오프 가스를 실린더(31)의 압축실(34)에 흡입시키는 흡입 배관(200)이 연결되어 있다. 흡입 배관(200)은, 단부에 배관 접속용 플랜지(210)가 부착되어 있다. 플랜지(210)와 흡입부(35) 사이에는 제1 스페이서로서의 흡입측 스페이서(80)가 배치되고, 볼트(220)에 의해 흡입측 스페이서(80), 실린더(31) 및 플랜지(210)가 착탈 가능하게 고정되어 있다.
또한, 실린더(31)의 토출부(36)에는, 구동부(50)에 의해 압축된 보일 오프 가스를 토출하는 토출 배관(300)이 연결되어 있다. 토출 배관(300)은, 단부에 배관 접속용 플랜지(310)가 부착되어 있다. 플랜지(310)와 토출부(36) 사이에는 제2 스페이서로서의 토출측 스페이서(90)가 설치되고, 볼트(320)에 의해 토출측 스페이서(90), 실린더(31) 및 플랜지(310)가 착탈 가능하게 고정되어 있다.
흡입 배관(200)은 흡입측 버퍼 탱크(410)에 접속되고, 토출 배관(300)은 토출측 버퍼 탱크(420)에 접속되어 있다. 흡입측 버퍼 탱크(410) 및 토출측 버퍼 탱크(420)는, 구동부(50)의 왕복 직선 운동에 수반하여 발생하는 보일 오프 가스의 맥동을 억제한다.
어댑터(40)는, 피스톤 로드(52)의 중심축을 중심으로 해서 수직 방향으로 넓어지는 대략 판상의 제1 경계벽(41), 실린더 헤드(32)에 접하는 제2 경계벽(42) 및 제1 경계벽(41)과 제2 경계벽(42)을 연결하는 대략 원통 형상의 외주벽(43)을 갖는다. 제1 경계벽(41)은, 크랭크부(10)와의 경계를 이루는 경계부이다. 제1 경계벽(41)은 시일 부재(45, 46, 47, 49)보다도 크랭크부(10) 측에 위치한다.
제1 경계벽(41)의 중앙에는, 피스톤 로드(52)를 관통시키는 관통 구멍(41A)이 형성되어 있다. 관통 구멍(41A)의 공간(44) 측에는, 시일 부재(45)가 설치되어 있다. 제1 경계벽(41)의 단부에는, 헤드 케이스(15)를 향해서 신장되는 구멍부(411)가 설치되어 있다. 구멍부(411)는 관통 구멍이다. 헤드 케이스(15)는 구멍부(411)에 대응하는 위치에 볼트 구멍(151)이 설치되어 있다. 구멍부(411) 및 볼트 구멍(151)에는 볼트(48)가 제1 경계벽(41) 측으로부터 삽입된다. 압축부(20)에서는, 볼트(48) 및 볼트 구멍(151)에 의해, 어댑터(40)와 크랭크부(10)를 분리 가능하게 체결하는 체결부가 형성된다. 또한, 볼트(48)의 헤드부가 외부(즉, 어댑터(40) 및 헤드 케이스(15)의 내부 공간 이외의 공간)에 노출되어 있고, 볼트(48)의 체결 및 해제의 작업이 용이하게 행해진다.
왕복동 압축기(1)에서는, 제1 경계벽(41)이 크랭크부(10)와 압축부(20)가 분리되는 경우의 분할면이 된다.
제2 경계벽(42)의 중앙에는, 피스톤 로드(52)를 관통시키는 관통 구멍(42A)이 형성되어 있다. 관통 구멍(42A)의 상방에는, 시일 부재(46)가 부착되어 있다. 시일 부재(46)의 상방 실린더 헤드(32)의 내부에는, 피스톤 로드(52)를 관통시키는 관통 구멍(32A)이 형성됨과 함께, 관통 구멍(32A)에 시일 부재(47)가 부착되어 있다.
피스톤 로드(52)에 있어서의, 제1 경계벽(41)으로부터 크랭크부(10) 측으로 연장되는 부분의 단부에는 플랜지(53)가 형성되어 있다. 그리고 이 플랜지(53)가 볼트(54)에 의해 크로스 헤드(13)에 고정됨으로써, 피스톤 로드(52)와 크로스 헤드(13)가 연결되어 있다.
이상과 같이 구성된 왕복동 압축기(1)는, 부품의 마모가 심한 피스톤(51) 및 실린더(31) 등의 부품을 교환하기 위한 유지 보수 작업이 정기적으로 행하여진다. 유지 보수 작업에 있어서는, 왕복동 압축기(1)가 탑재되어 있는 선박이 기항했을 때, 크랭크부(10)와 압축부(20)를 분리해서 새로운 압축부(20)가 크랭크부(10)에 조립된다.
또한, 유지 보수 작업에 있어서는, 압축부(20)가 크랭크부(10)와 분리된 경우에 피스톤(51)이 실린더 헤드(32, 33)에 접촉하지 않도록 실린더(31) 내에 있어서의 피스톤(51)의 왕복동 방향의 이동을 제한하는 스토퍼 부재(70)(도 3 참조)가 압축부(20)에 형성된 부착부(60)에 부착된다.
본 실시 형태의 왕복동 압축기(1)에 있어서, 부착부(60)는, 제1 고정부(61)와 제2 고정부(62)로 이루어진다. 제1 고정부(61)는, 압축부(20)의 벽체부를 구성하는 제1 경계벽(41)과, 이 제1 경계벽(41)에 형성된 스토퍼 부재(70)의 선단 고정용의 복수의 나사 구멍(41B)으로 구성된다. 또한, 제2 고정부(62)는, 피스톤 로드(52)의 하단부(즉, 크랭크부(10) 측 단부)의 플랜지(53)와, 플랜지(53)의 측면에 형성된, 스토퍼 부재(70)의 하단부 고정용의 복수의 나사 구멍(53A)으로 구성된다.
도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 실시 형태에 관한 왕복동 압축기(1)의 작용과 함께 그 유지 보수 방법에 대해서 설명한다.
왕복동 압축기(1)의 유지 보수 방법은, 준비 공정, 부착 공정, 해제 공정, 분리 공정 및 조립 공정의 순서대로 행하여진다.
준비 공정은, 사용하고 있는 왕복동 압축기(1)를 유지 보수할 수 있도록 미리 준비함과 함께, 후속 공정에서 필요해지는 스토퍼 부재(70) 및 교환하는 새로운 압축부(20)로서의 압축부 유닛을 미리 준비하는 공정이다.
왕복동 압축기(1)의 예비 준비로서는, 운전을 정지해서 흡입 배관(200) 및 토출 배관(300)에 개재 장착되어 있는 폐쇄 밸브(도시 생략)가 폐쇄된다.
도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 부착 공정은 스토퍼 부재(70)를 부착하는 공정이다. 또한, 스토퍼 부재(70)의 부착은, 크랭크 샤프트(11)를 회전시켜서 피스톤(51)을 하사점의 위치로 이동시키고 나서 행하여진다. 여기서, 피스톤(51)의 하사점이란, 왕복동 압축기(1)의 통상 운전시에 있어서, 피스톤(51)이 실린더 헤드(32)에 가장 근접하는 상태 위치를 말한다. 또한, 스토퍼 부재(70)의 부착은, 스토퍼 부재(70)를 제1 고정부(61) 및 제2 고정부(62)에 고정함으로써 행하여진다. 또한, 스토퍼 부재(70)의 부착 위치는, 도 2에 있어서 이점쇄선으로 나타내진다.
도 3의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 스토퍼 부재(70)는, 피스톤 로드(52)의 주위에 분할해서 배치하도록 구성되어 있다. 스토퍼 부재(70)는, 본 실시 형태에 있어서는, 일례로서 2개로 분할된 것을 나타낸다. 스토퍼 부재(70)를 구성하는 분할 부재(70A)는, 2개 모두 동일한 형상 및 구조이며, 피스톤 로드(52)의 왕복동 방향으로 연장되는 동체부(71) 및 동체부(71)의 한쪽 단부에 형성되어 있는 플랜지(72)를 갖는다. 또한, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 스토퍼 부재(70)는, 분할 부재(70A)가 피스톤 로드(52)의 주위에 배치된 상태에 있어서, 피스톤 로드(52) 주위의 일부를 스토퍼 부재(70)의 외측으로 개방하도록 구성되어 있다.
동체부(71) 중 플랜지(72)와 반대측 단부에는, 관통 구멍(71A)이 2개 형성되어 있다. 관통 구멍(71A)에 볼트(63)가 삽입 관통되고, 이 볼트(63)가 피스톤 로드(52)의 플랜지(53)의 나사 구멍(53A)(도 4 참조)에 나사 결합됨으로써, 스토퍼 부재(70)가 제2 고정부(62)에 고정된다.
플랜지(72)에는, 관통 구멍(72A)이 2개 형성되어 있다. 관통 구멍(72A)에 볼트(64)(도 4 참조)가 삽입 관통되고, 이 볼트(64)가 제1 경계벽(41)에 형성된 나사 구멍(41B)에 나사 결합됨으로써, 스토퍼 부재(70)가 제1 고정부(61)에 고정된다.
이와 같이 하여 스토퍼 부재(70)가 제1 고정부(61) 및 제2 고정부(62)에 고정됨으로써, 피스톤 로드(52)가 스토퍼 부재(70)를 통하여 압축부(20)의 벽체부에 고정된다. 또한, 이에 의해 피스톤(51)은, 하사점 위치에 있어서 실린더(31) 내의 왕복동 방향의 이동이 제한된다.
상기한 바와 같이 피스톤(51)을 하사점의 위치로 이동시키고 나서 스토퍼 부재(70)의 부착 작업을 행하는 것은, 다음의 이유에 의한다. 먼저, 피스톤(51)을 일정 위치에 안정적으로 유지하지 않으면 스토퍼 부재(70)를 부착하는 것이 어려운 것, 나아가서는, 피스톤(51)은 하사점보다도 하방으로는 이동하는 일이 없는 것 등에 의한다.
해제 공정은, 압축부(20)와 크랭크부(10)의 결합을 해제하는 공정이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 이 해제 공정에 있어서는, 압축부(20)의 벽체부와 크랭크부(10)의 벽체부를 연결하는 볼트(48)를 구멍부(411)로부터 제거한다. 볼트(48)의 헤드부가 상방을 향한 상태에서 외부에 노출되어 있기 때문에, 작업자가 용이하게 볼트(48)의 제거 작업을 행할 수 있다. 또한, 피스톤 로드(52)와 크로스 헤드(13)를 연결하는 볼트(54)가 제거된다. 볼트(54)의 제거는, 작업자가 스토퍼 부재(70)의 개방 부분(도 3의 (b) 참조)으로부터 피스톤 로드(52)의 플랜지(53)에 근접해서 행하여진다.
분리 공정은, 압축부(20)를 크랭크부(10)로부터 분리하는 공정이다.
먼저, 볼트(220)가 플랜지(210)로부터 뽑히고, 흡입측 스페이서(80)가 흡입부(35) 및 흡입 배관(200)으로부터 제거된다. 볼트(320)가 플랜지(310)로부터 뽑히고, 토출측 스페이서(90)가 토출부(36) 및 토출 배관(300)으로부터 제거된다. 또한, 어댑터(40)와 공급관(991) 및 배출관(992) 사이에 배치된 제1 및 제2 연결 배관(401, 402)이 제거된다. 또한, 스페이서(80, 90)의 제거 작업과, 제1 및 제2 연결 배관(401, 402)의 제거 작업은 동시에 행하여져도 되고, 한쪽이 다른 쪽으로 전후 이동해서 행하여져도 된다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 이 분리 공정에 있어서, 압축부(20)는 크레인에 의해 매달아 올려짐으로써, 제1 경계벽(41)으로부터 크랭크부(10)에 대하여 분리된다. 이때, 피스톤 로드(52)가 제1 경계벽(41)으로부터 아래쪽으로 돌출된 상태 그대로이며, 또한 스토퍼 부재(70)에 의해 압축부(20)의 벽체부에 고정된 상태이다.
이 분리 공정에 있어서, 전술한 바와 같이 스토퍼 부재(70)에 의해 피스톤 로드(52)가 압축부(20)의 벽체부에 고정되어 있으므로, 피스톤(51)도 구속된다. 따라서, 실린더(31) 내에 있어서의 피스톤(51)의 왕복동 방향의 이동이 제한되고, 피스톤(51)이 실린더 헤드(32, 33)에 접촉하는 것이 방지된다. 또한, 크랭크부(10)는, 부착 기초(도시 생략)에 고정한 상태 그대로이면 되므로, 압축부(20)의 분리 작업을 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있다.
조립 공정은, 압축부(20)가 분리된 크랭크부(10)에 대하여 미리 준비된 새로운 압축부(20)를 조립하는 공정이다.
새로운 압축부(20)는, 스토퍼 부재(70)가, 부착부(60)에 미리 부착된 압축부 유닛으로서 현지까지 반송되고, 크레인에 의해 매달아 올려져서 크랭크부(10)에 부착된다. 그리고, 새로운 압축부(20)는 크랭크부(10)에 부착된 후, 스토퍼 부재(70)가 제거된다. 이에 의해 조립 공정이 종료된다. 또한, 분리 공정에 있어서 분리된 압축부(20)는, 보수되어 재이용된다.
본 실시 형태에 의하면, 이하의 효과가 얻어진다.
(1) 압축부의 크랭크부에 대한 분할면보다도 크랭크부측에 시일 부재가 위치하는 경우, 분리 공정 시에 피스톤 로드가 상기 시일 부재에 간섭하는 경우가 있다. 또한, 조립 공정 시에 피스톤 로드를 상기 시일 부재에 삽입할 필요가 발생하기 때문에, 피스톤 로드가 상기 시일 부재에 간섭하는 경우가 있다. 이에 비해, 본 실시 형태의 왕복동 압축기(1)에서는, 분할면(즉, 제1 경계부(41))이 모든 시일 부재(45, 46, 47, 49)보다도 크랭크부(10) 측에 설치되기 때문에, 피스톤 로드(52)가 시일 부재(45, 46, 47, 49)에 간섭해 버리는 것이 방지된다. 이로 인해, 왕복동 압축기(1)의 압축부(20)의 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다.
(2) 왕복동 압축기의 유지 보수 작업에 있어서, 압축 스테이지와 크랭크부와의 연결을 해제해서 압축 스테이지를 크랭크부로부터 분리하고자 하면, 피스톤이 왕복동 압축기의 통상 운전시의 왕복 이동의 범위를 초과해서 이동하는 것이 가능하게 되기 때문에, 피스톤과 실린더 헤드가 접촉할 우려가 있다. 이에 비해, 본 실시 형태의 왕복동 압축기(1)에서는, 부착 공정에 있어서 스토퍼 부재(70)가 부착부(60)에 부착되므로, 분리 공정에서 압축부(20)와 크랭크부(10)가 분리되었을 때 실린더(31) 내에 있어서의 피스톤(51)의 왕복 이동이 제한된다. 이로 인해, 왕복동 압축기(1)의 유지 보수 작업 시에, 피스톤(51)과 실린더 헤드(32, 33)와의 접촉을 제한할 수 있다. 또한, 왕복동 압축기(1)에 새롭게 부착되는 압축부(20)가 스토퍼 부재(70)가 부착된 상태에서 현지까지 반송됨으로써, 반송 도상에 피스톤(51)과 실린더 헤드(32, 33)와의 접촉을 제한할 수 있다.
(3) 왕복동 압축기(1)의 부착부(60)는, 피스톤(51)이 하사점에 위치할 때 스토퍼 부재(70)를 부착 가능하게 형성되어 있기 때문에, 부착 공정을 피스톤(51)이 하사점에 위치하고 있는 상태에서 행할 수 있다. 이로 인해, 부착 공정에 있어서 자중에 의한 피스톤(51)의 이동을 방지할 수 있어, 피스톤(51)을 일정 위치, 즉, 하사점에 안정시킬 수 있다. 이에 의해, 부착 공정에 있어서의 스토퍼 부재(70)의 고정 작업을 용이하게 행할 수 있다.
(4) 제1 고정부(61)는, 제1 경계벽(41)에 형성되는 한편, 제2 고정부(62)는, 피스톤 로드(52)에 있어서의 제1 경계벽(41)으로부터 크랭크부(10) 측으로 연장되는 부분 중 플랜지(53)에 형성되어 있다. 이로 인해, 부착 공정과 해제 공정을 가까이에서 행할 수 있으므로, 부착 공정 및 해제 공정의 작업 효율이 높여진다.
(5) 조립 공정에 있어서 반송되어 오는 압축부 유닛은, 스토퍼 부재(70)를 부착한 상태에서 행하도록 하면, 실린더(31)에 대한 피스톤(51)의 왕복동 방향에 있어서의 이동이 스토퍼 부재(70)에 의해 제한된다. 이로 인해, 압축부 유닛을 반송하고 있을 때의 피스톤(51)과 실린더 헤드(32)와의 접촉을 제한할 수 있다.
(6) 분리 공정에 있어서 피스톤(51)과 실린더 헤드(32)와의 접촉이 제한되기 때문에, 압축부(20)의 재이용을 용이하게 할 수 있다.
(7) 제2 고정부(62)의 나사 구멍(53A)이 피스톤 로드(52)의 플랜지(53)에 형성되어 있기 때문에, 나사 구멍(53A)을 피스톤 로드(52)의 축부에 설치할 필요가 없어, 피스톤 로드(52)의 내구성을 유지할 수 있다.
(8) 실린더(31)와 흡입 배관(200) 및 토출 배관(300) 사이에 스페이서(80, 90)가 설치됨으로써, 압축부(20)를 크랭크부(10)로부터 분리할 때, 흡입 배관(200) 및 토출 배관(300)이 압축부(20)에 간섭하는 것이 방지된다.
(9) 어댑터(40)와 공급관(991) 및 배출관(992) 사이에 제1 및 제2 연결 배관(401, 402)이 설치됨으로써, 분리 공정에 있어서, 공급관(991) 및 배출관(992)이 압축부(20)에 간섭하는 것이 방지된다.
(실시 형태 2)
이어서, 실시 형태 2에 대해서 설명한다.
실시 형태 2에 관한 왕복동 압축기(1)는, 실시 형태 1의 스토퍼 부재(70)를 변경한 것이다. 또한, 스토퍼 부재(70)의 변경에 수반하여, 제2 고정부(62)가 변경되는 점에 있어서 상이하다. 이하, 실시 형태 1과의 상이점을 중심으로 설명하고, 실시 형태 1과 동일한 구성 요소에는, 실시 형태 1과 동일한 부호를 부여해서 그 설명을 생략한다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 스토퍼 부재(270)는, 반원 판상인 한 쌍의 제1 고정 부재(280) 및 제2 고정 부재(290)를 갖는다.
제1 고정 부재(280)는, 둘레 방향의 양단부에 단차부(281)가 형성되고, 단차부(281)에 볼트(283)가 삽입 관통되는 관통 구멍(282)이 형성되어 있다. 또한, 제1 고정 부재(280)의 판상부에는, 이것을 관통하는 복수의 관통 구멍(284)이 형성되어 있다. 또한, 제1 고정 부재(280)의 직경 방향에 있어서의 내주면의 중앙에는, 피스톤 로드(52)의 중간 높이 위치의 외주면과 마찰 결합되는 반할 구멍부(285)가 형성되어 있다.
제2 고정 부재(290)는, 둘레 방향의 양단부에 볼트(283)를 나사 결합하는 나사 구멍(292)이 형성되어 있다. 또한, 제2 고정 부재(290)의 판상부에는, 이것을 관통하는 복수의 관통 구멍(291)이 형성되어 있다. 또한, 제2 고정 부재(290)의 직경 방향에 있어서의 내주면의 중앙에는, 피스톤 로드(52)의 중간 높이 위치의 외주면과 마찰 결합되는 반할 구멍부(293)가 형성되어 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여, 본 실시 형태의 왕복동 압축기(1)의 작용과 함께 스토퍼 부재(270)의 부착 공정을 설명한다.
스토퍼 부재(270)는, 부착 공정에 있어서, 피스톤 로드(52)의 외주면 중 제1 경계벽(41)으로부터 돌출되어 있는 부분에 부착되고, 나사 구멍(292)에 볼트(283)가 나사 결합됨으로써, 반할 구멍부(285)와 반할 구멍부(293)에서 피스톤 로드(52)의 외주면을 끼움 지지한다. 이로 인해, 반할 구멍부(285) 및 반할 구멍부(293)와 피스톤 로드(52)의 외주면과의 마찰에 의해 피스톤 로드(52)의 스토퍼 부재(270)에 대한 위치가 고정된다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서의 제2 고정부(62)는, 피스톤 로드(52)가 제1 경계벽(41)으로부터 돌출되어 있는 부분 중 제1 경계벽(41)의 근방 부분을 말한다.
이어서, 제1 고정 부재(280) 및 제2 고정 부재(290)는, 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로 관통 구멍(284) 및 관통 구멍(291)에 복수의 볼트(64)가 삽입 관통되어, 이들 볼트(64)가 각각 제1 고정부(61)의 나사 구멍(41B)에 나사 결합되고, 스토퍼 부재(270)가 제1 고정부(61)에 고정된다.
이와 같이 하여 스토퍼 부재(270)가 제1 고정부(61) 및 제2 고정부(62)에 고정됨으로써, 분리 공정에 있어서 압축부(20)와 크랭크부(10)가 분리된 경우에, 실린더(31) 내에 있어서의 피스톤(51)의 왕복 이동이 제한된다. 이로 인해, 왕복동 압축기(1)의 유지 보수 작업 시에 피스톤(51)과 실린더 헤드(32, 33)와의 접촉을 제한할 수 있다.
실시 형태 2에 관한 왕복동 압축기(1)는 이상과 같이 구성되어 있으므로, 실시 형태 1에 관한 효과(1) 내지(6), (8) 및 (9)에 준한 효과를 발휘함과 함께, 또한 다음 효과를 발휘할 수 있다.
(10) 스토퍼 부재(270)는, 제1 고정부(61)에의 부착과 제2 고정부(62)에의 부착이 모두 제1 경계벽(41) 부근에서 행하여지므로, 작업성이 양호해진다.
(실시 형태 3)
이어서, 실시 형태 3의 왕복동 압축기(1)에 대해서 설명한다.
실시 형태 3은, 실시 형태 1에 있어서의 부착부(60)와 스토퍼 부재(70)를 변경한 것이며, 이 변경에 수반하여 크랭크부(10) 측의 실린더 헤드(32)가 변경되어 있다. 또한, 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 이 실시 형태에 관한 왕복동 압축기(1)는, 실시 형태 1에 관한 왕복동 압축기(1)에 있어서 어댑터(40)의 제2 경계벽(42)을 갖지 않는 경우의 형태에 적용된다. 이하, 실시 형태 1과의 상이점을 중심으로 설명하고, 실시 형태 1과 동일한 구성 요소에는, 실시 형태 1과 동일한 부호를 부여해서 그 설명을 생략한다.
도 8의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 왕복동 압축기(1)는, 크랭크부(10) 측의 실린더 헤드(32)에 있어서, 실린더(31)의 중심축에 대하여 대칭적인 위치에 2개의 나사 구멍(32B)이 축방향으로 관통하도록 형성되어 있다. 그리고, 이 나사 구멍(32B)에는, 시일제를 도포한 볼트(32C)가 부착되고, 이 나사 구멍(32B)이 밀봉되어 있다. 볼트(32C)는, 나사 구멍(32B)에 나사 결합한 상태에서, 나사부의 선단이 실린더 헤드(32)의 피스톤(51) 측의 표면과 편평하게 되는 길이로 형성되어 있다. 따라서, 통상의 운전에 있어서 이 볼트(32C)가 장해가 되는 일은 없다.
이 실시 형태에 관한 왕복동 압축기(1)에 있어서의 스토퍼 부재의 부착부(60)는, 크랭크부(10) 측의 실린더 헤드(32)와, 이 실린더 헤드(32)에 설치된 2개의 나사 구멍(32B)으로 구성되어 있다.
또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 이 실시 형태에 관한 왕복동 압축기(1)에 사용하는 스토퍼 부재(370)는, 실린더 헤드(32)의 2개의 나사 구멍(32B)에 나사 결합되는 2개의 볼트(371)로 구성된다. 이 볼트(371)는, 나사 구멍(32B)에 나사 결합된 상태에 있어서, 길이 LA로 돌출되는 길이로 설정되어 있다. 이 길이 LA는, 피스톤(51)이 하사점 위치에 있을 때의, 피스톤(51)과 실린더 헤드(32)와의 간극에 상당하는 것이다.
또한, 스토퍼 부재(370)를 부착하기 위해서는, 작업자가 어댑터(40)의 내부에 들어갈 필요가 있으므로, 어댑터(40)의 외주벽(43)에는, 작업자가 드나들기 위한 작업용 도어(도시 생략)가 설치되어 있다.
다음으로 본 실시 형태에 관한 왕복동 압축기(1)의 작용과 함께 스토퍼 부재(370)의 부착 공정을 설명한다.
부착 공정에 있어서는, 먼저 어댑터(40)의 외주벽(43)에 부착된 작업용 도어(도시 생략) 및 그 밖의 개소로부터 공간(44) 내의 보일 오프 가스가 외부로 배출된다. 이어서, 작업자가 어댑터(40)의 작업용 도어를 통하여 운전 중에 부착되어 있는 볼트(32C)를 제거하고, 이 볼트(32C) 대신에, 스토퍼 부재(370)를 구성하는 볼트(371)를 나사 구멍(32B)에 나사 결합시킨다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 이에 의해 볼트(371)의 선단부가 길이 LA 분만큼 실린더 헤드(32)로부터 돌출된 상태로 된다. 부착 공정은 이상에 의해 종료된다.
스토퍼 부재(370)는, 피스톤(51)이 하사점보다 더욱 크랭크부(10) 측으로 이동하는 것을 제한할 수 있다. 이와 같이, 크랭크부(10)가 하방에 위치하고, 압축부(20)가 상방에 위치하도록 설치되는 왕복동 압축기(1)의 경우에는, 크레인에 의해 압축부(20)의 방향을 유지하면서, 압축부(20)를 크랭크부(10)로부터 분리할 수 있다. 이로 인해, 적어도 중력 방향에 있어서의 하측의 실린더 헤드(32)와 피스톤(51)이 접촉하지 않도록, 스토퍼 부재(370)에 의해 피스톤(51)의 왕복동 방향의 이동을 제한할 수 있으면 된다.
실시 형태 3에 관한 왕복동 압축기(1)는, 이상과 같이 구성되어 있으므로, 실시 형태 1에 관한 효과(1) 내지 (3), (5), (6), (8) 및 (9)에 준한 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 관한 왕복동 압축기(1)는, 크랭크부(10) 측의 실린더 헤드(32)가 하방으로 되도록 취급된다고는 할 수 없는 용도에는 적용을 삼가는 편이 바람직하다.
(변형예)
상기 각 실시 형태에 따른 설명은, 본 발명에 따른 왕복동 압축기, 압축부 유닛 및 왕복동 압축기의 유지 보수 방법이 취할 수 있는 형태의 예시이며, 그 형태를 제한하는 것을 의도하고 있지 않다. 본 발명에 따른 왕복동 압축기, 압축부 유닛 및 왕복동 압축기의 유지 보수 방법은, 예를 들어 이하에 나타나는 상기 각 실시 형태의 변형예 및 서로 모순되지 않는 적어도 2개의 변형예가 조합된 형태를 취할 수 있다.
·실시 형태 1 및 실시 형태 2에 있어서, 제1 고정부(61)를 제1 경계벽(41)에 형성했지만, 제1 고정부(61)를 형성하는 위치는 이것에 한정되지 않는다. 제1 고정부(61)는, 예를 들어 정지부(30)에 포함되는 벽체부 중 스토퍼 부재(70, 270)의 부착 작업이 용이한 위치이면 다른 위치에 형성해도 된다. 예를 들어, 외주벽(43), 실린더(31)를 형성하는 실린더 블럭 등이어도 된다.
·실시 형태 1에 있어서, 부착 공정에서 부착부(60)에 부착되는 스토퍼 부재(70)를 구성하는 분할 부재(70A)는 2개이지만, 스토퍼 부재(70)는 1개의 대략 원통 형상의 형상으로 해도 된다. 또한, 스토퍼 부재(70)를 분할하는 경우에는, 개개의 분할 부재(70A)의 형상이 동일한 것이 바람직하고, 나아가서는, 복수의 분할 부재(70A)가 서로 조합되었을 때의 형상이 대략 원통 형상 또는 원통 형상의 대부분을 형성하는 형상인 것이 바람직하다. 또한, 분할 부재(70A)의 수는, 특별히 구애받는 것은 아니다.
·각 실시 형태에서는, 부착 기초(도시 생략)에 1대의 왕복동 압축기(1)를 고정하는 구성을 예시했지만, 공통의 부착 기초 상에 복수대의 압축부(20)가 설치되어도 된다. 복수의 압축부(20)의 피스톤(51)은 공통의 크랭크 샤프트(11)에 의해 구동된다. 이 경우에도, 부착 요령 및 유지 보수 방법은, 각 압축기 모두 전술한 것과 마찬가지이다.
·각 실시 형태에 있어서, 왕복동 압축기(1)의 어댑터(40)가 생략되어도 된다. 이 경우, 시일 부재(45, 49)는 실린더(31)에 고정된다. 또한, 어댑터(40) 및 실린더(31)에 다른 통 형상 부재가 부가되어 벽체부가 형성되어도 된다. 또한, 벽체부에 고정되는 시일 부재의 수는 특별히 구애받는 것은 아니다.
·각 실시 형태에 있어서, 어댑터(40)의 제1 경계벽(41) 및 제2 경계벽(42)은 각각 외주벽(43)에 대하여 별도의 부재로 형성되어도 된다.
·실시 형태 1 및 2에 있어서, 해제 공정을 부착 공정보다도 전에 행하도록 해도 된다. 또한, 실시 형태 3에 있어서는, 부착 공정에 있어서 작업자가 실린더 헤드(32)에 근접 작업을 행할 필요가 있기 때문에, 해제 공정을 부착 공정 후에 행하는 것이 바람직하다.
스페이서(80, 90)의 제거 작업, 및 제1 및 제2 연결 배관(401, 402)의 제거 작업은 상기 해제 공정에서 행하여져도 된다.
·실시 형태 3에 있어서, 스토퍼 부재(370)를 구성하는 볼트(371)의 수 및 나사 구멍(32B)의 수는, 1개 또는 3개 이상이어도 된다. 또한, 실시 형태 3에 있어서, 스토퍼 부재(370)는, 피스톤(51)이 실린더 헤드(32)에 접촉하는 것을 제한하는 형상의 부재이면, 볼트 이외의 다른 부재이어도 된다.
·각 실시 형태에 있어서, 피스톤(51)을 하사점 이외의 위치에서 안정적으로 고정할 수 있는 경우에는, 부착 공정을 피스톤(51)이 하사점 이외의 위치에서 행하도록 해도 된다.

Claims (16)

  1. 왕복동 압축기이며,
    가스를 압축하는 압축부와,
    크랭크 샤프트를 갖고, 상기 압축부를 구동하는 크랭크부를 구비하고,
    상기 압축부가,
    실린더를 포함하고, 상기 압축부의 벽체를 구성하는 벽체부와,
    상기 실린더에 부착된 실린더 헤드와,
    상기 실린더 내를 왕복 이동하는 피스톤과,
    상기 크랭크 샤프트와 상기 피스톤을 연결하는 피스톤 로드와,
    상기 벽체부에 고정되고, 상기 피스톤 로드의 주위에 배치되는 적어도 하나의 시일 부재를 구비하고,
    상기 벽체부가, 상기 적어도 하나의 시일 부재 전부보다도 상기 크랭크부측에 있어서 상기 크랭크부와의 경계를 이루고, 상기 크랭크부와 상기 압축부가 분리되는 경우의 분할면이 되는 경계부를 갖고,
    상기 크랭크부가, 상기 크랭크 샤프트를 수용하는 샤프트 케이스와는 별체이며 크로스 헤드를 수용하는 헤드 케이스를 갖고,
    상기 경계부에 있어서, 상기 벽체부와 상기 헤드 케이스를 분리 가능하게 체결하는 체결부가 형성되고,
    상기 헤드 케이스의 측면이, 상기 피스톤 로드와 상기 크로스 헤드를 연결하는 볼트를 제거할 때 사용할 수 있는 도어를 갖는, 왕복동 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축부는, 상기 크랭크부와 분리된 경우에 상기 피스톤이 상기 실린더 헤드에 접촉하지 않도록, 상기 실린더 내에 있어서의 상기 피스톤의 왕복동 방향의 이동을 제한하는 스토퍼 부재를 부착하기 위한 부착부를 구비하는, 왕복동 압축기.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 부착부는, 상기 피스톤이 하사점에 위치할 때 상기 스토퍼 부재를 부착 가능하게 형성되어 있는, 왕복동 압축기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 압축부는, 상기 실린더를 포함하고, 벽체를 구성하는 벽체부를 갖고,
    상기 부착부는, 상기 스토퍼 부재를 상기 벽체부에 고정하는, 상기 벽체부에 형성된 제1 고정부와, 상기 스토퍼 부재를 상기 피스톤 로드에 고정하는, 상기 피스톤 로드에 형성된 제2 고정부를 갖는, 왕복동 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 고정부는, 상기 벽체부에 있어서의 상기 크랭크부와의 경계를 이루는 경계부이며, 판상의 경계벽에 형성되고, 상기 제2 고정부는, 상기 피스톤 로드에 있어서의, 상기 경계벽으로부터 상기 크랭크부측으로 연장되는 부분에 형성되어 있는, 왕복동 압축기.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 부착부는, 상기 하사점에 위치하고 있는 상기 피스톤이 상기 크랭크부측의 실린더 헤드에 근접하는 것을 제한하는 스토퍼 부재를 상기 크랭크부측의 실린더 헤드에 부착 가능하게 하는 것으로서, 상기 크랭크부측의 실린더 헤드에 형성되어 있는 것인, 왕복동 압축기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실린더의 흡입부와 흡입 배관 사이에 배치되고, 상기 흡입부 및 상기 흡입 배관에 대하여 착탈 가능한 제1 스페이서와,
    상기 실린더의 토출부와 토출 배관 사이에 배치되고, 상기 토출부 및 상기 토출 배관에 대하여 착탈 가능한 제2 스페이서를 구비하는, 왕복동 압축기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 압축부가, 상기 실린더와 상기 크랭크부 사이에 배치되고, 상기 압축부로부터의 누설 가스를 일시적으로 축적하는 통 형상의 어댑터를 더 구비하고,
    상기 어댑터와 상기 어댑터에 퍼지 가스를 보내는 공급관 사이에 배치되고, 상기 어댑터 및 상기 공급관에 대하여 착탈 가능한 제1 연결 배관과,
    상기 어댑터와 상기 어댑터로부터 퍼지 가스 및 상기 누설 가스를 배출하는 배출관 사이에 배치되고, 상기 어댑터 및 상기 배출관에 대하여 착탈 가능한 제2 연결 배관을 구비하는, 왕복동 압축기.
  10. 삭제
  11. 왕복동 압축기의 유지 보수 방법이며,
    상기 왕복동 압축기는, 가스를 압축하는 압축부와, 크랭크 샤프트를 갖고, 상기 압축부를 구동하는 크랭크부를 구비하고, 상기 압축부가, 실린더를 포함하고, 상기 압축부의 벽체를 구성하는 벽체부와, 상기 실린더에 부착된 실린더 헤드와, 상기 실린더 내를 왕복 이동하는 피스톤과, 상기 크랭크 샤프트와 상기 피스톤을 연결하는 피스톤 로드와, 상기 벽체부에 고정되고, 피스톤 로드의 주위에 배치되는 적어도 하나의 시일 부재를 구비하고,
    상기 크랭크 샤프트를 수용하는 샤프트 케이스와는 별체이며 상기 크랭크부의 크로스 헤드를 수용하는 헤드 케이스의 측면에 설치된 도어를 개방하여, 상기 피스톤 로드와 상기 크로스 헤드를 연결하는 볼트를 제거함으로써, 상기 왕복동 압축기에 있어서의 상기 압축부와 상기 크랭크부와의 결합을 해제하는 해제 공정과,
    상기 적어도 하나의 시일 부재 전부보다도 상기 크랭크부측에 있어서 상기 크랭크부와의 경계를 이루는 상기 벽체부의 경계부로부터 상기 압축부를 상기 크랭크부에 대하여 분리하는 분리 공정으로서, 상기 경계부에 있어서, 상기 벽체부와 상기 헤드 케이스를 분리 가능하게 체결하는 체결부가 형성되는, 분리 공정과,
    상기 분리 공정 후에, 상기 분리한 압축부를 대신하는 다른 압축부를 상기 크랭크부에 조립하는 조립 공정을 갖는, 왕복동 압축기의 유지 보수 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 압축부는, 상기 크랭크부와 분리된 경우에 있어서 상기 피스톤이 상기 실린더 헤드에 접촉하지 않도록 상기 실린더 내에 있어서의 상기 피스톤의 왕복동 방향의 이동을 제한하는 스토퍼 부재를 부착하기 위한 부착부를 구비하고,
    상기 해제 공정, 상기 분리 공정 및 상기 조립 공정 전에, 미리 유지 보수 작업을 행할 수 있게 사전 준비함과 함께, 상기 스토퍼 부재를 미리 준비하는 준비 공정과,
    상기 왕복동 압축기에 대하여 상기 스토퍼 부재를 상기 부착부에 부착하는 부착 공정을 갖는, 왕복동 압축기의 유지 보수 방법.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 부착 공정은, 상기 피스톤을 하사점에 위치시킨 상태에서 행하는, 왕복동 압축기의 유지 보수 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 왕복동 압축기가, 상기 실린더의 흡입부와 흡입 배관 사이에 배치되고, 상기 흡입부 및 상기 흡입 배관에 대하여 착탈 가능한 제1 스페이서와, 상기 실린더의 토출부와 토출 배관 사이에 배치되고, 상기 토출부 및 상기 토출 배관에 대하여 착탈 가능한 제2 스페이서를 구비하고,
    상기 해제 공정 또는 상기 분리 공정에 있어서, 상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서를 상기 실린더, 상기 흡입 배관 및 상기 토출 배관으로부터 제거하는, 왕복동 압축기의 유지 보수 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 압축부가, 상기 실린더와 상기 크랭크부 사이에 배치되고, 상기 압축부로부터의 누설 가스를 일시적으로 축적하는 통 형상의 어댑터를 더 구비하고,
    상기 해제 공정 또는 상기 분리 공정에 있어서, 상기 어댑터와 상기 어댑터에 퍼지 가스를 보내는 공급관 사이에 배치되고, 상기 어댑터 및 상기 공급관에 대하여 착탈 가능한 제1 연결 배관 및 상기 어댑터와 상기 어댑터로부터 퍼지 가스 및 상기 누설 가스를 배출하는 배출관 사이에 배치되고, 상기 어댑터 및 상기 배출관에 대하여 착탈 가능한 제2 연결 배관을 제거하는, 왕복동 압축기의 유지 보수 방법.
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