JP2007510089A - 多段遠心圧縮機及びそれを組み立てる方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コスト削減及び製造時間の短縮が可能な多段遠心圧縮機を提供する
【解決手段】 多段遠心圧縮機は、下部タンク半体（１１）及び上部タンク半体（１２）と、一連の回転子（１４）を備えるシャフト（１３）と、一連の段（１０）とを有し、各々の段は、一連の下部ダイアフラム半体（１６）及び一連の上部ダイアフラム半体（１８）と、支持リングを形成する下部リング半体（２１）及び上部リング半体（２２）とを備え、下部リング半体が下部タンク半体の内側に固着され、上部リング半体が上部タンク半体の内側に固着される。各段（１０）において、下部ダイアフラム半体は、ブロック手段により拘束されて第１のパイル（４１）を形成し、上部ダイアフラム半体は、ブロック手段により拘束されて第２のパイル（４２）を形成し、第１のパイル（４１）は下部リング半体（２１）に拘束され、第２のパイル（４２）は上部リング半体（２２）に拘束される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水平に開放可能なタンクを有する多段遠心圧縮機に関する。

多段遠心圧縮機を形成する基本要素は、機械の軸の周囲で回転する一連の回転子又はホイールを具備するシャフトと、様々な段の間に戻り流路を有する一連のディフューザ又はダイアフラムであり、それらは、圧縮機を収納するタンクと一体である。

各回転子は、同一のシャフトに組み付けられた一連の羽根付き円板から構成される。

各回転子円板に続いて、１つのディフューザが配置される。

各ディフューザは、その後に続く回転子へ流体を搬送する戻り流路と関連する。

関連するディフューザ及び戻り流路を含めた各回転子の構造体全体が１つの段を形成する。１つの段と隣接する段との間の再循環を回避するために、１つの段は、環状ダイアフラム及びラビリンスシールシステムにより、隣接する段から分離される。

遠心圧縮機は、２つのダイアフラム半体から構成されるダイアフラムを具備する。

多段遠心圧縮機の機能中、ダイアフラムは、流体の圧縮に起因する圧力差によって発生される軸方向の力を受ける。

従って、この力に対して均衡を保つために、ダイアフラム半体を多段遠心圧縮機の固定子に固定することが必要である。

１つのダイアフラムに対して、１つの支持リングを配置することが考えられる。支持リングは、上部リング半体及び下部リング半体に分割される。

各下部リング半体は下部タンクに溶接され、対応する上部リング半体は上部タンクに溶接される。

各上部ダイアフラム半体は対応する上部リング半体に固定され、各下部ダイアフラム半体は対応する下部リング半体に固定される。

これは、圧縮機の機能中にダイアフラム半体が軸方向応力を受けることにより、支持リングがなければダイアフラム半体が動いてしまい、その結果、特に、様々な段の間で密封の問題を引き起こすと考えられるためである。

タンク内においてダイアフラム半体を組み立てるときには、全てのダイアフラム半体の中心位置を対応するリング半体の中心位置と合わせなければならず、また、下部ダイアフラム半体の中心位置を対応する上部ダイアフラム半体の中心位置と合わせなければならないため、組み立ては極めて困難である。

同時に、遠心圧縮機の様々な段の間の密封を保持することも非常に重要である。

このため、ダイアフラム半体は、常に、対応するリング半体にあらかじめ固定される。

多段遠心圧縮機を組み立てる場合、まず、全ての下部ダイアフラム半体が下部タンクに挿入され、次に、回転子を含めたシャフトが組み付けられる。

同様に、上部ダイアフラム半体は、上部タンクに挿入され、固定される。

全てのダイアフラム半体の中心位置を調整するために、上部タンクは、まず、橋形クレーンによって持ち上げられ、裏返され、下部タンク半体の上に正確に配置される。その後、上部タンクを下部タンクに組み付けることができる。

大容量／高圧多段遠心圧縮機は、３５０ｔに達するほど極めて重い。従って、上部ダイアフラム半体が固定された上部タンクは、１５０〜２００ｔにもなる場合がある。

欠点の１つは、上部リング半体が溶接され、上部ダイアフラム半体が上部リング半体にそれぞれ固定されている上部タンクの総重量を持ち上げることが可能な高価な昇降システムが必要なことである。

別の欠点は、タンクの内側における構成要素の位置決めに対して制御を実行できないことである。

更に、ラビリンスシールシステムの交換などの極めて一般的な作業である保守に際して、上部タンクを裏返すことが必要である。

更に別の欠点は、特に大型で重い機械の場合、上部タンクを裏返すために高価で複雑な機器が必要になることである。
フランス国公開特許第２，５７２，４６９号公報 フランス国公開特許第１，３０６，３６８号公報 英国公開特許第２１８１７８５号公報 独国公開特許３，８３５，３４１号公報

本発明の目的は、水平に開放可能なタンクを有し単純且つコスト削減及び製造時間の短縮が可能な多段遠心圧縮機を提供することである。

別の目的は、水平に開放可能なタンクを有しコスト削減及び組み立て時間の短縮が実現可能な多段遠心圧縮機を提供することである。

別の目的は、水平に開放可能なタンクを有し保守作業中の安全レベルが向上した多段遠心圧縮機を提供することである。

更に別の目的は、多段遠心圧縮機を組み立てるために必要な橋形クレーンの大きさを縮小できるような水平に開放可能なタンクを有する多段遠心圧縮機を提供することである。

別の目的は、保守費用の削減及び保守時間の短縮を実現できるような水平に開放可能なタンクを有する多段遠心圧縮機を提供することである。

本発明によれば、水平に開放可能なタンクを有する多段遠心圧縮機であって、下部タンク半体１１と、上部タンク半体１２と、一連の回転子１４が装備されたシャフト１３と、一連の段１０とを具備し、各段は、一連の下部ダイアフラム半体１６及び一連の上部ダイアフラム半体１８と、互いに結合されて支持リングを形成する下部リング半体２１及び上部リング半体２２とを含み、前記下部リング半体２１が下部タンク半体１１の内側に固定され、対応する上部リング半体２２が上部タンク半体１２の内側に固定される多段遠心圧縮機において、多段遠心圧縮機の各段１０で、下部ダイアフラム半体１６は、ブロック手段により互いに緊密に拘束されて下部ダイアフラム半体１６から成る第１のパイル４１を形成し、対応する上部ダイアフラム半体１８は、ブロック手段により互いに緊密に拘束されて上部ダイアフラム半体１８から成る第２のパイル４２を形成することと、前記第１のパイル４１は、前記下部リング半体２１に拘束され、前記第２のパイル４２は、前記上部リング半体２２に拘束されることとを特徴とする多段遠心圧縮機を製造することにより、上記の目的を達成できる。

本発明のその他の特徴は、請求項２から６に示される。

本発明による水平に開放可能なタンクを有する多段遠心圧縮機の特徴及び利点は、添付の概略図面を参照する以下の限定的な意味を持たない実施形態の説明から更に明らかになるであろう。

図を参照すると、図は、水平に開放可能なタンクを有する多段遠心圧縮機の１つの段を示す。多段遠心圧縮機は、下部タンク半体１１及び上部タンク半体１２と、一連の回転子１４を有するシャフト１３と、一連の段１０とを具備する。各々の段１０は、一連の下部ダイアフラム半体１６及び一連の上部ダイアフラム半体１８を具備する。

多段遠心圧縮機は、段１０ごとに、互いに結合されて支持リングを形成する下部リング半体２１及び上部リング半体２２を更に含む。

下部リング半体２１は下部タンク半体１１の内側に固定され、対応する上部リング半体２２は上部タンク半体１２の内側に固定される。

多段遠心圧縮機の各段には、対応する下部ダイアフラム半体１６及び対応する上部ダイアフラム半体１８をそれぞれ保持するために、唯１つの下部リング半体２１と唯１つの上部リング半体２２が存在している。

多段遠心圧縮機の機能中に、下部リング半体２１は、下部ダイアフラム半体１６が軸方向応力に耐えられるように下部ダイアフラム半体１６を下部タンク半体１１に拘束する。

同様に、上述と同じ理由により、上部リング半体２２は、上部ダイアフラム半体１８を上部タンク半体１２に拘束する。

一連の下部ダイアフラム半体１６の各下部ダイアフラム半体は、固定手段によって、一連の上部ダイアフラム半体１８のうちのそれぞれ対応する上部ダイアフラム半体と結合され、その上部ダイアフラム半体に拘束され、それにより、シャフト１３が挿入される中央貫通穴を有するダイアフラム３０全体を形成する。

固定手段は、下部ダイアフラム半体１６及び上部ダイアフラム半体１８に配置された適切なハウジングに挿入可能なねじ１５又はタイロッドを含むのが好ましい。

更に、各段の下部ダイアフラム半体１６は、ブロック手段により互いに密に集結され且つ緊密に拘束される。同時に、各段の上部ダイアフラム半体１８は、ブロック手段により互いに密に集結され且つ緊密に拘束される。

ブロック手段は、ねじ、タイロッド及びピンを含む。

従って、多段遠心圧縮機の段１０ごとに、下部ダイアフラム半体１６から成る第１のパイル４１及び上部ダイアフラム半体１８から成る第２のパイル４２が構成される。

また、多段遠心圧縮機は、全体として、下部ダイアフラム半体１６から成る第１のパイル４１の集合体と、上部ダイアフラム半体１８から成る第２のパイル４２の集合体とを有することも明らかである。

従って、ダイアフラム半体が互いに緊密に拘束され、その結果、ダイアフラム半体の間に相対運動が起こる可能性がないため、第１のパイル４１と第２のパイル４２の各々の移動及び位置決めを難なく実行可能であり、多段遠心圧縮機の組み立て中の正しい位置決め及び中心位置の調整は非常に容易になる。

特に、圧縮機の上部タンク半体とは関係なく、第２のパイル４２の各々を対応する第１のパイル４１の上に位置決めできる。

下部ダイアフラム半体１６から成る第１のパイル４１の各々は、対応する下部リング半体２１に拘束され、同様に、上部ダイアフラム半体１８から成る第２のパイル４２の各々は、対応する上部リング半体２２に拘束される。

これは、多段遠心圧縮機の機能中にダイアフラム列に作用する軸方向力の均衡を保つため及びタンクに関してダイアフラム列の中心位置を調整するためである。

従って、ダイアフラムは、多段遠心圧縮機の機能中に受け取った応力を、ブロック手段を経て支持リングに伝達し、その後、多段遠心圧縮機の下部タンク半体１１及び上部タンク半体１２へ伝達することができ、それと同時に、様々な段の間の密封を維持できる。

更に、多段遠心圧縮機の組み立てに際して空の上部タンク半体を組み立てることが可能であり、これは、機器の昇降及び移動にかかる費用並びに作業全体の安全面の双方の観点から相当に大きな利点である。

本発明の別の面によれば、多段遠心圧縮機を組み立てる方法が提供される。本発明の方法は、（ａ）下部ダイアフラム半体１６から成る一連の第１のパイル４１及び上部ダイアフラム半体１８から成る一連の第２のパイル４２を形成する段階と、（ｂ）各段において、各々の第１のパイル４１の下部ダイアフラム半体１６を下部リング半体２１に拘束することにより、下部ダイアフラム半体１６から成る第１のパイル４１を下部タンク半体１１の中で組み立てる段階と、（ｃ）一連の回転子１４が装備されたシャフト１３を下部ダイアフラム半体１６から成る一連の第１のパイル４１に組み付ける段階と、（ｄ）一連の第２のパイル４２を一連の第１のパイル４１と結合し、第１のパイル４１に拘束する段階と、（ｅ）上部タンク半体１２を下部タンク半体１１に組み付け、各々の第２のパイル４２の上部ダイアフラム半体１８を対応する上部リング半体２２に拘束する段階と、（ｆ）多段遠心圧縮機を閉鎖する段階とを含む。

段階（ａ）において、下部ダイアフラム半体１６から成る第１のパイル４１及び上部ダイアフラム半体１８から成る第２のパイル４２の各々は、各段の下部ダイアフラム半体１６を互いに拘束し、同様に、各段の上部ダイアフラム半体１８を互いに拘束することにより形成される。

段階（ａ）は、軸方向ねじ１７によって下部ダイアフラム半体１６を互いに拘束し、且つ軸方向ねじ１９によって上部ダイアフラム半体１８を互いに拘束することにより実行されるのが好ましい。

段階（ｄ）は、ねじ１５によって各々の第１のパイル４１を対応する第２のパイル４２に拘束することにより実行されるのが好ましい。

図２ａ〜図２ｄを参照すると、各段の下部ダイアフラム半体１６から成る第１のパイル４１及び各段の上部ダイアフラム半体１８から成る第２のパイル４２を形成する好ましい方法は、１つの下部ダイアフラム半体１６を平坦な面の上に位置決めし、それを対応する上部ダイアフラム半体１８に結合し、それに拘束することにより、１つのダイアフラム３０の完全体を形成する方法である。

その後、別の下部ダイアフラム半体１６を、新たに形成されたダイアフラム３０の第１の下部ダイアフラム半体１６の上に位置決めし、それを、第１の上部ダイアフラム半体１８の上に配置された別の上部ダイアフラム半体１８に結合し、拘束する。

多段遠心圧縮機の１つの段の全てのダイアフラム半体を結合するために、上記の作業が何度か繰り返され、その結果、互いに積み重ねられた構造の全てのダイアフラム完全体が形成される。

次に、１つの段の全ての下部ダイアフラム半体１６が軸方向ねじ１７によって軸方向に拘束され、同様に、同じ段の全ての上部ダイアフラム半体１８が軸方向ねじ１９によって軸方向に拘束される。

１つの段の上部ダイアフラム半体１８を同じ段の対応する下部ダイアフラム半体１６に接合する拘束が除去されると、互いに積み重ねられた構造の下部ダイアフラム半体１６の第１のパイル４１と、互いに積み重ねられた構造の上部ダイアフラム半体１８の第２のパイル４２とが形成される。

従って、本発明による水平に開放可能なタンクを有する多段遠心圧縮機は、先に挙げた目的を達成することがわかる。

本発明の水平に開放可能なタンクを有する多段遠心圧縮機に対して、数多くの変形及び変更が可能であるが、それらは、全て、同一の本発明の概念の一部を形成する。

更に、使用される材料並びにそれらの寸法及び成分は、実際には、技術的要求に応じて変更されてもよい。

本発明の好ましい一実施形態による右側の部分断面図である。 本発明による遠心圧縮機段の好ましい組立の一例の概略斜視図である。 本発明による遠心圧縮機段の好ましい組立の一例の概略斜視図である。 本発明による遠心圧縮機段の好ましい組立の一例の概略斜視図である。 本発明による遠心圧縮機段の好ましい組立の一例の概略斜視図である。

符号の説明

１０…段、１１…下部タンク半体、１２…上部タンク半体、１３…シャフト、１４…回転子、１５…ねじ、１６…下部ダイアフラム半体、１７…軸方向ねじ、１８…上部ダイアフラム半体、１９…軸方向ねじ、２１…下部リング半体、２２…上部リング半体、３０…ダイアフラム、４１…第１のパイル、４２…第２のパイル

Claims (6)

1. 下部タンク半体（１１）及び上部タンク半体（１２）を備え水平に開放可能なタンクと、一連の回転子（１４）を備えるシャフト（１３）と、一連の段（１０）とを有し、
   前記段（１０）の各々が、一連の下部ダイアフラム半体（１６）及び一連の上部ダイアフラム半体（１８）と、互いに結合されて支持リングを形成する下部リング半体（２１）及び上部リング半体（２２）とを備え、
   前記下部リング半体（２１）が前記下部タンク半体（１１）の内側に固定され、対応する前記上部リング半体（２２）が前記上部タンク半体（１２）に固定される多段遠心圧縮機であって、
   前記多段遠心圧縮機の各段（１０）で、前記下部ダイアフラム半体（１６）は、ブロック手段により互いに緊密に拘束されて下部ダイアフラム半体（１６）から成る第１のパイル（４１）を形成し、対応する前記上部ダイアフラム半体（１８）は、ブロック手段により互いに緊密に拘束されて上部ダイアフラム半体（１８）から成る第２のパイル（４２）を形成し、前記第１のパイル（４１）は、前記下部リング半体（２１）に拘束され、前記第２のパイル（４２）は、前記上部リング半体（２２）に拘束されることを特徴とする水平に開放可能なタンクを有する多段遠心圧縮機。
2. 前記ブロック手段は、前記下部ダイアフラム半体（１６）を拘束するための軸方向ねじ（１７）及び前記上部ダイアフラム半体（１８）を拘束するための軸方向ねじ（１９）を含むことを特徴とする請求項１記載の水平に開放可能なタンクを有する多段遠心圧縮機。
3. 請求項１又は２記載の水平に開放可能なタンクを備える多段遠心圧縮機の組立方法において、
   （ａ）下部ダイアフラム半体（１６）から成る一連の第１のパイル（４１）及び上部ダイアフラム半体（１８）から成る一連の第２のパイル（４２）を形成する段階と、
   （ｂ）各々の前記第１のパイル（４１）の下部ダイアフラム半体（１６）を対応する段（１０）の下部リング半体（２１）に拘束することにより、前記下部ダイアフラム半体（１６）から成る一連の第１のパイル（４１）を前記下部タンク半体（１１）の内部で組み立てる段階と、
   （ｃ）前記一連の回転子（１４）が装備された前記シャフト（１３）を前記下部ダイアフラム半体（１６）から成る一連の第１のパイル（４１）に組み付ける段階と、
   （ｄ）前記一連の第２のパイル（４２）を前記一連の第１のパイル（４１）に結合し、拘束する段階と、
   （ｅ）前記上部タンク半体（１２）を前記下部タンク半体（１１）に組み付け、各々の第２のパイル（４２）の上部ダイアフラム半体（１８）を対応する段（１０）の上部リング半体（２２）に拘束する段階と、
   （ｆ）前記多段遠心圧縮機を閉鎖する段階と、
   を含むことを特徴とする組立方法。
4. 段階（ａ）において、前記下部ダイアフラム半体（１６）から成る第１のパイル（４１）は、前記下部ダイアフラム半体（１６）を互いに拘束することにより形成され、前記上部ダイアフラム半体（１８）から成る第２のパイル（４２）は、前記上部ダイアフラム半体（１８）を互いに拘束することにより形成されることを特徴とする請求項３記載の水平に開放可能なタンクを有する多段遠心圧縮機を組み立てる方法。
5. 前記段階（ａ）は、前記下部ダイアフラム半体（１６）を軸方向ねじ（１７）によって互いに拘束し且つ前記上部ダイアフラム半体（１８）を軸方向ねじ（１９）によって互いに拘束することにより実行されることを特徴とする請求項４記載の水平に開放可能なタンクを備える多段遠心圧縮機の組立方法。
6. 段階（ｄ）は、前記第１のパイル（４１）をねじ（１５）によって前記第２のパイル（４２）に拘束することにより実行されることを特徴とする請求項３記載の水平に開放可能なタンクを有する多段遠心圧縮機を組み立てる方法。

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