JP2018503766A - 高圧および低圧サービス用の圧縮ユニット - Google Patents

Abstract

高圧および低圧サービスをプラントに供給する圧縮ユニット（１）であって、駆動装置（２）から離れて突出する２つの駆動シャフト端部（３、４）に関連する単一駆動装置（２）と、第１の駆動シャフト端部（３）および第２の駆動シャフト端部（４）と、第１の駆動シャフト端部（３）に動作可能に接続された第１のユニット（１０）と、第２の駆動シャフト端部（４）に動作可能に接続された第２のユニット（２０）と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明はプラントに完全な高圧サービスを供給するための圧縮ユニットに関し、この単一圧縮ユニットは高圧および低圧のサービスを提供することができる。

プロセスプラント内では、高圧ガスおよび低圧ガスを供給するために、通常、異なる圧力値で異なる流量を処理するために、いくつかの異なるユニットが設けられる。

従来技術の主な欠点は、圧縮ユニットの全体的なアーキテクチャおよび構成の複雑さであり、これはかさばる装置につながる。

実際には、通常、別個のユニットを使用してプロセスプラントに異なる圧力値でガスを供給し、そのような圧縮ユニットの各々は、ユニットの全体的な寸法を増加させる専用の駆動装置および関連するインペラを含む。

欧州特許第２９０２７３７号明細書

本発明の第１の実施形態は、高圧ガスおよび低圧ガスからなる完全圧縮サービスをプロセスプラントに供給するための単一の圧縮ユニットに関する。

圧縮ユニットは、簡単な構造と、ユニットの全体的な寸法および重量を減少させる構成と、によって、高圧ガスおよび低圧ガス流を供給するように構成され、現状技術に対して効率を高める。

ＡＮＳＩによれば、圧縮機フランジの定格に対する「高圧」および「低圧」という用語を用いて意図されるものをより明確にするために、以下ではこれを行う。

当技術分野で知られているように、インペラを設計する際に技術的限界が存在する。これらの限界の１つは、インペラの周速で表される。

大きな直径を有するインペラは、高い流量を処理することができるが、回転速度が低下し、したがって限定された圧縮比で動作することは、当該技術分野において知られている。典型的な値を与えるために、ここでの「低」圧という用語は、１５０〜３００の典型的な範囲内の定格値を示し、インペラは、毎時５０．０００〜２００．０００ｍ³の範囲に含まれる流量を処理することができる。

上記流量を処理するインペラの典型的な速度値は、直接結合溶液について５．０００〜１．８００ラウンド／分である。

「高」圧という用語は、ここでは３００〜２５００の典型的な定格値を示し、第１のインペラの入口圧力は３〜５０バールである。非常に高い圧縮率に達するために、インペラは低い流量、典型的には５０．０００ｍ³／時未満の流量を処理する。

さらなる詳細および特定の実施形態は、以下の添付図面を参照する。

本発明による圧縮ユニットの一実施形態の概略図である。 異なる実施形態による本発明の圧縮ユニットの概略図である。

例示的な実施形態の以下の説明は、添付の図面を参照する。以下の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。そうではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。

明細書全体にわたって、「一実施形態」または「ある実施形態」に対する言及は、実施形態に関連して説明する特定の特徴、構造または特性が開示される主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたって様々な箇所に現れるフレーズ「一実施形態では」または「ある実施形態では」というフレーズは、必ずしも同じ実施形態を指すとは限らない。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の好適な方法で組み合わせることができる。

そのような圧縮ユニット１は、好ましくは、反対方向に沿って駆動装置２から離れて突出する２つの駆動シャフト端部、すなわち第１の駆動シャフト端部３および第２の駆動シャフト端部４に関連する単一の駆動装置２を含む。

本発明による圧縮ユニットの好ましい実施形態をより良く説明するために、駆動装置２は、圧縮ユニットを２つの側面に分割すると考えることができ、１つの側面では、第１のユニット１０は第１の駆動シャフト端部３に動作可能に接続され、第２のユニット２０は第２の駆動シャフト端部４に動作可能に接続される。

本発明の第１の好ましい実施形態によれば、上記第１のユニット１０は、インペラ１１を含み、上記第２のユニットは、一体型ギヤ圧縮装置内にブルギヤ２１を含む。

より好ましくは、第１の実施形態によれば、上記第１のユニット１０の上記インペラ１１は、好ましくはフランジ接続または可撓性結合によって第１の駆動シャフト端部３に直接接続されたオーバーハング型インペラである。

本発明によれば、オーバーハング型インペラは、駆動装置に対して反対側にベアリングを有さないインペラであり、したがって、オーバーハング型インペラのすべてのベアリングは、インペラと駆動装置との間に配置される。

この場合、第１のユニットのインペラ１１は「低」圧源ユニットであり、オーバーハング型インペラによって処理される流量の典型的な値は、約５０．０００ｍ³／時であり、入口圧力値は約１バールであり、出口圧力値は約２または３バールである。

他方では、ブルギヤ２１は、好ましくは、フランジ接続または可撓性結合によって、上記第２の駆動シャフト端部４に接続される。

図１に示す第１の実施形態によれば、上記第２のユニット２０はブルギヤ２１を備えており、このブルギヤ２１は、典型的な一体型ギヤ圧縮装置のピニオンを介して少なくとも１つの被駆動シャフト２２、２３を駆動する。好ましくは、より高い出口圧力値を得るために、ブルギヤ２１は、２つ以上の被駆動シャフト、例えば第１の被駆動シャフト２２および第２の被駆動シャフト２３を備え、それらはそれぞれピニオンを介してブルギヤ２１に駆動接続されている。

上記ピニオンは、ブルギヤの直径よりも小さい直径を有する歯付きホイールである。ピニオンはブルギヤに直接係合し、ブルギヤの回転によりピニオンの回転が生じる。

上記被駆動シャフトの各々は、その対向する端部にオーバーハング型インペラ２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂを支持する。

本発明の一実施形態によれば、２つの被駆動シャフト２２、２３は異なる回転速度で回転するように構成されている。

第２のユニット２０の典型的な流量は、１時間当たり約５０．０００および２００．０００ｍ³であり、ケーシングの定格はＡＮＳＩ ３００と１５００との間で変化する。

図１に示す圧縮ユニット１の第１の実施形態によれば、駆動装置２は、上記第１の駆動シャフト３に接続された単一のオーバーハング型インペラ１１を駆動する。

圧縮ユニット１の他方の側では、同じ駆動装置２が、好ましくは２つの被駆動シャフト２２、２３を含むブルギヤ２１を駆動し、第１の被駆動シャフト２２はその端部に１対の第１のオーバーハング型インペラ２２ａ、２２ｂを支持し、第２の被駆動シャフト２３は、その端部に１対の第２のオーバーハング型インペラ２３ａ、２３ｂを支持する。

図１の構成によれば、第１のオーバーハング型インペラ２２ａ、２２ｂおよび第２のオーバーハング型インペラ２３ａ、２３ｂは流体接続され、ガスが第１の被駆動シャフト２２の第１のオーバーハング型インペラ２２ａ、２２ｂを通過し、次いで第２の被駆動シャフト２３の第２のオーバーハング型インペラを通過して、小流量を高圧値まで圧縮するための第１の多段圧縮ユニットを形成する。この構成は、図１において、インペラ間の油圧接続を表す符号４０で示された破線で示されている。

本発明の第２の実施形態によれば、第１のユニット１０のオーバーハング型インペラ１１の出口は、第２のユニット２０の入口に流体接続され、第２の多段圧縮ユニットを形成する。この構成は、ユニット間の油圧接続を表す破線３０によって図１に示されている。

この構成では、第１のユニット１０は第２のユニット２０にガス流量を提供し、高い全体的な圧縮率で大きな流量を精緻化するのに適した圧縮ユニットを得る。

図示していない本発明の第３の実施形態によれば、第１のユニット１０は、上記第１の駆動シャフトにフランジ止めされる代わりに、ギヤ装置によって上記第１の駆動シャフト３に接続されたオーバーハング型インペラ１１を備える。

図２に示す本発明の第４の実施形態によれば、第１のユニット１０は、ビーム圧縮機を備える。上記ビーム圧縮機は、上記第１の駆動シャフト３にフランジ止めされてもよいし、あるいはビーム圧縮機は、ギヤ装置によって上記第１の駆動シャフト３に接続されてもよい。

典型的なビーム圧縮機ケーシングの定格はＡＮＳＩ ６００からＡＰＩ １５０００まで変化する。

第１のユニット１０がビーム圧縮機を備える場合には、ビーム圧縮機の入口は、第２のユニット２０のブルギヤ２１の出力に油圧接続されてもよい。この構成によれば、第１のユニット１０は、第２のユニット２０の出力からの流量を受け取り、より高い圧縮率に達することができる第３の多段圧縮ユニットを形成する。第１のユニット１０と第２のユニット２０との間の油圧接続は、破線５０によって図２に示されている。

したがって、本発明による圧縮ユニットは、先行技術を悩ます欠点を解決する。

本発明による圧縮ユニットで達成される結果の１つは、非常に多用途の構成で、装置のフットプリントを低減することである。

１ 圧縮ユニット
２ 駆動装置
３ 第１の駆動シャフト端部
４ 第２の駆動シャフト端部
１０ 第１のユニット
１１ オーバーハング型インペラ
２０ 第２のユニット
２１ ブルギヤ
２２ 第１の被駆動シャフト
２２ａ、２２ｂ 第１のオーバーハング型インペラ
２３ 第２の被駆動シャフト
２３ａ、２３ｂ 第２のオーバーハング型インペラ
３０ 破線
４０ 破線
５０ 破線

Claims (11)

1. 高圧および低圧サービスをプラントに供給する圧縮ユニット（１）であって、駆動装置（２）から離れて突出する２つの駆動シャフト端部（３、４）に関連する単一駆動装置（２）と、第１の駆動シャフト端部（３）および第２の駆動シャフト端部（４）と、前記第１の駆動シャフト端部（３）に直接動作可能に接続された第１のユニット（１０）と、前記第２の駆動シャフト端部（４）に動作可能に接続された第２のユニット（２０）と、を含み、前記第１のユニット（１０）は、オーバーハング型インペラ（１１）であり、前記第２のユニット（２０）は、ブルギヤ（２１）および前記ブルギヤ（２１）と係合する複数のピニオンを含む一体型ギヤ圧縮装置であり、前記ブルギヤ（２１）の直径は、前記ピニオンの直径よりも大きい、圧縮ユニット（１）。
2. 前記第１のユニット（１０）の前記オーバーハング型インペラ（１１）は、ギヤ装置によって前記第１の駆動シャフト端部（３）に接続されたインペラである、請求項１に記載の圧縮ユニット（１）。
3. 前記ブルギヤ（２１）は、フランジ接続によって前記第２の駆動シャフト端部（４）に接続される、請求項１または２に記載の圧縮ユニット（１）。
4. 前記一体型ギヤ圧縮装置は、少なくとも１つの被駆動シャフト（２２、２３）を含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧縮ユニット（１）。
5. 前記少なくとも１つの被駆動シャフト（２２、２３）の両端部には、オーバーハング型インペラ（２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ）が設けられている、請求項４に記載の圧縮ユニット（１）。
6. 前記ブルギヤ（２１）は、２つの被駆動シャフト（２２、２３）、すなわち第１の被駆動シャフト（２２）および第２の被駆動シャフト（２３）を含み、前記第１（２２）および第２の被駆動シャフト（２３）の各々には、その両端に一対のオーバーハング型インペラ、すなわち第１のオーバーハング型インペラ（２２ａ、２２ｂ）および第２のオーバーハング型インペラ（２３ａ、２３ｂ）がそれぞれ設けられる、請求項４または５に記載の圧縮ユニット（１）。
7. 前記第１のオーバーハング型インペラ（２２ａ、２２ｂ）および前記第２のオーバーハング型インペラ（２３ａ、２３ｂ）は、流体接続され、第１の多段圧縮ユニットを形成する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の圧縮ユニット（１）。
8. 前記第１のユニット（１０）の出口は、前記第２のユニット（２０）の入口に流体接続され、第２の多段圧縮ユニットを形成する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の圧縮ユニット（１）。
9. 前記第１のユニット（１０）の入口は、前記第２のユニット（２０）の出口に流体接続され、第３の多段圧縮ユニットを形成する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の圧縮ユニット（１）。
10. 前記駆動シャフト端部（３、４）は、単一の駆動シャフト端部である、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の圧縮ユニット（１）。
11. 前記２つの被駆動シャフト（２２、２３）は、異なる回転速度で回転するように構成される、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の圧縮ユニット（１）。