(57)【要約】【課題】回転機械を含むシステムを提供すること。【解決手段】回転機械は、複数のブレードを有するロータと、複数のブレードの周りに周方向に配置された複数のステータセグメントを有する分割式ステータとを含む。複数のステータセグメントの第１のセグメント及び第２のセグメントの各隣接対は、第１のセグメントと第２のセグメントの間の中間継手を周方向に横断して延在する凹部を含む。さらに、各凹部は、分割式ステータの熱膨張又は熱収縮による分割式ステータの内周の偏心を低減するように構成された１以上の偏心制御インサートを含む。【選択図】  図１
2013185593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械を含むシステムであって、回転機械が、
複数のブレードを有するロータと、
複数のブレードの周りに周方向に配置された複数のステータセグメントを含む分割式ステータと
を備えており、複数のステータセグメントの第１のセグメント及び第２のセグメントの各隣接対が、第１のセグメントと第２のセグメントの間の中間継手を周方向に横断して延在する凹部を含んでいて、各凹部が、分割式ステータの熱膨張又は熱収縮による分割式ステータの内周の偏心を低減するように構成された１以上の偏心制御インサートを含んでいる、システム。
【請求項２】
１以上の偏心制御インサートが、ベース部上に設けられたアブレイダブル部分を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
アブレイダブル部分がアルミナ又は炭化クロムを含む、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
アブレイダブル部分がロータの回転軸の周りで周方向に第１の非均一な厚さを有し、基部が周方向に第２の非均一な厚さを有し、又はそれらの組合せである、請求項２記載のシステム。
【請求項５】
１以上の偏心制御インサートが、ベース部上に設けられたアブレイダブル部分を有する弧状体を含んでおり、１以上の偏心制御インサートの弧の長さが、ロータの回転軸の周りで周方向に約６０度未満で延びる、請求項２記載のシステム。
【請求項６】
第１のセグメント及び第２のセグメントの各隣接対の凹部が、第１のセグメント中に配設した第１の凹部部分と、第２のセグメント中に配設した第２の凹部部分とを含み、１以上の偏心制御インサートが、第１の凹部部分中に配設した第１のインサート部分と、第２の凹部部分中に配設した第２のインサート部分とを備える、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
第１の凹部部分及び第２の凹部部分の半径方向深さが、中間継手から離れて周方向に徐々に減少する、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
第１のインサート部分及び第２のインサート部分の半径方向厚さが、中間継手から離れて周方向に徐々に減少する、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
凹部がＴ字形長穴を含み、１以上の偏心制御インサートが、ロータの回転軸の周りで周方向にＴ字形長穴の中に取り付けるように構成された１以上のＴ字形インサートを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
回転機械が圧縮機又はタービンを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
回転機械の分割式ステータの第１のセグメント及び第２のセグメントの隣接対の間の中間継手の凹部に取り付けられるように構成された偏心制御インサートを含むシステムであって、偏心制御インサートは、分割式ステータの熱膨張又は熱収縮による分割式ステータの内周の偏心を低減するように構成された、
システム。
【請求項１２】
偏心制御インサートの弧の長さが、回転機械の回転軸の周りで周方向に約６０度未満で延び、偏心制御インサートが、ベース部上に設けられたアブレイダブル部分を有する弧状体を含み、アブレイダブル部分又は基部の１以上が、 周方向に非均一な厚さを有する、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
偏心制御インサートが、回転機械の複数の回転ブレードを保護するために摩耗するように構成されたアブレイダブル材料を含む、請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
偏心制御インサートの弧の長さが、回転機械の回転軸の周りで周方向に約６０度未満で延びる、請求項１１記載のシステム。
【請求項１５】
偏心制御インサートの半径方向厚さが、回転機械の回転軸の周りで周方向に第１の端部から第２の端部へ次第に増加する、請求項１１記載のシステム。
【請求項１６】
偏心制御インサートが、偏心制御インサートに沿って縦の方向に延びるネック部及び取付け基部を含み、取付け基部が、縦の方向に対して横方向にネック部より広くなっている、請求項１１記載のシステム。
【請求項１７】
圧縮機又はタービンを有する回転機械を含む、請求項１１記載のシステム。
【請求項１８】
回転機械の回転軸の周りで周方向に配置された複数のステータセグメントを含む分割式ステータを含むシステムであって、複数のステータセグメントの第１のセグメント及び第２のセグメントの各隣接対が、第１のセグメントと第２のセグメントの間の中間継手を周方向に横断して延在する凹部を含み、各凹部が、分割式ステータの熱膨張又は熱収縮による分割式ステータの内周の偏心を低減するように構成された１以上の偏心制御インサートを含む、
システム。
【請求項１９】
偏心制御インサートの弧の長さが、回転軸の周りで周方向に約６０度未満で延び、偏心制御インサートが、回転機械の回転構成要素を保護するために摩耗するように構成されたアブレイダブル材料を含む、請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
圧縮機又はタービンを有する回転機械を含む、請求項１８記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示した主題は、圧縮機及びガスタービンなどの様々なタイプの回転システムに用いるケーシングに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機及びタービンのような回転システムは、一般に、システムの作動中に軸の周りで回転するロータ部と、システムの作動中に実質的に静止したままであるステータ部（例えば、ケーシング、シュラウド等）とを含む。例えば、圧縮機では、ロータ部は、シャフトの周りに配設されたブレードを備える。圧縮機の作動中、シャフトは回転でき、ロータを囲繞する静止ケーシング（ステータ）内で、取り付けたブレードを回転させる。しかし、圧縮機内に存在する温度は高い（例えば１０００℃超）ことがあり、作動中に圧縮機のロータ及び／又はケーシングの一部が加熱されて膨張することがある。こうした膨張は、圧縮機作動時のロータ及び／又はケーシングのこれらの部分のクリアランスを変化させることがあり、圧縮機が適切に機能及び／又は効率的に作動する能力に影響をあたえかねない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７９５５０４９号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明の幾つかの実施形態について要約する。これらの実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲を限定するものではなく、本発明の可能な形態を簡潔にまとめたものである。実際、本発明は、以下に記載する実施形態と同様のものだけでなく、異なる様々な実施形態を包含する。
【０００５】
一実施形態では、システムは回転機械を備える。回転機械は、複数のブレードを有するロータと、複数のブレードの周りに周方向に配置された複数のステータセグメントを有する分割式ステータとを備える。複数のステータセグメントの第１のセグメント及び第２のセグメントの各隣接対は、第１のセグメントと第２のセグメントの間の中間継手を周方向に横断して延在する凹部を含む。さらに、各凹部は、分割式ステータの熱膨張又は熱収縮による分割式ステータの内周の偏心を低減するように構成された１以上の偏心制御インサートを含む。
【０００６】
別の実施形態では、システムは、回転機械の分割式ステータの第１のセグメント及び第２のセグメントの隣接対の間の中間継手の凹部に取り付けられるように構成された偏心制御インサートを含む。さらに、偏心制御インサートは、分割式ステータの熱膨張又は熱収縮による分割式ステータの内周の偏心を低減するように構成されている。
【０００７】
別の実施形態では、システムは、回転機械の回転軸の周りで周方向に配置された複数のステータセグメントを含む分割式ステータを含む。複数のステータセグメントの第１のセグメント及び第２のセグメントの各隣接対は、第１のセグメントと第２のセグメントの間の中間継手を周方向に横断して延在する凹部を含む。さらに、各凹部が、分割式ステータの熱膨張又は熱収縮による分割式ステータの内周の偏心を低減するように構成された１以上の偏心制御インサートを含む。
【０００８】
本発明の上記その他の特徴、態様及び利点については、図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって理解を深めることができるであろう。図面を通して、同様の部材には同様の符号を付した。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】分割式ステータ （例えば、分割式ケーシング）のための偏心制御システムを有する回転機械、例えばタービンシステムの一実施形態のブロック図である。
【図２】分割式ステータ中の凹部に偏心制御インサートを配設した偏心制御システムを有する回転機械、例えば圧縮機の一実施形態の概略断面図である。
【図３】隣接したステータセグメント間の中間継手を横切って配設した凹部及び偏心制御インサートの一実施形態を示す、線３−３に沿った図２の分割式ステータの概略断面図である。
【図４】凹部及び偏心制御インサートの弧状形状構成、可変半径方向厚さ、弧の長さ及び他の特徴を示す、線４−４内でとった図３の分割式ステータの部分概略断面図である。
【図５】偏心制御インサートを凹部に結合するＴ字形継手を示す図１〜図４の分割式ステータの一セグメントの部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の１以上の特定の実施形態について説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するため、現実の実施に際してのあらゆる特徴について本明細書に記載しないこともある。実施化に向けての開発に際して、あらゆるエンジニアリング又は設計プロジェクトの場合と同様に、実施毎に異なる開発者の特定の目標（システム及び業務に関連した制約に従うことなど）を達成すべく、実施に特有の多くの決定を行う必要があることは明らかであろう。さらに、かかる開発努力は複雑で時間を要することもあるが、本明細書の開示内容に接した当業者にとっては日常的な設計、組立及び製造にすぎないことも明らかである。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の構成要素について紹介する際、単数形で記載したものは、その構成要素が１以上存在することを意味する。「含む」、「備える」及び「有する」という用語は内包的なものであり、記載した構成要素以外の追加の要素が存在していてもよいことを意味する。
【００１２】
上述の通り、システムの作動中、回転システム（例えば、圧縮機、ガスタービンシステムのタービン、蒸気タービン、ポンプその他同様の回転システム）内に存在するガスの温度は、比較的高く及び／又はある時点の間に変動するおある。回転システム中のこれらの昇温及び変動する温度は、システムの作動中に、ロータを取り囲むケーシング（すなわち、ステータ）の一部を加熱膨張又は冷却収縮させることがある。加えて、回転システムのケーシングは、結合したセグメントを含むことがあるが、その場合、継手自体又はその近傍のケーシングの膨張／収縮は、ケーシングセグメントの中央の膨張と同じではあり得ない。そのためケーシング（例えば、ケーシングの内周）は、熱膨張の結果として円形ではなくなる（例えば、より偏心したものに）。例えば、回転システムのケーシング（例えば、圧縮機又はタービン）が、作動中に膨張及び／又は収縮すると、ロータ及びケーシングの一部が互いに接触するおそれがあり、早期消耗、振動及び／又は回転システム中の亀裂を招く。その他の例では、回転システムのケーシングが、作動中に他の様式で膨張及び／又は収縮する場合、ロータとケーシングの間のクリアランスが大きくなりすぎて、回転システムの効率が低下してしまう。回転システムの作動中に加熱及び／又は冷却するときにケーシングの偏心を低減することによってロータとケーシングの間のクリアランスを制御するために、概して、ケーシング（すなわち、ステータ）設計を改善することが望ましい。開示した実施形態は、ケーシングセグメント同士の間の各継手に沿った凹部内にインサートを用いて、熱膨張又は収縮にも関わらずケーシング（例えば、ケーシングの内面）の円形度を維持するのを助ける。
【００１３】
前述のものを考慮に入れて、図１は、本技法の態様による偏心制御システムを有する２つの回転システム（すなわち、圧縮機及びガスタービン）を含むタービンシステム１０の一実施形態の構成図である。すなわち、以下に詳細に述べるように、タービンシステム１０の回転システムのケーシングは、熱膨張又は収縮にも関わらず、ケーシングの円形度を維持するのを助けるための偏心制御インサートを含むように修正される。例示したタービンシステム１０は、発電機などの負荷１４に結合したガスタービンエンジン１２を含む。ガスタービンエンジン１２は、圧縮機１６、複数の燃焼器１８を含み、各々、１以上の燃料ノズル２０、タービン２２及び排気部２４を有する。例示のように、１以上のシャフト２６は、負荷１４、圧縮機１６及びタービン２２を接続する。圧縮機１６及びタービン２２は、ブレードを備えたロータをそれぞれ含み、ブレードは、以下に詳細に述べるように、熱膨張時に偏心を低減するように修正されたステータ（すなわち、ケーシング）内で回転軸２８の周りで回転する。作動中、圧縮機１６は、空気３０を受け取り、圧縮空気３２を燃焼器１８及び／又は燃料ノズル２０に供給し、次いで燃料ノズル２０は、燃料３４（又は混合気）を燃焼器１８内の燃焼領域に噴射する。ひいては、混合気は、燃焼器１８内で燃焼して高温燃焼ガス３６を生成し、燃焼ガス３６は、タービン２２内のブレードを駆動する。タービンを駆動してシャフト２６を回転させるとき、圧縮機１６が駆動されて空気１６を燃焼器１８及び／又は燃料ノズル２０内に圧縮する。説明のために、軸方向又は軸３８、半径方向又は軸４０及び周方向又は軸４２を参照する。軸方向３８は、概して、回転軸２８に沿って向けられる。
【００１４】
上述のように、例示した圧縮機１６及びタービン２２は、システム１０の作動中に円形度から膨張又は収縮する（例えば、偏心になる）ケーシングの可能性を減少させるために修正されたケーシング（すなわち、ステータ又はシュラウド）を含む。具体的には、開示した実施形態は、概して、継手の近くで欠けた又は除去されたケースの各セグメントの一部（例えば、ケースの個々のセグメントが出会う除去された部分）を有する。例えば、ある実施形態では、継手の近くのセグメントの除去された部分は、凹部、溝、又は長穴の形態をとり得る。さらに、開示した実施形態は、溝又は凹部内に配設できるインサートを利用して、概して、ロータのブレードと回転機械（例えば、圧縮機１６又はタービン２２）のケーシングの間のクリアランスを制御する。修正したケーシングの実施形態の様々な態様を圧縮機１６に関して以下に説明するが、ロータとステータの間で均一及び／又は最小限のクリアランスが望ましい現在開示されているケーシングの実施形態は、ガスタービン２２又は任意の回転システムに適用可能であることを理解されたい。
【００１５】
図２は、本技法の態様による修正したケーシングを有する圧縮機１６の一実施形態の断面図を示す。例示した圧縮機１６は、シャフト５４の周りに配設されたブレード５２を有するロータ５０を含む。さらに、ロータ５０のブレード５２は、ステータ又は圧縮機のケーシング５６内で（すなわち、回転軸２８の周りで）回転するように構成されている。概して言えば、圧縮機１６のケーシング５６が、ロータ５０のブレード５２とケーシング５６の間に均一で最小のクリアランス５８を与えることが望ましい。すなわち、ロータ５０のブレード５２が、概して、圧縮機１６の作動中にケーシング５６に実際には接触することなくケーシング５６のできるだけ近くにくることが望ましい。ロータ５０のブレード５２とケーシング５６の間のクリアランス５８があまりに大きい場合、圧縮機１６の効率は、かなり減少させられ得ることも理解されたい。例えば、ある圧縮機については、所望のクリアランスより大きい０．２５４ミリメートル（１０ミル）であるクリアランス５８は、圧縮機１６の効率がおおよそ１ＭＷ損失することになり得る。さらに、ケーシングの内周にわたってロータとケーシングの間に均一なクリアランスを与えることによって、概して、回転システムが、より均一な性能（例えば、パワー出力のより少ない変動）を有することを可能にすることができる。
【００１６】
圧縮機１６のケーシング５６は、本技法の態様による１以上のインサート６２を支持する１以上の凹部６０を有する。概して言えば、凹部６０は、半径方向４０にケーシング５６の内面の中に延びる（すなわち、ケーシング５６の壁の中に半径方向深さ５１を有する）。ある実施形態では、凹部６０は、製造後にケーシング５６の一部を削る又は旋削することによって形成することができる。他の実施形態では、凹部６０は、（例えば、ケーシング５６を鋳造するために使用される鋳型によって定められる要素として）ケーシング５６の製造中に形成することができる。それとは関係なく、凹部６０は、ケーシングの材料（例えば、鉄鋼その他の適切な金属若しくは合金）の一部が（例えば、削ること又は旋削することによって）欠けている又は除去されているケーシングの範囲である。例えば、ある実施形態では、凹部６０は、溝、長穴、チャンネルその他の同様の凹部６０の形態にあり得る。加えて、図３及び図４を参照して以下に述べるように、凹部６０は、（すなわち、ケーシングセグメントの継手において又は近くで）ケーシング５６の様々なセグメントが出会う部分において圧縮機１６のケーシング５６に存在することができる。さらに、図５を参照して以下に述べるように、凹部６０は、特定の形状（例えば、Ｖ形状、長方形の形状、丸い形状その他の適切な形状）を有してもよい。
【００１７】
加えて、例示した圧縮機１６では、インサート６２は、凹部６０内に配設される。例示のように、インサート６２は、凹部６０からクリアランス空間５８の中に半径方向４０にわずかに出っ張ってもよい。例えば、インサート６２は、ケーシング５６の内面５３を越えて約２０ｍｍ〜６０ｍｍ延在し得る。例示した インサート６２は、２以上の層、すなわち基材層６４及びアブレイダブル表面皮膜６６も含む。ある実施形態では、インサート６２の基材層６４は、ケーシング５６と同じ材料（例えば、金属又は合金）から製造されてもよい。例えば、ある実施形態では、インサート６２及びケーシング５６は共に、鉄鋼から製造することができる。他の実施形態では、インサート６２の基材層６４は、ケーシング５６とは異なる材料（例えば、金属又は合金）から製造することができる。例えば、ある実施形態では、インサート６２の基材層６４は、ケーシング５６とは異なるタイプの鉄鋼（例えば、より高い炭素鋼）であってもよい。さらに、インサート６２の基材層６４に使用される材料は、材料の熱膨張特性に基づいて選択されてもよい。すなわち、インサート６２の基材層６４は、（例えば、圧縮機１６の作動中に）インサート６２及びケーシング５６が加熱及び冷却されているときに同じ割合でインサート６２及びケーシング５６が膨張又は収縮できないように、ケーシング５６とはわずかに異なる熱膨張特性を有してもよい。
【００１８】
また、インサート６２は、アブレイダブル表面皮膜６６がロータ５４のブレード５２に面しているように凹部６０内に配設される。アブレイダブル表面皮膜６６は、ロータブレード５２又はケーシング５６から材料を除去するのではなく、ロータ５４のブレード５２に接触すると選択的に除去され得る任意の表面皮膜であり得る。すなわち、ロータ５４のブレード５２は、概して、ケーシング５６に接触しないように構成されているが、圧縮機の作動中のケーシング５６の前述の熱膨張は、（例えば、インサート６２又はケーシング５６の基材６４ではなく）ロータ５４のブレード５２をインサート６２のアブレイダブル表面皮膜６６に一時的に接触させることができる。アブレイダブル表面皮膜６６は、概して、ブレード５２の先端を保護しつつ、よりきついクリアランス５８を可能にすることができる。加えて、アブレイダブル表面皮膜６６は、概して、所望のクリアランス５８が達成されるまでブレード５２のわずかに先端だけであり得るように自己調整式皮膜とみなしてもよい。ある実施形態では、アブレイダブル表面皮膜６６は、アルミナ、シリカ、チタニア、炭化クロムその他の適切なアブレイダブル表面皮膜６６であり得る。概して、アブレイダブル表面皮膜６６のための材料は、ケーシング５６及びロータ５４のブレード５２に比べて、アブレイダブル表面皮膜６６の相対硬度に従って選択することができる。例えば、ある実施形態では、アブレイダブル表面皮膜６６は、ケーシング５６及び／又はブレード５２を製造するために使用される材料よりも柔らかい１０％、２０％、５０％、７５％又は９５％である材料から製造することができる。加えて、図４及び図５を参照して以下に説明するように、アブレイダブル表面皮膜６６は、インサート６２にわたって、均一な厚さ、又は可変の厚さのいずれかを有してもよい。
【００１９】
図３は、線３−３内でとった（すなわち、ロータ５４及びブレード５２のない場合の）図２に例示した圧縮機１６の実施形態の断面図を示す。図３は、中間継手７０及び７２の位置に対する圧縮機１６のケーシング５６内の凹部６０の位置（すなわち、第１のセグメント７４及び隣接した第２のセグメント７６が出会うところ）を示す。ケーシング５６の例示した実施形態は、２つの１８０°セグメント（例えば、セグメント７４及び７６）を含むが、他の実施形態では、ケーシング５６は、任意の個数のセグメント（例えば、３、４、５、６個以上）を含んでもよい。さらに、例示したケーシング５６は、継手７０及び７２近くの概してより深い５９凹部６０を含み、継手から離れて周方向４２に移動するにつれて、概してより浅い６１になる。加えて、凹部６０は、ケーシングの中心（例えば、回転軸３８）で、点７３から角度７１として測定されるケーシング５６の一部を占めることができる。例えば、例示した角度７１は約６０°である。ある実施形態では、角度７１は、約１０°〜６０°、約２０°〜５０°、又は約３０°〜４５°とすることができる。
【００２０】
同様に各凹部６０内に配設したインサート６２は、継手７０及び７２の近くに配設した部分がより厚く、継手から離れて配設した部分がより薄い。さらに、ある実施形態では、一部品の又は一体化したインサート６は、凹部６０のそれぞれに配設することができ、これらのインサート６２の各々は、圧縮機のケーシング５６のセグメント７４とセグメント７６の両方に周方向３８に延びる凹部６０全体を占めることができる。例示した実施形態では、凹部６０は、インサート６２をそれぞれ装着した凹部部分６３及び凹部部分６５を含む。すなわち、例示したケーシング５６の各凹部６０は、（例えば、セグメント７４中の凹部６０の凹部部分６３内に配設される）第１のインサート６２と、（例えば、セグメント７６中の凹部６０の凹部部分６５内に配設される）第２のインサート６２とを含む。
【００２１】
加えて、圧縮機１６の例示したケーシング５６は、ほぼ丸い（すなわち、円形である）。さらに、圧縮機１６の作動中に、ケーシング５６が温まる又は冷却するとき、継手７０及び７２の近くのセグメント７４及び７６の一部は、継手７０及び７２から離れたセグメント７４及び７６の一部ほどには、膨張又は収縮できないことを理解されたい。すなわち、ケーシング５６は、概して、継手７０及び７２の近くをより自由に移動し得るので、概して、（例えば、ケーシング５６の中心７３を）外側６７に押す又は内側６９に引っ張り、継手７０及び７２で変形させる（例えば、円形度からずれる及び／又は偏心になる）。また、例示したケーシング５６は、インサート６２を内部に配設した凹部６０を有する。ケーシング５６が熱膨張し始めるときに、凹部６０及びインサート６２は、圧縮機のケーシング５６が、実質的に偏心になることなく熱膨張することを可能にする。すなわち、凹部６０及びインサート６２は、概して、ロータ５４のブレード５２同士の間のクリアランス５８が、圧縮機１６の作動の全体にわたってほぼ均一のままであることを可能にする。例えば、ある実施形態では、凹部６０及びインサート６２は協働して、継手７０及び７２において（例えば、ロータブレード５２とケーシング５６とインサート６２の間で周方向３８に）１ｍｍ〜５０ｍｍ、５ｍｍ〜３０ｍｍ、８ｍｍ〜２０ｍｍ、又は約１０ｍｍの均一なクリアランス５８を与えることができる。
【００２２】
図４は、図３中に例示したケーシングの実施形態の継手７０の拡大図を示す。図４は、ケーシング５６のセグメント７４及び７６中の凹部６０を示す。また、例示した凹部６０は、継手７０の近くで実質的により深く５９、継手７０から離れて実質的により浅い６１。さらに、基材６４及びアブレイダブル皮膜６６を含むインサート６２が、例示した凹部６０内に配設される。例示した凹部６０のように、インサート６２は、継手７０の近くに配設した部分において実質的により厚く７５及び継手７０から離れて配設した部分において実質的により薄い７７。他の実施形態では、凹部６０及びインサート６２は共に、それぞれほぼ均一な半径方向４０の深さ及び厚さを有し得る。さらに、例示したインサート６２のアブレイダブル皮膜６６は、継手７０の近くに実質的により厚く７９、周方向４２に継手７０から離れて移動するにつれて実質的により薄い８１。ある実施形態では、凹部６０、インサート６２及び／又はアブレイダブル皮膜６６は、概して弧状の形状を有するものとして概括的に説明することができる。他の実施形態では、アブレイダブル皮膜６６は、インサート６２の長さにわたってほぼ均一な厚さを有し得る。
【００２３】
図５は、偏心制御インサート６２を凹部６０に結合するＴ字形継手８３を示す図１〜図４の分割式ステータの一セグメントの部分斜視図である。すなわち、図５は、ケーシング５６のセグメント７６の凹部６０内に配設されるインサート６２を示す。詳細には、例示した凹部６０は、Ｔ字形継手８３を含み、インサート６２は、Ｔ字形インサート６２である。加えて、ある実施形態では、凹部６０及びインサート６２は、蟻継ぎ形状、丸い形状、「Ｖ」形状、三角形形状、半円形上その他の適切な形状を有してもよい。さらに、Ｔ字形継手８３は、Ｔ字形継手８３内の所定に位置でインサート６２を保持するように概して働き得る隆起部８５を含む。例示したＴ字形インサート６２は、偏心制御インサート６２に沿って縦方向に延びるネック部８９及び取付け基部９１を含み、取付け基部９１は、縦方向に対して横方向にネック部８９よりも広い。ある実施形態では、作動中に、ロータ５４の先端ブレード５２が、インサート６２のアブレイダブル皮膜６６の最も近いように、インサート６２のアブレイダブル皮膜６６は、ネック部８９を越えて延びる。加えて、インサート６２は、インサート６２が周方向に装着されるように、又はケーシング５６のセグメント７６に取り付けられるように、継手８３の上部８５からＴ字形継手８３の中に組み込まれ、下方への動き８７において設置することができる。
【００２４】
さらに、例示したインサート６２は、継手７０の近くで実質的により厚い７５。すなわち、例示したインサート６２の基材６４及びアブレイダブル皮膜６６の両方は、継手７０の近くで実質的により厚く７５、セグメント７６に沿って（すなわち、周方向４２に継手７０から離れて移動するにつれて）次第に先細であり、ただし、例示したインサート６２の基材６４及びアブレイダブル皮膜６６は、より薄い７７。ロータ５４のブレード５２が圧縮機１６の作動中に回転しているとき、溝６０及びインサート６２は、圧縮機１６が効率的に機能できるように均一な周方向クリアランス５８を与えることができる。
【００２５】
本実施形態の技術的な効果は、加熱及び／又は冷却中にシステムが膨張及び／又は収縮するときにロータとステータの間のクリアランスを制御するために、ロータ／ステータシステム中のステータ（例えば、圧縮機、ガスタービン、蒸気タービン、ポンプその他の回転機械のためのケーシング）の偏心を低減することを含む。圧縮機又はガスタービンのロータとケーシングの間のクリアランスを制御することによって、本実施形態は、作動中にケーシングが膨張及び収縮するときでも、圧縮機又はガスタービンが正確に及び効率的に機能し続けることを可能にする。本実施形態は、ケーシング中のロータブレード間の接触の可能性を減少させることによって及び接触した場合にロータブレード及び／又はケーシングの完全性を保つように選択的に除去できるアブレイダブル皮膜を与えることによって、保守費用を削減することができる。さらに、本実施形態は、圧縮機又はガスタービンが、作動中に効率を維持し、エネルギー費及び浪費を制限することを可能にする。
【００２６】
本明細書では、本発明を最良の形態を含めて開示するとともに、装置又はシステムの製造・使用及び方法の実施を始め、本発明を当業者が実施できるようにするため、例を用いて説明してきた。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に自明な他の例も包含する。かかる他の例は、特許請求の範囲の文言上の差のない構成要素を有しているか、或いは特許請求の範囲の文言と実質的な差のない均等な構成要素を有していれば、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【００２７】
１０  タービンシステム
１２  ガスタービンエンジン
１４  負荷
１６  圧縮機
１８  燃焼器
２０  燃料ノズル
２２  タービン
２４  排気部
２６  シャフト
２８  回転軸
３０  空気
３２  圧縮空気
３４  燃料
５０  ロータ
５２  ブレード
５４  ロータシャフト
５６  ケーシング
５８  クリアランス
６０  凹部
６２  偏心制御インサート
６３  凹部部分
６４  基材層
６５  凹部
６６  アブレイダブル皮膜
７０  中間継手
７２  中間継手
【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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【外国語明細書】
2013185593000001.pdf