JP2018168759A - Geared Compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、安定した運転を実現できるギアド圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a geared compressor capable of realizing stable operation.
石油化学、化学、空気分離などのプラントでは、回転機械として、遠心圧縮機が使用されている。遠心圧縮機は、構造的には大きく二つのタイプがある。
一つは一軸多段型圧縮機で、ガスを圧縮する複数のインペラ(羽根車)を一本のロータ軸に取り付けてロータを構成するものであり、このロータ軸はその両端が一対の軸受に支持される。一軸多段圧縮機の場合、駆動源の回転数が圧縮機の回転数よりも低い場合は、駆動源とロータ軸の間に増速機を設ける。もう一つのタイプが増速機構内臓型の圧縮機(ギアド圧縮機:Integrally Geared Compressor)である。
In plants such as petrochemical, chemical, and air separation, centrifugal compressors are used as rotating machines. Centrifugal compressors are structurally divided into two types.
One is a single-shaft multi-stage compressor. A rotor is configured by attaching a plurality of impellers (impellers) for compressing gas to a single rotor shaft. Both ends of the rotor shaft are supported by a pair of bearings. Is done. In the case of a single-shaft multistage compressor, when the rotational speed of the drive source is lower than the rotational speed of the compressor, a speed increaser is provided between the drive source and the rotor shaft. Another type is a compressor with a built-in speed increasing mechanism (Integrally Geared Compressor).
一般的に、ギアド圧縮機は、ケーシングの内部に一対のインペラがケーシングに非接触の状態で収容され、一対のインペラを両端に備えるロータ軸が回転可能に支持されている。このロータ軸には、駆動源により回転駆動される駆動軸の動力が増速歯車機構を介して伝達される。 Generally, in a geared compressor, a pair of impellers are accommodated in a casing without contact with the casing, and a rotor shaft provided with a pair of impellers at both ends is rotatably supported. The power of the drive shaft that is rotationally driven by the drive source is transmitted to the rotor shaft via the speed increasing gear mechanism.
このようなギアド圧縮機については、近年、様々な改良がされている。例えば特許文献1には、インペラの性能向上を図ったギアド圧縮機が記載されている。 In recent years, various improvements have been made on such geared compressors. For example, Patent Document 1 describes a geared compressor that improves the performance of an impeller.
ところで、特許文献1のギアド圧縮機は、インペラの羽根がそのまま露出しているオープンインペラを備えている。オープンインペラもケーシングに非接触の状態で収容されているが、運転時に遠心力の影響によりオープンインペラのブレードに径方向の外側に向けて拡径する変形が生じて、ブレードとケーシングが接触する虞がある。
このため、より安定した運転を実現するために、オープンインペラを用いたとしても、インペラのブレードとケーシングとの接触を回避する必要がある。
Incidentally, the geared compressor of Patent Document 1 includes an open impeller in which impeller blades are exposed as they are. The open impeller is also accommodated in the casing in a non-contact state, but during operation, the blade of the open impeller may be deformed to expand radially outward due to the centrifugal force, and the blade and the casing may come into contact with each other. There is.
For this reason, in order to realize a more stable operation, even if an open impeller is used, it is necessary to avoid contact between the blade of the impeller and the casing.
以上より、本発明は、インペラのブレードとケーシングの接触を回避して、安定した運転を実現できるギアド圧縮機を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a geared compressor capable of avoiding contact between impeller blades and a casing and realizing stable operation.
本発明のギアド圧縮機は、回転軸に固定された回転可能なインペラと、インペラを収容する収容空間を有するケーシングと、を備える。
ケーシングは、ケーシングの収容空間を囲む内周面の一部を構成し、かつ、それぞれがケーシングの径方向に進退移動可能な、ケーシングの周方向に沿って設けられる複数の分割環を有する、ことを特徴とする。
A geared compressor of the present invention includes a rotatable impeller fixed to a rotating shaft, and a casing having a housing space for housing the impeller.
The casing has a plurality of split rings that are provided along the circumferential direction of the casing, each of which constitutes a part of the inner peripheral surface surrounding the housing space of the casing and that can move forward and backward in the radial direction of the casing. It is characterized by.
本発明のギアド圧縮機におけるケーシングは、収容空間に開口し、複数の分割環をそれぞれが収容する複数の分割環収容室を備え、それぞれの分割環は、分割環収容室において分割環の径方向の外側に設けられる背圧付与空間の圧力に応じて、径方向に進退移動することが好ましい。 The casing in the geared compressor of the present invention includes a plurality of split ring storage chambers that open into the storage space and each store a plurality of split rings, and each split ring is in the radial direction of the split ring in the split ring storage chamber. It is preferable to move forward and backward in the radial direction in accordance with the pressure in the back pressure applying space provided outside the front.
本発明のギアド圧縮機においては、背圧付与空間の圧力が、収容空間を通過して圧縮された気体の導入、及び、背圧付与空間から外部への気体の排出により調整されることが好ましい。
さらに、背圧付与空間の圧力は、分割環を径方向の外側から内側に移動させるときに、収容空間の圧力よりも高く、分割環を径方向の内側から外側に移動させるときに、収容空間の圧力よりも低いことが好ましい。
In the geared compressor of the present invention, the pressure in the back pressure application space is preferably adjusted by introducing gas compressed through the accommodation space and discharging gas from the back pressure application space to the outside. .
Further, the pressure in the back pressure applying space is higher than the pressure in the accommodation space when the dividing ring is moved from the radially outer side to the inside, and the accommodating space is moved when the dividing ring is moved from the radially inner side to the outside. The pressure is preferably lower than
本発明のギアド圧縮機は、分割環とケーシングの間に、分割環の径方向の移動範囲を規制する移動規制機構が設けられることが好ましい。 In the geared compressor of the present invention, it is preferable that a movement restricting mechanism for restricting a radial movement range of the divided ring is provided between the divided ring and the casing.
本発明のギアド圧縮機における分割環は、径方向の最も内側の縮径位置と、径方向の最も外側の拡径位置と、の間を進退移動し、縮径位置において、ケーシングの内周面と面一になることが好ましい。 The split ring in the geared compressor of the present invention moves back and forth between the radially innermost reduced diameter position and the radially outermost enlarged diameter position, and the inner peripheral surface of the casing at the reduced diameter position. It is preferable to be flush with each other.
本発明のギアド圧縮機においては、背圧付与空間における圧力の調整が、ケーシングとインペラの径方向における間隔の検知結果、及び、背圧付与空間における圧力の検知結果の一方又は双方に基づいて行われることが好ましい。 In the geared compressor of the present invention, the pressure adjustment in the back pressure application space is performed based on one or both of the detection result of the interval between the casing and the impeller in the radial direction and the detection result of the pressure in the back pressure application space. Are preferred.
本発明のギアド圧縮機における分割環は、収容空間における気体の流れる方向の上流側に設けられることが好ましい。 The split ring in the geared compressor of the present invention is preferably provided on the upstream side in the gas flow direction in the accommodation space.
本発明によれば、ケーシングの一部に径方向に進退する分割環を設けることで、ギアド圧縮機の運転中にケーシングとインペラの間隔を調整して接触するのを回避できる。 According to the present invention, it is possible to avoid contact by adjusting the interval between the casing and the impeller during operation of the geared compressor by providing a split ring that advances and retracts in a radial direction in a part of the casing.
以下、本発明の実施形態について説明する。
ギアド圧縮機1は、第一遠心圧縮部10が、運転の状態、特に運転を開始してから定常状態に至るまでの非定常状態において、ブレード23の先端縁27とケーシング12の内周面13の間隔Bを調整する間隔調整機構を備える。
間隔調整機構は、図6(a),(b)に示すように、分割環収容室60に収容される分割環50が縮径位置Xと拡径位置Yの間を進退移動することで、間隔Bを調整する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
The geared compressor 1 includes the
As shown in FIGS. 6A and 6B, the interval adjusting mechanism is configured such that the
[ギアド圧縮機1]
本実施形態に係るギアド圧縮機1は、図1に示すように、主動軸2と、主動軸2の回転駆動力が伝達される従動軸4の両端に設けられた一対の第一遠心圧縮部10と、各々の第一遠心圧縮部10の吐出口と配管14で接続された吸込口を有し、従動軸7に設けられた第二遠心圧縮部80と、第二遠心圧縮部80の吐出口と配管82で接続された吸込口を有し、従動軸7に設けられた第三遠心圧縮部90と、を備える。
[Geared compressor 1]
As shown in FIG. 1, the geared compressor 1 according to the present embodiment includes a pair of first centrifugal compression units provided at both ends of a
ギアド圧縮機1は、従動軸4,7の回転を増速させる増速ギア機構を有する。具体的には、図1に示すように、主動軸2と一体となって回転駆動される主動ギア3と、従動軸4に設けられた従動ギア5と、従動軸7に設けられた従動ギア8と、主動ギア3と従動ギア5に噛み合い、主動ギア3の回転を従動ギア5で伝達する伝達ギア6と、主動ギア3と従動ギア8に噛み合い、主動ギア3の回転を従動ギア8に伝える伝達ギア9と、を有する。
The geared compressor 1 has a speed increasing gear mechanism that increases the speed of rotation of the driven
ギアド圧縮機1は、図1に示すように、一対の第一遠心圧縮部10において外部からの気体Gを吸込み、これを昇圧する。そして、第一遠心圧縮部10で昇圧された気体をさらに第二遠心圧縮部80で昇圧し、さらに、第二遠心圧縮部80で昇圧された気体を第三遠心圧縮部90で昇圧する。そして、昇圧された気体は、第三遠心圧縮部90の排出口に接続された配管92を介して、当該気体Gを消費する部位に向けて吐出される。
As shown in FIG. 1, the geared compressor 1 sucks the gas G from the outside in the pair of first
以下、第一遠心圧縮部10について説明する。
なお、本実施形態において、従動軸4の回転軸線Cの方向に直行する方向を径方向といい、径方向の回転軸線Cに近い側を径方向の内側、径方向の回転軸線Cから遠い側を径方向の外側という。
また、気体が流れる方向を基準にして上流側α、下流側βが定義されるものとする。
そして、本実施形態において径方向の内側、外側、上流側α及び下流側βは、相対的な位置関係を示している。
Hereinafter, the first
In the present embodiment, the direction orthogonal to the direction of the rotation axis C of the driven
In addition, the upstream side α and the downstream side β are defined with reference to the direction in which the gas flows.
In the present embodiment, the inner side, the outer side, the upstream side α, and the downstream side β in the radial direction indicate a relative positional relationship.
[第一遠心圧縮部10]
第一遠心圧縮部10は、図2に示すように、従動軸4に同軸状に固定されたインペラ20と、インペラ20を回転可能に収容するケーシング12と、を備える。
第一遠心圧縮部10は、ケーシング12に形成された入口流路31から供給された気体を圧縮して、圧縮した気体を出口流路41から排出する。
[First centrifugal compression unit 10]
As shown in FIG. 2, the first
The first
[インペラ20]
インペラ20は、図2に示すように、従動軸4に固定されたディスク21と、周方向に所定の間隔をあけてディスク21の表面に設けられる複数のブレード23と、を有する。
ディスク21は、回転軸線Cに沿って、従動軸4に固定されている基端の側から先端に向かうにつれて、その径が次第に小さくなっている。
[Impeller 20]
As shown in FIG. 2, the
The diameter of the
ブレード23は、図2に示すように、ディスク21の表面からケーシング12の内周面13に向かって伸びている。ブレード23は、その先端縁27が、所定の間隔Bを有しながら内周面13と対向している。
ブレード23は、ディスク21の先端側に隣接するブレード23,23の間に気体Gが流入する入口縁24と、ディスク21の基端側に隣接するブレード23,23の間から径方向の外側に向けて気体Gが流出する出口縁25と、を備える。
As shown in FIG. 2, the
The
[ケーシング12]
ケーシング12は、図2に示すように、入口流路31を形成する入口流路形成体30と、出口流路41を形成する出口流路形成体40と、入口流路形成体30と出口流路形成体40の間に配置される分割環50と、を備える。
ケーシング12は、入口流路形成体30が上流側αに配置され、出口流路形成体40が入口流路形成体30よりも下流側βに配置されて、各々の突合面32と突合面42が当接した状態で連結することにより、入口流路31と出口流路41が繋がる。
分割環50は、入口流路形成体30と出口流路形成体40が組み合わされることで形成される分割環収容室60の内部に進退移動可能に収容される。
[Case 12]
As shown in FIG. 2, the
In the
The
[入口流路形成体30]
入口流路形成体30は、図2に示すように、上流側αから気体を第一遠心圧縮部10に流入させるための入口流路31と、下流側βの端に形成された環状の突合面32と、図6(a),(b)に示すように、突合面32から下流側βに向けて垂直に張り出した第一係止突条35と、を備える。
[Inlet channel forming body 30]
As shown in FIG. 2, the inlet
第一係止突条35は、図3(b)に示すように、円弧状に形成されており、回転軸線Cを中心として同心円上に4つ形成されている。
第一係止突条35は、図6(a),(b)に示すように、分割環50の係止溝59に挿入され、分割環50の移動範囲を規制する。
As shown in FIG. 3B, the
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
[出口流路形成体40]
出口流路形成体40は、図2に示すように、入口流路形成体30と当接する上流側αの端に形成された突合面42と、入口流路31と繋がり外部へ気体を流出させるための出口流路41と、出口流路41が内部に形成されている吐出スクロール48と、を備える。
また、出口流路形成体40は、図3に示すように、突合面42から分割環50を収容する収容室43と、収容室43に繋がる送気管47及び流出管49と、出口流路41に配置された間隔センサ46と、を備える。
出口流路形成体40は、図2に示すように、インペラ20の大部分を収容する空間を内部に備えている。出口流路41はこのインペラ20を収容する空間と繋がっている。
[Exit channel forming body 40]
As shown in FIG. 2, the outlet flow
As shown in FIG. 3, the outlet
As shown in FIG. 2, the outlet flow
収容室43は、図3(a)に示すように、外周側に設けられる突合面42よりも所定距離だけ窪んでおり、内周面13に向けて均等な深さを有する。
本実施形態は4つの収容室43が設けられ、図3(a)に示すように、周方向に等間隔で設けられる4つの仕切り44により、隣接する収容室43,43が仕切られている。
それぞれの仕切り44は、収容室43の底から立設され、径方向に延びる仕切本体44Aと、仕切本体44Aの周方向の両側から突き出す腕44Bと、を備える。仕切り44は、仕切本体44Aと腕44Bが同じ高さに形成されている。
As shown in FIG. 3A, the
In the present embodiment, four
Each
収容室43は、内部に4つの第二係止突条45を有する。
第二係止突条45は、図3(a)に示すように、隣接する仕切り44,44の腕44B,44Bを繋ぐ。
第二係止突条45は、収容室43の底面から略垂直に立設されており、円弧状の平面形状を有している。
第二係止突条45は、収容室43の底面からの寸法(厚さ)が、第一係止突条35と略等しく、仕切り44よりも薄い。
第二係止突条45は、分割環50の係止溝59に挿入される。
The
As shown in FIG. 3A, the
The
The
The
[送気管47]
送気管47は、後述する分割環収容室60の空間Aに気体Gを送り込み、空間Aの圧力を上げるためのものである。空間Aは、分割環収容室60に分割環50が収容されると、分割環50より径方向の外側に形成される。
送気管47は、一端が収容室43に繋がり、他端が出口流路41と繋がっており、収容空間を通過して出口流路41を流れる圧縮された気体Gを分割環収容室60の内部に導入することができる。
送気管47の収容室43側の開口は、図3(a)に示すように、分割環収容室60に収容される分割環50により塞がれないように形成されている。
[Air pipe 47]
The
One end of the
As shown in FIG. 3A, the opening of the
送気管47は、第一制御弁V1を有している。第一制御弁V1は、圧縮された気体Gの空間Aへの流入を制御する。
第一制御弁V1としては、指令に応じて流路が開閉される電磁弁を例示できる。第二制御弁V2も同様である。第一制御弁V1は、図示を省略する制御装置により開閉が制御される。
The
An example of the first control valve V1 is an electromagnetic valve whose flow path is opened and closed according to a command. The same applies to the second control valve V2. The opening and closing of the first control valve V1 is controlled by a control device (not shown).
[流出管49]
流出管49は、分割環収容室60の空間Aから気体Gを外部空間に流出させ、空間Aの圧力を下げるためのものである。
流出管49は、第一遠心圧縮部10の外部空間と収容室43を繋げる。
流出管49の収容室43側の開口は、図3(a)に示すように、分割環収容室60に収容される分割環50により塞がれないように形成されている。
[Outflow pipe 49]
The
The
The opening on the
流出管49は、第二制御弁V2を有している。第二制御弁V2は、空間Aの気体Gを外部空間に流出させるときに開かれる。
The
[間隔センサ46]
間隔センサ46は、ブレード23の先端縁27とケーシング12の内周面13の間隔Bを検知する。
間隔センサ46は、図3(a)に示すように、ケーシング12の内周面13に設けられ、内周面13と先端縁27の間の静電容量を検知する静電容量センサを適用できる。この間隔センサ46は、先端縁27との間の間隔が変化に応じる静電容量の変化を検知することで、内周面13と先端縁27の間の間隔Bを検知できる。
[Interval sensor 46]
The
As shown in FIG. 3A, the
[分割環収容室60]
分割環収容室60は、分割環50を収容する。
分割環収容室60は、図1及び図6(a),(b)に示すように、入口流路形成体30と出口流路形成体40の境界部分に形成される。図6(a),(b)に示すように、突合面32と突合面42が接することで収容室43が分割環収容室60を構成する。4つの収容室43に対応して、4つの分割環収容室60はケーシング12の周方向に円環状に並ぶ。
分割環収容室60の開口は、ブレード23の上流側αにおける先端縁27と対応するように設けられている。
[Split ring storage chamber 60]
The split
As shown in FIG. 1 and FIGS. 6A and 6B, the split
The opening of the split
分割環収容室60は、図6(a),(b)に示すように、その内部に第一係止突条35と第二係止突条45からなる、移動規制ガイド61が構成される。移動規制ガイド61は、分割環50の径方向の移動を規制するための移動規制ガイド61が形成される。移動規制ガイド61は、環状をなしている。
分割環収容室60は、分割環50が収容されると、分割環50より径方向の外側に空間Aが形成されるように径方向の寸法が設定される。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the split
The split
[分割環50]
分割環50は、ブレード23の先端縁27とケーシング12の内周面13の間隔Bを調整する。
分割環50は、図4(a)に示すように、4つの分割環50A、分割環50B、分割環50C、分割環50Dからなる。分割環50A〜50Dは、円弧状の平面形状を有し、対応する分割環収容室60に収容されることで、環状に配置される。
なお、分割環50A〜50Dを区別する必要がないときは、単に分割環50という。
[Split ring 50]
The
As shown in FIG. 4A, the
When there is no need to distinguish the split rings 50A to 50D, they are simply referred to as split rings 50.
分割環50は、図4(b)に示すように、H型の横断面を有し、径方向に延びるウェブ51と、ウェブ51の径方向の一端から張り出す第一フランジ53と、ウェブ51の径方向の他端から張り出す第二フランジ57と、を備える。第一フランジ53と第二フランジ57の間の空間は係止溝59をなす。
第一フランジ53が縮径位置Xと拡径位置Yを相互に移動している途中においては、分割環50と係止溝59と分割環収容室60の移動規制ガイド61によりラビリンスシール構造を形成する。
As shown in FIG. 4B, the
While the
第一フランジ53は、図4(a),(b)に示すように、ウェブ51から回転軸線Cの方向に張り出すとともに、ウェブ51の周方向の端部から張り出している。
第一フランジ53は、図5(b)に示すように、仕切り44の腕44Bと突き当たることで、分割環50の径方向の外側への移動を規制する。また、第一フランジ53は、図6(b)に示すように、第一係止突条35と第二係止突条45、つまり移動規制ガイド61に突き当たることで、分割環50の径方向の外側への移動を規制する。このとき、分割環50は、その移動範囲の径方向の最も外側に位置する拡径位置Yにいる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
As shown in FIG. 5B, the
第一フランジ53の内周面55は、図6(a)に示すように、分割環収容室60の開口からケーシング12の内部に向けて露出している。
第一フランジ53の内周面55は、分割環50が、その移動範囲の径方向の最も内側に位置する縮径位置Xに配置されると、ケーシング12の内周面13と面一になるように形成されている。こうして、第一フランジ53の内周面55は、ケーシング12の内周面13の一部を担う。
The inner
The inner
第二フランジ57は、図4(a),(b)に示すように、第一フランジ53と同様に、ウェブ51から張り出している。
第二フランジ57は、図5(a)に示すように、仕切り44の腕44Bと突き当たることで、分割環50の径方向の内側への移動を規制する。また、第二フランジ57は、図6(a)に示すように、第一係止突条35と第二係止突条45に突き当たることで、分割環50の径方向の内側への移動を規制する。このとき、分割環50は、縮径位置Xにいる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
As shown in FIG. 5A, the
係止溝59は、内部に挿入される移動規制ガイド61と係止されることで、分割環50の径方向の移動を規制する。
係止溝59は、図4(b)に示すように、ウェブ51から張り出した第一フランジ53と第二フランジ57の間に形成されている。したがって、係止溝59は、分割環50に周方向の全域にわたって形成される。
係止溝59は、移動規制ガイド61が係止溝59の内部で径方向に相対的に移動できるように、その径方向の寸法が移動規制ガイド61の厚さよりも大きい。このため、係止溝59と移動規制ガイド61の間には、図6(a),(b)に示すように、径方向に隙間Hが形成されている。隙間Hは、縮径位置Xから拡径位置Yまでの分割環50の移動距離と等しい。
隙間Hが設けられることにより、分割環収容室60の内部で分割環50が縮径位置Xと拡径位置Yの間を進退移動できる。
The locking
As shown in FIG. 4B, the locking
The locking
By providing the gap H, the
分割環50の回転軸線Cの方向の幅は、収容室43の回転軸線Cの方向の幅と等しいか僅かに小さい。これにより、収容室43に分割環50を収容しても、入口流路形成体30の突合面32と出口流路形成体40の突合面42を当接させることができる。
The width of the
次に、図7を用いて、内周面13と先端縁27の間の間隔Bの変化について、第一遠心圧縮部10が運転を開始してから従動軸4の回転数が一定になるまでの非定常状態Iと、従動軸4の回転数が一定になっている定常状態IIに分けて説明する。
Next, with reference to FIG. 7, regarding the change in the interval B between the inner
まず、非定常状態Iにおける間隔Bの変化について説明する。
第一遠心圧縮部10が運転を開始すると、従動軸4の回転により生じる遠心力により、インペラ20は径方向の外側に向けて伸びるように変形する。このインペラ20の変形は、図7に示すように、従動軸4の回転数の増加に伴い大きくなる。
また、圧縮された気体Gは温度が高くなるので、ケーシング12は熱膨張によりその内周面13が径方向の外側に変位する。
ただし、非定常状態Iでは、気体Gの温度が高くなりきれないので、インペラ20の変形量がケーシング12の変位量よりも大きい。したがって、非定常状態Iにおいては、従動軸4の回転数の増加に伴い、内周面13と先端縁27の間隔Bが次第に狭くなる。
First, the change in the interval B in the unsteady state I will be described.
When the first
Moreover, since the temperature of the compressed gas G becomes high, the inner
However, in the unsteady state I, since the temperature of the gas G cannot be increased, the amount of deformation of the
一方、定常状態IIでは、従動軸4の回転数が一定になるので、図7に示すように、インペラ20の径方向の外側への変形が一定の範囲に収まる。これに対して、ケーシング12は、気体Gの温度がより高温になるので、時間の経過に伴いさらに熱膨張し、内周面13はさらに径方向の外側に変位する。
このため、定常状態IIでは、時間とともに、ケーシング12の変形量がインペラ20の変形量よりも大きくなるので、内周面13と先端縁27の間隔Bが次第に広くなる。ただし、気体Gの温度も上限に達するので、間隔Bも一定の範囲に収束する。
On the other hand, in the steady state II, since the rotational speed of the driven
For this reason, in the steady state II, the deformation amount of the
[間隔調整機構の動作]
ギアド圧縮機1は、以上の非定常状態I及び定常状態IIにおける間隔Bの変化に対応するために間隔調整機構を備える。以下、ギアド圧縮機1の運転中における間隔調整機構の動作について説明する。この動作は、ギアド圧縮機1の運転中に間隔センサ46で検知される間隔Bに基づいて第一制御弁V1と第二制御弁V2の開閉を制御することで実現される。
[Operation of interval adjustment mechanism]
The geared compressor 1 includes an interval adjusting mechanism to cope with the change in the interval B in the unsteady state I and the steady state II. Hereinafter, the operation of the interval adjusting mechanism during operation of the geared compressor 1 will be described. This operation is realized by controlling the opening and closing of the first control valve V1 and the second control valve V2 based on the interval B detected by the
第一遠心圧縮部10は、第一制御弁V1と第二制御弁V2の開閉を制御するために、間隔Bについて、閾値P1と閾値P2が設定されている。図7に示すように、閾値P1よりも閾値P2の方が大きい。
The first
第一遠心圧縮部10が停止しているときには、第一制御弁V1及び第二制御弁V2は閉じられているものとする。
第一遠心圧縮部10が運転を開始すると、第一制御弁V1を開いて、圧縮された気体Gを出口流路41から背圧付与空間である空間Aに流入させる。このとき第二制御弁V2は閉じられている。これにより、分割環50は縮径位置Xに配置される。なお、運転停止中には、分割環50A〜50Dのうち、縮径位置Xにいる分割環50もあれば、拡径位置Yにいる分割環50もある。
When the 1st
When the first
そして、非定常状態Iにおいて、間隔センサ46により検知された間隔Bが狭くなり閾値P1に達すると、第一制御弁V1が閉じる一方、第二制御弁V2が開く。これにより、空間Aの気体Gの一部が流出管49を通って外部空間に流出され、空間Aの気体Gの圧力が大気圧と等しくなる。このため、空間Aの気体Gの圧力が第一フランジ53付近の収容空間の気体Gの圧力よりも低くなるので、図5(b)に示すように、分割環50が縮径位置Xから拡径位置Yに移動して、間隔Bが広がる。
And in the unsteady state I, when the space | interval B detected by the space |
その後、第一遠心圧縮部10の運転は非定常状態Iから定常状態IIに移行する。
定常状態IIでは、図7に示すように、時間の経過に伴って、間隔センサ46により検知された間隔Bが広がって閾値P2に達すると、第一制御弁V1が開くとともに第二制御弁V2が閉じる。これにより、送気管47から圧縮された気体Gが空間Aに流入して分割環50を押すので、分割環50が縮径位置Xに移動し、間隔Bが狭くなる。
Thereafter, the operation of the first
In the steady state II, as shown in FIG. 7, when the interval B detected by the
[第一遠心圧縮部10の効果]
次に、第一遠心圧縮部10の奏する効果について説明する。
第一遠心圧縮部10は、分割環50に係止溝59と、分割環収容室60の移動規制ガイド61により、分割環50の径方向の移動範囲を規制する移動規制機構が構成されている。
そして、第一遠心圧縮部10は、間隔調整機構により、検知される間隔Bと閾値P1,P2の比較結果に基づいて、分割環50が縮径位置Xと拡径位置Yの間を移動する。
これにより、検知される間隔Bが閾値P1まで狭くなると、分割環50を拡径位置Yに移動させて間隔Bを広げて、ケーシング12とインペラ20のブレード23が接触するのを防ぐことができる。
[Effect of first centrifugal compression unit 10]
Next, the effect which the 1st
In the first
And the 1st
Thereby, when the detected interval B is narrowed to the threshold value P1, it is possible to prevent the
また、第一遠心圧縮部10の運転に伴い間隔Bが閾値P2まで広がると、分割環50を拡径位置Yから縮径位置Xに移動させ、ケーシング12とインペラ20のブレード23の間隔Bを狭くして、圧縮の効率を向上させることができる。
Further, when the interval B increases to the threshold value P2 as the first
さらに、分割環収容室60に収容された分割環50の係止溝59には、移動規制ガイド61が挿入されている。
第一フランジ53が縮径位置Xに配置されているときは、図5(a)に示すように、第二フランジ57と移動規制ガイド61が当接するので、入口流路31の気体が空間Aに漏れるのを抑えることができる。
また、第一フランジ53が拡径位置Yに配置されているときは、図5(b)に示すように、第一フランジ53が移動規制ガイド61に当接するので、入口流路31の気体が空間Aに漏れるのを抑えることができる。
Further, a
When the
Further, when the
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることができる。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the configuration described in the above embodiment is selected or changed to another configuration as long as it does not depart from the gist of the present invention. be able to.
例えば、本実施形態では、第一制御弁V1、第二制御弁V2として開閉弁の代わりに流量調節弁を用いることもできる。 For example, in this embodiment, a flow control valve can be used as the first control valve V1 and the second control valve V2 instead of the on-off valve.
本実施形態では、ブレード23の先端縁27とケーシング12の内周面13の間隔Bを検知するために間隔センサ46を用いたが、間隔センサ46とともに、又は間隔センサ46に代えて、第一フランジ53付近の収容空間の気体Gの圧力を検知する圧力センサを用いてもよい。
In the present embodiment, the
また、第一フランジ53付近の収容空間の気体Gの圧力を検知する圧力センサに加えて、調整された空間Aの内部の気体の圧力を検知するセンサを備えていてもよい。これにより、調整された空間Aの内部の気体の圧力を検知するセンサとブレード23の入口縁24の付近を流れる気体の圧力を検知するセンサの検知結果に基づいて、空間Aの内部の気体の圧力を段階的に調整することができ、第一フランジ53を、縮径位置Xと拡径位置Yだけでなく、縮径位置Xと拡径位置Yの間の所定の位置に配置させることもできる。
Further, in addition to the pressure sensor that detects the pressure of the gas G in the accommodation space near the
また、第一遠心圧縮部10のインペラ20は、いわゆるオープンインペラの例を示したが、本発明はクローズドインペラにも適用できる。
Moreover, although the example of what is called an open impeller showed the
本実施形態では、分割環収容室60に環状の移動規制ガイド61が形成されていたが、移動規制ガイド61は、第一係止突条35と第二係止突条45、又は分割環収容室60で対向する一対の腕44B,44Bのみで形成されていてもよい。この場合は、係止溝59が、分割環50の周方向の全域にわたって形成されているのではなく、分割環収容室60に収容された分割環50の移動規制ガイド61と対向する面にのみ形成されている。
In the present embodiment, the annular
さらに、本実施形態では、第一遠心圧縮部10の運転を開始すると、分割環50を縮径位置Xに配置させるが、運転が第一遠心圧縮部10の運転を開始した時に空間Aの内部の気体を吸気して、分割環50A〜50Dの第一フランジ53を拡径位置Yに配置させてもよい。
Further, in the present embodiment, when the operation of the first
また、ギアド圧縮機1は、一対の第一遠心圧縮部10、第二遠心圧縮部80及び第三遠心圧縮部90と、4つの遠心圧縮部を備えているが、本発明は遠心圧縮部の数に制限はない。さらに、本実施形態は、第一遠心圧縮部10のみに間隔調節機構が設けられるが、第二遠心圧縮部80や第三遠心圧縮部90にも間隔調節機構を設けてもよい。
The geared compressor 1 includes a pair of the first
1 ギアド圧縮機
2 主動軸
3 主動ギア
4 従動軸
5 従動ギア
6 伝達ギア
7 従動軸
8 従動ギア
9 伝達ギア
10 第一遠心圧縮部
12 ケーシング
13 内周面
14 配管
20 インペラ
21 ディスク
23 ブレード
24 入口縁
25 出口縁
27 先端縁
30 入口流路形成体
31 入口流路
32 突合面
35 第一係止突条
40 出口流路形成体
41 出口流路
42 突合面
43 収容室
44A 仕切本体
44B 腕
45 第二係止突条
46 間隔センサ
47 送気管
48 吐出スクロール
49 流出管
50 分割環
51 ウェブ
53 第一フランジ
55 内周面
57 第二フランジ
59 係止溝
60 分割環収容室
61 移動規制ガイド
80 第二遠心圧縮部
82 配管
90 第三遠心圧縮部
92 配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記インペラを収容する収容空間を有するケーシングと、を備え、
前記ケーシングは、
前記ケーシングの前記収容空間を囲む内周面の一部を構成し、かつ、それぞれが前記ケーシングの径方向に進退移動可能な、前記ケーシングの周方向に沿って設けられる複数の分割環を有する、
ことを特徴とするギアド圧縮機。 A rotatable impeller fixed to the rotating shaft;
A casing having a housing space for housing the impeller, and
The casing is
A plurality of split rings provided along the circumferential direction of the casing, each of which constitutes a part of an inner peripheral surface surrounding the accommodation space of the casing and is movable forward and backward in the radial direction of the casing;
A geared compressor characterized by that.
前記収容空間に開口し、複数の前記分割環をそれぞれが収容する複数の分割環収容室を備え、
それぞれの前記分割環は、前記分割環収容室において前記分割環の径方向の外側に設けられる背圧付与空間の圧力に応じて、前記径方向に進退移動する、
請求項1に記載のギアド圧縮機。 The casing is
A plurality of split ring storage chambers that open into the storage space and each store the plurality of split rings,
Each of the split rings moves forward and backward in the radial direction according to the pressure of a back pressure applying space provided outside the split ring in the radial direction of the split ring in the chamber.
The geared compressor according to claim 1.
前記収容空間を通過して圧縮された気体の導入、及び、前記背圧付与空間から外部への前記気体の排出により調整される、
請求項2に記載のギアド圧縮機。 The pressure in the back pressure application space is:
It is adjusted by introducing gas compressed through the accommodation space and discharging the gas from the back pressure application space to the outside.
The geared compressor according to claim 2.
前記分割環を前記径方向の外側から内側に移動させるときに、前記収容空間の圧力よりも高く、
前記分割環を前記径方向の内側から外側に移動させるときに、前記収容空間の前記圧力よりも低い、
請求項2〜請求項3のいずれか一項に記載のギアド圧縮機。 The pressure in the back pressure application space is:
When moving the split ring from the outside in the radial direction to the inside, higher than the pressure of the accommodation space,
When the split ring is moved from the inner side to the outer side in the radial direction, the pressure in the accommodating space is lower than
The geared compressor according to any one of claims 2 to 3.
前記分割環の前記径方向の移動範囲を規制する移動規制機構が設けられる、
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のギアド圧縮機。 Between the split ring and the casing,
A movement restricting mechanism for restricting the radial movement range of the split ring is provided;
The geared compressor according to any one of claims 1 to 4.
前記径方向の最も内側の縮径位置と、前記径方向の最も外側の拡径位置と、の間を進退移動し、
前記縮径位置において、前記ケーシングの前記内周面と面一になる、
請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のギアド圧縮機。 The split ring is
Advancing and retreating between the radially innermost reduced diameter position and the radially outermost diameter expanded position;
In the reduced diameter position, the casing becomes flush with the inner peripheral surface of the casing.
The geared compressor as described in any one of Claims 1-5.
前記ケーシングと前記インペラの前記径方向における間隔の検知結果、及び、前記背圧付与空間における前記圧力の検知結果の一方又は双方に基づいて行われる、
請求項2〜請求項6のいずれか一項に記載のギアド圧縮機。 The adjustment of the pressure in the back pressure applying space is as follows:
Based on one or both of the detection result of the interval between the casing and the impeller in the radial direction, and the detection result of the pressure in the back pressure application space,
The geared compressor as described in any one of Claims 2-6.
前記収容空間における前記気体の流れる方向の上流側に設けられる、
請求項2〜請求項7のいずれか一項に記載のギアド圧縮機。 The split ring is
Provided upstream of the gas flowing direction in the housing space,
The geared compressor as described in any one of Claims 2-7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017066728A JP2018168759A (en) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | Geared Compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2018168759A true JP2018168759A (en) | 2018-11-01 |
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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2017
- 2017-03-30 JP JP2017066728A patent/JP2018168759A/en active Pending
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