遠心コンプレッサー

遠心圧縮機は、タービン圧縮機とも呼ばれる回転式圧縮機の一種です。遠心圧縮機では、インペラーの高速回転によってガスに遠心力が加わり、ディフューザー内のガスが膨張して圧力が上昇する。

当初、遠心圧縮機は低・中圧、大流量用途にしか適していなかったため、広く認知されることはなかった。しかし、化学工業が発展し、さまざまな大規模化学プラントや精製所が設立されるにつれて、遠心コンプレッサーは化学生産におけるさまざまなガスを圧縮・輸送するための重要な機械となり、重要な地位を占めるようになりました。ガス力学研究の進歩は、遠心圧縮機の効率を絶えず向上させてきた。高圧シール、小流量ナローインペラ、マルチオイルウェッジベアリングの技術的ブレークスルーは、高圧・大流量域用遠心圧縮機の開発に関する一連の問題に対処してきた。その結果、遠心圧縮機の適用範囲は大幅に拡大し、多くの用途でレシプロ圧縮機に取って代わることができるようになり、その範囲は大幅に広がった。

原理：コンプレッサーのインペラが回転すると、冷媒蒸気が吸入室から吸入ガイドベーンを通ってインペラ通路に入る。ガスは羽根の作用により羽根車とともに回転する。遠心力により、ガスはインペラ通路に沿って半径方向に流れ、インペラから離れる。

構造： 単段コンプレッサは、主に吸入室、インペラ（作動輪）、ディフューザ、ボリュート（ケーシング）、シールから構成される。多段コンプレッサーには、ベンドや戻り通路などの部品が含まれる場合がある。

遠心式コンプレッサーの利点：

遠心式コンプレッサーは、ガス流量が大きく、構造がシンプルでコンパクトである。軽量で、ユニットサイズが小さく、床面積が小さくて済む。レシプロコンプレッサーに比べ、遠心式コンプレッサーは同じ冷凍能力で5～8倍軽い。

バルブやピストンリングなどの脆弱な部品が少なく、クランクコネクティングロッド機構もない。バランス、高信頼性、高稼働率、最小限の摩擦部品で作動するため、スペアパーツやメンテナンスのコストが低くなります。

インペラとケーシングの間に摩擦がないため、潤滑の必要がありません。化学プロセスでは、遠心コンプレッサーは化学媒体のオイルフリー圧縮を実現できます。

遠心圧縮機は回転機械であり、工業用蒸気タービンまたはガスタービンによる直接駆動に適している。一般に、大規模な化学プラントでは、工業用蒸気タービンを駆動するために共同生産された蒸気が一般的に使用され、熱エネルギーの包括的な利用の可能性を提供しています。

遠心式コンプレッサーの欠点：

遠心式コンプレッサーは現在のところ、ガス流量が非常に少なかったり、圧力比が過度に高かったりする用途には適していない。通常250,000～300,000kcal/h以上の大容量の冷凍に適している。

遠心式コンプレッサーの安定運転範囲は比較的狭い。ガス流量の調節は比較的便利だが、経済性は劣る。

一般的に、増速ギア・トランスミッションを必要とするため、回転速度が速くなり、シャフト端のシーリングに対する要求も高くなる。これらの要因は、製造の困難さと構造の複雑さを増大させる。

低負荷時には「サージ」現象が起こりやすい。