(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-02-07
(45)【発行日】2023-02-15
(54)【発明の名称】圧縮機及び圧縮機におけるシールガスの調整方法
(51)【国際特許分類】
F04D 27/00 20060101AFI20230208BHJP
F04D 29/08 20060101ALI20230208BHJP
F04D 29/10 20060101ALI20230208BHJP
【ＦＩ】
F04D27/00 G
F04D29/08 F
F04D29/10 A
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019124542
(22)【出願日】2019-07-03
(65)【公開番号】P2021011825
(43)【公開日】2021-02-04
【審査請求日】2021-10-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100115381
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 昌崇
(74)【代理人】
【識別番号】100137143
【弁理士】
【氏名又は名称】玉串 幸久
(72)【発明者】
【氏名】馬場 利秋
【審査官】吉田 昌弘
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１４－５２９７０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／１３８０３６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－２１００９９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０４Ｄ ２７／００
Ｆ０４Ｄ ２９／０８
Ｆ０４Ｄ ２９／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガスを圧縮するロータ部と、冷却液を用いて、前記ロータ部から吐出されたガスを冷却する冷却部と、
前記ロータ部に駆動源からの動力を伝えるシャフトと、
前記シャフトの周囲に設けられ、前記ロータ部からのガスの漏洩を防止する軸封部と、
前記ロータ部から吐出されたガスの一部をシールガスとして前記軸封部に供給するシールガス供給路と、
前記シールガス供給路を流れる前記シールガスを加熱するヒータ部と、
前記シールガス供給路において前記ヒータ部の下流に配置されるシールガス圧力センサと、
前記シールガス供給路において前記ヒータ部の下流に配置されるシールガス温度センサと、
前記シールガス圧力センサおよび前記シールガス温度センサの検出値を用いて、前記シールガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転位する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記シールガスの温度が維持されるように前記ヒータ部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
ガスの温度及び圧力と、ガスの状態（固体、液体、気体、超臨界）とを関連付ける情報が記憶され、この記憶された情報を用いて、検出圧力におけるシールガスの前記転移点を特定し、
この特定された転移点と、検出圧力及び検出温度との関係から、シールガスが気体状態にあるのか超臨界状態にあるのかを判断し、
前記シールガスが超臨界状態にあると判断された場合において、前記シールガスの検出温度ｔｓが、特定された転移点における温度よりも高い所定の下限温度Ｔ１未満であれば、前記ヒータ部を作動させ、
前記シールガスが気体状態にあると判断された場合において、前記シールガスの検出温度ｔｓが、特定された転移点における温度よりも高い所定の下限温度Ｔ３未満であれば、前記ヒータ部を作動させる、圧縮機。
【請求項2】
請求項１に記載の圧縮機であって、前記冷却部が配置された流路上に位置し、前記ロータ部から吐出されたガスの温度を検出する温度センサと、
前記冷却部が配置された流路上に位置し、前記ロータ部から吐出されたガスの圧力を検出する圧力センサと、
前記冷却液の流量を調整する液流量調整弁と、
をさらに備え、
前記シールガス供給路が、前記冷却部により冷却された後の前記ガスの一部を前記シールガスとして前記軸封部に導き、
前記制御部が、前記圧力センサおよび前記温度センサの検出値を用いて、前記ガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転移する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記ガスの温度が維持されるように前記液流量調整弁を制御する、圧縮機。
【請求項3】
ガスを圧縮するロータ部と、
冷却液を用いて、前記ロータ部から吐出されたガスを冷却する冷却部と、
前記ロータ部に駆動源からの動力を伝えるシャフトと、
前記シャフトの周囲に設けられ、前記ロータ部からのガスの漏洩を防止する軸封部と、
前記ロータ部から吐出されたガスの一部をシールガスとして前記軸封部に供給するシールガス供給路と、
前記シールガス供給路を流れる前記シールガスを加熱するヒータ部と、
前記シールガス供給路において前記ヒータ部の下流に配置されるシールガス圧力センサと、
前記シールガス供給路において前記ヒータ部の下流に配置されるシールガス温度センサと、
前記シールガス圧力センサおよび前記シールガス温度センサの検出値を用いて、前記シールガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転位する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記シールガスの温度が維持されるように前記ヒータ部を制御する制御部と、
前記シールガス供給路において、前記ヒータ部の下流で且つ前記シールガス温度センサ及び前記シールガス圧力センサの上流に位置するガス流量調整弁と、
を備え、
前記シールガス温度センサ及び前記シールガス圧力センサが、前記ヒータ部の下流においてシールガスの温度及び圧力を検出し、
前記制御部が、前記シールガスの体積流量が一定となるように前記ガス流量調整弁の開度を調整するように構成されている、圧縮機。
【請求項4】
ガスを圧縮するロータ部を含む複数のロータ部と、冷却液を用いて、前記ロータ部から吐出されたガスを冷却する冷却部と、
前記ロータ部に駆動源からの動力を伝えるシャフトを含み、前記駆動源からの動力を前記複数のロータ部に伝える複数のシャフトと、
前記複数のシャフトの周囲にそれぞれ設けられ、前記複数のロータ部から前記複数のシャフト側へのガスの漏洩を防止する、軸封部を含む複数の軸封部と、
前記ロータ部から吐出されたガスの一部をシールガスとして前記軸封部に供給するシールガス供給路と、
前記シールガス供給路を流れる前記シールガスを加熱するヒータ部と、
前記シールガス供給路において前記ヒータ部の下流に配置されるシールガス温度センサを含む複数のシールガス温度センサと、
前記シールガス供給路において前記ヒータ部の下流に配置されるシールガス圧力センサを含む複数のシールガス圧力センサと、
前記シールガス圧力センサおよび前記シールガス温度センサの検出値を用いて、前記シールガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転位する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記シールガスの温度が維持されるように前記ヒータ部を制御する制御部と、
を備え、
前記シールガス供給路が、
前記複数のロータ部から吐出されたガスの一部が導入される母管と、
前記母管から分岐し、前記吐出されたガスの一部をシールガスとして前記複数の軸封部へと供給する複数の分岐管と、を有し、
前記複数のシールガス温度センサ及び複数のシールガス圧力センサのそれぞれが、前記複数の分岐管に配置され、
前記複数の分岐管のそれぞれにおいてシールガス温度センサ及びシールガス圧力センサよりも上流側に位置し、各分岐管におけるシールガスの流量を調整する複数のガス流量調整弁をさらに備え、
前記ヒータ部が前記母管に位置し、
前記制御部は、前記複数のシールガス圧力センサからの出力に基づいて最も圧力が低いシールガス圧力センサを特定し、前記特定されたシールガス圧力センサが位置する分岐管を流れるシールガスの温度が前記転移点よりも高い前記所定の下限温度以上に維持されるように前記ヒータ部を制御する、圧縮機。
【請求項5】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧縮機であって、前記制御部が、前記シールガスの温度が前記所定の下限温度よりも高い上限温度以下に維持されるように前記ヒータ部を制御する、圧縮機。
【請求項6】
超臨界状態のガスを圧縮する圧縮機におけるシールガスの調整方法であって、前記圧縮機のロータ部で圧縮されたガスを前記ロータ部から吐出し、
前記ロータ部から吐出されたガスの一部をシールガスとして、前記ロータ部に動力を伝えるシャフトの軸封部に、シールガス供給路を通して供給し、
前記シールガス供給路におけるヒータ部の下流における前記シールガスの圧力をシールガス圧力センサによって検出し、
前記シールガス供給路における前記ヒータ部の下流における前記シールガスの温度をシールガス温度センサによって検出し、
前記シールガス圧力センサおよび前記シールガス温度センサの検出値を用いて、前記シールガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転位する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記シールガスの温度が維持されるように前記ヒータ部を制御し、
前記ヒータ部の制御に際し、
ガスの温度及び圧力と、ガスの状態（固体、液体、気体、超臨界）とを関連付ける情報を用いて、検出圧力におけるシールガスの前記転移点を特定し、
この特定された転移点と、検出圧力及び検出温度との関係から、シールガスが気体状態にあるのか超臨界状態にあるのかを判断し、
シールガスが超臨界状態にあると判断された場合において、シールガスの検出温度ｔｓが、特定された転移点における温度よりも高い所定の下限温度Ｔ１未満であれば、前記ヒータ部を作動させ、
シールガスが気体状態にあると判断された場合において、シールガスの検出温度ｔｓが、特定された転移点における温度よりも高い所定の下限温度Ｔ３未満であれば、前記ヒータ部を作動させる、圧縮機におけるシールガスの調整方法。
【請求項7】
請求項６に記載のシールガスの調整方法であって、液流量調整弁によって冷却液の流量を調整しつつ、前記ロータ部から吐出されたガスを冷却部において冷却し、
前記冷却部が配置された流路上において、前記ロータ部から吐出されたガスの温度を温度センサによって検出し、
前記冷却部が配置された流路上において、前記ロータ部から吐出されたガスの圧力を圧力センサによって検出し、
前記圧力センサおよび前記温度センサの検出値を用いて、前記ガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転移する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記ガスの温度が維持されるように、前記液流量調整弁を制御する、圧縮機におけるシールガスの調整方法。
【請求項8】
超臨界状態のガスを圧縮する圧縮機におけるシールガスの調整方法であって、
前記圧縮機のロータ部で圧縮されたガスを前記ロータ部から吐出し、
前記ロータ部から吐出されたガスの一部をシールガスとして、前記ロータ部に動力を伝えるシャフトの軸封部に、シールガス供給路を通して供給し、
前記シールガス供給路におけるヒータ部の下流における前記シールガスの圧力をシールガス圧力センサによって検出し、
前記シールガス供給路における前記ヒータ部の下流における前記シールガスの温度をシールガス温度センサによって検出し、
前記シールガス圧力センサおよび前記シールガス温度センサの検出値を用いて、前記シールガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転位する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記シールガスの温度が維持されるように前記ヒータ部を制御し、
前記シールガス供給路において、前記ヒータ部の下流で且つ前記シールガス温度センサ及び前記シールガス圧力センサの上流に位置するガス流量調整弁によって、前記シールガスの体積流量を一定流量に調整する、圧縮機におけるシールガスの調整方法。
【請求項9】
超臨界状態のガスを圧縮する圧縮機におけるシールガスの調整方法であって、
前記圧縮機のロータ部で圧縮されたガスを前記ロータ部から吐出し、
前記ロータ部から吐出されたガスの一部をシールガスとして、前記ロータ部に動力を伝えるシャフトの軸封部に、シールガス供給路を通して供給し、
前記シールガス供給路におけるヒータ部の下流における前記シールガスの圧力をシールガス圧力センサによって検出し、
前記シールガス供給路における前記ヒータ部の下流における前記シールガスの温度をシールガス温度センサによって検出し、
前記シールガス圧力センサおよび前記シールガス温度センサの検出値を用いて、前記シールガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転位する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記シールガスの温度が維持されるように前記ヒータ部を制御し、
前記シールガス供給路が、
前記複数のロータ部から吐出されたガスの一部が導入される母管と、
前記母管から分岐し、前記ガスの一部をシールガスとして前記複数の軸封部へと供給する複数の分岐管と、を有し、
前記複数の分岐管にそれぞれ位置する複数のシールガス温度センサによって、各分岐管でのシールガスの圧力を検出し、
前記複数の分岐管にそれぞれ位置する複数のシールガス圧力センサによって、各分岐管でのシールガスの温度を検出し、
前記複数のシールガス圧力センサからの出力に基づいて最も圧力が低いシールガス圧力センサを特定し、前記特定されたシールガス圧力センサが位置する分岐管を流れるシールガスの温度が前記転移点よりも高い前記所定の下限温度以上に維持されるように前記ヒータ部を制御する、圧縮機におけるシールガスの調整方法。
【請求項10】
請求項６ないし９のいずれか１項に記載のシールガスの調整方法であって、前記シールガスの温度が前記所定の下限温度よりも高い上限温度以下に維持されるように前記ヒータ部を制御する、圧縮機におけるシールガスの調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧縮機及び圧縮機におけるシールガスの調整方法に関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献１に開示されているように、超臨界状態のシールガス（例えば二酸化炭素）が圧縮機で使用されることが従来知られている。特許文献１に開示された圧縮機では、シールガスを加熱する加熱器が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１５－５０１９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前記特許文献１に開示された圧縮機では、加熱器によってシースガスを加熱する。しかしながら、加熱器が設けられているとしても、シールガスの温度又は圧力が変動した場合に、超臨界状態のシールガスの一部が液体や固体となってしまうことを適切に防止することは難しい。
【0005】
そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、超臨界状態のシールガスを用いる圧縮機において、シールガスの少なくとも一部が液体や固体に相変化することを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記の目的を達成するため、本発明に係る圧縮機は、ガスを圧縮するロータ部と、冷却液を用いて、前記ロータ部から吐出されたガスを冷却する冷却部と、前記ロータ部に駆動源からの動力を伝えるシャフトと、前記シャフトの周囲に設けられ、前記ロータ部からのガスの漏洩を防止する軸封部と、前記ロータ部から吐出されたガスの一部をシールガスとして前記軸封部に供給するシールガス供給路と、前記シールガス供給路を流れる前記シールガスを加熱するヒータ部と、前記シールガス供給路において前記ヒータ部の下流に配置されるシールガス圧力センサと、前記シールガス供給路において前記ヒータ部の下流に配置されるシールガス温度センサと、前記シールガス圧力センサおよび前記シールガス温度センサの検出値を用いて、前記シールガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転位する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記シールガスの温度が維持されるように前記ヒータ部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、ガスの温度及び圧力と、ガスの状態（固体、液体、気体、超臨界）とを関連付ける情報が記憶され、この記憶された情報を用いて、検出圧力におけるシールガスの前記転移点を特定し、この特定された転移点と、検出圧力及び検出温度との関係から、シールガスが気体状態にあるのか超臨界状態にあるのかを判断し、前記シールガスが超臨界状態にあると判断された場合において、前記シールガスの検出温度ｔｓが、特定された転移点における温度よりも高い所定の下限温度Ｔ１未満であれば、前記ヒータ部を作動させ、前記シールガスが気体状態にあると判断された場合において、前記シールガスの検出温度ｔｓが、特定された転移点における温度よりも高い所定の下限温度Ｔ３未満であれば、前記ヒータ部を作動させる。
【0007】
本発明では、制御部がシールガスの温度を所定の下限温度以上に維持するようにヒータを制御するため、液体分又は固体分を含むシールガスが軸封部に流入してしまうことを防止することができる。すなわち、ガスが減圧又は降温するとその一部が液体や固体に相変化する可能性がある。そのため、相変化する可能性の有無を、温度と圧力の計測値から判定し、相変化する可能性がある場合にはシールガス温度が所定の下限温度以上に維持されるようにヒータを作動させる。このため、圧縮機内部やシールガス供給路中においてガスの一部が液体や固体に相変化することなく気体又は超臨界の状態を保つように制御することができる。
【0008】
前記圧縮機は、前記冷却部が配置された流路上に位置し、前記ロータ部から吐出されたガスの温度を検出する温度センサと、前記冷却部が配置された流路上に位置し、前記ロータ部から吐出されたガスの圧力を検出する圧力センサと、前記冷却液の流量を調整する液流量調整弁と、をさらに備えてもよい。この場合、前記シールガス供給路は、前記冷却部により冷却された後の前記ガスの一部を前記シールガスとして前記軸封部に導いてもよい。また、前記制御部は、前記圧力センサおよび前記温度センサの検出値を用いて、前記ガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転移する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記ガスの温度が維持されるように前記液流量調整弁を制御してもよい。
【0009】
この態様では、ロータ部から吐出されたガスが冷却部によって冷却される。しかしながら、制御部がガスの温度を所定の下限温度以上に維持するように液流量調整弁を制御するため、軸封部に液体分又は固体分を含むシールガスが流入してしまうことをより確実に防止することができる。
【0010】
本発明に係る圧縮機は、ガスを圧縮するロータ部と、冷却液を用いて、前記ロータ部から吐出されたガスを冷却する冷却部と、前記ロータ部に駆動源からの動力を伝えるシャフトと、前記シャフトの周囲に設けられ、前記ロータ部からのガスの漏洩を防止する軸封部と、前記ロータ部から吐出されたガスの一部をシールガスとして前記軸封部に供給するシールガス供給路と、前記シールガス供給路を流れる前記シールガスを加熱するヒータ部と、前記シールガス供給路において前記ヒータ部の下流に配置されるシールガス圧力センサと、前記シールガス供給路において前記ヒータ部の下流に配置されるシールガス温度センサと、前記シールガス圧力センサおよび前記シールガス温度センサの検出値を用いて、前記シールガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転位する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記シールガスの温度が維持されるように前記ヒータ部を制御する制御部と、前記シールガス供給路において、前記ヒータ部の下流で且つ前記シールガス温度センサ及び前記シールガス圧力センサの上流に位置するガス流量調整弁と、を備え、前記シールガス温度センサ及び前記シールガス圧力センサは、前記ヒータ部の下流においてシールガスの温度及び圧力を検出し、前記制御部は、前記シールガスの体積流量が一定となるように前記ガス流量調整弁の開度を調整するように構成されている。
【0011】
この態様では、シールガスの体積流量が一定となるように、ガス流量調整弁が制御される。このため、シールガスの供給の過不足を防止することができる。しかも、ガス流量調整弁による流量調整後のシールガスの温度および圧力に基づいてヒータ部が制御されるため、液体分又は固体分が含まれるシールガスが軸封部に流入してしまうことをより確実に防止することができる。また、シールガス温度センサ及びシールガス圧力センサがヒータ部の下流に位置するため、ヒータ部が作動することによってシールガスが加熱されて膨張したとしても、軸封部に導入されるシールガスの温度及び圧力を正確に検出することができる。
【0012】
本発明に係る圧縮機は、ガスを圧縮するロータ部を含む複数のロータ部と、冷却液を用いて、前記ロータ部から吐出されたガスを冷却する冷却部と、前記ロータ部に駆動源からの動力を伝えるシャフトを含み、前記駆動源からの動力を前記複数のロータ部に伝える複数のシャフトと、前記複数のシャフトの周囲にそれぞれ設けられ、前記複数のロータ部から前記複数のシャフト側へのガスの漏洩を防止する、軸封部を含む複数の軸封部と、前記ロータ部から吐出されたガスの一部をシールガスとして前記軸封部に供給するシールガス供給路と、前記シールガス供給路を流れる前記シールガスを加熱するヒータ部と、前記シールガス供給路において前記ヒータ部の下流に配置されるシールガス温度センサを含む複数のシールガス温度センサと、前記シールガス供給路において前記ヒータ部の下流に配置されるシールガス圧力センサを含む複数のシールガス圧力センサと、前記シールガス圧力センサおよび前記シールガス温度センサの検出値を用いて、前記シールガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転位する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記シールガスの温度が維持されるように前記ヒータ部を制御する制御部と、を備え、前記シールガス供給路は、前記複数のロータ部から吐出されたガスの一部が導入される母管と、前記母管から分岐し、前記吐出されたガスの一部をシールガスとして前記複数の軸封部へと供給する複数の分岐管と、を有し、前記複数のシールガス温度センサ及び複数のシールガス圧力センサのそれぞれは、前記複数の分岐管に配置され、前記圧縮機は、前記複数の分岐管のそれぞれにおいてシールガス温度センサ及びシールガス圧力センサよりも上流側に位置し、各分岐管におけるシールガスの流量を調整する複数のガス流量調整弁をさらに備え、前記ヒータ部は前記母管に位置し、前記制御部は、前記複数のシールガス圧力センサからの出力に基づいて最も圧力が低いシールガス圧力センサを特定し、前記特定されたシールガス圧力センサが位置する分岐管を流れるシールガスの温度が前記転移点よりも高い前記所定の下限温度以上に維持されるように前記ヒータ部を制御する。
【0013】
この態様では、シールガス供給路の母管及び複数の分岐管を通じて複数の軸封部にシールガスが供給される。ヒータ部が母管に位置するため、ヒータ部の数を抑えつつ適切にシールガスの温度を制御することができる。さらに、複数のシールガス圧力センサによる検出値のうち、最も低い圧力を示すシールガス圧力センサが配置された分岐管を特定するため、各軸封部に供給されるシールガスの圧力に差が生じた場合であっても、液体分又は固体分が含まれるシールガスが軸封部に流入してしまうことを防止することができる。
【0014】
前記圧縮機において、前記制御部は、前記シールガスの温度が前記所定の下限温度よりも高い上限温度以下に維持されるように前記ヒータ部を制御してもよい。この態様では、シールガスの過度の温度上昇を抑制することができる。
【0015】
本発明に係る圧縮機におけるシールガスの調整方法は、超臨界状態のガスを圧縮する圧縮機におけるシールガスの調整方法である。当該シールガスの調整方法は、前記圧縮機のロータ部で圧縮されたガスを前記ロータ部から吐出し、前記ロータ部から吐出されたガスの一部をシールガスとして、前記ロータ部に動力を伝えるシャフトの軸封部に、シールガス供給路を通して供給し、前記シールガス供給路におけるヒータ部の下流における前記シールガスの圧力をシールガス圧力センサによって検出し、前記シールガス供給路における前記ヒータ部の下流における前記シールガスの温度をシールガス温度センサによって検出し、前記シールガス圧力センサおよび前記シールガス温度センサの検出値を用いて、前記シールガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転位する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記シールガスの温度が維持されるように前記ヒータ部を制御し、前記ヒータ部の制御に際し、ガスの温度及び圧力と、ガスの状態（固体、液体、気体、超臨界）とを関連付ける情報を用いて、検出圧力におけるシールガスの前記転移点を特定し、この特定された転移点と、検出圧力及び検出温度との関係から、シールガスが気体状態にあるのか超臨界状態にあるのかを判断し、シールガスが超臨界状態にあると判断された場合において、シールガスの検出温度ｔｓが、特定された転移点における温度よりも高い所定の下限温度Ｔ１未満であれば、前記ヒータ部を作動させ、シールガスが気体状態にあると判断された場合において、シールガスの検出温度ｔｓが、特定された転移点における温度よりも高い所定の下限温度Ｔ３未満であれば、前記ヒータ部を作動させる。
【0016】
前記圧縮機におけるシールガスの調整方法において、液流量調整弁によって冷却液の流量を調整しつつ、前記ロータ部から吐出されたガスを冷却部において冷却し、前記冷却部が配置された流路上において、前記ロータ部から吐出されたガスの温度を温度センサによって検出し、前記冷却部が配置された流路上において、前記ロータ部から吐出されたガスの圧力を圧力センサによって検出し、前記圧力センサおよび前記温度センサの検出値を用いて、前記ガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転移する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記ガスの温度が維持されるように、前記液流量調整弁を制御してもよい。
【0017】
本発明に係る圧縮機におけるシールガスの調整方法は、超臨界状態のガスを圧縮する圧縮機におけるシールガスの調整方法であって、前記圧縮機のロータ部で圧縮されたガスを前記ロータ部から吐出し、前記ロータ部から吐出されたガスの一部をシールガスとして、前記ロータ部に動力を伝えるシャフトの軸封部に、シールガス供給路を通して供給し、前記シールガス供給路におけるヒータ部の下流における前記シールガスの圧力をシールガス圧力センサによって検出し、前記シールガス供給路における前記ヒータ部の下流における前記シールガスの温度をシールガス温度センサによって検出し、前記シールガス圧力センサおよび前記シールガス温度センサの検出値を用いて、前記シールガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転位する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記シールガスの温度が維持されるように前記ヒータ部を制御し、前記シールガス供給路において前記ヒータ部の下流で且つ前記シールガス温度センサ及び前記シールガス圧力センサの上流に位置するガス流量調整弁によって、前記シールガスの体積流量を一定流量に調整する。
【0018】
本発明に係る圧縮機におけるシールガスの調整方法は、超臨界状態のガスを圧縮する圧縮機におけるシールガスの調整方法であって、前記圧縮機のロータ部で圧縮されたガスを前記ロータ部から吐出し、前記ロータ部から吐出されたガスの一部をシールガスとして、前記ロータ部に動力を伝えるシャフトの軸封部に、シールガス供給路を通して供給し、前記シールガス供給路におけるヒータ部の下流における前記シールガスの圧力をシールガス圧力センサによって検出し、前記シールガス供給路における前記ヒータ部の下流における前記シールガスの温度をシールガス温度センサによって検出し、前記シールガス圧力センサおよび前記シールガス温度センサの検出値を用いて、前記シールガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転位する転移点よりも高い所定の下限温度以上に前記シールガスの温度が維持されるように前記ヒータ部を制御し、前記シールガス供給路が、前記複数のロータ部から吐出されたガスの一部が導入される母管と、前記母管から分岐し、前記ガスの一部をシールガスとして前記複数の軸封部へと供給する複数の分岐管と、を有してもよい。この場合、圧縮機におけるシールガスの調整方法は、前記複数の分岐管にそれぞれ位置する複数のシールガス温度センサによって、各分岐管でのシールガスの圧力を検出し、前記複数の分岐管にそれぞれ位置する複数のシールガス圧力センサによって、各分岐管でのシールガスの温度を検出し、前記複数のシールガス圧力センサからの出力に基づいて最も圧力が低いシールガス圧力センサを特定し、前記特定されたシールガス圧力センサが位置する分岐管を流れるシールガスの温度が前記転移点よりも高い前記所定の下限温度以上に維持されるように前記ヒータ部を制御する。
【0019】
前記圧縮機におけるシールガスの調整方法において、前記シールガスの温度が前記所定の下限温度よりも高い上限温度以下に維持されるように前記ヒータ部を制御してもよい。
【発明の効果】
【0020】
以上説明したように、超臨界状態のシールガスを用いる圧縮機において、シールガスの少なくとも一部が液体や固体に相変化することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】第１実施形態に係る圧縮機を概略的に示す図である。
【図2】第１実施形態に係る圧縮機によるシールガスの調整動作を説明するためのフロー図である。
【図3】第２実施形態に係る圧縮機を概略的に示す図である。
【図4】第２実施形態に係る圧縮機によるシールガスの調整動作を説明するためのフロー図である。
【図5】第３実施形態に係る圧縮機を概略的に示す図である。
【図6】第３実施形態に係る圧縮機によるシールガスの流量調整動作を説明するためのフロー図である。
【図7】第４実施形態に係る圧縮機を概略的に示す図である。
【図8】第５実施形態に係る圧縮機を概略的に示す図である。
【図9】第６実施形態に係る圧縮機を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0023】
（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係る圧縮機１０は、ガスが流れるメイン流路１２と、メイン流路１２に接続されたシールガス供給路１４と、メイン流路１２に配置された第１ロータ部１６と、第１ロータ部１６の下流側においてメイン流路１２に配置された第２ロータ部１８と、を備えている。
図１に示すように、第１実施形態に係る圧縮機１０は、ガスが流れるメイン流路１２と、メイン流路１２に接続されたシールガス供給路１４と、メイン流路１２に配置された第１ロータ部１６と、第１ロータ部１６の下流側においてメイン流路１２に配置された第２ロータ部１８と、を備えている。
【0024】
メイン流路１２は、第１ロータ部１６の吸入側の流路である吸入路１２ａと、第１ロータ部１６の吐出口と第２ロータ部１８の吸入口とを繋ぐ接続流路１２ｂと、第２ロータ部１８の吐出口に繋がる吐出路１２ｃと、を含む。
【0025】
第１ロータ部１６及び第２ロータ部１８は、いずれもガスを圧縮するためのものである。ガスとしては、二酸化炭素、メタン、エタン、エチレン、プロパンを例示することができる。
【0026】
第１ロータ部１６及び第２ロータ部１８は、いずれも、図略のハウジング内にロータ１６ａ，１８ａが配置された構成である。ハウジングの内壁とロータ１６ａ，１８ａの間の空間がガスを圧縮する圧縮空間となる。第１ロータ部１６のハウジング及び第２ロータ部１８のハウジングは、共通のハウジングによって構成されていてもよい。
【0027】
第１ロータ部１６のロータ１６ａは、インペラによって構成されている。すなわち、第１ロータ部１６は遠心圧縮機構によって構成されている。第１ロータ部１６では、ロータ１６ａが回転することにより、吸入路１２ａを通して圧縮機１０の外部から吸入したガスが圧縮される。
【0028】
第２ロータ部１８のロータ１８ａも、インペラによって構成されている。すなわち、第２ロータ部１８も遠心圧縮機構によって構成されている。第２ロータ部１８では、ロータ１８ａが回転することにより、第１ロータ部１６によって圧縮されたガスがさらに圧縮される。すなわち、本実施形態の圧縮機１０は、多段圧縮機として構成されている。
【0029】
なお、第１ロータ部１６及び第２ロータ部１８がインペラを有する遠心圧縮機構によって構成された例を示すが、これに限られない。例えば、第１ロータ部１６及び第２ロータ部１８は、ロータ１６ａ，１８ａが回転することによってガスを圧縮することができる構成であれば、スクリュー等の他のタイプの圧縮機構によって構成されていてもよい。
【0030】
第１ロータ部１６のロータ１６ａの背面には、駆動源からの動力を第１ロータ部１６に伝えるシャフト（第１シャフト）２０が接続されており、第１シャフト２０には軸封部（第１軸封部）２２が配置されている。遠心圧縮機構によって構成された第１ロータ部１６では、インペラによって圧縮されたガスの一部がインペラの背面側を通って圧縮空間から漏れ出る可能性があるため、ガスの漏出を抑制するために軸封部２２が設けられている。同様に、第２ロータ部１８においても、ロータ１８ａの背面に接続されたシャフト（第２シャフト）２４に軸封部（第２軸封部）２６が配置されている。なお、第１シャフト２０は、ロータ部１６を駆動できるようにロータ１６ａに接続されていれば、ロータ１６ａの背面に接続される構成に限られるものではない。第２シャフト２４についても同様である。
【0031】
第１軸封部２２は、第１シャフト２０の外周面との間に封止室を形成するように第１シャフト２０の周囲に設けられている。第１軸封部２２は、ドライガスシールによって構成されている。ただし、第１軸封部２２は、ラビリンスシールやカーボンパッキンシールなどが付加されていてもよい。第２軸封部２６も第１軸封部２２と同様の構成を有している。
【0032】
メイン流路１２には、冷却部３０，３６、温度センサ３２，３８及び圧力センサ３４，４０が配置されている。具体的に、接続流路１２ｂに、冷却部（第１冷却部）３０、温度センサ（第１温度センサ）３２及び圧力センサ（第１圧力センサ）３４が配置され、吐出路１２ｃに、冷却部（第２冷却部）３６、温度センサ（第２温度センサ）３８及び圧力センサ（第２圧力センサ）４０が配置されている。
【0033】
第１冷却部３０は、第１ロータ部１６から吐出されたガスと冷却液とを熱交換させる熱交換器によって構成されている。すなわち、第１冷却部３０は、第１ロータ部１６によって圧縮されたガスを冷却液（例えば、水）を用いて冷却するように構成されている。第２冷却部３６は、第２ロータ部１８から吐出されたガスと冷却液（例えば、水）とを熱交換させる熱交換器によって構成されている。すなわち、第２冷却部３６は、第２ロータ部１８によって圧縮されたガスを冷却液を用いて冷却するように構成されている。
【0034】
第１温度センサ３２は、接続流路１２ｂにおいて第１冷却部３０の下流側に配置され、第１冷却部３０によって冷却されたガスの温度を検出する。第１温度センサ３２は、検出温度を示す信号を出力する。第１圧力センサ３４は、接続流路１２ｂにおいて第１冷却部３０の下流側に配置され、第１冷却部３０によって冷却されたガスの圧力を検出する。第１圧力センサ３４は、検出圧力を示す信号を出力する。
【0035】
第２温度センサ３８は、吐出路１２ｃにおいて第２冷却部３６の下流側に配置され、第２冷却部３６によって冷却されたガスの温度を検出する。第２温度センサ３８は、検出温度を示す信号を出力する。第２圧力センサ４０は、吐出路１２ｃにおいて第２冷却部３６の下流側に配置され、第２冷却部３６によって冷却されたガスの圧力を検出する。第２圧力センサ４０は、検出圧力を示す信号を出力する。
【0036】
シールガス供給路１４は、第２冷却部３６よりも下流側においてメイン流路１２に接続されている。すなわち、シールガス供給路１４は、第２冷却部３６によって冷却されたガスの一部をシールガスとして用いる。このため、第２冷却部３６によって冷却される前のガスを用いる場合に比べ、シールガス供給路１４に配置される計装機器として、耐熱性の高い高価な機器を用いなくても良い。
【0037】
シールガス供給路１４は、吐出路１２ｃに接続された母管１４ａと、母管１４ａの端部に接続された２つの分岐管１４ｂ，１４ｃと、を有する。分岐管１４ｂ，１４ｃはそれぞれ軸封部２２，２６に接続されている。すなわち、第１軸封部２２にシールガスを供給する第１分岐管１４ｂと、第２軸封部２６にシールガスを供給する第２分岐管１４ｃとが母管１４ａに繋がっている。
【0038】
なお、第２ロータ部１８は省略されてもよい。その場合、分岐管１４ｂ，１４ｃが省略され、シールガス供給路１４は１本の供給路によって構成される。第２ロータ部１８の後段にさらロータ部が配置される構成では、シールガス供給路１４は、ロータ部の数に応じた数の分岐管１４ｂ，１４ｃを有する構成となる。
【0039】
シールガス供給路１４には、ヒータ部４２と、ガス流量調整弁４４と、シールガス温度センサ４６と、シールガス圧力センサ４８とが配置されている。
【0040】
ヒータ部４２は、母管１４ａに配置されている。ヒータ部４２は、シールガス供給路１４に流入したガスを加熱するように構成されている。ヒータ部４２は、母管１４ａに巻き付けられた構成でもよく、あるいは、母管１４ａ内に配置された発熱部を有する構成でもよい。なお、ヒータ部４２は、母管１４ａに配置される構成に限られるものではなく、各分岐管１４ｂ，１４ｃに配置されてもよい。
【0041】
ガス流量調整弁４４は、母管１４ａにおけるヒータ部４２の下流側に配置されている。ガス流量調整弁４４は、シールガス供給路１４を流れるガスの流量を調整するように弁開度を調整可能に構成されている。ガス流量調整弁４４は、ヒータ部４２よりも下流側に配置されているため、ヒータ部４２が作動している場合には、ヒータ部４２によって加熱されて膨張した後のシールガスの流量を調整することになる。なお、ガス流量調整弁４４を省略することが可能である。
【0042】
シールガス温度センサ４６は、母管１４ａにおけるヒータ部４２の下流側に位置されている。シールガス温度センサ４６は、シールガス供給路１４を流れる（ヒータ部４２が作動している場合にはヒータ部４２によって加熱された後の）シールガスの温度を検出し、検出温度を示す信号を出力する。なお、シールガス温度センサ４６は、ガス流量調整弁４４の下流側に配置されて、ガス流量調整弁４４による流量調整後のシールガスの温度を検出する。しかしながら、この構成に限られない。シールガス温度センサ４６は、ヒータ部４２の下流側であってガス流量調整弁４４の上流側に配置されていてもよい。
【0043】
シールガス圧力センサ４８は、母管１４ａにおけるヒータ部４２の下流側に位置されている。シールガス圧力センサ４８は、シールガス供給路１４を流れる（ヒータ部４２が作動している場合にはヒータ部４２によって加熱された後の）シールガスの圧力を検出し、検出圧力を示す信号を出力する。なお、シールガス圧力センサ４８は、ガス流量調整弁４４の下流側に配置されて、ガス流量調整弁４４による流量調整後のシールガスの圧力を検出する。しかしながら、この構成に限られない。シールガス圧力センサ４８は、ヒータ部４２の下流側であってガス流量調整弁４４の上流側に配置されていてもよい。
【0044】
各温度センサ及び圧力センサから出された信号は、制御部５０に入力される。制御部５０は、記憶部（メモリーデバイス）、演算部（ＣＰＵ等）を備えた構成であって、記憶部に記録されたプログラムを実行することにより、所定の機能を発揮する。具体的に、制御部５０の機能には、ヒータ制御が含まれる。
【0045】
ヒータ制御では、シールガス圧力センサ４８およびシールガス温度センサ４６の検出値に基づいて、シールガスが超臨界流体の状態（以下、単に「超臨界状態」という。）又は超臨界流体ではない気体の状態（以下「気体状態」という。）から、液体状態又は固体状態に転位する転移点が判断される。そして、ヒータ制御では、前記転移点よりも高い所定の下限温度以上にシールガスの温度が維持されるように、制御部５０はヒータ部４２を制御する。
【0046】
ここで、圧縮機１０の運転動作及びシールガスの調整動作について、図２を参照しつつ説明する。
【0047】
圧縮機１０が作動指令を受けると、図外の駆動源によって第１ロータ部１６及び第２ロータ部１８のロータ１６ａ，１８ａが回転する。これにより、吸入路１２ａを通してガスが第１ロータ部１６に吸入される。このガスは第１ロータ部１６において圧縮され、接続流路１２ｂに吐出される。接続流路１２ｂを流れるガスは、第１冷却部３０において冷却され、その後、第２ロータ部１８に吸入される。第２ロータ部１８において圧縮されたガスは、吐出路１２ｃに吐出される。吐出路１２ｃを流れるガスは、第２冷却部３６において、冷却される。第２冷却部３６において冷却されたガスは、後段のロータ部がある場合にはさらに圧縮され、後段のロータ部が無い場合には、圧縮機１０から吐出される。
【0048】
圧縮機１０の動作中において、第１温度センサ３２、第１圧力センサ３４、第２温度センサ３８及び第２圧力センサ４０によって、メイン流路１２を流れるガスの温度及び圧力が監視されている。この温度及び圧力の監視結果に基づいて、第１ロータ部１６及び第２ロータ部１８でのロータ回転数が調整されるため、圧縮機１０から吐出されるガスの温度及び圧力が所定の範囲に収まるように管理することができる。なお、ガスの温度及び圧力の制御は、ロータ部１６，１８の回転数を調整する手法以外に、例えば、第１ロータ部１６及び第２ロータ部１８の吐出側の流路上に開度制御弁を設け、その開度調整により実現されてもよい。また、第１ロータ部１６及び第２ロータ部１８の吸込側にガイドベーンが設けられる場合には、ガイドベーンの開度を調整することにより、ガスの温度及び圧力が調整されてもよい。
【0049】
圧縮機１０の動作中において、第２冷却部３６において冷却されたガスの一部はシールガスとして、シールガス供給路１４を通じて第１軸封部２２及び第２軸封部２６に供給される。このシールガスの温度がシールガス温度センサ４６により検出され、シールガスの圧力がシールガス圧力センサ４８によって検出されている（ステップＳＴ１）。
【0050】
制御部５０は、シールガス温度センサ４６による検出温度及びシールガス圧力センサ４８による検出圧力を用いて、ヒータ制御を実行する。ヒータ制御では、まず、図２に示すように、制御部５０は、シールガスが超臨界状態又は気体状態から、液体状態又は固体状態に転位する転移点を特定する（ステップＳＴ２）。すなわち、記憶部には、ガスの温度及び圧力と、ガスの状態（固体、液体、気体、超臨界）とを関連付ける情報が記憶されている。そして、制御部５０は、この記憶部に記憶された情報を用いて、検出圧力におけるシールガスの転移点（転移温度）を特定する。
【0051】
この特定された転移点と、検出圧力及び検出温度との関係から、シールガスが気体状態にあるのか超臨界状態にあるのかを判断することができる。シールガスが超臨界状態にあると判断される場合には、ステップＳＴ３に移行し、シールガスが気体状態にあると判断される場合には、ステップＳＴ４に移行する。
【0052】
シールガスが超臨界状態にあると判断された場合には、制御部５０は、シールガスの検出温度ｔｓが、特定された転移点における温度よりも高い所定の下限温度Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ５）。検出温度ｔｓが下限温度Ｔ１未満であれば（ステップＳＴ５においてＮＯ）、制御部５０は、ヒータ部４２を作動させる（ステップＳＴ６）。下限温度Ｔ１は、第１軸封部２２及び第２軸封部２６において、シールガスが一部でも超臨界状態から液体状態又は固体状態に転移しないような温度に設定されている。
【0053】
一方、ステップＳＴ５において、検出温度ｔｓが下限温度Ｔ１以上の場合には、検出温度ｔｓが下限温度Ｔ１よりも高い所定の上限温度Ｔ２を超えているかどうかを判定し（ステップＳＴ７）、検出温度ｔｓが上限温度Ｔ２を超えていると判断されたときには、制御部５０は、ヒータ部４２が作動しているかどうかを確認し、ヒータ部４２が作動していればヒータ部４２を停止する（ステップＳＴ８）。検出温度ｔｓが上限温度Ｔ２以下の場合には、ヒータ部４２の制御を行わない（ステップＳＴ９）。つまり、ヒータ部４２が作動中であれば、ヒータ部４２の作動を継続し、ヒータ部４２が作動していなければ、その状態を継続する。
【0054】
ステップＳＴ２において、シールガスが気体状態にあると判断された場合には、制御部５０は、シールガスの検出温度ｔｓが、特定された転移点における温度よりも高い所定の下限温度Ｔ３以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０）。なお、この下限温度Ｔ３は、シールガスが超臨界状態である場合の下限温度Ｔ１とは異なる温度であってもよい。
【0055】
検出温度ｔｓが下限温度Ｔ３未満であれば、制御部５０は、ヒータ部４２を作動させる（ステップＳＴ１１）。下限温度Ｔ３は、第１軸封部２２及び第２軸封部２６において、シールガスが一部でも気体状態から液体状態又は固体状態に転移しないような温度に設定されている。
【0056】
一方、検出温度ｔｓが下限温度Ｔ３以上の場合には、検出温度ｔｓが下限温度Ｔ３よりも高い所定の上限温度Ｔ４を超えているかどうかを判定する（ステップＳＴ１２）。検出温度ｔｓが上限温度Ｔ４を超えていると判断されたときには、制御部５０は、ヒータ部４２が作動しているかどうかを確認し、ヒータ部４２が作動していればヒータ部４２を停止する（ステップＳＴ１３）。検出温度ｔｓが上限温度Ｔ４以下の場合には、ヒータ部４２の制御を行わない（ステップＳＴ１４）。つまり、ヒータ部４２が作動中であれば、ヒータ部４２の作動を継続し、ヒータ部４２が作動していなければ、その状態を継続する。
【0057】
以上説明したように、本実施形態では、制御部５０がシールガスの温度を所定の下限温度Ｔ１，Ｔ３以上に維持するようにヒータ部４２を制御するため、液体分又は固体分を含むシールガスが軸封部２２，２６に流入してしまうことを防止することができる。すなわち、ガスが減圧又は降温するとガスの一部が、気体又は超臨界から液体や固体に相変化する可能性がある。そのため、相変化する可能性の有無を、温度と圧力の計測値から判定し、相変化する可能性がある場合にはシールガス温度が所定の下限温度以上に維持されるようにヒータ部４２を作動させる。このため、圧縮機１０内部やシールガス供給路１４中においてガスの一部が液体や固体に相変化することなく気体又は超臨界の状態を保つように制御することができる。
【0058】
また本実施形態では、シールガスの温度が上限温度Ｔ２，Ｔ４以下に維持されるようにヒータ部４２が制御されるため、シールガスの過度の温度上昇を抑制することができる。
【0059】
（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態を示す。尚、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図３は本発明の第２実施形態を示す。尚、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0060】
第２実施形態では、第２冷却部３６においてガスを冷却する冷却液の流路に液流量調整弁５５が配置されていて、この液流量調整弁５５によってガスの冷却量を調整可能となっている。
【0061】
具体的に説明すると、シールガス供給路１４に供給される直前のガスが流れる冷却部（第２冷却部）３６において、ガスを冷却する冷却液の流路には、開度調整可能な液流量調整弁５５が配置されている。
【0062】
制御部５０の機能には、液流量制御が含まれている。液流量制御において、制御部５０は、第２温度センサ３８および第２圧力センサ４０の検出値を用いて、ガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転移する転移点よりも高い所定の下限温度以上にガスの温度が維持されるように液流量調整弁５５を制御する。
【0063】
具体的には、図４に示すように、まず、第２温度センサ３８および第２圧力センサ４０により、メイン流路１２を流れるガスの温度及び圧力を検出する（ステップＳＴ２１）。次に、制御部５０は、ガスが超臨界状態又は気体状態から液体状態又は固体状態に転位する転移点を特定する（ステップＳＴ２２）。すなわち、記憶部には、ガスの温度及び圧力と、ガスの状態（固体、液体、気体、超臨界）とを関連付ける情報が記憶されているため、制御部５０は、この記憶部に記憶された情報を用いて、検出圧力におけるガスの転移点（転移温度）を特定する。
【0064】
この特定された転移点と、検出圧力及び検出温度との関係から、ガスが気体状態にあるのか超臨界状態にあるのかを判断することができる。ガスが超臨界状態にあると判断される場合には、ステップＳＴ２３に移行し、ガスが気体状態にあると判断される場合には、ステップＳＴ２４に移行する。
【0065】
ガスが超臨界状態にあると判断された場合には、制御部５０は、ガスの検出温度ｔｇが、特定された転移点における温度よりも高い所定の下限温度Ｔ５以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ２５）。検出温度ｔｇが下限温度Ｔ５未満であれば、制御部５０は、液流量調整弁５５の開度を小さくする（ステップＳＴ２６）。これにより、第２冷却部３６におけるガスの冷却量が小さくなる。下限温度Ｔ５は、シールガス供給路１４の長さを考慮しつつ、第１軸封部２２及び第２軸封部２６において、シールガスが一部でも超臨界状態から液体状態又は固体状態に転移しないような温度に設定されている。
【0066】
一方、検出温度ｔｇが下限温度Ｔ５以上である場合には、検出温度ｔｇが下限温度Ｔ５よりも高い所定の上限温度Ｔ６を超えているかどうかを判定する（ステップＳＴ２７）。検出温度ｔｇが上限温度Ｔ６を超えていると判断されたときには、制御部５０は、液流量調整弁５５の開度を大きくする（ステップＳＴ２８）。これにより、第２冷却部３６におけるガスの冷却量が大きくなる。一方、検出温度ｔｇが上限温度Ｔ６以下の場合には、液流量調整弁５５の開度を維持する（ステップＳＴ２９）。
【0067】
ガスが気体状態にあると判断された場合には、制御部５０は、ガスの検出温度ｔｇが、特定された転移点における温度よりも高い所定の下限温度Ｔ７以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ３０）。なお、この下限温度Ｔ７は、ガスが超臨界状態である場合の下限温度Ｔ５とは異なる温度であってもよい。
【0068】
検出温度ｔｇが下限温度Ｔ７未満であれば、制御部５０は、液流量調整弁５５の開度を小さくする（ステップＳＴ３１）。これにより、第２冷却部３６におけるガスの冷却量が小さくなる。下限温度Ｔ７は、シールガス供給路１４の長さを考慮しつつ、第１軸封部２２及び第２軸封部２６において、シールガスが一部でも気体状態から液体状態又は固体状態に転移しないような温度に設定されている。
【0069】
一方、検出温度ｔｇが下限温度Ｔ７以上の場合には、検出温度ｔｇが下限温度Ｔ７よりも高い所定の上限温度Ｔ８を超えているかどうかを判定し（ステップＳＴ３２）、検出温度ｔｇが上限温度Ｔ８を超えていると判断されたときには、制御部５０は、液流量調整弁５５の開度を大きくする（ステップＳＴ３３）。これにより、第２冷却部３６におけるガスの冷却量が大きくなる。一方、検出温度ｔｇが上限温度Ｔ８以下の場合には、液流量調整弁５５の開度を維持する（ステップＳＴ３４）。
【0070】
なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、前記第１実施形態の説明を第２実施形態に援用することができる。
【0071】
（第３実施形態）
図５は本発明の第３実施形態を示す。尚、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図５は本発明の第３実施形態を示す。尚、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0072】
第３実施形態では、シールガス供給路１４に追加的に流量センサ５８が配置され、制御部５０の機能として、ガス流量制御が追加されている。
【0073】
流量センサ５８は、シールガス供給路１４の母管１４ａに配置され、母管１４ａを流れるシールガスの質量流量を検出するように構成されている。流量センサ５８は、検出した質量流量を示す信号を出力する。
【0074】
制御部５０は、流量センサ５８による検出流量を用いて、ガス流量制御を実行する。ガス流量制御では、図６に示すように、まず流量センサ５８によってシールガス供給路１４を流れるシールガスの質量流量が検出される（ステップＳＴ４１）。制御部５０は、流量センサ５８から出力された信号を用いて、検出された質量流量を体積流量に換算する（ステップＳＴ４２）。すなわち、質量流量をシールガスの密度（既知）で除することにより、シールガスの体積流量を算出する。そして、シールガスの体積流量が一定となるように（目標流量となるように）ガス流量調整弁４４の開度を調整する（ステップＳＴ４３）。
【0075】
本実施形態では、シールガスの体積流量が一定となるように、ガス流量調整弁４４が制御される。このため、シールガスの供給の過不足を防止することができる。しかも、ガス流量調整弁４４による流量調整後のシールガスの温度および圧力に基づいてヒータ部４２が制御されるため、液体分又は固体分が含まれるシールガスが軸封部２２，２６に流入してしまうことをより確実に防止することができる。また、シールガス温度センサ４６及びシールガス圧力センサ４８がヒータ部４２の下流に位置するため、ヒータ部４２が作動することによってシールガスが加熱されて膨張したとしても、軸封部２２，２６に導入されるシールガスの温度及び圧力を正確に検出することができる。
【0076】
なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、前記第１実施形態の説明を第３実施形態に援用することができる。
【0077】
（第４実施形態）
図７は本発明の第４実施形態を示す。尚、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図７は本発明の第４実施形態を示す。尚、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0078】
第１実施形態では、シールガス温度センサ４６及びシールガス圧力センサ４８が母管１４ａに配置されている。これに対し、第４実施形態では、分岐管１４ｂ，１４ｃにそれぞれシールガス温度センサ４６及びシールガス圧力センサ４８が配置されている。
【0079】
制御部５０は、複数のシールガス圧力センサ４８からの出力に基づいて最も圧力が低いシールガス圧力センサ４８を特定するように構成されている。そして、制御部５０は、この特定されたシールガス圧力センサ４８が位置する分岐管１４ｂ，１４ｃのシールガス温度センサ４６及びシールガス圧力センサ４８の検出値を用いて、ヒータ部４２を制御する。このヒータ部４２の制御は、第１実施形態で説明したステップＳＴ２～ステップＳＴ１２と同様である。最も圧力の低い分岐管１４ｂ，１４ｃでの検出温度に基づくヒータ制御が行われる場合には、その他の分岐管１４ｂ，１４ｃにおいてはより高圧になっているため、シールガスが転移する可能性は低い。
【0080】
本実施形態では、シールガス供給路１４の母管１４ａ及び複数の分岐管１４ｂ，１４ｃを通じて複数の軸封部２２，２６にシールガスが供給される。ヒータ部４２が母管１４ａに位置するため、ヒータ部４２の数を抑えつつ適切にシールガスの温度を制御することができる。さらに、複数のシールガス圧力センサ４８による検出値のうち、最も低い圧力を示すシールガス圧力センサ４８が配置された分岐管１４ｂ，１４ｃを特定する。このため、各軸封部２２，２６に供給されるシールガスの圧力に差が生じた場合であっても、液体分又は固体分が含まれるシールガスが軸封部２２，２６に流入してしまうことを防止することができる。
【0081】
なお、本実施形態では、全ての分岐管１４ｂ，１４ｃにシールガス温度センサ４６及びシールガス圧力センサ４８が配置されているが、これに限られない。例えば、温度又は圧力が他の分岐管１４ｂ，１４ｃに比べて低くなる傾向にある分岐管１４ｂ，１４ｃが分かっている場合には、当該分岐管１４ｂ，１４ｃにのみシールガス温度センサ４６及びシールガス圧力センサ４８が配置されていてもよい。この場合、当該分岐管１４ｂ，１４ｃに配置されたシールガス温度センサ４６及びシールガス圧力センサ４８による検出値に基づいて、ヒータ部４２の制御が行われる。当該分岐管１４ｂ，１４ｃにおいてシールガスの相変化が生じなければ、他の分岐管１４ｂ，１４ｃにおいてもシールガスの相変化は生じない可能性が高い。したがって、少ない数のセンサを用いて、各分岐管１４ｂ，１４ｃにおけるシールガスの相変化を防止することができる。
【0082】
なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、第１～第３実施形態の説明を第４実施形態に援用することができる。
【0083】
（第５実施形態）
図８は本発明の第５実施形態を示す。尚、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図８は本発明の第５実施形態を示す。尚、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0084】
第４本実施形態では、ガス流量調整弁４４が母管１４ａに配置された構成となっている。これに対し、第５実施形態では、ガス流量調整弁４４が各分岐管１４ｂ，１４ｃにそれぞれ配置されている。この構成では、分岐管１４ｂ，１４ｃ毎に個別にシールガス流量の調整が可能となる。
【0085】
なお、分岐管１４ｃに配置されたガス流量調整弁４４は、母管１４ａに配置されてもよい。この場合、分岐管１４ｃに配置されたシールガス温度センサ４６及びシールガス圧力センサ４８も母管１４ａに設置されてよい。
【0086】
なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、第１～第４実施形態の説明を第５実施形態に援用することができる。
【0087】
（第６実施形態）
図９は本発明の第６実施形態を示す。尚、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図９は本発明の第６実施形態を示す。尚、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0088】
第１実施形態では、シールガス供給路１４が、メイン流路１２における第２冷却部３６よりも下流側の部位に接続されている。これに対し、第６実施形態では、シールガス供給路１４が、メイン流路１２における第２冷却部３６よりも上流側の部位に接続されている。この構成では、第２冷却部３６で冷却される前のガスの一部がシールガス供給路１４に供給されるため、超臨界状態又は気体状態のシールガスが軸封部２２，２６に供給されるまでに相変化しにくくなる。
【0089】
（その他の実施形態）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、第１～第６実施形態では、シースガスの検出温度及び検出圧力を用いて、シールガスの転移点を判断するが、これに限られるものではなく、転移点自体を判断しない構成でもよい。例えば、ガスの温度及び圧力について、超臨界状態、気体状態、液体状態及び固定状態を示すマップが記憶部に記憶されている場合には、検出温度及び検出圧力をマップに当てはめて、超臨界状態にあるかどうかを判断し、超臨界状態又は気体状態になければ、ヒータ部４２を作動させるようにしてもよい。この場合には、転移点自体を特定しなくても、ヒータ制御を行うことができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、第１～第６実施形態では、シースガスの検出温度及び検出圧力を用いて、シールガスの転移点を判断するが、これに限られるものではなく、転移点自体を判断しない構成でもよい。例えば、ガスの温度及び圧力について、超臨界状態、気体状態、液体状態及び固定状態を示すマップが記憶部に記憶されている場合には、検出温度及び検出圧力をマップに当てはめて、超臨界状態にあるかどうかを判断し、超臨界状態又は気体状態になければ、ヒータ部４２を作動させるようにしてもよい。この場合には、転移点自体を特定しなくても、ヒータ制御を行うことができる。
【0090】
第１～第６実施形態では、第１ロータ部１６及び第２ロータ部１８が設けられた構成を示したが、これに限られない。例えば、第２ロータ部１８が省略されて、第１ロータ部１６によって圧縮されたガスが圧縮機１０から排出される構成であってもよい。あるいは、第２ロータ部１８の後段にさらにロータ部が配置され、第２ロータ部１８によって圧縮されたガスをさらに圧縮する構成であってもよい。圧縮機１０が第１ロータ部１６のみを有する１段圧縮機の場合には、シールガス供給路１４は、第１ロータ部１６の吐出口に繋がるメイン流路１２（吐出路）に接続される構成となる。
【0091】
第１～第６実施形態では、第２ロータ部１８から吐出されたガスの一部が第１軸封部２２にも供給される構成としたが、これに限られない。例えば、第１軸封部２２にシールガスを供給する別個のシールガス供給路（図示省略）が接続流路１２ｂに接続される構成としてもよい。この別個のシールガス供給路により、第１ロータ部１６で圧縮されたガスの一部がシールガスとして第１軸封部２２に供給され、シールガス供給路１４により、第２ロータ部１８から吐出されたガスの一部が第２軸封部２６に供給される。この場合、各段において、冷却部３０，３６で冷却された後のガスの一部がシールガスとしてシールガス供給路１４に導入される。
【0092】
第１～第６実施形態では、ヒータ部４２がシールガス供給路１４の母管１４ａに配置されているが、これに代え、ヒータ部４２は各分岐管１４ｂ，１４ｃに配置されてもよい。この場合、各段のロータ部１６，１８においてより細かい温度制御が可能となる。
【符号の説明】
【0093】
１０ ：圧縮機
１４ ：シールガス供給路
１４ａ ：母管
１４ｂ ：分岐管
１４ｃ ：分岐管
１６ ：第１ロータ部
１８ ：第２ロータ部
２０ ：第１シャフト
２２ ：第１軸封部
２４ ：第２シャフト
２６ ：第２軸封部
３０ ：第１冷却部
３２ ：第１温度センサ
３４ ：第１圧力センサ
３６ ：第２冷却部
３８ ：第２温度センサ
４０ ：第２圧力センサ
４２ ：ヒータ部
４４ ：ガス流量調整弁
４６ ：シールガス温度センサ
４８ ：シールガス圧力センサ
５０ ：制御部
５５ ：液流量調整弁
１４ ：シールガス供給路
１４ａ ：母管
１４ｂ ：分岐管
１４ｃ ：分岐管
１６ ：第１ロータ部
１８ ：第２ロータ部
２０ ：第１シャフト
２２ ：第１軸封部
２４ ：第２シャフト
２６ ：第２軸封部
３０ ：第１冷却部
３２ ：第１温度センサ
３４ ：第１圧力センサ
３６ ：第２冷却部
３８ ：第２温度センサ
４０ ：第２圧力センサ
４２ ：ヒータ部
４４ ：ガス流量調整弁
４６ ：シールガス温度センサ
４８ ：シールガス圧力センサ
５０ ：制御部
５５ ：液流量調整弁
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】