JP2017155745A - 産業用機械結合要素のための位置決めシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】ターボ機械または発電機のシャフトなどの産業用機械の隣接セクションの第1および第2の結合要素を位置合わせするための位置決めシステムを提供すること。
【解決手段】システムは、基部と、第2の結合要素に対する第1の結合要素の垂直位置を調整するための、基部によって支持された一対のリフトジャッキとを備えることができる。結合要素支持体は、第1の結合要素を支持するとともに、基部上で一対のリフトジャッキによって支持される。各リフトジャッキと結合要素支持体との間に配置された調整用要素は、軸方向および軸方向にほぼ直交する横方向において第2の結合要素に対する第1の結合要素の位置を調整することを可能にする。
【選択図】図1

Description

本開示は、一般に、産業用機械に関し、より詳細には、ターボ機械や発電機などのシャフト位置合わせ産業用機械のための位置決めシステムに関する。
大型の産業用機械は、しばしば、適切な動作を確実にするために正確に位置合わせして位置決めし、共に結合しなければならないいくつかのセクションを備える。それらのセクションの極端な重量、サイズ、および変化に富む嵌合形状のために、しばしば位置合わせはとても難しい作業になる。セクションが位置合わせされなければならない産業用機械の例示的な種類の1つとして、ガスタービン、蒸気タービン、圧縮機等などのターボ機械がある。圧縮機に関して位置合わせを必要とするセクションの一例では、入口ケーシングが、圧縮機のタービンケーシングと正確に位置合わせされなければならない。ターボ機械に関して位置合わせを必要とするセクションの別の例では、ガスタービンの回転シャフトが、発電機のシャフトと正確に位置合わせされなければならない。
従来から、大型ターボ機械セクションは、製造中に正確に位置合わせして位置決めされ、構造的ビームによって所定位置に保持される。次いで、ターボ機械の結合されたセクションは、それらの作業環境内に取り付けられ、その後、任意の必要な流体配管の接続がなされる。しかしながら、現在、ある種の状況では、例えば、取り付けサイクル時間を短くするために、結合されたターボ機械セクションの取り付け前に、流体配管の接続および作業環境の他の周辺物が取り付けられている。この場合には、ターボ機械セクションは、作業環境内に別々に取り付けられ、次いで適所に正確に位置決めおよび位置合わせされることを必要とする。セクションを位置決めおよび位置合わせする現在の技法は、クレーン、リフト、および/または手動操作に頼っており、それらは全て不正確で手間がかかる。現場でセクションを正確に位置合わせする必要性は、ターボ機械のみならず他の産業用機械に関しても生じる。
米国特許第8769815号公報
本開示の第1の態様は、ガスタービンの隣接セクションの第1および第2の結合要素を位置合わせするための位置決めシステムであって、ガスタービンは軸方向を有し、システムは、基部と、第2の結合要素に対する第1の結合要素の垂直位置を調整するための、基部によって支持された一対のリフトジャッキと、第1の結合要素を支持するとともに基部で一対のリフトジャッキによって支持される結合要素支持体と、軸方向および軸方向にほぼ直交する横方向において第2の結合要素に対する第1の結合要素の位置を調整するように各リフトジャッキと結合要素支持体との間に配置された調整用要素とを備える位置決めシステムを提供する。
本開示の第2の態様は、ターボ機械の隣接セクションの第1および第2の結合要素を位置合わせするための位置決めシステムであって、ターボ機械は軸方向を有し、システムは、基部と、第2の結合要素に対する第1の結合要素の垂直位置を調整するための、基部によって支持された一対のリフトジャッキと、第1の結合要素を支持するとともに基部で一対のリフトジャッキによって支持される結合要素支持体とを備えており、結合要素支持体は、ビームによって結合された一対の対向するサドル部材を備え、結合要素支持体をターボ機械の一部に結合するスタビライザ、および軸方向および軸方向にほぼ直交する横方向において第2の結合要素に対する第1の結合要素の位置を調整するために各リフトジャッキと支持部材との間に配置された調整用要素を備える位置決めシステムを提供する。
本開示の第3の態様は、産業用機械の隣接セクションの第1および第2の結合要素を位置合わせするための位置決めシステムであって、産業用機械は軸方向を有し、システムは、基部と、第2の結合要素に対する第1の結合要素の垂直位置を調整するための、基部によって支持された一対のリフトジャッキと、第1の結合要素を支持するとともに基部で一対のリフトジャッキによって支持される結合要素支持体と、軸方向および軸方向にほぼ直交する横方向において第2の結合要素に対する第1の結合要素の位置を調整するために各リフトジャッキと結合要素支持体との間に配置された調整用要素とを備える位置決めシステムを提供する。
本開示の例示的な態様は、本明細書中に記載された課題および/または述べてない他の課題を解決するようになされている。
本開示のこれらおよび他の特徴は、本開示の様々な実施形態を示す添付図面と併せて見る本開示の様々な態様の後述の詳細な説明からより容易に理解されよう。
本開示の実施形態による位置決めシステムを備えた例示的な産業用機械の斜視図である。 本開示の実施形態による位置決めシステムの斜視前面図である。 本開示の実施形態による位置決めシステムの別の斜視前面図である。 本開示の実施形態による位置決めシステムの側面図である。 本開示の実施形態による位置決めシステムの拡大斜視側面図である。 本開示の実施形態による位置決めシステムの斜視側面図である。 本開示の実施形態による位置決めシステムの調整用要素の拡大斜視下側図である。 図7の調整用要素の一実施形態の部分断面図である。 図7の調整用要素の別の実施形態の部分断面図である。 本開示の実施形態による位置決めシステムの調整用要素の下からの部分断面平面図である。 本開示の別の実施形態による位置決めシステムの調整用要素の下からの部分断面平面図である。
本開示の図面は、原寸に比例していないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様のみを示すことが意図されており、したがって本開示の範囲の限定とみなされるべきではない。図面において、同じ符号は、図面間で同じ要素を表す。
上述したように、本開示は、産業用機械の隣接セクションの第1および第2の結合要素を正確に位置決めおよび/または位置合わせする位置決めシステムを提供する。本開示の実施形態は、ガスタービン発電システムの形態で産業用機械に関して説明され、このガスタービン発電システムは、そのガスタービンセクションの回転シャフトとそれに隣接した発電機セクションの回転シャフトとの位置合わせを必要とする。詳細には、本開示は、ガスタービン入口ケーシングおよびしたがってその中の回転シャフト結合要素を、隣接した発電機セクションの回転シャフトまたはその一部に結合されている圧縮機ケーシング、およびしたがってその中を延びる回転シャフト結合要素(図示せず)と位置合わせすることに関して例示的に説明する。別の状況では、本開示の教示は、圧縮機のケーシングセクションを位置合わせおよび結合することに適用することができる。本開示の実施形態は、小さな修正を加えるだけで、多種多様な異なるターボ機械、例えば、蒸気タービン等、および各種の異なる産業用機械に適用することができることを強調する。したがって、用語「セクション」は、任意の産業用機械の任意の一部、例えば、圧縮機のケーシング、回転シャフト等、およびまた、例えばガスタービンや発電機など産業用機械全体と考えられ得るものに当てはまり得る。本開示の実施形態は、ガスタービンターボ機械用の現場取り付け装置に関しても説明される。本開示の教示は、明らかとなるように、製造装置を含む事実上任意の装置に適用することができる。
図1および図2を参照すると、産業用機械110の隣接セクション106、108(図1)の第1および第2の結合要素102、104(図1)を位置決めおよび/または位置合わせする位置決めシステム100が示されている。図1は、ガスタービン112の形態の例示的な産業用機械110の下方に配置された位置決めシステム100を示す斜視図を示し、図2は、産業用機械110、すなわちガスタービン112の下方に配置された位置決めシステム100のより詳細な斜視図を示す。例示した位置において、セクション106は、第1の結合要素102を有するガスタービン112の前端にある入口ケーシング114を備え、セクション108は、第2の結合要素104を有する圧縮機ケーシング116を備える。理解されるように、回転シャフトは、結合要素の位置を調整することによって回転シャフトの位置合わせが実現できるように各結合要素の中を延びる。したがって、「結合要素」は、ケーシング内の機械ケーシングのセクションまたは回転シャフトのセクションを指し得る。ガスタービンターボ機械112の燃焼器117を備えるセクション110も示される。第1および第2の結合要素102、104は、軸方向Y、軸方向Yにほぼ直交する横方向X、およびやはり軸方向Yにほぼ直交する垂直方向Zで位置合わせされなければならない。理解されるように、一旦位置合わせされると、第1および第2の結合要素102、104は、任意の現在知られている技法または後に開発される技法、例えば、ボルト、溶接、締め具などを用いて共に結合される。さらに、内部の回転シャフトは、従来の手法で共に結合することができる。第1および第2の結合要素102、104は、ガスタービン112のセクション114、116を結合するための任意の現在知られている構造または後に開発される構造、例えば、連結用コネクタ開口を備えた高荷重フランジを備えることができる。
図2および図3を参照すると、位置決めシステム100は、概して、4つのセクションを備え、すなわち、基部120と、一対のリフトジャッキ122と、結合要素支持体124と、各リフトジャッキ122と結合要素支持体124の間に配置された調整用要素126とを備える。
基部120は、第1の結合要素102を支持するための位置にリフトジャッキ122および結合要素支持体124を安定して位置決めすることができる任意の構造の形態をとることができる。図2〜図4に示された例示的な実施形態では、基部120は、産業用機械110の基礎132に係合するように構成された一対の基部支持体130を備えることができる。基礎132は、産業用機械110がその上もしくはその隣に位置決めされる任意の固定面を備えることができる。スタンド134は、それぞれのリフトジャッキ122を支持するために各基部支持体130から上方に延びることができる。
本開示の実施形態によれば、位置決めシステム100は、それが必要とされる様々な場所に容易に移動し組み立てることができるように持ち運び可能であり得る。このため、基部支持体130およびスタンド134は、それぞれ複数のセクション136を備えることができる。セクション136は、位置決めシステム100の用途に応じて様々な形状およびサイズをとることができる。各セクション136は、任意の現在知られている締結具または後に開発される締結具、例えば、雄と雌のコネクタ、ボルト/ナット、ねじ山付き開口を有するボルト、コッタピンなどを用いて他のセクションに選択的に締結することができる。各セクション136は、構造的支持体、例えば、I形ビーム、箱形ビームなどの任意の形態を備えることができるとともに、隣接セクション136への様々な代替の接続位置を実現することができる。各基部支持体130およびスタンド134は、スタンド134、ジャッキ122、および結合要素支持体124を安定して位置決めするために任意の形状およびカバー範囲を有することができる。図示の例では、基部支持体130は、横方向Xに延びる各スタンド134の下方にセクション136を有し、一対のセクション136は軸方向Yに延びる。同様に、図示の例では、各スタンド134は、同一断面の3つのセクション136を備え、各セクションは異なる高さを有する。しかしながら、異なる高さは、必ずしも全ての例に必要ではない。各スタンド134は、上端138を有するセクション136、例えば、ジャッキ122がその上に配置されるプラットフォームまたは表面を有することができる。理解されるように、基部支持体130およびスタンド134、ならびにそれに応じてそのセクション136は、異なる状況に対処するために、各種の代替の形状およびサイズを有することができる。
図2および図3に示されるように、基部120は、スタンド134を互いに結合する少なくとも1つのクロスビーム140を適宜備えることもできる。図示の例では、2つのクロスビーム140が、はさみの構成または枢動可能な構成で共に結合されている。しかしながら、クロスビーム140は、スタンド134を安定化させる任意の手法で、例えば、平行に設けることができる。クロスビーム140は、任意の現在知られている締結具または後に開発される締結具、例えば、雄と雌のコネクタ、ボルト/ナット、ねじ山付き開口を有するボルト、コッタピンなどを用いてスタンド134(または基部支持体130)に結合することができる。クロスビーム140のために事前設定された位置が与えられてもよく、またはそれらは、例えば、スタンド134または基部支持体130の1つまたは複数のセクション136内のフランジまたはリブ142内の様々な開口を介して、状況に基づいて、選択的に固着することができる。クロスビーム140は、必ずしも全ての例に必要ではない。
一対のリフトジャッキ122は、第2の結合要素104に対して第1の結合要素102の垂直位置を調整するために、例えば、スタンド134のプラットフォーム138上で基部120によって支持される。より詳細には、リフトジャッキ122は、第1の結合要素102を支持する結合要素支持体124の位置を垂直に調整する。各リフトジャッキ122は、第1の結合要素102と要素102が取り付けられる構造の各自の荷重の部分を移動させることができる任意の現在知られている、または後に開発される動力付きリフトジャッキを備えることができる。リフトジャッキ122は、空気圧、油圧、および/または電気で動力を供給することができ、適切な動作を確実にするために必要な任意の従来の電子制御(図示せず)を備えることができる。リフトジャッキ122は、用途に応じて同期してまたは非同期に動作することができる。リフトジャッキ122は、プラットフォーム138上で調整用要素126に対して配置することができ、またはそれらは、プラットフォーム138および/または調整用要素126に固定結合することができる。後者の場合には、例えば、溶接部、位置決め用リブ、ボルト、または他の締結具などのリフトジャッキ122を所定の位置に結合する任意の現在知られている手法または後に開発される手法を用いることができる。
結合要素支持体124は、直接または間接に第1の結合要素102を支持し、基部120上で一対のリフトジャッキ122によって支持され、それらの間には調整用要素126が用いられている。結合要素支持体124は、(結合要素の構造にかかわらず)第1の結合要素102を支持するとともにジャッキ122によって支持されることができる任意の形態をとることができる。図3に最もよく示された一実施形態では、結合要素支持体124は、ビーム152によって結合された一対の対向するサドル部材150A、150Bを備えることができる。サドル部材150A、150Bは、任意の手法でビーム152に結合することができる。位置決めシステム100に関して可搬性を維持するのに際して、部材150A、150Bは、解除可能な締結具、例えば、ボルト、ナット、コッタピン等を用いてビーム152に結合することができ、したがって結合要素支持体124は、容易に組み立て、分解、および/または移動することができる。いずれにしても、各サドル部材150A、150Bは、本明細書中に記載されるそれぞれの調整要素126によって支持され、第1の結合要素102の部分154(図4〜図6および図8)と係合する。図3に示されるように第1の結合要素102の部分154をより良く係合し支持するために、各サドル部材150A、150Bは、第1の結合要素102の外面に適合するように構成された適合面156を備えることができる。適合面156は、例えば銅などの軟金属、ポリマー、ゴムなどの層を備えることができる。結合要素支持体124および/またはサドル部材150A、150Bは、ガスタービン112の必要なセクションを支持することができる任意の形態をとることができ、したがって図示したもの以外の多種多様な形状を有することができることを強調する。
図3および図6〜図11を参照すると、調整用要素126は、軸方向Yおよび軸方向Yにほぼ直交する横方向Xに第2の結合要素104に対して第1の結合要素102の位置を調整するために設けられる。すなわち、調整用要素126は、第1の結合要素102は第2の結合要素104に対して水平に正確に位置決めすることができるように第1の結合要素102の水平面位置の微調整を可能にするために設けられる。説明されるように、与えられる「微調整」のレベルは、ユーザが選択することができるが、例えば、約0.01〜5.00センチメートルの範囲であり得る。本明細書中に使用されるとき、「約」は、述べられる値、または範囲である場合には複数の値の±10%を示す。
図7は、調整用要素126の斜視図を示し、図8および図9は、図7の斜視図からの調整用要素126の部分断面図を示す。各調整用要素126は、第1の結合部材102の微調整された水平位置調整を可能にする様々な形態をとることができる。一実施形態では、図8および図9に最もよく示されるように、各調整用要素126は、結合要素支持体124に結合された第1の摺動部材160と、それぞれのリフトジャッキ122に結合されるとともに第1の摺動部材160に摺動係合している第2の摺動部材162とを備えることができる。各摺動部材160、162は、互いに対して各部材160、162の比較的滑らかな移動を可能にする任意の材料で構成することができる。図8に示された一実施形態では、一方または両方の部材160、162は、全体を低摩擦ポリマーで構成することができる。この場合には、第1の摺動部材160は、本明細書中でさらに説明される移動規制部材164に固着され、第2の摺動部材162は、直接または間接にジャッキ122を持ち上げるように結合される。図9に示された別の実施形態では、各摺動用部材160、162は、(明確にするために160、162として示した)低摩擦(ポリマー)プレートと、例えば金属などの別のより強度のある材料からなる裏板166、168とを備えることができる。この場合には、第1の摺動部材160の裏板166は、移動規制部材164の一部とすることができ、第2の摺動部材162の裏板168は、直接または間接にリフトジャッキ122に結合することができる。本明細書中に記載される実施形態では、低摩擦ポリマーは、フェノール、ナイロン、アセタール(デルリン(Delrin))、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)(Teflon(登録商標))、および/または超高分子量ポリエチレンで構成することができるが、これらに限定されない。
図7〜図9を参照すると、各調整用要素126は、第1の摺動用部材160に結合され軸方向Yおよび横方向Xに互いに対して第1および第2の摺動用部材160、162の移動を制限する移動規制部材164を備えることもできる。さらに、各調整用要素126は、全体が170で示される調整可能な位置決め部材を備えることができ、これは、軸方向Yおよび横方向Xの少なくとも1つにおいて第2の結合要素104に対する第1の結合要素102の位置を調整するために第2の摺動用部材162に対して第1の摺動用部材160を位置決めするように、移動規制部材164と相互作用する。調整用要素126の実施形態の部分断面平面図を示す図10および図11で最も良く観察されるように、移動規制部材164は、間隔をあけて第2の摺動用部材162を囲むように構成された外壁172を備える。すなわち、外壁172は、第2の摺動用部材162の周りに延び、水平面内で第2の摺動用部材162に対して限られた量の移動を与える。許可される移動量は、限定されるものではないが、結合要素102、104を位置合わせするのに要求される公差、結合要素102、104のサイズ、ガスタービン112の周りの利用可能な空間の量等など任意数の要因に従って選択することができる。いずれにしても、許可される移動量は、位置決めシステム100が適切に位置合わせされるときに、結合要素102、104の精確な位置合わせを行うのに十分であるべきである。一例では、移動量は、例えば、約0.02〜10.00センチメートルなど、微調整に関して述べた量の2倍であり得る。調整用要素126を調整することによって最初に与えられた移動よりも多くの移動が望まれる場合、結合要素支持体124に対する調整用要素126の位置は、例えば、第1の結合部材102に代わるある種の支持体(枠工など)を与えることによって、代替として支持された第1の結合部材102から離れるように結合要素支持体124をあてがうことによって、結合部材102に対して調整用要素126の水平位置を調整することによって、結合要素支持体124を結合部材と再係合させることによってリセットすることができる。
調整可能な位置決め部材170は、移動規制部材164によって制限されるように互いに対する第1および第2の摺動部材160、162の正確な位置決めを実現する任意の様々な形態をとることができ、結果として結合要素102、104が互いに対して正確に水平方向に位置決めされる。図10および図11は、調整用要素126、より詳細には移動規制部材164のリフトジャッキ122から上方向に見た部分断面図を示す。図10および図11に示されたような本開示の実施形態では、調整可能な位置決め部材170は、横方向Xに第1の摺動用部材160に対して第2の摺動用部材162の位置決めをするように移動規制部材164の外壁172を貫通して延びる第1のセットのねじ調整可能要素180(A〜DまたはA〜B)と、軸方向Yに第1の摺動用部材160に対して第2の摺動用部材162を位置決めするように外壁172を貫通して延びる第2のセットのねじ調整可能要素182(A〜DまたはA〜B)とを備えることができる。要素180、182の各セットの調整は、(移動規制部材164の外壁172内で)第1の摺動用部材160に対して(同一の形状の裏板168とともに図10、図11に示された)第2の摺動用部材162を摺動により移動させるように働き、互いに対する結合要素102、104の正確な位置決めおよび/または位置合わせを可能にする。セット180の調整は、横方向Xの第2の摺動用部材162の位置を調整し、セット182の調整は、軸方向Yの摺動用部材162の位置を調整し、それぞれ移動規制部材164の外壁172によって許容される空間量によって制限される。
各ねじ調整可能要素180、182は、外壁172にねじで設置され正確な調整を行うのに望まれる任意の所望のねじ山数を有するステム(符号なし)を備えることができる。例えば、各要素180、182のねじ山数は、それぞれの要素180、182の所定の回転量あたり摺動用部材16について所定の調整を与えるように設定することができる。一例として、要素180、182の4分の1回転は、摺動用部材162の0.25mmの調整になり得る。各ねじ調整可能要素180、182は、従来の工具/技法、例えば、ボルト(図示)、ねじ回し、トルクス(登録商標)、手でつかむねじなどによって調整可能な任意のヘッドの形態を有することもできる。ねじ調整可能要素180、182の各セットは、第1の摺動用部材160に対して第2の摺動用部材162の所望の精度および位置を与えることができる任意の個数の調整可能な要素を備えることができる。図10に示された一実施形態では、ねじ調整可能要素180、182の各セットは、それぞれ外壁172の第1の面184、186内に第1の対のねじ調整可能要素180A〜Bおよび182A〜Bと、それぞれ外壁172の対向する第2の面190、192内の第2の対のねじ調整可能要素180C〜Dおよび182C〜Dとを備えることができる。すなわち、セット180は、4つのねじで調整可能なねじ山付き要素180A〜Dを備え、外壁172の各対向面に2つずつあり、すなわち、180A〜Bは面184にあり、180C〜Dは面190にある。そして、セット182は、4つのねじで調整可能なねじ山付き要素182A〜Dを備え、外壁172の各対向面に2つずつあり、すなわち、182A〜Bは面186にあり、180C〜Dは面192にある。対向するねじ調整可能要素のペアに関して、第2の摺動用部材162は、それぞれの横方向または軸方向に対してあるわずかな角度ずれ量で非常に正確に水平方向に位置決めすることができる。
動作時、一面184、186、190、192上の選択された一対の要素を除く全ての要素が後退されて、少なくとも1つただし典型的には両方の調整用要素126上の摺動用部材162と接触しないようにする。次いで、選択した一対の要素が回転されて、摺動用部材162に対してそれらのそれぞれのステムを前進させて部材を所望の方向に所望の量だけ移動させる。図10では、例えば、要素180A、B、182A〜Dは、摺動用部材162から後退されるが、要素180C、180Dは、摺動用部材162と接触したままであり、それが前進することで横方向Xに沿って(図示のように上方へ)部材を移動させるようになっている。この過程は、他の方向に摺動用部材162を移動させるために別の選択した一対の要素を用いて繰り返すことができる。例えば、要素180C、180Dが後退されてもよく、一対の要素182A、182Bまたは要素182C、182Dが、軸方向Yに沿って摺動用部材162を移動させるために摺動用部材162との係合状態に移されてもよい。別の例では、要素180C、180Dが後退されてもよく、一対の要素180A、180Bが、反対の横方向Xに(図示のように下方へ)摺動用部材162を移動させるために摺動用部材162との係合状態に移されてもよい。明らかであるように、この過程は、第1および第2の結合要素102、104が所望の位置となるまで、一方または両方の調整用要素126上で各一対の要素180、182を用いて繰り返すことができる。
図11を参照すると、対向する対のねじ調整可能要素180、182が図面の大半に示されてきたが、代替の実施形態は、それほど多くのねじ調整可能要素を必要としない。図11では、例えば、面184、190上の対向する単一のねじ調整可能要素280A〜B、およびそれぞれの面186、192上の要素282A〜Bだけが用いられる。動作は、単に個々の要素280、282が1つまたは両方の調整用要素126に関して調整することを必要とすることを除き、上述した通りである。
位置決めシステム100は、さらなる安定性および/または安全性をもたらすいくつかの任意の構造を備えることもできる。
図2〜図5および図7〜図9に示された一実施形態では、位置決めシステム100は、軸方向Yおよび垂直方向Zの少なくとも1つに第2の結合要素104が移動するのを制限するために、少なくとも1つの調整要素126から延びる安全カラー200(両方とも図示している)を備えることができる。安全カラー200は、様々な形態をとることができる。一実施形態では、図7に示されるように、各安全カラー200は、移動規制部材164の外壁172にボルト留めされたプレート部材202と、第2の結合要素104の一部を通じて延びるとともに結合要素支持体124、例えば、サドル部材150A、150Bに結合されるピンコネクタ204とを備えることができる。
位置決めシステム100は、図3〜図5に最もよく示されるように、結合要素支持体124を産業用機械110の部分212(図4および図5)に結合するスタビライザ210を備えることもできる。部分212は、産業用機械110の任意の安定部分(図4〜図5)、例えば、基礎132から延びるピア(pier)を備えることができる。スタビライザ210は、結合要素支持体124、したがって位置決めシステム100の全部の安定性および固定位置決めを増すことができる任意の形態の構造をとることができる。一実施形態では、スタビライザ210は、産業用機械110の部分212に結合するための取付部214を備えることができる。取付部214は、例えばボルト、締め具、または他の締結具を用いて、例えば、部分212に結合されるように構成された任意の個数の金属プレートを備えることができる。スタビライザ210は、結合要素支持体124を取付部214に固定結合するための少なくとも1つの固定長部材216を備えることもできる。図示の例では、V形の2つの固定長部材216は、例えばボルトまたは他の取り外し可能な締結具を用いて、取付部214を結合要素支持体124、詳細には結合要素支持体124のビーム152に取り付ける。各固定長部材216は、位置決めシステム100を所定位置に保持することができる任意の構造的部材、例えば、I形ビーム、箱形ビームなどを備えることができる。選択肢として、スタビライザ210は、結合要素支持体124を取付部214に調整可能に結合する少なくとも1つの長さ調整可能部材218を備えることもできる。より詳細には、長さ調整可能部材218は、例えば結合要素支持体124を所定位置に徐々に操ることによって、部分212に対して位置決めシステム100を適切に位置決めするのを助けるために設けることができる。各長さ調整可能部材218は、限定するものではないが工業用ターンバックルまたは手動ウィンチなど、長さを調整可能に変化させることができ、かけられる負荷に耐えることができる任意の構造を備えることができる。部材218は、アイレットのような任意の手段によって、取付部214および結合要素支持体124、例えばビーム152に結合することができる。2つの長さ調整可能部材218が図示されているが、任意の個数が用いられてよい。スタビライザ210は、組み立て、分解、および/または移動を簡単にするために、位置決めシステム100のその他の部分のようにセクションに分けることができる。
図2〜図4に示された別の実施形態では、位置決めシステム100は、セクション、例えば、第1の結合要素102と第2の結合要素104との位置合わせ中に産業用機械110のセクション106(図1)を安定化するように産業用機械210の部分222に係合するように構成された機械安定化用ジャッキ220をさらに備えることもできる。部分222は、産業用機械210上の「ポケット」として示されているが、ジャッキ220の安定化が働き得る任意の要素を含むことができる。図1を参照すると、第1および第2の結合要素102、104の結合中、支持ビーム224(一方は裏側を示しているが、正面の片方は取り除かれている)が産業用機械110に設けられていない場合、セクション106、108は、互いに対して移動することができる。例えば、支持ビーム224が存在しないとき、産業用機械110のセクション106についての支持体107は、(図1に矢印で示されるように)時計回りに回転する傾向を有し得、またはその枢動取付部226を中心にして基礎132上で揺動し得る。機械安定化用ジャッキ220は、回転を防ぐために、すなわちセクション107に力を(図示されるように)反時計回りに与えるのを防ぐために部分222を支持するように与えることができる。機械安定化用ジャッキ220は、それが部分222、例えば基礎132に安全に作用することができる任意の位置に設けることができ、または図示の通り、基部120のセクション136によって支持することができる。機械安定化用ジャッキ220は、前述のジャッキ122のいずれかを含むことができ、同様にして制御することができる。1つまたは2つの機械安定化用ジャッキ220が、用いられ得る。2つが用いられる場合、一方がそれぞれ基部支持体130に対して配置することができる。
摺動用部材160、162を除く位置決めシステム100の各部分は、そこにかかる負荷に耐えることができる鋼鉄などの任意の構造金属で作製される。示したように、位置決めシステム100は、理想的には持ち運び可能であるようにセクションに分けられる。しかしながら、位置決めシステム100のある部分は、それらが構造を結び付けるようにまとめて組み立ててもそれほどの負担を引き起こさない場合には、永久的に共に固着されてもよいことが理解される。例えば、スタビライザ210の固定長部材216は、例えば溶接によって取付部214に永久に固着されてもよい。各セクションは、クレーン、リフト、トラックなどによって運ぶのを容易にするために、例えば図7中のサドル部材150B上に示されたように持ち上げ部材230(例えば、内部の穴またはアイレット)を備えることもできる。加えて、位置決めシステム100の特定の部分は対で設けられるものとして本明細書中に記載され、図示されてきたが、必要な場合、それらの部分は、複製されてもよく、単なる対ではなくより多くの数が設けられてもよいことが理解されよう。
位置決めシステム100は、産業用機械の様々なセクションの結合要素を、安全で、クレーンを用いずに、正確に位置決めおよび/または位置合わせする機構を提供する。システム100は、重要な公差を満たすように産業用機械の軸(例えば、回転シャフトの)を位置合わせすることも可能にする。機械安定化用ジャッキ220を備えたシステム100は、産業用機械、例えばガスタービンターボ機械112のセクションを持ち上げてその下の機械的アクチュエータを取り外すまたはアクセスすることも可能にし、これにより、損傷した場合に大量の取り付け時間を節約する。
本明細書中に使用される専門用語は、特定の実施形態を説明するためのものにすぎず、本開示を限定していることが意図されるものではない。本明細書中で使用されるとき、単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈上特段明確に示す場合を除き、複数形も含むことが意図される。用語「備える、含む(comprise)」および/または「備える、含む(comprising)」は、本明細書に使用されるとき、述べた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および/または構成要素の存在を特定するが、1つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および/またはその群の存在または追加を除外しないことがさらに理解されよう。
以下の特許請求の範囲内の全てのミーンズプラスファンクション要素またはステッププラスファンクション要素の対応する構造、材料、動作、および均等物は、具体的に請求項に記載されたような他の請求項に記載された要素と組み合わせて機能を実行するために任意の構造、材料、または動作を含むことが意図されている。本開示の説明は、例示および説明の目的のために示されているが、網羅的であることまたは開示した形態で本開示に限定することは意図されていない。多くの修正および変形は、本開示の範囲および精神から逸脱することなく当業者に明らかであろう。本実施形態は、本開示の原理および実際の応用を最もよく説明するために、かつ考えられる特定の用途に適している様々な修正を伴う様々な実施形態について当業者が本開示を理解することを可能にするために、選択および説明されたものである。
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
[実施態様1]
ガスタービン(112)の隣接セクション(106、108、136)の第1および第2の結合要素(102、104)を位置合わせするための位置決めシステム(100)であって、前記ガスタービン(112)は軸方向を有し、前記システム(100)は、
基部(120)と、
前記第2の結合要素(104)に対する前記第1の結合要素(102)の垂直位置を調整するための、前記基部(120)によって支持された一対のリフトジャッキ(122)と、
前記第1の結合要素(102)を支持するとともに前記基部(120)で前記一対のリフトジャッキ(122)によって支持される結合要素支持体(124)と、
前記軸方向および前記軸方向にほぼ直交する横方向において前記第2の結合要素(104)に対する前記第1の結合要素(102)の位置を調整するために各リフトジャッキ(122)と前記結合要素支持体(124)との間に配置された調整用要素(126)と
を備える、位置決めシステム(100)。
[実施態様2]
各調整用要素(126)は、
前記結合要素支持体(124)に結合された第1の摺動部材(160)と、
それぞれのリフトジャッキ(122)に結合されるとともに前記第1の摺動部材(160)に摺動係合している第2の摺動部材(104)と、
前記第1の摺動用部材(160)に結合され、前記軸方向および前記横方向において互いに対する前記第1および第2の摺動用部材(160、162)の移動を制限する移動規制部材(164)と、
前記軸方向および前記横方向の少なくとも1つにおいて前記第2の結合要素(104)に対する前記第1の結合要素(102)の位置を調整するために前記第2の摺動用部材(162)に対して前記第1の摺動用部材(160)を位置決めするように前記移動規制部材(164)と相互作用する調整可能な位置決め部材(170)と
を備える、実施態様1記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様3]
各摺動用部材(160、162)は、低摩擦プレートと金属裏板(166、168)とを含む、実施態様2記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様4]
前記移動規制部材(164)は、間隔をあけて前記第2の摺動用部材(162)を囲むように構成された外壁(172)を備え、
前記調整可能な位置決め部材(170)は、前記横方向において前記第1の摺動用部材(160)に対して前記第2の摺動用部材(162)を位置決めするために前記外壁(172)を貫通して延びる第1のセットのねじ調整可能要素(180、182)と、前記軸方向において前記第1の摺動用部材(160)に対して前記第2の摺動用部材(162)を位置決めするために前記外壁(172)を貫通して延びる第2のセットのねじ調整可能要素(180、182)とを備える、実施態様2記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様5]
ねじ調整可能要素の各セット(180、182)は、前記外壁(172)の第1の面(184、186)内の第1の対のねじ調整可能要素(180)と、前記外壁(172)の対向する第2の面(190)内の第2の対のねじ調整可能要素(182)とを備える、実施態様4記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様6]
前記結合要素支持体(124)は、ビーム(152)によって結合された一対の対向するサドル部材(150A、150B)を備え、各サドル部材(150A、150B)は、それぞれの調整要素(126)によって支持されるとともに前記第1の結合要素(102)の一部(222)に係合する、実施態様1記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様7]
前記軸方向および垂直方向の少なくとも1つにおける前記第2の結合要素(104)の移動を制限するように少なくとも1つの調整要素(126)から延びる安全カラー(200)をさらに備える、実施態様6記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様8]
各サドル部材(150A、150B)は、前記第1の結合要素(102)の外面に適合するように構成された適合面(156)を備える、実施態様6記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様9]
前記基部(120)は、
前記ガスタービン(112)の基礎(132)に係合するように構成された一対の基部支持体(107)と、
それぞれのリフトジャッキ(122)を支持するように各基部支持体(107)から上に延びるスタンド(134)と
を備える、実施態様1記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様10]
前記基部(120)は、前記スタンド(134)を互いに結合する少なくとも1つのクロスビーム(152)を備える、実施態様9記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様11]
前記一対の基部支持体(107)および前記スタンド(134)はそれぞれ、複数のセクション(106、108、136)を備える、実施態様9記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様12]
前記結合要素支持体(124)を前記ガスタービン(112)の一部(154)に結合するスタビライザ(210)をさらに備える、実施態様1記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様13]
前記スタビライザ(210)は、
前記ガスタービン(112)の前記一部(154)に結合するための取付部(214)と、
前記結合要素支持体(124)を前記取付部(214)に調整可能に結合する少なくとも1つの長さ調整可能部材(218)と、
前記結合要素支持体(124)を前記取付部(214)に固定結合する少なくとも1つの固定長部材(216)と
を備える、実施態様12記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様14]
前記第1の結合要素(102)および前記第2の結合要素(104)の位置合わせ中に前記ガスタービン(112)を安定化させるように前記ガスタービン(112)のセクション(106、108、136)に係合するように構成された機械安定化用ジャッキ(122)をさらに備える、実施態様1記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様15]
前記機械安定化用ジャッキ(122)は、前記基部(120)の一部(154)によって支持される、実施態様14記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様16]
ターボ機械(112)の隣接セクションの第1および第2の結合要素(102、104)を位置合わせするための位置決めシステム(100)であって、前記ターボ機械(112)は軸方向を有し、前記システム(100)は、
基部(120)と、
前記第2の結合要素(104)に対する前記第1の結合要素(102)の垂直位置を調整するための、前記基部(120)によって支持された一対のリフトジャッキ(122)と、
前記第1の結合要素(102)を支持するとともに前記基部(120)で前記一対のリフトジャッキ(122)によって支持される結合要素支持体(124)であって、ビーム(152)によって結合された一対の対向するサドル部材(150A、150B)を備える結合要素支持体(124)と、
前記結合要素支持体(124)を前記ターボ機械(112)の一部に結合するスタビライザ(210)と、
前記軸方向および前記軸方向にほぼ直交する横方向において前記第2の結合要素(104)に対する前記第1の結合要素(102)の位置を調整するために各リフトジャッキ(122)と前記支持部材との間に配置された調整用要素(126)と
を備える、位置決めシステム(100)。
[実施態様17]
各調整用要素(126)は、
前記結合要素支持体(124)に結合された第1の摺動部材(160)と、
それぞれのリフトジャッキ(122)に結合されるとともに前記第1の摺動部材(160)に摺動係合している第2の摺動部材(162)と、
前記第1の摺動用部材(160)に結合され、前記軸方向および前記横方向において互いに対する前記第1および第2の摺動用部材(160、162)の移動を制限する移動規制部材(164)と、
前記軸方向および前記横方向の少なくとも1つにおいて前記第2の結合要素(104)に対する前記第1の結合要素(102)の位置を調整するために前記第2の摺動用部材(162)に対して前記第1の摺動用部材(160)を位置決めするように前記移動規制部材(164)と相互作用する調整可能な位置決め部材(170)と
を備える、実施態様16記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様18]
前記移動規制部材(164)は、間隔をあけて前記第2の摺動用部材(162)を囲むように構成された外壁(172)を備え、
前記調整可能な位置決め部材(170)は、前記横方向において前記第1の摺動用部材(160)に対して前記第2の摺動用部材(162)を位置決めするために前記外壁(172)を貫通して延びる第1のセットのねじ調整可能要素と、前記軸方向において前記第1の摺動用部材(160)に対して前記第2の摺動用部材(162)を位置決めするために前記外壁(172)を貫通して延びる第2のセットのねじ調整可能要素(180、182)とを備える、実施態様17記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様19]
ねじ調整可能要素の各セット(180、182)は、前記外壁(172)の第1の面(184、186)内の第1の対のねじ調整可能要素(180)と、前記外壁(172)の対向する第2の面(190)内の第2の対のねじ調整可能要素(182)とを備える、実施態様18記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様20]
前記第1の結合要素(102)および前記第2の結合要素(104)の位置合わせ中に前記ターボ機械(112)を安定化させるように前記ターボ機械(112)の一部に係合するように構成された機械安定化用ジャッキ(122)をさらに備える、実施態様16記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様21]
産業用機械(110)の隣接セクション(106、108、136)の第1および第2の結合要素(102、104)を位置合わせするための位置決めシステム(100)であって、前記産業用機械(110)は軸方向を有し、前記システム(100)は、
基部(120)と、
前記第2の結合要素(104)に対する前記第1の結合要素(102)の垂直位置を調整するための、前記基部(120)によって支持された一対のリフトジャッキ(122)と、
前記第1の結合要素(102)を支持するとともに前記基部(120)で前記一対のリフトジャッキ(122)によって支持される結合要素支持体(124)と、
前記軸方向および前記軸方向にほぼ直交する横方向において前記第2の結合要素(104)に対する前記第1の結合要素(102)の位置を調整するために各リフトジャッキ(122)と前記結合要素支持体(124)との間に配置された調整用要素(126)と
を備える、位置決めシステム(100)。
[実施態様22]
各調整用要素(126)は、
前記結合要素支持体(124)に結合された第1の摺動部材(160)と、
それぞれのリフトジャッキ(122)に結合されるとともに前記第1の摺動部材(160)に摺動係合している第2の摺動部材(162)と、
前記第1の摺動用部材(160)に結合され、前記軸方向および前記横方向において互いに対する前記第1および第2の摺動用部材(160、162)の移動を制限する移動規制部材(164)と、
前記軸方向および前記横方向の少なくとも1つにおいて前記第2の結合要素(104)に対する前記第1の結合要素(102)の位置を調整するために前記第2の摺動用部材(162)に対して前記第1の摺動用部材(160)を位置決めするように前記移動規制部材(164)と相互作用する調整可能な位置決め部材(170)と
を備える、実施態様21記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様23]
前記移動規制部材(164)は、間隔をあけて前記第2の摺動用部材(162)を囲むように構成された外壁(172)を備え、
前記調整可能な位置決め部材(170)は、前記横方向において前記第1の摺動用部材(160)に対して前記第2の摺動用部材(162)を位置決めするために前記外壁(172)を貫通して延びる第1のセットのねじ調整可能要素(180、182)と、前記軸方向において前記第1の摺動用部材(160)に対して前記第2の摺動用部材(162)を位置決めするために前記外壁(172)を貫通して延びる第2のセットのねじ調整可能要素(180、182)とを備える、実施態様22記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様24]
ねじ調整可能要素の各セット(180、182)は、前記外壁(172)の第1の面(184、186)内の第1の対のねじ調整可能要素(180)と、前記外壁(172)の対向する第2の面(190)内の第2の対のねじ調整可能要素(182)とを備える、実施態様23記載の位置決めシステム(100)。
[実施態様25]
前記結合要素支持体(124)は、ビーム(152)によって結合された一対の対向するサドル部材(150A、150B)を備え、各サドル部材(150A、150B)は、それぞれの調整要素(126)によって支持されるとともに前記第1の結合要素(102)の一部(222)に係合する、実施態様21記載の位置決めシステム(100)。
100 位置決めシステム
102 第1の結合要素
104 第2の結合要素
106 セクション
107 基部支持体
108 セクション
110 産業用機械
112 ガスタービン
114 入口ケーシング
116 圧縮機ケーシング
117 燃焼器
120 基部
122 リフトジャッキ
124 結合要素支持体
126 調整用要素
130 基部支持体
132 基礎
134 スタンド
136 セクション
138 プラットフォーム
140 クロスビーム
142 リブ
152 ビーム
154 部分
156 適合面
160 第1の摺動部材
162 第2の摺動部材
164 移動規制部材
166 裏板
168 裏板
170 調整可能な位置決め部材
172 外壁
180 ねじ調整可能要素
182 ねじ調整可能要素
184 第1の面
186 第1の面
190 第2の面
192 面
200 安全カラー
202 プレート部材
204 ピンコネクタ
210 スタビライザ
212 部分
214 取付部
216 固定長部材
218 長さ調整可能部材
220 機械安定化用ジャッキ
222 部分
224 支持ビーム
226 枢動取付部
230 持ち上げ部材
280 個々の要素
282 個々の要素
150A サドル部材
150B サドル部材
180A 要素
180B 要素
180C 要素
180D 要素
182A 要素
182B 要素
182C 要素
182D 要素

Claims (15)

  1. ガスタービン(112)の隣接セクション(106、108、136)の第1および第2の結合要素(102、104)を位置合わせするための位置決めであって、前記ガスタービン(112)は軸方向を有し、前記システム(100)は、
    基部(120)と、
    前記第2の結合要素(104)に対する前記第1の結合要素(102)の垂直位置を調整するための、前記基部(120)によって支持された一対のリフトジャッキ(122)と、
    前記第1の結合要素(102)を支持するとともに前記基部(120)で前記一対のリフトジャッキ(122)によって支持される結合要素支持体(124)と、
    前記軸方向および前記軸方向にほぼ直交する横方向において前記第2の結合要素(104)に対する前記第1の結合要素(102)の位置を調整するように各リフトジャッキ(122)と前記結合要素支持体(124)との間に配置された調整用要素(126)と
    を備える、位置決めシステム(100)。
  2. 各調整用要素(126)は、
    前記結合要素支持体(124)に結合された第1の摺動部材(160)と、
    それぞれのリフトジャッキ(122)に結合されるとともに前記第1の摺動部材(160)に摺動係合している第2の摺動部材(162)と、
    前記第1の摺動用部材(160)に結合され、前記軸方向および前記横方向において互いに対する前記第1および第2の摺動用部材(160、162)の移動を制限する移動規制部材(164)と、
    前記軸方向および前記横方向の少なくとも1つにおいて前記第2の結合要素(104)に対する前記第1の結合要素(102)の位置を調整するために前記第2の摺動用部材(162)に対して前記第1の摺動用部材(160)を位置決めするように前記移動規制部材(164)と相互作用する調整可能な位置決め部材(170)と
    を備える、請求項1記載の位置決めシステム(100)。
  3. 各摺動用部材(160、162)は、低摩擦プレートと金属裏板(166、168)とを含む、請求項2記載の位置決めシステム(100)。
  4. 前記移動規制部材(164)は、間隔をあけて前記第2の摺動用部材(162)を囲むように構成された外壁(172)を備え、
    前記調整可能な位置決め部材(170)は、前記横方向において前記第1の摺動用部材(160)に対して前記第2の摺動用部材(162)を位置決めするために前記外壁(172)を貫通して延びる第1のセットのねじ調整可能要素(180、182)と、前記軸方向において前記第1の摺動用部材(160)に対して前記第2の摺動用部材(162)を位置決めするために前記外壁(172)を貫通して延びる第2のセットのねじ調整可能要素(180、182)とを備える、請求項2記載の位置決めシステム(100)。
  5. ねじ調整可能要素の各セット(180、182)は、前記外壁(172)の第1の面(184、186)内の第1の対のねじ調整可能要素(180)と、前記外壁(172)の対向する第2の面(190)内の第2の対のねじ調整可能要素(182)とを備える、請求項4記載の位置決めシステム(100)。
  6. 前記結合要素支持体(124)は、ビーム(152)によって結合された一対の対向するサドル部材(150A、150B)を備え、各サドル部材(150A、150B)は、それぞれの調整要素(126)によって支持されるとともに前記第1の結合要素(102)の一部(222)に係合する、請求項1記載の位置決めシステム(100)。
  7. 前記軸方向および垂直方向の少なくとも1つにおける前記第2の結合要素(104)の移動を制限するように少なくとも1つの調整要素(126)から延びる安全カラー(200)をさらに備える、請求項6記載の位置決めシステム(100)。
  8. 各サドル部材(150A、150B)は、前記第1の結合要素(102)の外面に適合するように構成された適合面(156)を備える、請求項6記載の位置決めシステム(100)。
  9. 前記基部(120)は、
    前記ガスタービン(112)の基礎(132)に係合するように構成された一対の基部支持体(107)と、
    それぞれのリフトジャッキ(122)を支持するように各基部支持体(107)から上に延びるスタンド(134)と
    を備える、請求項1記載の位置決めシステム(100)。
  10. 前記基部(120)は、前記スタンド(134)を互いに結合する少なくとも1つのクロスビーム(152)を備える、請求項9記載の位置決めシステム(100)。
  11. 前記一対の基部(120)支持体(107)および前記スタンド(134)はそれぞれ、複数のセクション(106、108、136)を備える、請求項9記載の位置決めシステム(100)。
  12. 前記結合要素支持体(124)を前記ガスタービン(112)の一部(154)に結合するスタビライザ(210)をさらに備える、請求項1記載の位置決めシステム(100)。
  13. 前記スタビライザ(210)は、
    前記ガスタービン(112)の前記一部(154)に結合するための取付部(214)と、
    前記結合要素支持体(124)を前記取付部(214)に調整可能に結合する少なくとも1つの長さ調整可能部材(218)と、
    前記結合支持体(124)を前記取付部(214)に固定結合する少なくとも1つの固定長部材(216)と
    を備える、請求項12記載の位置決めシステム(100)。
  14. 前記第1の結合要素(102)および前記第2の結合要素(104)の位置合わせ中に前記ガスタービン(112)を安定化させるように前記ガスタービン(112)のセクション(106、108、136)に係合するように構成された機械安定化用ジャッキ(122)をさらに備える、請求項1記載の位置決めシステム(100)。
  15. 前記機械安定化用ジャッキ(122)は、前記基部(120)の一部(154)によって支持される、請求項14記載の位置決めシステム(100)。
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