JP6601832B2 - シールガス供給制御方法、シールガス供給制御装置、回転機械 - Google Patents

Description

本発明は、シールガス供給制御方法、シールガス供給制御装置、回転機械に関する。

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を入力または出力するため、回転軸の端部がケーシングの外部に突出したものがある。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、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、ドライガスシール部を設ける構成が用いられている。

ドライガスシール部は、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おいて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、回転環の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、シールガスが供給された状態で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。このシールガスの圧力により、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とで、回転環と静止環との間に微少な隙間が形成される。この、隙間を通してシールガスを機内に供給する供給管が接続された供給部側からシールガスを排出するベントが接続された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、シールガスが供給部側から機外側に流れるよう、供給圧力が機外圧力よりも高くなっている。

このようなドライ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供給部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を通してフレア（煙突）から外部に排出される。

フレアには、回転機械以外のプラントに設置されている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、フレアの出口近傍でガスが燃焼されることがある。フレアに回転機械以外の機器からガス等が送り込まれたり、ガスが燃焼されたりすると、ベント内の圧力が上昇する。ベント内の圧力が供給圧力よりも高まると、機外圧力が供給圧力よりも高くなり、回転環と静止環との隙間との隙間において、シールガスが逆流してしまう。その結果、ドライガスシール部では、回転環と静止環との間に隙間が形成されずに回転環と静止環とが接触して損傷してしまうおそれがある。

特許文献１には、フレア側で圧力上昇が生じた際に、フレア先端側から逆流したガスを吸収するアキュムレータを備える構成が開示されている。これにより、フレア先端側からドライガスシール部にガスが流入するのを防止している。

また、ベント内の圧力を検出するベント圧検知センサと、供給圧力を検出するシールガス圧検知センサと、供給するシールガスの圧力を調整する圧力調整弁とを備える構成も採用されている。

この構成においては、ベント内の圧力が供給部側の圧力よりも高くなった場合に、圧力調整弁の開度を調整し、供給するシールガスの圧力を高める。これにより、供給圧力を上昇させ、供給圧力が機外圧力（ベント圧力）を上回るようにして、ドライガスシール部におけるシールガスの逆流を防いでいる。

米国特許出願公開第２００７／０１４７９８８号明細書

しかしながら、回転機械以外の他の機器に起因するベント圧力の上昇は、どのような度合いで生じるかが分からない。例えば、圧力容器等の他の機器で安全弁が作動して圧力が解放された場合、安全弁を通してフレア内に送り込まれたガスによるベント圧力の上昇は急激なものとなる。このような場合、圧力調整弁の開度を調整しても、ベント圧力の上昇に、機内圧力の上昇が間に合わない可能性がある。その結果、シールガスが逆流し、回転環と静止環とが衝突してしまうおそれがある。

本発明の目的は、ベント圧力の急激な上昇が生じても、供給圧力よりも機外圧力が上昇してしまうことを抑え、回転機械の信頼性を高めることのできるシールガス供給制御方法、シールガス供給制御装置、回転機械を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
この発明に係るシールガス供給制御方法は、ケーシング内に回転可能な回転軸と、前記回転軸と一体に回転するインペラとを有する遠心圧縮機における前記ケーシングの内部と外部とをシールガスによってシールするドライガスシール部に対するシールガス供給制御方法であって、前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの内部側の圧力である機内圧力と前記ドライガスシール部に対する前記シールガスの供給圧力との差圧を検知するステップと、検知した前記機内圧力と前記供給圧力との差圧に基づいて、前記ドライガスシール部の内部に前記シールガスを供給するシールガス供給弁の開度を調整するステップと、前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの外部側で前記ドライガスシール部から排出される前記シールガスを外部に放出するベント部の圧力を検知するステップと、を備え、検知した前記ベント圧力と前記シールガスの前記供給圧力との差圧が所定の閾値未満となるという条件を満たしたとき、前記シールガス供給弁を全開させる。

このように、ベント圧力が所定の条件を満たした場合には、シールガス供給弁を全開させ、シールガスの供給圧力を最大限とすることができる。したがって、ベント圧力の急激な上昇が生じても、ドライガスシール部において、シールガスが逆流するのを確実に抑えることができる。

このように構成することで、ベント圧力に対するシール供給圧力の差圧が小さい、つまりベント圧力が高まっている場合に、シールガス供給弁を全開となる。

また、この発明に係るシールガス供給制御方法は、ケーシング内に回転可能な回転軸と、前記回転軸と一体に回転するインペラとを有する遠心圧縮機における前記ケーシングの内部と外部とをシールガスによってシールするドライガスシール部に対するシールガス供給制御方法であって、前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの内部側の圧力である機内圧力と前記ドライガスシール部に対する前記シールガスの供給圧力との差圧を検知するステップと、検知した前記機内圧力と前記供給圧力との差圧に基づいて、前記ドライガスシール部の内部に前記シールガスを供給するシールガス供給弁の開度を調整するステップと、前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの外部側で前記ドライガスシール部から排出される前記シールガスを外部に放出するベント部の圧力を検知するステップと、
を備え、検知した前記ベント圧力が、所定の閾値を超えるという条件を満たしたとき、前記シールガス供給弁を全開させる
このように構成することで、ベント圧力とシール供給圧力との差圧を検出することなく、ベント圧力が所定の閾値を超えさえすれば、シールガス供給弁が全開となる。

また、この発明に係るシールガス供給制御装置は、ケーシング内に回転可能な回転軸と、前記回転軸と一体に回転するインペラとを有する遠心圧縮機における前記ケーシングの内部と外部とをシールガスによってシールするドライガスシール部に対するシールガス供給制御装置であって、前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの内部側の圧力である機内圧力と前記ドライガスシール部に対する前記シールガスの供給圧力との差圧を検知するシールガス差圧検知手段と、検知した前記機内圧力と前記供給圧力との差圧に基づいて、前記ドライガスシール部の内部に前記シールガスを供給するシールガス供給弁の開度を調整するシールガス圧調整手段と、前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの外部側で前記ドライガスシール部から排出される前記シールガスを外部に放出するベント部の圧力を検知するベント圧力検知手段と、を備え、検知した前記ベント圧力と前記シールガスの前記供給圧力との差圧が所定の閾値未満となるという条件を満たしたとき、前記シールガス供給弁を全開させる。
また、この発明に係るシールガス供給制御装置は、ケーシング内に回転可能な回転軸と、前記回転軸と一体に回転するインペラとを有する遠心圧縮機における前記ケーシングの内部と外部とをシールガスによってシールするドライガスシール部に対するシールガス供給制御装置であって、前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの内部側の圧力である機内圧力と前記ドライガスシール部に対する前記シールガスの供給圧力との差圧を検知するシールガス差圧検知手段と、検知した前記機内圧力と前記供給圧力との差圧に基づいて、前記ドライガスシール部の内部に前記シールガスを供給するシールガス供給弁の開度を調整するシールガス圧調整手段と、前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの外部側で前記ドライガスシール部から排出される前記シールガスを外部に放出するベント部の圧力を検知するベント圧力検知手段と、を備え、検知した前記ベント圧力が、所定の閾値を超えるという条件を満たしたとき、前記シールガス供給弁を全開させる。

この発明に係る回転機械は、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、前記回転軸と一体的に回転する回転環と、前記ケーシングに設けられ、前記回転軸の停止時に前記回転環と全周で突き当たり、前記回転軸の回転時に前記回転環との間にシール隙間を形成する静止環と、前記シール隙間に対しシールガスを供給するシールガス供給路と、前記回転環および前記静止環に対して前記ケーシングの外部側で前記シール隙間から排出される前記シールガスを外部に放出するベント部と、前記シールガス供給路における前記シールガスの供給圧力を調整するシールガス供給弁と、前記シールガス供給弁の開度を調整する制御部と、を備え、前記制御部は、前記シール隙間から排出される前記シールガスを外部に放出するベント圧力を検知し、検知した前記ベント圧力と前記シールガスの前記供給圧力との差圧が所定の閾値未満となるという条件を満たしたとき、前記シールガス供給弁を全開させる。
また、この発明に係る回転機械は、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、前記回転軸と一体的に回転する回転環と、前記ケーシングに設けられ、前記回転軸の停止時に前記回転環と全周で突き当たり、前記回転軸の回転時に前記回転環との間にシール隙間を形成する静止環と、前記シール隙間に対しシールガスを供給するシールガス供給路と、前記回転環および前記静止環に対して前記ケーシングの外部側で前記シール隙間から排出される前記シールガスを外部に放出するベント部と、前記シールガス供給路における前記シールガスの供給圧力を調整するシールガス供給弁と、前記シールガス供給弁の開度を調整する制御部と、を備え、前記制御部は、前記シール隙間から排出される前記シールガスを外部に放出するベント圧力を検知し、検知した前記ベント圧力が、所定の閾値を超えるという条件を満たしたとき、前記シールガス供給弁を全開させる。

この発明に係るシールガス供給制御方法、シールガス供給制御装置、回転機械によれば、ベント圧力が所定の条件を満たした場合には、シールガス供給弁を全開させ、シールガスの供給圧力を最大限とすることができる。したがって、ベント圧力の急激な上昇が生じても、ドライガスシール部において、シールガスが逆流するのを確実に抑えることができる。

この発明の一実施形態に係る回転機械の全体構成を示す模式図である。 第一実施形態における遠心圧縮機に設けられたドライガスシール部およびシールガス圧力調整部の構成を示す図である。 第一実施形態の制御部におけるシールガス圧制御方法のフローを示すフロー図である。 第二実施形態における遠心圧縮機に設けられたドライガスシール部およびシールガス圧力調整部の構成を示す図である。 第二実施形態の制御部におけるシールガス圧制御方法のフローを示すフロー図である。

以下、添付図面を参照して、本発明による回転機械を実施するための形態を説明する。
（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遠心圧縮機の構成を示す断面図である。
図１に示すように、本実施形態の回転機械である遠心圧縮機（回転機械）１０は、遠心圧縮機１０を回転させる駆動機１１と同軸上で接続されている。遠心圧縮機１０は、ドライガスシール部６０と配管で接続されている。遠心圧縮機１０は、駆動機１１やシールガス圧力調整部（シールガス供給制御装置）８０Ａとともに台板１上に配置されている。

圧縮機１０は、例えば遠心圧縮機であり、ケーシング内に、駆動機１１によって回転する回転軸３０と、回転軸３０と一体に回転するインペラ（不図示）とを有し、作動流体を圧縮する。

回転軸３０の端部には、ケーシングとの間に、ドライガスシール部６０が設けられている。ドライガスシール部６０は、回転軸３０の端部で、軸受に対し、ケーシングの機内側に配置されている。

図２は、第１の実施形態における遠心圧縮機に設けられたドライガスシール部およびシールガス圧力調整部の構成を示す図である。
図２に示すように、ドライガスシール部６０は、回転環６１と、静止環６２と、機内側ラビリンスシール６３と、を備える。

回転環６１は、回転軸３０の外周部に回転軸３０と一体に設けられている。回転軸３０の外周部には、筒状のシャフトスリーブ６５が固定されている。シャフトスリーブ６５の機内Ａ側（図２において左方）の端部６５ａには、外周側に延びるホルダー部６６が形成されている。ホルダー部６６の機外Ｂ側（図２において右方）には、回転環６１を保持する保持凹部６６ａが形成されている。回転環６１は、円環状で、保持凹部６６ａに嵌め込まれて保持されている。回転環６１の静止環６２に対向する表面６１ｆには、螺旋状の溝（図示無し）が形成されている。

静止環６２は、ケーシング２０に固定されている。ケーシング２０の両端部２０ａ，２０ｂにそれぞれ形成され、回転軸３０がケーシング２０の内外を貫通して挿通される軸挿通孔２０ｈの内周面に、円環状のリテーナ６７が設けられている。リテーナ６７の機内Ａ側には、静止環６２を保持する保持凹部６７ａが形成されている。保持凹部６７ａでは、静止環６２が、回転軸３０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６７ａ内には、静止環６２とリテーナ６７との間に、静止環６２を機内Ａ側に向けて付勢するコイルバネ６８が設けられている。

回転環６１と静止環６２は、回転軸３０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６２は、コイルバネ６８によって、回転環６１に向けて押圧されている。

ケーシング２０には、軸挿通孔２０ｈの内周面に開口するシールガス供給ポート７１が形成されている。シールガス供給ポート７１は、回転軸３０の軸方向において、回転環６１と機内側ラビリンスシール６３との間に形成されている。

シールガス供給ポート７１には、配管であるシールガス供給路７２が接続されている。シールガス供給路７２は、遠心圧縮機１０の吐出側に接続されており、遠心圧縮機１０で圧縮した圧縮流体の一部をシールガスとしてシールガス供給ポート７１に供給する。

ケーシング２０には、軸挿通孔２０ｈの内周面に開口するフレア排出ポート７３が形成されている。フレア排出ポート７３は、回転軸３０の軸方向において、回転環６１よりも機外Ｂ側に形成されている。

フレア排出ポート７３には、ベント部７４が接続されている。ベント部７４は、フレア排出ポート７３とフレア（煙突）７５とを接続する配管である。ベント部７４は、シール隙間から排出される前記シールガスを外部に放出する。ベント部７４は、ドライガスシール部６０からフレア排出ポート７３を介して流入したシールガスを、ベント部７４を介してフレア７５から外部に放出する。このフレア７５には、遠心圧縮機１０以外に、他の機器が接続されている。

このようなドライガスシール部６０において、遠心圧縮機１０が停止している回転軸３０の停止時では、静止環６２と回転環６１とが互いに全周で突き当たっている。
遠心圧縮機１０が運転している回転軸３０の回転時では、シールガスを、シールガス供給路７２を介してシールガス供給ポート７１からケーシング２０の軸挿通孔２０ｈと回転軸３０との間の空間である供給部Ｃに導入する。遠心圧縮機１０が作動し、回転軸３０が回転すると、回転環６１の表面６１ｆに形成された螺旋状の溝により、回転環６１の外周側から回転環６１と静止環６２との間にシールガスが導入される。このシールガスの圧力により、静止環６２が、コイルバネ６８の付勢力に抗して回転軸３０の軸方向に沿って機外Ｂ側に押圧されると、回転環６１と静止環６２との間に微少なシール隙間Ｓが形成される。シールガスは、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を流すことで、回転軸３０とケーシング２０との間のシールがなされる。

また、シールガスが、回転環６１および静止環６２側から、機内側ラビリンスシール６３と回転軸３０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６１と静止環６２とのシール隙間Ｓに混入することを防ぐ。

ここで、ケーシング２０内に導入されたシールガスは、ドライガスシール部６０における逆流を防ぐため、供給部Ｃの圧力が機内Ａよりも高くなるようにする。このため、遠心圧縮機１０は、ドライガスシール部６０に供給するシールガスの圧力を調整するシールガス圧力調整部（シールガス供給制御装置）８０Ａを備える。
シールガス圧力調整部８０Ａは、機内圧差圧計（シールガス差圧検知手段）８１と、ベント圧差圧計（ベント圧力検知手段）８２と、圧力調整弁（シールガス供給弁）８３と、制御部（シールガス圧調整手段）８４と、を備える。

機内圧差圧計８１は、ドライガスシール部６０よりもケーシング２０の内部（機内Ａ側）の圧力である機内圧力Ｐ１と、シールガス供給路７２を通してケーシング２０内に供給される供給部Ｃでのシールガスの圧力である供給圧力Ｐ２とを測定する。機内圧差圧計８１は、機内圧力Ｐ１と供給圧力Ｐ２との差圧である機内差圧ＰＤＴ１（＝Ｐ２−Ｐ１）を検出する。
ベント圧差圧計８２は、ベント部７４内におけるベント圧力Ｐ３と供給圧力Ｐ２との差圧であるベント差圧ＰＤＴ２（＝Ｐ２−Ｐ１）を検出する。

圧力調整弁８３は、その開度を変動させることで、シールガス供給路７２を通してケーシング２０内に供給されるシールガスの供給圧力Ｐ２を調整する。圧力調整弁８３は、制御部８４により、その開度が自動的に調整される。

図３は、制御部におけるシールガス圧制御方法の流れを示す図である。
この図３に示すように、制御部８４は、シール隙間Ｓから排出されるシールガスをベント部７４からフレア７５を介して外部に放出するベント圧力Ｐ３を検知し、検知したベント圧力Ｐ３が所定の条件を満たしたとき、圧力調整弁８３を全開させる。第一実施形態の制御部８４では、所定の条件として、ベント差圧ＰＤＴ２が所定の閾値未満となる場合に、圧力調整弁８３を全開させる。制御部８４は、遠心圧縮機１０が作動したら、機内圧差圧計８１で検出した機内差圧ＰＤＴ１と、ベント圧差圧計８２で検出したベント差圧ＰＤＴ２とを取得する（ステップＳ１０１）。

次いで、ベント圧差圧計８２で検出したベント差圧ＰＤＴ２が、予め定めた設定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。この設定値は、遠心圧縮機１０以外の他の機器から例えば安全弁が解放された場合に生じるフレア７５内の圧力上昇に伴うベント部７４内の圧力上昇よりも小さい値に設定するのが好ましい。
判定の結果、ベント差圧ＰＤＴ２が、予め定めた設定値を越えた場合、そのまま運転を続行し、次に処理を実行する。
また、ベント差圧ＰＤＴ２が、予め定めた設定値未満であれば、圧力調整弁８３の開度を全開にする（ステップＳ１０３）。

このような、ベント差圧ＰＤＴ２が設定値を超えるのは、例えば、遠心圧縮機１０以外の他の機器から例えば安全弁が解放された場合等である。このような場合に、圧力調整弁８３を全開とすると、シールガスの供給圧力Ｐ２が最大限に高まる。

次いで、検出した機内差圧ＰＤＴ１が、予め定めた下限閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
その結果、機内差圧ＰＤＴ１が、予め定めた下限閾値以上であり、シールガスの供給圧力Ｐ２が、機内Ａ側の機内圧力Ｐ１よりも十分に高ければ、圧力調整弁８３の開度は変動させず、そのまま運転を続行する。

また、機内差圧ＰＤＴ１が予め定めた下限閾値未満であった場合、シールガスの供給圧力Ｐ２が、機内Ａ側の機内圧力Ｐ１よりも十分に高くないので、圧力調整弁８３の開度を増大させる（ステップＳ１０５）。これにより、機内差圧ＰＤＴ１に基づいてシールガス供給路７２を通してケーシング２０内に供給されるシールガスの供給圧力Ｐ２が増大する。その結果、シールガスの供給圧力Ｐ２と、機内Ａ側の機内圧力Ｐ１との機内差圧ＰＤＴ１が増大する。
なおここで、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８３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し、一回の演算ごとに、圧力調整弁８３の開度を一定量だけ増大させるようにしてもよい。

また、機内差圧ＰＤＴ１が、予め定めた上限閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。
その結果、機内差圧ＰＤＴ１が予め定めた上限閾値を越えていた場合、シールガスの供給圧力Ｐ２が、機内Ａ側の機内圧力Ｐ１よりも高くなりすぎており、機内Ａに流れ込むシールガス流量が増え、遠心圧縮機１０で圧縮する作動流体の流量が減少してしまう。そこで、制御部８４は、機内差圧ＰＤＴ１に基づいて圧力調整弁８３の開度を減少させる（ステップＳ１０７）。
また、ステップＳ１０６で機内差圧ＰＤＴ１が、予め定めた上限閾値未満であれば、圧力調整弁８３の開度は変動させず、そのまま運転を続行し、上記処理を繰り返し実行する。

上述したシールガス供給制御方法、シールガス供給制御装置、回転機械によれば、フレア７５内のベント圧力Ｐ３とシールガス供給圧力Ｐ２とのベント差圧ＰＤＴ２が所定の閾値より小さい場合、圧力調整弁８３を全開させ、シールガスの供給圧力Ｐ２を最大限とすることができる。したがって、フレア７５内の圧力の急激な上昇が生じても、ドライガスシール部６０において、供給部Ｃ側から機外Ｂ側にシールガスが逆流するのを確実に抑えることができる。これにより、回転環６１と静止環６２とが衝突してドライガスシール部６０が損傷するのを抑え、遠心圧縮機１０の信頼性を高めることができる。

（第二実施形態）
次に、本発明にかかるシールガス供給制御方法、シールガス供給制御装置、回転機械の第２の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第２の実施形態においては、上記第１の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４は、第２の実施形態における遠心圧縮機に設けられたドライガスシール部およびシールガス圧力調整部の構成を示す図である。
この実施形態の遠心圧縮機１０は、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。図１に示したように、遠心圧縮機１０の回転軸３０の吸込口２３側の端部には、ケーシング２０との間に、ドライガスシール部６０が設けられている。図４に示すように、ドライガスシール部６０は、回転環６１と、静止環６２と、機内側ラビリンスシール６３と、を備える。

回転環６１と静止環６２は、回転軸３０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６２は、コイルバネ６８によって、回転環６１に向けて押圧されている。

このようなドライガスシール部６０において、遠心圧縮機１０が停止している状態では、静止環６２と回転環６１とが互いに突き当たっている。
遠心圧縮機１０が運転している状態では、回転環６１の表面６１ｆに形成された螺旋状の溝により、回転環６１の外周側から回転環６１と静止環６２との間にシールガスが導入される。このシールガスの圧力により、静止環６２が回転軸３０の軸方向に沿って機外Ｂ側に押圧されると、回転環６１と静止環６２との間に微少なシール隙間Ｓが形成される。このシールガスは、シール隙間Ｓを通り、機外Ｂ側に向かって流れる。

遠心圧縮機１０は、ドライガスシール部６０に供給するシールガスの圧力を調整するシールガス圧力調整部（シールガス供給制御装置）８０Ｂを備える。
シールガス圧力調整部８０Ｂは、機内圧差圧計８１と、ベント圧センサ（ベント圧力検知手段）８５と、圧力調整弁８３と、制御部（シールガス圧調整手段）８６と、を備える。

機内圧差圧計８１は、機内Ａ側の機内圧力Ｐ１とシールガスの供給圧力Ｐ２との機内差圧ＰＤＴ１（＝Ｐ２−Ｐ１）を検出する。
ベント圧センサ８５は、ベント部７４内におけるベント圧力Ｐ３を検出する。

圧力調整弁８３は、その開度を変動させることで、シールガス供給路７２を通してケーシング２０内に供給されるシールガスの供給圧力Ｐ２を調整する。圧力調整弁８３は、制御部８６により、その開度が自動的に調整される。

図５は、制御部におけるシールガス圧制御方法の流れを示す図である。
この図５に示すように、第二実施形態の制御部８４では、所定の条件として、ベント圧力Ｐ３が所定の閾値を超える場合に、圧力調整弁８３を全開させる。制御部８４は、遠心圧縮機１０が作動したら、機内圧差圧計８１で検出した機内差圧ＰＤＴ１と、ベント圧センサ８５で検出したベント圧力Ｐ３とを取得する（ステップＳ２０１）。

次いで、ベント圧センサ８５で検出したベント圧力Ｐ３が、予め定めた設定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
判定の結果、ベント圧力Ｐ３が、予め定めた設定値未満であれば、そのまま運転を続行し、次の処理を実行する。
また、ベント圧力Ｐ３が、予め定めた設定値を越えた場合、圧力調整弁８３の開度を全開にする（ステップＳ２０３）。

このようにしてベント圧力Ｐ３が設定値を超えるのは、例えば、遠心圧縮機１０以外の他の機器から例えば安全弁が解放された場合等である。このような場合に、圧力調整弁８３を全開とすると、シールガスの供給圧力Ｐ２が最大限に高まる。

次いで、検出した機内差圧ＰＤＴ１が、予め定めた下限閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
その結果、機内差圧ＰＤＴ１が、予め定めた下限閾値以上であり、シールガスの供給圧力Ｐ２が、機内Ａ側の機内圧力Ｐ１よりも十分に高ければ、圧力調整弁８３の開度は変動させず、そのまま運転を続行する。

また、機内差圧ＰＤＴ１が予め定めた下限閾値未満であった場合、シールガスの供給圧力Ｐ２が、機内Ａ側の機内圧力Ｐ１よりも十分に高くないので、圧力調整弁８３の開度を増大させる（ステップＳ２０５）。すると、シールガス供給路７２を通してケーシング２０内に供給されるシールガスの供給圧力Ｐ２が増大する。その結果、シールガスの供給圧力Ｐ２と、機内Ａ側の機内圧力Ｐ１との機内差圧ＰＤＴ１が増大する。

また、機内差圧ＰＤＴ１が、予め定めた上限閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０６）。
その結果、機内差圧ＰＤＴ１が予め定めた上限閾値を越えていた場合、シールガスの供給圧力Ｐ２が、機内Ａ側の機内圧力Ｐ１よりも高すぎ、機内Ａに流れ込むシールガス流量が増え、遠心圧縮機１０で圧縮する作動流体の流量が減少してしまう。そこで、制御部８６は、圧力調整弁８３の開度を減少させる（ステップＳ２０７）。
また、ステップＳ２０６で機内差圧ＰＤＴ１が、予め定めた上限閾値未満であれば、圧力調整弁８３の開度は変動させず、そのまま運転を続行し、上記処理を繰り返し実行する。

上述したシールガス供給制御方法、シールガス供給制御装置、回転機械によれば、ベント部７４内の圧力が所定の閾値を超えた場合に、圧力調整弁８３が全開となる。このように構成することで、ベント部７４内の圧力とシール供給圧力Ｐ２との差圧を検出することなく、圧力調整弁８３を全開させ、シールガスの供給圧力Ｐ２を最大限とすることができる。したがって、ベント部７４内の圧力の急激な上昇が生じても、ドライガスシール部６０において、シールガスが逆流するのを確実に抑えることができる。これにより、回転環６１と静止環６２とが衝突してドライガスシール部６０が損傷するのを抑え、遠心圧縮機１０の信頼性を高めることができる。

さらに、この第２の実施形態の構成によれば、上記第１の実施形態に比較し、ベント部７４内におけるベント圧力Ｐ３とシールガスの供給圧力Ｐ２とのベント差圧ＰＤＴ２を検出するベント圧差圧計８２に代えて、ベント圧力Ｐ３を直接検出するベント圧センサ８５を用いるようにした。これにより、機器コスト代を抑えることができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明のシールガス供給制御方法、シールガス供給制御装置、回転機械は、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、ドライガスシール部６０は、遠心圧縮機の内部に配置されていてもよい。具体的には、回転機械である遠心圧縮機１０は、主として、ケーシング２０と、ケーシング２０内で中心軸回りに回転自在に支持された回転軸３０と、回転軸３０に取り付けられて遠心力を利用してガスＧを圧縮するインペラと、ケーシング２０内に収容されたドライガスシール部６０とを備えていてもよい。

例えば、圧力調整弁８３として、ニードル弁等を用いるようにしてもよい。
また、ドライガスシール部６０の構成は、適宜変更することが可能である。
これ以外にも、例えば遠心圧縮機１０の全体構成は、いかなる構成であってもよい。

１０ 遠心圧縮機（回転機械）
２０ ケーシング
２０ａ 一端部
２０ｂ 他端部
２０ｈ 軸挿通孔
２１ 内部空間
２２ リング部材
２３ 吸込口
２４ 排出口
２５，２６ 支持孔
２７ ジャーナル軸受
２８ スラスト軸受
２９ インペラ収容部
２９ａ，２９ｂ 凹部
３０ 回転軸
３０ａ 一端側
４０ インペラ
４１ ディスク部
４２ ブレード部
４３ カバー部
５０ ケーシング側流路
５１ ディフューザ部
５２ リターンベンド部
５３ 戻り流路
５５ インペラ側流路
６０ ドライガスシール部
６１ 回転環
６１ｆ 表面
６２ 静止環
６３ 機内側ラビリンスシール
６５ シャフトスリーブ
６５ａ 端部
６６ ホルダー部
６６ａ 保持凹部
６７ リテーナ
６７ａ 保持凹部
６８ コイルバネ
７１ シールガス供給ポート
７２ シールガス供給路
７３ フレア排出ポート
７４ ベント部
７５ フレア
８０Ａ、８０Ｂ シールガス圧力調整部（シールガス供給制御装置）
８１ 機内圧差圧計（シールガス差圧検知手段）
８２ ベント圧差圧計（ベント圧力検知手段）
８３ 圧力調整弁（シールガス供給弁）
８４ 制御部（シールガス圧調整手段）
８５ ベント圧センサ（ベント圧力検知手段）
８６ 制御部（シールガス圧調整手段）
Ａ 機内
Ｂ 機外
Ｇ ガス
Ｏ 中心軸
Ｐ１ 機内圧力
Ｐ２ 供給圧力
Ｐ３ ベント圧力
ＰＤＴ１ 機内差圧
ＰＤＴ２ ベント差圧
Ｓ 隙間

Claims (6)

1. ケーシング内に回転可能な回転軸と、前記回転軸と一体に回転するインペラとを有する遠心圧縮機における前記ケーシングの内部と外部とをシールガスによってシールするドライガスシール部に対するシールガス供給制御方法であって、
   前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの内部側の圧力である機内圧力と前記ドライガスシール部に対する前記シールガスの供給圧力との差圧を検知するステップと、
   検知した前記機内圧力と前記供給圧力との差圧に基づいて、前記ドライガスシール部の内部に前記シールガスを供給するシールガス供給弁の開度を調整するステップと、
   前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの外部側で前記ドライガスシール部から排出される前記シールガスを外部に放出するベント部の圧力を検知するステップと、
   を備え、
   検知した前記ベント圧力と前記シールガスの前記供給圧力との差圧が所定の閾値未満となるという条件を満たしたとき、前記シールガス供給弁を全開させるシールガス供給制御方法。
2. ケーシング内に回転可能な回転軸と、前記回転軸と一体に回転するインペラとを有する遠心圧縮機における前記ケーシングの内部と外部とをシールガスによってシールするドライガスシール部に対するシールガス供給制御方法であって、
   前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの内部側の圧力である機内圧力と前記ドライガスシール部に対する前記シールガスの供給圧力との差圧を検知するステップと、
   検知した前記機内圧力と前記供給圧力との差圧に基づいて、前記ドライガスシール部の内部に前記シールガスを供給するシールガス供給弁の開度を調整するステップと、
   前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの外部側で前記ドライガスシール部から排出される前記シールガスを外部に放出するベント部の圧力を検知するステップと、
   を備え、
   検知した前記ベント圧力が、所定の閾値を超えるという条件を満たしたとき、前記シールガス供給弁を全開させるシールガス供給制御方法。
3. ケーシング内に回転可能な回転軸と、前記回転軸と一体に回転するインペラとを有する遠心圧縮機における前記ケーシングの内部と外部とをシールガスによってシールするドライガスシール部に対するシールガス供給制御装置であって、
   前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの内部側の圧力である機内圧力と前記ドライガスシール部に対する前記シールガスの供給圧力との差圧を検知するシールガス差圧検知手段と、
   検知した前記機内圧力と前記供給圧力との差圧に基づいて、前記ドライガスシール部の内部に前記シールガスを供給するシールガス供給弁の開度を調整するシールガス圧調整手段と、
   前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの外部側で前記ドライガスシール部から排出される前記シールガスを外部に放出するベント部の圧力を検知するベント圧力検知手段と、を備え、
   検知した前記ベント圧力と前記シールガスの前記供給圧力との差圧が所定の閾値未満となるという条件を満たしたとき、前記シールガス供給弁を全開させるシールガス供給制御装置。
4. ケーシング内に回転可能な回転軸と、前記回転軸と一体に回転するインペラとを有する遠心圧縮機における前記ケーシングの内部と外部とをシールガスによってシールするドライガスシール部に対するシールガス供給制御装置であって、
   前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの内部側の圧力である機内圧力と前記ドライガスシール部に対する前記シールガスの供給圧力との差圧を検知するシールガス差圧検知手段と、
   検知した前記機内圧力と前記供給圧力との差圧に基づいて、前記ドライガスシール部の内部に前記シールガスを供給するシールガス供給弁の開度を調整するシールガス圧調整手段と、
   前記ドライガスシール部に対して前記ケーシングの外部側で前記ドライガスシール部から排出される前記シールガスを外部に放出するベント部の圧力を検知するベント圧力検知手段と、を備え、
   検知した前記ベント圧力が、所定の閾値を超えるという条件を満たしたとき、前記シールガス供給弁を全開させるシールガス供給制御装置。
5. 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、
   前記回転軸と一体的に回転する回転環と、
   前記ケーシングに設けられ、前記回転軸の停止時に前記回転環と全周で突き当たり、前記回転軸の回転時に前記回転環との間にシール隙間を形成する静止環と、
   前記シール隙間に対しシールガスを供給するシールガス供給路と、
   前記回転環および前記静止環に対して前記ケーシングの外部側で前記シール隙間から排出される前記シールガスを外部に放出するベント部と、
   前記シールガス供給路における前記シールガスの供給圧力を調整するシールガス供給弁と、
   前記シールガス供給弁の開度を調整する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記シール隙間から排出される前記シールガスを外部に放出するベント圧力を検知し、検知した前記ベント圧力と前記シールガスの前記供給圧力との差圧が所定の閾値未満となるという条件を満たしたとき、前記シールガス供給弁を全開させる回転機械。
6. 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、
   前記回転軸と一体的に回転する回転環と、
   前記ケーシングに設けられ、前記回転軸の停止時に前記回転環と全周で突き当たり、前記回転軸の回転時に前記回転環との間にシール隙間を形成する静止環と、
   前記シール隙間に対しシールガスを供給するシールガス供給路と、
   前記回転環および前記静止環に対して前記ケーシングの外部側で前記シール隙間から排出される前記シールガスを外部に放出するベント部と、
   前記シールガス供給路における前記シールガスの供給圧力を調整するシールガス供給弁と、
   前記シールガス供給弁の開度を調整する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記シール隙間から排出される前記シールガスを外部に放出するベント圧力を検知し、検知した前記ベント圧力が、所定の閾値を超えるという条件を満たしたとき、前記シールガス供給弁を全開させる回転機械。

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