(57)【要約】  １つまたは複数の羽根車を軸に取り付け、羽根車を高角速度動作用にしっかり固定するために各羽根車上の後部リップおよび前部リップに複合リングを取り付けるためのシステムおよび方法。複合リングは、羽根車の材料に比較して、より大きな比強度およびより大きな比剛性を提供する材料から構成される。多羽根車アセンブリでは、各対の羽根車の間に羽根車スペーサが取り付けられる。【選択図】図３
2013513749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心圧縮機羽根車システムであって、
少なくとも１つの羽根車がそこに取り付けられている軸と、
前記少なくとも１つの羽根車のそれぞれの後部を前記軸にしっかり固定するための前記少なくとも１つの羽根車のそれぞれの前記後部でリップに取り付けられた第１の複合リングと、
前記少なくとも１つの羽根車のそれぞれの前部を前記軸にしっかり固定するための前記少なくとも１つの羽根車のそれぞれの前記前部でリップに取り付けられた第２の複合リングと
を備える遠心圧縮機羽根車システム。
【請求項２】
少なくとも２つの羽根車間の規定の距離を維持するための少なくとも１つの羽根車スペーサ
をさらに備える請求項１記載の遠心圧縮機羽根車システム。
【請求項３】
前記複合リングは、グラスファイバまたは炭素繊維およびポリマーのうちの少なくとも１つのタイプから成る、請求項１または請求項２記載の遠心圧縮機羽根車システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの羽根車のそれぞれの前記後部で前記リップに取り付けられた前記複合リングおよび前記少なくとも１つの羽根車のそれぞれの前記前部で前記リップに取り付けられた前記複合リングは、前記リングが取り付けられている前記少なくとも１つの羽根車のそれぞれより大きな比強度およびより大きな比剛性を有する、請求項１乃至３のいずれか１項記載の遠心圧縮機羽根車システム。
【請求項５】
前記第１の複合リングおよび前記第２の複合リングのうちの少なくとも１つは、その外側表面上に金属ライニングを有する、請求項１乃至４のいずれか１項記載の遠心圧縮機羽根車システム。
【請求項６】
遠心圧縮機において使用するための単一の羽根車システムを作成するための方法であって、
羽根車を軸に取り付けるステップと、
前記羽根車の後部を前記軸にしっかり固定するために第１の複合リングを前記羽根車の前記後部上でリップに取り付けるステップと、
前記羽根車の前部を前記軸にしっかり固定するために第２の複合リングを前記羽根車の前記前部上でリップに取り付けるステップとを備える方法。
【請求項７】
前記第１の複合リングはおよび前記第２の複合リングは、フィラメントワインディングによって取り付けられる、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記第１の複合リングを取り付けるステップは
前記第１の複合リングを羽根車スペーサから前記羽根車の前記後部上で前記リップ上にスライドするステップ
をさらに備える、請求項６または請求項７記載の方法。
【請求項９】
遠心圧縮機で使用するための多羽根車システムを作成するための方法であって、
第１の羽根車を軸に取り付けるステップと、
前記軸に複数の順序付けされた対の羽根車スペーサを取り付け、次いで羽根車を取り付けるステップと、
第１の複合リングの複数の順序付けされた対を前記第１の羽根車の前記後部上でリップに取り付け、次いで前記第１の羽根車の前記前部上で第２の複合リングをリップに取り付け、前記複数の羽根車が前記軸に取り付けられた順序で羽根車ごとにこのプロセスを繰り返すステップと
を備える方法。
【請求項１０】
複数の順序付けされた対の第１の複合リングを前記第１の羽根車の前記後部上のリップに取り付け、
次いで第２の複合リングを前記第１の羽根車の前記前部上のリップに取り付ける前記ステップは、前記第１の複合リングを羽根車スペーサから前記羽根車の後部上の前記リップ上にスライドするステップをさらに備える請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に圧縮機に関し、より具体的には、複合リングを用いて圧縮機軸に１つまたは複数の羽根車を取り付けることに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機は、機械エネルギーの使用によって、圧縮性流体粒子、例えば気体粒子を加速する機械である。圧縮機は、ガスタービンエンジンの初期段として動作することを含めて、いくつかの異なる用途で使用される。ガスタービンエンジンは、それら自体、発電プロセス、天然ガス液化プロセスおよび他のプロセスを含めて、多数の工業プロセスで使用される。そのようなプロセスおよびプロセスプラントで使用される様々なタイプの圧縮機の中には、機械エネルギーが、遠心加速度によって、例えば、ガスが通り抜ける遠心羽根車を回転させることによって、圧縮機に入力されたガスに作用する、いわゆる遠心圧縮機がある。
【０００３】
遠心圧縮機は、単一の羽根車を備えてもよく、すなわち単段構成でもよく、または複数の羽根車を連続して備えてもよく、この場合は、しばしば多段圧縮機と呼ばれる。遠心圧縮機の段のそれぞれは、通常、圧縮されるべきガスのための入口導管と、入力されたガスに運動エネルギーを与えることができる羽根車と、その段を出る運動エネルギーを圧力エネルギーに変換するディフューザとを含む。
【０００４】
遠心圧縮機の増大する性能および出力要件によって、羽根車軸の軸回転速度が高くなってきた。より高い角速度によって、従来、１つまたは複数の羽根車を羽根車の取り付け直径を広げるためにまず加熱し、次いで、軸に取り付け、軸上で縮小し冷却させ、軸にしっかりとはめあいしてきた、すなわち焼きばめしてきた、１つまたは複数の羽根車を軸に取り付けることに関する遠心圧縮機の現在の設計および組立方法の欠点が明らかになってきた。例えば、角速度は、今や羽根車の半径と羽根車が取り付けられている軸の半径との違いが故障状態を発生させるのに十分な遠心力の差を生じるところまで到達している。この点に関して、羽根車の変形は、羽根車が軸上で滑る点で発生し、その結果、突然性能が落ちる、または最悪の場合のシナリオでは、遠心圧縮機の重大な故障が生じる可能性がある。
【０００５】
その結果、市場からの圧力によって、この欠点を解決するための努力が促された。それに応答して、各羽根車を軸に取り付けた後に各羽根車の後部に止め輪を付ける技術が開発された。この技術はしばらくの間効果的であったが、再び、遠心圧縮機の増大する性能および出力要件からこの技術の欠点が明らかになった。より大きな角速度は、羽根車の前部で羽根車の変形をもたらし、一方、羽根車の後部は止め輪によって拘束されたままであった。変形の一様でない分布によって、止め輪を羽根車から外すのに十分な力が軸の軸方向に止め輪にかけられ、止め輪のない遠心圧縮機に関して上記で説明されたのと同様の故障が生じた。
【発明の概要】
【０００６】
したがって、再び、市場からの圧力により、羽根車が軸に取り付けられたままであることができるようにするやり方で、遠心圧縮機内の軸に１つまたは複数の羽根車を取り付けるための方法およびシステムが求められている。スループット、遠心圧縮機の角速度動作窓。
【０００７】
例示的諸実施形態は、羽根車を軸に取り付け、羽根車が軸回転負荷の下で変形しないようにするために羽根車の前部リップおよび後部リップの両方に複合リングを取り付けるためのシステムおよび方法に関する。羽根車の前部リップおよび後部リップの両方に取り付けられた複合リングは、羽根車を構成する材料より大きな比剛性およびより大きな比強度の材料から構成される。しかし、そのような利点は、添付の特許請求の範囲の請求項の１つまたは複数に明示的に記載されている場合を除き、本発明の限定として解釈されるべきではないことが当業者には理解されるであろう。
【０００８】
一例示的実施形態によれば、予め定められた数の羽根車が、各対の羽根車の間に配置された羽根車スペーサを用いて軸に焼きばめされる。すべての必要とされる羽根車を軸に取り付けた後に、各羽根車の前部リップおよび後部リップの両方に複合リングを取り付ける。１つの非限定的実施例では、複合リングは、フィラメントワインディングによって羽根車に取り付けられる。
【０００９】
他の例示的実施形態によれば、１つまたは複数の羽根車を軸に取り付け、羽根車を軸に拘束するために複合リングを取り付けるための方法は、羽根車を軸に焼きばめするステップと、羽根車スペーサを第１の羽根車に隣接する軸に焼きばめするステップと、次の羽根車を羽根車スペーサに隣接する軸に焼きばめするステップと、すべての羽根車が軸に取り付けられるまで続行するステップと、各羽根車の後部リップに、次いで前部リップに取り付けられた複合リングを用いて羽根車を軸に取り付けた順序で、複合リングを羽根車に取り付けるステップとを含む。
【００１０】
添付の図面は、諸例示的実施形態を例示する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】遠心圧縮機の図である。
【図２】単一の止め輪を用いて軸に取り付けられた羽根車の半横断面図である。
【図３】羽根車の後部リップおよび前部リップに取り付けられた複合リングを用いて軸に取り付けられた単一の羽根車を示す図である。
【図４】羽根車の後部リップおよび前部リップに取り付けられた複合リングを用いて軸に取り付けられた羽根車の半横断面図である。
【図５】各羽根車の後部リップおよび前部リップに取り付けられた複合リングならびに２つの羽根車の間におよび隣接して取り付けられた羽根車スペーサを用いて軸に取り付けられた多羽根車の半横断面図である。
【図６】単一の羽根車を軸に取り付け、１つの複合リングを羽根車の後部リップに取り付け、もう１つの複合リングを羽根車の前部リップに取り付ける方法を示す図である。
【図７】複数の羽根車を軸に取り付け、１つの複合リングを各羽根車の後部リップに取り付け、もう１つの複合リングを各羽根車の前部リップに取り付ける方法を示す図である。
【図８】一例示的実施形態による羽根車を回転軸に取り付ける様々な段階を示す図である。
【図９】一例示的実施形態による羽根車を回転軸に取り付ける様々な段階を示す図である。
【図１０】一例示的実施形態による羽根車を回転軸に取り付ける様々な段階を示す図である。
【図１１】金属ライニングを有する複合リングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
例示的諸実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面を参照する。異なる図面における同じ参照番号は、同じまたは同等の要素を識別する。さらに、以下の詳細な説明は、本発明を限定しない。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。
【００１３】
これらの例示的実施形態による羽根車取り付けシステムに関する次の議論のための文脈を提供するために、図１は、そのような羽根車取り付けが利用され得る多段遠心圧縮機１０を概略的に例示する。そこでは、圧縮機１０は、複数の羽根車１６を備えた回転圧縮機軸１４がその中に取り付けられているボックスまたはハウジング（ステータ）１２を含む。回転子アセンブリ１８は、軸１４および羽根車１６を含み、回転子アセンブリ１８の両側に配置された軸受２０によって半径方向および軸方向に支持されている。
【００１４】
多段遠心圧縮機は、ダクト入口２２から入力プロセスガスを取り入れ、最終的に、ガス粒子を加速することにより回転子アセンブリ１８の動作によってプロセスガスの圧力を増大し、次に、プロセスガスをその入力圧力より高い出力圧力で出口ダクト２４を通して配送するように動作する。プロセスガスは、例えば、二酸化炭素、硫化水素、ブタン、メタン、エタン、プロパン、液化天然ガス、またはそれらの組合せのうちのいずれか１つでよい。羽根車１６と軸受２０との間に、プロセスガスが軸受２０に流れないようにするためにシーリングシステム２６が提供される。ハウジング１２は、ガスが遠心圧縮機１０から逃げないようにするために、軸受２０およびシーリングシステム２６の両方を覆うように構成される。さらに、図１には、羽根車１６によって生成された軸方向の推力を補償するバランスドラム２７、バランスドラムのラビリンスシール２８、およびバランスドラム２７のアウトボード側上の圧力をプロセスガスがダクト２２を介して入る圧力と同じレベルに維持するバランスライン２９が見られる。
【００１５】
従来、羽根車１６は、前述のように、軸１４に羽根車１６を焼きばめすることにより軸１４に取り付けられるだけであった。しかし、軸１０２の軸方向に取られた横断面図を用いて、軸１０２に取り付けられた単一の羽根車１０４の半横断面図１００を概略的に例示する図２には、別の手法が示されている。単一の止め輪１０６は、羽根車の後部リップ上に取り付けられる。
【００１６】
前に論じられたように、横断面図１００に示されているシステムは、高角速度で動作中に故障する可能性がある。例えば、角速度が高くなるにつれて、羽根車の半径が軸の半径より大きいために羽根車に加えられる遠心力がより大きくなるので、羽根車の前部リップ１０８が軸１０２から離れる点に到達する。逆に、羽根車の後部リップは、止め輪１０６によって拘束されており、したがって、軸１０２から離れる可能性はない。この一様でない分離の結果は、羽根車の前部リップ１０８から羽根車の後部の止め輪１０６への方向に軸１０２の軸に沿った結果としての力であり、羽根車の後部リップから止め輪１０６を取りはずし、潜在的に羽根車／軸アセンブリの障害を引き起こす可能性がある。
【００１７】
図３に例示されている例示的実施形態２００によれば、羽根車１０４が軸１０２に取り付けられている。羽根車は、金属材料、重合体材料、または複合材料を含むがそれらに限定されない材料から製造され得る。羽根車１０４は、最初に、羽根車を所望の位置で軸にプレスばめすることができるようにする焼きばめプロセスなどの標準的な製造技法によって軸１０２に取り付けられ得る。さらに、複合リング２０２が羽根車の後部リップに取り付けられる。複合リング２０２は、例えば（しかし限定されない）グラスファイバ材料またはカーボンファイバから構成され得る。しかし、複合リング２０２は、好ましくは、羽根車１０４の製造に使用される材料に比較して、より大きな比強度およびより大きな比剛性を有する材料から作成される。同様に、複合リング２０４は、羽根車の前部リップに取り付けられ、複合リング２０４はまた、羽根車１０４を作成するために使用される材料より大きな比強度およびより大きな比剛性を有する材料、例えばスチールから作成される。リング２０２および２０４を製造するために使用され得る様々な他の材料の例が、以下で提供される。
【００１８】
非限定的な実施例では、スチール羽根車１０４は、軸１０２に焼きばめまたはプレスばめされ得る。グラスファイバ複合材料は、次いで、羽根車１０４の後部リップに取り付けられて、複合リング２０２を作成することができる。複合リング２０２の作成は、フィラメントワインディング動作によって非限定的な実施例において達成され得る。同様のやり方で、もう１つの複合リング２０４が作成され、羽根車１０４の前部リップに取り付けられ得る。
【００１９】
図４には、図２の羽根車システム１００に関係があり対照をなす半横断面図での羽根車システム３００が例示されている。羽根車システム３００は、前述の方法によって軸１０２に取り付けられた羽根車１０４を備える。さらに、複合リング２０２が羽根車の後部リップ上に配置され、複合リング２０４が羽根車の前部リップ上に配置される。このシステム３００は、リング２０２および２０４によって羽根車１０４軸の方向に沿って羽根車１０４の向かい合う端部上の位置において羽根車１０４を軸１０２に拘束するように動作する。システム３００は、そうでなければ高角速度によって生成される遠心力によって生じる軸の軸方向に対して直角を成す方向の羽根車１０４の変形を防止する。
【００２０】
次に、図５を参照すると、一例示的実施形態による多羽根車システム４００の半横断面図が例示されている。羽根車４０２は軸１０２に取り付けられ、複合リング４０４および複合リング４０６は、それぞれ、羽根車４０２の後部リップおよび前部リップに取り付けられる。羽根車スペーサ４０８は、羽根車４０２とその次ぎに取り付けられる羽根車との間の固定の知られている距離を維持するために、羽根車４０２に隣接した軸１０２に取り付けられる。羽根車４１０は、羽根車スペーサ４０８に隣接した軸１０２に取り付けられ、複合リング４１２および複合リング４１４は、それぞれ、羽根車４１０の後部リップおよび前部リップに取り付けられる。システム４００には２つの羽根車４０２、４１０が例示されているが、軸に取り付けられ、羽根車スペーサ４０８によって分離される羽根車４０２、４１０の数は限定されず、３つ以上の羽根車が提供されてもよいことに留意されたい。
【００２１】
図６を参照すると、単一の羽根車を軸に取り付ける方法５００が例示されている。ステップ５０２から始まって、羽根車１０４が軸１０２に取り付けられる。一非限定的実施例では、軸の直径に比較して適切な直径の中心穴を有する羽根車が軸に加熱プレスばめされる。
【００２２】
次に、ステップ５０４において、複合リング２０２が羽根車１０４の後部リップに取り付けられる。一非限定的実施例では、複合リング２０２は、羽根車１０４に対する接着剤としてワインディングの樹脂を使用して、フィラメントワインディングによって羽根車１０４に取り付けられる。実行されるワインディングの数は、羽根車１０４のものより大きな比強度およびより大きな比剛性を有する複合リング２０２を作成することに関する羽根車１０４の材料組成に基づく。
【００２３】
続いてステップ５０６に進むと、複合リング２０４が羽根車１０４の前部リップに取り付けられる。複合リング２０２のための上記と同じ非限定的実施例を使用して、フィラメントワインディング技法が、羽根車１０４に対する接着剤としてワインディングの樹脂を使用して、羽根車１０４の前部リップ上にリングを巻きつける。実行されるワインディングの数は、羽根車１０４のものより大きな比強度およびより大きな比剛性を有する複合リング２０４を作成することに関する羽根車１０４の材料組成に基づく。複合リング２０２および複合リング２０４の厚さは同一でよいが、羽根車１０４の構成に基づき、羽根車１０４の設計要素が指示する場合は異なってもよい。いくつかの例示的実施形態によれば、羽根車１０４の後部の質量はより大きいため、それに加えられる遠心力がより大きいと予想されるので、複合リング２０２は、複合リング２０４より厚い。
【００２４】
次に、図７を参照すると、例示的諸実施形態による、軸に複数の羽根車を取り付ける方法６００が例示されている。ステップ６０２から始まって、方法５００において上記で説明されたように、羽根車４０２が一例示的技術によって軸１０２に取り付けられる。次に、ステップ６０４において、軸に他の羽根車１０４を取り付ける必要があるかどうかに関する判断が行われる。アプリケーションがもう１つの羽根車１０４を必要とする場合は、方法はステップ６０６に進む。ステップ６０６において、羽根車スペーサ４０８が軸に取り付けられる。羽根車１０４を取り付けるために使用されたのと同じ方法によって取り付けられた羽根車スペーサ４０８は、羽根車および／または遠心圧縮機の設計に基づいて、羽根車１０４の厚さおよび幅に関してサイジングされる。次いで、本方法は、ステップ６０２に戻り、もう１つの羽根車４１０を軸に取り付ける。この羽根車１０４および羽根車スペーサ４０８の交互取り付けのプロセスは、すべての必要とされる羽根車１０４が取り付けられるまで続けられる。
【００２５】
最後の羽根車４１０を取り付けた後に続いて、本方法は、ステップ６０８に進み、複合リング４０４が第１の取り付けられた羽根車４０２の後部リップに取り付けられる。複合リング４０４は、方法５００において上記で説明されたように、一例示的技術によって第１の取り付けられた羽根車４０２の後部リップに取り付けられる。複合リング４０４の組成および寸法は、羽根車４０２の構成および遠心圧縮機の動作特性に基づいて決められる。
【００２６】
次に、ステップ６１０において、本方法は、複合リング４０６を、軸１０２に取り付けられている第１の羽根車４０２の前部リップに取り付ける。複合リング４０６は、複合リング４０４を羽根車４０２の後部リップに取り付けるための前述の同じ例示的技術によって、羽根車４０２の前部リップに取り付けられる。前述のように、複合リング４０４および複合リング４０６の寸法は、同一であることを必要とされず、羽根車４０２の設計および遠心圧縮機動作特性によって指示される。
【００２７】
続いて、ステップ６１２において、追加の取り付けられた羽根車４１０が複合リング４１２、４１４の取り付けを必要とするかどうかに関する判断が行われる。追加の複合リング４１２、４１４が必要とされる場合は、方法６００は、ステップ６０８に戻り、複合リング４１２を次の羽根車４１０の後部リップに取り付ける。次に、方法６００は、ステップ６１０に進み、複合リング４１４を羽根車４１０の前部リップに取り付ける。この方法は、最初に、複合リング２０２を後部リップに取り付け、次いで、羽根車１０４が軸１０２に取り付けられた順序で、複合リングを各羽根車１０４の前部リップ２０４に取り付け続ける。複合リング２０２、２０４の寸法は、単一の羽根車上の２つの複合リングの間で変わり得る可能性に加えて、異なる羽根車上の複合リング２０２、２０４の間の複合リング２０２、２０４の寸法も組成および寸法に関して変わり得ることに留意されたい。
【００２８】
他の例示的実施形態によれば、羽根車をそれらの軸にさらにしっかり固定するために、図８〜１０に例示されているように、前部リングおよび後部リングが複数の羽根車上に取り付けられてよい。図８では、第１の羽根車４０２が、最初に、前述のやり方で軸１０２にしっかり固定される。製造業者は、この時点で羽根車４０２の両側にアクセスすることができるので（すなわち、他の羽根車がまだ取り付けられていないので）、複合リング４０４および４０６は、例えば前述のやり方で、羽根車４０２の後部リップおよび前部リップに取り付けられ得る。第２の羽根車を軸１０２上に取り付ける前に、複合リング４１２が、最初に羽根車スペーサ７００上に取り付けられ得る。この例示的実施形態では、複合リング４１２の内径が、羽根車スペーサ７００の一部分７０２の外径よりわずかに大きいように、羽根車スペーサ７００の一部分７０２は縮小された直径を有する。スペーサ７００において、複合リング４１２が取り付けられる場所の右にランプ部分７０４が形成されることも可能であり、この機能は間もなく説明される。
【００２９】
次いで、次の羽根車４１０が軸上に取り付けられることが可能であり、例えば、図９に示されているように、軸に焼きばめされることが可能である。冷却された後は、複合リング４１２は、矢印７０６、および複合リング４１２をその最終位置で示す図１０によって表されているように、羽根車スペーサ７００の表面に沿ってランプ部分７０４を登って羽根車４１０の後部リップ上にスライドされ得る。このようにして、羽根車が軸に取り付けられた後にリングを製造するのではなく、羽根車を軸にしっかりと固定するために、羽根車を軸に組み立てる前に製造される複合リング４１２を使用することが可能である。図９は、後部リップの複合リング４１２をランプ７０４を登ってスライドさせる前に取り付けられた前部リップの複合リング４１４を示すが、このプロセスはまた逆の順序で実行されてもよいことに留意されたい。
【００３０】
いくつかの例示的実施形態によれば、複合リング４０４、４０６、４１２および４１４は、（金属）羽根車に直接付けられる。しかし、複合リングは、比較的可撓性があり得るので、図１１に示されているように、例えば複合リング４１２がランプ７０４を登ってスライドされた後に複合リング４１２を羽根車４１０の後部リップに対してプレスばめするために使用される圧力から複合リング４１２を保護するために複合リング４１２の周りに金属ライニングまたはケージ８００を提供することにより、これらのリングを保護することが望ましい。
【００３１】
本明細書および添付の特許請求の範囲では、用語「複合」は、繊維性構造が充填材料の中に封入される、例えば、組物柄、縫物柄、または層のアセンブリ（および織られていない構造のみ）などの柄に織り上げられたいくつかの１つまたは複数の様々な異なる繊維性構造を指すために使用されることを理解されたい。例えば、そのような繊維性構造は、複数の単方向繊維または多方向繊維によって作られ、少なくとも優先方向に沿って事実上高い異方性を有するように実現され得る。これらの繊維は、事実上糸のような形、例えば、炭素繊維、グラスファイバ、石英、ホウ素、玄武岩、重合体（芳香族ポリイミドまたは拡張連鎖ポリエチレンなど）ポリエチレン、セラミックス（炭化ケイ素またはアルミナなど）またはその他のものを有することができる。しかし、前の説明は、代替的実施形態を排除せず、例えば、これらの繊維性構造体は、２つ以上の層の繊維、異なるタイプの繊維の組合せ、または異なるタイプの要素、例えば、粒状要素、層状要素もしくは球面要素、または織物、縫物、編物、ノンクリンプ織物もしくは他の織物、単方向テープもしくはトウ、または任意の他の繊維構造で実現され得る。
【００３２】
繊維性構造体（１つまたは複数）は、例えば、繊維性構造体が回転軸にしっかり固定している羽根車の動作中に、互いに結びつき、内部で張力を一様に分布させ、繊維性構造体に耐高温性および耐摩耗性を提供することができる充填材料の中に担持され得る。さらに、充填材料は、羽根車の重量を低減し、したがって、動作中に生成される遠心力を低減するために低い特定の質量または密度を提示するように構成され得る。充填材料は、例えば、その主な成分が高い分子量の分子を有するポリマーであり、化学結合によって結合された多数の基本単位（モノマー）によって形成される、有機、天然または合成ポリマー材料でよい。構造的に、これらの分子は、相互に絡み合った線形連鎖または枝分れ連鎖、または三次元格子から形成されることが可能であり、主に炭素原子および水素原子、ならびに、いくつかの場合には、酸素、窒素、塩素、ケイ素、フッ素、硫黄、または他のものから構成されることが可能である。また、１つまたは複数の補助化合物が、特定の必要に応じて、例えば、ポリマーを強化する、頑丈にする、安定させる、保存する、液化する、着色する、漂白する、または酸化から保護するために、異なる機能を有するマイクロ粒子またはナノ粒子などのポリマー材料に追加されてもよい。
【００３３】
いくつかの例示的実施形態によれば、複合リングのポリマー充填材料は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＡ（ポリアミドまたはナイロン）、ＰＭＭＡ（またはアクリル）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＯＭ（アセタール）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＫＫ（ポリエーテルケトンケトン）、ＰＡＥＫ（ポリアリールエーテルケトン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテル）、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＵ（ポリウレタン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰＯ（ポニフェリニンオキシド）、ＰＩ（ポリイミド、熱硬化性として存在する）、またはこれら以外のものなどの熱可塑性ポリマーから、少なくとも部分的に構成されてよい。特に高温の用途のためには、重合モノマー反応物（ＰＭＲ）樹脂、フェニルエチニル末端封鎖を有する６Ｆポリイミド（ＨＦＰＥ）、およびフニルエチニル末端化イミド（ＰＥＴＩ）オリゴマーなどの様々なポリイミドが好まれ得る。
【００３４】
他の例示的実施形態によれば、ポリマー充填材料は、エポキシ、フェノール、ポエイエステル、ビニルエステル、アミン、フラン、ＰＩ（可塑性材料としても存在する）、ＢＭＩ（ビスマレイミド）、ＣＥ（シアン酸塩エステル）、フタロニトリル、ベンゾオキサジン、またはこれら以外のものなどの熱硬化性ポリマーから少なくとも部分的に構成される。特に高温の用途のためには、重合モノマー反応物（ＰＭＲ）樹脂、フェニルエチニル末端封鎖を有する６Ｆポリイミド（ＨＦＰＥ）、およびフニルエチニル末端化イミド（ＰＥＴＩ）オリゴマー、などの様々な熱硬化性ポリイミドが好まれ得る。他の例示的実施形態によれば、充填材料は、セラミック材料（炭化ケイ素またはチタンなど）から成り、またはさらに、少なくとも部分的に、金属（アルミニウム、チタン、マグネシウム、ニッケル、銅、またはそれらの合金など）、炭素（炭素炭素混合物の場合など）、または他のものから成る。
【００３５】
さらに、前述の例示的諸実施形態は、複合リングをフィラメントワインディングによって羽根車のリップに取り付けることに関するが、フィラメントワインディングに加えて、または代替として、熱可塑性繊維配置（ＴＦＰ）、自動繊維配置（ＡＦＰ）、樹脂注入成型（ＲＴＭ）、および真空支援樹脂注入成型（ＶＡＲＴＭ）を含むがそれらに限定されない他の技法が使用されてもよい。
【００３６】
前述の例示的諸実施形態は、本発明を制限するのではなく、すべての点で例示することを意図するものである。したがって、本発明は、本明細書に含まれる説明から得られる詳細な実施形態の当業者による多くの変形が可能である。すべてのそのような変形および変更は、添付の特許請求の範囲によって定義されている本発明の範囲および趣旨の範囲内にあると考えられる。本出願の説明で使用される要素、動作、指令はいずれも、そのように明記されない限り、本発明にとって不可欠または必須であると解釈されるべきではない。さらに、本明細書で使用される場合は、「ａ」は１つまたは複数のアイテムを含むものとする。
【符号の説明】
【００３７】
１０  多段遠心圧縮機
１２  ボックスまたはハウジング（ステータ）
１４  回転圧縮機軸
１６  羽根車
１８  回転子アセンブリ
２０  軸受
２２  ダクト入口
２４  出口ダクト
２６  シーリングシステム
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
１００  横断面図
１０２  軸
１０４  羽根車
１０６  単一の止め輪
１０８  前部リップ
２００  例示的実施形態
２０２  複合リング
２０４  複合リング
３００  羽根車システム
４００  多羽根車システム
４０２  羽根車
４０４  複合リング
４０６  複合リング
４０８  羽根車スペーサ
４１０  羽根車
４１２  複合リング
４１４  複合リング
７００  羽根車スペーサ
７０２  羽根車スペーサ７００の一部分
７０４  ランプ
７０６  矢印
８００  金属ライニングまたはケージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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