JP2010159743A - 圧縮機ケーシング内のステータの適切な取り付けを確実にするための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータの適切な取り付けを確実にした圧縮機ケーシング組立体を提供する。
【解決手段】圧縮機ケーシング組立体（１０）は、組み立て用トラック（１８）を持つ圧縮機ケーシング部分（１１）と、前記組み立て用トラック（１８）に挿入可能である一組のステータ部分（１２，１４，１６）とを有する。前記圧縮機ケーシング部分及び前記一組のステータ部分は、前記一組のステータ部分が前記圧縮機ケーシング部分に単一の構成でのみ組み立てられるように構成される。
【選択図】図１

Description

本書で開示する内容は軸流圧縮機に関するものである。より具体的には、本開示内容は、軸流圧縮機における静翼の取り付けに関するものである。

軸流圧縮機は回転部品及び静止部品を有する。シャフトにより、多数の環状ロータを持つ中心ドラムが駆動される。ロータ部分は同様な数の静止ステータ部分の間で回転し、各々のステータ部分は静止外管ケーシングに取り付けられている。ロータ部分及びステータ部分の各々は、その周りを空気流が通り過ぎる複数の羽根（又は翼）を含んでいる。圧縮機は屡々、各部分内及び異なる部分間の両方で様々な理由により複雑な非一様羽根スキーム又は他の非対称羽根配置構成を利用している。非一様羽根スキームでは、異なる角度の羽根に加えて異なる形状の羽根を利用する。各静翼（ステータ羽根）部分では、これらの非一様スキームは、所望の効果をもたらすために圧縮機ケーシング部分に沿った特定の円周位置に組み立てなければならない。

米国特許第６９８４１０８号

従って、当該分野では、静翼の適切な取り付けを確実にするための方法及び装置があれば受け容れられよう。

本発明の一面によれば、圧縮機ケーシング組立体が提供され、該圧縮機ケーシング組立体は、組み立て用トラックを持つ圧縮機ケーシング部分と、前記組み立て用トラックに挿入可能である一組のステータ部分とを含んでおり、前記圧縮機ケーシング部分及び前記一組のステータ部分は、前記一組のステータ部分が前記圧縮機ケーシング部分に単一の構成でのみ組み立てられるように構成される。

本発明の別の面によれば、圧縮機ケーシングに対するステータ部分の適切な取り付けを確実にする方法が提供され、該方法は、圧縮機ケーシングの組み立て用トラックに一組のステータ部分を挿入する段階を含み、前記組み立て用トラック及び前記一組のステータ部分の各々は、各々のステータ部分が前記圧縮機ケーシングに単一の構成でのみ組み立てられるようにキー止めされる。

本発明の更に別の面によれば、圧縮機ケーシングに対するステータ部分の適切な取り付けを確実にする方法が提供され、該方法は、圧縮機ケーシングの組み立て用トラックをキー止めする段階と、一組のステータ部分の各々を、該一組のステータ部分が前記圧縮機ケーシングに単一の構成でのみ組み立てられるようにキー止めする段階とを含む。

発明と見なされる内容は、「特許請求の範囲」に具体的に指摘され且つ明瞭に主張されている。本発明の前述の及び他の特徴及び利点は、添付の図面を参照した以下の詳しい説明から明らかである。

図１は、本発明の一実施形態に従って取り付けられた第１のステータ部分、第２のステータ部分及び第３のステータ部分を持つ圧縮機ケーシング部分の半部の正面図である。 図２は、ステータ部分を除去して、矢印２に沿って見た図１の圧縮機ケーシング部分の組み立て用トラックの内面の正面図である。 図３は、矢印３−３に沿って見た図２の圧縮機ケーシング部分の断面図であって、組み立て用トラック及び突起を示す。 図４は、矢印４−４に沿って取った第１の組み立て位置における図２の圧縮機ケーシング部分内の第１のステータ部分の断面図である。 図５は、矢印５−５に沿って取った第２の組み立て位置における図２の圧縮機ケーシング部分内の第２のステータ部分の断面図である。 図６は、矢印６−６に沿って取った第３の組み立て位置における図２の圧縮機ケーシング部分内の第３のステータ部分の断面図である。 図７は、ステータ部分を除去して、矢印２に沿って見た図１の圧縮機ケーシング部分の、複数の溝穴を持つ別の組み立て用トラックの内面の正面図である。 図８は、矢印８−８に沿って取った第１の組み立て位置における図７の圧縮機ケーシング部分内の第１のステータ部分の断面図である。 図９は、矢印９−９に沿って取った第２の組み立て位置における図７の圧縮機ケーシング部分内の第２のステータ部分の断面図である。 図１０は、矢印１０−１０に沿って取った第３の組み立て位置における図７の圧縮機ケーシング部分内の第３のステータ部分の断面図である。

開示した装置及び方法の以下に記述する実施形態の詳しい説明は、図面を参照して制限ではなく例として提示される。

図１〜図６について説明すると、一実施形態の圧縮機ケーシング組立体部分１０が例示されている。圧縮機ケーシング組立体部分１０は圧縮機（図示せず）の半部である。圧縮機ケーシング組立体部分は圧縮機ケーシング部分１１を含み、一組のステータ部分１２，１４，１６が圧縮機ケーシング部分１０の組み立て用トラック１８に取り付けられた状態で示されている。ステータ部分１２，１４，１６は非一様羽根スキームを持っていて、所望のスキームを達成するために組み立て用トラック１８に特定の順序で組み立てられる。ステータ部分１２，１４，１６及び組み立て用トラック１８は、例示されたもの以外の構成における一組のステータ部分１２，１４，１６の接続及び組み立てを防止する相補的な形体を持つ。

圧縮機ケーシング部分１１は外面２０及び内面２２を持つ。組み立て用トラック１８は内面２２に沿って配置されて、第１の端部２４から第２の端部２６まで圧縮機ケーシング部分１０の周縁長さにわたって延在する。組み立て用トラック１８は、一組のステータ部分１２，１４，１６を受け入れるように構成される。ステータ部分１２，１４，１６は、組み立て用トラック１８の中に挿入可能である正方形又は長方形の、或いは任意の他の基部を持つことができる。ステータ部分１２，１４，１６の各々は、図１に示されているように、少なくとも１つの静翼２８を含む。個別の静翼２８の各々は、別の静翼２８とは異なるサイズ、輪郭、角度又は他の配置構成を有することができる。更に、ステータ部分１２，１４，１６の内の１つのステータ部分上の静翼２８は、ステータ部分１２，１４，１６の内の別のステータ部分上の静翼２８よりもサイズ、輪郭、角度又は配置構成等において異なるスキームで設けることができる。このように、一組のステータ部分は、任意のタイプの非一様静翼スキームを持つ配置構成を有することができる。

組み立て用トラック１８は、組み立ての際に第１の端部２４又は第２の端部２６のいずれかからステータ部分１２，１４，１６を受け入れるように構成することができる。この実施形態では、ステータ部分１２，１４，１６は、第１の端部２４から第１の組み立て方向３０に又は第２の端部２６から第２の組み立て方向３２に組み立て用トラック１６の中へ挿入可能である。この実施形態では、組み立て用トラック１８はまた２つの組み立て用溝穴３４を含み、これらの溝穴３４は、組み立て用トラック１８内へのステータ部分１２，１４，１６の組み立て及び保持に役立つようにステータ部分１２，１４，１６の２つの対応する基部リップ３８を受け入れるための空間を提供する。組み立て用トラック１８及びステータ部分１２，１４，１６は、確実にステータ部分１２，１４，１６を組み立て用トラック１８内にしっかりと保持するようにする任意の他の機構を含むことができる。

組み立て用トラック１８は、ステータ部分１２，１４，１６の各々を特定の組み立て円周位置４２，４４，４６内にのみ受け入れるように構成される。ステータ部分１２，１４，１６の各々についての組み立て円周位置４２，４４，４６は、各々の個別のステータ部分１２，１４，１６が対応する個別の組み立て円周位置４２，４４，４６を持つように個別化される。これらの個別化された組み立て円周位置４２，４４，４６は、計画的な非一様スキームを持つ静翼２８についての正しい位置を確実にする。例えば、この実施形態では、第１のステータ部分１２は第１の組み立て円周位置４２にのみ組み立てることができ、また第２のステータ部分１４は第２の組み立て位置４４にのみ組み立てることができ、また第３のステータ部分１６は第３の組み立て円周位置４６にのみ組み立てることができる。

確実にステータ部分１２，１４，１６を正しい個別の組み立て円周位置４２，４４，４６にのみ組み立てできるようにするために、組み立て用トラック１８及びステータ部分１２，１４，１６は互いにキー止めされる。具体的に述べると、組み立て用トラック１８は少なくとも１つの突起４８，５０，５２，５４を含むようにキー止めされ、またステータ部分１２，１４，１６の少なくとも１つは少なくとも１つのステータ溝穴５６，５８，６０を含むようにキー止めされる。ステータ部分１２，１４，１６が組み立て用トラック１８に挿入されたとき、ステータ溝穴５６，５８，６０は組み立て方向３０，３２と平行に整列し、また突起４８，５０，５２，５４の少なくとも１つと水平方向６４に整列する。突起４８，５０，５２，５４は、ステータ部分１２，１４，１６が唯一つの平行整列状態で挿入可能であり、且つステータ部分１２，１４，１６が別の平行整列状態へ１８０°向きを変えられた場合には挿入できないように構成することができる。更に、ステータ溝穴５６，５８，６０の各々は、組み立ての際にステータ部分１２，１４，１６が対応する突起４８，５０，５２，５４を通り越して進むことができるように対応する突起４８，５０，５２，５４用の隙間を提供するように構成される。一実施形態では、これを達成するために、ステータ溝穴５６，５８，６０の各々は対応する突起４８，５０，５２，５４の高さよりも大きい深さを持ち、且つ対応する突起４８，５０，５２，５４の干渉する幅よりも大きい幅を持つようにして、この隙間を提供する。更に、突起４８，５０，５２，５４の各々は第１の端部２４と第２の端部２６との間に周期的な間隔で配置される。ステータ部分１２，１４，１６の１つが突起４８，５０，５２，５４の１つに対する対応するステータ溝穴５６，５８，６０を含んでいないとき、該１つの突起４８，５０，５２，５４は該１つのステータ部分１２，１４，１６の挿入を妨げる。このように、突起４８，５０，５２，５４は組み立て用トラック１８へのステータ部分１２，１４，１６の挿入を選択的に妨げるように構成される。

突起４８，５０，５２，５４は、次のもの、すなわち、ピン、ネジ、溶接物、ボルト、又は組み立て用トラック１８の中へ延在する任意の他の適当な突出物のいずれかであってよい。突起４８，５０，５２，５４はまた、一般的に円形、多角形、又は任意の他の形状である輪郭を持っていてよい。更に、複数の突起４８，５０，５２，５４を持つ実施形態では、突起４８，５０，５２，５４は同様な高さを持っていてよい。この代わりに、突起４８，５０，５２，５４の内の１つ又は複数は、突起４８，５０，５２，５４の内の他のものとは異なる高さを持つようにすることができる。

例として図１〜図６に示された実施形態について説明すると、圧縮機ケーシング部分１１は第１の突起４８、第２の突起５０、第３の突起５２及び第４の突起５４を持つものとして示されており、これらの突起４８，５０，５２，５４の各々は方向６４に沿った相異なる位置に配置されている。第１のステータ部分１２は第１のステータ溝穴５６を含む。第１のステータ部分１２が組み立て用トラック１８に挿入されたとき、第１のステータ溝穴５６は対応する第１の突起４８と整列する。従って、第１のステータ部分１２は第１の端部２４から第１の組み立て円周位置４２へ挿入可能である。第１のステータ部分１２は、第２の突起５０と整列するステータ溝穴を含んでいない。従って、第１のステータ部分１２は、第２の突起５０で妨げられるので第１の組み立て円周位置４２よりも更に第１の組み立て方向３０に挿入することはできない。また、第１のステータ部分１２は、第４の突起５４で妨げられるので第２の端部２６から第２の組み立て方向３２に挿入することはできない。従って、第１のステータ部分１２は正しい第１の組み立て円周位置４２にのみ組み立てることできる。同様に、第２のステータ部分１４は第３及び第４の突起５２，５４に対応する２つの第２のステータ溝穴５８を含む。従って、第２のステータ部分１４は、第２のステータ溝穴５８が第１の突起４８を通り越す隙間を提供していないので、組み立て用トラック１８の中へ第２の端部２６から第２の組み立て方向３２にのみ挿入可能である。第２のステータ溝穴５８は、第２のステータ部分１４が第２の突起５０によって第２のステータ組み立て円周位置４４に止められるまで、第３及び第４の突起５４，５２を通り越す隙間を提供する。最後に、第３のステータ部分１６は、第４の突起５４に対応する第３のステータ溝穴６０を含む。第３のステータ部分１６は組み立て用トラック１８へ第２の端部２６からのみ挿入可能であって、第２の突起５２によって正しい第３の組み立て円周位置４６に止められる。このように、突起４８，５０，５２，５４及び対応するステータ溝穴５６，５８，６０は、ステータ部分１２，１４，１６が正しい組み立て円周位置４２，４４，４６に取り付けられるのを確実にする。

次に、図７〜図１０について説明すると、別の実施形態の圧縮機ケーシング部分１１が示されており、これは１つ以上の圧縮機ケーシング溝穴６６を含む。圧縮機ケーシング溝穴６６は、第１の端部２４から第２の端部２６まで圧縮機ケーシング部分１１の長さにわたって延在する溝穴であり、且つ組み立て方向３０，３２と平行である。１つ以上の突起４８，５０，５２，５４が圧縮機ケーシング溝穴６６の各々の中に配置される。圧縮機ケーシング溝穴６６にはステータ部分１２，１４，１６の１つ以上のステータ***部６８が対応しており、これにより、ステータ部分１２，１４，１６の各々が組み立て用トラック１６へ挿入されるときにステータ***部６８の各々がその対応する圧縮機ケーシング溝穴６６に滑り込む。これらのステータ***部６８はステータ部分１２，１４，１６の長さにわたって延在する。ステータ部分１２，１４，１６の各々は圧縮機ケーシング溝穴６６の各々に対してステータ***部６８を含んでいない。ステータ部分１２，１４，１６の１つが対応する圧縮機溝穴６６に対するステータ***部６８を持っていないとき、そのステータ部分１２，１４，１６は、特定の圧縮機ケーシング溝穴６６内に配置された突起４８，５０，５２，５４を通り越して進むように構成される。これにより、突起４８，５０，５２，５４は特定の対応するステータ***部６８と選択的に衝突するように構成される。図２〜図６に示されている実施形態においてステータ溝穴５６，５８，６０が突起４８，５０，５２，５４を通り越す隙間を提供しているのに対して、図７〜図１０に示されている実施形態では、対応する圧縮機ケーシング溝穴６６に対するステータ***部６８が存在していないことによって選択的な隙間が設けられる。しかしながら、両方の実施形態において、キー止め配置構成は、ステータ部分１２，１４，１６が正しい組み立て円周位置４２，４４，４６に取り付けられることを同様に確実にする。

本発明の別の実施形態では、圧縮機ケーシング部分１１の圧縮機ケーシング溝穴６６は別の圧縮機ケーシング部分（図示せず）の圧縮機ケーシング溝穴とは異なる寸法を持つ。この実施形態では、圧縮機ケーシング部分１１の圧縮機ケーシング溝穴６６はステータ部分１２，１４，１６のステータ***部６８のみを受け入れて、別の圧縮機ケーシング部分内に正しい組み立て位置を持つステータ部分（図示せず）を受け入れないように構成される。従って、この実施形態では、圧縮機ケーシング溝穴６６はステータ***部と共に、ステータ部分の正しくない段間組み立てを防止する。

ここで、数を特に明記せずに表した実施形態の各要素は、１つ又は複数の要素が存在することを意味するものとする。また用語「含む」及び「持つ」並びにそれらの派生語は、列挙した要素以外の追加の要素が存在し得るように非排他的であるものとする。また接続詞「又は」は、少なくとも２つの用語のリストに用いられたとき、いずれかの用語又はそれらの組合せを意味するものとする。また用語「第１」及び「第２」は、要素を区別するために用いたもので、特定の順序を意味するために用いていない。

本発明を限られた数の実施形態のみについて詳しく説明したが、本発明がこのような開示した実施形態に限定されないことが容易に理解されよう。むしろ、本発明は、これまで記載されていないが、本発明の精神及び範囲に相応している任意の数の変形、変更、置換又は等価な構成を取り入れるように修正することができる。更に、本発明の様々な実施形態を記述したが、本発明の様々な面はこれらの記述した実施形態の内の幾分かのみを含むことができることを理解されたい。従って、本発明は以上の説明によって制限されるものと見なすべきでなく、特許請求の範囲によって限定されるものである。

１０ 圧縮機ケーシング組立体部分
１１ 圧縮機ケーシング部分
１２ 第１のステータ部分
１４ 第２のステータ部分
１６ 第３のステータ部分
１８ 組み立て用トラック
２０ 外面
２２ 内面
２４ 第１の端部
２６ 第２の端部
２８ 静翼
３０ 第１の組み立て方向
３２ 第２の組み立て方向
３４ 組み立て用溝穴
３８ 基部リップ
４２ 第１の組み立て位置
４４ 第２の組み立て位置
４６ 第３の組み立て位置
４８ 第１の突起
５０ 第２の突起
５２ 第３の突起
５４ 第４の突起
５６ 第１のステータ溝穴
５８ 第２のステータ溝穴
６０ 第３のステータ溝穴
６４ 水平方向
６６ 圧縮機ケーシング溝穴
６８ ステータ***部

Claims (10)

1. 組み立て用トラック（１８）を持つ圧縮機ケーシング部分（１１）と、前記組み立て用トラック（１８）に挿入可能である一組のステータ部分（１２，１４，１６）とを有する圧縮機ケーシング組立体（１０）であって、
   前記圧縮機ケーシング部分及び前記一組のステータ部分は、前記一組のステータ部分が前記圧縮機ケーシング部分に単一の構成でのみ組み立てられるように構成されている、圧縮機ケーシング組立体（１０）。
2. 前記組み立て用トラック（１８）は少なくとも１つの突起（４８）によりキー止めされている、請求項１記載の圧縮機ケーシング組立体（１０）。
3. 前記圧縮機ケーシング組立体（１０）は更に複数の突起（４８，５０，５２，５４）を有しており、前記複数の突起（４８，５０，５２，５４）の各々は前記組み立て用トラック（１８）の長さに沿って間隔を置いて配置されており、また前記複数の突起（４８，５０，５２，５４）の各々は前記組み立て用トラック（１８）の幅に沿って間隔を置いて配置されている、請求項２記載の圧縮機ケーシング組立体（１０）。
4. 前記一組のステータ部分（１２，１４，１６）の内の少なくとも１つのステータ部分（１２）は少なくとも１つのステータ溝穴（５６）とキー止めされている、請求項２記載の圧縮機ケーシング組立体（１０）。
5. 前記少なくとも１つのステータ溝穴（５６）は、前記少なくとも１つのステータ部分（１４）が前記少なくとも１つの突起（４８）よりも更に前記組み立て用トラック（１８）の中へ挿入されるとき、前記少なくとも１つの突起（４８）のための隙間を提供する、請求項４記載の圧縮機ケーシング組立体（１０）。
6. 前記一組のステータ部分（１２，１４，１６）は非一様な静翼（２８）スキームを有している、請求項１記載の圧縮機ケーシング組立体（１０）。
7. 前記圧縮機ケーシング部分（１１）には少なくとも１つの圧縮機ケーシング溝穴（６６）が設けられている、請求項１記載の圧縮機ケーシング組立体（１０）。
8. 少なくとも１つの圧縮機ケーシング溝穴（６６）の内の少なくとも１つの中に少なくとも１つの突起（４８）が配置されている、請求項７記載の圧縮機ケーシング組立体（１０）。
9. 圧縮機ケーシング（１１）に対するステータ部分（１２，１４，１６）の適切な取り付けを確実にする方法であって、
   圧縮機ケーシング（１１）の組み立て用トラック（１８）に一組のステータ部分（１２，１４，１６）を挿入する段階を含み、前記組み立て用トラック（１８）及び前記一組のステータ部分（１２，１４，１６）の各々は、前記ステータ部分（１２，１４，１６）の各々が前記圧縮機ケーシング（１１）に単一の構成でのみ組み立てられるようにキー止めされる、方法。
10. 圧縮機ケーシング（１１）に対するステータ部分（１２，１４，１６）の適切な取り付けを確実にする方法であって、
    圧縮機ケーシング（１１）の組み立て用トラック（１８）をキー止めする段階と、
    一組のステータ部分（１２，１４，１６）の各々を、該一組のステータ部分（１２，１４，１６）が前記圧縮機ケーシング（１１）に単一の構成でのみ組み立てられるようにキー止めする段階と、
    を有する方法。

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