(57)【要約】  圧縮機のガス軸受へのガス供給に関し、装置のコストを抑えつつ、長期に亘り使用可能であるとともに、信頼性を向上させることが可能な圧縮機システムおよびガス供給方法を提供すること。圧縮機システム１は、ガスを吸い込んで圧縮する圧縮部１０１，１０２と、圧縮部１０１，１０２が備えられるロータ１１と、ロータ１１を支持するガス軸受２Ａ〜２Ｃと、圧縮部１０１により昇圧したガスからの抽気をガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給する動圧発生用ライン３１Ａ〜３１Ｃと、圧縮部１０１の外部からの外部ガスをガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給する静圧用外部ガス供給系統４と、を有する。
2018104987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを吸い込んで圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部が備えられるロータと、
前記ロータを支持するガス軸受と、
前記圧縮部により昇圧した前記ガスからの抽気を前記ガス軸受に供給する動圧発生用ガス供給系統と、
前記圧縮部の外部からの外部ガスを前記ガス軸受に供給する静圧用外部ガス供給系統と、を有する、
ことを特徴とする圧縮機システム。
【請求項２】
前記静圧用外部ガス供給系統は、
前記外部ガスを圧送可能な外部ガス供給源を備える、
請求項１に記載の圧縮機システム。
【請求項３】
前記外部ガス供給源により前記外部ガスを充填可能なタンクを備える、
請求項２に記載の圧縮機システム。
【請求項４】
前記抽気を前記タンクに充填する抽気充填系統を有する、
請求項３に記載の圧縮機システム。
【請求項５】
前記抽気を前記ガス軸受に供給する抽気静圧用ガス供給系統を有する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の圧縮機システム。
【請求項６】
前記抽気を前記ガス軸受のパッドに供給するパッド冷却用系統を有する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の圧縮機システム。
【請求項７】
前記ロータに回転駆動力を出力するモータと、
前記モータを収容するケーシングの内部における前記モータの近傍へと通じ、前記抽気を前記モータに供給するモータ冷却用系統と、を有する、
請求項１から６のいずれか一項に記載の圧縮機システム。
【請求項８】
前記抽気と、前記抽気よりも温度が低い媒体とを熱交換させるガスクーラを有する、
請求項６または７に記載の圧縮機システム。
【請求項９】
前記静圧用外部ガス供給系統を間欠的に使用する制御部を有する、
請求項１から８のいずれか一項に記載の圧縮機システム。
【請求項１０】
ロータを支持するガス軸受を備えた圧縮機にガスを供給する方法であって、
前記ロータが回転している間に亘り、前記圧縮機により昇圧した前記ガスからの抽気を前記ガス軸受に供給し、
前記ロータの回転速度が規定の動圧充足回転速度に対して低いとき、あるいは、前記ロータと前記ガス軸受のパッドとの間のギャップ量が規定値に対して小さいときは、
前記圧縮機の外部からの外部ガス、および前記抽気のいずれかを前記ガス軸受に供給して静圧を発生させる、
ことを特徴とするガス供給方法。
【請求項１１】
前記動圧充足回転速度は、前記圧縮機の始動中または停止中の回転速度である、
請求項１０に記載のガス供給方法。
【請求項１２】
前記ロータの回転速度が前記動圧充足回転速度に対して高いときにおいて、
前記ロータと前記ガス軸受のパッドとの間のギャップ量が規定値に対して小さいか、あるいは、前記ロータの軸の振動値が規定値に対して大きい場合にも、
前記外部ガスおよび前記抽気のいずれかを前記ガス軸受に供給して静圧を発生させる、
請求項１０または１１に記載のガス供給方法。
【請求項１３】
前記圧縮機の外部にある外部ガス供給源により圧送される前記外部ガス、前記抽気、および、予め前記外部ガスあるいは前記抽気が充填されたタンク内のガスのいずれかを前記ガス軸受に供給して静圧を発生させる、
請求項１０から１２のいずれか一項に記載のガス供給方法。
【請求項１４】
前記外部ガス供給源に異常が発生した場合に、前記タンク内のガスを前記ガス軸受に供給する、
請求項１３に記載のガス供給方法。
【請求項１５】
前記抽気を用いて、前記ガス軸受のパッドを冷却する、
請求項１０から１４のいずれか一項に記載のガス供給方法。
【請求項１６】
前記抽気を用いて、前記ロータに回転駆動力を出力するモータを冷却する、
請求項１０から１５のいずれか一項に記載のガス供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス軸受を備えた圧縮機システム、およびガス軸受を備えた圧縮機にガスを供給する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機のロータを支持するジャーナル軸受やスラスト軸受の軸受面にガスの動圧を生じさせてロータを非接触で支持することができる（特許文献１）。
特許文献１では、遠心圧縮機の吐出室から軸受まで連通するガス供給管を使用している。遠心圧縮機により昇圧したガスの一部がガス供給管を通じて軸受に供給されているので、供給されたガスが、回転するロータと軸受のパッドとの間に巻き込まれて気膜を形成し、動圧を生じさせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２３２８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように動圧を発生させてロータを支持するガス軸受は、圧縮機の回転数が低い時には、ロータを支持するに足りる動圧を得ることが難しい。
そのため、動圧方式に代えて、ポンプ等でガスを軸受まで圧送し、ロータの回転とは関係なく、軸受のパッドとロータとの間に供給されたガスの圧力（静圧）によりロータを支持する静圧方式を採用することも考えられる。しかし、ロータを支持するに足りる大きな圧力を得ることの可能なポンプ装置の寿命が短いという問題がある。必要な圧力に適合し、かつ長期に亘り使用可能なポンプ装置は、あるとしても非常に高価である。【０００５】
以上より、本発明は、圧縮機のガス軸受へのガス供給に関し、装置のコストを抑えつつ、長期に亘り使用可能であるとともに、信頼性を向上させることが可能な圧縮機システムおよびガス供給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の圧縮機システムは、ガスを吸い込んで圧縮する圧縮部と、圧縮部が備えられるロータと、ロータを支持するガス軸受と、圧縮部により昇圧したガスからの抽気をガス軸受に供給する動圧発生用ガス供給系統と、圧縮部の外部からの外部ガスをガス軸受に供給する静圧用外部ガス供給系統と、を有することを特徴とする。
「圧縮部の外部からの外部ガス」は、圧縮部を収容するケースの外部からの外部ガスを意味するものとする。【０００７】
本発明の圧縮機システムにおいて、静圧用外部ガス供給系統は、外部ガスを圧送可能な外部ガス供給源を備えることが好ましい。【０００８】
本発明の圧縮機システムは、外部ガス供給源により外部ガスを充填可能なタンクを備えることが好ましい。【０００９】
本発明の圧縮機システムは、抽気をタンクに充填する抽気充填系統を有することが好ましい。【００１０】
本発明の圧縮機システムは、抽気をガス軸受に供給する抽気静圧用ガス供給系統を有することが好ましい。【００１１】
本発明の圧縮機システムは、抽気をガス軸受のパッドに供給するパッド冷却用系統を有することが好ましい。【００１２】
本発明の圧縮機システムは、ロータに回転駆動力を出力するモータと、モータを収容するケーシングの内部におけるモータの近傍へと通じ、抽気をモータに供給するモータ冷却用系統と、を有することが好ましい。【００１３】
本発明の圧縮機システムは、抽気と、抽気よりも温度が低い媒体とを熱交換させるガスクーラを有することが好ましい。【００１４】
本発明の圧縮機システムは、静圧用外部ガス供給系統を間欠的に使用する制御部を有することが好ましい。【００１５】
また、本発明は、ロータを支持するガス軸受を備えた圧縮機にガスを供給する方法であって、ロータが回転している間に亘り、圧縮機により昇圧したガスからの抽気をガス軸受に供給し、ロータの回転速度が規定の動圧充足回転速度に対して低いとき、あるいは、ロータとガス軸受のパッドとの間のギャップ量が規定値に対して小さいときは、圧縮機の外部からの外部ガスおよび抽気のいずれかをガス軸受に供給して静圧を発生させることを特徴とする。【００１６】
本発明のガス供給方法において、動圧充足回転速度は、圧縮機の始動中または停止中の回転速度であることが好ましい。【００１７】
本発明のガス供給方法において、ロータの回転速度が動圧充足回転速度に対して高いときにおいて、ロータとガス軸受のパッドとの間のギャップ量が規定値に対して小さいか、あるいは、ロータの軸の振動値が規定値に対して大きい場合にも、外部ガスおよび抽気のいずれかをガス軸受に供給して静圧を発生させることが好ましい。【００１８】
本発明のガス供給方法において、圧縮機の外部にある外部ガス供給源により圧送される外部ガス、抽気、および、予め外部ガスあるいは抽気が充填されたタンク内のガスのいずれかをガス軸受に供給して静圧を発生させることが好ましい。【００１９】
本発明のガス供給方法において、外部ガス供給源に異常が発生した場合に、タンク内のガスをガス軸受に供給することが好ましい。【００２０】
本発明のガス供給方法において、抽気を用いて、ガス軸受のパッドを冷却することが好ましい。【００２１】
本発明のガス供給方法において、抽気を用いて、ロータに回転駆動力を出力するモータを冷却することが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の圧縮機システム、または圧縮機のガス軸受へのガス供給方法によれば、抽気と外部ガスとをガス軸受に供給可能であることにより、ロータの支持に必要な動圧を得ることのできる高い回転数のときは、ガス軸受に抽気を供給し、相対的に低い回転数のときは、外部のガスをガス軸受に供給することで静圧により動圧をアシストすることができる。
そうすると、相対的に低い回転数のときであっても、ロータの支持に足りる十分な圧力をガス軸受に確保することができるので、信頼性を向上させることができる。
しかも、外部ガス供給源を間欠的に作動させればよいため、寿命が短くても安価なポンプ装置等を採用することでコストを抑えつつ、長期に亘り使用可能なシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る圧縮機システムの構成を示す模式図である。
【図２】ガス軸受のパッドとハウジングとを模式的に示す図である。
【図３】図１に示す圧縮機システムの抽気供給系統を示す図である。
【図４】図１に示す圧縮機システムの外部ガス供給系統を示す図である。
【図５】第１実施形態に係るガス供給方法のプロセスの一例を説明するための図である。
【図６】第１実施形態に係るガス供給方法の手順の一例を示す図である。
【図７】第１実施形態に係るガス供給方法のプロセスの他の例を説明するための図である。
【図８】第１実施形態に係るガス供給方法の手順の他の例を示す図である。
【図９】第２実施形態に係る圧縮機システムの構成を示す模式図である。
【図１０】第２実施形態における制御弁の操作の例を示す図である。
【図１１】第２実施形態に係るガス供給方法の手順の一例を示す図である。
【図１２】第２実施形態に係るガス供給方法の手順の一例を示す図である（図１１の続き）。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１に示す圧縮機システム１は、ガス軸受２Ａ〜２Ｃを有する圧縮機１０と、ガス軸受２Ａ〜２Ｃにガスを供給する系統である抽気供給系統３および外部ガス供給系統４（静圧用外部ガス供給系統）と、リサイクル系統５と、制御部６とを備えている。
圧縮機システム１は、それよりも上流、下流のプロセスと共にプラント等の設備を構成している。
図１において、圧力センサや温度センサ等の計器類の図示は省略している。
【００２５】
圧縮機１０は、ロータ１１と、ロータ１１に回転駆動力を出力するモータ１２と、ロータ１１およびモータ１２を収容する車室１３と、ジャーナル軸受２Ａ，２Ｂおよびスラスト軸受２Ｃとを備えている。これらの軸受２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、本実施形態ではいずれもガスが供給されるガス軸受である。
ロータ１１には、吸い込んだガスを圧縮する圧縮部１０１，１０２が備えられている。ロータ１１の一端側に位置する圧縮部１０１（第１段）は、遠心力の作用によりガスを圧縮する単一または複数のインペラ（羽根車）を有している。インペラはロータ１１の回転軸１１Ａの軸回りに固定されている。
ロータ１１の他端側に位置する圧縮部１０２も同様に単一または複数のインペラを有している。圧縮部１０２（第２段）は、圧縮部１０１により昇圧したガスを吸い込んで圧縮する。圧縮部１０１から吐出されたガスは、昇圧ガスライン１００を通り圧縮部１０２へと導入される。
【００２６】
モータ１２は、車室１３に内蔵され、圧縮部１０１と圧縮部１０２との間に配置されている。モータ１２は、回転軸１１Ａに固着されているモータロータ１２１と、モータロータ１２１を包囲するステータ１２２とを有している。ステータ１２２に備えられたコイルに通電すると、ステータ１２２に対してモータロータ１２１が回転し、回転軸１１Ａに出力される回転駆動力により、圧縮部１０１，１０２を含めてロータ１１の全体が回転する。
【００２７】
車室１３は、上流プロセスから供給されるガス（プロセスガス）を圧縮部１０１に導入する導入部１３１と、圧縮部１０１，１０２を経て昇圧したガスを下流プロセスへと吐出する吐出部１３２とを有している。
本実施形態の車室１３は、モータ１２のケーシングを兼ねている。
【００２８】
ジャーナル軸受２Ａ，２Ｂは、水平方向に延びた回転軸１１Ａの軸線方向におけるモータ１２の両側に位置し、回転軸１１Ａを軸回りに回転可能に支持する。
ジャーナル軸受２Ａは、短冊状の複数のパッド２１（図２も参照）と、これらのパッド２１を保持するハウジング２２とを備えている。パッド２１は、回転軸１１Ａの外周面に倣うように湾曲している。
【００２９】
回転する回転軸１１Ａとパッド２１との間に巻き込まれるガスに動圧が発生することにより、ロータ１１を自重に抗して浮上させ、パッド２１とは非接触の状態で支持することができる。しかし、動圧はロータ１１の回転数（回転速度）に依存するので、低回転数時にもロータ１１を確実に支持するため、パッド２１の内周面と回転軸１１Ａの外周面との間にプロセスガスを十分に供給し、そのガスの圧力（静圧）により、ロータ１１の浮上を補助するようにしている。
パッド２１の内周面と回転軸１１Ａの外周面との間の間隙の寸法（ギャップ量）は、例えば、１０μｍ程度である。
【００３０】
ジャーナル軸受２Ａには、後述するように、圧縮部１０１により昇圧したガスからの抽気が動圧を作用させるために供給され、静圧を作用させるために外部のガスや抽気が供給される。
【００３１】
図２にジャーナル軸受２Ａの半割体の一方（下部）を示すように、各パッド２１は、平面中心部に位置するピボット２３を中心として揺動可能にハウジング２２に支持されている。
ハウジング２２には、パッド２１の端縁２１Ａに沿って複数の動圧用ガス供給口２２１が形成されている。これらの動圧用ガス供給口２２１からそれぞれ、回転軸１１Ａに向けて供給されるガス（抽気）は、ロータ１１の回転に伴ってパッド２１の周辺で流動するガスと共に、パッド２１と回転軸１１Ａとの間の隙間に巻き込まれて動圧を発生させ、動圧によりロータ１１が浮上する。ここで、ガスが巻き込まれることでパッド２１が揺動するので、くさび作用により効率よく動圧を発生させてロータ１１を浮上させることができる。
【００３２】
パッド２１およびハウジング２２には、パッド２１の平面に分布する複数の静圧用ガス供給口２４が形成されている。これらの静圧用ガス供給口２４からそれぞれ、パッド２１の表面２１Ｂに対向する回転軸１１Ａに向けて噴出するガスの圧力により、たとえ回転していなくともロータ１１が浮上する。
【００３３】
ハウジング２２には、パッド２１の温度上昇を抑えるためにパッド２１の裏側に供給されるガスの供給口（図示しない）が形成されている。
【００３４】
ジャーナル軸受２Ｂ（図１）も、ジャーナル軸受２Ａと同様に、複数のパッド２１と、ハウジング２２とを備えている。
【００３５】
スラスト軸受２Ｃ（図１）は、回転軸１１Ａの一端側をスラスト方向に支持する。スラスト軸受２Ｃは、回転軸１１Ａに設けられた鍔１１Ｃの両側に配置されるパッド２５と、それらのパッド２５を保持するハウジング２６とを備えている。
パッド２５と鍔１１Ｃとの間に供給されたガスの圧力（静圧）、または、回転軸１１Ａの回転に伴い鍔１１Ｃとパッド２５との間に巻き込まれるガスに生じた動圧が、鍔１１Ｃの両側から作用することにより、鍔１１Ｃと両側のパッド２５とが非接触の状態でスラスト方向にロータ１１が支持される。
スラスト軸受２Ｃにも、後述するように、動圧を作用させるために抽気が供給され、静圧を作用させるために外部のガスまたは抽気が供給される。また、スラスト軸受２Ｃのパッド２５に、温度上昇を抑えるためにガスが供給される。
【００３６】
圧縮機システム１は、ガスが流れる系統として、大略、抽気供給系統３（図１および図３）と、外部ガス供給系統４（図１および図４）と、リサイクル系統５（図１）とを備えている。
【００３７】
（抽気供給系統）
抽気供給系統３は、図３に示すように、抽気から異物を除去するフィルタ３Ｆと、フィルタ３Ｆよりも下流で分岐した動圧発生用ライン３１Ａ〜３１Ｃと、調整弁３０１，３０２とを有している。抽気供給系統３は、破線で示すパッド冷却用ライン３２Ａ〜３２Ｃと、モータ冷却用ライン３３と、抽気静圧アシストライン３４とを有していることが好ましい。
【００３８】
動圧発生用ライン３１Ａ〜３１Ｃは、圧縮部１０１により圧縮されることで昇圧したガスの一部である抽気（bleed gas）をガス軸受２Ａ〜２Ｃにそれぞれ供給する。
動圧発生用ライン３１Ａ〜３１Ｃは、昇圧ガスライン１００を流れるガスの一部が抽気として流入するように、フィルタ３Ｆを介して昇圧ガスライン１００に接続されている。
【００３９】
動圧発生用ライン３１Ａ，３１Ｂは、ジャーナル軸受２Ａ，２Ｂにそれぞれ対応し、動圧発生用ライン３１Ｃは、スラスト軸受２Ｃに対応している。動圧発生用ライン３１Ａ、３１Ｂと、動圧発生用ライン３１Ｃとは、分岐点Ｘで分岐している。
【００４０】
動圧発生用ライン３１Ａは、ジャーナル軸受２Ａの動圧用ガス供給口２２１（図２）へと通じ、動圧発生用ライン３１Ｂは、ジャーナル軸受２Ｂの動圧用ガス供給口２２１と通じている。動圧発生用ライン３１Ｃは、スラスト軸受２Ｃの図示しない動圧用ガス供給口へと通じている。
【００４１】
分岐点Ｘよりも下流に、動圧発生用ライン３１Ａ，３１Ｂを流れるガスの流量を調整可能な調整弁３０１と、動圧発生用ライン３１Ｃを流れるガスの流量を調整可能な調整弁３０２とが設けられている。
調整弁３０１の開度は、ジャーナル軸受２Ａ，２Ｂの各々の動圧用ガス供給口２２１に流入するガスの圧力と、そのガスが流出する動圧用ガス供給口２２１付近の雰囲気の圧力との圧力差、または動圧用ガス供給口２２１を流れるガスの流量に基づいて制御することができる。
同様に、調整弁３０２の開度は、スラスト軸受２Ｃの動圧用ガス供給口に流入するガスの圧力と、そのガスが流出する動圧用ガス供給口付近の雰囲気の圧力との圧力差、または動圧用ガス供給口を流れるガスの流量に基づいて制御することができる。
【００４２】
図３に示すように、パッド冷却ライン３２Ａは、ジャーナル軸受２Ａのパッド２１の裏側に通じ、パッド冷却ライン３２Ｂは、ジャーナル軸受２Ｂのパッド２１の裏側に通じ、パッド冷却ライン３２Ｃは、スラスト軸受２Ｃのパッド２５の裏側に通じている。これらのパッド冷却ライン３２Ａ〜３２Ｃを通じ、各軸受のハウジングの供給口からパッドの裏側へと供給されるガスにより、パッドが冷却される。それによってパッドの変形を抑え、軸受の負荷容量を確保する。
なお、上述した動圧用ガス供給口２２１や静圧用ガス供給口２４（図２）から供給されるガスも、パッドの冷却に寄与する。
【００４３】
フィルタ３Ｆよりも下流に、パッド冷却ライン３２Ａ，３２Ｂを流れるガスの流量を調整可能な調整弁３０３と、パッド冷却ライン３２Ｃを流れるガスの流量を調整可能な調整弁３０４とが設けられている。
調整弁３０３，３０４の各々の開度は、熱電対やサーミスタ等の温度センサ（図示しない）を用いて検出されたパッドの温度に基づいて制御することができる。
【００４４】
昇圧ガスライン１００から抜き取られた抽気は、フィルタ３Ｆ、調整弁３０３または調整弁３０４を経て、ガス軸受２Ａ〜２Ｃの各々のパッドに、冷却に寄与する温度のガスとして供給される。
冷却の効率を向上させるため、昇圧ガスライン１００に、空気や水等の冷却用媒体との熱交換により抽気の温度を下げるガスクーラ３９が備えられることが好ましい。
図１、図３に示すガスクーラ３９の位置は一例であり、冷却に用いられる抽気の供給系統３における例えばフィルタ３Ｆよりも上流側にガスクーラ３９を配置することもできる。
【００４５】
モータ冷却用ライン３３は、車室１３の内部におけるモータ１２の近傍へと通じており、パッド冷却ライン３２Ａ〜３２Ｃと同様に抽気を用いて、モータロータ１２１およびステータ１２２を冷却する。
抽気は、モータ冷却用ライン３３を流れて車室１３の内部に供給され、車室１３内の圧力勾配に従い、モータロータ１２１とステータ１２２との間の間隙や、ステータ１２２に形成された切欠をロータ１１の軸線方向に圧縮部１０１側へと流れながらモータロータ１２１およびステータ１２２を冷却する。
【００４６】
モータ冷却用ライン３３には、流量を調整可能な調整弁３０５が設けられている。
調整弁３０５の開度は、検出されたモータロータ１２１またはステータ１２２の温度に基づいて制御することができる。
【００４７】
抽気静圧アシストライン３４には、昇圧ガスライン１００を流れるガスの一部が抽気として流入する。抽気静圧アシストライン３４は、外部ガス供給系統４（図１）の静圧アシストライン４４Ａ〜４４Ｃに接続されており、これらの静圧アシストライン４４Ａ〜４４Ｃを経由してガス軸受２Ａ〜２Ｃにそれぞれ抽気を供給する。
抽気静圧アシストライン３４には、開閉可能な制御弁３５が設けられている。
【００４８】
外部ガス供給系統４の静圧アシストライン４４Ａ〜４４Ｃを経由することなく、ガス軸受２Ａ〜２Ｃに直接的に抽気を供給するように、抽気静圧アシストライン３４を構成することもできる。
【００４９】
（外部ガス供給系統〕
次に、外部ガス供給系統４（図１、図４）は、回転軸１１Ａをガス軸受２Ａ〜２Ｃのパッドとは非接触に支持するのに必要な圧力の気膜を得るため、圧縮機１０の外部からの外部ガスをガス軸受２Ａ〜２Ｃにそれぞれ供給する。
外部ガス供給系統４は、上流プロセスからのプロセスガスが導入されるプロセスガスライン４０と、プロセスガスライン４０により供給されるプロセスガス（外部ガス）を圧送可能なポンプ装置４１と、制御弁４２，４３と、プロセスガスから異物を除去するフィルタ４Ｆと、フィルタ４Ｆよりも下流で分岐した静圧アシストライン４４Ａ〜４４Ｃとを備えている。
【００５０】
外部ガス供給源であるポンプ装置４１は、低圧の駆動エア４１Ｂを動力源として、供給されたプロセスガスを昇圧し、ガス軸受２Ａ〜２Ｃに向けて圧送する。
後述するように、外部ガス供給系統４は、制御弁４２，４３が操作されることにより、間欠的に使用されるので、ポンプ装置４１として、寿命が短くても安価なポンプ、例えば、往復動ポンプを採用することが経済的である。
制御弁４２はプロセスガスライン４０に設けられており、制御弁４３は、ポンプ装置４１よりも下流に設けられている。
【００５１】
静圧アシストライン４４Ａ，４４Ｂは、ジャーナル軸受２Ａ，２Ｂにそれぞれ対応しており、静圧アシストライン４４Ｃは、スラスト軸受２Ｃに対応している。
静圧アシストライン４４Ａは、ジャーナル軸受２Ａの静圧用ガス供給口２４（図２）へと通じ、静圧アシストライン４４Ｂは、ジャーナル軸受２Ｂの静圧用ガス供給口２４へと通じている。静圧アシストライン４４Ｃは、スラスト軸受２Ｃの図示しない静圧用ガス供給口へと通じている。
【００５２】
静圧アシストライン４４Ａ，４４Ｂには、流量を調整可能な調整弁４０１が設けられている。静圧アシストライン４４Ｃにも、流量を調整可能な調整弁４０２が設けられている。
調整弁４０１の開度は、ジャーナル軸受２Ａ，２Ｂの静圧用ガス供給口２４に流入するガスの圧力と、そのガスが流出する静圧用ガス供給口２４付近の雰囲気の圧力との圧力差、または静圧用ガス供給口２４を流れるガスの流量に基づいて制御することができる。
同様に、調整弁４０２の開度は、スラスト軸受２Ｃの静圧用ガス供給口に流入するガスの圧力と、そのガスが流出する静圧用ガス供給口付近の雰囲気の圧力との圧力差、または静圧用ガス供給口を流れるガスの流量に基づいて制御することができる。
【００５３】
抽気供給系統３の抽気静圧アシストライン３４（図３）に設けられている制御弁３５を開くことにより、抽気静圧アシストライン３４から静圧アシストライン４４Ａ〜４４Ｃへと抽気を流入させ、静圧アシストライン４４Ａ〜４４Ｃをそれぞれ通じてガス軸受２Ａ〜２Ｃへと抽気を供給することができる。
【００５４】
（リサイクル系統）
上述のように、抽気供給系統３および外部ガス供給系統４によりガス軸受２Ａ〜２Ｃやモータ１２に供給されたガスは、リサイクル系統５（図１）を通じて圧縮機１０よりも上流に戻されて圧縮部１０１へと導入される。
リサイクル系統５は、軸受リサイクルライン５１Ａ〜５１Ｃと、モータリサイクルライン５２とを備えている。
軸受リサイクルライン５１Ａ〜５１Ｃは、ガス軸受２Ａ〜２Ｃのそれぞれにおいてロータ１１の支持またはパッドの冷却に寄与したガスを車室１３の外側へと流出させる。
モータリサイクルライン５２は、モータロータ１２１とステータ１２２との間の間隙等を圧縮部１０１に向けて流れながらモータロータ１２１およびステータ１２２を冷却したガスを車室１３の外側へと流出させる。
【００５５】
制御部６（図１）は、抽気供給系統３に備えられた調整弁３０１〜３０５および制御弁３５と、外部ガス供給系統４に備えられた調整弁４０１，４０２および制御弁４２，４３とのそれぞれの動作を制御する。
【００５６】
さて、圧縮機１０へのガスの供給に関し、圧縮機１０の始動から停止までのプロセスを説明する。
図５（ａ）は、圧縮機１０の始動開始から停止完了までのロータ１１の回転数（回転速度）を示している。図５（ｂ）は、ロータ１１の回転に伴いガス軸受２Ａ，２Ｂに発生する動圧を模式的に示している。
ここで、圧縮機１０の始動開始から暫くの間は、ロータ１１の回転数が低いため、ガス軸受２Ａ，２Ｂに発生する動圧が小さく、ロータ１１を回転可能に支持するには不足する。また、圧縮機１０を停止させる際も、ロータ１１の回転数が低下すると、ガス軸受２Ａ，２Ｂに発生する動圧が不足する。
なお、ガス軸受２Ｃについても、始動中や停止中に回転数が低下すると、ロータ１１をスラスト方向に支持するには動圧が不足する。
【００５７】
ここで、ロータ１１の支持に足りる動圧をガス軸受２Ａ〜２Ｃに確実に得ることのできる規定の回転数のことを動圧充足回転数Ｒと称する。この動圧充足回転数Ｒに対してロータ１１の回転数が低いときは（図５（ｃ）に太線で示す期間）、動圧によるロータ１１の支持を、ガス軸受２Ａ〜２Ｃに十分な圧力で供給するガスの静圧により補助（アシスト）する必要がある。
【００５８】
以下、図６を参照し、本実施形態のガス供給方法の手順の一例を説明する。
（例１）
モータ１２に電力が供給されることで圧縮機１０が昇速開始される（ステップＳ１１）よりも前に、制御部６は、ポンプ装置４１を起動し、ガス軸受２Ａ〜２Ｃへのガスの供給、つまり、静圧によるアシストを開始する（ステップＳ１０）。
【００５９】
上流プロセスから供給されるプロセスガス（外部ガス）を用いてアシストするため、制御部６により制御弁４２，４３が開かれる。上流プロセスからプロセスガスライン４０に供給されたプロセスガスは、ポンプ装置４１により、静圧アシストライン４４Ａ〜４４Ｃを通じて、ガス軸受２Ａ〜２Ｃへと圧送され、ロータ１１を非接触の状態に支持する。
このとき、ロータ１１を支持するために必要な圧力で外部ガスを供給できるように、制御部６により、ジャーナル軸受２Ａ，２Ｂについては調整弁４０１の開度を調整し、スラスト軸受２Ｃについては調整弁４０２の開度を調整する。
ガス軸受２Ａ〜２Ｃから流出したガスは、軸受リサイクルライン５１Ａ〜５１Ｃをそれぞれ流れて集合し、圧縮部１０１へと吸入される。ガス軸受２Ａ〜２Ｃのパッドを冷却した後のガスも同様である。モータ１２を冷却した後のガスは、モータリサイクルライン５２を流れ、軸受２Ａ〜２Ｃからの流出ガスと合流する。
【００６０】
制御部６は、検出されるロータ１１の回転数が規定の動圧充足回転数Ｒに到達するまでの間（ステップＳ１２でＮ）、静圧によるアシストを継続する。この間、圧縮部１０１から昇圧ガスライン１００および動圧発生用ライン３１Ａ〜３１Ｃを通じてガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給される抽気により発生する動圧が、回転数の増加に伴い次第に増加するので、調整弁４０１，４０２により外部ガスの流量を調整することで、アシストする静圧の供給圧力を減少させてもよい。
【００６１】
ロータ１１の回転数が動圧充足回転数Ｒ以上となれば（ステップＳ１２でＹ）、制御部６は、ポンプ装置４１を停止し、ガス軸受２Ａ〜２Ｃへの外部ガスの供給を停止する（ステップＳ１３）。制御弁４２，４３も閉められる。
このとき、静圧によるアシストなしでも、ロータ１１の回転に伴う動圧のみにより、ロータ１１を支持可能な圧力がガス軸受２Ａ〜２Ｃに確実に得られている。
【００６２】
その後、ロータ１１の回転数が所定の運転回転数にまで増加すると、圧縮機１０の始動が完了し、定常運転に移行する。引き続き、ロータ１１の回転数を検出する（ステップＳ１４）。
ここでは、制御部６あるいは他の制御装置により、ロータ１１の回転数が一定となるように制御するが（図５（ａ）参照）、ロータ１１の回転数を所定の範囲内で可変に制御してもよい。
【００６３】
制御部６は、ロータ１１を支持するために必要な圧力で抽気をガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給できるように、ジャーナル軸受２Ａ，２Ｂについては調整弁３０１の開度を調整し、スラスト軸受２Ｃについては調整弁３０２の開度を調整する。
【００６４】
圧縮機１０の運転中、回転軸１１Ａ等から熱が伝わることでガス軸受２Ａ〜２Ｃのパッドの温度が上昇する。制御部６は、温度センサにより検出されたパッドの温度が規定値よりも高い場合に、調整弁３０３，３０４を開き、パッド冷却用ライン３２Ａ〜３２Ｃを通じてガス軸受２Ａ〜２Ｃの各パッドに抽気を供給することで、パッドを冷却する。
【００６５】
制御部６は、ジャーナル軸受２Ａ，２Ｂについては、それらのパッドを冷却し、パッドの変形を避けるのに必要な流量の抽気が供給されるように、調整弁３０３を必要限度で開く。スラスト軸受２Ｃについても、同様に、調整弁３０４を必要限度で開く。必要な限度でパッドを冷却することにより、抽気量およびリサイクル量を抑え、圧縮機システム１の効率を維持することができる。
なお、抽気供給系統３に供給される抽気の温度を検出し、その温度に基づいて調整弁３０３，３０４の開度を調整することもできる。
【００６６】
また、圧縮機１０の運転中、モータ１２も発熱する。制御部６は、温度センサにより検出されたモータロータ１２１やステータ１２２の温度が規定値よりも高い場合に、調整弁３０５を開き、モータ冷却用ライン３３を通じてモータロータ１２１およびステータ１２２に抽気を供給することで、モータ１２を冷却する。
【００６７】
モータ１２への電力印加を停止して圧縮機１０を停止させる際は、ロータ１１の回転数が次第に低下する。それによってロータ１１の回転数が回転数Ｒを下回ると（ステップＳ１４でＹ）、ガス軸受２Ａ〜２Ｃに不足する動圧を補うため、制御部６は、ポンプ装置４１を起動し（ステップＳ１５）、外部ガスの静圧によるアシストをロータ１１の回転が停止するまで（ステップＳ１６でＹ）継続する。
このとき、制御弁４２，４３が制御部６により開かれ、ポンプ装置４１により、外部ガスが静圧アシストライン４４Ａ〜４４Ｃを通じてガス軸受２Ａ〜２Ｃへと圧送される。回転数の減少に伴い次第に減少する動圧を補うことのできる静圧をガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給できるように、必要に応じて調整弁４０１，４０２により外部ガスの流量を調整する。
【００６８】
ロータ１１の回転が停止し、圧縮機１０の動作が完全に停止すると（ステップＳ１６でＹ）、制御部６は、ポンプ装置４１を停止し、ガス軸受２Ａ〜２Ｃへの外部ガスの供給を停止する（ステップＳ１７）。制御弁４２，４３も閉められる。
【００６９】
ところで、ロータ１１の回転数が動圧充足回転数Ｒを上回っている間にも、ロータ１１とパッドとの間のギャップ量が不足したり、不安定となったりする可能性がある。
図７（ｃ）は、ガス軸受２Ａ，２Ｂのパッド２１に対するロータ１１の浮上量であるギャップ量を示している。ギャップ量は、パッド２１の表面と回転軸１１Ａの外周面との間の距離に相当する。
このギャップ量は、例えば図７（ｃ）にｃ１，ｃ２で示すように、変動する場合がある。ガス軸受２Ｃのパッドとロータ１１の鍔１１Ｃとの間のギャップ量も、同様に変動する場合がある。例えば、定常運転中のロータ１１の通常の負荷であれば動圧のみによりロータ１１を支持できているところ、強い振動や、流量の急激な変化等によりガス軸受２Ａ〜２Ｃに過大な負荷が掛かった場合に、ギャップ量が、ロータ１１を安定して支持可能なギャップ量に対して不足しうる。
【００７０】
ギャップ量の不足によるロータ１１とパッド２１との接触のおそれをなくすため、図７（ｄ）にｄ１，ｄ２で示す区間のように、ギャップ量が規定値に対して低いときにも、動圧をアシストする静圧用のガスをガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給するとよい。
静圧によるアシストを行う指標として、ギャップ量の他に、ロータ１１の回転軸１１Ａの振動値（以下、軸振動値）を用いることもできる。軸振動値が規定値に対して大きいときに、静圧用のガスをガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給すればよい。
【００７１】
以下、図８を参照し、本実施形態のガス供給方法の手順の他の例（例２）を説明する。
（例２）
例２では、圧縮機１０の始動開始から、ロータ１１の回転数が動圧充足回転数Ｒに到達するまでの間は、上述の例１と同様に、ポンプ装置４１を用いて外部ガスをガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給することで（Ｓ１０〜Ｓ１３）、ロータ１１を支持可能なガスの圧力をガス軸受２Ａ〜２Ｃに確保する。
【００７２】
その後は、渦電流式や静電容量式の測距センサにより検出されたギャップ量が規定値を下回る場合に（ステップＳ２４でＹ）、制御部６は、静圧用のガス（ここでは抽気）をガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給して動圧をアシストする（ステップＳ２５）。
モータ１２やガス軸受２Ａ〜２Ｃの冷却は、例１と同様にして行うことができる。
【００７３】
静圧によるアシストのためガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給するガスとして、圧縮機１０の外部からのガス（プロセスガス）、および圧縮部１０１からの抽気のいずれかを用いることができる。
ここでは、抽気を使用するものとする（ステップＳ２５）。そのため、制御弁３５を開き、昇圧ガスライン１００から抽気静圧アシストライン３４に流入した抽気をガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給する。
ステップＳ２５のように、静圧によるアシストのために専ら抽気を用いると、ポンプ装置４１が万が一故障したとしても、静圧によるアシストに影響ない。
【００７４】
上記に限らず、ポンプ装置４１が健全である場合には、ポンプ装置４１により送られる外部ガスを静圧によるアシストに用いるようにしてもよい。
【００７５】
その後、ロータ１１の支持が不安定な状態を脱するまで静圧用のガスの供給を継続する（ステップＳ２６）。不安定な状態を脱したならば（ステップＳ２６でＹ）、静圧用の抽気の供給を終了し（ステップＳ２７）、制御弁３５を閉める等の必要な処理を行う。
不安定な状態を脱したと判定するための条件は、適宜に定めることができる。例えば、ギャップ量が規定の時間に亘り規定値を上回ったり、軸振動値が規定値を上回ったりすることが挙げられる。
【００７６】
圧縮機１０の停止中に、ロータ１１の回転数が規定の動圧充足回転数Ｒを下回ると（ステップＳ２８でＹ）、図６のステップＳ２０（Ｓ１５〜Ｓ１７）と同様に、圧縮機１０が完全に停止するまでの間、ポンプ装置４１を用いて外部ガスをガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給する（ステップＳ２０）。
【００７７】
以上で説明した本実施形態によれば、低回転数時に不足しがちな動圧が静圧により補われることで、ロータ１１の支持に足りる十分な圧力をガス軸受２Ａ〜２Ｃに確保することができるので、圧縮機システム１の信頼性を向上させることができる。
本実施形態では、規定の動圧充足回転数Ｒに対して高い回転数のときは、ガス軸受２Ａ〜２Ｃに抽気を供給して動圧のみによりロータ１１を支持しており（図６のＳ１４、図８のＳ２４〜Ｓ２８）、動圧充足回転数Ｒに対して低い回転数となる始動中および停止中は、外部ガスの静圧により動圧をアシストする（図６および図８のＳ１０〜Ｓ１３、Ｓ２０）。そのため、外部ガスを圧送するポンプ装置４１は圧縮機１０の始動開始から停止終了までのプロセスの一部で間欠的に作動するだけであり、寿命が短いポンプ装置４１を用いていても、長期間に亘り圧縮機システム１を使用可能である。
したがって、寿命が短くても安価なポンプ装置４１を採用することでコストを抑えつつ、長期に亘り使用可能であるとともに、信頼性の高い圧縮機システム１を実現することができる。
【００７８】
また、ガス軸受２Ａ〜２Ｃのパッドやモータ１２を冷却するガスとして、外部ガスではなく抽気を用いているため、間欠的に作動するポンプ装置４１により外部ガスが供給されるタイミングとは関係なく、パッドやモータ１２を必要なときに冷却することができる。
【００７９】
さらに、図７および図８に示すように、ギャップ量や軸振動値に基づいて静圧によるアシストを行うことで、ロータ１１を運転中に亘り安定して支持し、信頼性をより向上させることができる。
【００８０】
圧縮部１０１により昇圧したガスからの抽気を動圧発生に用いる代わりに、あるいは、圧縮部１０１により昇圧したガスと併用して、第２段の圧縮部１０２により昇圧したガスからの抽気を動圧発生に用いることもできる。
圧縮部１０２により昇圧したガスからの抽気をパッドの冷却やモータ１２の冷却に用いる場合には、昇圧したガスの温度を確実に下げるため、圧縮部１０２により昇圧したガスが流れる抽気供給系統（図示しない）に、ガスクーラを設けることが好ましい。
【００８１】
〔第２実施形態〕
次に、図９〜図１２を参照し、本発明の第２実施形態に係る圧縮機システム７について説明する。
第２実施形態の圧縮機システム７は、図９に示すように、タンク４５を備える点が、第１実施形態の圧縮機システム１（図１）とは相違する。以下、第１実施形態と相違する事項を中心に述べる。第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
【００８２】
第２実施形態における外部ガス供給系統４は、ポンプ装置４１、制御弁４２，４３、および静圧アシストライン４４Ａ〜４４Ｃに加えて、逆止弁４１Ａと、ポンプ装置４１に異常が発生したときのバックアップ用タンクとして機能させることが可能なタンク４５と、制御弁４６，４７を備えている。
制御部８により、制御弁４２，４３，４６，４７の開閉が可能である。
【００８３】
タンク４５は、規定の内圧まで充填される外部ガスを貯留する。圧縮機１０の始動、停止時等、静圧を必要とするときに、ポンプ装置４１に異常が発生していたとしても、タンク４５内のガスだけで、ロータ１１を支持可能な十分な圧力のガスを必要な時間に亘り賄えるように、タンク４５の容量と内圧が定められる。
【００８４】
ポンプ装置４１よりも下流とタンク４５とは、接続ライン４８を介して接続されている。接続ライン４８を通じて、ポンプ装置４１によりタンク４５へと外部ガスを充填することができる。
【００８５】
タンク４５には、昇圧ガスライン１００から分岐した抽気充填ライン３６が接続されている。この抽気充填ライン３６を通じてタンク４５に抽気を充填することも可能である。
【００８６】
図１０（ａ）〜（ｃ）を参照し、制御弁４３，４６，４７の操作の例を示す。
ポンプ装置４１（図９）により外部ガスをタンク４５に充填するときは、制御部８により、図１０（ａ）に示すように、接続ライン４８に設けられている制御弁４６を開き、制御弁４７，４３を閉める。図１０（ａ）〜（ｃ）において、閉まっている弁を黒色で塗りつぶして示している。ポンプ装置４１の能力によっては、制御弁４６，４３のいずれも開くことで、ポンプ装置４１によるタンク４５への充填と、ポンプ装置４１による静圧用の外部ガスの供給とを並行して行うことができる。
【００８７】
抽気充填ライン３６を通じてタンク４５へと抽気を充填するときは、図１０（ｂ）に示すように、抽気充填ライン３６に設けられている制御弁４７を開き、制御弁４６，４３を閉める。
【００８８】
そして、タンク４５に充填されているガスを静圧によるアシストのために使うときは、ポンプ装置４１が停止している状態で、図１０（ｃ）に示すように、制御弁４６および制御弁４３を開き、制御弁４７を閉める。逆止弁４１Ａが存在しているため、タンク４５内のガスがポンプ装置４１へと逆流しない。
【００８９】
以下、図１１および図１２を参照し、第２実施形態の圧縮機システム７に適用されるガス供給方法の手順の一例を説明する。
第２実施形態では、ポンプ装置４１の異常発生時のバックアップとして、タンク４５と抽気とを用いる。
本実施形態では、圧縮機１０の始動を開始するにあたり、下記で述べるように、ポンプ装置４１の異常発生を検知する（ステップＳ３１）。但し、圧縮機１０の運転中、ポンプ装置４１の異常発生を定期的に検知することもできる。
ポンプ装置４１に異常が発生していることは、例えば、ポンプ装置４１に設けられた圧力計が示す圧力が小さいことにより検知することができる。
【００９０】
図１１に示すように、まず、ポンプ装置４１が健全に作動するかどうかを判定し（ステップＳ３１）、ポンプ装置４１に異常が発生しているならば（ステップＳ３１でＮ）、圧縮機１０の始動を中断する。
ポンプ装置４１が健全であるならば（ステップＳ３１でＹ）、圧縮機１０を始動させる（ステップＳ３２）。そして、上述の例１や例２と同様に、ロータ１１の回転数が動圧充足回転数Ｒに到達するまでの間、ポンプ装置４１を用いて外部ガスをガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給する（ステップＳ１０〜Ｓ１３）。制御弁４６は閉めておく。
【００９１】
さらに、バックアップとして機能するように、規定のタンク内圧となるまでタンク４５にガスを充填する（ステップＳ３３〜Ｓ３８）。
ポンプ装置４１が健全であるならば（ステップＳ３４でＹ）、ポンプ装置４１により、接続ライン４８を通じてタンク４５にプロセスガスを充填する（ステップＳ３５，Ｓ３７，Ｓ３８）。充填中は、制御弁４６を開き、制御弁４３は閉める。
ポンプ装置４１に異常が発生しているならば（ステップＳ３４でＮ）、制御弁４７を開き、制御弁４６を閉めることで、抽気充填ライン３６を通じて抽気をタンク４５に充填する（ステップＳ３６〜Ｓ３８）。その際、制御弁４３を開いてポンプ装置４１により静圧用ガスをガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給することもできる。
上記のように、ポンプ装置４１と抽気とを使用できることにより、タンク４５への充填に関し信頼性が向上する。
【００９２】
続いて、図１２へと進み、ギャップ量（または軸振動値）を検出しながら（ステップＳ３９）運転を継続する。
運転中は、抽気供給系統３のパッド冷却用ライン３２Ａ〜３２Ｃやモータ冷却用ライン３３を通じて抽気を供給することにより、モータ１２やガス軸受２Ａ〜２Ｃを冷却することができる。
【００９３】
もしギャップ量が規定値を下回れば（ステップＳ３９でＹ）、静圧用のガスをガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給する動圧アシストを開始する（ステップＳ４０）。
第２実施形態では、静圧により動圧をアシストするためガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給するガスとして、外部ガス（プロセスガス）、タンク４５内のガス、および圧縮部１０１により昇圧したガスからの抽気のいずれかを用いることができる。
【００９４】
ここでは、ポンプ装置４１が健全であれば（ステップＳ４０１でＹ）、ポンプ装置４１により送られる外部ガスを使用する（ステップＳ４０２）。
ポンプ装置４１に異常が発生していれば（ステップＳ４０１でＮ）、タンク４５の内圧を検出し（ステップＳ４０３）、タンク４５の内圧が規定値以上であるとき（Ｙ）、制御弁４６，４３を開いて（図１０（ｂ））タンク４５内のガスを静圧によるアシストに使用する（ステップＳ４０４）。
なお、ポンプ装置４１に異常が発生しているならば、圧縮機１０を停止させる処理に移行してもよい。
【００９５】
そして、タンク４５の内圧が規定値を下回っているときは（ステップＳ４０３でＮ）、制御弁３５を開き、抽気静圧アシストライン３４を通じて抽気をガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給する（ステップＳ４０５）。
【００９６】
必ずしもステップＳ４０１〜Ｓ４０５のようにして、静圧によりアシストするために用いるガスを定める必要はない。例えば、ロータ１１の回転数が規定の回転数に対して高い場合には抽気を使用し、そうでなければタンク４５内のガスを使用するようにしてもよい。
【００９７】
その後、例２（図８）で説明したのと同様に、ロータ１１の支持が不安定な状態を脱するまで静圧用のガスの供給を継続する（ステップＳ４１）。不安定な状態を脱したならば（ステップＳ４１でＹ）、静圧用のガスの供給を終了する（ステップＳ４２）。使用していたガスに応じて、ポンプ装置４１の停止や、制御弁４２，４３あるいは制御弁３５を閉める等の必要な処理を行う。
その後は、必要に応じて、タンク４５への充填を行う（図１１に示すステップＳ３３〜Ｓ３８）。
【００９８】
圧縮機１０を停止する際に、ロータ１１の回転数が規定の動圧充足回転数Ｒを下回ると（ステップＳ４３でＹ）、図６のステップＳ２０（Ｓ１５〜Ｓ１７）と同様に、圧縮機１０が完全に停止するまでの間、ポンプ装置４１を用いて外部ガスをガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給する（ステップＳ４４）。
その後、次の運転に備えて、ポンプ装置４１によりタンク４５にプロセスガスを充填しておくことが好ましい（ステップＳ４５〜Ｓ４７）。
そうすると、始動時に、ポンプ装置４１を作動させなくても、タンク４５内のガスをガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給することができる。
図１１〜図１２に示す制御の例とは異なり、ポンプ装置４１よりもタンク４５を優先的に用いることもできる。
【００９９】
第２実施形態によれば、静圧によるアシストに関し、基本的にはポンプ装置４１により送られる外部ガスを使用しつつも（ステップＳ４０２）、ポンプ装置４１に故障等の異常が発生した場合には、タンク４５内に充填されたガスを使用し（ステップＳ４０４）、タンク４５内に十分な圧力のガスがなければ、圧縮機１０が運転している限りは得ることのできる抽気を用いることができる（ステップＳ４０５）。そのため、ポンプ装置４１の異常時にも静圧アシストの機能を喪失しない冗長性をシステムに与え、圧縮機システム７の信頼性を向上させることができる。
【０１００】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
上記の各実施形態で示した種々の弁やラインの構成は一例であり、適宜に変更して設計することができる。
【０１０１】
圧縮機１０の始動時、停止時における静圧アシストの指標として、図６，８，１１，１２に示したようにロータ１１の回転数を用いる代わりに、ロータ１１と軸受パッドとの間のギャップ量を用いることもできる。例えば、図６のステップＳ１２やステップＳ１４において、ギャップ量が規定値に対して低い場合に（ステップＳ１２，Ｓ１４でＹ）、動圧をアシストする静圧用のガスをガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給するとよい。
【０１０２】
スラスト軸受２Ｃは、ガス軸受に限定されず、油すべり軸受、転がり軸受、磁気軸受などの軸受でも良い。
【０１０３】
本発明の圧縮機は、上記の各実施形態のように第１段および第２段の圧縮部１０１，１０２を備えるものには限らず、単一の圧縮部を備えるものであってもよい。車室１３の外側で、回転軸１１Ａの両端がガス軸受により支持される構造である場合は、車室１３の外側にガス軸受のハウジングを設置することができる。
【０１０４】
また、本発明における圧縮部として、回転軸１１Ａの回転により圧縮する機構である限り、適宜な構成の圧縮部を採用することができる。
【０１０５】
モータ１２は、必ずしも車室１３に内蔵されている必要はなく、車室１３の外側に配置することもできる。その場合は、車室１３から突出した回転軸１１Ａにモータロータ１２１が結合し、モータロータ１２１およびステータ１２２がケーシングに収容される。モータ１２を冷却する場合は、そのケーシング内に抽気を送るラインを構成すればよい。
【０１０６】
本発明における圧縮機の動力源は、モータ１２には限らず、蒸気タービン等の適宜な動力源による回転駆動力がロータ１１に入力されるように構成することができる。
【０１０７】
本発明の圧縮機システムに、メインのポンプ装置とサブのポンプ装置とが備えられていてもよい。普段はメインのポンプ装置を使用してプロセスガスをガス軸受２Ａ〜２Ｃに供給し、メインのポンプ装置に異常が発生したときにサブのポンプ装置に切り替えることができる。この場合、タンク４５を省略しても、十分な信頼性を確保することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１        圧縮機システム
２Ａ，２Ｂ      ジャーナル軸受
２Ｃ      スラスト軸受
３        抽気供給系統
３Ｆ      フィルタ
４        外部ガス供給系統（静圧用外部ガス供給系統）
４Ｆ      フィルタ
５        リサイクル系統
６        制御部
７        圧縮機システム
８        制御部
１０      圧縮機
１１      ロータ
１１Ａ    回転軸
１１Ｃ    鍔
１２      モータ
１３      車室
２１      パッド
２１Ａ    端縁
２２      ハウジング
２３      ピボット
２４      静圧用ガス供給口
２５      パッド
２６      ハウジング
３１Ａ〜３１Ｃ      動圧発生用ライン（動圧発生用ガス供給系統）
３２Ａ〜３２Ｃ      パッド冷却用ライン（パッド冷却用系統）
３３      モータ冷却用ライン（モータ冷却用系統）
３４      抽気静圧アシストライン（抽気静圧用ガス供給系統）
３５      制御弁
３６      抽気充填ライン（抽気充填系統）
３９      ガスクーラ
４０      プロセスガスライン
４１      ポンプ装置（外部ガス供給源）
４１Ａ    逆止弁
４２，４３，４６，４７      制御弁
４４Ａ〜４４Ｃ      静圧アシストライン
４５      タンク
４８      接続ライン
５１Ａ〜５１Ｃ      軸受リサイクルライン
５２      モータリサイクルライン
１００    昇圧ガスライン
１０１，１０２      圧縮部
１２１    モータロータ
１２２    ステータ
１３１    導入部
１３２    吐出部
２２１    動圧用ガス供給口
３０１，３０２      調整弁
３０３，３０４      調整弁
３０５    調整弁
４０１，４０２      調整弁
Ｒ        動圧充足回転数（動圧充足回転速度）
Ｘ        分岐点
【図１】
2018104987.tif 000003
【図２】
2018104987.tif 000004
【図３】
2018104987.tif 000005
【図４】
2018104987.tif 000006
【図５】
2018104987.tif 000007
【図６】
2018104987.tif 000008
【図７】
2018104987.tif 000009
【図８】
2018104987.tif 000010
【図９】
2018104987.tif 000011
【図１０】
2018104987.tif 000012
【図１１】
2018104987.tif 000013
【図１２】
2018104987.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月15日(2017.6.15)
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ガスを吸い込んで圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部が備えられるロータと、
前記ロータを支持するガス軸受と、
前記圧縮部により昇圧した前記ガスからの抽気を前記ガス軸受に供給する動圧発生用ガス供給系統と、
前記圧縮部の外部からの外部ガスを前記ガス軸受に供給する静圧用外部ガス供給系統と、を備え、
前記動圧発生用ガス供給系統と前記静圧用外部ガス供給系統とは、前記ガス軸受まで、互いに独立した経路を有する、
ことを特徴とする圧縮機システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
ロータを支持するガス軸受を備えた圧縮機にガスを供給する方法であって、
前記ロータが回転している間に亘り、前記圧縮機により昇圧した前記ガスからの抽気を、動圧発生用ガス供給系統を通じて前記ガス軸受に供給し、
前記ロータの回転速度が規定の動圧充足回転速度に対して低いとき、あるいは、前記ロータと前記ガス軸受のパッドとの間のギャップ量が規定値に対して小さいときは、
前記圧縮機の外部から、前記ガス軸受まで前記動圧発生用ガス供給系統とは独立した経路を有する静圧用外部ガス供給系統を通じて外部ガスを前記ガス軸受に供給するか、あるいは前記動圧発生用ガス供給系統を通じて前記抽気を前記ガス軸受に供給することにより、静圧を発生させる、
ことを特徴とするガス供給方法。
【手続補正３】
【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】
本発明の圧縮機システムは、ガスを吸い込んで圧縮する圧縮部と、圧縮部が備えられるロータと、ロータを支持するガス軸受と、圧縮部により昇圧したガスからの抽気をガス軸受に供給する動圧発生用ガス供給系統と、圧縮部の外部からの外部ガスをガス軸受に供給する静圧用外部ガス供給系統と、を備え、動圧発生用ガス供給系統と静圧用外部ガス供給系統とは、ガス軸受まで、互いに独立した経路を有することを特徴とする。
「圧縮部の外部からの外部ガス」は、圧縮部を収容するケースの外部からの外部ガスを意味するものとする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明は、ロータを支持するガス軸受を備えた圧縮機にガスを供給する方法であって、ロータが回転している間に亘り、圧縮機により昇圧したガスからの抽気を、動圧発生用ガス供給系統を通じてガス軸受に供給し、ロータの回転速度が規定の動圧充足回転速度に対して低いとき、あるいは、ロータとガス軸受のパッドとの間のギャップ量が規定値に対して小さいときは、圧縮機の外部から、ガス軸受まで動圧発生用ガス供給系統とは独立した経路を有する静圧用外部ガス供給系統を通じて外部ガスをガス軸受に供給するか、あるいは動圧発生用ガス供給系統を通じて抽気をガス軸受に供給することにより、静圧を発生させることを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月8日(2017.8.8)
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ガスを吸い込んで圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部が備えられるロータと、
前記ロータを支持するガス軸受と、
前記圧縮部により昇圧した前記ガスからの抽気を前記ガス軸受の動圧用ガス供給口に供給する動圧発生用ガス供給系統と、
前記圧縮部の外部からの外部ガスを前記ガス軸受の静圧用ガス供給口に供給する静圧用外部ガス供給系統と、を備え、
前記動圧発生用ガス供給系統と前記静圧用外部ガス供給系統とは、前記ガス軸受まで、互いに独立した経路を有し、
前記動圧用ガス供給口と、前記静圧用ガス供給口とは、互いに独立している、
ことを特徴とする圧縮機システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
ロータを支持するガス軸受を備えた圧縮機にガスを供給する方法であって、
前記ロータが回転している間に亘り、前記圧縮機により昇圧した前記ガスからの抽気を、動圧発生用ガス供給系統を通じて前記ガス軸受の動圧用ガス供給口に供給し、
前記ロータの回転速度が規定の動圧充足回転速度に対して低いとき、あるいは、前記ロータと前記ガス軸受のパッドとの間のギャップ量が規定値に対して小さいときは、
前記圧縮機の外部からの、前記ガス軸受まで前記動圧発生用ガス供給系統とは独立した経路を有する静圧用外部ガス供給系統を通じて外部ガスを前記ガス軸受の前記動圧用ガス供給口とは互いに独立した静圧用ガス供給口に供給するか、あるいは前記静圧用外部ガス供給系統を通じて前記抽気を前記ガス軸受の静圧用ガス供給口に供給することにより、静圧を発生させる、
ことを特徴とするガス供給方法。
【手続補正３】
【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】
本発明の圧縮機システムは、ガスを吸い込んで圧縮する圧縮部と、圧縮部が備えられるロータと、ロータを支持するガス軸受と、圧縮部により昇圧したガスからの抽気をガス軸受の動圧用ガス供給口に供給する動圧発生用ガス供給系統と、圧縮部の外部からの外部ガスをガス軸受の静圧用ガス供給口に供給する静圧用外部ガス供給系統と、を備え、動圧発生用ガス供給系統と静圧用外部ガス供給系統とは、ガス軸受まで、互いに独立した経路を有し、動圧用ガス供給口と、静圧用ガス供給口とは、互いに独立していることを特徴とする。
「圧縮部の外部からの外部ガス」は、圧縮部を収容するケースの外部からの外部ガスを意味するものとする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明は、ロータを支持するガス軸受を備えた圧縮機にガスを供給する方法であって、ロータが回転している間に亘り、圧縮機により昇圧したガスからの抽気を、動圧発生用ガス供給系統を通じてガス軸受の動圧用ガス供給口に供給し、ロータの回転速度が規定の動圧充足回転速度に対して低いとき、あるいは、ロータとガス軸受のパッドとの間のギャップ量が規定値に対して小さいときは、圧縮機の外部からの、ガス軸受まで動圧発生用ガス供給系統とは独立した経路を有する静圧用外部ガス供給系統を通じて外部ガスをガス軸受の動圧用ガス供給口とは互いに独立した静圧用ガス供給口に供給するか、あるいは静圧用外部ガス供給系統を通じて抽気をガス軸受の静圧用ガス供給口に供給することにより、静圧を発生させることを特徴とする。
【国際調査報告】
2018104987.tif 000015
2018104987.tif 000016
2018104987.tif 000017
2018104987.tif 000018