JP7384774B2

JP7384774B2 - ターボ圧縮機

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Publication number: JP7384774B2
Application number: JP2020165445A
Authority: JP
Inventors: 利秋馬場
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2023-11-21
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: CN114320951A; JP2022057278A

Description

本発明は、ターボ圧縮機に関する。

下記の非特許文献１には、従来技術に係るターボ圧縮機が開示されている。非特許文献１に開示された従来技術に係るターボ圧縮機について、図８および図９を用いて説明する。

ターボ圧縮機９は、インペラ９０と、ケーシング９１と、ケーシングカバー９２と、駆動軸９３と、ケース部９４とを備える。ケーシング９１は、内方にインペラ９０を収容するインペラ収容部９１ａと、インペラ収容部９１ａよりも径方向外側に設けられたスクロール部９１ｂとを有する。スクロール部９１ｂの内部には、渦巻状のスクロール室９ｂが設けられている。スクロール部９１ｂの端部には、ケーシングカバー９２への取付けのための取付部９１ｃが設けられている。

なお、図８および図９を用いた説明において「径方向」とは、駆動軸９３の軸芯Ａｘ９３に直交する方向を指す。

ケーシングカバー９２は、径方向外側の部分に、ケーシング９１の取付部９１ｃにおける取付面９１ｄと当接するように設けられた取付面９２ｃを有する。そして、ケーシング９１とケーシングカバー９２とは、取付面９１ｄと取付面９２ｃとが密接されて、スタッドボルト９７とナット９８との螺結により固定されている。ケーシング９１における取付部９１ｃを除く部分とケーシングカバー９２との間には、スクロール室９ｂを含むガス流路９ａが形成されている。

図８に示すように、駆動軸９３は、ケーシングカバー９２を挿通している。駆動軸９３の先端部分には、インペラ９０が固定されている。ケーシングカバー９２における駆動軸９３が挿通する部分の周囲には、軸シール９２０が設けられている。

ケース部９４は、箱型形状を有する本体部９４０と、本体部９４０の一部に固定された軸受９４２とを有する。駆動軸９３は、本体部９４０の内部空間９４ａから本体部９４０を挿通して、ケーシングカバー９２側に向けて延出されている。そして、軸受９４２は、駆動軸９３が本体部９４０を挿通する部分において、駆動軸９３を軸支するように本体部９４０に固定されている。ケース部９４における駆動軸９３が延出する側の外面（取付面）９４ｂには、ケーシングカバー９２におけるケース部９４側の外面９２ｂが密接がされている。

ケーシングカバー９２は、ケース部９４に対してスタッドボルト９５とナット９６との螺結により固定されている。ここで、ケーシングカバー９２にはフランジ９２ａが設けられており、ケース部９４に植え込まれたスタッドボルト９５は、フランジ９２ａに設けられた貫通孔を挿通してケーシングカバー９２に向けて突出している。そして、当該突出した部分にナット９６が螺結されている。

なお、図９に示すように、ケーシングカバー９２におけるナット９８が締め込まれる外面９２ｄと、フランジ部９２ａにおけるナット９６が締め込まれる外面９２ｆとの間には、空間ＳＰ２が空けられている。また、外面９２ｄにおけるスタッドボルト９７が挿通する部分と、ケース部９４との間にも、空間ＳＰ３が空けられている。これらの空間ＳＰ２，ＳＰ３は、ナット９６，９８を締める際に工具を入れるための空間である。外面９２ｄと外面９２ｆとを接続する外面９２ｅは、ナット９６を締める際に工具が干渉しないように軸芯Ａｘ９３側に引っ込んだ状態で設けられている。

Ｒ＆Ｄ神戸製鋼技報Ｖｏｌ．４９，Ｎｏ．１／Ａｐｒ．１９９９通巻１９１号「圧縮機特集」，ｐｐ．４－７

ターボ圧縮機に対しては、駆動軸９３の軸芯Ａｘ９３に沿った方向（軸方向）でのサイズの更なる小型化が要望されている。即ち、ターボ圧縮機では、回転時に駆動軸が振れる場合があるが、駆動軸の軸端での振幅は、駆動軸の長さに比例して大きくなる。このため、振動軽減という観点から、ターボ圧縮機には、軸方向でのサイズの更なる小型化が要望される。

上記要望に対して、ターボ圧縮機９では、改良の余地がある。具体的には、ターボ圧縮機９では、図８に示すように、フランジ９２ａの厚みＨ９２ａと、空間ＳＰ２の高さ（軸方向での寸法）Ｈ９２ｂとを確保するために、ケーシングカバー９２の厚みＨ９が厚肉となっている。このため、ターボ圧縮機９では、フランジ９２ａの厚みＨ９２ａおよび空間ＳＰ２の高さＨ９２ｂを確保するために駆動軸９３の長さも長くなってしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、駆動軸の軸方向でのサイズの小型化が可能なターボ圧縮機を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るターボ圧縮機は、インペラと、ケーシングと、ケーシングカバーと、駆動軸と、ケース部と、締結部とを備える。前記ケーシングは、前記インペラを収容する。前記ケーシングカバーは、前記ケーシングに取付けられるとともに、前記ケーシングとの間に流体の流路を形成する。前記駆動軸は、前記ケーシングカバーを貫通し、前記インペラに固定される。前記ケース部は、前記駆動軸を保持する軸受を有するとともに、外面に前記ケーシングカバーが固定される。前記締結部は、前記ケース部と前記ケーシングカバーとを固定する。

前記ケーシングカバーは、前記流路側の主面から前記ケース部側の主面まで前記駆動軸の軸方向に沿って延びるように当該ケーシングカバーを貫通する貫通孔を有する。前記ケース部は、前記貫通孔に連続するように前記軸方向に設けられたネジ穴部を有する。前記締結部は、前記ケーシングカバーの前記貫通孔に挿入されるとともに、前記ケース部の前記ネジ穴部における雌ネジの少なくとも一部である螺合部に螺合され、前記軸方向における全長が前記貫通孔の長さと前記螺合部の長さとの和よりも短いボルト部を有する。前記ボルト部の頭部と前記貫通孔の前記ケーシング側の開口部との間に詰められ、前記流路を前記貫通孔における前記ボルト部が収容された部分に対して封止する封止部材をさらに備える。前記封止部材は、金属材料を用いて形成され、前記貫通孔の内周面に沿う外周面を有する柱状のコア部材と、前記コア部材の前記外周面と前記貫通孔の前記内周面との間を封止するＯリングと、を有する。前記コア部材の前記ボルト部側の面が前記ボルト部の頭部に当接する。

上記態様に係るターボ圧縮機では、ケーシングカバーに設けられた貫通孔と、ケース部に設けられたネジ穴部とにボルト部が通され、ボルト部がネジ穴部の螺合部に螺合することによりケーシングカバーとケース部とが固定されている。このため、従来技術のようにケーシングカバーにケース部との締結のためのフランジを設ける必要がない。よって、上記態様に係るターボ圧縮機では、ケーシングカバーの上記軸方向における肉厚を薄く抑えることができる。

また、上記態様に係るターボ圧縮機では、上記のように駆動軸の軸方向でのサイズを小さく抑えることができるので、駆動軸の長さも短く抑えることができる。よって、上記態様に係るターボ圧縮機では、回転時に駆動軸が振れた場合においても、駆動軸の軸端での振幅を小さく抑え、振動を低減することができる。

また、上記態様に係るターボ圧縮機では、貫通孔におけるボルト部の頭部とケーシング側の開口部との間に封止部材が詰められているので、流路を前記貫通孔における前記ボルト部が収容された部分に対して封止することができる。よって、上記態様に係るターボ圧縮機では、流路から貫通孔を介してケース部などに流体の漏れが生じるのを抑制することができる。

さらに、上記態様に係るターボ圧縮機では、封止部材をコア部材とＯリングとで構成するので、簡易な構成で確実に流体の漏れを抑制することができる。

上記態様に係るターボ圧縮機において、前記コア部材は、炭素鋼またはステンレス鋼であってもよい。

上記態様に係るターボ圧縮機において、前記締結部は、前記インペラよりも径方向外側に設けられてもよい。

上記態様に係るターボ圧縮機において、前記インペラの回転により生じた圧縮ガスの流れを整えるディフューザをさらに備えてもよく、前記封止部材は、前記流路側の面が前記ディフューザにより覆われていてもよい。

上記態様に係るターボ圧縮機では、封止部材における流路側の面をディフューザで覆うので封止部材が動いてしまうことがより抑制される。

上記態様に係るターボ圧縮機において、前記締結部と同じ構造の１又は２以上の締結部が前記駆動軸を中心に周方向に設けられてもよい。

上記態様に係るターボ圧縮機では、複数の締結部が駆動軸を中心とする周方向に設けられるので、ケーシングカバーをケース部に対してより強固に固定することができる。

上記態様に係るターボ圧縮機において、前記２以上の締結部を含む複数の締結部は、前記周方向に等間隔に設けられていてもよい。

上記態様に係るターボ圧縮機では、ケーシングカバーとケース部との間での締付力に上記周方向での偏りを生じ難くすることができる。

上記の各態様に係るターボ圧縮機では、駆動軸の軸方向でのサイズの小型化が可能である。

実施形態に係るターボ圧縮機の構造の一部を示す断面図である。図１のＢ部を拡大して示す断面図である。ケーシングカバーに設けられた貫通孔とケース部に設けられたネジ穴とを示す断面図である。封止部材の構成を示す断面図である。図１のＣ部を拡大して示す断面図である。複数のボルト部の配置を示す平面図である。封止部材とディフューザとの関係を示す断面図である。従来技術に係るターボ圧縮機の構造の一部を示す断面図である。図８のＧ部を拡大して示す断面図である。

以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一例であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。

１．ターボ圧縮機１の概略構造
本実施形態に係るターボ圧縮機１の概略構造について、図１から図３を用いて説明する。

図１に示すように、ターボ圧縮機１は、インペラ１０と、ケーシング１１と、ケーシングカバー１２と、駆動軸１３と、ケース部１４とを備える。ケーシング１１は、内方にインペラ１０を収容するインペラ収容部１１ａと、インペラ収容部１１ａよりも径方向外側に設けられたスクロール部１１ｂとを有する。スクロール部１１ｂの内部には、渦巻状のスクロール室１ｂが設けられている。スクロール部１１ｂの外周端部には、ケーシングカバー１２への取付けのための取付部１１ｃが設けられている。

なお、本実施形態において「径方向」とは、駆動軸１３の軸芯Ａｘ１３に直交する方向を指す。

ケーシングカバー１２は、径方向外側の部分に、ケーシング１１の取付部１１ｃにおける取付面１１ｄと当接するように設けられた取付面１２ｃを有する。そして、ケーシング１１とケーシングカバー１２とは、取付面１１ｄと取付面１２ｃとが密接されて、スタッドボルト１６とナット１７との螺結により固定されている。ケーシング１１における取付部１１ｃを除く部分とケーシングカバー１２との間には、スクロール室１ｂを含むガス流路（流体の流路）１ａが形成されている。

図１に示すように、駆動軸１３は、板状部材であるケーシングカバー１２を板厚方向に挿通している。駆動軸１３の先端部分には、インペラ１０が固定されている。ケーシングカバー１２における駆動軸１３が挿通する部分の周囲には、軸シール１２０が設けられている。

ケース部１４は、箱型形状を有する本体部１４０と、本体部１４０の一部に固定された軸受１４２とを有する。駆動軸１３は、本体部１４０の内部空間１４ａから本体部１４０を挿通して、ケーシングカバー１２側に延出している。そして、軸受１４２は、駆動軸１３が本体部１４０を挿通する部分において、駆動軸１３を軸支するように本体部１４０に固定されている。ケース部１４における駆動軸１３が延出する側の外面（取付面）１４ｂには、ケーシングカバー１２におけるケース部１４側の外面１２ｂが密接されている。

ケーシングカバー１２は、ケース部１４に対して締結部であるボルト部１５により固定されている。本実施形態に係るターボ圧縮機１では、ケーシングカバー１２とケース部１４とが複数のボルト部１５により固定されている。複数のボルト部１５のそれぞれは、ケーシングカバー１２において駆動軸１３の軸芯Ａｘ１３に沿った方向（以下では、「軸方向」と記載する。）に形成された貫通孔１２１を挿通している。なお、複数のボルト部１５は、軸方向と直交する方向において、インペラ１０の外周縁Ｌ_ＯＥよりもインペラ１０の径方向外側（図１の矢印Ａで示す領域）に配置されている。

図３に示すように、ケーシングカバー１２における貫通孔１２１は、ケーシングカバー１２においてガス流路１ａを挟んでケーシング１１の一部と対向する流路側主面１２ａと、軸方向において流路側主面１２ａと反対側の主面であるケース部側主面１２ｂとの間を軸方向に貫通するように設けられている。貫通孔１２１は、互いに連続する通し孔部１２１ａとザグリ部１２１ｂとにより形成されている。通し孔部１２１ａは、軸方向において、ケーシングカバー１２におけるケース部側主面１２ｂの側の部分に形成されており、ボルト部１５の軸部に対応する内径をもって形成されている。ザグリ部１２１ｂは、軸方向において、ケーシングカバー１２における流路側主面１２ａの側の部分に形成されており、通し孔部１２１ａよりも大きい内径をもって形成されている。

なお、図２に示すように、貫通孔１２１は、インペラ１０の径方向において、スクロール室１ｂの周囲の内面の最も内側となる箇所１１ｅよりも内側（矢印Ｄで示す領域）に設けられている。即ち、貫通孔１２１は、インペラ１０の径方向において、インペラ１０の外周縁Ｌ_ＯＥよりも外側（図１の矢印Ａで示す領域）であって、且つ、スクロール室１ｂの内面における上記箇所１１ｅよりも内側（図２の矢印Ｄで示す領域）に設けられている。

図３に戻って、ケース部１４には、ケーシングカバー１２に設けられた貫通孔１２１に連続するように、軸方向にネジ穴部１４１が設けられている。ネジ穴部１４１は、ケース部１４の外面１４ｂから所定の深さで形成されており、内周面に雌ネジ１４１ａが刻まれている。

なお、ネジ穴部１４１についても、インペラ１０の径方向において、インペラ１０の外周縁Ｌ_ＯＥよりもインペラ１０の径方向外側（図１の矢印Ａで示す領域）で、且つ、スクロール室１ｂの内面における上記箇所１１ｅよりも径方向内側（図２の矢印Ｄで示す領域）に設けられている。

図２に示すように、ケーシングカバー１２は、径方向外側の部分において、ナット１７が締め込まれる外面１２ｄと、外面１２ｄと軸芯Ａｘ１３側で連続し、軸方向に沿うように形成された外面１２ｅとを有する。即ち、ケーシングカバー１２の径方向外側の部分は、ナット１７が締め込まれる部分から軸芯Ａｘ１３側に向けて引っ込んだ状態に形成されている。そして、外面１２ｅは、外面１２ｂと連続している。なお、上記従来技術に係るターボ圧縮機９のケーシングカバー９２と異なり、フランジ部は設けられておらず、ケーシングカバー１２の外面１２ｅにおけるケース部１４側の端部がケース部１４の外面１４ｂに当接している。

また、ケース部１４の本体部１４０におけるナット１７と対向する部分は、ケーシングカバー１２の外面１２ｂと当接する外面１４ｂよりもケーシングカバー１２の外面１２ｄから離間する外面１４ｃが形成されている。そして、インペラ１０の径方向において、外面１４ｂと外面１４ｃとを繋ぐ外面１４ｄは、ナット１７が締め込まれる部分よりも軸芯Ａｘ１３側であって、且つ、ケーシングカバー１２の外面１２ｅよりも外側に形成されている。

上記のように、ターボ圧縮機１では、ケーシングカバー１２の外面１２ｄ，１２ｅ、およびケース部１４の外面１４ｃ，１４ｄの形成により、ナット１７が配置される部分の周辺に空間ＳＰ１が設けられる。空間ＳＰ１は、ナット１７を締める際に工具を挿入するための空間である。即ち、ターボ圧縮機１では、空間ＳＰ１を設けることによりナット１７を示す際に、工具がケーシングカバー１２やケース部１４に干渉するのが抑制される。

なお、ターボ圧縮機１では、上記従来技術に係るターボ圧縮機９におｊける空間ＳＰ２に相当する空間を設けていない。これは、ターボ圧縮機１では、ケーシングカバー１２とケース部１４との固定のためのボルト部１５を図２の矢印Ｄで示す領域に配置しているためである。

図１および図２に示すように、貫通孔１２１におけるボルト部１５が挿入された部分と開口部１２１ｅ（図３を参照。）との間には、封止部材１８が詰められている。封止部材１８の構成については、後述する。

さらに、ターボ圧縮機１は、ガス流路１ａに面するように配置されたディフューザ１９を備える。ディフューザ１９は、インペラ１０の回転によりガス流路１ａ内で生じた圧縮ガスの流れを整えるデバイスである。そして、ディフューザ１９は、貫通孔１２１の開口部１２１ｅを覆っている。

２．封止部材１８の構成
封止部材１８の構成について、図４を用いて説明する。

図４に示すように、本実施形態に係る封止部材１８は、コア部材１８０とＯリング１８１との組み合わせにより構成されている。コア部材１８０は、外径がＤ１８０であり、高さＨ１８０である円柱状の部材である。コア部材１８０は、金属材料（例えば、鉄、炭素鋼、ステンレス鋼）を用いて形成されている。

Ｏリング１８１は、コア部材１８０の外周面１８０ａに取付けられている。Ｏリング１８１は、中心がコア部材１８０の軸芯Ａｘ１８０と合致するように配置されている。そして、Ｏリング１８１は、は、外方から圧力を受けていない状態での外周径Ｄ１８１が、貫通孔１２１におけるザグリ部１２１ｂの内径Ｄ１２１ｂ（図３を参照。）よりも大径となるよう形成されている。

３．貫通孔１２１および封止部材１８とその周辺構造
ターボ圧縮機１における貫通孔１２１および封止部材１８とその周辺構造について、図５を用いて説明する。

図５に示すように、ボルト部１５は、貫通孔１２１およびネジ穴部１４１に挿入されている。そして、ボルト部１５の雄ネジ１５ｃは、ネジ穴部１４１における雌ネジ１４１ａの一部である螺合部１４１ｂと螺合されている。

ボルト部１５の軸部１５ｂは、貫通孔１２１の通し孔部１２１ａに収容されている。なお、ボルト部１５の頭部１５ａの外径については、貫通孔１２１におけるザグリ部１２１ｂの内径Ｄ１２１ｂよりも若干小径となるように形成されている。そして、ボルト部１５の頭部１５ａは、貫通孔１２１におけるザグリ部１２１ｂと通し孔部１２１ａとの境界部分の段差面に当接している。

ボルト部１５の頭部１５ａは、貫通孔１２１のザグリ部１２１ｂに収容されている。ザグリ部１２１ｂにボルト部１５の頭部１５ａが収容された状態において、当該頭部１５ａと貫通孔１２１におけるガス流路１ａ側の開口部１２１ｅとの間には、空間が空く。ターボ圧縮機１においては、ボルト部１５の頭部１５ａと貫通孔１２１の開口部１２１ｅとの間の空間に封止部材１８が収容されている。

以下では、軸方向において、貫通孔１２１のザグリ部１２１ｂの内、ボルト部１５の頭部１５ａが収容された領域をボルト頭収容部１２１ｃと呼称し、封止部材１８が収容されている領域を封止部材収容部１２１ｄと呼称する。

封止部材１８は、封止部材収容部１２１ｄに収容され、ボルト部１５側の面１８ｂがボルト部１５の頭部１５ａに当接している。そして、封止部材１８におけるガス流路１ａ側の面１８ａは、軸方向において、貫通孔１２１におけるガス流路１ａ側の開口部１２１ｅと略同レベルの位置に配されている。上述のように、ディフューザ１９は、貫通孔１２１の開口部１２１ｅを覆っている。このため、封止部材１８は、ディフューザ１９によりガス流路１ａと隔てられている。

なお、封止部材１８のＯリング１８１は、封止部材１８が貫通孔１２１のザグリ部１２１ｂへと挿入されることにより、径方向に圧縮される。これにより、封止部材１８は、ガス流路１ａを貫通孔１２１におけるボルト頭収容部１２１ｃに対して気密に封止する。

ここで、ボルト部１５の全長をＬ１５とし、貫通孔１２１の全長をＬ１２１とし、螺合部１４１ｂの長さをＬ１４１ｂとするとき、貫通孔１２１は、次の関係式（１）を満足するように形成されている。
Ｌ１５＜（Ｌ１２１＋Ｌ１４１ｂ）・・（１）
上記関係式（１）から、ターボ圧縮機１では、（（Ｌ１２１＋Ｌ１４１ｂ）－Ｌ１５）が封止部材収容部１２１ｄの長さとなる。

ここで、ケーシングカバー１２は、インペラ１０の径方向において、貫通孔１２１が形成された部分よりも外側の部分にガス流路１ａに面する外面１２ｆを有する。外面１２ｆは、流路側主面１２ａよりもガス流路１ａ側に膨出している。そして、外面１２ｆは、ディフューザ１９における板状部分の面（ガス流路１ａ側の面）１９ａと略面一となるように設けられている。

また、インペラ１０の径方向において、ディフューザ１９よりも内側には、インペラ１０が近接配置されている。ディフューザ１９の面１９ａは、インペラ１０におけるケーシング１１と対向する面（外面）１０ａと、当該インペラ１０の外周縁の箇所１０ｂと軸方向で同レベルの位置となるように設けられている。ターボ圧縮機１では、上記のようにディフューザ１９の面１９ａと、ケーシングカバー１２の外面１２ｆおよびインペラ１０の外面１０ａとの軸方向でのレベルを設定することにより、圧縮されたガスがガス流路１ａ内をスムーズに流れる。

なお、図５に示すように、貫通孔１２１は、インペラ１０の径方向において、ケーシングカバー１２の外面１２ｅよりも内側（図５の矢印Ｅで示す領域）に設けられている。即ち、貫通孔１２１は、インペラ１０の径方向において、インペラ１０の外周縁Ｌ_ＯＥよりも外側（図１の矢印Ａで示す領域）であって、且つ、ケーシングカバー１２の外面１２ｅよりも内側（図５の矢印Ｅで示す領域）に設けられている。

４．複数のボルト部１５の平面視での配置
複数のボルト部１５の平面視での配置について、図６を用いて説明する。

図６に示すように、本実施形態に係るターボ圧縮機１は、一例として１０個のボルト部１５を備える。１０個のボルト部１５は、駆動軸１３の軸芯Ａｘ１３を中心とする周方向に分散して配置されている。具体的に、１０個のボルト部１５は、軸芯１３を中心とする周方向において、等間隔に配置されている。

５．ディフューザ１９による封止部材１８の押圧
ターボ圧縮機１の駆動時におけるディフューザ１９による封止部材１８の押圧メカニズムについて、図７を用いて説明する。

図７に示すように、ターボ圧縮機１の駆動時においては、ガス流路１ａには圧縮された高圧ガスが流通する。このため、ディフューザ１９の面（ガス流路１ａ側の面）１９ａには、ガス流路１ａ側からケーシングカバー１２側に向けての押圧力Ｆ１が作用する。

ディフューザ１９では、当該ディフューザ１９の板厚方向に押圧力Ｆ１が伝達される。そして、そして、封止部材１８の面１８ａはディフューザ１９の面１９ｂと当接しているので、封止部材１８に対しては、ディフューザ１９の面１９ｂから押圧力Ｆ２を受ける。

封止部材１８は、ディフューザ１９の面１９ｂから押圧力Ｆ２を受けることにより、ディフューザ１９とボルト部１５の頭部１５ａとの間で挟持される。これにより、封止部材１８は、動きが制限される。

６．効果
本実施形態に係るターボ圧縮機１では、ケーシングカバー１２に設けられた貫通孔１２１と、ケース部１４に設けられたネジ穴部１４１とにボルト部１５が通され、ボルト部１５の雄ネジ１５ｃがネジ穴部１４１の螺合部１４１ｂに螺合している。ケーシングカバー１２とケース部１４とは、螺合部１４１ｂにおけるボルト部１５の雄ネジ１５ｃとネジ穴部１４１の雌ネジ１４１ａとの螺合により固定されている。このため、上記従来技術のようにケーシングカバー９２にケース部９４との締結のためのフランジ９２ａを設ける必要がない。

よって、本実施形態に係るターボ圧縮機１では、ケーシングカバー１２の軸方向における肉厚を、従来技術のＨ９（図８を参照。）よりも薄いＨ１（図１を参照。）に抑えることができる。

また、本実施形態に係るターボ圧縮機１では、上記のように駆動軸の軸方向でのケーシングカバー１２のサイズをＨ１に抑えることができるので、駆動軸１３の全長も短く抑えることができる。よって、本実施形態に係るターボ圧縮機１では、駆動時に駆動軸１３が振れた場合においても、駆動軸１３の先端部分（インペラ１０が取り付けられた軸端の部分）での振動を低減することができる。

また、本実施形態に係るターボ圧縮機１では、ケーシングカバー１２の貫通孔１２１における封止部材収容部１２１ｄに封止部材１８が詰められているので、ガス流路１ａを貫通孔１２１におけるボルト頭収容部１２１ｃに対して封止することができる。よって、本実施形態に係るターボ圧縮機１では、ガス流路から貫通孔１２１を介してケース部１４の内部空間１４ａなどにガスが漏れるのを抑制することができる。

また、本実施形態に係るターボ圧縮機１では、封止部材１８をコア部材１８０とＯリング１８１との組み合わせで構成しているので、簡易な構成で確実にガスの漏れを抑制することができる。

本実施形態に係るターボ圧縮機１では、封止部材１８におけるガス流路１ａ側の面１８ａをディフューザ１９で覆っているので封止部材１８の動きが抑制される。

本実施形態に係るターボ圧縮機１では、１０個（複数）のボルト部（締結部）１５が駆動軸１３の軸芯Ａｘ１３を中心とする周方向に等間隔に設けられているので、１つのボルト部で締結する場合に比べてケーシングカバー１２をケース部１４により強固に固定することができる。また、ケーシングカバー１２とケース部１４との間での締付力に上記周方向での偏りを生じ難くすることができる。

［変形例］
上記実施形態では、ボルト部１５の数は１０に限定されない。

上記実施形態では、貫通孔のザグリ部に対して気密に詰めることができるのであれば、Ｏリング１８１を省略し、コア部材だけで封止部材を構成することもできる。

また、上記実施形態では、コア部材１８０の形成材料として、鉄、炭素鋼、あるいはステンレス鋼などの金属材料をあげたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、樹脂材料やセラミックス材料などを採用することも可能である。

上記実施形態では、それぞれのボルト部１５に対応して個別にザグリ部１２１ｂを設け、各ザグリ部１２１ｂに封止部材１８を詰めることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、複数の通し孔部に対して連続する１つのザグリ部を設けておき、当該ザグリ部の形状に対応する封止部材を詰める構成を採用することもできる。

上記実施形態では、封止部材１８におけるガス流路１ａ側の面１８ａをディフューザ１９で覆ってなる構成を採用したが、本発明では、封止部材１８におけるガス流路１ａ側の面１８ａをディフューザ１９で覆わなくてもよい。この場合には、ケーシングカバー１２における流路側主面１２ａと外面１２ｆとが面一となるように形成される。

上記実施形態では、ボルト部１５により締結部を構成したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、ボルト部とワッシャなどとの組み合わせをもって締結部を構成してもよい。

上記実施形態では、複数のボルト部１５が、インペラ１０の外周縁Ｌ_ＯＥよりもインペラ１０の径方向外側（図１の矢印Ａで示す領域）に配置されてなる構成を採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。即ち、複数のボルト部をインペラの外周よりも当該インペラの径方向内側に配置してもよい。

同様に、本発明では、複数のボルト部をスクロール室１ｂの内面における上記箇所１１ｅよりも内側（図２の矢印Ｄで示す領域）に設けなくてもよい。さらに、本発明では、複数のボルト部をケーシングカバー１２の外面１２ｅよりも内側（図５の矢印Ｅで示す領域）に設けなくてもよい。

上記実施形態では、ケーシングカバー１２の外面１２ｅ（図２を参照。）を、ケース部１４の外面１４ｄよりも軸芯Ａｘ１３側に引っ込んだ位置に設けることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。ケーシングカバー１２の外面１２ｅをケース部１４の外面１４ｄと面一とすることもできる。

上記実施形態では、ボルト部１５の軸部１５ｂにOリング用溝を設け、そこにOリングを埋め込んでもよい。ケ－シングカバー１２およびケース部１４の接触面である外面12ｂと外面14ｂとの間にOリングが取り付けられてもよい。

１ターボ圧縮機
１０インペラ
１１ケーシング
１２ケーシングカバー
１３駆動軸
１４ケース部
１５ボルト部
１８封止部材
１２１貫通孔
１４０軸受
１４１ネジ穴部
１４１ｂ螺合部
１８０コア部材
１８１Ｏリング

Claims

ターボ圧縮機であって、
インペラと、
前記インペラを収容するケーシングと、
前記ケーシングに取付けられるとともに、前記ケーシングとの間に流体の流路を形成するケーシングカバーと、
前記ケーシングカバーを貫通し、前記インペラに固定される駆動軸と、
前記駆動軸を保持する軸受を有するとともに、外面に前記ケーシングカバーが固定されるケース部と、
前記ケース部と前記ケーシングカバーとを固定する締結部と、
を備え、
前記ケーシングカバーは、前記流路側の主面から前記ケース部側の主面まで前記駆動軸の軸方向に沿って延びるように当該ケーシングカバーを貫通する貫通孔を有し、
前記ケース部は、前記貫通孔に連続するように前記軸方向に設けられたネジ穴部を有し、
前記締結部は、前記ケーシングカバーの前記貫通孔に挿入されるとともに、前記ケース部の前記ネジ穴部における雌ネジの少なくとも一部である螺合部に螺合され、前記軸方向における全長が前記貫通孔の長さと前記螺合部の長さとの和よりも短いボルト部を有し、
前記ボルト部の頭部と前記貫通孔の前記ケーシング側の開口部との間に詰められ、前記流路を前記貫通孔における前記ボルト部が収容された部分に対して封止する封止部材をさらに備え、
前記封止部材は、
金属材料を用いて形成され、前記貫通孔の内周面に沿う外周面を有する柱状のコア部材と、
前記コア部材の前記外周面と前記貫通孔の前記内周面との間を封止するＯリングと、
を有し、
前記コア部材の前記ボルト部側の面が前記ボルト部の頭部に当接する、
ターボ圧縮機。
前記コア部材は、炭素鋼またはステンレス鋼である、請求項１に記載のターボ圧縮機。
前記締結部は、前記インペラよりも径方向外側に設けられる、請求項１または２に記載のターボ圧縮機。
前記インペラの回転により生じた圧縮ガスの流れを整えるディフューザをさらに備え、
前記封止部材は、前記流路側の面が前記ディフューザにより覆われている、請求項１ないし３の何れかに記載のターボ圧縮機。
前記締結部と同じ構造の１又は２以上の締結部が前記駆動軸を中心に周方向に設けられる、請求項１ないし４の何れかに記載のターボ圧縮機。
前記２以上の締結部を含む複数の締結部は、前記周方向に等間隔に設けられている、請求項５に記載のターボ圧縮機。