JP2014509181A

JP2014509181A - 密閉シールされたステーターのための弾性コーン、対応するモーター、および製造方法

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Publication number: JP2014509181A
Application number: JP2014500264A
Authority: JP
Inventors: メイ，ルチアーノ; ピンザウティ，マッシモ
Original assignee: ヌオーヴォピニォーネソシエタペルアチオニ
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2014-04-10
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: AU2011362824B2; EP2689515B1; MX2013010917A; KR101795114B1; RU2013141248A; BR112013024094B1; MX354162B; EP2689515A1; JP5926790B2; US9577494B2; AU2011362824A1; CN103430432B; CA2830050C; RU2562912C2; CN103430432A; BR112013024094B8; CA2830050A1; BR112013024094A2; WO2012126525A1; KR20140008523A

Abstract

モーターは、キャビティーを有するケーシングと、キャビティーの内側に取り付けられるように構成されたステーターと、ケーシングの第１の端部に取り付けられるように構成された弾性コーンと、第１の端部と反対側にあるケーシングの第２の端部に取り付けられるように構成された剛性コーンと、弾性コーンおよび剛性コーンに取り付けられるように構成された非金属の部分と、キャビティーの内側に設けられており、ステーターの内側で回転するように構成されたローターとを含む。ケーシング、弾性コーン、剛性コーン、非金属の部分は、密閉型エンクロージャーを形成し、密閉型エンクロージャーの中にステーター全体が取り囲まれており、密閉型エンクロージャーは、ステーターを冷却する冷却流体を保持し、また、冷却流体がローターに到達することを防止するように構成されている。
【選択図】図３

Description

本明細書に開示されている主題の実施形態は、一般に、方法およびシステムに関し、より詳細には、エンクロージャーが熱的応力にさらされるときに、エンクロージャーの完全性を維持しながらエンクロージャーをシールするための機構および技法に関する。

過去何年もの間、化石燃料の価格の上昇に伴い、化石燃料の処理に関する多くの側面への関心が高まっている。加えて、より効率的で信頼性の高いモーター、機械、タービン、圧縮機などを製造し、油およびガスベースの製品のより良好な製造および分配を促進することへの高い関心がある。

１つのそのような分野は、一般に、流体輸送システムに関し、より詳細には、パイプラインを通して流体を移動させる電気的機械に関する。例えば、流体は、海岸の場所または沖合の場所から、その次の使用のためのプロセスプラントに輸送される。種々の場所間で輸送されることが必要な多くのタイプの流体が存在する。１つのそのような流体は、高い腐食性のガスである場合がある。他の適用例では、流体輸送が、炭化水素処理産業および化学産業で使用され、エンドユーザーへの分配を促進するように使用される。少なくともいくつかの流体輸送ステーションは、ガスタービンによって駆動される圧縮機、ファン、および／またはポンプなどのような機械を使用している。これらのタービンのいくつかは、関連の流体輸送装置を、ギヤボックスを介して駆動し、ギヤボックスは、ガスタービン出力の駆動シャフト速度を所定の装置の駆動シャフト速度に増加させるかまたは減少させるかのいずれかをする。電気的機械（すなわち、電動駆動モーターまたは電気駆動装置）は、運転柔軟性（例えば、可変の速度）、保全性、より低い資本コストおよびより低い運転コスト、より良好な効率、ならびに環境適合性において、機械駆動装置（すなわち、ガスタービン）よりも有利であることが可能である。

また、電気駆動装置は、一般的に、機械駆動装置よりも構成が簡単であり、一般的に、より小さい設置面積を必要とし、流体輸送装置とより容易に統合可能であり、ギヤボックスの必要性を取り除くことが可能であり、かつ／または、機械駆動装置よりも信頼性が高いことが可能である。しかし、電気駆動装置を使用するシステムは、例えばステーターの中に、駆動コンポーネントを介して熱を発生させ、熱の除去を促進するための補助システムを必要とする可能性がある。例えば、いくつかの電気駆動装置は、一次熱伝達媒体として輸送される流体を使用し、ステーターを通して、および、ステーターの周りに流体を導く。しかし、場合によっては、輸送される流体は、ステーターのコンポーネントの効率に悪影響を及ぼし得る攻撃的な構成物質または不純物を有する可能性がある。例えば、輸送される酸性流体は、ステーターの銅製コンポーネントに否定的な影響を与える。

これらの理由のために、従来の電気機械は、Ｋａｍｉｎｓｋｉ他（米国特許第７，５０８，１０１号、その内容の全体は、参照により本明細書に組み込まれる）およびＫａｍｉｎｓｋｉ他（米国特許第７，５７９，７２４号、その内容の全体は、参照により本明細書に組み込まれる）に開示されているように、ローターからステーターを隔離するエンクロージャーの内側に、機械のステーターを設置することが可能である。油が、エンクロージャーの内側に提供され、銅製または他のコンポーネントに損害を与えない油環境の中にステーターを維持することが可能であり、また、輸送された流体がローターだけに接触するが、ステーターから熱を除去することが可能である。エンクロージャーは、当技術分野で知られているように、金属でできた壁部の一部、および、ステーターとローターとの間の非金属の材料でできた１つの壁部を有する。

従来の電気的機械に伴う問題は、機械の運転中に、非金属の壁部に加えられる熱的応力／歪みである。金属の壁部と非金属の壁部の間の熱的応力／歪みがかなりの大きさである場合、非金属の部分が破壊される可能性があり、それは、結果として、油がエンクロージャーから放出され、機械に損害を与えることを生じる。機械が運転されているとき、熱的応力／歪みが発生させられ、その温度が、環境温度（それは、およそ２０℃である可能性がある）から運転温度（それは、８０から１５０℃の範囲にある可能性がある）へ上昇する。金属は、一般的に、非金属の部分よりも３倍大きい熱膨張係数を有するということが知られているので、熱的応力に寄与する別の要因は、金属の壁部および非金属の壁部の熱膨張係数の相違である。したがって、運転の間、金属の壁部は非金属の壁部よりも大きく膨張し、それは、結果として、金属の壁部によって加えられる応力／歪みに起因して、非金属の壁部の破損を生じる可能性がある。

したがって、エンクロージャーの非金属の壁部の歪みを防止するシステムおよび方法を提供することが望ましいこととなる。

英国特許第２２８９８０１号公報

１つの例示的な実施形態によれば、モーターが存在し、モーターは、キャビティーを有するケーシングと、キャビティーの内側に取り付けられるように構成されたステーターと、ケーシングの第１の端部に取り付けられるように構成された弾性コーンと、第１の端部と反対側にあるケーシングの第２の端部に取り付けられるように構成された剛性コーンと、弾性コーンおよび剛性コーンに取り付けられるように構成された非金属の部分と、キャビティーの内側に設けられ、ステーターの内側で回転するように構成されたローターとを備える。ケーシング、弾性コーン、剛性コーン、および非金属の部分が、密閉型エンクロージャーを形成し、密閉型エンクロージャーの中にステーター全体が取り囲まれており、密閉型エンクロージャーが、ステーターを冷却する冷却流体を保持し、また、冷却流体がローターに到達することを防止するように構成されている。

別の例示的な実施形態によれば、モーターのケーシングに取り付けられることとなる弾性コーンが存在する。弾性コーンは、幅の広い端部から幅の狭い端部へ延びる湾曲した本体と、幅の広い端部にあり、弾性コーンをモーターのケーシングに取り付けるためのボルトを受け入れるように構成された１つまたは複数の孔部と、幅の狭い端部に設けられ、モーターのステーターをモーターのローターから隔離する非金属の壁部の端部を受け入れるように構成された受け入れ部分とを含む。受け入れ部分が、弾性コーンと非金属の壁部との間の境界面をシールする金属製シールを受け入れるように構成された溝部を有する。

さらなる別の例示的な実施形態によれば、モーターの内側に、密閉シールされたエンクロージャーを設けるための方法が存在する。方法は、モーターのケーシングにステーターを取り付けるステップと、ケーシングの第１の端部に剛性コーンを取り付けるステップと、ケーシングの第２の端部に弾性コーンを取り付けるステップであって、第２の端部は、第１の端部の反対側にあり、ステーターが、ケーシング、剛性コーン、および弾性コーンによって囲まれるようになっている、ステップと、剛性コーンおよび弾性コーンに非金属の壁部を接続して、密閉シールされたエンクロージャーを形成するステップであって、ステーターがエンクロージャーの内側にあるようになっている、ステップと、ステーターの内側にあり、非金属の壁部を通してステーターに面するローターを提供するステップとを含む。

さらなる別の例示的な実施形態によれば、流体を輸送するためのシステムが存在する。システムは、流体の圧力を増加させるように構成された圧縮機と、圧縮機に接続され、圧縮機を駆動するように構成されたモーターとを含む。モーターは、キャビティーを有するケーシングと、キャビティーの内側に取り付けられるように構成されたステーターと、ケーシングの第１の端部に取り付けられるように構成された弾性コーンと、第１の端部と反対側にあるケーシングの第２の端部に取り付けられるように構成された剛性コーンと、弾性コーンおよび剛性コーンに取り付けられるように構成された非金属の部分と、キャビティーの内側に提供されており、ステーターの内側で回転するように構成されたローターとを含む。ケーシング、弾性コーン、剛性コーン、および非金属の部分は、密閉型エンクロージャーを形成し、密閉型エンクロージャーの中にステーター全体が取り囲まれており、密閉型エンクロージャーは、ステーターを冷却する冷却流体を保持し、また、冷却流体がローターに到達することを防止するように構成されている。

添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成しており、１つまたは複数の実施形態を示し、詳細な説明とともにこれらの実施形態を説明する。

２つの剛性コーンを有するモーターの概略図である。エンクロージャーを形成するために、モーターの中で使用されている剛性コーンの概略図である。例示的な実施形態による、１つの剛性コーンおよび１つの弾性コーンを有するモーターの概略図である。例示的な実施形態による弾性コーンの概略図である。例示的な実施形態による弾性コーンおよび非金属の壁部の概略図である。例示的な実施形態による、弾性コーンと非金属の壁部との間の接続部の概略図である。例示的な実施形態による弾性コーンの概略図である。例示的な実施形態による、図７の弾性コーンの詳細の概略図である。例示的な実施形態による、弾性コーンとともにモーターを組み立てるための方法を示すフローチャートである。例示的な実施形態による、流体を輸送するためのシステムの概略図である。

例示的な実施形態の以下の説明は、添付の図面を参照している。異なる図面の中の同じ参照数字は、同一または類似のエレメントを特定している。以下の詳細な説明は、本発明を限定しない。その代わりに、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。以下の実施形態は、簡単にするために、ステーターおよびローターを有する電気モーターの用語および構造に関して述べられている。しかし、次に述べられることとなる実施形態は、これらのシステムに限定されず、異なる材料で作製された壁部を有するエンクロージャーを使用する他のシステムに適用可能である。

本明細書を通して、「１つの実施形態」または「実施形態」を参照することは、実施形態に関連して説明されている特別の特徴、構造、または、性質が、開示されている本主題の少なくとも１つの実施形態の中に含まれているということを意味する。したがって、明細書を通して様々な場所において「１つの実施形態では」または「実施形態では」の言い回しが現れることは、必ずしも、同じ実施形態を参照しているわけではない。さらに、特別の特徴、構造、または、性質は、１つまたは複数の実施形態において、任意の適切な方式で組み合わせられてもよい。

例示的な実施形態によれば、電気モーターのステーターが、金属の壁部および非金属の壁部を有するエンクロージャーの内側に設けられている。非金属の壁部は、一方の端部が、剛性壁部ほど非金属の壁部を引っ張らない弾性壁部に取り付けられており、したがって、温度の上昇に起因して金属の壁部が膨張するときに、非金属の壁部により少ない応力／歪みを加える。

図１に示されているように、電気モーター１０は、ケーシング１２を含む。ケーシング１２は、キャビティー１４を有し、キャビティー１４の中に、ステーター１６が設けられている。ステーター１６は、ケーシング１２に対して固定されており、すなわち、ステーター１６は、ケーシング１２に対して回転しない。ローター１８は、ケーシング１２の内側に設けられているが、ローター１８は、長手方向軸線Ｘの周りに回転するように構成されている。２つの剛性コーン２０および２２が、ケーシング１２に取り付けられ、ステーター１６の端部に面している。コーン２０と２２との間に、非金属の壁部２４が設けられている。非金属の壁部２４は、コーン２０および２２に取り付けられており、ステーター１６に接触しないように構成されている。

図２は、非金属の壁部２４とコーン２２との間の接続部をより詳細に示している。ろう付け層（ｂｒａｚｉｎｇｌａｙｅｒ）２６が、コーン２２と非金属の壁部２４との間に配設されており、エンクロージャー２８が、ケーシング１２および非金属の壁部２４によって画定されている。エンクロージャー２８は、ろう付け層２６で密閉シールされている。同じろう付け層が、非金属の壁部２４のもう一方の端部とコーン２０との間に与えられている。

しかし、ケーシング１２ならびにコーン２０および２２は、金属で作製されており、一方、非金属の壁部２４は、金属でない材料で形成されているので、電気機械１０の温度が、例えば、室温（約２０℃）から機械の運転温度（約１５０から２５０℃）へ上昇するとき、ケーシングおよびコーンの膨張は、非金属の壁部の膨張よりも大きくなり、それが、非金属の壁部に熱的に応力／歪みを加える。１つの適用例では、非金属の壁部に加えられる応力／歪みの方向が、図２のＳによって示されている。この応力／歪みは、場合によっては、非金属の壁部２４を破壊する可能性がある。これが起こった場合、ステーター１６とローター１８との間を循環している、損害を与える可能性のある流体が、キャビティー１４に進入し、ステーター１６に損害を与える可能性がある。また、冷却流体が、ステーター１６を冷却するためにキャビティー１４の内側で使用される場合、冷却流体は、ローター１８に漏れ、望ましくない問題を引き起こす可能性がある。

図３に示されている例示的な実施形態によれば、電気モーター４０が、ステーター４８に面するケーシング４２ならびに２つの側部４４および４６を有するように示されている。ステーター４８が、ケーシング４２に固定されて取り付けられている。ケーシング４２の側部４６（また、軸受ケーシング支持部とも称される）が、軸受ケーシング５０に接続されており、軸受ケーシング５０は、ローター５２を回転可能に支持するための軸受システムを含む。非金属の壁部５６は、剛性コーン６０と弾性コーン６２との間に接続されている。剛性コーン６０は、図１に示されている剛性コーン２０と同様である。剛性コーン６０は、ケーシング４２の一方の側部４４に取り付けられている。１つの適用例では、剛性コーン６０が、非金属の壁部５６に対して圧縮され、シール６４が、剛性コーン６０と非金属の壁部５６との間に置かれている。

しかし、非金属の壁部５６のもう一方の端部は、図１に示されているような剛性コーンには取り付けられていないが、それとは対照的に、弾性コーン６２に取り付けられており、弾性コーン６２は、ケーシングの温度が上昇するときに非金属の壁部５６に加えられる応力／歪みを低減させる。図４は、ケーシング４２の２つの側部４４と４６との間に設けられている弾性コーン６２を示している。さらに、その中にステーターが密閉シールされているキャビティー６６が、ケーシング４２、側部４４、剛性コーン６０、非金属の壁部５６、および弾性コーン６２によって形成されている。１つの適用例では、剛性コーン６０は、キャビティー６６の境界になっていない。ステーターを冷却するための冷却流体が、キャビティー６６の内側に供給される。１つの適用例では、冷却流体は、油であることが可能である。

非金属の壁部５６が、弾性コーン６２に接続され、キャビティー６６からの冷却流体が、漏れ出してローター５２に到達しないようになっている。この理由のために、シーリング部６８が、弾性コーン６２と非金属の壁部５６との間の境界面に設けられてもよい。１つの適用例では、シーリング部６８は、金属製シールであることが可能である。１つの適用例では、シーリング部６８は、シーリング部６４と同一である。

図４に示されている例示的な実施形態によれば、弾性コーン６２は、複数のボルト７０によってケーシング４２に取り付けられてもよい。対応する孔部７２が、ケーシング４２および弾性コーン６２の中に形成可能であり、ボルト７０がケーシング４２に進入することを可能にする。１つの例示的な実施形態では、同じボルト７０が使用され、例えば、図４に示されているように、ケーシング４２に側部４６も取り付けている。

１つまたは複数の上記の例示的な実施形態の１つの利点が、図５および図６を参照して述べられている。図５は、弾性コーン６２がケーシング４２の中間部分７８にギャップ７６を伴って組み立てられているということがより詳細に示されている。換言すれば、弾性コーン６２の端部６２ａが、非金属の壁部５６に接触するとき、端部６２ｂは、中間部分７８との間にギャップ７６を作る。したがって、弾性コーン６２が、端部６２ｂにおいてケーシング４２に取り付けられるとき、張力Ｔ（図６参照）が、弾性コーン６２によって非金属の壁部５６に加えられる。この弾性コーン６２の予荷重は、ギャップ７６に比例する。従来のモーターにおいて、モーターが組み立てられるとき、室温では非金属の部分には張力が加えられないということが留意される。１つの適用例では、ギャップ７６は、１から５ｍｍの間である。別の適用例では、ギャップは、ケーシングの熱膨張よりも大きくなるように計算されている。さらに別の適用例では、ギャップは、ケーシングの熱膨張の少なくとも５倍よりも大きくなるように計算されている。

さらに、モーターが使用中であり、ケーシング４２、剛性コーン６０、弾性コーン６２、および非金属の壁部５６の温度が、室温から運転温度へ上昇したときを考える。非金属の壁部５６よりもケーシング４２の膨張が大きいことに起因して、熱的応力／歪み力Ｓが、図６に示されているように、非金属の壁部５６の中に現れるということが予期される。しかし、弾性コーン６２は予荷重が加えられているので、熱的応力／歪み力Ｓが、結局は、張力Ｔを低減し、かつ／または、張力Ｔを相殺し、したがって、非金属の壁部５６に損害を与え得る力を最小化させる。ギャップ７６のサイズ、ならびに、ケーシング４２および弾性コーン６２の材料に応じて、予荷重力Ｔは、熱膨張に起因して現れる力Ｓを相殺するように計算可能である。１つの適用例では、力Ｔは、力Ｓの影響を低減させるが、力Ｓを相殺はしない。

例示的な実施形態によれば、弾性コーン６２は、非金属の壁部５６に対するばねの役割を果たし、したがって、剛性コーン６０に向かって非金属の壁部を付勢しているものとして考慮されてもよい（図３参照）。弾性コーン６２の弾性特性、および、ギャップ７６のサイズに応じて、予荷重するときに弾性コーン６２によって加えられる力Ｔは、望ましいように調節可能である。弾性コーン６２に使用されることとなる材料の例として、超合金、インコネル（ＩＮＣＯＮＥＬ）合金（６００、６２５、７１８など）、または合金鋼が、弾性コーンに使用可能であるということが留意される。弾性コーン６２の弾力性は、その特別な形状および寸法によって与えられてもよく、材料の特定の成分によって与えられるのではない。このように、弾性コーンは、剛性コーンよりも約１０倍弾性である。１つの適用例では、弾性コーンは、高張力特性を有し、かつ、それは、剛性コーンよりも高い弾性定数を有するように形状付けされている。

１つの適用例では、ケーシングは、８０と１５０℃の間の運転温度に到達するとき、約１ｍｍ膨張することが可能であり、弾性コーンは、非金属の壁部の中の、ケーシングの膨張に関連する熱的応力を低減させるように構成されている。例示的な実施形態では、非金属の壁部５６が、接触境界面８０において、弾性コーン６２にろう付けされている。代替的に、非金属の壁部５６は、弾性コーン６２にボルトで留められるか、または、当技術分野の他の既知の手段で取り付けられてもよい。しかし、境界面８０に、シール６８以外の取り付け材料が何もない場合もある。この場合、弾性コーン６２によって非金属の壁部５６に加えられた付勢力が、これら２つのエレメントを一緒に維持する唯一の手段である。

別の例示的な実施形態では、モーター１０が、ローター５２の対応する端部に設けられた第１および第２の軸受デバイス５０（図３参照）、および、ステーターの対応する端部に設けられた第１および第２の軸受ケーシング支持部デバイス（５１および４６）を含むことが可能であり、弾性コーンが、第２の軸受ケーシングとステーターとの間に設けられるようになっている。

図７に示されている例示的な実施形態によれば、弾性コーンは、幅の広い端部１０２から幅の狭い端部１０４へ延びる湾曲した本体１００と、幅の広い端部１０２にあり、弾性コーンをモーターのケーシングに取り付けるためのボルトを受け入れるように構成されている１つまたは複数の孔部１０６と、幅の狭い端部１０４に設けられ、モーターのステーターをモーターのローターから隔離する非金属の部分の端部を受け入れるように構成されている受け入れ部分１０８（図８参照）とを含む。受け入れ部分１０８は、弾性コーンと非金属の部分との間の境界面をシールする金属製シールを受け入れるように構成された溝部１１０を有する。弾性コーンは、図７に示されているように、湾曲したコーンと同様の３次元形状を有する。

図９に示されている例示的な実施形態によれば、モーターの内側に、密閉シールされたエンクロージャーを設けるための方法が存在する。方法は、モーターのケーシングにステーターを取り付けるステップ９００と、ケーシングの第１の端部に剛性コーンを取り付けるステップ９０２と、ケーシングの第２の端部に弾性コーンを取り付けるステップ９０４であって、第２の端部は、第１の端部の反対側にあり、ステーターが、ケーシング、剛性コーン、および弾性コーンによって囲まれるようになっている、ステップ９０４と、剛性コーンおよび弾性コーンに非金属の壁部を接続するステップ９０６であって、密閉シールされたエンクロージャーを形成し、ステーターがエンクロージャーの内側にあるようになっている、ステップ９０６と、ステーターの内側に、非金属の壁部を通してステーターに面するローターを設けるステップ９０８とを含む。

図１０に示されている例示的な実施形態によれば、油およびガス製品の輸送を促進するためのシステム１２０が存在する。例えば、システム１２０は、モーター１２２および圧縮機１２４を含むことが可能である。１つの適用例では、圧縮機１２４は、ポンプに置き換えられる。モーター１２２は、図３に示されているモーター４０であっても、または当技術分野で知られている他のモーターであってもよい。モーター１２２のシャフトは、カップリング１２６を介して圧縮機１２４のシャフトに直接連結可能である。代替的に、カップリング１２６は、ギヤボックスであることが可能である。モーター１２２は、送電網（図示せず）に接続され、圧縮機１２４を駆動するように構成可能である。圧縮機１２４は、入口部１２８を有することが可能であり、入口部１２８において、輸送されることとなる製品が供給される。製品の一部は、モーター１２２を通して、例えば、入口部１３０に迂回させられてもよい。製品は、図１および図４に関して述べられたように、モーター１２２を冷却することが可能であり、次いで、使用された製品は、圧縮機１２４の入口部１２８に戻される。高い圧力を有する製品が、出口部１３２における出力であり、例えば、輸送パイプラインの中への出力である。図１０に示されているように、モーター１２２および１２４は、同じケーシングの中に設けられてもよい。代替的に、２つのユニットが、異なるケーシングの中に設けられてもよい。

開示されている例示的な実施形態は、モーターの内側のエンクロージャーの一部である非金属の壁部の亀裂または破損を防止するためのシステムおよび方法を提供している。この明細書は、本発明に限定するように意図されていないということが理解されるべきである。それとは対照的に、例示的な実施形態は、代替例、修正例、および均等物をカバーすることが意図されており、それらは、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲の中に含まれている。さらに、例示的な実施形態の詳細な説明において、特許請求された本発明の包括的な理解を提供するために、多数の特定の詳細部が説明されている。しかし、様々な実施形態は、そのような特定の詳細部なしに実施可能であるということを、当業者は理解するであろう。

本発明の例示的な実施形態の特徴および要素が、特別の組合せで実施形態に説明されているが、それぞれの特徴もしく要素が、実施形態の他の特徴および要素なしに単独で使用可能であり、または、本明細書に開示されている他の特徴および要素と様々な組合せで、もしくは、本明細書に開示されている他の特徴および要素なしに、使用可能である。

この明細書は、任意の当業者が本発明を実施（任意のデバイスまたはシステムを製造および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を実行することを含む）することができるように、開示されている本主題の例を使用している。本主題の特許の範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が考え付く他の例を含むことが可能である。そのような他の例は、特許請求の範囲内に含まれることが意図されている。

１０電気モーター、電気機械
１２ケーシング
１４キャビティー
１６ステーター
１８ローター
２０剛性コーン
２２剛性コーン
２４非金属の壁部
２６ろう付け層
２８エンクロージャー
４０電気モーター
４２ケーシング
４４側部
４６側部
４８ステーター
５０軸受ケーシング、第１および第２の軸受デバイス
５１軸受ケーシング支持部デバイス
５２ローター
５６非金属の壁部、非金属の部分
６０剛性コーン
６２弾性コーン
６２ａ端部
６２ｂ端部
６４シール、シーリング部
６６キャビティー
６８シール、シーリング部
７０ボルト
７２孔部
７６ギャップ
７８中間部分
８０境界面
１００湾曲した本体
１０２幅の広い端部
１０４幅の狭い端部
１０６孔部
１０８受け入れ部分
１１０溝部
１２０システム
１２２モーター
１２４圧縮機
１２６カップリング
１２８入口部
１３０入口部
１３２出口部
Ｓ熱的応力／歪み力
Ｔ張力
Ｘ長手方向軸線

Claims

キャビティーを有するケーシング（４２）と、
前記キャビティーの内側に取り付けられるように構成されたステーター（４８）と、
前記ケーシング（４２）の第１の端部に取り付けられるように構成された弾性コーン（６２）と、
前記第１の端部と反対側にある前記ケーシング（４２）の第２の端部に取り付けられるように構成された剛性コーン（６０）と、
前記弾性コーン（６２）および前記剛性コーン（６０）に取り付けられるように構成された非金属の部分（５６）と、
前記キャビティーの内側に設けられ、前記ステーター（４８）の内側で回転するように構成されたローター（５２）と
を備える、モーターであって、
前記ケーシング（４２）、前記弾性コーン（６２）、前記剛性コーン（６０）、および前記非金属の部分（５６）が、密閉型エンクロージャーを形成し、前記密閉型エンクロージャーの中に前記ステーター（４８）全体が取り囲まれており、前記密閉型エンクロージャーが、前記ステーター（４８）を冷却する冷却流体を保持し、また前記冷却流体が前記ローター（５２）に到達することを防止するように構成されている、
モーター。
前記弾性コーンが、高張力特性を有する金属製材料で作製されており、前記剛性コーンよりも高い弾性定数を有するように形状付けされている、請求項１記載のモーター。
前記弾性コーンが、１つまたは複数のボルトによって前記ケーシングに取り付けられている、請求項１または２記載のモーター。
前記弾性コーンが、前記非金属の壁部を付勢し、前記剛性コーンに対して前記非金属の壁部を押し付けるように構成されている、請求項１乃至３のいずれか１項記載のモーター。
前記モーターが、金属製シールをさらに備え、前記金属製シールは、前記非金属の壁部と前記弾性コーンとの間に接触して配設されており、また、非金属の壁部と前記剛性コーンとの間に配設されており、前記冷却流体が、前記非金属の壁部と前記弾性および剛性コーンとの間の境界面で漏れることが防止されるようになっている、請求項１乃至４のいずれか１項記載のモーター。
前記弾性コーンが、室温で予荷重歪みの状態となるように、前記ケーシングおよび前記非金属の壁部と組み立てられる、請求項１乃至５のいずれか１項記載のモーター。
前記モーターが８０と１５０℃の間の運転温度に到達すると、前記弾性コーンおよび剛性コーンの前記歪みが減少するように、室温での前記予荷重歪みが事前に決定される、請求項１乃至６のいずれか１項記載のモーター。
前記ケーシングが、８０と１５０℃の間の運転温度に到達するとき、約１ｍｍ膨張する、請求項１乃至７のいずれか１項記載のモーター。
前記ローターの対応する端部に設けられ、前記ローターを支持するように構成された第１および第２の軸受デバイスと、
前記ケーシングの対応する端部に設けられた第１および第２の軸受ケーシング支持部デバイスであって、前記第１の軸受ケーシング支持部デバイスの第１の端部が、前記ケーシングに取り付けられ、前記第１の軸受ケーシング支持部デバイスの第２の端部が、前記剛性コーンに取り付けられ、前記第２の軸受ケーシング支持部デバイスの第１の端部が、前記ケーシングに取り付けられ、前記第２の軸受ケーシング支持部デバイスの第２の端部が、前記第２の軸受デバイスに取り付けられるようになっている、第１および第２の軸受ケーシング支持部デバイスと
をさらに備え、
前記弾性コーンが、前記第２の軸受ケーシング支持部デバイスと前記ステーターとの間に設けられている、
請求項１乃至８のいずれか１項記載のモーター。
前記弾性コーンの前記予荷重歪みに起因する直接接触以外に、前記非金属の壁部と前記弾性コーンとの間に他の接続部が存在しない、請求項１乃至９のいずれか１項記載のモーター。
前記密閉型エンクロージャーが、油で満たされており、前記密閉型エンクロージャーが、前記非金属の部分と前記ローターとの間を循環する腐食性ガスから前記ステーターを保護する、請求項１乃至１０のいずれか１項記載のモーター。
モーターのケーシング（４８）に取り付けられることとなる弾性コーン（６２）であって、
幅の広い端部（１０２）から幅の狭い端部（１０４）へ延びる湾曲した本体（１００）と、
前記幅の広い端部（１０２）にあり、前記弾性コーンを前記モーターの前記ケーシングに取り付けるためのボルトを受け入れるように構成された１つまたは複数の孔部（１０６）と、
前記幅の狭い端部（１０４）に設けられ、前記モーターのステーター（４８）を前記モーターのローター（５２）から隔離する非金属の壁部（５６）の端部を受け入れるように構成された受け入れ部分（１０８）と
を含み、
前記受け入れ部分（１０８）が、前記弾性コーン（６２）と前記非金属の壁部（５６）との間の境界面をシールする金属製シールを受け入れるように構成された溝部（１１０）を有する、
弾性コーン。
前記弾性コーンが、高張力特性を有する金属製材料で作製されており、前記非金属の部分のもう一方の端部に設けられた剛性コーンよりも高い弾性定数を有するように形状付けされている、請求項１２記載の弾性コーン。
モーターの内側に、密閉シールされたエンクロージャーを設けるための方法であって、
前記モーターのケーシング（４２）にステーター（４８）を取り付けるステップと、
前記ケーシング（４２）の第１の端部に剛性コーン（６０）を取り付けるステップと、
前記ケーシング（４２）の第２の端部に弾性コーン（６２）を取り付けるステップであって、前記第２の端部は、前記第１の端部の反対側にあり、前記ステーター（４８）が、前記ケーシング（４２）、前記剛性コーン（６０）、および前記弾性コーン（６２）によって囲まれるようになっている、ステップと、
前記剛性コーン（６０）および前記弾性コーン（６２）に非金属の壁部（５６）を接続して、前記密閉シールされたエンクロージャーを形成するステップであって、前記ステーター（４８）が前記エンクロージャーの内側にあるようになっている、ステップと、
前記ステーター（４８）の内側に、前記非金属の壁部（５６）を通して前記ステーターに面するローター（５２）を設けるステップと
を含む、方法。
流体を輸送するためのシステム（１２０）であって、
前記流体の圧力を増加させるように構成された圧縮機（１２４）と、
前記圧縮機（１２４）に接続され、前記圧縮機（１２４）を駆動するように構成されたモーター（１２２）とを備え、前記モーター（１２２）は、
キャビティーを有するケーシング（４２）と、
前記キャビティーの内側に取り付けられるように構成されたステーター（４８）と、
前記ケーシング（４２）の第１の端部に取り付けられるように構成された弾性コーン（６２）と、
前記第１の端部と反対側にある前記ケーシング（４２）の第２の端部に取り付けられるように構成された剛性コーン（６０）と、
前記弾性コーン（６２）および前記剛性コーン（６０）に取り付けられるように構成された非金属の部分（５６）と、
前記キャビティーの内側に設けられており、前記ステーター（４８）の内側で回転するように構成されたローター（５２）と
を含み、
前記ケーシング（４２）、前記弾性コーン（６２）、前記剛性コーン（６０）、および前記非金属の部分（５６）が、密閉型エンクロージャーを形成し、前記密閉型エンクロージャーの中に前記ステーター（４８）全体が取り囲まれており、前記密閉型エンクロージャーが、前記ステーター（４８）を冷却する冷却流体を保持し、また、前記冷却流体が前記ローター（５２）に到達することを防止するように構成されている、
システム。