回転機械の治具及び回転機械の輸送方法
【課題】回転機械の輸送時に、静止部に対する回転部のガタつきを最小の構成で防止することが可能な治具を提供する。
【解決手段】本発明に係る固定用治具１０は、回転軸２１を有するロータと、回転軸２１を回転可能に支持するケーシングとを備え、回転軸２１の駆動側端部に当接するプレート１１と、プレート１１を回転軸２１の駆動側端部に締め付ける締付部材１２と、プレート１１とケーシングとを連結し、プレート１１をケーシングに対して軸方向及び回転方向に拘束する拘束部材１３と、を備えるものである。
【解決手段】本発明に係る固定用治具１０は、回転軸２１を有するロータと、回転軸２１を回転可能に支持するケーシングとを備え、回転軸２１の駆動側端部に当接するプレート１１と、プレート１１を回転軸２１の駆動側端部に締め付ける締付部材１２と、プレート１１とケーシングとを連結し、プレート１１をケーシングに対して軸方向及び回転方向に拘束する拘束部材１３と、を備えるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転部と静止部とを備えた回転機械の輸送時に、静止部に対する回転部のガタつきを防止するために使用する回転機械の治具、及びこれを用いた回転機械の輸送方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機のような回転機械は、回転軸に種々の部材が取り付けられてなる回転部と、回転軸を回転可能に支持する静止部とを有している。この回転機械を例えば客先へ納品すべく輸送する場合、輸送時の振動によって回転部には、静止部に対してガタつきが発生する。そして、このようなガタつきに起因して回転部や静止部に損傷が生じた場合、回転機械の性能が損なわれるという問題があった。
【０００３】
特に、このような回転部のガタつきの問題は、回転機械の内部のガスが外部へ漏れ出さないように、回転部と静止部との間の隙間にいわゆるドライガスシールが設けられる場合に顕著となる。これは、ドライガスシールはその内部構造が精密であって、振動によって内部構造が損傷してその機能が損なわれやすいからである。
【０００４】
ここで、回転機械の運転時等における揺れを防止するための防振構造が従来用いられている（例えば、特許文献１を参照）。しかし、この防振構造によれば、回転機械全体の揺れを低減することはできるものの、静止部に対する回転部のガタつきを防止することはできない。
【０００５】
そこで、静止部に対する回転部のガタつきを防止する手段として、回転部を静止部に対して移動不能に固定するための回転機械の治具が従来提唱されている。この回転機械の治具は、回転部を軸方向にスライド不能に固定する軸方向治具と、回転部を回転不能に固定する回転方向治具とによって構成される。このように構成される回転機械の治具によれば、回転部を静止部に対して軸方向及び回転方向の両方向に固定することにより、回転部にガタつきが生じることを確実に防止することができる。これにより、ドライガスシールを有する回転機械であっても、ドライガスシールの性能を低下させることなく、安全且つ確実に輸送することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−１９４１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の回転機械の治具は、径方向治具と回転方向治具の２種類によって構成されるので、部品点数が多いことによって回転機械全体が大型化するとともに、コストコストアップ及び管理の複雑化も招くという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、回転機械の輸送時に、静止部に対する回転部のガタつきを最小の構成で防止することが可能な治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、本発明に係る回転機械の治具は、回転軸を有する回転部と、前記回転軸を回転可能に支持する静止部とを備えた回転機械の治具において、前記回転軸の端部に当接するプレートと、前記プレートを前記回転軸の端部に締め付ける締付部材と、前記プレートと前記静止部とを連結し、前記プレートを前記静止部に対して軸方向及び回転方向に拘束する拘束部材と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、回転軸の端部に当接したプレートは、締付部材によって回転軸と一体化される。そして、このプレートは、拘束部材によって静止部材に対して軸方向及び回転方向に拘束される。従って、プレートと一体化された回転軸もまた、静止部材に対して軸方向及び回転方向に拘束される。これにより、回転軸を有する回転部は、回転機械の輸送時において静止部に対するガタつきの発生が防止される。
【００１１】
また、本発明に係る回転機械の治具は、前記静止部が、前記回転軸の一端部を軸方向に受けるスラスト軸受を有し、前記プレートは、前記回転軸における前記スラスト軸受とは逆側の端部に当接することを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、拘束部材によってプレート側の端部を拘束された回転軸は、その逆側の端部が、スラスト軸受によって支持された状態となる。従って、回転軸はその両端部が支持されることにより、安定した状態での輸送が可能となる。
【００１３】
また、本発明に係る回転機械の治具は、前記静止部が、筒状のケーシングと、前記ケーシングの端部に前記回転軸との隙間を封止するように設けられたヘッドと、前記ヘッドに固定されて前記回転軸を径方向に受けるジャーナル軸受とを有し、前記拘束部材は、前記ジャーナル軸受に設けられて前記ヘッドへの固定用に用いられるネジ穴に螺合されるボルトであることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、拘束部材であるボルトが、ジャーナル軸受に設けられたネジ穴に螺合されることにより、静止部の一部であるジャーナル軸受に対し、回転軸は軸方向及び回転方向へ拘束される。これにより、簡略な構成によって、回転部を静止部に対して軸方向及び回転方向に拘束することができる。
【００１５】
また、本発明に係る回転機械の輸送方法は、回転軸を有する回転部と、前記回転軸を回転可能に支持する静止部とを備えた回転機械の輸送方法であって、請求項１から３のいずれか一項に記載の回転機械の治具を用いることにより、前記回転部を前記静止部に対して軸方向及び回転方向に拘束する工程を含むことを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、回転部を静止部に対して軸方向及び回転方向に拘束した状態で回転機械を輸送することができる。従って、輸送時の振動によって回転部が静止部に対してガタツクことを防止することができるので、回転機械の安全且つ確実な輸送が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る回転機械の治具によれば、回転機械の輸送時に静止部に対する回転部のガタつきが生じるのを最小の構成で防止することができる。これにより、回転機械の輸送時に回転部や静止部が損傷することによって回転機械の性能が低下することを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機の構成を示す概略断面図である。
【図２】ドライガスシールの構造を示す概略断面図である。
【図３】図１において固定用治具の周辺を拡大した概略断面図である。
【図４】プレートの外観を示す図であって、（ａ）は表面側から見た概略斜視図、（ｂ）は裏面側から見た概略斜視図である。
【図５】締付部材の外観を示す概略側面図である。
【図６】固定ボルトの外観を示す概略側面図である。
【図７】ロックナットを示す図であって、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図８】本発明の第二実施形態に係る遠心圧縮機の構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第一実施形態）
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の第一実施形態に係る回転機械の治具を使用する遠心圧縮機の構成について説明する。図１は、第一実施形態に係る遠心圧縮機１の構成を示す概略断面図である。
【００２０】
遠心圧縮機１は、図１に示すように、軸線Ｌに沿って配されたロータ２（回転部）と、このロータ２を収容するケーシング３（静止部）と、ロータ２とケーシング３との間の隙間に設けられた一対のドライガスシール４と、を備えるものである。
【００２１】
（ロータ）
ロータ２は、図１に示すように、不図示のモータ等によって駆動側端部が回転駆動される回転軸２１と、この回転軸２１の軸方向中央部に所定間隔で固定された複数のインペラ２２と、回転軸２１の反駆動側端部すなわち駆動側端部と反対側の端部に固定された円盤状のスラストカラー２３と、を有している。
【００２２】
（ケーシング）
ケーシング３は、図１に示すように、略円筒形状を有し両端が開口されたケーシング本体３１と、このケーシング本体３１の両端開口部にそれぞれ設けられた一対のヘッド３２と、このヘッド３２の軸方向端部を覆って設けられたエンドカバー３３と、ヘッド３２の内周面に固定されたスラスト軸受３４と、同じくヘッド３２の内周面に固定された一対のジャーナル軸受３５と、ケーシング本体３１の内周面に固定された複数のダイヤフラム３６と、を有している。
【００２３】
ヘッド３２は、ケーシング本体３１の両端開口を封止する役割を果たすものである。一対のヘッド３２は、駆動側の端部開口に設けられる駆動側ヘッド３２１と、反駆動側の端部開口に設けられる反駆動側ヘッド３２２と、を備えるものである。
【００２４】
駆動側ヘッド３２１は、図１に示すように、リング状の部材であって、その外径はケーシング本体３１の内径と略等しく、その内径は回転軸２１の外径より若干大きく形成されている。そして、この駆動側ヘッド３２１には、その一端面から軸方向に突出して中空の突出部３２１ａが設けられている。このように構成される駆動側ヘッド３２１は、その突出部３２１ａを外側に向けた状態で、ケーシング本体３１における駆動側の端部開口３１Ａに嵌合される。そしてこの時、駆動側ヘッド３２１とこれに挿通される回転軸２１との間には、若干の隙間が形成される。
【００２５】
エンドカバー３３は、駆動側ヘッド３２１を密封する役割を果たすものである。このエンドカバー３３は、図１に示すように、円盤状の蓋部材であって、駆動側ヘッド３２１の突出部３２１ａの先端に、その開口を覆うように取り付けられている。これにより、突出部３２１ａの内部空洞は密封された状態となっている。
【００２６】
反駆動側ヘッド３２２は、図１に示すように、駆動側ヘッド３２１と同様にリング状の部材であって、その外径はケーシング本体３１の内径と略等しく、その内径は回転軸２１の外径より若干大きく形成されている。このように構成される反駆動側ヘッド３２２は、ケーシング本体３１における反駆動側の端部開口３１Ｂに嵌合される。そしてこの時、反駆動側ヘッド３２２とこれに挿通される回転軸２１との間にも、若干の隙間が形成される。
【００２７】
スラスト軸受３４は、回転軸２１を軸方向に受ける役割を果たすものである。すなわち、このスラスト軸受３４は、図１に示すように、回転軸２１の反駆動側端部に固定されたスラストカラー２３を、軸周りには回転可能に且つ軸方向には僅かに移動可能な状態で支持している。
【００２８】
一対のジャーナル軸受３５は、回転軸２１を径方向に受ける役割を果たすものである。このジャーナル軸受３５は、図３に示すように、環状の軸受箱３５１と、この軸受箱３５１の内部に収容されて周方向に所定間隔で配置された複数の軸受パッド３５２と、を有している。このように構成される一対のジャーナル軸受３５は、軸受パッド３５２が回転軸２１の周面に当接することにより、回転軸２１の軸方向両端部を、軸周りに回転可能にそれぞれ支持している。
【００２９】
複数のダイヤフラム３６は、ケーシング本体３１の内部にガスの流路を形成する役割を果たすものである。これらダイヤフラム３６は、図１に示すように、その内周面が所定形状に形成されており、ケーシング本体３１の内周面であってインペラ２２に対向する位置に、相隣接した状態でそれぞれ固定されている。これにより、ケーシング本体３１の内部には、ダイヤフラム３６の内周面とインペラ２２とによってガス流路５が形成されている。
【００３０】
（ドライガスシール）
図１に示す前記ドライガスシール４は、ヘッド３２と回転軸２１との間に形成される隙間からガスが外部へ漏れ出すのを防止する役割を果たすものである。ここで、図２は、ドライガスシール４の構造を示す概略断面図である。ドライガスシール４は、回転軸２１と一体的に回転する駆動系ユニット４１と、ヘッド３２に固定された静止系ユニット４２と、を備えるものである。
【００３１】
駆動系ユニット４１は、図２に示すように、回転軸２１の外周面に固定されてその軸方向一端部に凹部４１１ａが形成されたスリーブ４１１と、このスリーブ４１１の凹部４１１ａに固定された固定された回転環４１２と、回転環４１２とスリーブ４１１との間をシールするＯリング４１３と、を有している。ここで、図２に詳細は示さないが、回転環４１２のシール面４１２ａすなわち駆動系ユニット４１側の端面には、螺旋状の溝が形成されている。
【００３２】
一般的に静止系ユニット４２は、図２に示すように、ヘッド３２の内周面に固定されて凹溝４２１ａが形成されたリテーナ４２１と、このリテーナ４２１の凹溝４２１ａに一端が取り付けられたコイルバネ４２２と、このコイルバネ４２２の他端にディスク４２３を介して取り付けられた静止環４２４と、静止環４２４とディスク４２３との間をシールするＯリング４２５と、リテーナ４２１に固定されてスリーブ４１１との間の隙間をシールするラビリンス４２６と、を有している。
【００３３】
このように構成されるドライガスシール４によれば、回転軸２１の回転が停止している時は、図２に詳細は示さないが、コイルバネ４２２の付勢力により、静止環４２４のシール面４２４ａすなわち静止系ユニット４２側の端面が、回転環４１２のシール面４１２ａに接触する。
【００３４】
一方、回転軸２１が回転し始めると、遠心圧縮機１の内部のガスが、回転環４１２のシール面４１２ａに形成された螺旋状の溝（不図示）の内部に導入され、その動圧効果によって、静止環４２４はコイルバネ４２２の付勢力に抗して凹溝４２１ａへ没入する方向へ移動する。これにより、図２に示すように、回転環４１２と静止環４２４との間に微小なシール隙間７が生じてシールをする。このように、ドライガスシール４はシール隙間７を微小にすることで、大部分のガスが外部へ漏れ出すことを防止している。
【００３５】
次に、本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機１の輸送方法について説明する。遠心圧縮機１の輸送に際しては、図１に示すように、ロータ２の軸方向一端部に固定用治具１０を装着する。まず、この固定用治具１０の構成について説明する。
【００３６】
（固定用治具）
図１に示す前記固定用治具１０は、ロータ２をケーシング３に固定する役割を果たすものである。ここで、図３は、図１において固定用治具１０の周辺を拡大した概略断面図である。固定用治具１０は、回転軸２１の駆動側端部に当接して径方向に延びるプレート１１と、このプレート１１の延在方向中央部に設けられた締付部材１２と、この締付部材１２を挟んでプレート１１の延在方向両端部にそれぞれ設けられた一対の拘束部材１３と、を有している。
【００３７】
図４は、プレート１１の外観を示す図であって、（ａ）は表面側から見た概略斜視図、（ｂ）は裏面側から見た概略斜視図である。プレート１１は、略矩形形状を有する板状の部材である。図４（ｂ）に示すように、プレート１１の裏面１１Ｂであって長手方向中央部には、略円柱形状のボス部１１１が突出して設けられている。そして、このボス部１１１を貫通して表面１１Ａの側へ達するようにして、前記締付部材１２を挿通させるための第一ボルト挿通穴１１２が形成されている。また、プレート１１の長手方向両端部を貫通して、前記拘束部材１３を挿通させるための第二ボルト挿通穴１１３がそれぞれ形成されている。このように構成されるプレート１１は、図３に示すように、そのボス部１１１を回転軸２１の駆動側端部に当接させた状態で配置される。
【００３８】
締付部材１２は、プレート１１を回転軸２１に締め付けて両者を一体化する役割を果たすものである。図５は、締付部材１２の外観を示す概略側面図である。締付部材１２は、いわゆる六角ボルトであって、プレート１１の第一ボルト挿通穴１１２より若干小径であって周面に雄ネジ１２１ａが切られた軸部１２１と、この軸部１２１の一端部に設けられて前記ボルト挿通穴より大径の頭部１２２と、を有している。このように構成される締付部材１２は、図３に示すように、軸部１２１がプレート１１の第一ボルト挿通穴１１２に挿通されるとともに、頭部１２２がプレート１１に当接する位置まで、回転軸２１の駆動側端部に設けられた第一ネジ穴２１１に対して軸部１２１が螺合される。この第一ネジ穴２１１は、図に詳細は示さないが、回転軸２１の駆動側端部にカップリングと呼ばれる配管継手を装着する場合に、油圧を掛ける治具の取り付け用に予め設けられたものである。
【００３９】
一対の拘束部材１３は、一体化されたプレート１１及び回転軸２１をケーシング３に対して移動不能に拘束する役割を果たすものである。この拘束部材１３は、図３に示すように、長尺な固定ボルト１３１と、この固定ボルト１３１に螺合されたロックナット１３２と、同じく固定ボルト１３１に螺合された一対の六角ナット１３３と、を有している。
【００４０】
図６は、固定ボルト１３１の外観を示す概略側面図である。固定ボルト１３１は、頭部を持たないいわゆるスタッドボルトであって、プレート１１の第二ボルト挿通穴１１３より若干小径の軸部１３４を有している。そして、この軸部１３４の長手方向両端部には、所定長さに渡って雄ネジ１３４ａがそれぞれ切られている。このように構成される固定ボルト１３１は、図３に示すように、プレート１１の第二ボルト挿通穴１１３に挿通されるとともに、その先端側の雄ネジ１３４ａが、ジャーナル軸受３５を構成する軸受箱３５１に設けられた第二ネジ穴３５１ａに対して所定深さまで螺合される。ここで、固定ボルト１３１のうちプレート１１から軸方向外側へ突出した部分は、駆動側ヘッド３２１に設けられた突出部３２１ａの内部に位置している。尚、軸受箱３５１の第二ネジ穴３５１ａは、ジャーナル軸受３５を駆動側ヘッド３２１に固定するために予め設けられたものであり、軸受箱３５１には固定ボルト１３１が螺合されるもの以外にも複数の他の第二ネジ穴３５１ａが設けられている。
【００４１】
ロックナット１３２は、固定ボルト１３１の緩みを防止する役割を果たすものである。図７は、ロックナット１３２を示す図であって、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。ロックナット１３２は、平面視略円形の外形を有し、その中心部を貫通して内周面に雌ネジが切られた第三ネジ穴１３２ａが形成されている。また、ロックナット１３２の外周面には、周方向に９０°間隔で４個のスパナ装着溝１３２ｂがそれぞれ形成されている。このスパナ装着溝１３２ｂは、ロックナット１３２の締め付け時に使用する六角棒スパナの先端を嵌合させるための溝である。このように構成されるロックナット１３２は、図３に示すように、固定ボルト１３１におけるプレート１１より軸方向内側の位置に螺合される。
【００４２】
一対の六角ナット１３３は、固定ボルト１３１の第二ネジ穴３５１ａへの螺合深さを調整する役割を果たすものである。これら一対の六角ナット１３３は、いわゆるダブルナットを構成し、互いに軸方向への引っ張り力が作用することでネジの緩みが生じにくくなっている。このように構成される一対の六角ナット１３３は、図３に示すように、固定ボルト１３１におけるプレート１１より軸方向外側の位置に、互いに密着した状態でそれぞれ螺合される。
【００４３】
（固定用治具の装着手順及びその作用効果）
次に、第一実施形態に係る固定用治具１０をロータ２の軸方向一端部に装着する手順、及びその作用効果について図３を用いて説明する。固定用治具１０の使用者は、まず、一対の固定ボルト１３１をジャーナル軸受３５に取り付ける。すなわち使用者は、一対の固定ボルト１３１の長手方向一端部を、ジャーナル軸受３５の軸受箱３５１に設けられた第二ネジ穴３５１ａに対し、所定深さまでそれぞれ螺合させる。
【００４４】
ここで、ジャーナル軸受３５の第二ネジ穴３５１ａは、前述のようにジャーナル軸受３５を駆動側ヘッド３２１に固定するために予め設けられたものである。従って、この既設の第二ネジ穴３５１ａを利用して固定ボルト１３１をジャーナル軸受３５に取り付けることにより、固定ボルト１３１を螺合させるために軸受箱３５１に第二ネジ穴３５１ａを新たに設ける場合と比較して、構造の簡略化を図るとともに作業の効率化を図ることができるという利点がある。
【００４５】
次に使用者は、一対の固定ボルト１３１の長手方向他端側から、ロックナット１３２を所定の深さまでそれぞれ螺合させる。次に使用者は、一対の固定ボルト１３１にプレート１１を取り付ける。すなわち使用者は、一対の固定ボルト１３１を、ボス部１１１を回転軸２１の側に向けたプレート１１の第二ボルト挿通穴１１３にそれぞれ挿通させる。そして使用者は、プレート１１のボス部１１１を回転軸２１の駆動側端部に当接させる。
【００４６】
次に使用者は、締付部材１２を用いてプレート１１を回転軸２１に固定する。すなわち使用者は、プレート１１の長手方向中央部に設けられた第一ボルト挿通穴１１２に対し、締付部材１２をその軸部１２１の側から挿通させ、この軸部１２１の先端部を回転軸２１の第一ネジ穴２１１に螺合させる。そして、この締付部材１２を締め付けて頭部１２２でプレート１１を押圧することにより、プレート１１を回転軸２１に固定する。これにより、プレート１１とロータ２とが一体化される。
【００４７】
ここで、回転軸２１の第一ネジ穴２１１は、前述のように回転軸２１にカップリングを装着する際に使用する治具を取り付け用に予め設けられたものである。従って、この既設の第一ネジ穴２１１を利用してプレート１１を回転軸２１に固定することにより、締付部材１２を螺合させるために回転軸２１に第一ネジ穴２１１を新たに設ける場合と比較して、構造の簡略化を図るとともに作業の効率化を図ることができるという利点がある。
【００４８】
次に使用者は、固定ボルト１３１に対して一対の六角ナット１３３をそれぞれ螺合させる。すなわち使用者は、プレート１１の表面１１Ａから突出した固定ボルト１３１の長手方向他端部に、一対の六角ナット１３３を順に螺合させる。そして、これら六角ナット１３３を締め付けることにより、第二ネジ穴３５１ａの更に深い位置まで固定ボルト１３１を螺合させる。そうすると、一対の固定ボルト１３１の移動に伴って、プレート１１及びそれに一体化されたロータ２が軸方向内側へ移動する。これにより、図１に示すように回転軸２１の反駆動側端部に固定されたスラストカラー２３が、スラスト軸受３４に押し付けられる。これにより、回転軸２１を含むロータ２は、軸方向へ移動不能に拘束される。
【００４９】
またこの時、回転軸２１の駆動側端部は、２本の固定ボルト１３１によってジャーナル軸受３５に固定されることによって回転不能に拘束されるとともに、回転軸２１の反駆動側端部は、スラストカラー２３とスラスト軸受３４との間に作用する摩擦力によって回転不能に拘束される。これにより、ロータ２全体が回転不能に拘束される。
【００５０】
次に使用者は、ロックナット１３２を締め付ける。すなわち使用者は、図７に示すロックナット１３２のスパナ装着溝１３２ｂに六角棒スパナ（不図示）の一端部を嵌合させ、この六角棒スパナを適宜操作することにより、図３に示すように固定ボルト１３１に沿ってロックナット１３２をプレート１１の側へ移動させる。これにより、六角ナット１３３によるプレート１１の締め付けがより確実なものとなり、振動等によって六角ナット１３３に緩みが生じるのを防止することができる。
【００５１】
最後に使用者は、図３に示すように、駆動側ヘッド３２１の突出部３２１ａの先端にエンドカバー３３を取り付けた後、突出部３２１ａの内部に窒素（不図示）を充填する。これにより、遠心圧縮機１を長期に渡って輸送する際に、内部の防水性が保たれる。ここで、前述のように固定用治具１０はその全体が突出部３２１ａの内部に納まっているため、エンドカバー３３には固定用治具１０との干渉を回避するための穴や切欠きを設ける必要がない。従って、当該穴や切欠きを介して突出部３２１ａの内部に充填した窒素が外部へ漏れ出すことを防止することができる。
【００５２】
このように、第一実施形態に係る固定用治具１０によれば、一個の治具だけによってロータ２をケーシング３に対して軸方向及び回転方向の両方向へ移動不能に拘束することができる。これにより、遠心圧縮機１を輸送する際に、最小限の治具構成により、輸送時の振動によってロータ２がケーシング３に対してガタつくことを防止することができるので、遠心圧縮機１の安全且つ確実な輸送が可能となる。特に、本実施形態のように遠心圧縮機１がドライガスシール４を有する場合、輸送時の振動によって図２に示す回転環４１２と静止環４２４とが擦れ合い、回転環４１２のシール面４１２ａに形成された螺旋状の溝（不図示）が傷付くことにより、ドライガスシール４のシール性能が損なわれやすい。しかし、第一実施形態の固定用治具１０を用いて回転環４１２と静止環４２４との擦れ合いを防止することによって、ドライガスシール４のシール性能が低下する問題を未然に防止することができる。
【００５３】
（変形例）
尚、本実施形態では、１本の固定ボルト１３１に対して２個の六角ナット１３３を螺合させることによってダブルナットを構成したが、六角ナット１３３は１個だけにすることも可能である。また、本実施形態では固定ボルト１３１にロックナット１３２を螺合させたが、ロックナット１３２は本発明に必須の構成ではなく、ロックナット１３２の無い構成とすることも可能である。また、本実施形態では回転軸２１の反駆動側端部はスラスト軸受３４によって支持されるため、固定用治具１０は回転軸２１の駆動側端部のみに装着した。しかし、遠心圧縮機１がスラスト軸受３４を持たない場合、回転軸２１の駆動側端部と反駆動側端部の両側に固定用治具１０を装着することにより、ロータ２を軸方向及び回転方向の両方向へ移動不能に拘束してもよい。
【００５４】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態に係る回転機械の治具を使用する遠心圧縮機の構成について説明する。図８は、第二実施形態に係る遠心圧縮機５０の構成を示す概略断面図である。本実施形態の遠心圧縮機５０は、図１に示す第一実施形態の遠心圧縮機１と比較すると、固定用治具１０が回転軸２１の反駆動側端部に装着されている点、及び回転軸２１の駆動側端部に一対の補助治具５１が設けられている点が異なっている。それ以外の構成は、第一実施形態と同じであるため、図１と同じ符号をロータ２の駆動側端部に補助治具５１が設けられている点が異なっている。それ以外の構成は、第一実施形態と同じであるため、図８では図１では同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００５５】
図８に示すように、第二実施形態の固定用治具１０も、第一実施形態と同様に、プレート１１と、締付部材１２と、一対の拘束部材１３とを有している。しかし、本実施形態では、プレート１１が回転軸２１の反駆動側端部に当接して設けられ、締付部材１２が回転軸２１の反駆動側端部に螺合されることにより、プレート１１とロータ２とを一体化している。そして、一対の拘束部材１３は、一体化されたプレート１１及びロータ２を反駆動側ヘッド３２２に対して拘束する点において、ジャーナル軸受３５に対して拘束する第一実施形態とは異なっている。
【００５６】
このような構成によれば、回転軸２１の反駆動側端部に固定用治具１０を装着すると、回転軸２１の反駆動側端部に固定されたスラスト軸受３４が、スラストカラー２３がスラスト軸受３４に押し付けられる。これにより、回転軸２１の反駆動側端部は、固定用治具１０及びスラスト軸受３４の両方により、軸方向及び回転方向の両方向へ移動不能に拘束される。しかし、本実施形態では、回転軸２１の駆動側端部が固定用治具１０によって拘束される第一実施形態と異なり、回転軸２１の駆動側端部が何ら拘束を受けない自由端となっている。従って、本実施形態では、回転軸２１の拘束をより確かなものとするため、回転軸２１の駆動側端部を一対の補助治具５１によって拘束している。
【００５７】
補助治具５１は、図８に示すように、軸部５１１と、軸部５１１の長手方向両端部に設けられた一対の押圧部５１２と、軸部５１１の長さを調整可能な調整部５１３と、を有している。そして、一対の押圧部５１２は、軸部５１１と逆側の面に、テフロン（登録商標）シート５１４がそれぞれ貼り付けられている。
【００５８】
そして、このように構成される一対の補助治具５１は、図８に示すように、ケーシング本体３１と回転軸２１との間にそれぞれ設置される。すなわち、一対の補助治具５１は、調整部５１３を介して軸部５１１の長さが適宜調整されることにより、一方の押圧部５１２が回転軸２１の周面を押圧し、他方の押圧部５１２がケーシング本体３１の内周面３１ａを押圧するようにしてそれぞれ設置される。これにより、回転軸２１の駆動側端部は、一対の補助治具５１から押圧力を受けることにより、軸方向及び回転方向の両方向へ移動不能に拘束される。
【００５９】
尚、補助治具５１の構成や個数は本実施形態に限定されず、適宜設計変更が可能である。また、補助治具５１は本発明に必須の構成ではないが、本実施形態のように回転軸２１の駆動側端部を補助治具５１で拘束した方が、回転軸２１の全体をより確実に拘束することができるので好適である。
【００６０】
尚、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、或いは動作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 遠心圧縮機
２ ロータ
３ ケーシング
４ ドライガスシール
５ ガス流路
６ 隙間
７ シール隙間
１０ 固定用治具
１１ プレート
１２ 締付部材
１３ 拘束部材
２１ 回転軸
２２ インペラ
２３ スラストカラー
３１ ケーシング本体
３２ ヘッド
３３ エンドカバー
３４ スラスト軸受
３５ ジャーナル軸受
３６ ダイヤフラム
４１ 駆動系ユニット
４２ 静止系ユニット
５０ 遠心圧縮機
５１ 補助治具
１１１ ボス部
１１２ 第一ボルト挿通穴
１１３ 第二ボルト挿通穴
１２１ 軸部
１２２ 頭部
１３１ 固定ボルト
１３２ ロックナット
１３３ 六角ナット
１３４ 軸部
２１１ 第一ネジ穴
３２１ 駆動側ヘッド
３２２ 反駆動側ヘッド
３５１ 軸受箱
３５２ 軸受パッド
４１１ スリーブ
４１２ 回転環
４１３ Ｏリング
４２１ リテーナ
４２２ コイルバネ
４２３ ディスク
４２４ 静止環
４２５ Ｏリング
４２６ ラビリンス
５１１ 軸部
５１２ 押圧部
５１３ 調整部
５１４ テフロン（登録商標）シート
１１Ａ 表面
１１Ｂ 裏面
１２１ａ 雄ネジ
１３２ａ 第三ネジ穴
１３２ｂ スパナ装着溝
１３４ａ 雄ネジ
３１Ａ 端部開口
３１ａ 内周面
３１Ｂ 端部開口
３２１ａ 突出部
３５１ａ 第二ネジ穴
４１１ａ 凹部
４１２ａ シール面
４２１ａ 凹溝
４２４ａ シール面
Ｌ 軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転部と静止部とを備えた回転機械の輸送時に、静止部に対する回転部のガタつきを防止するために使用する回転機械の治具、及びこれを用いた回転機械の輸送方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機のような回転機械は、回転軸に種々の部材が取り付けられてなる回転部と、回転軸を回転可能に支持する静止部とを有している。この回転機械を例えば客先へ納品すべく輸送する場合、輸送時の振動によって回転部には、静止部に対してガタつきが発生する。そして、このようなガタつきに起因して回転部や静止部に損傷が生じた場合、回転機械の性能が損なわれるという問題があった。
【０００３】
特に、このような回転部のガタつきの問題は、回転機械の内部のガスが外部へ漏れ出さないように、回転部と静止部との間の隙間にいわゆるドライガスシールが設けられる場合に顕著となる。これは、ドライガスシールはその内部構造が精密であって、振動によって内部構造が損傷してその機能が損なわれやすいからである。
【０００４】
ここで、回転機械の運転時等における揺れを防止するための防振構造が従来用いられている（例えば、特許文献１を参照）。しかし、この防振構造によれば、回転機械全体の揺れを低減することはできるものの、静止部に対する回転部のガタつきを防止することはできない。
【０００５】
そこで、静止部に対する回転部のガタつきを防止する手段として、回転部を静止部に対して移動不能に固定するための回転機械の治具が従来提唱されている。この回転機械の治具は、回転部を軸方向にスライド不能に固定する軸方向治具と、回転部を回転不能に固定する回転方向治具とによって構成される。このように構成される回転機械の治具によれば、回転部を静止部に対して軸方向及び回転方向の両方向に固定することにより、回転部にガタつきが生じることを確実に防止することができる。これにより、ドライガスシールを有する回転機械であっても、ドライガスシールの性能を低下させることなく、安全且つ確実に輸送することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−１９４１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の回転機械の治具は、径方向治具と回転方向治具の２種類によって構成されるので、部品点数が多いことによって回転機械全体が大型化するとともに、コストコストアップ及び管理の複雑化も招くという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、回転機械の輸送時に、静止部に対する回転部のガタつきを最小の構成で防止することが可能な治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、本発明に係る回転機械の治具は、回転軸を有する回転部と、前記回転軸を回転可能に支持する静止部とを備えた回転機械の治具において、前記回転軸の端部に当接するプレートと、前記プレートを前記回転軸の端部に締め付ける締付部材と、前記プレートと前記静止部とを連結し、前記プレートを前記静止部に対して軸方向及び回転方向に拘束する拘束部材と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、回転軸の端部に当接したプレートは、締付部材によって回転軸と一体化される。そして、このプレートは、拘束部材によって静止部材に対して軸方向及び回転方向に拘束される。従って、プレートと一体化された回転軸もまた、静止部材に対して軸方向及び回転方向に拘束される。これにより、回転軸を有する回転部は、回転機械の輸送時において静止部に対するガタつきの発生が防止される。
【００１１】
また、本発明に係る回転機械の治具は、前記静止部が、前記回転軸の一端部を軸方向に受けるスラスト軸受を有し、前記プレートは、前記回転軸における前記スラスト軸受とは逆側の端部に当接することを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、拘束部材によってプレート側の端部を拘束された回転軸は、その逆側の端部が、スラスト軸受によって支持された状態となる。従って、回転軸はその両端部が支持されることにより、安定した状態での輸送が可能となる。
【００１３】
また、本発明に係る回転機械の治具は、前記静止部が、筒状のケーシングと、前記ケーシングの端部に前記回転軸との隙間を封止するように設けられたヘッドと、前記ヘッドに固定されて前記回転軸を径方向に受けるジャーナル軸受とを有し、前記拘束部材は、前記ジャーナル軸受に設けられて前記ヘッドへの固定用に用いられるネジ穴に螺合されるボルトであることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、拘束部材であるボルトが、ジャーナル軸受に設けられたネジ穴に螺合されることにより、静止部の一部であるジャーナル軸受に対し、回転軸は軸方向及び回転方向へ拘束される。これにより、簡略な構成によって、回転部を静止部に対して軸方向及び回転方向に拘束することができる。
【００１５】
また、本発明に係る回転機械の輸送方法は、回転軸を有する回転部と、前記回転軸を回転可能に支持する静止部とを備えた回転機械の輸送方法であって、請求項１から３のいずれか一項に記載の回転機械の治具を用いることにより、前記回転部を前記静止部に対して軸方向及び回転方向に拘束する工程を含むことを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、回転部を静止部に対して軸方向及び回転方向に拘束した状態で回転機械を輸送することができる。従って、輸送時の振動によって回転部が静止部に対してガタツクことを防止することができるので、回転機械の安全且つ確実な輸送が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る回転機械の治具によれば、回転機械の輸送時に静止部に対する回転部のガタつきが生じるのを最小の構成で防止することができる。これにより、回転機械の輸送時に回転部や静止部が損傷することによって回転機械の性能が低下することを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機の構成を示す概略断面図である。
【図２】ドライガスシールの構造を示す概略断面図である。
【図３】図１において固定用治具の周辺を拡大した概略断面図である。
【図４】プレートの外観を示す図であって、（ａ）は表面側から見た概略斜視図、（ｂ）は裏面側から見た概略斜視図である。
【図５】締付部材の外観を示す概略側面図である。
【図６】固定ボルトの外観を示す概略側面図である。
【図７】ロックナットを示す図であって、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図８】本発明の第二実施形態に係る遠心圧縮機の構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第一実施形態）
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の第一実施形態に係る回転機械の治具を使用する遠心圧縮機の構成について説明する。図１は、第一実施形態に係る遠心圧縮機１の構成を示す概略断面図である。
【００２０】
遠心圧縮機１は、図１に示すように、軸線Ｌに沿って配されたロータ２（回転部）と、このロータ２を収容するケーシング３（静止部）と、ロータ２とケーシング３との間の隙間に設けられた一対のドライガスシール４と、を備えるものである。
【００２１】
（ロータ）
ロータ２は、図１に示すように、不図示のモータ等によって駆動側端部が回転駆動される回転軸２１と、この回転軸２１の軸方向中央部に所定間隔で固定された複数のインペラ２２と、回転軸２１の反駆動側端部すなわち駆動側端部と反対側の端部に固定された円盤状のスラストカラー２３と、を有している。
【００２２】
（ケーシング）
ケーシング３は、図１に示すように、略円筒形状を有し両端が開口されたケーシング本体３１と、このケーシング本体３１の両端開口部にそれぞれ設けられた一対のヘッド３２と、このヘッド３２の軸方向端部を覆って設けられたエンドカバー３３と、ヘッド３２の内周面に固定されたスラスト軸受３４と、同じくヘッド３２の内周面に固定された一対のジャーナル軸受３５と、ケーシング本体３１の内周面に固定された複数のダイヤフラム３６と、を有している。
【００２３】
ヘッド３２は、ケーシング本体３１の両端開口を封止する役割を果たすものである。一対のヘッド３２は、駆動側の端部開口に設けられる駆動側ヘッド３２１と、反駆動側の端部開口に設けられる反駆動側ヘッド３２２と、を備えるものである。
【００２４】
駆動側ヘッド３２１は、図１に示すように、リング状の部材であって、その外径はケーシング本体３１の内径と略等しく、その内径は回転軸２１の外径より若干大きく形成されている。そして、この駆動側ヘッド３２１には、その一端面から軸方向に突出して中空の突出部３２１ａが設けられている。このように構成される駆動側ヘッド３２１は、その突出部３２１ａを外側に向けた状態で、ケーシング本体３１における駆動側の端部開口３１Ａに嵌合される。そしてこの時、駆動側ヘッド３２１とこれに挿通される回転軸２１との間には、若干の隙間が形成される。
【００２５】
エンドカバー３３は、駆動側ヘッド３２１を密封する役割を果たすものである。このエンドカバー３３は、図１に示すように、円盤状の蓋部材であって、駆動側ヘッド３２１の突出部３２１ａの先端に、その開口を覆うように取り付けられている。これにより、突出部３２１ａの内部空洞は密封された状態となっている。
【００２６】
反駆動側ヘッド３２２は、図１に示すように、駆動側ヘッド３２１と同様にリング状の部材であって、その外径はケーシング本体３１の内径と略等しく、その内径は回転軸２１の外径より若干大きく形成されている。このように構成される反駆動側ヘッド３２２は、ケーシング本体３１における反駆動側の端部開口３１Ｂに嵌合される。そしてこの時、反駆動側ヘッド３２２とこれに挿通される回転軸２１との間にも、若干の隙間が形成される。
【００２７】
スラスト軸受３４は、回転軸２１を軸方向に受ける役割を果たすものである。すなわち、このスラスト軸受３４は、図１に示すように、回転軸２１の反駆動側端部に固定されたスラストカラー２３を、軸周りには回転可能に且つ軸方向には僅かに移動可能な状態で支持している。
【００２８】
一対のジャーナル軸受３５は、回転軸２１を径方向に受ける役割を果たすものである。このジャーナル軸受３５は、図３に示すように、環状の軸受箱３５１と、この軸受箱３５１の内部に収容されて周方向に所定間隔で配置された複数の軸受パッド３５２と、を有している。このように構成される一対のジャーナル軸受３５は、軸受パッド３５２が回転軸２１の周面に当接することにより、回転軸２１の軸方向両端部を、軸周りに回転可能にそれぞれ支持している。
【００２９】
複数のダイヤフラム３６は、ケーシング本体３１の内部にガスの流路を形成する役割を果たすものである。これらダイヤフラム３６は、図１に示すように、その内周面が所定形状に形成されており、ケーシング本体３１の内周面であってインペラ２２に対向する位置に、相隣接した状態でそれぞれ固定されている。これにより、ケーシング本体３１の内部には、ダイヤフラム３６の内周面とインペラ２２とによってガス流路５が形成されている。
【００３０】
（ドライガスシール）
図１に示す前記ドライガスシール４は、ヘッド３２と回転軸２１との間に形成される隙間からガスが外部へ漏れ出すのを防止する役割を果たすものである。ここで、図２は、ドライガスシール４の構造を示す概略断面図である。ドライガスシール４は、回転軸２１と一体的に回転する駆動系ユニット４１と、ヘッド３２に固定された静止系ユニット４２と、を備えるものである。
【００３１】
駆動系ユニット４１は、図２に示すように、回転軸２１の外周面に固定されてその軸方向一端部に凹部４１１ａが形成されたスリーブ４１１と、このスリーブ４１１の凹部４１１ａに固定された固定された回転環４１２と、回転環４１２とスリーブ４１１との間をシールするＯリング４１３と、を有している。ここで、図２に詳細は示さないが、回転環４１２のシール面４１２ａすなわち駆動系ユニット４１側の端面には、螺旋状の溝が形成されている。
【００３２】
一般的に静止系ユニット４２は、図２に示すように、ヘッド３２の内周面に固定されて凹溝４２１ａが形成されたリテーナ４２１と、このリテーナ４２１の凹溝４２１ａに一端が取り付けられたコイルバネ４２２と、このコイルバネ４２２の他端にディスク４２３を介して取り付けられた静止環４２４と、静止環４２４とディスク４２３との間をシールするＯリング４２５と、リテーナ４２１に固定されてスリーブ４１１との間の隙間をシールするラビリンス４２６と、を有している。
【００３３】
このように構成されるドライガスシール４によれば、回転軸２１の回転が停止している時は、図２に詳細は示さないが、コイルバネ４２２の付勢力により、静止環４２４のシール面４２４ａすなわち静止系ユニット４２側の端面が、回転環４１２のシール面４１２ａに接触する。
【００３４】
一方、回転軸２１が回転し始めると、遠心圧縮機１の内部のガスが、回転環４１２のシール面４１２ａに形成された螺旋状の溝（不図示）の内部に導入され、その動圧効果によって、静止環４２４はコイルバネ４２２の付勢力に抗して凹溝４２１ａへ没入する方向へ移動する。これにより、図２に示すように、回転環４１２と静止環４２４との間に微小なシール隙間７が生じてシールをする。このように、ドライガスシール４はシール隙間７を微小にすることで、大部分のガスが外部へ漏れ出すことを防止している。
【００３５】
次に、本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機１の輸送方法について説明する。遠心圧縮機１の輸送に際しては、図１に示すように、ロータ２の軸方向一端部に固定用治具１０を装着する。まず、この固定用治具１０の構成について説明する。
【００３６】
（固定用治具）
図１に示す前記固定用治具１０は、ロータ２をケーシング３に固定する役割を果たすものである。ここで、図３は、図１において固定用治具１０の周辺を拡大した概略断面図である。固定用治具１０は、回転軸２１の駆動側端部に当接して径方向に延びるプレート１１と、このプレート１１の延在方向中央部に設けられた締付部材１２と、この締付部材１２を挟んでプレート１１の延在方向両端部にそれぞれ設けられた一対の拘束部材１３と、を有している。
【００３７】
図４は、プレート１１の外観を示す図であって、（ａ）は表面側から見た概略斜視図、（ｂ）は裏面側から見た概略斜視図である。プレート１１は、略矩形形状を有する板状の部材である。図４（ｂ）に示すように、プレート１１の裏面１１Ｂであって長手方向中央部には、略円柱形状のボス部１１１が突出して設けられている。そして、このボス部１１１を貫通して表面１１Ａの側へ達するようにして、前記締付部材１２を挿通させるための第一ボルト挿通穴１１２が形成されている。また、プレート１１の長手方向両端部を貫通して、前記拘束部材１３を挿通させるための第二ボルト挿通穴１１３がそれぞれ形成されている。このように構成されるプレート１１は、図３に示すように、そのボス部１１１を回転軸２１の駆動側端部に当接させた状態で配置される。
【００３８】
締付部材１２は、プレート１１を回転軸２１に締め付けて両者を一体化する役割を果たすものである。図５は、締付部材１２の外観を示す概略側面図である。締付部材１２は、いわゆる六角ボルトであって、プレート１１の第一ボルト挿通穴１１２より若干小径であって周面に雄ネジ１２１ａが切られた軸部１２１と、この軸部１２１の一端部に設けられて前記ボルト挿通穴より大径の頭部１２２と、を有している。このように構成される締付部材１２は、図３に示すように、軸部１２１がプレート１１の第一ボルト挿通穴１１２に挿通されるとともに、頭部１２２がプレート１１に当接する位置まで、回転軸２１の駆動側端部に設けられた第一ネジ穴２１１に対して軸部１２１が螺合される。この第一ネジ穴２１１は、図に詳細は示さないが、回転軸２１の駆動側端部にカップリングと呼ばれる配管継手を装着する場合に、油圧を掛ける治具の取り付け用に予め設けられたものである。
【００３９】
一対の拘束部材１３は、一体化されたプレート１１及び回転軸２１をケーシング３に対して移動不能に拘束する役割を果たすものである。この拘束部材１３は、図３に示すように、長尺な固定ボルト１３１と、この固定ボルト１３１に螺合されたロックナット１３２と、同じく固定ボルト１３１に螺合された一対の六角ナット１３３と、を有している。
【００４０】
図６は、固定ボルト１３１の外観を示す概略側面図である。固定ボルト１３１は、頭部を持たないいわゆるスタッドボルトであって、プレート１１の第二ボルト挿通穴１１３より若干小径の軸部１３４を有している。そして、この軸部１３４の長手方向両端部には、所定長さに渡って雄ネジ１３４ａがそれぞれ切られている。このように構成される固定ボルト１３１は、図３に示すように、プレート１１の第二ボルト挿通穴１１３に挿通されるとともに、その先端側の雄ネジ１３４ａが、ジャーナル軸受３５を構成する軸受箱３５１に設けられた第二ネジ穴３５１ａに対して所定深さまで螺合される。ここで、固定ボルト１３１のうちプレート１１から軸方向外側へ突出した部分は、駆動側ヘッド３２１に設けられた突出部３２１ａの内部に位置している。尚、軸受箱３５１の第二ネジ穴３５１ａは、ジャーナル軸受３５を駆動側ヘッド３２１に固定するために予め設けられたものであり、軸受箱３５１には固定ボルト１３１が螺合されるもの以外にも複数の他の第二ネジ穴３５１ａが設けられている。
【００４１】
ロックナット１３２は、固定ボルト１３１の緩みを防止する役割を果たすものである。図７は、ロックナット１３２を示す図であって、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。ロックナット１３２は、平面視略円形の外形を有し、その中心部を貫通して内周面に雌ネジが切られた第三ネジ穴１３２ａが形成されている。また、ロックナット１３２の外周面には、周方向に９０°間隔で４個のスパナ装着溝１３２ｂがそれぞれ形成されている。このスパナ装着溝１３２ｂは、ロックナット１３２の締め付け時に使用する六角棒スパナの先端を嵌合させるための溝である。このように構成されるロックナット１３２は、図３に示すように、固定ボルト１３１におけるプレート１１より軸方向内側の位置に螺合される。
【００４２】
一対の六角ナット１３３は、固定ボルト１３１の第二ネジ穴３５１ａへの螺合深さを調整する役割を果たすものである。これら一対の六角ナット１３３は、いわゆるダブルナットを構成し、互いに軸方向への引っ張り力が作用することでネジの緩みが生じにくくなっている。このように構成される一対の六角ナット１３３は、図３に示すように、固定ボルト１３１におけるプレート１１より軸方向外側の位置に、互いに密着した状態でそれぞれ螺合される。
【００４３】
（固定用治具の装着手順及びその作用効果）
次に、第一実施形態に係る固定用治具１０をロータ２の軸方向一端部に装着する手順、及びその作用効果について図３を用いて説明する。固定用治具１０の使用者は、まず、一対の固定ボルト１３１をジャーナル軸受３５に取り付ける。すなわち使用者は、一対の固定ボルト１３１の長手方向一端部を、ジャーナル軸受３５の軸受箱３５１に設けられた第二ネジ穴３５１ａに対し、所定深さまでそれぞれ螺合させる。
【００４４】
ここで、ジャーナル軸受３５の第二ネジ穴３５１ａは、前述のようにジャーナル軸受３５を駆動側ヘッド３２１に固定するために予め設けられたものである。従って、この既設の第二ネジ穴３５１ａを利用して固定ボルト１３１をジャーナル軸受３５に取り付けることにより、固定ボルト１３１を螺合させるために軸受箱３５１に第二ネジ穴３５１ａを新たに設ける場合と比較して、構造の簡略化を図るとともに作業の効率化を図ることができるという利点がある。
【００４５】
次に使用者は、一対の固定ボルト１３１の長手方向他端側から、ロックナット１３２を所定の深さまでそれぞれ螺合させる。次に使用者は、一対の固定ボルト１３１にプレート１１を取り付ける。すなわち使用者は、一対の固定ボルト１３１を、ボス部１１１を回転軸２１の側に向けたプレート１１の第二ボルト挿通穴１１３にそれぞれ挿通させる。そして使用者は、プレート１１のボス部１１１を回転軸２１の駆動側端部に当接させる。
【００４６】
次に使用者は、締付部材１２を用いてプレート１１を回転軸２１に固定する。すなわち使用者は、プレート１１の長手方向中央部に設けられた第一ボルト挿通穴１１２に対し、締付部材１２をその軸部１２１の側から挿通させ、この軸部１２１の先端部を回転軸２１の第一ネジ穴２１１に螺合させる。そして、この締付部材１２を締め付けて頭部１２２でプレート１１を押圧することにより、プレート１１を回転軸２１に固定する。これにより、プレート１１とロータ２とが一体化される。
【００４７】
ここで、回転軸２１の第一ネジ穴２１１は、前述のように回転軸２１にカップリングを装着する際に使用する治具を取り付け用に予め設けられたものである。従って、この既設の第一ネジ穴２１１を利用してプレート１１を回転軸２１に固定することにより、締付部材１２を螺合させるために回転軸２１に第一ネジ穴２１１を新たに設ける場合と比較して、構造の簡略化を図るとともに作業の効率化を図ることができるという利点がある。
【００４８】
次に使用者は、固定ボルト１３１に対して一対の六角ナット１３３をそれぞれ螺合させる。すなわち使用者は、プレート１１の表面１１Ａから突出した固定ボルト１３１の長手方向他端部に、一対の六角ナット１３３を順に螺合させる。そして、これら六角ナット１３３を締め付けることにより、第二ネジ穴３５１ａの更に深い位置まで固定ボルト１３１を螺合させる。そうすると、一対の固定ボルト１３１の移動に伴って、プレート１１及びそれに一体化されたロータ２が軸方向内側へ移動する。これにより、図１に示すように回転軸２１の反駆動側端部に固定されたスラストカラー２３が、スラスト軸受３４に押し付けられる。これにより、回転軸２１を含むロータ２は、軸方向へ移動不能に拘束される。
【００４９】
またこの時、回転軸２１の駆動側端部は、２本の固定ボルト１３１によってジャーナル軸受３５に固定されることによって回転不能に拘束されるとともに、回転軸２１の反駆動側端部は、スラストカラー２３とスラスト軸受３４との間に作用する摩擦力によって回転不能に拘束される。これにより、ロータ２全体が回転不能に拘束される。
【００５０】
次に使用者は、ロックナット１３２を締め付ける。すなわち使用者は、図７に示すロックナット１３２のスパナ装着溝１３２ｂに六角棒スパナ（不図示）の一端部を嵌合させ、この六角棒スパナを適宜操作することにより、図３に示すように固定ボルト１３１に沿ってロックナット１３２をプレート１１の側へ移動させる。これにより、六角ナット１３３によるプレート１１の締め付けがより確実なものとなり、振動等によって六角ナット１３３に緩みが生じるのを防止することができる。
【００５１】
最後に使用者は、図３に示すように、駆動側ヘッド３２１の突出部３２１ａの先端にエンドカバー３３を取り付けた後、突出部３２１ａの内部に窒素（不図示）を充填する。これにより、遠心圧縮機１を長期に渡って輸送する際に、内部の防水性が保たれる。ここで、前述のように固定用治具１０はその全体が突出部３２１ａの内部に納まっているため、エンドカバー３３には固定用治具１０との干渉を回避するための穴や切欠きを設ける必要がない。従って、当該穴や切欠きを介して突出部３２１ａの内部に充填した窒素が外部へ漏れ出すことを防止することができる。
【００５２】
このように、第一実施形態に係る固定用治具１０によれば、一個の治具だけによってロータ２をケーシング３に対して軸方向及び回転方向の両方向へ移動不能に拘束することができる。これにより、遠心圧縮機１を輸送する際に、最小限の治具構成により、輸送時の振動によってロータ２がケーシング３に対してガタつくことを防止することができるので、遠心圧縮機１の安全且つ確実な輸送が可能となる。特に、本実施形態のように遠心圧縮機１がドライガスシール４を有する場合、輸送時の振動によって図２に示す回転環４１２と静止環４２４とが擦れ合い、回転環４１２のシール面４１２ａに形成された螺旋状の溝（不図示）が傷付くことにより、ドライガスシール４のシール性能が損なわれやすい。しかし、第一実施形態の固定用治具１０を用いて回転環４１２と静止環４２４との擦れ合いを防止することによって、ドライガスシール４のシール性能が低下する問題を未然に防止することができる。
【００５３】
（変形例）
尚、本実施形態では、１本の固定ボルト１３１に対して２個の六角ナット１３３を螺合させることによってダブルナットを構成したが、六角ナット１３３は１個だけにすることも可能である。また、本実施形態では固定ボルト１３１にロックナット１３２を螺合させたが、ロックナット１３２は本発明に必須の構成ではなく、ロックナット１３２の無い構成とすることも可能である。また、本実施形態では回転軸２１の反駆動側端部はスラスト軸受３４によって支持されるため、固定用治具１０は回転軸２１の駆動側端部のみに装着した。しかし、遠心圧縮機１がスラスト軸受３４を持たない場合、回転軸２１の駆動側端部と反駆動側端部の両側に固定用治具１０を装着することにより、ロータ２を軸方向及び回転方向の両方向へ移動不能に拘束してもよい。
【００５４】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態に係る回転機械の治具を使用する遠心圧縮機の構成について説明する。図８は、第二実施形態に係る遠心圧縮機５０の構成を示す概略断面図である。本実施形態の遠心圧縮機５０は、図１に示す第一実施形態の遠心圧縮機１と比較すると、固定用治具１０が回転軸２１の反駆動側端部に装着されている点、及び回転軸２１の駆動側端部に一対の補助治具５１が設けられている点が異なっている。それ以外の構成は、第一実施形態と同じであるため、図１と同じ符号をロータ２の駆動側端部に補助治具５１が設けられている点が異なっている。それ以外の構成は、第一実施形態と同じであるため、図８では図１では同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００５５】
図８に示すように、第二実施形態の固定用治具１０も、第一実施形態と同様に、プレート１１と、締付部材１２と、一対の拘束部材１３とを有している。しかし、本実施形態では、プレート１１が回転軸２１の反駆動側端部に当接して設けられ、締付部材１２が回転軸２１の反駆動側端部に螺合されることにより、プレート１１とロータ２とを一体化している。そして、一対の拘束部材１３は、一体化されたプレート１１及びロータ２を反駆動側ヘッド３２２に対して拘束する点において、ジャーナル軸受３５に対して拘束する第一実施形態とは異なっている。
【００５６】
このような構成によれば、回転軸２１の反駆動側端部に固定用治具１０を装着すると、回転軸２１の反駆動側端部に固定されたスラスト軸受３４が、スラストカラー２３がスラスト軸受３４に押し付けられる。これにより、回転軸２１の反駆動側端部は、固定用治具１０及びスラスト軸受３４の両方により、軸方向及び回転方向の両方向へ移動不能に拘束される。しかし、本実施形態では、回転軸２１の駆動側端部が固定用治具１０によって拘束される第一実施形態と異なり、回転軸２１の駆動側端部が何ら拘束を受けない自由端となっている。従って、本実施形態では、回転軸２１の拘束をより確かなものとするため、回転軸２１の駆動側端部を一対の補助治具５１によって拘束している。
【００５７】
補助治具５１は、図８に示すように、軸部５１１と、軸部５１１の長手方向両端部に設けられた一対の押圧部５１２と、軸部５１１の長さを調整可能な調整部５１３と、を有している。そして、一対の押圧部５１２は、軸部５１１と逆側の面に、テフロン（登録商標）シート５１４がそれぞれ貼り付けられている。
【００５８】
そして、このように構成される一対の補助治具５１は、図８に示すように、ケーシング本体３１と回転軸２１との間にそれぞれ設置される。すなわち、一対の補助治具５１は、調整部５１３を介して軸部５１１の長さが適宜調整されることにより、一方の押圧部５１２が回転軸２１の周面を押圧し、他方の押圧部５１２がケーシング本体３１の内周面３１ａを押圧するようにしてそれぞれ設置される。これにより、回転軸２１の駆動側端部は、一対の補助治具５１から押圧力を受けることにより、軸方向及び回転方向の両方向へ移動不能に拘束される。
【００５９】
尚、補助治具５１の構成や個数は本実施形態に限定されず、適宜設計変更が可能である。また、補助治具５１は本発明に必須の構成ではないが、本実施形態のように回転軸２１の駆動側端部を補助治具５１で拘束した方が、回転軸２１の全体をより確実に拘束することができるので好適である。
【００６０】
尚、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、或いは動作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 遠心圧縮機
２ ロータ
３ ケーシング
４ ドライガスシール
５ ガス流路
６ 隙間
７ シール隙間
１０ 固定用治具
１１ プレート
１２ 締付部材
１３ 拘束部材
２１ 回転軸
２２ インペラ
２３ スラストカラー
３１ ケーシング本体
３２ ヘッド
３３ エンドカバー
３４ スラスト軸受
３５ ジャーナル軸受
３６ ダイヤフラム
４１ 駆動系ユニット
４２ 静止系ユニット
５０ 遠心圧縮機
５１ 補助治具
１１１ ボス部
１１２ 第一ボルト挿通穴
１１３ 第二ボルト挿通穴
１２１ 軸部
１２２ 頭部
１３１ 固定ボルト
１３２ ロックナット
１３３ 六角ナット
１３４ 軸部
２１１ 第一ネジ穴
３２１ 駆動側ヘッド
３２２ 反駆動側ヘッド
３５１ 軸受箱
３５２ 軸受パッド
４１１ スリーブ
４１２ 回転環
４１３ Ｏリング
４２１ リテーナ
４２２ コイルバネ
４２３ ディスク
４２４ 静止環
４２５ Ｏリング
４２６ ラビリンス
５１１ 軸部
５１２ 押圧部
５１３ 調整部
５１４ テフロン（登録商標）シート
１１Ａ 表面
１１Ｂ 裏面
１２１ａ 雄ネジ
１３２ａ 第三ネジ穴
１３２ｂ スパナ装着溝
１３４ａ 雄ネジ
３１Ａ 端部開口
３１ａ 内周面
３１Ｂ 端部開口
３２１ａ 突出部
３５１ａ 第二ネジ穴
４１１ａ 凹部
４１２ａ シール面
４２１ａ 凹溝
４２４ａ シール面
Ｌ 軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有する回転部と、前記回転軸を回転可能に支持する静止部とを備えた回転機械の治具において、
前記回転軸の端部に当接するプレートと、
前記プレートを前記回転軸の端部に締め付ける締付部材と、
前記プレートと前記静止部とを連結し、前記プレートを前記静止部に対して軸方向及び回転方向に拘束する拘束部材と、
を備えることを特徴とする回転機械の治具。
【請求項２】
前記静止部が、前記回転軸の一端部を軸方向に受けるスラスト軸受を有し、
前記プレートは、前記回転軸における前記スラスト軸受とは逆側の端部に当接することを特徴とする請求項１に記載の回転機械の治具。
【請求項３】
前記静止部が、筒状のケーシングと、前記ケーシングの端部に前記回転軸との隙間を封止するように設けられたヘッドと、前記ヘッドに固定されて前記回転軸を径方向に受けるジャーナル軸受とを有し、
前記拘束部材は、前記ジャーナル軸受に設けられて前記ヘッドへの固定用に用いられるネジ穴に螺合されるボルトであることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転機械の治具。
【請求項４】
回転軸を有する回転部と、前記回転軸を回転可能に支持する静止部とを備えた回転機械の輸送方法であって、
請求項１から３のいずれか一項に記載の回転機械の治具を用いることにより、前記回転部を前記静止部に対して軸方向及び回転方向に拘束する工程を含むことを特徴とする回転機械の輸送方法。
【請求項１】
回転軸を有する回転部と、前記回転軸を回転可能に支持する静止部とを備えた回転機械の治具において、
前記回転軸の端部に当接するプレートと、
前記プレートを前記回転軸の端部に締め付ける締付部材と、
前記プレートと前記静止部とを連結し、前記プレートを前記静止部に対して軸方向及び回転方向に拘束する拘束部材と、
を備えることを特徴とする回転機械の治具。
【請求項２】
前記静止部が、前記回転軸の一端部を軸方向に受けるスラスト軸受を有し、
前記プレートは、前記回転軸における前記スラスト軸受とは逆側の端部に当接することを特徴とする請求項１に記載の回転機械の治具。
【請求項３】
前記静止部が、筒状のケーシングと、前記ケーシングの端部に前記回転軸との隙間を封止するように設けられたヘッドと、前記ヘッドに固定されて前記回転軸を径方向に受けるジャーナル軸受とを有し、
前記拘束部材は、前記ジャーナル軸受に設けられて前記ヘッドへの固定用に用いられるネジ穴に螺合されるボルトであることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転機械の治具。
【請求項４】
回転軸を有する回転部と、前記回転軸を回転可能に支持する静止部とを備えた回転機械の輸送方法であって、
請求項１から３のいずれか一項に記載の回転機械の治具を用いることにより、前記回転部を前記静止部に対して軸方向及び回転方向に拘束する工程を含むことを特徴とする回転機械の輸送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−３６３８７（Ｐ２０１３−３６３８７Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７３１３１（Ｐ２０１１−１７３１３１）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（３１００１０５６４）三菱重工コンプレッサ株式会社 (45)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（３１００１０５６４）三菱重工コンプレッサ株式会社 (45)
【Ｆターム（参考）】
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