JPH05770Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、膨張タービンと圧縮機とを備えたガ
ス液化冷凍装置の差圧調整装置に関するものであ
る。

〔従来技術〕

従来のガス液化冷凍装置の差圧調整装置は、第
５図及び第６図に示すように、回転軸１，１１の
両端部に、膨張タービン２，１２の図示しないイ
ンペラと、圧縮機３，１３の図示しないインペラ
とが各々結合され、各々別のガス循環路、すなわ
ち膨張タービン側ガス循環路４，１４及び圧縮機
側ガス循環路５，１５に設けられている。上記双
方のガス循環路４，１４及び５，１５間の圧力差
に起因して、回転軸１，１１にはスラスト力が発
生し、また双方のガス循環路４，１４及び５，１
５を隔絶する軸シール部１６では、ここからガス
の漏洩を生じることがある。

上記のスラスト力は、これが過大になると、回
転軸を支承するスラスト軸受６に損傷を与える。
そこで、第５図に示すように、双方のガス循環路
４，５間にバイパス路７ａ及び緊急圧力逃がし弁
７ｂから成る差圧調整装置７を設け、制御信号線
８を通じて送られる制御信号に基づいた緊急遮断
弁９の閉鎖による緊急な運転停止等によつて生ず
る双方のガス循環路４，５の差圧の増大に対し、
上記制御信号により同時に緊急圧力逃がし弁７ｂ
を開放して、圧縮機側ガス循環路５のガスを膨張
タービン側ガス循環路４に逃がすことにより、回
転軸１に過大なスラスト力が作用するのを防止す
るようにした構造について、本出願人は先に提案
（実願昭60−187904号）している。

しかし、上記の構造では、定常運転中など、緊
急圧力逃がし弁７ｂの開放信号を発すること以外
の原因による双方のガス循環路４，５間の差圧の
増大には効を奏さない。また、緊急信号が発せら
れた場合であつても、緊急圧力逃がし弁７ｂは遠
隔操作による制御弁であるため、応答遅れが生
じ、双方のガス循環路４，５間の差圧が所定値以
上になる可能性があるという問題を有し、さらに
他力の制御弁であることから駆動源を必要とし、
構造が複雑であり、そのために保守も困難であつ
て、しかもコストが高くつく。

また、軸シール部１６からのガスの漏洩に関し
ては、膨張タービン側ガス循環路１４の冷却され
たガスが圧縮機側ガス循環路１５に漏れると、図
示しない軸受の凍結を起こして装置の運転に支承
を来す。そこで、第６図に示すように、双方のガ
ス循環路１４，１５の圧力を導入する圧力導入路
１７ａ，１７ｂ、この圧力導入路１７ａ，１７ｂ
を通じて差圧を検出する差圧検出器１７ｃ、及び
この差圧検出器１７ｃにより制御される差圧制御
弁１７ｄから成る差圧制御装置１７を備え、双方
のガス循環路１４，１５の差圧が所定値以下にな
ると、差圧検出器１７ｃからの信号により制御弁
１７ｄを開放し、軸シールガス供給路１８より軸
シールガスを供給することにより、圧縮機側ガス
循環路１５の圧力を高めるという方法が採用され
ている。

しかし、上記の方法では、前記した過大スラス
ト力の発生防止手段と同様に、制御弁１７ｄの応
答遅れにより双方のガス循環路１４，１５間の差
圧が所定値以下になる可能性がある。また、他力
の制御弁であることから駆動源を必要とし、構造
が複雑であり、そのため保守も困難であり、しか
もコストが高くつくという欠点を有している。

〔考案の目的〕

本考案は、上記の問題点を考慮してなされたも
のであつて、２つのガス循環路を常に確実に所定
の差圧に保ち、かつ駆動源が不要であつて構造が
簡単であり、安価に製造できるガス液化冷凍装置
の差圧調整装置の提供を目的とするものである。

〔考案の構成〕

本考案に係るガス液化冷凍装置の差圧調整装置
は、上記の目的を達成するために、回転軸の一端
側に膨張タービンのインペラ、他端側に圧縮機の
インペラが各々結合され、上記膨張タービンと圧
縮機とが各々別のガス循環路に設けられ、上記双
方のガス循環路間を所定の差圧に保つガス液化冷
凍装置の差圧調整装置において、上記の差圧によ
り直接作動する自力式差圧調整弁を、上記ガス循
環路間に設けて、差圧を検知しダイヤフラムなど
を有する自力式差圧調整弁によつてガス流路の開
閉を行うことにより、２つのガス循環路を常に所
定の差圧に保ち得るように構成したことを特徴と
するものである。

〔実施例 １〕 本考案の第１実施例を第１図及び第２図に基づ
いて説明する。

第１図は本考案の適用例を示す構成説明図であ
り、回転軸２１の一端側には膨張タービン２２の
図示しないインペラが結合されると共に、他端側
に圧縮機２３の図示しないインペラが結合されて
いる。回転軸２１は、上記膨張タービン２２と圧
縮機２３との間で、スラスト軸受２４及びジヤー
ナル軸受２５にて支承されている。膨張タービン
２２の設けられた膨張タービン側ガス循環路２６
における膨張タービン２２の排気口と、圧縮機２
３の設けられた圧縮機側ガス循環路２７における
圧縮機２３の吐出口との間には、差圧調整装置２
８が設けられている。この差圧調整装置２８は、
自力式差圧調整弁２８ａ、膨張タービン側ガス循
環路圧力導入路２８ｂ、圧縮機側ガス循環路圧力
導入路２８ｃ、及びガス排出路２８ｄから成る。

上記自力式差圧調整弁２８ａの具体的構造例を
第２図に示す。第２図において上部ケース３１
は、膨張タービン側圧力室３１ａ及びこの膨張タ
ービン側圧力室３１ａに通じる膨張タービン側圧
力導入口３１ｂを備え、下部ケース３２は、圧縮
機側圧力室３２ａ及びこの圧縮機側圧力室に通じ
る圧縮機側圧力導入口３２ｂを備え、上記双方の
圧力室３１ａ，３２ａは互いにダイヤフラム３３
によつて隔絶されている、このダイヤフラム３３
の圧縮機側圧力室３２ａの側には針状弁３４が突
出して取り付けられ、ダイヤフラム３３の反対側
に設けられた圧力スプリング３５により付勢され
ている。この圧力スプリング３５の推力は、圧力
調整ねじ３６により調整される。また下部ケース
３２にはスリーブ３７が取り付けられ、このスリ
ーブ３７は、針状弁３４に相対する弁座３８及び
ガス排出路２８ｄが接続されるガス排出口３９を
備えている。

上記の構成において、圧縮機側ガス循環路２７
の圧力が膨張タービン側ガス循環路２６の圧力よ
りも低い場合、もしくは高いが、その差圧が圧力
スプリング３５の推力による圧力よりも小さい場
合には、針状弁３４は圧力スプリング３５により
弁座３８に押し付けられ、圧縮機側圧力室３２ａ
とガス排出口３９とを隔絶しているので、圧縮機
側循環路２７のガスは排出されない。

ところが、圧縮機側ガス循環路２７の圧力が膨
張タービン側ガス循環路２６の圧力より高く、そ
の差圧が圧力スプリング３５の推力による圧力よ
りも大きい場合には、ダイヤフラム３３は膨張タ
ービン側圧力室３１ａの方にたわみ、針状弁３４
は弁座３８より離れて圧縮機側圧力室３２ａをガ
ス排出口３９と連通させるので、ガス排出路２８
ｄを通してガスを放出し、圧縮機側ガス循環路２
７の圧力を低下させる。

〔実施例 ２〕 本考案の他の実施例を第３図及び第４図に基づ
いて説明する。回転軸４１の一端側には膨張ター
ビン４２の図示しないインペラが結合されると共
に、他端側に圧縮機４３の図示しないインペラが
結合されている。膨張タービン４２の設けられた
膨張タービン側ガス循環路４４及び圧縮機４３の
設けられた圧縮機側ガス循環路４５は軸シール部
４６により隔絶され、双方のガス循環路４４，４
５間に差圧調整装置４８が設けられる。この差圧
調整装置４８は、自力式差圧調整弁４８ａ、膨張
タービン側圧力導入路４８ｂ、圧縮機側圧力導入
路４８ｃ及び軸シールガス供給路４８ｄから成
る。なお、上記自力式差圧調整弁４８ａについ
て、第１実施例と同一の機能を有する部材には同
じ符号を用いてその説明を省略する。第１実施例
における針状弁３４に相当する部材はスピンドル
５４であり、スリーブ５７中には鋼球６０及び小
スプリング６１が封入されており、この鋼球６０
は小スプリング６１により、スリーブ５７に設け
られた弁座５８に押し付けられている。またスリ
ーブ５７には軸シールガス供給路４８ｄが接続さ
れる軸シールガス供給口５９が設けられている。

上記の構成において、圧縮機側ガス循環路４５
の圧力が膨張タービン側ガス循環路４４の圧力よ
り高く、しかもその差圧がスプリング３５の推力
による圧力よりも大きい場合、ダイヤフラム３３
は膨張タービン側圧力室３１ａの方にたわみ、鋼
球６０はスピンドル５４によつて押されないた
め、小スプリング６１により弁座５８に押し付け
られて、圧縮機側圧力室３２ａと軸シールガス供
給口５９とを隔絶する、このため、軸シールガス
は圧縮機側ガス循環路４５に供給されない。

ところが、圧縮機側ガス循環路４５の圧力が膨
張タービン側ガス循環路４４の圧力より低いか、
もしくは高いがその差圧が圧力スプリング３５の
推力による圧力よりも小さい場合、ダイヤフラム
３３は圧縮機側圧力室３２ａの方にたわみ、スピ
ンドル５４が鋼球６０を押し、この鋼球６０は弁
座５８より離れて軸シールガス供給口５９を圧縮
機側圧力室３２ａ側に開き、軸シールガスが供給
されて圧縮機側ガス循環路４５の圧力を高める。

〔考案の効果〕

本考案に係るガス液化冷凍装置の差圧調整装置
は、以上のように、回転軸の一端側に膨張タービ
ンのインペラ、他端側に圧縮機のインペラが各々
結合され、上記膨張タービンと圧縮機とが各々別
のガス循環路に設けられ、上記双方のガス循環路
間を所定の差圧に保つガス液化冷凍装置の差圧調
整装置において、上記の差圧により直接作動する
自力式差圧調整弁を、上記ガス循環路間に設けた
構成である。これにより、２つのガス循環路を常
に確実に所定の差圧に保つことができると共に、
駆動源が不要となるため構造が簡単になり、かつ
保守も容易になり、しかも製造コストを低減しう
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の一実施例を示し、
第１図は本考案の適用例を示す構成説明図、第２
図は上記実施例に使用される自力式差圧調整弁の
構造例を示す縦断面図、第３図及び第４図は本考
案の他の実施例を示し、第３図は適用例を示す構
成説明図、第４図は自力式差圧調整弁の構造例を
示す縦断面図、第５図は従来例を示す構成説明
図、第６図は他の従来例を示す構成説明図であ
る。 ２１，４１は回転軸、２２，４２は膨張タービ
ン、２３，４３は圧縮機、２６，４４は膨張ター
ビン側ガス循環路、２７，４５は圧縮機側ガス循
環路、２８，４８は差圧調整装置、２８ａ，４８
ａは自力式差圧調整弁である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転軸の一端側に膨張タービンのインペラ、他
   端側に圧縮機のインペラが各々結合され、上記膨
   張タービンと圧縮機とが各々別のガス循環路に設
   けられ、上記双方のガス循環路間を所定の差圧に
   保つガス液化冷凍装置の差圧調整装置において、
   上記の差圧により直接作動する自力式差圧調整弁
   を、上記ガス循環路間に設けたことを特徴とする
   ガス液化冷凍装置の差圧調整装置。