JPH108902A - 圧縮機及びこの圧縮機を備えたポリプロピレン製造プラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で、潤滑油を圧縮室内壁全体に渡
って満遍なく行き渡らせることができると共に、圧縮室
内への異物の堆積を防止できる圧縮機を提供する。 【解決手段】 シリンダ室９ａ内のピストン１０の駆動
により、該シリンダ室９ａ内に吸込管３７を介して吸い
込んだガスを圧縮した後、吐出管から吐出する圧縮機１
において、前記吸込管３７に、潤滑油を供給する潤滑油
供給管４４を接続し、潤滑油供給装置から該潤滑油供給
管４４を介して前記吸込管３７内に潤滑油を供給して、
ガスと共に前記シリンダ室９ａ内に流入するように設定
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばポリプロ
ピレン製造プラント等に使用される圧縮機に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来からこの種の圧縮機としては、ピス
トンを往復動させることにより、吸込管から吸込側弁を
介してシリンダ室内にガスを吸い込み、所定圧まで圧縮
した後、吐出側弁を介して吐出管から吐出させるように
したものがある。

【０００３】かかる圧縮機には、給油式と無給油式があ
り、給油式の場合には、シリンダブロックに油路を形成
し、ピストンが摺動するシリンダ内壁やシリンダロッド
が摺動する部分に給油して潤滑するようにしている。

【０００４】また、無給油式は、各摺動部位に材質や形
状の工夫がなされ、耐久性を確保するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の給油式のものにあっては、シリンダブロック
に油路を形成するための加工が大変であると同時に、潤
滑油の供給箇所が油路に対応した部位であることから、
局部的になってしまい、シリンダ室内壁全体に行き渡ら
せるのが大変である。

【０００６】また、無給油式のものにあっては、シリン
ダ室内に吸込されるガスに微細な異物が混入している場
合に、これがシリンダヘッド等に堆積することにより、
ピストンにて打撃されるに至った場合には、ピストンの
損傷やクランク機構に振動が発生する等の問題が生じる
場合がある。

【０００７】さらに、給油式又は無給油式のいずれの方
式のものにあっても、各吸込側弁及び吐出側弁にガスに
含まれている異物が付着し、堆積することにより、これ
らの弁の機能を損なう虞がある。

【０００８】そこで、この発明は、簡単な構造で、潤滑
油をシリンダ室内壁全体に渡って満遍なく行き渡らせる
ことができると共に、シリンダ室内への異物の堆積を防
止できる圧縮機を提供することを課題としている。

【０００９】他の課題は、各吸込・吐出側弁への異物の
堆積を防止することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、圧縮室内の駆動体の駆
動により、該圧縮室内に吸い込んだガスを圧縮した後、
吐出する圧縮機において、前記ガスと潤滑油とを混合さ
せて前記圧縮室内に流入させるように設定した圧縮機と
したことを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の発明は、圧縮室内の駆動
体の駆動により、該圧縮室内に吸込管を介して吸い込ん
だガスを圧縮した後、吐出管から吐出する圧縮機におい
て、前記吸込管に、潤滑油を供給する潤滑油供給管を接
続し、潤滑油供給装置から該潤滑油供給管を介して前記
吸込管内に潤滑油を供給して、ガスと共に前記圧縮室内
に流入するように設定した圧縮機としたことを特徴とす
る。

【００１２】請求項３に記載の発明は、圧縮室内の駆動
体の駆動により、該圧縮室内に吸込管を通り吸込側弁を
介して吸い込んだガスを圧縮した後、吐出側弁を介して
吐出管から吐出する圧縮機において、前記吸込管の、前
記吸込側弁の上流側に、潤滑油を供給する潤滑油供給管
を接続し、潤滑油供給装置から該潤滑油供給管及び吸込
側弁を介して前記吸込管内に潤滑油を供給して、ガスと
共に前記圧縮室内に流入するように設定した圧縮機とし
たことを特徴とする。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項２又は３
に記載の構成に加え、前記潤滑油を霧状にして前記吸込
管内へ流入させるように設定したことを特徴としてい
る。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
の何れかに記載の構成に加え、前記潤滑油供給装置は、
供給状態・停止状態に任意に制御できるように設定した
ことを特徴とする。

【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５
の何れかに記載の圧縮機を重合機の下流側に配設し、該
重合機で重合されなかった未反応プロピレンを前記圧縮
機で圧縮して、該圧縮ガスを冷却して液体にした後、前
記重合機に再循環させるようにした圧縮機を備えたポリ
プロピレン製造プラントとしたことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００１７】図１乃至図９には、この発明の実施の形態
の一例を示す。

【００１８】まず構成について説明すると、図９には、
通常スラリー法と呼ばれるポリプロピレン製造プラント
のフローシートを示し、このプラント中に圧縮機１が配
設されている。

【００１９】このポリプロピレン製造プラントは、精製
プロピレンが触媒及び溶剤等の存在下に重合機２で重合
されポリマーが生成される。この生成したポリマーは溶
剤中に懸濁し、スラリー状となる。次いで、フラッシュ
タンク３にて触媒,ポリマー、溶剤からなるスラリーと
ガス状の未反応プロピレン及びガス状の溶剤とに分離さ
れて、スラリーはサージドラム４に導かれ、又、ガス状
の未反応プロピレン及びガス状の溶剤は凝縮機５を介し
て、溶剤回収器６に導かれるようになっている。この溶
剤回収器６では、未反応プロピレンと溶剤が分離され、
未反応プロピレンは前記圧縮機１に導かれて圧縮及び冷
却された後、プロピレン回収器７に集められ、回収プロ
ピレンとして再度、前記重合機２に導かれるようになっ
ている。なお、このプラントの他の構成は説明を省略す
る。

【００２０】その圧縮機１は、図１に示すように、三段
階の圧縮機能を具備しており、一段目は径の大きな２つ
のシリンダ９，９・ピストン１０，１０により、二段目
はそれより小さな径の１つのシリンダ１１・ピストン１
２により、更に、三段目は二段目よりさらに小さな径の
１つのシリンダ１３・ピストン１４により、一段目から
三段目までに順次ガスが圧縮されるようになっている。

【００２１】より詳しくは、「駆動体」としての各ピス
トン１０，１２，１４には、ピストンロッド１５，１
６，１７の上部が接続され、これらピストンロッド１
５，１６，１７がパッキン１８，１９，２０に挿通さ
れ、これらパッキン１８，１９，２０により「圧縮室」
としてのシリンダ室９ａ，１１ａ，１３ａ内がシールさ
れるようになっている。また、そのパッキン１８，１
９，２０の下方では、ピストンロッド１５，１６，１７
がフレーム５３に支持された案内軸受け５２に挿通さ
れ、これらピストンロッド１５，１６，１７の下端部は
図示省略のクランク機構に接続されている。

【００２２】また、それら各シリンダ９，１１，１３の
シリンダヘッド９ｂ，１１ｂ，１３ｂには、冷却管２１
が接続され、この冷却管２１を介して冷却水が循環され
るようになっている。

【００２３】そして、それら各シリンダ９，１１，１３
には、図２に示すように、それぞれ上下に一対の吸込側
弁２２が配設されると共に、これら吸込側弁２２と対向
した位置に一対の吐出側弁２３が配設されている。

【００２４】この吸込側弁２２は、図３及び図４に示す
ように、ケーシング２４に複数のスリット２５ａが形成
された弁座２５が取り付けられると共に、この弁座２５
に順次重なるように弁板２６,緩衝板２７及び弁押え２
８が配設されている。これら弁板２６，緩衝板２７及び
弁押え２８には、それぞれ対応する位置にスリット２６
ａ，２７ａ，２８ａが形成されているが、これらスリッ
ト２６ａ,２７ａ，２８ａと前記弁座２５のスリット２
５ａとは異なった位置に形成されており、弁板２６が複
数のスプリング２９で付勢されることにより、この弁板
２６にて弁座２５のスリット２５ａが閉成されるように
なっている。そして、この弁板２６に対して図４中矢印
方向に所定の圧力が作用し、この弁板２６がスプリング
２９の付勢力に抗して図４中右方向に移動されたときに
は、弁座２５のスリット２５ａが開成されて、弁板２６
等の各スリット２６ａ，２７ａ，２８ａを介してシリン
ダ室９ａ，１１ａ，１３ａ内にガスが流入するようにな
っている。実際には、図２及び図３中矢印に示すよう
に、ケーシング２４の側壁に形成された側壁開口２４ａ
を介して吸込側弁２２内にガスが流入し、各スリット２
５ａ…を介してシリンダ室９ａ…内に流入するようにな
っている。勿論、この吸込側弁２２は、シリンダ室９
ａ，１１ａ，１３ａ内のガスが抜けないように、矢印と
反対方向のガスの流れを阻止する逆止弁となっている。

【００２５】また、吐出側弁２３は、図５及び図６に示
すように、吸込側弁２２と類似の構造を呈し、ケーシン
グ３０に複数のスリット３１ａが形成された弁座３１が
取り付けられると共に、この弁座３１に順次重なるよう
に弁板３２,緩衝板３３及び弁押え３４が配設されてい
る。これら弁板３２，緩衝板３３及び弁押え３４には、
それぞれ対応する位置にスリット３２ａ，３３ａ，３４
ａが形成されているが、これらスリット３２ａ，３３
ａ，３４ａと前記弁座３１のスリット３１ａとは異なっ
た位置に形成されており、弁板３２が複数のスプリング
３５で付勢されることにより、この弁板３２にて弁座３
１のスリット３１ａが閉成されるようになっている。そ
して、図６中矢印方向に所定の圧力が作用し、弁板３２
がスプリング３５の付勢力に抗して図６中右方向に移動
されたときには、弁座３１のスリット３１ａが開成され
て、シリンダ室９ａ，１１ａ，１３ａ内のガスが弁板３
２等の各スリット３２ａ，３３ａ，３４ａを通り、ケー
シング３０の側壁に形成された側壁開口３０ａを介して
吐出されるようになっている（図２，図５，図６中矢印
参照）。勿論、この吐出側弁２３は、シリンダ室９ａ，
１１ａ，１３ａ内にガスが流入しないように、矢印と反
対方向のガスの流れを阻止する逆止弁となっている。

【００２６】一方、シリンダブロック８には、図７に示
すように、シリンダ室９ａに対応する一段目用吸込管３
７及び一段目用吐出管３８が、シリンダ室１１ａに対応
する二段目用吸込管３９及び二段目用吐出管４０が、シ
リンダ室１３ａに対応する三段目用吸込管４１及び三段
目用吐出管４２がそれぞれ接続されている。

【００２７】その一段目,二段目及び三段目用吸込管３
７,３９,４１は、それぞれシリンダブロック８の側壁に
接続され、このシリンダブロック８に形成された吸込用
連通路８ａ,８ｃ,８ｅを介して吸込側弁２２，２２，２
２の側壁開口２４ａに連通される一方、一段目,二段目
及び三段目用吐出管３８,４０，４２は、それぞれシリ
ンダブロック８に形成された吐出用連通路８ｂ,８ｄ,８
ｆを介して吐出側弁２３，２３，２３の側壁開口３０ａ
に連通されるようになっている。図２では、便宜上、各
吸込用連通路８ａ,８ｃ,８ｅ、又は各吐出用連通路８
ｂ,８ｄ,８ｆは同じ位置を指しているが、実際には、各
連通路８ａ…は、それぞれ画成された独立した通路とな
っている。

【００２８】この一段目用吸込管３７は前記分離機６に
接続され、一段目用吐出管３８が二段用吸込管３９に接
続され、二段目用吐出管４０が三段目用吸込管４１に接
続され、三段目用吐出管４２が前記プロピレン再精塔６
０に接続されている（図７及び図９参照）。

【００２９】そして、一段目用吸込管３７には、図１,
図７及び図８に示すように、潤滑油供給管４４が接続さ
れている。この潤滑油供給管４４は、図８に示すよう
に、ギヤードモータ４５により駆動される潤滑油供給装
置４６から延長され、この潤滑油供給装置４６によりオ
イルタンク４７からの潤滑油が、その一段目用吸込管３
７に供給されるようになっている。この潤滑油供給管４
４は、一段目用吸込管３７の接続部分に逆止弁４８及び
ストッパ弁４９が配設されている。また、この潤滑油供
給管４４内の圧力が一定値より上昇した場合に、この管
４４内の潤滑油を前記オイルタンク４７に戻すレリーフ
弁５０が設けられている。さらに、オイルタンク４７と
潤滑油供給装置４６との間には、ストレーナ５１が配設
されている。

【００３０】このギヤードモータ４５は、図示省略の制
御装置により、任意に駆動又は停止できるようになって
いる。

【００３１】次に、作用についてスラリー法によるポリ
プロピレンの製造プラントを例に取り説明する。

【００３２】このポリプロピレン製造プラントは、精製
プロピレンが触媒及び溶剤等の存在下に重合機２で重合
されポリマーが生成される。この生成したポリマーは溶
剤中に懸濁し、スラリー状となる。次いで、フラッシュ
タンク３にて触媒,ポリマー、溶剤からなるスラリーと
ガス状の未反応プロピレン及びガス状の溶剤とに分離さ
れて、スラリーはサージドラム４に導かれ、又、ガス状
の未反応プロピレン及びガス状の溶剤は凝縮機５を介し
て、溶剤回収器６に導かれるようになっている。この溶
剤回収器６では、未反応プロピレンと溶剤が分離され、
未反応プロピレンは前記圧縮機１に導かれて圧縮及び冷
却された後、プロピレン回収器７に集められ、回収プロ
ピレンとして再度、前記重合機２に導かれることとな
る。なお、このプラントの他の作用の説明は省略する。

【００３３】その圧縮機１においては、一段目用吸込管
３７から未反応プロピレンのガスが吸込側弁２２を介し
て一段目のシリンダ室９ａ内に流入し、ピストン１０の
駆動により、そのガスが所定の圧力まで圧縮され、吐出
側弁２３を介して一段目用吐出管３８に導かれる。そし
て、このガスが更に二段目用吸込管３９により二段目の
シリンダ室１１ａに吸い込まれ、一段目より高い圧力に
圧縮された後、二段目用吐出管４０に導かれる。次い
で、そのガスが三段目用吸込管４１により三段目のシリ
ンダ室１３ａに吸い込まれ、二段目より高い圧力に圧縮
された後、三段目用吐出管４２により、プロピレン再精
塔６０に導かれることとなる。

【００３４】このようにポリプロピレン製造プラントに
おいては、未反応プロピレンを圧縮機１で圧縮するよう
にしているが、このガス状の未反応プロピレンにはポリ
プロピレンの微粒子が含まれているため、これが圧縮機
１に導かれることにより、従来においては、この微粒子
が、圧縮機１の吸込側弁２２の弁板２６等やシリンダ室
９ａ内壁等に付着・堆積していた。

【００３５】しかし、この発明の圧縮機１によれば、か
かる堆積は防止される。すなわち、図８に示すように、
潤滑油が潤滑油供給装置４６から潤滑油供給管４４を通
して送られ、一段目用吸込管３７の吸込側弁２２上流側
近傍に吐出される。すると、この潤滑油は、前述のガス
と共に吸込側弁２２を介してシリンダ室９ａに流入され
る。この際、ガスは早い流速でシリンダ室９ａに吸い込
まれるため、潤滑油は霧状となってガスと共にシリンダ
室９ａに吸入される。特に、吸込側弁２２では、スリッ
ト２５ａ…等を通り、この通過面積は狭いことから、流
速がガス流路の中で最も上昇するため、霧状になり易
い。これで、吸込側弁２２は、潤滑油により、洗浄され
異物の付着が阻止され、常に清浄に保持される。次い
で、この霧状の潤滑油により、シリンダ室９ａ内におい
ても、ピストン１０の上下と周囲のリング及びシリンダ
室９ａのトップとボトムを洗浄し、異物の付着を防止す
る。してみれば、吸込側弁２２やシリンダヘッド９ｂ等
への付着が未然に防止されることとなり、吸込側弁２２
の性能低下やクランク機構の振動等を防止できる。勿
論、二段目,三段目側のシリンダ室１１ａ，１３ａや吸
込側弁２２・吐出側弁２３についても異物の付着が防止
される。

【００３６】このように微粒子が混入するような位置で
圧縮機１を使用することから異物付着の問題が顕著とな
るようなプラント、特にポリプロピレン製造プラントで
は、本発明の圧縮機１を使用することにより、それを防
止でき、本発明の圧縮機１をポリプロピレン製造プラン
トに適用することは極めて有効である。

【００３７】一方、その潤滑油はガスと共にシリンダ室
９ａ…に吸込されるため、シリンダ室９ａ内壁全体に渡
って満遍なく付着し、従来の局部的に供給される潤滑油
と比較すると、シリンダ９…とピストン１０…及びピス
トンロッド１５…との摺動抵抗を減少することができる
共に、パッキン１８…のシール性を向上させることがで
きる。更に、潤滑油供給管４４から潤滑油を霧状にして
一段目用吸込管３７内へ噴射させるような構造にすれ
ば、よりシール性を向上させることができる。

【００３８】また、潤滑油の一部は、ピストンロッド１
５…のパッキン１８…の部分も潤滑して、案内軸受け５
２のフレーム５３に滴下して、別途図示省略の回収器に
回収され、パッキン１８…の摩耗防止にも有効に働く。

【００３９】かかる潤滑油は、一段目用吸込管３８から
供給するようにしているため、従来の給油式のものと比
べ、シリンダ９…に油路を形成する必要がないことか
ら、構造を極めて簡単にできる。

【００４０】さらに、潤滑油の供給を、定期的又は任意
の時期に行うことにより、無給油状態で使用している間
に付着した異物を除去することもできる。このようにす
れば、食品関係等、潤滑油が混入してはならないような
使用状況下、つまり、従来では無給油式圧縮機しか使用
できないような所でも、上記のような利点を有する圧縮
機を使用することができる。

【００４１】また、このように圧縮されたガスには、微
量の異物と潤滑油が混入しており、圧縮後の中間冷却に
より凝縮液中に含まれることとなるが、重合機１におけ
る重合には影響がないことは実証されている。

【００４２】なお、上記実施の形態では、三段階の圧縮
機能を有しているが一段でも良いことは勿論である。ま
た、上記実施の形態の圧縮機１はピストン１０…の往復
運動によりガスを圧縮するタイプのものであるが、これ
に限らず、羽根車やロータの回転運動によりガスを圧縮
するタイプのものにもこの発明を適用できる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１又は２に記載の発明によれば、
潤滑油をガスと共に圧縮室に流入させるようにしている
ため、圧縮室内壁全体に渡って満遍なく付着し、従来の
ように局部的に潤滑油を供給するものと比較すると、駆
動体と圧縮室内壁との摺動抵抗をより減少させることが
できる。

【００４４】また、潤滑油を、ガスと共に圧縮室に流入
させるようにしているため、従来の給油式のものと比
べ、シリンダに油路を形成する必要がないことから、構
造を極めて簡単にできる。

【００４５】さらに、その潤滑油により、圧縮室内壁へ
の異物の堆積を防止することができ、駆動体の損傷等や
クランク機構の振動等を防止できる。

【００４６】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２に記載の効果に加え、吸込側弁の上流側に潤滑油
を供給するようにしているため、吸込側弁への異物の堆
積を防止できる。

【００４７】請求項４に記載の発明によれば、請求項２
又は３に記載の効果に加え、潤滑油を霧状にして吸込管
内へ流入させるようにしているため、潤滑性及び異物堆
積防止機能をより向上させることができる。

【００４８】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
乃至４の何れかに記載の効果に加え、潤滑油供給装置を
供給状態又は停止状態にすることにより、潤滑油の供給
を、定期的又は任意の時期に行うことができ、無給油状
態で使用している間に付着した異物を除去した後、再度
無給油状態で使用することもできる。このようにすれ
ば、食品関係等、潤滑油が混入してはならないような使
用状況下、つまり、従来では無給油式圧縮機しか使用で
きないような所でも、上記のような利点を有する圧縮機
を使用することができる。

【００４９】請求項６に記載の発明によれば、ポリプロ
ピレン製造プラントでは、特に、ポリプロピレンの微粒
子が混入するような位置で圧縮機を使用することから異
物付着の問題が顕著となるが、請求項１乃至４の何れか
に記載の圧縮機を使用すればそれを防止でき、この圧縮
機をポリプロピレン製造プラントに適用することは極め
て有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る圧縮機を示す断面
図である。

【図２】同実施の形態に係る図１と直交する方向の断面
図である。

【図３】同実施の形態に係る吸込側弁の断面図である。

【図４】同実施の形態に係る吸込側弁の分解斜視図であ
る。

【図５】同実施の形態に係る吐出側弁の断面図である。

【図６】同実施の形態に係る吐出側弁の断面図である。

【図７】同実施の形態に係る圧縮機の平面図である。

【図８】同実施の形態に係る潤滑油の供給経路を示す概
略図である。

【図９】同実施の形態に係るポリプロピレン製造プラン
トを示す概略図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 9a,11a,13a シリンダ室（圧縮室） 10,12,14 ピストン（駆動体） 22 吸込側弁 23 吐出側弁 37,39,41 吸込管 38,40,42 吐出管 44 潤滑油供給管 46 潤滑油供給装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮室内の駆動体の駆動により、該圧縮
   室内に吸い込んだガスを圧縮した後、吐出する圧縮機に
   おいて、 前記ガスと潤滑油とを混合させて前記圧縮室内に流入さ
   せるように設定したことを特徴とする圧縮機。
2. 【請求項２】 圧縮室内の駆動体の駆動により、該圧縮
   室内に吸込管を介して吸い込んだガスを圧縮した後、吐
   出管から吐出する圧縮機において、 前記吸込管に、潤滑油を供給する潤滑油供給管を接続
   し、潤滑油供給装置から該潤滑油供給管を介して前記吸
   込管内に潤滑油を供給して、ガスと共に前記圧縮室内に
   流入するように設定したことを特徴とする圧縮機。
3. 【請求項３】 圧縮室内の駆動体の駆動により、該圧縮
   室内に吸込管を通り吸込側弁を介して吸い込んだガスを
   圧縮した後、吐出側弁を介して吐出管から吐出する圧縮
   機において、 前記吸込管の、前記吸込側弁の上流側に、潤滑油を供給
   する潤滑油供給管を接続し、潤滑油供給装置から該潤滑
   油供給管及び吸込側弁を介して前記吸込管内に潤滑油を
   供給して、ガスと共に前記圧縮室内に流入するように設
   定したことを特徴とする圧縮機。
4. 【請求項４】 前記潤滑油を霧状にして前記吸込管内へ
   流入させるように設定したことを特徴とする請求項２又
   は３に記載の圧縮機。
5. 【請求項５】 前記潤滑油供給装置は、供給状態・停止
   状態に任意に制御できるように設定したことを特徴とす
   る請求項１乃至４の何れか一つに記載の圧縮機。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５の何れかに記載の圧縮機
   を重合機の下流側に配設し、該重合機で重合されなかっ
   た未反応プロピレンを前記圧縮機で圧縮して、該圧縮ガ
   スを冷却して液体にした後、前記重合機に再循環させる
   ようにしたことを特徴とする圧縮機を備えたポリプロピ
   レン製造プラント。