JPS6375392A - 一軸多段遠心圧縮機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えばアンモニア合成プラントに利用され、中
間吸込ラインを有する一軸多段遠心圧縮機に係り、特に
水素と窒素の中間吸込ガスに炭酸塩などの腐蝕性成分が
含んでいる場合に、中間吸込ガスから軸封部を保護する
のに好適な一軸多段遠心圧縮機に関する。

〔従来の技術〕

従来この種の圧縮機はケーシング内に設けられた回転軸
に多数の羽根車が配設されており、これら羽根車の軸端
側にはそれぞれ軸封部が設けられている。

これら軸封部にはシール油を供給するとともにシール油
の機内への流入を防止するためにシールガスフローとし
て吐出ガスの一部を供給している。

この吐出ガスとしては、リサイクルラインから供給され
るリサイクルガス（中間吸込ガス）と主ガスラインから
の主ガスが混合された混合ガスが使用されている。

これらシールガスとシール油はドレーナにより気液分離
されてそれぞれ外部へ排出される。

また、上記とは異なる方法としては、シールガスフロー
を積極的に生成するために外部から清浄な、かつ必要な
圧力を有するバッファガスを別の圧力供給源から差圧制
御により軸封部に供給するものがある。

なお、この種の装置として関連するものには例えば特開
昭５７−２０６８００号、実開昭４９−１２７６６４号
などが挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術のうち、前者のシールガス供給方法におい
ては、圧力バランス上どうしても軸封部やドレーナに混
合ガスが流入する。この混合ガス中に含まれるリサイク
ルガスにはプロセス上炭酸塩などの腐蝕性成分が含まれ
ているため、軸封部やドレーナが腐蝕してこれらの寿命
が低下するなどの問題点がある。

また、後者のシールガス供給方法では新たに圧力供給源
を必要とするため、コスト高になる。

本発明の目的は軸封部などの寿命向上およびコスト低減
を図るようにした一軸多段遠心圧縮機を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ドレーナ、軸封部を備える一軸多段遠心圧
縮機において、主ガスライン側の最終段羽根車に中間吸
込ガス側の羽根車を背中合わせに設置し、前記最終段羽
根車の吸込圧力が中間吸込ガスライン側の吸込圧力より
も高くなるようにし、主ガスライン側の圧力が中間吸込
ガスライン側の吸込圧力より高い部分から前記軸封部へ
のガス供給ラインを設けることにより達成される。

〔作用〕

本発明は、主ガスを圧縮する最終段羽根車と中間吸込ガ
スを圧縮する羽根車とを背向させて配設し、主ガス側の
最終段羽根車の吸込圧力を中間吸込ガス側の羽根車の吸
込圧力より高くなるように形成する。それによって、最
終段羽根車の上流側から軸封部に中間吸込圧力より高い
圧力の主ガスの一部が供給されるので、腐蝕性成分など
を含む中間吸込ガスが軸封部に介在することはない。

〔実施例〕

以下、本発明の一軸多段遠心圧縮機の一実施例を図面に
より説明する。

第１図および第２図は本発明の圧縮機の全体構造を示す
概略図で１は圧縮機のケーシング、２はこのケーシング
１内に設けられた回転軸で、この回転軸２には羽根車３
が多数（この場合は３８〜３ｅの５段）に取付けられて
おり、駆動機（図示せず）により高速回転するようにな
っている。４は一段目の羽根車３ａ（主ガス吸込用羽根
車）に主ガスを供給する主ガス吸込口、５は二段目以降
の段の羽根車３ｅに水素と窒素などの中間吸込ガスを供
給するために設けられた中間ガス吸込口、６け主ガスラ
インに配設された最終段羽根車３ｄからの主ガスと羽根
車３ｄからの中間ガスが混合された混合ガスを外部へ供
給する吐出口、これら土ガスライン側の最終段羽根車３
ｄと中間ガスライン側（リサイクルライン）の羽根車３
ｅは後述するようにイテ申合わせに配設されている。７
は最終段羽根車３ｄの上流側、すなわち主ガスラインに
配設された羽根車３ｃ（この場合は３段目）の吐出側か
らスラストバランスピストン１１に主ガスの一部を供給
するシールガス供給ライン、８はスラストバランスピス
トン１１とバランスラビリンス１２の間隙を通った混合
ガスを主ガス吸込口４に戻すシールバランスライン、９
はスラストバランスライン、１０ａ、１０ｂはスラスト
バランスライン９の圧力より若干高く調整された圧力を
有するシール供給油で、このシール供給油はシールリン
グ１３ａ、１３ｂに供給される。１４ａ。

１４ｂは混合ガスとシール油を分離するドレーナ−１１
５ａ、１５ｂはオリフィス、１６は油溜めを示す。

第３図〜第５図は、第１図および第２図に示す圧縮機の
内部構造を示す断面図、図において、前記主ガスを圧縮
する最終段羽根車３ｄと中間吸込ガスを圧縮する羽根車
３ｅは背中合わせに設置されており、最終段羽根車３ｄ
の吸込圧力は羽根車３ｅの吸込圧力より常に高くなるよ
うに形成されている。すなわち、回転する最終段羽根車
３ｄの入口から出口までの間に流れが羽根車３ｄから与
えられる仕事量（ヘッド斌）を、羽根車３ｅでの仕事量
に比べて少なくなるようにするにの具体的な一例として
は、第５図に示す如く羽根車３ｄの羽根３ｄｚの出口角
度β３ｄｘを羽根車３０Ｑ）羽根３ｅｚの出口角度β３
ｅｚより小さくする。

この場合には、羽根車３ｄと羽根車３ｅの出口部は同一
空間であり、両羽根車の吐出圧力は等しく、両羽根車を
流れるガスの種類がほぼ同一であると仮定する。

また、上記とは異なる他の例としては１羽根車３ｄの径
を羽根車３ｅの径より小さくしてもよいし、羽根車３−
　ｄの無次元化した流量係数を大きくするようにしても
よい。

次に本発明の圧縮機の動作について説明する。

主ガス吸込口４から供給された主ガスは一段目の羽根車
３ａから順次羽根＊３ｂ、羽根車３ｃおよび最終段羽根
車３ｄを経て昇圧された後、中間ガス吸込口５より羽根
車３ｅを介して昇圧された中間吸込ガスと混合して吐出
口６から吐出される。

このとき、吐出口６における主ガスと中間吸込ガスの吐
出圧力（例えば１５０ｋｇ／ｃ＋ｓ”）は同じであり、
最終段羽根車３ｄの吸込圧力は羽根車３ｅの吸込圧力よ
りも高くなっているため、最終段羽根車３ｄの上流側の
三段目の羽根車３Ｃの主ガスの吐出圧力（例えば１４０
ｋｇ／ａｍ”）は羽根車３Ｃの中間吸込ガスの吸込圧力
（例えば１３５　ｋｇ／ａｍ”）より高くなる。中間吸
込ガスと混合する前の羽根車３ｃの吐出側の主ガスの一
部はシールガス供給ライン７を経て軸封部を形成するス
ラストバランスピストン１１の中間部に供給される。こ
の主ガスの一部は中間吸込ガスの圧力より高いため、図
示矢印イの如く機内に向って流れ、また一部は図示矢印
口の如くバランスラビリンス側に流れると共にスラスト
バランスライン８を介して主ガス吸込口４に戻される。

最終的に軸封部を流れた主ガスの一部はドレーナ−１４
ｂに流入する。

上述した如く、本発明の圧縮機においては、特にバッフ
ァーガスや中間吸込ガスを供給することなく、清浄な主
ガスの一部を軸封部やドレーナ−に供給することができ
るので、腐蝕や有害生成物から軸封部やドレーナ−を保
護することができる。

したがって、これらの寿命向上が図れる。また、バッフ
ァーガスのガス供給源を特に設ける必要がないため、コ
スト低減も図れる。

〔発明の効果〕

本発明の一軸多段遠心圧縮機によれば、主ガスを圧縮す
る最終段羽根車と中間吸込ガスを圧縮する羽根車とを背
向させて配設し、主ガスライン側の最終段羽根車の吸込
圧力を中間吸込ガスライン側の羽根車の吸込圧力よりも
常に高くなるようにし、最終段羽根車の上流側の主ガス
の一部を軸封部へ供給するように構成したので、軸封部
などの寿命向上およびコスト低減を図ることができるな
どの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一軸多段遠心圧縮機の全
体構造を示す概略図、第３図は第１図および第２図に示
す圧縮機の内部構造を示す断面図。 第４図は本発明における羽根車を説明するための概略図
、第５図は第４図の■−Ｖ線断面図である。 １・・・ケーシング、３・・・羽根車、３ｄ・・・主ガ
ス用の最終段羽根車、３ｅ・・・中間吸込ガス用の羽根
車、４・・・主ガス吸込口、５・・・中間吸込ガス吸込
口、６　。 、−“ノ゛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ドレーナ、軸封部を備える一軸多段遠心圧縮機にお
   いて、主ガスライン側の最終段羽根車に中間吸込ガスラ
   イン側の羽根車を背中合わせに設置し、前記最終段羽根
   車の吸込圧力が中間吸込ガスライン側の吸込圧力よりも
   高くなるようにし、主ガスライン側の圧力が中間吸込ガ
   スライン側の吸込圧力より高い部分から前記軸封部への
   ガス供給ラインを設けたことを特徴とする一軸多段遠心
   圧縮機。 ２、前記主ガスライン側の最終段羽根車の羽根出口角度
   を中間吸込ガスライン側の羽根車の羽根角度より小さく
   形成するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の一軸多段遠心圧縮機。