WO2017169541A1 - ヒータ一体型フィルタ、及び、回転機械システム - Google Patents
ヒータ一体型フィルタ、及び、回転機械システム Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017169541A1 WO2017169541A1 PCT/JP2017/008844 JP2017008844W WO2017169541A1 WO 2017169541 A1 WO2017169541 A1 WO 2017169541A1 JP 2017008844 W JP2017008844 W JP 2017008844W WO 2017169541 A1 WO2017169541 A1 WO 2017169541A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- heater
- fluid
- filter
- casing
- filter body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D50/00—Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/08—Sealings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/70—Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
Definitions
- the present invention relates to a heater-integrated filter that generates seal gas used in a rotating machine, and a rotating machine system including the heater-integrated filter.
- a rotary machine such as a centrifugal compressor that compresses a process gas as a fluid may be provided with a gas seal device (for example, Patent Document 1) in order to suppress leakage of the process gas in the machine to the outside.
- the seal gas introduced into such a gas seal device may be generated using a part of the process gas from the compressor. In this case, by passing through a filter, foreign substances in the process gas are removed to obtain a seal gas. Furthermore, since it may be easy to liquefy depending on the composition of the process gas, the gas passing through the filter may be heated to a dew point temperature or higher by the heater.
- an object of the present invention is to provide a heater-integrated filter that can prevent an excessive increase in the temperature of the heater without relying on a decrease in output and can save space.
- the present invention relates to a heater-integrated filter that takes in a part of a fluid of a rotating machine or an external fluid and generates a seal gas for sealing the fluid in the rotating machine.
- the heater-integrated filter of the present invention includes a casing formed with a suction port that takes in a part of fluid or an external fluid from a rotating machine, and a discharge port that discharges the fluid or external fluid to the outside, and a suction port provided inside the casing.
- a filter body through which fluid from the mouth or external fluid passes, a heater provided between the filter body and the discharge port inside the casing, and a fluid flow path provided around the heater and through which the fluid or external fluid passes, Is provided.
- the heater in the present invention is provided so as to cover the filter main body from the outer peripheral side in a spiral line shape that twists from one of the axial lines toward the other in the circumferential direction of the filter main body.
- the diameter is 5 to 25 mm, and the width dimension of the fluid channel is in the range of 20 to 50 mm.
- the fluid (or external fluid) taken into the casing is passed through the filter body to remove foreign matters in the fluid, and then the temperature is raised by the heater. For this reason, the fluid can be discharged from the discharge port in a state where the fluid is maintained at a temperature equal to or higher than the dew point temperature. Therefore, the fluid discharged from the discharge port can be used as a sealing gas for sealing the fluid in the rotary machine.
- the seal gas is generated, a filter body and a heater-integrated filter that accommodates the heater integrally in the casing are used. For this reason, it is not necessary to provide separate spaces for installing the filter body and the heater.
- the heater can be easily installed, and the temperature of the fluid (or external fluid) that has passed through the filter body can be increased. Therefore, the effect of suppressing the condensation of the fluid can be enhanced, and by using the fluid discharged from the heater integrated filter as the sealing gas, the sealing effect in the rotary machine can be sufficiently exhibited.
- the diameter of the heater can be 6 to 25 mm, and the width dimension of the fluid flow path can be in the range of 25 to 45 mm. In the present invention, the diameter of the heater can be set to 7 to 20 mm, and the width dimension of the fluid channel can be set to a range of 30 to 40 mm.
- a plurality of protrusions can be provided on the wall surface defining the fluid flow path.
- a plurality of heaters may be provided in one fluid flow path.
- a plurality of heaters can be bundled and provided in one fluid flow path.
- fins can be provided around the heater.
- the filter main body has a cylindrical shape centered on the axis
- the suction port opens toward the inside of the filter main body on one side in the direction of the axis of the filter main body
- the heater opens the filter main body from the outer peripheral side. You may provide so that it may cover.
- fluid or external fluid
- this fluid is supplied to the inside of the filter body, and this fluid is supplied from the inside of the filter body in the radial direction of the filter body. Passes outward. Thereafter, this fluid is heated by a heater disposed on the outer peripheral side of the filter body. Then, the heated fluid becomes a seal gas and is discharged from the discharge port to the outside of the casing.
- the filter body By covering the filter body with the heater in this way, the fluid that has passed through the filter body can be brought into contact with the heater, and liquefaction due to a decrease in temperature of the discharged fluid can be suppressed. Therefore, by using the fluid discharged from the heater-integrated filter as the sealing gas, the sealing effect in the rotating machine can be sufficiently exhibited.
- the heater-integrated filter is disposed in the casing with a gap between the filter body and the heater between the filter body and the fluid from the filter body to the heater or external fluid.
- the partition member which interrupts
- the fluid that has passed through the filter body can be spread over a wider range within the casing, and the fluid that has passed through the filter body can be brought into contact with a wider range of the heater. Therefore, the contact area between the heater and the fluid can be increased, the temperature rising effect of the fluid can be increased, and the effect of suppressing the condensation of the fluid can be increased.
- the inner side heater provided between the partition member and the filter main body can further be provided.
- the temperature of the fluid (or external fluid) that has passed through the filter body in two stages can be raised by the inner heater and the (outer) heater. For this reason, it is not necessary to increase the size of the heater even when the temperature rise required for the fluid increases.
- the influence of the fluid temperature reduction when the fluid flows along the surface of the partition member can be reduced, and the temperature rise effect of the fluid can be improved.
- the fluid flows into the filter body in a state in which the liquid component is previously removed from the fluid (or external fluid) by the liquid separation unit. For this reason, the fluid containing the liquid component does not flow toward the heater. As a result, it is not necessary to raise the temperature of the liquid component in the fluid with the heater, and energy such as electric power necessary for the heater can be suppressed. For this reason, it leads to the power reduction of a heater integrated filter.
- by removing the liquid component in the fluid it is possible to prevent the pores of the filter main body from being blocked, and the particle collecting ability of the filter main body can be sufficiently exhibited. Moreover, the pressure loss at the time of a fluid passing through a filter main body can be reduced.
- a rotating machine according to the present invention is provided in a rotating machine through which a fluid flows, any of the above-described heater-integrated filters that generate a seal gas by taking a part of the fluid from the rotating machine or an external fluid, and the rotating machine. And a gas seal device that seals a fluid in a rotating machine with a seal gas.
- the rotating machine system of the present invention when the seal gas is generated, the filter main body and the heater integrated filter that accommodates the heater integrally in the casing are used. For this reason, it is not necessary to provide separate spaces for installing the filter body and the heater.
- the heater-integrated filter and the rotary machine system of the present invention it is possible to prevent an excessive temperature rise of the heater without depending on a decrease in output, and to save the space by integrally housing the filter body and the heater in the casing. Can be realized.
- FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram showing a compressor system in an embodiment of the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the heater integrated filter in the compressor system in this embodiment.
- FIG. 3 is a transverse sectional view showing a heater-integrated filter in the compressor system according to the present embodiment, and shows an AA section of FIG. 2. It is a figure which decomposes
- the compressor system 1 includes a compressor 2 that compresses a process gas PG as a fluid, a drive source 3 that drives the compressor 2, and a part of the process gas PG.
- a heater-integrated filter 10 that generates a certain seal gas SG and a gas seal device 4 to which the seal gas SG is supplied from the heater-integrated filter 10 are provided.
- the gas seal device 4 is provided in the compressor 2.
- the compressor system 1 can save the space of the heater-integrated filter 10, and measures are taken to prevent excessive temperature rise of the outer heater 13 and the inner heater 14 included in the heater-integrated filter 10.
- the compressor 2 is, for example, a centrifugal compressor, and is provided with a compressor casing 5 and a rotation that is covered with the compressor casing 5 and protrudes from the compressor casing 5 and rotates relative to the compressor casing 5.
- a shaft 6 and a compression unit 7 made of, for example, an impeller that rotates integrally with the rotation shaft 6 and compresses the process gas PG in the compressor casing 5 are provided.
- the process gas PG is sucked into the compressor casing 5 from one end side in the direction of the axis O of the rotary shaft 6, and the compressed process gas PG is discharged from the other end side.
- the drive source 3 is, for example, an electric motor, a steam turbine, or the like, and gives a rotational driving force for rotating the rotary shaft 6.
- the gas seal device 4 is provided at both shaft ends of the compressor casing 5 in the direction of the axis O of the rotating shaft 6 and is attached to the compressor casing 5 so as to cover the rotating shaft 6 from the outer periphery.
- the gas seal device 4 has a seal function that suppresses leakage of the process gas PG from the gap between the compressor casing 5 and the rotary shaft 6 by the seal gas SG generated by the heater-integrated filter 10.
- the heater-integrated filter 10 includes a cylindrical casing 11, a filter main body 12 accommodated in the casing 11, an outer heater 13 and an inner heater 14 that cover the filter main body 12 in the casing 11, and an outer side in the casing 11.
- a baffle plate 17 disposed between the heater 13 and the inner heater 14 and a mist separator 18 disposed at a lower portion in the casing 11 are provided.
- the casing 11, the outer heater 13, the inner heater 14, and the baffle plate 17 are preferably made of stainless steel, but may be made of carbon steel.
- the casing 11 has a bottomed cylindrical shape centered on the axis O1.
- an opening / closing lid 21 having a disc shape with the axis O1 as the center is provided at the upper part so that the inside of the casing 11 can be opened.
- the casing 11 is provided with a disk-shaped partition plate 22 that divides the internal space into two upper and lower spaces (upper space S1 and lower space S2) at an intermediate position in the direction of the axis O1.
- the opening / closing lid 21 is provided only on the upper portion, but the lower portion of the casing 11 may be opened by the opening / closing lid similarly.
- the casing 11 is provided with a suction port 23 for taking in the process gas PG.
- the suction port 23 includes a supply port portion 24 provided below the partition plate 22 in the casing 11 and a supply nozzle 25 extending upward from the partition plate 22.
- the supply port portion 24 protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the casing 11 below the position where the partition plate 22 in the casing 11 is provided, that is, below the one side of the axis O1.
- a first supply flow path 28 that extends in the radial direction of the casing 11, communicates with the inside and outside of the casing 11, and opens toward the lower space S ⁇ b> 2 is formed in the outer peripheral surface of the casing 11 and the supply port portion 24.
- the supply nozzle 25 has a tubular shape and extends upward coaxially with the axis O1 and opens toward the inside of the filter body 12 on one side of the filter body 12 in the direction of the axis O1.
- the supply nozzle 25 and the partition plate 22 are formed with a second supply channel 29 that penetrates vertically and communicates the upper space S1 and the lower space S2.
- the suction passage 27 for the process gas PG is formed by the first supply passage 28 and the second supply passage 29.
- the casing 11 is provided with a discharge port 31 for discharging the seal gas SG to the outside.
- the discharge port 31 is provided at the upper part of the casing 11 so as to protrude radially outward from the outer peripheral surface.
- a discharge flow path 32 that extends in the radial direction of the casing 11, communicates with the inside and outside of the casing 11, and opens toward the upper space S ⁇ b> 1 is formed in the outer peripheral surface of the casing 11 and the discharge port 31.
- the discharge port 31 and the discharge channel 32 are provided in the circumferential direction of the casing 11 at substantially the same position as the supply port unit 24 and the first supply channel 28.
- the seal gas SG is discharged from the discharge port 31, but it is difficult to clearly distinguish the process gas PG and the seal gas SG in the process of reaching the discharge port 31. Therefore, in the present embodiment, the process gas PG and the seal gas SG may be used synonymously.
- the casing 11 is provided with a vent 34 so as to protrude radially outward from the outer peripheral surface at a position substantially the same as the discharge port 31 in the vertical direction (in the direction of the axis O1) and away from the circumferential direction. It has been.
- a vent channel 35 extending in the radial direction of the casing 11 to communicate with the inside and outside of the casing 11 and opening toward the upper space S1 is formed in the outer peripheral surface of the casing 11 and the vent hole 34.
- a lower drain discharge port 38 is provided in the casing 11 so as to protrude further outward in the radial direction from the outer peripheral surface at a position lower than the position where the supply port portion 24 is provided.
- a lower discharge passage 39 that extends in the radial direction of the casing 11, communicates the inside and outside of the casing 11, and opens toward the lower space S2. From the lower discharge channel 39, the drain D accumulated in the lower part of the casing 11 can be discharged to the outside of the casing 11.
- the drain D consists of a liquid component removed from a process gas PG described later.
- an upper drain discharge port 36 is provided in the casing 11 so as to protrude outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the casing 11 above the first supply flow path 28.
- the upper discharge flow path that extends in the radial direction of the casing 11 and communicates with the inside and outside of the casing 11 and opens toward the upper space S1 at a position adjacent to the partition plate 22 is connected to the outer peripheral surface of the casing 11 and the upper drain discharge port 36. 37 is formed.
- the liquid component of the process gas PG may become drain D and accumulate on the upper portion of the partition plate 22 along the outer surfaces of the filter body 12 and the supply nozzle 25.
- the upper discharge channel 37 can discharge the drain D accumulated on the upper portion of the partition plate 22 to the outside of the casing 11.
- the lower drain level measurement port 41 is provided in the casing 11 so as to protrude outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the casing 11 at a position substantially the same as the lower drain discharge port 38 in the vertical direction and away from the circumferential direction. Is provided.
- a lower measurement channel 42 is formed that extends in the radial direction of the casing 11, communicates with the inside and outside of the casing 11, and opens toward the lower space S2. The amount (water level) of the drain D accumulated in the lower space S2 can be measured by the lower drain level measuring port 41.
- an upper drain level measurement port 43 is provided above the lower drain level measurement port 41 and below the partition plate 22 so as to protrude outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the casing 11.
- An upper measurement flow path 44 that extends in the radial direction of the casing 11 and communicates with the inside and outside of the casing 11 and opens toward the lower space S ⁇ b> 2 is formed in the outer peripheral surface of the casing 11 and the upper drain level measurement port 43. The amount (water level) of the drain D accumulated in the lower space S2 can also be measured by the upper drain level measuring port 43.
- the filter body 12 can be formed of heat-resistant fibers such as silicon carbide fibers, alumina fibers, and ceramic fibers, or fine stainless steel wires.
- the filter body 12 has a ceiling 47, a bottom floor 48, and a cylindrical portion 49, and has a bottomed cylindrical shape with the axis O1 as the center.
- the filter main body 12 is disposed in the upper space S1 coaxially with the axis O1 of the casing 11.
- the ceiling 47 is fixed to the opening / closing lid 21 via a mounting bracket 51 provided on the lower surface of the opening / closing lid 21. Further, the supply nozzle 25 passes through the bottom floor 48, and the supply nozzle 25 extends to a midway position in the vertical direction of the cylindrical portion 49, so that the second supply flow path 29 of the supply nozzle 25 becomes the filter body. 12 is opened toward the inside.
- the baffle plate 17 constituting the partition member of the present invention has a cylindrical shape, and is arranged in the upper space S1 so that the central axis thereof is coaxial with the axis O1 of the casing 11. Further, the baffle plate 17 has a radial gap between the inner peripheral surface of the casing 11 and the outer peripheral surface of the filter main body 12 so as not to come into contact therewith. It is arranged to be sandwiched between.
- the baffle plate 17 is integrally formed with an insertion hole 52A through which the mounting bracket 51 is inserted at the upper end thereof, and a mounting flange 52 having a disk shape centered on the axis O1.
- the mounting flange 52 is detachably attached to the lower surface of the opening / closing lid 21 with a fastener (not shown) such as a bolt.
- the outer heater 13 is provided so as to cover the outer peripheral surface of the baffle plate 17 inside the casing 11 and to cover the filter body 12 from the outer peripheral side.
- the outer heater 13 is a coil heater that is wound in a state of being separated from the outer peripheral surface of the baffle plate 17 and whose central axis is disposed coaxially with the axis O1. More specifically, the outer heater 13 is a spiral wire that twists from one side of the axis O1 of the filter body 12 toward the lower side as the other toward the one side in the circumferential direction of the cylindrical portion 49 of the filter body 12. It has a shape.
- the outer heater 13 may be in contact with the outer peripheral surface of the baffle plate 17 or may be in contact with the outer peripheral surface of the baffle plate 17 without contacting the outer peripheral surface of the baffle plate 17 as shown in FIGS. It may be arranged in a state where a gap is left, and may be fixed at any position inside the casing 11.
- the outer heater 13 has a connecting line portion 13A extending to the outside of the casing 11 through a through hole 11B communicating with the inside and outside of the casing 11 at the lower part of the upper space S1.
- the outer heater 13 is connected to a power supply device 15 attached to the outer peripheral surface of the casing 11 by a connecting line portion 13A.
- the outer heater 13 can raise the temperature of the process gas PG to a temperature 20 ° C. higher than the dew point temperature.
- the connecting line portion 13 ⁇ / b> A may be provided so as to penetrate the opening / closing lid 21.
- the power supply device 15 may be provided integrally with the opening / closing lid 21.
- the outer heater 13 is provided between the filter body 12 and the discharge port 31 inside the casing 11, and the baffle plate 17 is provided between the outer heater 13 and the filter body 12.
- the compressor system 1 of this embodiment includes an inner heater 14 in addition to the outer heater 13.
- the inner heater 14 is provided in the upper space S ⁇ b> 1 of the casing 11 between the baffle plate 17 and the filter body 12, away from the baffle plate 17 and the filter body 12.
- the inner heater 14 is a coil heater similar to the outer heater 13, and extends from one upper side of the axis O ⁇ b> 1 of the filter body 12 to the lower side of the filter body 12 toward one side in the circumferential direction of the cylindrical portion 49. It forms a spiral line that twists toward it. And it is connected to the power supply device 15 via the connecting line part 14A.
- mist separator 18 constituting the liquid separation unit of the present invention
- a cyclone type in which a spiral flow path is formed is employed as the mist separator 18 constituting the liquid separation unit of the present invention.
- the mist separator 18 is provided in the lower space S ⁇ b> 2 at a position adjacent to the partition plate 22 and at a position between the first supply channel 28 and the second supply channel 29 of the suction port 23. .
- the mist separator 18 removes liquid from the process gas PG flowing from the supply port 24 and stores the removed liquid (drain D) in the drain 11 ⁇ / b> A at the bottom of the casing 11.
- the liquid stored in the drain portion 11A is discharged to the outside of the casing 11 through the lower drain discharge port 38.
- the outer heater 13 and the inner heater 14 may be simply referred to as a heater.
- the outer heater 13 is provided in the outer fluid flow path 16 between the casing 11 and the baffle plate 17, and the inner heater 14 is disposed between the filter body 12 and the baffle plate 17. It is provided in the inner fluid channel 19. Therefore, the present inventors have studied to improve the degree of heat exchange between the heater and the process gas PG in order to suppress the temperature rise of the heater. Specifically, the dimensions of the outer heater 13 and the inner heater 14 and the width dimensions of the outer fluid channel 16 and the inner fluid channel 19 provided with the outer heater 13 and the inner heater 14 were varied as shown in FIG. The temperature of the heater surface was obtained by performing a simulation. The breakdown of each dimension is as shown in FIG. The uniform flow rate of the seal gas SG in the outer fluid channel 16 and the inner fluid channel 19 is about 10 m / s or less at maximum.
- the temperature of the heater is affected by the size of the flow path in which the heater is provided. More specifically, the flow rate is increased by narrowing the passage area of the seal gas SG. As a result, the degree of heat transfer is improved by improving the heat transfer coefficient, so that the heater temperature rise can be suppressed.
- the dimension of the flow path in which the outer heater 13 is provided and the width dimension of the flow path in which the inner heater 14 is provided are preferably 50 mm or less, and 45 mm. Or less, more preferably 40 mm or less.
- the width dimension of the flow path is preferably 20 mm or more, more preferably 25 mm or more, and further preferably 30 mm or more.
- the amount of the seal gas SG that can be supplied to the gas seal device 4 is also related to the dimensions (diameters) of the outer heater 13 and the inner heater 14.
- the required amount of the sealing gas SG can be supplied with the dimensions.
- the heater diameter is preferably 25 mm or less.
- the diameter of the heater is preferably in the range of 6 to 25 mm, more preferably 7 to 20 mm, in consideration of the supply amount of the seal gas SG and the reduction in space.
- FIGS. 7 (a) to (e) By manipulating the heater or flow channel configuration, a narrow flow channel can be created in a simulated manner.
- FIG. 7A by providing a plurality of protrusions 53 on the surface of one flow path (16, 19) in which the heaters 13 and 14 are arranged, the flow path (16, 19) is increased accordingly. Narrow.
- FIG. 7B by arranging a plurality of heaters 54 and 55 in one flow path (16, 19), the flow path is narrowed accordingly.
- FIG. 7A by providing a plurality of protrusions 53 on the surface of one flow path (16, 19) in which the heaters 13 and 14 are arranged, the flow path (16, 19) is increased accordingly. Narrow.
- FIG. 7B by arranging a plurality of heaters 54 and 55 in one flow path (16, 19), the flow path is narrowed accordingly.
- FIG. 7A by providing a plurality of protrusions 53 on the surface of one flow path (16, 19) in which the heaters 13 and
- the heaters 54 and 55 are arranged so as to be shifted in the radial direction. Further, in the example of FIG. 7C, the plurality of heaters 56 are bundled and arranged in one flow path (16, 19), thereby narrowing the flow path by that amount. Moreover, the example of FIG.7 (d) increases the heat transfer area as the whole heater 57 by providing the fin 58 around the heater 57 in one flow path (16, 19), and heat transfer rate is improved. Improve. Thereby, the temperature rise of the heater 57 can be prevented.
- the process gas PG from the compressor 2 taken in from the supply port portion 24 flows into the supply nozzle 25 via the mist separator 18 and from the supply nozzle 25. It flows into the filter body 12.
- the liquid in the process gas PG is removed, and the process gas PG flows into the supply nozzle 25 as a dry gas.
- the liquid to be removed falls downward in the casing 11 and is stored in the drain portion 11A.
- the process gas PG flowing out from the supply nozzle 25 and flowing into the filter main body 12 contacts the baffle plate 17 after passing through the filter main body 12 from the filter main body 12. Thereafter, the process gas PG flows downward through the gap between the cylindrical portion 49 of the filter body 12 and the baffle plate 17 so as to spread along the inner surface of the baffle plate 17.
- the process gas PG is reflected by the partition plate 22 and flows upward through the gap between the baffle plate 17 and the casing 11, and the temperature is raised by contacting the outer heater 13 and the inner heater 14 during this time. .
- the seal gas SG is discharged from the discharge flow path 32 (discharge port 31) to the outside of the casing 11.
- the process gas PG passes through the filter main body 12, and after the foreign matter in the process gas PG is first removed and cleaned, the temperature is raised by the outer heater 13 and the inner heater 14. For this reason, the process gas PG is discharged from the discharge port 31 as the seal gas SG in a state where the process gas PG is maintained at a temperature equal to or higher than the dew point temperature. Therefore, the sealing gas SG can be supplied as a dry gas to the gas sealing device 4 to seal the process gas PG in the compressor 2, and the operating efficiency of the compressor 2 can be improved.
- the heater integrated filter 10 that accommodates the filter body 12, the outer heater 13 and the inner heater 14 provided so as to cover the filter body 12 in the casing 11 is used. . For this reason, it is not necessary to provide separate spaces for installing the filter main body 12, the outer heater 13, and the inner heater 14, and space can be saved.
- the cylindrical filter main body 12 is provided, and the filter main body 12 is covered with the outer heater 13 and the inner heater 14, so that the process gas PG flowing from the inside of the filter main body 12 toward the outer side in the radial direction is supplied to the outer heater 13 and It is possible to suppress liquefaction due to a decrease in temperature of the discharged process gas PG (seal gas SG) in contact with the inner heater 14.
- the sealing effect in the compressor 2 can fully be exhibited by using the sealing gas SG in which liquefaction is suppressed.
- the baffle plate 17 is provided, so that the process gas PG that has passed through the filter body 12 does not go directly to the outer heater 13 and the discharge port 31, and the flow of the process gas PG is caused by the baffle plate 17. Once blocked. Therefore, the process gas PG passing through the filter body 12 along the wall surface of the baffle plate 17 flows so as to spread along the wall surface of the baffle plate 17, and the process gas PG exchanges heat with the inner heater 14. After going, it goes to the outer heater 13.
- the process gas PG can be spread over a wide range of the outer heater 13 and the inner heater 14, that is, over a wide range in the vertical direction.
- the temperature rising effect of the process gas PG can be enhanced by increasing the contact area between the outer heater 13 and the inner heater 14 and the process gas PG. That is, the process gas PG can be discharged from the discharge port 31 after exchanging heat with the outer heater 13.
- the mist separator 18 since the mist separator 18 is provided, the liquid component can be removed from the process gas PG in advance before the process gas PG flows into the filter body 12. For this reason, the process gas PG containing the liquid component does not flow toward the outer heater 13. As a result, it is not necessary to raise the temperature of the liquid in the process gas PG with the outer heater 13, and energy such as electric power required for the outer heater 13 can be suppressed. For this reason, the power of the heater integrated filter 10 is reduced. Furthermore, by removing the liquid component in the process gas PG, it is possible to suppress the liquid component from blocking the holes of the filter main body 12, and the particle collecting ability of the filter main body 12 can be sufficiently exhibited. Further, the pressure loss when the process gas PG passes through the filter body 12 can be reduced.
- the filter body 12 is fixed to the opening / closing lid 21 by a mounting bracket 51, and the baffle plate 17 (and the outer heater 13) is detachably attached to the opening / closing lid 21 by an attachment flange 52. Therefore, as shown in FIG. 4, only the filter main body 12 together with the opening / closing lid 21 can be extracted from the casing 11 only by removing the mounting flange 52 from the opening / closing lid 21 and removing the opening / closing lid 21 from the casing 11. Therefore, the filter main body 12 can be easily replaced.
- the baffle plate 17, the outer heater 13, and the inner heater 14 together with the mounting flange 52 can be easily extracted from the casing 11. it can.
- the outer heater 13 and the inner heater 14 are provided coaxially with the filter body 12, the gaps between the outer heater 13 and the inner heater 14 and the filter body 12 can be made uniform in the circumferential direction. it can. Therefore, the process gas PG that has passed through the filter main body 12 is uniformly circulated through the gap between the outer heater 13 and the heat exchange between the process gas PG and the outer heater 13 and the inner heater 14 is efficient. Can be done automatically.
- the baffle plate 17 is not necessarily provided. That is, the filter main body 12 and the outer heater 13 provided so as to cover the filter main body 12 may be accommodated in the casing 11.
- the temperature of the process gas PG that has passed through the filter body 12 in two stages can be raised by the inner heater 14 and the outer heater 13. That is, when the process gas PG flows through the gap between the baffle plate 17 and the filter body 12, the process gas PG is first heated by the inner heater 14, and then the gap between the baffle plate 17 and the casing 11. When the process gas PG flows, the temperature is raised by the outer heater 13.
- the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.
- the entire region of the filter body 12 may not be covered with the outer heater 13 and the inner heater 14.
- the baffle plate 17 does not cover the entire filter body 12 and does not have to be cylindrical. That is, a plurality of flat members may be arranged between the filter main body 12 and the outer heater 13 with an interval in the circumferential direction of the filter main body 12.
- the supply port part 24 may be provided above the axis line O1.
- the filter body 12 is not limited to a cylindrical shape, and may be, for example, a rectangular tube shape.
- the mist separator 18 is not necessarily provided.
- the process gas PG is a dry gas
- the mist separator 18 is not necessary.
- the seal gas SG is generated from a part of the process gas PG from the discharge side of the compressor 2, but an external fluid may be taken in to generate the seal gas SG.
- the external fluid is, for example, a process gas PG (external process gas PG) before being taken into the compressor system 1 or a fluid outside the system different from the process gas PG.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
本発明のヒータ一体型フィルタ10は、ケーシング11の内部でフィルタ本体12と吐出口31との間に設けられた外側ヒータ13及び内側ヒータ14と、流体流路と、を備える。本発明における外側ヒータ13は、フィルタ本体12の周方向の一方に向かって、軸線の一方から他方に向かうように捩れる螺旋線状をなして、フィルタ本体12を外周側から覆うように設けられている。外側ヒータ13の直径は5~25mmであり、流体流路の幅寸法が、20~50mmの範囲である。
Description
本発明は、回転機械に用いるシールガスを生成するヒータ一体型フィルタ、及び、ヒータ一体型フィルタを備える回転機械システムに関する。
流体としてプロセスガスを圧縮する遠心圧縮機等の回転機械には、機内のプロセスガスの外部への漏洩を抑制するため、ガスシール装置(例えば、特許文献1)が設けられることがある。
このようなガスシール装置に導入されるシールガスは、圧縮機からのプロセスガスの一部を用いて生成される場合がある。この場合、フィルタを通過させることにより、プロセスガス中の異物を取り除くことでシールガスとする。さらに、プロセスガスの組成によっては液化し易いことがあるため、フィルタを通過したガスをヒータによって露点温度以上に昇温する場合がある。
このようなガスシール装置に導入されるシールガスは、圧縮機からのプロセスガスの一部を用いて生成される場合がある。この場合、フィルタを通過させることにより、プロセスガス中の異物を取り除くことでシールガスとする。さらに、プロセスガスの組成によっては液化し易いことがあるため、フィルタを通過したガスをヒータによって露点温度以上に昇温する場合がある。
しかしながら、このようなヒータを備えるフィルタユニットは、既存のガスシール装置に追設することで設置される場合には、設置スペースの制約がある。したがって、このヒータ一体型フィルタは省スペース化されることが必要である。
一方で、このヒータ一体型フィルタは、ヒータが過剰な温度にならないように、所定の温度に達すると、ヒータの出力を低下するように制御することになる。ところが、ヒータの出力を低下させている間にフィルタを通過するガスがシールすべき部位に達する頃には、必要な温度より低くなるおそれがある。そうすると、シールガスが凝縮、液化してしまい、必要なシール機能を発揮できなくなる。
以上より、本発明は、出力低下に頼ることなくヒータの過剰な温度上昇を防ぐとともに、省スペース化が可能なヒータ一体型フィルタを提供することを目的とする。
一方で、このヒータ一体型フィルタは、ヒータが過剰な温度にならないように、所定の温度に達すると、ヒータの出力を低下するように制御することになる。ところが、ヒータの出力を低下させている間にフィルタを通過するガスがシールすべき部位に達する頃には、必要な温度より低くなるおそれがある。そうすると、シールガスが凝縮、液化してしまい、必要なシール機能を発揮できなくなる。
以上より、本発明は、出力低下に頼ることなくヒータの過剰な温度上昇を防ぐとともに、省スペース化が可能なヒータ一体型フィルタを提供することを目的とする。
本発明は、回転機械の流体の一部又は外部流体を取り込み、回転機械内に流体の封止を行うためのシールガスを生成するヒータ一体型フィルタに関する。
本発明のヒータ一体型フィルタは、回転機械から流体の一部又は外部流体を取り込む吸込口と流体又は外部流体を外部に吐き出す吐出口とが形成されたケーシングと、ケーシングの内部に設けられ、吸込口からの流体又は外部流体を通過させるフィルタ本体と、ケーシングの内部でフィルタ本体と吐出口との間に設けられたヒータと、ヒータの周囲に設けられ流体又は外部流体が通る流体流路と、を備える。
本発明におけるヒータは、フィルタ本体の周方向の一方に向かって、軸線の一方から他方に向かうように捩れる螺旋線状をなして、フィルタ本体を外周側から覆うように設けられており、ヒータの直径が、5~25mmであり、流体流路の幅寸法が、20~50mmの範囲である、ことを特徴とする。
本発明のヒータ一体型フィルタは、回転機械から流体の一部又は外部流体を取り込む吸込口と流体又は外部流体を外部に吐き出す吐出口とが形成されたケーシングと、ケーシングの内部に設けられ、吸込口からの流体又は外部流体を通過させるフィルタ本体と、ケーシングの内部でフィルタ本体と吐出口との間に設けられたヒータと、ヒータの周囲に設けられ流体又は外部流体が通る流体流路と、を備える。
本発明におけるヒータは、フィルタ本体の周方向の一方に向かって、軸線の一方から他方に向かうように捩れる螺旋線状をなして、フィルタ本体を外周側から覆うように設けられており、ヒータの直径が、5~25mmであり、流体流路の幅寸法が、20~50mmの範囲である、ことを特徴とする。
本発明のヒータ一体型フィルタによれば、ケーシング内に取り込まれた流体(又は外部流体)を、フィルタ本体を通過させることで流体中の異物を除去した後に、ヒータによって昇温する。このため、流体が露点温度以上の温度に保たれた状態として、吐出口から吐き出すことができる。したがって、吐出口から吐出された流体を回転機械内に流体の封止を行うためのシールガスとして用いることができる。ここでシールガスを生成する際には、フィルタ本体、及びヒータをケーシング内に一体として収容するヒータ一体型フィルタを用いる。このため、フィルタ本体とヒータとを設置するスペースをそれぞれ別途で設ける必要がなくなる。
また、線状のヒータをフィルタ本体の外周側に螺旋状に配置することで、容易にヒータを設置することができ、フィルタ本体を通過した流体(又は外部流体)を昇温することができる。よって、流体の凝縮を抑制する効果を高めることができ、ヒータ一体型フィルタから吐出された流体をシールガスとして用いることで、回転機械でのシール効果を十分に発揮させることができる。
また、線状のヒータをフィルタ本体の外周側に螺旋状に配置することで、容易にヒータを設置することができ、フィルタ本体を通過した流体(又は外部流体)を昇温することができる。よって、流体の凝縮を抑制する効果を高めることができ、ヒータ一体型フィルタから吐出された流体をシールガスとして用いることで、回転機械でのシール効果を十分に発揮させることができる。
本発明において、ヒータの直径を6~25mmとし、流体流路の幅寸法を25~45mmの範囲とすることができる。
また、本発明において、ヒータの直径を7~20mmとし、流体流路の幅寸法を30~40mmの範囲とすることができる。
また、本発明において、ヒータの直径を7~20mmとし、流体流路の幅寸法を30~40mmの範囲とすることができる。
本発明において、流体流路を区画する壁面に複数の突起を設けることができる。
また、本発明において、一つの流体流路に、複数のヒータを設けることもできる。
また、本発明において、一つの流体流路に、複数のヒータを束ねて設けることができる。
さらに、本発明において、ヒータの周囲にフィンを設けることもできる。
また、本発明において、一つの流体流路に、複数のヒータを設けることもできる。
また、本発明において、一つの流体流路に、複数のヒータを束ねて設けることができる。
さらに、本発明において、ヒータの周囲にフィンを設けることもできる。
本発明において、フィルタ本体は軸線を中心とした円筒状をなし、吸込口は、フィルタ本体における軸線の方向の一方側で、フィルタ本体の内部に向かって開口し、ヒータはフィルタ本体を外周側から覆うように設けられていてもよい。
このように、円筒状のフィルタ本体を設け、フィルタ本体をヒータで覆うことで、フィルタ本体の内部に流体(又は外部流体)が供給され、この流体がフィルタ本体の内部からフィルタ本体の径方向の外側に向かって通過する。その後、この流体がフィルタ本体の外周側に配置されたヒータによって昇温される。そして昇温された流体がシールガスとなって吐出口からケーシング外に吐出される。
こうしてフィルタ本体をヒータによって覆うことで、フィルタ本体を通過した流体をヒータに接触させ、吐出された流体の減温による液化を抑制することができる。よって、ヒータ一体型フィルタから吐出された流体をシールガスとして用いることで、回転機械でのシール効果を十分に発揮させることができる。
このように、円筒状のフィルタ本体を設け、フィルタ本体をヒータで覆うことで、フィルタ本体の内部に流体(又は外部流体)が供給され、この流体がフィルタ本体の内部からフィルタ本体の径方向の外側に向かって通過する。その後、この流体がフィルタ本体の外周側に配置されたヒータによって昇温される。そして昇温された流体がシールガスとなって吐出口からケーシング外に吐出される。
こうしてフィルタ本体をヒータによって覆うことで、フィルタ本体を通過した流体をヒータに接触させ、吐出された流体の減温による液化を抑制することができる。よって、ヒータ一体型フィルタから吐出された流体をシールガスとして用いることで、回転機械でのシール効果を十分に発揮させることができる。
また、本発明において、ヒータ一体型フィルタが、ケーシングの内部で、フィルタ本体とヒータとの間でフィルタ本体との間に隙間を空けて配置されて、フィルタ本体からヒータへの流体又は外部流体の流れを遮る仕切部材をさらに備えていてもよい。
この仕切部材を設けることで、フィルタ本体を通過した流体(又は外部流体)がヒータ及び吐出口に直接向かうことなく、仕切部材によって流体の流れが一旦遮られる。この際、フィルタ本体を通過した流体が、仕切部材の表面に沿って広がるように流通した後にヒータに向かうことになる。このため、フィルタ本体を通過した流体をケーシング内でより広い範囲に行き渡らせることができ、フィルタ本体を通過した流体を、ヒータのより広い範囲に接触させることができる。よって、ヒータと流体との接触面積を増大させることができ、流体の昇温効果を高めることが可能となり、流体の凝縮の抑制効果を高めることができる。
この仕切部材を設けることで、フィルタ本体を通過した流体(又は外部流体)がヒータ及び吐出口に直接向かうことなく、仕切部材によって流体の流れが一旦遮られる。この際、フィルタ本体を通過した流体が、仕切部材の表面に沿って広がるように流通した後にヒータに向かうことになる。このため、フィルタ本体を通過した流体をケーシング内でより広い範囲に行き渡らせることができ、フィルタ本体を通過した流体を、ヒータのより広い範囲に接触させることができる。よって、ヒータと流体との接触面積を増大させることができ、流体の昇温効果を高めることが可能となり、流体の凝縮の抑制効果を高めることができる。
本発明において、仕切部材とフィルタ本体の間に設けられた内側ヒータをさらに備えることができる。
このように内側ヒータ、及び、(外側)ヒータによって、二段階でフィルタ本体を通過した流体(又は外部流体)を昇温することができる。このため、流体に必要な昇温量が増大する場合にも、ヒータのサイズを大きくする必要がなくなる。また、仕切部材の表面に沿って流体が流通する際の流体の減温の影響を低減でき、流体の昇温効果を向上することができる。
このように内側ヒータ、及び、(外側)ヒータによって、二段階でフィルタ本体を通過した流体(又は外部流体)を昇温することができる。このため、流体に必要な昇温量が増大する場合にも、ヒータのサイズを大きくする必要がなくなる。また、仕切部材の表面に沿って流体が流通する際の流体の減温の影響を低減でき、流体の昇温効果を向上することができる。
本発明において、フィルタ本体に供給される流体又は外部流体から液分を除去する液分分離部をさらに備えてもよい。
この液分分離部によって、流体(又は外部流体)から予め液分を取り除いた状態で、流体がフィルタ本体へ流入する。このため、液分を含んだ流体がヒータに向かって流入することがなくなる。この結果、ヒータにて流体中の液分を昇温する必要が無くなり、ヒータで必要な電力等のエネルギーを抑制することができる。このため、ヒータ一体型フィルタの動力低減につながる。さらに、流体中の液分を取り除くことで、フィルタ本体の孔を塞いでしまうことを抑制でき、フィルタ本体での粒子捕集能力を十分に発揮させることができる。またフィルタ本体を流体が通過する際の圧力損失を低減することができる。
この液分分離部によって、流体(又は外部流体)から予め液分を取り除いた状態で、流体がフィルタ本体へ流入する。このため、液分を含んだ流体がヒータに向かって流入することがなくなる。この結果、ヒータにて流体中の液分を昇温する必要が無くなり、ヒータで必要な電力等のエネルギーを抑制することができる。このため、ヒータ一体型フィルタの動力低減につながる。さらに、流体中の液分を取り除くことで、フィルタ本体の孔を塞いでしまうことを抑制でき、フィルタ本体での粒子捕集能力を十分に発揮させることができる。またフィルタ本体を流体が通過する際の圧力損失を低減することができる。
本発明による回転機械は、流体が流通する回転機械と、回転機械からの流体の一部又は外部流体を取り込んでシールガスを生成する上述したいずれかのヒータ一体型フィルタと、回転機械に設けられ、シールガスによって回転機械での流体の封止を行うガスシール装置と、を備えることを特徴とする。
本発明の回転機械システムによれば、シールガスを生成する際に、フィルタ本体、及び、ヒータをケーシング内に一体として収容するヒータ一体型フィルタを用いる。このため、フィルタ本体とヒータとを設置するスペースをそれぞれ別途で設ける必要がなくなる。
本発明の回転機械システムによれば、シールガスを生成する際に、フィルタ本体、及び、ヒータをケーシング内に一体として収容するヒータ一体型フィルタを用いる。このため、フィルタ本体とヒータとを設置するスペースをそれぞれ別途で設ける必要がなくなる。
本発明のヒータ一体型フィルタ、及び、回転機械システムによれば、出力低下に頼ることなくヒータの過剰な温度上昇を防ぐとともに、ケーシング内にフィルタ本体及びヒータを一体に収容することで、省スペース化を実現できる。
以下、本発明の回転機械システムの一実施形態を、圧縮機システム1を例にして説明する。
図1に示すように、圧縮機システム1は、流体としてのプロセスガスPGを圧縮する圧縮機2と、圧縮機2を駆動する駆動源3と、プロセスガスPGの一部から、封止流体であるシールガスSGを生成するヒータ一体型フィルタ10と、ヒータ一体型フィルタ10からシールガスSGが供給されるガスシール装置4と、を備えている。ガスシール装置4は圧縮機2に設けられている。
圧縮機システム1は、ヒータ一体型フィルタ10の省スペース化が可能であるとともに、ヒータ一体型フィルタ10が備える外側ヒータ13と内側ヒータ14の過剰な温度上昇を防ぐ措置が講じられている。
図1に示すように、圧縮機システム1は、流体としてのプロセスガスPGを圧縮する圧縮機2と、圧縮機2を駆動する駆動源3と、プロセスガスPGの一部から、封止流体であるシールガスSGを生成するヒータ一体型フィルタ10と、ヒータ一体型フィルタ10からシールガスSGが供給されるガスシール装置4と、を備えている。ガスシール装置4は圧縮機2に設けられている。
圧縮機システム1は、ヒータ一体型フィルタ10の省スペース化が可能であるとともに、ヒータ一体型フィルタ10が備える外側ヒータ13と内側ヒータ14の過剰な温度上昇を防ぐ措置が講じられている。
圧縮機2は、例えば遠心圧縮機であって、圧縮機ケーシング5と、圧縮機ケーシング5によって覆われるとともに圧縮機ケーシング5から突出するように設けられて圧縮機ケーシング5に対して相対回転する回転軸6と、回転軸6と一体に回転して圧縮機ケーシング5内でプロセスガスPGを圧縮する例えばインペラからなる圧縮部7と、を備えている。
圧縮機ケーシング5には、回転軸6の軸線Oの方向の一端側からプロセスガスPGが吸い込まれ、他端側から圧縮されたプロセスガスPGが吐出される。
圧縮機ケーシング5には、回転軸6の軸線Oの方向の一端側からプロセスガスPGが吸い込まれ、他端側から圧縮されたプロセスガスPGが吐出される。
駆動源3は、例えば電動モータや蒸気タービン等であって、回転軸6を回転させる回転駆動力を与える。
ガスシール装置4は、圧縮機ケーシング5における回転軸6の軸線Oの方向の両軸端に備えられており、回転軸6を外周から覆うように圧縮機ケーシング5に取り付けられている。ガスシール装置4は、ヒータ一体型フィルタ10で生成されたシールガスSGによって圧縮機ケーシング5と回転軸6との隙間からのプロセスガスPGの漏洩を抑制するシール機能を有している。
次に、図2及び図3を参照して、ヒータ一体型フィルタ10について説明する。
ヒータ一体型フィルタ10は、筒状をなすケーシング11と、ケーシング11内に収容されるフィルタ本体12と、ケーシング11内でフィルタ本体12を覆う外側ヒータ13と内側ヒータ14と、ケーシング11内で外側ヒータ13と内側ヒータ14の間に配置されるバッフルプレート17と、ケーシング11内の下部に配置されるミストセパレータ18とを備えている。
ケーシング11、外側ヒータ13、内側ヒータ14及びバッフルプレート17は、ステンレス鋼で構成されるのが好ましいが、炭素鋼で構成することもできる。
ヒータ一体型フィルタ10は、筒状をなすケーシング11と、ケーシング11内に収容されるフィルタ本体12と、ケーシング11内でフィルタ本体12を覆う外側ヒータ13と内側ヒータ14と、ケーシング11内で外側ヒータ13と内側ヒータ14の間に配置されるバッフルプレート17と、ケーシング11内の下部に配置されるミストセパレータ18とを備えている。
ケーシング11、外側ヒータ13、内側ヒータ14及びバッフルプレート17は、ステンレス鋼で構成されるのが好ましいが、炭素鋼で構成することもできる。
ケーシング11は、軸線O1を中心とした有底の円筒状をなしている。また上部には、ケーシング11の内部を開放できるように、軸線O1を中心とした円盤状をなす開閉蓋21が設けられている。
また、ケーシング11には軸線O1の方向の中途位置で、内部の空間を上下二つの空間(上部空間S1、及び下部空間S2)に仕切る円盤状の区画板22が設けられている。
本実施形態では、開閉蓋21は上部にのみ設けられているが、ケーシング11の下部も同様に、開閉蓋によって開放可能となっていてもよい。
本実施形態では、開閉蓋21は上部にのみ設けられているが、ケーシング11の下部も同様に、開閉蓋によって開放可能となっていてもよい。
そして、ケーシング11には、その内部にプロセスガスPGを取り込むための吸込口23が設けられている。吸込口23は、ケーシング11における区画板22よりも下部に設けられる供給口部24と、区画板22から上方に延びる供給ノズル25とを有している。
供給口部24は、ケーシング11における区画板22が設けられた位置よりも下部、つまり軸線O1の一方となる下方において、ケーシング11の外周面から径方向の外側に突出している。ケーシング11の外周面及び供給口部24には、ケーシング11の径方向に延びてケーシング11の内外を連通し、下部空間S2に向かって開口する第一供給流路28が形成されている。
供給ノズル25は管状をなし、軸線O1と同軸上に上方に延びており、フィルタ本体12における軸線O1の方向の一方側で、フィルタ本体12の内部に向かって開口する。供給ノズル25及び区画板22には、上下に貫通して上部空間S1と下部空間S2とを連通する第二供給流路29が形成されている。
そして、第一供給流路28には、圧縮機2の吐出側からのプロセスガスPGの一部が導入され、このプロセスガスPGが、第二供給流路29から上部空間S1に供給される。このように、第一供給流路28と第二供給流路29とによってプロセスガスPGの吸込流路27が形成される。
また、ケーシング11には、シールガスSGを外部に吐き出す吐出口31が設けられている。吐出口31は、ケーシング11の上部で外周面から径方向の外側に突出するように設けられている。ケーシング11の外周面及び吐出口31には、ケーシング11の径方向に延びてケーシング11の内外を連通し、上部空間S1に向かって開口する吐出流路32が形成されている。本実施形態では、吐出口31及び吐出流路32は、ケーシング11の周方向に供給口部24及び第一供給流路28と略同じ位置に設けられている。
なお、吐出口31から吐出されるのはシールガスSGであるが、吐出口31に到達するまでの過程において、プロセスガスPGとシールガスSGを明確に区別することは困難である。そこで本実施実施形態においては、プロセスガスPGとシールガスSGとを同義に用いることもある。
なお、吐出口31から吐出されるのはシールガスSGであるが、吐出口31に到達するまでの過程において、プロセスガスPGとシールガスSGを明確に区別することは困難である。そこで本実施実施形態においては、プロセスガスPGとシールガスSGとを同義に用いることもある。
さらにケーシング11には、吐出口31と上下方向(軸線O1の方向)の略同じ位置であって、周方向に離れた位置で外周面から径方向の外側に突出するように通気口34が設けられている。ケーシング11の外周面及び通気口34には、ケーシング11の径方向に延びてケーシング11の内外を連通し、上部空間S1に向かって開口する通気流路35が形成されている。
さらにケーシング11には、供給口部24が設けられた位置よりもさらに下部で、外周面から径方向の外側に突出するように下部ドレン排出口38が設けられている。ケーシング11の外周面及び下部ドレン排出口38には、ケーシング11の径方向に延びてケーシング11の内外を連通し、下部空間S2に向かって開口する下部排出流路39が形成されている。下部排出流路39からは、ケーシング11の下部に溜まったドレンDがケーシング11の外部に排出可能になっている。ドレンDは、後述するプロセスガスPGから除去された液分からなる。
さらにケーシング11には、第一供給流路28の上方でケーシング11の外周面から径方向の外側に突出するように上部ドレン排出口36が設けられている。ケーシング11の外周面及び上部ドレン排出口36には、ケーシング11の径方向に延びてケーシング11の内外を連通し、区画板22に隣接する位置で上部空間S1に向かって開口する上部排出流路37が形成されている。ここでプロセスガスPGの液分がドレンDとなってフィルタ本体12及び供給ノズル25の外面を伝って区画板22の上部に溜まることがある。上部排出流路37は、区画板22の上部に溜まったドレンDをケーシング11の外部に排出できる。
さらにケーシング11には、第一供給流路28の上方でケーシング11の外周面から径方向の外側に突出するように上部ドレン排出口36が設けられている。ケーシング11の外周面及び上部ドレン排出口36には、ケーシング11の径方向に延びてケーシング11の内外を連通し、区画板22に隣接する位置で上部空間S1に向かって開口する上部排出流路37が形成されている。ここでプロセスガスPGの液分がドレンDとなってフィルタ本体12及び供給ノズル25の外面を伝って区画板22の上部に溜まることがある。上部排出流路37は、区画板22の上部に溜まったドレンDをケーシング11の外部に排出できる。
さらにケーシング11には、下部ドレン排出口38と上下方向に略同じ位置であって、周方向に離れた位置でケーシング11の外周面から径方向の外側に突出するように下部ドレンレベル計測口41が設けられている。ケーシング11の外周面及び下部ドレンレベル計測口41には、ケーシング11の径方向に延びてケーシング11の内外を連通し、下部空間S2に向かって開口する下部計測流路42が形成されている。下部ドレンレベル計測口41によって、下部空間S2溜まったドレンDの量(水位)を計測できる。
同様に、下部ドレンレベル計測口41の上方であって、区画板22の下方には、ケーシング11の外周面から径方向の外側に突出するように上部ドレンレベル計測口43が設けられている。ケーシング11の外周面及び上部ドレンレベル計測口43には、ケーシング11の径方向に延びてケーシング11の内外を連通し、下部空間S2に向かって開口する上部計測流路44が形成されている。上部ドレンレベル計測口43によっても、下部空間S2溜まったドレンDの量(水位)を計測できる。
フィルタ本体12は、例えば炭化珪素繊維、アルミナ繊維、セラミック繊維等の耐熱性繊維や、ステンレス鋼の細線によって形成できる。
そしてフィルタ本体12は、天井47、底床48及び円筒部49を有しており、軸線O1を中心とした有底円筒状の形態をなしている。フィルタ本体12は、ケーシング11の軸線O1と同軸上に上部空間S1内に配置されている。
そしてフィルタ本体12は、天井47、底床48及び円筒部49を有しており、軸線O1を中心とした有底円筒状の形態をなしている。フィルタ本体12は、ケーシング11の軸線O1と同軸上に上部空間S1内に配置されている。
天井47は開閉蓋21の下面に設けられた取付ブラケット51を介して開閉蓋21に固定されている。
さらに、底床48には供給ノズル25が貫通しており、円筒部49における上下方向の中途位置まで供給ノズル25が延びていることで、供給ノズル25の第二供給流路29が、フィルタ本体12の内部に向かって開口している。
さらに、底床48には供給ノズル25が貫通しており、円筒部49における上下方向の中途位置まで供給ノズル25が延びていることで、供給ノズル25の第二供給流路29が、フィルタ本体12の内部に向かって開口している。
本発明の仕切部材を構成するバッフルプレート17は円筒状をなし、その中心軸がケーシング11の軸線O1と同軸上になるように上部空間S1内に配置されている。
また、バッフルプレート17は、ケーシング11の内周面とフィルタ本体12の外周面との間で、これらと接触しないように径方向に隙間をあけて、これらケーシング11とフィルタ本体12とで径方向に挟まれるように配置されている。
また、バッフルプレート17は、ケーシング11の内周面とフィルタ本体12の外周面との間で、これらと接触しないように径方向に隙間をあけて、これらケーシング11とフィルタ本体12とで径方向に挟まれるように配置されている。
バッフルプレート17には、その上端部に一体に、取付ブラケット51を挿通させる挿通孔52Aが形成されているとともに軸線O1を中心とした円盤状をなす取付フランジ52が設けられている。この取付フランジ52は、開閉蓋21の下面に対して図示を省略する締結具、例えばボルトで着脱可能に取り付けられている。
さて、外側ヒータ13は、ケーシング11の内部でバッフルプレート17の外周面を覆うように、かつ、フィルタ本体12を外周側から覆うように設けられている。本実施形態では、外側ヒータ13は、バッフルプレート17の外周面から離れた状態で巻き回されて、その中心軸が軸線O1と同軸上に配置されるコイルヒータからなる。より具体的には、外側ヒータ13は、フィルタ本体12における円筒部49の周方向の一方に向かって、フィルタ本体12の軸線O1の一方となる上方から他方となる下方に向かって捩れる螺旋線状をなしている。
なお、外側ヒータ13は、バッフルプレート17の外周面に接触していてもよいし、図1及び図2に示すように、バッフルプレート17の外周面に接触せずにバッフルプレート17の外周面と隙間を空けた状態で配置され、ケーシング11の内部のいずれかの位置に固定されていてもよい。
なお、外側ヒータ13は、バッフルプレート17の外周面に接触していてもよいし、図1及び図2に示すように、バッフルプレート17の外周面に接触せずにバッフルプレート17の外周面と隙間を空けた状態で配置され、ケーシング11の内部のいずれかの位置に固定されていてもよい。
外側ヒータ13は、上部空間S1の下部でケーシング11の内外を連通する貫通孔11Bを通じてケーシング11の外部に延びる接続線部13Aを有している。外側ヒータ13は接続線部13Aによってケーシング11の外周面に取り付けられた電源装置15に接続されている。外側ヒータ13によって、プロセスガスPGは露点温度よりも20℃以上高い温度に昇温できる。ここで、開閉蓋21を貫通するように接続線部13Aを設けてもよい。この場合、電源装置15を開閉蓋21と一体に設けてもよい。
このようにして外側ヒータ13は、ケーシング11の内部でフィルタ本体12と吐出口31との間に設けられ、バッフルプレート17は、外側ヒータ13とフィルタ本体12との間に設けられている。
本実施形態の圧縮機システム1は、外側ヒータ13に加えて内側ヒータ14を備えている。
内側ヒータ14は、ケーシング11の上部空間S1内で、バッフルプレート17とフィルタ本体12との間に、バッフルプレート17とフィルタ本体12から離れて設けられている。
内側ヒータ14は、ケーシング11の上部空間S1内で、バッフルプレート17とフィルタ本体12との間に、バッフルプレート17とフィルタ本体12から離れて設けられている。
内側ヒータ14は、外側ヒータ13と同様のコイルヒータであって、フィルタ本体12における円筒部49の周方向の一方に向かって、フィルタ本体12の軸線O1の一方となる上方から他方となる下方に向かって捩れる螺旋線状をなしている。そして接続線部14Aを介して電源装置15に接続されている。
本発明の液分分離部をなすミストセパレータ18は、例えば内部に螺旋状の流路が形成されるサイクロン式のものが採用される。このミストセパレータ18は、区画板22に隣接する位置で、かつ、吸込口23の第一供給流路28と第二供給流路29との間の位置で、下部空間S2内に設けられている。そしてミストセパレータ18は、供給口部24から流入するプロセスガスPGから液分を除去し、ケーシング11の下部のドレン部11Aに、除去した液分(ドレンD)を貯留する。ドレン部11Aに貯留される液分は、下部ドレン排出口38を通じて、ケーシング11の外部に排出される。
さて、ヒータ一体型フィルタ10は、外側ヒータ13及び内側ヒータ14の表面温度が過剰に上がらないように措置が講じられている。以下、この点について説明する。なお、外側ヒータ13及び内側ヒータ14のことを、単にヒータと総称することがある。
図2に示すように、ヒータ一体型フィルタ10において、外側ヒータ13はケーシング11とバッフルプレート17の間の外側流体流路16に設けられ、内側ヒータ14はフィルタ本体12とバッフルプレート17の間の内側流体流路19に設けられている。したがって、本発明者らは、ヒータの温度上昇を抑えるために、ヒータとプロセスガスPGの間で熱交換の程度を向上することを検討した。具体的には、外側ヒータ13及び内側ヒータ14の寸法、外側ヒータ13及び内側ヒータ14が設けられる外側流体流路16及び内側流体流路19の幅寸法を、図5に示すように変動させたシミュレーションを行うことにより、ヒータ表面の温度を求めた。なお、各寸法の内訳は図8に示す通りである。
また、外側流体流路16及び内側流体流路19におけるシールガスSGの一様流速は、最大で10m/s以下程度とした。
また、外側流体流路16及び内側流体流路19におけるシールガスSGの一様流速は、最大で10m/s以下程度とした。
シミュレーションの結果を示す図5及び図6から、ヒータの温度はヒータが設けられる流路の広さに影響を受けることが示唆される。より具体的には、シールガスSGの通過面積を狭くすることで流速が上昇し、その結果、熱伝達率の向上により熱伝達の程度が向上するので、ヒータの温度上昇を抑えることができる。ヒータの温度を150℃以下に抑えることを基準にすると、外側ヒータ13が設けられる流路の寸法、および、内側ヒータ14が設けられる流路の幅寸法が、50mm以下であることが好ましく、45mm以下であることがより好ましく、40mm以下であることがさらに好ましい。
一方で、シールガスSGが流れる流路が狭すぎると、ガスシール装置4に供給できるシールガスSGの量が少なくなるのに加えて、シールガスSGの流速が速くなり、シールガスSGが必要な温度まで昇温しないおそれがある。したがって、流路の幅寸法は20mm以上であることが好ましく、25mm以上であることがより好ましく、30mm以上であることがさらに好ましい。
また、ガスシール装置4に供給できるシールガスSGの量は、外側ヒータ13及び内側ヒータ14の寸法(径)にも関連するが、これらのヒータの直径は5mm以上であれば、上記した流路の寸法で必要な量のシールガスSGを供給できる。逆に、ヒータの径が大きくなると、ヒータ一体型フィルタ10の全体としての小スペース化が難しくなってしまうので、ヒータの直径は25mm以下にすることが好ましい。シールガスSGの供給量と小スペース化の兼ね合いから、ヒータの直径は6~25mmの範囲が好ましく、7~20mmであることがより好ましい。
以上は、ヒータと流路の両者の寸法を調整することによる熱交換の程度を向上させるものであるが、本発明はこれに限らず、図7(a)~(e)に示すように、ヒータ又は流路の形態を操作することにより、狭い流路を模擬的に作り出すことができる。
図7(a)の例は、ヒータ13,14が配列される、一つの流路(16,19)の表面に複数の突起53を設けることにより、その分だけ流路(16,19)を狭くする。
また、図7(b)の例は、一つの流路(16,19)の中に複数のヒータ54,55を配列することにより、その分だけ流路を狭くする。図7(b)の例では、ヒータ54と55は、径方向にずれて配置されている。
また、図7(c)の例は、一つの流路(16,19)の中で複数のヒータ56を束ねて配列することにより、その分だけ流路を狭くする。
また、図7(d)の例は、一つの流路(16,19)の中のヒータ57の周囲にフィン58を設けることで、ヒータ57全体としての伝熱面積を増やし、熱伝達率を改善する。これにより、ヒータ57の温度上昇を防ぐことができる。
図7(a)の例は、ヒータ13,14が配列される、一つの流路(16,19)の表面に複数の突起53を設けることにより、その分だけ流路(16,19)を狭くする。
また、図7(b)の例は、一つの流路(16,19)の中に複数のヒータ54,55を配列することにより、その分だけ流路を狭くする。図7(b)の例では、ヒータ54と55は、径方向にずれて配置されている。
また、図7(c)の例は、一つの流路(16,19)の中で複数のヒータ56を束ねて配列することにより、その分だけ流路を狭くする。
また、図7(d)の例は、一つの流路(16,19)の中のヒータ57の周囲にフィン58を設けることで、ヒータ57全体としての伝熱面積を増やし、熱伝達率を改善する。これにより、ヒータ57の温度上昇を防ぐことができる。
[圧縮機システム1の動作]
以上説明した本実施形態の圧縮機システム1によると、供給口部24から取り込まれた圧縮機2からのプロセスガスPGは、ミストセパレータ18を経由して供給ノズル25に流入し、供給ノズル25からフィルタ本体12の内部に流入する。
以上説明した本実施形態の圧縮機システム1によると、供給口部24から取り込まれた圧縮機2からのプロセスガスPGは、ミストセパレータ18を経由して供給ノズル25に流入し、供給ノズル25からフィルタ本体12の内部に流入する。
ミストセパレータ18では、プロセスガスPG内の液分が除去されて、プロセスガスPGがドライガスとなって供給ノズル25に流入する。除去される液分はケーシング11内で下方に落ち、ドレン部11Aに貯留される。供給ノズル25から流出して、フィルタ本体12の内部に流入したプロセスガスPGは、フィルタ本体12の内部からフィルタ本体12を通過した後にバッフルプレート17に接触する。その後、プロセスガスPGはバッフルプレート17の内表面に沿って広がるように、フィルタ本体12の円筒部49とバッフルプレート17との間の隙間を下方に向かって流通する。
その後、プロセスガスPGは区画板22によって反射され、バッフルプレート17とケーシング11との間の隙間を上方に向かって流通し、この間に外側ヒータ13及び内側ヒータ14に接触することで昇温される。その後、吐出流路32(吐出口31)からケーシング11の外部にシールガスSGとなって吐出される。
[作用及び効果]
以上説明した手順を経ることで、プロセスガスPGがフィルタ本体12を通過し、まずプロセスガスPG中の異物が除去されて清浄化された後に、外側ヒータ13及び内側ヒータ14によって昇温される。このため、プロセスガスPGが露点温度以上の温度に保たれた状態で、シールガスSGとなって吐出口31から吐き出される。したがって、シールガスSGをドライガスとしてガスシール装置4に供給し、圧縮機2でのプロセスガスPGの封止を行うことができ、圧縮機2の運転効率を向上することができる。
以上説明した手順を経ることで、プロセスガスPGがフィルタ本体12を通過し、まずプロセスガスPG中の異物が除去されて清浄化された後に、外側ヒータ13及び内側ヒータ14によって昇温される。このため、プロセスガスPGが露点温度以上の温度に保たれた状態で、シールガスSGとなって吐出口31から吐き出される。したがって、シールガスSGをドライガスとしてガスシール装置4に供給し、圧縮機2でのプロセスガスPGの封止を行うことができ、圧縮機2の運転効率を向上することができる。
そしてシールガスSGを生成する際には、フィルタ本体12、フィルタ本体12を覆うように設けられた外側ヒータ13及び内側ヒータ14をケーシング11内に一体として収容するヒータ一体型フィルタ10を用いている。このため、フィルタ本体12、外側ヒータ13及び内側ヒータ14を設置するスペースをそれぞれ別途に設ける必要がなくなり、省スペース化ができる。
さらに、円筒状のフィルタ本体12を設け、フィルタ本体12を外側ヒータ13及び内側ヒータ14で覆うことで、フィルタ本体12の内部から径方向の外側に向かって流通するプロセスガスPGを外側ヒータ13及び内側ヒータ14に接触させ、吐出されたプロセスガスPG(シールガスSG)の温度低下による液化を抑制することができる。このように、液化が抑制されたシールガスSGを用いることで、圧縮機2でのシール効果を十分に発揮させることができる。
特に本実施形態では、バッフルプレート17が設けられていることで、フィルタ本体12を通過したプロセスガスPGが外側ヒータ13及び吐出口31に直接向かうことなく、バッフルプレート17によってプロセスガスPGの流れが一旦遮られる。したがって、バッフルプレート17の壁面に沿ってフィルタ本体12を通過したプロセスガスPGが、バッフルプレート17の壁面に沿って広がるように流通して、プロセスガスPGが内側ヒータ14との間で熱交換を行った後に、外側ヒータ13に向かうことになる。
このため、外側ヒータ13及び内側ヒータ14の広い範囲にわたって、即ち、上下方向の広い範囲にわたって、プロセスガスPGを行き渡らせることができる。それにより、外側ヒータ13及び内側ヒータ14とプロセスガスPGとの接触面積を増大させることで、プロセスガスPGの昇温効果を高めることができる。即ち、プロセスガスPGが外側ヒータ13との間で熱交換を行った後に、吐出口31から吐出されるようにできる。
また、ミストセパレータ18が設けられていることで、フィルタ本体12の内部へプロセスガスPGが流入する前にプロセスガスPGから予め液分を取り除くことができる。このため、液分を含んだプロセスガスPGが外側ヒータ13に向かって流入することがなくなる。この結果、外側ヒータ13でプロセスガスPG中の液分を昇温する必要が無くなり、外側ヒータ13に必要な電力等のエネルギーを抑制することができる。このため、ヒータ一体型フィルタ10の動力低減につながる。
さらに、プロセスガスPG中の液分を取り除くことで、液分がフィルタ本体12の孔を塞いでしまうことを抑制でき、フィルタ本体12での粒子捕集能力を十分に発揮させることができる。またフィルタ本体12をプロセスガスPGが通過する際の圧力損失を低減することができる。
さらに、プロセスガスPG中の液分を取り除くことで、液分がフィルタ本体12の孔を塞いでしまうことを抑制でき、フィルタ本体12での粒子捕集能力を十分に発揮させることができる。またフィルタ本体12をプロセスガスPGが通過する際の圧力損失を低減することができる。
さらに、フィルタ本体12は取付ブラケット51によって開閉蓋21に固定されており、バッフルプレート17(及び外側ヒータ13)は、取付フランジ52によって開閉蓋21に着脱可能に取り付けられている。したがって、図4に示すように、取付フランジ52を開閉蓋21から取り外すとともに、開閉蓋21をケーシング11から取り外すのみで、開閉蓋21とともにフィルタ本体12のみをケーシング11から抜き出すことができる。よって、容易にフィルタ本体12を交換することができる。
また、図4に示すように、開閉蓋21とともにフィルタ本体12のみをケーシング11から抜き出した後には、取付フランジ52とともにバッフルプレート17、外側ヒータ13及び内側ヒータ14をケーシング11から容易に抜き出すことができる。
また、外側ヒータ13及び内側ヒータ14がフィルタ本体12と同軸上に設けられていることで、外側ヒータ13及び内側ヒータ14とフィルタ本体12との間の隙間を、周方向にわたって均一にすることができる。よって、フィルタ本体12を通過したプロセスガスPGが、外側ヒータ13との間の隙間を均一に流通することになり、プロセスガスPGと外側ヒータ13及び内側ヒータ14との間での熱交換を効率的に行うことができる。
ここで本実施形態では、バッフルプレート17は必ずしも設けられていなくともよい。即ち、ケーシング11の内部に、フィルタ本体12と、フィルタ本体12を覆うように設けられた外側ヒータ13とが収容されていてもよい。
また、本実施形態によれば、内側ヒータ14と外側ヒータ13とによって、二段階でフィルタ本体12を通過したプロセスガスPGを昇温することができる。即ち、バッフルプレート17とフィルタ本体12との間の隙間をプロセスガスPGが流通する際に、まず内側ヒータ14によってプロセスガスPGが昇温され、その後、バッフルプレート17とケーシング11との間の隙間をプロセスガスPGが流通する際に外側ヒータ13によって昇温される。
このため、プロセスガスPGに必要な昇温量が増大する場合にも、ケーシングのサイズを大きくする必要がなくなる。
また、バッフルプレート17の内面に沿ってプロセスガスPGが流通する際のプロセスガスPGの減温の影響を低減でき、プロセスガスPGの昇温効果を向上することができる。
また、バッフルプレート17の内面に沿ってプロセスガスPGが流通する際のプロセスガスPGの減温の影響を低減でき、プロセスガスPGの昇温効果を向上することができる。
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えばフィルタ本体12の全域を外側ヒータ13及び内側ヒータ14によって覆わなくともよい。
また、バッフルプレート17は、フィルタ本体12の全体を覆わず、円筒状をなしていなくともよい。即ち、平板状の部材をフィルタ本体12の周方向に間隔をあけて、フィルタ本体12と外側ヒータ13との間に複数配置してもよい。さらに、供給口部24は、軸線O1の一方となる上方に設けられていてもよい。
例えばフィルタ本体12の全域を外側ヒータ13及び内側ヒータ14によって覆わなくともよい。
また、バッフルプレート17は、フィルタ本体12の全体を覆わず、円筒状をなしていなくともよい。即ち、平板状の部材をフィルタ本体12の周方向に間隔をあけて、フィルタ本体12と外側ヒータ13との間に複数配置してもよい。さらに、供給口部24は、軸線O1の一方となる上方に設けられていてもよい。
また、フィルタ本体12は円筒状をなす場合に限定されず、例えば角筒状をなしていてもよい。
また、ミストセパレータ18は必ずしも設けられなくともよく、例えばプロセスガスPGが乾燥したガスであれば、ミストセパレータ18は不要である。
また、ヒータ一体型フィルタ10を二つ並列して設け、一方をメンテナンス中に、他方を使用するといった運用も可能である。
また、上述の実施形態では、圧縮機2の吐出側からのプロセスガスPGの一部からシールガスSGを生成していたが、外部流体を取り込んでシールガスSGを生成してもよい。外部流体としては、例えば、圧縮機システム1に取り込まれる前のプロセスガスPG(外部のプロセスガスPG)や、プロセスガスPGとは異なる系外の流体である。
また、ミストセパレータ18は必ずしも設けられなくともよく、例えばプロセスガスPGが乾燥したガスであれば、ミストセパレータ18は不要である。
また、ヒータ一体型フィルタ10を二つ並列して設け、一方をメンテナンス中に、他方を使用するといった運用も可能である。
また、上述の実施形態では、圧縮機2の吐出側からのプロセスガスPGの一部からシールガスSGを生成していたが、外部流体を取り込んでシールガスSGを生成してもよい。外部流体としては、例えば、圧縮機システム1に取り込まれる前のプロセスガスPG(外部のプロセスガスPG)や、プロセスガスPGとは異なる系外の流体である。
1 圧縮機システム
2 圧縮機
3 駆動源
4 ガスシール装置
5 圧縮機ケーシング
6 回転軸
7 圧縮部
10 ヒータ一体型フィルタ
11 ケーシング
11A ドレン部
11B 貫通孔
12 フィルタ本体
13 外側ヒータ
13A 接続線部
14 内側ヒータ
14A 接続線部
15 電源装置
16 外側流体流路
17 バッフルプレート
18 ミストセパレータ
19 内側流体流路
21 開閉蓋
22 区画板
23 吸込口
24 供給口部
25 供給ノズル
27 吸込流路
28 第一供給流路
29 第二供給流路
31 吐出口
32 吐出流路
34 通気口
35 通気流路
36 上部ドレン排出口
37 上部排出流路
38 下部ドレン排出口
39 下部排出流路
41 下部ドレンレベル計測口
42 下部計測流路
43 上部ドレンレベル計測口
44 上部計測流路
47 天井
48 底床
49 円筒部
51 取付ブラケット
52 取付フランジ
52A 挿通孔
D ドレン
O 軸線
O1 軸線
PG プロセスガス
S1 上部空間
S2 下部空間
SG シールガス
2 圧縮機
3 駆動源
4 ガスシール装置
5 圧縮機ケーシング
6 回転軸
7 圧縮部
10 ヒータ一体型フィルタ
11 ケーシング
11A ドレン部
11B 貫通孔
12 フィルタ本体
13 外側ヒータ
13A 接続線部
14 内側ヒータ
14A 接続線部
15 電源装置
16 外側流体流路
17 バッフルプレート
18 ミストセパレータ
19 内側流体流路
21 開閉蓋
22 区画板
23 吸込口
24 供給口部
25 供給ノズル
27 吸込流路
28 第一供給流路
29 第二供給流路
31 吐出口
32 吐出流路
34 通気口
35 通気流路
36 上部ドレン排出口
37 上部排出流路
38 下部ドレン排出口
39 下部排出流路
41 下部ドレンレベル計測口
42 下部計測流路
43 上部ドレンレベル計測口
44 上部計測流路
47 天井
48 底床
49 円筒部
51 取付ブラケット
52 取付フランジ
52A 挿通孔
D ドレン
O 軸線
O1 軸線
PG プロセスガス
S1 上部空間
S2 下部空間
SG シールガス
Claims (12)
- 回転機械の流体の一部又は外部流体を取り込み、前記回転機械内に前記流体の封止を行うためのシールガスを生成するヒータ一体型フィルタであって、
前記回転機械から前記流体の一部又は外部流体を取り込む吸込口、及び前記流体又は前記外部流体を外部に吐き出す吐出口が形成されたケーシングと、
前記ケーシングの内部に設けられ、前記吸込口からの前記流体又は前記外部流体を通過させるフィルタ本体と、
前記ケーシングの内部で前記フィルタ本体と前記吐出口との間に設けられたヒータと、
前記ヒータの周囲に設けられ前記流体又は前記外部流体が通る流体流路と、を備え、
前記ヒータは、
前記フィルタ本体の周方向の一方に向かって、軸線の一方から他方に向かうように捩れる螺旋線状をなして、前記フィルタ本体を外周側から覆うように設けられており、
前記ヒータの直径が、5~25mmであり、
前記流体流路の幅寸法が、20~50mmの範囲である、
ことを備えるヒータ一体型フィルタ。 - 前記ヒータの直径が、6~25mmであり、
前記流体流路の幅寸法が、25~45mmの範囲である、
請求項1に記載のヒータ一体型フィルタ。 - 前記ヒータの直径が、7~20mmであり、
前記流体流路の幅寸法が、30~40mmの範囲である、
請求項1に記載のヒータ一体型フィルタ。 - 前記流体流路を区画する壁面に複数の突起が設けられる、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のヒータ一体型フィルタ。 - 一つの前記流体流路に、複数の前記ヒータが設けられる、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のヒータ一体型フィルタ。 - 一つの前記流体流路に、複数の前記ヒータが束ねられている、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のヒータ一体型フィルタ。 - 前記ヒータの周囲にフィンが設けられる、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のヒータ一体型フィルタ。 - 前記フィルタ本体は前記軸線を中心とした円筒状をなし、
前記吸込口は、前記フィルタ本体における前記軸線の方向の一方側で、前記フィルタ本体の内部に向かって開口し、
前記ヒータは前記フィルタ本体を外周側から覆うように設けられている、
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のヒータ一体型フィルタ。 - 前記ケーシングの内部で、前記フィルタ本体と前記ヒータとの間で、前記フィルタ本体との間に隙間を空けて配置されて、該フィルタ本体から前記ヒータへの前記流体又は前記外部流体の流れを遮る仕切部材をさらに備える、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のヒータ一体型フィルタ。 - 前記仕切部材と前記フィルタ本体の間に設けられた内側ヒータをさらに備える、
請求項9に記載のヒータ一体型フィルタ。 - 前記フィルタ本体に供給される前記流体又は前記外部流体から液分を除去する液分分離部をさらに備える、
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のヒータ一体型フィルタ。 - 流体が流通する回転機械と、
前記回転機械からの前記流体の一部又は外部流体を取り込んでシールガスを生成する請求項1から請求項11のいずれか一項に記載のヒータ一体型フィルタと、
前記回転機械に設けられ、前記シールガスによって前記回転機械での前記流体の封止を行うガスシール装置と、
を備えることを特徴とする回転機械システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016-063508 | 2016-03-28 | ||
| JP2016063508A JP2017176912A (ja) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | ヒータ一体型フィルタ、及び、回転機械システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2017169541A1 true WO2017169541A1 (ja) | 2017-10-05 |
Family
ID=59962983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2017/008844 Ceased WO2017169541A1 (ja) | 2016-03-28 | 2017-03-06 | ヒータ一体型フィルタ、及び、回転機械システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2017176912A (ja) |
| WO (1) | WO2017169541A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6789370B2 (ja) * | 2017-02-24 | 2020-11-25 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | ヒータ一体型フィルタ、及び回転機械システム |
| CN114439943B (zh) * | 2022-02-09 | 2024-05-14 | 沈阳工业大学 | 一种螺旋密封结构及压缩机 |
| KR102507454B1 (ko) * | 2022-11-15 | 2023-03-09 | (주)세코하이텍 | VOCs 처리가 가능한 도장설비 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60185076U (ja) * | 1984-04-24 | 1985-12-07 | 三菱重工業株式会社 | 軸封装置 |
| JP3979091B2 (ja) * | 1999-07-23 | 2007-09-19 | 株式会社日立プラントテクノロジー | ターボ形流体機械及びそれに用いられるドライガスシール |
| WO2012053389A1 (ja) * | 2010-10-22 | 2012-04-26 | 株式会社神戸製鋼所 | 圧縮機 |
-
2016
- 2016-03-28 JP JP2016063508A patent/JP2017176912A/ja active Pending
-
2017
- 2017-03-06 WO PCT/JP2017/008844 patent/WO2017169541A1/ja not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60185076U (ja) * | 1984-04-24 | 1985-12-07 | 三菱重工業株式会社 | 軸封装置 |
| JP3979091B2 (ja) * | 1999-07-23 | 2007-09-19 | 株式会社日立プラントテクノロジー | ターボ形流体機械及びそれに用いられるドライガスシール |
| WO2012053389A1 (ja) * | 2010-10-22 | 2012-04-26 | 株式会社神戸製鋼所 | 圧縮機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017176912A (ja) | 2017-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6395341B2 (ja) | ヒータ一体型フィルタ、及び回転機械システム | |
| EP3144047B1 (en) | Purification apparatus for compressed air | |
| WO2017169541A1 (ja) | ヒータ一体型フィルタ、及び、回転機械システム | |
| CN105298915B (zh) | 用于燃气涡轮的压缩机组件 | |
| US20180142554A1 (en) | Oil-lubricated slide vane rotary vacuum pump with oil separating and reconditioning device | |
| CN104106200B (zh) | 泵机组 | |
| BR112017016125B1 (pt) | Separador centrífugo, e, método para limpar um gás contendo impurezas líquidas | |
| BR112014023659B1 (pt) | dispositivo separador e processo para operação do mesmo | |
| CN103518106B (zh) | 冷凝装置 | |
| CN108692331B (zh) | 一种空气预热器 | |
| CN102725534A (zh) | 气体压缩机组件 | |
| US2514894A (en) | Heat exchanger | |
| CN103680832A (zh) | 变压器呼吸器用干燥装置 | |
| JP6375821B2 (ja) | 遠心送風機及びこれを備えた空気清浄機 | |
| JP4333101B2 (ja) | シール用ガスのフィルター装置 | |
| EP3536968B1 (en) | Heater-integrated filter and rotating machine system | |
| EP2875570B1 (en) | Electric machine | |
| CN110259772B (zh) | 一种水流激励式带桨球阀 | |
| KR20180122258A (ko) | 국소 배기 장치 및 이에 구비된 송풍장치 | |
| US1679090A (en) | Fluid separator and heater | |
| KR101891605B1 (ko) | 보텍스 튜브 | |
| JP6464164B2 (ja) | 特に油霧、蒸気、浮遊粒子などによって汚染された空気をろ過するためのろ過装置 | |
| SU652954A1 (ru) | Центробежный турбосепаратор | |
| US852005A (en) | Water-purifying device for steam-boilers. | |
| JP2011080367A (ja) | 圧縮機の凝結水処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17774086 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17774086 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |