ターボ機械の電気的接続及びその方法
【課題】ターボ機械の様々な部品を外部装置と電気的に接続する方法及びシステム、機構及び手法を提供する。
【解決手段】ターボ機械５０は、エキスパンダ５２と、エキスパンダ５２に取り付けられた第１端部を有する中央部５６と、中央部５６の第２端部に取り付けられた圧縮機５４と、中央部５６の内側に設けられた電気装置と、第１部分及び第２部分を含む電気的接続部であって、第１部分が第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成される電気的接続部とを備える。第１部分は中央部５６の外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、第２部分はバンドルに固定的に取り付けられるように構成される。
【解決手段】ターボ機械５０は、エキスパンダ５２と、エキスパンダ５２に取り付けられた第１端部を有する中央部５６と、中央部５６の第２端部に取り付けられた圧縮機５４と、中央部５６の内側に設けられた電気装置と、第１部分及び第２部分を含む電気的接続部であって、第１部分が第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成される電気的接続部とを備える。第１部分は中央部５６の外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、第２部分はバンドルに固定的に取り付けられるように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してターボ機械の様々な部品を外部装置と電気的に接続する方法及びシステム、より詳細にはその機構及び手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここ何年かの間、様々な産業においてターボ機械の重要性が高まっている。ターボ機械は、圧縮機、エキスパンダ、タービン、ポンプ等の１つ又は複数を備える。ターボ機械は、エンジン、タービン、発電、低温応用、石油・ガス、石油化学用途等において使用される。従って、ターボ機械の効率を向上させる必要がある。
【０００３】
産業界において使用されることが多いターボ機械の１つは、エキスパンダに接続された圧縮機を備えている。そのようなターボ機械は、例えば、メタン、天然ガス、及び／又は液化天然ガス（ＬＮＧ）を回収するために利用できる。そのようなガスの回収は、排出を削減し、船へのＬＮＧの積込み時のフレア運転を短縮することになる。
【０００４】
ゼネラル・エレクトリック（ロトフロー（Ｒｏｔｏｆｌｏｗ））社製のターボエキスパンダを図１に示す。そのような機械１０は、圧縮機１２、エキスパンダ１４、及び主中央部１６を備える。圧縮機１２はインペラ１８を備え、エキスパンダ１４はインペラ２０を備える。２つのインペラ１８及び２０は、軸２２を介して互いに接続される。軸２２は、例えば、磁気軸受２４によって支持される。磁気軸受２４は、例えば、軸受機能の実行を可能にするための動力を必要とする。従って、磁気軸受２４は電線２６を介して端子箱２８に接続される。端子箱２８は、主中央部１６のケーシング３０の内側に設置される。電線３２は、端子箱２８を、例えば電源３４に接続する。電線３２がケーシング３０から出るところで、ケーシング３０の内部を外部から密封するために、シール３６を使用してもよい。
【０００５】
シール３６は、圧縮機１２及び／又はエキスパンダ１４によって処理されたガスがターボ機械１０の外側に漏れるのを防ぐように構成される。そのようなガスは圧力をかけられていて有毒である可能性があるため、ターボ機械のオペレータ及び／又は環境に害を与えることがある。
【０００６】
しかし、図１に記載した構成は長時間のメンテナンスを必要とする。これは、例えば、軸受システム２４を交換する必要がある場合、圧縮機１２を主中央部１６から取り外す必要があり、ひいてはオペレータが端子箱２８に接触し、軸受システム２４を取り外す前に端子箱２８から電線２６を物理的に分離しなくてはならないためである。これらの手順は、ターボ機械１０の構成部品の寸法と重量を考えると多大な時間を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、ターボ機械のメンテナンス時間を削減するシステム及び方法を提供することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
例示的実施形態に従って、外部ケーシングと、外部ケーシングの内側に取り外し可能に設けられたカートリッジと、電気的接続部とを備えるターボ機械を提供する。電気的接続部は、カートリッジに固定接続された第１部分と、外部ケーシングに可動接続された第２部分とを有する。第２部分は、第１部分に対して移動し、且つ第１部分と電気的に接続及び分離するように構成される。
【０００９】
別の例示的実施形態に従って、エキスパンダと、エキスパンダに取り付けられた第１端部を有する中央部と、中央部の第２端部に取り付けられた圧縮機と、中央部の内側に設けられた電気装置と、第１部分及び第２部分を含む電気的接続部であって、第１部分が第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成される電気的接続部とを備えるターボ機械を提供する。中央部は中央部の外部ケーシングの内側に設けられたバンドルを備えており、バンドルは、圧縮機及びエキスパンダの回転部分を含み、且つ外部ケーシングから軸方向に取り外されるように構成される。第１部分は中央部の外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、第２部分はバンドルに固定的に取り付けられるように構成される。
【００１０】
更に別の例示的実施形態に従って、圧縮機、エキスパンダ及び中央部を収容するように構成された外部ケーシングと、外部ケーシングに取り付けられて外部ケーシングのエキスパンダ側を塞ぐように構成されたエキスパンダカバーと、外部ケーシングに取り付けられて外部ケーシングの圧縮機側を塞ぐように構成された圧縮機カバーと、外部ケーシングの内部に取り付けられ、且つエキスパンダ、圧縮機及び中央部の可動部分を含むように構成されたバレルと、第１部分及び第２部分を含む電気的接続部であって、第１部分が第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成される電気的接続部とを備えるターボ機械を提供する。第１部分は中央部の外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、第２部分はバレルに固定的に取り付けられるように構成される。
【００１１】
更に別の例示的実施形態に従って、圧縮機又はエキスパンダを収容するように構成された外部ケーシングと、外部ケーシングに取り付けられて外部ケーシングの第１開放側を塞ぐように構成された第１カバーと、外部ケーシングに取り付けられて外部ケーシングの第２開放側を塞ぐように構成された第２カバーと、外部ケーシングの内部に取り付けられ、且つエキスパンダ及び／又は圧縮機の可動部分を含むように構成されたバレルと、第１部分及び第２部分を含む電気的接続部とを備えるターボ機械を提供する。第１部分は第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成され、且つ外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるようにも構成され、第２部分はバレルに固定的に取り付けられるように構成される。
【００１２】
更に別の例示的実施形態に従って、ターボ機械を組み立てる方法を提供する。本方法は、バンドルを中央部に挿入するステップであって、バンドルが中央部の外部ケーシングから軸方向に取り外されるように構成され、且つ電気装置を含むステップと、エキスパンダを中央部に接続するステップと、圧縮機を中央部に接続するステップと、電気的接続部の第１部分を電気的接続部の第２部分に電気的に接続するステップであって、第１部分が第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成されるステップとを含む。第１部分は外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、第２部分はバンドルに固定的に取り付けられるように構成される。
【００１３】
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、１つ以上の実施形態を示しており、明細書本文と共にこれらの実施形態を説明するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のターボエキスパンダの概略図である。
【図２】例示的実施形態によるターボエキスパンダの概略図である。
【図３】例示的実施形態によるターボエキスパンダの一部の詳細概略図である。
【図４】例示的実施形態によるターボエキスパンダの電気的接続部の概略図である。
【図５】例示的実施形態によるバレルターボエキスパンダの概略図である。
【図６】例示的実施形態によるバレルターボエキスパンダの概略図である。
【図７】例示的実施形態によるターボエキスパンダの分解を示す。
【図８】例示的実施形態によるターボエキスパンダの分解を示す。
【図９】例示的実施形態によるターボエキスパンダの分解を示す。
【図１０】例示的実施形態によるターボエキスパンダを組み立てる方法を示すフローチャートである。
【図１１】例示的実施形態による電気的接続部を有する圧縮機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
例示的実施形態の以下の説明では、添付図面を参照する。様々な図面における同一の参照番号は、同一又は同様の要素を特定する。以下の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。その代わりに、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって定義される。以下の実施形態を、説明を簡単にするために、ターボエキスパンダの専門用語及び構造に関して説明する。しかし、次に説明する実施形態はこのターボ機械に限定されるものではなく、その他のターボ機械に適用できる。
【００１６】
本明細書全体にわたる「一実施形態」に対する言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が、開示される本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体にわたる様々な箇所で見られる「一実施形態では」という句は、必ずしも同一の実施形態を指しているわけではない。更に、特定の特徴、構造又は特性は、１つ又は複数の実施形態において適切な方法で組み合わせることができる。
【００１７】
例示的実施形態によれば、エキスパンダに接続された圧縮機を備えるターボエキスパンダは、機械の外部に電気的に接続される測定器又は軸受を有する。そのような接続部は、雄部分及び雌部分を含む。雄部分又は雌部分の一方は、ターボエキスパンダの内側で圧力をかけられている媒体が外部に漏れるのを防ぐようにして、ターボエキスパンダの外部ケーシング上に設けられる。雄部分又は雌部分の他方は、外部ケーシングから滑り出るように構成される内部ケーシング（例えば、バレル又はカートリッジ又はバンドル）に取り付けられる。外部ケーシング上に設けられた部分は、内部ケーシングが外部ケーシングから自由に滑り出るようにターボエキスパンダの外側から取り外すことができる。
【００１８】
説明を簡単にするため、以下の例示的実施形態を、垂直分割構造のバレル構造を有する圧縮機及びエキスパンダに関して説明する。しかし、例示的実施形態の新規な態様は水平分割型機械又は他の型の機械に適用することもできる。加えて、新規な実施形態は、例えば、圧縮機のみ、又はエキスパンダのみ、又はタービンのみ、又はエンジンのみを備えるターボ機械に適用できる。言い換えると、次に説明する例示的実施形態の大部分は圧縮機及びエキスパンダの組み合わせを備えるが、新規な特徴は、単一の構成部品、例えば、圧縮機、エキスパンダ、タービン等を有するターボ機械に適用することもできる。
【００１９】
図２に示す例示的実施形態によれば、ターボエキスパンダ５０は、エキスパンダ５２と、圧縮機５４と、中央部５６とを備える。エキスパンダ５２は、エキスパンダ５２のケーシング６０に取り付けられるフランジ５８を介して中央部５６に取り付けられる。フランジ５８は、１つ又は複数のボルト６２を介して中央部５６に取り付けられる。同様に、圧縮機５４は、フランジ６４をボルト６６でボルト留めすることによって、フランジ６４を介して中央部５６に取り付けられる。
【００２０】
エキスパンダ５２は、入口６８及び出口７０を備える。媒体は、入口６８を介してインペラ７２に導入される。図２は１つのインペラ７２（例えば、１段）のみを示しているが、エキスパンダは複数の段を有してもよい。図に示す、入口７４、出口７６及びインペラ７８を有する圧縮機５４も同じである。
【００２１】
圧縮機インペラ７８及びエキスパンダインペラ７２は、同一軸８０に取り付けられる。軸の回転を容易にするために、軸受システム９０を中央部５６の内側に設ける。軸受システム９０は、１つ又は複数の磁気軸受９２を備える。軸受システム９０及びターボエキスパンダのその他の構成部品をよりわかりやすく示すために、図３は、中央部５６と、エキスパンダ５２及び圧縮機５４の部品のみを示す。
【００２２】
図３は、中央部５６が、固定されている外部ケーシング９６を有すること、例えば、地面に接触し、且つ中央部５６全体を支持するように構成される脚部９８を有することを示す。中央部５６の内側に設けられた部品の大部分は、外部ケーシング９６に取り外し可能に取り付けられるように構成されるバンドル１００内に設けられる。言い換えると、バンドル１００は軸方向に沿って摺動するように構成され、軸方向とは、ターボ機械の縦軸Ｚによって定義されるものである。バンドル１００は、磁気軸受９２、ロータ８０の一部、測定器１０２等を含む。測定器１０２は、圧力センサ、温度センサ、酸素センサ、振動センサ、速度センサ等を含む。測定器１０２及び磁気軸受９２は共に、外部電源１０４からの動力を必要とするか、又は外部装置１０６と通信する必要がある場合がある。電源１０４及び外部装置１０６は、図３に示すようにターボ機械の外側に設置される。電線が、電源１０４及び／又は外部装置１０６を測定器１０２及び／又は磁気軸受９２と接続する。
【００２３】
次に、ターボエキスパンダの内部を外部と接続するための電気的接続部１１０を図４に関して説明する。電気的接続部１１０は、雄部分１１２及び雌部分１１４を有する。雄部分１１２は、雌部分１１４に適合し、且つ雄部分１１２と雌部分１１４との間で電気的接続が得られるように構成される。例えば、雄部分１１２は１つ又は複数のピンを有し、雌部分１１４はピンを収容するように構成される１つ又は複数のソケットを有する。図４は、ターボエキスパンダの外側にある雄部分１１２とケーシング９６の内側にある雌部分を示すが、この状況は別のターボ機械では逆であってもよい。
【００２４】
雄部分１１２は、ボルト１１６又はその他の手段によって外部ケーシング９６に取り付けられるように構成される。しかし、雄部分１１２は、ターボ機械を分解する必要がある場合のような状況では外部ケーシング９６の外部から取り外さなければならない。雌部分１１４は、バンドル１００に取り付けられる。高圧ガスがケーシング９６の内側に存在し、雌部分１１４を磁気軸受９２又は測定器１０２に接続する電線１１８と接触する可能性があるので、ガスの漏れを防ぐために雄部分１１２と外部ケーシング９６との間にシール１２０を設ける。１つの応用例では、シール１２０を、雄部分１１２のフランジ１２２内に形成された溝の内側に部分的に配置する。このことによって、ケーシング９６の内側からの高圧ガスが確実に外側に漏れないようになる。
【００２５】
図４は、バンドル１００に取り付けられ、雌部分１１４、例えば端子箱１４０に接続されている電線１１８も示す。端子箱１４０もまたバンドル１００に取り付けられる。端子箱１４０から各々の所望の要素まで、対応する電線が設けられる。例えば、図４は、端子箱１４０を磁気軸受９２ａに接続する電線１４２を示す。電線１４２は、磁気軸受及び／又は測定器に電力を供給するためだけではなく、端子箱とこれらの要素との間で信号及び命令を伝達するためにも使用できる。１つの応用例では、配線１１８，１４２及び端子箱１４０はバンドル１００に取り付けられる。従って、機械の外側から雌部分１１４を雄部分１１２から分離した後、オペレータが機械の内側の電気的接続を手動で分離する必要なく、バンドルをターボ機械の内側の全ての配線と共に軸方向に取り出すことができる。
【００２６】
図５に示す例示的実施形態では、バレルターボ機械５１は、雄部分１１２及び雌部分１１４を含む電気的接続部を有する。雄部分１１２は、軸Ｘに沿って雌部分１１４に向かって、また雌部分１１４から離れて移動するように構成されたマルチピンヘッド１３０を有する。例えば、ロッド１３２をマルチピンヘッド１３０に接続して、このヘッドを軸Ｘに沿って移動させる。ロッド１３２の移動は、圧縮機のオペレータによって手動で、モータ１３４によって電気で、又は油圧装置１３６によって油圧で実行する。ロッド１３２が手動、電気又は油圧で移動するかどうかにかかわらず、この移動はターボ機械の外側から行なうことができる。１つの応用例では、雌部分１１４は、バンドル１００が軸Ｚに沿って摺動できるように、バンドル１００の外面と同一平面上にある。
【００２７】
従って、磁気軸受９２又はバンドル１００に収容されたその他の部品へのアクセスが必要な時、圧縮機のオペレータは、ターボ機械の外部から雄部分１１２を雌部分１１４から単純に分離してから、バンドル全体を新しいものと交換できる。このように、電線を分離するために中央部５６の内側に入る必要がないので、ターボ機械のメンテナンス時間を従来のメンテナンスプロセスと比較して３０〜５０％削減できる。
【００２８】
次に、図６を参照して分解プロセスを説明する。この例示的実施形態では、エキスパンダ５２はカバー５２ａを有し、圧縮機５４はカバー５４ａを有する。カバー５２ａ及び５４ａのいずれか１つをまず取り外して、バンドル１００へアクセスできる。バンドル１００は、カートリッジ１５０の一部である。雌部分１１４、及びカートリッジ１５０に取り付けられたバンドル１００を維持する数個のボルト（又はその他の機構）から雄部分１１２を分離した後、バンドル１００又はカートリッジ１５０のいずれかをターボ機械から取り外すことができ、ターボ機械の休止時間を最小限にするために新しいものと交換できる。このステップの後、雄部分１１２は新しいカートリッジ１５０の新しい雌部分１１４に取り付けられ、カバー５２ａ又は５４ａはまた機械に取り付けられ、機械はラインに戻される。
【００２９】
次に、図７〜９に示す別の例示的実施形態に従って、別のターボ機械の分解を説明する。ターボ機械の内側の磁気軸受９２が故障しており、交換する必要があると仮定する。図７に示すターボエキスパンダ５０は、故障した磁気軸受にアクセスするために分解する必要がある。第１ステップでは、エキスパンダ５２の入口６８及び出口７０に接続された配管を取り外す必要がある。エキスパンダ５２は、これらの制約がなくなると、中央部５６からボルトを外して、図８に示すように機械から分離される。圧縮機又はエキスパンダの重量は数トン〜数十トン程度になることがあるため、そのような大きな機器の取り外しは簡単ではないことに留意されたい。
【００３０】
このステップの前又はこのステップの後に、電気的接続部１１０の雄部分１１２を雌部分１１４から分離して、電源１０４又は装置１０６から中央部５６の構成部品を電気的に分離する。装置１０６は、測定器１０２又は磁気軸受９２と送受信する様々な信号を処理できるプロセッサを備える。そうして、バンドル１００を回転部品、軸受及びシールと共に外部ケーシング９６から取り外して、新しいものと交換できる。
【００３１】
代替的実施形態では、図９に示すように、カートリッジ１５０全体を圧縮機５４のケーシング１５２から取り外す。この応用例では、雄部分１１２及び雌部分１１４は互いに接続された状態を維持できる。新しいカートリッジを持ち込んで、上述したものとは逆の順序でエキスパンダ及び圧縮機に取り付ける。図８及び９に示す両構成では、圧縮機５４に接続された配管はメンテナンス作業中も依然として定位置にあることに留意されたい。
【００３２】
図１０に示す例示的実施形態に従って、ターボ機械を組み立てる方法を提供する。本方法は、バンドルを中央部に挿入するステップ１０００であって、バンドルが中央部の外部ケーシングから軸方向に取り外されるように構成され、且つ電気装置を含むステップ１０００と、エキスパンダを中央部に接続するステップ１００２と、圧縮機を中央部に接続するステップ１００４と、電気的接続部の第１部分を電気的接続部の第２部分に電気的に接続するステップ１００６であって、第１部分が第２部分に取り外し可能に取り付けられるように構成されるステップ１００６とを含む。第１部分は外部ケーシングに取り外し可能に取り付けられるように構成され、第２部分はバンドルに固定的に取り付けられるように構成される。
【００３３】
図１１に示す例示的実施形態によれば、圧縮機２００（例えば、ターボ機械）は、カートリッジ２０４を収容するように構成された外部ケーシング２０２を有する。カートリッジ２０４は、圧縮機の以下の構成部品の１つ又は複数を含み、インペラ２０６、軸受システム２０８、密封システム２１０、軸２１２、電気装置２１３等である。電気装置２１３は、圧縮機の内側で一般的に見られる任意の測定器又はセンサである。軸受システム２０８は磁気軸受を備えていることがあるので、動力を軸受システム２０８に供給する必要がある。このために、電源ライン２１４を使用して軸受システム２０８を電気的接続部２２０の雄（又は雌）部分２１６に接続する。電源ライン２１４は、電気装置２１３を圧縮機の外側の電源に接続することもできる。電源ライン２１４は、カートリッジ２０４の完全に内側に設ける。電気的接続部２２０は雌部分２１８も含む。１つの応用例では、部分２１６が雄部分であり、部分２１８が雌部分である。
【００３４】
雌部分２１６がカートリッジ２０４に固定的に取り付けられるのに対して、雄部分２１８は、雄部分２１８が方向Ｘに沿って移動して対応する雌部分２１６に接続又は雌部分２１６から分離できるようにして外部ケーシング２０２に接続される。このようにして、電気的接続部２２０を圧縮機の外部からオンオフを切り換えることができる。雄部分２１８は、圧縮機の外側から手動で、又は、例えばキー、電気モータ、油圧機構等の専用装置によって作動させることができる。
【００３５】
１つの応用例では、圧縮機が分解された時、１つの電気的接続部２２０のみが分離されるように、全ての電力供給が雌部分２１６に入るように構成される。別の応用例では、電気的接続部２２０を使用して、電力供給だけでなくデータ通信も処理できる。
【００３６】
雄部分２１８は、外部ケーシング２０２に（既知の手段、例えば、溶接又はボルトによって）取り外し可能に接続される、ケーシングの外部のハウジング２２２に収容される。外部ケーシング２０２の内側のチャンバ２２４内に圧力をかけられている流体が確実に存在しないようにするために、ハウジング２２２と外部ケーシング２０２との間の接合点に適切なシール２２６が配置される。雄部分２１８を作動させるためのロッド２２８が、ハウジング２２２の内側に示されている。雄部分を作動させるためにその他の機構を使用してもよい。電気的接続部２２０から出発して様々な装置２３２及び２３４を接続する電気導体２３０が示されている。
【００３７】
圧縮機２００は、外部ケーシング２０２の端部２００ａに、ボルト２４２によって外部ケーシング２０２に取り付けることができるキャップ２４０を有する。このようにして、圧縮機が分解又は組立が必要な時、キャップ２４０を取り外し、電気的接続部２２０を分離し、カートリッジ２０４全体を外部ケーシング２０２から取り外してメンテナンス又はその他の必要な作業を行なうことができる。
【００３８】
例示的実施形態によれば、雌部分２１６はカートリッジ２０４の表面２０４ａと同一平面上であるか、又はカートリッジ２０４が外部ケーシング２０２に対して容易に摺動できるように（カートリッジ２０４の内側で）表面２０４ａから若干離れて設けられる。１つの応用例では、雄部分２１８は、雌部分２１６と電気的に接続するためにチャンバ２２４及び／又はカートリッジ２０４に部分的に入るように構成される。しかし、雄部分２１８は、雄部分２１８がカートリッジ２０２に接触しないように、必要に応じて雌部分２１６から引っ込むようにも構成され、カートリッジを外部ケーシング２０２から取り外すことができる。
【００３９】
前述の実施形態によって説明した利点及び特徴の全てとまではいかないが大部分は、図１１に示す装置に適用できる。加えて、図１１に示すターボ機械は圧縮機である必要はなく、エキスパンダ、ポンプ、タービン、モータ等である。
【００４０】
開示された例示的実施形態は、より効率的に内側バンドル又はカートリッジを外部ケーシングに挿入する又は外部ケーシングから取り外すためのシステム及び方法を提供する。この説明は、本発明を限定するようには意図されていないことを理解されたい。それとは逆に、例示的実施形態は、特許請求の範囲によって定義される本発明の技術的精神及び技術的範囲に含まれる代替例、変形例、等価物を対象として含むように意図されている。更に、例示的実施形態の詳細な説明では、特許請求する発明の包括的理解を提供するために、多くの具体的な詳細が記載されている。しかし、当業者であれば、そのような具体的な詳細なしで様々な実施形態を実施できることを理解するであろう。
【００４１】
それらの実施形態では、本発明の例示的実施形態の特徴及び要素が特定の組み合わせで説明されているが、各々の特徴又は要素は、実施形態のその他の特徴及び要素なしで単独で、又は本明細書で開示されたその他の特徴及び要素の有無にかかわらず様々な組み合わせで用いることができる。
【００４２】
本明細書は、開示された本発明の実施例を使用して、あらゆる装置又はシステムを製作且つ使用すること及びあらゆる組み込まれた方法を実行することを含む本発明の実施を当業者が行なうのを可能にする。本発明の特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのようなその他の実施例は、特許請求の範囲の技術的範囲内に属する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してターボ機械の様々な部品を外部装置と電気的に接続する方法及びシステム、より詳細にはその機構及び手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここ何年かの間、様々な産業においてターボ機械の重要性が高まっている。ターボ機械は、圧縮機、エキスパンダ、タービン、ポンプ等の１つ又は複数を備える。ターボ機械は、エンジン、タービン、発電、低温応用、石油・ガス、石油化学用途等において使用される。従って、ターボ機械の効率を向上させる必要がある。
【０００３】
産業界において使用されることが多いターボ機械の１つは、エキスパンダに接続された圧縮機を備えている。そのようなターボ機械は、例えば、メタン、天然ガス、及び／又は液化天然ガス（ＬＮＧ）を回収するために利用できる。そのようなガスの回収は、排出を削減し、船へのＬＮＧの積込み時のフレア運転を短縮することになる。
【０００４】
ゼネラル・エレクトリック（ロトフロー（Ｒｏｔｏｆｌｏｗ））社製のターボエキスパンダを図１に示す。そのような機械１０は、圧縮機１２、エキスパンダ１４、及び主中央部１６を備える。圧縮機１２はインペラ１８を備え、エキスパンダ１４はインペラ２０を備える。２つのインペラ１８及び２０は、軸２２を介して互いに接続される。軸２２は、例えば、磁気軸受２４によって支持される。磁気軸受２４は、例えば、軸受機能の実行を可能にするための動力を必要とする。従って、磁気軸受２４は電線２６を介して端子箱２８に接続される。端子箱２８は、主中央部１６のケーシング３０の内側に設置される。電線３２は、端子箱２８を、例えば電源３４に接続する。電線３２がケーシング３０から出るところで、ケーシング３０の内部を外部から密封するために、シール３６を使用してもよい。
【０００５】
シール３６は、圧縮機１２及び／又はエキスパンダ１４によって処理されたガスがターボ機械１０の外側に漏れるのを防ぐように構成される。そのようなガスは圧力をかけられていて有毒である可能性があるため、ターボ機械のオペレータ及び／又は環境に害を与えることがある。
【０００６】
しかし、図１に記載した構成は長時間のメンテナンスを必要とする。これは、例えば、軸受システム２４を交換する必要がある場合、圧縮機１２を主中央部１６から取り外す必要があり、ひいてはオペレータが端子箱２８に接触し、軸受システム２４を取り外す前に端子箱２８から電線２６を物理的に分離しなくてはならないためである。これらの手順は、ターボ機械１０の構成部品の寸法と重量を考えると多大な時間を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、ターボ機械のメンテナンス時間を削減するシステム及び方法を提供することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
例示的実施形態に従って、外部ケーシングと、外部ケーシングの内側に取り外し可能に設けられたカートリッジと、電気的接続部とを備えるターボ機械を提供する。電気的接続部は、カートリッジに固定接続された第１部分と、外部ケーシングに可動接続された第２部分とを有する。第２部分は、第１部分に対して移動し、且つ第１部分と電気的に接続及び分離するように構成される。
【０００９】
別の例示的実施形態に従って、エキスパンダと、エキスパンダに取り付けられた第１端部を有する中央部と、中央部の第２端部に取り付けられた圧縮機と、中央部の内側に設けられた電気装置と、第１部分及び第２部分を含む電気的接続部であって、第１部分が第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成される電気的接続部とを備えるターボ機械を提供する。中央部は中央部の外部ケーシングの内側に設けられたバンドルを備えており、バンドルは、圧縮機及びエキスパンダの回転部分を含み、且つ外部ケーシングから軸方向に取り外されるように構成される。第１部分は中央部の外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、第２部分はバンドルに固定的に取り付けられるように構成される。
【００１０】
更に別の例示的実施形態に従って、圧縮機、エキスパンダ及び中央部を収容するように構成された外部ケーシングと、外部ケーシングに取り付けられて外部ケーシングのエキスパンダ側を塞ぐように構成されたエキスパンダカバーと、外部ケーシングに取り付けられて外部ケーシングの圧縮機側を塞ぐように構成された圧縮機カバーと、外部ケーシングの内部に取り付けられ、且つエキスパンダ、圧縮機及び中央部の可動部分を含むように構成されたバレルと、第１部分及び第２部分を含む電気的接続部であって、第１部分が第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成される電気的接続部とを備えるターボ機械を提供する。第１部分は中央部の外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、第２部分はバレルに固定的に取り付けられるように構成される。
【００１１】
更に別の例示的実施形態に従って、圧縮機又はエキスパンダを収容するように構成された外部ケーシングと、外部ケーシングに取り付けられて外部ケーシングの第１開放側を塞ぐように構成された第１カバーと、外部ケーシングに取り付けられて外部ケーシングの第２開放側を塞ぐように構成された第２カバーと、外部ケーシングの内部に取り付けられ、且つエキスパンダ及び／又は圧縮機の可動部分を含むように構成されたバレルと、第１部分及び第２部分を含む電気的接続部とを備えるターボ機械を提供する。第１部分は第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成され、且つ外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるようにも構成され、第２部分はバレルに固定的に取り付けられるように構成される。
【００１２】
更に別の例示的実施形態に従って、ターボ機械を組み立てる方法を提供する。本方法は、バンドルを中央部に挿入するステップであって、バンドルが中央部の外部ケーシングから軸方向に取り外されるように構成され、且つ電気装置を含むステップと、エキスパンダを中央部に接続するステップと、圧縮機を中央部に接続するステップと、電気的接続部の第１部分を電気的接続部の第２部分に電気的に接続するステップであって、第１部分が第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成されるステップとを含む。第１部分は外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、第２部分はバンドルに固定的に取り付けられるように構成される。
【００１３】
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、１つ以上の実施形態を示しており、明細書本文と共にこれらの実施形態を説明するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のターボエキスパンダの概略図である。
【図２】例示的実施形態によるターボエキスパンダの概略図である。
【図３】例示的実施形態によるターボエキスパンダの一部の詳細概略図である。
【図４】例示的実施形態によるターボエキスパンダの電気的接続部の概略図である。
【図５】例示的実施形態によるバレルターボエキスパンダの概略図である。
【図６】例示的実施形態によるバレルターボエキスパンダの概略図である。
【図７】例示的実施形態によるターボエキスパンダの分解を示す。
【図８】例示的実施形態によるターボエキスパンダの分解を示す。
【図９】例示的実施形態によるターボエキスパンダの分解を示す。
【図１０】例示的実施形態によるターボエキスパンダを組み立てる方法を示すフローチャートである。
【図１１】例示的実施形態による電気的接続部を有する圧縮機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
例示的実施形態の以下の説明では、添付図面を参照する。様々な図面における同一の参照番号は、同一又は同様の要素を特定する。以下の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。その代わりに、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって定義される。以下の実施形態を、説明を簡単にするために、ターボエキスパンダの専門用語及び構造に関して説明する。しかし、次に説明する実施形態はこのターボ機械に限定されるものではなく、その他のターボ機械に適用できる。
【００１６】
本明細書全体にわたる「一実施形態」に対する言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が、開示される本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体にわたる様々な箇所で見られる「一実施形態では」という句は、必ずしも同一の実施形態を指しているわけではない。更に、特定の特徴、構造又は特性は、１つ又は複数の実施形態において適切な方法で組み合わせることができる。
【００１７】
例示的実施形態によれば、エキスパンダに接続された圧縮機を備えるターボエキスパンダは、機械の外部に電気的に接続される測定器又は軸受を有する。そのような接続部は、雄部分及び雌部分を含む。雄部分又は雌部分の一方は、ターボエキスパンダの内側で圧力をかけられている媒体が外部に漏れるのを防ぐようにして、ターボエキスパンダの外部ケーシング上に設けられる。雄部分又は雌部分の他方は、外部ケーシングから滑り出るように構成される内部ケーシング（例えば、バレル又はカートリッジ又はバンドル）に取り付けられる。外部ケーシング上に設けられた部分は、内部ケーシングが外部ケーシングから自由に滑り出るようにターボエキスパンダの外側から取り外すことができる。
【００１８】
説明を簡単にするため、以下の例示的実施形態を、垂直分割構造のバレル構造を有する圧縮機及びエキスパンダに関して説明する。しかし、例示的実施形態の新規な態様は水平分割型機械又は他の型の機械に適用することもできる。加えて、新規な実施形態は、例えば、圧縮機のみ、又はエキスパンダのみ、又はタービンのみ、又はエンジンのみを備えるターボ機械に適用できる。言い換えると、次に説明する例示的実施形態の大部分は圧縮機及びエキスパンダの組み合わせを備えるが、新規な特徴は、単一の構成部品、例えば、圧縮機、エキスパンダ、タービン等を有するターボ機械に適用することもできる。
【００１９】
図２に示す例示的実施形態によれば、ターボエキスパンダ５０は、エキスパンダ５２と、圧縮機５４と、中央部５６とを備える。エキスパンダ５２は、エキスパンダ５２のケーシング６０に取り付けられるフランジ５８を介して中央部５６に取り付けられる。フランジ５８は、１つ又は複数のボルト６２を介して中央部５６に取り付けられる。同様に、圧縮機５４は、フランジ６４をボルト６６でボルト留めすることによって、フランジ６４を介して中央部５６に取り付けられる。
【００２０】
エキスパンダ５２は、入口６８及び出口７０を備える。媒体は、入口６８を介してインペラ７２に導入される。図２は１つのインペラ７２（例えば、１段）のみを示しているが、エキスパンダは複数の段を有してもよい。図に示す、入口７４、出口７６及びインペラ７８を有する圧縮機５４も同じである。
【００２１】
圧縮機インペラ７８及びエキスパンダインペラ７２は、同一軸８０に取り付けられる。軸の回転を容易にするために、軸受システム９０を中央部５６の内側に設ける。軸受システム９０は、１つ又は複数の磁気軸受９２を備える。軸受システム９０及びターボエキスパンダのその他の構成部品をよりわかりやすく示すために、図３は、中央部５６と、エキスパンダ５２及び圧縮機５４の部品のみを示す。
【００２２】
図３は、中央部５６が、固定されている外部ケーシング９６を有すること、例えば、地面に接触し、且つ中央部５６全体を支持するように構成される脚部９８を有することを示す。中央部５６の内側に設けられた部品の大部分は、外部ケーシング９６に取り外し可能に取り付けられるように構成されるバンドル１００内に設けられる。言い換えると、バンドル１００は軸方向に沿って摺動するように構成され、軸方向とは、ターボ機械の縦軸Ｚによって定義されるものである。バンドル１００は、磁気軸受９２、ロータ８０の一部、測定器１０２等を含む。測定器１０２は、圧力センサ、温度センサ、酸素センサ、振動センサ、速度センサ等を含む。測定器１０２及び磁気軸受９２は共に、外部電源１０４からの動力を必要とするか、又は外部装置１０６と通信する必要がある場合がある。電源１０４及び外部装置１０６は、図３に示すようにターボ機械の外側に設置される。電線が、電源１０４及び／又は外部装置１０６を測定器１０２及び／又は磁気軸受９２と接続する。
【００２３】
次に、ターボエキスパンダの内部を外部と接続するための電気的接続部１１０を図４に関して説明する。電気的接続部１１０は、雄部分１１２及び雌部分１１４を有する。雄部分１１２は、雌部分１１４に適合し、且つ雄部分１１２と雌部分１１４との間で電気的接続が得られるように構成される。例えば、雄部分１１２は１つ又は複数のピンを有し、雌部分１１４はピンを収容するように構成される１つ又は複数のソケットを有する。図４は、ターボエキスパンダの外側にある雄部分１１２とケーシング９６の内側にある雌部分を示すが、この状況は別のターボ機械では逆であってもよい。
【００２４】
雄部分１１２は、ボルト１１６又はその他の手段によって外部ケーシング９６に取り付けられるように構成される。しかし、雄部分１１２は、ターボ機械を分解する必要がある場合のような状況では外部ケーシング９６の外部から取り外さなければならない。雌部分１１４は、バンドル１００に取り付けられる。高圧ガスがケーシング９６の内側に存在し、雌部分１１４を磁気軸受９２又は測定器１０２に接続する電線１１８と接触する可能性があるので、ガスの漏れを防ぐために雄部分１１２と外部ケーシング９６との間にシール１２０を設ける。１つの応用例では、シール１２０を、雄部分１１２のフランジ１２２内に形成された溝の内側に部分的に配置する。このことによって、ケーシング９６の内側からの高圧ガスが確実に外側に漏れないようになる。
【００２５】
図４は、バンドル１００に取り付けられ、雌部分１１４、例えば端子箱１４０に接続されている電線１１８も示す。端子箱１４０もまたバンドル１００に取り付けられる。端子箱１４０から各々の所望の要素まで、対応する電線が設けられる。例えば、図４は、端子箱１４０を磁気軸受９２ａに接続する電線１４２を示す。電線１４２は、磁気軸受及び／又は測定器に電力を供給するためだけではなく、端子箱とこれらの要素との間で信号及び命令を伝達するためにも使用できる。１つの応用例では、配線１１８，１４２及び端子箱１４０はバンドル１００に取り付けられる。従って、機械の外側から雌部分１１４を雄部分１１２から分離した後、オペレータが機械の内側の電気的接続を手動で分離する必要なく、バンドルをターボ機械の内側の全ての配線と共に軸方向に取り出すことができる。
【００２６】
図５に示す例示的実施形態では、バレルターボ機械５１は、雄部分１１２及び雌部分１１４を含む電気的接続部を有する。雄部分１１２は、軸Ｘに沿って雌部分１１４に向かって、また雌部分１１４から離れて移動するように構成されたマルチピンヘッド１３０を有する。例えば、ロッド１３２をマルチピンヘッド１３０に接続して、このヘッドを軸Ｘに沿って移動させる。ロッド１３２の移動は、圧縮機のオペレータによって手動で、モータ１３４によって電気で、又は油圧装置１３６によって油圧で実行する。ロッド１３２が手動、電気又は油圧で移動するかどうかにかかわらず、この移動はターボ機械の外側から行なうことができる。１つの応用例では、雌部分１１４は、バンドル１００が軸Ｚに沿って摺動できるように、バンドル１００の外面と同一平面上にある。
【００２７】
従って、磁気軸受９２又はバンドル１００に収容されたその他の部品へのアクセスが必要な時、圧縮機のオペレータは、ターボ機械の外部から雄部分１１２を雌部分１１４から単純に分離してから、バンドル全体を新しいものと交換できる。このように、電線を分離するために中央部５６の内側に入る必要がないので、ターボ機械のメンテナンス時間を従来のメンテナンスプロセスと比較して３０〜５０％削減できる。
【００２８】
次に、図６を参照して分解プロセスを説明する。この例示的実施形態では、エキスパンダ５２はカバー５２ａを有し、圧縮機５４はカバー５４ａを有する。カバー５２ａ及び５４ａのいずれか１つをまず取り外して、バンドル１００へアクセスできる。バンドル１００は、カートリッジ１５０の一部である。雌部分１１４、及びカートリッジ１５０に取り付けられたバンドル１００を維持する数個のボルト（又はその他の機構）から雄部分１１２を分離した後、バンドル１００又はカートリッジ１５０のいずれかをターボ機械から取り外すことができ、ターボ機械の休止時間を最小限にするために新しいものと交換できる。このステップの後、雄部分１１２は新しいカートリッジ１５０の新しい雌部分１１４に取り付けられ、カバー５２ａ又は５４ａはまた機械に取り付けられ、機械はラインに戻される。
【００２９】
次に、図７〜９に示す別の例示的実施形態に従って、別のターボ機械の分解を説明する。ターボ機械の内側の磁気軸受９２が故障しており、交換する必要があると仮定する。図７に示すターボエキスパンダ５０は、故障した磁気軸受にアクセスするために分解する必要がある。第１ステップでは、エキスパンダ５２の入口６８及び出口７０に接続された配管を取り外す必要がある。エキスパンダ５２は、これらの制約がなくなると、中央部５６からボルトを外して、図８に示すように機械から分離される。圧縮機又はエキスパンダの重量は数トン〜数十トン程度になることがあるため、そのような大きな機器の取り外しは簡単ではないことに留意されたい。
【００３０】
このステップの前又はこのステップの後に、電気的接続部１１０の雄部分１１２を雌部分１１４から分離して、電源１０４又は装置１０６から中央部５６の構成部品を電気的に分離する。装置１０６は、測定器１０２又は磁気軸受９２と送受信する様々な信号を処理できるプロセッサを備える。そうして、バンドル１００を回転部品、軸受及びシールと共に外部ケーシング９６から取り外して、新しいものと交換できる。
【００３１】
代替的実施形態では、図９に示すように、カートリッジ１５０全体を圧縮機５４のケーシング１５２から取り外す。この応用例では、雄部分１１２及び雌部分１１４は互いに接続された状態を維持できる。新しいカートリッジを持ち込んで、上述したものとは逆の順序でエキスパンダ及び圧縮機に取り付ける。図８及び９に示す両構成では、圧縮機５４に接続された配管はメンテナンス作業中も依然として定位置にあることに留意されたい。
【００３２】
図１０に示す例示的実施形態に従って、ターボ機械を組み立てる方法を提供する。本方法は、バンドルを中央部に挿入するステップ１０００であって、バンドルが中央部の外部ケーシングから軸方向に取り外されるように構成され、且つ電気装置を含むステップ１０００と、エキスパンダを中央部に接続するステップ１００２と、圧縮機を中央部に接続するステップ１００４と、電気的接続部の第１部分を電気的接続部の第２部分に電気的に接続するステップ１００６であって、第１部分が第２部分に取り外し可能に取り付けられるように構成されるステップ１００６とを含む。第１部分は外部ケーシングに取り外し可能に取り付けられるように構成され、第２部分はバンドルに固定的に取り付けられるように構成される。
【００３３】
図１１に示す例示的実施形態によれば、圧縮機２００（例えば、ターボ機械）は、カートリッジ２０４を収容するように構成された外部ケーシング２０２を有する。カートリッジ２０４は、圧縮機の以下の構成部品の１つ又は複数を含み、インペラ２０６、軸受システム２０８、密封システム２１０、軸２１２、電気装置２１３等である。電気装置２１３は、圧縮機の内側で一般的に見られる任意の測定器又はセンサである。軸受システム２０８は磁気軸受を備えていることがあるので、動力を軸受システム２０８に供給する必要がある。このために、電源ライン２１４を使用して軸受システム２０８を電気的接続部２２０の雄（又は雌）部分２１６に接続する。電源ライン２１４は、電気装置２１３を圧縮機の外側の電源に接続することもできる。電源ライン２１４は、カートリッジ２０４の完全に内側に設ける。電気的接続部２２０は雌部分２１８も含む。１つの応用例では、部分２１６が雄部分であり、部分２１８が雌部分である。
【００３４】
雌部分２１６がカートリッジ２０４に固定的に取り付けられるのに対して、雄部分２１８は、雄部分２１８が方向Ｘに沿って移動して対応する雌部分２１６に接続又は雌部分２１６から分離できるようにして外部ケーシング２０２に接続される。このようにして、電気的接続部２２０を圧縮機の外部からオンオフを切り換えることができる。雄部分２１８は、圧縮機の外側から手動で、又は、例えばキー、電気モータ、油圧機構等の専用装置によって作動させることができる。
【００３５】
１つの応用例では、圧縮機が分解された時、１つの電気的接続部２２０のみが分離されるように、全ての電力供給が雌部分２１６に入るように構成される。別の応用例では、電気的接続部２２０を使用して、電力供給だけでなくデータ通信も処理できる。
【００３６】
雄部分２１８は、外部ケーシング２０２に（既知の手段、例えば、溶接又はボルトによって）取り外し可能に接続される、ケーシングの外部のハウジング２２２に収容される。外部ケーシング２０２の内側のチャンバ２２４内に圧力をかけられている流体が確実に存在しないようにするために、ハウジング２２２と外部ケーシング２０２との間の接合点に適切なシール２２６が配置される。雄部分２１８を作動させるためのロッド２２８が、ハウジング２２２の内側に示されている。雄部分を作動させるためにその他の機構を使用してもよい。電気的接続部２２０から出発して様々な装置２３２及び２３４を接続する電気導体２３０が示されている。
【００３７】
圧縮機２００は、外部ケーシング２０２の端部２００ａに、ボルト２４２によって外部ケーシング２０２に取り付けることができるキャップ２４０を有する。このようにして、圧縮機が分解又は組立が必要な時、キャップ２４０を取り外し、電気的接続部２２０を分離し、カートリッジ２０４全体を外部ケーシング２０２から取り外してメンテナンス又はその他の必要な作業を行なうことができる。
【００３８】
例示的実施形態によれば、雌部分２１６はカートリッジ２０４の表面２０４ａと同一平面上であるか、又はカートリッジ２０４が外部ケーシング２０２に対して容易に摺動できるように（カートリッジ２０４の内側で）表面２０４ａから若干離れて設けられる。１つの応用例では、雄部分２１８は、雌部分２１６と電気的に接続するためにチャンバ２２４及び／又はカートリッジ２０４に部分的に入るように構成される。しかし、雄部分２１８は、雄部分２１８がカートリッジ２０２に接触しないように、必要に応じて雌部分２１６から引っ込むようにも構成され、カートリッジを外部ケーシング２０２から取り外すことができる。
【００３９】
前述の実施形態によって説明した利点及び特徴の全てとまではいかないが大部分は、図１１に示す装置に適用できる。加えて、図１１に示すターボ機械は圧縮機である必要はなく、エキスパンダ、ポンプ、タービン、モータ等である。
【００４０】
開示された例示的実施形態は、より効率的に内側バンドル又はカートリッジを外部ケーシングに挿入する又は外部ケーシングから取り外すためのシステム及び方法を提供する。この説明は、本発明を限定するようには意図されていないことを理解されたい。それとは逆に、例示的実施形態は、特許請求の範囲によって定義される本発明の技術的精神及び技術的範囲に含まれる代替例、変形例、等価物を対象として含むように意図されている。更に、例示的実施形態の詳細な説明では、特許請求する発明の包括的理解を提供するために、多くの具体的な詳細が記載されている。しかし、当業者であれば、そのような具体的な詳細なしで様々な実施形態を実施できることを理解するであろう。
【００４１】
それらの実施形態では、本発明の例示的実施形態の特徴及び要素が特定の組み合わせで説明されているが、各々の特徴又は要素は、実施形態のその他の特徴及び要素なしで単独で、又は本明細書で開示されたその他の特徴及び要素の有無にかかわらず様々な組み合わせで用いることができる。
【００４２】
本明細書は、開示された本発明の実施例を使用して、あらゆる装置又はシステムを製作且つ使用すること及びあらゆる組み込まれた方法を実行することを含む本発明の実施を当業者が行なうのを可能にする。本発明の特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのようなその他の実施例は、特許請求の範囲の技術的範囲内に属する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部ケーシングと、
前記外部ケーシングの内側に取り外し可能に設けられたカートリッジと、
前記カートリッジに固定接続された第１部分と、前記外部ケーシングに可動接続された第２部分とを有する電気的接続部とを備えており、
前記第２部分は、前記第１部分に対して移動し、且つ前記第１部分と電気的に接続及び分離するように構成される、ターボ機械。
【請求項２】
前記カートリッジは円筒状である、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項３】
前記電気的接続部は前記外部ケーシングの中央部に設けられる、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項４】
前記外部ケーシングの一端を塞ぐように構成されたキャップを更に備える、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項５】
前記カートリッジは、前記キャップが取り外された時に前記外部ケーシングから抜け出るように構成される、請求項４に記載のターボ機械。
【請求項６】
前記第２部分は前記圧縮機によって処理されるガスにさらされる、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項７】
エキスパンダと、
前記エキスパンダに取り付けられた第１端部を有する中央部と、
前記中央部の第２端部に取り付けられた圧縮機と、
前記中央部の内側に設けられた電気装置と、
第１部分及び第２部分を含む電気的接続部であって、前記第１部分が前記第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成される電気的接続部とを備えており、
前記中央部は前記中央部の外部ケーシングの内側に設けられたバンドルを備え、前記バンドルは、前記圧縮機及び前記エキスパンダの回転部分を含み、且つ前記外部ケーシングから軸方向に取り外されるように構成され、
前記第１部分は前記中央部の前記外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、
前記第２部分は前記バンドルに固定的に取り付けられるように構成される、ターボ機械。
【請求項８】
圧縮機、エキスパンダ及び中央部を収容するように構成された外部ケーシングと、
前記外部ケーシングに取り付けられて前記外部ケーシングのエキスパンダ側を塞ぐように構成されたエキスパンダカバーと、
前記外部ケーシングに取り付けられて前記外部ケーシングの圧縮機側を塞ぐように構成された圧縮機カバーと、
前記外部ケーシングの内部に取り付けられ、且つ前記エキスパンダ、前記圧縮機及び前記中央部の可動部分を含むように構成されたバレルと、
第１部分及び第２部分を含む電気的接続部であって、前記第１部分が前記第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成される電気的接続部とを備えており、
前記第１部分は前記中央部の前記外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、
前記第２部分は前記バレルに固定的に取り付けられるように構成される、ターボ機械。
【請求項９】
圧縮機又はエキスパンダを収容するように構成された外部ケーシングと、
前記外部ケーシングに取り付けられて前記外部ケーシングの第１開放側を塞ぐように構成された第１カバーと、
前記外部ケーシングに取り付けられて前記外部ケーシングの第２開放側を塞ぐように構成された第２カバーと、
前記外部ケーシングの内部に取り付けられ、且つ前記エキスパンダ及び／又は前記圧縮機の可動部分を含むように構成されたバレルと、
第１部分及び第２部分を含む電気的接続部であって、前記第１部分は前記第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成される電気的接続部とを備えており、
前記第１部分は前記外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、
前記第２部分は前記バレルに固定的に取り付けられるように構成される、ターボ機械。
【請求項１０】
ターボ機械を組み立てる方法であって、
バンドルを中央部に挿入するステップであって、前記バンドルが前記中央部の外部ケーシングから軸方向に取り外されるように構成され、且つ電気装置を含むステップと、
エキスパンダを前記中央部に接続するステップと、
圧縮機を前記中央部に接続するステップと、
電気的接続部の第１部分を前記電気的接続部の第２部分に電気的に接続するステップであって、前記第１部分が前記第２部分に取り外し可能に取り付けられるように構成されるステップとを含み、
前記第１部分は前記外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、
前記第２部分は前記バンドルに固定的に取り付けられるように構成される、方法。
【請求項１】
外部ケーシングと、
前記外部ケーシングの内側に取り外し可能に設けられたカートリッジと、
前記カートリッジに固定接続された第１部分と、前記外部ケーシングに可動接続された第２部分とを有する電気的接続部とを備えており、
前記第２部分は、前記第１部分に対して移動し、且つ前記第１部分と電気的に接続及び分離するように構成される、ターボ機械。
【請求項２】
前記カートリッジは円筒状である、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項３】
前記電気的接続部は前記外部ケーシングの中央部に設けられる、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項４】
前記外部ケーシングの一端を塞ぐように構成されたキャップを更に備える、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項５】
前記カートリッジは、前記キャップが取り外された時に前記外部ケーシングから抜け出るように構成される、請求項４に記載のターボ機械。
【請求項６】
前記第２部分は前記圧縮機によって処理されるガスにさらされる、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項７】
エキスパンダと、
前記エキスパンダに取り付けられた第１端部を有する中央部と、
前記中央部の第２端部に取り付けられた圧縮機と、
前記中央部の内側に設けられた電気装置と、
第１部分及び第２部分を含む電気的接続部であって、前記第１部分が前記第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成される電気的接続部とを備えており、
前記中央部は前記中央部の外部ケーシングの内側に設けられたバンドルを備え、前記バンドルは、前記圧縮機及び前記エキスパンダの回転部分を含み、且つ前記外部ケーシングから軸方向に取り外されるように構成され、
前記第１部分は前記中央部の前記外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、
前記第２部分は前記バンドルに固定的に取り付けられるように構成される、ターボ機械。
【請求項８】
圧縮機、エキスパンダ及び中央部を収容するように構成された外部ケーシングと、
前記外部ケーシングに取り付けられて前記外部ケーシングのエキスパンダ側を塞ぐように構成されたエキスパンダカバーと、
前記外部ケーシングに取り付けられて前記外部ケーシングの圧縮機側を塞ぐように構成された圧縮機カバーと、
前記外部ケーシングの内部に取り付けられ、且つ前記エキスパンダ、前記圧縮機及び前記中央部の可動部分を含むように構成されたバレルと、
第１部分及び第２部分を含む電気的接続部であって、前記第１部分が前記第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成される電気的接続部とを備えており、
前記第１部分は前記中央部の前記外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、
前記第２部分は前記バレルに固定的に取り付けられるように構成される、ターボ機械。
【請求項９】
圧縮機又はエキスパンダを収容するように構成された外部ケーシングと、
前記外部ケーシングに取り付けられて前記外部ケーシングの第１開放側を塞ぐように構成された第１カバーと、
前記外部ケーシングに取り付けられて前記外部ケーシングの第２開放側を塞ぐように構成された第２カバーと、
前記外部ケーシングの内部に取り付けられ、且つ前記エキスパンダ及び／又は前記圧縮機の可動部分を含むように構成されたバレルと、
第１部分及び第２部分を含む電気的接続部であって、前記第１部分は前記第２部分に取り外し可能に直接取り付けられるように構成される電気的接続部とを備えており、
前記第１部分は前記外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、
前記第２部分は前記バレルに固定的に取り付けられるように構成される、ターボ機械。
【請求項１０】
ターボ機械を組み立てる方法であって、
バンドルを中央部に挿入するステップであって、前記バンドルが前記中央部の外部ケーシングから軸方向に取り外されるように構成され、且つ電気装置を含むステップと、
エキスパンダを前記中央部に接続するステップと、
圧縮機を前記中央部に接続するステップと、
電気的接続部の第１部分を前記電気的接続部の第２部分に電気的に接続するステップであって、前記第１部分が前記第２部分に取り外し可能に取り付けられるように構成されるステップとを含み、
前記第１部分は前記外部ケーシングの外面に取り外し可能に取り付けられるように構成され、
前記第２部分は前記バンドルに固定的に取り付けられるように構成される、方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１４５１００（Ｐ２０１２−１４５１００Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−２７９２９２（Ｐ２０１１−２７９２９２）
【出願日】平成２３年１２月２１日（２０１１．１２．２１）
【出願人】（５０５３４７５０３）ヌオーヴォ ピニォーネ ソシエタ ペル アチオニ (112)
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７９２９２（Ｐ２０１１−２７９２９２）
【出願日】平成２３年１２月２１日（２０１１．１２．２１）
【出願人】（５０５３４７５０３）ヌオーヴォ ピニォーネ ソシエタ ペル アチオニ (112)
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