(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体上に設置された遠心式の第１段圧縮機と、
前記筐体上に設置された遠心式の第２段圧縮機と、
前記第１段圧縮機及び第２段圧縮機を駆動する駆動手段と
を備え、
前記筐体内は、第１の熱交換器を収納し前記第１段圧縮機により圧縮された外気が送られる第１冷却室と、第２の熱交換器を収納し前記第１冷却室を経た空気が前記第２段圧縮機によりさらに圧縮されて送られる第２冷却室と、前記駆動手段に送られる潤滑油を収納したオイルタンクと、前記第２冷却室を経て大気へ放出される排気が送られる放風サイレンサ室とに仕切られており、
前記放風サイレンサ室は、放風サイレンサを収納し、前記第１冷却室及び前記第２冷却室と、前記オイルタンクとの間に位置している
ことを特徴とするターボ圧縮機。
【請求項２】
前記筐体は、内部を、前記第１冷却室と、前記第２冷却室と、前記オイルタンクと、前記放風サイレンサ室とに仕切る仕切板とともに、鋳物によって一体的に構成されている
ことを特徴とする請求項１記載のターボ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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関し、特に、放風サイレンサ室を筐体内に内蔵してコンパクト化、静音化を図ったターボ圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ターボ圧縮機として、特許文献１に記載されているように、第１段圧縮機で圧縮した流体を、さらに第２段圧縮機で圧縮して排出する２段式のターボ圧縮機が提案されている。このようなターボ圧縮機は、鋳物からなる筐体を有し、この筐体上に、第１段圧縮機と第２段圧縮機とが設置されて構成されている。第１段圧縮機のインペラと第２段圧縮機のインペラとは、回転軸で連結されている。回転軸は、駆動モータの出力軸と平行に配置されており、その中央部の歯車装置を介して駆動モータによって回転操作させる。
【０００３】
このターボ圧縮機においては、吸入口から外気が吸入され、この外気が第１段圧縮機によって圧縮されて、筐体の第１冷却室に送られる。第１冷却室には、第１の熱交換器が収納されている。圧縮された空気は、第１の熱交換器によって冷却されて、第１冷却室から第２段圧縮機に送られ、さらに圧縮される。第２段圧縮機により圧縮された空気は、筐体の第２冷却室に送られる。第２冷却室には、第２の熱交換器が収納されている。圧縮された空気は、第２の熱交換器によって冷却されて、第２冷却室から排出口を経て排出される。
【０００４】
特許文献１に記載されたターボ圧縮機は、小型化のために筐体内のレイアウトが工夫されており、筐体内には、第１の熱交換器を収納した第１冷却室と、第２の熱交換器を収納した第２冷却室と、潤滑油を収納したオイルタンクとが密接して配置されている。
【０００５】
一般的な遠心式ターボ圧縮機は、圧縮した空気が工場等で余剰となり、外気を吸い込む量に対して圧縮した空気の消費量が少なくなった場合、圧縮機の出口圧力が上昇する。このとき、圧縮機出口部に設置されたセンサーによって検出した圧力値があらかじめ設定された値を超えたときに第２冷却室出口に設置された放風弁を開き、圧縮された空気を外気へ放出する。また、放風弁が開くことによって生じる騒音を低減するため、放風弁から大気への放風口までの間に、放風サイレンサを設置する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４７０４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述のような遠心式のターボ圧縮機用の放風サイレンサは、サージング現象を防止するため圧力損失の低いものを使用しなければならい。サージングとは、インペラの中で空気の逆流が生じる現象である。サージングが生ずると、激しい脈動を伴い正常な運転ができなくなる。このため、放風サイレンサには圧力損失の小さいマフラーや吸音材を貼り付けたダクト等を使用して消音、空気を減速させるのが一般的である。しかし、騒音低減効果はその放風サイレンサの大きさに見合ったものとなるため、コンパクト化を図った遠心式ターボ圧縮機では、放風音を十分に抑制できないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、放風サイレンサも含めて、狭い場所にも設置することができ、また、圧縮された空気を外気へ放出するときの騒音を十分に低減させることができるターボ圧縮機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係るターボ圧縮機は、以下の構成を有するものである。
【００１０】
〔構成１〕
筐体と、筐体上に設置された遠心式の第１段圧縮機と、筐体上に設置された遠心式の第２段圧縮機と、第１段圧縮機及び第２段圧縮機を駆動する駆動手段とを備え、筐体内は、第１の熱交換器を収納し第１段圧縮機により圧縮された外気が送られる第１冷却室と、第２の熱交換器を収納し第１冷却室を経た空気が第２段圧縮機によりさらに圧縮されて送られる第２冷却室と、駆動手段に送られる潤滑油を収納したオイルタンクと、第２冷却室を経て大気へ放出される排気が送られる放風サイレンサ室とに仕切られており、放風サイレンサ室は、放風サイレンサを収納し、第１冷却室及び第２冷却室と、オイルタンクとの間に位置していることを特徴とするものである。
【００１１】
〔構成２〕
構成１を有するターボ圧縮機において、筐体は、内部を、第１冷却室と、第２冷却室と、オイルタンクと、放風サイレンサ室とに仕切る仕切板とともに、鋳物によって一体的に構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るターボ圧縮機においては、構成１を有することにより、筐体内において、放風サイレンサ室は、第１冷却室及び第２冷却室と、オイルタンクとの間に位置しているので、放風サイレンサによる消音効果を増大させることができ、オイルタンクと第１及び第２冷却室との間に空気層が存在することにより、また、放風サイレンサ室を通過する排気により、オイルタンク内の潤滑油の温度上昇が抑制される。
【００１３】
そして、このターボ圧縮機においては、部品点数の削減による製造コストの低廉化が図られ、また、放風サイレンサも含めて、狭い場所にも設置することができる。
【００１４】
また、本発明に係るターボ圧縮機においては、構成２を有することにより、筐体は、内部を仕切る仕切板とともに、鋳物によって一体的に構成されているので、放風サイレンサによる消音効果を増大させることができる。
【００１５】
すなわち、本発明は、放風サイレンサも含めて、狭い場所にも設置することができ、また、排気を外気に放出するときの騒音を十分に低減させることができるターボ圧縮機を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るターボ圧縮機の平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るターボ圧縮機の側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るターボ圧縮機の正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るターボ圧縮機の筐体の構成を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係るターボ圧縮機の平面図である。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態に係るターボ圧縮機の側面図である。
【００２０】
図３は、本発明の実施形態に係るターボ圧縮機の正面図である。
【００２１】
本発明に係るターボ圧縮機は、いわゆるギアードターボ圧縮機であり、図１乃至図３に示すように、鋳物からなる筐体４６を有し、この筐体４６上に、遠心式の第１段圧縮機５と、遠心式の第２段圧縮機６が設置されて構成されている。
【００２２】
このターボ圧縮機は、駆動手段となる駆動モータ１の出力軸２により、歯車装置３を介して、第１段及び第２段圧縮機５，６のインペラ（羽根車）を高速回転させ、吸入した空気（ガス）に運動エネルギーを与え、これを効率よく減速して圧力へ変換することにより、空気（ガス）を圧縮するようにした２段型圧縮機である。このターボ圧縮機においては、中間冷却を行って等温圧縮に近づけ、容積効率を高めて、全体の圧縮効率を高めるようになっている。
【００２３】
駆動モータ１は、いわゆるフランジモータであり、フランジ１ａを介して、筐体４６上に固定されている。回転軸４は、駆動モータ１の出力軸２に平行に配置され、歯車装置（増速機）３を介して出力軸２に接続されている。この回転軸４の駆動モータ１側の端部には、第１段圧縮機５が設けられている。回転軸４の反対側の端部には、第２段圧縮機６が設けられている。回転軸４は、中央部において歯車装置３を介して駆動力が伝達され、駆動モータ１側となる一端側に第１段圧縮機５のインペラが取付けられ、他端側に第２段圧縮機６のインペラが取付けられている。
【００２４】
第１段及び第２段圧縮機５，６は、回転軸４に取付けられたインペラの周囲に、ディフューザ及び渦巻室を備えて構成されている。第１段及び第２段圧縮機５，６は、インペラが高速回転されることにより、インペラの中心部において吸引した空気（ガス）を径方向外方に加速する。加速された空気は、ディフューザ及び渦巻室を通って減速され、速度が圧力に変換される。
【００２５】
歯車装置３においては、駆動モータ１の出力軸２に大歯車（ブルギア）が接続され、この大歯車に噛合した小歯車（ピニオンギア）が増速回転して、回転軸４に駆動力を伝達する。
【００２６】
図４は、本発明の実施形態に係るターボ圧縮機の筐体の構成を示す横断面図である。
【００２７】
筐体４６内は、図４に示すように、空気（ガス）を導く通路となる第１及び第２冷却室４４，４５と、回転軸４の軸受や歯車装置３に必要な潤滑油が充填されているオイルタンク６０と、放風サイレンサ室（ブロータンク）８０とに仕切られている。第１冷却室４４及び第２冷却室４５には、空気（ガス）を冷却するための第１の熱交換器（インタークーラ）４７及び第２の熱交換器（アフタークーラ）４８が収納されている。筐体４６は、内部を第１冷却室４４と、第２冷却室４５と、オイルタンク６０と、放風サイレンサ室８０とに仕切る仕切板とともに、鋳物によって一体的に構成されている。放風サイレンサ室８０は、放風サイレンサ８２を収納しており、第１冷却室４４及び第２冷却室４５と、オイルタンク６０との間に位置している。
【００２８】
そして、図１に示すように、駆動モータ１の側方には、第１段圧縮機５の吸入管７及び吸入フィルタ８が配置されている。吸入フィルタ８は、大気空気中の異物吸入を防止するためのものである。このターボ圧縮機においては、第１段圧縮機５により、吸入管７から外気が吸入され、この外気が第１段圧縮機５によって圧縮され、筐体４６の空気通路部を経て、図４に示すように、第１冷却室入口４４ａから、筐体４６の第１冷却室４４に送られる。
【００２９】
第１冷却室４４に送られた圧縮された空気は、２００°Ｃ程度になっているが、第１の熱交換器４７によって冷却される。第１の熱交換器４７によって冷却された空気は、第１冷却室４４から、第１冷却室出口４４ｂ及び配管９を経て、第２段圧縮機６に送られる。
【００３０】
第２段圧縮機６は、送られた空気をさらに圧縮して、筐体４６の空気通路部１０を経て、第２冷却室入口４５ａから、筐体４６の第２冷却室４５に送る。第２冷却室４５に送られた空気は、第２の熱交換器４８によって、４０°Ｃ程度まで冷却される。第２の熱交換器４８によって冷却された空気は、第２冷却室４５から、第２冷却室出口４５ｂを経て、排出される。第２冷却室出口４５ｂから排出された空気は、工場等において使用されるために図示しない配管を経て送られる。
【００３１】
このターボ圧縮機は、圧縮した空気が工場等で余剰となり、外気を吸い込む量に対して圧縮した空気の消費量が少なくなった場合、圧縮機の出口圧力が上昇する。このとき、圧縮機出口部に設置されたセンサーによって検出した圧力値があらかじめ設定された値を超えたとき、放風弁８３を開く。このときには、使用されない圧縮された排気は、第２冷却室出口４５ｂと放風サイレンサ室入口８０ａを繋ぐ配管８１を経て、放風サイレンサ室８０内に送られる。放風サイレンサ室８０に送られた排気は、この放風サイレンサ室８０に収納された放風サイレンサ８２を経て、放風サイレンサ室出口８０ｂから外気に放出される。放風サイレンサ８２は、圧縮された排気が導入され、消音しながら放風サイレンサ室８０内で放出し、排気の流速を落とすことによって、ターボ圧縮機の放風口における騒音を低減させるものである。この放風サイレンサ８２は、圧力損失が小さなマフラーや、吸音材が貼られたダクトを備えた構造を有して構成され、騒音を抑制するようになっている。
【００３２】
このターボ圧縮機においては、このターボ圧縮機を構成する他のユニット、すなわち、空気の流量を制御する吸入制御弁、運転及び停止や制御弁をコントロールする制御盤、軸受、歯車の潤滑のために必要な給油装置、潤滑油を筐体４６の外部へ漏出させないために筐体４６内を負圧に保つ排煙装置などは、全て筐体４６上に設置されており、省スペース化が図られている。
【００３３】
また、このターボ圧縮機においては、放風サイレンサ８２が筐体４６内に収納されていることにより、部品点数の削減が図られ、製造コストの低廉化が達成されるとともに、放風サイレンサも含めて、狭い場所にも設置することができる。
【００３４】
また、このターボ圧縮機においては、放風サイレンサ室８０が、第１冷却室及び第２冷却室４４，４５と、オイルタンク６０との間に位置しており、また、筐体４６が鋳物により一体的に構成されていることにより、放風サイレンサ８２による消音効果を増大させることができる。例えば、圧縮された排気が放出するときの音圧レベルが１２０ｄＢを超えるようなレベルであっても、この放風音を放風サイレンサ室８０で遮音、減衰させることができ、ターボ圧縮機の外部における騒音を十分に低減させることができる。
【００３５】
また、このターボ圧縮機においては、オイルタンク６０と第１及び第２冷却室４４，４５との間に空気層が存在することにより、また、放風サイレンサ室８０を通過する排気により、オイルタンク６０内の潤滑油の温度上昇が抑制される。従来、オイルタンク６０を筐体４６内に内蔵すると、第１及び第２冷却室４４，４５との隔壁において熱交換が発生し、潤滑油が高温空気から熱を吸収し、冷却された空気を再び暖めてしまうという現象が生ずる恐れがある。この現象が生ずると、オイルクーラの容量を増大させる必要が生じ、また、空気温度の上昇による圧縮機効率の低下が招来される。このターボ圧縮機においては、オイルタンク６０内の潤滑油の温度上昇が抑制されるので、オイルクーラの容量を増大させる必要がなく、また、空気温度の上昇による圧縮機効率の低下が生ずることもない。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
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適用され、特に、放風サイレンサ室を筐体内に内蔵してコンパクト化、静音化を図ったターボ圧縮機に適用される。
【符号の説明】
【００３７】
５  第１段圧縮機
６  第２段圧縮機
４４  第１冷却室
４５  第２冷却室
４６  筐体
４７  第１の熱交換器
４８  第２の熱交換器
６０  オイルタンク
８０  放風サイレンサ室
【図１】
0005672171.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005672171.tif 000005