ページの本文へ

圧縮機:日立

Hitachi

時代が求めるオイルレスを実現。

画像:磁気軸受搭載形遠心圧縮機

さまざまな回転機械でオイルレス化が進んでおり、プロセス用遠心圧縮機にも適用ニーズが高まっています。当社は、油を使わない磁気軸受、非接触ガスシールを遠心圧縮機に搭載することで、オイルレス化を実現しました。

特長

1.非接触の軸受を採用

圧縮機本体とロータが非接触のため、磨耗部品がなく軸受の長寿命化に貢献します。

2.潤滑油・軸封装置が不要

  • 非接触ガスシールの併用により、潤滑油・軸封装置が不要となり、オイルフィルタの交換、ポンプの点検が必要ありません。
  • 圧縮機故障の60〜70%の原因となる、潤滑油・軸封などの装置が磁気軸受にないため、故障原因が低減でき、信頼性向上に貢献します。

3.内部運転状態の常時監視が可能

  • ロータバランス量の増大、ラビリンスギャップ変化による軸スラスト力の変化など、内部の運転監視が正確で容易に行えます。
  • 高圧下での流体振動解析技術をはじめ、各種解析技術を有しています。
  • 三次元CADによる設計・製造一体システムの採用で、より高品質な製品をめざします。

4.高速・小形化が可能

  • 磁気軸受、ドライガスシールは非接触回転のため、従来の圧縮機に比べて高速化が可能です。
  • 2次危険速度で制限されていた軸系が、3次危険速度以上で運転できるため、ケーシングあたりのインペラ段数が多く取れ、ケーシング数削減による小形化が可能です。

5.ランニングコストの大幅な低減が可能

非接触のため、従来に比べて軸受やシール部での機械損失が1/10〜1/100に減少できます。非接触ガスシールとの併用で蒸気、電力、冷却水、プロセスガス、油などのユーティリティ費の低減が可能です。

(当社比)

磁気軸受の原理

ラジアル軸受

シャフトを中心に円周上に対向して配置している一対の電磁石が、ロータとの間に磁界をつくります。この磁界が、ロータを吸引し、空中に保持します。ただし、ロータ表面は回転に従って磁界が変化し、うず電流損失が発生します。この損失を最小にするため、ラミネーション構造のスリーブをロータに圧入しています。ロータ位置は、4個以上の位置センサが検出し、ロータと位置基準との偏差を制御回路に伝送、磁界の強さを制御してロータ位置を基準位置に戻します。

画像:ラジアル軸受 断面3D

スラスト軸受

スラスト軸受の動作原理は、基本的にはラジアル軸受と同じです。ただし、スラスト軸受は、電磁石が半径方向に設置されるため、スラストカラーとの磁界は常時一定しているので、うず電流の発生がありません。よって、スラストカラーには、油軸受と同じ高強度の合金鋼を使用しています。

画像:スラスト軸受 断面3D

補助軸受

画像:補助軸受 断面3D

ロータとステータが接触するのを防止するため、バックアップ用として補助軸受を設けています。 この軸受は、ステータ側に固定され、ラジアル軸受のエアギャップの約1/2のギャップをロータとの間に保持。 磁気軸受が作動しているかぎり回転することはありません。また、停電時には、バックアップ用バッテリーによって5〜10分間ロータを正常に浮上させます。停止操作は、この間に行うため、補助軸受でロータ荷重を受けることはありません。 すなわち補助軸受は、機械的な最後の保護装置です。その採用は、緊急時に電源側と機械側で停止させるため、安全の二重化を考えた結果です。

制御回路

画像:制御回路  断面3D

制御回路の役割は、位置センサからの信号をもとに電磁石に流すべき電流を変えて、ロータの位置を正確に制御することです。

主な適用

石油精製プラント、パイプラインステーションなど