JPH0893685A - ターボ圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各構成要素の配置を工夫することによりコン
パクト化を図ったターボ圧縮機を提供する。 【構成】 駆動モータ１の出力軸２に歯車装置３を介し
て回転軸４を平行に配置し、該回転軸４の両側に第１段
圧縮機５と第２段圧縮機６とを連結したターボ圧縮機に
おいて、上記駆動モータ１側に第１段圧縮機５を、その
反対側に第２段圧縮機６を配置すると共に、駆動モータ
１の側方に第１段圧縮機５の吸入管７および吸入フィル
タ８を平行に配置したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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係り、特に、各構
成要素の配置を工夫することによりコンパクト化を図っ
たターボ圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用のターボ圧縮機として、第１段圧
縮機で圧縮した流体をさらに第２段圧縮機で圧縮したの
ち排出する２段式のターボ圧縮機が知られている。この
ターボ圧縮機は、第１段圧縮機のインペラと第２段圧縮
機のインペラとを回転軸で連結し、その回転軸を歯車装
置を介して駆動モータによって回転させるようにしてい
る。詳しくは、上記回転軸は、駆動モータの出力軸と平
行に配置されており、その中央部に歯車装置の歯車が噛
合され、駆動モータ側の端部に第２段圧縮機のインペラ
が取り付けられ、それと反対側の端部に第１段圧縮機の
インペラが取り付けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように第
１段圧縮機を駆動モータの反対側に位置させると、第１
段圧縮機に接続される吸入管および吸入フィルタが駆動
モータの反対側に突出するため、ターボ圧縮機としての
設置面積が大きくならざるを得なかった。

【０００４】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、各構成要素の配置を工夫することによりコンパ
クト化を図ったターボ圧縮機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、駆動モータの出力軸に歯車装置を介して回
転軸を平行に配置し、該回転軸の両側に第１段圧縮機と
第２段圧縮機とを連結したターボ圧縮機において、上記
駆動モータ側に第１段圧縮機を、その反対側に第２段圧
縮機を配置すると共に、駆動モータの側方に第１段圧縮
機の吸入管および吸入フィルタを平行に配置して構成さ
れている…。

【０００６】上記第１段圧縮機、第２段圧縮機および歯
車装置の下方に、内部が２つの冷却室に仕切られた略直
方体状の箱体を設け、その一方の冷却室に、第１段圧縮
機から吐出された流体を冷却して第２段圧縮機へ導くイ
ンタクーラ用の熱交換器を設けると共に、他方の冷却室
に、第２段圧縮機から吐出された流体を冷却して排気す
るアウタクーラ用の熱交換器を設けてもよい…。

【０００７】上記熱交換器を冷却室の長手方向に沿って
細長く形成し、その熱交換器を冷却室内の中央部に配置
して冷却室内を入口室と出口室とに分け、該入口室の長
手方向の一端部に、上記熱交換器に沿って細長く形成さ
れた導入口を設けると共に、出口室の長手方向の他端部
に、排出口を設けてもよい…。

【０００８】

【作用】の構成によれば、駆動モータ側に第１段圧縮
機を配置し、その反対側に第２段圧縮機を配置し、駆動
モータの側方に第１段圧縮機の吸入管および吸入フィル
タを平行に配置したので、吸入管および吸入フィルタが
出っ張ることはなく、ターボ圧縮機全体の設置面積が略
四角形状となってコンパクトになる。

【０００９】の構成によれば、インタクーラ用の熱交
換器とアウタクーラ用の熱交換器とを、第１段圧縮機、
第２段圧縮機および歯車装置の下方に設けた略直方体状
の箱体内に収容したので、冷却機構を含めたターボ圧縮
機全体としての構成がコンパクトになる。

【００１０】の構成によれば、入口室の一端部に熱交
換器に沿って細長く形成した導入口を設け、出口室の他
端部に排出口を設けたので、導入口から入口室に流入し
た流体は、熱交換器を略均等に通過して出口室に流れ、
排出口から排出される。よって、熱交換率が向上する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１２】図１にターボ圧縮機の平面図を、図２に側
面図を、図３に正面図を示す。図示するように、駆動モ
ータ１の出力軸２に歯車装置３を介して回転軸４が平行
に配置され、その回転軸４の駆動モータ１側の端部に第
１段圧縮機５が設けられ、その反対側の端部に第２段圧
縮機６が設けられている。そして、第１段圧縮機５の吸
入管７および吸入フィルタ８が、駆動モータ１の側方に
平行に配置されている。

【００１３】上記駆動モータ１は、歯車装置３のギヤケ
ース９にフランジ１０を介して取り付けられる所謂フラ
ンジモータとなっており、その出力軸２が図４に示す歯
車装置３の歯車軸１１に継手部１２を介してボルトナッ
トにより接続されている。歯車軸１１は、軸受１３を介
してギヤケース９に回転自在に支持されており、その中
間部に大径歯車１４が取り付けられている。大径歯車１
４は、上記回転軸４に設けられた小径歯車１５と噛合さ
れている。この歯車装置３により、駆動モータ１の出力
軸２の回転が増速されて回転軸４に伝わることになる。

【００１４】上記回転軸４は、その中央部に小径歯車１
５が設けられ、駆動モータ１側の端部に第１段圧縮機５
のインペラ１６が設けられ、その反対側の端部に第２段
圧縮機６のインペラ１７が設けられている。そして、こ
れらインペラ１６，１７と小径歯車１５との間の部分が
軸受１８を介してギヤケース９に支持されている。第１
段圧縮機５のインペラ１６は、ギヤケース９の側部に形
成された円柱状の窪部１９に収容され、第２段圧縮機６
のインペラ１７は、ギヤケース９の反対側の側部に形成
された円柱状の窪部２０に収容されている。これら窪部
１９，２０には、渦巻室２１，２２および吸気通路２
３，２４を有するブロック２５，２６がそれぞれ挿入さ
れ、ブロック２５，２６と窪部１９，２０との間にそれ
ぞれディフューザ２７，２８が形成される。

【００１５】第１段圧縮機５のインペラ１６は、吸気通
路２３から空気を吸い込み、それ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２７および渦巻室
２１を通って減速されて速度が圧力に変換され、図５に
示すインタクーラ２９に導かれる。インタクーラ２９で
冷却された空気は、第２段圧縮機６への連絡通路３０に
導かれる。連絡通路３０は、図４に示すように第２段圧
縮機６の渦巻室２２の外側に螺旋状に形成されており、
蓋材３１で窪部２０を覆うことによって区画される。

【００１６】このように連絡通路３０を渦巻室２２の外
側に二重に配置することにより、連絡通路３０が蓋材３
１の外側に出っ張ることを防止している。蓋材３１とブ
ロック２６との間には、整流板３２が螺旋状に配置され
ている。よって、連絡通路３０内の空気は、整流板３２
および吸気通路２４を通って第２段圧縮機６のインペラ
１７により径方向外方に加速され、ディフューザ２８お
よび渦巻室２２を通って速度が圧力に変換されて図５に
示すアウタクーラ３３に導かれる。そして、アウタクー
ラ３３で冷却された後に最終的に排気される。

【００１７】上記ギヤケース９は、図４に示す水平断面
で上下に蓋部（図示せず）とケース本体とに分割可能と
なっている。そして、分割されて取り外された蓋部は、
ボルト孔３４にボルトをネジ込むことによってケース本
体に取り付けられるようになっている。よって、蓋部を
取り外すことにより、歯車軸１１、大径歯車１４、小径
歯車１５、回転軸４およびインペラ１６，１７の点検が
可能となる。また、第２段圧縮機６の蓋材３１およびブ
ロック２６、並びに第１段圧縮機５のブロック２５は、
それぞれボルト３５を緩めることにより取り外される。

【００１８】ここで、第１段圧縮機５のブロック２５を
取り外す際、駆動モータ１を取り外すことなくブロック
２５の引き抜きを可能にするため、図４に示すようにギ
ヤケース９に形成されたモータ取付フランジ３６の一部
が三日月状に切り掛かれ、逃げ部３７が形成されてい
る。また、駆動モータ１自体も、図１に示すようにブロ
ック２５の引き抜き長さ分だけ逃げ部３８が形成されて
いる。

【００１９】第１段圧縮機５の吸気通路２３には、図１
に示すように吸入管７および吸入フィルタ８が接続され
る。これら吸入管７および吸入フィルタ８は、駆動モー
タ１の側方に平行に配置されている。吸入管７は、上方
からみてＳ字状に湾曲されており、フランジ３９を介し
て吸入フィルタ８に接続されている。吸入フィルタ８
は、図２に示すように側方から見て逆さＬ字状に形成さ
れたケーシング４０を有しており、吸入空気から粉塵等
を取り除くと共に吸気音を消音する機能を発揮する。な
お、図１中、４１は駆動モータ１の吸気口、４２は駆動
モータ１の排気口である。

【００２０】第１段圧縮機５、第２段圧縮機６および歯
車装置３の下方には、図５に示すように内部が隔壁４３
により２つの冷却室４４，４５（インタクーラ２９側と
アウタクーラ３３側）に仕切られた略直方体状の箱体４
６が、上記ギヤケース９と一体的に鋳造されて設けられ
ている。一方の冷却室４４には、第１段圧縮機５から吐
出された空気を冷却して第２段圧縮機６へ導くインタク
ーラ２９用の熱交換器４７が設けられている。他方の冷
却室４５には、第２段圧縮機６から吐出された空気を冷
却して排気するアウタクーラ３３用の熱交換器４８が設
けられている。

【００２１】これら２つの冷却室４４，４５を有する略
直方体状の箱体４６は、図１〜図３に示すように、ギヤ
ケース９と一体的に鋳造されており、第１段圧縮機５、
第２段圧縮機６、歯車装置３、駆動モータ１および吸入
フィルタ８の支持基盤を兼ねている。また箱体４６は、
上方から見て略四角形状となるこれら圧縮機５等の投影
面積と一致する大きさに成形されている。

【００２２】上記熱交換器４７，４８は、図５に示すよ
うに各冷却室４４，４５の長手方向に沿って細長く形成
され、冷却室４４，４５内の中央部に配置されて冷却室
４４，４５内をそれぞれ入口室４９と出口室５０とに分
けている。その入口室４９の長手方向の一端部には、上
記熱交換器４７，４８に沿って細長く矩形状に形成され
た導入口５１が設けられ、出口室５０の長手方向の他端
部には、排出口５２が設けられている。インタクーラ２
９側の冷却室４４の導入口５１と排出口５２とには、そ
れぞれ第１段圧縮機５の渦巻室２１と第２段圧縮機６の
連絡通路３０とが接続される。他方、アウタクーラ３３
側の冷却室４５の導入口５１と排出口５２とには、それ
ぞれ第２段圧縮機６の渦巻室２２と排出管５３とが接続
される。

【００２３】図６にアウタクーラ３３側の冷却室４５の
平面図を示す。図示するように、上方から見て長方形状
の冷却室４５は、細長く形成されたアウタクーラ３３用
の熱交換器４８によって入口室４９と出口室５０とに分
けられている。入口室４９の長手方向の一端部には、上
記熱交換器４８に沿って細長く矩形状に形成された導入
口５１が設けられている。導入口５１は、図５に示すよ
うに徐々に通路断面積が大きくなる連絡通路５５を介し
て、第２段圧縮機６の渦巻室２２に接続されている。他
方、出口室５０の長手方向の他端部には、排出口５２が
設けられている。排出口５２には、箱体４６の側部に一
体的に鋳造された排出管５３が接続されている。排出管
５３の先端部には、排出口５６が形成されている。

【００２４】上記熱交換器４７，４８は、その長手方向
と直交して配置された複数のフィンプレート５７と、こ
れらフィンプレート５７を挿通して設けられた複数の水
管（図示せず）と、フィンプレート５７の上下に設けら
れたシールバッフル５８と、シールバッフル５８に設け
られたシール部材５９とを備えている。シールバッフル
５８は、熱交換器４７，４８の一側面から他側面に空気
を導くものであり、シール部材５９は、シールバッフル
５８と冷却室４４，４５の内面との間をシールし、冷却
室４４，４５内をそれぞれ入口室４９と出口室５０とに
分けるものである。

【００２５】冷却室４４，４５の隣には、図５に示すよ
うに、箱体４６と一体的に鋳造されたオイル貯溜室６０
が設けられている。オイル貯溜室６０には、歯車装置３
の大径歯車１４や小径歯車１５、インペラ１６，１７が
取り付けられた回転軸４等を潤滑するためのオイルが貯
溜されている。オイル貯溜室６０内の油面は図２に示す
油面計６１に表示され、油圧はマノメータ６２に表示さ
れる。

【００２６】オイル貯溜室６０内のオイルは、オイル管
６３を通って歯車軸１１に直結された主オイルポンプ６
４によって汲み上げられ、オイル管６５を通ってオイル
クーラ６６に導かれる。そして、冷却されたのちオイル
管６７を通って回転軸４の軸受１８等に給油される。ま
た、給油されたオイルは、オイル貯溜室６０に回収され
るようになっている。なお、図１〜図３中、６８は副オ
イルポンプである。副オイルポンプ６８は、主オイルポ
ンプ６４を駆動する駆動モータ１の起動に先立って専用
モータ６９によって駆動され、予め回転軸４の軸受１８
等を給油するものである。

【００２７】また、７０はインタクーラ２９のドレン出
口、７１はアウタクーラ３３のドレン出口、７２はオイ
ルタンク６０の給油口、７３はオイルタンク６０の排油
口、７４はインタおよびアウタクーラ２９，３３の冷却
水入口、７５はインタおよびアウタクーラ２９，３３の
冷却水出口、７６はオイルクーラ６６の冷却水入口、７
７はオイルクーラ６６の冷却水出口、７８は制御盤、７
９は端子箱である。

【００２８】以上の構成からなる本実施例の作用につい
て述べる。

【００２９】駆動モータ１側に第１段圧縮機５を配置
し、その反対側に第２段圧縮機６を配置し、駆動モータ
１の側方に第１段圧縮機５の吸入管７および吸入フィル
タ８を平行に配置したので、従来のように吸入管７およ
び吸入フィルタ８が出っ張ることはなく、ターボ圧縮機
全体の設置面積が略四角形状となってコンパクトにな
る。これにより、設置面積を従来に比べ約25％減ずるこ
とができる。

【００３０】また、インタクーラ２９用の熱交換器４７
とアウタクーラ３３用の熱交換器４８とを、第１段圧縮
機５、第２段圧縮機６および歯車装置３の下方に設けた
略直方体状の箱体４６内に収容したので、冷却機構を含
めたターボ圧縮機全体としての構成がコンパクトにな
る。すなわち、上記箱体４６は、インタクーラ２９等の
冷却機構の収納箱であると同時に、圧縮機５等の支持基
盤を兼ねる。

【００３１】つまり、このターボ圧縮気は、箱体４６が
位置する１階部分に冷却機構としての熱交換器４７，４
８が設けられており、その上方の２階部分に圧縮機構と
しての圧縮機５，６およびその駆動機構としての駆動モ
ータ１が設けられているため、かかる２階建構造によっ
てターボ圧縮機全体としての構成がコンパクトになる。
また、上記箱体４６内には、オイル貯溜室６が設けられ
ているため、オイル貯溜機構をも含めた全体の構成をコ
ンパクトにできる。

【００３２】また、各冷却室４４，４５の入口室４９の
一端部に熱交換器４７，４８に沿って細長く矩形状に形
成した導入口５１を設け、出口室５０の他端部に排出口
５２を設けたので、導入口５１から入口室５０に流入し
た空気は、熱交換器４７，４８を略均等に通過して出口
室５０に流れ、排出口５２から排出される。よって、熱
交換率が向上する。

【００３３】

【発明の効果】以上要するに本発明に係るターボ圧縮機
によれば次のような優れた効果を発揮できる。

【００３４】(1) 請求項１の発明によれば、第１段圧縮
機、第２段圧縮機、歯車装置、駆動モータ、第１段圧縮
機の吸入管および吸入フィルタが上方から見て略四角形
状に配置されるため、設置面積を少なくできる。

【００３５】(2) 請求項２の発明によれば、１階部分で
ある箱体内に冷却機構を設け、２階部分に圧縮機構およ
びその駆動機構を配置した２階建構造としたので、ター
ボ圧縮機としての装置全体の構成をコンパクトにでき
る。

【００３６】(3) 請求項３の発明によれば、入口室の一
端部に熱交換器に沿って細長く形成した導入口を設け、
出口室の他端部に排出口を設けたので、流体が熱交換器
を略均等に通過して流れることとなり、熱交換率を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すターボ圧縮機の平面図
である。

【図２】上記ターボ圧縮機の側面図である。

【図３】上記ターボ圧縮機の正面図である。

【図４】第１段および第２段圧縮機ならびに歯車装置を
示す図である。

【図５】加圧される空気の流れを示す図である。

【図６】冷却室内を流れる空気の流れの様子を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 駆動モータ ２ 出力軸 ３ 歯車装置 ４ 回転軸 ５ 第１段圧縮機 ６ 第２段圧縮機 ７ 吸入管 ８ 吸入フィルタ ２９ インタクーラ ３３ アウタクーラ ４４，４５ 冷却室 ４６ 箱体 ４７，４８ 熱交換器 ４９ 入口室 ５０ 出口室 ５１ 導入口 ５２ 排出口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動モータの出力軸に歯車装置を介して
   回転軸を平行に配置し、該回転軸の両側に第１段圧縮機
   と第２段圧縮機とを連結したターボ圧縮機において、上
   記駆動モータ側に第１段圧縮機を、その反対側に第２段
   圧縮機を配置すると共に、駆動モータの側方に第１段圧
   縮機の吸入管および吸入フィルタを平行に配置したこと
   を特徴とするターボ圧縮機。
2. 【請求項２】 上記第１段圧縮機、第２段圧縮機および
   歯車装置の下方に、内部が２つの冷却室に仕切られた略
   直方体状の箱体を設け、その一方の冷却室に、第１段圧
   縮機から吐出された流体を冷却して第２段圧縮機へ導く
   インタクーラ用の熱交換器を設けると共に、他方の冷却
   室に、第２段圧縮機から吐出された流体を冷却して排気
   するアウタクーラ用の熱交換器を設けた請求項１記載の
   ターボ圧縮機。
3. 【請求項３】 上記熱交換器を冷却室の長手方向に沿っ
   て細長く形成し、その熱交換器を冷却室内の中央部に配
   置して冷却室内を入口室と出口室とに分け、該入口室の
   長手方向の一端部に、上記熱交換器に沿って細長く形成
   された導入口を設けると共に、出口室の長手方向の他端
   部に、排出口を設けた請求項２記載のターボ圧縮機。