(57)【要約】【課題】  高圧側ヘッドフランジに対するインナーケーシングの組付け作業の効率化を図り得る多段遠心流体機械を提供する。【解決手段】  多段遠心流体機械１００は、軸方向に複数の羽根車（４１〜８１）が取り付けられたロータ３、円筒形状のアウターケーシング２、及びアウターケーシング２に嵌合し作動流体の流路を形成するインナーバンドル１を備える。インナーバンドル１は、高圧側ヘッドフランジ１１、低圧側ヘッドフランジ１２、及び高圧側ヘッドフランジ１１と低圧側ヘッドフランジ１２の間に配されるインナーケーシング５を有し、高圧側ヘッドフランジ１１とインナーケーシング５は、弾性体１４４を介して第１のボルト１４２にて締結されている。【選択図】  図１
2019044736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、軸方向に複数の羽根車が取り付けられたロータと、円筒形状のアウターケーシングと、前記アウターケーシングに嵌合し作動流体の流路を形成するインナーバンドルと、を備え、
前記インナーバンドルは、高圧側ヘッドフランジと、低圧側ヘッドフランジと、前記高圧側ヘッドフランジと低圧側ヘッドフランジの間に配されるインナーケーシングと、を有し、
前記高圧側ヘッドフランジと前記インナーケーシングは、弾性体を介して第１のボルトにて締結されていることを特徴とする多段遠心流体機械。
【請求項２】
請求項１に記載の多段遠心流体機械において、
前記高圧側ヘッドフランジに設けられた第１の段差部と、前記アウターケーシングに設けられた第２の段差部とが接触することで、前記アウターケーシングに対し前記インナーバンドルが位置決めされることを特徴とする多段遠心流体機械。
【請求項３】
請求項２に記載の多段遠心流体機械において、
前記第２の段差部と反対側の前記アウターケーシングの端面及び前記第１の段差部より下方の前記高圧側ヘッドフランジに第２のボルトにより締結されるプレートを有するホルダーを備えることを特徴とする多段遠心流体機械。
【請求項４】
請求項３に記載の多段遠心流体機械において、
前記高圧側ヘッドフランジは、前記第１の段差部に前記第１のボルトを挿通可能な貫通孔を備えることを特徴とする多段遠心流体機械。
【請求項５】
請求項４に記載の多段遠心流体機械において、
前記弾性体はバネであって、前記高圧側ヘッドフランジは、前記貫通孔の前記第２の段差部に対向する側の面に前記貫通孔の開口部よりも大きな凹溝を有し、前記凹溝の底部に前記バネの一端が接触し、且つ、前記バネの他端が前記第１のボルトのヘッド部分に固定されていることを特徴とする多段遠心流体機械。
【請求項６】
請求項５に記載の多段遠心流体機械において、
前記バネは、前記第１のボルトの外周側に相互に所定の間隔にて離間し複数配されることを特徴とする多段遠心流体機械。
【請求項７】
請求項４に記載の多段遠心流体機械において、
前記弾性体は蛇腹状部材であって、前記高圧側ヘッドフランジは、前記貫通孔の前記第２の段差部に対向する側の面に前記貫通孔の開口部よりも大きな凹溝を有し、前記凹溝の底部に前記蛇腹状部材の一端が接触し、且つ、前記蛇腹状部材の他端が前記第１のボルトのヘッド部分に接触していることを特徴とする多段遠心流体機械。
【請求項８】
請求項７に記載の多段遠心流体機械において、
前記蛇腹状部材は、前記第１のボルトの軸部を内包するよう配されることを特徴とする多段遠心流体機械。
【請求項９】
請求項８に記載の多段遠心流体機械において、
前記蛇腹状部材は、皿バネ、竹の子バネ、金属材料を埋め込んだゴム製部材、及び積層ゴムのうち何れかであることを特徴とする多段遠心流体機械。
【請求項１０】
請求項６又は請求項８に記載の多段遠心流体機械において、前記アウターケーシングを前記低圧側ヘッドフランジに固定するシェアキーを有することを特徴とする多段遠心流体機械。
【請求項１１】
少なくとも、軸方向に複数の羽根車が取り付けられたロータと、円筒形状のアウターケーシングと、前記アウターケーシングに嵌合し作動流体の流路を形成するインナーバンドルと、を備え、
前記インナーバンドルは、高圧側ヘッドフランジと、低圧側ヘッドフランジと、複数のインナーバレル部材と、を有し、
前記複数のインナーバレル部材を第１グループインナーバレル部材と第２グループインナーバレル部材とで構成し、
軸方向に相互に隣接する第１グループインナーバレル部材と第２グループインナーバレル部材は、弾性体を介して第１のボルトにて締結されていることを特徴とする多段遠心流体機械。
【請求項１２】
請求項１１に記載の多段遠心流体機械おいて、
前記高圧側ヘッドフランジに設けられた第１の段差部と、前記アウターケーシングに設けられた第２の段差部とが接触することで、前記アウターケーシングに対し前記インナーバンドルが位置決めされることを特徴とする多段遠心流体機械。
【請求項１３】
請求項１２に記載の多段遠心流体機械おいて、
前記第２の段差部と反対側の前記アウターケーシングの端面及び前記第１の段差部より下方の前記高圧側ヘッドフランジに第２のボルトにより締結されるプレートを有するホルダーを備えることを特徴とする多段遠心流体機械。
【請求項１４】
請求項１３に記載の多段遠心流体機械おいて、
前記弾性体はバネであって、前記第２グループインナーバレル部材に前記第１のボルトを挿通可能な貫通孔を備えると共に、前記貫通孔の開口部よりも大きな凹溝を有し、前記凹溝の底部に前記バネの一端が接触し、且つ、前記バネの他端が前記第１のボルトのヘッド部分に固定され接触していることを特徴とする多段遠心流体機械。
【請求項１５】
請求項１３に記載の多段遠心流体機械おいて、
前記弾性体は蛇腹状部材であって、前記第２グループインナーバレル部材に前記第１のボルトを挿通可能な貫通孔を備えると共に、前記貫通孔の開口部よりも大きな凹溝を有し、前記凹溝の底部に前記蛇腹状部材の一端が接触し、且つ、前記蛇腹状部材の他端が前記第１のボルトのヘッド部分に接触し前記第１のボルトの軸部を内包することを特徴とする多段遠心流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプや圧縮機などの一軸多段型の遠心流体機械に係り、特に多段遠心流体機械が有するインナーバンドルの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一軸多段型の遠心流体機械については、例えば、特許文献１に記載される技術が知られている。特許文献１に記載される多段遠心流体機械は、円筒形状のアウターケーシングと、このアウターケーシングに嵌合しロータとの間で作動ガスの流路を形成するインナーケーシングを備える。インナーケーシングをアウターケーシングの一端側でシェアキーが固定する。インナーケーシングのインナーバレルを、第１グループインナーバレルと第２グループインナーバレルとで構成し、第１グループインナーバレルと第２グループインナーバレルの各々を周方向複数個所に設けたタイボルトで締結する旨開示されている。  
また、特許文献１では、各グループインナーバレルの外周部に設けた溝部間を、複数の連結部材で連結する旨記載され、当該連結部材は断面Πであって、一方側にボルト貫通部を、他方側に嵌合部を有し、その間を水平部が接続している。ボルト貫通部は、第１グループインナーバレルのインナーバレル部材の深溝部である嵌合部に嵌合し、水平部は、２つのインナーバレル部材間にまたがっている。嵌合部は、第２グループインナーバレルのインナーバレル部材の深溝部である嵌合部に嵌合することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０６１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、バレル型ケーシング内部に収容されるインナーケーシングを軸方向に２つのグループにグループ化し、各グループを軸方向に製作誤差以上の隙間を有して嵌合する連結部材を配置する構成である。しかしながら、このような連結部材により嵌合される２つのグループのインナーケーシングを、高圧側ヘッドフランジに対し組み付ける際、隙間を有するが故にガタが生じ、組立作業（組付け作業）において時間を要する虞がある。すなわち、特許文献１に記載される構成では、組立作業の効率化を図ることは困難である。
【０００５】
そこで本発明は、高圧側ヘッドフランジに対するインナーケーシングの組付け作業の効率化を図り得る多段遠心流体機械を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る多段遠心流体機械は、少なくとも、軸方向に複数の羽根車が取り付けられたロータと、円筒形状のアウターケーシングと、前記アウターケーシングに嵌合し作動流体の流路を形成するインナーバンドルと、を備え、前記インナーバンドルは、高圧側ヘッドフランジと、低圧側ヘッドフランジと、前記高圧側ヘッドフランジと低圧側ヘッドフランジの間に配されるインナーケーシングと、を有し、前記高圧側ヘッドフランジと前記インナーケーシングは、弾性体を介して第１のボルトにて締結されていることを特徴とする。  
また、本発明に係る他の多段遠心流体機械は、少なくとも、軸方向に複数の羽根車が取り付けられたロータと、円筒形状のアウターケーシングと、前記アウターケーシングに嵌合し作動流体の流路を形成するインナーバンドルと、を備え、前記インナーバンドルは、高圧側ヘッドフランジと、低圧側ヘッドフランジと、複数のインナーバレル部材と、を有し、前記複数のインナーバレル部材を第１グループインナーバレル部材と第２グループインナーバレル部材とで構成し、軸方向に相互に隣接する第１グループインナーバレル部材と第２グループインナーバレル部材は、弾性体を介して第１のボルトにて締結されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高圧側ヘッドフランジに対するインナーケーシングの組付け作業の効率化を図り得る多段遠心流体機械を提供することが可能となる。  
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例に係る実施例１の多段遠心流体機械の縦断面図である。
【図２】図１に示す多段遠心流体機械のＡ断面矢視図である。
【図３】図１に示す多段遠心流体機械のＢ断面矢視図である。
【図４】図１に示す主要部Ｃの拡大図である。
【図５】図１に示す多段遠心流体機械の組立工程の概要を示す図である。
【図６】図４に示す各部に作用する力を説明するための図である。
【図７】本発明の他の実施例に係る実施例２の多段遠心流体機械の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書において、「多段遠心流体機械」とは、軸方向に複数の羽根車が取り付けられたロータを有する多段遠心圧縮機及びポンプを含む。また、「作動流体」は、多段遠心流体機械が多段遠心圧縮機の場合においては作動ガス、多段遠心流体機械がポンプの場合においては、作動液体とも称される。以下では、多段遠心圧縮機を一例として、多段遠心流体機械について説明する。  
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の一実施例に係る実施例１の多段遠心流体機械の縦断面図であり、バレル型ケーシング１０を有する多段遠心流体機械（多段遠心圧縮機）１００の縦断面図である。図１において、白抜き矢印は作動流体（作動ガス）の流れの方向を示している。図１に示すように、回転軸３０には複数枚（図１では５枚の場合を一例として示す）の羽根車（４１，５１，６１，７１，８１）が取り付けられており、これらはロータ３を構成する。回転軸３０の両軸端部には、一対のラジアル軸受３１，３２が配設されており、一方のラジアル軸受３１のさらに軸端側にはスラスト軸受３６が配設されている。ラジアル軸受３１，３２は、回転軸３０を回転可能に支承する。スラスト軸受３６は、ロータ３に加わるスラスト負荷を支承する。またラジアル軸受３１，３２、及びスラスト軸受３６はベアリングサポート３７，３８に取り付けられており、スラスト軸受３６よりも軸端側はカバー３９で覆われている。  
羽根車（４１，５１，６１，７１，８１）とラジアル軸受３１，３２間には、ロータ３内部で圧縮され高圧となった作動流体（作動ガス）が外部へ漏洩するのを防止するために、シール部３３，３４が配設されている。シール部３３，３４には、外部からシールガスが図示しないガスシール部により供給される。
【００１１】
多段遠心流体機械（多段遠心圧縮機）１００は、２重胴型のバレル型ケーシング１０であり、インナーバンドル１とアウターケーシング２とを有している。アウターケーシング２には、図示しない吸込みノズルから初段羽根車４１へ作動流体（作動ガス）を供給するための吸込み流路１７ａと、最終段羽根車８１から図示しない吐出ノズルを経由して、この多段遠心流体機械（多段遠心圧縮機）１００の外部へ圧縮された作動流体（作動ガス）を吐出するための吐出流路１７ｄとが形成されている。さらに、中間段の圧縮された作動流体（作動ガス）を一旦機外へ取り出して冷却するための吐出流路１７ｂ及び多段遠心流体機械（多段遠心圧縮機）１００内へ戻すための吸込み流路１７ｃも形成されている。
【００１２】
更に詳細には、作動流体（作動ガス）は、吸込み流路１７ａ及び吸込み流路１８ａを介して初段羽根車４１へ流入する。初段羽根車４１にて圧縮された後、羽根車４１の下流側であって半径方向外方に形成されたディフューザ及びディフューザ流路を経由して、Ｕ字状に形成された流路から半径方向内向きの流れとなりリターンチャンネルに流入する。リターンチャンネルの最内径側は次段の圧縮機を構成する羽根車５１の吸込み流路となっており、この吸込み流路を介して作動流体（作動ガス）は第２段圧縮機を構成する羽根車５１へ流入する。羽根車５１にて圧縮され高圧となった作動流体（作動ガス）は、第２段のディフューザ及びディフューザ流路を経由してリターンチャンネルに流入する。リターンチャンネルの最内径側は次段の圧縮機を構成する羽根車６１の吸込み流路となっており、この吸込み流路を介して作動流体（作動ガス）は第３段圧縮機を構成する羽根車６１へ流入する。羽根車６１にて圧縮され高圧となった作動流体（作動ガス）は、第３段のディフューザ及びディフューザ流路を経由して、吐出流路１７ｂから一旦機外へ吐出される。
【００１３】
機外にて冷却された高圧の作動流体（作動ガス）は、吸込み流路１７ｃを介して第４段圧縮機を構成する羽根車７１へ流入する。羽根車７１にて圧縮され高圧となった作動流体（作動ガス）は、ディフューザ及びディフューザ流路を経由してリターンチャンネルに流入する。リターンチャンネルの最内径側は次段の圧縮機を構成する羽根車８１の吸込み流路となっており、この吸込み流路を介して作動流体（作動ガス）は最終段圧縮機を構成する、最終段羽根車８１へ流入する。羽根車８１にて圧縮され高圧となった作動流体（作動ガス）は、吐出流路１７ｄより多段遠心流体機械（多段遠心圧縮機）１００の外部へ吐出される。なお、本実施例では、回転軸３０に取り付けられる羽根車の枚数を５枚とする場合を一例として示すが、回転軸３０の軸方向に沿って回転軸３０に取り付けられる羽根車の枚数はこれに限られるものではない。
【００１４】
インナーバンドル１は、ロータ３と共に多段遠心流体機械（多段遠心圧縮機）１００の作動流体（作動ガス）の流路を形成する。インナーケーバンドル１は、初段羽根車４１への吸込み流路１８ａを形成する低圧側ヘッドフランジ１２と、吐出流路を形成する高圧側ヘッドフランジ１１を両軸端部側に有している。さらに、これら高圧側ヘッドフランジ１１及び低圧側ヘッドフランジ１２との間には、羽根車を出た流れを次段の羽根車へと導く流路（上述のディフューザ流路及びリターンチャンネル）を形成するために、インナーバレル部材４が配設されている。インナーバレル部材４は水平２分割形状であり、水平分割された各インナーバレル部材４は、軸方向に複数に分割されている。そしてロータ３の軸方向に複数配設される各インナーバレル部材４は、インナーケーシング５とインローにて嵌合することによって一体化されている。なお、ロータ３を回転駆動する図示しない電動機（モータ）等の駆動装置が、２つのヘッドフランジである高圧側ヘッドフランジ１１及び低圧側ヘッドフランジ１２のうち、何れか一方側に配設されている。
【００１５】
ここで、インナーバンドル１をアウターケーシング２に安定して保持するために、第１のシェアキー２１及び第２のシェアキー２２と称される係止部材を用いている。第１のシェアキー２１及び第２のシェアキー２２を係止部材として用いるため、インナーバンドル１を構成する低圧側ヘッドフランジ１２の外周部であって機外側端部には、段付部（段差部）１２ａが形成されている。この段付部（段差部）１２ａに対応して、アウターケーシング２のスラスト軸受３６側の内周面には、溝部１４ｂが形成されている。アウターケーシング２の内周面に形成された溝部１４ｂ及び低圧側ヘッドフランジ１２の外周部であって機外側端部に形成された段付部（段差部）１２ａは、周方向複数個所で円弧状の第１のシェアキー２１及び第２のシェアキー２２にて係止されている。第２のシェアキー２２は溝部1４ｂ及び段付部（段差部）１２ａの双方に係止する。一方、第２のシェアキー２２に連接する第１のシェアキー２１は段付形状をしており、段付部（段差部）２１ａでアウターケーシング２の溝部１４ｂの角部１４ａに係止する。  
なお、高圧側ヘッドフランジ１１側のアウターケーシング２の内周面に形成された段付部（段差部）１３ｄ（第２の段差部）は、インナーバンドル１を構成する高圧側ヘッドフランジ１１に形成した位置決め部（段差部）１１ｄ（第１の段差部）とインロー結合している。このインロー結合部は、第１のシェアキー２１及び第２のシェアキー２２と協働して、インナーバンドル１とアウターケーシング２を軸方向に位置決めする。
【００１６】
図２は、図１に示す多段遠心流体機械のＡ断面矢視図であり、説明の便宜上、ロータ３部を省略した図である。図２に示すように、円筒形状のアウターケーシング２の内部には、吐出流路１７ｂが形成されており、圧縮された作動流体（作動ガス）がインナーバレル部材４ａの外周面及びアウターケーシング２の内周面との間隙により形成された吐出流路１７ｂを通って吐出口１７ｂ’から吐出する。
【００１７】
図３、図１に示す多段遠心流体機械のＢ断面矢視図であり、説明の便宜上、ロータ３部を省略した図である。円筒形状のアウターケーシング２の内側には高圧側ヘッドフランジ１１が配設され、この高圧側ヘッドフランジ１１とアウターケーシング２の円環状の境界３０１に相互に等間隔にて離間するようボルト１４２（第１のボルト）が配置されている。そして、このボルト１４２（第１のボルト）によりインナーケーシング５（図３では図示せず）と高圧側ヘッドフランジ１１が締結されることによって一体化される。
【００１８】
図４は、図１に示す主要部Ｃの拡大図である。図４に示すように、高圧側ヘッドフランジ１１とインナーケーシング５はボルト１４２（第１のボルト）にて締結されている。ボルト１４２（第１のボルト）と高圧側ヘッドフランジ１１との間には、弾性体１４４が介在し、この弾性体１４４がインナーケーシング５及び高圧側ヘッドフランジ１１の軸方向の変位を吸収する構造となっている。  
また、ボルト１４３ａ（第２のボルト）によりプレート１４３ｃとアウターケーシング２が締結され、且つ、高圧側ヘッドフランジ１１に形成された位置決め部（段差部）１１ｄ（第１の段差部）よりも下方にてボルト１４３ｂ（第２のボルト）によりプレート１４３ｃと高圧側ヘッドフランジ１１が締結される構造を備える。これら、ボルト１４３ａ（第２のボルト）、ボルト１４３ｂ（第２のボルト）、及びプレート１４３ｃによりホルダー１４３が構成される。このように、ホルダー１４３により、アウターケーシング２とインナーバンドル１を構成する高圧側ヘッドフランジ１１とは、常に接触する状態が維持される。そして、インナーバンドル１を構成するインナーケーシング５は、アウターケーシング２に常に接触する高圧側ヘッドフランジ１１にボルト１４２（第１のボルト）にて締結され、固定されている。
【００１９】
図４に示すように、アウターケーシング２は、ホルダー１４３を構成するプレート１４３ｃと当接する側の面とは軸方向反対側の面に段付部（段差部）１３ｄ（第２の段差部）を備える。また、高圧側ヘッドフランジ１１の半径方向外周部付近、すなわち、円筒形状の高圧側ヘッドフランジ１１の外周面近傍であって、アウターケーシング２に形成された段付部（段差部）１３ｄ（第２の段差部）に面する側に位置決め部（段差部）１１ｄ（第１の段差部）を備える。そして、高圧側ヘッドフランジ１１の半径方向外周部付近には、位置決め部（段差部）１１ｄ（第１の段差部）からインナーケーシング５の軸端部と面する側の面に至る、ボルト１４２（第１のボルト）を挿通可能な貫通孔が形成されている。また、高圧側ヘッドフランジ１１に形成された位置決め部（段差部）１１ｄ（第１の段差部）には、アウターケーシング２に形成された段付部（段差部）１３ｄ（第２の段差部）に対向する側の面に、貫通孔の開口部よりも大きな凹溝が形成されている。  
弾性体１４４の一端は上記凹溝の底部に接触し、弾性体１４４の他端はボルト１４２（第１のボルト）のヘッド部分に接触している。ここで弾性体１４４は、例えば、一端が高圧側ヘッドフランジ１１に形成された凹溝の底部に接触し、他端がボルト１４２（第１のボルト）のヘッド部分に固定された複数のバネが、ボルト１４２（第１のボルト）の外周面を囲むよう所定の間隔にて離間し複数配される構成を有する。または、一端が高圧側ヘッドフランジ１１に形成された凹溝の底部に接触し、他端がボルト１４２（第１のボルト）のヘッド部分に接触する蛇腹状のバネがボルト１４２（第１のボルト）の軸部を内包するよう設けられる構成を有する。  
なお、弾性体１４４としてのバネは、例えば、皿バネ又は竹の子バネ等が用いられる。また、バネに代えて、金属材料を埋め込んだゴム製部材或いは積層ゴムなどを用いても良い。なお、この場合、金属材料を埋め込んだゴム製部材或いは積層ゴムは、皿バネ又は竹の子バネと同程度のヤング率を有するものとすれば良い。
【００２０】
図５は、図１に示す多段遠心流体機械の組立工程の概要を示す図である。以下では、インナーバンドル１が水平２分割形状を有する場合を一例として、組付け手順につき説明する。  
第１の工程（Ｓ１１）では、インナーバンドル１を構成するインナーケーシング５（上側半分、下側半分）に、複数枚のインナーバレル部材４を組付ける。  
第２の工程（Ｓ１２）では、ロータ３を、複数枚のインナーバレル部材４が組付けられたインナーケーシング５へ組付ける。
【００２１】
第３の工程（Ｓ１３）では、低圧側ヘッドフランジ１２にベアリングサポート３７（下側半分）を取り付け、且つ、高圧側ヘッドフランジ１１にベアリングサポート３８（下側半分）を取り付けた状態で、ロータ３が組付けられたインナーケーシング５（下側半分）に組み付ける。  
第４の工程（Ｓ１４）では、低圧側のラジアル軸受３１及びスラスト軸受３６を組付けた後、ベアリングサポート３７（上側半分）を組み付ける。  
第５の工程（Ｓ１５）では、高圧側のラジアル軸受３２を組付けた後、ベアリングサポート３８（上側半分）を組み付ける。
【００２２】
第６の工程（Ｓ１６）では、上側半分のインナーケーシング５を下側半分のインナーケーシング５に組み付ける。  
第７の工程（Ｓ１７）では、上記第６の工程（Ｓ１６）にて組付けた上側半分のインナーケーシング５及び下側半分のインナーケーシング５（以下、カートリッジと称する）を、アウターケーシング２に組み込む。
【００２３】
第８の工程（Ｓ１８）では、第１のシェアキー２１及び第２のシェアキー２２を組み込み、上述のように、第２のシェアキー２２が溝部1４ｂ及び段付部（段差部）１２ａの双方に係止し、第２のシェアキー２２に連接する第１のシェアキー２１の段付部（段差部）２１ａでアウターケーシング２の溝部１４ｂの角部１４ａに係止する。  
第９の工程（Ｓ１９）では、カートリッジをホルダー１４３にて位置決めする。  
以上にて、多段遠心流体機械の組立工程が終了する。
【００２４】
なお、例えば、上述の第６の工程（Ｓ１６）では、複数枚のインナーバレル部材４が組付けられた上側半分のインナーケーシング５を、下側半分のインナーケーシング５に組み付ける際において、クレーンなどにより、重量物である複数枚のインナーバレル部材４が組付けられた上側半分のインナーケーシング５を吊り上げる必要がある。また、上述の第３の工程（Ｓ１３）において、低圧側ヘッドフランジ１２にベアリングサポート３７（下側半分）を取り付け、且つ、高圧側ヘッドフランジ１１にベアリングサポート３８（下側半分）を取り付けた状態で、ロータ３が組付けられたインナーケーシング５（下側半分）に組み付ける場合において、例えば、特許文献１に記載される構成では、インナーケーシングを軸方向に２つのグループにグループ化し、各グループを軸方向に製作誤差以上の隙間を有して嵌合する連結部材を配置する構成であるが故、ガタが生じ、組立作業（組付け作業）において時間を要する虞がある。
【００２５】
これに対し、本実施例の多段遠心流体機械（多段遠心圧縮機）１００の構成によれば、特許文献１に記載される構成に起因するガタが生ずることなく組立作業（組付け作業）を行うことができる。以下では、そのメカニズムについて説明する。
【００２６】
図６は、図４に示す各部に作用する力を説明するための図である。インナーバンドル１の組立作業時においては、インナーケーシング５と高圧側ヘッドフランジ１１を弾性体１４４の弾性力で固定し、インナーケーシング５と高圧側ヘッドフランジ１１の一体化を維持する。また、多段遠心流体機械（多段遠心圧縮機）１００の運転時においては、ホルダー１４３にて高圧側ヘッドフランジ１１をアウターケーシング２に密着させ、高圧側ヘッドフランジ１１に加わる軸方向の荷重（白抜き矢印で示す）はアウターケーシング２が受け持つことで、ボルト１４２（第１のボルト）に過大な荷重が掛かることを防ぐことができる。また、ボルト１４２（第１のボルト）によるインナーケーシング５と高圧側ヘッドフランジ１１との締結部間に隙間を許容することで、組立時に生じる製品の加工交差、及び運転中のインナーケーシング５の軸方向の変位を吸収できる。  
なお、例えば、上述のように弾性体１４４としてバネを用いた場合、図６においてボルト１４２（第１のボルト）に付された黒塗り矢印にて示すバネの反力により、組立作業時における黒塗り矢印にて示すインナーケーシング５及びインナーバレル部材４に生ずる軸方向変位或いは軸方向荷重が吸収される。
【００２７】
以上の通り本実施例によれば、高圧側ヘッドフランジに対するインナーケーシングの組付け作業の効率化を図り得る多段遠心流体機械を提供することが可能となる。  
また、本実施例によれば、運転時におけるボルトに過大な荷重が掛かることを防止することができる。
【実施例２】
【００２８】
図７は、本発明の他の実施例に係る実施例２の多段遠心流体機械２００の縦断面図である。本実施例では、インナーケーシングを有さず、複数のインナーバレル部材を第１グループインナーバレル部材と第２グループインナーバレル部材とで構成し、軸方向に相互に隣接する第１グループインナーバレル部材と第２グループインナーバレル部材とを弾性体１４４を介してボルト１４２（第１のボルト）にて締結する構成とした点が、実施例１と異なる。実施例１と同様の構成要素に同一の符号を付し、以下では実施例１と重複する説明を省略する。
【００２９】
図７において、白抜き矢印は作動流体（作動ガス）の流れの方向を示している。図７に示すように、回転軸３０には複数枚（図７では５枚の場合を一例として示す）の羽根車（４１，５１，８１，７１，６１）が取り付けられており、これらはロータ３を構成する。回転軸３０の両軸端部には、一対のラジアル軸受３１，３２が配設されており、一方のラジアル軸受３１のさらに軸端側にはスラスト軸受３６が配設されている。ラジアル軸受３１，３２は、回転軸３０を回転可能に支承する。スラスト軸受３６は、ロータ３に加わるスラスト負荷を支承する。スラスト軸受３６よりも軸端側はカバー３９で覆われている。  
多段遠心流体機械（多段遠心圧縮機）２００は、２重胴型のバレル型ケーシング１０ａであり、インナーバンドル１ａとアウターケーシング２とを有している。アウターケーシング２には、図示しない吸込みノズルから初段羽根車４１へ作動流体（作動ガス）を供給するための吸込み流路１７ａと、最終段羽根車８１から図示しない吐出ノズルを経由して、この多段遠心流体機械（多段遠心圧縮機）２００の外部へ圧縮された作動流体（作動ガス）を吐出するための吐出流路１７ｄとが形成されている。さらに、中間段の羽根車を背面対向させているため、中間段の圧縮された作動流体（作動ガス）を一旦機外へ取り出して冷却するための吐出流路１７ｂ及び多段遠心流体機械（多段遠心圧縮機）２００内へ戻すための吸込み流路１７ｃも形成されている。また、インナーバンドル１ａは、初段羽根車４１への吸込み流路１８ａを形成する低圧側ヘッドフランジ１２と、中間段羽根車への吸込み流路１８ｂを形成する高圧側ヘッドフランジ１１を両軸端部側に有している。インナーバレル部材４は水平２分割形状であり、水平分割された各インナーバレル部材４は、軸方向に複数に分割されている。そしてインナーバレル部材４は、背面対向している羽根車間で２つのグループに分けられており、第１グループはタイボルト１４５にて一体化され、第２グループはタイボルト１４６にて一体化されている。また、ホルダー１４３により、アウターケーシング２とインナーバンドル１ａを構成する高圧側ヘッドフランジ１１とは、常に接触する状態が維持される。
【００３０】
第１グループを構成するインナーバレル部材４（以下、第１グループインナーバレル部材と称する）のうち軸方向において最も高圧側ヘッドフランジ１１側に位置するインナーバレル部材４と、第２グループを構成するインナーバレル部材４（第２グループインナーバレル部材）のうち軸方向において最も低圧側ヘッドフランジ１２側に位置するインナーバレル部材４とは、ボルト１４２（第１のボルト）にて締結されている。すなわち、ボルト１４２（第１のボルト）は、最終段圧縮機を構成する最終段羽根車８１の吐出流路１７ｄの端部近傍において、第１グループインナーバレル部材と第２グループインナーバレル部材とを締結する。ボルト１４２（第１のボルト）と、第２グループインナーバレル部材のうち軸方向において最も低圧側ヘッドフランジ１２側に位置するインナーバレル部材４と隣接し高圧側ヘッドフランジ１１側に配設されるインナーバレル部材４との間には、弾性体１４４が介在している。この弾性体１４４が、第１グループインナーバレル部材のうち軸方向において最も高圧側ヘッドフランジ１１側に位置するインナーバレル部材４及び第２グループインナーバレル部材のうち軸方向において最も低圧側ヘッドフランジ１２側に位置するインナーバレル部材４の軸方向の変位を吸収する構造となっている。
【００３１】
第２グループインナーバレル部材のうち軸方向において最も低圧側ヘッドフランジ１２側に位置するインナーバレル部材４には、ボルト１４２（第１のボルト）を挿通可能な貫通孔が形成されている。また、第２グループインナーバレル部材のうち軸方向において最も低圧側ヘッドフランジ１２側に位置するインナーバレル部材４には、第２グループインナーバレル部材のうち軸方向において最も低圧側ヘッドフランジ１２側に位置するインナーバレル部材４と隣接し高圧側ヘッドフランジ１１側に配設されるインナーバレル部材４と対向する側の面に、貫通孔の開口部よりも大きな凹溝が形成されている。  
実施例１と同様に、弾性体１４４の一端は上記凹溝の底部に接触し、弾性体１４４の他端はボルト１４２（第１のボルト）のヘッド部分に接触している。ここで弾性体１４４は、例えば、一端が上記凹溝の底部に接触し、他端がボルト１４２（第１のボルト）のヘッド部分に固定された複数のバネが、ボルト１４２（第１のボルト）の外周面を囲むよう所定の間隔にて離間し複数配される構成を有する。または、一端が上記凹溝の底部に接触し、他端がボルト１４２（第１のボルト）のヘッド部分に接触する蛇腹状のバネがボルト１４２（第１のボルト）の軸部を内包するよう設けられる構成を有する。  
なお、弾性体１４４としてのバネは、例えば、皿バネ又は竹の子バネ等が用いられる。また、バネに代えて、金属材料を埋め込んだゴム製部材或いは積層ゴムなどを用いても良い。なお、この場合、金属材料を埋め込んだゴム製部材或いは積層ゴムは、皿バネ又は竹の子バネと同程度のヤング率を有するものとすれば良い。
【００３２】
以上の通り本実施例によれば、タイボルトにて締結された第１グループインナーバレル部材と、タイボルトにて第２グループインナーバレル部材とを、弾性体を介してボルトにより締結する構成であることから、高圧側ヘッドフランジに対するインナーバレル部材の組付け作業の効率化を図ることが可能となる。
【００３３】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１，１ａ…インナーバンドル
２…アウターケーシング
３…ロータ
４，４ａ…インナーバレル部材
５…インナーケーシング
１０，１０ａ…バレル型ケーシング
１１…高圧側ヘッドフランジ
１１ｄ…位置決め部（段差部）
１２…低圧側ヘッドフランジ
１２ａ…段付部（段差部）
１３ｄ…段付部（段差部）
１４ａ…角部
１４ｂ…溝部
１７ａ…吸込み流路
１７ｂ…吐出流路
１７ｂ’…吐出口
１７ｃ…吸込み流路
１７ｄ…吐出流路
１８ａ…吸込み流路
２１…第１のシェアキー
２１ａ…段付部（段差部）
２２…第２のシェアキー
３０…回転軸
３１，３２…ラジアル軸受
３３，３４…シール部
３６…スラスト軸受
３７，３８…ベアリングサポート
３９…カバー
４１，５１，６１，７１，８１…羽根車
１００，２００…多段遠心流体機械（多段遠心圧縮機）
１４１…ボルト
１４２…ボルト
１４３…ホルダー
１４３ａ，１４３ｂ…ボルト
１４３ｃ…プレート
１４４…弾性体
１４５，１４６…タイボルト
３０１…境界
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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