JP2018189082A - ドライガスシール - Google Patents
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Abstract
Description
シャフト回転速度で回転するようにターボ機械のシャフトに結合されるよう構成されたメイティングリングと、
メイティングリングに対してシールされる主リングであって、ターボ機械の固定部に回転不可能に結合されるように構成された、主リングと、
主リングをメイティングリングに押し付けるように予荷重された1つ以上の弾性要素と
を備え、
1つ以上のセンサが、設けられており、シールの障害の早期検出のために、主リングおよび/または弾性要素の1つ以上に生じたひずみおよび/もしくは荷重ならびに/または主リングもしくは主リングに結合された要素の変位を測定するように適合されている、ドライガスシールがある。
少なくともインペラを含むロータアセンブリと、
ロータアセンブリに接続され、ロータアセンブリを回転可能に支持するための軸受と、
ステータと、
ロータアセンブリと軸受との間に配置されたシール機構であって、前記シール機構が、ドライガスシールを含み、シールの主リングが、1つ以上の回転防止ピンまたはラグを備える回転防止システムを介してリテーナに、および予荷重された弾性要素の作用下で主リングをメイティングリングに軸方向に押し付けるプッシャスリーブとして機能する中間要素またはキャリアに結合された、シール機構とを備える、ターボ機械がある。シールのセンサまたは複数のセンサは、好適には、主リングの軸方向変位の測定のための変位センサ、中間リングの軸方向変位の測定のための変位センサ、主リングに生じたトルクの測定のためのひずみセンサ、キャリアおよび/もしくは主リングに作用する静荷重ならびに/またはキャリアおよび/もしくは主リングの振動の測定のための荷重センサからなる群に属する1つ以上のセンサを備える。
主リングに生じたひずみおよび/もしくは荷重ならびに/または主リングもしくはドライガスシールの主リングに結合された要素の変位を測定するように適合されたセンサを用意する工程と、
センサによって測定される値の許容基準を設定する工程と、
センサの出力を読み取る工程と、
許容基準で出力をテストする工程と、
センサによって測定された1つ以上の値が許容基準を満たさない場合、警報を作動させ、および/またはターボ機械を停止させる工程と
を含む、方法がある。
ターボ機械のドライシールのセンサからデータを収集するための収集ユニットと、
ターボ機械と収集ユニットを接続する通信ユニットと、
収集ユニットからデータを読み出して、早期検出のために分析を実行し、および/または潜在的な損傷に関する通知を送信するか、もしくはターボ機械の、状態に基づくメンテナンスを行うように構成されたソフトウェアプラットフォームと
を備える、システムがある。
2)トルク測定(回転防止ピン/ラグ):参照番号70
3)キャリア/リテーナの移動制御(ハングアップ):参照番号90
4)ドライガスシールベントの流量測定:参照番号60
主リング36は、メイティングリング34から離れるように軸方向に移動することが可能である。これに関連して、1つ以上の弾性要素38は、本明細書ではキャリアとも呼ばれるプッシャスリーブとして機能する中間要素50を介して、主リング36をメイティングリング34に押し付けるように均一に分布した予荷重を加える。
センサまたは複数のセンサの出力を読み取り、
出力と閾値を比較してシールの不具合状態を判定し、
センサの出力がシールの深刻な不具合状態を示す場合、警報表示の提供および/またはターボ機械の停止を行う
ためにプログラム命令を実行するように構成されたプロセッサとを備える制御ユニットを提供する。
ターボ機械のドライシールに配置されたセンサからデータを収集するための収集ユニット(200)と、
ターボ機械と収集ユニットを接続する通信ユニット(100)と、
収集ユニット(200)からデータを読み出して、早期検出のために分析を実行し、および/または潜在的な損傷に関する通知を送信するか、もしくはターボ機械の、状態に基づくメンテナンスを行うように構成されたソフトウェアプラットフォーム(300)と
を備える。
主リングに生じたひずみおよび/または主リングもしくはドライガスシールの主リングに結合された要素の変位を測定するセンサを用意する工程と、
センサによって測定される値の許容基準を設定する工程と、
センサの出力を読み取る工程と、
許容基準で出力をテストする工程と、
センサによって測定された1つ以上の値が許容基準を満たさない場合、警報を作動させ、および/またはターボ機械を停止させる工程と
を含む、方法を提供する。
異なるターボ機械のシールからデータを収集して、早期検出のために分析を実行することが可能な遠隔ソフトウェアプラットフォームにセンサの出力を送信する工程、および/または
潜在的な損傷に関する通知を送信するか、もしくは状態に基づくメンテナンスを行う工程
をさらに含んでもよい。
4 第2のシール
6 往復圧縮機
8 供給源
10 多段遠心圧縮機
12 ハウジング
14 シャフト
16 遠心インペラ
18 ロータアセンブリ
20 軸受
22 ダクト入口
24 出口ダクト
26 シールシステム
27 バランスドラム
28 ラビリンスシール
29 バランスライン
30 ドライガスシール
32 ガス通路
34 メイティングリング、回転シート
35 作動隙間
36 固定リング、主リング
38 弾性要素
40 ピン/ラグ
41 荷重センサ
42 軸方向振動センサ
50 キャリア、中間要素
60 領域、センサ、流路
61 入口
62 出口
70 領域
80 領域、センサ
90 領域
100 リテーナ
200 収集ユニット
300 ソフトウェアプラットフォーム
Claims (14)
- ターボ機械のシャフト(14)をシールするためのドライガスシール(30)であって、
シャフト回転速度で回転するように前記ターボ機械の前記シャフト(14)に結合されるよう構成されたメイティングリング(34)と、
前記メイティングリング(34)に対してシールされる主リング(36)であって、前記ターボ機械の固定部に回転不可能に結合されるように構成された、主リング(36)と、
前記主リング(36)を前記メイティングリング(34)に押し付けるように予荷重された1つ以上の弾性要素(38)と
を備え、
1つ以上のセンサが設けられており、前記1つ以上のセンサが、前記シールの障害の早期検出のために、前記主リング(36)および/または前記弾性要素の1つ以上に生じたひずみおよび/もしくは荷重ならびに/または前記主リング(36)もしくは前記主リング(36)に結合された要素(50)の変位を測定するように適合されている、ドライガスシール(30)。 - 前記主リング(36)が、1つ以上の回転防止ピンまたはラグ(40)を備える回転防止システムを介してリテーナ(100)に回転不可能に結合されるように構成されており、前記センサが、前記主リング(36)に生じたトルクを検出するために前記回転防止ピンまたはラグ(40)の1つ以上に結合された荷重センサ(41)を備える、請求項1に記載のドライガスシール(30)。
- 前記センサが、前記主リング(36)および/または前記リテーナ(100)の、前記メイティングリング(34)への/からの軸方向移動を検出するために軸方向振動センサ(42)を備える、請求項1乃至2のいずれか1項または複数の項に記載のドライガスシール(30)。
- 前記弾性要素(38)または複数の前記弾性要素(38)が、前記メイティングリング(34)の軸方向移動の際に前記主リング(36)と共に移動するように軸方向移動が可能な中間要素(50)を介して前記主リング(36)に結合されており、前記センサが、前記中間要素(50)の前記軸方向移動を検出する変位センサを備える、請求項1乃至3のいずれか1項または複数の項に記載のドライガスシール(30)。
- 前記センサが、前記弾性要素(38)の1つ以上に結合されたまたは組み込まれた軸方向振動センサまたは荷重センサ(80)を備える、請求項4に記載のドライガスシール(30)。
- 前記シールが、前記メイティングリング(34)と前記主リング(36)を離隔させるためにシールガスを入口(61)から出口(62)まで流すための流路を備え、流量センサが、前記シールガスの流量を測定するために前記流路(60)に設けられている、請求項1乃至5のいずれか1項または複数の項に記載のドライガスシール(30)。
- ターボ機械であって、
少なくともインペラ(16)を含むロータアセンブリ(18)と、
前記ロータアセンブリ(18)に接続され、前記ロータアセンブリ(18)を回転可能に支持するための軸受(20)と、
ステータと、
前記ロータアセンブリ(18)と前記軸受(20)との間に配置されたシール機構(26)であって、該シール機構(26)が、請求項1乃至6のいずれか1項または複数の項に記載のドライガスシール(30)を含み、前記シールの前記メイティングリング(34)および前記主リング(36)が、それぞれ前記ロータアセンブリ(18)および前記ステータに結合されている、シール機構(26)と
を備える、ターボ機械。 - 前記シールの前記主リング(36)が、1つ以上の回転防止ピンまたはラグ(40)を備える回転防止システムを介してリテーナ(100)に、および予荷重された弾性要素(38)の作用下で前記主リング(36)を前記メイティングリング(34)に軸方向に押し付けるプッシャスリーブとして機能する中間要素またはキャリア(50)に結合されており、前記シールの前記センサまたは複数の前記センサが、前記主リング(36)の軸方向変位の測定のための変位センサ(42、80)、前記中間リング(50)の軸方向変位の測定のための変位センサ(90)、前記主リング(36)に生じたトルクの測定のためのひずみセンサ(41)、前記キャリア(50)および/または前記主リング(36)に作用する静荷重の測定のための荷重センサ(80)、ならびに前記キャリア(50)および/または前記主リング(36)の振動の測定のための荷重センサ(80)からなる群に属する1つ以上のセンサを備える、請求項7に記載のターボ機械。
- 前記センサまたは複数の前記センサの出力を読み取り、
前記出力と閾値を比較して前記シールの不具合状態を判定し、
警報表示を提供する
ように構成された制御ユニットをさらに備える、請求項7乃至8のいずれか1項または複数の項に記載のターボ機械。 - 前記制御ユニットは、前記センサの出力が前記シールの重大な不具合状態を示す場合に、前記ターボ機械を停止させるようにさらに構成される、請求項9に記載のターボ機械。
- ターボ機械のドライガスシール(30)の状態を監視するための方法であって、
主リング(36)に生じたひずみ/荷重および/または主リング(36)もしくは前記ドライガスシール(30)の前記主リング(36)に結合された要素の変位を測定するセンサを用意する工程と、
前記センサによって測定される値の許容基準を設定する工程と、
前記センサの出力を読み取る工程と、
前記許容基準で前記出力をテストする工程と、
前記センサによって測定された1つ以上の値が前記許容基準を満たさない場合、警報を作動させ、および/または前記ターボ機械を停止させる工程と
を含む、方法。 - 異なるターボ機械のシールからデータを収集して、早期検出のために分析を実行することが可能な遠隔ソフトウェアプラットフォームに前記センサの前記出力を送信する工程
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 潜在的な損傷に関する通知を送信するか、または状態に基づくメンテナンスを行う工程をさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 遠隔配置されたターボ機械のドライガスシール(30)の監視および不具合の早期検出のためのシステムであって、
請求項7乃至10に記載の前記ターボ機械の前記ドライシールのセンサからデータを収集するための収集ユニット(200)と、
前記ターボ機械と前記収集ユニット(200)を接続するように構成された通信ユニット(100)と、
前記収集ユニット(200)からデータを読み出して、早期検出のために分析を実行し、および/または潜在的な損傷に関する通知を送信するか、もしくは前記ターボ機械の、状態に基づくメンテナンスを行うように構成されたソフトウェアプラットフォーム(300)と
を備える、システム。
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