特開 2024-126832 ガス圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024126832

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】ガス圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04B 31/00 20060101AFI20240912BHJP

   F04B 39/12 20060101ALI20240912BHJP

   F04B 9/137 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

F04B31/00

F04B39/12 101E

F04B9/137

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023035511

(22)【出願日】2023-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】壬生 弘毅

(72)【発明者】

【氏名】服部 智秀

【テーマコード（参考）】

3H003

3H075

3H076

【Ｆターム（参考）】

3H003AA02

3H003AC04

3H003CB01

3H003CD03

3H003CD06

3H075AA18

3H075BB03

3H075BB16

3H075BB20

3H075CC34

3H075CC37

3H075DA03

3H075DA04

3H075DA08

3H075DB10

3H075DB42

3H075DB43

3H076AA13

3H076BB38

3H076BB45

3H076CC26

3H076CC28

3H076CC44

(57)【要約】

【課題】設置面積を小さく保ったままで構成機器のメンテナンス性を向上させることができるガス圧縮機を提供する。
【解決手段】一実施形態に係るガス圧縮機１は、架台１０と、同軸上に並ぶガスシリンダ３Ａ，３Ｂおよび油圧シリンダ４Ａ，４Ｂを含み、ガスシリンダ３Ａ，３Ｂおよび油圧シリンダ４Ａ，４Ｂの軸方向が上下方向となるように架台１０上に設置されたガスブースタ２Ａ，２Ｂを含む。さらに、ガス圧縮機１は、平面視でガスブースタ２Ａ，２Ｂと異なる位置に位置するポンプユニット６Ａ，６Ｂと、平面視でガスブースタ２Ａ，２Ｂおよびポンプユニット６Ａ，６Ｂと異なる位置に位置するマニホールド７を含む。ポンプユニット６Ａ，６Ｂは油圧シリンダ３Ａ，３Ｂと共に油圧回路を構成する油圧ポンプ６１を含み、マニホールド７の内部には前記油圧回路の一部を構成する流路が形成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

架台と、
同軸上に並ぶガスシリンダおよび油圧シリンダを含み、前記ガスシリンダおよび前記油圧シリンダの軸方向が上下方向となるように前記架台上に設置された少なくとも１つのガスブースタと、
前記油圧シリンダと共に油圧回路を構成する油圧ポンプ、および前記油圧ポンプを駆動する電動機を含む、平面視で前記ガスブースタと異なる位置に位置するポンプユニットと、
平面視で前記ガスブースタおよび前記油圧ポンプと異なる位置に位置し、前記油圧回路の一部を構成する流路が内部に形成されたマニホールドと、
を備える、ガス圧縮機。

【請求項2】

前記マニホールドの上面には、前記油圧回路に含まれる少なくとも１つのバルブが取り付けられている、請求項１に記載のガス圧縮機。

【請求項3】

前記ポンプユニットは、同軸上に並ぶ前記油圧ポンプおよび前記電動機の軸方向が上下方向となるように前記架台上に設置されている、請求項１または２に記載のガス圧縮機。

【請求項4】

前記電動機は前記油圧ポンプの上方に位置する、請求項３に記載のガス圧縮機。

【請求項5】

前記ガスシリンダは前記油圧シリンダの上方に位置する、請求項１または２に記載のガス圧縮機。

【請求項6】

前記少なくとも１つのガスブースタの上方には配管が配策されていない、請求項１または２に記載のガス圧縮機。

【請求項7】

前記少なくとも１つのガスブースタは、互いに横方向に離間する第１ガスブースタと第２ガスブースタを含み、
前記マニホールドは、前記第１ガスブースタと前記ガスブースタの間に配置されている、請求項１または２に記載のガス圧縮機。

【請求項8】

前記少なくとも１つのガスブースタは、互いに横方向に離間する第１ガスブースタと第２ガスブースタを含み、
前記マニホールドは、前記第１ガスブースタと前記第２ガスブースタとに跨るサイズを有する、請求項１または２に記載のガス圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、油圧駆動式のガス圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、油圧駆動式のガス圧縮機が知られている。例えば、このようなガス圧縮機は、大型のガス圧縮機として用いられる。

【0003】

例えば、特許文献１には、２つのガスブースタを含むガス圧縮機が開示されている。各ガスブースタは、同軸上に並ぶガスシリンダおよび油圧シリンダを含む。

【0004】

より詳しくは、各ガスブースタのガスシリンダはガスシリンダチューブ、ガスカバーおよびガスピストンを含み、油圧シリンダは油圧シリンダチューブ、一対の油圧カバーおよび油圧ピストンを含む。

【0005】

ガスカバーは油圧シリンダと反対側でガスシリンダチューブの一方の開口を閉塞し、ガスピストンはガスシリンダチューブ内に配置されてガスカバーとの間に圧縮室を形成する。また、一対の油圧カバーは油圧シリンダチューブの双方の開口を閉塞し、油圧ピストンは油圧シリンダチューブ内に配置されて一対の油圧カバーとの間に一対の駆動室を形成する。ガスピストンと油圧ピストンとは、ガスシリンダ側の油圧カバーを貫通するロッドにより連結されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特表２０２１－５２２４４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１のガス圧縮機では、ガスシリンダおよび油圧シリンダの軸方向が上下方向である。このため、ガス圧縮機の設置面積を小さくすることができる。

【0008】

ところで、油圧駆動式のガス圧縮機では、ガスブースタの油圧シリンダが油圧ポンプと共に油圧回路を構成する。また、前記油圧ポンプは、当該油圧ポンプを駆動する電動機と共にポンプユニットを構成することがある。このようなガス圧縮機では、ガスブースタやポンプユニットなどの構成機器のメンテナンス性を向上させることが望まれる。

【0009】

そこで、本開示は、設置面積を小さく保ったままで構成機器のメンテナンス性を向上させることができるガス圧縮機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示は、架台と、同軸上に並ぶガスシリンダおよび油圧シリンダを含み、前記ガスシリンダおよび前記油圧シリンダの軸方向が上下方向となるように前記架台上に設置された少なくとも１つのガスブースタと、前記油圧シリンダと共に油圧回路を構成する油圧ポンプ、および前記油圧ポンプを駆動する電動機を含む、平面視で前記ガスブースタと異なる位置に位置するポンプユニットと、平面視で前記ガスブースタおよび前記油圧ポンプと異なる位置に位置し、前記油圧回路の一部を構成する流路が内部に形成されたマニホールドと、を備える、ガス圧縮機を提供する。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、設置面積を小さく保ったままで構成機器のメンテナンス性を向上させることができるガス圧縮機が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一実施形態に係るガス圧縮機の斜視図である。

【図2】前記ガス圧縮機の油圧回路図である。

【図3】前記ガス圧縮機の概略的な平面図である。

【図4】第１変形例のガス圧縮機の概略的な平面図である。

【図5】第２変形例のガス圧縮機の概略的な平面図である。

【図6】第３変形例のガス圧縮機の概略的な平面図である。

【図7】第４変形例のガス圧縮機の概略的な平面図である。

【図8】第５変形例のガス圧縮機の概略的な平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１に、一実施形態に係るガス圧縮機１Ａを示す。本実施形態では、ガス圧縮機１Ａが、構成機器として第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂを含み、ガスを二段で圧縮する。圧縮対象となるガスは特に限定されるものではないが、例えば水素である。

【0014】

また、本実施形態では、ガス圧縮機１Ａが、架台１０を含むとともに、第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂ以外の構成機器として２つのポンプユニット６Ａ，６Ｂ、マニホールド７およびタンク９を含む。ただし、ガス圧縮機１Ａはポンプユニット６Ａ，６Ｂの一方のみを含んでもよい。

【0015】

ポンプユニット６Ａ，６Ｂは平面視で第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂと異なる位置に位置し、マニホールド７は平面視で第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂならびにポンプユニット６Ａ，６Ｂと異なる位置に位置する。

【0016】

より詳しくは、第１ガスブースタ２Ａと第２ガスブースタ２Ｂは、互いに横方向に離間する。本実施形態では、架台１０が矩形の板状であり、第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂが架台１０の一辺側の両コーナーに配置されている。マニホールド７は、第１ガスブースタ２Ａと第２ガスブースタ２Ｂの離間方向において第１ガスブースタ２Ａと第２ガスブースタ２Ｂの間に配置されている。このため、第１ガスブースタ２Ａと第２ガスブースタ２Ｂの離間方向と直交する方向においてガス圧縮機１Ａをコンパクト化することができる。

【0017】

本実施形態では、マニホールド７が、架台１０から上方に離間するとともに、第１ガスブースタ２Ａと第２ガスブースタ２Ｂの上端よりも下方に位置している。換言すれば、マニホールド７は、第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂの存する高さ領域内に配置されている。例えば、マニホールド７は、第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂの上下方向の中央よりも上方に位置してもよい。このようにマニホールド７がある程度の高さに配置されていれば、メンテナンス時に上方からのアクセス性が向上する。また、マニホールド７が第１ガスブースタ２Ａと第２ガスブースタ２Ｂの上端よりも下方に位置すれば、ガス圧縮機１Ａの高さが高くなることがない。

【0018】

本実施形態では、タンク９が図３に示すように、互いに並列に接続された複数の小型容器９１を含む。本実施形態では、小型容器９１が第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂの離間方向に一列で並んでいる。例えば、小型容器９１は、架台１０を第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂの離間方向と直交する方向に三等分したときの第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂとは反対側の末端領域内に配置される。ただし、タンク９は１つの大型容器であってもよい。

【0019】

ポンプユニット６Ａ，６Ｂは、第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂの離間方向に互いに離間している。また、ポンプユニット６Ａ，６Ｂは、第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂの離間方向と直交する方向において第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂとタンク９の間に配置されている。換言すれば、第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂの離間方向と直交する方向において、第１ガスブースタ２Ａ、ポンプユニット６Ａおよびタンク９はこの順に並んでおり、第２ガスブースタ２Ｂ、ポンプユニット６Ｂおよびタンク９はこの順に並んでいる。

【0020】

そして、第１ガスブースタ２Ａ、第２ガスブースタ２Ｂ、マニホールド７、ポンプユニット６Ａ，６Ｂおよびタンク９の間に、後述する油圧配管１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉが折れ曲がりながら配策されている。

【0021】

図１に示すように、第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂのそれぞれはサポート１０ａを介して架台１０上に設置されている。図１では、サポート１０ａが台であるが、サポート１０ａは後述する油圧カバー４３，４７と架台１０との間に介在する複数の柱であってもよい。マニホールド７は幅の狭い机状のフレーム１０ｃを介して架台１０上に設置されており、ポンプユニット６Ａ，６Ｂは幅の広い机状のフレーム１０ｂを介して架台１０上に設置されている。

【0022】

図２に示すように、第１ガスブースタ２Ａは、ガスシリンダ３Ａ、油圧シリンダ４Ａおよびロッド５５を含み、第２ガスブースタ２Ｂは、ガスシリンダ３Ｂ、油圧シリンダ４Ｂおよびロッド５６を含む。第１ガスブースタ２Ａと第２ガスブースタ２Ｂが大きく異なる点は、ガスシリンダ３Ａ，３Ｂのサイズである。具体的には、後述する第２ガスピストン３７の直径が後述する第１ガスピストン３３の直径よりも小さい。例えば、第１ガスピストン３３の面積は、第２ガスピストン３７の面積の２倍以上１０倍以下である。なお、第１ガスピストン３３および第２ガスピストン３７の直径以外の他の要素によって後述するガスシリンダチューブ３１，３５内の体積が異なってもよい。

【0023】

第１ガスブースタ２Ａのガスシリンダ３Ａおよび油圧シリンダ４Ａは同軸上に並んでおり、第２ガスブースタ２Ｂのガスシリンダ３Ｂおよび油圧シリンダ４Ｂは同軸上に並んでいる。ガスシリンダ３Ａ，３Ｂおよび油圧シリンダ４Ａ，４Ｂの軸方向は上下方向である。ガスシリンダ３Ａ，３Ｂおよび油圧シリンダ４Ａ，４Ｂの軸方向は鉛直方向と平行であってもよいし、鉛直方向に対して僅かに、例えば２０度以内で傾いてもよい。また、本実施形態では、ガスシリンダ３Ａが油圧シリンダ４Ａの上方に位置し、ガスシリンダ３Ｂが油圧シリンダ４Ｂの上方に位置する。

【0024】

第１ガスブースタ２Ａに関し、ガスシリンダ３Ａは、ガスシリンダチューブ３１、ガスカバー３２および第１ガスピストン３３を含む。ガスシリンダチューブ３１は上下方向に延びる筒状であり、ガスカバー３２は油圧シリンダ４Ａと反対側でガスシリンダチューブ３１の上方の開口を閉塞する。第１ガスピストン３３はガスシリンダチューブ３１内に配置されてガスカバー３２との間に第１圧縮室３ａを形成する。

【0025】

ガスシリンダ３Ａは、ガスシリンダチューブ３１を収容する、ガスカバー３２から後述する油圧カバー４２まで延びる筒状のジャケット３４も含む。ガスシリンダチューブ３１とジャケット３４との間には環状の冷却室が形成され、前記冷却室に冷却液が供給されるとともに前記冷却室から冷却液が排出される。ただし、ジャケット３４は省略されてもよい。

【0026】

ガスカバー３２は、例えば円盤状である。本実施形態では、ガスカバー３２が、径方向外側を向く端面上に吸入ポート２ａおよび吐出ポート２ｂを有する。ただし、吸入ポート２ａおよび吐出ポート２ｂの一方または双方はガスカバー３２の上面上にあってもよい。

【0027】

ガスカバー３２には、吸入ポート２ａから第１圧縮室３ａに至るガス流路２１と、第１圧縮室３ａから吐出ポート２ｂに至るガス流路２３が形成されている。ガス流路２１，２３には逆止弁２２，２４がそれぞれ設けられている。

【0028】

ただし、逆止弁２２は後述するガス配管１１に設けられてもよいし、逆止弁２４は後述するガス配管１２に設けられてもよい。この場合、吸入ポート２ａおよび吐出ポート２ｂがガスシリンダチューブ３１の上部に設けられて、ガス流路２１，２３が省略されてもよい。吸入ポート２ａおよび吐出ポート２ｂがガスシリンダチューブ３１に設けられる場合、ガス配管１１がジャケット３４を貫通して吸入ポート２ａにつながるとともに、ガス配管１２がジャケット３４を貫通して吐出ポート２ｂにつながってもよい。

【0029】

油圧シリンダ４Ａは、油圧シリンダチューブ４１、一対の油圧カバー４２，４３および第１油圧ピストン４４を含む。油圧シリンダチューブ４１は上下方向に延びる筒状であり、油圧カバー４２は油圧シリンダチューブ４１の上方の開口を閉塞し、油圧カバー４３は油圧シリンダチューブ４１の下方の開口を閉塞する。

【0030】

第１油圧ピストン４４は油圧シリンダチューブ４１内に配置されて油圧カバー４２との間に第１駆動室４ａを形成するとともに油圧カバー４３との間に第２駆動室４ｂを形成する。本実施形態では第１油圧ピストン４４が一枚の板であるが、第１油圧ピストン４４は二枚の板とその間のロッドで構成されてもよい。この場合、二枚の板の間に作動油が供給されてもよい。

【0031】

本実施形態では、ガスシリンダチューブ３１の下方の開口が油圧カバー４２で閉塞される。ロッド５５は、第１駆動室４ａを横断するとともに油圧カバー４２を貫通して第１ガスピストン３３と第１油圧ピストン４４とを連結する。

【0032】

油圧カバー４２，４３は、例えば円盤状である。本実施形態では、油圧カバー４２が径方向外側を向く端面上に給排ポート５ａを有し、油圧カバー４３が径方向外側を向く端面上に給排ポート５ｂを有する。ただし、給排ポート５ａ，５ｂの位置はこれに限らない。例えば、給排ポート５ａが油圧シリンダチューブ４１の上部に設けられて後述する油圧流路５１が省略されてもよいし、給排ポート５ｂが油圧シリンダチューブ４１の下部に設けられて後述する油圧流路５２が省略されてもよい。

【0033】

油圧カバー４２には、給排ポート５ａと第１駆動室４ａとを連通する油圧流路５１が形成されており、油圧カバー４３には、給排ポート５ｂと第２駆動室４ｂとを連通する油圧流路５２が形成されている。

【0034】

第２ガスブースタ２Ｂに関し、ガスシリンダ３Ｂは、ガスシリンダチューブ３５、ガスカバー３６および第２ガスピストン３７を含む。ガスシリンダチューブ３５は上下方向に延びる筒状であり、ガスカバー３６は油圧シリンダ４Ｂと反対側でガスシリンダチューブ３５の上方の開口を閉塞する。第２ガスピストン３７はガスシリンダチューブ３５内に配置されてガスカバー３６との間に第２圧縮室３ｂを形成する。

【0035】

ガスシリンダ３Ｂは、ガスシリンダチューブ３５を収容する、ガスカバー３６から後述する油圧カバー４６まで延びる筒状のジャケット３８も含む。ガスシリンダチューブ３５とジャケット３８との間には環状の冷却室が形成され、前記冷却室に冷却液が供給されるとともに前記冷却室から冷却液が排出される。ただし、ジャケット３８は省略されてもよい。

【0036】

ガスカバー３６は、例えば円盤状である。本実施形態では、ガスカバー３６が、径方向外側を向く端面上に吸入ポート２ｃおよび吐出ポート２ｄを有する。ただし、吸入ポート２ｃおよび吐出ポート２ｄの一方または双方はガスカバー３６の上面上にあってもよい。

【0037】

ガスカバー３６には、吸入ポート２ｃから第２圧縮室３ｂに至るガス流路２５と、第２圧縮室３ｂから吐出ポート２ｄに至るガス流路２７が形成されている。ガス流路２５，５７には逆止弁２６，２８がそれぞれ設けられている。

【0038】

ただし、逆止弁２６は後述するガス配管１２に設けられてもよいし、逆止弁２８は後述するガス配管１３に設けられてもよい。この場合、吸入ポート２ｃおよび吐出ポート２ｄがガスシリンダチューブ３５の上部に設けられて、ガス流路２５，２７が省略されてもよい。吸入ポート２ｃおよび吐出ポート２ｄがガスシリンダチューブ３５に設けられる場合、ガス配管１２がジャケット３８を貫通して吸入ポート２ｃにつながるとともに、ガス配管１３がジャケット３８を貫通して吐出ポート２ｄにつながってもよい。

【0039】

油圧シリンダ４Ｂは、油圧シリンダチューブ４５、一対の油圧カバー４６，４７および第２油圧ピストン４８を含む。油圧シリンダチューブ４５は上下方向に延びる筒状であり、油圧カバー４６は油圧シリンダチューブ４５の上方の開口を閉塞し、油圧カバー４７は油圧シリンダチューブ４５の下方の開口を閉塞する。

【0040】

第２油圧ピストン４８は油圧シリンダチューブ４５内に配置されて油圧カバー４６との間に第３駆動室４ｃを形成するとともに油圧カバー４７との間に第４駆動室４ｄを形成する。本実施形態では第２油圧ピストン４８が一枚の板であるが、第２油圧ピストン４８は二枚の板とその間のロッドで構成されてもよい。この場合、二枚の板の間に作動油が供給されてもよい。

【0041】

本実施形態では、ガスシリンダチューブ３５の下方の開口が油圧カバー４６で閉塞される。ロッド５６は、第３駆動室４ｃを横断するとともに油圧カバー４６を貫通して第２ガスピストン３７と第２油圧ピストン４８とを連結する。

【0042】

油圧カバー４６，４７は、例えば円盤状である。本実施形態では、油圧カバー４６が径方向外側を向く端面上に給排ポート５ｃを有し、油圧カバー４７が径方向外側を向く端面上に給排ポート５ｄを有する。ただし、給排ポート５ｃ，５ｄの位置はこれに限らない。例えば、給排ポート５ｃが油圧シリンダチューブ４５の上部に設けられて後述する油圧流路５３が省略されてもよいし、給排ポート５ｄが油圧シリンダチューブ４５の下部に設けられて後述する油圧流路５４が省略されてもよい。

【0043】

油圧カバー４６には、給排ポート５ｃと第３駆動室４ｃとを連通する油圧流路５３が形成されており、油圧カバー４７には、給排ポート５ｄと第４駆動室４ｄとを連通する油圧流路５４が形成されている。

【0044】

詳しくは後述するが、通常運転時、第１ガスブースタ２Ａの第２駆動室４ｂと第２ガスブースタ２Ｂの第４駆動室４ｄとが連通する。第１ガスブースタ２Ａの第１油圧ピストン４４の直径と第２ガスブースタ２Ｂの第２油圧ピストン４８の直径は等しい。このため、第１油圧ピストン４４および第１ガスピストン３３のストロークと第２油圧ピストン４８および第２ガスピストン３７のストロークは等しい。ただし、第１油圧ピストン４４の直径と第２油圧ピストン４８の直径が異なり、第１油圧ピストン４４および第１ガスピストン３３のストロークと第２油圧ピストン４８および第２ガスピストン３７のストロークが異なってもよい。

【0045】

第１ガスブースタ２Ａの吸入ポート２ａにはガス配管１１が接続され、第２ガスブースタ２Ｂの吐出ポート２ｄにはガス配管１３が接続されている。また、第１ガスブースタ２Ａの吐出ポート２ｂと第２ガスブースタ２Ｂの吸入ポート２ｃとはガス配管１２により互いに接続されている。このため、第１圧縮室３ａから第２圧縮室３ｂへガスが供給される。なお、図面の簡略化のために、図１ではガス配管１１，１２，１３の作図を省略する。

【0046】

第１ガスピストン３３と第２ガスピストン３７は互い違いに動く。第１ガスピストン３３が下降すると、ガス配管１１からガス流路２１を通じて第１圧縮室３ａへガスが供給される。第１ガスピストン３３が上昇するとともに第２ガスピストン３７が下降すると、第１圧縮室３ａからガス流路２３、ガス配管１２およびガス流路２５を通じて第２圧縮室３ｂへガスが供給される。このとき、第１圧縮室３ａと第２圧縮室３ｂとの面積差によりガスが圧縮される。第２ガスピストン３７が上昇すると、第２圧縮室３ｂでガスが少なくとも逆止弁２８の下流側の圧力まで圧縮されるとともに、圧縮されたガスがガス流路２７およびガス配管１３を通じて排出される。

【0047】

上述したマニホールド７は、本実施形態では、直方体状のブロックである。マニホールド７は、表面上に、４つのブースタポート７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈと、４つのポンプポート７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと、１つのタンクポート７ｉを含む。第１ガスブースタ２Ａの給排ポート５ａ，５ｂはそれぞれ油圧配管１ｅ，１ｆによりマニホールド７のブースタポート７ｅ，７ｆと接続されており、第２ガスブースタ２Ｂの給排ポート５ｃ，５ｄは油圧配管１ｇ，１ｈによりマニホールド７のブースタポート７ｇ，７ｈと接続されている。なお、図面の簡略化のために、図１では油圧配管１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの作図を省略する。

【0048】

図１に示すように、マニホールド７は第１ガスブースタ２Ａと第２ガスブースタ２Ｂの間に位置するため、油圧配管１ｅ，１ｆは第１ガスブースタ２Ａの側方に配策され、油圧配管１ｇ，１ｈは第２ガスブースタ２Ｂの側方に配策される。つまり、第１ガスブースタ２Ａの上方および第２ガスブースタ２Ｂの上方には油圧配管が配策されていない。また、本実施形態では上述したように第１ガスブースタ２Ａのガスカバー３２が端面上に吸入ポート２ａおよび吐出ポート２ｂを有するとともに第２ガスブースタ２Ｂのガスカバー３６が端面上に吸入ポート２ｃおよび吐出ポート２ｄを有するため、ガス配管も第１ガスブースタ２Ａの上方および第２ガスブースタ２Ｂの上方に配策されていない。

【0049】

マニホールド７のポンプポート７ａ，７ｂは油圧配管１ａ，１ｂによりポンプユニット６Ａと接続されており、マニホールド７のポンプポート７ｃ，７ｄは油圧配管１ｃ，１ｄによりポンプユニット６Ｂと接続されている。さらに、マニホールド７のタンクポート７ｉは油圧配管１ｉによりタンク９と接続されている。なお、図面の簡略化のために、図１では油圧配管１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｉの作図を省略し、図３では油圧配管１ｉの作図を省略する。

【0050】

ポンプユニット６Ａ，６Ｂはそれぞれ油圧配管９ａ，９ｂによりタンク９と接続されている。ポンプユニット６Ａ，６Ｂのそれぞれは、油圧ポンプ６１と、油圧ポンプ６１を駆動する電動機６２を含む。双方の油圧ポンプ６１は、第１ガスブースタ２Ａの油圧シリンダ４Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂの油圧シリンダ４Ｂと共に油圧回路を構成する。

【0051】

図１に示すように、油圧ポンプ６１と電動機６２は同軸上に並んでいる。本実施形態では、油圧ポンプ６１および電動機６２の軸方向が上下方向である。また、電動機６２は油圧ポンプ６１の上方に位置する。

【0052】

本実施形態では、図２に示すように、各油圧ポンプ６１が、回転方向によって作動油の吐出方向が切り換え可能な両方向ポンプである。例えば、両方向ポンプはアキシャルピストンポンプである。ただし、油圧ポンプ６１は、一方向に回転する、斜板や斜軸のセンターからの傾倒方向によって作動油の吐出方向が切り換わるアキシャルピストンポンプであってもよい。また、図例では油圧ポンプ６１が可変容量型ポンプであるが、油圧ポンプ６１は固定容量型ポンプであってもよい。

【0053】

ポンプユニット６Ａの油圧ポンプ６１は、流路６３を通じて油圧配管１ａへ作動油を吐出するとともに流路６４を通じて油圧配管１ｂから作動油を吸入するか、流路６４を通じて油圧配管１ｂへ作動油を吐出するとともに流路６３を通じて油圧配管１ａから作動油を吸入する。流路６３から分岐して油圧配管９ａにつながる流路６５には逆止弁６６が設けられており、流路６４から分岐して油圧配管９ａにつながる流路６７には逆止弁６８が設けられている。

【0054】

同様に、ポンプユニット６Ｂの油圧ポンプ６１は、流路６３を通じて油圧配管１ｃへ作動油を吐出するとともに流路６４を通じて油圧配管１ｄから作動油を吸入するか、流路６４を通じて油圧配管１ｄへ作動油を吐出するとともに流路６３を通じて油圧配管１ｃから作動油を吸入する。流路６３から分岐して油圧配管９ｂにつながる流路６５には逆止弁６６が設けられており、流路６４から分岐して油圧配管９ｂにつながる流路６７には逆止弁６８が設けられている。

【0055】

マニホールド７の内部には、上述した油圧回路の一部を構成する複数の流路が形成されている。具体的に、マニホールド７の内部には、ブースタポート７ｅから途中で分岐してポンプポート７ａ，７ｃに至る第１流路７１と、ブースタポート７ｈから途中で分岐してポンプポート７ｂ，７ｄに至る第２流路７２が形成されている。第１流路７１には分岐点よりもブースタポート７ｅ側に第１開閉弁８１が設けられ、第２流路７２には分岐点よりもブースタポート７ｈ側に第２開閉弁８２が設けられている。

【0056】

また、マニホールド７の内部には、ブースタポート７ｆ，７ｇ同士を接続する第３流路７３が形成されている。第３流路７３には第３開閉弁８３が設けられている。

【0057】

第３流路７３からは、第３開閉弁８３とブースタポート７ｇの間で第４流路７４が分岐しており、第４流路７４は第１開閉弁８１とポンプポート７ａ，７ｃの間で第１流路７１につながっている。第４流路７４には第４開閉弁８４が設けられている。同様に、第３流路７３からは、第３開閉弁８３とブースタポート７ｆの間で第５流路７５が分岐しており、第５流路７５は第２開閉弁８２とポンプポート７ｂ，７ｄの間で第２流路７２につながっている。第５流路７５には第５開閉弁８５が設けられている。

【0058】

さらに、第１流路７１からは、第１開閉弁８１とブースタポート７ｅの間で第６流路７６が分岐しており、第６流路７６はタンクポート７ｉにつながっている。第６流路７６には第６開閉弁８６が設けられている。同様に、第２流路７２からは、第２開閉弁８２とブースタポート７ｈの間で第７流路７７が分岐しており、第７流路７７はタンクポート７ｉにつながっている。第７流路７７には第７開閉弁８７が設けられている。

【0059】

第１開閉弁８１、第２開閉弁８２、第３開閉弁８３、第４開閉弁８４、第５開閉弁８５、第６開閉弁８６および第７開閉弁８７は、上述した油圧回路に含まれる。

【0060】

通常運転では、第１開閉弁８１、第２開閉弁８２および第３開閉弁８３が開かれ、第４開閉弁８４および第５開閉弁８５が閉じられる。通常運転の前には作動油充填運転が行われる。なお、第６開閉弁８６および第７開閉弁８７は通常運転の終了時などに一時的に開かれるがそれ以外は閉じられる。

【0061】

作動油充填運転では、まず第２開閉弁８２および第４開閉弁８４を開くとともに、第１開閉弁８１、第３開閉弁８３および第５開閉弁８５を閉じた状態で、ポンプユニット６Ａ，６Ｂの少なくとも一方の油圧ポンプ６１から第２ガスブースタ２Ｂの第４駆動室４ｄへ作動油を供給する。第２油圧ピストン４８が上限まで上昇した後は、第１開閉弁８１および第５開閉弁８５を開くとともに、第２開閉弁８２、第３開閉弁８３および第４開閉弁８４を閉じた状態で、ポンプユニット６Ａ，６Ｂの少なくとも一方の油圧ポンプ６１から第２ガスブースタ２Ｂの第４駆動室４ｄへ作動油を供給する。これにより、第２駆動室４ｂ、油圧流路５２、油圧配管１ｆ、第３流路７３、油圧配管１ｇ、油圧流路５４および第４駆動室４ｄで構成される中間室に、第２駆動室４ｂまたは第４駆動室４ｄの容積よりも多くの作動油を充填することができる。

【0062】

第１開閉弁８１、第２開閉弁８２、第３開閉弁８３、第４開閉弁８４および第５開閉弁８５は、図３に示すように、マニホールド７の上面に取り付けられている。なお、図面の簡略化のために、図１では第１開閉弁８１、第２開閉弁８２、第３開閉弁８３、第４開閉弁８４および第５開閉弁８５の作図を省略する。また、図１および図３では第６開閉弁８６および第７開閉弁８７の作図を省略するが、第６開閉弁８６および第７開閉弁８７もマニホールド７の上面に取り付けられている。ただし、第１開閉弁８１、第２開閉弁８２、第３開閉弁８３、第４開閉弁８４および第５開閉弁８５に比べて小型な第６開閉弁８６および第７開閉弁８７は、マニホールド７の下面以外の任意の面に取り付け可能である。

【0063】

以上説明したように、本実施形態のガス圧縮機１Ａでは、第１ガスブースタ２Ａのガスシリンダ３Ａおよび油圧シリンダ４Ａの軸方向が上下方向であり、第２ガスブースタ２Ｂのガスシリンダ３Ｂおよび油圧シリンダ４Ｂの軸方向が上下方向であるので、ガス圧縮機１Ａの設置面積を小さくすることができる。また、第１ガスブースタ２Ａ、第２ガスブースタ２Ｂ、ポンプユニット６Ａ，６Ｂおよびマニホールド７が平面視で互いに重なり合わないように配置されているので、第１ガスブースタ２Ａ、第２ガスブースタ２Ｂ、ポンプユニット６Ａ，６Ｂおよびマニホールド７である構成機器のそれぞれの上方にメンテナンススペースを確保することができ、各構成機器に対して上方からアクセスすることができる。従って、構成機器のメンテナンス性を向上させることができる。

【0064】

しかも、マニホールド７の上面には、第１開閉弁８１、第２開閉弁８２、第３開閉弁８３、第４開閉弁８４および第５開閉弁８５が取り付けられているので、これらのバルブを簡単にメンテナンスすることができる。

【0065】

さらに、本実施形態では、ポンプユニット６Ａ，６Ｂのそれぞれにおいて電動機６２が油圧ポンプ６１の上方に位置するので、ポンプユニットの上方のメンテナンススペースを利用して電動機６２をメンテナンスすることができる。

【0066】

また、本実施形態では、第１ガスブースタ２Ａにおいてガスシリンダ３Ａが油圧シリンダ４Ａの上方に位置するので、第１ガスブースタ２Ａの上方のメンテナンススペースを利用してガスシリンダ３Ａをメンテナンスすることができる。同様に、第２ガスブースタ２Ｂにおいてガスシリンダ３Ｂが油圧シリンダ４Ｂの上方に位置するので、第２ガスブースタ２Ｂの上方のメンテナンススペースを利用してガスシリンダ３Ｂをメンテナンスすることができる。例えば、第１ガスピストン３３および第２ガスピストン３７をクレーンにより上方から吊り上げることができる。ガス圧縮機１Ａがハウジングで覆われる場合は、クレーンの代わりにチェーンブロックなどを使用可能である。

【0067】

さらに、本実施形態では、第１ガスブースタ２Ａの上方および第２ガスブースタ２Ｂの上方にガス配管も油圧配管も配策されていないので、第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂのメンテナンスを円滑に行うことができる。

【0068】

＜変形例＞
本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0069】

例えば、第１ガスブースタ２Ａの第１圧縮室３ａと第２ガスブースタ２Ｂの第２圧縮室３ｂとが並列に接続され、第１ガスブースタ２Ａと第２ガスブースタ２Ｂの双方を用いてガスを一段で圧縮してもよい。あるいは、ガス圧縮機１Ａが第１ガスブースタ２Ａと第２ガスブースタ２Ｂの一方のみを含み、ガスを一段で圧縮してもよい。

【0070】

マニホールド７の上面に取り付けられるバルブは、必ずしも第１開閉弁８１、第２開閉弁８２、第３開閉弁８３、第４開閉弁８４および第５開閉弁８５である必要はなく、第１開閉弁８１、第２開閉弁８２、第３開閉弁８３、第４開閉弁８４、第５開閉弁８５、第６開閉弁８６および第７開閉弁８７の少なくとも１つであってもよい。ただし、マニホールド７の上面に取り付けられるバルブは、作動油の通過流量が多い比較的に大きなバルブであることが望ましい。あるいは、マニホールド７の上面にはどのバルブも取り付けられなくてもよい。

【0071】

また、図４に示す第１変形例のガス圧縮機１Ｂのように、油圧配管１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈが省略されて、第１ガスブースタ２Ａの油圧シリンダ４Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂの油圧シリンダ４Ｂが直接的にマニホールド７の側面に接続されてもよい。

【0072】

あるいは、図５に示す第２変形例のガス圧縮機１Ｃのように、マニホールド７の幅が大きくされて、第１ガスブースタ２Ａの油圧シリンダ４Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂの油圧シリンダ４Ｂが直接的にマニホールド７の正面に接続されてもよい。この場合、マニホールド７は、第１ガスブースタ２Ａと第２ガスブースタ２Ｂとに跨るサイズを有する。換言すれば、マニホールド７の幅は、第１ガスブースタ２Ａと第２ガスブースタ２Ｂの離間距離よりも大きい。この構成によれば、第１ガスブースタ２Ａと第２ガスブースタ２Ｂの離間方向においてガス圧縮機１Ｃをコンパクト化することができる。

【0073】

または、図６に示す第３変形例のガス圧縮機１Ｄのように、第１ガスブースタ２Ａの油圧シリンダ４Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂの油圧シリンダ４Ｂが直接的にマニホールド７の上面に接続されてもよい。この構成でも、マニホールド７は、第１ガスブースタ２Ａと第２ガスブースタ２Ｂとに跨るサイズを有する。

【0074】

さらに、図７に示す第４変形例のガス圧縮機１Ｅのように、第１ガスブースタ２Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂと同様に構成された第３ガスブースタ２Ｃおよび第４ガスブースタ２Ｄが採用されてもよい。この場合、第１ガスブースタ２Ａと第３ガスブースタ２Ｃの油圧シリンダ４Ａ同士が油圧配管１ｅ，１ｆで並列に接続され、第２ガスブースタ２Ｂと第４ガスブースタ２Ｄの油圧シリンダ４Ｂ同士が油圧配管１ｇ，１ｈで並列に接続されてもよい。油圧配管１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈには使用するガスブースタを切り換えるための切換弁が設けられる。

【0075】

また、図８に示す第５変形例のガス圧縮機１Ｆのように、架台１０上には、第１ガスブースタ２Ａ、第２ガスブースタ２Ｂ、マニホールド７およびポンプユニット６Ａ，６Ｂで構成されるモジュールが複数設置され、それらのモジュールでタンク９が共通に使用されてもよい。

【0076】

なお、図８に示すガス圧縮機１Ｆでも、各モジュールのマニホールド７の上面に、ポンプユニット６Ａ，６Ｂの油圧ポンプ６１と、第１ガスブースタ２Ａの油圧シリンダ４Ａおよび第２ガスブースタ２Ｂの油圧シリンダ４Ｂで構成される油圧回路に含まれる少なくとも１つのバルブ８が取り付けられてもよいし、どのバルブも取り付けられなくてもよい。

【0077】

また、油圧ポンプ６１は一方向のみに回転してもよい。この場合、マニホールド７は、油圧ポンプ６１から吐出された作動油を第１流路７１へ導くか第２流路７２へ導くかを切り換える切換弁を含み、前記切換弁がマニホールド７の上面に取り付けられてもよい。

【0078】

＜まとめ＞
第１の態様として、本開示は、架台と、同軸上に並ぶガスシリンダおよび油圧シリンダを含み、前記ガスシリンダおよび前記油圧シリンダの軸方向が上下方向となるように前記架台上に設置された少なくとも１つのガスブースタと、前記油圧シリンダと共に油圧回路を構成する油圧ポンプ、および前記油圧ポンプを駆動する電動機を含む、平面視で前記ガスブースタと異なる位置に位置するポンプユニットと、平面視で前記ガスブースタおよび前記油圧ポンプと異なる位置に位置し、前記油圧回路の一部を構成する流路が内部に形成されたマニホールドと、を備える、ガス圧縮機を提供する。

【0079】

上記の構成によれば、ガスブースタのガスシリンダおよび油圧シリンダの軸方向が上下方向であるので、ガス圧縮機の設置面積を小さくすることができる。また、ガスブースタ、ポンプユニットおよびマニホールドが平面視で互いに重なり合わないように配置されているので、ガスブースタ、ポンプユニットおよびマニホールドのそれぞれの上方にメンテナンススペースを確保することができ、各構成機器に対して上方からアクセスすることができる。従って、構成機器のメンテナンス性を向上させることができる。

【0080】

第２の態様として、第１の態様において、前記マニホールドの上面には、前記油圧回路に含まれる少なくとも１つのバルブが取り付けられてもよい。この構成によれば、マニホールドの上面に取り付けられたバルブを簡単にメンテナンスすることができる。

【0081】

第３の態様として、第１または第２の態様において、前記ポンプユニットは、同軸上に並ぶ前記油圧ポンプおよび前記電動機の軸方向が上下方向となるように前記架台上に設置されてもよい。この構成によれば、油圧ポンプおよび電動機の軸方向が横方向である場合に比べて、ガス圧縮機の設置面積を小さくすることができる。

【0082】

第４の態様として、第３の態様において、前記電動機は前記油圧ポンプの上方に位置してもよい。この構成によれば、ポンプユニットの上方のメンテナンススペースを利用して電動機をメンテナンスすることができる。

【0083】

第５の態様として、第１乃至第４の態様の何れかにおいて、前記ガスシリンダは前記油圧シリンダの上方に位置してもよい。この構成によれば、ガスブースタの上方のメンテナンススペースを利用してガスシリンダをメンテナンスすることができる。

【0084】

第６の態様として、第１乃至第５の態様の何れかにおいて、前記少なくとも１つのガスブースタの上方には配管が配策されていなくてもよい。この構成によれば、ガスブースタのメンテナンスを円滑に行うことができる。

【0085】

第７の態様として、第１乃至第６の態様の何れかにおいて、前記少なくとも１つのガスブースタは、互いに横方向に離間する第１ガスブースタと第２ガスブースタを含み、前記マニホールドは、前記第１ガスブースタと前記ガスブースタの間に配置されてもよい。この構成によれば、第１ガスブースタと第２ガスブースタの離間方向と直交する方向においてガス圧縮機をコンパクト化することができる。

【0086】

第８の態様として、第１乃至第６の態様の何れかにおいて、前記少なくとも１つのガスブースタは、互いに横方向に離間する第１ガスブースタと第２ガスブースタを含み、前記マニホールドは、前記第１ガスブースタと前記第２ガスブースタとに跨るサイズを有してもよい。この構成によれば、第１ガスブースタと第２ガスブースタの離間方向においてガス圧縮機をコンパクト化することができる。

【符号の説明】

【0087】

１Ａ，１Ｂ、１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ ガス圧縮機
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉ 油圧配管
１０ 架台
１１，１２，１３ ガス配管
２Ａ 第１ガスブースタ
２Ｂ 第２ガスブースタ
３Ａ，３Ｂ ガスシリンダ
４Ａ，４Ｂ 油圧シリンダ
６Ａ，６Ｂ ポンプユニット
６１ 油圧ポンプ
６２ 電動機
７ マニホールド
７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７ 流路
８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７ 開閉弁
９ タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】