(57)【要約】  本発明は、機械エンクロージャのための、特にターボ機械のエンクロージャのためのパネルに関する。より具体的には、本発明は、それぞれが特定の機能を果たす複数の異なる層１、２、３、４を含む多層パネルに関する。特に、本発明による多層パネルは、従来技術のパネルに対してより軽量な構造を用いて、ノイズ低減に関する高い性能と共に、高レベルのジェット火災および火災／爆風に対する保護を提供することができる。【選択図】図３
2019511661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械エンクロージャ（３００）のための多層パネルであって、
第１の防音層（１）と、
前記第１の防音層（１）上に直接配置された第１の構造層（２）と、
前記第１の構造層（２）の上に直接配置された絶縁コア層（３）と、
前記絶縁コア層（３）上に直接配置された第２の構造層（４）と、を含む多層パネル。
【請求項２】
前記第１の構造層（２）に対して前記第１の防音層（１）の反対側の面に配置された穿孔層（１０）をさらに含む、請求項１に記載の多層パネル。
【請求項３】
前記第１の防音層（１）または前記穿孔層（１０）に対して前記パネルの反対側の面に設けられた外部保護層（７）をさらに含む、請求項１または２に記載の多層パネル。
【請求項４】
前記構造層（４）上に配置された第２の絶縁コア層（５）と、
前記絶縁コア層（５）上に配置された第３の構造層（６）と、
をさらに含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多層パネル。
【請求項５】
前記第３の構造層（６）上に配置されたアブレーション層（８）をさらに含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多層パネル。
【請求項６】
前記アブレーション層（８）は、前記保護層（７）と前記第３の構造層（６）との間に配置され、前記アブレーション層（８）は前記保護層（７）および前記第３の構造層（６）と直接接触している、請求項５に記載の多層パネル。
【請求項７】
前記第１の防音層（１）は、追加ラミネート層（９）をさらに含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の多層パネル。
【請求項８】
前記追加ラミネート層（９）は、金属材料で作られている、請求項７に記載の多層パネル。
【請求項９】
前記防音層（１）はロックウールを含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の多層パネル。
【請求項１０】
前記保護層（７）はゲルコートを含む、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の多層パネル。
【請求項１１】
前記第１の構造層（２）および／または前記第２の構造層（４）および／または前記第３の構造層（６）は、複合材料、好ましくはガラス繊維を含む複合材料で作られている、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の多層パネル。
【請求項１２】
前記絶縁コア層（３）は、セラミックフォームまたはポリマーフォーム、好ましくはセラミックフォームを含む、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の多層パネル。
【請求項１３】
前記アブレーション層（８）は耐火性コーティングを含む、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の多層パネル。
【請求項１４】
前記パネルの全体の厚さは、５０ｍｍと１５０ｍｍとの間に含まれる、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の多層パネル。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の１つまたは複数に記載の多層パネルを含むターボ機械エンクロージャ（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械エンクロージャのための、特にターボ機械のエンクロージャのためのパネルに関する。
【０００２】
より具体的には、本発明は、ターボ機械のエンクロージャのための多層パネルに関する。
【背景技術】
【０００３】
知られているように、ターボ機械は、通常、ハウジング構造またはエンクロージャ内に収容されている。前記エンクロージャは、一般に、複数の梁およびピラーによって構成された支持構造体を含み、前記支持構造体は、エンクロージャの側壁および天井を形成するパネルによって閉じられている。
【０００４】
エンクロージャは、周辺環境に向かう機械のノイズ放出を低減する必要性と、周囲の環境、圧力、温度を機械の周りで制御して、少なくとも汚れ、埃、および一般的な機械の近くにある不要な物質を回避する必要性のために配置される。
【０００５】
さらに、エンクロージャは、機械を火災の発生から、および／またはプラント内で発生して機械自体を損傷させる可能性がある爆発から保護する必要性のために配置される。
【０００６】
このようなエンクロージャ３００の一例を図１に示す。
【０００７】
機械エンクロージャのための、特に石油およびガス産業におけるターボ機械エンクロージャのための現在のパネルは、スチール製構造体と、ノイズ低減のための内部ロックウールまたは同様の材料層と、を含む。
【０００８】
実際、機械エンクロージャのためのパネルは複数の機能を実行する。
【０００９】
これらの機能のうち、パネルは音響スクリーンの機能を果たし、そのため、エンクロージャ外の知覚されるノイズは、所望のレベル、および／または人の安全のための参照基準によって示されるノイズレベルに低減される。
【００１０】
さらに、パネルは、エンクロージャ壁を通る熱伝達を低減するのに適した熱スクリーンの機能を果たす。
【００１１】
図２に、機械エンクロージャ用の公知のパネルの一例を示す。
【００１２】
図１および図２を参照すると、機械用、特にターボ機械用のエンクロージャ３００は、現在、スチールシート１０１、内部ノイズ低減層１０２、および穿孔シート１０３を含むパネル１００によって実現されている。
【００１３】
スチールシート１０１は、支持機能を有し、パネル１００をエンクロージャの支持構造体２００に固定することを可能にする。
【００１４】
パネルが設置されると、スチールシート１０１はエンクロージャの外側に面し、穿孔シート１０３はエンクロージャの内側に面する。
【００１５】
ノイズ低減層１０２は、ロックウールまたは類似の材料で作られている。
【００１６】
エンクロージャ３００の内側に面した穿孔シート１０３には、音波がパネル内部に浸透し、消音機能を有するロックウール層に合致するように穿孔されている。
【００１７】
スチールパネル１００は、通常、エンクロージャの支持構造体２００の一部に直接ボルト止めされる。
【００１８】
ノイズ低減の観点からのパネルの性能は、パネルの厚さ、特にノイズ低減層１０２の厚さに厳密に関係しており、これは、より高い性能は、より大きなパネルを必要とし、重量が増加することを意味する。
【００１９】
さらに、図２のタイプの従来のエンクロージャパネルは、爆風および火災に対する高い保護を提供せず、爆風および火災に対する保護性能を強化するように指示されたいかなる設計変更も、パネル自体および支持構造体の重量のかなりの増加をもたらす。
【００２０】
エンクロージャの重量は、公知の解決策を悩ます欠点の１つである。実際、エンクロージャの重量が大きいことは、沖合プラットフォームの機械設備、特にターボ機械の場合だけでなく、沿岸設備の場合にも、負の側面である。
【００２１】
実際、機械は、通常、沿岸および沖合の両方の用途のために、スチールベースフレームに取り付けられる。機械エンクロージャは、スチール構造によって支持されるか地面に設置されるベースフレームに直接取り付けることができる。代わりに、エンクロージャは、沖合の場合には、プラットフォームデッキ上に設置され、沿岸プラントの場合には、基礎によって直接地上に設置することができる。
【００２２】
機械およびエンクロージャがベースプレート上に取り付けられる場合、エンクロージャおよび機械の全体的な重量を増加させることによって、スキッドを設計する必要がある静的および動的負荷が増加し、したがって重量がさらに増加する。ベースプレートがプラットフォームデッキ（沖合）または地面に取り付けられたスチール構造（沿岸）によって支持されている場合には、支持構造体もこの負荷増加に耐えるように強化する必要がある。
【００２３】
機械とエンクロージャが直接地面に取り付けられている場合には、エンクロージャと機械の全体重量を増やすことによって、基礎に必要な掘削の深さが増加する。
【００２４】
したがって、これらの理由から、エンクロージャの重量の増加は、コストの増加および機械設備の複雑さを伴うので、常に望ましくない状況である。
【００２５】
機械のエンクロージャのパネルが満たさなければならないさらなる要件は、爆発負荷と呼ばれる外部爆発によって引き起こされる力に対する耐性である。
【００２６】
プラントの工学における改良、例えば、爆発の場合に圧力波のより正確な計算を行う可能性は、プラントの一部で爆発の場合にエンクロージャが受ける可能性のある爆発荷重のより正確な計算を常にもたらす。さらに、人の安全および環境保護への注意は、常に厳しい要求に常に直面しており、そのため、エンクロージャのパネルは、爆発荷重に対する耐性に関して従来の設計パラメータより常に制限された設計パラメータを満たす必要がある。
【００２７】
より正確な計算技術のおかげで、公知のタイプの金属パネルは、所望の爆発荷重値に耐性がないと結論することが可能である。
【００２８】
したがって、従来技術のエンクロージャ用のパネルはいくつかの欠点がある。
【００２９】
その中で、エンクロージャの個々のパネルの重量が重いことは、公知の技術を悩ます欠点であることが既に示されている。
【００３０】
さらに、爆発荷重に対する限定された耐性、すなわち、エンクロージャの外側で起こる爆発の衝撃波によってパネルに生じる曲げ応力は、従来技術のパネルを悩ます別の欠点である。
【００３１】
さらに、公知のパネルは、エンクロージャの外側に面するスチールシート１０１およびロックウールは、耐火に適しておらず、そのような耐性を増加させるために特別な処理が施されていない。
【００３２】
特に、パネルの重量から導かれる物流およびエンクロージャの組み立てのための高コストは、従来技術を悩ますさらなる欠点である。
【００３３】
さらに、侵食性環境に耐えることができるステンレス鋼または他の適切な鋼のパネルを実現する必要性は、例えば海上の沖合プラットフォームに設置する場合に、公知のパネルのコストを劇的に増加させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１０４５０４号
【発明の概要】
【００３５】
本発明は、従来技術のパネルに対してより軽量な構造を用いて、ノイズ低減に関する高い性能と共に、高レベルのジェット火災および火災／爆風に対する保護を提供できる機械、特にターボ機械のエンクロージャに関する。
【００３６】
より詳細には、本発明によるターボ機械のエンクロージャのパネルは、当技術分野で知られている技術的解決策と比較して、爆風および火災に対する耐性を高め、ノイズを低減する。
【００３７】
これらの全ての性能は、従来技術に対して軽量化されたエンクロージャ用パネルによって得られる。
【００３８】
加えて、本発明によるパネルターボ機械エンクロージャは、パネルを信頼性の向上とコストの削減を伴って沖合プラットフォームにもうまく設置するのに適した高い耐腐食性を示す。
【００３９】
本発明はまた、希薄な設置を必要とし、ＥＨＳ（環境、健康、安全）への影響を低減するターボ機械のエンクロージャ用パネルを提供することを目的とする。
【００４０】
さらなる詳細および特定の実施形態は、以下の添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】機械のためのエンクロージャ、特にターボ機械のためのエンクロージャの斜視図である。
【図２】公知のタイプのエンクロージャのためのパネルの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるエンクロージャのためのパネルの斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
例示的な実施形態の以下の説明は、添付の図面を参照する。以下の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。その代わり、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
【００４３】
「一実施形態」または「実施形態」に対する明細書全体での参照は、実施形態に関連して記載されている特定の特徴、構造、または特性が、開示されている主題の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、明細書全体の様々な場所における「一実施形態では」または「実施形態では」というフレーズの出現は、必ずしも同一の実施形態を参照していない。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせてもよい。
【００４４】
図３を参照すると、機械エンクロージャ用のパネル、特にターボ機械エンクロージャ用のパネルは、それぞれが特定の動作を実行する異なる材料の個別の層を含む多層複合構造を有し、パネル全体の性能を向上させる。
【００４５】
実質的に互いに平行な層は、好ましくは、パネル全体の厚さに設計され、分布され、それによって、エンクロージャの壁の内側から外側への音の伝達が低減され、同時に、潜在的に周囲から来る爆風および火災に対してエンクロージャの中に収容された機械および機器を保護する。
【００４６】
より詳細には、本発明によるターボ機械エンクロージャのための多層パネルは、少なくとも防音層１と、前記防音層１上に直接配置された第１の構造層２と、第１の構造層２上に直接配置された第１の絶縁コア層３と、前記第１の絶縁コア層３上に直接配置された第２の構造層４と、構造層４と第３の構造層６との間に配置された第２の絶縁層５と、を含む。
【００４７】
第１の構造層２、絶縁コア層３、および第２の構造層４は、共にグループ化され、サンドイッチ構造１１を形成する。
【００４８】
サンドイッチ構造１１は、さらなる絶縁層（第２の絶縁層５）とさらなる構造層（第３の構造層６）とを含む２重構造とすることができる。
【００４９】
第１の構造層２は、防音層１の上に直接配置されるので、第１の構造層２の第１の面は、防音層１の第１の面に接着している。
【００５０】
第１の絶縁コア層３は、第１の構造層２の上に直接配置されるので、第１の絶縁コア層３の第１の面は、第１の構造層２の第２の面に接着している。
【００５１】
第２の構造層４は、第１の絶縁コア層３上に直接配置されているので、第２の構造層４の第１の面は、第１の絶縁コア層３の第２の面に接着している。
【００５２】
防音層１、第１の構造層２、第１の絶縁コア層３および第２の構造層４を互いに取り付けると、パネルの構造的耐性を低下させることなく、このアセンブリの全体重量が低減され、厚さも薄くなる。
【００５３】
前記第１の絶縁コア層３は、好ましくは、セラミック絶縁コアまたは任意の他の適切な材料で作られる。前記第１の絶縁コア層３のための可能な材料の例は、セラミック（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２）フォーム、フェノールフォーム、ポリメタクリルイミド（ＰＭＩ）フォーム、発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）、押出ポリスチレン（ＸＰＳ）または硬質ポリウレタンフォームである。
【００５４】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記防音層１は、熱絶縁層とノイズ絶縁層の両方である。
【００５５】
ノイズ低減機能を実現するのに適した材料が当該分野では既に公知であるとしても、好ましくは、ノイズ絶縁層はロックウールまたは他の任意の鉱物ウール断熱材料で作られてもよい。
【００５６】
本発明によれば、構造的機能は、第１の構造層２、第２の構造層４および第３の構造層６によって提供され、これらはガラス繊維または他の適切な材料を含む複合材料で作られた積層層である。前記複合材料のための可能な樹脂の例は、オルトフタル酸樹脂、イソフタル酸樹脂、ビスフェノール樹脂、フタル酸樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、難燃性樹脂である。前記複合材料の可能な繊維の例は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維である。
【００５７】
本発明による多層パネルは、第１の構造層２に対して前記第１の防音層１の反対側の面に配置された穿孔シート１０をさらに含む。
【００５８】
さらに、本発明のパネルの火災および爆風に対する保護性能を高めるために、好ましくは、第３の構造層６の上に配置されたアブレーション層８をさらに含む。
【００５９】
好ましくは、前記アブレーション層８は、絶縁コア層５に対して反対側の面で第３の構造層６上に配置される。アブレーション層８は、火災の際の犠牲層であるから、他の層に対して外部に配置される。
【００６０】
前記アブレーション層８の可能な材料の例は、耐火性コーティング、耐火性ゲルコート、耐火塗料、セラミック断熱塗料、ジオポリマーおよびアブレーティブエラストマである。
【００６１】
好ましくは、パネルが設置されると、本発明の多層パネルの層を保護するため、特にパネルが設置された後のエンクロージャの危険な外部の側面に面する最終層を保護するために、すなわち、設けられている場合には第３の構造層６またはアブレーション層８を保護するために、保護層７がさらに設けられる。
【００６２】
好ましくは、前記保護層７は樹脂製であり、好ましくはゲルコートまたは他の適切な材料で作られ、設けられた場合には前記第３の構造層上または前記アブレーション層８上に配置される。
【００６３】
前記保護層７の可能な材料の例は、耐火コーティング、耐火ゲルコート、耐火塗料、セラミック断熱塗料、ジオポリマー、膨張性塗料、アブレーティブエラストマである。
【００６４】
図３に示す本発明の好ましい実施形態によれば、アブレーション層８は、保護層７と第３の構造層６との間に配置される。
【００６５】
本発明による多層パネルは、第２の絶縁コア層５をさらに含む。
【００６６】
より好ましくは、第２の絶縁層５は、第２の構造層４と第３の構造層６との間の中間位置に配置される。
【００６７】
本発明の実施形態によれば、前記第１の構造層２、第２の構造層４、および第３の構造層６は、複合材料、好ましくはガラス繊維を含む複合材料で作られる。
【００６８】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記第１の防音層１は、追加ラミネート層９をさらに含む。
【００６９】
より好ましくは、前記ラミネート層９は、それが挿入される第１の防音層１によって吸収される音波とは異なる波長を有する音波を吸収するさらなるノイズ低減を提供するために、金属材料で作られる。
【００７０】
より好ましくは、前記ラミネート層９は堅固に固定されず、パネル内部に浮いている。
【００７１】
多層パネルの層は、互いに接着することができる。
【００７２】
本発明の好ましい実施形態によれば、多層パネルは、５０ｍｍと１５０ｍｍとの間に含まれる全体の厚さを有する。
【符号の説明】
【００７３】
１  第１の防音層、防音層
２  第１の構造層
３  第１の絶縁コア層、絶縁コア層
４  第２の構造層
５  第２の絶縁コア層、第２の絶縁層
６  第３の構造層
７  保護層
８  アブレーション層
９  追加ラミネート層、ラミネート層
１０  穿孔シート
１１  サンドイッチ構造
１００  スチールパネル、パネル
１０１  スチールシート
１０２  内部ノイズ低減層、ノイズ低減層
１０３  穿孔シート
２００  支持構造体
３００  エンクロージャ
【図１】
2019511661.tif 000003
【図２】
2019511661.tif 000004
【図３】
2019511661.tif 000005
【国際調査報告】
2019511661.tif 000006
2019511661.tif 000007
2019511661.tif 000008