JP2005248832A

JP2005248832A - ターボ圧縮機

Info

Publication number: JP2005248832A
Application number: JP2004060552A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Taketomi; 敏礼武富; Daisuke Takenaka; 大介竹中
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】
３段圧縮のターボ圧縮機と４段圧縮のターボ圧縮機のケーシングの共通化を図り、部品点数の低減、設置スペースの節約、効率の向上を図る。
【解決手段】
ケーシング２が軸箱部５を有し、該軸箱部の１側面に第１圧縮機３１、第３圧縮機３３が設けられ、前記軸箱部の他側面に第２圧縮機３２が設けられ、前記第１圧縮機と前記第２圧縮機とは同一中心線上に配置されると共に、第１回転軸１６によって駆動され、前記第３圧縮機は前記第１回転軸に平行に設けられた第２回転軸３６によって駆動され、前記第１回転軸、前記第２回転軸は駆動軸２２によって回転され、前記第２圧縮機に隣接する部分に空きスペースが形成され、該空きスペースには前記第２回転軸によって駆動される第４圧縮機４３を取付け可能とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、工場の圧縮空気ラインに圧縮空気を供給するターボ圧縮機に関するものである。

各種工場では種々の用途に圧縮空気が使用され、工場には必要とされる圧縮空気を供給する為にターボ圧縮機が設備される。該ターボ圧縮機は高圧の圧縮空気を供給する様に、複数段の圧縮機を具備している。

一般に、ターボ圧縮機は設備する工場に合わせて、仕様が決定され、該仕様を満足する様にターボ圧縮機の仕様も決定される。この為、ターボ圧縮機は一品一様の生産となっている。又、ターボ圧縮機の製作費の低減、効率の向上も求められる。

一品一様、製作費の低減、効率向上を満たす為、ターボ圧縮機の主要部分の共通化が図られている。例えば、ケーシングは鋳物により一体成形され、該ケーシングが共通化され、該ケーシングに複数段の圧縮機が取付けられ、設けられる圧縮機の仕様が適宜変更される様な構成となっている。

ケーシングに複数段の圧縮機が設けられたターボ圧縮機としては、特許文献１に示されるものがある。

複数段に設けられた圧縮機で、高圧の圧縮空気を供給するターボ圧縮機としては、通常３段の圧縮機を具備しており、３段の圧縮で０．５ＭＰａ〜１．０ＭＰａの圧縮空気を送出している。

ところが、工場によっては更に高圧縮の圧縮空気、例えば１．１ＭＰａ〜２．０ＭＰａ程度の圧縮空気を要求する場合があり、斯かる要求を満たすターボ圧縮機としては、４段の圧縮機を具備していることが必要である。

従来、ターボ圧縮機のケーシングは、コストを低減する為に最も需要頻度の高い、３段圧縮のターボ圧縮機を対象として製作されており、４段圧縮には対応していない。この為、４段圧縮のターボ圧縮機とするには、一体形のケーシングを用いず、４段の圧縮機を個々に配管で接続して構成するか、一体形のケーシングを用いた３段のターボ圧縮機に、別途４段目の圧縮機を配管で接続して４段の圧縮機に構成するか等して対応していた。

斯かる従来の４段圧縮構成のターボ圧縮機では、部品点数が増えコスト高となり、設置スペースが大きくなる、更に効率の向上が望めない等の問題があった。

特開２００３−９７４８９号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、３段圧縮のターボ圧縮機のケーシングにより４段圧縮のターボ圧縮機の構成を可能とし、部品点数の低減、設置スペースの節約、効率の向上を図るものである。

本発明は、ケーシングが軸箱部を有し、該軸箱部の１側面に第１圧縮機、第３圧縮機が設けられ、前記軸箱部の他側面に第２圧縮機が設けられ、前記第１圧縮機と前記第２圧縮機とは同一中心線上に配置されると共に、第１回転軸によって駆動され、前記第３圧縮機は前記第１回転軸に平行に設けられた第２回転軸によって駆動され、前記第１回転軸、前記第２回転軸は駆動軸によって回転され、前記第２圧縮機に隣接する部分に空きスペースが形成され、該空きスペースには前記第２回転軸によって駆動される第４圧縮機を取付け可能としたターボ圧縮機に係るものである。

又本発明は、前記第１圧縮機用の第１圧縮機ハウジング、前記第２圧縮機用の第２圧縮機ハウジング、前記第３圧縮機用の第３圧縮機ハウジングが前記軸箱部と一体成形されたターボ圧縮機に係り、又前記ケーシングは、クーラを内蔵するクーラ収納部と前記軸箱部が一体成形されたターボ圧縮機に係るものである。

又本発明は、前記軸箱部に取付けられる圧縮機の構成により、一端部に前記第３圧縮機が取付け可能な第２回転軸と、一端部に前記第３圧縮機、他端部に前記第４圧縮機が取付け可能な第２回転軸とが選択されて設けられるターボ圧縮機に係り、更に又前記第２回転軸は両端部が前記軸箱部より露出する様に設けられ、一端には前記第３圧縮機が設けられ、他端は前記第４圧縮機の回転軸を連結可能としたターボ圧縮機に係るものである。

本発明によれば、ケーシングが軸箱部を有し、該軸箱部の１側面に第１圧縮機、第３圧縮機が設けられ、前記軸箱部の他側面に第２圧縮機が設けられ、前記第１圧縮機と前記第２圧縮機とは同一中心線上に配置されると共に、第１回転軸によって駆動され、前記第３圧縮機は前記第１回転軸に平行に設けられた第２回転軸によって駆動され、前記第１回転軸、前記第２回転軸は駆動軸によって回転され、前記第２圧縮機に隣接する部分に空きスペースが形成され、該空きスペースには前記第２回転軸によって駆動される第４圧縮機を取付け可能としたので、共通のケーシングで３段圧縮のターボ圧縮機、４段圧縮のターボ圧縮機を製作することができ、多様な顧客要求に対応が可能となると共に製作費のコスト低減が可能となる。

又本発明によれば、前記軸箱部に取付けられる圧縮機の構成により、一端部に前記第３圧縮機が取付け可能な第２回転軸と、一端部に前記第３圧縮機、他端部に前記第４圧縮機が取付け可能な第２回転軸とが選択されて設けられるので、３段圧縮から４段圧縮のターボ圧縮機に変更する場合に、部品の変更が最小で対応が可能である。

又本発明によれば、前記第２回転軸は両端部が前記軸箱部より露出する様に設けられ、一端には前記第３圧縮機が設けられ、他端は前記第４圧縮機の回転軸を連結可能としたので、部品を変更することなく、３段圧縮から４段圧縮のターボ圧縮機に変更可能である等の優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

本発明では、３段圧縮のターボ圧縮機と、４段圧縮のターボ圧縮機に共通のケーシングが用いられる。

先ず、３段圧縮とした３段ターボ圧縮機１について、図１、図３により説明する。

図１は３段ターボ圧縮機１の平断面図、図３は上部カバーを取除いたケーシング２を示している。

ケーシング２はクーラ（図示せず）を内蔵するクーラ収納部３と圧縮機を支持する圧縮機支持部４から構成されている。

該圧縮機支持部４は、中空な軸箱部５及び該軸箱部５の上部に固着される上部カバー（図示せず）、前記軸箱部５の側面に一体成形された第１圧縮機ハウジング６、第２圧縮機ハウジング７、第３圧縮機ハウジング８から構成され、前記第１圧縮機ハウジング６と第２圧縮機ハウジング７とは同軸上に配置されている。

前記第１圧縮機ハウジング６には第１インレット９が気密に嵌装され、該第１インレット９は中央部に第１吸入口１０を有し、前記第１インレット９と前記第１圧縮機ハウジング６間には円周方向に沿って漸次断面積が減少する第１巻室１１が形成される。

同様に、前記第２圧縮機ハウジング７、第３圧縮機ハウジング８にも第２インレット１２、第３インレット１３が嵌装され、第２巻室１４、第３巻室１５が形成されると共に第２吸入口２６、第３吸入口２７が形成される。

第１回転軸１６が、前記第１圧縮機ハウジング６と前記第２圧縮機ハウジング７の中心線上に配置され、前記第１回転軸１６は前記ケーシング２を貫通して回転自在に設けられ、該ケーシング２の前記第１回転軸１６支持部は、気密となっている。前記第１回転軸１６の第１圧縮機ハウジング６側に吐出する軸端部には第１翼車１７が固着され、前記第２圧縮機ハウジング７側に突出する軸端部には第２翼車１８が固着されている。

第２回転軸１９が、前記第３圧縮機ハウジング８の中心線上に配置され、前記軸箱部５に回転自在に支持され、前記第２回転軸１９の第３圧縮機ハウジング８側に突出する軸端部には第３翼車２１が固着されている。

前記軸箱部５には前記第１回転軸１６、第２回転軸１９と平行な駆動軸２２が回転自在に設けられ、該駆動軸２２には駆動ギア２３が固着されている。前記第１回転軸１６の中央部分に第１従動ギア２４が設けられ、前記第２回転軸１９の中央部分には、第２従動ギア２５が設けられ、前記第１従動ギア２４、前記第２従動ギア２５は前記駆動ギア２３に噛合している。

前記駆動軸２２は図示しない駆動モータの出力軸に連結され、該駆動モータにより前記駆動軸２２が回転されることで、前記駆動ギア２３、第１従動ギア２４を介して前記第１翼車１７、前記第２翼車１８が所定の増速比で回転され、前記駆動ギア２３、第２従動ギア２５を介して前記第３翼車２１が所定の増速比で回転される様になっている。

而して、前記第１圧縮機ハウジング６、前記第１インレット９、前記第１翼車１７等により第１圧縮機３１が構成され、前記第２圧縮機ハウジング７、前記第２インレット１２、前記第２翼車１８等により第２圧縮機３２が構成され、前記第３圧縮機ハウジング８、前記第３インレット１３、前記第３翼車２１等により第３圧縮機３３が構成される。

尚、第１圧縮機３１、第２圧縮機３２、第３圧縮機３３の仕様、性能を変更する場合は、前記第１翼車１７、前記第２翼車１８、前記第３翼車２１の変更、及び前記第１インレット９、前記第２インレット１２、前記第３インレット１３の変更を行えばよく、前記ケーシング２自体を変更する必要はない。

図１、図３で明らかな様に、前記第２圧縮機ハウジング７に隣接する空間は、空きスペース２８として残置されている。

前記駆動軸２２が定回転駆動されることで、前記第１圧縮機３１、前記第２圧縮機３２、前記第３圧縮機３３が作動する。

前記第１翼車１７が回転されることで、前記第１吸入口１０より空気が吸引され、圧縮された空気は前記第１巻室１１を経て前記クーラ収納部３内の第１クーラ（図示せず）に導かれ、冷却されて前記第２圧縮機３２の前記第２吸入口２６より吸引され、２段目の圧縮がされた空気は前記クーラ収納部３内の第２クーラ（図示せず）に導かれ、冷却された圧縮空気は前記第３圧縮機３３の第３吸入口２７に導かれて吸引され、３段目の圧縮が行われ、圧縮された空気は前記クーラ収納部３内のクーラを経て送出される。

次に、４段圧縮とした４段ターボ圧縮機３５について、図２、図４により説明する。

図２、図４中、図１、図３中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

前記４段ターボ圧縮機３５のケーシング２としては、前記３段ターボ圧縮機１で使用されたケーシング２と同一のものが使用される。該ケーシング２の前記軸箱部５の第２回転軸１９支持部が変更され、及び前記第２回転軸１９の代りに第２回転軸３６が使用される。

該第２回転軸３６は両軸端部が前記軸箱部５を貫通するものであり、反第３圧縮機ハウジング８側の軸端部を除いた部分は前記第２回転軸１９と同一仕様である。又、前記第２回転軸３６は前記軸箱部５に気密に支持されている。

第４圧縮機ハウジング３７が別途用意され、該第４圧縮機ハウジング３７は、前記軸箱部５の前記第３圧縮機ハウジング８と反対側の前記空きスペース２８に配置される。前記第４圧縮機ハウジング３７は前記第２回転軸３６と同心に位置決めされ、前記軸箱部５の中空部から挿通されたボルト３８により、所要箇所固着される。尚、中空部に余裕のない場合は、スタッドボルトを用いてもよい。

前記第２回転軸３６の軸端部は前記第４圧縮機ハウジング３７内に突出しており、前記軸端部に第４翼車４２が固着され、更に第４インレット３９が前記第４圧縮機ハウジング３７に気密に嵌装される。而して、前記空きスペース２８を利用して第４圧縮機４３が取付けられる。

前記駆動軸２２が定速回転されることで、前記第１圧縮機３１、前記第２圧縮機３２、前記第３圧縮機３３及び前記第４圧縮機４３が作動する。

前記第１圧縮機３１、前記第２圧縮機３２、前記第３圧縮機３３で順次圧縮され、第３クーラ（図示せず）から送出された圧縮空気は、前記第４圧縮機４３の吸入口４１から吸引され、４段目の圧縮がされた後、前記第４圧縮機４３の吐出口（図示せず）から送出される。該第４圧縮機４３から送出される圧縮空気については、顧客要求があれば、第４クーラを別途設けて冷却後送出する様にしてもよい。

上述した様に、本発明に係るターボ圧縮機では、予め第４圧縮機４３が設けられる空間が確保されており、３段ターボ圧縮機１と同一のケーシング２に、軸支持部の追加加工、第２回転軸３６への変更で、容易に前記第４圧縮機４３の組込みが可能である。従って、最も需要頻度の高い、３段圧縮のターボ圧縮機を対象としてケーシングを製作し、前記ケーシングを第４圧縮機用に特別に製作することなく、低コストで而も高効率の第４圧縮機が達成できる。

尚、前記第２回転軸１９の反第３圧縮機ハウジング８側の軸端部を、前記空きスペース２８側に露出させ、第４圧縮機４３の回転軸を前記第２回転軸１９に連結可能としておけば、軸箱部５の追加加工、前記第２回転軸１９の交換をすることなく第４圧縮機４３を設けることができる。

又、本発明によれば、当初３段ターボ圧縮機１として設置し、その後４段化の要請があった場合、ターボ圧縮機を再設備することなく、前記第４圧縮機４３を追加して設けることで対応が可能となる。

本発明の実施の形態を示し、３段圧縮構成の場合を示す平断面図である。本発明の実施の形態を示し、４段圧縮構成の場合を示す平断面図である。本発明の実施の形態で使用されるケーシングの斜視図である。本発明の実施の形態で使用されるケーシングを、４段圧縮構成として使用した場合の斜視図である。

符号の説明

１３段ターボ圧縮機
２ケーシング
３クーラ収納部
４圧縮機支持部
５軸箱部
６第１圧縮機ハウジング
７第２圧縮機ハウジング
８第３圧縮機ハウジング
１６第１回転軸
１７第１翼車
１８第２翼車
１９第２回転軸
２１第３翼車
２２駆動軸
２３駆動ギア
２４第１従動ギア
２５第２従動ギア
２８空きスペース
３１第１圧縮機
３２第２圧縮機
３３第３圧縮機
３６第２回転軸
３７第４圧縮機ハウジング
４２第４翼車
４３第４圧縮機

Claims

ケーシングが軸箱部を有し、該軸箱部の１側面に第１圧縮機、第３圧縮機が設けられ、前記軸箱部の他側面に第２圧縮機が設けられ、前記第１圧縮機と前記第２圧縮機とは同一中心線上に配置されると共に、第１回転軸によって駆動され、前記第３圧縮機は前記第１回転軸に平行に設けられた第２回転軸によって駆動され、前記第１回転軸、前記第２回転軸は駆動軸によって回転され、前記第２圧縮機に隣接する部分に空きスペースが形成され、該空きスペースには前記第２回転軸によって駆動される第４圧縮機を取付け可能としたことを特徴とするターボ圧縮機。
前記第１圧縮機用の第１圧縮機ハウジング、前記第２圧縮機用の第２圧縮機ハウジング、前記第３圧縮機用の第３圧縮機ハウジングが前記軸箱部と一体成形された請求項１のターボ圧縮機。
前記ケーシングは、クーラを内蔵するクーラ収納部と前記軸箱部が一体成形された請求項１のターボ圧縮機。
前記軸箱部に取付けられる圧縮機の構成により、一端部に前記第３圧縮機が取付け可能な第２回転軸と、一端部に前記第３圧縮機、他端部に前記第４圧縮機が取付け可能な第２回転軸とが選択されて設けられる請求項１のターボ圧縮機。
前記第２回転軸は両端部が前記軸箱部より露出する様に設けられ、一端には前記第３圧縮機が設けられ、他端は前記第４圧縮機の回転軸を連結可能とした請求項１のターボ圧縮機。