KR101984346B1

KR101984346B1 - 왕복식 압축기，압력 패킹 및 방법

Info

Publication number: KR101984346B1
Application number: KR1020157001468A
Authority: KR
Inventors: 카를로스 알프레도 트레비노; 빈 케이 두; 토마슈 토마셰프스키; 제프리 알렌 레이날
Original assignee: 누보 피그노네 에스알엘
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2019-05-30
Also published as: CN104541057B; CA2876407C; US20160138584A1; RU2621847C2; JP6097387B2; MX360080B; JP2015522746A; EP2885539B1; MX2014015800A; RU2014150264A; WO2013191571A1; ES2881680T3; AU2012382994B2; EP2885539A1; PL2885539T3; AU2012382994A1; CN104541057A; KR20150040859A; CA2876407A1; BR112014031830B1

Abstract

본 발명은 피스톤 로드 관통 보어(48)를 갖춘 케이스(46)를 포함하는 왕복식 압축기(10)의 피스톤 로드(24)용 압력 패킹(38)에 관한 것이다. 케이스 내부의 격실(52)이 관통 보어(48)와 일치하며, 격실(52)은 적어도 피스톤 로드(24)의 일 행정만큼 긴 축방향 길이(54)를 갖는다.

Description

왕복식 압축기，압력 패킹 및 방법{RECIPROCATING COMPRESSOR，PRESSURE PACKING，AND METHOD}

본 발명은 전체적으로 왕복식 압축기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 왕복식 압축기용 압력 패킹에 관한 것이다.

왕복식 압축기 프레임은 통상, 크랭크 케이스, 크로스헤드(crosshead) 가이드, 디스턴스 피스, 및 실린더를 포함한다. 크랭크 케이스 내부의 오일 윤활식의 베어링 장착 크랭크 샤프트가 내연 기관과 같은 원동기에 연결된 입력 샤프트에 의해 회전된다. 크로스헤드 가이드에 미끄럼 이동 가능하게 장착된 크로스헤드와 크랭크 샤프트 사이에서 연결 로드가 연장된다. 크로스헤드 가이드는 크랭크 샤프트의 회전 운동을 크로스 헤드에서의 왕복 선형 운동으로 변환하도록 크로스헤드와 연결 로드를 안내한다. 아래에 추가로 설명되는 디스턴스 피스가 크로스헤드 가이드와 실린더의 사이에 배치되며, 크로스헤드에 연결된 피스톤 로드가 디스턴스 피스를 관통하여 실린더 내부의 피스톤까지 연장된다. 실린더 본체에 마련된 제 1 일방향 밸브에 의해 흡입 행정 동안 공정 가스가 실린더 내부로 인출될 수 있으며, 실린더 본체에 마련된 다른 일 방향 밸브에 의해 공정 가스가 기설정된 압력에 도달하면 실린더에서 빠져나갈 수 있다. 이러한 방식으로, 공정 가스, 예를 들어, 천연 가스가 사용, 추가의 처리, 및/또는 이송을 위해 압축될 수도 있다.

통상의 디스턴스 피스는 피스톤 로드 둘레에서 연장되어 압축기의 실린더와 피스톤 및 로드 조립체를 밀봉하는 압력 패킹을 포함한다. 또한, 크랭크 케이스측으로부터 피스톤 로드에 남아 있는 윤활제를 제거하기 위해 피스톤 로드 와이퍼가 디스턴스 피스에 포함될 수도 있다.

디스턴스 피스는 크랭크 단부측과 실린더 사이의 분리 거리를 제공하여 압축기 윤활제와 공정 가스 사이의 교차 오염을 방지하도록 구성될 수도 있다. 보다 구체적으로는, 디스턴스 피스 내부에는 피스톤 로드 와이퍼에 접촉되는 왕복식 피스톤 로드 부분이 패킹 본체에 유입되는 것을 방지하기에 충분한 길이를 갖는 격실이 구성될 수도 있다. 또한, 윤활제가 압력 패킹을 향해 이동하는 것을 방지하기 위해 오일 슬링거(slinger)가 격실의 피스톤 로드에 포함될 수도 있다.

추가의 밀봉 제어 및 교차 오염 방지를 위해, 디스턴스 피스에 전술한 안쪽 격실 그리고 구획 시일을 포함하는 구획 벽에 의해 안쪽 격실과 분리되어 있는 바깥쪽 격실이 제공될 수도 있다. 그외 다른 유형의 제어 구성의 실시가 또한 가능할 수도 있으며, 예를 들어, 안쪽 및/또는 바깥쪽 디스턴스 피스는 밀봉 용기로 배기된 비활성 가스를 퍼지 처리하도록 구성될 수도 있다. 다른 예로서, 냉각제 및/또는 윤활제가 바깥쪽 격실의 압력 패킹에 별개로 제공될 수도 있다.

사용되는 디스턴스 피스의 유형, 예를 들어, 단일 격실이나 안쪽/바깥쪽 격실 그리고 디스턴스 피스 및/또는 압력 패킹이, 예를 들어, 퍼징(purging), 통기(venting) 등에 의해 관리되는 방식에 의해 왕복식 압축기에 의해 압축될 수도 있는 공정 가스의 유형이 결정될 수도 있다(예를 들어, 본 명세서에 참조로서 인용되고 있는, 미국 석유 협회 ISO 13631에 공개된 "석유, 화학 및 가스 산업 서비스용 왕복식 압축기, API 표준 618, 및/또는 오일 및 가스 생산 서비스용의 패키지형 왕복식 압축기의 사양(Reciprocating Compressor for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services, API Standard 618, and/or Specification for Packaged Reciprocating Compressors for Oil and Gas Production Services)" 참조). 예를 들어, 일반적으로 황화 수소가 없는 천연 가스, 이른바 스위트 가스는 단일 격실의 왕복식 압축기에 의해 압축될 수도 있다. 반면에, 상당량의 황화 수소를 포함하는 천연 가스, 이른바, 사우어 가스 및 그외 다른 위험한 것으로 여겨지는, 부식성의 또는 그외 다른 유독성 가스는 보통, 2개의 격실을 갖춘 디스턴스 피스를 포함하는 왕복식 압축기에 의해 압축되어야 한다. 이러한 압축기는 추가로 디스턴스 피스와 실린더 조립체 사이의 압력 패킹의 퍼징 및 통기를 필요로 할 수도 있다.

공정 가스가 스위트 가스에서 사우어 가스로 변하는 위치에 왕복식 압축기가 사용되면, 공정 가스의 추가 제어가 가능하도록 하기 위해 압축기를 2개의 격실을 갖춘 디스턴스 피스를 포함하도록 재구성할 필요가 있다. 이러한 변경을 위해서는 보통, 압축기 구성 요소를 이러한 변경을 수용하도록 개조하거나 교체할 필요가 있으며, 예를 들어, 2개의 격실을 갖춘 디스턴스 피스의 제 2 격실을 수용할 수 있도록 피스톤 로드의 길이를 증가시켜야 한다. 또한 종종 왕복식 압축기의 전체 밑넓이가 영향을 받으며, 따라서, 압축기의 둘레에 배치된 구성 요소를 변경하기 위해서는 추가의 시간 및 비용 투자가 요구된다. 이러한 변경은 시간 소모적이며 비용이 많이 들 뿐만 아니라 보통 실행이 어렵고, 압축기에 도입되는 추가 구성 요소로 인해 기계적으로 더 복잡해지고 따라서 압축기에서 누출과 같은 오류가 발생할 가능성이 높아진다.

왕복식 압축기, 특히, 왕복식 압축기가 상이한 유형의 가스를 압축하도록 보다 신속하게 변환될 수 있도록 하며, 수리가 더 용이하게 이루어질 수 있도록 하고, 신뢰성이 더 높으며 누출 위험이 덜한 압력 패킹이 필요하다.

예시적인 일 실시예에 따르면, 왕복식 압축기의 피스톤 로드용 압력 패킹은 피스톤 로드 관통 보어를 구비한 케이스를 포함한다. 케이스 내부의 격실이 관통 보어와 일치하며, 격실은 적어도 상기 피스톤 로드의 일 행정만큼 긴 축방향 길이를 갖는다.

예시적인 다른 실시예에 따르면, 왕복식 압축기는 피스톤 로드와, 피스톤 로드 둘레의 압력 패킹과, 디스턴스 피스(distance piece)를 포함한다. 압력 패킹은 적어도 부분적으로 디스턴스 피스의 내부에 배치된다. 제 1 격실이 압력 패킹으로부터 피스톤 로드의 표면을 따라 누출되는 공정 가스를 수용하도록 구성되며, 압력 패킹 내부의 제 2 격실이 피스톤 로드 상의 윤활제가 제 1 격실에 유입되는 것을 방지하도록 구성된다.

예시적인 또 다른 실시예에 따르면, 단일 격실을 갖춘 디스턴스 피스를 갖는 스위트 가스(sweet gas) 왕복식 압축기를 사우어 가스(sour gas) 왕복식 압축기로 변환시키는 방법은, 압축기의 피스톤 로드의 적어도 일 행정만큼 긴 축방향 길이를 갖는 격실을 갖는 압력 패킹을 디스턴스 피스의 내부로 삽입하여, 디스턴스 피스 내의 단일 격실이 공정 가스를 수용하기 위한 제 1 격실로서 기능하고 압력 패킹 내의 격실이 교차 오염을 방지하기 위한 제 2 격실로서 기능하게 하는 단계와, 압력 패킹이 삽입되는 경우 디스턴스 피스로부터 제 1 격실로 개방된 출구를 갖는 압력 패킹 내의 통로까지 가스 라인을 연결시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 상이한 유형의 가스 압축을 위한 신속한 변환이 가능하며, 수리가 용이하고, 신뢰성이 높으며, 누출 위험이 적은 압력 패킹을 갖춘 왕복식 압축기를 제공할 수 있다.

도 1은 예시적인 실시예의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 예시적인 실시예의 확대 절개도이다.
도 3은 도 1에 도시된 실시예의 압력 패킹의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 압력 패킹의 분해도이다.
도 5는 도 1에 도시된 예시적인 실시예의 압력 패킹 및 디스턴스 피스의 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 예시적인 실시예의 압력 패킹 및 디스턴스 피스의 절개 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 예시적인 실시예의 압력 패킹이 설치된 디스턴스 피스의 절개 단부도이다.
도 8은 도 7의 디스턴스 피스의 단면도이다.
도 9는 도 7의 디스턴스 피스의 단부도이다.
도 10은 도 7의 디스턴스 피스의 다른 단부도이다.

본 명세서에 포함되어 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 하나 이상의 실시예를 도시한 것으로서, 이들 실시예는 첨부 도면을 참조하여 아래에 설명된다.

예시적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 아래에 설명된다. 서로 다른 도면에서, 동일한 도면 부호가 동일하거나 유사한 구성 요소를 지시하도록 사용된다. 본 발명이 아래의 상세한 설명에 의해 제한되는 것은 아니며, 대신, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 아래의 실시예가, 간명성을 위해, 왕복식 압축기 시스템의 구조 및 전문 용어에 관해 설명되고 있긴 하지만, 이하 설명되는 실시예가 예시의 시스템으로만 제한되는 것은 아니며 그외 다른 시스템에 적용될 수도 있다.

명세서 전체에 걸쳐 "일 실시예(one embodiment)" 또는 "실시예(embodiment)"는 실시예와 연관되어 설명되는 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 개시되고 있는 주제의 적어도 일 실시예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 명세서 전체에 걸쳐 다양한 장소에서 사용되고 있는 문구 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"가 동일한 실시예를 의미하여야 할 필요는 없다. 또한, 특정한 특징, 구조 또는 특성이 하나 이상의 실시예에서 어느 적당한 방식으로 조합될 수도 있다.

도 1에는 본 발명에 따른 왕복식 압축기(10)의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 압축기(10)의 프레임은 크랭크 샤프트(14)가 내부에 회전 가능하게 장착된 크랭크 케이스(12)를 포함한다. 압축기(10)는 압축기 섹션이 크랭크 케이스(12)로부터 양 방향으로 연장되는 2개의 스로우(throw) 구성이다. 당 업계의 숙련자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 그외 다른 실시예에서는 한 개, 네 개, 여덟 개 등의 다른 개수의 스로우가 포함될 수도 있다. 각각의 압축기 섹션은 내부에 크로스 헤드(22)가 미끄럼 이동 가능하게 배치된 크로스 헤드 가이드(16)를 포함한다. 크랭크 샤프트(14)와 크로스 헤드(22)의 사이에서 연결 로드(18)가 연장된다. 피스톤 로드(24)가 크로스 헤드(22)로부터 디스턴스 피스(26)를 통해 실린더(28) 내부의 피스톤(32, 34)까지 연장된다. 실린더(28)는 압축 사이클의 흡입 및 압축 단계 동안 실린더의 작동 공간 내외부로의 공정 가스의 유동을 허용하도록 구성된 밸브(36)를 포함한다.

도 2의 확대 절개도에 도시된 바와 같이, 압축기(10)는 디스턴스 피스(26)의 공동(42)으로부터 실린더(28) 내부로 연장되는 압력 패킹(38)을 포함한다. 이러한 압력 패킹(38)은 도 3 및 도 4에 상세히 도시되어 있다. 압력 패킹(38)은 피스톤 로드 관통 보어(48)를 구비한 케이스(46) 그리고 관통 보어(48)와 일치하도록 케이스(46)의 내부에 마련되는 격실(52)을 포함한다. 압력 패킹(38)은 또한, 케이스(46)의 일 단부에, 배수구(56)(도 3)를 갖춘 와이퍼 본체(58)(도 4)를 구비한 피스톤 로드 와이퍼(54) 그리고 복수의 와이퍼 링(62)(도 4)을 포함한다. 압력 패킹(38)은 또한, 케이스(46)의 타단부에, 복수의 패킹 본체(64a 내지 64f)를 포함하며, 각각의 패킹 본체는 관통 보어(48)의 둘레에 복수의 피스톤 로드 밀봉 링(66)을 구비한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 패킹 본체(64)를 통해 연장되는 타이 로드(tie rod:68)에 의해 패킹 본체(64a 내지 64f)와 링(66)이 케이스(46)에 고정된다. 유사하게, 와이퍼 본체(58)가 도 4에 추가로 도시된 바와 같이 체결부(72)에 의해 케이스(46)에 연결된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 패킹 본체(64a)와 제 2 패킹 본체(64b)의 사이에 패킹 링(74)이 제공된다. 아래에 추가로 설명되는 바와 같이, 가스 통로(76)가 패킹 케이스(46)로부터 제 1 패킹 본체(64a)를 통해 패킹 링(74)의 내부로 연장된다. 이러한 가스 통로(76)는 링(74)의 오리피스(78)에서 종결된다.

도 5 및 도 6에는 압축기(10)가 압축기(10)의 내부에 설치된 압력 패킹(38)과 함께 상세히 도시되어 있다. 압력 패킹(38)은 피스톤 로드(24)의 둘레에서 연장되어, 케이스(46)의 홀(82)과 제 1 패킹 본체(64a)의 플랜지(84)의 홀(86)을 통해 연장되는 나사형 볼트(88)에 의해 디스턴스 피스(26)에 연결된다.

도 5에서 알 수도 있는 바와 같이, 압축기(10)는 디스턴스 피스(26)의 내부에 격실(102)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 격실(102)은 압력 패킹(38)의 외부면과 디스턴스 피스(26)의 내부면(108)에 의해 형성된다. 디스턴스 피스(26) 내부의 격실(102)과 패킹 케이스(46) 내부의 격실(52)은 전술한 바와 같은 2개의 격실을 갖춘 디스턴스 피스의 장점을 제공할 수도 있다. 그러나, 디스턴스 피스에 의해 형성되는 2개의 격실을 구비한 종래 기술의 압축기와 달리, 압축기(10)는 격실 중 하나가 압력 패킹(38)의 내부에 제공되는 이중 격실 기능성을 제공할 수도 있다. 이러한 특징 및 아래에 더 상세히 설명되는 그외 다른 특징으로 인해, 단지 압력 패킹 변경에 의해 압축기(10)가 상이한 유형의 가스를 압축하도록 용이하게 변환될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 격실(52)은 패킹 본체(64b, 64c)와 디스턴스 피스(26)에 의해 형성되는 제 1 격실(102)에 대한 제 2 격실로서 기능할 수도 있다. 따라서, 제 1 격실(102)이 패킹 링(74)으로부터 누출되는 공정 가스를 수용하도록 구성될 수도 있는 경우, 제 2 격실(52)은 압축기 윤활제와 공정 가스의 교차 오염을 방지하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 격실(52)의 축방향 길이(55)가 피스톤 로드(24)의 행정보다 길게 형성됨으로써, 와이퍼(54)에 접촉되는 피스톤 로드(24)의 부분이 패킹 본체(64)에 유입되는 것을 방지할 수도 있다. 또한, 피스톤 로드(24)에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(24) 상의 윤활제가 패킹 본체(64)로 이동하는 것을 방지하기 위해 오일 슬링거(98)가 제공될 수도 있다.

도 5에 추가로 도시된 바와 같이, 제 2 격실(52)은 제 1 패킹 본체(64a)에 의해 제 1 격실(102)로부터 밀봉된다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 1 패킹 본체(64a)는 격실(102)과 격실(52) 사이의 밀봉력을 증대시키기 위한 추가의 패킹 링(74)을 포함할 수도 있다.

도 5 내지 도 7에 추가로 도시된 바와 같이, 케이싱(46) 상의 끼움부(112)와 디스턴스 피스(26) 상의 끼움부(116)가 튜빙(114)에 의해 연결되어, 압력 패킹(38)의 내부에서 압축기(10)의 외부까지 이어지는 다양한 통로가 형성될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 퍼지 가스 통로(76)가 압력 패킹(38)의 내부에서 패킹 링(74)의 오리피스(78)까지 연장된다. 압축기(10)의 작동 동안, 질소와 같은 비활성 퍼지 가스가 통로(76)를 통해 제 1 격실(102)로 운반될 수도 있다. 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 압축기(10)의 외부와 압력 패킹(38)의 사이에서 연장되는 튜빙에 의해 그외 다른 통로가 제공될 수도 있다. 예를 들어, 윤활제 통로(122)(도 7 및 도 9)가 디스턴스 피스(26)의 외부로부터 공동(42)을 통해 패킹 케이스(46)와 패킹 본체(64a 내지 64e) 내부의 통로(도시하지 않음)로 연장되어 패킹 본체(64e)의 윤활유 오리피스(124)(도 3)까지 연장될 수도 있다. 이러한 특징에 의해 윤활제가 패킹 본체(64a 내지 64e)와 피스톤 로드(24) 사이의 마찰을 감소시키기 위한 적소에 적용되도록 할 수도 있다. 유사하게, 한 쌍의 통기 통로(126)(도 7 및 도 9)가 각각 제 1 격실(102) 또는 제 2 격실(52)의 하나 이상의 오리피스(도시하지 않음)까지 연장될 수도 있다. 각각의 통기 통로(126)가, 예를 들어, 퍼지 가스, 공정 가스, 및/또는 윤활제를 디스턴스 피스(26)의 외부에 배치된 처리 용기(도시하지 않음)로 배기시키도록 사용될 수도 있다.

도 7 내지 도 10에는 압축기(10)의 디스턴스 피스(26)가 도시되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 디스턴스 피스(26)는 제 1 격실(102)용 배수구(118)를 포함할 수도 있다. 디스턴스 피스(26)는 또한, 와이퍼(54)(도 3)의 배수구(56) 및 크로스헤드 가이드로부터의 윤활제를 수용하기 위한 배수구(120)를 포함할 수도 있다. 또한, 디스턴스 피스(26)는 윤활제, 비활성 가스, 그리고 누출 공정 가스 또는 이들의 혼합물을 압축기 외부의 안전한 위치로 제거하기 위한 제 2 격실(52)용의 패킹 케이스 통기/배수구(126)를 포함할 수도 있다.

도 3으로부터 알 수도 있는 바와 같이, 압력 패킹(38)은 단일체형 서브-조립체로 존재하며, 따라서 압축기(10)로의 설치 동안 용이하게 수동 취급 가능하다. 압력 패킹(38)은 원래부터 마련되는 장비로서 마련될 수도 있으며, 또는 단일 격실을 갖춘 디스턴스 피스가 원래 형성되어 있는 압축기가 이중 격실의 기능성을 갖춘 구성으로 용이하게 변환될 수 있도록 하는 개조 부품으로서 마련될 수도 있다.

예를 들어, 압력 패킹(38)의 개조 부품의 설치는 디스턴스 피스(26)로부터 측면 커버(94)(도 2)를 제거하는 단계와, 피스톤 로드(24)로부터 크로스 헤드 너트(96)(도 2)를 제거하는 단계, 피스톤 로드(24)를 실린더(28)를 향해 미끄럼 이동시키는 단계, 그리고 기존 압력 패킹(도시하지 않음)을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 이후, 도 5에 도시된 바와 같이, 압력 패킹(38)은 디스턴스 피스(26)에 삽입될 수도 있다. 도 5에 도시된 실시예에서, 패킹 케이스 볼트 홀(82)과 플랜지(84)용 볼트 홀(86)이 디스턴스 피스(26)의 나사형 홀(92)과 정렬된다. O-링(70) 및 가스켓(80)이 각각 디스턴스 피스(26) 및 실린더(28)와 정합된다. 나사형 볼트(88)가 홀(82, 86)을 통해 삽입되어 디스턴스 피스(26)의 나사형 홀(92)과 나사 체결 정합되어 압력 패킹(38)을 디스턴스 피스(26)에 고정한다. 도시하지 않은 그외 다른 실시예에서, 압축기(10) 내부에 압력 패킹(38)을 고정하기 위한 그외 다른 다양한 수단이 채용될 수도 있으며, 예를 들어, 압력 패킹(38)이 체결부에 의해 실린더(28)에 부착될 수도 있고, 또는 다른 예로서, 제 1 패킹 본체 상의 플랜지(84)가 디스턴스 피스(26) 상의 나사산과 정합될 수도 있다. 압력 패킹(38)의 관통 보어(48)가 피스톤 로드 축선(25)과 동축이 된 후, 피스톤 로드(24)가 압력 패킹(38)을 통해 크로스 헤드(22)와 정합되도록 역방향으로 미끄럼 이동할 수도 있으며, 크로스 헤드 너트(96)가 피스톤 로드(24)에 연결될 수도 있다.

선택적으로 제공되는 구성 요소인 오일 슬링거(98)가 전체 링 또는 분할 링 구성으로 제공될 수도 있다. 설치는 패킹 본체(64a)로부터 케이스(46)를 분리하는 단계 및 오일 슬링거(98)를 피스톤 로드(24)에 고정하는 단계를 포함할 수도 있다. 도 5에 도시된 실시예에서, 격실(52)은 오일 슬링거(98)가 압축 작동 동안 격실(52)의 단부와 접촉하는 것을 방지하기에 충분한 축방향 길이(54)를 갖는다. 디스턴스 피스(26)에 볼트 체결된 압력 패킹에 의해, 케이싱(46) 상의 끼움부(112)(도 6)와 디스턴스 피스(26) 상의 끼움부(116)(도 6)의 사이에서 연장되는 튜빙 섹션(114)이 설치될 수도 있다.

작동 동안, 패킹 본체(64a 내지 64f)와 피스톤 로드 밀봉 링(66)이 실린더(28)의 외부로의 공정 가스의 유동을 방지할 수도 있다. 제 1 격실(102)에 수용된 밀봉 링(66)을 통하여 누출되는 공정 가스는 제 1 격실의 출구인 오리피스(78)를 구비한 제 1 가스 통로(76)를 통하여 유동하는 비활성 가스에 의해 퍼징 처리된다. 이후, 공정 가스와 조합된 퍼지 가스, 예를 들어, 사우어 가스가 통로(126) 중 하나를 통해 지정된 처리 용기로 배기될 수도 있다. 또한, 제 1 패킹 본체(64a)에 의해 제 1 격실로부터 밀봉되는 제 2 격실(52)은, 와이퍼(54)에 접촉되는 피스톤 로드의 부분이 패킹 본체(66)에 유입되지 않기 때문에 그리고 또한 오일 슬링거(98)가 제 2 격실(52) 외부의 오염 윤활제의 이동을 방지하기 때문에, 오일이 공정 가스와 교차 오염되는 것을 방지할 수도 있다. 이러한 방식으로, 단일 격실을 갖춘 디스턴스 피스를 구비한 압축기는 2개의 격실을 갖춘 디스턴스 피스가 장착된 압축기의 작동 특징을 제공할 수도 있으며, 따라서, 사우어 가스와 같은 위험하면서 부식성의 및/또는 유독성 가스와 사용하도록 변환될 수도 있다. 원래부터 있었던 디스턴스 피스(26)가 사용될 수도 있으므로, 압축기의 밑넓이 및 디스턴스 피스 끼움부(116)의 위치가 압축기(10)가 이중 격실 기능성을 제공하도록 개조되는 경우에도 변경되지 않은 채로 유지될 수도 있어, 향상된 편의 및 감소 비용을 제공할 수도 있다.

따라서, 도 11의 순서도에 도시된 바와 같은 예시적인 실시예에 따르면, 스위트 가스 왕복식 압축기가 단일 격실을 갖춘 디스턴스 피스를 구비하는 경우, 스위트 가스 왕복식 압축기를 사우어 가스 왕복식 압축기로 변환하기 위한 방법(1000)은 축방향 길이가 적어도 압축기의 피스톤 로드의 일 행정 만큼 긴 제 2 격실을 갖는 압력 패킹을 디스턴스 피스 내부로 삽입하여, 디스턴스 피스 내부의 격실이 공정 가스를 수용하기 위한 제 1 격실로서 기능하며 압력 패킹 내부의 격실이 교차 오염을 방지하기 위한 제 2 격실로서 기능하도록 하는 단계(1002), 그리고 압력 패킹이 디스턴스 피스에 의해 삽입되면 디스턴스 피스에서부터 제 1 격실에 개방된 출구를 갖춘 압력 패킹 내부의 가스 통로까지 가스 라인을 연결하는 단계(1004)를 포함할 수 있다.

전술한 실시예는 모든 관점에서 단지 예시를 위해 제공된 것으로서, 본 발명을 제한할 의도가 있는 것은 아니다. 이러한 모든 변형예 및 수정예는 아래의 특허청구범위에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위에 속하는 것으로 간주하여야 한다. 본 발명의 설명에 사용되고 있는 구성 요소, 작동 또는 지시 사항들은, 명백하게 설명되어 있지 않은 한, 본 발명의 중요한 또는 필수 구성인 것으로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에 사용되고 있는 바와 같은 관사 "a"는 하나 이상의 항목을 포함하는 것을 의미한다.

10: 압축기 24: 피스톤 로드
26: 디스턴스 피스 38: 압력 패킹
46: 케이스 48: 관통 보어
52: 격실 54: 축방향 길이

Claims

왕복식 압축기(10)의 피스톤 로드(24)용 압력 패킹(38)으로서,
피스톤 로드 관통 보어(48)를 갖는 케이스(46)와,
상기 케이스 내부에 위치되고 상기 관통 보어(48)와 일치하며, 상기 피스톤 로드(24)의 적어도 일 행정만큼 긴 축방향 길이(54)를 갖는 격실(52)을 포함하고,
상기 압력 패킹은,
복수의 패킹 본체와,
상기 복수의 패킹 본체 중 제 1 패킹 본체와 제 2 패킹 본체 사이의 패킹 링으로서, 상기 제 2 패킹 본체가 상기 제 1 패킹 본체에 대해 상기 격실(52)과 반대에 위치하는 것인 패킹 링과,
상기 케이스로부터 상기 제 1 패킹 본체를 통해 상기 패킹 링 내로 연장되고, 상기 패킹 링의 적어도 하나의 반경방향 오리피스에 의해 형성되는 출구를 갖는 가스 통로
를 더 포함하는 것인 압력 패킹.
제 1 항에 있어서, 상기 케이스는 상기 격실의 일 단부에 피스톤 로드 와이퍼를 포함하는 것인 압력 패킹.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 패킹 본체는 상기 관통 보어 둘레에 적어도 하나의 피스톤 로드 밀봉 링을 각각 갖는 것인 압력 패킹.
제 3 항에 있어서, 상기 패킹 본체 중 하나는 복수의 볼트 홀을 갖는 플랜지를 포함하며, 상기 케이스는 상기 플랜지 내의 상기 볼트 홀과 동축인 복수의 볼트 홀을 포함하는 것인 압력 패킹.
왕복식 압축기(10)를 위한 2개의 격실 조립체로서,
제 1 격실(102)을 갖는 디스턴스 피스(distance piece; 26)와,
상기 디스턴스 피스(26) 내부에 위치되고, 상기 왕복식 압축기의 피스톤 로드(24)의 적어도 일 행정만큼 긴 축방향 길이를 갖는 제 2 격실(52)을 포함하는 압력 패킹(38)과,
상기 디스턴스 피스(26)의 외부로부터 상기 압력 패킹(38)을 통해 상기 제 1 격실(102)까지 연장되는 가스 통로(76)를 포함하고,
상기 압력 패킹은 복수의 패킹 몸체를 더 포함하며,
상기 왕복식 압축기는,
상기 복수의 패킹 본체 중 제 1 패킹 본체와 제 2 패킹 본체 사이의 패킹 링으로서, 상기 제 2 패킹 본체가 상기 제 1 패킹 본체에 대해 상기 제 2 격실(52)과 반대에 위치하는 것인 패킹 링과,
상기 디스턴스 피스로부터 상기 압력 패킹 내로 상기 제 1 패킹 본체를 통해 상기 패킹 링 내로 연장되고, 상기 패킹 링의 적어도 하나의 반경방향 오리피스에 의해 형성되는 출구를 갖는 퍼지 가스 통로
를 더 포함하는 것인 격실 조립체.
왕복식 압축기(10)로서,
피스톤 로드(24)와,
상기 피스톤 로드(24)의 둘레의 압력 패킹(38)과,
상기 압력 패킹(38)이 적어도 부분적으로 내부에 배치되는 디스턴스 피스(26)와,
상기 압력 패킹(38)으로부터의 공정 가스를 수용하도록 구성되는 제 1 격실(102)과,
상기 피스톤 로드(24) 상의 윤활제가 상기 제 1 격실(102)에 유입되는 것을 방지하도록 구성되는 상기 압력 패킹(38) 내의 제 2 격실(52)을 포함하고,
상기 압력 패킹은 복수의 패킹 본체를 포함하며,
상기 왕복식 압축기는,
상기 복수의 패킹 본체 중 제 1 패킹 본체와 제 2 패킹 본체 사이의 패킹 링으로서, 상기 제 2 패킹 본체가 상기 제 1 패킹 본체에 대해 상기 제 2 격실(52)과 반대에 위치하는 것인 패킹 링과,
상기 디스턴스 피스로부터 상기 압력 패킹 내로 상기 제 1 패킹 본체를 통해 상기 패킹 링 내로 연장되고, 상기 패킹 링의 적어도 하나의 반경방향 오리피스에 의해 형성되는 출구를 갖는 퍼지 가스 통로
를 더 포함하는 것인 왕복식 압축기.
제 6 항에 있어서, 상기 피스톤 로드는 상기 제 2 격실 내의 오일 슬링거를 포함하는 것인 왕복식 압축기.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 압력 패킹은 상기 제 2 격실의 일 단부에 피스톤 로드 와이퍼 패킹을 포함하는 것인 왕복식 압축기.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 복수의 패킹 본체는 상기 피스톤 로드 둘레의 적어도 하나의 피스톤 로드 밀봉 링을 각각 갖는 것인 왕복식 압축기.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 복수의 패킹 본체 중 제 1 패킹 본체가 상기 제 1 격실로부터 상기 제 2 격실을 밀봉시키는 것인 왕복식 압축기.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 디스턴스 피스는 상기 제 1 격실에 대한 개구를 각각 갖는 통기 통로와 배수구를 더 포함하는 왕복식 압축기.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 격실은 상기 압력 패킹의 외부면과 상기 디스턴스 피스의 내부면에 의해 형성되는 것인 왕복식 압축기.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 디스턴스 피스는 단일 격실 디스턴스 피스인 것인 왕복식 압축기.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 디스턴스 피스는 복수의 나사형 홀을 포함하고, 상기 패킹 본체 중 적어도 하나는 복수의 볼트 홀을 갖는 플랜지를 포함하며, 상기 압력 패킹은 관통 보어를 갖는 케이스를 더 포함하고, 상기 케이스가 상기 플랜지의 상기 볼트 홀 및 상기 디스턴스 피스의 상기 나사형 홀과 동축인 복수의 볼트 홀을 포함하는 것인 왕복식 압축기.
제 14 항에 있어서, 상기 케이스의 상기 복수의 볼트 홀 각각을 통해 그리고 상기 플랜지의 상기 복수의 볼트 홀 각각을 통해 상기 디스턴스 피스의 상기 나사형 홀 각각의 내부로 각각 연장되는 복수의 나사형 볼트를 더 포함하는 왕복식 압축기.
제 15 항에 있어서, 상기 볼트는 상기 제 1 격실을 통해 연장되는 것인 왕복식 압축기.
제 11 항에 있어서, 와이퍼 본체가 배수구를 포함하며, 상기 디스턴스 피스는 상기 와이퍼 본체의 배수구에 대한 개구를 갖는 배수구를 포함하는 것인 왕복식 압축기.
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