JPH0972292A - 二群の羽根車を同軸上に備えた複合多段遠心圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸い込み圧力の異なる２群の羽根車群を、吸
い込み圧力の高い側から低い側へのガスの洩れ込みがな
くかつ軸推力バランスの取れる構造で、一軸に串型配置
した多段遠心圧縮機を提供する。 【解決手段】 推力バランス環１０８を、低圧段である
第１群の羽根車の吸い込み側の外側に隣接して設け、推
力バランス環１０８の外側に設けられたバランス室１１
５に第１群の吐出ガスをバランスライン１３１を経由し
て導入している。推力バランス環には両面にかかる吐出
圧と吸い込み圧との差によって羽根車１０２の方向に軸
推力が発生し、羽根車１０２で発生する吸い込み方向へ
の軸推力とバランスする。同時に仕切板１１０の第１群
側にかかる第１群の吐出圧は、第２群側にかかる第２群
の吸い込み圧より一般に高いので、仕切板１１０のラビ
リンスを経由しての第２群の吸い込みガスの第１群側へ
の洩れ込みは発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は二群の羽根車を同軸
上に備えた複合多段遠心圧縮機に関し、特に吸い込み圧
力の高い側から低い側へのガスの洩れ込みがない複合多
段遠心圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】遠心圧縮機の羽根車の前後のガス圧力差
に起因して軸に作用する軸推力を反対方向の力でバラン
スさせるため、従来の技術では羽根車群の高圧羽根車の
外側に隣接して回転軸上にバランス環をもうけ、バラン
ス環の高圧羽根車と反対側に接する空間を配管または連
絡孔で羽根車群の低圧部の空間に連結し、内部のガスを
相互に流通させることによってその空間を低圧とし、高
圧羽根車側のガスとの圧力差によってバランス環に推力
を発生させ、羽根車群によって発生する推力とバランス
をとる構造が採用されていた。

【０００３】この方法を図４を参照して具体的に説明す
る。図４は従来の多段遠心圧縮機の模式的断面図であ
り、（ａ）は圧縮部近傍の模式的断面図、（ｂ）は羽根
車近傍の模式的断面図、（ｃ）は推力バランス環近傍の
模式的断面図である。図中符号４０２は羽根車で本例で
は３枚の羽根車４０２が吸い込み方向が同一方向となる
ように配置されている。４０７は回転主軸、４０８は推
力バランス環、４１５はバランス室、４２０はバランス
室４１５のバランスガスの導入口、４２３は吸い込みラ
イン、４２４は吐出ライン、４３１はバランスラインで
ある。

【０００４】このように複数の羽根車４０２が吸い込み
方向が同一方向となるように配置されている場合、図４
（ｂ）のように羽根車４０２には羽根車裏面から吸い込
み方向へ向けて軸推力が発生する。１枚の羽根車によっ
て発生する軸推力は図示の面積に前後の差圧を乗じた大
きさとなる。各羽根車の向きが同一方向の場合にはそれ
ぞれの合計値となるので非常に大きな力となる。例えば
差圧５０KG/cm²を外径２０cm、内径１０cm、即ち受圧面
積２３５cm² で受ければ１１，８００kgf という大きな
軸推力となる。

【０００５】この力をそのまま軸受で受けるのは困難な
ので、一つの方法としては、推力バランス環４０８を回
転主軸上の羽根車４０２の高圧側の外側に隣接して設
け、推力バランス環４０８の羽根車４０２と反対側に設
けられたバランス室４１５の空間を導入口４２０とライ
ン４３１で吸い込みライン４２３に連結することによっ
て、推力バランス環４０８の外周部のラビリンスの隙間
を通過してバランス室４１５に漏洩した高圧のガスはラ
イン４２３に吸引され、バランス室４１５内の圧力は羽
根車群の吸引圧力と略等しくなる。

【０００６】従って推力バランス環４０８には、図３
（ｃ）に示すように断面積に両面の圧力差を乗じた大き
さの軸推力が羽根車４０２で発生する軸推力と逆方向に
作用して、羽根車４０２に起因する軸推力を打ち消す。

【０００７】このような構造とすることによって、軸推
力を釣り合わせるだけでなく羽根車群の左右両端の圧力
をその圧縮機内の最も低いレベルにすることとなり、そ
れぞれの外側に設けられる軸シールの圧力条件を軽減す
ることができた。しかし羽根車群の両端は左右いずれか
低い方の圧力に均圧された状態となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】化学プラントなどで用
いられる圧縮機では、圧縮ガスを次のプロセス工程を経
て更に圧縮する必要のある場合が少なくなく、この場合
にはそれぞれに圧縮機を設けるより、一軸に２群の羽根
車群を串型に配置した多段遠心圧縮機を用いることがコ
ストや据付面積の点で望ましい。

【０００９】しかし、推力バランス環によって軸推力を
釣り合わせる必要のある多段遠心圧縮機において、主軸
に二つの羽根車群を設け、かつ第２群の吸い込み圧力が
第１群の吸い込み圧力より高いと、前述したような従来
のバランス方法では、通常第２群のガスが第１群に流れ
込むことが避けられない。

【００１０】そのことを図４、図５および図６を用いて
説明する。図５は主軸に２群の羽根車群を同じ向きに設
けた多段遠心圧縮機の圧縮部近傍の模式的断面図であ
り、図中符号５０２は第１群の羽根車、５０３は第２群
の羽根車、５０８は第１群の推力バランス環、５０９は
第２群の推力バランス環、５１０は第１群と第２群の間
の仕切板、５２３は第１群の吸い込みライン、５２４は
第１群の吐出ライン、５２５は第２群の吸い込みライ
ン、５２６は第２群の吐出ライン、５３１は第１群のバ
ランスライン、５３２は第２群のバランスラインであ
り、符号Ｐはその部分の圧力を示す。

【００１１】図６は主軸に２群の羽根車群を反対向きに
設けた多段遠心圧縮機の圧縮部近傍の模式的断面図であ
り、図中符号６０２は第１群の羽根車、６０３は第２群
の羽根車、６０８は第１群の推力バランス環、６０９は
第２群の推力バランス環、６１０は第１群と第２群の間
の仕切板、６２３は第１群の吸い込みライン、６２４は
第１群の吐出ライン、６２５は第２群の吸い込みライ
ン、６２６は第２群の吐出ライン、６３１は第１群のバ
ランスライン、６３２は第２群のバランスラインであ
り、符号Ｐはその部分の圧力を示す。

【００１２】一本の軸に第１羽根車群５０２、６０２と
第２羽根車群５０３、６０３を設ける場合、両群の向き
が同じ場合は図５に示すように、反対の場合は図６に示
すように推力バランス環５０８、５０９、６０８、６０
９を設けることとなる。しかし、このいずれの場合にお
いても仕切板５１０、６１０の両側はそれぞれ第１群と
第２群の吸い込み圧力Ｐ１ＳとＰ２Ｓとなっており、Ｐ
１Ｓ＜Ｐ２Ｓなので仕切板５１０、６１０のラビリンス
部を通じて第２群のガスの第１群のガスへの洩れ込みが
生ずる。

【００１３】この洩れ込みを防ぐ方法として図７および
図８に示す方法が考えられていた。図７は主軸に２群の
羽根車群を同じ向きに設けた多段遠心圧縮機の圧縮部近
傍の模式的断面図であり、図中符号７０２は第１群の羽
根車、７０３は第２群の羽根車、７０８は第１群の推力
バランス環、７０９は第２群の推力バランス環、７１０
は第１群と第２群の間の仕切板、７２３は第１群の吸い
込みライン、７２４は第１群の吐出ライン、７２５は第
２群の吸い込みライン、７２６は第２群の吐出ライン、
７３１は第１群のバランスライン、７３２は第２群のバ
ランスライン、７５０は第１群の吐出ガスを仕切板７１
０のラビリンス部に供給するバッファガスラインであ
り、符号Ｐはその部分の圧力を示す。

【００１４】図８は主軸に２群の羽根車群を反対向きに
設けた多段遠心圧縮機の圧縮部近傍の模式的断面図であ
り、図中符号８０２は第１群の羽根車、８０３は第２群
の羽根車、８０８は第１群の推力バランス環、８０９は
第２群の推力バランス環、８１０は第１群と第２群の間
の仕切板、８２３は第１群の吸い込みライン、８２４は
第１群の吐出ライン、８２５は第２群の吸い込みライ
ン、８２６は第２群の吐出ライン、８３１は第１群のバ
ランスライン、８３２は第２群のバランスライン、８５
０は第１群の吐出ガスを仕切板８１０のラビリンス部に
供給するバッファガスラインであり、符号Ｐはその部分
の圧力を示す。

【００１５】この方法では、第１群の吐出ガスを図７、
図８に示すように仕切板７１０、８１０のラビリンス部
にバッファガスとして吹き込み、圧力の高いバッファガ
スで第２群の吸い込みガスの第１群の吸い込みガスへの
洩れ込みを防ぎ、第１群のガスであるバッファガスを第
１群の吸い込みガスに洩れ込ませている。

【００１６】この場合、第１群の圧縮比が大きい場合は
バランスガスと吸い込みガスとの圧力差が大きいのでバ
ランスガスの洩れ込み量が多くなり、推力バランス環７
０８、８０８におけると同程度の大きな内部循環損失を
生ずるという問題点がある。また、仕切板７１０、８１
０の強度、剛性を大きくする必要があるために仕切板自
身の板厚をかなり厚くする必要があるほか、全長の長く
なったラビリンス部に軸を振動させる励振力が生じ、軸
の不安定振動の可能性を高めるといった問題も生ずるの
で、このような設計は高圧圧縮機では極力回避する必要
がある。

【００１７】従って現実的には結局、吸い込み圧力の高
い第２群から吸い込み圧力の低い第１群へのガスの洩れ
込みが許されない用途においては、コストが低く据付面
積も少なくてすむ１軸方式は採用できず、第１群と第２
群とを別々の圧縮機にせざるを得なかった。

【００１８】本発明の目的は、吸い込み圧力の異なる２
群の羽根車群を、吸い込み圧力の高い側から低い側への
ガスの洩れ込みがなくかつ軸推力バランスの取れる構造
で、一軸に串型配置した多段遠心圧縮機を提供すること
にある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の複合多段遠心圧
縮機は、吸い込み圧力の異なる二種類のガスをそれぞれ
圧縮する第１と第２の二群の羽根車を同じケーシング内
の同一回転軸上に連設し、回転軸上の二群の羽根車の外
部にケーシングとの間にガスの外部への漏洩を防止する
ためのシール機構を設けた複合多段遠心圧縮機におい
て、吸い込み圧の低いガスの圧縮用の第１の羽根車の吐
出側と吸い込み圧の高いガスの圧縮用の第２の羽根車の
吸い込み側とがケーシングに設けられた仕切板を隔てて
配置され、第１の羽根車の高圧側から低圧側に向けて発
生する軸推力と釣り合わせるために設けられる推力バラ
ンス環が、第１の羽根車の吸い込み側の外部に隣接して
回転軸上に固設され、推力バランス環の第１の羽根車側
とは反対側の面に接して設けられた空間であるバランス
室と、第１の羽根車の最終段の吐出部とが連通されてい
る。

【００２０】第１の羽根車の最終段と仕切板との間に第
１の羽根車の最終段の吐出ガスの一部を圧縮する第３の
羽根車が回転軸上に固設され、第３の羽根車の吐出ガス
が除塵用のフィルタを経由してシール機構の羽根車側の
空間に供給されるための供給通路を有してもよく、ケー
シングに設けられたラビリンス部に供給されるための通
路を有してもよい。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１を用い
て説明する。図１は本発明の多段遠心圧縮機の圧縮部近
傍の模式的断面図であり、図中符号１０１は２つの羽根
車群を備えた複合多段遠心圧縮機、１０２は第１群の羽
根車、１０３は第２群の羽根車、１０８は第１群の推力
バランス環、１０９は第２群の推力バランス環、１１０
は第１群と第２群の間の仕切板、１１５は第１群のバラ
ンス室、１１６は第２群のバランス室、１１９は第１群
のバランス室１１５のバランスガス導入口、１２０は第
２群のバランス室１１６のバランスガス導入口、１２３
は第１群の吸い込みライン、１２４は第１群の吐出ライ
ン、１２５は第２群の吸い込みライン、１２６は第２群
の吐出ライン、１３１は第１群のバランスライン、１３
２は第２群のバランスライン、１３７はプロセス工程を
示す。

【００２２】図１に示すごとく本実施の形態では、低圧
段である第１群の羽根車において、従来例では羽根車１
０２の吐出側の外側に隣接して設けられていた推力バラ
ンス環１０８を、吸い込み側の外側に隣接して設け、推
力バランス環１０８の羽根車１０２の反対側に設けられ
たバランス室１１５に第１群の吐出ガスをバランスライ
ン１３１と導入口１１９を経由して導入している。

【００２３】そうすることによってバランス室１１５の
内圧は吐出圧と略等しくなる。従って推力バランス環に
は両面にかかる吐出圧と吸い込み圧との差によって羽根
車１０２の方向に軸推力が発生し、羽根車１０２で発生
する吸い込み方向への軸推力とバランスする。同時に仕
切板１１０の第１群側にかかる圧力は第１群の吐出圧と
なり、仕切板１１０の第２群側にかかる第２群の吸い込
み圧よりプロセス工程１３７における圧力損失分だけ一
般に高いので、仕切板１１０のラビリンスを経由しての
第２群の吸い込みガスの第１群側への洩れ込みは発生し
ない。

【００２４】この方法では、軸シールにかかるシール圧
力が従来例より高くなるが、近年のシール技術の発達に
より十分対応可能であり、図７および図８で説明したよ
うな第１群側ガスの内部循環による損失や、仕切板の板
厚増加の問題および長いラビリンスの励振力の増大によ
る主軸の振動の可能性などの多くの困難な問題から開放
される。

【００２５】図２により本発明の他の実施の形態につい
て説明する。図２は本発明の他の例の多段遠心圧縮機の
圧縮部近傍の模式的断面図であり、図中符号２０１は２
つの羽根車群を備えた複合多段遠心圧縮機、２０２は第
１群の羽根車、２０３は第２群の羽根車、２０５はバッ
ファガス昇圧用の羽根車、２０８は第１群の推力バラン
ス環、２０９は第２群の推力バランス環、２１０は第１
群と第２群の間の仕切板、２１１は第１群の軸シール、
２１２は第２群の軸シール、２１５は第１群のバランス
室、２１６は第２群のバランス室、２１７は第１群の軸
シール室、２１８は第２群の軸シール室、２１９は第１
群のバランス室２１５のバランスガス導入口、２２０は
第２群のバランス室２１６のバランスガス導入口、２２
１は第１群のシールガス導入口、２２２は第２群のシー
ルガス導入口、２２３は第１群の吸い込みライン、２２
４は第１群の吐出ライン、２２５は第２群の吸い込みラ
イン、２２６は第２群の吐出ライン、２３１は第１群の
バランスライン、２３２は第２群のバランスライン、２
３４は第１群のバッファガスライン、２３５は第２群の
バッファガスライン、２４５はバッファガスのフィルタ
を示す。

【００２６】この実施の形態では、第１群の高圧側の羽
根車２０２の外側に隣接して仕切板２１０との間にバッ
ファガス昇圧用の羽根車２０５が設けられ、羽根車２０
５で昇圧されたバッファガスはフイルタ２４５で漉過さ
れてバッファガスライン２３４、２３５、シールガス導
入口２２１、２２２を経由して軸シール室２１７、２１
８に導入される。これによってバランス室２１５、２１
６の外側に位置する軸シールのシール室２１７と２１８
に清浄なガスが供給され、軸シール室２１７、２１８は
軸シールに適した雰囲気に維持される。

【００２７】また、実施例に見られるごとくバッファガ
ス昇圧用の羽根車２０５で昇圧されたバッファガスを必
要に応じ漉過あるいは加熱してケーシングに設けられた
ラビリンス部に供給しすることにより、ラビリンスの高
圧側から低圧側へのガスの流れ込みを防ぐことが可能と
なる。

【００２８】

【実施例】次に、本発明を尿素生産量１０００ｔ／日の
尿素製造設備の中の二つの異なるガスを圧縮する複合多
段遠心圧縮機に適用した実施例について図面を参照して
具体的に説明する。図３は本発明の実施例の多段遠心圧
縮機の圧縮部近傍の模式的断面図であり、図中符号３０
１は２つの羽根車群を備えた複合多段遠心圧縮機、３０
４は第１群の炭酸ガス圧縮用の羽根車、３０５はバッフ
ァガス昇圧用の羽根車、３０６は第２群の混合ガスブー
スタ用の羽根車、３０７は回転主軸、３０８は第１群の
推力バランス環、３０９は第２群の推力バランス環、３
１０は第１群と第２群の間の仕切板、３１１は第１群の
炭酸ガス圧縮側の一次軸シール、３１２は第２群のブー
スタ側の一次軸シール、３１３は第１群の炭酸ガス圧縮
側の二次軸シール、３１４は第２群のブースタ側の二次
軸シール、３１５は第１群のバランス室、３１６は第２
群のバランス室、３１７は第１群の一次軸シール室、３
１８は第２群の一次軸シール室、３１９は第１群のバラ
ンス室３１５のバランスガス導入口、３２０は第２群の
バランス室３１６のバランスガス導入口、３２１は第１
群の炭酸ガス圧縮側のシールガス導入口、３２２は第２
群のブースタ側のシールガス導入口、３２７は第１群の
炭酸ガス吸い込みライン、３２８は第１群の炭酸ガス吐
出ライン、３２９は第２群の混合ガス吸い込みライン、
３３０は第２群の混合ガス吐出ライン、３３１は第１群
のバランスライン、３３２は第２群のバランスライン、
３３３は仕切板３１０のバッファガスライン、３３４は
第１群の一次軸シール室３１７のバッファガスライン、
３３５は第２群の一次軸シール室３１８のバッファガス
ライン、３３６は第１群の推力バランス環３０８のラビ
リンスのバッファガスライン、３３８は炭酸ガスの低圧
圧縮用炭酸ガス圧縮機、３３９は炭酸ガス圧縮機３３８
を駆動する蒸気タービン、３４０はＣＯ₂ ストリッパ、
３４１は合成塔、３４２はカーバメイトコンデンサ、３
４３は合成塔３４１とＣＯ₂ ストリッパ３４０とを連絡
するライン、３４４はカーバメイトコンデンサ３４２と
合成塔３４１とを連絡するライン、３４５はバッファガ
スのフィルタ、３４６はバッファガスを加熱するヒー
タ、３４７はバッファガス供給ライン、３４８は仕切板
３１０のラビリンスへのバッファガスの導入口、３４９
は第１群の推力バランス環部のラビリンスへのバッファ
ガスの導入口を示す。

【００２９】炭酸ガス圧縮機３３８で３０Kg/cm²G に圧
縮された２８８００Kg/hの炭酸ガスはライン３２７を経
て炭酸ガス圧縮用羽根車３０４に吸入される。炭酸ガス
は羽根車群３０４で１５５Kg/cm²G に圧縮されて５段目
の羽根車から吐出されライン３２８を経てＣＯ₂ ストリ
ッパ３４０へ送り込まれる。炭酸ガスはＣＯ₂ ストリッ
パ３４０内で合成塔３４１よりライン３４３を経て流入
せるプロセス流体の未反応分解ガスと混合し、圧力１５
４Kg/cm²G 温度１９０℃の高温混合ガスとしてライン３
２９を経て第２群の混合ガスブースタ用羽根車３０６に
吸引される。吸入された７７７００Kg/hの混合ガスは羽
根車３０６で１７５Kg/cm²G まで昇圧されて次の工程で
あるカーバメイトコンデンサ３４２にライン３３０で送
り込まれる。

【００３０】ブースタ用羽根車３０６で圧縮される混合
ガスは、１５０℃以下に冷却されるとカーバメイトまた
は尿素の腐食性固体物質が析出して運転の障害となるの
で、混合ガスが炭酸ガス側へ洩れ込んで１５０℃以下に
冷えるということが起きないようにすることが重要であ
る。第１群の羽根車群３０４の炭酸ガスは１３０℃前後
以下であるので、混合ガスが炭酸ガス側へ洩れ込んでは
ならない。そのためにまず、推力バランス環３０８を第
１段の羽根車３０４の吸い込み部の外側に設け、裏面の
バランス室３１５に炭酸ガス圧縮羽根車３０４の吐出ガ
スをライン３３１を通して導いた。これによってバラン
ス室３１５は炭酸ガスの吐出圧力と略等しくなり、第１
群の羽根車３０４に発生する軸推力が推力バランス環３
０８に発生する逆向きの推力によって釣り合うだけでな
く、炭酸ガス羽根車群３０４の両端ともブースタ羽根車
３０６の吸い込み圧力より高くなるので、ブースタの混
合ガスが温度の低い炭酸ガス側に洩れ込む可能性は取り
除かれる。

【００３１】一方、炭酸ガスが１５０℃未満のままで混
合ガス側に洩れ込むことも好ましくない。この方向の洩
れ込みは、プロセス工程上は許容できるので、温度を上
げれば析出の問題は無くなる。そこで本実施例では、第
１群の炭酸ガス圧縮用羽根車群３０４の高圧側の外側に
バッファガス昇圧用の羽根車３０５を１枚追加した。そ
の羽根車３０５で１６０Kg/cm²G に昇圧された吐出ガス
２１００Kg/hのうち１３００Kg/hはヒータ３４６で１９
０℃まで加熱されたあと炭酸ガス圧縮用羽根車群３０４
とブースタ用羽根車３０６の間に設けられた仕切板３１
０のラビリンス中間位置と、導入口３２２を経てブース
タ側一次軸シール３１２のシール室３１８に吹き込まれ
る。

【００３２】仕切板３１０に吹き込まれた高温炭酸ガス
は両サイドに流れるので片方の羽根車内のガスが他方の
羽根車側へ洩れ込むことを防いでいる。一方ブースタ側
一次軸シール室３１８に吹き込まれた高温炭酸ガスの略
全量はブースタ内に洩れ込み、極めて微量のガスがシー
ル摺動面を通って一次軸シール３１２の外側に洩れる。
加熱をしなかった３００Kg/hの炭酸ガスは炭酸ガス圧縮
用羽根車群３０４の側の一次軸シール室３１７に吹き込
まれる。

【００３３】吹き込まれた炭酸ガスは合計８００Kg/hが
ブースタ内に洩れ込むことになり、この量がストリッパ
３４０におけるストリッピング用のガスとして利用され
ずにバイパスとして次の工程に入るのと同様の結果とな
る。しかし、これはプロセス工程上の影響が小さく無視
できるので問題ない。

【００３４】炭酸ガス圧縮側一次軸シール３１１のシー
ル室３１７内圧力とブースタ側一次軸シール３１２のシ
ール室３１８内圧力とは昇圧されたブースタガス圧力と
略等しくなるが、それぞれ高圧に耐えるドライガスシー
ルを用いることによって十分対応できる。また別の方法
としてオイルフイルム型軸シールを用いることでも技術
的には対応可能である。シールと接触するガスはフィル
タ３４５で漉過されて清浄ガスとなっている。

【００３５】以上に述べた構造により混合ガスが１５０
℃以下に曝されて固体を析出する可能性は完全に取り除
くことができた。

【００３６】この圧縮機を約２ヶ月連続稼動させたが、
混合ガスの洩れ込みと冷却による固体物質の堆積、過大
な軸推力、そしてブースタ側軸シールへの混合ガスの影
響といったどの問題も認められなかった。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したような本発明の構造を持つ
複合多段遠心圧縮機は、それぞれ異なるガスを圧縮する
第１羽根車群と第２羽根車群とを一台の圧縮機としてま
とめ、吸い込み圧力が第１群の吸い込み圧力より高い第
２群羽根車のガスを第１羽根車群のガス中に洩れ込ませ
ることなく、しかも高圧圧縮機の基本条件である軸推力
のバランシングを維持しつつ、それぞれのガスを圧縮す
ることが可能となる。

【００３８】これによって、従来は別々のケーシングと
軸とを持った圧縮機にせざるを得なかったところを１ケ
ーシング、１軸の圧縮機とすることができたので、設備
の簡素化、設備面積の縮小、および設備費の大きなコス
トダウンができるという効果が得られた。この効果は特
に圧力の高い用途では顕著である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多段遠心圧縮機の圧縮部近傍の模式的
断面図である。

【図２】本発明の他の例の多段遠心圧縮機の圧縮部近傍
の模式的断面図である。

【図３】本発明の実施例の多段遠心圧縮機の圧縮部近傍
の模式的断面図である。

【図４】従来の多段遠心圧縮機の模式的断面図である。
（ａ）は圧縮部近傍の模式的断面図である。（ｂ）は羽
根車近傍の模式的断面図である。（ｃ）は推力バランス
環近傍の模式的断面図である。

【図５】主軸に２群の羽根車群を同じ向きに設けた多段
遠心圧縮機の圧縮部近傍の模式的断面図である。

【図６】主軸に２群の羽根車群を反対向きに設けた多段
遠心圧縮機の圧縮部近傍の模式的断面図である。

【図７】主軸に２群の羽根車群を同じ向きに設けた多段
遠心圧縮機の圧縮部近傍の模式的断面図である。

【図８】主軸に２群の羽根車群を反対向きに設けた多段
遠心圧縮機の圧縮部近傍の模式的断面図である。

【符号の説明】

１０１、２０１、３０１ 複合多段遠心圧縮機 １０２、２０２、５０２、６０２、７０２、８０２
第１群の羽根車 １０３、２０３、５０３、６０３、７０３、８０３
第２群の羽根車 １０８、２０８、３０８、５０８、６０８、７０８、８
０８ 第１群の推力バランス環 １０９、２０９、３０９、５０９、６０９、７０９、８
０９ 第２群の推力バランス環 １１０、２１０、３１０、５１０、６１０、７１０、８
１０ 仕切板 １１５、２１５、３１５ 第１群のバランス室 １１６、２１６、３１６ 第２群のバランス室 １１９、２１９、３１９ 第１群のバランス室のバラ
ンスガス導入口 １２０、２２０、３２０ 第２群のバランス室のバラ
ンスガス導入口 １２３、２２３、５２３、６２３、７２３、８２３
第１群の吸い込みライン １２４、２２４、５３４、６２４、７２４、８２４
第１群の吐出ライン １２５、２２５、５２５、６２５、７２５、８２５
第２群の吸い込みライン １２６、２２６、５２６、６２６、７２６、８２６
第２群の吐出ライン １３１、２３１、３３１、５３１、６３１、７３１、８
３１ 第１群のバランスライン １３２、２３２、３３２、５３２、６３２、７３２、８
３２ 第２群のバランスライン １３７ プロセス工程 ２０５、３０５ バッファガス昇圧用の羽根車 ２１１ 第１群の軸シール ２１２ 第２群の軸シール ２１７、３１７ 第１群の軸シール室 ２１８、３１８ 第２群の軸シール室 ２２１ 第１群のシールガス導入口 ２２２ 第２群のシールガス導入口 ２３４ 第１群のバッファガスライン ２３５ 第２群のバッファガスライン ２４５ バッファガスのフィルタ ３０４ 第１群の炭酸ガス圧縮用の羽根車 ３０６ 第２群の混合ガスブースタ用の羽根車 ３０７、４０７ 回転主軸 ３１１ 第１群の炭酸ガス圧縮側の一次軸シール ３１２ 第２群のブースタ側の一次軸シール ３１３ 第１群の炭酸ガス圧縮側の二次軸シール ３１４ 第２群のブースタ側の二次軸シール ３２１ 第１群の炭酸ガス圧縮側のシールガス導入口 ３２２ 第２群のブースタ側のシールガス導入口 ３２７ 第１群の炭酸ガス吸い込みライン ３２８ 第１群の炭酸ガス吐出ライン ３２９ 第２群の混合ガス吸い込みライン ３３０ 第２群の混合ガス吐出ライン ３３３ 仕切板のバッファガスライン ３３４ 第１群の一次軸シール室のバッファガスライ
ン ３３５ 第２群の一次軸シール室のバッファガスライ
ン ３３６ 第１群の推力バランス環のラビリンスのバッ
ファガスライン ３３８ 炭酸ガスの低圧圧縮用炭酸ガス圧縮機 ３３９ 炭酸ガス圧縮機を駆動する蒸気タービン ３４０ ＣＯ₂ ストリッパ ３４１ 合成塔 ３４２ カーバメイトコンデンサ ３４３ 合成塔とＣＯ₂ ストリッパとを連絡するライ
ン ３４４ カーバメイトコンデンサと合成塔とを連絡す
るライン ３４５ バッファガスのフィルタ ３４６ バッファガスを加熱するヒータ ３４７ バッファガス供給ライン ３４８ 仕切板のラビリンスへのバッファガスの導入
口 ３４９ 第１群の推力バランス環部のラビリンスへの
バッファガスの導入口 ４０２ 羽根車 ４０８ 推力バランス環 ４１５ バランス室 ４２０ バランス室のバランスガスの導入口 ４２３ 吸い込みライン ４２４ 吐出ライン ４３１ バランスライン ７５０、８５０ 仕切板のバッファガスライン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸い込み圧力の異なる二種類のガスをそ
   れぞれ圧縮する第１と第２の二群の羽根車を同じケーシ
   ング内の同一回転軸上に連設し、前記回転軸上の前記二
   群の羽根車の外部に前記ケーシングとの間に前記ガスの
   外部への漏洩を防止するためのシール機構を設けた複合
   多段遠心圧縮機において、 吸い込み圧の低いガスの圧縮用の前記第１の羽根車の吐
   出側と吸い込み圧の高いガスの圧縮用の前記第２の羽根
   車の吸い込み側とが前記ケーシングに設けられた仕切板
   を隔てて配置され、 前記第１の羽根車の高圧側から低圧側に向けて発生する
   軸推力と釣り合わせるために設けられる推力バランス環
   が、前記第１の羽根車の吸い込み側の外部に隣接して前
   記回転軸上に固設され、 前記推力バランス環の前記第１の羽根車側とは反対側の
   面に接して設けられた空間であるバランス室と、前記第
   １の羽根車の最終段の吐出部とが連通され、 ていることを特徴とする複合多段遠心圧縮機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の複合多段遠心圧縮機にお
   いて、 前記第１の羽根車の最終段と前記仕切板との間に前記第
   １の羽根車の最終段の吐出ガスの一部を圧縮する第３の
   羽根車が前記回転軸上に固設され、前記第３の羽根車の
   吐出ガスが除塵用のフィルタを経由して前記シール機構
   の羽根車側の空間に供給されるための供給通路を有する
   ことを特徴とする複合多段遠心圧縮機。
3. 【請求項３】 請求項１記載の複合多段遠心圧縮機にお
   いて、 前記第１の羽根車の最終段と前記仕切板との間に前記第
   １の羽根車の最終段の吐出ガスの一部を圧縮する第３の
   羽根車が前記回転軸上に固設され、前記第３の羽根車の
   吐出ガスが前記ケーシングに設けられたラビリンス部に
   供給されるための供給通路を有することを特徴とする複
   合多段圧縮機。