JPS5841297A - 遠心圧縮機の通気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の技術分野には、圧縮機およびこれを制御するだ
めの技術が含まれている。

該圧縮機軸の一端を大気に露出させ、その他端を吸引側
の圧力に露出させている、処理ガス用１段圧縮機は、こ
れに圧力差が作用するため、軸上に極めて犬なる推力負
荷を受ける場合がある。起動時或は遮断時におけるよう
な、低速で運転する場合、推力軸受には、該負荷係数に
対して選択されている、その負荷係数を超過する負荷が
掛けられることが知られている。この理由で、過度の推
力負荷を受けた場合、低速運転をなし得るような用意を
施して置くことが必要であった。

このような問題を解決せんとするため、今日まで、該軸
受が受ける高度の負荷に耐え得るように該軸受の負荷容
量を増大する方向の試みが行われた。こ、れは、費用が
かかるにも拘らず充分な解決を与えないことが判明した
。今一つの試みは、圧縮機から処理ガスを通気させ１、
全体としての内圧を許し得る値まで低下することによっ
て、差圧を低減する方途であった。これによれば、処理
ガスを著しく損失することになる故、この試みも満足を
与えなかった。適当に案内された、処理ガスの圧力に近
い圧力の高圧ガス或は高圧油を以て、高い差圧に対抗さ
せようとする技術も提案されたが、これは油式封止装置
を複□雑化し且つ大規模ならしめるか、或は独立の高圧
ガスの源泉を必要とした。

止揚の試みの各々は、一応推力負荷を許し得る範囲内に
維持する目的を満たしては居るが、他面において、長い
間該問題の認識にも拘らず、充分なものと認められるに
至っては居ない。

本発明は、圧縮機に関して居り、更に特記すれば、その
推力負荷が推力軸受の設計的制限値を超過するような条
件下で該圧縮機が運転されている間、軸受の推力負荷を
低減する方法および装置に関している。本発明によれば
、この目的は、該軸受に過度の推力負荷がかかるような
、極端な圧力条件のもとでのみ選択的に動作し得るよう
に制御される、高圧側への通気を施すこきによって遂行
される。その通気のために、多量の処理ガスの損失を生
じた従来の技術と異り、本発明の方法では、大気或はよ
り低い圧力系統へ通ずる拘束された流れの高圧滲出を利
用することによシ、通気させられるガスの量が著しく低
減され或は全く排除される。

上記通気回路の開閉は、圧力スイッチおよび背圧弁によ
って制御されるようになっている。上記通気回路には、
羽根の前面へ開放する溝に向って位置ぎめされ、通気を
行わんとするとき、前記溝を経由する制御された漏洩を
与えるための迷路が含まれている。上記背圧弁は、通気
回路内に、成る設定された圧力を維持するように作用し
、そして該圧縮機の速度準位が、推力軸受に全推力負荷
を与えるに足る場合に、上記弁が閉鎖されて、正常運転
を許すようになっている。

従って、本発明の目的は、圧縮機の推力軸受にかかる負
荷を制御するための方法および装置を提供することであ
る。

尚、そのようにしなかった場合には、該推力軸受上に過
度の推力負荷が存在するであろうような場合の条件にお
いてのみ選択的に動作し得るような、上記目的のための
装置を提供することが、本発明の今一つの目的である。

次に図面を参照して、本発明を更に具体的に説明しよう
。

図面において、第１図には、排出ノズル１２と吸引ノズ
ル１４とを具えた圧縮機ＩＯが示されている。前記両ノ
ズル間には、加圧導管１６が延びて居シ、これには、下
に説明されるように作用する差圧スイッチ１８が含まれ
ているる 第２および第８図に示すように、圧縮機１０はケーシン
グ２０を含み、これが隔てられている両ヘッド２２．２
４を支えている。ヘッド２４の中には、軸ｚ６が含まれ
て居り、これは、軸受２８．８０の中で回転するように
装架され、そし１駆動装置（図示されていない）に連結
されたとき、これによって回転的に駆動されるようにな
っている。

上記軸ｚ６の反対側の端附近には、固定された円錐形の
突出部８２が設けられ、これが、取入口８４からの流れ
を案内するようになっている。軸には、軸ナツト３０に
よって、羽根車輪３６が固定され、軸と共に回転するよ
うになっている。この圧縮機の運転中、取入口８４にお
ける吸引圧力Ｐ、と駆動軸端における大気圧Ｐ、とによ
って生ずる差圧が、図面で見て、右の方向に向う軸方向
の負荷を軸上に及ぼす。上記差圧による軸２６上の推力
負荷を収容するため、該圧縮機の概ね意図された動作速
度に対して設計された負荷を収容し得る、推力軸受３８
が設けられている。

上記吸引圧力Ｐ、は、圧縮機の設計および用途に従い、
典型的Ｋ、・毎平方インチに付、１５００ボンドまで変
化可能である。従って、動作サイクル中の成る特定点に
おけるＰｌなる圧力値が如何なる値であっても、推力軸
受８８に作用する軸方向の力は、ＰＩとＰ２との差圧に
、封止直径下の表面！ｘ４０を乗じたものから、羽根８
６によって発生される圧力上昇に羽根のとシ入れ口面績
を乗じたものを差引いたものに等しいことが了解される
。極めて低い速度においては、羽根によって生ずる推力
は無視できる故、上記圧力差によって生ずる推力は、完
全に推力軸受によって負担される。

同時に、低速度における推力軸受は、まだ流体力学的オ
イルフィルムを作っていないので、その負荷容量をして
、その設計速度におけるその容量よりもかなり下廻った
ものとする。俤って、軸受の損傷を防止することが必要
となることは容易に了解される。

起動時の圧力状態に基く推力軸受の過負荷を防止するた
め、本発明によシ、次に、第１５第８および第４図を参
照して説明されるような、高圧と低い運転速度の条件の
もとにおいてのみ有効に作用する通気回路が設けられる
。この通気は、本発明によシ、該圧縮機内において、軸
端ナツト８１と円錐鼻８２との間の環状の＃＄４２を出
発点とする、矢４１で表わされるような流路を経由して
行われる。上記軸端ナツトに対抗してその間に一定の制
限された漏洩路を保証するように、環状の封止迷路４４
において緊密な間隙が作られている。

上記封止部４４の下流においては、漏洩の流れが、円錐
形の鼻３２の内部の空洞４６へ進入し、この空洞は更に
、取入れ案内５２の中の通路５０へ開口する円錐鼻の通
路４８へ通じている。上記通路５０の吐出孔における環
状部５４は、導管５６を経て、取入れヘッド２２の中の
排出孔５８へ通じている。上記排出孔５８の下流へ連結
された導管５９は、適当な通気孔或は、例えば１５０１
６／平方インチ以下の同一ガスを含む低圧引受槽へ伝達
する。上記導管５９の中には、背圧弁６２の上流におけ
る圧力スイッチ６０．６１および、バイパス６６の中に
配置された補助的ソレノイド弁６４とが動作的に位置ぎ
めされている。

動作中、導管５９内の、圧力スイッチ６０および（或は
）６１によって定まる圧力準位が、該圧力ＣＰ、）のと
き推力軸受８８に過大の負荷を及ぼす恐れ−のある、前
記圧力Ｐ１に対応する一定の設定圧力、或はその値以上
となったときは何時でも、圧縮機ｌＯの起動が阻止され
る。ｆ＃１．差圧スイッチ１８によって作動を受けたと
き、上記ソレノイド弁６４が動作し、圧縮機の速度を表
示する該圧縮機の吸引側と排出側との間の一定の差圧値
に応答して、パイロット操作の背圧調整弁６２を作動さ
せ、或は不動作状態とする。上記ソレノイド弁６４が開
放されている場合には、上記パイロットによって調整弁
６２を操作して、導管内圧力を一定の安全値に調整する
。上記差動圧力スイッチ１８がソレノイド弁６４を閉鎖
するとき、上記パイロットは自動的に調整弁６２を閉鎖
する。正常状態では、通気導管の圧力がその設定点以下
である場合は何時でも、或は圧力スイッチ１８が高いΔ
Ｐレベルを表わすような、高速を指示した場合には、背
圧調整器６２が閉鎖されることになる。

他方において、漏洩導管の圧力が調整を求める程充分高
く、差圧スイッチ１８が低い△準位を表わし、低速運転
を指示するような場合に限って、上記調整弁６２が開放
されて、通流を許すことになる。

成る用途においては、圧縮機の起動および停止の過程中
、取入れ案内５２の内側の室を、成る一定の最低圧力に
維持しなければならない場合がある故、このような動作
サイクル中、上記圧力を制御するのに、補助ソレノイド
弁６４を設けた背圧調整器６２が用いられる。この場合
調整器６２は、低減中の圧縮機速度が対応する一定の最
低の回転数に近接する、停止の動作過程中も、同様に作
用し得るよう罠なっている。ンレノイド弁６４は、附勢
されていないときも、このような関係で、弁６２の完全
閉鎖を許すのに役立つと共に、附勢されているときは、
調整弁６２の調整のための開放を許すようになっている
。

玉揚記述によって、圧縮機軸を支持する推力軸受に高い
推力負荷がかかるような運転条件中、該圧縮機の取入案
内部へ通気を施す新規方法および装置が開示された。迷
路式封止部を通過する孔を設けることによシ、現在の圧
力準位が、通気を利用して推力軸受の過負荷を防止させ
る要を生ずる度毎に、圧力調整器の制御のもとで、導管
を通流する取入れガスの流れを制御して低圧状態を作る
ように通気を制御することが可能となる。該推力軸受に
よって耐えられる準位の圧力差が達せられた後は、通気
導管は制御し得る仕方で遮断される故、該圧縮機には通
気を与えずに正常の状態で運転し得ることになる。この
ように、通気が与えられた処理ガスの量を制限すること
により、その中に含まれるエネルギおよび該処理物質の
一部が抑留され、従来の技術においてそうであったよう
な損失が回避され得ることになったのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の漏洩回路を略示する流れのダイヤグ
ラム、 第２図は、１段的オーバハング圧縮機の断面図、第８図
は、本発明の通気装置を含む、同様なｌユニットの部分
的拡大図、 第４図は、本発明の通気回路を操作するための、電気回
路を略示するダイヤグラムである。 図において、 ｌＯ：圧縮機、１２：排出ノズル、１４：吸引ノズル、
１６：加圧導管、１８：差圧スイッチ、２０：ケーシン
グ、２２．２４：圧縮機の両ヘッド、２６：軸、２８．
８０：軸受、８２：円錐形鼻部分、３４：取入口、３６
：回転羽根、８８：推力軸受、４０：封止組下の表面積
、４２＝環状溝、＋４：＠状迷路封止部、４６＝空洞、
４８二円錐鼻の通路、５０：取入案内５２の中の通路、
５４二環状部、５６：導管、５８：吐出孔、５９：導管
、６０．６１：圧力スイッチ、６２：背圧弁、６４ニル
レイド弁、６６：バイパス。 特許出願人　　ドレッサー　インダストリーズ・インコ
ーホレーテッド （外２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、遠心力圧縮機の高圧側取入口から圧縮機壁を貫通し
   て設けられた通気孔と、 前記孔からの流れを殆ど締め切シ、そこには一定の制御
   された漏洩のみを許す迷路装置と、前記孔の出口から比
   較的低い圧力の収容源まで漏′洩路を通ずるための導管
   装置と、 前記導管装置内の圧力の値に動作的に応答して、設定点
   の、それぞれ上および下の圧力において、前記導管装置
   を漏洩の流れに対して開閉する、予め設定し得る制御装
   置と、 よシ成る、遠心力圧縮機の高圧側に、制御し得るように
   通気を与える装置。 ２、該圧縮機の一定の最低動作速度において、前記導管
   装置を閉鎖する制御装置を不動作状態とするように作用
   し得る補助装置が含まれている、特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。 ８、前記導管装置内の圧力を、一定の最高圧力の準位以
   下に維持するように作用し碍子背圧調整器が、前記制御
   装置に含まれている特許請求の範囲第２項に記載の装置
   。 ４、前記補助装置が、前記圧縮機の動作速度を決定する
   ように作用し、且つ高い動作速度においては、前記導管
   装置を閉鎖するために前記背圧調整器を不動作状態にな
   し得る感知装置を含んでいる、特許請求の範囲第８項に
   記載のｉ責。 ５、前記感知装置が、圧縮機の吸引側と排出側との圧力
   差に応答的に作用し得る差圧感知器を含んでいる特許請
   求の範囲第４項に記載の装置。 ６、前記迷路装置が、前記孔の吐出部に隣接して位置ぎ
   めされた迷路締め切りを含んでいる特許請求の範囲第５
   項に記載の装置。 ？、前記導管装置内の圧力準位に応答し、その圧力準位
   が一定の最高値以上となつ水場合に、圧縮機の起動を阻
   止する第２の圧力感知器が設けられている、特許請求の
   範囲第５項に記載の装置。 ８、前記圧縮機が、その回転のために装架された軸き、
   これと共に回転するように前記軸に固定された羽根車と
   、軸にかかる推力負荷に対抗して軸を支持する推力軸受
   とを具えて居シ、前記制御装置が、前記推力軸受の許し
   得る推力負荷設計容量と関連づけられた動作点に予め設
   定されている、特許請求の範囲第１乃至第７項の何れか
   に記載の装置。