ターボ圧縮機
【課題】潤滑油の跳ね返りによる機械損失を増大させず、圧縮機の設置スペースを小さくすると共に、冷却水の配管工事も容易にできるターボ圧縮機を提供する。
【解決手段】入力軸６ａと、この入力軸６ａの回転がギヤ４を介して伝達される少なくとも１本のピニオン軸とを有するギヤケース５に、前記ピニオン軸で駆動される第１段圧縮機１と第２段圧縮機２が備えられると共に、これら第１段圧縮機１と第２段圧縮機２とから吐出されるガスを冷却するガスクーラ１１，１２が夫々備えられたターボ圧縮機において、前記ギヤケース５の下部に潤滑油タンク１３が配設されると共に、前記第１段圧縮機１と第２段圧縮機２との下方で、かつ前記潤滑油タンク１３の両側面に前記ガスクーラ１１，１２が夫々配設され、前記潤滑油タンク軸線Ｃ３及び前記ガスクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２と前記入力軸６ａが平行に配置されてなる。
【解決手段】入力軸６ａと、この入力軸６ａの回転がギヤ４を介して伝達される少なくとも１本のピニオン軸とを有するギヤケース５に、前記ピニオン軸で駆動される第１段圧縮機１と第２段圧縮機２が備えられると共に、これら第１段圧縮機１と第２段圧縮機２とから吐出されるガスを冷却するガスクーラ１１，１２が夫々備えられたターボ圧縮機において、前記ギヤケース５の下部に潤滑油タンク１３が配設されると共に、前記第１段圧縮機１と第２段圧縮機２との下方で、かつ前記潤滑油タンク１３の両側面に前記ガスクーラ１１，１２が夫々配設され、前記潤滑油タンク軸線Ｃ３及び前記ガスクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２と前記入力軸６ａが平行に配置されてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽根車の回転軸が、駆動軸から駆動ギヤを介して駆動されるギヤ内蔵型の多段式ターボ圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
先ず、従来例に係る多段式ターボ圧縮機について、以下添付図６〜９を参照しながら説明する。図６は従来技術１に係る遠心圧縮機の平面図、図７は図６のIV−IV矢視図、図８は従来技術２に係るターボ圧縮機の側断面図、図９は従来技術２に係るターボ圧縮機を複数台設置した場合の冷却水配管系統図の一例である。
【０００３】
従来技術１に係る遠心圧縮機の圧縮機本体４４は、夫々中空構造の圧縮機基部４５と、ギヤボックスハウジング部４６と、第一段スクロール部４７と、第二段スクロール部４８と、モーター取付台４９とを備え、これら各部を鋳造によって一体的に形成した構造を有している。
【０００４】
そして、圧縮機基部４５の内部の一端Ａ側寄りの部分には、潤滑油を貯留する潤滑油貯留室５２が形成され、圧縮機基部４５の内部の他端Ｂ側寄りの部分には、熱交換素子（図示せず）を内装するインタークーラー室５０と、他の熱交換素子（図示せず）を内装するアフタークーラー室５１が形成されている。
【０００５】
また、圧縮機基部４５の一端Ａ側寄りの端部には、潤滑油貯留室５２の開口部５６，５７を夫々別箇に覆うように開口部カバー５９，６０が取り付けられ、圧縮機基部４５の他端Ｂ側寄りの端部には、インタークーラー室５０、アフタークーラー室５１の開口部５４，５５を一体的に覆うように開口部カバー５８が取り付けられている。
【０００６】
前記開口部カバー５８には、両クーラー室５０，５１に内装された熱交換素子に対して冷却媒体の授受を行うための管路（図示せず）が設けられており、圧縮機基部４５の外部から各熱交換素子に対して冷却媒体を流通させることによって、当該冷却媒体と両クーラー室５０，５１の内部の気体との間で熱交換を行い、前記気体を冷却するようになっている。また、前記のアフタークーラー室５１には外部へ開口する気体出口（図示せず）が設けられている。
【０００７】
ギヤボックスハウジング部４６は、前記の圧縮機基部４５の上側部に設けられ、内部には入力軸と出力軸とを有する増速ギヤ機構（図示せず）が内装されている。また、ギヤボックスハウジング部４６の上端には、前記増速ギヤ機構を覆うギヤボックスカバー６１が取り付けられる一方、ギヤボックスハウジング部４６の内部には、増速ギヤの設置部分から前記の潤滑油貯留室５２へ延びる潤滑油回収流路７５が形成されている。
【０００８】
更に、第一段スクロール部４７の内部には、スクロール室６２から前記の圧縮機基部４５の内部のインタークーラー室５０の一端Ａ側寄り端部近傍へ延びる第一段吐出流路６６が形成されており、インペラ（図示せず）が回転することにより気体入口６５から第一段スクロール部４７に流入して圧縮される気体は、第一段吐出流路６６を経てインタークーラー室５０に流入するようになっている。
【０００９】
更に、第二段スクロール部４８の内部には、前記の圧縮機基部４５の内部のインタークーラー室５０の他端Ｂ側寄り端部近傍からスクロール室６７へ延びる第二段吸入流路７０と、スクロール室６７から圧縮機基部４５内部のアフタークーラー室５１の他端Ｂ側より端部近傍へ延びる第二段吐出流路７１とが形成されており、インペラが回転することにより第二段吸入流路７０から第二段スクロール部４８に流入して圧縮される気体は、第二段吐出流路７１を経てアフタークーラー室５１に流入するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
しかしながら、この従来技術１に係る遠心圧縮機は、圧縮機本体４４とインタークーラー室５０及びアフタークーラー室５１、並びに圧縮機本体４４と前記クーラー室５０，５１を接続する配管（図示せず）の一部が一体構造となり、増速ギヤを収納するギアボックスハウジング部６１の底部に底板６１ａが形成されているため、このギアボックスハウジング部６１内に噴射された潤滑油が、前記底板６１ａに当って跳ね返り、増速ギヤに衝突して機械損失を増大させる。その結果、遠心圧縮機の性能低下を招くことになる。
【００１１】
一方、従来技術２は、増速ギヤ（図示せず）を収納するギヤケース８１、第１段圧縮機８５及び第２段圧縮機８６からなる圧縮機本体と、第１ガス冷却部８２及び第２ガス冷却部８３、並びに前記圧縮機本体と、第１ガス冷却部８２及び第２ガス冷却部８３を接続する配管の一部（例えば、１段圧縮空気流通路８８や２段圧縮空気流通路８９）を一体構造としたところは、上記従来技術１と同一であるが、図８に示す如く、ギヤケース８１の底板をなくして、潤滑油タンク８７に直接潤滑油が回収される構造になっている（特許文献２参照）。従って、従来技術１の如く、潤滑油が前記底板６１ａに当って跳ね返り機械損失を増大させて、遠心圧縮機の性能低下を招くことはない。
【００１２】
しかしながら、この様な従来技術２に係るターボ圧縮機は、従来技術１に係る遠心圧縮機と同様、第１ガス冷却部８２及び第２ガス冷却部８３（従来技術１においては、インタークーラー室５０及びアフタークーラー室５１）の軸線方向（第１ガス冷却部８２及び第２ガス冷却部８３の長手方向）が、圧縮機のピニオン軸８４と平行に配置された駆動軸（図示せず）と直交する方向に配置されている。また、前記駆動軸を駆動する駆動モータは、当然駆動軸と同軸方向に取り付けられるため、この様な圧縮機の外形寸法は駆動軸と平行な方向に比較的長く、この駆動軸と直交する方向に短いものとなる。尚、第１ガス冷却部８２及び第２ガス冷却部８３の冷却水の給水取合口及び排水取合口は、それら第１ガス冷却部８２及び第２ガス冷却部８３の軸線方向の端部に配置される。
【００１３】
従来技術２に係るターボ圧縮機を複数台設置する場合、メンテナンスの便宜上、図９に示す如く、各圧縮機の駆動軸が並列する様にその複数台のターボ圧縮機を配置する。その結果、各冷却部８２，８３への給水取合口９１及び排水取合口９２は、各圧縮機の側面（隣り合う圧縮機の面のうち、互いに対向する面）に配置される。
【００１４】
この様に配置した場合、給水取合口９１及び排水取合口９２へ接続される給水配管９１ａ及び排水配管９２ａは、何れも給水主配管９１ｂ及び排水主配管９２ｂに対して屈曲（即ち、給水主配管９１ｂ及び排水主配管９２ｂから略垂直に延びた後、その給水主配管９１ｂ及び排水主配管９２ｂと略平行に延びて各圧縮機に接続する様、略直角方向に屈曲）して配管する必要があり、配管工事が複雑で難しくなる。また、各駆動系のメンテナンスやクーラー本体の抜き取りの作業のための十分なスペースを各圧縮機間に確保する必要があるため、広い設置スペースが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平７−１０３１６２号公報
【特許文献２】特許第４０４８０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、本発明の目的は、潤滑油の跳ね返りによる機械損失を増大させず、圧縮機の設置スペースを小さくすると共に、冷却水の配管工事も容易にできるターボ圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るターボ圧縮機が採用した手段は、入力軸と、この入力軸の回転がギヤを介して伝達される少なくとも１本のピニオン軸とを有するギヤケースの一方の側面に、前記ピニオン軸で駆動される第１段圧縮機が備えられ、かつ他方の側面に前記ピニオン軸で駆動される第２段圧縮機が備えられると共に、これら第１段圧縮機と第２段圧縮機とから吐出されるガスを冷却するガスクーラが夫々備えられたターボ圧縮機において、前記ギヤケースの下部に潤滑油タンクが配設されると共に、前記第１段圧縮機と第２段圧縮機との下方で、かつ前記潤滑油タンクの両側面に前記ガスクーラが夫々配設され、前記潤滑油タンク及び前記夫々のガスクーラの各軸線と前記入力軸が平行に配置されてなることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項２に係るターボ圧縮機が採用した手段は、請求項１に記載のターボ圧縮機において、前記潤滑油タンク内に、このタンク内の油溜まり部を上下に画成する中仕切り板が設けられ、前記中仕切り板の端部と前記潤滑油タンクの内壁とによって、前記画成された上下の油溜り部を連通する開孔部が形成されてなることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項３に係るターボ圧縮機が採用した手段は、請求項１または２に記載のターボ圧縮機において、前記ガスクーラのハウジングには、このガスクーラの軸線方向に熱交換器を挿通するための貫通穴が形成されてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項１に係るターボ圧縮機によれば、入力軸と、この入力軸の回転がギヤを介して伝達される少なくとも１本のピニオン軸とを有するギヤケースの一方の側面に、前記ピニオン軸で駆動される第１段圧縮機が備えられ、かつ他方の側面に前記ピニオン軸で駆動される第２段圧縮機が備えられると共に、これら第１段圧縮機と第２段圧縮機とから吐出されるガスを冷却するガスクーラが夫々備えられたターボ圧縮機において、前記ギヤケースの下部に潤滑油タンクが配設されると共に、前記第１段圧縮機と第２段圧縮機との下方で、かつ前記潤滑油タンクの両側面に前記ガスクーラが夫々配設され、前記潤滑油タンク及び前記夫々のガスクーラの各軸線と前記入力軸が平行に配置されてなる。
【００２１】
その結果、ターボ圧縮機の機械損失を増やすことなく、かつ、ガスクーラへの給排水配管を屈曲させずに夫々の主配管に接続できる。そのため、配管工事が簡単で設置スペースも小さくできる上、これら給排水配管が前記圧縮機のメンテナンス上、邪魔になることがない。
【００２２】
本発明の請求項２に係るターボ圧縮機によれば、前記潤滑油タンク内に、このタンク内の油溜まり部を上下に画成する中仕切り板が設けられ、前記中仕切り板の端部と前記潤滑油タンクの内壁とによって、前記画成された上下の油溜り部を連通する開孔部が形成されてなるので、潤滑油タンク内の貯留時間が長くなり、潤滑油中の気泡を消滅させ得る。その結果、前記ギヤや軸受の潤滑及び冷却能力の低下、並びに腐食を防止できる。また、潤滑油の使用量を少なくして、潤滑油タンクの容量も少量化できるので、圧縮機全体の大きさも小型化できるメリットが生じる。
【００２３】
本発明の請求項３に係るターボ圧縮機によれば、前記ガスクーラのハウジングには、このガスクーラの軸線方向に熱交換器を挿通するための貫通穴が形成されてなるので、当該ハウジングの鋳造時に中子を両端支持でき、ガスクーラ内部のシールが確実に行える様になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る３段式ターボ圧縮機の模式的系統図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る３段式ターボ圧縮機の電動機を省略した模式的平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る３段式ターボ圧縮機を複数台設置した場合の冷却水配管の系統図の一例である。
【図６】従来技術１に係る遠心圧縮機の平面図である。
【図７】図６のIV-IV矢視図である。
【図８】従来技術２に係るターボ圧縮機の側断面図である。
【図９】従来技術２に係るターボ圧縮機を複数台設置した場合の冷却水配管の系統図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
先ず、本発明の実施の形態に係るターボ圧縮機につき、３段式ターボ圧縮機に適用した態様例として、以下添付図１〜５を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る３段式ターボ圧縮機の模式的系統図、図２は本発明の実施の形態に係る３段式ターボ圧縮機の電動機を省略した模式的平面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視図、図４は図２のＢ−Ｂ矢視図、図５は本発明の実施の形態に係る３段式ターボ圧縮機を複数台設置した場合の冷却水配管の系統図の一例である。
【００２６】
この３段式ターボ圧縮機は、図１に示す如く、入力歯車６に１−２段ピニオンギヤ７と３段ピニオンギヤ８とを噛み合わして形成されたツインピニオン型の増速機（ギヤ）４を備えている。その増速機４は増速機ハウジング（ギヤケース）５に収容されている。そして、前記入力歯車６は、その中央部分において、入力軸６ａに接続されている。また、入力軸６ａは、増速機ハウジング（ギヤケース）５に内蔵された軸受等（図示せず）により回転可能に支持されている。
【００２７】
同時に、前記入力軸６ａの一端が、増速機ハウジング５から突出しており、電動機Ｍの出力軸６ｂに接続されている。前記入力軸６ａと出力軸６ｂとの接続は、軸心にずれがあった場合でも振動や騒音を発することなく回転力を伝達可能なよう、カップリング２３を介して接続されている。増速機ハウジング５は、ハウジング下部の増速機下ハウジング５ａと、ハウジング上部の増速機上ハウジング５ｂとから構成されている。そして、増速機下ハウジング５ａが、後述する潤滑油タンク１３の上方に接続されている。
【００２８】
また、前記入力歯車６には、１−２段ピニオンギヤ７と３段ピニオンギヤ８が噛み合わされており、前記１−２段ピニオンギヤ７はピニオン軸７ａによって、更に、前記３段ピニオンギヤ８はピニオン軸８ａによって回転可能に支持されている。即ち、換言すれば、本発明の実施の形態に係る３段式ターボ圧縮機は、入力軸６ａの回転が入力歯車６、１−２段ピニオンギヤ７を介して伝達されるピニオン軸７ａと、入力軸６ａの回転が入力歯車６、３段ピニオンギヤ８を介して伝達されるピニオン軸８ａを有していると言える。
【００２９】
そして、増速機４から見て、１−２段ピニオンギヤ７のピニオン軸７ａの反電動機Ｍ側の一端に第１段インペラ１ａが接続され、この第１段インペラ１ａに第１段圧縮機ケーシング１ｂが周設されている。一方、増速機４から見て、１−２段ピニオンギヤ７のピニオン軸７ａの電動機Ｍ側の他端には第２段インペラ２ａが接続され、この第２段インペラ２ａに第２段圧縮機ケーシング２ｂが周設されている。また、このターボ圧縮機は、増速機４から見て３段ピニオンギヤ８のピニオン軸８ａの反電動機Ｍ側の一端に第３段インペラ３ａが接続され、この第３段インペラ３ａに第３段圧縮機ケーシング３ｂが周設されている。
【００３０】
これら第１段インペラ１ａ、第２段インペラ２ａ及び第３段インペラ３ａの何れも、第１段圧縮機ケーシング１ｂ、第２段圧縮機ケーシング２ｂ及び第３段圧縮機ケーシング３ｂ内の渦巻室（図示せず）に夫々収納され、第１段圧縮機１、第２段圧縮機２及び第３段圧縮機３が構成されている。
【００３１】
即ち、この３段式ターボ圧縮機には、増速機ハウジング（ギヤケース）５の一方の側面にピニオン軸７ａで駆動される第１段圧縮機１が備えられ、かつ、増速機ハウジング（ギヤケース）５の他方の側面に同じくピニオン軸７ａで駆動される第２段圧縮機が備えられている。そして、この３段式ターボ圧縮機には、増速機ハウジング（ギヤケース）５の一方の側面に、ピニオン軸８ａで駆動される第３段圧縮機３が備えられ、かつ、増速機ハウジング（ギヤケース）５の一方の側面にピニオン軸８ａで駆動される第３段圧縮機３が備えられている。
【００３２】
図示しない吸込フィルタを介して吸い込まれた空気Ａ０は、第１段圧縮機１によって圧縮され、第１段圧縮空気として第１段圧縮機１の吐出口と第２段圧縮機２の吸込口とを連通する第１段圧縮空気流路２１に導かれる。そして、この第１段圧縮空気は、第１段圧縮空気流路２１を構成する第１段圧縮機吐出配管２１ａと、第２段圧縮機吸込配管２１ｂの間に介設された第１段インタクーラ（ガスクーラ）１１を経て第２段圧縮機２に導入される。
【００３３】
第２段圧縮機２に導入された第１段圧縮空気は、更に第２段圧縮機２によって圧縮され、第２段圧縮空気として第２段圧縮機２の吐出口と第３段圧縮機３の吸込口とを連通する第２段圧縮空気流路２２に導かれる。そして、この第２段圧縮空気は、第２段圧縮空気流路２２を構成する第２段圧縮機吐出配管２２ａと、第３段圧縮機吸込配管２２ｂの間に介設された第２段インタクーラ（ガスクーラ）１２を経て第３段圧縮機３に導入される。そして、この第３段圧縮機３によって圧縮された第３段圧縮空気Ａ３が、圧縮空気の需要先に供給されるように構成されている。ここで、符号２０は、各配管を接続する管継手である。
【００３４】
そして、本発明の実施の形態に係るターボ圧縮機は、上記の如き３段式ターボ圧縮機において、入力歯車６に１−２段ピニオンギヤ７と３段ピニオンギヤ８とを噛み合わして形成された増速機４の下方に、ひいては、増速機ハウジング（ギヤケース）５の下部に、潤滑油タンク１３が配設される一方、第１段圧縮機１、第２段圧縮機２及び第３段圧縮機３の下方で、かつ潤滑油タンク１３の両側面に、円筒形状を有する第１段インタクーラ１１及び第２段インタクーラ１２が夫々配設されている。
【００３５】
同時に、このターボ圧縮機を平面視したとき（図２参照）、潤滑油タンク軸線Ｃ３及び第１段インタクーラ軸線Ｃ１、第２段インタクーラ軸線Ｃ２と圧縮機の入力軸６ａが平行に配置されている。ここで、第１段インタクーラ１１の外殻を構成する第１段インタクーラ胴体（ハウジング）１１ａ、第２段インタクーラ１２の外殻を構成する第２段インタクーラ胴体（ハウジング）１２ａ及びこれら両インタクーラ胴体１１ａ，１２ａに挟まれた潤滑油タンク１３は、鋳物により一体的に形成されている。
【００３６】
前記第１段及び第２段インタクーラ１１，１２を夫々構成する第１段及び第２段インタクーラ胴体１１ａ，１２ａには、各インタクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２方向に貫通穴が形成された略円筒形状を有するものが好ましい。そして、第１段及び第２段インタクーラ胴体１１ａ，１２ａの貫通穴内に、熱交換器１１ｂ，１２ｂが各インタクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２方向に挿通して収納されている。
【００３７】
更に、これら第１段及び第２段インタクーラ１１，１２内の熱交換器１１ｂ，１２ｂを構成する管巣１１ｃ，１２ｃに冷却水を供給、もしくはそれら管巣１１ｃ，１２ｃから（圧縮空気を冷却後の）冷却水を排出して、前記第１段圧縮空気及び第２段圧縮空気を夫々冷却可能に構成されている。尚、符号１３ａは潤滑油タンク蓋を、符号１９ａ，１９ｂはインタクーラ蓋を、また符号１８，１８は第１段及び第２段インタクーラ１１，１２のシール部を示す。
【００３８】
冷却水の給排水取合口（図５に示す符号３１，３２）は、第１段及び第２段インタクーラ胴体１１ａ，１２ａにおける各インタクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２方向の両端側の何れか、例えば反電動機Ｍ側の第１段及び第２段インタクーラ蓋１９ａ，１９ａに夫々設けるのが、後述する理由から好ましい。そして、前記給排水取合口の取り付けられていない側のインタクーラ蓋１９ｂ，１９ｂを取り外すことによって、前記熱交換器１１ｂ，１２ｂの第１段及び第２段インタクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２方向への挿通が可能に構成されている。
【００３９】
この様に、第１段乃至第３段圧縮機１，２，３の下方で、かつ潤滑油タンク１３の両側面の空間に、ガス冷却のための第１段及び第２段インタクーラ１１，１２を設けることによって、圧縮機全体のコンパクト化が可能となった。また、前記熱交換器１１ｂ，１２ｂの第１段及び第２段インタクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２方向への挿通が可能な構成としたので、熱交換器１１ｂ，１２ｂの第１段及び第２段インタクーラ１１，１２への装脱着が簡単になり、各インタクーラ１１，１２のメンテナンスが容易になった。更に、潤滑油タンク１３の潤滑油タンク蓋１３ａ側の端面が、電動機に邪魔されることが無くなったので、潤滑油タンク１３への給油も容易となった。
【００４０】
そしてまた、第１段及び第２段インタクーラ１１，１２を構成する第１段及び第２段インタクーラ胴体１１ａ，１２ａは、これら第１段及び第２段インタクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２方向に貫通穴が形成されているので、当該インタクーラ胴体１１ａ，１２ａの鋳造時に、中子をその両端で強固に支持して、当該インタクーラ胴体１１ａ，１２ａの鋳造時の加工精度を向上でき、第１及び第２インタクーラ１１，１２におけるシール部１８，１８のシールが確実に行える様になる。
【００４１】
更に、増速機４を収納した増速機ハウジング５は、ハウジング下部の増速機下ハウジング５ａと、ハウジング上部の増速機上ハウジング５ｂとから構成されており、潤滑油タンク１３は、増速機下ハウジング５ａの下部に形成され、更に、潤滑油タンク１３の両側面の空間に、第１段及び第２段インタクーラ１１，１２が設けられている。この様な構成とすることによって、本発明に係るターボ圧縮機のコンパクト化が図られると共に、特に、潤滑油タンク１３の下方ではなく、その両側面の空間に、第１段及び第２段インタクーラ１１，１２が設けられていることで、増速機４を構成するギヤ６〜８と潤滑油タンク１３の潤滑油面との距離を大きくすることができるので、潤滑油の跳ね返りによる機械損失を解消し得る。
【００４２】
即ち、図４において、潤滑油タンク１３に貯留された潤滑油１４は、潤滑油タンク蓋１３ａに設けられた図示しない給油口から油ポンプ１７によって吸い上げられ、１−２段ピニオンギヤ７用のシャワノズル９と３段ピニオンギヤ８用のシャワノズル１０から、入力歯車６、１−２段ピニオンギヤ７及び３段ピニオンギヤ８に向けて噴射され、これら増速機４の潤滑・冷却に利用されるが、高速で回転している増速機４の入力歯車６及び３段ピニオンギヤ８に跳ね飛ばされた潤滑油１４ａは、潤滑油面１４ｂから跳ね返ったとしても増速機４までは届かず、潤滑油１４ａの跳ね返りによる機械損失を解消することができる。ここで、符号２４は入力歯車６の回転方向である。
【００４３】
また、本発明の実施の形態に係るターボ圧縮機は、図５に示す通り、第１及び第２インタクーラ１１，１２の給水取合口３１，３１及び排水取合口３２，３２が、第１段及び第２段インタクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２方向の反電動機Ｍ側のインタクーラ蓋に夫々設けられているので、前記ターボ圧縮機を複数台設置した場合の、給水取合口３１及び排水取合口３２へ接続される給水配管３１ａ及び排水配管３２ａは、何れも給水主配管３１ｂ及び排水主配管３２ｂに対して屈曲させることなく接続可能である。
【００４４】
即ち、給水配管３１ａ及び排水配管３２ａは、給水主配管３１ｂ及び排水主配管３２ｂから略垂直に延びた後、屈曲することなく、その給水配管３１ａ及び排水配管３２ａと略同軸上に配置された給水取合口３１及び排水取合口３２へ接続される。そのため、配管工事が簡単で設置スペースも小さくできる上、これらの配管が圧縮機のメンテナンスの障害となることがない。
【００４５】
更に、本発明の実施の形態に係るターボ圧縮機は、図２，４に示す如く、潤滑油タンク１３内に、このタンク１３内の油溜り部１５を上下に画成する中仕切り板１６が設けられている。尚、その中仕切り板１６の端部とタンク１３の内壁とによって、中仕切り板１６にて画成された上下の油溜り部１５を連通する開孔部１６ａが形成されている。
【００４６】
増速機４に跳ね飛ばされて油溜り部１５に貯留された潤滑油１４は、潤滑油タンク蓋１３ａに設けられた図示しない給油口から油ポンプ１７に吸い上げられ、再び入力歯車６や１−２段ピニオンギヤ７及び３段ピニオンギヤ８、更には図示しない軸受の潤滑・冷却に供されるが、高速で回転している前記ギヤ６〜８に跳ね飛ばされた潤滑油１４ａは、空気（気泡）を巻き込んで潤滑油タンク１３内の油溜り部１５に戻って来る。この気泡を含んだままの潤滑油１４は、前記ギヤ６〜８や軸受を潤滑・冷却する能力の低下や腐食の原因になったりする。
【００４７】
気泡を消去する方法としては、潤滑油タンク１３の容量を大きくして、戻って来た潤滑油１６が再利用されるまでの時間を長くし、気泡を油面に浮き上がらせて飛散させるのが一般的であるが、それでは潤滑油１４が多量に必要になってしまう。上記の如く中仕切り板１６を設けることによって、潤滑油１４が油ポンプ１７に吸い込まれるまでに、前記ギヤ６〜８に跳ね飛ばされて油溜り部１５の潤滑油面１４ｂに落下した潤滑油１４は、中仕切り板１６に画成された上側の油溜り部１５の潤滑油１４の流れに沿って開孔部１６ａを経由し、次いで、中仕切り板１６に画成された下側の油溜り部１５の潤滑油１４の流れに沿って、潤滑油タンク蓋１３ａ方向に向かうことになる。
【００４８】
そのため、潤滑油１４が油ポンプ１７に吸い込まれるまでに確実に長い経路を辿ることになり、再利用されるまでの時間が長くなって、潤滑油１４中の気泡が油面まで浮き上がるので、気泡を増速機ハウジング５内の気相部へ飛散させることができる。
【００４９】
中仕切り板１６が無い場合は、増速機４から潤滑油タンク１３の潤滑油面１４ｂに落下した潤滑油１４は、最短経路で潤滑油タンク蓋１３ａへ向かうが、これと比較して中仕切り板１６を設けた本発明の実施の形態の場合は、潤滑油タンク１３の潤滑油面１４ｂに落下した前記潤滑油１４は、約３倍長い距離を経由して潤滑油タンク１３を出て行くことになる。
【００５０】
以上説明した通り、本発明の実施の形態に係るターボ圧縮機によれば、増速機４や軸受の潤滑及び冷却能力の低下要因となる潤滑油１４中の気泡を消滅させることができる。更には、潤滑油１４の使用量を少なくし、潤滑油タンク１３の容量も少量化できるので、圧縮機全体の大きさも小型化できるメリットが生じる。
【００５１】
尚、本発明の実施の形態に係るターボ圧縮機については、３段式ターボ圧縮機に適用した態様例を説明したが、本願発明に係るターボ圧縮機は、３段式ターボ圧縮機に限定されることなく、２段式ターボ圧縮機或いは４段以上の多段式ターボ圧縮機においても当然有効である。
【符号の説明】
【００５２】
Ａ０：空気，
Ａ３：第３段圧縮空気，
Ｃ１：第１インタクーラ軸線，
Ｃ２：第１インタクーラ軸線，
Ｃ３：潤滑油タンク軸線，
Ｍ：電動機，
１：第１段圧縮機， １ａ：第１段インペラ， １ｂ：第１段圧縮機ケーシング，
２：第２段圧縮機， ２ａ：第２段インペラ， ２ｂ：第２段圧縮機ケーシング，
３：第３段圧縮機， ３ａ：第３段インペラ， ３ｂ：第３段圧縮機ケーシング，
４：増速機（ギヤ），
５：増速機ハウジング（ギヤケース），
５ａ：増速機下ハウジング， ５ｂ：増速機上ハウジング，
６：入力歯車， ６ａ：入力軸， ６ｂ：出力軸，
７：１−２段ピニオンギヤ， ７ａ：ピニオン軸，
８：３段ピニオンギヤ， ８ａ：ピニオン軸，
９，１０：シャワノズル，
１１：第１段インタクーラ（ガスクーラ）， １１ａ：第１段インタクーラ胴体，
１１ｂ：熱交換器， １１ｃ：管巣，
１２：第２段インタクーラ（ガスクーラ）， １２ａ：第２段インタクーラ胴体，
１２ｂ：熱交換器， １２ｃ：管巣，
１３：潤滑油タンク， １３ａ：潤滑油タンク蓋，
１４，１４ａ：潤滑油， １４ｂ：潤滑油面，
１５：油溜り部，
１６：中仕切り板， １６ａ：開孔部，
１７：油ポンプ，
１８：シール部，
１９ａ，１９ｂ：インタクーラ蓋，
２０：管継手，
２１：第１段圧縮空気流路， ２１ａ：第１段圧縮機吐出配管，
２１ｂ：第２段圧縮機吸込配管，
２２：第２段圧縮空気流路， ２２ａ：第２段圧縮機吐出配管，
２２ｂ：第３段圧縮機吸込配管，
２３：カップリング， ２４：回転方向，
３１：給水取合口， ３１ａ：給水配管， ３１ｂ：給水主配管，
３２：排水取合口， ３２ａ：排水配管， ３２ｂ：排水主配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽根車の回転軸が、駆動軸から駆動ギヤを介して駆動されるギヤ内蔵型の多段式ターボ圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
先ず、従来例に係る多段式ターボ圧縮機について、以下添付図６〜９を参照しながら説明する。図６は従来技術１に係る遠心圧縮機の平面図、図７は図６のIV−IV矢視図、図８は従来技術２に係るターボ圧縮機の側断面図、図９は従来技術２に係るターボ圧縮機を複数台設置した場合の冷却水配管系統図の一例である。
【０００３】
従来技術１に係る遠心圧縮機の圧縮機本体４４は、夫々中空構造の圧縮機基部４５と、ギヤボックスハウジング部４６と、第一段スクロール部４７と、第二段スクロール部４８と、モーター取付台４９とを備え、これら各部を鋳造によって一体的に形成した構造を有している。
【０００４】
そして、圧縮機基部４５の内部の一端Ａ側寄りの部分には、潤滑油を貯留する潤滑油貯留室５２が形成され、圧縮機基部４５の内部の他端Ｂ側寄りの部分には、熱交換素子（図示せず）を内装するインタークーラー室５０と、他の熱交換素子（図示せず）を内装するアフタークーラー室５１が形成されている。
【０００５】
また、圧縮機基部４５の一端Ａ側寄りの端部には、潤滑油貯留室５２の開口部５６，５７を夫々別箇に覆うように開口部カバー５９，６０が取り付けられ、圧縮機基部４５の他端Ｂ側寄りの端部には、インタークーラー室５０、アフタークーラー室５１の開口部５４，５５を一体的に覆うように開口部カバー５８が取り付けられている。
【０００６】
前記開口部カバー５８には、両クーラー室５０，５１に内装された熱交換素子に対して冷却媒体の授受を行うための管路（図示せず）が設けられており、圧縮機基部４５の外部から各熱交換素子に対して冷却媒体を流通させることによって、当該冷却媒体と両クーラー室５０，５１の内部の気体との間で熱交換を行い、前記気体を冷却するようになっている。また、前記のアフタークーラー室５１には外部へ開口する気体出口（図示せず）が設けられている。
【０００７】
ギヤボックスハウジング部４６は、前記の圧縮機基部４５の上側部に設けられ、内部には入力軸と出力軸とを有する増速ギヤ機構（図示せず）が内装されている。また、ギヤボックスハウジング部４６の上端には、前記増速ギヤ機構を覆うギヤボックスカバー６１が取り付けられる一方、ギヤボックスハウジング部４６の内部には、増速ギヤの設置部分から前記の潤滑油貯留室５２へ延びる潤滑油回収流路７５が形成されている。
【０００８】
更に、第一段スクロール部４７の内部には、スクロール室６２から前記の圧縮機基部４５の内部のインタークーラー室５０の一端Ａ側寄り端部近傍へ延びる第一段吐出流路６６が形成されており、インペラ（図示せず）が回転することにより気体入口６５から第一段スクロール部４７に流入して圧縮される気体は、第一段吐出流路６６を経てインタークーラー室５０に流入するようになっている。
【０００９】
更に、第二段スクロール部４８の内部には、前記の圧縮機基部４５の内部のインタークーラー室５０の他端Ｂ側寄り端部近傍からスクロール室６７へ延びる第二段吸入流路７０と、スクロール室６７から圧縮機基部４５内部のアフタークーラー室５１の他端Ｂ側より端部近傍へ延びる第二段吐出流路７１とが形成されており、インペラが回転することにより第二段吸入流路７０から第二段スクロール部４８に流入して圧縮される気体は、第二段吐出流路７１を経てアフタークーラー室５１に流入するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
しかしながら、この従来技術１に係る遠心圧縮機は、圧縮機本体４４とインタークーラー室５０及びアフタークーラー室５１、並びに圧縮機本体４４と前記クーラー室５０，５１を接続する配管（図示せず）の一部が一体構造となり、増速ギヤを収納するギアボックスハウジング部６１の底部に底板６１ａが形成されているため、このギアボックスハウジング部６１内に噴射された潤滑油が、前記底板６１ａに当って跳ね返り、増速ギヤに衝突して機械損失を増大させる。その結果、遠心圧縮機の性能低下を招くことになる。
【００１１】
一方、従来技術２は、増速ギヤ（図示せず）を収納するギヤケース８１、第１段圧縮機８５及び第２段圧縮機８６からなる圧縮機本体と、第１ガス冷却部８２及び第２ガス冷却部８３、並びに前記圧縮機本体と、第１ガス冷却部８２及び第２ガス冷却部８３を接続する配管の一部（例えば、１段圧縮空気流通路８８や２段圧縮空気流通路８９）を一体構造としたところは、上記従来技術１と同一であるが、図８に示す如く、ギヤケース８１の底板をなくして、潤滑油タンク８７に直接潤滑油が回収される構造になっている（特許文献２参照）。従って、従来技術１の如く、潤滑油が前記底板６１ａに当って跳ね返り機械損失を増大させて、遠心圧縮機の性能低下を招くことはない。
【００１２】
しかしながら、この様な従来技術２に係るターボ圧縮機は、従来技術１に係る遠心圧縮機と同様、第１ガス冷却部８２及び第２ガス冷却部８３（従来技術１においては、インタークーラー室５０及びアフタークーラー室５１）の軸線方向（第１ガス冷却部８２及び第２ガス冷却部８３の長手方向）が、圧縮機のピニオン軸８４と平行に配置された駆動軸（図示せず）と直交する方向に配置されている。また、前記駆動軸を駆動する駆動モータは、当然駆動軸と同軸方向に取り付けられるため、この様な圧縮機の外形寸法は駆動軸と平行な方向に比較的長く、この駆動軸と直交する方向に短いものとなる。尚、第１ガス冷却部８２及び第２ガス冷却部８３の冷却水の給水取合口及び排水取合口は、それら第１ガス冷却部８２及び第２ガス冷却部８３の軸線方向の端部に配置される。
【００１３】
従来技術２に係るターボ圧縮機を複数台設置する場合、メンテナンスの便宜上、図９に示す如く、各圧縮機の駆動軸が並列する様にその複数台のターボ圧縮機を配置する。その結果、各冷却部８２，８３への給水取合口９１及び排水取合口９２は、各圧縮機の側面（隣り合う圧縮機の面のうち、互いに対向する面）に配置される。
【００１４】
この様に配置した場合、給水取合口９１及び排水取合口９２へ接続される給水配管９１ａ及び排水配管９２ａは、何れも給水主配管９１ｂ及び排水主配管９２ｂに対して屈曲（即ち、給水主配管９１ｂ及び排水主配管９２ｂから略垂直に延びた後、その給水主配管９１ｂ及び排水主配管９２ｂと略平行に延びて各圧縮機に接続する様、略直角方向に屈曲）して配管する必要があり、配管工事が複雑で難しくなる。また、各駆動系のメンテナンスやクーラー本体の抜き取りの作業のための十分なスペースを各圧縮機間に確保する必要があるため、広い設置スペースが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平７−１０３１６２号公報
【特許文献２】特許第４０４８０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、本発明の目的は、潤滑油の跳ね返りによる機械損失を増大させず、圧縮機の設置スペースを小さくすると共に、冷却水の配管工事も容易にできるターボ圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るターボ圧縮機が採用した手段は、入力軸と、この入力軸の回転がギヤを介して伝達される少なくとも１本のピニオン軸とを有するギヤケースの一方の側面に、前記ピニオン軸で駆動される第１段圧縮機が備えられ、かつ他方の側面に前記ピニオン軸で駆動される第２段圧縮機が備えられると共に、これら第１段圧縮機と第２段圧縮機とから吐出されるガスを冷却するガスクーラが夫々備えられたターボ圧縮機において、前記ギヤケースの下部に潤滑油タンクが配設されると共に、前記第１段圧縮機と第２段圧縮機との下方で、かつ前記潤滑油タンクの両側面に前記ガスクーラが夫々配設され、前記潤滑油タンク及び前記夫々のガスクーラの各軸線と前記入力軸が平行に配置されてなることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項２に係るターボ圧縮機が採用した手段は、請求項１に記載のターボ圧縮機において、前記潤滑油タンク内に、このタンク内の油溜まり部を上下に画成する中仕切り板が設けられ、前記中仕切り板の端部と前記潤滑油タンクの内壁とによって、前記画成された上下の油溜り部を連通する開孔部が形成されてなることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項３に係るターボ圧縮機が採用した手段は、請求項１または２に記載のターボ圧縮機において、前記ガスクーラのハウジングには、このガスクーラの軸線方向に熱交換器を挿通するための貫通穴が形成されてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項１に係るターボ圧縮機によれば、入力軸と、この入力軸の回転がギヤを介して伝達される少なくとも１本のピニオン軸とを有するギヤケースの一方の側面に、前記ピニオン軸で駆動される第１段圧縮機が備えられ、かつ他方の側面に前記ピニオン軸で駆動される第２段圧縮機が備えられると共に、これら第１段圧縮機と第２段圧縮機とから吐出されるガスを冷却するガスクーラが夫々備えられたターボ圧縮機において、前記ギヤケースの下部に潤滑油タンクが配設されると共に、前記第１段圧縮機と第２段圧縮機との下方で、かつ前記潤滑油タンクの両側面に前記ガスクーラが夫々配設され、前記潤滑油タンク及び前記夫々のガスクーラの各軸線と前記入力軸が平行に配置されてなる。
【００２１】
その結果、ターボ圧縮機の機械損失を増やすことなく、かつ、ガスクーラへの給排水配管を屈曲させずに夫々の主配管に接続できる。そのため、配管工事が簡単で設置スペースも小さくできる上、これら給排水配管が前記圧縮機のメンテナンス上、邪魔になることがない。
【００２２】
本発明の請求項２に係るターボ圧縮機によれば、前記潤滑油タンク内に、このタンク内の油溜まり部を上下に画成する中仕切り板が設けられ、前記中仕切り板の端部と前記潤滑油タンクの内壁とによって、前記画成された上下の油溜り部を連通する開孔部が形成されてなるので、潤滑油タンク内の貯留時間が長くなり、潤滑油中の気泡を消滅させ得る。その結果、前記ギヤや軸受の潤滑及び冷却能力の低下、並びに腐食を防止できる。また、潤滑油の使用量を少なくして、潤滑油タンクの容量も少量化できるので、圧縮機全体の大きさも小型化できるメリットが生じる。
【００２３】
本発明の請求項３に係るターボ圧縮機によれば、前記ガスクーラのハウジングには、このガスクーラの軸線方向に熱交換器を挿通するための貫通穴が形成されてなるので、当該ハウジングの鋳造時に中子を両端支持でき、ガスクーラ内部のシールが確実に行える様になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る３段式ターボ圧縮機の模式的系統図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る３段式ターボ圧縮機の電動機を省略した模式的平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る３段式ターボ圧縮機を複数台設置した場合の冷却水配管の系統図の一例である。
【図６】従来技術１に係る遠心圧縮機の平面図である。
【図７】図６のIV-IV矢視図である。
【図８】従来技術２に係るターボ圧縮機の側断面図である。
【図９】従来技術２に係るターボ圧縮機を複数台設置した場合の冷却水配管の系統図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
先ず、本発明の実施の形態に係るターボ圧縮機につき、３段式ターボ圧縮機に適用した態様例として、以下添付図１〜５を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る３段式ターボ圧縮機の模式的系統図、図２は本発明の実施の形態に係る３段式ターボ圧縮機の電動機を省略した模式的平面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視図、図４は図２のＢ−Ｂ矢視図、図５は本発明の実施の形態に係る３段式ターボ圧縮機を複数台設置した場合の冷却水配管の系統図の一例である。
【００２６】
この３段式ターボ圧縮機は、図１に示す如く、入力歯車６に１−２段ピニオンギヤ７と３段ピニオンギヤ８とを噛み合わして形成されたツインピニオン型の増速機（ギヤ）４を備えている。その増速機４は増速機ハウジング（ギヤケース）５に収容されている。そして、前記入力歯車６は、その中央部分において、入力軸６ａに接続されている。また、入力軸６ａは、増速機ハウジング（ギヤケース）５に内蔵された軸受等（図示せず）により回転可能に支持されている。
【００２７】
同時に、前記入力軸６ａの一端が、増速機ハウジング５から突出しており、電動機Ｍの出力軸６ｂに接続されている。前記入力軸６ａと出力軸６ｂとの接続は、軸心にずれがあった場合でも振動や騒音を発することなく回転力を伝達可能なよう、カップリング２３を介して接続されている。増速機ハウジング５は、ハウジング下部の増速機下ハウジング５ａと、ハウジング上部の増速機上ハウジング５ｂとから構成されている。そして、増速機下ハウジング５ａが、後述する潤滑油タンク１３の上方に接続されている。
【００２８】
また、前記入力歯車６には、１−２段ピニオンギヤ７と３段ピニオンギヤ８が噛み合わされており、前記１−２段ピニオンギヤ７はピニオン軸７ａによって、更に、前記３段ピニオンギヤ８はピニオン軸８ａによって回転可能に支持されている。即ち、換言すれば、本発明の実施の形態に係る３段式ターボ圧縮機は、入力軸６ａの回転が入力歯車６、１−２段ピニオンギヤ７を介して伝達されるピニオン軸７ａと、入力軸６ａの回転が入力歯車６、３段ピニオンギヤ８を介して伝達されるピニオン軸８ａを有していると言える。
【００２９】
そして、増速機４から見て、１−２段ピニオンギヤ７のピニオン軸７ａの反電動機Ｍ側の一端に第１段インペラ１ａが接続され、この第１段インペラ１ａに第１段圧縮機ケーシング１ｂが周設されている。一方、増速機４から見て、１−２段ピニオンギヤ７のピニオン軸７ａの電動機Ｍ側の他端には第２段インペラ２ａが接続され、この第２段インペラ２ａに第２段圧縮機ケーシング２ｂが周設されている。また、このターボ圧縮機は、増速機４から見て３段ピニオンギヤ８のピニオン軸８ａの反電動機Ｍ側の一端に第３段インペラ３ａが接続され、この第３段インペラ３ａに第３段圧縮機ケーシング３ｂが周設されている。
【００３０】
これら第１段インペラ１ａ、第２段インペラ２ａ及び第３段インペラ３ａの何れも、第１段圧縮機ケーシング１ｂ、第２段圧縮機ケーシング２ｂ及び第３段圧縮機ケーシング３ｂ内の渦巻室（図示せず）に夫々収納され、第１段圧縮機１、第２段圧縮機２及び第３段圧縮機３が構成されている。
【００３１】
即ち、この３段式ターボ圧縮機には、増速機ハウジング（ギヤケース）５の一方の側面にピニオン軸７ａで駆動される第１段圧縮機１が備えられ、かつ、増速機ハウジング（ギヤケース）５の他方の側面に同じくピニオン軸７ａで駆動される第２段圧縮機が備えられている。そして、この３段式ターボ圧縮機には、増速機ハウジング（ギヤケース）５の一方の側面に、ピニオン軸８ａで駆動される第３段圧縮機３が備えられ、かつ、増速機ハウジング（ギヤケース）５の一方の側面にピニオン軸８ａで駆動される第３段圧縮機３が備えられている。
【００３２】
図示しない吸込フィルタを介して吸い込まれた空気Ａ０は、第１段圧縮機１によって圧縮され、第１段圧縮空気として第１段圧縮機１の吐出口と第２段圧縮機２の吸込口とを連通する第１段圧縮空気流路２１に導かれる。そして、この第１段圧縮空気は、第１段圧縮空気流路２１を構成する第１段圧縮機吐出配管２１ａと、第２段圧縮機吸込配管２１ｂの間に介設された第１段インタクーラ（ガスクーラ）１１を経て第２段圧縮機２に導入される。
【００３３】
第２段圧縮機２に導入された第１段圧縮空気は、更に第２段圧縮機２によって圧縮され、第２段圧縮空気として第２段圧縮機２の吐出口と第３段圧縮機３の吸込口とを連通する第２段圧縮空気流路２２に導かれる。そして、この第２段圧縮空気は、第２段圧縮空気流路２２を構成する第２段圧縮機吐出配管２２ａと、第３段圧縮機吸込配管２２ｂの間に介設された第２段インタクーラ（ガスクーラ）１２を経て第３段圧縮機３に導入される。そして、この第３段圧縮機３によって圧縮された第３段圧縮空気Ａ３が、圧縮空気の需要先に供給されるように構成されている。ここで、符号２０は、各配管を接続する管継手である。
【００３４】
そして、本発明の実施の形態に係るターボ圧縮機は、上記の如き３段式ターボ圧縮機において、入力歯車６に１−２段ピニオンギヤ７と３段ピニオンギヤ８とを噛み合わして形成された増速機４の下方に、ひいては、増速機ハウジング（ギヤケース）５の下部に、潤滑油タンク１３が配設される一方、第１段圧縮機１、第２段圧縮機２及び第３段圧縮機３の下方で、かつ潤滑油タンク１３の両側面に、円筒形状を有する第１段インタクーラ１１及び第２段インタクーラ１２が夫々配設されている。
【００３５】
同時に、このターボ圧縮機を平面視したとき（図２参照）、潤滑油タンク軸線Ｃ３及び第１段インタクーラ軸線Ｃ１、第２段インタクーラ軸線Ｃ２と圧縮機の入力軸６ａが平行に配置されている。ここで、第１段インタクーラ１１の外殻を構成する第１段インタクーラ胴体（ハウジング）１１ａ、第２段インタクーラ１２の外殻を構成する第２段インタクーラ胴体（ハウジング）１２ａ及びこれら両インタクーラ胴体１１ａ，１２ａに挟まれた潤滑油タンク１３は、鋳物により一体的に形成されている。
【００３６】
前記第１段及び第２段インタクーラ１１，１２を夫々構成する第１段及び第２段インタクーラ胴体１１ａ，１２ａには、各インタクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２方向に貫通穴が形成された略円筒形状を有するものが好ましい。そして、第１段及び第２段インタクーラ胴体１１ａ，１２ａの貫通穴内に、熱交換器１１ｂ，１２ｂが各インタクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２方向に挿通して収納されている。
【００３７】
更に、これら第１段及び第２段インタクーラ１１，１２内の熱交換器１１ｂ，１２ｂを構成する管巣１１ｃ，１２ｃに冷却水を供給、もしくはそれら管巣１１ｃ，１２ｃから（圧縮空気を冷却後の）冷却水を排出して、前記第１段圧縮空気及び第２段圧縮空気を夫々冷却可能に構成されている。尚、符号１３ａは潤滑油タンク蓋を、符号１９ａ，１９ｂはインタクーラ蓋を、また符号１８，１８は第１段及び第２段インタクーラ１１，１２のシール部を示す。
【００３８】
冷却水の給排水取合口（図５に示す符号３１，３２）は、第１段及び第２段インタクーラ胴体１１ａ，１２ａにおける各インタクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２方向の両端側の何れか、例えば反電動機Ｍ側の第１段及び第２段インタクーラ蓋１９ａ，１９ａに夫々設けるのが、後述する理由から好ましい。そして、前記給排水取合口の取り付けられていない側のインタクーラ蓋１９ｂ，１９ｂを取り外すことによって、前記熱交換器１１ｂ，１２ｂの第１段及び第２段インタクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２方向への挿通が可能に構成されている。
【００３９】
この様に、第１段乃至第３段圧縮機１，２，３の下方で、かつ潤滑油タンク１３の両側面の空間に、ガス冷却のための第１段及び第２段インタクーラ１１，１２を設けることによって、圧縮機全体のコンパクト化が可能となった。また、前記熱交換器１１ｂ，１２ｂの第１段及び第２段インタクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２方向への挿通が可能な構成としたので、熱交換器１１ｂ，１２ｂの第１段及び第２段インタクーラ１１，１２への装脱着が簡単になり、各インタクーラ１１，１２のメンテナンスが容易になった。更に、潤滑油タンク１３の潤滑油タンク蓋１３ａ側の端面が、電動機に邪魔されることが無くなったので、潤滑油タンク１３への給油も容易となった。
【００４０】
そしてまた、第１段及び第２段インタクーラ１１，１２を構成する第１段及び第２段インタクーラ胴体１１ａ，１２ａは、これら第１段及び第２段インタクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２方向に貫通穴が形成されているので、当該インタクーラ胴体１１ａ，１２ａの鋳造時に、中子をその両端で強固に支持して、当該インタクーラ胴体１１ａ，１２ａの鋳造時の加工精度を向上でき、第１及び第２インタクーラ１１，１２におけるシール部１８，１８のシールが確実に行える様になる。
【００４１】
更に、増速機４を収納した増速機ハウジング５は、ハウジング下部の増速機下ハウジング５ａと、ハウジング上部の増速機上ハウジング５ｂとから構成されており、潤滑油タンク１３は、増速機下ハウジング５ａの下部に形成され、更に、潤滑油タンク１３の両側面の空間に、第１段及び第２段インタクーラ１１，１２が設けられている。この様な構成とすることによって、本発明に係るターボ圧縮機のコンパクト化が図られると共に、特に、潤滑油タンク１３の下方ではなく、その両側面の空間に、第１段及び第２段インタクーラ１１，１２が設けられていることで、増速機４を構成するギヤ６〜８と潤滑油タンク１３の潤滑油面との距離を大きくすることができるので、潤滑油の跳ね返りによる機械損失を解消し得る。
【００４２】
即ち、図４において、潤滑油タンク１３に貯留された潤滑油１４は、潤滑油タンク蓋１３ａに設けられた図示しない給油口から油ポンプ１７によって吸い上げられ、１−２段ピニオンギヤ７用のシャワノズル９と３段ピニオンギヤ８用のシャワノズル１０から、入力歯車６、１−２段ピニオンギヤ７及び３段ピニオンギヤ８に向けて噴射され、これら増速機４の潤滑・冷却に利用されるが、高速で回転している増速機４の入力歯車６及び３段ピニオンギヤ８に跳ね飛ばされた潤滑油１４ａは、潤滑油面１４ｂから跳ね返ったとしても増速機４までは届かず、潤滑油１４ａの跳ね返りによる機械損失を解消することができる。ここで、符号２４は入力歯車６の回転方向である。
【００４３】
また、本発明の実施の形態に係るターボ圧縮機は、図５に示す通り、第１及び第２インタクーラ１１，１２の給水取合口３１，３１及び排水取合口３２，３２が、第１段及び第２段インタクーラ軸線Ｃ１，Ｃ２方向の反電動機Ｍ側のインタクーラ蓋に夫々設けられているので、前記ターボ圧縮機を複数台設置した場合の、給水取合口３１及び排水取合口３２へ接続される給水配管３１ａ及び排水配管３２ａは、何れも給水主配管３１ｂ及び排水主配管３２ｂに対して屈曲させることなく接続可能である。
【００４４】
即ち、給水配管３１ａ及び排水配管３２ａは、給水主配管３１ｂ及び排水主配管３２ｂから略垂直に延びた後、屈曲することなく、その給水配管３１ａ及び排水配管３２ａと略同軸上に配置された給水取合口３１及び排水取合口３２へ接続される。そのため、配管工事が簡単で設置スペースも小さくできる上、これらの配管が圧縮機のメンテナンスの障害となることがない。
【００４５】
更に、本発明の実施の形態に係るターボ圧縮機は、図２，４に示す如く、潤滑油タンク１３内に、このタンク１３内の油溜り部１５を上下に画成する中仕切り板１６が設けられている。尚、その中仕切り板１６の端部とタンク１３の内壁とによって、中仕切り板１６にて画成された上下の油溜り部１５を連通する開孔部１６ａが形成されている。
【００４６】
増速機４に跳ね飛ばされて油溜り部１５に貯留された潤滑油１４は、潤滑油タンク蓋１３ａに設けられた図示しない給油口から油ポンプ１７に吸い上げられ、再び入力歯車６や１−２段ピニオンギヤ７及び３段ピニオンギヤ８、更には図示しない軸受の潤滑・冷却に供されるが、高速で回転している前記ギヤ６〜８に跳ね飛ばされた潤滑油１４ａは、空気（気泡）を巻き込んで潤滑油タンク１３内の油溜り部１５に戻って来る。この気泡を含んだままの潤滑油１４は、前記ギヤ６〜８や軸受を潤滑・冷却する能力の低下や腐食の原因になったりする。
【００４７】
気泡を消去する方法としては、潤滑油タンク１３の容量を大きくして、戻って来た潤滑油１６が再利用されるまでの時間を長くし、気泡を油面に浮き上がらせて飛散させるのが一般的であるが、それでは潤滑油１４が多量に必要になってしまう。上記の如く中仕切り板１６を設けることによって、潤滑油１４が油ポンプ１７に吸い込まれるまでに、前記ギヤ６〜８に跳ね飛ばされて油溜り部１５の潤滑油面１４ｂに落下した潤滑油１４は、中仕切り板１６に画成された上側の油溜り部１５の潤滑油１４の流れに沿って開孔部１６ａを経由し、次いで、中仕切り板１６に画成された下側の油溜り部１５の潤滑油１４の流れに沿って、潤滑油タンク蓋１３ａ方向に向かうことになる。
【００４８】
そのため、潤滑油１４が油ポンプ１７に吸い込まれるまでに確実に長い経路を辿ることになり、再利用されるまでの時間が長くなって、潤滑油１４中の気泡が油面まで浮き上がるので、気泡を増速機ハウジング５内の気相部へ飛散させることができる。
【００４９】
中仕切り板１６が無い場合は、増速機４から潤滑油タンク１３の潤滑油面１４ｂに落下した潤滑油１４は、最短経路で潤滑油タンク蓋１３ａへ向かうが、これと比較して中仕切り板１６を設けた本発明の実施の形態の場合は、潤滑油タンク１３の潤滑油面１４ｂに落下した前記潤滑油１４は、約３倍長い距離を経由して潤滑油タンク１３を出て行くことになる。
【００５０】
以上説明した通り、本発明の実施の形態に係るターボ圧縮機によれば、増速機４や軸受の潤滑及び冷却能力の低下要因となる潤滑油１４中の気泡を消滅させることができる。更には、潤滑油１４の使用量を少なくし、潤滑油タンク１３の容量も少量化できるので、圧縮機全体の大きさも小型化できるメリットが生じる。
【００５１】
尚、本発明の実施の形態に係るターボ圧縮機については、３段式ターボ圧縮機に適用した態様例を説明したが、本願発明に係るターボ圧縮機は、３段式ターボ圧縮機に限定されることなく、２段式ターボ圧縮機或いは４段以上の多段式ターボ圧縮機においても当然有効である。
【符号の説明】
【００５２】
Ａ０：空気，
Ａ３：第３段圧縮空気，
Ｃ１：第１インタクーラ軸線，
Ｃ２：第１インタクーラ軸線，
Ｃ３：潤滑油タンク軸線，
Ｍ：電動機，
１：第１段圧縮機， １ａ：第１段インペラ， １ｂ：第１段圧縮機ケーシング，
２：第２段圧縮機， ２ａ：第２段インペラ， ２ｂ：第２段圧縮機ケーシング，
３：第３段圧縮機， ３ａ：第３段インペラ， ３ｂ：第３段圧縮機ケーシング，
４：増速機（ギヤ），
５：増速機ハウジング（ギヤケース），
５ａ：増速機下ハウジング， ５ｂ：増速機上ハウジング，
６：入力歯車， ６ａ：入力軸， ６ｂ：出力軸，
７：１−２段ピニオンギヤ， ７ａ：ピニオン軸，
８：３段ピニオンギヤ， ８ａ：ピニオン軸，
９，１０：シャワノズル，
１１：第１段インタクーラ（ガスクーラ）， １１ａ：第１段インタクーラ胴体，
１１ｂ：熱交換器， １１ｃ：管巣，
１２：第２段インタクーラ（ガスクーラ）， １２ａ：第２段インタクーラ胴体，
１２ｂ：熱交換器， １２ｃ：管巣，
１３：潤滑油タンク， １３ａ：潤滑油タンク蓋，
１４，１４ａ：潤滑油， １４ｂ：潤滑油面，
１５：油溜り部，
１６：中仕切り板， １６ａ：開孔部，
１７：油ポンプ，
１８：シール部，
１９ａ，１９ｂ：インタクーラ蓋，
２０：管継手，
２１：第１段圧縮空気流路， ２１ａ：第１段圧縮機吐出配管，
２１ｂ：第２段圧縮機吸込配管，
２２：第２段圧縮空気流路， ２２ａ：第２段圧縮機吐出配管，
２２ｂ：第３段圧縮機吸込配管，
２３：カップリング， ２４：回転方向，
３１：給水取合口， ３１ａ：給水配管， ３１ｂ：給水主配管，
３２：排水取合口， ３２ａ：排水配管， ３２ｂ：排水主配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、この入力軸の回転がギヤを介して伝達される少なくとも１本のピニオン軸とを有するギヤケースの一方の側面に、前記ピニオン軸で駆動される第１段圧縮機が備えられ、
かつ他方の側面に前記ピニオン軸で駆動される第２段圧縮機が備えられると共に、
これら第１段圧縮機と第２段圧縮機とから吐出されるガスを冷却するガスクーラが夫々備えられたターボ圧縮機において、
前記ギヤケースの下部に潤滑油タンクが配設されると共に、
前記第１段圧縮機と第２段圧縮機との下方で、かつ前記潤滑油タンクの両側面に前記ガスクーラが夫々配設され、
前記潤滑油タンク及び前記夫々のガスクーラの各軸線と前記入力軸が平行に配置されてなることを特徴とするターボ圧縮機。
【請求項２】
前記潤滑油タンク内に、このタンク内の油溜まり部を上下に画成する中仕切り板が設けられ、前記中仕切り板の端部と前記潤滑油タンクの内壁とによって、前記画成された上下の油溜り部を連通する開孔部が形成されてなることを特徴とする請求項１に記載のターボ圧縮機。
【請求項３】
前記ガスクーラのハウジングには、このガスクーラの軸線方向に熱交換器を挿通するための貫通穴が形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のターボ圧縮機。
【請求項１】
入力軸と、この入力軸の回転がギヤを介して伝達される少なくとも１本のピニオン軸とを有するギヤケースの一方の側面に、前記ピニオン軸で駆動される第１段圧縮機が備えられ、
かつ他方の側面に前記ピニオン軸で駆動される第２段圧縮機が備えられると共に、
これら第１段圧縮機と第２段圧縮機とから吐出されるガスを冷却するガスクーラが夫々備えられたターボ圧縮機において、
前記ギヤケースの下部に潤滑油タンクが配設されると共に、
前記第１段圧縮機と第２段圧縮機との下方で、かつ前記潤滑油タンクの両側面に前記ガスクーラが夫々配設され、
前記潤滑油タンク及び前記夫々のガスクーラの各軸線と前記入力軸が平行に配置されてなることを特徴とするターボ圧縮機。
【請求項２】
前記潤滑油タンク内に、このタンク内の油溜まり部を上下に画成する中仕切り板が設けられ、前記中仕切り板の端部と前記潤滑油タンクの内壁とによって、前記画成された上下の油溜り部を連通する開孔部が形成されてなることを特徴とする請求項１に記載のターボ圧縮機。
【請求項３】
前記ガスクーラのハウジングには、このガスクーラの軸線方向に熱交換器を挿通するための貫通穴が形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のターボ圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−６０８８２（Ｐ２０１３−６０８８２Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９７７０（Ｐ２０１１−１９９７７０）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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