(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスガスの右方への流れ方向において硫化水素の危険のない範囲に配置されかつカバー板を有する少なくとも１つの羽根車、及び外部中間冷却部の後で左方への流れ方向において硫化水素の危険のある範囲に配置されかつカバー板を有する少なくとも１つの羽根車が設けられている、圧縮の進行と共に増加する硫化水素成分を含むプロセスガスを段階的に圧縮する圧縮機において、
硫化水素の危険のない範囲において、すべての羽根車の同じ回転速度において少なくとも１つの羽根車（３）の車直径が、他の羽根車の車直径より大きくされ、
この車直径の大きい羽根車（３）の羽根車材料の弾性限度が、硫化水素の危険のある範囲にある羽根車の羽根車材料の弾性限度まで低下されず、
硫化水素の危険のある範囲に、硫化水素の危険のない範囲にある大きい車直径の羽根車（３）より小さな車直径を有しかつ低い弾性限度を持つ材料から成る少なくとも１つの羽根車（２）が配置されている
ことを特徴とする、硫化水素成分を含むガスのための圧縮機。
【請求項２】
羽根車（３）が、硫化水素の危険のない範囲において、カバー板（４）なしで軸（１）上に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
プロセスガスの外部冷却（６）が、右方への流れ方向（７）を有する羽根車（２，３）の後で行なわれることを特徴とする、請求項１又は２記載の圧縮機。
【請求項４】
圧縮機軸（１）上に、右方への流れ方向（７）を有する２つの羽根車（３，２）、及び左方への流れ方向（８）を有する３つ又は４つの羽根車（２）が配置されていることを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載の圧縮機。
【請求項５】
圧縮機軸（１）上に、右方への流れ方向（７）を有する２つの羽根車（３，２）、及び左方への流れ方向（８）を有する２つ又は３つの羽根車（２）が配置されていることを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載の圧縮機。
【請求項６】
圧縮機軸（１）上に、右方への流れ方向（７）を有する３つの羽根車（３，２）、及び左方への流れ方向（８）を有する３つ又は４つの羽根車（２）が配置されていることを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載の圧縮機。
【請求項７】
圧縮機軸（１）に、右方への流れ方向（７）を有する２つの羽根車（３，２）、及び左方への流れ方向（８）を有する３つ又は４つの羽根車が配置されていることを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載の圧縮機。
【請求項８】
硫化水素の危険のない範囲に配置されかつカバー板を有する少なくとも１つの羽根車、硫化水素の危険のある範囲に配置されかつカバー板及び硫化水素の危険のない範囲にある羽根車と同じ流れ方向を有する少なくとも１つの羽根車が設けられている、圧縮の進行と共に増加する硫化水素成分を含むプロセスガスを段階的に圧縮する圧縮機において、
硫化水素の危険のない範囲において、すべての羽根車の同じ回転速度において、少なくとも１つの羽根車（３）の車直径が、他の羽根車の車直径より大きくされ、
この車直径の大きい羽根車（３）の羽根車材料の弾性限度が、硫化水素の危険のある範囲にある羽根車の羽根車材料の弾性限度まで低下されず、
硫化水素の危険のある範囲において、硫化水素の危険のない範囲にある大きい車直径の羽根車（３）より小さな車直径及び低い弾性限度を持つ材料から成る少なくとも１つの羽根車（２）が配置されている
ことを特徴とする、硫化水素成分を含むガスのための圧縮機。
【請求項９】
硫化水素の危険のない範囲にある羽根車（３）が、カバー板（４）なしで軸（１）上に配置されていることを特徴とする、請求項８記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロセスガスの右方への流れ方向において硫化水素の危険のない範囲に配置される少なくとも１つの羽根車、及び外部中間冷却部の後で左方への流れ方向において硫化水素の危険のある範囲に配置される少なくとも１つの羽根車が設けられている、圧縮の進行と共に増加する硫化水素成分を含むプロセスガスを段階的に圧縮する圧縮機、とくにターボ圧縮機に関し、代替構成において、両方の範囲において同じ流れ方向を有しかつ外部中間冷却部を持たない圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これらプロセスガスにおいて、炭化水素を含有するＣ−又はＣＨ−ガスが問題になる。これらガスは、ウエットガス（英語）、酸ガス又は硫化水素ガスとも称する。
【０００３】
これらターボ圧縮機は、例えば化学工場又は精製工場において、とりわけＦＣＣプロセスにおいて利用される。
【０００４】
硫化水素成分を含むガスを圧縮するターボ圧縮機のために、ガイドライン、ＮＡＣＥ規格ＭＲ０１７５が適用される。このガイドラインは、このガイドラインによって確定されたガス圧力とガス中の硫化水素濃度との組合せを上回ったとき、圧縮機車の材料弾性限度が、したがって周速度も、固定の限界値を越えてはいけないということを意味している。
【０００５】
圧縮機のすべての車においてガス組成は、ほぼ同じである。ガスの圧力は、それぞれの圧縮機車において高まり、その際、最終の車の後に、最終圧力に到達する。
【０００６】
ターボ圧縮機の任意の車に対して前記のガイドラインが適用される場合、周知のように圧縮機のすべての車は、このガイドラインにしたがって構成される。
【０００７】
例えばガイドラインが第１の車に対して有効でないとはいえ、このガイドラインが、ターボ圧縮機のすべての車に適用される場合、ターボ圧縮機のすべての車は、例えば２６０ｍ／ｓの固定の最大周速度を有する。
【０００８】
例えば流れ方向に左方に３つ及び流れ方向に右方に３つ配置された羽根車を有する本出願人の“ウエットガス”及び類似のガスのための圧縮機は周知である。圧縮すべきプロセスガスは、ハウジング左側において侵入し、羽根車左側において、まず危険のないＨ２Ｓ範囲において、その後、危険なＨ２Ｓ範囲において圧縮され、かつそれから圧縮機の外において中間冷却される。プロセスガスは、それからハウジングの右側において圧縮機内に侵入し、危険なＨ２Ｓ範囲右側において圧縮され、圧縮機中央から出る。
【０００９】
左側及び右側における圧縮機軸上の羽根車数は、外部プロセス条件によって決まる。すべての羽根車は、許容最高周速度を下回っており、この周速度は、Ｈ２Ｓ条件に対して低下した羽根車材料の弾性限度の結果として生じる。
【００１０】
前記のガイドラインによれば、プロセスガス中の硫化水素の定義された割合において圧力の定義された値を上回らないならば、このガイドラインの内容は、適用されない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
それ故に本発明の課題は、少なくとも１つの車に対してガイドラインの条件が満たされる場合、このガイドラインを、従来のように圧縮機のすべての車に適用するのではなく、ガイドラインをこれら条件が有効な圧縮機車だけに適用し、これら条件が有効ではない車には適用しないことにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決は、次のようにして行われる。すなわち硫化水素の危険のない範囲において、すべての羽根車の同じ回転速度において少なくとも１つの羽根車の車直径が、他の羽根車の車直径より大きくされ、この車直径の大きい羽根車の羽根車材料の弾性限度が、硫化水素の危険のある範囲にある羽根車の羽根車材料の弾性限度まで低下されず、硫化水素の危険のある範囲に、硫化水素の危険のない範囲にある大きい車直径の羽根車より小さな車直径を有しかつ低い弾性限度を持つ材料から成る少なくとも１つの羽根車が配置されている。特許請求の範囲従属請求項は、本発明の有利な構成を示している。
【００１３】
この時、例えばこのガイドラインが有効ではないターボ圧縮機の第１の車に対して、このガイドラインが、適用されないならば、この圧縮機車の周速度は、圧縮機軸上に配置されたその他の羽根車のものより高くすることができる（すなわち例えば２６０ｍ／ｓより高い）。このことは、本発明によれば、圧縮プロセスのその他の境界条件に応じて、圧縮機構成大きさの縮小、及び圧縮機車の数の減少に通じる。
【００１４】
本発明によれば、圧縮機の第１の圧縮段のガス入口側は、冷却及び流れ方向の逆転の後の第２の圧縮段よりも少ない圧縮機羽根車を有する。
【００１５】
第１の羽根車は、危険のないＨ２Ｓ領域内にあるので、周速度を高めることができる。なぜなら第１の圧縮段の第１の車の羽根車材料の弾性限度は、Ｈ２Ｓ限界値にまで低下する必要はないからである。
【００１６】
周速度の上昇は、同じ回転速度の際に車直径を増加することによって行なわれる。第１の圧縮段の両方の車は、第２の圧縮段の３つの車と同じ圧力上昇を引起こす。危険なＨ２Ｓ領域内にある第２の圧縮段の車は、そのまま変わらない。
【００１７】
代替構成において、圧縮すべきプロセスガスの同じ流れ方向を有しかつ外部中間冷却部を持たない圧縮機が提供される。
【００１８】
羽根車の節約によって、周知の構成に対して商業上の利点が明らかである。第１の圧縮段の第１の羽根車は、すなわちＨ２Ｓの危険のない範囲における羽根車は、カバー板を備えて又は持たずに構成することができるが、一方その他の羽根車は、カバー板を装備しなければならないということが、さらに加わる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
従来の技術及び本発明を、概略的な実施例により詳細に説明する。
【００２０】
図１は、従来の技術によるハウジング５を有するプロセスガス圧縮機の断面を示している。
【００２１】
圧縮機は、左方に３つ及び右方に３つ軸１上に配置されかつカバー板４を有する羽根車２を装備している。危険のないＨ２Ｓ領域から危険なＨ２Ｓ領域への移行は、軸１上左側に配置された第１の羽根車２の出口の後に行なわれる。圧縮すべきＨ２Ｓを含むプロセスガスは、第１の段のハウジング入口７において侵入し、プロセスガス圧縮機の左側における車２において圧縮され、それから圧縮機の外側における冷却装置６又は熱交換器において中間冷却される。プロセスガスは、ハウジング５右側における第２のガス入口段８において圧縮機内に侵入し、左側に動く流れ方向において圧縮され、かつガス出口９において圧縮機から出る。左側及び右側の羽根車２の数は、外部プロセス条件によって決まる。
【００２２】
すべての羽根車２は、許容最高周速度を下回っており、この周速度は、Ｈ２Ｓ条件に対して低下した羽根車材料の弾性限度の結果として生じる。
【００２３】
図２は、本発明によるプロセスガス圧縮機の断面を示しており、このプロセスガス圧縮機のハウジング５内において軸１上に、右側流れ方向７を有しかつカバー板４を有する２つの羽根車３及び２が、かつ冷却６の後に、左側流れ方向８を有しかつカバー板４を有する３つの羽根車２が配置されている。
【００２４】
危険のないＨ２Ｓ領域から危険なＨ２Ｓ領域への移行は、軸上左側に配置された第１の大きい方の羽根車３の出口の後に行なわれる。その後に右側流れ方向を有する別の羽根車２が配置されており、この羽根車は、すでに危険なＨ２Ｓ領域内にある。
【００２５】
予備圧縮されたプロセスガスは、第２のガス入口段８において再びプロセスガス圧縮機の羽根車２内に侵入し、かつガス出口９においてここから出る前に、続いて冷却部６に供給される。
【００２６】
左側の第１の羽根車３は、Ｈ２Ｓ領域内にないので、この車３の周速度は、直径の拡大によって高めることができる。なぜならこの羽根車３の羽根車材料の弾性限度は、Ｈ２Ｓ限界値にまで低下しなくともよいからである。
【００２７】
両方の羽根車３及び２は、左側流れ方向を有する３つの羽根車２と同じ圧力上昇を引起こす。軸１上右側の羽根車２は、そのまま変わらず、かつ図１の構成に相当する。
【００２８】
図３は、図２と同じ縮尺でかつ同じ圧縮機出力を有する本発明によるプロセスガス圧縮機の断面を示している。
【００２９】
構成は、図２と類似に行なわれるが、羽根車３及び２は、構成大きさに関して縮小された車直径を有し、かつハウジング５は、構成大きさと同様に一層小さい。羽根車３は、この例においてカバー板４を持たず、羽根車２は、それぞれの流れ方向においてカバー板４を有するように構成されている。
【００３０】
所定の圧力上昇を達成するために、圧縮機軸１上における羽根車３及び２の周速度は不変のままでよい。したがってこの周速度は、危険のないＨ２Ｓ領域内にある左側の羽根車３以外のすべての羽根車２に対して、Ｈ２Ｓ限界の下に留まっている。
【００３１】
一定の周速度は、一層小さな直径の羽根車３及び２によって回転数を増加することによって達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術によるプロセス圧縮機の断面図である。
【図２】本発明によるプロセス圧縮機の断面図である。
【図３】図２による圧縮機と同じプロセスデータを有する本発明によるプロセス圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
１  軸
２  羽根車
３  羽根車
４  カバー板
５  ハウジング
６  冷却部
７  流れ方向
８  流れ方向
【図１】
0003712028.tif 000002
【図２】
0003712028.tif 000003
【図３】
0003712028.tif 000004