JP5344403B2 - プロセス流体輸送システムおよび逆ポンピング方法 - Google Patents

Description

本発明は、メカニカルシールに関し、特に、逆ポンピング作用（ｒｅｖｅｒｓｅ ｐｕｍｐｉｎｇ）を有したプロセスシールのタンデム配置に関する。

メカニカルシール配置は、例えば、プロセス流体を輸送するために使用されるターボ機械から流体が漏れないように、非常に多くのプロセスで使用されている。ターボ機械は、一般に、ポンプや圧縮機を有しており、これらは、シャフトによって駆動されるインペラを備えている。シャフトは、ギアボックスを介してモータによって直接的もしくは間接的に駆動される。ここで、シャフトは、ギアボックスからターボ機械へと延びている。

通常のメカニカルシール配置は効果的であるが、非常に微量の潤滑油がギアボックスから大気へと漏れることがある。また、プロセスシールのタンデム配置においても、非常に微量のプロセス流体が、ターボ機械から大気へと漏れることがある（図１）。これは、ある場合には、環境へ悪影響を及ぼし得る。

本発明の例示的な実施例におけるプロセス流体輸送システムは、流体供給源を備えており、該流体供給源は、プロセスシールおよびギアボックスシールを通してターボ機械ハウジングおよびギアボックスハウジングへとポンピング媒体を通流させるように、これらのプロセスシールおよびギアボックスシールに接続されている。

本発明の例示的な実施例におけるプロセス流体輸送システム用の逆ポンピング方法は、プロセスシールおよびギアボックスシールを通してターボ機械ハウジングおよびギアボックスハウジングへとポンピング媒体を通流させるように、プロセスシールおよびギアボックスシールにポンピング媒体を輸送することを含む。

従来技術のプロセス流体輸送システムを示したブロック図である。 本発明の例示の実施例による逆ポンピング作用を有する非接触シールを備えたプロセス流体輸送システムを示したブロック図である。

図２には、単なる例として、例えば、メタン、エタンおよびエチレンなどの炭化水素プロセス用のプロセス流体輸送システム２０が概略的に示されている。プロセス流体輸送システム２０は、２次プロセスシール２２およびギアボックスシール２４へと流体を輸送する逆ポンピング作用を利用している。本実施例では、２次プロセスシール２２およびギアボックスシール２４は、アメリカ、イリノイ州ホイーリングに所在のＲｅｘｎｏｒｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，ＬＬＣによって製造される逆ポンピング作用を有したハイドロパッド非接触シール（Ｈｙｄｒｏｐａｄ ｎｏｎ−ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇ ｒｅｖｅｒｓｅ ｐｕｍｐｉｎｇ ｓｅａｌ）を備えているが、これに限定されない。２次プロセスシール２２およびギアボックスシール２４は、流体供給源２６から空気や不活性ガスからなるフィルムを受けており、このフィルムは、通常ではベント領域である領域を逆流してシール面へと向かい、ギアボックスハウジング２８およびターボ機械ハウジング３０の各々へと流入する。ターボ機械ハウジング３０は、単なる例として、例えば、ポンプ・圧縮機システムのようなターボ機械３４を備える。

ギアボックスシール２４は、潤滑油が大気へと漏れないように、ギアトレイン３２を有したギアボックスハウジング２８を確実にシールする。２次プロセスシール２２は、プロセス流体が大気へと漏れないように、ターボ機械３４を有したターボ機械ハウジング３０を確実にシールする。これにより、プロセス流体の漏れの全てが、２次プロセスシール２２と１次プロセスシール３８との間の１次ベント領域３６へと基本的に戻り、通常であれば大気へと漏れ得るプロセス流体が、フレアシステム（ｆｌａｒｅ ｓｙｓｔｅｍ）４０へと通流するので、環境上の大きな利点がもたらされる。このようなシール構成により、１次プロセスシール３８が機能しない場合であっても、２次プロセスシール２２は、依然として、プロセス流体が漏れないようにプロセス流体を閉じ込めることができる。

１つの実施例では、流体供給源２６は、逆ポンピング作用を有した媒体として空気を利用しているが、これに限定されない。したがって、システム２０は、圧縮ガスの外部供給源を必要としない。代替的に、流体供給源２６は、逆ポンピング作用を有した媒体として不活性ガスを利用してもよい。

２次プロセスシール２２およびギアボックスシール２４において、１つの固定シールを反転させることが実質的に必要なだけなので、流体供給源２６を、２次プロセスシール２２およびギアボックスシール２４によって画定される通常ではベント部であった部分に接続することにより、システム２０によって、既存のシステムの改良が容易になる。つまり、２次プロセスシール２２およびギアボックスシール２４は、通常ではベント部であった部分へと逆流する流れを受けるように構成されている。２次プロセスシール２２とギアボックスシール２４においてシール面を反転させて、これらの反転したシール面を上記の通常ではベント部であった部分に接続することにより、流体供給源２６のための入口ポートを設けることは、本発明の恩恵を受ける当業者に容易に達成されることを理解されたい。

上記の説明は、例示的なものであって、限定的なものではない。これに限定されない多くの実施例が本明細書に開示されているが、当業者であれば、上記の教示を踏まえて様々な修正や変更が本発明の付記の特許請求の範囲に含まれることを理解するであろう。したがって、本発明が具体的に記述されたものとは異なる方法で実施され得るとともに、付記の実施例の範囲に含まれることを理解されたい。このため本発明の真の範囲および意義を画定するために付記の特許請求の範囲を検討すべきである。

Claims (6)

1. ターボ機械ハウジングと、
   プロセス流体が漏れないように前記ターボ機械ハウジングに取り付けられた１次プロセスシールと、
   前記１次プロセスシールの下流側に配置された２次プロセスシールと、
   ギアボックスハウジングと、
   潤滑油が漏れないように前記ギアボックスハウジングに取り付けられたギアボックスシールと、
   前記２次プロセスシールおよび前記ギアボックスシールを通して前記ターボ機械ハウジングおよび前記ギアボックスハウジングへとポンピング媒体を通流させるように、前記２次プロセスシールおよび前記ギアボックスシールに接続された流体供給源と、
   前記２次プロセスシールと前記１次プロセスシールとの間の１次ベント領域に接続されたフレアシステムと、
   を備え、
   前記ギアボックスシールおよび前記２次プロセスシールは反転され、ベント領域が、前記流体供給源の入口へと転換されることを特徴とするプロセス流体輸送システム。
2. 前記ターボ機械ハウジングは、プロセス流体を輸送するインペラを備えることを特徴とする請求項１に記載のプロセス流体輸送システム。
3. 前記流体供給源は、不活性ガスを備えることを特徴とする請求項１に記載のプロセス流体輸送システム。
4. 逆ポンピング作用をもたらすプロセス流体輸送システムを改装する方法であって、
   潤滑油を漏れさせないギアボックスシールと、プロセス流体を漏れさせない２次プロセスシールとを反転し、
   ベント領域を流体供給源の入口へと転換し、
   前記１次プロセスシールの下流側の２次プロセスシールと、前記ギアボックスシールとを通してターボ機械ハウジングおよびギアボックスハウジングへとポンピング媒体を通流させるように、前記２次プロセスシールおよび前記ギアボックスシールを通して前記ポンピング媒体を供給し、
   前記２次プロセスシールと前記１次プロセスシールとの間の１次ベント領域からのプロセス流体を燃焼することを特徴とする方法。
5. 前記ポンピング媒体として不活性ガスを通流させることをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記ポンピング媒体として空気を通流させることをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。

Images