JP2015031182A

JP2015031182A - 蒸気圧縮機

Info

Publication number: JP2015031182A
Application number: JP2013160019A
Authority: JP
Inventors: 数郎林; Kazuo Hayashi
Original assignee: TLV Co Ltd
Current assignee: TLV Co Ltd
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2015-02-16

Abstract

【課題】圧縮室に供給される蒸気内に復水が混入することを防ぎ、潤滑油の劣化や軸受の潤滑不良を回避する。
【解決手段】蒸気圧縮機１は、低圧蒸気を圧縮して高圧蒸気を吐出する蒸気圧縮機であって、ロータ１１１ａの回転運動により低圧蒸気を圧縮する圧縮室１１１と、前記ロータ１１１ａの軸受け１１１ｂに潤滑油を供給する潤滑油室１１２と、低圧蒸気を加熱する加熱器１２と、前記加熱器が加熱した低圧蒸気を前記圧縮室１１１に供給する吸込流路１３と、前記圧縮室１１１から高圧蒸気を吐出する吐出流路１４とを備え、前記加熱器１２は、前記低圧蒸気を加熱することによって得た過熱蒸気を前記吸込流路１４に排出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば大気圧程度の低圧蒸気を圧縮して昇圧する蒸気圧縮機に関する。

従来から蒸気圧縮機として、スクリュー式の蒸気圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このスクリュー式の蒸気圧縮機は、ハウジングに形成した圧縮室（ロータ室）に雌雄一対のスクリューロータを収容しており、吸入流路を介して供給された低圧蒸気をスクリューロータによって圧縮昇圧して吐出流路から吐出する。

特開２０１２−１３０１６号公報

しかしながら、このようなスクリュー式の蒸気圧縮機においては、圧縮室（ロータ室）と軸受などの潤滑油室との間は軸封されているものの、圧縮室に供給される蒸気内に蒸気が凝縮した復水が混入している場合には、復水が潤滑油室へ侵入するおそれがある。このような場合、潤滑油が劣化したり軸受が潤滑不良をきたしたりすることがあり得る。

したがって本発明が解決しようとする課題は、圧縮室に供給される蒸気内に復水が混入することを防ぎ、潤滑油の劣化や軸受の潤滑不良を回避することにより、蒸気を効率良く圧縮することのできる蒸気圧縮機を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の蒸気圧縮機は、
低圧蒸気を圧縮して高圧蒸気を吐出する蒸気圧縮機であって、
ロータの回転運動により低圧蒸気を圧縮する圧縮室と、
前記ロータの軸受けに潤滑油を供給する潤滑油室と、
低圧蒸気を加熱する加熱器と、
前記加熱器が加熱した低圧蒸気を前記圧縮室に供給する吸込流路と、
前記圧縮室から高圧蒸気を吐出する吐出流路とを備え、
前記加熱器は、前記低圧蒸気を加熱することによって得た過熱蒸気を前記吸込流路に排出する。

本願明細書の開示によれば、圧縮室に供給される蒸気内に復水が混入することを防ぎ、潤滑油の劣化や軸受の潤滑不良を回避することが可能となる。

本発明の第１の実施形態にかかる蒸気圧縮機を用いたシステム構成の一例を示す図である。本発明の第１の実施形態の変形例にかかる蒸気圧縮機を用いたシステム構成の一例を示す図である。

以下、本発明の蒸気圧縮機の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、ツインスクリュー式の蒸気圧縮機を用いた場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。なお、ツインスクリュー式の蒸気圧縮機に代えて、シングルスクリュー式の蒸気圧縮機、スクロール式の蒸気圧縮機、ロータリー式の蒸気圧縮機又は、ロータリーピストン型の蒸気圧縮機を用いてもよい。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる蒸気圧縮機を用いたシステム構成の一例を示す図である。

図１に示すように、本実施形態の蒸気圧縮機１は、例えば、ボイラーや蒸気使用装置を含む蒸気システムにおいて用いることができる。図１に示す蒸気システムは、蒸気圧縮機１、ボイラー２、蒸気ヘッダー３、減圧弁４、蒸気使用装置５、フラッシュタンク６及び、給水タンク７を含む。

［蒸気システムの概要］
ボイラー２は、管路７１を介して接続された給水タンク７の水を取り込み、蒸気を生成することができる。蒸気ヘッダー３は、ボイラー２において生成された蒸気を管路２１を介して取り込み、取り込んだ蒸気を各部に分配することができる。例えば蒸気ヘッダー３は、取り込んだ蒸気を、管路３１、減圧弁４及び管路４１を介して接続された蒸気使用装置５に分配することができる。減圧弁４は、管路３１を流れる蒸気を所定圧力に減圧し、減圧後の蒸気を蒸気管路４１を介して蒸気使用装置５に供給する。

蒸気使用装置５は、供給された蒸気を使用することによって生じた低圧蒸気及び、供給された蒸気が凝縮することによって発生した復水を、それぞれ管路５１を介してフラッシュタンク６に排出する。フラッシュタンク６に取り込まれた復水の一部は再蒸発して低圧蒸気となり、その他の復水は給水タンク７に排出された後再度ボイラー２に取り込まれる。

一方、フラッシュタンク６に取り込まれた低圧蒸気及び、フラッシュタンク６で復水の再蒸発によって発生した低圧蒸気は、管路６１を介して蒸気圧縮機１に供給される。蒸気圧縮機１は、低圧蒸気（例えば、０．０５Ｍｐａの蒸気）を圧縮して得た高圧蒸気（例えば、０．７Ｍｐａの蒸気）を、管路１４ａを介して蒸気使用装置５に供給する。また、蒸気圧縮機１は、低圧蒸気を圧縮して得た高圧蒸気を、管路１４ｂを介して後述する加熱器１２に供給する。

［蒸気圧縮機の詳細］
蒸気圧縮機１は、圧縮機本体１１と加熱器１２とを含む。圧縮機本体１１は、圧縮室１１１と潤滑油室１１２とを含む。

圧縮室１１１には、吸入流路１３及び吐出流路１４が接続される。吸入流路１３は、加熱器１２が加熱した低圧の過熱蒸気を圧縮室１１１に供給する。吐出流路１４は、圧縮室１１１から排出される高圧の過熱蒸気を吐出する。

圧縮室１１１は、２つのロータ１１１ａの各回転動作を利用して、吸入流路１３から供給される低圧蒸気を圧縮し、圧縮により生じた高圧蒸気を吐出流路１４に排出することができる。潤滑油室１１２は、ロータ１１１ａの各軸受け１１１ｂに潤滑油を供給することができる。なお、少なくとも１つのロータ１１１ａの回転軸には、回転動作のためのモータＭＴが接続される。

加熱器１２は、管路１４ｂを介して圧縮機本体１１から排出される高圧の過熱蒸気を用いて、フラッシュタンク６から管路６１を介して供給され、配管１２１を流れる低圧蒸気を加熱して過熱蒸気にする（スーパーヒートする）。加熱器１２は、配管１２１を流れる低圧蒸気を加熱することによって得た過熱蒸気を、圧縮機本体１１の吸込流路１３に供給する。

このように、加熱器１２を用いて低圧蒸気を加熱して得た過熱蒸気を、圧縮機本体１１に供給することにより、圧縮機本体１１の圧縮室１１１には乾き度の高い蒸気のみを供給することができる。すなわち、圧縮室１１１に復水が混入することを防ぐことができる。このため、復水が潤滑油室１１２に侵入することに起因する潤滑油の劣化や軸受の潤滑不良を回避することが可能となる。

［変形例１］
上記においては、加熱器１２は、圧縮機本体１１から排出される高圧の過熱蒸気を用いて、フラッシュタンク６から供給される低圧蒸気を加熱する構成を示したが、加熱器１２に設けたヒータ（例えば電熱ヒータ。）を用いて低圧蒸気を加熱するようにしてもよい。図２は、本発明の第１の実施形態の変形例にかかる蒸気圧縮機を用いたシステム構成の一例を示す図である。

図２に示すように、加熱器１２は、配管１２１に沿ってヒータ１２２を備えている。例えば加熱器１２においては、配管１２１の上下に２つのヒータ１２２を配置することができる。

加熱器１２は、ヒータ１２２が発する熱量を用いて、フラッシュタンク６から管路６１を介して供給され、配管１２１を流れる低圧蒸気を加熱して過熱蒸気にする（スーパーヒートする）。加熱器１２は、配管１２１を流れる低圧蒸気を加熱することによって得た過熱蒸気を、圧縮機本体１１の吸込流路１３に供給する。

このように、加熱器１２のヒータ１２２を用いて低圧蒸気を加熱して得た過熱蒸気を、圧縮機本体１１に供給することにより、圧縮機本体１１の圧縮室１１１には乾き度の高い蒸気のみを供給することができる。

［変形例２］
上記の加熱器１２においては、圧縮機本体１１から排出される過熱蒸気を用いて低圧蒸気を加熱する構成と、ヒータ１２２を用いて低圧蒸気を加熱する構成とを説明したが、これら２つの構成を組み合わせてもよい。つまり、圧縮機本体１１から排出される過熱蒸気とヒータ１２２の熱量との両方を用いて、加熱器１２の配管１２２を流れる低圧蒸気を加熱してもよい。この場合、大量の低圧蒸気を素早く過熱蒸気にして、乾き度の高い蒸気のみを即時に圧縮機本体１１に供給することができる。

［その他］
上記の実施形態及びその変形例においては、蒸気圧縮機１から排出される高圧蒸気を、管路１４ａを介して蒸気使用装置５に供給する構成としたが、蒸気使用装置５以外の他の装置に排出するようにしてもよい。この場合、他の装置で必要な圧力に応じて蒸気圧縮機１の圧力を設定することができ、蒸気使用装置５から排出される低圧蒸気を所望の圧力で有効利用することができる。

１蒸気圧縮機
１１圧縮機本体
１１１圧縮室
１１２潤滑油室
１２加熱器
１３吸入流路
１４吐出流路

Claims

低圧蒸気を圧縮して高圧蒸気を吐出する蒸気圧縮機であって、
ロータの回転運動により低圧蒸気を圧縮する圧縮室と、
前記ロータの軸受けに潤滑油を供給する潤滑油室と、
低圧蒸気を加熱する加熱器と、
前記加熱器が加熱した低圧蒸気を前記圧縮室に供給する吸込流路と、
前記圧縮室から排出される高圧蒸気を吐出する吐出流路とを備え、
前記加熱器は、前記低圧蒸気を加熱することによって得た過熱蒸気を前記吸込流路に排出すること
を特徴とする蒸気圧縮機。
前記加熱器は、前記吐出流路から吐出された高圧蒸気を用いて、前記低圧蒸気を加熱すること
を特徴とする、請求項１に記載の蒸気圧縮機。
前記加熱器は、ヒータを有しており、
前記加熱器は、前記ヒータを用いて前記低圧蒸気を加熱すること
を特徴とする、請求項１又は２に記載の蒸気圧縮機。