JPWO2020017635A1 - シールシステム、および該シールシステムを備えたポンプシステム - Google Patents
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Abstract
Description
一態様では、前記シールシステムは、前記逃しライン内の圧力が前記圧力範囲から外れたときにポンプ停止信号を発する信号発信機を備えている。
一態様では、前記シールシステムは、前記逃しラインに接続された圧力アキュムレータをさらに備えている。
一態様では、前記シールシステムは、前記逃しラインに接続されたドレンポットと、前記ドレンポット内の液面レベルを検出する液面検出器をさらに備えている。
一態様では、前記大気側非接触シールは、前記ポンプの回転軸を囲むフローティングシールまたはラビリンスシールである。
一態様では、前記大気側非接触シールは、前記ポンプの回転軸を囲むフローティングシールである。
一態様では、前記室内非接触シールはラビリンスシールである。
一態様では、前記バリアガス供給システムは、前記バリア室に面するバリアガス供給口を有しており、前記室内非接触シールは、前記バリアガス供給口の大気側に位置している。
一態様では、前記シールシステムは、前記ポンプ側シール室内に配置されたポンプ側非接触シールをさらに備えている。
一態様では、前記ポンプ側非接触シールは、前記ポンプの回転軸を囲むフローティングシールまたはラビリンスシールである。
一態様では、前記シールシステムは、前記第1静止側シールリングの温度を測定する第1温度センサと、前記第2静止側シールリングの温度を測定する第2温度センサをさらに備えている。
一態様では、前記ポンプシステムは、前記逃しライン内の圧力が前記圧力範囲から外れたときにポンプ停止信号を発する信号発信機を備えている。
一態様では、前記ポンプシステムは、前記逃しラインに接続された圧力アキュムレータをさらに備えている。
一態様では、前記ポンプシステムは、前記逃しラインに接続されたドレンポットと、前記ドレンポット内の液面レベルを検出する液面検出器をさらに備えている。
一態様では、前記大気側非接触シールは、前記回転軸を囲むフローティングシールまたはラビリンスシールである。
一態様では、前記大気側非接触シールは、前記回転軸を囲むフローティングシールである。
一態様では、前記室内非接触シールはラビリンスシールである。
一態様では、前記バリアガス供給システムは、前記バリア室に面するバリアガス供給口を有しており、前記室内非接触シールは、前記バリアガス供給口の大気側に位置している。
一態様では、前記ポンプシステムは、前記ポンプ側シール室内に配置されたポンプ側非接触シールをさらに備えている。
一態様では、前記ポンプ側非接触シールは、前記回転軸を囲むフローティングシールまたはラビリンスシールである。
一態様では、前記ポンプシステムは、前記第1静止側シールリングの温度を測定する第1温度センサと、前記第2静止側シールリングの温度を測定する第2温度センサをさらに備えている。
シール面の損傷により、揮発性液体がバリア室内に漏洩した場合であっても、圧力逃し弁および逃しラインを通じて揮発性流体(液相、気相、または気液二相の揮発性の流体)を回収することができる。さらに、非接触シールは、揮発性流体の流れを堰き止め、揮発性流体の周囲雰囲気への漏洩を防止することができる。
図1は、ポンプシステムの一実施形態を示す図である。このポンプシステムは、揮発性液体を昇圧するためのポンプ1と、揮発性液体の周囲雰囲気への漏洩を防止するためのシールシステム2とを備えている。本実施形態では、ポンプ1は多段ポンプである。すなわち、ポンプ1は、回転軸5と、回転軸5に固定された複数の羽根車7と、羽根車7が収容されるケーシング8とを備えている。本実施形態では、複数の羽根車7のうちの半分は一方向を向き、他の半分は反対方向を向いている。羽根車7をこのように配置することにより、羽根車7を回転させて揮発性液体を昇圧しているときに羽根車7に作用するスラスト力をキャンセルすることができる。一実施形態では、複数の羽根車7は同じ方向を向いてもよい。他の一実施形態では、ポンプ1は、1つの羽根車を備えた単段ポンプであってもよい。
2 シールシステム
5 回転軸
7 羽根車
8 ケーシング
8A 吸込み口
8B 吐出し口
10 ラジアル軸受
11 スラスト軸受
15 バランス機構
16 バランス室
17 バランスライン
20 メカニカルシール
21A 第1回転側シールリング
21B 第1静止側シールリング
22A 第2回転側シールリング
22B 第2静止側シールリング
23 第1スプリング
24 第2スプリング
30 バリア室
32 バリアガス供給システム
35 スタッフィングボックス
38 軸スリーブ
40 シールリングホルダ
43 ポンプ側シール室
46 バリアガス供給源
47 コンプレッサ
50 圧力制御弁
52 バリアガス供給ライン
53 バリアガス供給口
54 液体圧力センサ
56 逃しライン
57 圧力逃し弁
58 流体入口
60 気体圧力センサ
61 弁アクチュエータ
63 大気側シール室
66 バリアガス流入ライン
69 圧力制御弁
72 バリアガス回収ライン
73 フローティングシール
75 止め輪
77 スプリング
78 エアシリンダ
80 作動流体供給弁
81 作動流体供給源
85 信号発信機
87 運転制御部
88 圧力アキュムレータ
88a ダイヤフラム
90 ドレンポット
91 液面検出器
95 ラビリンスシール
97 フローティングシール
98 スプリング
100 バイパスライン
101 バイパス弁
102 開閉弁
110 溶媒液供給ライン
111 溶媒液回収ライン
112 溶媒液供給源
114 溶媒液温度センサ
115 フローサイト
121 第1温度センサ
122 第2温度センサ
125 信号発信機
Claims (32)
- 揮発性液体を昇圧するためのポンプに使用されるシールシステムであって、
バリア室およびポンプ側シール室を形成するスタッフィングボックスと、
前記バリア室内に配置されたメカニカルシールと、
前記ポンプ側シール室内の揮発性液体の圧力よりも高い圧力のバリアガスを前記バリア室内に供給するバリアガス供給システムを備え、
前記ポンプ側シール室は、前記ポンプの羽根車と前記メカニカルシールとの間に位置しており、
前記バリアガス供給システムは、前記バリア室内の圧力と、前記ポンプ側シール室内の圧力との差を一定に維持する圧力制御弁を備えている、シールシステム。 - 前記バリア室に接続された逃しラインと、
前記逃しラインに取り付けられた圧力逃し弁と、
前記逃しライン内の圧力が予め設定された圧力範囲から外れたときに、前記圧力逃し弁を開く弁アクチュエータをさらに備えている、請求項1に記載のシールシステム。 - 前記逃しライン内の圧力が前記圧力範囲から外れたときにポンプ停止信号を発する信号発信機を備えている、請求項2に記載のシールシステム。
- 前記逃しラインに接続された圧力アキュムレータをさらに備えている、請求項2または3に記載のシールシステム。
- 前記逃しラインに接続されたドレンポットと、
前記ドレンポット内の液面レベルを検出する液面検出器をさらに備えている、請求項2乃至4のいずれか一項に記載のシールシステム。 - 前記スタッフィングボックスは、前記メカニカルシールの大気側に位置する大気側シール室をさらに形成しており、
前記シールシステムは、前記大気側シール室内に配置された大気側非接触シールと、前記大気側シール室に連通するバリアガス流入ラインおよびバリアガス回収ラインをさらに備え、
前記バリアガス流入ラインは、前記バリアガス供給システムに接続されている、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のシールシステム。 - 前記大気側非接触シールは、前記ポンプの回転軸を囲むフローティングシールまたはラビリンスシールである、請求項6に記載のシールシステム。
- 前記スタッフィングボックスは、前記メカニカルシールの大気側に位置する大気側シール室をさらに形成しており、
前記シールシステムは、前記大気側シール室内に配置された大気側非接触シールと、前記大気側シール室に連通する溶媒液供給ラインおよび溶媒液回収ラインをさらに備えている、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のシールシステム。 - 前記大気側非接触シールは、前記ポンプの回転軸を囲むフローティングシールである、請求項8に記載のシールシステム。
- 前記バリア室内に設けられた室内非接触シールをさらに備えている、請求項1乃至9のいずれか一項に記載のシールシステム。
- 前記室内非接触シールはラビリンスシールである、請求項10に記載のシールシステム。
- 前記バリアガス供給システムは、前記バリア室に面するバリアガス供給口を有しており、
前記室内非接触シールは、前記バリアガス供給口の大気側に位置している、請求項10または11に記載のシールシステム。 - 前記ポンプ側シール室内に配置されたポンプ側非接触シールをさらに備えている、請求項1乃至12のいずれか一項に記載のシールシステム。
- 前記ポンプ側非接触シールは、前記ポンプの回転軸を囲むフローティングシールまたはラビリンスシールである、請求項13に記載のシールシステム。
- 前記メカニカルシールは、互いに接触する第1回転側シールリングおよび第1静止側シールリングと、互いに接触する第2回転側シールリングおよび第2静止側シールリングを備えたダブルメカニカルシールである、請求項1乃至14のいずれか一項に記載のシールシステム。
- 前記第1静止側シールリングの温度を測定する第1温度センサと、前記第2静止側シールリングの温度を測定する第2温度センサをさらに備えている、請求項15に記載のシールシステム。
- 揮発性液体を昇圧するためのポンプシステムであって、
回転軸と、
前記回転軸に固定された羽根車と、
前記羽根車が収容されたケーシングと、
バリア室およびポンプ側シール室を形成するスタッフィングボックスと、
前記バリア室内に配置されたメカニカルシールと、
前記ポンプ側シール室内の揮発性液体の圧力よりも高い圧力のバリアガスを前記バリア室内に供給するバリアガス供給システムを備え、
前記ポンプ側シール室は、前記羽根車と前記メカニカルシールとの間に位置しており、
前記バリアガス供給システムは、前記バリア室内の圧力と、前記ポンプ側シール室内の圧力との差を一定に維持する圧力制御弁を備えている、ポンプシステム。 - 前記バリア室に接続された逃しラインと、
前記逃しラインに取り付けられた圧力逃し弁と、
前記逃しライン内の圧力が予め設定された圧力範囲から外れたときに、前記圧力逃し弁を開く弁アクチュエータをさらに備えている、請求項17に記載のポンプシステム。 - 前記逃しライン内の圧力が前記圧力範囲から外れたときにポンプ停止信号を発する信号発信機を備えている、請求項18に記載のポンプシステム。
- 前記逃しラインに接続された圧力アキュムレータをさらに備えている、請求項18または19に記載のポンプシステム。
- 前記逃しラインに接続されたドレンポットと、
前記ドレンポット内の液面レベルを検出する液面検出器をさらに備えている、請求項18乃至20のいずれか一項に記載のポンプシステム。 - 前記スタッフィングボックスは、前記メカニカルシールの大気側に位置する大気側シール室をさらに形成しており、
前記ポンプシステムは、前記大気側シール室内に配置された大気側非接触シールと、前記大気側シール室に連通するバリアガス流入ラインおよびバリアガス回収ラインをさらに備え、
前記バリアガス流入ラインは、前記バリアガス供給システムに接続されている、請求項17乃至21のいずれか一項に記載のポンプシステム。 - 前記大気側非接触シールは、前記回転軸を囲むフローティングシールまたはラビリンスシールである、請求項22に記載のポンプシステム。
- 前記スタッフィングボックスは、前記メカニカルシールの大気側に位置する大気側シール室をさらに形成しており、
前記シールシステムは、前記大気側シール室内に配置された大気側非接触シールと、前記大気側シール室に連通する溶媒液供給ラインおよび溶媒液回収ラインをさらに備えている、請求項17乃至21のいずれか一項に記載のポンプシステム。 - 前記大気側非接触シールは、前記回転軸を囲むフローティングシールである、請求項24に記載のポンプシステム。
- 前記バリア室内に設けられた室内非接触シールをさらに備えている、請求項17乃至25のいずれか一項に記載のポンプシステム。
- 前記室内非接触シールはラビリンスシールである、請求項26に記載のポンプシステム。
- 前記バリアガス供給システムは、前記バリア室に面するバリアガス供給口を有しており、
前記室内非接触シールは、前記バリアガス供給口の大気側に位置している、請求項26または27に記載のポンプシステム。 - 前記ポンプ側シール室内に配置されたポンプ側非接触シールをさらに備えている、請求項17乃至28のいずれか一項に記載のポンプシステム。
- 前記ポンプ側非接触シールは、前記回転軸を囲むフローティングシールまたはラビリンスシールである、請求項29に記載のポンプシステム。
- 前記メカニカルシールは、互いに接触する第1回転側シールリングおよび第1静止側シールリングと、互いに接触する第2回転側シールリングおよび第2静止側シールリングを備えたダブルメカニカルシールである、請求項17乃至30のいずれか一項に記載のポンプシステム。
- 前記第1静止側シールリングの温度を測定する第1温度センサと、前記第2静止側シールリングの温度を測定する第2温度センサをさらに備えている、請求項31に記載のポンプシステム。
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