JP2005113722A - High pressure gas compression system, oil collection device and oil collection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧ガス圧縮システム並びに油分捕集装置及び油分捕集方法に係り、特に可燃性ガスや毒性ガスなどのプロセスガスを5MPa以上の高圧で取扱う運転条件下で、プロセスガス中の極少油分を捕集して検証する場合に好適な高圧ガス圧縮システム並びに油分捕集装置及び油分捕集方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-pressure gas compression system, an oil content collection device, and an oil content collection method, and in particular, an extremely small oil content in a process gas under operating conditions in which a process gas such as a combustible gas or a toxic gas is handled at a high pressure of 5 MPa or more. The present invention relates to a high-pressure gas compression system, an oil collecting device, and an oil collecting method suitable for collecting and verifying oil.
従来の圧縮ガス中油分測定装置として、特開平10−221220号公報(特許文献1)に記載されたものがある。この特許文献1には、次のようなことが開示されている。
As a conventional apparatus for measuring oil content in compressed gas, there is one described in JP-A-10-212220 (Patent Document 1). This
特許文献1の油冷式圧縮機においては、吸入ガスを圧縮して圧縮ガスを排出する圧縮部が非常に高温となるため、油冷部によって圧縮部内に油を循環させることにより冷却される。上記圧縮部から排出され、油回収部により油が回収された後の圧縮ガスにも、まだある程度の量の油が混入しているため、油分離部を通すことによって残りの油が取り除かれる。上記油分離部によって油分の除去された圧縮ガスは、冷却部によって冷却されるが、その冷却により圧縮ガスからは水ドレンが析出する。析出した水ドレンは水ドレン除去部によって除去され、ドレントラップを介して外部に排出され、水ドレン除去後の圧縮ガスはそれぞれの用途に用いられる。
In the oil-cooled compressor of
ところが、上記油分離部を用いても、圧縮ガス中から油を完全に取り除くことは不可能であり、排出される圧縮ガスは極微量の油分(数ppm程度)が含まれたまま様々な用途に用いられる。従って、その排出圧縮ガス中に含まれる油の量を規定値以下に抑えることは非常に重要であり、例えば圧縮ガスの用途が食品、半導体関係等の場合には特に慎重に行われなければならない。 However, even if the oil separator is used, it is impossible to completely remove the oil from the compressed gas, and the compressed gas discharged has various uses with a very small amount of oil (about several ppm) included. Used for. Therefore, it is very important to keep the amount of oil contained in the exhausted compressed gas below the specified value. For example, when the use of compressed gas is related to food, semiconductors, etc., it must be done with great care. .
そこで、上記排出圧縮ガス中に含まれる油分量を監視するため、圧縮ガス中の油分量を測定する必要がある。その油分量測定方法として、例えば、圧縮ガスの一部を取り出して赤外線吸収式、炭化水素計等で測定する方法や、水晶振動式センサを圧縮ガスの管内に設置して油分を吸着させてその振動数を測る方法や、圧縮ガス供給管に接続された水ドレン除去手段により除去された水ドレンの油分含有率を油分センサで測定する方法等がある。 Therefore, in order to monitor the amount of oil contained in the exhaust compressed gas, it is necessary to measure the amount of oil in the compressed gas. As a method for measuring the amount of oil, for example, a method in which a part of compressed gas is taken out and measured with an infrared absorption type, a hydrocarbon meter, or the like, or a quartz vibration sensor is installed in a compressed gas pipe to adsorb oil. There are a method of measuring the frequency, a method of measuring the oil content of the water drain removed by the water drain removing means connected to the compressed gas supply pipe, and the like using an oil sensor.
しかし、特許文献1の圧縮ガス中油分測定装置は、圧縮ガス中に含まれる数ppm程度の油分量を測定するものであって、それよりも極少の油分量を測定することについては開示されていない。例えば、特許文献1に示された水晶振動式センサを圧縮ガスの管内に設置して油分を吸着させてその振動数を測る方法では、排出された圧縮ガスの高温状態における油分の水晶振動式センサへの吸着であり、高温状態で極少油分量を精度良く測定することは困難である。特に、5MPa以上の高圧ガスを油冷式圧縮機に吸込んで圧縮された圧縮ガスの場合には、その圧縮ガス中の極少油分量を精度良く測定することは極めて困難である。
However, the device for measuring oil content in compressed gas disclosed in
また、特許文献1の圧縮ガスの一部を取り出して赤外線吸収式、炭化水素計等で測定する方法においては、測定後の圧縮ガスの処理に関しては開示されていない。例えば、測定後の圧縮ガスを大気中に放出すると、ガスの損失になると共に、可燃性ガスや毒性ガスなどのガスでは引火や大気汚染などの原因となるおそれがある。このため、極少油分量を測定するために長時間にわたって圧縮ガスを放出することは安全性に問題があり、この点からも極少油分量を精度良く測定することが困難であった。
Moreover, in the method of taking out a part of the compressed gas of
本発明の目的は、高圧ガス中の極少油分量を精度良く安全に捕集することができる高圧ガス圧縮システム並びに油分捕集装置及び油分捕集方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a high pressure gas compression system, an oil content collection device, and an oil content collection method capable of accurately and safely collecting an extremely small amount of oil in a high pressure gas.
前記目的を達成するために、本発明は、高圧のプロセスガスを吸込みラインから吸込んで圧縮する油潤滑式圧縮機と、前記圧縮機から吐出されたプロセスガス中の油分を濾過して吐出ラインに送出するガスフィルタとを備える高圧ガス圧縮システムにおいて、前記ガスフィルタを通過した前記吐出ラインのプロセスガスを流入させてそのプロセスガス中の油分を捕集する油分捕集システムを設け、前記油分捕集システムは、その流入側を前記吐出ラインに接続すると共に、その流出側を前記吸込みラインに接続し、流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部を有する構成にしたことにある。 In order to achieve the above object, the present invention provides an oil-lubricated compressor that sucks and compresses high-pressure process gas from a suction line, and filters oil in the process gas discharged from the compressor to the discharge line. In a high-pressure gas compression system comprising a gas filter for delivery, an oil collection system is provided for collecting the oil in the process gas by flowing in the process gas of the discharge line that has passed through the gas filter, and collecting the oil The system connects the inflow side to the discharge line, connects the outflow side to the suction line, cools the inflow process gas to a low temperature, and collects oil in the process gas. It is in the structure which has a part.
前記発明において、好ましくは、前記油分捕集システムを減圧装置を介して前記吐出ラインに接続したものである。 In the above invention, preferably, the oil collecting system is connected to the discharge line via a pressure reducing device.
また、前記発明において、好ましくは、前記低温冷却捕集部の流出側に前記吐出ガスラインから流入するプロセスガスの一部を分岐して混合する混合加温部を設けたものである。 Moreover, in the said invention, Preferably, the mixing heating part which branches and mixes a part of process gas which flows in from the said discharge gas line is provided in the outflow side of the said low-temperature cooling collection part.
また、前記発明において、好ましくは、低温冷却捕集部への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部からの流出側通路のプロセスガスとを熱交換させる予冷却後加温部を設けたものである。 Further, in the above-mentioned invention, preferably, a pre-cooling heating unit is provided to exchange heat between the process gas in the inflow side passage to the low temperature cooling collection unit and the process gas in the outflow side passage from the low temperature cooling collection unit. Is.
前記目的を達成するために、本発明は、高圧のプロセスガスを吸込みラインから吸込んで圧縮する油潤滑式圧縮機と、前記圧縮機から吐出されたプロセスガス中の油分を濾過して吐出ラインに送出するガスフィルタとを備える高圧ガス圧縮システムに使用され、前記ガスフィルタを通過した前記吐出ラインのプロセスガスを流入させてそのプロセスガス中の油分を捕集する油分捕集装置において、油分捕集システムを設け、前記吐出ラインに接続する流入部と、前記吸込みラインに接続する流出側と、流入するプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部とを備える構成にしたことにある。 In order to achieve the above object, the present invention provides an oil-lubricated compressor that sucks and compresses high-pressure process gas from a suction line, and filters oil in the process gas discharged from the compressor to the discharge line. In an oil collecting apparatus that is used in a high pressure gas compression system including a gas filter to be sent out and collects oil in the process gas by flowing in process gas in the discharge line that has passed through the gas filter, An inflow portion connected to the discharge line, an outflow side connected to the suction line, a low-temperature cooling collection portion that cools the inflowing process gas to a low temperature and collects oil in the process gas. It is in the structure provided with.
前記発明において、好ましくは、前記低温冷却捕集部と、低温冷却捕集部への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部からの流出側通路のプロセスガスとを熱交換させるように設けた予冷却後加温部と、前記低温冷却捕集部の流出側に前記吐出ガスラインから流入するプロセスガスの一部を分岐して混合するように設けた混合加温部とをこの順に一体に形成したものである。 In the invention, preferably, the low-temperature cooling collection part, the process gas in the inflow side passage to the low-temperature cooling collection part and the process gas in the outflow side passage from the low-temperature cooling collection part are provided to exchange heat. The heating unit after pre-cooling and the mixing and heating unit provided so as to branch and mix part of the process gas flowing from the discharge gas line on the outflow side of the low-temperature cooling collection unit are integrated in this order. Is formed.
前記目的を達成するために、本発明は、高圧のプロセスガスを吸込みラインから吸込んで圧縮する油潤滑式圧縮機と、前記圧縮機から吐出されたプロセスガス中の油分を濾過して吐出ラインに送出するガスフィルタとを備える高圧ガス圧縮システムに用いられ、前記ガスフィルタを通過した前記吐出ラインのプロセスガスを流入させてそのプロセスガス中の油分を捕集する油分捕集方法において、前記吐出ラインからプロセスガスを低温冷却捕集部に流入させ、前記低温冷却捕集部で流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集した後、そのプロセスガスを前記吸込みラインに流出するようにしたことにある。 In order to achieve the above object, the present invention provides an oil-lubricated compressor that sucks and compresses high-pressure process gas from a suction line, and filters oil in the process gas discharged from the compressor to the discharge line. In the oil collection method for collecting oil in the process gas by flowing in the process gas of the discharge line that has been used in a high pressure gas compression system including a gas filter to be sent and passed through the gas filter, the discharge line The process gas is caused to flow into the low-temperature cooling collection part, and the process gas flowing in the low-temperature cooling collection part is cooled to a low temperature to collect oil in the process gas, and then the process gas is supplied to the suction line. It is because it was made to leak.
本発明によれば、油分捕集システムの流入側を吐出ラインに接続すると共に、その流出側を吸込みラインに接続し、流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部を有するので、高圧ガス中の極少油分量を精度良く安全に捕集することができる高圧ガス圧縮システムを提供することができる。 According to the present invention, the inflow side of the oil collection system is connected to the discharge line, the outflow side is connected to the suction line, and the inflow process gas is cooled to a low temperature to collect the oil in the process gas. Therefore, it is possible to provide a high-pressure gas compression system that can accurately and safely collect a very small amount of oil in the high-pressure gas.
本発明の好ましい例によれば、油分捕集システムを減圧装置を介して吐出ラインに接続したので、油分捕集システムを吐出ラインの圧力より吸込みラインの圧力に近づけて油分の捕集を行なうことができることとなり、低温冷却捕集部を簡単で安価なものとすることができる。 According to a preferred example of the present invention, since the oil collecting system is connected to the discharge line via the pressure reducing device, the oil collecting system is made closer to the suction line pressure than the discharge line pressure to collect the oil content. Therefore, the low-temperature cooling and collecting part can be made simple and inexpensive.
また、本発明の好ましい例によれば、低温冷却捕集部の流出側に吐出ガスラインから流入するプロセスガスの一部を分岐して混合する混合加温部を設けたので、簡単で安価な構造で油分捕集後のプロセスガスを温度上昇させて吸込みラインに戻すことができる。 Further, according to a preferred example of the present invention, the mixing and heating unit for branching and mixing part of the process gas flowing from the discharge gas line is provided on the outflow side of the low-temperature cooling and collecting unit, so that it is simple and inexpensive. With the structure, the temperature of the process gas after oil collection can be raised and returned to the suction line.
また、本発明の好ましい例によれば、低温冷却捕集部への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部からの流出側通路のプロセスガスとを熱交換させる予冷却後加温部を設けたので、低温冷却捕集部に対するプロセスガスの予冷と後加温を簡単で安価な構造で効率よく行なうことができる。 Further, according to a preferred example of the present invention, the pre-cooling heating unit that exchanges heat between the process gas in the inflow side passage to the low temperature cooling collection unit and the process gas in the outflow side passage from the low temperature cooling collection unit is provided. Since it is provided, it is possible to efficiently perform pre-cooling and post-heating of the process gas to the low-temperature cooling collection part with a simple and inexpensive structure.
本発明によれば、油分捕集装置の流入側を吐出ラインに接続すると共に、その流出側を吸込みラインに接続し、流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部を有するので、高圧ガス中の極少油分量を精度良く安全に捕集することができる油分捕集装置を提供することができる。 According to the present invention, the inflow side of the oil collecting device is connected to the discharge line, the outflow side thereof is connected to the suction line, and the inflow process gas is cooled to a low temperature to collect the oil in the process gas. Therefore, it is possible to provide an oil collecting device that can accurately and safely collect a very small amount of oil in the high-pressure gas.
本発明の好ましい例によれば、低温冷却捕集部と、低温冷却捕集部への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部からの流出側通路のプロセスガスとを熱交換させるように設けた予冷却後加温部と、低温冷却捕集部の流出側に吐出ガスラインから流入するプロセスガスの一部を分岐して混合するように設けた混合加温部とをこの順に一体に形成したので、簡単で安価な構造で、低温冷却捕集部に対する流入プロセスガスの予冷と流出プロセスガスの加温を行なうことができると共に、油分捕集後のプロセスガスを温度上昇させて吸込みラインに戻すことができる。 According to a preferred example of the present invention, heat exchange is performed between the low-temperature cooling collection unit, the process gas in the inflow side passage to the low-temperature cooling collection unit, and the process gas in the outflow side passage from the low-temperature cooling collection unit. The pre-cooling heating unit provided and the mixing heating unit provided so as to branch and mix part of the process gas flowing from the discharge gas line to the outflow side of the low-temperature cooling collection unit are integrated in this order. Since it is formed, it is possible to pre-cool the inflow process gas and warm the outflow process gas to the low-temperature cooling collection section with a simple and inexpensive structure, and to increase the temperature of the process gas after oil collection, and to the suction line Can be returned to.
本発明によれば、吐出ラインからプロセスガスを低温冷却捕集部に流入させ、低温冷却捕集部で流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集した後、そのプロセスガスを吸込みラインに流出するようにしているので、高圧ガス中の極少油分量を精度良く安全に捕集することができる油分捕集方法を提供することができる。 According to the present invention, the process gas is allowed to flow from the discharge line to the low temperature cooling collection part, the process gas flowing in the low temperature cooling collection part is cooled to a low temperature and the oil in the process gas is collected, Since the process gas is allowed to flow out to the suction line, it is possible to provide an oil content collecting method capable of collecting a very small amount of oil in the high pressure gas with high accuracy and safety.
以下、本発明の一実施例を、図1から図4を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
最初に、本実施例の高圧ガス圧縮システムの全体構成に関して、図1を参照しながら説明する。図1は本実施例の高圧ガス圧縮システムの構成及びプロセスガスの流れを説明する図である。 First, the overall configuration of the high-pressure gas compression system of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the high-pressure gas compression system of this embodiment and the flow of process gas.
本実施例の高圧ガス圧縮システム100は、水素供給ステーション用システムであり、水素供給ステーション用水素圧縮機30Aを有する本体システム30と、油分捕集装置20Aを有する油分捕集システム20とを備えて構成されている。油分捕集システム20は、本体システム30に閉ループを構成するように接続されている。
The high-pressure
圧縮機30Aは、両側に1段圧縮機32及び2段圧縮機33が設けられ、中央部にこれらを駆動する圧縮駆動機34が設けられている。1段圧縮機32及び2段圧縮機33は、プランジャシール部にシールオイルを注入するプランジャ式圧縮機(油潤滑式圧縮機)である。このプランジャ式圧縮機は、オイルフリー式ダイアフラム圧縮機に対して信頼性が高いものである。
The
本体システム30において、吸込みライン31に設けられた吸込みバルブ31aが開路すると、吸込みライン31から約5〜20MPaの圧力の水素ガスであるプロセスガスが圧縮機30Aの一側に設けられた1段圧縮機32吸込まれて圧縮された後、ガスクーラ35に吐出されて冷却される。冷却されたプロセスガスは、次に、圧縮機30Aの一側に設けられた2段圧縮機33で圧縮され、吐出圧力が約40〜84MPaで吐出される。1段圧縮機32及び2段圧縮機33に油が用いられるために、これらによって圧縮されたプロセスガスには油が混入されてしまう。この圧縮されたプロセスガスは、ガスクーラ35で冷却された後、フィルター装置36を通過して油分が濾過され、吐出ライン38に至る。ここで、吐出ライン38に設けられた吐出バルブ38aが開路している場合には、プロセスガスはプラントなどに吐出バルブ38aを通して供給される。
In the
油分捕集システム20は、流入側が吐出ラインに接続されると共に、流出側が吸込みラインに接続され、高圧プロセスガスラインに対して閉ループで使用されるものである。即ち、吐出ライン38のプロセスガスは、吐出絞り弁で構成される減圧装置37で吸込圧力(約5〜20MPa)まで減圧された後に、油分捕集システム20に流入され、油分捕集システム20で油分が捕集された後に、吸込みライン31に戻され、閉ループが形成される。
The
油分捕集システム20において、吐出ライン38から取り込まれたプロセスガスは、油分捕集のための被冷却捕集ガス16と、捕集後のガスを加温するための加温ガス17とに分配される。被冷却捕集ガス16は、油分捕集装置20Aに流入され、油分捕集装置20Aの下部の低温冷却捕集部2で液体窒素22により冷却されて低温とされ、この低温状態で油分が捕集される。油分が捕集されたガスは、油分捕集装置20Aの上部の混合加温部3で加温ガス17と混合されて混合ガス18として温度上昇された後、吸込みライン31に戻される。なお、吸込みライン31には、0℃以上に加温されたガスが戻される。
In the
また、特に低温のガスを低温冷却捕集部2で得る必要があれば、被冷却捕集ガス16が油分捕集装置20Aに流入する前に予備冷却するプリクーラ21を設けるようにしてもよい。この場合、プリクーラ21の冷却ガスには、低温冷却捕集部2の液体窒素容器内で低温部冷却のために与えられた潜熱によって気化した低温の窒素ガス12bを用いることが好ましい。
In addition, if it is necessary to obtain a particularly low temperature gas in the low temperature cooling /
また、吸込みライン31に戻されるガスの加温がさらに必要であれば、油分捕集装置20Aから流出するガスを加熱するヒータ23を設けるようにしてもよい。この混合後のガスを更に加温するヒータ23としては、圧縮空気や水等が使用される。また、油分補集装置20Aから吸込みライン31に至るガス配管を長くして自然加温するようにすれば、特別な加温源を必要とせず、簡単で安価な構造とすることができる。
If further heating of the gas returned to the
なお、油分捕集装置20Aは予冷却後加温部1を備えており、予冷却後加温部1に流入されるガスと流出するガスとが熱交換されるようになっている。これによって、低温冷却捕集部2に流入されるガスが予冷却されると共に、低温冷却捕集部2から流出するガスが後加温される。これによれば、油分捕集装置20Aのみで必要温度までのガス冷却、必要吸込み温度への回復を狙った加温を行なわせることが可能となる。
In addition, 20 A of oil content collection apparatuses are provided with the
本実施例によれば、油分捕集システム20(換言すれば、油分補集装置20A)の流入側を吐出ライン38に接続すると共に、その流出側を吸込みライン31に接続し、流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部2を有するので、高圧ガス中の極少油分量を精度良く安全に捕集することができる。即ち、吐出ライン38から取り込まれたプロセスガスは、極少油分量が捕集できる油分飽和蒸気圧力が得られる低温に冷却されてその油分が捕集されるので、高圧のプロセスガス中の極少油分量を捕集することができる。また、油分が捕集されたプロセスガスは、吸込みライン31に戻されるので、大気中に放出される場合と比較して、ガスの損失を招くことなく、可燃性ガスや毒性ガスのなどのガスを用いても、引火や大気汚染などを招くことなく安全性に優れている。さらには、油分捕集システム20を本体システム30に対して閉ループを構成するようになっているので、長時間の油分捕集動作を行なうことができ、極少油分量を精度良く捕集することができる。
According to the present embodiment, the inflow side of the oil collecting system 20 (in other words, the
また、油分捕集システム20を減圧装置37を介して吐出ライン38に接続したので、油分捕集システム20を吐出ライン38の圧力より吸込みライン31の圧力に近づけて油分の捕集を行なうことができることとなり、予冷却後加温部1、低温冷却捕集部2及び混合加温部3(換言すれば、油分補集装置20A)を簡単で安価なものとすることができる。
In addition, since the
さらには、低温冷却捕集部2の流出側に吐出ガスライン38から流入するプロセスガスの一部を分岐して混合する混合加温部3を設けたので、プロセスガスを熱源としても用いることができることとなり、簡単で安価な構造で油分捕集後のプロセスガスを温度上昇させて吸込みライン31に戻すことができる。
Furthermore, since the mixing and heating unit 3 for branching and mixing part of the process gas flowing from the
さらには、低温冷却捕集部2への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部2からの流出側通路のプロセスガスとを熱交換させる予冷却後加温部1を設けたので、低温冷却捕集部2に対するプロセスガスの予冷と後加温を簡単で安価な構造で効率よく行なうことができる。
Furthermore, since the
次に、油分捕集装置20Aに関して、図2及び図3を参照しながら説明する。図2は図1の油分捕集装置の縦断面図、図3は図2のA−A断面図である。
Next, the
油分補集装置20Aは、混合加温部3、予冷却後加温部1及び低温冷却捕集部2から構成され、上からこの順に一体に直線状に配列されている。予冷却後加温部1、低温冷却捕集部2、及び混合加温部3を形成する容器6、4、15は、締結具41、42により着脱可能に接続されている。また、油分補集装置20Aを構成する部品の中で、プロセスガスが流れる部品は全て耐圧性を有する部材で形成されている。
The oil
予冷却後加温部1は、予冷却後加温部容器4と、チューブ5の上部と、混合加温部内筒14の下部と、チューブ支持部品8と、チューブ固定部片12と、ガス温度計13とを備えて構成されている。
The
予冷却後加温部容器4は、中央に上下に貫通した穴が形成され、上下部の周縁にはフランジ部4a、4bが形成されている。フランジ部4aには、被冷却捕集ガス16を流入する通路が側面から中央穴に至るように形成されている。
The pre-cooling
銅製チューブ5は、その上部が外側容器4の中央穴に、隙間を有して挿入されている。チューブ5内は低温冷却捕集部2への被冷却捕集ガス16の通路として構成され、チューブ5と予冷却後加温部容器4との隙間は低温冷却捕集部2からのプロセスガスの通路として構成されている。これによって、低温冷却捕集部2への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部からの流出側通路のプロセスガスとをチューブ5を介して熱交換させることができる。チューブ5の上部の外周には、上下に延びる複数のフィン5bが設けられている。
The upper part of the
チューブ固定部片12は、チューブ5の上端部に取り付けられ、混合加温部内筒14に支持されている。これによって、チューブ5の上部はチューブ固定部片12を介して混合加温部内筒14に支持されている。チューブ固定部片12には、被冷却捕集ガス16をチューブ5内に導入する通路が形成されている。
The
チューブ支持部品8は、低温冷却捕集部2と予冷加温熱交部1との合せ面付近でチューブ5に溶接され、予冷却後加温部容器4に支持されている。これによって、チューブ5の中央部はチューブ支持部品8を介して混合加温部内筒14に支持されている。チューブ支持部品8には、ガス通過孔が形成されている。
The tube support component 8 is welded to the
混合加温部内筒14は、その下部が予冷却後加温部容器4の中央穴に挿入され、Oリングを介して装着されている。混合加温部内筒14には、フランジ部15aの通路とチューブ固定部片12の通路とを連通する通路が形成されている。これによって、被冷却捕集ガス16は、フランジ部4aの通路から混合加温部内筒14の通路及びチューブ固定部片12の通路を介してチューブ5内の通路に流入される。
The lower part of the mixed warming portion
低温冷却捕集部2は、低温冷却捕集部容器6、フランジ9と、チューブ5の下部と、粒状物7とを備えて構成されている。低温冷却捕集部2は、液体窒素容器10中に注入された液体窒素11中に浸漬され、液体窒素11により低温に冷却されるように構成されている。チューブ5は、低温冷却捕集部2と予冷却後加温部1とにまたがって共用して用いられている。
The low-temperature cooling /
低温冷却捕集部容器6は、中央に上面が開口すると共に下端部まで延びる穴が形成され、上部外周にフランジ9が一体に固定されている。外側容器6は熱伝導率の大きな材料程好適であるが、一方で高圧ガスに対応できる強度或いは構造も必要である。そこで外側容器6の支持固定を強度材料であるSUS材を用いたフランジ9によって行なっている。これによって、外側容器6に掛る荷重を単純な引張り荷重のみとすることができると共に、形状寸法(ここでは外径)を小さくして銅合金材料の適用を可能としている。
The low-temperature cooling / collecting
また、フランジ9は、締結具41によりフランジ部4bと着脱可能に設けられていると共に、締結具43により液体窒素容器10と着脱可能に設けられている。従って、締結具41、43を外すことにより、予冷却後加温部1と低温冷却捕集部2と液体窒素容器10を分離することができると共に、低温冷却捕集部2と液体窒素容器10とも分離することができる。
The flange 9 is provided so as to be detachable from the
チューブ5の下部は、低温冷却捕集部2の外側容器6の中央穴内に隙間を有して挿入され、中央穴の下端部に届くように延びている。なお、チューブ5の上部と下部とは1本のチューブで形成されている。チューブ5の先端付近には多数の細孔5cが設けられている。外側容器6とチューブ5の下部との空隙部には、例えばガラスビーズのような粒状物7が詰め込まれている。この粒状物7は液体窒素11の液面付近まで収納されている。なお、粒状物7は、ガラスビーズの代わりに、熱伝導による冷却性能向上を狙ってSUS製の球を用いてもよい。粒状物7でのプロセスガスの通過速度を抑え、且つ図3に示すように粒状物7のプロセスガスとの接触表面積を大きくすることで、液化または固化した油分を捕捉することができる。
The lower part of the
混合加温部3は、混合加温部外側容器15と、混合加温部内筒14の上部とを備えて構成されている。混合加温部内筒14は予冷却後加温部1と混合加温部3とに共用されている。
The mixed warming unit 3 includes a mixed warming unit outer container 15 and an upper part of the mixed warming unit
混合加温部外側容器15は、中央に上下に貫通した穴が形成され、下部の周縁にはフランジ部15aが形成されている。フランジ部15aには、加温ガス17を流入する通路が側面から中央穴に至るように形成されている。また、混合加温部外側容器15の上面には、混合ガス18を流出する通路が形成されている。
The mixing and heating unit outer container 15 is formed with a hole penetrating vertically in the center, and a
混合加温部内筒14は、その上部が混合加温部外側容器15の中央穴に挿入され、Oリングを介して装着されている。混合加温部内筒14の上端部は混合加温部外側容器15内に隙間を有して配置されている。混合加温部内筒14には、フランジ部15aの通路と混合加温部外側容器15内の隙間とを連通する通路が形成されている。これによって、加温ガス17は、フランジ部15aの通路から混合加温部内筒14の通路を介して混合加温部外側容器15内の隙間に流入される。また、混合加温部内筒14には、予冷却後加温部容器4内の隙間と混合加温部外側容器15内の隙間とを連通する通路が形成されている。これによって、後加温されたプロセスガスは、予冷却後加温部容器4内の隙間から混合加温部内筒14の通路を介して混合加温部外側容器15内の隙間に流入される。従って、後加温されたプロセスガスは、加温ガス17と混合されてさらに加温される。
The upper part of the mixed warming portion
次に、油分捕集システム20におけるプロセスガスの冷却、捕集に係わる動作に関して図4も参照しながら説明する。図4は本実施例の油分捕集システム20の冷却・加温バランスの説明図である。
Next, operations related to cooling and collection of the process gas in the
吐出ライン38より減圧装置37を通って減圧されたプロセスガス(水素ガス)は、約40℃で油分捕集システム20に取り込まれた後、被冷却捕集ガス16と加温ガス17との半分づつに分岐される。
The process gas (hydrogen gas) decompressed through the
分岐された被冷却捕集ガス16は、プリクーラ21により約11℃まで冷却された後、予冷却後加温部1の上部からチューブ5内部に流入する。この被冷却捕集ガス16は、予冷却後加温部1で既に冷却されて戻ってきたプロセスガスによって冷却されながらチューブ5内を液体窒素11の液面まで流下し、約−16℃まで冷却される。
The branched
この被冷却捕集ガス16は、液体窒素11の液面より下方に流下する際に、冷却されて戻ってきたプロセスガスによって冷却されながら、また、詰め込まれた粒状物7から液体窒素11へと経由する熱伝導によって冷却されながら、チューブ5の先端まで到達し、約−41℃まで冷却される。
The cooled
さらにチューブ5先端付近の細孔5cを通過した被冷却捕集ガス16は、粒状物7間の空隙を通過しながら、粒状物7の上面(即ち、液体窒素11の液面)まで上昇する。この時、被冷却捕集ガス16は、液体窒素11により約−41℃の低温に冷却されながら、極少油分が粒状物7の表面に付着して捕集される。本実施例によれば、5MPa以上の圧力下で運転しながらガス温を-40℃以下にできるので、一般的な潤滑油であればガス中の飽和油分量を0.01ppm以下とできる温度まで冷却でき、少なくとも0.1ppmオーダの混入油分量を捕集、測定することができる。
Furthermore, the cooled
粒状物7より上方に流出した被冷却捕集ガス16は、低温冷却捕集部2及び予冷却後加温部1におけるチューブ5の外周を上昇しながら、チューブ5内の被冷却捕集ガス16と熱交換して約−13℃まで加温された後、混合加温部3に流入される。
The cooled
混合加温部3に流入した被冷却捕集ガス16は、混合加温部3に流入する加温ガス17と混合されて約11℃に加温され、混合ガス18となって油分補集装置20Aから流出される。流出された混合ガス18は、ヒータ23で約30℃まで過熱されて吸込みライン31に戻され、1段圧縮機32に吸込まれる。
The cooled and collected
低温冷却捕集部2の粒状物7のガス温度が測定したい許容油分混入量の少なくとも10分の1以下の油分飽和蒸気圧力が得られる温度まで冷却できるように、かつ圧縮機入口の吸込み温度が少なくとも0℃以上になるように、各部署が設定されている。
The gas temperature of the
本実施例によれば、低温冷却捕集部2と、低温冷却捕集部2への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部2からの流出側通路のプロセスガスとを熱交換させるように設けた予冷却後加温部1と、低温冷却捕集部2の流出側に吐出ガスラインから流入するプロセスガスの一部を分岐して混合するように設けた混合加温部3とをこの順に一体に形成したので、簡単で安価な構造で、低温冷却捕集部2に対する流入プロセスガスの予冷却と流出プロセスガスの加温を行なうことができると共に、油分捕集後のプロセスガスを温度上昇させて吸込みラインに戻すことができる。
According to the present embodiment, heat exchange is performed between the low-temperature
1…予冷却後加温部、2…低温冷却捕集部、3…混合加温部、4…予冷却後加温部容器、5…チューブ、5b…フィン、5c…細孔、6…低温冷却捕集部容器、7…粒状物、8…チューブ支持部品、9…フランジ、10…液体窒素容器、11…液体窒素、12…チューブ固定部片、13…ガス温度計、14…混合加温部内筒、15…混合加温部外側容器、16…被冷却捕集ガス、17…加温ガス、18…混合ガス、20…油分捕集システム、20A…油分補集装置、21…プリクーラ、(22b…低温窒素ガス、)23…ヒータ、24…加温流体、30…本体システム、30A…圧縮機、31…吸込みライン、32…1段圧縮機、33…2段圧縮機、34…圧縮駆動機、35…ガスクーラ、36…ガスフィルタ、37…減圧装置、38…吐出ライン、41、42、43…締結具。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記圧縮機から吐出されたプロセスガス中の油分を濾過して吐出ラインに送出するガスフィルタとを備える高圧ガス圧縮システムにおいて、
前記ガスフィルタを通過した前記吐出ラインのプロセスガスを流入させてそのプロセスガス中の油分を捕集する油分捕集システムを設け、
前記油分捕集システムは、その流入側を前記吐出ラインに接続すると共に、その流出側を前記吸込みラインに接続し、流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部を有する
ことを特徴とする高圧ガス圧縮システム。 An oil-lubricated compressor that sucks and compresses high-pressure process gas from a suction line;
In a high-pressure gas compression system comprising a gas filter that filters the oil in the process gas discharged from the compressor and sends it to a discharge line,
An oil collecting system for collecting the oil in the process gas by flowing the process gas of the discharge line that has passed through the gas filter is provided,
The oil collecting system has an inflow side connected to the discharge line, an outflow side connected to the suction line, and the inflow process gas is cooled to a low temperature to collect the oil in the process gas. A high-pressure gas compression system comprising a low-temperature cooling collection part.
前記ガスフィルタを通過した前記吐出ラインのプロセスガスを流入させてそのプロセスガス中の油分を捕集する油分捕集装置において、
前記吐出ラインに接続する流入部と、前記吸込みラインに接続する流出側と、流入するプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部とを備える
ことを特徴とする油分捕集装置。 An oil-lubricated compressor that sucks and compresses high-pressure process gas from a suction line, and a gas filter that filters oil in the process gas discharged from the compressor and sends the oil to the discharge line. Used,
In the oil collecting device for collecting the oil in the process gas by flowing the process gas of the discharge line that has passed through the gas filter,
An inflow portion connected to the discharge line, an outflow side connected to the suction line, and a low-temperature cooling collection portion that cools the inflowing process gas to a low temperature and collects oil in the process gas. A characteristic oil collecting device.
前記ガスフィルタを通過した前記吐出ラインのプロセスガスを流入させてそのプロセスガス中の油分を捕集する油分捕集方法において、
前記吐出ラインからプロセスガスを低温冷却捕集部に流入させ、前記低温冷却捕集部で流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集した後、そのプロセスガスを前記吸込みラインに流出する
ことを特徴とする油分捕集方法。
An oil-lubricated compressor that sucks and compresses high-pressure process gas from a suction line, and a gas filter that filters oil in the process gas discharged from the compressor and sends the oil to the discharge line. Used,
In the oil collecting method of collecting the oil in the process gas by flowing the process gas of the discharge line that has passed through the gas filter,
The process gas is allowed to flow from the discharge line into the low-temperature cooling collection unit, the process gas flowing in the low-temperature cooling collection unit is cooled to a low temperature and oil in the process gas is collected, and then the process gas is added to the process gas. An oil collecting method characterized by flowing into a suction line.
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