JP2016136003A5 - - Google Patents

Description

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
この発明に係る回転機械システムは、ガスシール部を有した回転機械と、前記回転機械に接続されて前記ガスシール部にシールガスを供給するガスシール装置と、前記シールガスの圧力を検出する圧力センサと、前記ガスシール部から排出される前記シールガスを外部に放出するとともに、圧力変動するベント部と、前記ベント部内の圧力を検出するベント圧力センサと、を備え、前記回転機械は、内部を作動流体が流れるケーシングと、前記ケーシングの内外を貫通し、回転自在に設けられた回転軸と、前記ケーシングと前記回転軸との間に設けられ、前記ケーシング内の前記作動流体よりも高い圧力のシールガスにより前記作動流体を封止する前記ガスシール部と、を備え、前記ガスシール装置は、前記ガスシール部に供給する前記シールガスの圧力を調整する圧力調整弁と、前記圧力調整弁を制御する制御部と、を備え、前記圧力センサは、前記ガスシール装置よりも前記ガスシール部側に設けられ、前記制御部は、前記圧力センサにより検出される前記シールガスの圧力に応じて前記圧力調整弁を制御し、前記ベント圧力センサで検出される前記ベント部内の圧力よりも、前記圧力センサで検出される前記シールガスの圧力が高くなるよう、前記圧力調整弁を制御する。
このように、圧力センサを、ガスシール装置よりもガスシール部側に設けることで、圧力センサをガスシール装置に対してシールガスの供給源側に設けた場合に比較して、シールガスがガスシール部に到達するまでの間に生じる圧力損失を抑えることができる。したがって、これにより、圧力損失を抑えるためにシールガスを供給する配管径を太くする必要がなく、配管径を抑えることができる。また、圧力センサでは、ガスシール部内におけるシールガスの圧力との差が少ない圧力を検出することができる。
また、シールガスがガスシール部に到達するまでの間に生じる圧力損失を考慮する必要がないため、設計時に、シールガスを供給するための配管のレイアウトや回転機械内における作動流体の圧力等の条件を考慮する必要がない。そして、ガスシール装置が複数の配管を有している場合であっても、これらの配管径を統一することが可能となる。さらに、複数の配管の連結部における圧力損失を考慮した設計を行う必要もなくなる。
また、ガスシール部におけるシールガスの圧力を、ベント内圧力よりも確実に高く維持し、ベント内圧力の変動に関わらず、シールガスのベントへの漏れを確実に抑えることができる。

本実施形態における回転機械の一例としての圧縮機を備えた回転機械システムの概略構成を示す図である。 第一参考例における圧縮機に設けられたガスシール部の構成を示す図である。 第二参考例における圧縮機に設けられたガスシール部の構成を示す図である。 実施形態における圧縮機に設けられたガスシール部の構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明による回転機械を実施するための形態を説明する。
（第一参考例）
図１は、本参考例における回転機械の一例としての圧縮機を備えた回転機械システムの概略構成を示す図である。
図１に示すように、回転機械システム１は、圧縮機（回転機械）１０と、圧縮機１０を駆動する駆動源としてのタービン２０と、圧縮機１０にシールガスＧｓを供給するガスシールモジュール（ＧＳＭ：ガスシール装置）４０Ａと、を備えている。

図２は、第一参考例における圧縮機１０に設けられたガスシール部の構成を示す図である。
図２に示すように、ガスシール部３０は、回転環３１と、静止環３２と、機内側ラビリンスシール３３と、を備える。

接続配管７２は、図２においては直管状をなしているが、実際には、圧縮機１０の周囲の各種機器の配置等に応じ、これらの機器との干渉を避けるように適宜曲折して設けられている。また、接続配管７２の長さは、圧縮機１０とガスシールモジュール４０Ａとの設置間隔に応じて定まり、例えば２０〜３０ｍに及ぶことがある。
この参考例において、シールガス圧力センサＳ１Ａは、ガスシールモジュール４０Ａの圧力調整弁４１からポート接続口７１Ａが形成されたケーシング１１の外表面１１ｆまでの接続管部７０Ａの配管長Ｌに対し、ケーシング１１の外表面１１ｆからＬ／３以下の位置に設けるのが好ましい。すなわち、シールガス圧力センサＳ１Ａは、接続管部７０Ａにおいて、最もケーシング１１の外周面に近いポート接続口７１Ａに形成した貫通孔７１ｈに設けられている。

（第二参考例）
次に、本発明にかかる回転機械システムの第二参考例について説明する。なお、以下に説明する第二参考例においては、上記第一参考例と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
図１に示したように、この参考例の回転機械システム１は、圧縮機１０と、タービン２０と、ガスシールモジュール（ガスシール装置）４０Ｂと、を備えている。
圧縮機１０は、ケーシング１１内に、回転軸１２と、圧縮部（図示無し）と、を備えている。圧縮機１０の吸込側において、回転軸１２がケーシング１１の端部を貫通して外方に突出する部分に、ガスシール部３０が設けられている。

図３は、第二参考例における圧縮機１０に設けられたガスシール部の構成を示す図である。
図３に示すように、ガスシール部３０は、回転環３１と、静止環３２と、機内側ラビリンスシール３３と、を備える。

シールガスＧｓの圧力Ｐ１ａは、シールガス供給路１７においてガスシールモジュール４０Ｂの圧力調整弁４１よりも圧縮機１０側に設けられたシールガス圧力センサＳ１Ｂにより検出される。この参考例において、シールガス圧力センサＳ１Ｂは、ガスシール部３０に臨む位置においてケーシング１１に形成された開口部７５に設けられている。

上述した回転機械システム１によれば、圧力センサＳ１Ｂを、ガスシールモジュール４０Ｂよりもガスシール部３０側に設けることで、上記第一参考例と同様、シールガスＧｓがガスシール部３０に到達するまでの間に生じる圧力損失を抑えることができる。これにより、シールガスＧｓの逆流を確実に抑えつつ、シールガスＧｓをガスシール部３０に供給するシールガス供給路１７の配管径を最小限に抑え、シールガス供給路１７の配管コスト、設計コスト、設計の手間を抑えることが可能となる。

特に、本参考例において、圧力センサＳ１Ｂは、ケーシング１１において、ガスシール部３０に臨むよう形成された開口部７５に設けられている。
このように構成することで、圧力センサＳ１Ｂは、ガスシール部３０に直接臨む位置に設置される。これにより、圧力センサＳ１Ｂでは、シールガスＧｓがガスシール部３０に送り込まれる間の配管において生じる圧力損失の影響を受けることなく、ガスシール部３０内におけるシールガスＧｓの圧力を検出できる。

（実施形態）
次に、本発明にかかる回転機械システムの実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態においては、上記第一参考例と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
図１に示すように、回転機械システム１は、圧縮機１０と、圧縮機１０を駆動する駆動源としてのタービン２０と、圧縮機１０にシールガスＧｓを供給するガスシールモジュール（ガスシール装置）４０Ｃと、を備えている。
圧縮機１０は、ケーシング１１内に、回転軸１２と、圧縮部（図示無し）と、を備えている。圧縮機１０の吸込側において、回転軸１２がケーシング１１の端部を貫通して外方に突出する部分に、ガスシール部３０が設けられている。

図４は、実施形態における圧縮機１０に設けられたガスシール部の構成を示す図である。
図４に示すように、ガスシール部３０は、回転環３１と、静止環３２と、機内側ラビリンスシール３３と、を備える。

上述した回転機械システム１によれば、上記第一参考例と同様、圧力センサＳ１Ａを、ガスシールモジュール４０Ｂよりもガスシール部３０側に設けることで、シールガスＧｓがガスシール部３０に到達するまでの間に生じる圧力損失を抑えることができる。これにより、シールガスＧｓの逆流を確実に抑えつつ、シールガスＧｓをガスシール部３０に供給するシールガス供給路１７の配管径を最小限に抑え、シールガス供給路１７の配管コスト、設計コスト、設計の手間を抑えることが可能となる。

（その他の実施形態）
なお、本発明の回転機械システムは、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、第一参考例で示した構成に加え、ベント１８内の圧力Ｐ３をベント圧力センサＳ３で検出し、ガスシール部３０におけるシールガスＧｓの圧力Ｐ１ａを調整するようにした。同様に、上記第二参考例で示した構成に対しても、ベント１８内の圧力Ｐ３をベント圧力センサＳ３で検出し、ガスシール部３０におけるシールガスＧｓの圧力Ｐ１ａを調整するようにしてもよい。

また、上記第一参考例、実施形態においては、シールガス圧力センサＳ１Ａを、ガスシールモジュール４０Ａ、４０Ｃと圧縮機１０のケーシング１１とを接続する接続管部７０Ａにおいて、最もケーシング１１の外周面に近いポート接続口７１Ａに設けるようにしたが、これに限らない。シールガス圧力センサＳ１Ａは、接続管部７０Ａにおいて、１本以上配置された接続配管７２のうちの一本に設けるようにしてもよく、特に、最もケーシング１１側に配置される接続配管７２に設けられているとよい。

Claims (6)

1. ガスシール部を有した回転機械と、前記回転機械に接続されて前記ガスシール部にシールガスを供給するガスシール装置と、前記シールガスの圧力を検出する圧力センサと、
   前記ガスシール部から排出される前記シールガスを外部に放出するとともに、圧力変動するベント部と、
   前記ベント部内の圧力を検出するベント圧力センサと、
   を備え、
   前記回転機械は、
   内部を作動流体が流れるケーシングと、
   前記ケーシングの内外を貫通し、回転自在に設けられた回転軸と、
   前記ケーシングと前記回転軸との間に設けられ、前記ケーシング内の前記作動流体よりも高い圧力のシールガスにより前記作動流体を封止する前記ガスシール部と、
   を備え、
   前記ガスシール装置は、
   前記ガスシール部に供給する前記シールガスの圧力を調整する圧力調整弁と、
   前記圧力調整弁を制御する制御部と、
   を備え、
   前記圧力センサは、前記ガスシール装置よりも前記ガスシール部側に設けられ、
   前記制御部は、前記圧力センサにより検出される前記シールガスの圧力に応じて前記圧力調整弁を制御し、前記ベント圧力センサで検出される前記ベント部内の圧力よりも、前記圧力センサで検出される前記シールガスの圧力が高くなるよう、前記圧力調整弁を制御する回転機械システム。
2. 前記圧力センサは、前記ガスシール部と前記ガスシール装置とを接続する接続管部に設けられている請求項１に記載の回転機械システム。
3. 前記圧力センサは、前記接続管部において、前記接続管部の全長に対し前記ガスシール部側から１／３の長さの範囲内に設けられている請求項２に記載の回転機械システム。
4. 前記接続管部は、前記ケーシングにおいて前記ガスシール部に臨む位置に形成された接続口部と、前記接続口部と前記ガスシール装置との間を接続する１以上の接続配管と、を備え、
   前記圧力センサは、前記接続口部に設けられている請求項２または３に記載の回転機械システム。
5. 前記圧力センサは、前記ケーシングにおいて、前記ガスシール部に臨むよう形成された開口部に設けられている請求項１に記載の回転機械システム。
6. 前記ガスシール部よりも前記回転機械内部側の機内圧力を検出する機内圧力センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記機内圧力センサで検出される前記機内圧力よりも、前記圧力センサで検出される前記シールガスの圧力が高くなるよう、前記圧力調整弁を制御する請求項１から５の何れか一項に記載の回転機械システム。