(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出ガスを冷却するガスクーラと、直上部に潤滑油排出口を有する油タンクとが基部をなし、互いに噛み合うピニオン及び歯車をケーシング内に収蔵する増速機が、前記吐出ガスを冷却するガスクーラの直上部に配設されてなるターボ圧縮機において、冷却した潤滑油を圧力調整した後に前記増速機に供給するための油圧調整弁を、前記ケーシングにおける前記歯車を挟んで前記潤滑油排出口とは、このケーシングの内底部を伝ってこの潤滑油排出口に至る流れの反対側の個所に設けるとともに、前記歯車に潤滑油を噴射する油噴射手段を前記油圧調整弁と同じ側に位置させて前記ケーシング内に設けてなることを特徴とするターボ圧縮機。
【請求項２】
前記歯車が、ケーシング内底部を前記油圧調整弁側から前記潤滑油排出口側に流動する潤滑油の流れ方向に合致する並流方向に回転される請求項１に記載のターボ圧縮機。
【請求項３】
前記ガスクーラのガス流入側となる高温部に接するケーシング内底部に緩衝用堰が立設されて、この緩衝用堰が、回転中の歯車から振り飛ばされる潤滑油がケーシング内底部に衝突・飛散し、再び歯車に衝突しないように緩衝的に受止して跳ね返りを防ぐ一方、ケーシング内底部での潤滑油の流れを妨げないように形成される請求項２記載のターボ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はターボ圧縮機に関し、更に詳細には、ターボ圧縮機における増速機の潤滑・冷却装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、増速機を備えるターボ圧縮機で増速機の直下部にガスクーラが配置されている構造のものが多く使用されるが、この場合、ガスクーラの高温部からの熱が増速機に直接伝播することは避けられない。
【０００３】
このようなターボ圧縮機においては、ガスクーラの高温部からの熱（最高で約２００℃）を効率よく冷却できない場合、例えば潤滑油（冷却も兼ねる）が増速機のケーシング内底部に一時的にも溜まるような構造の場合、この溜まった潤滑油がガスクーラの高温部からの熱により加熱されて劣化・焦げつきを引き起こすことがある。また、回転中の歯車から振り飛ばされてケーシング内底部に衝突した潤滑油が、再び歯車に衝突し、該歯車によって加速されることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
潤滑油が劣化や焦げつきを起こすと、本来の潤滑・冷却性能が当然低下して、その結果、歯車や軸受部が損傷して増速機の寿命が著しく短縮される等の問題が生じる。また、潤滑油が加速されることにより、メカニカルロスが増大する問題がある。
【０００５】
本発明は、このような従来の装置が抱える問題点の解消を図るために成されたものであり、従って、本発明の目的は、増速機内での潤滑油の劣化現象を未然に防止し、かつ、メカニカルロスを低減し、増速機を含むターボ圧縮機全体の安定運転、長寿命及び効率向上を図らせるターボ圧縮機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため以下に述べる構成としたものである。本発明に係る請求項１の発明は、吐出ガスを冷却するガスクーラと、直上部に潤滑油排出口を有する油タンクとが基部をなし、互いに噛み合うピニオン及び歯車をケーシング内に収蔵する増速機が、前記吐出ガスを冷却するガスクーラの直上部に配設されてなるターボ圧縮機において、冷却した潤滑油を圧力調整した後に前記増速機に供給するための油圧調整弁を、前記ケーシングにおける前記歯車を挟んで前記潤滑油排出口とは、このケーシングの内底部を伝ってこの潤滑油排出口に至る流れの反対側の個所に設けるとともに、前記歯車に潤滑油を噴射する油噴射手段を前記油圧調整弁と同じ側に位置させて前記ケーシング内に設けてなることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る請求項２の発明は、上記請求項１の発明に関して、前記歯車が、ケーシング内底部を前記油圧調整弁側から前記潤滑油排出口側に流動する潤滑油の流れ方向に合致する並流方向に回転されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る請求項３の発明は、上記請求項２の発明に関して、ガスクーラのガス流入側となる高温部に接するケーシング内底部に緩衝用堰が立設されていて、この緩衝用堰が、回転中の歯車から振り飛ばされる潤滑油がケーシング内底部に衝突・飛散し、再び歯車に衝突しないように緩衝的に受止して跳ね返りを防ぐ一方、ケーシング内底部での潤滑油の流れを妨げないように形成されることを特徴とする。
【０００９】
このような本発明によれば、油クーラ等で冷却した約４０℃の潤滑油がケーシング内底部を油圧調整弁側から潤滑油排出口側に流動してその間に亘って油流動層が形成されることによって、最高温度が約２００℃にもなるガスクーラ高温部からの熱の影響で増速機のケーシング底部が加熱され高温に上昇しようとするのを直接的に冷却することが可能であり、その結果、増速機底部での潤滑油の過熱による焦げつきなど油劣化現象をなくすることができる。
【００１０】
また、本発明によれば、歯車の回転方向が、ケーシング内底部を前記油圧調整弁側から前記潤滑油排出口側に流動する潤滑油の流れ方向に合致する並流方向に定められることにより、歯車の回転によって生じるケーシング内気流が油圧調整弁側から潤滑油排出口側に流動する潤滑油の流れに合致する並流関係となるため、ケーシング底部の油流動層の流れがより一層スムーズになり、冷却作用が促進される。
【００１１】
また、本発明によれば、前述する緩衝用堰がケーシング底部の所定位置に設けられることにより、緩衝用堰による放熱効果で冷却がより促進されるとともに、潤滑油の跳ね返りを防いで再び油が歯車の歯等に付着しないようにでき、油を加速することによるメカニカルロスを防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面を参照して詳述する。図１は、本発明の実施の形態に係る増速機の一部断面で示される正面図であり、図２は、図１における矢視線Ａ方向の部分示平面図である。
【００１３】
図１において１は増速機であり、ターボ圧縮機の回転駆動要素となる装置であり、ケーシング２内には、歯車（大歯車）３、この歯車３に噛み合うピニオン４が収蔵されていて、図示しない駆動源からの回転出力が歯車３の軸１２に伝えられ、該歯車３及びピニオン４を介して図示しないターボ圧縮機のインペラに伝達されるようになっている。
【００１４】
上記増速機１は、吐出ガスを冷却するためのガスクーラ５A,５B 及び油タンク８を備える基部と一体をなして、歯車３、ピニオン４から成るギア部がガスクーラ５A,５B の高温部に対して直上部に位置するように配設されている。なお、図示例の場合は、増速機１のケーシング２が、上部ケーシングと下部ケーシングの２部材から成っていて、前記ギア部を収蔵するギア用チャンバが上部に、クロスフィン形熱交換器１１から成るガスクーラ５A,５B を収蔵するクーラ用チャンバ及びタンク用チャンバが下部にそれぞれ設けられてなる一体構造のケーシングとなっているが、このような構造の他に、増速機１とガスクーラ５A,５B 、油タンク８とが別体に形成されていて、図示のような配置形態をとって一体的に与付けられた構造のものであっても良い。
【００１５】
上記増速機１には、油圧調整弁６と油ノズルで実現される油噴射手段７とがそれぞれ所定個所に設けられている。油圧調整弁６は、油タンク８の直上部の潤滑油排出口９とは歯車３を挟んで反対側の個所のケーシング２側壁部に開口された油供給口に取り付けられ、一方、油ノズル７は、前記油供給口の上方位置のケーシング２内に収蔵されていて、ノズル先をピニオン４と歯車３の噛合部に対し斜め下方から指向するような配置で設けられる。
【００１６】
上記油圧調整弁６は、油タンク８から取り出し図示しない油クーラで冷却した潤滑油が供給されると、この潤滑油を適当な圧力に減圧調整した後にケーシング２内に冷却用油として供給することによりケーシング２内を冷却するための給油弁であり、一方、油ノズル７は油クーラで冷却した潤滑油が供給されると、この潤滑油を歯車３に噴射して、該歯車３、ピニオン４及び図示しない軸受を潤滑するための給油装置である。
【００１７】
このように構成される増速機１においては、回転駆動することによりターボ圧縮機を運転させると、該圧縮機からの吐出ガスを冷却するガスクーラ５A,５B の高温部は最高で２００℃にもなり、この熱で増速機１のケーシング２底部が高温になるが、油圧調整弁６から供給された低温度（約４０℃）の冷却用油がケーシング２の内底部を伝って矢示線Ｂ方向に流れる油流動層を形成しながら潤滑油排出口９に至って油タンク８に回収されることから、この油流動層によって温度上昇しているケーシング２底部を効率よく冷却することができ、増速機１底部での油の焦げつきを防止できる。なお、油ノズル７から噴射して歯車３、ピニオン４及び図示しない軸受を潤滑した油はケーシング２の内底部に落下して前記油流動層に混じり油タンク８に回収される。
【００１８】
なお、図１に示される実施形態は、ガスクーラ５B の出側室（低温側）に隣接して油タンク８を設けた構造としているが、このような配置形態をとることにより、油タンク８内の油（約６５℃）により出側室の約４０℃のガスを若干加熱して飽和状態を回避し、ガス側でのドレン発生を回避する効果が奏される。
【００１９】
このような増速機１において、歯車３の回転方向に関しては時計回転方向、反時計回転方向のいずれでもよいが、本実施形態では、図１中に矢示線Ｃで示すように左回りの反時計回転方向になるように規定している。即ち、歯車３の回転方向が、ケーシング２内底部を油圧調整弁６側から潤滑油排出口９側に流動する潤滑油の流れ方向Ｂに合致する並流方向に定めているのである。このようにすることによって、歯車３の回転によって生じるケーシング２内気流が油圧調整弁６側から潤滑油排出口９側に流動する潤滑油の流れに合致する並流関係となるため、ケーシング２底部の油流動層の流れがより一層スムーズになり、冷却作用が促進される。
【００２０】
図１図示の実施形態において、増速機１には、更に緩衝用堰１０が付設されている。この緩衝用堰１０は、ケーシング２内底部の歯車３に対し下方部の位置に直立状に設けられる。この場合、緩衝用堰１０を設ける位置は、ガスクーラ５A,５B のガス流入側となる高温部に接するケーシング２内底部であって、かつ、回転中の歯車３におけるピニオン４との噛合部から下向きに振り飛ばされる潤滑油を緩衝的に受け止め得るような位置である。緩衝用堰１０は、前述するように下向きに振り飛ばされる潤滑油を緩衝的に受け止め得るだけの高さと、ケーシング２内底部の奥行寸法、即ち歯車３の軸方向寸法に比して短く歯車３の歯幅と同程度の奥行寸法とを有して、ケーシング２底部の中央部分に立設される。
【００２１】
このように設けられる緩衝用堰１０は、回転中の歯車３から下方に振り飛ばされる潤滑油をケーシング２内底部に衝突・飛散し、再び歯車に衝突しないように緩衝的に受止して該内底部からの跳ね返りを防ぐとともに、ケーシング内底部を流動する潤滑油に対しては、流れを遮ることなく両側に隣接して形成される通路（図２参照）に振り分けてスムーズに流すことができるようになっており、従って、緩衝用堰１０自体が奏する放熱効果による冷却促進作用と、ケーシング２内底部を流れる潤滑油が歯車３から振り飛ばされる潤滑油の衝突により油が跳ね返って再び歯車等に付着することが防止でき、油を加速することになってメカニカルロスが生じるのを防止し得る作用とを併せて発揮することが可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、本発明によれば、冷却した潤滑油がケーシング内底部を油圧調整弁側から潤滑油排出口側に流動してその間に亘って油流動層が形成されることによって、最高温度が約２００℃にもなるガスクーラ高温部からの熱の影響で増速機のケーシング底部が加熱され高温に上昇しようとするのを効果的に冷却することが可能であり、増速機底部での潤滑油の過熱による焦げつきなど従来度々発生するおそれがあった油劣化現象をなくすることができる。
【００２３】
また本発明は、歯車の回転方向をケーシング内底部に油圧調整弁側から潤滑油排出口側に流動する潤滑油の流れ方向に合致する並流方向に定めることにより、歯車の回転によって生じるケーシング内気流が潤滑油の流れに合致する並流関係となるため、ケーシング底部の油流動層の流れがより一層スムーズになり、冷却作用が促進される。
【００２４】
また、本発明によれば、緩衝用堰をケーシング底部の所定位置に設けることにより、緩衝用堰による放熱効果で冷却がより促進されるとともに、潤滑油の跳ね返りを防いで油を加速することによるメカニカルロスを防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る増速機の一部断面で示される正面図である。
【図２】図１における矢視線Ａ方向の部分示平面図である。
【符号の説明】
１…増速機              ２…ケーシング          ３…歯車
４…ピニオン          ５A …ガスクーラ        ５B …ガスクーラ
６…油圧調整弁          ７…油噴射手段          ８…油タンク
９…潤滑油排出口      １０…緩衝用堰          １１…熱交換器
１２…軸
【図１】
0003734942.tif 000002
【図２】
0003734942.tif 000003