JP5789210B2 - 遠心圧縮装置の組立方法および遠心圧縮装置 - Google Patents

Description

本発明は、一対のリング部材を有するピニオンロータを備えた遠心圧縮装置の組立方法および遠心圧縮装置に関するものである。

遠心圧縮機として、例えば、特許文献１の図１に記載されたようなターボ機械が知られている。

上記図１に開示されている技術では、駆動側の大歯車（後述する本願発明の「ブルギア」に相当）と従動側のピニオンギア（後述する本願発明においても同じ）が互いに噛み合っている。

また、上記ピニオンギアが設けられた従動軸（後述する本願発明の「ピニオンロータ」に相当）が軸方向に移動するのを制限するために、ピニオンギアの両側に一対の押圧つば状部（後述する本願発明の「一対のリング部材」に相当）が設けられている。

実案登録第３１７０９７１号公報（図１）

ところで、インペラを覆うハウジングがブルギアを収容するカバー部材の下部と一繋がりの部材である遠心圧縮機の場合、遠心圧縮機の組み立て時に、ピニオンロータをハウジングの孔部に挿入しようとすると、ピニオンロータのリング部材がハウジングに干渉してしまう。仮に、リング部材が孔部を通過しても、カバー部材の下部に配置された軸受の下部に接触してしまう。また、ブルギアを挟むように一対のリング部材を容易に配置することができない。

本発明は、遠心圧縮機を容易に組み立てることを目的としている。

この目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、
遠心圧縮装置の組立方法であって、前記遠心圧縮装置が、
一対のリング部材を有するピニオンロータと、前記ピニオンロータのピニオンギアに噛合するブルギアと、前記ピニオンロータの端部に固定され、このピニオンロータの軸心線を中心として回転するインペラと、前記ピニオンロータが挿入され、前記軸心線と同心の中心線を具備する孔部を有したハウジング本体と、前記インペラの周囲を覆うハウジング本体に固定されたスクロールケーシングと、前記孔部の内側に配置される環状の軸シールアダプタと、前記軸シールアダプタの内周部に固定され、前記ピニオンロータの外周面に近接する軸シールと、前記ピニオンロータを回転可能に支持し、上下に分離可能な軸受上半部および軸受下半部を有する軸受部と、前記ピニオンロータの上方に位置し、前記軸受上半部を支持する上カバー部材と、前記ピニオンロータの下方に位置し、前記軸受下半部を支持する下カバー部材と、を備え、
前記孔部の内径が、前記リング部材の外径の１．５倍以上５倍以下であり、
ａ）前記ピニオンロータを前記孔部に挿入し、前記下カバー部材に予め取り付けられた前記軸受下半部上に載置する工程と、
ｂ）前記軸シールアダプタを前記孔部に取り付ける工程と、
ｃ）前記軸シールを前記軸シールアダプタに取り付ける工程と、
ｄ）前記インペラを前記ピニオンロータの端部に取り付ける工程と、
ｅ）前記軸受上半部を前記軸受下半部に取り付ける工程と、
ｆ）前記上カバー部材に前記軸受上半部と前記下カバー部材を取り付ける工程と、
を備え、
前記ａ）工程において、前記ピニオンロータの前記孔部への挿入途上にて、前記一対のリング部材が前記軸受下半部の上方を通過し、前記ブルギアの両側に配置されることを特徴とする遠心圧縮装置の組立方法である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記ａ）工程にあって、
前記リング部材を前記孔部の前記中心線よりも上側にずらし、かつ、平面視において前記ピニオンロータをブルギアから離れる方向に傾けて前記ピニオンロータを前記孔部に挿入することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記孔部の内径が、前記リング部材の外径の２倍以上５倍以下であり、
前記ａ）工程にあって、
前記リング部材を前記孔部の前記中心線よりも上側、かつ、平面視において前記中心線の前記ブルギアとは反対側にずらし、前記中心線に平行に前記ピニオンロータを前記孔部に挿入することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
遠心圧縮装置であって、
一対のリング部材を有するピニオンロータと、前記ピニオンロータのピニオンギアに噛合するブルギアと、前記ピニオンロータの端部に固定され、このピニオンロータの軸心線を中心として回転するインペラと、前記ピニオンロータが挿入され、前記軸心線と同心の中心線を具備する孔部を有したハウジング本体と、前記インペラの周囲を覆うハウジング本体に固定されたスクロールケーシングと、前記孔部の内側に配置される環状の軸シールアダプタと、前記軸シールアダプタの内周部に固定され、前記ピニオンロータの外周面に近接する軸シールと、前記ピニオンロータを回転可能に支持し、上下に分離可能な軸受上半部および軸受下半部を有する軸受部と、前記ピニオンロータの上方に位置し、前記軸受上半部を支持する上カバー部材と、前記ピニオンロータの下方に位置し、前記軸受下半部を支持する下カバー部材と、を備え、
前記孔部の内径が、前記リング部材の外径の１．５倍以上５倍以下であることを特徴とする遠心圧縮装置である。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記軸シールのインペラとは反対側の端部には、孔部の中心線を中心とする半径方向外方に突出する突起部を備え、
前記軸シールアダプタのインペラとは反対側の端部には、前記突起部と軸方向に当接する軸シール当接部を備えたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の発明において、
前記軸シールの内周部には、孔部の中心線を中心とする環状の複数の溝を備え、この複数の溝の内径はインペラ側からインペラとは反対側に向かって順に小さくなることを特徴とする。

本発明の請求項１に係る遠心圧縮装置の組立方法によれば、
ハウジング本体の孔部の内径が、一対のリング部材の外径の１．５倍以上５倍以下であり、
ａ）前記ピニオンロータを前記孔部に挿入し、前記下カバー部材に予め取り付けられた前記軸受下半部上に載置する工程と、
ｂ）前記軸シールアダプタを前記孔部に取り付ける工程と、
ｃ）前記軸シールを前記軸シールアダプタに取り付ける工程と、
ｄ）前記インペラを前記ピニオンロータの端部に取り付ける工程と、
ｅ）前記軸受上半部を前記軸受下半部に取り付ける工程と、
ｆ）前記上カバー部材に前記軸受上半部と前記下カバー部材を取り付ける工程と、を備え、前記ａ）工程において、前記ピニオンロータの前記孔部への挿入途上にて、前記一対のリング部材が前記軸受下半部の上方を通過し、前記ブルギアの両側に配置されるため、一繋がりの一体形状をなすハウジング本体を用いる場合であっても、遠心圧縮機を容易に組み立てることができる。

請求項２に係る遠心圧縮装置の組立方法によれば、
前記リング部材を前記孔部の中心線よりも上側にずらし、かつ、平面視において前記ピニオンロータを前記ブルギアから離れる方向に傾けて前記ピニオンロータを前記孔部に挿入する工程を備えているため、一対のリング部材をブルギアの両側により容易に配置することができる。

請求項３に係る遠心圧縮装置の組立方法によれば、
ハウジング本体の孔部の内径が、一対のリング部材の外径の２倍以上５倍以下であり、前記リング部材を前記中心線よりも上側、かつ、平面視において前記中心線の前記ブルギアとは反対側にずらし、前記中心線に平行に前記ピニオンロータを前記孔部に挿入する工程を備えているため、一対のリング部材をブルギアの両側により容易に配置することができる。

請求項４に係る遠心圧縮装置によれば、
ハウジング本体の孔部の内径が、ピニオンロータに設けられた一対のリング部材の外径の１．５倍以上５倍以下に構成されているため、一繋がりの一体形状をなすハウジング本体を用いる場合であっても、組み立てが容易な遠心圧縮装置を実現できる。

請求項５に係る遠心圧縮装置によれば、
軸シールのインペラとは反対側の端部には、孔部の中心線を中心とする半径方向外方に突出する突起部を備え、
軸シールアダプタのインペラとは反対側の端部には、前記突起部と軸方向に当接する軸シール当接部を備えているため、インペラと軸シールとの干渉を防止することができる。

請求項６に係る遠心圧縮装置によれば、
軸シールの内周部には、孔部の中心線を中心とする環状の複数の溝を備え、この複数の溝の内径はインペラ側からインペラとは反対側に向かって順に小さくなるように構成されているため、圧縮ガスがハウジング外部へ漏れ出ることを確実に抑制することができる。

本発明の一実施形態による遠心圧縮装置の全体構成を概念的に示す模式図である。 （ａ）は図１における第１遠心圧縮機の上半分部分の構成を概念的に示す断面図、（ｂ）は（ａ）に示すハウジング本体３１０に設けられた孔部を概念的に説明するための模式説明図である。 図１における第１遠心圧縮機の下半分部分の構成を概念的に示す断面図である。 本発明の第１の実施形態による遠心圧縮装置の組立方法を概念的に説明する図であり、（ａ）は立面視説明図、（ｂ）は平面視説明図である。 軸シールアダプタに軸シール下半部を取り付ける様子を概念的に説明するための図である。 下カバー部材にオイルバッフル下半部を取り付ける様子を概念的に説明するための図である。 本発明の第２の実施形態による遠心圧縮装置の組立方法を概念的に説明する図であり、（ａ）は側面視説明図、（ｂ）は平面視説明図である。 軸シール当接部の他の例を概念的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は本発明の一実施形態による遠心圧縮装置の全体構成を概念的に示す模式図である。

なお、本発明の一実施形態による遠心圧縮装置の組立方法については、後述する。

図１において、１はガス（空気）を圧縮してこれを需要側へ送出する遠心圧縮装置である。この遠心圧縮装置１は、増速機４と、電動機３と、を備える。増速機４は、ブルギア軸５ａと、ブルギア５と、第１ピニオンロータ１１０と、第２ピニオンロータ１１１０と、第１ピニオンギア６と、第２ピニオンギア７と、を備える。ブルギア軸５ａは、ブルギア５と一繋がりの部材である。第１ピニオンロータ１１０は、第１ピニオンギア６と一繋がりの部材である。第２ピニオンロータ１１１０は、第２ピニオンギア７と一繋がりの部材である。電動機３の出力軸３ａは、カップリング８を介して前記ブルギア軸５ａに接続される。５００は、前記増速機４の下半分を収容する下カバー部材である。実際には、増速機４の上半分を覆う上カバー部材も設けられる。

また、この遠心圧縮装置１は、第１遠心圧縮機２Ａと、第２遠心圧縮機２Ｂと、第３遠心圧縮機２Ｃと、を備える。図１では、第１乃至第３遠心圧縮機２Ａ〜２Ｃのハウジング３００を二点鎖線にて示している。第１遠心圧縮機２Ａのインペラ１３０は、第１ピニオンロータ１１０の一方の端部に接続される。第２遠心圧縮機２Ｂのインペラ１１３０は、前記第１ピニオンロータ１１０の他方の端部に接続される。第１ピニオンロータ１１０の両端部はそれぞれ、第１および第２遠心圧縮機２Ａ，２Ｂの一部でもある。第３遠心圧縮機２Ｃのインペラ２１３０は、第２ピニオンロータ１１１０の一方の端部に接続される。第２ピニオンロータ１１１０は、第３遠心圧縮機２Ｃの一部でもある。前記第１ピニオンロータ１１０には、第１ピニオンロータ１１０の軸方向の移動を規制するために、前記第１ピニオンギア６よりも大径をなす一対のリング部材１２０｛外径Ｄ；後述する図２（ａ）に示す。｝がこの第１ピニオンギア６を挟むようにして設けられている。同様に、前記第２ピニオンロータ１１１０には、一対のリング部材１１２０が設けられている。

このように、この遠心圧縮装置１は、同一構成の遠心圧縮機２Ａ〜２Ｃと、電動機６と、電動機６の動力を遠心圧縮機２Ａ〜２Ｃに伝える増速機４（動力伝達機構）とを備えている。そして、第１遠心圧縮機２Ａへ導かれたガス（空気）は、この第１遠心圧縮機２Ａによって圧縮され１段圧縮ガスとして、第１遠心圧縮機２Ａの吐出口と第２遠心圧縮機２Ｂの吸込口とを連絡する１段圧縮ガス流路１４に導かれる。そして、この１段圧縮ガスは、前記１段圧縮ガス流路１４を構成する１段圧縮機吐出流路１４ａと２段圧縮機吸込流路１４ｂの間に介設された１段クーラ１１を経て第２遠心圧縮機２Ｂに導入される。

次いで、第２遠心圧縮機２Ｂに導入された１段圧縮ガスは、第２遠心圧縮機２Ｂによって圧縮され２段圧縮ガスとして、第２遠心圧縮機２Ｂの吐出口と第３遠心圧縮機２Ｃの吸込口とを連絡する２段圧縮ガス流路１５に導かれる。この２段圧縮ガスは、２段圧縮ガス流路１５を構成する２段圧縮機吐出流路１５ａと３段圧縮機吸込流路１５ｂの間に介設された２段クーラ１２を経て第３遠心圧縮機２Ｃに導入される。

そして、この第３遠心圧縮機２Ｃによって圧縮され３段圧縮ガスは、第３遠心圧縮機２Ｃの吐出口から３段圧縮ガス流路１６を構成する３段圧縮機吐出流路１６ａと３段クーラ出側流路１６ｂの間に介設された３段クーラ１３により冷却された後、圧縮ガスの需要先に供給されるようになっている。

以下、前記遠心圧縮装置１を構成する前記遠心圧縮機２Ａ〜２Ｃのうち、その代表としての第１遠心圧縮機２Ａについて、説明する。第２遠心圧縮機２Ｂ及び第３遠心圧縮機２Ｃの構造は、第１遠心圧縮機２Ａと同様である。

図２（ａ）は図１における第１遠心圧縮機の上半分部分の構成を概念的に示す断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すハウジング本体３１０に設けられた孔部を概念的に説明するための模式説明図、図３は図１における第１遠心圧縮機の下半分部分の構成を概念的に示す断面図である。

＜＜遠心圧縮機の構成＞＞
図２と図３において、第１遠心圧縮機２Ａは、ガスを圧縮するための回転部１００と、回転部１００を収容し支持するための静止部２００と、を備えている。

＜回転部＞
前記回転部１００は、前記増速機４によって回転駆動される第１ピニオンロータ１１０と、この第１ピニオンロータ１１０の先端部に取り付けられたインペラ１３０と、を備えている。第１ピニオンロータ１１０の先端部には、先端に行くにつれて先細りするテーパフィット部１１１が形成されており、このテーパフィット部１１１の部位に、ハブ１３１と複数のブレード１３２からなるインペラ１３０が固定されている。また、第１ピニオンロータ１１０の前記テーパフィット部１１１に連なる部位には、後述する軸シール７００に対応する回転側ラビリンス通路形成部として、反インペラ１３０側、すなわち、インペラ１３０とは反対側に行くにつれて縮径する多段のラビリンス通路形成用フランジ部１１２が形成されている。

＜静止部＞
前記静止部２００は、前記第１ピニオンロータ１１０が挿通された状態で前記インペラ１３０を収容し、該インペラ１３０にガスを導き、圧縮されたガスを需要側へ送出するためのハウジング３００と、このハウジング３００の反インペラ側の外側に位置し、第１ピニオンロータ１１０を回転可能に支持する軸受４００と、第１ピニオンロータ１１０の下方に位置し、前記軸受４００の下半部４０２を支持する下カバー部材５００と、第１ピニオンロータ１１０の上方に位置し、前記軸受４００の上半部４０１を支持する上カバー部材６００と、を備えている。

また、さらに、前記静止部２００は、第１ピニオンロータ１１０を囲む状態でハウジング３００に取り付けられ、インペラ１３０による圧縮ガスがハウジング外部へ漏れ出るのを抑制する環状の軸シール７００と、前記軸受４００の潤滑油がハウジング３００内に侵入することを防ぐ環状のオイルバッフル８００と、を備えている。

＜ハウジング＞
前記静止部２００に備えられる前記ハウジング３００は、ハウジング本体３１０とこれに固定されたスクロールケーシング３２０とを備えており、これにより、インペラ１３０を収容するとともに、インペラ１３０に向けてガスを吸い込む吸込口３０１と、インペラ１３０の外周側において軸心線Ｊ１を中心とする周方向に形成され、インペラ１３０からの圧縮ガスを外部へ導くスクロール室３０２とを有している。以下、軸心線Ｊ１を中心とする周方向を単に「周方向」という。このハウジング３００の環状をなす前記ハウジング本体３１０は、第１遠心圧縮機２Ａの軸心線Ｊ１を中心とする半径方向に延びる環状部３１３と、この環状部３１３の外縁部全周から前記軸心線Ｊ１に平行に延びる側部３１２と、孔部３１５とからなる。なお、軸心線Ｊ１は、前記第２遠心圧縮機２Ｂの軸心線でもある。以下、軸心線Ｊ１を中心とする半径方向を単に「半径方向」という。さらに、環状部３１３の内側には、軸シールアダプタ３４０が設けられている。環状部３１３、側部３１２および下カバー部材５００は、鋳造により一繋がりの部材として形成される。環状部３１３のインペラ１３０側の面には、環状凹部３１３ａが形成されている。また、図２（ｂ）に示すように、上記孔部３１５の中心線Ｋ１は、第１ピニオンロータ１１０の軸心線Ｊ１に一致する。孔部３１５の内径ｄは、図２（ａ）のリング部材１２０の外径Ｄのおよそ２倍である。

＜軸シールアダプタ＞
軸シールアダプタ３４０は、フランジ部３４１と、環状凹部３４２と、を備える。フランジ部３４１は、軸心線Ｊ１を中心として環状であり、外周部におけるインペラ１３０側の部位から半径方向外方へ突出する。環状凹部３４２は、軸心線Ｊ１に平行な方向において、軸シールアダプタ３４０のインペラ１３０に対向する面とは反対側の面３４０ａに設けられる。以下、軸心線Ｊ１方向または軸心線Ｊ１に平行な方向を単に「軸方向」という。軸シールアダプタ３４０では、その前記フランジ部３４１が環状部３１３の前記環状凹部３１３ａに嵌り合う。軸シールアダプタ３４０は、その溝部３４３に回り止めピン３０３を装着することで、環状部３１３に対する周方向における位置が固定される。軸シールアダプタ３４０には、後述するように、軸シール７００が取り付けられている。

＜ディフューザ＞
前記ハウジング３００は、さらに、インペラ１３０の出口側から前記スクロール室３０２に通じる通路空間として設けられるディフューザ３３０を備えている。ディフューザ３３０は、前記環状部３１３に取り付けられている。これにより、軸シールアダプタ３４０は、フランジ部３４１の先端部分がディフューザ３３０と環状部３１３との間に挟まれることにより取り付けられている。

＜軸受＞
前記静止部２００に備えられる前記軸受４００は、ハウジング３００の反インペラ１３０側に位置し、ピニオンロータ１１０を回転可能に支持するすべり軸受である。本実施形態では上下二分割型のもので、軸受上半部４０１と軸受下半部４０２とから構成されている。

＜カバー部材＞
前記静止部２００に備えられる前記カバー部材５００，６００について説明する。下カバー部材５００は、ピニオンロータ１１０の下方に配置されており、この下カバー部材５００に前記軸受下半部４０２が固定されている。また、上カバー部材６００は、ピニオンロータ１１０の上方に配置されており、この上カバー部材６００に前記軸受上半部４０１が固定されている。上カバー部材６００は、下カバー部材５００に図示しないボルトにて固定されている。

＜軸シール＞
前記静止部２００に備えられる前記軸シール７００は、固定側ラビリンス通路形成部として設けられており、前記ピニオンロータ１１０に回転側ラビリンス通路形成部として設けられている前記の多段のラビリンス通路形成用フランジ部１１２と協働して、圧縮ガスがハウジング外部へ漏れ出るのを抑制する働きをなすものである。この軸シール７００は、軸心線Ｊ１を中心とする環状をなしており、分割可能であって、本実施形態では、上下二分割型のもので、軸シール上半部７１０と軸シール下半部７２０とから構成されている。

図２に示す前記軸シール上半部７１０は、軸心線Ｊ１を中心とする半円環状をなしている。軸シール上半部７１０の外周部には、反インペラ１３０側の端部に半径方向外方（図２における上側）へ突出する半円環状をなす突起部７１１が形成されている。軸シール上半部７１０は、その突起部７１１が前記環状凹部３４２（軸シール当接部）に軸方向に当接した状態で、該突起部７１１をボルト７１３にて締結することにより、前記軸シールアダプタ３４０に固定されている。また、軸シール上半部７１０の内周部には、軸方向に多段に複数の溝部７１２が形成されている。軸シール上半部７１０では、インペラ１３０側の溝部７１２から順に溝部７１２の径が小さくなる。

同様に、図３に示す前記軸シール下半部７２０は、軸心線Ｊ１を中心とする半円環状をなしている。軸シール下半部７２０の外周部には、反インペラ１３０側の端部に半径方向外方（図３における下側）へ突出する半円環状をなす突起部７２１が形成されている。軸シール下半部７２０は、その突起部７２１が前記環状凹部３４２（軸シール当接部）に軸方向に当接した状態で、該突起部７２１をボルト７２３にて締結することにより、前記軸シールアダプタ３４０に固定されている。また、軸シール下半部７２０の内周部には、軸方向に多段に複数の溝部７２２が形成されている。軸シール下半部７２０では、インペラ１３０側の溝部７２２から順に溝部７２２の径が小さくなる。

軸シール７００では、溝部７１２及び溝部７２２が上下に重なることにより、軸心線Ｊ１を中心とする環状の複数の溝７０１が形成される。インペラ１３０側の溝７０１から順にその径が小さくなることから、遠心圧縮機２Ａの駆動時には、軸シール７００の内周部のうち、インペラ１３０側の部位において、溝７０１内に生じる気流の遠心力を大きくすることができ、インペラ１３０とは反対側の部位において、軸シール７００と第１ピニオンロータ１１０との間の隙間の大きさを抑えることができる。その結果、複数の溝の径が同じ遠心圧縮機に比べて、ハウジング３００内のガスの漏出をより抑えることができる。

＜オイルバッフル＞
オイルバッフル８００は、軸心線Ｊ１を中心とする環状をなしており、分割可能であって、本実施形態では、半円環状のオイルバッフル上半部８０１と半円環状のオイルバッフル下半部８０２とから構成されている。

そして、前記オイルバッフル上半部８０１は、図２に示すように、前記軸シール上半部７１０と前記軸受上半部４０１との間に位置する。オイルバッフル上半部８０１の外周部に形成された凹溝８０１ａが前記上カバー部材６００の凸部６００ａに嵌り合った状態にて、オイルバッフル上半部８０１が該上カバー部材６００に固定されている。また、前記オイルバッフル下半部８０２は、図３に示すように、前記軸シール下半部７２０と前記軸受下半部４０２との間に位置する。オイルバッフル下半部８０２の外周部に形成された凹溝８０２ａが前記下カバー部材５００の凸部５００ａに嵌り合った状態にて、オイルバッフル下半部８０２が該下カバー部材５００に固定されている。

ここで、前記軸シール上半部７１０と前記オイルバッフル上半部８０１との大小関係についてみると、図２に示すように、軸シール上半部７１０の外周半径（軸心線Ｊ１から軸シール上半部７１０の突起部７１１先端までの距離）は、オイルバッフル上半部８０１の外周半径（軸心線Ｊ１からオイルバッフル上半部８０１の外周端までの距離）よりも小さくなるようになされている。同様に、図３に示すように、軸シール下半部７２０の外周半径は、オイルバッフル下半部８０２の外周半径よりも小さくなるようになされている。これは遠心圧縮機２Ａの組立順序に関係しており、この点については後述する。軸シール下半部７２０と、オイルバッフル下半部８０２との間の軸方向の距離は、軸シール下半部７２０の厚みよりも短い。

＜＜本発明の遠心圧縮機の組立方法の第１の実施形態＞＞
次に、第１遠心圧縮機２Ａの組立順序について、前記の図２，図３を参照しながら説明する。第２及び第３遠心圧縮機２Ｂ，２Ｃの組み立ての流れは、第１遠心圧縮機２Ａと同様である。また、図４は本実施形態による遠心圧縮装置の組立方法を概念的に説明する図であり、（ａ）は立面視説明図、（ｂ）は平面視説明図である。

（１）下カバー部材５００に軸受下半部４０２を固定する。

（２）次に、図４（ａ）中に矢印Ａにて示すように、第１ピニオンロータ１１０およびリング部材１２０がハウジング本体３１０の孔部３１５に挿入される。このとき、図４（ａ）に示すように、第１ピニオンロータ１１０のリング部材１２０は、孔部３１５の中心線Ｋ１よりも上側にずらされ、かつ、図４（ｂ）中に矢印Ｂにて示すように、平面視において、第１ピニオンロータ１１０がブルギア５から離れる方向に傾けられる。リング部材１２０が軸受下半部４０２の上方を通過すると、第１ピニオンロータ１１０の軸心線Ｊ１が孔部３１５の中心線Ｋ１に平行とされ、ブルギア５の両側に一対のリング部材１２０が配置される。なお、第１ピニオンロータ１１０のハウジング本体３１０内に位置する端部とは反対側の端部は、図１の第２遠心圧縮機２Ｂのハウジング３００のハウジング本体３１０（不表示）の孔部に挿入される。図３に示すように、第１ピニオンロータ１１０が軸受下半部４０２上に載置され、図１に示す第１ピニオンギア６がブルギア５に噛合する。

（３）環状部３１３に軸シールアダプタ３４０を取り付ける。すなわち、軸シールアダプタ３４０の溝部３４３に回り止めピン３０３を配置し、フランジ部３４１が環状凹部３１３ａに嵌り合うようにして、軸シールアダプタ３４０を環状部３１３に固定する。

（４）環状部３１３にディフューザ３３０を取り付ける。これにより、前記軸シールアダプタ３４０は、そのフランジ部３４１の先端側部分が、このディフューザ３３０と環状部３１３との間に挟まれる状態となる。

（５）図５は、軸シールアダプタに軸シール下半部を取り付ける様子を概念的に説明するための図である。軸シール下半部７２０を、軸受下半部４０２と軸シールアダプタ３４０との間の隙間に挿入し、軸シール下半部７２０の突起部７２１が軸シールアダプタ３４０の環状凹部（軸シール当接部）３４２の下半分部分に嵌り合うようにして、この軸シールアダプタ３４０に軸シール下半部７２０を取り付ける。軸シール下半部７２０の突起部７２１は、軸シールアダプタ３４０の環状凹部３４２に軸方向に当接する。そして、軸シールアダプタ３４０に対して前記突起部７２１をボルト７２３にて締結することにより、軸シールアダプタ３４０に軸シール下半部７２０を固定する。

軸シールアダプタ３４０が設けられることにより、軸シール下半部７２０の外周半径を軸心線Ｊ１から下カバー部材５００の凸部５００ａまでの距離よりも小さくすることができる。その結果、下カバー部材５００（凸部５００ａの部分）が邪魔になることなく、軸シール下半部７２０を軸シールアダプタ３４０に容易に固定することができる。

（６）図２に示すように、軸シール上半部７１０の突起部７１１が軸シールアダプタ３４０の環状凹部（軸シール当接部）３４２の上半分部分に嵌り合うようにして、この軸シールアダプタ３４０に軸シール上半部７１０を取り付ける。軸シール上半部７１０の突起部７１１が軸シールアダプタ３４０の環状凹部３４２に軸方向に当接する。そして、軸シールアダプタ３４０に対して前記突起部７１１をボルト７１３にて締結することにより、軸シールアダプタ３４０に軸シール上半部７１０を固定する。

（７）前記第１ピニオンロータ１１０にインペラ１３０を取り付ける。この場合、第１ピニオンロータ１１０のテーパフィット部１１１に対してインペラ１３０を押し込むことによる摩擦力とロックナットの締め付け力により、第１ピニオンロータ１１０にインペラ１３０を強固に取り付けることができるので、第１遠心圧縮機２Ａの運転中に、軸心線Ｊ１に垂直な方向において、第１ピニオンロータ１１０に対するインペラ１３０の位置がずれることを防止することができる。その結果、インペラ１３０の重心の偏りに起因する第１遠心圧縮機２Ａの振動を防止することができる。

（８）前記ハウジング本体３１０にスクロールケーシング３２０を取り付ける。

（９）図６は、下カバー部材にオイルバッフル下半部を取り付ける様子を概念的に説明するための図であり、図３の凸部５００ａの位置にて第１遠心圧縮機２Ａを軸心線Ｊ１を中心とする面にて切断した断面を示している。オイルバッフル下半部８０２の周方向の一端側において下カバー部材５００の凸部５００ａにオイルバッフル下半部８０２の凹溝８０２ａを嵌め合わせ、この状態で該オイルバッフル下半部８０２を軸心線Ｊ１を中心として１８０度回転させることにより、オイルバッフル下半部８０２を下カバー部材５００に取り付ける。

(１０）前記下カバー部材５００に取り付けられている前記軸受下半部４０２に図２の軸受上半部４０１を装着する。

（１１）オイルバッフル上半部８０１を上カバー部材６００に取り付け、この上カバー部材６００を前記下カバー部材５００に固定するとともに、上カバー部材６００に軸受上半部４０１を固定する。これにより、第１遠心圧縮機２Ａの基本的な組立てが完了する。

以上、第１の実施形態に係る遠心圧縮装置１および第１遠心圧縮機２Ａの組み立ての流れについて説明したが、遠心圧縮装置１では、軸シールアダプタ３４０が設けられることにより、ハウジング本体３１０の孔部３１５の径を大きくすることができる。これにより、リング部材１２０を孔部３１５に容易に挿入することができる。さらに、リング部材１２０を孔部３１５の中心線Ｋ１よりも上側にずらすことにより、リング部材１２０が軸受下半部４０２の上方を通過し、ブルギア５の両側に配置される。なお、リング部材１２０が軸受下半部４０２の上方を通過するのであれば、リング部材１２０の下端が中心線Ｋ１よりも僅かに下方に位置してもよい。このように、ハウジング本体３１０および下カバー部材５００が一繋がりの部材である遠心圧縮装置１であっても、遠心圧縮装置１の組み立てを容易に行うことができる。さらに、遠心圧縮装置１では、平面視において、第１ピニオンロータ１１０がブルギア５から離れる方向に傾けられて孔部３１５に挿入されるため、一対のリング部材１２０をブルギア５の両側により容易に配置することができる。

リング部材１２０の外径Ｄに対する孔部３１５の内径ｄは、第１ピニオンロータ１１０を挿入するために１．５倍以上であり、軸シールアダプタ３４０の大きさを抑えるために５倍以下であれば、２倍以外でもよい。より好ましくは、リング部材１２０の外径Ｄに対する孔部３１５の内径ｄは、２倍以上４倍以下である。さらに好ましくは、リング部材１２０の外径Ｄに対する孔部３１５の内径ｄは、２倍以上３倍以下である。孔部３１５の内径ｄがリング部材１２０の外径Ｄの１．５倍以上２倍未満の場合、第１ピニオンロータ１１０の孔部３１５に挿入される端部が上方を向くように軸心線Ｊ１を水平方向に対して傾斜させ、リング部材１２０が孔部３１５に挿入されることが好ましい。これにより、リング部材１２０が、軸受下半部４０２の上方を通過することができる。その後、軸心線Ｊ１が中心線Ｋ１に一致するように第１ピニオンロータ１１０が水平方向に向けられ、一対のリング部材１２０がブルギア５の両側に配置される。

前記第１遠心圧縮機２Ａでは、軸シール７００の突起部７１１，７２１が、軸シールアダプタ３４０のインペラ１３０に対向する面とは反対側の面３４０ａに設けられた環状凹部３４２と軸方向に当接する。これにより、ボルト７１３，７２３が緩むなど軸シール７００に万一の固定不良が生じた場合でも、該軸シール７００のインペラ１３０側への移動が阻止され、インペラ１３０と軸シール７００との干渉を防止することができる。第１遠心圧縮機２Ａでは、軸シール当接部として環状凹部３４２が設けられていることから、軸シール７００の突起部７１１，７２１が軸シールアダプタ３４０から突出することが防止される。その結果、第１遠心圧縮機２Ａの軸方向の長さを抑えることができる。

また、前記第１遠心圧縮機２Ａでは、軸シールアダプタ３４０に軸シール下半部７２０を取り付けるに際し、この軸シールアダプタ７００の存在により、軸シール下半部７２０の外周半径が、後に下カバー部材５００に取り付けられるオイルバッフル下半部８０２の外周半径よりも小さくされる。これにより、第１遠心圧縮機２Ａの組立時に、軸受下半部４０２と軸シールアダプタ３４０との間の狭い隙間空間に軸シール下半部７２０を配置することができ、軸シール下半部７２０を軸シールアダプタ３４０に容易に固定することができる。

＜＜本発明の遠心圧縮機の組立方法の第２の実施形態＞＞
本実施形態の遠心圧縮機の組立方法において、上述した遠心圧縮機の組立方法の第１の実施形態と異なるのは、上記（２）に示す工程のみであるため、この工程に関して図７を参照しながら詳述し、その他の工程に関しては省略する。

図７は本実施形態による遠心圧縮装置の組立方法を概念的に説明する図であり、（ａ）は側面視説明図、（ｂ）は平面視説明図である。図７において、ハウジング本体３１０の孔部３１５の内径ｄが、一対のリング部材１２０の外径Ｄの２倍以上５倍以下である。第１遠心圧縮機２Ａの組み立て時には、第１ピニオンロータ１１０のリング部材１２０を、図７（ａ）に示すように、中心線Ｋ１よりも上側にずらし、かつ、図７（ｂ）に示すように、平面視において中心線Ｋ１のブルギア５とは反対側にずらし、図７（ｂ）中の矢印Ｃに示すように、中心線Ｋ１に平行に第１ピニオンロータ１１０が孔部３１５に挿入される。これにより、一対のリング部材１２０をブルギア５の両側により容易に配置することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

遠心圧縮装置１の組み立てでは、第１ピニオンロータ１１０を様々な手法にてハウジング本体３１０に取り付けてもよい。例えば、リング部材１２０を孔部３１５の中心線Ｋ１の真上にずらし、中心線Ｋ１に平行に第１ピニオンロータ１１０を孔部３１５に挿入してもよい。また、第１ピニオンロータ１１０を軸受下半部４０２から孔部３１５に向かって挿入してもよい。上記実施形態では、上カバー部材６００に軸受上半部４０１を固定した後に、上カバー部材６００を下カバー部材５００に固定してもよい。

図８は、軸シール当接部の他の例を概念的に示す図である。同図では、軸シールアダプタ３４０の上半分部分を示す。図８に示すように、軸シールアダプタ３４０のインペラ１３０とは反対側の面３４０ａに、軸方向に突出する環状の突出部３４４が設けられてもよい。軸方向において、突出部３４４と軸シール上半部７１０の突起部７１１とが当接する。軸シール上半部７１０と同様に、図示省略するが、軸シール下半部７２０では、突起部７２１と前記突出部３４４とが軸方向に当接する。このように、軸シール当接部として突出部３４４が設けられることにより、軸シール７００の軸方向の長さを確保することができ、ハウジング３００からの圧縮ガスの漏出をより確実に防止することができる。上記実施形態では、ハウジング本体３１０が、下カバー部材５００と別部材でもよい。また、ハウジング本体３１０およびスクロールケーシング３２０が一繋がりの部材でもよい。

１…遠心圧縮装置
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…遠心圧縮機 ３…電動機 ４…増速機（動力伝達機構）
５…ブルギア
１００…回転部
１１０…第１ピニオンロータ １１２…ラビリンス通路形成用フランジ部
１２０、１１２０…リング部材 １３０、１１３０、２１３０…インペラ
２００…静止部
３００…ハウジング
３１０…ハウジング本体
３１２…側部 ３１３…環状部 ３１３ａ…環状凹部
３１５…孔部
３２０…スクロールケーシング ３３０…ディフューザ
３４０…軸シールアダプタ
３４１…フランジ部 ３４２…環状凹部（軸シール当接部） ３４３…溝部
４００…軸受 ４０１…軸受上半部 ４０２…軸受下半部
５００…下カバー部材 ６００…上カバー部材
７００…軸シール ７０１…溝
７１０…軸シール上半部 ７１１…突起部 ７１２…溝部 ７１３…ボルト
７２０…軸シール下半部 ７２１…突起部 ７２２…溝部 ７２３…ボルト
８００…オイルバッフル
８０１…オイルバッフル上半部 ８０２…オイルバッフル下半部
１１１０…第２ピニオンロータ

Claims (6)

1. 遠心圧縮装置の組立方法であって、
   前記遠心圧縮装置が、
   一対のリング部材を有するピニオンロータと、前記ピニオンロータのピニオンギアに噛合するブルギアと、前記ピニオンロータの端部に固定され、このピニオンロータの軸心線を中心として回転するインペラと、前記ピニオンロータが挿入され、前記軸心線と同心の中心線を具備する孔部を有したハウジング本体と、前記インペラの周囲を覆うハウジング本体に固定されたスクロールケーシングと、前記孔部の内側に配置される環状の軸シールアダプタと、前記軸シールアダプタの内周部に固定され、前記ピニオンロータの外周面に近接する軸シールと、前記ピニオンロータを回転可能に支持し、上下に分離可能な軸受上半部および軸受下半部を有する軸受部と、前記ピニオンロータの上方に位置し、前記軸受上半部を支持する上カバー部材と、前記ピニオンロータの下方に位置し、前記軸受下半部を支持する下カバー部材と、を備え、
   前記孔部の内径が、前記リング部材の外径の１．５倍以上５倍以下であり、
   ａ）前記ピニオンロータを前記孔部に挿入し、前記下カバー部材に予め取り付けられた前記軸受下半部上に載置する工程と、
   ｂ）前記軸シールアダプタを前記孔部に取り付ける工程と、
   ｃ）前記軸シールを前記軸シールアダプタに取り付ける工程と、
   ｄ）前記インペラを前記ピニオンロータの端部に取り付ける工程と、
   ｅ）前記軸受上半部を前記軸受下半部に取り付ける工程と、
   ｆ）前記上カバー部材に前記軸受上半部と前記下カバー部材を取り付ける工程と、
   を備え、
   前記ａ）工程において、前記ピニオンロータの前記孔部への挿入途上にて、前記一対のリング部材が前記軸受下半部の上方を通過し、前記ブルギアの両側に配置されることを特徴とする遠心圧縮装置の組立方法。
2. 前記ａ）工程にあって、
   前記リング部材を前記孔部の中心線よりも上側にずらし、かつ、平面視において前記ピニオンロータを前記ブルギアから離れる方向に傾けて前記ピニオンロータを前記孔部に挿入することを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機の組立方法。
3. 前記孔部の内径が、前記リング部材の外径の２倍以上５倍以下であり、
   前記ａ）工程にあって、
   前記リング部材を前記孔部の前記中心線よりも上側、かつ、平面視において前記中心線の前記ブルギアとは反対側にずらし、前記中心線に平行に前記ピニオンロータを前記孔部に挿入することを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機の組立方法。
4. 遠心圧縮装置であって、
   一対のリング部材を有するピニオンロータと、前記ピニオンロータのピニオンギアに噛合するブルギアと、前記ピニオンロータの端部に固定され、このピニオンロータの軸心線を中心として回転するインペラと、前記ピニオンロータが挿入され、前記軸心線と同心の中心線を具備する孔部を有したハウジング本体と、前記インペラの周囲を覆うハウジング本体に固定されたスクロールケーシングと、前記孔部の内側に配置される環状の軸シールアダプタと、前記軸シールアダプタの内周部に固定され、前記ピニオンロータの外周面に近接する軸シールと、前記ピニオンロータを回転可能に支持し、上下に分離可能な軸受上半部および軸受下半部を有する軸受部と、前記ピニオンロータの上方に位置し、前記軸受上半部を支持する上カバー部材と、前記ピニオンロータの下方に位置し、前記軸受下半部を支持する下カバー部材と、を備え、
   前記孔部の内径が、前記リング部材の外径の１．５倍以上５倍以下であることを特徴とする遠心圧縮装置。
5. 前記軸シールのインペラとは反対側の端部には、孔部の中心線を中心とする半径方向外方に突出する突起部を備え、
   前記軸シールアダプタのインペラとは反対側の端部には、前記突起部と軸方向に当接する軸シール当接部を備えたことを特徴とする請求項４に記載の遠心圧縮装置。
6. 前記軸シールの内周部には、孔部の中心線を中心とする環状の複数の溝を備え、この複数の溝の内径はインペラ側からインペラとは反対側に向かって順に小さくなることを特徴とする請求項４または５に記載の遠心圧縮装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

Images