JP2008157077A - Compressor - Google Patents
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Description
本発明は、圧縮機に関し、特にブタジエンゴムの製造プロセスなどにおいてブタジエンガスを圧縮するための工程に用いて好適な圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor, and more particularly to a compressor suitable for use in a process for compressing butadiene gas in a process for producing butadiene rubber.
製品の製造方法には、原料である製品ガスを圧縮機により所定圧力に圧縮する工程が含まれていることがある。このような圧縮機では、従来よりオイルシールという手法や、バッファガスシールという手法を用いることで、前記圧縮機の羽根車が取り付けられる軸体を回転可能に支持する軸受部への前記製品ガス(被圧縮流体)の漏れを抑制して、当該製品ガスを軸封している(例えば、特許文献1参照)。 The product manufacturing method may include a step of compressing a product gas as a raw material to a predetermined pressure by a compressor. In such a compressor, the product gas (to the bearing portion that rotatably supports the shaft body to which the impeller of the compressor is attached is conventionally used by using a method called oil seal or a method called buffer gas seal. The product gas is shaft-sealed while suppressing leakage of the fluid to be compressed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上述したオイルシールという手法を用いると、前記被圧縮流体を軸封することができるものの、この手法では、潤滑油、ポンプ、コントロールバルブなどの機構が必要となり、その機構自体が複雑であり、保守も煩雑となるため、製造コストを増加させてしまう。 However, if the above-described method called oil seal is used, the compressed fluid can be sealed, but this method requires a mechanism such as a lubricating oil, a pump, and a control valve, and the mechanism itself is complicated. Since the maintenance is complicated, the manufacturing cost is increased.
上述したバッファガスシールという手法では、ケーシング(圧縮機本体)内に固定され、軸体側に突起状をなす軸封部に、製品ガスと同成分の清浄なガスを供給して、前記清浄なガスを軸封することができ、さらにこの軸封をオイルシールによる手法よりも簡易に行うことができるものの、製品ガスがブタジエンガスなど所定の環境条件下で重合してポリマとなるポリマの原料ガスである場合には、このガスが軸受部へ流入しこの箇所でポリマとなると、前記軸受部の性能を劣化してしまうおそれがある。また、圧縮機を停止(操業停止)し定期的に整備を行うことで前述した軸受部の性能劣化を抑制できるものの、これによる保守費用の増加と製造効率の低下により製造コストを増加させてしまう。 In the above-described technique called buffer gas seal, a clean gas having the same composition as the product gas is supplied to a shaft seal portion fixed in a casing (compressor main body) and having a protruding shape on the shaft body side. Although the shaft seal can be performed more easily than the method using an oil seal, the product gas is a polymer raw material gas that is polymerized under a predetermined environmental condition such as butadiene gas. In some cases, if this gas flows into the bearing portion and becomes a polymer at this location, the performance of the bearing portion may be degraded. Moreover, although the performance deterioration of the bearing part mentioned above can be suppressed by stopping the compressor (stopping the operation) and carrying out regular maintenance, this increases the manufacturing cost due to the increase in maintenance cost and the reduction in manufacturing efficiency. .
そこで、本発明は、上記実情に鑑みて提案されたもので、被圧縮流体(製品ガス)を軸封しつつ、前記被圧縮流体と同成分の流体の軸受部への漏れ(流入)を防ぐことができると共に、製造コストの増加を抑制することができる圧縮機を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above circumstances, and prevents leakage (inflow) of a fluid having the same component as the fluid to be compressed into the bearing portion while sealing the fluid to be compressed (product gas). An object of the present invention is to provide a compressor that can suppress an increase in manufacturing cost.
上述した課題を解決する第1の発明に係る圧縮機は、ケーシングと、前記ケーシングに軸受部を介して回転可能に支持される軸体と、前記軸体に取り付けられ、回転して被圧縮流体を圧縮する羽根車と、前記ケーシング内に固定され、前記軸体側に向かって突起状をなし、前記被圧縮流体と同成分の流体が供給されて、前記被圧縮流体を軸封する軸封部と、前記ケーシングに連結され、当該ケーシング内に不活性ガスを供給する供給手段と、前記ケーシングに連結され、当該ケーシング内の不活性ガスを排気する排気手段とを具備したことを特徴とする。 A compressor according to a first aspect of the present invention that solves the above-described problem includes a casing, a shaft body that is rotatably supported by the casing via a bearing portion, and is attached to the shaft body and rotates to be compressed fluid. An impeller that compresses the compressed fluid, and a shaft sealing portion that is fixed in the casing, has a protruding shape toward the shaft body side, and is supplied with a fluid having the same component as the fluid to be compressed, and shaft seals the fluid to be compressed And a supply means connected to the casing for supplying an inert gas into the casing, and an exhaust means connected to the casing for exhausting the inert gas in the casing.
上述した課題を解決する第2の発明に係る圧縮機は、第1の発明に記載された圧縮機であって、前記供給手段が、前記軸受部近傍に配置され、前記排気手段が、前記被圧縮流体と同成分の流体の供給位置と前記供給手段の間に配置されることを特徴とする。 A compressor according to a second invention for solving the above-described problem is the compressor described in the first invention, wherein the supply means is disposed in the vicinity of the bearing portion, and the exhaust means is the cover. It is arranged between the supply position of the fluid having the same component as the compressed fluid and the supply means.
上述した課題を解決する第3の発明に係る圧縮機は、第1または第2の発明に記載された圧縮機であって、前記排気手段がダイヤフラム式(摺動部のない排気装置)であることを特徴とする。 A compressor according to a third invention that solves the above-described problem is the compressor described in the first or second invention, wherein the exhaust means is a diaphragm type (exhaust device having no sliding portion). It is characterized by that.
上述した課題を解決する第4の発明に係る圧縮機は、第3の発明に記載された圧縮機であって、前記排気手段と前記ケーシングとの間に配置されたタンクをさらに具備することを特徴とする。 The compressor which concerns on 4th invention which solves the subject mentioned above is a compressor described in 3rd invention, Comprising: It further comprises the tank arrange | positioned between the said exhaust means and the said casing. Features.
上述した課題を解決する第5の発明に係る圧縮機は、第1乃至第4の発明の何れかに記載された圧縮機であって、前記排気手段が2つあり、これらが並列に配置されることを特徴とする。 A compressor according to a fifth invention that solves the above-described problem is the compressor described in any one of the first to fourth inventions, wherein there are two exhaust means, and these are arranged in parallel. It is characterized by that.
上述した課題を解決する第6の発明に係る圧縮機は、第1乃至第5の発明の何れかに記載された圧縮機であって、前記被圧縮流体がブタジエンガスであることを特徴とする。 A compressor according to a sixth invention for solving the above-described problem is the compressor described in any one of the first to fifth inventions, wherein the fluid to be compressed is butadiene gas. .
第1の発明に係る圧縮機によれば、被圧縮流体が前記被圧縮流体と同成分の流体により軸封される。また、供給手段によりケーシング内に不活性ガスが供給され、この不活性ガスが排気手段によりケーシング内から排気されるため、前記被圧縮流体と同成分の流体の軸受部への流入を防ぐことができる。さらに、排気手段により被圧縮流体と同成分の流体もケーシング内から排気されるため、この流体の軸受部への流入を防ぐことができる。また、構造も簡易であり、製造コストの増加を抑制することができる。 According to the compressor according to the first aspect of the invention, the fluid to be compressed is shaft-sealed by the fluid having the same component as the fluid to be compressed. In addition, since the inert gas is supplied into the casing by the supply means, and the inert gas is exhausted from the casing by the exhaust means, it is possible to prevent the fluid having the same component as the fluid to be compressed from flowing into the bearing portion. it can. Furthermore, since the fluid having the same component as the fluid to be compressed is exhausted from the casing by the exhaust means, it is possible to prevent the fluid from flowing into the bearing portion. Further, the structure is simple, and an increase in manufacturing cost can be suppressed.
第2の発明に係る圧縮機によれば、第1の発明に記載の圧縮機と同様な作用効果を奏する他、被圧縮流体と同成分の流体のケーシングへの供給位置と軸受部との間に排気手段が配置されることになり、前記流体が軸受部側へ流出する前に前記排気手段により確実に排気される。さらに、供給手段により軸受部近傍に不活性ガスが供給され、このガスにより前記被圧縮流体と同成分の流体の軸受部への流入を防ぐことができる。よって、前記被圧縮流体と同成分の流体の軸受部への流入をより確実に防ぐことができる。 According to the compressor according to the second invention, the same effect as the compressor according to the first invention can be obtained, and the position between the supply position of the fluid having the same component as the fluid to be compressed to the casing and the bearing portion can be obtained. In this case, the exhaust means is disposed, and the fluid is surely exhausted by the exhaust means before flowing out to the bearing portion side. Further, an inert gas is supplied in the vicinity of the bearing portion by the supply means, and this gas can prevent the fluid having the same component as the fluid to be compressed from flowing into the bearing portion. Therefore, it is possible to more reliably prevent the fluid having the same component as the fluid to be compressed from flowing into the bearing portion.
第3の発明に係る圧縮機によれば、第1または第2の発明に記載の圧縮機と同様な作用効果を奏する他、排気手段内に被圧縮流体と同成分の流体が流入したとしても、この流体と前記排気手段の機外とを封止するための機構を特別に設ける必要が無いため、このような特別な機構を設けることによる製造コストの増加を抑制することができる。 According to the compressor according to the third invention, in addition to the same effects as the compressor described in the first or second invention, even if a fluid having the same component as the fluid to be compressed flows into the exhaust means. Since there is no need to provide a special mechanism for sealing the fluid and the outside of the exhaust means, an increase in manufacturing cost due to the provision of such a special mechanism can be suppressed.
第4の発明に係る圧縮機によれば、第3の発明に記載の圧縮機と同様な作用効果を奏する他、タンクを設けることで、排気手段の作動による圧力変動を抑制することができ、この圧力変動に起因した、軸受部の潤滑油への混入および被圧縮流体の排気手段への混入を抑制・防止することができる。この事により前記被圧縮性流体の品質(成分)の劣化を防止できる。 According to the compressor of the fourth invention, in addition to the same effects as the compressor described in the third invention, by providing a tank, pressure fluctuation due to the operation of the exhaust means can be suppressed, It is possible to suppress and prevent mixing of the bearing portion into the lubricating oil and mixing of the fluid to be compressed into the exhaust means due to the pressure fluctuation. This can prevent the quality (component) of the compressible fluid from deteriorating.
第5の発明に係る圧縮機によれば、第1乃至第4の発明の何れかに記載の圧縮機と同様な作用効果を奏する他、2つの排気手段をそれぞれ個別に制御し一方を運用機とし他方を予備機として用いることで、圧縮機を連続的に運用することができる。 According to the compressor according to the fifth aspect of the present invention, the same effect as the compressor according to any one of the first to fourth aspects of the present invention can be achieved. By using the other as a spare machine, the compressor can be operated continuously.
第6の発明に係る圧縮機によれば、第1乃至第5の発明の何れかに記載の圧縮機と同様な作用効果を奏する他、ブタジエンガスの重合反応の環境下(約90℃以上の温度、約90%以上の濃度)となったとしても、この被圧縮流体が当該被圧縮流体と同成分の流体により軸封されている。さらに、不活性ガスに混入され軸受部へ流入を防ぐことができる。よって、被圧縮流体と同成分の流体の重合反応によるポリマの発生に起因して軸受部の性能が劣化する可能性はなくなる。 According to the compressor of the sixth invention, the same effect as the compressor according to any one of the first to fifth inventions is exhibited, and also under the environment of the polymerization reaction of butadiene gas (at about 90 ° C. or higher). Even if the temperature reaches a concentration of about 90% or more, the fluid to be compressed is sealed with a fluid having the same component as the fluid to be compressed. Furthermore, it can be mixed with an inert gas and prevented from flowing into the bearing portion. Therefore, there is no possibility that the performance of the bearing portion deteriorates due to the generation of a polymer due to the polymerization reaction of the fluid having the same component as the fluid to be compressed.
以下に、本発明に係る圧縮機を実施するための最良の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る圧縮機の概略図である。
The best mode for carrying out the compressor according to the present invention will be described below.
FIG. 1 is a schematic view of a compressor according to an embodiment of the present invention.
本発明の一実施形態に係る圧縮機30は、図1に示すように、ケーシング11と、ケーシング11内に軸受部12,13を介して回転可能に支持される軸体14と、軸体14に取り付けられ、回転して被圧縮流体Gを圧縮する羽根車(図示せず)と、ケーシング11内に固定され、軸体14に向かって突起状をなし、被圧縮流体Gと同成分の流体(第1の流体)16が第1の供給通路15を通じ供給されて、被圧縮流体Gを軸封する軸封部17,18と、ケーシング11に連結され、当該ケーシング11内に不活性ガス19を供給する第2の供給通路(供給手段)20と、ケーシング11に連結され、当該ケーシング11内の不活性ガスを、排気通路21を通じて排気する2台のポンプ(排気手段)22,23とを具備する。これらポンプ22,23は、並列に配置される。
As shown in FIG. 1, a compressor 30 according to an embodiment of the present invention includes a
ただし、軸封部17,18は、ケーシング11内の軸受部12,13と前記羽根車との間において、軸体14の軸方向と同一方向に亘って、複数配置される。具体的には、軸受部12,13側から前記羽根車側に向かって、第1番目の軸封部17a,18a、第2番目の軸封部17b,18b、第3番目の軸封部17c,18c、第4番目の軸封部17d,18dがそれぞれ配置される。また、前記羽根車はケーシング11の径大な箇所に配置される。軸体14における前記羽根車近傍には、外側に向かって突出する台座24が設けられる。この箇所にも、台座24に向かって突起状をなす軸封部17eが設けられる。これにより、被圧縮流体Gの軸受部12,13側への流入が抑制される。
However, a plurality of shaft sealing portions 17 and 18 are arranged across the same direction as the axial direction of the
第1の供給通路15はケーシング11における前記羽根車近傍、具体的には、第3番目の軸封部17c,18cと第4番目の軸封部17d,18dとの間に連結されており、前記羽根車近傍に被圧縮流体Gと同成分の流体16が供給される。第2の供給通路20はケーシング11における軸受部12,13近傍、具体的には第1番目の軸封部17a,18aよりも軸受部12,13側に連結されており、軸受部12,13近傍に不活性ガス19が供給される。排気通路21はケーシング11における第1の供給通路15からの第1の流体16の供給位置と第2の供給通路20との間、具体的には第2番目の軸封部17b,18bと第3番目の軸封部17c,18cとの間に連結される。
The
このような位置にて通路20,21がケーシング11にそれぞれ連結することで、第1の流体16のケーシング11への供給位置と軸受部12,13との間に排気通路21が配置されることになり、第1の流体16が軸受部12,13側へ流出する前にポンプ22,23により排気通路21を通じてより確実にケーシング11内から排気される。さらに、軸受部12,13近傍に不活性ガス19が供給され、このガス19により第1の流体16の軸受部12,13への流入を防ぐことができる。よって、第1の流体16の軸受部12,13への流入をより確実に防ぐことができる。なお、軸封部17,18と軸体14との隙間の大きさ、およびポンプ22,23の排気力の大きさはそれぞれ適宜に調整されており、被圧縮流体Gの排気通路21への流入は抑制される。
By connecting the
上述したポンプ22,23が並列に配置されるため、これらをそれぞれ個別に制御して、一方を運用機とし他方を予備機として用いることで圧縮機30を連続的に運用することができる。
Since the
上述したポンプ22,23としては、ダイヤフラム式のポンプ(摺動部のない排気装置)が挙げられる。このようなポンプであることにより、排気通路21を通ってポンプ22,23内に第1の流体16が流入したとしても、この流体16とこのポンプ22,23の機外とを封止するための機構を特別に設ける必要が無いため、このような特別な機構を設けることによる製造コストの増加を抑制することができる。
Examples of the
上述した圧縮機30は、ポンプ22,23とケーシング11との間、すなわち排気通路21の途中に同通路21を流通するガスを貯蔵するタンク(貯蔵機)25を具備する。これにより、ポンプ22,23の作動によるケーシング11内の圧力変動を抑制することができ、この圧力変動に起因した、軸受部12,13の潤滑油への混入および被圧縮流体Gの排気通路21への混入を抑制・防止することができる。この事により被圧縮性流体Gの品質(成分)の劣化を防止できる。
The compressor 30 described above includes a tank (storage device) 25 that stores gas flowing through the passage 21 between the
上述した被圧縮流体Gとしては、例えばブタジエンガスなどが挙げられる。被圧縮流体Gがブタジエンガスであり、このガスの重合反応の環境下(約90℃以上の温度、約90%以上の濃度)となったとしても、この被圧縮流体Gが第1の流体16により軸封されている。さらに、不活性ガス19に混入され軸受部12,13へ流入を防ぐことができる。よって、第1の流体16の重合反応によるポリマの発生に起因して軸受部12,13の性能が劣化する可能性はなくなる。
Examples of the compressed fluid G described above include butadiene gas. Even if the fluid to be compressed G is butadiene gas and the environment of the polymerization reaction of the gas (temperature of about 90 ° C. or higher, concentration of about 90% or higher) is reached, the fluid G to be compressed is the
また、ケーシング11における第2の供給通路20よりも軸受部12,13近傍には、不活性ガスである窒素などのセパレーションガス(第3の流体)26を供給するための第3の供給通路27が連結される。これにより、軸受部12,13を潤滑する潤滑油の排気通路19への流入が抑制される。
Further, a
すなわち、上述した圧縮機30では、軸受部12,13側から前記羽根車側に亘って、第3の供給通路27、第2の供給通路20、排気通路21、第1の供給通路15の順にて、ケーシング11に連結される。なお、通路15,20,21,27とケーシング11との間には逆止弁28がそれぞれ設けられる。
That is, in the compressor 30 described above, the
したがって、上述した圧縮機30によれば、被圧縮流体Gが第1の流体16により軸封される。また、ケーシング11内に不活性ガス19が供給され、このガス19がポンプ22,23により排気通路21を通じてケーシング11内から排気されるため、第1の流体16の軸受部12,13への流入を防ぐことができる。さらに、ポンプ22,23により第1の流体16もケーシング11内から排気されるため、この流体16の軸受部12,13への流入を防ぐことができる。また、構造も簡易であり、製造コストの増加を抑制することができる。
Therefore, according to the compressor 30 described above, the compressed fluid G is shaft-sealed by the
なお、上記では、2台のポンプ22,23を具備する圧縮機30を用いて説明したが、1台のポンプを具備する圧縮機としても良く、このような圧縮機であっても上記圧縮機30と同様な作用効果を奏する。
In addition, although demonstrated using the compressor 30 provided with the two
上記では、タンク25を具備する圧縮機30を用いて説明したが、タンクを具備しない圧縮機としても良く、このような圧縮機であっても上記圧縮機30と同様な作用効果を奏する。 In the above description, the compressor 30 including the tank 25 has been described. However, a compressor that does not include the tank may be used, and even such a compressor has the same operational effects as the compressor 30.
本発明は、被圧縮流体を軸封して当該流体の軸受部への流入を抑制する圧縮機に利用することができ、特に所定環境下で重合反応してポリマを生じさせるブタジエンガスなどを圧縮する圧縮機に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a compressor that seals a fluid to be compressed and suppresses the flow of the fluid into a bearing portion, and particularly compresses butadiene gas or the like that generates a polymer by a polymerization reaction in a predetermined environment. It can be used for compressors.
11 ケーシング
12,13 軸受部
14 軸体
15 第1の供給通路
16 第1の流体
17,18 軸封部
19 不活性ガス
20 第2の供給通路
21 排気通路
22,23 ポンプ
24 台座
25 タンク
26 第3の流体
27 第3の供給通路
28 逆止弁
30 圧縮機
G 被圧縮流体
11
Claims (6)
前記ケーシングに軸受部を介して回転可能に支持される軸体と、
前記軸体に取り付けられ、回転して被圧縮流体を圧縮する羽根車と、
前記ケーシング内に固定され、前記軸体側に向かって突起状をなし、前記被圧縮流体と同成分の流体が供給されて、前記被圧縮流体を軸封する軸封部と、
前記ケーシングに連結され、当該ケーシング内に不活性ガスを供給する供給手段と、
前記ケーシングに連結され、当該ケーシング内の不活性ガスを排気する排気手段とを具備した
ことを特徴とする圧縮機。 A casing,
A shaft body rotatably supported by the casing via a bearing portion;
An impeller attached to the shaft and rotating to compress the fluid to be compressed;
A shaft sealing portion that is fixed in the casing, has a protruding shape toward the shaft body side, is supplied with a fluid having the same component as the fluid to be compressed, and shaft seals the fluid to be compressed;
A supply means connected to the casing for supplying an inert gas into the casing;
A compressor comprising exhaust means connected to the casing and exhausting inert gas in the casing.
前記供給手段は、前記軸受部近傍に配置され、
前記排気手段は、前記被圧縮流体と同成分の流体の供給位置と前記供給手段の間に配置される
ことを特徴とする圧縮機。 A compressor according to claim 1, wherein
The supply means is disposed in the vicinity of the bearing portion,
The compressor is characterized in that the exhaust means is disposed between a supply position of a fluid having the same component as the fluid to be compressed and the supply means.
前記排気手段がダイヤフラム式である
ことを特徴とする圧縮機。 A compressor according to claim 1 or claim 2, wherein
The compressor characterized in that the exhaust means is a diaphragm type.
前記排気手段と前記ケーシングとの間に配置されたタンクをさらに具備する
ことを特徴とする圧縮機。 A compressor according to claim 3, wherein
The compressor further comprising a tank disposed between the exhaust means and the casing.
前記排気手段が2つあり、これらが並列に配置される
ことを特徴とする圧縮機。 A compressor according to any one of claims 1 to 4,
A compressor characterized in that there are two exhaust means and these are arranged in parallel.
前記被圧縮流体がブタジエンガスである
ことを特徴とする圧縮機。 A compressor according to any one of claims 1 to 5,
The compressor, wherein the fluid to be compressed is butadiene gas.
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