(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転駆動される出力軸を有する回転駆動機と、
前記回転駆動機に対して前記軸線の延びる軸線方向に並んで配置され、前記出力軸の回転が伝達される圧縮機と、
前記回転駆動機及び前記圧縮機を鉛直方向の下方から支持する台板と、
前記軸線方向を含む方向に延びる筒状をなして前記台板の下方に配置され、前記回転駆動機及び前記圧縮機で使用される潤滑油を貯蔵する貯蔵タンクと、を備え、
前記貯蔵タンクは、前記鉛直方向の上方から見た際に、前記回転駆動機と少なくとも一部が重なる位置から、前記圧縮機と少なくとも一部が重なる位置まで延びるように前記台板に固定され、
前記台板は、
前記軸線方向に広がる台板本体と、
前記台板本体の下方から前記軸線方向と交差する方向に広がる板状をなし、前記軸線方向に離間して複数設けられる梁部とを有し、
前記貯蔵タンクは、
前記梁部に固定されている圧縮機モジュール。
【請求項２】
前記貯蔵タンクは、
外周面が前記台板と同じ材料で形成され、
内周面が前記外周面よりも耐食性の高い材料で形成されている請求項１に記載の圧縮機モジュール。
【請求項３】
軸線回りに回転駆動される出力軸を有する回転駆動機と、
前記回転駆動機に対して前記軸線の延びる軸線方向に並んで配置され、前記出力軸の回転が伝達される圧縮機と、
前記回転駆動機及び前記圧縮機を鉛直方向の下方から支持する台板と、
前記軸線方向を含む方向に延びる筒状をなして前記台板の下方に配置され、前記回転駆動機及び前記圧縮機で使用される潤滑油を貯蔵する貯蔵タンクと、を備え、
前記貯蔵タンクは、前記鉛直方向の上方から見た際に、前記回転駆動機と少なくとも一部が重なる位置から、前記圧縮機と少なくとも一部が重なる位置まで延びるように前記台板に固定され、
前記貯蔵タンクは、
外周面が前記台板と同じ材料で形成され、
内周面が前記外周面よりも耐食性の高い材料で形成されている圧縮機モジュール。
【請求項４】
前記貯蔵タンクと平行に延びる筒状をなして前記台板の下方で固定され、前記圧縮機で圧縮された作動流体を冷却する冷却部を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧縮機モジュール。
【請求項５】
前記貯蔵タンクは、前記鉛直方向の上方から見た際に、前記回転駆動機及び前記圧縮機の前記軸線方向の全領域と重なるように延びている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧縮機モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気やガス等の気体を圧縮する圧縮機と、圧縮機を駆動させるモータやタービン等の回転駆動機とを台板上に設置した圧縮機モジュールが、船等の海上設備に使用されている。このような圧縮機モジュールでは、圧縮機や回転駆動機で使用される潤滑油を回収する貯蔵タンクも一体に設けられている。【０００３】
例えば、特許文献１にはモータと複数の圧縮機とが一体化されたターボ圧縮機が記載されている。このターボ圧縮機では、モータと圧縮機とを繋ぐギアケースの下部に貯蔵タンクである潤滑油タンクが設けられている。【０００４】
ところで、この貯蔵タンクには、圧縮機及び回転駆動機で使用された潤滑油を回収するための配管が繋がれている。この配管は、圧縮機及び回転駆動機から貯蔵タンクに潤滑油を流入させるために、貯蔵タンクに向かうにしたがって下がるように勾配を持たせて配置する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−６０８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように貯蔵タンクをモータと圧縮機とを繋ぐギアケースの下部に配置した場合、圧縮機及び回転駆動機から貯蔵タンクまでの距離が離れてしまう。そのため、圧縮機や回転駆動機と貯蔵タンクとを繋ぐ配管の長さが長くなってしまう。その結果、潤滑油を流すために必要な勾配を確保して配管を配置するためには、スペースを大きく確保する必要がある。配管を設置するためのスペースが大きくなることで、圧縮機モジュール全体としての大きさも大きくなってしまう。そのため、配管を短くして圧縮機モジュールの省スペース化を図りたいという要望がある。【０００７】
本発明は、省スペース化を図ることが可能な圧縮機モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様に係る圧縮機モジュールは、軸線回りに回転駆動される出力軸を有する回転駆動機と、前記回転駆動機に対して前記軸線の延びる軸線方向に並んで配置され、前記出力軸の回転が伝達される圧縮機と、前記回転駆動機及び前記圧縮機を鉛直方向の下方から支持する台板と、前記軸線方向を含む方向に延びる筒状をなして前記台板の下方に配置され、前記回転駆動機及び前記圧縮機で使用される潤滑油を貯蔵する貯蔵タンクと、を備え、前記貯蔵タンクは、前記鉛直方向の上方から見た際に、前記回転駆動機と少なくとも一部が重なる位置から、前記圧縮機と少なくとも一部が重なる位置まで延びるように前記台板に固定され、前記台板は、前記軸線方向に広がる台板本体と、前記台板本体の下方から前記軸線方向と交差する方向に広がる板状をなし、前記軸線方向に離間して複数設けられる梁部とを有し、前記貯蔵タンクは、前記梁部に固定されている。
【０００９】
このような構成によれば、回転駆動機及び圧縮機に対して台板を挟んで鉛直方向に少なくとも一部が重なるように貯蔵タンクを配置することができる。そのため、回転駆動機及び圧縮機から鉛直方向の下方に向けて配管を延ばして、貯蔵タンクに接続させることができる。したがって、貯蔵タンクに繋がる配管を設ける際に鉛直方向以外の方向に配管が延びてしまうことを抑えることができる。これにより、配管を設置するために必要なスペースを低減することができる。【００１１】
このような構成によれば、筒状の貯蔵タンクを台板の強度部材として利用することができる。その結果、軸線方向と交差する方向への変形に対する台板の剛性を向上させることができる。【００１２】
本発明の他の態様に係る圧縮機モジュールでは、前記貯蔵タンクは、外周面が前記台板と同じ材料で形成され、内周面が前記外周面よりも耐食性の高い材料で形成されていてもよい。
【００１３】
このような構成によれば、台板と貯蔵タンクとの間を容易に溶接することができる。そのため、溶接部分の溶接強度を向上させることができる。加えて、内部に貯蔵されている潤滑油による腐食を抑えることができる。したがって、潤滑油による腐食を抑えながら、台板に対して強固に固定することができる。【００１４】
本発明の他の態様に係る圧縮機モジュールでは、前記貯蔵タンクと平行に延びる筒状をなして前記台板の下方で固定され、前記圧縮機で圧縮された作動流体を冷却する冷却部を備えていてもよい。
【００１５】
このような構成によれば、冷却部も台板の強度部材として利用できる。そのため、台板の剛性をより向上できる。【００１６】
本発明の他の態様に係る圧縮機モジュールでは、前記貯蔵タンクは、前記鉛直方向の上方から見た際に、前記回転駆動機及び前記圧縮機の前記軸線方向の全領域と重なるように延びていてもよい。
【００１７】
このような構成によれば、回転駆動機及び圧縮機のどの位置に配管が接続されても、短い距離で貯蔵タンクと繋げることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態における圧縮機モジュールの概要を軸線方向と交差する幅方向から説明する側面図である。
【図２】本発明の第一実施形態における圧縮機モジュールの概要を軸線方向から説明する図１のＡ-Ａ断面図である。
【図３】本発明の第二実施形態における圧縮機モジュールの概要を軸線方向から説明する図１のＡ-Ａ断面に相当する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
《第一実施形態》
以下、図面を参照して、本発明の圧縮機モジュール１を説明する。
図１に示すように、圧縮機モジュール１は、回転駆動機２と、圧縮機３と、変速機４と、台板５と、貯蔵タンク６と、潤滑油供給部７とを備えている。
【００２１】
回転駆動機２は、変速機４を介して圧縮機３に連結されている。回転駆動機２は、圧縮機３を駆動させる。回転駆動機２は、回転駆動される出力軸２１を有する。本実施形態の回転駆動機２は、電動モータである。回転駆動機２は、常に一定速で出力軸２１を駆動する。出力軸２１は、第一軸線（軸線）Ｏ１回りに回転駆動される。出力軸２１は、第一軸線Ｏ１を中心とする円柱状をなしている。
【００２２】
なお、本実施形態では、鉛直方向Ｄｖと直交する方向であって、第一軸線Ｏ１の延びる方向を軸線方向Ｄａと称する。軸線方向Ｄａ及び鉛直方向Ｄｖと直交する方向を幅方向Ｄｗと称する。
【００２３】
圧縮機３は、回転駆動機２に対して軸線方向Ｄａに間隔を空けて並んで配置されている。圧縮機３は、出力軸２１の回転が変速機４を介して伝達される。本実施形態の圧縮機３は、例えば、多段遠心圧縮機である。圧縮機３は、変速機４と連結されたロータ３１を有している。ロータ３１は、第二軸線Ｏ２回りに回転される。ロータ３１は、第二軸線Ｏ２を中心とする円柱状をなしている。なお、本実施形態における第二軸線Ｏ２は、第一軸線Ｏ１と平行であって、鉛直方向Ｄｖにずれた位置で延びている。
【００２４】
このような圧縮機３は、変速機４を介して出力軸２１の回転がロータ３１に伝達されることで駆動される。圧縮機３は、ロータ３１が回転することで、取り込んだ作動流体を圧縮することで圧縮流体を生成する。なお、ここで、圧縮機３で生成する圧縮流体の用途については何ら限定するものではない。
【００２５】
変速機４は、回転駆動機２の回転を圧縮機３に伝達する。本実施形態の変速機４は、複数のギアによって、回転駆動機２の回転を増速する増速機である。変速機４は、回転駆動機２と圧縮機３との軸線方向Ｄａの間に挟まれるように配置されている。本実施形態の変速機４は、出力軸２１と連結される変速機入力軸４１と、ロータ３１と連結される変速機出力軸４２とを有している。
【００２６】
変速機入力軸４１は、第一軸線Ｏ１回りに回転される。変速機入力軸４１は、第一軸線Ｏ１を中心とする円柱状をなしている。
【００２７】
変速機出力軸４２は、第二軸線Ｏ２回りに回転される。変速機出力軸４２は、第二軸線Ｏ２を中心とする円柱状をなしている。つまり、変速機出力軸４２は、鉛直方向Ｄｖにずれた位置で変速機入力軸４１と平行に延びている。変速機出力軸４２は、出力軸２１と連結された変速機入力軸４１から入力されて増速された回転を連結されたロータ３１に伝達する。
【００２８】
台板５は、回転駆動機２、圧縮機３、及び変速機４を鉛直方向Ｄｖの下方から支持している。つまり、回転駆動機２、圧縮機３、及び変速機４は台板５に据え付けられている。本実施形態の台板５は、台板本体５１と、複数の梁部５２と有している。
【００２９】
台板本体５１は、回転駆動機２、圧縮機３、及び変速機４が固定される。台板本体５１は、軸線方向Ｄａ及び幅方向Ｄｗに広がっている。本実施形態の台板本体５１は、軸線方向Ｄａに長く延びた長方形状の平板部材である。台板本体５１は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た際に、回転駆動機２、圧縮機３、及び変速機４の全領域と重なる大きさで形成されている。台板本体５１は、回転駆動機２、圧縮機３、及び変速機４等の重量物を載置しても変形せずに支持することが可能な剛性の高い材料で形成されている。本実施形態の台板本体５１は、カーボンスチールで形成されている。
【００３０】
梁部５２は、台板本体５１の下方から軸線方向Ｄａと交差する方向に広がる板状をなしている。複数の梁部５２は、軸線方向Ｄａにそれぞれ離間して台板本体５１に固定されている。本実施形態の複数の梁部５２は、軸線方向Ｄａに等間隔で離間している。梁部５２は、図２に示すように、軸線方向Ｄａから見た際に、鉛直方向Ｄｖの下方が短い台形状をなすように鉛直方向Ｄｖ及び幅方向Ｄｗに広がっている。梁部５２は、鉛直方向Ｄｖの上方を向く面が台板本体５１の下方を向く面に溶接等によって固定されている。梁部５２は、幅方向Ｄｗ及び鉛直方向Ｄｖの中心位置に軸線方向Ｄａに貫通する貫通孔５２ａが形成されている。梁部５２は、台板本体５１と同じ材料で形成されている。本実施形態の梁部５２は、カーボンスチールで形成されている。
【００３１】
貯蔵タンク６は、回転駆動機２、変速機４、及び圧縮機３で使用される潤滑油を貯蔵する。潤滑油は、各装置の軸受（不図示）で使用される。本実施形態の貯蔵タンク６は、不図示の配管によって、回転駆動機２、変速機４、及び圧縮機３にそれぞれ繋がれている。
【００３２】
貯蔵タンク６は、図１に示すように、軸線方向Ｄａを含む方向に延びる筒状をなしている。本実施形態の貯蔵タンク６は、軸線方向Ｄａに延びる有底円筒状をなしている。貯蔵タンク６は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た際に、回転駆動機２と少なくとも一部が重なる位置から、圧縮機３と少なくとも一部が重なる位置まで軸線方向Ｄａに延びるように台板５に固定されている。貯蔵タンク６は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た際に、回転駆動機２、変速機４、及び圧縮機３の軸線方向Ｄａの全領域と重なるように延びている。つまり、貯蔵タンク６は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た際に、回転駆動機２及び圧縮機３の軸線方向Ｄａの最も外側の位置と重なるように延びている。本実施形態の貯蔵タンク６は、軸線方向Ｄａの長さが台板本体５１とほぼ同じ長さとされている。
【００３３】
貯蔵タンク６は、台板５の下方に配置されている。本実施形態の貯蔵タンク６は、貫通孔５２ａに挿入された状態で、梁部５２に固定されている。貯蔵タンク６は、外周面６１が梁部５２に対して溶接されている。
【００３４】
貯蔵タンク６は、外周面６１が梁部５２と同じ材料で形成されている。貯蔵タンク６は、内周面６２が外周面６１よりも耐食性の高い材料で形成されている。具体的には、本実施形態の貯蔵タンク６は、図２に示すように、第一の層６１０と第二の層６２０との二層が積層されたクラッド材によっての二種の材料で形成されている。これにより、貯蔵タンク６の外周面６１は、カーボンスチールで構成された第一の層６１０によって形成されている。また、貯蔵タンク６の内周面６２は、第一の層６１０よりも耐食性の高いステンレスで構成された第二の層６２０によって形成されている。
【００３５】
潤滑油供給部７は、貯蔵タンク６から回転駆動機２、変速機４、及び圧縮機３の軸受に潤滑油をそれぞれ供給する。潤滑油供給部７は、複数の軸受にそれぞれ接続されている。本実施形態の潤滑油供給部７は、送給ポンプ７１と、オイルクーラ７２と、オイルフィルタ７３と、を途中に有している。
【００３６】
送給ポンプ７１は、貯蔵タンク６内に貯蔵された潤滑油を回転駆動機２、変速機４、及び圧縮機３に向かって圧送している。オイルクーラ７２は、送給ポンプ７１から送られた潤滑油を冷却している。オイルフィルタ７３は、オイルクーラ７２から送られてきた潤滑油に紛れたゴミ等の異物を除去している。
【００３７】
上記のような圧縮機モジュール１では、回転駆動機２、変速機４、及び圧縮機３に対して台板５を挟んで鉛直方向Ｄｖに少なくとも一部重なるように貯蔵タンク６を配置することができる。そのため、回転駆動機２、変速機４、及び圧縮機３から鉛直方向Ｄｖの下方に向けてまっすぐに配管に延ばして、貯蔵タンク６に接続させることができる。したがって、潤滑油を貯蔵タンク６に流すために必要な勾配を容易に確保しつつ、短い距離で配管を設けることができる。つまり、配管を軸線方向Ｄａや幅方向Ｄｗに延ばすことなく鉛直方向Ｄｖに必要な最短の長さで設置することができる。そのため、貯蔵タンク６に繋がる配管を設ける際に鉛直方向Ｄｖ以外の軸線方向Ｄａや幅方向Ｄｗに配管が延びてしまうことを抑えることができる。これにより、配管を設置するために必要なスペースを低減することができる。その結果、圧縮機モジュールの省スペース化を図ることができる。
【００３８】
特に、圧縮機モジュール１が船舶等の海上設備に設置される場合には、波の影響による揺れが生じても潤滑油を安定して流すことが可能な大きな勾配を維持する必要がある。このような場合であっても、配管を軸線方向Ｄａや幅方向Ｄｗに延ばすことなく鉛直方向Ｄｖのみに延ばして設けることで、容易に勾配を確保することができる。
【００３９】
また、台板５上に他の機器等が配置されていた場合であっても、鉛直方向Ｄｖの位置が重なっていることで、軸線方向Ｄａや幅方向Ｄｗの長さを最低限として配管を設置することができる。そのため、他の機器を避けるために配管を色々な方向に複雑に曲げて引き回す必要が無くなる。
【００４０】
したがって、配管を引き回すためにスペースを小さくでき、圧縮機モジュール１全体として省スペース化を図ることができる。これにより、圧縮機モジュール１全体としての大きさ及び重量を抑えることができる。
【００４１】
また、貯蔵タンク６を軸線方向Ｄａに延びる有底円筒状とすることで、回転駆動機２、変速機４、及び圧縮機３の仕様の変更により、貯蔵する潤滑油の量が多くなってしまっても、貯蔵タンク６を鉛直方向Ｄｖに大きくすることなく、延ばすだけで対応することができる。その結果、圧縮機モジュール１全体としての鉛直方向Ｄｖの大きさが大きくなってしまうことを抑えることができる。
【００４２】
また、貯蔵タンク６は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た際に、回転駆動機２、変速機４、及び圧縮機３の軸線方向Ｄａの全領域と重なるように延びていることで、回転駆動機２、変速機４、及び圧縮機３が軸線方向Ｄａのいずれの位置でも貯蔵タンク６と重なっている。そのため、軸受が軸線方向Ｄａに離れて配置されている場合のように、一つの回転駆動機２や圧縮機３に複数の配管を繋ぐ必要がある場合であっても、全ての配管を最短距離で貯蔵タンク６に配管を繋げることができる。
【００４３】
また、複数の梁部５２の貫通孔５２ａに挿入された状態で貯蔵タンク６が固定されることで、有底円筒状の貯蔵タンク６を台板５での軸線方向Ｄａに延びる柱のような強度部材として利用することができる。その結果、軸線方向Ｄａと交差する方向への変形に対する台板５の剛性を向上させることができる。
【００４４】
また、貯蔵タンク６の外周面６１が梁部５２と同じカーボンスチールで形成されていることで、梁部５２と貯蔵タンク６との間を容易に溶接することができる。そのため、溶接部分の溶接強度を向上させることができる。加えて、貯蔵タンク６の内周面６２が外周面６１よりも耐食性の高いステンレスで形成されていることで、内部に貯蔵されている潤滑油による腐食を抑えることができる。したがって、潤滑油による腐食を抑えながら、梁部５２に対して強固に固定することができる。
【００４５】
《第二実施形態》
次に、図３を参照して第二実施形態の圧縮機モジュール１Ａについて説明する。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第二実施形態の圧縮機モジュール１Ａは、ガスクーラ８の構成について第一実施形態と相違する。
【００４６】
即ち、第二実施形態の圧縮機モジュール１Ａでは、図３に示すように、貯蔵タンク６と平行に延びる筒状をなすガスクーラ（冷却部）８を備えている。
【００４７】
ガスクーラ８は、圧縮機３で圧縮された作動流体を冷却している。本実施形態のガスクーラ８は、軸線方向Ｄａに延びる有底円筒状をなしている。ガスクーラ８は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た際に、貯蔵タンク６と並列に形成されている。ガスクーラ８は、貯蔵タンク６と同じく、回転駆動機２と少なくとも一部が重なる位置から、圧縮機３と少なくとも一部が重なる位置まで鉛直方向Ｄｖに延びている。ガスクーラ８は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た際に、回転駆動機２、変速機４、及び圧縮機３の軸線方向Ｄａの全領域と重なるように延びている。つまり、ガスクーラ８は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た際に、回転駆動機２及び圧縮機３の軸線方向Ｄａの最も外側の位置と重なるように延びている。本実施形態のガスクーラ８は、軸線方向Ｄａの長さが貯蔵タンク６とほぼ同じ長さとされている。
【００４８】
ガスクーラ８は、台板５の下方に接続されている。本実施形態のガスクーラ８は、梁部５２Ａの貯蔵タンク６が挿通される貫通孔５２ａに対して幅方向Ｄｗに並んで形成された第二貫通孔５２ｂに挿通されている。ガスクーラ８は、第二貫通孔５２ｂに挿入された状態で、梁部５２Ａに固定されている。ガスクーラ８は、外周面６１が梁部５２Ａに対して溶接されている。
【００４９】
ガスクーラ８は、梁部５２Ａと同じ材料で形成されている。本実施形態のガスクーラ８は、カーボンスチールで形成されている。
【００５０】
このような圧縮機モジュール１Ａは、複数の梁部５２Ａの第二貫通孔５２ｂに挿入された状態でガスクーラ８が固定されることで、貯蔵タンク６とともにガスクーラ８を台板５での軸線方向Ｄａに延びる柱のような強度部材として利用することができる。その結果、台板５の軸線方向Ｄａと交差する方向への変形に対する剛性をより向上させることができる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【００５２】
なお、回転駆動機２は、本実施形態のように電動モータであることに限定されるものではなく、圧縮機３を駆動させることができればよい。回転駆動機２は、例えば、蒸気タービンやガスタービンであってもよい。
【００５３】
また、貯蔵タンク６の延びる軸線方向Ｄａを含む方向とは、本実施形態のように軸線方向Ｄａと一致する方向に限定されるものではなく、軸線方向Ｄａの成分を含む方向であれば良い。したがって、軸線方向Ｄａを含む方向は、例えば、軸線方向Ｄａに対して傾斜した方向であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
上記した圧縮機モジュール１、１Ａによれば、配管を設置するために必要なスペースを低減し、省スペース化を図ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１、１Ａ      圧縮機モジュール
Ｄａ   軸線方向
Ｄｖ   鉛直方向
Ｄｗ   幅方向
２     回転駆動機
Ｏ１   第一軸線
２１   出力軸
３     圧縮機
Ｏ２   第二軸線
３１   ロータ
４     変速機
４１   変速機入力軸
４２   変速機出力軸
５     台板
５１   台板本体
５２、５２Ａ  梁部
５２ａ 貫通孔
６     貯蔵タンク
６１   外周面
６２   内周面
６１０ 第一の層
６２０ 第二の層
７     潤滑油供給部
７１   送給ポンプ
７２   オイルクーラ
７３   オイルフィルタ
８     ガスクーラ
５２ｂ 第二貫通孔
【図１】
0006617992.tif 000002
【図２】
0006617992.tif 000003
【図３】
0006617992.tif 000004