WO2016117188A1 - 回転機械システム - Google Patents

Abstract

　圧縮機（１０）と、ガスシールモジュール（４０Ａ）と、ガスシールモジュール（４０Ａ）と圧縮機（１０）とを接続する接続配管（７２）と、を備え、圧縮機（１０）は、内部をガス（Ｇ）が流れるケーシング（１１）と、ケーシング（１１）の内外を貫通し、回転自在に設けられた回転軸（１２）と、ケーシング（１１）と回転軸（１２）との間に設けられ、ケーシング（１１）内のガス（Ｇ）よりも高い圧力のシールガス（Ｇｓ）により作動流体を封止するガスシール部（３０）と、を備え、ガスシールモジュール（４０Ａ）は、接続配管（７２）に送り込むシールガス（Ｇｓ）が流れるモジュール管部（４４）と、ガスシール部（３０）に供給するシールガス（Ｇｓ）の圧力を調整する圧力調整弁（４１）と、圧力調整弁（４１）を制御する制御部（４２Ａ）と、を備え、接続配管（７２）は、モジュール管部（４４）よりも配管径が太く（内径が大きく）なっている。

Description

回転機械システム

　本発明は、回転機械システムに関する。
　本願は、２０１５年１月２３日に出願された特願２０１５－０１１６６６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　遠心圧縮機等の回転機械において、ケーシングに回転可能に設けられた回転軸の回転力を入力または出力するため、端部がケーシングの外部に突出した回転軸がある。この場合、回転軸と、ケーシングに形成されて回転軸がケーシング内外を貫通する軸挿通孔との間隙からの、ケーシング内の作動流体のケーシング外への流出、および外部からケーシング内への異物等の侵入を防ぐ必要がある。そこで、回転軸とケーシングとの間に、ガスシール部が設けられる。

　ガスシール部は、回転環と静止環とを備える。回転環は、回転軸の外周部に回転軸と一体に設けられている。静止環は、ケーシングに固定され、回転環に対して回転軸の軸方向に対向するよう設けられている。静止環は、コイルバネ等によって、回転環に向けて押圧されている。これにより、回転機械が停止している状態では、静止環と回転環とが互いに突き当たっている。また、回転環における静止環に対向する表面には、螺旋状の溝が形成されている。回転機械が作動し、回転軸が回転すると、螺旋状の溝によって回転環と静止環との間にシールガスが導入される。このガスの圧力により、静止環が、コイルバネの付勢力に抗して回転軸の軸方向に沿って押圧される。この結果、回転環と静止環との間に微少な隙間が形成される。この隙間を通して回転機械の機内側から機外側に向けてシールガスを流すことで、回転軸とケーシングとの間のシールがなされる。この場合、シールガスの圧力が、回転機械の機内および機外の圧力よりも高くなるようにしている。

　このようなガスシール部において、回転環と静止環との隙間を通って回転機械の機内側から機外側に向かって流れたシールガスは、ケーシングに接続されたベント（煙突）を通して外部に排出される。
　ベントには、回転機械以外の機器から排出されるガス等が送り込まれ、シールガスとともに外部に排出されることがある。また、ガスの種類によっては、ベントの出口近傍でガスが燃焼されることがある。ベントに回転機械以外の機器からガス等が送り込まれたり、ガスが燃焼されると、ベント内の圧力が上昇する。ベント内の圧力が機内圧力よりも高まると、回転環と静止環との隙間において、シールガスが逆流してしまう。すると、回転環と静止環とが衝突してガスシール部が損傷してしまうこともある。

　特許文献１には、ガスシール部からベントに漏れたガスの流量を検出する流量スイッチを備える構成が開示されている。これにより、ガスシール部の破損により作動ガスが漏れ、ベントにおけるガスの流量が増えた場合に、異常を検出する。

　しかしながら、特許文献１に開示された構成は、ベントからガスシール部にシールガスが逆流する等して、ガスシール部が破損したことを異常として検出するものである。すなわち、シールガスの逆流自体を抑え、ガスシール部の破損を回避するものではない。

　そこで、回転機械の機内、および機外のベントの圧力よりも、ガスシール部におけるシールガスの圧力が確実に高い状態に維持されるよう、シールガスの圧力の制御を実行するのが通常である。

特許第３９７９０９１号公報

　ところで、シールガスをガスシール部に送り込む供給ラインを構成する配管内においては、圧力損失が生じる。シールガスの供給源側からベント内の圧力および回転機械の機内圧力よりも高い圧力でシールガスを送り出しても、供給ラインにおける圧力損失により、シールガスがガスシール部に到達したときにはシールガスの圧力が低下してしまう。
　また、ベントを通して排出されるベント内におけるガス圧は、回転機械以外の機器から送り込まれるガスや、ベント内におけるガスの燃焼によって変動する。この変動を加味しても、ガスシール部におけるシールガスの圧力を高く維持できるようにする必要がある。
　そこで、配管をなるべく太くし、圧力損失を抑え、シールガスの圧力を高く維持している。しかし、配管が太くなればなるほどコストが上昇してしまう。

　また、生じる圧力損失の大きさは、配管径、配管レイアウト、圧縮機内の作動流体の圧力等の条件に応じて様々に変動し得る。そこで、実際には、回転機械を設置するごとに、その設置位置における各種の条件に応じて、最適な配管径を設定する必要があり、これには手間とコストがかかる。
　本発明は、シールガスの逆流を抑えつつ、シールガスを供給するための配管コスト、設計コスト、設計の手間を抑えることのできる回転機械システムを提供する。

　この発明の第一の態様に係る回転機械システムは、ガスシール部を有した回転機械と、前記回転機械に接続されて前記ガスシール部にシールガスを供給するガスシール装置と、前記ガスシール部と前記ガスシール装置とを接続する接続配管と、を備え、前記回転機械は、内部を作動流体が流れるケーシングと、前記ケーシングの内外を貫通し、回転自在に設けられた回転軸と、前記ケーシングと前記回転軸との間に設けられ、前記ケーシング内の前記作動流体よりも高い圧力のシールガスにより前記作動流体を封止する前記ガスシール部と、を備え、前記ガスシール装置は、前記接続配管に送り込む前記シールガスが流れるシールガス供給管と、前記シールガス供給管に設けられ、前記ガスシール部に供給する前記シールガスの圧力を調整する圧力調整弁と、前記シールガスの圧力に応じて前記圧力調整弁を制御する制御部と、を備え、前記接続配管は、前記シールガス供給管よりも配管径が太くなっている。
　このように、接続配管の配管径が、シールガス供給管よりも太くなっている。これにより、接続配管における圧力損失を抑えることができる。また、接続配管のみを太くすればよいので、コスト上昇を抑えることができる。
　その一方で、接続配管よりも上流側のガスシール装置においては、シールガス供給管を太くする必要がない。したがって、ガスシール装置では、回転機械システムごとにシールガス供給管の太さを設定する必要がなく、シールガス供給管の太さを一定とすればよい。

　また、本発明の第二の態様に係る回転機械システムでは、上記第一の態様における前記接続配管と前記シールガス供給管との間、および前記接続配管と前記接続配管が前記ケーシングに接続されるポート接続口との間の少なくとも一方に、前記接続配管側から内径が漸次縮径する継手部が設けられていてもよい。
　これにより、接続配管とシールガス供給管との間、接続配管とポート接続口との間で、シールガスの流路断面積が不連続に変化するのを抑え、圧力損失を抑えることができる。

　また、本発明の第三の態様に係る回転機械システムは、上記第一又は二の態様の前記制御部は、前記ガスシール装置で前記ガスシール部に供給する前記シールガスの圧力変化量が所定の閾値以上であるときに、前記圧力調整弁の開度を増大させるようにしてもよい。
　このように、ガスシール装置で供給するシールガスの供給圧力を増加させるときには、圧力調整弁の開度を一時的に増大させるようにした。これにより、シールガスの流量が増え、供給圧力を変化させたときの応答性を高めることができる。そして、ガスシール装置で供給するシールガスの供給圧力の増加を停止させるときには、圧力調整弁の開度の一時的な増大を停止することによって、シールガスの使用量を抑えることができる。

　また、本発明の第四の態様に係る回転機械システムは、上記第一から第三のうちのいずれかの態様の前記接続配管の配管径は、前記接続配管における圧力損失が予め定めた所定値以下となっていてもよい。
　このようにして、接続配管における圧力損失を確実に抑えることができる。

　上記の回転機械システムによれば、シールガスの逆流を確実に抑えつつ、シールガスをガスシール部に供給する配管径を最小限に抑え、シールガスを供給するための配管コスト、設計コスト、設計の手間を抑えることが可能となる。

本実施形態における回転機械の一例としての圧縮機を備えた回転機械システムの概略構成を示す図である。 第一実施形態における圧縮機に設けられたガスシール部の構成を示す図である。 第一実施形態における接続管部の変形例の構成を示す図である。 第二実施形態における圧縮機に設けられたガスシール部の構成を示す図である。 第二実施形態における圧力調整弁の開度変化の例を示す図である。

　以下、添付図面を参照して、本発明による回転機械システムを実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

（第一実施形態）
　図１は、本実施形態における回転機械の一例としての圧縮機を備えた回転機械システムの概略構成を示す図である。
　図１に示すように、回転機械システム１は、圧縮機（回転機械）１０と、圧縮機１０を駆動する駆動源としてのタービン２０と、圧縮機１０にシールガスＧｓを供給するガスシールモジュール（ＧＳＭ：ガスシール装置）４０Ａと、を備えている。

　圧縮機１０は、例えば遠心圧縮機であり、ケーシング１１内に、回転軸１２と、回転軸１２と一体に回転して作動流体であるガスＧを圧縮するインペラ等の圧縮部（図示無し）と、を備えている。圧縮機１０の吸込側において、回転軸１２がケーシング１１の端部を貫通して外方に突出する部分に、ガスシール部３０が設けられている。

　図２は、第一実施形態における圧縮機１０に設けられたガスシール部３０の構成を示す図である。
　図２に示すように、ガスシール部３０は、回転環３１と、静止環３２と、機内側ラビリンスシール３３と、を備える。

　回転環３１は、回転軸１２の外周部に回転軸１２と一体に設けられている。回転軸１２の外周部には、筒状のシャフトスリーブ３５が固定されている。シャフトスリーブ３５の機内Ａ側（図２において左方）の端部３５ａには、外周側に延びるホルダー部３６が設けられている。ホルダー部３６において、機外Ｂ側（図２において右方）には、回転環３１を保持する保持凹部３６ａが設けられている。
　回転環３１は、円環状で、保持凹部３６ａに嵌め込まれて保持されている。回転環３１において、静止環３２に対向する表面３１ｆには、螺旋状の溝（図示無し）が設けられている。

　静止環３２は、ケーシング１１側に設けられている。ケーシング１１には、回転軸１２の端部がケーシング１１の内外を貫通して挿通される軸挿通孔１１ｈが設けられている。
　この軸挿通孔１１ｈの内周面に、円環状のリテーナ３７が設けられている。リテーナ３７において、機内Ａ側には、静止環３２を保持する保持凹部３７ａが設けられている。保持凹部３７ａには、静止環３２が、回転軸１２の軸方向にスライド移動可能に設けられている。保持凹部３７ａ内には、静止環３２とリテーナ３７との間に、静止環３２を機内Ａ側に向けて付勢するコイルバネ３８が設けられている。

　回転環３１と静止環３２とは、回転軸１２の軸方向において互いに対向するよう設けられている。静止環３２は、コイルバネ３８によって、回転環３１に向けて押圧されている。

　ケーシング１１には、軸挿通孔１１ｈの内周面に開口するシールガス供給ポート１５が設けられている。シールガス供給ポート１５は、回転軸１２の軸方向において、回転環３１と機内側ラビリンスシール３３との間に形成されている。

　シールガス供給ポート１５には、シールガス供給路１７が接続されている。シールガス供給路１７は、圧縮機１０の吐出側から、圧縮機１０で圧縮したガスＧの一部をシールガスＧｓとしてシールガス供給ポート１５に供給する。

　ケーシング１１には、軸挿通孔１１ｈの内周面に開口するベント排出ポート１６が設けられている。ベント排出ポート１６は、回転軸１２の軸方向において、回転環３１よりも機外Ｂ側に形成されている。
　ベント排出ポート１６には、ベント（煙突；ベント部）１８が接続されている。ガスシール部３０から外部に流出したシールガスＧｓを、ベント１８を介して外部に放出する。このベント１８には、圧縮機１０以外に、他の機器が接続されている。

　このようなガスシール部３０において、圧縮機１０が停止している状態では、静止環３２と回転環３１とが互いに突き当たっている。
　圧縮機１０が運転している状態では、シールガスＧｓを、シールガス供給路１７、シールガス供給ポート１５を通して、ケーシング１１の軸挿通孔１１ｈと回転軸１２との間の空間に導入する。圧縮機１０が作動し、回転軸１２が回転すると、回転環３１の表面３１ｆに形成された螺旋状の溝により、回転環３１の外周側から回転環３１と静止環３２との間にシールガスＧｓが導入される。このシールガスＧｓの圧力により、静止環３２が、コイルバネ３８の付勢力に抗して回転軸１２の軸方向に沿って機外Ｂ側に押圧されると、回転環３１と静止環３２との間に微少なシール隙間Ｓが形成される。シールガスＧｓは、シール隙間Ｓを通り、機外Ｂ側に向かって流れる。このようにして、機内Ａ側から機外Ｂ側に向けてシールガスＧｓを流すことで、回転軸１２とケーシング１１との間のシールがなされる。
　また、シールガスＧｓが、回転環３１および静止環３２側から、機内側ラビリンスシール３３と回転軸１２との間を通って機内Ａ側に流れるようになっている。これにより、機内Ａ側から、異物等が回転環３１と静止環３２とのシール隙間Ｓに混入するのを防ぐ。

　ガスシールモジュール４０Ａは、シールガス供給路１７を通してケーシング１１内に送り込んだシールガスＧｓが、ガスシール部３０において逆流するのを防ぐため、シールガスＧｓの圧力が機内Ａ側よりも高くなるよう調整する。
　このガスシールモジュール４０Ａは、圧力調整弁４１と、圧力調整弁４１の開度を制御する制御部４２Ａと、ガスシールモジュール４０Ａ内に設けられてシールガス供給路１７の一部を形成するモジュール管部（シールガス供給管）４４と、を備える。

　圧力調整弁４１は、モジュール管部４４に設けられている。圧力調整弁４１は、弁体４１ｖと、弁駆動部４１ｄと、を備えている。弁体４１ｖは、シールガス供給路１７内に設けられ、弁駆動部４１ｄにより駆動されることで、シールガス供給路１７の流路面積を増減させる。圧力調整弁４１は、その弁体４１ｖの開度を弁駆動部４１ｄで変動させることで、シールガス供給路１７を通してケーシング１１内に供給されるシールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂを調整する。弁駆動部４１ｄは、制御部４２Ａによりその作動が制御される。

　制御部４２Ａは、シールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂと、機内圧力Ｐ２とに基づいて、圧力調整弁４１の弁駆動部４１ｄを制御する。
　シールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂは、シールガス供給路１７に設けられたシールガス圧力センサＳ１Ａにより検出される。機内圧力Ｐ２は、ガスシール部３０および機内側ラビリンスシール３３よりもケーシング１１の機内Ａ側に設けられた機内圧力センサＳ２により検出される。

　シールガス圧力センサＳ１Ａおよび機内圧力センサＳ２は、差圧計４３Ａに接続されている。差圧計４３Ａは、シールガス供給路１７を通してケーシング１１内に供給されるシールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂと、ケーシング１１の機内圧力Ｐ２との機内差圧ＰＤＴ１（＝Ｐ１ｂ－Ｐ２）を検出する。検出された機内差圧ＰＤＴ１を示す信号は、制御部４２Ａに送信される。

　制御部４２Ａは、圧縮機１０の作動中、予め定めた一定時間ごとに、差圧計４３Ａで検出した機内差圧ＰＤＴ１を取得する。

　検出した機内差圧ＰＤＴ１が、予め定めた下限閾値以上かつ上限閾値未満である場合、シールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂが、機内圧力Ｐ２よりも十分に高いので、圧力調整弁４１の開度は変動させず、そのまま運転を続行する。

　また、検出された機内差圧ＰＤＴ１が予め定めた下限閾値未満であった場合には、シールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂが、機内圧力Ｐ２よりも十分に高くないので、圧力調整弁４１の開度を増大させる。すると、シールガス供給路１７を通してケーシング１１内に供給されるシールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂが上昇する。その結果、シールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂと、機内圧力Ｐ２との機内差圧ＰＤＴ１が増加する。
　ここで、機内差圧ＰＤＴ１が予め定めた下限閾値未満であった場合に、圧力調整弁４１の開度を増大させるが、その開度の変化量は、例えば機内差圧ＰＤＴ１の大きさに応じて予め定めた設定開度変化量としてもよい。また、一回の演算ごとに、圧力調整弁４１の開度を一定量だけ増大させるようにしてもよい。

　また、検出した機内差圧ＰＤＴ１が、予め定めた上限閾値を越えていた場合には、シールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂが、機内圧力Ｐ２よりも高すぎ、機内Ａに流れ込むシールガス流量が増え、圧縮機１０で圧縮するガスＧの流量が減少してしまう。そこで、制御部４２Ａは、圧力調整弁４１の開度を減少させる。

　このようにして、シールガス圧力センサＳ１Ａで検出したシールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂと、機内圧力センサＳ２で検出した機内圧力Ｐ２とに基づいて、制御部４２Ａで圧力調整弁４１の開度を調整することで、ケーシング１１内のガスシール部３０におけるシールガスＧｓの圧力Ｐ１ａを、常に機内圧力Ｐ２よりも高い状態に維持することができる。
　これにより、ガスシール部３０から圧縮機１０の機内に向けてのシールガスＧｓの逆流を抑える。

　ここで、シールガス供給路１７において、ガスシールモジュール４０Ａと圧縮機１０のケーシング１１とを接続する接続管部７０Ａには、ケーシング１１の外周面に設けられてシールガス供給ポート１５に連通するポート接続口（接続口部）７１Ａと、１本以上（図２の例では１本であり、複数本の場合には互いに連結されている）の接続配管７２とが設けられている。

　接続配管７２は、一端がポート接続口７１Ａに接続され、他端がガスシールモジュール４０Ａのモジュール管部４４に接続されている。
　この接続配管７２は、その配管径がモジュール管部４４よりも太く、即ち、内径が大きなっている。より詳しくは、接続配管７２は、接続配管７２における圧力損失が予め定めた所定値以下となっている。
　ここで、接続配管７２における圧力損失ΔＰは、次式（１）で表される。

　上式（１）において、λ：摩擦損失係数、Ｌ：接続配管７２の長さ、Ｄ：接続配管７２の内径、ρ：シールガスＧｓの密度、ｖ：シールガスＧｓの平均流速である。
　また、接続配管７２の断面積Ｓは、
　　Ｓ＝πＤ^２／４　　　　・・・（２）
であり、ｍ：体積流量とすると、
　　ｖ＝ｍ／Ｓ　　　　・・・（３）
である。
　上式（２）、（３）から、
　　ｖ＝４ｍ／πＤ^２　　　　・・・（４）
となる。上式（４）を式（１）に代入すると、次式（５）のように表され、圧力損失ΔＰは、接続配管の内径Ｄの５乗に反比例する。

　すなわち、接続配管７２における圧力損失ΔＰは、上式（５）のようになる。したがって、上式（５）に基づき、接続配管７２における圧力損失ΔＰが予め定めた所定値以下となるように、接続配管７２の内径Ｄを設定する。

　接続配管７２は、図２においては直管状をなしているが、実際には、圧縮機１０の周囲の各種機器の配置等に応じ、これらの機器との干渉を避けるように適宜曲げられて設けられている。また、接続配管７２の長さは、圧縮機１０とガスシールモジュール４０Ａとの設置間隔に応じて定まり、例えば２０～３０ｍに及ぶことがある。

　上述したような回転機械システム１によれば、接続配管７２の内径が、ガスシールモジュール４０Ａ側のシールガス供給路１７よりも大きくなっている。これにより、接続配管７２における圧力損失を抑えることができる。また、接続配管７２のみを太くすればよいので、コスト上昇を抑えることができる。
　その一方で、接続配管７２よりも上流側のガスシールモジュール４０Ａにおいては、モジュール管部４４を太くする必要がない。したがって、ガスシールモジュール４０Ａでは、回転機械システム１ごとに、モジュール管部４４の太さを設定する必要がなく、モジュール管部４４の太さを一定とすればよい。その結果、ガスシールモジュール４０Ａを汎用性の高いユニットとし、その設計の手間、および設計コストを抑えることができる。また、モジュール管部４４を太くする必要がないので、ガスシールモジュール４０Ａの低コスト化、小型化を図ることもできる。
　このようにして、シールガスの逆流を抑えつつ、シールガスを供給するための配管コスト、設計コスト、設計の手間を抑えることが可能となる。

（第一実施形態の変形例）
　上記第一実施形態においては、接続配管７２の内径が、ガスシールモジュール４０Ａ側のシールガス供給路１７よりも太く設定されている。そして、接続配管７２とモジュール管部４４との接続部、接続配管７２とポート接続口７１Ａとの接続部において、流路断面積が不連続に変化している。
　これに対し、図３に示すように、接続配管７２とモジュール管部４４との間、およびポート接続口７１Ａの少なくとも一方に、継手管７５を設けてもよい。継手管（継手部）７５は、接続配管７２側からモジュール管部４４，ポート接続口７１Ａ側に向けて、その内径が漸次縮径し、接続配管７２の内周面とモジュール管部４４の内周面部との間の段差を滑らかに形成している。このようにすると、シールガス供給路１７において、流路断面積が不連続に変化するのを抑え、圧力損失を抑えることができる。

（第二実施形態）
　次に、本発明にかかる回転機械システムの第二実施形態について説明する。なお、以下に説明する第二実施形態においては、ガスシールモジュール４０Ａにおける制御方法が上記第一実施形態と異なるのみであり、回転機械システム１の構成については上記第一実施形態と共通する。そこで、上記第一実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
　図１に示したように、この実施形態の回転機械システム１は、圧縮機１０と、タービン２０と、ガスシールモジュール（ガスシール装置）４０Ｂと、を備えている。

　図４は、第二実施形態における圧縮機１０に設けられたガスシール部３０の構成を示す図である。
　図４に示すように、圧縮機１０は、ケーシング１１内に、回転軸１２と、圧縮部（図示無し）と、を備えている。圧縮機１０の吸込側において、回転軸１２がケーシング１１の端部を貫通して外方に突出する部分に、ガスシール部３０が設けられている。

　ガスシールモジュール４０Ｂは、シールガス供給路１７を通してケーシング１１内に送り込んだシールガスＧｓが、ガスシール部３０において逆流するのを防ぐため、シールガスＧｓの圧力が機内Ａ側よりも高くなるよう調整する。
　このガスシールモジュール４０Ｂは、圧力調整弁４１と、圧力調整弁４１の開度を制御する制御部４２Ｂと、ガスシールモジュール４０Ｂ内に設けられてシールガス供給路１７の一部を形成するモジュール管部４４と、を備える。

　制御部４２Ｂは、シールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂと、機内圧力Ｐ２と、ベント１８内のベント圧力Ｐ３とに基づいて、圧力調整弁４１の弁駆動部４１ｄを制御する。
　シールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂは、シールガス供給路１７に設けられたシールガス圧力センサＳ１Ａにより検出される。機内圧力Ｐ２は、ガスシール部３０および機内側ラビリンスシール３３よりもケーシング１１の機内Ａ側に設けられた機内圧力センサＳ２により検出される。ベント圧力Ｐ３は、ベント１８内に設けられたベント圧力センサＳ３により検出される。

　シールガス圧力センサＳ１Ａおよび機内圧力センサＳ２は、差圧計４３Ａに接続されている。差圧計４３Ａは、シールガス供給路１７を通してケーシング１１内に供給されるシールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂと、ケーシング１１の機内圧力Ｐ２との機内差圧ＰＤＴ１（＝Ｐ１ｂ－Ｐ２）を検出する。検出された機内差圧ＰＤＴ１を示す信号は、制御部４２Ｂに送信される。

　制御部４２Ｂは、圧縮機１０の作動中、予め定めた一定時間ごとに、差圧計４３Ａで検出した機内差圧ＰＤＴ１を取得する。

　検出した機内差圧ＰＤＴ１が、予め定めた下限閾値以上かつ上限閾値未満である場合、シールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂが、機内圧力Ｐ２よりも十分に高いので、圧力調整弁４１の開度は変動させず、そのまま運転を続行する。

　また、検出された機内差圧ＰＤＴ１が予め定めた下限閾値未満であった場合には、シールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂが、機内圧力Ｐ２よりも十分に高くないので、圧力調整弁４１の開度を増大させる。すると、シールガス供給路１７を通してケーシング１１内に供給されるシールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂが上昇する。その結果、シールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂと、機内圧力Ｐ２との機内差圧ＰＤＴ１が増加する。

　図５は、第二実施形態における圧力調整弁の開度変化の例を示す図である。
　ここで、制御部４２Ｂでは、シールガスＧｓの供給流量の増加量をモニタリングするため、一定時間ごとに、ベント圧力センサＳ３で検出されるベント１８内のベント圧力Ｐ３の増加量を算出する。制御部４２Ｂでは、ベント圧力Ｐ３に代えて、シールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂの増加量を算出するようにしてもよい。
　図５に示すように、ベント圧力Ｐ３の圧力上昇量が、所定の閾値を超えたら、圧力調整弁４１の開度を、１以上の係数αで乗算し、目標開度よりも大きくなるように圧力調整弁４１を開く。

　その後、ベント圧力Ｐ３の圧力上昇量が、所定の閾値を下回ったら、圧力調整弁４１の開度を１以上の係数αで乗算するのを停止させ、圧力調整弁４１の開度を目標開度に合わせる。

　また、検出した機内差圧ＰＤＴ１が、予め定めた上限閾値を越えていた場合には、シールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂが、機内圧力Ｐ２よりも高すぎ、機内Ａに流れ込むシールガス流量が増え、圧縮機１０で圧縮するガスＧの流量が減少してしまう。そこで、制御部４２Ｂは、圧力調整弁４１の開度を減少させる。

　このようにして、シールガス圧力センサＳ１Ａで検出したシールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂと、機内圧力センサＳ２で検出した機内圧力Ｐ２とに基づいて、制御部４２Ｂで圧力調整弁４１の開度を調整することで、ケーシング１１内のガスシール部３０におけるシールガスＧｓの圧力Ｐ１ａを、常に機内圧力Ｐ２よりも高い状態を維持する。これにより、ガスシール部３０から圧縮機１０の機内に向けてのシールガスＧｓの逆流を抑える。

　上述した回転機械システム１によれば、接続配管７２をガスシールモジュール４０Ｂ側のシールガス供給路１７よりも太くしたことにより、接続配管７２における圧力損失を抑えることができる。しかし、接続配管７２を太くしたことで、ガスシールモジュール４０Ｂで供給するシールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂを変化させたときの応答が低下してしまう。そこで、この実施形態では、ガスシールモジュール４０Ｂで供給するシールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂを増加させるときには、圧力調整弁４１の開度を一時的に増大させるようにした。これにより、シールガスＧｓの流量が増え、供給圧力Ｐ１ｂを変化させたときの応答性を高めることができる。そして、ガスシールモジュール４０Ｂで供給するシールガスＧｓの供給圧力Ｐ１ｂの増加を停止させるときには、圧力調整弁４１の開度の増大を停止させるようにしたので、シールガスＧｓの使用量を抑えることができる。

（その他の実施形態）
　本発明の回転機械システムは、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
　例えば、ガスシール部３０の構成は、適宜変更することが可能である。
　また、ガスシール部３０は、圧縮機１０の吸込側に設けるようにしたが、これに限らない。ガスシール部３０を、圧縮機１０の吐出側に設けてもよく、その場合、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
　これ以外にも、例えば圧縮機１０、回転機械システム１の全体構成は、いかなる構成であってもよい。

　上記の回転機械システムによれば、シールガスの逆流を確実に抑えつつ、シールガスをガスシール部に供給する配管径を最小限に抑え、シールガスを供給するための配管コスト、設計コスト、設計の手間を抑えることが可能となる。

　１　　回転機械システム
　１０　　圧縮機
　１１　　ケーシング
　１１ｈ　　軸挿通孔
　１２　　回転軸
　１５　　シールガス供給ポート
　１６　　ベント排出ポート
　１７　　シールガス供給路
　１８　　ベント
　２０　　タービン
　３０　　ガスシール部
　３１　　回転環
　３１ｆ　　表面
　３２　　静止環
　３３　　機内側ラビリンスシール
　３５　　シャフトスリーブ
　３５ａ　　端部
　３６　　ホルダー部
　３６ａ　　保持凹部
　３７　　リテーナ
　３７ａ　　保持凹部
　３８　　コイルバネ
　４０Ａ，４０Ｂ　　ガスシールモジュール
　４１　　圧力調整弁
　４１ｄ　　弁駆動部
　４１ｖ　　弁体
　４２Ａ，４２Ｂ　　制御部
　４３Ａ　　差圧計
　４４　　モジュール管部
　７０Ａ　　接続管部
　７１Ａ　　ポート接続口
　７２　　接続配管
　７５　　継手管（継手部）
　Ａ　　機内
　Ｂ　　機外
　Ｇ　　ガス
　Ｇｓ　　シールガス
　Ｓ　　シール隙間
　Ｓ１Ａ　　シールガス圧力センサ
　Ｓ２　　機内圧力センサ
　Ｓ３　　ベント圧力センサ

Claims (4)

1. 　ガスシール部を有した回転機械と、前記回転機械に接続されて前記ガスシール部にシールガスを供給するガスシール装置と、前記ガスシール部と前記ガスシール装置とを接続する接続配管と、を備え、
   　前記回転機械は、
   　内部を作動流体が流れるケーシングと、
   　前記ケーシングの内外を貫通し、回転自在に設けられた回転軸と、
   　前記ケーシングと前記回転軸との間に設けられ、前記ケーシング内の前記作動流体よりも高い圧力のシールガスにより前記作動流体を封止する前記ガスシール部と、
   を備え、
   　前記ガスシール装置は、
   　前記接続配管に送り込む前記シールガスが流れるシールガス供給管と、
   　前記シールガス供給管に設けられ、前記ガスシール部に供給する前記シールガスの圧力を調整する圧力調整弁と、
   　前記シールガスの圧力に応じて前記圧力調整弁を制御する制御部と、を備え、
   　前記接続配管は、前記シールガス供給管よりも配管径が太くなっている回転機械システム。
2. 　前記接続配管と前記シールガス供給管との間、および前記接続配管と前記接続配管が前記ケーシングに接続されるポート接続口との間の少なくとも一方に、前記接続配管側から内径が漸次縮径する継手部が設けられている請求項１に記載の回転機械システム。
3. 　前記制御部は、前記ガスシール装置で前記ガスシール部に供給する前記シールガスの圧力変化量が所定の閾値以上であるときに、前記圧力調整弁の開度を増大させる請求項１または２に記載の回転機械システム。
4. 　前記接続配管の配管径は、前記接続配管における圧力損失が予め定めた所定値以下となっている請求項１から３のいずれか一項に記載の回転機械システム。

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