(57)【要約】【課題】ターボ機械の種々の内部部品を外部接続部に電気的に接続する機構及び技術を提供すること。【解決手段】ターボ機械は、外部ケーシング（１１２）の内外に滑動するよう構成されたカートリッジ（１１４）を有する圧縮機（１０２）を含む。ターボ機械は更に、圧縮機シャフト（１０６）に接続されるよう構成されたモータシャフト（１０８）を有する電気モータ（１０４）を含む。コンジット（１２４、２１２）は、圧縮機又はモータのステータ部（１２６）を通って第１の磁気軸受から第２の磁気軸受まで延びるよう構成される。コンジットは、コンジット（１２４、２１２）の内部に設けられ且つコンジット（１２４）の第１の端部（１２４ａ）からコンジット（１２４）の第２の端部（１２４ｂ）まで延びるコンジット電気ケーブル（１３２）と、コンジット（１２４）のコンジット電気ケーブル（１３２）を介して第１及び第２の磁気軸受のうちの１つを外部コネクタ（１３０）に接続する電気ケーブル（１２５、１５１）とを含む。【選択図】      図８ａ
2012140957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械（１００）において、
外部ケーシング（１１２）の内外に滑動するよう構成され且つステータ部（１２６）と該ステータ部（１２６）に対して回転するよう構成された圧縮機シャフト（１０６）とを有するカートリッジ（１１４）を含む圧縮機（１０２）と、
前記圧縮機シャフト（１０６）の両端部に設けられ且つ前記圧縮機シャフト（１０６）を支持するよう構成された第１及び第２の磁気軸受（１１６ａ、１１６ｂ）と、
前記圧縮機シャフト（１０６）に接続されるよう構成されたモータシャフト（１０８）を有するモータ（１０４）と、
前記ステータ部（１２６）を通って前記第１の磁気軸受（１１６ａ）から前記第２の磁気軸受（１１６ｂ）まで延びるよう構成され且つ前記圧縮機（１０２）の第１の圧力領域（１２２）を前記圧縮機（１０２）の第２の圧力領域（１２２ａ）からシールするよう構成されたコンジット（１２４）と、
前記コンジット（１２４）の内部に設けられ、且つ前記コンジット（１２４）の第１の端部（１２４ａ）から前記コンジット（１２４）の第２の端部（１２４ｂ）まで延びるコンジット電気ケーブル（１３２）と、
前記コンジット（１２４）のコンジット電気ケーブル（１３２）を介して前記第１及び第２の磁気軸受のうちの１つを外部コネクタ（１３０）に接続する電気ケーブル（１２５、１５１）と、
を備えるターボ機械（１００）。
【請求項２】
前記電気ケーブル（１２５、１５１）が更に、
前記第１の磁気軸受（１１６ａ）を前記コンジット（１２４）の第１の端部（１２４ａ）に電気的に接続するよう構成された第１のケーブル（１２５）と、
前記コンジット（１２４）の第２の端部（１２４ｂ）を前記外部コネクタ（１３０）に接続するよう構成された第２のケーブル（１５１）と、
前記第２の磁気軸受（１１６ｂ）を前記外部コネクタ（１３０）に接続するよう構成された第３のケーブル（１５２）と、
を含む、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項３】
前記第１のケーブル（１２５）と前記コンジット電気ケーブル（１３２）との間の第１のコネクタ（１２０）と、
前記第２のケーブル（１５１）と前記コンジット電気ケーブル（１３２）との間の第２のコネクタ（１２８）と、
を更に備える、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項４】
前記モータ（１０４、２０２）のステータ部（２１４）を通って第１の磁気軸受（２０６）から第２の磁気軸受（２０８）まで延びるよう構成され且つ前記モータ（２０８）の第１の圧力領域を前記モータ（２０２）の第２の圧力領域からシールするよう構成された別のコンジット（２１２）を更に備える、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項５】
前記コンジット（２１４）に沿って前記圧縮機からの媒体が漏洩するのを防ぐために前記コンジット（２１４）と前記ステータ部（１２６）との間にシール（１６２、１６４、１６６）を更に備える、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項６】
前記外部ケーシングが前記圧縮機と前記電気モータとの間にハッチを持たない、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項７】
前記コンジットが、前記圧縮機シャフトに実質的に平行な線に沿って延びる、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項８】
前記コンジットが、前記圧縮機のインペラに対応する前記ステータ部の領域全体に延びる、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項９】
前記ステータ部が、少なくとも１つのギャップ（１６０）を間に有する２つのステータ構成要素又はダイアフラム（１２６ａ、１２６ｂ）を有し、前記コンジット（１２４）が、前記ステータ部及び／又は前記少なくとも１つのギャップの両方を通って延び、前記ギャップの両側上で前記コンジットと前記ステータ部との間にシールが設けられて前記コンジットに沿った前記圧縮機からの漏洩を阻止するようにする、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項１０】
圧縮機カートリッジ（１１４）であって、
駆動機械（１０４）に接続された圧縮機（１０２）と、
前記圧縮機（１０２）のステータ部（１２６）に対して回転するよう構成された圧縮機シャフト（１０６）と、
前記圧縮機シャフト（１０６）の両端部に設けられた第１及び第２の磁気軸受（１１６ａ、１１６ｂ）と、
第１の端部（１２４ａ）、前記圧縮機（１０２）のインペラ（１１８）、及び第２の端部（１２４ｂ）の前記圧縮機シャフト（１０６）上への突出がこの順序であるように前記ステータ部（１２６）を通って延びるよう構成されたコンジット（１２４）と、
を備え、
前記コンジット（１２４）が、前記圧縮機（１０２）の第２の圧力領域（１２２ａ）から前記圧縮機（１０２）の第１の圧力領域（１２２）をシールするよう構成され、前記コンジット（１２４）が、前記第１の磁気軸受（１１６ａ）及び外部接続部（１３０）を電気的に接続するよう構成されたコンジット電気ケーブル（１３２）を含み、前記第２の磁気軸受（１１６ｂ）が前記外部接続部（１３０）に電気的に接続される、圧縮機カートリッジ（１１４）。
【請求項１１】
前記モータ（１０４、２０２）のステータ部（２１４）を通って、第１の磁気軸受（２０６）から第２の磁気軸受（２０８）まで延びるよう構成された別のコンジット（２１２）を更に備え、前記コンジット（２１２）が、前記モータ（２０２）の第２の圧力領域から前記モータ（２０２）の第１の圧力領域をシールするよう構成される、請求項１０に記載の圧縮機カートリッジ。
【請求項１２】
前記第１の磁気軸受（１１６ａ）を前記コンジット（１２４）の第１の端部（１２４ａ）に電気的に接続するよう構成された第１のケーブル（１２５）と、
前記コンジット（１２４）の第２の端部（１２４ｂ）を前記外部コネクタ（１３０）に接続するよう構成された第２のケーブル（１５１）と、
前記第２の磁気軸受（１１６ｂ）を前記外部コネクタ（１３０）に接続するよう構成された第３のケーブル（１５２）と、
を更に備える、請求項１０に記載の圧縮機カートリッジ。
【請求項１３】
ターボ機械における磁気軸受を外部コネクタに電気的に接続する方法であって、
圧縮機カートリッジ（１１４）のステータ部（１２６）を通って延びるコンジット（１２４）の第１の端部（１２４ａ）に第１の磁気軸受（１１６ａ）を接続するステップと、前記コンジット（１２４）の第２の端部（１２４ｂ）に第１のケーブル（１５１）を接続するステップと、
第２の磁気軸受（１１６ｂ）にケーブル（１５２）を接続するステップと、
前記圧縮機カートリッジ（１１４）の圧縮機シャフト（１０６）が前記ターボ機械の外部ケーシング（１１２）内に設けられた電気モータ（１０２）のモータシャフト（１０８）に接続されるまで、前記ターボ機械の外部ケーシング（１１２）内部で前記圧縮機カートリッジ（１１４）を滑動させるステップと、
前記第１及び第２のケーブルを外部コネクタ（１３０）に接続するステップと、
を含む方法。
【請求項１４】
前記コンジット（１２４）が、前記ステータ部（１２６）を通って前記第１の磁気軸受（１１６ａ）から前記第２の磁気軸受（１１６ｂ）に延びて、前記圧縮機の第１の圧力領域を前記圧縮機の第２の圧力領域からシールするよう構成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ターボ機械（１００）において、
外部ケーシング（１１２）の内外に滑動するよう構成され且つステータ部（１２６）と該ステータ部（１２６）に対して回転するよう構成された圧縮機シャフト（１０６）とを有するカートリッジ（１１４）を含む圧縮機（１０２）と、
前記圧縮機シャフト（１０６）の両端部に設けられ且つ前記圧縮機シャフト（１０６）を支持するよう構成された第１及び第２の磁気軸受（１１６ａ、１１６ｂ）と、
前記圧縮機シャフト（１０６）に接続されるよう構成されたモータシャフト（１０８）を有するモータ（１０４）と、
前記モータシャフト（２０４）の両端部に設けられた第３及び第４の磁気軸受（２０４、２０８）と、
前記圧縮機（１０２）のステータ部（１２６）を通って前記第１の磁気軸受（１１６ａ）から前記第２の磁気軸受（１１６ｂ）まで延びるよう構成され且つ前記圧縮機（１０２）の第１の圧力領域（１２２）を前記圧縮機（１０２）の第２の圧力領域（１２２ａ）からシールするよう構成された第１のコンジット（１２４）と、
前記モータ（１０４、２０２）のステータ部（２１４）を通って第１の磁気軸受（２０６）から第２の磁気軸受（２０８）に延びるよう構成され且つ前記モータ（２０２）の第１の圧力領域を前記モータ（２０２）の第２の圧力領域からシールするよう構成された第２のコンジット（２１２）と、
前記第１のコンジット（１２４）及び前記第２のコンジット（２１２）のコンジット電気ケーブルを介して前記圧縮機及び前記モータの磁気軸受を外部コネクタ（１３０、２１８）に接続する電気ケーブル（１２５、１５１、２０９、２１６）と、
を備えるターボ機械（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題の実施形態は、全体的に、方法及びシステムに関し、より詳細には、ターボ機械の種々の内部部品を外部接続部に電気的に接続する機構及び技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここ数年の間、様々な産業においてターボ機械の重要性が高まっている。ターボ機械には、圧縮機、膨張器、タービン、ポンプ、その他、又はこれらの組み合わせがある。ターボ機械は、エンジン、タービン、発電、極低温応用、石油ガス、石油化学応用、その他で使用される。従って、ターボ機械の効率を向上させる必要性がある。
【０００３】
産業用で使用されることが多い１つのターボ機械は、電気モータにより駆動される圧縮機を含む。このようなターボ機械は、例えば、メタン、天然ガス、及び／又は液化天然ガス（ＬＮＧ）を再生するために利用することができる。このようなガスの再生は、ＬＮＧが船上に搭載されている時のエミッション及びフレア作動を低減させることになる。この種のターボ機械の他の用途は、当該技術分野で公知であり、ここでは検討しない。しかしながら、このような機械の運転停止は、機械が関連するプロセス全体を停止しなければならないので、高コストになる点に留意されたい。機械の運転停止時間は、とりわけ、故障した部品にアクセスできるようにするために、圧縮機の内部部品をどれほど迅速に分解できるかによって決まる。磁気軸受を有し且つ電気モータと共に収容される圧縮機は、磁気軸受から電気ケーブルを接続解除するための２つの機械間のスペースに自由にアクセスできる必要がある。これは次に検討するように望ましいことではない。
【０００４】
このようなターボ機械の１つの実施例が図１に示されている。ターボ機械１０は、圧縮機１４に接続された電気モータ１２を含む。２つの機械シャフト間の接続は、機械的継手によって達成される。モータ外部ケーシング１７は、例えば、ボルト１８により圧縮機外部ケーシング１９に取り付けることができる。圧縮機１４は、圧縮機シャフト２２に取り付けられた１つ又はそれ以上のインペラ２０を含むことができる。圧縮機シャフト２２は、長手方向軸線Ｘの周りで回転するよう構成される。圧縮機シャフト２２の回転は、圧縮機シャフトの両端にて磁気軸受２４ａ及び２４ｂを用いることにより改善される。
【０００５】
しかしながら、磁気軸受２４ａ及び２４ｂは、機能させるために電力を供給する必要がある。電力は、ケーブル２６及び２７を介して磁気軸受に供給される。ケーブル２６は、磁気軸受２４ａに接続され、ケーブル２７は磁気軸受２４ｂに接続される。ケーブル２６は、外部電気ケーブル３２の対応するヘッド３０と組み合わされるよう構成されたヘッド２８を備える。ケーブル２７は、同様の方式で外部ケーブル３３に接続される。ケーブル２６及び２７は、圧縮機によって処理される媒体に曝される。この媒体は、腐食性があり、高圧を有する可能性が高い。従って、ケーブルを保護するための特定の予防措置をとる必要がある。ケーブル２６及び２７は、圧縮機ケーシング１９の内壁に取り付けることができる。同じことがモータ１２についても当てはまり、ケーブル４０及び４２は、モータの磁気軸受４４を外部電源に接続する。
【０００６】
このような構成に関する問題は以下のことがある。ターボ機械１０の組み立て又は分解時、作業員がケーブル２６を接続し、又は圧縮機１４を取り外し可能にするために磁気軸受２４ａからケーブル２６の接続を解除する必要がある。このステップは、作業員がターボ機械１０内に部分的に又は完全に立ち入り、磁気軸受２４ａからケーブル２６を接続解除することができるように、ハッチ４０を開放することにより実施される。同じ作業は、モータの取り外し時にも実施する必要がある。これらの作業は、組み立て又は分解工程全体を遅延させ、コストを増加させる。また、この方法は、外部ハッチ４０が収容されるように、圧縮機の設計においてスペースの追加が必要となる。別の問題は、ハウジング内にハッチ４０を形成するのに必要なスペースを設けることであり、十分なスペースが必要とされ、従って、ハウジング自体及びロータを十分に長くする必要がある。しかしながら、このケーシング及びロータの増大は、ロータ動特性及びバランス問題を引き起こし、従って、設計及び建造コストが増大し、機械の全体寸法が大きくなる。更に別の問題は、ハッチ４０を閉鎖するめにシールを設ける必要があることであり、作動ガスが酸剤であるときには特に重要である。更に別の問題は、圧縮機１４がハウジング１９内に設置されているときにしかケーブル２６、２７から軸受２４ａ、２４ｂ間の電気的接続を試験できないことである。
【０００７】
従って、ターボ機械を組み立て又は分解するのに必要な時間を短縮するシステム及び方法を提供することが望ましいことになる。
【発明の概要】
【０００８】
例示的な１つの実施形態によれば、外部ケーシングの内外に滑動するよう構成されたカートリッジを含む圧縮機と、圧縮機シャフトの両端部に設けられ且つ圧縮機シャフトを支持するよう構成された第１及び第２の磁気軸受と、圧縮機シャフトに接続されるよう構成されたモータシャフトを有するモータと、ステータ部を通って第１の磁気軸受から第２の磁気軸受まで延びるよう構成され且つ圧縮機の第１の圧力領域を圧縮機の第２の圧力領域からシールするよう構成されたコンジットと、コンジットの内部に設けられ且つコンジットの第１の端部からコンジットの第２の端部まで延びるコンジット電気ケーブルと、コンジットのコンジット電気ケーブルを介して第１及び第２の磁気軸受のうちの１つを外部コネクタに接続する電気ケーブルと、を含むターボ機械が提供される。
【０００９】
別の例示的な実施形態によれば、駆動機械に接続された圧縮機と、圧縮機のステータ部に対して回転するよう構成された圧縮機シャフトと、圧縮機シャフトの両端部に設けられた第１及び第２の磁気軸受と、第１の端部、圧縮機のインペラ、及び第２の端部の圧縮機シャフト上への突出がこの順序であるようにステータ部を通って延びるよう構成されたコンジットと、を備えた圧縮機カートリッジが提供され、コンジットが、圧縮機の第２の圧力領域から圧縮機の第１の圧力領域をシールするよう構成され、該コンジットが、第１の磁気軸受及び外部接続部を電気的に接続するよう構成されたコンジット電気ケーブルを含み、第２の磁気軸受が外部接続部に電気的に接続される。
【００１０】
更に別の例示的な実施形態によれば、ターボ機械における磁気軸受を外部コネクタに電気的に接続する方法が提供される。本方法は、圧縮機カートリッジのステータ部を通って延びるコンジットの第１の端部に第１の磁気軸受を接続するステップと、コンジットの第２の端部に第１のケーブルを接続するステップと、第２の磁気軸受にケーブルを接続するステップと、圧縮機カートリッジの圧縮機シャフトがターボ機械の外部ケーシング内に設けられた電気モータのモータシャフトに接続されるまで、ターボ機械の外部ケーシング内部で圧縮機カートリッジを滑動させるステップと、第１及び第２のケーブルを外部コネクタに接続するステップと、を含む。
【００１１】
更に別の例示的な実施形態によれば、外部ケーシングの内外に滑動するよう構成された圧縮機シャフトを有するカートリッジを含む圧縮機と、圧縮機シャフトの両端部に設けられ且つ圧縮機シャフトを支持するよう構成された第１及び第２の磁気軸受と、圧縮機シャフトに接続されるよう構成されたモータシャフトを有するモータと、モータシャフトの両端部に設けられた第３及び第４の磁気軸受と、圧縮機のステータ部を通って第１の磁気軸受から第２の磁気軸受まで延びるよう構成され且つ圧縮機の第１の圧力領域を圧縮機の第２の圧力領域からシールするよう構成された第１のコンジットと、モータのステータ部を通って第１の磁気軸受から第２の磁気軸受に延びるよう構成され且つモータの第１の圧力領域をモータの第２の圧力領域からシールするよう構成された第２のコンジットと、第１のコンジット及び第２のコンジットのコンジット電気ケーブルを介して圧縮機及びモータの磁気軸受を外部コネクタに接続する電気ケーブルと、を備えるターボ機械が提供される。
【００１２】
本明細書に組み込まれ且つその一部を構成する添付図面は、１つ又はそれ以上の実施形態を例証しており、本明細書と共にこれらの実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電気モータ及び圧縮機を含む従来のターボ機械の概略図。
【図２】例示的な１つの実施形態による、コンジットを有するターボ機械の概略図。
【図３】例示的な１つの実施形態による、ステータ部を通って入るコンジットを有する圧縮機の概略図。
【図４】例示的な１つの実施形態による、圧縮機で使用されることになるコンジットの概略図。
【図５】例示的な１つの実施形態による、圧縮機で使用されることになるコンジットの端部の概略図。
【図６】例示的な１つの実施形態による、コンジットを有する圧縮機のカートリッジの概略図。
【図７】別の例示的な実施形態による、コンジットを有する圧縮機のカートリッジの概略図。
【図８ａ】例示的な１つの実施形態による、モータ内部にコンジットを有するターボ機械の概略図。
【図８ｂ】別の例示的な１つの実施形態による、モータカートリッジ内部にコンジットを有するターボ機械の概略図。
【図９】例示的な１つの実施形態による、圧縮機において磁気軸受を接続するための方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
例示的な実施形態の以下の説明は添付図面を参照する。異なる図面における同じ参照符号は、同じ又は同様の要素とみなす。以下の詳細な説明は本発明を限定するものではない。むしろ、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって定義される。以下の実施形態は、簡略化のために電気モータに接続された遠心圧縮機を有するターボ機械の用語を用いて且つその構造に関して説明している。しかしながら、以下で検討することになる実施形態は、このターボ機械に限定されず、ガスタービン、膨張器、又は他のタイプの圧縮機を含む他のターボ機械にも適用することができる。
【００１５】
本明細書を通して「１つの実施形態」又は「実施形態」として言及することは、実施形態に関連して説明される具体的な特徴、構造、又は特性が開示される主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体を通じて様々な箇所で表現「１つの実施形態では」又は「ある実施形態では」が出現するが、必ずしも同じ実施形態について言及している訳ではない。更に、具体的な特徴、構造、又は特性は、１つ又はそれ以上の実施形態においてあらゆる好適な様態で組み合わせてもよい。
【００１６】
例示的な実施形態によれば、磁気軸受又は他の装置に提供する電気ケーブルに接続するためのコンジットが圧縮機のステータ部品内に設けられる。コンジットは、圧縮機の第２の圧力領域から圧縮機の第１の圧力領域をシールするよう構成される。コンジットは、電力を磁気軸受又は他の装置に提供可能にするための対応するレセプタクルに結合する両端部において電気的接続部を有する。同様のコンジットをモータにも構築することができる。
【００１７】
図２に示す例示的な実施形態によれば、ターボ機械１００は、圧縮機１０２及び電気モータ１０４を含む。上述のように、これは、例示的な実施例であり、電気モータはガスタービン、膨張器、その他で置き換えることができる。圧縮機１０２の圧縮機シャフト１０６は、継手又はカップリング１１０を介して直接電気モータ１０４に接続される。１つの応用において、カップリング１１０はＨｉｒｔｈカップリングとすることができる。
【００１８】
ターボ機械１００は、圧縮機カートリッジ１１４を受けるように構成された外部ケーシング１１２を有し、圧縮機カートリッジ１１４は、実際には圧縮機１０２の構成要素全てを含む。換言すると、カートリッジ１１４は、圧縮機シャフト１０６、該圧縮機シャフト１０６を支持する磁気軸受１１６、圧縮機シャフト１０６に接続されるインペラ１１８、ステータダイアグラム１１９、及び圧縮機の他の構成要素を含むように構成される。カートリッジ１１４はまた、圧縮機の構成要素全てと共に外部ケーシング１１２から外に滑動するよう構成される。１つの応用において、
カートリッジ１１４が外部ケーシング１１２の内外に滑動することを可能にするために、外部ケーシング１１２又はカートリッジ１１４の何れかに埋め込まれたホイールがある。カップリング１１０はＨｉｒｔｈカップリング又は同様のカップリングであるので、作業員がターボ機械に立ち入り、モータシャフトから圧縮機シャフトを接続解除することを可能にするために外部ケーシング内にハッチを設ける必要はない。この特徴により、有利には、ケーシング全体及びロータの長さが短縮される。
【００１９】
カートリッジ１１４を取り外す際に接続解除されたままにされる唯一の接続は、磁気軸受の電気的接続である。しかしながら、以下で検討する新規の特徴により、この接続は、従来の装置の場合のように、外部ケーシング内部で圧縮機とモータとの間には設けられない。図２に示すように、左側の磁気軸受１１６は、コネクタ１２０、次いで外部コネクタ１３０に電気的に接続され、右側の磁気軸受１１６は、外部コネクタ１３０に直接接続される。
【００２０】
図３に示す例示的な実施形態において、カートリッジ１１４は、外部ケーシング１１２の内部に図示されている。外部ケーシング１１２のショルダー１１２ａは、Ｘ軸と反対方向に沿ってカートリッジ１１４が進むのを阻止するよう構成される。カバー１５０は、図３に示され、外部ケーシング１１２を閉鎖し、カートリッジ１１４を所定位置に固定している。組み立て又は分解時には、カバー１５０は容易に取り外すことができ、外部ケーシング１１２内部にアクセスできるようになる点に留意されたい。しかしながら、圧縮機に隣接する領域１２２ではアクセス可能ではない。この領域は、圧縮機が電気モータに接続される場所である。簡単にするために、電気モータは図３には図示していない。
【００２１】
以下において、左側磁気軸受は参照符号１１６ａで示され、右側磁気軸受は１１６ｂで示される。この実施形態では、磁気軸受１１６ａは、電気ケーブル１２５に接続され、該ケーブルはコネクタ１２０に差し込まれる点に留意されたい。コンジット１２４は、金属、スチール、又は圧縮機内に存在する圧力に耐えるよう構成される他の材料から作られたパイプとすることができる。例えば、コンジット１２４は、圧縮機によって処理される種々の化学物質に伴う好ましくない状況に耐えるよう構成された材料から作ることができる。
【００２２】
コンジット１２４は、圧縮機のステータ部１２６に沿って延びるよう構成される。１つの応用において、コンジットの第１の端部１２４ａは、ステータ部１２６から外に出ている。第２の端部１２４ｂについても同様である。第１及び第２の端部１２４ａ及び１２４ｂは、対応するコネクタ１２０及び１２８を受けるように構成される。コンジット１２４は、内部に孔を有し、この孔は、図４に示すように電気ケーブル１３２を受けるように構成される。図４では、２つのケーブル１３２だけが図示されているが、ケーブルの数は、用途及び磁気軸受のタイプによって決まる。ケーブル１３２は、コンジット１２４の内部に固定されるが、第１の端部１２４ａから第２の端部１２４ｂまで延びる。樹脂、ガラス、又は他の電気的に不活性な材料１３４をコンジット１２４の内部に用いて、ケーブル１３２とコンジット１２４の壁１３６との間のギャップを充填することができる。
【００２３】
図４に示すように、コネクタ１２０は、圧縮機の領域１２２から漏洩した媒体がコンジット壁１３６内部を圧縮機の領域１２２ａに移動するのを阻止するためのシール１３８、１４０を含むことができる。領域１２２及び１２２ａは大きな圧力差を有し、従って、漏洩した媒体がコンジット２４の内外でコンジット１２４に沿って移動する可能性がある。更にシール１４０をコネクタ１２０とケーブル１２５との間に設けて接続部１２８と同様にすることができる。コネクタ１２０は、コンジット１２４の端部に設けられたレセプタクル１４２に電気的に接続されるピン１４１を有することができる。レセプタクル１４２は、カソード１３２と電気的に接続される。コネクタ１２０は、コンジット１２４の第１の端部１２４ａにネジ留めすることができ、或いは、当該技術分野で公知の他の固定週案により、すなわち、溶接又は接着もしくはその他により取り付けることができる。コンジット１２４の第１の端部１２４ａの１つの実施例及びそのレセプタクル１４２は、図５で示される。別の応用において、コンジット１２４はピン１４１を有することができ、コネクタ１２０は、レセプタクル１４２を有することができる。同じ構造をコネクタ１２８についても用いることができる。シール１３８及び１４０の数及び形状は、特定の必要性に応じて変わる可能性がある。また、コンジット１２４のこの追加の構造及びその取り付け部は、以下で検討するように、図２に示すモータ１０４の磁気軸受に利用できる点に留意されたい。
【００２４】
図３を参照すると、コンジット１２４を収容するためにステータ部１２６内に孔が形成される点に留意されたい。ステータ部１２６を通過した後、ケーブル１５１は、コネクタ１２８を介してコンジット１２４の電気ケーブル１３２に接続される。この電気ケーブル１５１は、外部コネクタ１３０に接続され、次いで、磁気軸受に必要電力を提供するための外部電源に接続される。磁気軸受１１６ｂは、対応するケーブル１５２により外部コネクタ１３０に直接（すなわち、コンジット１２４を介することなく）接続される。
【００２５】
図６は、外部ケーシング１１２から取り出された圧縮機１０２のカートリッジ１１４を示している。ステータ部１２６は２つの部分１２６ａ及び１２６ｂに分割される点に留意されたい。この分割の理由は、圧縮機の温度が上昇したときに、ステータ部１２６ａ及び／又は１２６ｂがＸ軸線に沿って膨張できるように、２つの部品間にギャップ１６０を挿入することである。圧縮機から漏洩した媒体がギャップ１６０に流入してコンジット１２４に沿って伝播するのを防ぐために、図６に示すようにギャップ１６０の前後でコンジット１２４の周りにシール１６２（例えば、Ｏリング）が配置される。コンジット１２４に沿った漏洩の伝播を阻止するために、第１及び第２の端部１２４ａ及び１２４ｂに近接した追加のシール１６４及び１６６をコンジット１２４に沿って配置してもよい。
【００２６】
コンジット１２４は、圧縮機に固定するためにステータ部１２６に溶接又はスクリュー留めすることができる。コンジット１２４は、圧縮機シャフト１０６に実質的に平行な方向に沿って延びることができる。１つの応用において、コンジット１２４は、圧縮機のインペラに対応するステータ部の領域全体を通って延びる。換言すると、コンジットの第１の端部１２４ａ、インペラ１１８、及び第２の端部１２４ｂのＸ軸上への突出がこの順番である。
【００２７】
図７に示される別の例示的な実施形態において、磁気軸受１１６ｂは、電力がケーブル１７４、コネクタ１２０、コンジット１２４、コネクタ１２８、及びケーブル１７０を介して外部コネクタ１７２から磁気軸受１１６ａに提供されるように、ケーブル１７０を介してコネクタ１２８に接続される。磁気軸受１１６ａは、ケーブル１７６を介して外部コネクタ１７２に接続される。外部コネクタ１７２は、この例示的な実施形態において圧縮機１０２と電気モータ１０４（図７に示していない）との間で配置される。しかしながら、外部コネクタ１７２がカートリッジ１１４に取り付けられる場合、領域１２２内に外部ハッチを設ける必要はない。上述の実施形態は磁気軸受に関して検討してきたが、これらの実施形態の新規の特徴はまた、圧縮機内部に設けられる他の電気システム（例えば、センサ）に提供することができる。
【００２８】
上記の実施形態は、モータに適用することができる。例えば、図８ａに示すように、ターボ機械２００は、圧縮機２０１及びモータ２０２を含む。モータ２０２は、磁気軸受２０６及び２０８により両端にて支持されるシャフト２０４を有する。磁気軸受２０６は、コネクタ２１０を有するケーブル２０９に接続される。コンジット２１２は、モータのステータ部２１４を通って形成される。コンジット２１２は、圧縮機に関して上記で検討されたコンジット１２４と同じとすることができる。コネクタ２１０は、コンジット２１２の一方の端部に接続され、次いで別のケーブル２１６に接続されるよう構成される。次に、ケーブル２１６は、コネクタ２１８に接続され、該コネクタ２１８は、外部ケーブル２２０に接続される。磁気軸受２０８はまた、コネクタ２１８と同様のコネクタ及びケーブル２２０と同様の外部ケーブルに接続される。コンジット１２４と同様に、本発明のコンジットは、コンジット２１２の第１の端部から他方の端部に延びるコンジット電気ケーブル２４０を含む。別の応用において、コネクタ２１８は、ケーシングの領域２２２内に配置することができ、モータにおいて磁気軸受に接続される電気ケーブルの全ては、領域２２２においてケーシングから取り出すことができる。別の応用において、図８ｂに示すように、モータ圧縮機システム２００は、共通のケーシング２３０を有し、コンジット１２４及び／又は２１２は、モータカートリッジ及び圧縮機カートリッジの内部ケーシング内に形成内に形成される。
【００２９】
上記で検討した例示的な実施形態の１つ又はそれ以上の一部の利点は、以下の通りである。機械内部の磁気軸受は、機械の共通ケーシング内部に入る必要もなく容易に接続又は接続解除することができる。
【００３０】
故障の場合、種々の部品の交換が簡素化され、熟練作業者が機械の組み立て又は分解を扱う必要はなく、単に従来の技術者であればよい。
【００３１】
図９に示す例示的な実施形態によれば、ターボ機械において磁気軸受を電気的に接続する方法がある。本方法は、圧縮機カートリッジのステータ部分を通って延びるコンジットの第１の端部に第１の磁気軸受を接続するステップ９００と、コンジットの第２の端部に第１のケーブルを接続するステップ９０２と、第２の磁気軸受にケーブルを接続するステップ９０４と、圧縮機カートリッジの圧縮機シャフトが外部ケーシング内に設けられた電気モータのモータシャフトに接続されるまで、ターボ機械の外部ケーシング内部で圧縮機カートリッジを滑動させるステップ９０６と、第１及び第２のケーブルを外部コネクタに接続するステップ９０８と、を含む。圧縮機を分解するために逆のステップを実施することができる点に留意されたい。また、用途により必要に応じて、上記で検討した新規の特徴により改善されたシール効果を有する、圧縮機断からのブリード状態を提供することが可能である。
【００３２】
開示される例示的な実施形態は、圧縮機及び／又はモータ内部の磁気軸受又は他の電気デバイスを圧縮機及び／又はモータのステータ部内部に形成されたコンジットを介して外部プラグに接続するためのシステム及び方法を提供する。本明細書は本発明を限定するものではない点は理解されたい。逆に、例示的な実施形態は、添付の請求項によって定義される本発明の技術的思想及び範囲に含まれる、代替形態、修正形態、及び均等形態を保護するものとする。更に、例示的な実施形態の詳細な説明において、請求項に記載された本発明を包括的に理解するために多数の具体的な詳細事項が記載されている。しかしながら、種々の実施形態はこのような具体的な詳細事項がなくとも実施できる点は当業者であれば理解されるであろう。
【００３３】
本発明の例示的な実施形態の特徴及び要素は、特定の組み合わせで実施形態において説明したが、各特徴又は要素は、実施形態の他の特徴及び要素を伴わず単独で、或いは本明細書で開示される他の特徴及び要素の有無に関わりなく種々の組み合わせで用いることができる。
【００３４】
本明細書は、開示される主題の実施例を用いて、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること及びあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３５】
２００：ターボ機械
２０１：圧縮機
２０２：モータ
２０４：シャフト
２０６：磁気軸受
２０８：磁気軸受
２０９：ケーブル
２１０：コネクタ
２１２：コンジット
２１４：コンジット
２１６：ケーブル
２１８：コネクタ
２２０：ケーブル
２２２：領域
２３０：共通のケーシング
２４０：コンジット電気ケーブル
【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８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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