JP2010261446A - 回転機械バランスウェイト - Google Patents

Abstract

【課題】回転機械のバランスウェイトを提供すること。
【解決手段】一実施形態において、バランスウェイト（７８）は、底面（８４）と、底面から延在する回転軸と、回転軸の回りで対向するカム面（１１０）を有する円周とを含む。対向するカム面（１１０）は、回転軸に沿って底面（８４）から離れる方向で互いに向かって少なくとも部分的に傾斜している。バランスウェイト（７８）は、タービンエンジンの回転構成部品の溝（７６）に装着するよう設計される。
【選択図】 図９

Description

本発明は、回転機械のバランスウェイトに関する。

一般に、バランスウェイトは、ガスタービン、蒸気タービン、発電機、及び圧縮機などの回転機械において利用することができる。バランスウェイトは、回転構成部品をバランス調整するのに使用することができる。例えば、バランスウェイトを利用して、振動を低減し、及び／又は湾曲したロータ又は欠落もしくは脱落したブレード又はカバーなど、修正又は脱落した回転構成部品の回転上の影響を補償することができる。バランスウェイトは、ロータ、ホイール、又は他の回転構成部品に沿った様々な位置に位置付けることができ、工場及び／又は現場で調節することができる。

米国特許第７４６５１４６号明細書

最初に請求項に記載された本発明の範囲内にある一部の実施形態について以下で要約する。これらの実施形態は、特許請求した本発明の技術的範囲を限定することを意図するものではなく、むしろそれらの実施形態は、本発明の実施可能な形態の簡潔な概要を示すことのみを意図している。当然のことながら、本発明は、下記に説明した実施形態と同様のもの又は該実施形態と異なるものとすることができる様々な形態を含むことができる。

第１の実施形態において、システムは、溝を備えた回転構成部品と該溝内に配置されるバランスウェイトとを有する回転機械を含む。溝は、底面と、該底面から離れて第１の方向で互いに向かって収束して開口を形成する第１のテーパ側部とを含む。バランスウェイトは、本体と、第１の方向で互いに向かって収束する第２のテーパ側部とを含み、該バランスウェイトが、開口を介して溝内に入り、回転して第１及び第２のテーパ側部を係合するよう設計されている。

第２の実施形態において、システムは、タービンエンジンの回転構成部品の溝内に装着するように設計されたバランスウェイトを含む。バランスウェイトは、ベースと、該ベースから延在する回転軸と、該回転軸の回りの対向するカム面を有する円周とを含む。対向するカム面は、回転軸に沿ってベースから離れる方向で互いに向かって少なくとも部分的に傾斜している。

第３の実施形態において、システムは、略均一な開口と、底面から略均一な開口まで互いに向かって収束するテーパ側部とを有する環状溝を備えた回転構成部品を含む。システムはまた、環状溝内に配置されたバランスウェイトを含む。バランスウェイトは、第１の幅により離隔された対向側部の第１のペアと、該第１の幅によりも大きい第２の幅により離隔された対向側部の第２のペアとを有する非対称円周を含む。バランスウェイトは、対向側部の第１のペアがテーパ側部に略平行であるときに略均一な開口を通し、環状溝内で回転させて、テーパ側部に略平行な対向側部の第２のペアを配置するよう設計されている。

バランスウェイトを利用することができる複合サイクル発電システムの一実施形態の概略フロー図。 図１の蒸気タービンの一実施形態の断面図。 図２のホイールのうちの１つの一実施形態の断面図。 図２のホイールのうちの１つの別の実施形態の断面図。 ホイール内の溝から分解されたバランスウェイトを有するホイールの斜視図。 バランスウェイトが溝に挿入された状態の図５のホイールの斜視図。 線７−７に沿った図６のホイールを通る断面図。 バランスウェイトが溝内で回転された状態の図５のホイールの斜視図。 線９−９に沿った図８のホイールを通る断面図。 溝内で回転されたバランスウェイトの別の実施形態を示す図５のホイールの正面図。

本発明のこれら及び他の特徴、態様並びに利点は、図面全体を通して同じ参照符号が同様の部分を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むと、より良く理解されるであろう。

本発明の１以上の特定の実施形態について以下に説明する。これら実施形態の説明を簡潔にするために、本明細書では、実際の実施態様の全ての特徴については説明しないことにする。何れかの技術又は設計プロジェクトと同様に、このような何らかの実際の実装の開発において、システム及びビジネスに関連した制約への準拠など、実装毎に異なる可能性のある開発者の特定の目標を達成するために、多数の実装時固有の決定を行う必要がある点は理解されたい。更に、このような開発の取り組みは、複雑で時間を要する可能性があるが、本開示の利点を有する当業者にとっては、設計、製作、及び製造の日常的な業務である点を理解されたい。

本発明の種々の実施形態の要素を導入するときに、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、要素の１以上が存在することを意味するものとする。用語「備える」、「含む」、及び「有する」は、包括的なものであり、記載した要素以外の付加的な要素が存在し得ることを意味する。

本開示は、ガスタービン、蒸気タービン、風力タービン、水力タービン、圧縮機、及び発電機などの回転機械用のバランスウェイトを対象とする。一般に、バランスウェイトは、運転中の回転構成部品をバランス調整するよう、回転機械の回転構成部品内に位置付けることができる。バランスウェイトは、カム面により離隔される対向側部の２つのセットを含むことができる。対向側部の第１のセットはより小さな幅により離隔され、対向側部の第２のセットはより大きな幅により離隔することができる。この異なる幅により、バランスウェイトを回転構成部品内の溝に沿った何れかの場所に挿入可能にすることができる。例えば、溝は、溝の底面よりも小さい開口を形成するよう互いに向かって収束するテーパ側部を含むことができる。バランスウェイトのより小さな幅は、溝の開口と略等しいか、又はそれよりも小さくすることができる。従って、対向側部の第１のセットは、バランスウェイトを溝に挿入するようにテーパ側部と位置合わせすることができる。挿入後、バランスウェイトは、溝内で略９０度回転され、第２の対向側部を溝のテーパ側部と位置合わせすることができる。第２の対向側部は、全体的に開口を越えて溝に延在し、溝内のバランスウェイトを保持することができる。従って、バランスウェイトは、溝に沿った何れかの場所に挿入して、該溝内に位置付けることができる。すなわち、バランスウェイトの挿入を可能にするために、溝に沿った位置にどのような別個の開口、孔、又は局所的係合機構も設ける必要はない。更に、特定の開口内に挿入されるバランスウェイト（すなわち、プラグ又はゲート型バランスウェイト）用にテーパ付き孔を設けるのではなく、回転構成部品に溝を機械加工で形成することができ、これにより機械加工サイクル、回数、及び／又は製作コストを低減することができる。

図１は、バランスウェイトを利用することができる複合サイクル発電システム１０の一実施形態の概略フロー図である。システム１０は、ガスタービン１２、蒸気タービン１４、及び排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）システム１６を含むことができる。ガスタービン１４内では、シンガスのようなガスを燃焼させて、「トッピング」又はＢｒａｙｔｏｎサイクル内で動力を発生させることができる。ガスタービン１４からの排気ガスがＨＲＳＧシステム１６に供給され、「ボトミング」又はＲａｎｋｉｎｅサイクル内で蒸気を発生することができる。特定の実施形態において、ガスタービン１２、蒸気タービン１４、及びＨＲＳＧシステム１６は、統合型ガス化複合サイクル（ＩＧＣＣ）発電プラント内に含めることができる。

ガスタービン１２は、一般に、燃料（例えば、液体及び／又は気体燃料）を燃焼させて、第１の負荷１８を駆動することができる。第１の負荷１８は、例えば、電力を発生する発電機とすることができる。ガスタービン１２は、タービン２０、燃焼器又は燃焼室２２、及び圧縮機２４を含むことができる。ガスタービン２０からの排気ガス２６を用いて、第２の負荷２８を駆動するため蒸気タービン１４（ＨＲＳＧシステム１６を通じて）に供給される蒸気を発生することができる。第２の負荷２８もまた、電力を発生する発電機とすることができる。しかしながら、第１及び第２の負荷１８及び２８の両方は、ガスタービン１２及び蒸気タービン１４により駆動されることが可能な別のタイプの負荷であってもよい。更に、ガスタービン１２及び蒸気タービン１４は、別個の負荷１８及び２８を駆動するように図示されているが、ガスタービン１２及び蒸気タービン１４はまた、縦一列形態で利用して、単一のシャフトを介して単一の負荷を駆動してもよい。図示の実施形態において、蒸気タービン１４は、１つの低圧セクション３０（ＬＰ ＳＴ）、１つの中圧セクション３２（ＩＰ ＳＴ）、及び１つの高圧セクション３４（ＨＰ ＳＴ）を含むことができる。しかしながら、蒸気タービン１４並びにガスタービン１２の特定の構成は、実装時固有とすることができ、セクションのあらゆる組み合わせを含むことができる。

システム１０はまた、ガスタービン１２からの熱を利用して蒸気タービン１４用の蒸気を生成するＨＲＳＧシステム１６を含むことができる。ＨＲＳＧシステム１６は、とりわけ、蒸発器、エコノマイザ、ヒータ、過熱器、及び過熱低減器などの構成部品を含むことができ、これらは、高圧高温の蒸気を生成するのに使用される。ＨＲＳＧシステム１６により生成される蒸気は、発電のために蒸気タービン１４の低圧セクション３０、中圧セクション３２、及び高圧セクション３４に供給することができる。低圧セクション３０からの排気は、凝縮器３６に配向することができる。次に、凝縮器３６からの凝縮物は、復水ポンプ３８を用いてＨＲＳＧシステム１６に戻すことができる。ＨＲＳＧシステム１６内では、凝縮物を再熱し、蒸気タービン１４用の蒸気を発生することができる。

バランスウェイトは、複合サイクルシステム１０内の回転構成部品をバランス調整するのに用いることができる。例えば、バランスウェイトは、ガスタービン１２、圧縮機２４、蒸気タービン１４、及び／又はＨＲＳＧシステム１６にて使用することができる。他の実施形態では、バランスウェイトは、独立した回転機械で使用することができる。例えば、バランスウェイトは、単純サイクルシステムの一部である、ガスタービン、蒸気タービン、圧縮機、又は発電機で使用することができる。更に、バランスウェイトは、風力タービン及び水力タービンなどの他のタイプの回転機械で利用することができる。

図２は、図１の高圧セクション３４、中圧セクション３２、及び低圧セクション３０を含む蒸気タービン１４の一実施形態を示す。蒸気タービン１４は、例えば、図１のＨＲＳＧシステム１６から蒸気を受け取ることができる主蒸気入口ポート４０を含む。蒸気は、一連の段４２を通って流れることができる。一般に、各段４２は、軸線４６を中心として回転するシャフト４４の回りを囲むホイールに装着され、円周方向に間隔を置いて配置されたブレードを含むことができる。蒸気は、高圧セクション３４から中圧セクション３２に流入し、別の一連の段４８を通って流れることができ、各段が、シャフト４４の回りを回転するホイールに装着され、円周方向に間隔を置いて配置されたブレードを含む。特定の実施形態において、蒸気は、中圧セクション３２に流入する前に加熱を受けることができる。

蒸気は、中圧セクション３２から、クロスオーバ管５０及び入口ボックス５２を通って低圧セクション３０に流れることができる。低圧セクション３０内では、蒸気は、一連の段５４を通って反対の軸方向に流れることができ、各段は、軸線４６を中心として回転するシャフト５６の回りを囲むホイールに装着され、円周方向に間隔を置いて配置されたブレードを含む。シャフト５６は、軸方向の対向する端部に配置されたフランジ５８を含むことができ、一方端部上でシャフト５６をシャフト４４に結合し、他方端部上でシャフト５６を発電機シャフト（図示せず）に結合する。特定の実施形態において、バランスウェイトは、フランジ５８及び／又は段４２、４８、及び５４内のホイール上に含めることができる。

図３は、図２の線３−３内に囲まれた低圧段５４のうちの１つの一部分の断面図である。ホイール６２は、シャフト５６に装着され、該シャフト５６の回りを囲むことができる。１つだけのホイール６２が図示されているが、特定の実施形態では、複数のホイール６２をシャフト５６に沿って軸方向（方向６６）に間隔を置いて配置することができる。各ホイール６２は、シャフト５６の回りを円周方向（方向６８）に延在することができる。一連のブレード６４は、ホイール６２から半径方向（方向７０）に延在することができ、ホイール６２の回りに円周方向（方向６８）に間隔を置いて配置することができる。ホイール６２は、軸方向（方向６６）に対向する面７２及び７４を含むことができ、各々がバランスウェイト７８を受けるための溝７６を含む。溝７６は、ホイール６２の回りを全体的に又は部分的に円周方向６８に延在することができる。例えば、各溝７６は、シャフト５６の回りを３６０度に配置された単一の連続した環状溝を含むことができ、或いは、各溝７６は、シャフト５６の回りでセグメント化された複数の短い溝を含むことができる。溝７６は、半径方向に略平行な平面内に延在することができ（例えば、軸面７２内の溝７６）、及び／又は溝７６は、半径方向に対して傾斜することができる（例えば、軸面７４内の溝７６）。バランスウェイト７８は、溝７６の回りの種々の円周方向６８位置に配置することができる。更に、特定の実施形態において、バランスウェイト７８は、ホイール６２をバランス調整するために、再配置、除去、又は追加することができる。

図４は、低圧段５４の一部分の別の実施形態の断面図である。ホイール８０は、シャフト５６の回りを円周方向６８に延在し、軸面７２及び７４を含む。しかしながら、この実施形態では、溝７６は、面７２の一方上に配置される。溝７６は、１以上のバランスウェイト７８を含む。他の実施形態では、溝７６は、軸面７２及び７４の一方又は両方に含めることができる。更に、軸面７２及び７４は、半径方向７０に平行に又は半径方向７０に対して種々の角度で延在することができる。

ロータフランジ８２はまた、シャフト５６から半径方向７０に延在する。図２に関して上述したように、ロータフランジ８２は、複数のシャフトを共に結合するのに用いることができる。ロータフランジ８２は、シャフト５６の回りを円周方向６８に延在する溝７６を含む。溝７６のペアが図示されているが、あらゆる数の溝７６をロータフランジ８２内に含めることができる。シャフト５６をバランス調整するために、１以上のバランスウェイト７８を溝７６に位置付けることができる。図示のように、溝７６は、シャフト７６の周りを囲み、半径方向７０に延在する開口を含む。しかしながら、他の実施形態では、溝は、シャフト５６の回りを囲み、例えば、ホイール８０上に配置された溝７６と同様にして、軸方向６６に延在する開口を有することができる。

図５は、バランスウェイト７８と溝７６を図示したホイール６２の斜視図である。溝７６は、テーパ側部８６のペアにより囲まれる略平坦な底面８４を含み、該側部は、ベース８４から離れて互いに収束している。特定の実施形態において、テーパ側部８６は、少なくとも約１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０度の角度で互いに向かって収束することができる。スロット８８は、底面８４の半径方向７０外向き部分に沿って円周方向６８に延在する。しかしながら、他の実施形態では、スロット８８は、底面８４の半径方向０７内向き部分に沿って配置することができる。底面８４は、ホイール６２の円周回りで略一定の幅９０を有することができる。テーパ側部８６は、底面８４から軸方向６６外向きに延在し、幅９２を有する溝７６の開口を形成するよう互いに向かって収束する。幅９２は、幅９０よりも小さくすることができ、ホイール６２の円周回りで略均一とすることができる。より具体的には、より大きなアクセス開口は溝７６の回りには含まれていない。バランスウェイト７８は、テーパ側部８６により形成される開口を通って溝７６に挿入される。

図５はまた、ホイール６２及び溝７６から分解されたバランスウェイト７８を図示している。バランスウェイト７８は、回転軸（方向６６）の回りに延在する非対称円周を有することができる。具体的には、バランスウェイト７８は、対向側部９４のペアを含む。側部９４の各々は、側部９４間の距離９８を短くするよう設計された平坦部分９６を有する。距離９８は、開口幅９２に略等しいか、又は僅かに小さくすることができる。従って、バランスウェイト７８は、平坦部分９６がテーパ側部８６に隣接して配置された状態で、開口を通って溝７６に挿入することができる。

バランスウェイト７８はまた、側部９４間に配置され且つ略垂直に延在する別の対向する側部１００のペアを含む。側部１００の各々は、溝７６のテーパ側部８６に対応する角度でテーパを付けることができる。側部１００は、側部９４を隔てる距離９８よりも大きい距離１０１で離隔することができる。特定の実施形態において、テーパ側部１００は、少なくとも約１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０度の角度でバランスウェイト７８の後面１０２から離れて互いに向かって収束することができる。更に、特定の実施形態において、テーパ側部１００はまた、側部１００が反対方向で互いに向かって（例えば、後面１０２に向かって）収束する逆テーパ部分を含むことができる。しかしながら、他の実施形態では、テーパ側部１００は、後面１０２から離れて収束できるだけである。

バランスウェイト７８は、テーパ側部１００が溝７６のテーパ側部８６に略垂直でありながら、溝７６に挿入することができる。バランスウェイト７８が溝７６に挿入された後、バランスウェイト７８は、円周方向６８に約９０度回転させて、側部１００を溝７６のテーパ側部８６に隣接して配置することができる。回転後には、側部１００は、溝７６のテーパ側部８６に略平行にすることができる。側部１００間の距離１０１は、回転後にバランスウェイト７８を溝７６内に固定するために、底幅９０よりも僅かに小さく、開口幅９２よりも大きくすることができる。

バランスウェイト７８はまた、後面１０２の反対側に配置される前面１０４を含む。溝７６に挿入されると、後面１０２は底面８４に隣接することができ、前面１０４は、溝７６から突出することができる。前面１０４は、アパーチャ１０８のペアにより囲まれた中央開口１０６を含む。特定の実施形態において、中央開口１０６及びアパーチャ１０８は、溝７６内にバランスウェイト７８を配置及び／又は固定するために止めネジ及び／又は挿入工具を受けるようにネジ山を付けることができる。

図６は、溝７６内に挿入された後のバランスウェイト７８を図示している。特定の実施形態において、バランスウェイト７８は、溝７６内に手で挿入することができるが、他の実施形態では、ネジロッドなどの挿入工具を中央開口１０６に挿入し、溝７６内でのバランスウェイト７８の挿入及び／又は回転を容易にすることができる。挿入されると、バランスウェイト７８の底面１０２は、溝７６の底面８４上に置かれ、反対側の平坦部分９６は、溝７６のテーパ側部８６に隣接して配置することができる。平坦部分９６は、テーパ側部８６を隔てる距離９２と略等しいか又はこれよりも僅かに小さい幅９８により離隔することができる。幅９８をより小さくすることにより、平坦部分９６がテーパ側部８６と整列したときに、バランスウェイト７８を溝７６ｍ内に挿入可能にすることができる。

挿入後、バランスウェイト７８は、円周方向６８に約９０度回転させて、対向側部１００をテーパ側部８６に隣接して配置することができる。対向側部１００の各々は、回転軸の回りに円周方向（方向６６）にテーパが付けられたカム面１１０を含む。カム面１１０は、互いに略対向して配置され、側部１００と９６との間に配置された丸みのあるコーナを含むことができる。更に、カム面１１０は、回転軸に略垂直な方向（方向６６）にテーパを付けることができる。カム面１１０は、溝７６内のバランスウェイト７８の回転を容易にすることができる。例えば、バランスウェイト７８は、カム面１１０に沿って回転し、バランスウェイトを回転軸の回りで約９０度回転（方向６６）させることができる。

カム面１１０はまた、対向側部１００のテーパに対応する角度でテーパを付けることができる。特定の実施形態において、対向側部１００のテーパは、カム面１１０に連続的に延在することができる。すなわち、カム面１１０は、テーパ側部１００が互いに向かって収束する角度に略等しい角度で、後面１０２から離れて互いに向けてテーパを付けることができる。特定の実施形態において、カム面１１０は、少なくとも約１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０度の角度で後面１０２から離れて互いに向けて（及び前面１０４に向って）収束することができる。

図７は、回転前に溝７６内に挿入されたバランスウェイト７８を示した、線７−７に沿った断面図である。バランスウェイト７８の後面１０２は、溝７６の底面８４に支持されることができる。平坦部分９６は、平坦部分９６とテーパ側部８６との間に空間を有して、テーパ側部８６に隣接して配置される。平坦部分９６は、テーパ側部９４間の幅１００に略等しいか、又はそれよりも僅かに小さい距離９８で離間して配置される。回転後、空間１１２は、図６に示す対向側部１００間に存在するより大きな幅１０１により縮小することができる。

図８は、溝７６内での回転後のバランスウェイト７８を図示している。対向側部１００は、半径方向７０で溝７６内に延在し、テーパ側部８６に接近及び／又は接触する。対向側部１００は、溝７６までの開口の幅９２よりも大きい幅１０１により離隔され、これは、バランスウェイト７８を溝７６内に保持する役割を果たすことができる。例えば、バランスウェイト７８は、対向側部１００がテーパ側部８６と界接する圧縮又は締まり嵌めによって、溝７６内に保持することができる。

回転後、バランスウェイト７８はまた、アパーチャ１０８内に止めネジ１１４Ａ及び１１４Ｂなどの締結具を挿入することによって、溝７６内に固定することができる。止めネジ１１４Ａ及び１１４Ｂは、アパーチャ１０８内部のネジと噛み合うように設計されたネジ山１１６を含むことができる。止めネジ１１４Ａ及び１１４Ｂはまた、該止めネジ１１４Ａ及び１１４Ｂをアパーチャ１０８に押し込むための相補的工具（Ａｌｌｅｎヘッドレンチ、ソケットレンチ、ネジ回し、又は同様のものなど）を受けるための係合機構１１８（Ａｌｌｅｎヘッド、スロット、ソケット、Ｈｅｘキー、Ｐｈｉｌｌｉｐｓキー、又は同様のものなど）を含むことができる。係合機構１１８とは対照的に、止めネジ１１４Ａ及び１１４Ｂは、溝７６の底面８４又は溝７６内のスロット８８を切り込み又は係合させるように設計された節付き又は歯付き底部１２０を含むことができる。止めネジ１１４Ａ及び１１４Ｂを使用する代わりに、又はこれに加えて、バランスウェイト７８は、溝７６内にかしめることができる。例えば、バランスウェイト７８及び溝７６は、位置１２２でかしめてバランスウェイト７８及び／又は溝７６の表面を変形させ、溝７６及びバランスウェイト７８を互いに固定することができる。しかしながら、他の実施形態では、バランスウェイト７８は、かしめることなく溝７６内に固定することができる。更に、バランスウェイト７８は、かしめ、止めネジ１１４Ａ及び１１４Ｂ、及び／又は圧縮嵌めの何れかの組み合わせによって所定位置に保持することができる。

図９は、回転後に溝７６内に挿入されたバランスウェイト７８を示した、線９−９に沿った断面図である。対向側部１００は、溝７６のテーパ側部８６に隣接している。図７及び図９を比較すると分かるように、回転後は、バランスウェイト７８の側部１００は、溝７６内に半径方向（方向７０）に延在して、図７に示す空間１１２のサイズをより小さな空間１２４にまで低減する。上側止めネジ１１４Ａは、溝７６内のスロット８８に延在する。止めネジ１１４Ａは、溝７６内でのバランスウェイト７８の更なる回転を妨げ、及び／又は逆回転を妨げることができる。下側止めネジ１１４Ｂは、溝７６の底面８４に接触する。具体的には、図８に示す歯付き底部は、底面８４を係合し、バランスウェイト７８の後面１０２を溝７６の底面８４から引き上げ、又はオフセットさせることができる。しかしながら、他の実施形態では、後面１０２は、底面８４に接して配置してもよい。更に、特定の実施形態では、スロット８８を省略してもよく、止めネジ１１４Ａ及び１１４Ｂを溝７６の底面８４と係合させることができる。その上、他の実施形態では、スロット８８は、止めネジ１１４Ｂと略整列する溝７６の一部に沿って配置することができる。これらの実施形態において、止めネジ１１４Ｂはスロット８８に延在することができ、他の止めネジ１１４Ａは底面８４に係合する。

図１０は、溝７６内に挿入されて回転されたバランスウェイト７８の別の実施形態の正面図である。バランスウェイト７８は、図５から図９に関して説明されたバランスウェイト７８と略同様である。しかしながら、対向側部１００は、略凹面状の陥凹部１２６を含む。陥凹部１２６は、２つの接触点１２８を各側部１００に与え、テーパ側部８６を接触させる。２つの接触点１２８は、バランスウェイト７８によりテーパ側部８６に対して作用する圧力（例えば、ホイール６２が回転しているときの遠心力）を分散させることができる。他の実施形態では、複数の陥凹部１２６は、対向側部１００の一方又は両方に含めることができる。

バランスウェイト７８及び溝７６の相対形状、サイズ、及び幾何学的寸法は、例証として提供されており、限定を意図するものではない。例えば、バランスウェイト７８の対向側部１００の角度及び／又は溝７６のテーパ側部８６の角度は、およそ少なくとも１から９０度まで異なることができる。別の実施例において、カム面１１０の曲率は変えることができる。その上、スロット８８、空間１１２及び１２４、溝７６、並びにバランスウェイト７８の相対サイズは、とりわけ、利用される回転構成部品のタイプ、回転機械のタイプ、作動能力、作動時間などの要因に応じて変わることができる。更に、溝７６は、タービンホイール６２の関連で図５〜図１０で図示したが、溝７６が図４に示す回転フランジ８２などの別の回転構成部品で利用される場合には、類似の機構が存在することができる。

本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。

１０ 複合サイクルシステム
１２ ガスタービン
１４ 蒸気タービン
１６ ＨＲＳＧシステム
１８ 第１の負荷
２０ タービン
２２ 燃焼室
２４ 圧縮機
２６ 排気ガス
２８ 第２の負荷
３０ ＬＰＳＴ
３２ ＩＰＳＴ
３４ ＨＰＳＴ
３６ 凝縮器
３８ ポンプ
４０ 蒸気入口ポート
４２ 段
４４ シャフト
４６ 軸線
４８ 段
５０ クロスオーバ管
５２ 入口ボックス
５４ 段
５６ シャフト
５８ フランジ
６２ ホイール
６４ ブレード
６６ 軸方向
６８ 円周方向
７０ 半径方向
７２ 面
７４ 面
７６ 溝
７８ バランスウェイト
８０ ホイール
８２ ロータフランジ
８４ 底面
８６ テーパ側部
８８ スロット
９０ 幅 （底面）
９２ 幅
９４ 側部
９６ 平坦部分
９８ 幅
１００ 側部
１０１ 幅
１０２ 後面
１０４ 正面
１０６ 中心開口
１０８ アパーチャ
１１０ カム面
１１２ 空間
１１４ ネジ
１１６ ネジ山
１１８ 係合機構
１２０ 底部
１２２ かしめ位置
１２４ 空間
１２６ 陥凹部
１２８ 接触点

Claims (10)

1. 回転機械（１２、１４、２４）を備えるシステムであって、前記回転機械が、
   底面（８４）と、該底面（８４）から離れて第１の方向（６６）で互いに向かって収束して開口を形成する第１のテーパ側部（８６）とを有する溝（７６）を含む回転構成部品（６２）と、
   前記溝（７６）内に配置されるバランスウェイト（７８）と
   を備えており、前記バランスウェイト（７８）が、本体と、前記第１の方向（６６）で互いに向かって収束する第２のテーパ側部（１００）とを含み、前記バランスウェイトが、前記開口を介して前記溝（７６）内に入り、回転して前記第１及び第２のテーパ側部（８６、１００）を係合するよう構成されている、システム。
2. 前記バランスウェイト（７８）が、該バランスウェイト（７８）の回転軸の回りに対向するカム面（１１０）を含み、前記カム面（１１０）が、前記第２のテーパ側部（１００）を前記第１のテーパ側部（８６）に略垂直な第１の位置から、前記第１のテーパ側部（８６）に略平行な第２の位置まで回転させるように構成される、請求項１記載のシステム。
3. 前記第２のテーパ側部（１００）が、前記バランスウェイトの回転軸に沿って前記第１の方向（６６）で互いに向かって収束し、前記バランスウェイトが、前記回転軸を中心とした非対称円周を有し、前記非対称円周が、第１の対向面（９６）と第２の対向面（１００）との間に円周方向で対向する湾曲面を含み、前記第１の対向面（９６）が、前記第２の対向面間の第２の距離（１００）よりも小さい第１の距離（９８）でオフセットされる、請求項１又は請求項２記載のシステム。
4. 前記第１の距離（９８）が前記開口の幅（９２）よりも小さく、前記第２の距離（１００）が前記開口の幅（９２）よりも大きい、請求項３記載のシステム。
5. 前記バランスウェイトの本体が、貫通して延在して、前記溝（７６）に前記バランスウェイト（７８）を固定するために締結具（１１４）を受けるように構成された少なくとも１つのアパーチャ（１０８）を含む、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のシステム。
6. 前記締結具（１１４）が、前記溝（７６）の底面（８４）から前記バランスウェイト（７８）の後面（１０２）をオフセットさせるように、前記アパーチャ（１０８）内に配置される、請求項５記載のシステム。
7. 前記溝（７６）が、前記底面（８４）にスロット（８８）を含み、前記スロット（８８）が、前記バランスウェイト（７８）の回転を妨げるために前記締結具（１１４）を受けるように構成される、請求項５記載のシステム。
8. 前記バランスウェイト（７８）が、かしめることなく前記溝（７６）内に固定される、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載のシステム。
9. 前記開口が前記溝（７６）を貫通する均一な幅（９２）を有する、請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載のシステム。
10. タービンエンジン（１２、１４）の回転構成部品（６２）の溝（７６）内に装着するように構成されたバランスウェイト（７８）を備えるシステムであって、
    前記バランスウェイト（７８）が、ベース（８４）と、該ベースから延在する回転軸と、該回転軸の回りの対向するカム面（１１０）を有する円周とを含み、前記対向するカム面（１１０）が、前記回転軸に沿って前記ベース（８４）から離れる方向で互いに向かって少なくとも部分的に傾斜している、システム。

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