JP2008163923A - Natural gas compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、天然ガスを高圧に圧縮する天然ガス圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a natural gas compressor that compresses natural gas to a high pressure.
ガス、例えば天然ガスをガス圧縮機で高圧に圧縮する場合、圧縮した天然ガスに潤滑油が混入することは好ましくない。この為、圧縮機の回転軸受部からの潤滑油の飛沫が発生することを避ける為、従来、ガス圧縮機には高粘度の鉱油系の汎用グリースが封入された軸受が用いられている。 When compressing gas, for example, natural gas, to a high pressure with a gas compressor, it is not preferable that lubricating oil is mixed into the compressed natural gas. For this reason, in order to avoid occurrence of splashing of lubricating oil from the rotary bearing portion of the compressor, conventionally, a bearing in which a high-viscosity mineral oil-based general-purpose grease is enclosed is used for the gas compressor.
ところが、天然ガス雰囲気では天然ガスがグリースに溶込むという現象が見られる。天然ガスがグリースに溶込むことで気泡の発生、粘度低下を起し、封入したグリースが軸受から漏出して減容し、充分な潤滑が行えない状態となる。この為、グリースの補充の為、定期的なメンテナンスが必要となり、メンテナンスコストが高くなり、又稼働率が低下する。 However, in a natural gas atmosphere, a phenomenon that natural gas dissolves in grease is observed. When natural gas dissolves in the grease, bubbles are generated and the viscosity is lowered. The enclosed grease leaks from the bearing and reduces its volume, resulting in a state where sufficient lubrication cannot be performed. For this reason, periodic maintenance is required for replenishing grease, resulting in an increase in maintenance costs and a reduction in operating rate.
本発明は斯かる実情に鑑み、グリースを封入した軸受を使用した無給油式の天然ガス圧縮機に於いて、グリースの粘度低下、グリースの経時的な減容を防止し、メンテナンスの軽減、メンテナンス費の低減を図るものである。 In view of such circumstances, the present invention provides a lubrication-free natural gas compressor that uses a grease-enclosed bearing to prevent a decrease in grease viscosity and a decrease in grease volume over time. This is intended to reduce costs.
本発明は、回転軸受部にグリースが封入された無給油式軸受が用いられる天然ガス圧縮機であって、前記軸受には下記化1で表されるPFPE系を基材とし、増ちょう剤としてPTFE、添加剤として亜硝酸ナトリウムを含有するグリースが封入された天然ガス圧縮機に係るものである。
(化1)
F−(CF−CF2−O)n−CF2CF3
|
CF3
(n=7〜60)
The present invention is a natural gas compressor in which an oil-free bearing in which grease is sealed in a rotary bearing portion is used, and the bearing is based on a PFPE system represented by the following
(Chemical formula 1)
F- (CF-CF 2 -O) n -
|
CF 3
(N = 7-60)
本発明によれば、回転軸受部にグリースが封入された無給油式軸受が用いられる天然ガス圧縮機であって、前記軸受には下記化1で表されるPFPE系を基材とし、増ちょう剤としてPTFE、添加剤として亜硝酸ナトリウムを含有するグリースが封入されたので、天然ガスがグリースに溶込むことが抑制され、粘度低下による軸受からの漏出を防止し、グリース不足による焼付き防止、メンテナンスの軽減、メンテナンス費の低減が図れるという優れた効果を発揮する。
(化1)
F−(CF−CF2−O)n−CF2CF3
|
CF3
(n=7〜60)
According to the present invention, there is provided a natural gas compressor in which an oil-free bearing in which grease is sealed in a rotary bearing portion is used, wherein the bearing is based on a PFPE system represented by the following
(Chemical formula 1)
F- (CF-CF 2 -O) n -
|
CF 3
(N = 7-60)
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、図1に於いて、本発明が実施される天然ガス圧縮機の概略を説明する。 First, referring to FIG. 1, an outline of a natural gas compressor in which the present invention is implemented will be described.
図1は、複数の圧縮ユニットを有する多筒式ガス圧縮機の、1つの圧縮ユニット、例えば高圧段の圧縮ユニット1を示している。
FIG. 1 shows one compression unit, for example, a
図1中、2はクランクケースを示し、該クランクケース2にクランク軸3が回転自在に支持され、該クランク軸3にクランク軸受4を介してコネクティグロッド5が回転自在に設けられている。
In FIG. 1,
前記クランクケース2にはクロスヘッドガイド6が放射状に連設され、該クロスヘッドガイド6に該クロスヘッドガイド6と同一軸心上に高圧段シリンダ7が連設されている。又前記クロスヘッドガイド6の頭部には弁ユニット8が設けられている。
A
前記クロスヘッドガイド6にはクロスヘッド9が摺動自在に嵌合され、前記高圧段シリンダ7にはピストン11が摺動自在に嵌合され、前記クロスヘッド9はクロスヘッド軸受12を介して前記コネクティグロッド5に連結され、前記ピストン11と前記クロスヘッド9とはピストンロッド13によって連結されている。
A
モータ(図示せず)等の駆動源により、前記クランク軸3を回転させることで、前記コネクティグロッド5、前記クロスヘッド9、前記ピストンロッド13を介して前記ピストン11が前記高圧段シリンダ7内を往復動してガスを圧縮し、圧縮されたガスは前記弁ユニット8を介して吐出される。
By rotating the
本発明に係るガス圧縮機の前記クランク軸3、前記クロスヘッド軸受12について説明する。
The
前記クランク軸3、前記クロスヘッド軸受12は、それぞれグリースが封入された無給油式の軸受であり、封入されるグリースについて以下説明する。
The
本発明者は、天然ガス雰囲気では天然ガスがグリースに溶込み、グリースの粘度が低下し、粘度低下により、グリースが軸受から漏出することを考慮し、天然ガスの溶込み防止、粘度低下防止を目的としてグリースの評価を行った。 In consideration of the fact that natural gas dissolves in grease in a natural gas atmosphere and the viscosity of the grease decreases, and that the grease leaks out of the bearing due to the decrease in viscosity, the inventor prevents natural gas from entering and prevents the viscosity from decreasing. The grease was evaluated for the purpose.
グリースを評価する場合の評価項目として、ちょう度、重量変化、構造変化を選択した。 Consistency, weight change, and structural change were selected as evaluation items when evaluating grease.
ちょう度について、ちょう度とグリースの漏れについての関係を図2に示す。 Regarding the consistency, the relationship between the consistency and grease leakage is shown in FIG.
図2に示される様に、ちょう度(JIS規格:JIS−K−2220で定められているグリースの硬さを示す値で、流動性を表す目安)と漏れ量(封入グリース重量に対する減少量の割合%)とは相関関係があり、ちょう度が増大(軟化)することに対して漏れ量も増大する。従って、ちょう度が増大するかどうかを評価の対象とした。 As shown in FIG. 2, the consistency (JIS standard: a value indicating the hardness of grease defined in JIS-K-2220, a guideline indicating fluidity) and the amount of leakage (the amount of decrease relative to the weight of enclosed grease). %)), And the amount of leakage increases as the consistency increases (softens). Therefore, it was set as the object of evaluation whether the consistency increased.
又、品質の安定性を考慮してグリースの構造変化があるかどうか、物理的な安定性を考慮してグリースの減容があるかどうかを評価の対象とした。 In addition, it was evaluated whether there was a change in the structure of the grease in consideration of the stability of the quality, and whether there was a volume reduction of the grease in consideration of the physical stability.
本発明は、実験等によりCNG(Compressed Natural Gas)に対しPFPE(パーフルオロポリエーテル:Perfluoropolyether)を基材とするグリースは相溶性がなく、又鉱油を基材とするグリース、ポリオールエステル系(POE)を基材とするグリースは相溶性があることを確認した。 According to the present invention, grease based on PFPE (perfluoropolyether) is not compatible with CNG (Compressed Natural Gas) by experiments or the like, and grease or polyol ester (POE) based on mineral oil is not compatible. ) Was confirmed to be compatible.
図3(A)は、CNG6kgf/cm2圧力下で、500時間経過した場合の、PFPEを基材とするグリース(A-1〜A-4)のちょう度変化を示し、図3(B)は、同条件での鉱油系グリース(B-1〜B-4)のちょう度変化を示している。図3(A)中の、PFPEを基材とするグリースではちょう度は殆どが減少し、増加する場合も増加量は小さい。これに対し、図3(B)中の、鉱油系グリースでは、ちょう度の減少はなく、殆どが大きく増加している。
FIG. 3 (A) shows the change in consistency of grease (A-1 to A-4) based on PFPE when 500 hours have passed under a
又、図4は、CNG6kgf/cm2圧力下で、500時間経過した場合の重量変化を示しており、PFPEを基材とするグリース(A-4)と鉱油系グリース(B-1)の重量変化が示されている。図示の如く、PFPEを基材とするグリースでは、時間の経過に拘らず重量変化はないが、鉱油系グリースでは時間と共に重量が増大する。 FIG. 4 shows the change in weight when 500 hours have passed under 6 kgf / cm 2 pressure. The weight of grease (A-4) and mineral oil grease (B-1) based on PFPE Changes are shown. As shown in the figure, the weight of the grease based on PFPE does not change over time, but the weight of mineral oil grease increases with time.
尚、他のPFPEを基材とするグリース、他の鉱油系グリースはそれぞれ同様の傾向を示すので、図示を省略している。 Since other PFPE-based greases and other mineral oil-based greases have the same tendency, illustration is omitted.
従って、本発明のガス圧縮機の軸受に使用するグリースにはちょう度の増大がなく、又重量の変化がないPFPEを基材とするグリースが適する。 Therefore, the grease used for the bearing of the gas compressor of the present invention is a grease based on PFPE that does not increase the consistency and does not change in weight.
次に、CNG6kgf/cm2圧力下での、PFPEを基材とするグリースの構造変化について評価した。
Next, the structural change of the grease based on PFPE under the pressure of
図5は、PFPEを基材とするグリース(A-1)について、試験前、CNG6kgf/cm2圧力下で336時間経過後のスペクトル変化(構造変化)を示している。
FIG. 5 shows the spectral change (structural change) of the grease (A-1) based on PFPE before the test and after 336 hours under
図中、縦軸は吸収率、横軸は波長を示している。又、スペクトル曲線の実線は試験前、破線は経過後を示している。 In the figure, the vertical axis indicates the absorptance and the horizontal axis indicates the wavelength. In addition, the solid line of the spectrum curve shows before the test, and the broken line shows after the test.
図6は、PFPEを基材とするグリース(A-2)について、試験前、CNG6kgf/cm2圧力下で504時間経過後のスペクトル変化(構造変化)を示している。
FIG. 6 shows the spectral change (structural change) of the grease (A-2) based on PFPE before the test and after 504 hours under
図中、スペクトル曲線の実線は試験前、破線は経過後を示している。 In the figure, the solid line of the spectrum curve shows before the test, and the broken line shows after the test.
図7は、PFPEを基材とするグリース(A-3)について、試験前、CNG6kgf/cm2圧力下で672時間経過後のスペクトル変化(構造変化)を示している。
FIG. 7 shows the spectral change (structural change) of PFPE-based grease (A-3) before the test and after 672 hours under
図中、スペクトル曲線の実線は試験前、破線は経過後を示している。 In the figure, the solid line of the spectrum curve shows before the test, and the broken line shows after the test.
図8は、PFPEを基材とするグリース(A-4)について、試験前、CNG6kgf/cm2圧力下で504時間経過後のスペクトル変化(構造変化)を示している。
FIG. 8 shows the spectral change (structural change) of the grease (A-4) based on PFPE before the test and after 504 hours under
図中、スペクトル曲線の実線は試験前、破線は経過後を示している。 In the figure, the solid line of the spectrum curve shows before the test, and the broken line shows after the test.
図5〜図8に示される様に、PFPEを基材とするグリースでも構造の相違により、構造変化の程度に差異が生じることが分る。 As shown in FIG. 5 to FIG. 8, it can be seen that the difference in the structural change is caused by the difference in structure even in the grease based on PFPE.
本発明では上記評価に基づき、PFPEを基材とするグリースの内、構造変化の少ないグリース(A-4)がガス圧縮機の無給油式の軸受に封入するグリースとして最適であると判断した。 In the present invention, based on the above evaluation, it was determined that the grease (A-4) having a small structural change among the greases based on PFPE is optimal as the grease to be enclosed in the oil-free bearing of the gas compressor.
次に、グリース(A-4)について説明する。 Next, grease (A-4) will be described.
該グリース(A-4)は、下記(化1)で表されるPFPE系を基材とし、増ちょう剤として高分子量のPTFE(ポリテトラフルオロエチレン:Polyterafluoroethylen)を含有する。尚、含有されるPTFEの平均粒径は、5〜20μmが好ましい。 The grease (A-4) is based on a PFPE system represented by the following (Chemical Formula 1) and contains high molecular weight PTFE (Polytetrafluoroethylene) as a thickener. In addition, as for the average particle diameter of PTFE to contain, 5-20 micrometers is preferable.
又、30cSt@40℃、5cSt@100℃の粘度を有し、添加剤として亜硝酸ナトリウムが添加されている。尚、亜硝酸ナトリウムは金属へフッ素系グリースの吸着を促進する作用があると共に、軸受の寿命の延命化に貢献する。
(化1)
F−(CF−CF2−O)n−CF2CF3
|
CF3
(n=7〜60)
Moreover, it has a viscosity of 30 cSt @ 40 ° C. and 5 cSt @ 100 ° C., and sodium nitrite is added as an additive. In addition, sodium nitrite has an action of promoting adsorption of fluorine-based grease to a metal and contributes to extending the life of the bearing.
(Chemical formula 1)
F- (CF-CF 2 -O) n -
|
CF 3
(N = 7-60)
1 圧縮ユニット
3 クランク軸
4 クランク軸受
9 クロスヘッド
11 ピストン
12 クロスヘッド軸受
DESCRIPTION OF
Claims (1)
(化1)
F−(CF−CF2−O)n−CF2CF3
|
CF3
(n=7〜60) A natural gas compressor using an oil-free bearing in which grease is sealed in a rotary bearing portion, wherein the bearing is based on a PFPE system represented by the following chemical formula 1, PTFE as a thickener, additive As a natural gas compressor, grease containing sodium nitrite is enclosed.
(Chemical formula 1)
F- (CF-CF 2 -O) n -CF 2 CF 3
|
CF 3
(N = 7-60)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007000145A JP2008163923A (en) | 2007-01-04 | 2007-01-04 | Natural gas compressor |
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JP2008163923A true JP2008163923A (en) | 2008-07-17 |
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ID=39693699
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JP2007000145A Pending JP2008163923A (en) | 2007-01-04 | 2007-01-04 | Natural gas compressor |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106089659A (en) * | 2016-08-09 | 2016-11-09 | 中山市艾能机械有限公司 | Screw compression plunger booster air-cooled integral type air compressor machine |
US11292987B2 (en) | 2017-03-29 | 2022-04-05 | Carrier Corporation | Active filter for oil-free refrigerant compressor |
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-
2007
- 2007-01-04 JP JP2007000145A patent/JP2008163923A/en active Pending
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20110831 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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Effective date: 20120110 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |