(57)【要約】【課題】（１）遠心圧縮機の流路に対して洗浄液を均一に分布させる。（２）流路に付着・堆積する汚れや熱反応生成物を均一に除去・抑制すると共に、冷却効果を均一的に得る。（３）必要最低限の洗浄液を用いて、流体に対する洗浄液の混合比を低減させる。【解決手段】ケーシング１と、このケーシング１内に支持された回転軸５と、この回転軸５に設けられて流体Ｅを圧縮するインペラ６と、このインペラ６と前記ケーシング１とが形成する流路Ｒに洗浄液を噴射する洗浄液噴射装置２０とを備える遠心圧縮機Ａであって、液体噴射装置２０は、ケーシング１の小径部とインペラ６との隙間に向けて周方向における複数箇所から前記洗浄液を噴射する第一噴射部２１と、インペラ６に圧縮された流体Ｅの上流側から下流側に向けて周方向における複数箇所から前記洗浄液を噴射する第二噴射部２２とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2010127245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、このケーシング内に支持された回転軸と、この回転軸に設けられて流体を圧縮するインペラと、このインペラと前記ケーシングとが形成する流路に洗浄液を噴射する洗浄液噴射装置とを備える遠心圧縮機であって、
前記液体噴射装置は、前記ケーシングの小径部と前記インペラとの隙間に向けて周方向における複数箇所から前記洗浄液を噴射する第一噴射部と、
前記インペラに圧縮された流体の上流側から下流側に向けて周方向における複数箇所から前記洗浄液を噴射する第二噴射部とを備えることを特徴とする遠心圧縮機。
【請求項２】
前記第一噴射部は、前記隙間に向けて径方向に前記洗浄液を噴射する軸方向噴射体を備えることを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
前記第一噴射部は、前記隙間に向けて軸方向に前記洗浄液を噴射する径方向噴射体を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心圧縮機。
【請求項４】
前記第二噴射部は、前記インペラの最外周部から径方向外方に向けて流れる前記流体と斜めに交差する方向に前記洗浄液を噴射する斜方向噴射体を備えることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【請求項５】
前記インペラが軸方向に複数設けられ、
前記ケーシングには、上流側のインペラから径方向外方に向けて流れる前記流体を該上流側のインペラと隣接する下流側のインペラに向けるリターンベンド部が形成されて、前記流体が多段で圧縮される構成とされ、
前記第二噴射部は、前記リターンベンド部の下流側に設けられ、径方向内方に向けて前記洗浄液を噴射するリターンベンド噴射体を備えることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【請求項６】
第一噴射部及び第二噴射部のうち少なくとも一方は、前記洗浄液を噴霧することを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【請求項７】
ケーシングと、このケーシング内に支持された回転軸と、この回転軸に設けられて流体を圧縮する複数のインペラと、これら複数のインペラと前記ケーシングとが形成する流路において前記複数のインペラの各上流側に設けられて洗浄液を噴射する複数の噴射体と、これら噴射体の各噴射量を調整する制御部とを備える遠心圧縮機であって、
前記制御部は、上流側に位置する前記噴射体から下流側へ位置する前記噴射体に向けて前記各噴射量を次第に減少させることを特徴とする遠心圧縮機。
【請求項８】
前記制御部は、前記各噴射体から噴射される前記洗浄液の総量を、前記流体の量に対して所定の比率に制限することを特徴とする請求項７に記載の遠心圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遠心圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、各種プラント等に用いられる遠心圧縮機の一種として、流路に洗浄液を噴射するものがある。この種の遠心圧縮機では、流路に付着・堆積した汚れや熱反応生成物が除去されるために、上記付着物・堆積物によって低下した性能を回復させることができる。また、洗浄液の気化によってガス温度が低下するために、駆動動力を低減させることができ、上記熱反応生成物の発生を抑止することができる。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、ケーシング内に支持された回転軸と、この回転軸とともに回転する複数の羽根車と、この羽根車の下流部となるディフューザベーンを有したディフューザと、このディフューザからのガス流を次段羽根車へ流入させるリターン流路とを有し、蒸発可能な液体をガス流路に噴出する液注入ノズルを、少なくとも１段の羽根車の芯板側のケーシング壁面に設けた遠心式圧縮機が開示されている。
【特許文献１】特許第２９１８７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、羽根車の芯板側のケーシング壁面に液注入ノズルを設けるために、羽根車の最外周部から径方向外方に向かう流路に流出した洗浄液が、軸方向において羽根車の小径側よりも大径側に偏ってしまい、洗浄液の分布が均一ならないという問題があった。
また、上記洗浄液の分布が均一とならないために、流路に付着・堆積した汚れ等の除去し切れずに、必要以上の洗浄液を注入しなければならず、不経済であり、また、ガスに対する洗浄液の混合比が増大してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、以下のことを目的とする。
（１）流路に対して洗浄液を均一に分布させる。
（２）流路に付着・堆積する汚れや熱反応生成物を均一に除去・抑制すると共に、冷却効果を均一的に得る。
（３）必要最低限の洗浄液を用いて、流体に対する洗浄液の混合比を低減させる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明は、ケーシングと、このケーシング内に支持された回転軸と、この回転軸に設けられて流体を圧縮するインペラと、このインペラと前記ケーシングとが形成する流路に洗浄液を噴射する洗浄液噴射装置とを備える遠心圧縮機であって、前記液体噴射装置は、前記ケーシングの小径部と前記インペラとの隙間に向けて周方向における複数箇所から前記洗浄液を噴射する第一噴射部と、前記インペラに圧縮された流体の上流側から下流側に向けて周方向における複数箇所から前記洗浄液を噴射する第二噴射部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、ケーシングの小径部とインペラとの隙間に向けて周方向における複数箇所から洗浄液を噴射する第一噴射部と、インペラに圧縮された流体の上流側から下流側に向けて周方向における複数箇所から洗浄液を噴射する第二噴射部とを備えるので、流路に対して洗浄液を均一に分布させることができる。
すなわち、第一噴射部がインペラの入口直前で直接的に洗浄液を噴射するので、軸方向において、インペラの入り口からインペラ最外周部（出口）まで到達する洗浄液の割合が多くなり、洗浄液をインペラ全体及び下流側に行き渡らせることができる。
一方、第二噴射部がインペラに圧縮された流体の上流側から下流側に向けて洗浄液を噴射するので、軸方向において、洗浄液がケーシングに衝突・付着せずに下流側に流れていく。これにより、洗浄液がケーシングに衝突することによるエロージョンの発生が抑制されると共にインペラの下流側において効率的に洗浄液を行き渡らせることができる。
さらに、第一噴射部及び第二噴射部が複数箇所から洗浄液を噴射するので、周方向において、インペラ全体に洗浄液を行き渡らせることができる。
従って、流路に対して洗浄液を均一に分布することができる。
よって、流路に付着・堆積する汚れや熱反応生成物を均一に除去・抑制することができると共に、冷却効果を均一的に得ることができる。また、流路に対して洗浄液を均一に分布させることができるので、不必要に洗浄液を用いることなく、ガスに対する洗浄液の混合比を低減させることができる。
【０００８】
また、前記第一噴射部は、前記隙間に向けて径方向に前記洗浄液を噴射する軸方向噴射体を備えることを特徴とする。
この構成によれば、第一噴射部が、径方向に洗浄液を噴射する径方向噴射体を備えるので、洗浄液の配管を短く構成することができ、簡素な構成でケーシングの小径部とインペラとの隙間に向けて洗浄液を噴射することが可能になる。さらに、インペラ入口の曲がり部で剪断による粒子の微細化が進むので、エロージョンの発生を抑制することができると共に、流体の流れに随伴し易くすることができる。
【０００９】
また、前記第一噴射部は、前記隙間に向けて軸方向に前記洗浄液を噴射する径方向噴射体を備えることを特徴とする。
この構成によれば、第一噴射部が、軸方向に洗浄液を噴射する軸方向噴射体を備えるので、流体がインペラを通過する際に径方向内方に向かう慣性に関わらず、インペラ外周側にも洗浄液を到達し易くすることができる。
【００１０】
また、前記第二噴射部は、前記インペラの最外周部から径方向外方に向けて流れる前記流体と斜めに交差する方向に前記洗浄液を噴射する斜方向噴射体を備えることを特徴とする。
この構成によれば、第二噴射部が、インペラの最外周部から径方向外方に向けて流れる前記流体と斜めに交差する方向に前記洗浄液を噴射する斜方向噴射体を備えるので、流体の昇温が激しく熱反応生成物が多いインペラ出口近傍に直接的に洗浄液を噴射することができる。これにより、洗浄効果及び冷却効果を効率的に高めることができる。
【００１１】
また、前記インペラが軸方向に複数設けられ、前記ケーシングには、上流側のインペラから径方向外方に向けて流れる前記流体を該上流側のインペラと隣接する下流側のインペラに向けるリターンベンド部が形成されて、前記流体が多段で圧縮される構成とされ、前記第二噴射部は、前記リターンベンド部の下流側に設けられ、径方向内方に向けて前記洗浄液を噴射するリターンベンド噴射体を備えることを特徴とする。
この構成によれば、第二噴射部が、リターンベンド部の下流側に設けられ、径方向内方に向けて洗浄液を噴射するリターンベンド噴射体を備えるので、洗浄液がケーシングに衝突・付着せずに径方向内方に向かう流路に流れていく。これにより、洗浄液がケーシングに衝突することによるエロージョンの発生が抑制されると共に径方向内方に向かう流路において効率的に洗浄液を行き渡らせることができる。
【００１２】
また、第一噴射部及び第二噴射部のうち少なくとも一方は、前記洗浄液を噴霧することを特徴とする。
この構成によれば、第一噴射部及び第二噴射部のうち少なくとも一方が洗浄液を噴霧するので、エロージョンの発生の抑制効果をより高めることができる。
【００１３】
また、ケーシングと、このケーシング内に支持された回転軸と、この回転軸に設けられて流体を圧縮する複数のインペラと、これら複数のインペラと前記ケーシングとが形成する流路において前記複数のインペラの各上流側に設けられて洗浄液を噴射する複数の噴射体と、これら噴射体の各噴射量を調整する制御部とを備える遠心圧縮機であって、前記制御部は、上流側に位置する前記噴射体から下流側へ位置する前記噴射体に向けて前記各噴射量を次第に減少させることを特徴とする。
この構成によれば、制御部が、上流側に位置する前記噴射体から下流側へ位置する前記噴射体に向けて各噴射量を次第に減少させるので、流体の昇温の幅が大きく熱反応生成物が多い上流側に洗浄液を多く噴射すると共に、昇温の幅が小さい下流側に洗浄液を少なく噴射する。これにより、流路の各部分の洗浄液の必要量に応じて、洗浄液を噴射するので、不必要に洗浄液を用いることなく、流体に対する洗浄液の混合比を低減させることができる。
【００１４】
また、前記制御部は、前記各噴射体から噴射される前記洗浄液の総量を、前記流体の量に対して所定の比率に制限することを特徴とする。
この構成によれば、前記制御部が洗浄液の総量を流体の量に対して所定の比率に制限するので、流体に対する洗浄液の混合比を所定の範囲に制限して所望の品質の流体を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明によれば、流路に対して洗浄液を均一に分布することができる。また、流路に付着・堆積する汚れや熱反応生成物を均一に除去・抑制することができると共に、冷却効果を均一的に得ることができる。さらに、必要最低限の洗浄液を用いて、流体に対する洗浄液の混合比を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機Ａの概略構成断面図である。
図１に示すように、遠心圧縮機Ａは、エチレン原料ガスＥの圧縮に用いられるものであり、エチレン原料ガスＥの吸込口２Ａ，２Ｂと排出口３とが形成されたケーシング１と、両端部が軸受４Ａ，４Ｂに支持されてケーシング１内を挿通する回転軸５と、この回転軸５に取付られた複数のインペラ６と、これら複数のインペラ６とケーシング１とで構成されるエチレン原料ガスＥの流路に洗浄液Ｗを噴霧する洗浄液噴霧装置２０とを備えている。
【００１７】
この遠心圧縮機Ａは、インペラ６の配列の型が背面配列と称される型のものであり、具体的には、回転軸５の一端側に三つのインペラ６が小径側を一端に向けると共に、他端側に三つのインペラ６が小径側を他端に向けて、それぞれ軸方向に配列されている。
すなわち、この遠心圧縮機Ａは、ケーシング１の両端側に形成された吸込口２Ａ，２Ｂから吸い込んだエチレン原料ガスＥを、ケーシング１の内部における一端側と他端側とで圧縮して、ケーシング１の中央に形成された排出口３から排出するように構成されている。
【００１８】
ケーシング１は、図１に示すように、吸込口２Ａ，２Ｂにそれぞれ連通する導入部１ａ，１ｂから排出口３にそれぞれ連通する排出部１ｃまで、縮径及び増径を繰り返す内部空間を有しており、この内部空間に回転軸５とインペラ６とを収容している。このケーシング１は、軸方向の両側において、それぞれインペラ６と共に、エチレン原料ガスＥの圧縮流路Ｒを二つ形成している。この圧縮流路Ｒについては、後述する。
【００１９】
図２は、遠心圧縮機Ａの要部断面図である。なお、以下の説明では、二つの圧縮流路Ｒのうち一方のものについて説明するが、他方のものも同様の構成をしている。
インペラ６は、軸方向の一方側に進むにつれて漸次に径が大きくなるように形成されたハブ６ａに羽根６ｂが複数形成され、この羽根６ｂの外周部を周方向に覆うようにシュウラド６ｃが接合された構成となっている。
【００２０】
圧縮流路Ｒは、エチレン原料ガスＥを三段に圧縮するものであり、吸込通路１１、圧縮通路１２、ディフューザ通路１３、リターンベンド通路１４、戻り通路１５を備えている。 
【００２１】
吸込通路１１は、各インペラ６（ハブ６ａ）とケーシング１の小径部１ｄとの隙間で画成されて、圧縮通路１２と連通している。なお、第一段目（軸端側）におけるインペラ６の上流側の吸込通路１１は、導入部１ａに連通している。
【００２２】
圧縮通路１２は、ハブ６ａの羽根取り付け面とシュウラド６ｃの内壁面によって画成されている。
ディフューザ通路１３は、ケーシング１のディフューザ前壁１３ａと、ケーシング１に取付けられている隔壁部材１ｅのディフューザ後壁１３ｂとにより画成されている。このディフューザ通路１３は、第一段目及び第二段目のものがリターンベンド通路１４に連通しており、第三段目のものが排出部１ｃ（図１参照）に連通している。
【００２３】
リターンベンド通路１４は、ケーシング１の反転通路壁１４ａと隔壁部材１ｅの外周端部壁１４ｂにより画成されている。このリターンベンド通路１４は、戻り流路５に連通している。
【００２４】
戻り通路１５は、隔壁部材１ｅの下流側側壁１５ａと、ケーシング１に一体に形成されて内周側に延伸する上流側側壁１５ｂとで画成されている。なお、第一段目の戻り通路１５は、リターンベーン１５ｃで分割されている。この戻り通路１５は、第二段目、第三段目の吸込通離１１に連通している。
【００２５】
このような構成により、エチレン原料ガスＥが圧縮流路Ｒを、導入部１ｂから第一段目の吸込通路１１、圧縮通路１２、ディフューザ通路１３、リターンベンド通路１４、戻り通路１５、第二段目の吸込通路１１、圧縮通路１２、ディフューザ通路１３、リターンベンド通路１４、戻り通路１５、第三段目の吸込通路１１、圧縮通路１２、ディフューザ通路１３、排出部１ｃの順に流れて、圧縮されるようになっている。
【００２６】
図１に示すように、洗浄液噴霧装置２０は、圧縮流路Ｒに洗浄液Ｗを噴霧するものであり、第一噴霧部２１と第二噴霧部２２とを備えている。
【００２７】
第一噴霧部２１は、図３に示すように、導入部１ｂに配設された四つの径方向噴霧体２１ａからなる。
四つの径方向噴霧体２１ａは、軸線Ｐを中心にして等間隔環状配置されたものであり、それぞれ第一段目の吸込通路１１に向けて径方向外方から内方に向けて洗浄液Ｗを噴霧する。より具体的には、各径方向噴霧体２１ａは、軸線Ｐに直交する断面において、約１１５度の噴射角で、隣接する径方向噴霧体２１ａと一部が重複するように噴霧する。
径方向噴霧体２１ａは、ケーシング１を貫通する配管と洗浄液Ｗを噴霧可能なノズルとから構成されている。
【００２８】
第二噴霧部２２は、第一段目及び第二段目のリターンベンド通路１４を構成する反転通路壁１４ａに埋設されたリターンベンド噴霧体２２ａからなる。
リターンベンド噴霧体２２ａは、図３に示すように、第一段目及び第二段目の反転通路壁１４ａの下流側（出口側）において、それぞれ四つずつ等間隔環状配置されている。
【００２９】
このリターンベンド噴霧体２２ａは、径方向噴霧体２１ａと同様に、ケーシング１を貫通する配管と洗浄液Ｗを噴霧可能なノズルとから構成されている。リターンベンド噴霧体２２ａは、エチレン原料ガスＥの上流側から下流側に向けて、換言すれば、リターンベンド通路１４を経て径方向内方側に流れの向きを変えたエチレン原料ガスＥに向けて、洗浄液Ｗを噴霧するようにノズルの向きが設定されている。
【００３０】
このような構成の洗浄液噴霧装置２０には、洗浄液Ｗとして、エチレン原料ガスＥの昇温に伴って生成されるポリマーを溶かす溶剤が充填されている。
【００３１】
次に、上述した構成の遠心圧縮機Ａの洗浄方法について説明する。
まず、遠心圧縮機Ａを駆動し、圧縮流路Ｒを介して、エチレン原料ガスＥが順次圧縮されていく。すなわち、エチレン原料ガスＥが圧縮通路１２（インペラ６）を通過すると速度エネルギと圧力エネルギが増加し、この後にエチレン原料ガスＥがディフューザ通路１３を通過すると上記速度エネルギが圧力エネルギに変換されて圧力が増加していく。この際、エチレン原料ガスＥの昇圧の幅は、第一段目が最も大きく、第三段目が最も小さい。
【００３２】
上記各段における昇圧に伴って、エチレン原料ガスＥの温度が上昇する。つまり、エチレン原料ガスＥの昇温の幅は、第一段目が最も大きく、第三段目が最も小さくなる。
このエチレン原料ガスＥの昇温に伴って、エチレン原料ガスＥからポリマーが生成されてケーシング１やインペラ６に付着していく。この際、ポリマーの付着の程度は、第一段目が最も多く、各段においてディフューザ通路１３（特に入口側）が最も多くなる。
このポリマーの堆積に伴って、排出口３から排出されるエチレン原料ガスＥの流量及び圧力が低下する。
【００３３】
上記ポリマーを除去するために、洗浄液噴霧装置２０が第一噴霧体２１と第二噴霧部２２とから圧縮流路Ｒに洗浄液Ｗを噴霧する。この噴霧された洗浄液Ｗは、その大部分が微粒化され、エチレン原料ガスＥの流れに随伴する。
【００３４】
より具体的には、第一噴霧体２１の径方向噴霧体２１ａから径方向内方に噴霧された洗浄液Ｗは、導入部１ｂから第一段目の吸込通路１１に流入する際に、エチレン原料ガスＥの流れに随伴して、径方向から軸方向に流れの向きを変える。この際、液相状態の洗浄液Ｗは、剪断によって粒子の微細化が進み、圧縮通路１２、ディフューザ通路１３及びリターンベンド通路１４まで行き渡る。また、径方向噴霧体２１が等間隔環状配置されてそれぞれ洗浄液Ｗを噴霧するために、周方向に洗浄液Ｗが行き渡る。このようにして、圧縮通路１２及びディフューザ通路１３まで行き渡った洗浄液Ｗは、堆積したポリマーを溶解除去して下流側に流れていく。
【００３５】
第二噴霧部２２のリターンベンド噴霧体２２ａから噴霧された洗浄液Ｗは、リターンベンド通路１４を経て径方向内方側に流れの向きを変えたエチレン原料ガスＥに随伴して、隔壁部材１ｅの外周端部壁１４ｂに衝突・付着することなく下流側に流れていく。
そして、それぞれ戻り通路１５を介して、第二段目、第三段目の圧縮通路１２（インペラ６）に流入し、第二段目、第三段目のディフューザ通路１３に流入していく。また、リターンベンド噴霧体２２ａが等間隔環状配置されてそれぞれ洗浄液Ｗを噴霧するために、周方向において、洗浄液Ｗが行き渡る。このようにして、戻り通路１５、第二段目、第三段目の圧縮通路１２及び第二段目、第三段目のディフューザ通路１３に洗浄液Ｗが行き渡った洗浄液Ｗは、堆積したポリマーを溶解除去して下流側に流れていく。
【００３６】
堆積したポリマーが除去された遠心圧縮機Ａは、排出口３から排出されるエチレン原料ガスＥの流量及び圧力が回復する。その後、遠心圧縮機Ａは、洗浄液噴霧装置２０の洗浄液Ｗの噴霧を停止して、安定した稼働を続行する。
【００３７】
以上説明したように、遠心圧縮機Ａによれば、ケーシング１の小径部１ｄとインペラ６との隙間に向けて周方向における複数箇所から洗浄液Ｗを噴霧する第一噴霧部２１と、インペラ６に圧縮されたエチレン原料ガスＥの上流側から下流側に向けて周方向における複数箇所から洗浄液Ｗを噴霧する第二噴霧部２２とを備えるので、圧縮流路Ｒに対して洗浄液Ｗを均一に分布させることができる。
すなわち、第一噴霧部２１がインペラ６の直前で直接的に洗浄液Ｗを噴霧するので、軸方向において、圧縮通路１２、ディフューザ通路１３及びリターンベンド通路１４まで到達する洗浄液Ｗの割合が多くなり、洗浄液Ｗを、圧縮通路１２、ディフューザ通路１３及びリターンベンド通路１４に行き渡らせることができる。
【００３８】
一方、第二噴霧部２２がインペラ６に圧縮されたエチレン原料ガスＥの上流側から下流側に向けて洗浄液Ｗを噴霧するので、軸方向において、洗浄液Ｗが隔壁部材１ｅの外周端部壁１４ｂに衝突・付着せずに下流側に流れていく。これにより、洗浄液Ｗがケーシング１に衝突することによるエロージョンの発生が抑制されると共にインペラ６の戻り通路１５を介して、第二段目、第三段目の圧縮通路１２（インペラ６）、第二段目、第三段目のディフューザ通路１３に効率的に洗浄液Ｗを行き渡らせることができる。
さらに、第一噴霧部２１及び第二噴霧部２２が周方向において等間隔に洗浄液Ｗを噴霧するので、インペラ全体に洗浄液を行き渡らせることができる。
従って、圧縮流路Ｒに対して洗浄液Ｗを均一に行き渡らせることができる。
よって、圧縮流路Ｒに付着・堆積する汚れや熱反応生成物を均一に除去・抑制することができる。さらに、冷却効果を均一的に得ることもできる。また、圧縮流路Ｒに対して洗浄液Ｗを均一に分布させることができるので、不必要に洗浄液Ｗを用いることなく、ガスに対する洗浄液Ｗの混合比を低減させることができる。
【００３９】
また、第一噴霧部２１が、径方向に洗浄液Ｗを噴霧する軸方向噴霧体２１ａを備えるので、洗浄液Ｗの配管を短く構成することができ、簡素な構成でケーシング１の小径部１ｄとインペラ６との隙間に向けて洗浄液Ｗを噴霧することが可能になる。さらに、インペラ入口の曲がり部で剪断による粒子の微細化が進むので、エロージョンの発生を抑制することができると共に、エチレン原料ガスＥの流れに随伴し易くすることができる。
【００４０】
また、第一噴霧部２１及び第二噴霧部２２が洗浄液Ｗを噴霧するので、エロージョンの発生の抑制効果をより高めることができる。
【００４１】
続いて、上述した第一実施形態の変形例（第一の変形例、第二の変形例）について、図を用いて説明する。なお、以下の説明において、図１から図３に示すものと同様の構成要素については、同一の符合を付し、説明を省略する。
【００４２】
図４は、遠心圧縮機Ａの第一の変形例を示す要部断面図である。
この第一の変形例は、図４に示すように、第一噴霧部２１の構成を上述した径方向噴霧体２１ａに代えて、軸方向噴霧体２１ｂに変更したものである。
軸方向噴霧体２１ｂは、導入部１ｂに軸線Ｐを中心にして四つ等間隔環状配置設されており、それぞれ一段目の吸込通路１１に向けて軸方向に洗浄液Ｗを噴霧する。
より具体的には、各軸方向噴霧体２１ｂは、軸方向において、インペラ６と重なる位置まで拝観が延設されており、吸込通路１１に向けて軸方向に洗浄液Ｗを噴霧するように構成されている。
【００４３】
この構成によれば、第一噴霧部が、軸方向に洗浄液を噴霧する軸方向噴霧体を備えるので、流体がインペラを通過する際に径方向内方に向かう慣性に関わらず、インペラ外周側にも洗浄液を到達し易くすることができる。
すなわち、エチレン原料ガスＥが吸込通路１１から圧縮通路１２を通過する際に径方向内方に向かうために、このエチレン原料ガスＥに洗浄液Ｗが随伴していると径方向内方に慣性が働くこととなる。
しかしながら、この構成によれば、軸方向噴霧体２１ｂが軸方向に洗浄液Ｗを噴霧するので、上記エチレン原料ガスＥの影響を受けずに、圧縮通路１２の外周側にも洗浄液Ｗを到達し易くすることができる。
【００４４】
続いて、上述した第一実施形態の第二の変形例について、説明する。
図５は、遠心圧縮機Ａの第二の変形例を示す要部断面図である。
この第二の変形例は、第二噴霧部２２の構成を上述したリターンベンド噴霧体２２ａに代えて、斜方向噴霧体２２ｂに変更したものである。
【００４５】
斜方向噴霧体２２ｂは、各ディフューザ前壁１３ａに軸線Ｐを中心にして四つ等間隔環状配置設されており、それぞれディフューザ通路１３を流れるエチレン原料ガスＥの上流側から下流側に向けて斜めに交差する方向に洗浄液Ｗを噴霧する。
【００４６】
この構成によれば、エチレン原料ガスＥの昇温が激しくポリマーの生成が多い圧縮通路１２の出口近傍（ディフューザ通路１３の入口近傍）に直接的に洗浄液Ｗを噴霧することができる。これにより、洗浄効果及び冷却効果を効率的に高めることができる。
【００４７】
なお、上記の構成に代えて、第一噴霧部２１に径方向噴霧体２１ａ及び軸方向噴霧体２１ｂを同時に備えても良い。同様に、第二噴霧部２２にリターンベンド噴霧体２２ａと斜方向噴霧体２２ｂとを同時に備えてもよい。
【００４８】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
図６は、本発明の第二実施形態に係る遠心圧縮機Ｂの概略構成断面図である。
図６に示すように、遠心圧縮機Ｂは、上述した遠心圧縮機Ａと同様の構成の遠心圧縮機本体４０と、洗浄液Ｗの噴霧量を調整する流量コントローラ（制御部）５０とを備えている。
【００４９】
各径方向噴霧体２１ａと、各リターンベンド噴霧体２２ａは、同一の洗浄液タンクＴに配管を介して接続されており、それぞれに電動弁５１と、ノズルの元圧を検出する圧力センサ５２とが設けられている。
また、各径方向噴霧体２１ａ及び各リターンベンド噴霧体２２ａの配管には、洗浄液タンクＴから洗浄液Ｗが圧送されている。なお、この圧送には、最下流部におけるエチレン原料ガスＥの圧力を上回る圧力が設定されている。
【００５０】
流量コントローラ５０は、排出口３に設けられた圧力センサ（不図示）に基づいて、圧縮流路Ｒに洗浄液Ｗの供給を開始・停止すると共に、各圧力センサ５２のノズル元圧の検出値に基づいて、各電動弁５１の開閉を行い洗浄液Ｗの流量を制御するものである。
【００５１】
この流量コントローラ５０は、第一段目の径方向噴霧体２１ａ、第二段目のリターンベンド噴霧体２２ａ、第三段目のリターンベンド噴霧体２２ａに供給される洗浄液Ｗの流量の割合を記憶している。この割合は、第一段目の径方向噴霧体２１ａ、第二段目のリターンベンド噴霧体２２ａ、第三段目のリターンベンド噴霧体２２ａの順に小さくなるようになっている。
さらに、流量コントローラ５０は、圧縮流路Ｒに供給する洗浄液Ｗの単位時間当たりの総量が、排出口３から排出される単位時間当たりのエチレン原料ガスＥに対して所定の割合（重量比で３％）以下となるように、圧縮流路Ｒに供給する洗浄液Ｗの単位時間当たりの総量を記憶している。
【００５２】
続いて、遠心圧縮機Ｂにおける圧縮流路Ｒの洗浄方法について説明する。
まず、圧縮流路Ｒにエチレン原料ガスＥが連続して流れると、排出口３から排出されるエチレン原料ガスＥの圧力が熱分解生成物の付着により低下する。そうすると、排出口３に設けられた圧力センサ（不図示）から、この圧力を指し示す検出値が流量コントローラ５０に入力される。
【００５３】
流量コントローラ５０は、記憶している圧縮流路Ｒに供給する洗浄液Ｗの単位時間当たりの総量の範囲内になるように、各電動弁５１の開閉を行って、洗浄液Ｗを圧縮流路Ｒに供給する。この際、各圧力センサ５２のノズル元圧の検出値に基づいて、洗浄液Ｗの流量を制御すると共に、第一段目の径方向噴霧体２１ａ、第二段目のリターンベンド噴霧体２２ａ、第三段目のリターンベンド噴霧体２２ａに供給される洗浄液Ｗが所定の割合となるように制御する。具体的には、第一段目の径方向噴霧体２１ａ、第二段目のリターンベンド噴霧体２２ａ、第三段目のリターンベンド噴霧体２２ａの順に、洗浄液Ｗが多くなるように制御する。
【００５４】
つまり、エチレン原料ガスＥの昇温により生成したポリマーの付着量は、上述したように、第一段目が最も多く、第二段目、第三段目の順に少なくなる。すなわちポリマーの付着量が最も多い第一段目に洗浄液Ｗが多く供給され、第二段目、第三段目の順に次第に少なく供給される。
この一連の動作において、排出口３から排出される単位時間当たりのエチレン原料ガスＥに対する洗浄液Ｗは、所定の割合（重量比で３％）以下の範囲内に収まっている。
【００５５】
ポリマーが溶解して、下流側に流れると排出口３から排出されるエチレン原料ガスＥの圧力が回復する。そうすると、排出口３に設けられた圧力センサ（不図示）の検出値に基づいて流量コントローラ５０が電動弁５２を閉塞し、圧縮流路Ｒに洗浄液Ｗの供給を停止する。
その後、遠心圧縮機Ｂは、安定した稼働を続行する。
【００５６】
以上説明したように、遠心圧縮機Ｂによれば、流量コントローラ５０が、第一段目の径方向噴霧体２１ａ、第二段目のリターンベンド噴霧体２２ａ、第三段目のリターンベンド噴霧体２２ａの順に洗浄液Ｗの噴霧量を次第に減少させるので、エチレン原料ガスＥの昇温の幅が大きく熱反応生成物が多い上流側に洗浄液Ｗを多く噴霧すると共に、昇温の幅が小さい下流側に洗浄液Ｗを少なく噴霧する。これにより、エチレン原料ガスＥの流路の各部分の洗浄液Ｗの必要量に応じて、洗浄液Ｗを噴霧するので、不必要に洗浄液Ｗを用いることなく、エチレン原料ガスＥに対する洗浄液Ｗの混合比を低減させることができる。
また、流量コントローラ５０が洗浄液Ｗの総量をエチレン原料ガスＥの量に対して所定の比率に制限するので、エチレン原料ガスＥに対する洗浄液Ｗの混合比を所定の範囲に制限して所望の品質のエチレン原料ガスＥを得ることができる。
【００５７】
なお、上述した構成に代えて、各圧縮段の圧力を検出して、圧力が低下した段のみに洗浄液Ｗを供給する構成にしてもよい。
また、上述した構成に代えて、排出口３に圧力センサを設けたが、この圧力センサを設けずに一定時間毎に洗浄液Ｗを圧縮流路Ｒに供給する構成にしてもよい。
【００５８】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した実施の形態では、洗浄液Ｗに溶剤を用いたが、これに代えて水を用いてもよい。このようにすることで、冷却効果を増大させることができる。
また、上述した実施の形態では、背面配列の遠心圧縮機に本発明を適用したが、インペラの向きを軸方向に統一させた型のものにも本発明を適用できるのは、当然である。
また、上述した実施の形態では、洗浄液Ｗを周方向の四箇所から噴霧する構成としたが、二つ以上であれば本発明の効果を十分に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機Ａの概略構成断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機Ａの要部断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機ＡのＩ-Ｉ線（II-II線、III-III線）断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機Ａの第一の変形例を示す要部断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機Ａの第二の変形例を示す要部断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機Ｂの概略構成断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…ケーシング
１ｄ…小径部
５…回転軸
６…インペラ
１４…リターンベンド通路（リターンベンド部）
２０…洗浄液噴霧装置（洗浄液噴射装置）
２１…第一噴霧部（第一噴射部）
２１ａ…径方向噴霧体（径方向噴射体）
２１ｂ…軸方向噴霧体（軸方向噴射体）
２２…第二噴霧部（第二噴射部）
２２ａ…リターンベンド噴霧体（リターンベンド噴射体）
２２ｂ…斜方向噴霧体（斜方向噴霧体）
５０…流量コントローラ（制御部）
Ａ，Ｂ…遠心圧縮機
Ｅ…エチレン原料ガス（流体）
Ｐ…軸線
Ｒ…圧縮流路（流路）
Ｗ…洗浄液
【図１】
2010127245.tif 000003
【図２】
2010127245.tif 000004
【図３】
2010127245.tif 000005
【図４】
2010127245.tif 000006
【図５】
2010127245.tif 000007
【図６】
2010127245.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月8日(2010.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、このケーシング内に支持された回転軸と、この回転軸に設けられて流体を圧縮するインペラと、このインペラと前記ケーシングとが形成する流路に洗浄液を噴射する洗浄液噴射装置とを備える遠心圧縮機であって、
前記液体噴射装置は、前記ケーシングの小径部と前記インペラとの隙間に向けて周方向における複数箇所から前記洗浄液を噴射する第一噴射部と、
前記インペラに圧縮された流体の上流側から下流側に向けて周方向における複数箇所から前記洗浄液を噴射する第二噴射部と、
前記流路の上流側から下流側に向けて前記洗浄液の噴射量を次第に減少させるように、前記第一噴射部と前記第二噴射部とを制御する制御部とを備えることを特徴とする遠心圧縮機。
【請求項２】
前記第一噴射部は、前記隙間に向けて径方向に前記洗浄液を噴射する径方向噴射体を備えることを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
前記第一噴射部は、前記隙間に向けて軸方向に前記洗浄液を噴射する軸方向噴射体を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心圧縮機。
【請求項４】
前記第二噴射部は、前記インペラの最外周部から径方向外方に向けて流れる前記流体と斜めに交差する方向に前記洗浄液を噴射する斜方向噴射体を備えることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【請求項５】
前記インペラが軸方向に複数設けられ、
前記ケーシングには、上流側のインペラから径方向外方に向けて流れる前記流体を該上流側のインペラと隣接する下流側のインペラに向けるリターンベンド部が形成されて、前記流体が多段で圧縮される構成とされ、
前記第二噴射部は、前記リターンベンド部の下流側に設けられ、径方向内方に向けて前記洗浄液を噴射するリターンベンド噴射体を備えることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【請求項６】
第一噴射部及び第二噴射部のうち少なくとも一方は、前記洗浄液を噴霧することを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【請求項７】
前記制御部は、前記洗浄液の総量を、前記流体の量に対して所定の比率に制限することを特徴とする請求項１から６のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明は、ケーシングと、このケーシング内に支持された回転軸と、この回転軸に設けられて流体を圧縮するインペラと、このインペラと前記ケーシングとが形成する流路に洗浄液を噴射する洗浄液噴射装置とを備える遠心圧縮機であって、前記液体噴射装置は、前記ケーシングの小径部と前記インペラとの隙間に向けて周方向における複数箇所から前記洗浄液を噴射する第一噴射部と、前記インペラに圧縮された流体の上流側から下流側に向けて周方向における複数箇所から前記洗浄液を噴射する第二噴射部と、前記流路の上流側から下流側に向けて前記洗浄液の噴射量を次第に減少させるように、前記第一噴射部と前記第二噴射部とを制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この構成によれば、ケーシングの小径部とインペラとの隙間に向けて周方向における複数箇所から洗浄液を噴射する第一噴射部と、インペラに圧縮された流体の上流側から下流側に向けて周方向における複数箇所から洗浄液を噴射する第二噴射部とを備えるので、流路に対して洗浄液を均一に分布させることができる。
すなわち、第一噴射部がインペラの入口直前で直接的に洗浄液を噴射するので、軸方向において、インペラの入り口からインペラ最外周部（出口）まで到達する洗浄液の割合が多くなり、洗浄液をインペラ全体及び下流側に行き渡らせることができる。
一方、第二噴射部がインペラに圧縮された流体の上流側から下流側に向けて洗浄液を噴射するので、軸方向において、洗浄液がケーシングに衝突・付着せずに下流側に流れていく。これにより、洗浄液がケーシングに衝突することによるエロージョンの発生が抑制されると共にインペラの下流側において効率的に洗浄液を行き渡らせることができる。
さらに、第一噴射部及び第二噴射部が複数箇所から洗浄液を噴射するので、周方向において、インペラ全体に洗浄液を行き渡らせることができる。
従って、流路に対して洗浄液を均一に分布することができる。
よって、流路に付着・堆積する汚れや熱反応生成物を均一に除去・抑制することができると共に、冷却効果を均一的に得ることができる。また、流路に対して洗浄液を均一に分布させることができるので、不必要に洗浄液を用いることなく、ガスに対する洗浄液の混合比を低減させることができる。
また、流体の昇温の幅が大きく熱反応生成物が多い上流側に洗浄液を多く噴射すると共に、昇温の幅が小さい下流側に洗浄液を少なく噴射する。これにより、流路の各部分の洗浄液の必要量に応じて、洗浄液を噴射するので、不必要に洗浄液を用いることなく、流体に対する洗浄液の混合比を低減させることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、前記第一噴射部は、前記隙間に向けて径方向に前記洗浄液を噴射する径方向噴射体を備えることを特徴とする。
この構成によれば、第一噴射部が、径方向に洗浄液を噴射する径方向噴射体を備えるので、洗浄液の配管を短く構成することができ、簡素な構成でケーシングの小径部とインペラとの隙間に向けて洗浄液を噴射することが可能になる。さらに、インペラ入口の曲がり部で剪断による粒子の微細化が進むので、エロージョンの発生を抑制することができると共に、流体の流れに随伴し易くすることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、前記第一噴射部は、前記隙間に向けて軸方向に前記洗浄液を噴射する軸方向噴射体を備えることを特徴とする。
この構成によれば、第一噴射部が、軸方向に洗浄液を噴射する軸方向噴射体を備えるので、流体がインペラを通過する際に径方向内方に向かう慣性に関わらず、インペラ外周側にも洗浄液を到達し易くすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、前記制御部は、前記洗浄液の総量を、前記流体の量に対して所定の比率に制限することを特徴とする。
この構成によれば、前記制御部が洗浄液の総量を流体の量に対して所定の比率に制限するので、流体に対する洗浄液の混合比を所定の範囲に制限して所望の品質の流体を得ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
リターンベンド通路１４は、ケーシング１の反転通路壁１４ａと隔壁部材１ｅの外周端部壁１４ｂにより画成されている。このリターンベンド通路１４は、戻り流路１５に連通している。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
戻り通路１５は、隔壁部材１ｅの下流側側壁１５ａと、ケーシング１に一体に形成されて内周側に延伸する上流側側壁１５ｂとで画成されている。なお、第一段目の戻り通路１５は、リターンベーン１５ｃで分割されている。この戻り通路１５は、第二段目、第三段目の吸込通路１１に連通している。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
また、第一噴霧部２１が、径方向に洗浄液Ｗを噴霧する径方向噴霧体２１ａを備えるので、洗浄液Ｗの配管を短く構成することができ、簡素な構成でケーシング１の小径部１ｄとインペラ６との隙間に向けて洗浄液Ｗを噴霧することが可能になる。さらに、インペラ入口の曲がり部で剪断による粒子の微細化が進むので、エロージョンの発生を抑制することができると共に、エチレン原料ガスＥの流れに随伴し易くすることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図４は、遠心圧縮機Ａの第一の変形例を示す要部断面図である。
この第一の変形例は、図４に示すように、第一噴霧部２１の構成を上述した径方向噴霧体２１ａに代えて、軸方向噴霧体２１ｂに変更したものである。
軸方向噴霧体２１ｂは、導入部１ｂに軸線Ｐを中心にして四つ等間隔環状配置設されており、それぞれ一段目の吸込通路１１に向けて軸方向に洗浄液Ｗを噴霧する。
より具体的には、各軸方向噴霧体２１ｂは、軸方向において、インペラ６と重なる位置まで配管が延設されており、吸込通路１１に向けて軸方向に洗浄液Ｗを噴霧するように構成されている。