(57)【要約】【課題】圧縮機の作動特性の変更に対して高度の適応性を有する軸流圧縮機用プロセスガス抽出装置（１０）を提供する。【解決手段】軸流圧縮機のケーシング（１４）には、プロセスガスを収集するためのボリュート（１５）が設けられており、該抽出装置（１０）は、この収集ボリュート（１５）に接続された収集構造体（１２）を含む。この収集構造体（１２）の各々は、ベース部分（１６）をカバー部分（１８）に接合し、２つの側部フランジ（１７）を有する金属薄板のボックスを含む。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の作動特性の変更に対して高度の適応性を有する軸流圧縮機用のプロセスガス抽出装置（１０）であって、該軸流圧縮機のケーシング（１４）にはプロセスガスを収集するためのボリュート（１５）が設けられており、該抽出装置は、前記収集ボリュート（１５）に接続された収集構造体（１２）を含むことを特徴とする抽出装置（１０）。
【請求項２】
前記収集構造体（１２）の各々が、金属薄板のボックスを含むことを特徴とする、請求項１に記載の抽出装置（１０）。
【請求項３】
前記ボックスが、ベース部分（１６）をカバー部分（１８）に接合することによって作られることを特徴とする、請求項２に記載の抽出装置（１０）。
【請求項４】
ほぼ長方形形状の薄板を２つの対向する側辺部において折曲げて、前記最初の薄板に対してほぼ垂直に延びる２つの側部フランジ（１７）を形成し、また前記薄板の残りの２つの側辺部を折曲げて、前記最初の薄板に対してほぼ垂直でありかつ前記側部フランジ（１７）と同じ長さを有する２つの端部フランジ（１９）を形成することによって、前記ベース部分（１６）が作られることを特徴とする、請求項３に記載の抽出装置（１０）。
【請求項５】
前記カバー部分（１８）が、前記２つの側部フランジ（１７）と前記２つの端部フランジ（１９）との上に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の抽出装置（１０）。
【請求項６】
前記ベース部分（１６）は、前記カバー部分（１８）に対向して位置する前記薄板が前記ケーシング（１４）の外部輪郭に沿うように、湾曲させられることを特徴とする、請求項３に記載の抽出装置（１０）。
【請求項７】
各収集構造体（１２）が、前記収集ボリュート（１５）の位置における前記ケーシング（１４）の外側に対して配置されることを特徴とする、請求項６に記載の抽出装置（１０）。
【請求項８】
前記ベース部分（１６）が一連の穴を有しており、これらの穴の位置において穿孔（２０）が前記圧縮機のケーシング（１４）内に形成され、前記穿孔の直径が前記ベース部分（１６）内の前記穴の直径と同一であることを特徴とする、請求項７に記載の抽出装置（１０）。
【請求項９】
前記穿孔（２０）が、前記圧縮機のケーシング（１４）内に在る前記収集ボリュート（１５）に開口する貫通孔であることを特徴とする、請求項８に記載の抽出装置（１０）。
【請求項１０】
前記穿孔（２０）にはねじが切られており、前記ベース部分（１６）が、雄ねじ付きブッシュ（２２）を挿入することによって前記ケーシング（１４）に固定されていることを特徴とする、請求項９に記載の抽出装置（１０）。
【請求項１１】
前記ベース部分（１６）の前記側部フランジ（１７）の少なくとも１つに、出口穴（２６）があり、該出口穴（２６）が、管及び接続具によって外部のポンピング防止制御弁に接続されていることを特徴とする、請求項４に記載の抽出装置（１０）。
【請求項１２】
前記ブッシュ（２２）は、各ブッシュの一端が前記ベース部分（１６）から突き出たままになるように、前記ケーシング（１４）内に形成された前記穿孔（２０）にねじ込まれ、各ブッシュ（２２）の前記端部が前記ベース部分（１６）の周囲表面に溶接されていることを特徴とする、請求項１０に記載の抽出装置（１０）。
【請求項１３】
前記カバー部分（１８）が、前記側部フランジ（１７）の端縁及び前記端部フランジ（１９）の端縁に溶接されることによって前記ベース部分（１６）に接合されていることを特徴とする、請求項４に記載の抽出装置（１０）。
【請求項１４】
４つの前記収集構造体（１２）があり、これらが前記圧縮機のケーシング（１４）の周りに等間隔で配置されていることとを特徴とする、請求項１に記載の抽出装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機の作動特性の変更に対して高度の適応性を有する軸流圧縮機用プロセスガス抽出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知のように、軸流圧縮機は、ガスの圧力を増大させるためにガスが供給される機械である。
【０００３】
軸流圧縮機は、一般的に複数の段を備える機械であり、各段は、ロータにより支持された可動ブレードの配列とステータにより支持された固定ブレードの配列とから成る。
【０００４】
ブレードの長さは、一般的に、たとえガスの比容積が徐々に減少しても、ガス速度の軸方向成分を十分に高く維持するために、第１段から最終段まで減少している。
【０００５】
軸流圧縮機は、高い効率、小さい全体寸法で大量の流量を圧縮する能力、及び多段遠心圧縮機の全体寸法より小さい全体寸法の単一のケーシング内で高い圧縮比を得る能力において利点を有する。
【０００６】
一方、軸流圧縮機は、より精巧で調整するのが難しい。例えば、流量及び圧縮比に関して圧縮機の作動特性を変更しなければならないような、軸流圧縮機の高性能化又は改良を行う必要がある場合、機械の安定性特性が変更されることになる。
【０００７】
具体的には、圧縮機は、ブレードの組が失速状態になる、換言すれば、境界層がブレードの表面からはく離した状態になるような、不安定な作動状態に陥る場合がある。このことが、圧縮されるガス中に脈動を出現させることになり、それが圧縮機自体に破壊的な影響を及ぼす可能性さえある。この状態は、圧縮機の「ポンピング」として知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
具体的には、ポンピングを回避できるマージンは、過渡状態時において特に危険な状態になる。堅牢な設計という原則に適合する安定した作動のマージンを維持するために、圧縮機の抽出又は収集チャネルの長さに沿って抽出されるガスの流量を増大させることが必要になる場合があり、このことは、圧縮機が変更されない型に分類されるための必要条件を満たすのに十分な余剰能力を備えて、最初の抽出チャネルが設計されていない場合には、困難を招くことになる。
【０００９】
例えば、最終段の１つに利用される、単一の抽出チャネルから抽出されるガス量が、始動時において非常に少な過ぎて第１段のあらゆる不安定性を排除することができないことになる。
【００１０】
ポンピングを回避しかつ堅牢な設計という原則に適合する安全マージンを維持するために、従来技術で採用されている解決策は、軸流圧縮機のケーシングの鋳造品に組み込まれた収集ボリュート又はスクロールを使用することである。圧縮機の作動特性が変更される場合、最終段におけるいかなる問題をも回避するために、圧縮機の第１段が、該圧縮機の出口に補助抽出システムを加えることにより改良される。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の目的は、上述の欠点を解決するものであり、特に、従来技術においては必要となる、収集ボリュートを交換する費用の負担の必要がなく、圧縮機の作動特性の変更に対して高度の適応性を有する軸流圧縮機用プロセスガス抽出装置を提供するという課題を解決する。
【００１２】
本発明の別の目的は、圧縮機の作動特性の変更に対して高度の適応性を有し、特に信頼性があり、簡単で、機能的であり、かつ比較的安価な、軸流圧縮機用プロセスガス抽出装置を提供することである。
【００１３】
本発明によるこれらの及び他の目的は、圧縮機の作動特性の変更に対して高度の適応性を有する軸流圧縮機用プロセスガス抽出装置を、請求項１に記載したように製作することによって達成される。
【００１４】
本発明による、圧縮機の作動特性の変更に対して高度の適応性を有する軸流圧縮機用プロセスガス抽出装置の特性及び利点は、添付の概略図を参照して、例示として限定する意図なくなされる以下の説明により一層明らかになるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図を参照すると、これら図は、実施例として示す、本発明による、全体を符号１０で示す軸流圧縮機用のプロセスガス抽出装置を示し、該装置は、収集構造体１２を含み、該収集構造体１２は、軸流圧縮機のケーシング１４と一体に鋳造することによって形成された、当該技術では公知の形式である収集ボリュート１５に接続されている。
【００１６】
図面に示す実施例では４つの収集構造体１２（圧縮機のケーシング１４の一部平面図ではある図１及び図２には１つだけが示されているが）があり、それらは圧縮機のケーシング１４の周りに等間隔に配置される。
【００１７】
各収集構造体１２は、金属薄板のボックスを含み、該薄板の材料及び厚さは、作動中に生じる圧力及び温度によって加えられる応力に適合する。
【００１８】
ボックスは、ベース部分１６をカバー部分１８に接合することにより形成されることができる。図３及び図４に示すように、ベース部分１６は、ほぼ長方形の薄板を２つの対向する側辺部において折曲げて、最初の薄板に対してほぼ垂直に延びる２つの側部フランジ１７を形成することにより形成される。他の２つの側辺部もまた折曲げられて、最初の薄板に対してほぼ垂直でありかつ側部フランジ１７と同じ長さを有する２つの端部フランジ１９を形成する。カバー部分１８もまた、金属薄板から作られ、２つの側部フランジ１７及び２つの端部フランジ１９上に配置されてボックスを閉じる。
【００１９】
ベース部分１６は、カバー部分１８に対向する側の薄板がケーシング１４の外部輪郭に沿うように湾曲させられて、次いで相補的関係で該外部輪郭に対して配置される。より正確に言えば、各収集構造体１２は、収集ボリュート１５の位置におけるケーシング１４に外部から取付けられる。
【００２０】
ベース部分１６は一連の穴を有しており、ベース部分がケーシング１４に対して配置された後に、ベース部分１６の穴の直径と同一の直径を有する穿孔２０が、圧縮機のケーシング１４内に形成される。
【００２１】
図２に示すように、穿孔２０は、圧縮機のケーシング１４内にある収集ボリュート１５に開口する貫通孔である。これらの穿孔２０は、雄ねじ付きブッシュ２２を挿入することによってベース部分１６が固定されることができるように、ねじが切られている。
【００２２】
ベース部分１６の少なくとも１つの側部フランジ１７内に、出口穴２６があり、該出口穴２６は、管及び接合具によって外部のポンピング防止制御弁に接続される。
【００２３】
本発明による、圧縮機の作動特性の変更に対して高度の適応性を有する軸流圧縮機用プロセスガス抽出装置１０の作動は、図面を参照してなされた上述の説明により明らかになったが、要約すると次の通りである。
【００２４】
ベース部分１６は、各ブッシュの一端がベース部分１６から突き出たままになるように、ケーシング１４内に形成された穿孔２０にねじ込まれたブッシュ２２によって、ケーシング１４に固定される。
【００２５】
この位置で、このブッシュ２２の端部は、ベース部分１６の周囲表面に溶接されて、ブッシュ２２と穿孔２０との間の接合部の漏れ及び弛みを完全に防止することが保証されるようになる。
【００２６】
カバー部分１８は、例えば側部フランジ１７の端縁及び端部フランジ１９の端縁に溶接されることによってベース部分１６に接合される。
【００２７】
実際には、ポンピング防止制御弁に接続される収集装置を形成する４つの密封された収集構造体１２が製作される。
【００２８】
本発明によるプロセスガス抽出装置１０は、ケーシング１４の最初の鋳造品に在る全ての抽出チャネルにおける音速流出限界値にもはや関係がない空気抽出能力を備える。これは、抽出がケーシング１４の本体内に穿孔２０を加えることにより可能となるものであるので、軸流圧縮機の作動状態を改良することが必要になった場合、費用がかかるケーシング１４全体の交換を回避することができる。
【００２９】
上述の説明は、本発明による、圧縮機の作動特性の変更に対して高度の適応性を有する軸流圧縮機用プロセスガス抽出装置の特性を明確に示し、また対応する利点をも明確に示しており、それらは次の通り説明できる。
・製作が簡単である。
・軸流圧縮機の新しい作動特性に対して最小限の費用で適応できる。
・作動に信頼性がある。
【００３０】
結局、圧縮機の作動特性の変更に対して高度の適応性を有し、このように設計された軸流圧縮機用プロセスガス抽出装置は、本発明の技術的範囲内の様々な方法で修正及び変更されることができ、更に、全ての構成要素は技術的に等価の要素で置き換えることができるのは明らかである。実際には、それらの形状及び寸法だけでなく使用される材料もまた、技術要求を満たす任意の方法で適合させることができる。
【００３１】
なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】外面図で示す本発明によるプロセスガス抽出装置を備えた、軸流圧縮機のケーシングの一部を上から見た平面断面図。
【図２】プロセスガス抽出装置が断面で示されている、図１のケーシングの一部を上から見た平面断面図。
【図３】図１における半径方向断面図。
【図４】軸流圧縮機のケーシング内にある穿孔の位置で切断された、図１における半径方向断面図。
【符号の説明】
１０　プロセスガス抽出装置
１２　収集構造体
１４　軸流圧縮機のケーシング
１５　収集ボリュート
１８　カバー部分
１９　端部フランジ
２６　出口穴
【図１】
2004011647.tif 000003
【図２】
2004011647.tif 000004
【図３】
2004011647.tif 000005
【図４】
2004011647.tif 000006