JPS6224610B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高速遠心圧縮機に関するものであ
り、特にはガスタービンにより駆動される高速遠
心圧縮機に関するものである。遠心圧縮機は、
様々な分野においてその用途を見出されておりそ
して特に拡大しつつある天然ガス産業においてガ
ス捕集、ブーステイング、伝動、再加圧、分配等
の作業分野に増々と利用されるようになつてい
る。特にガスブーステイング作業分野において
は、比較的保守を要せず作動し、現場への輸送及
びそこでの設置を容易にするべくコンパクトであ
り且つ容易に入手しうるエネルギー源を使用する
原動機により駆動される高速遠心圧縮機に対する
必要性が存在している。斯くして、天然ガス産業
並びに化学工程産業において、原動機と組合せ
て、コンパクトであり、そして効率的なそして比
較的保守の容易な運転を提供する高速圧縮機を得
ることが所望されよう。

従来、遠心圧縮機は、それと原動機との間に介
在される歯車用の使用を通して高シヤフト回転速
度で作動しうるだけであつた。しかし、歯車列の
使用は潤滑要件等の故に作動に監視を必要とする
だけでなく、摩耗や破損を受ける可動部品の存在
と代表的に関連する保守問題をも呈した。加え
て、歯車列の存在は圧縮機―原動機ユニツト全体
の寸法及び重量を増大した。ガスタービン機関自
体はコンパクトなユニツトとして高馬力の動力を
伝達しえそして高シヤフト回転速度を提供しうる
が、遠心圧縮機を駆動するのにそれらを使用する
ことはこれまで完全に満足すべきものでなかつ
た。特に圧縮機を駆動するのにタービン機関を使
用することは、圧縮機シヤフトとタービン機関出
力シヤフトとの間の機械的結合に起因する機械的
整合問題から生じる欠点を導いた。タービン機関
がガス圧縮機と動力タービンステージを機械的に
連結した場合これらの機械的整合問題は一層複雑
となつた。

上述した欠点に由り、沖合基地でのガス掘穿作
業と云つた様々の用途を含めて化学工程や天然ガ
ス産業用途に適当であるよう、コンパクトであり
且つ作動において効率的でありそして機械的整合
や保守問題を伴わない高速遠心圧縮機―原動機組
合せユニツトは今まで得られていなかつた。

本発明は、動力タービンとは独立してガス発生
器セクシヨンを具備する２軸式ガスタービン機関
の動力タービンに近密に直結される高速遠心圧縮
機を提供することにより先行技術の圧縮機と関連
する欠点を克服する。タービン機関の動力タービ
ン出力シヤフトへの圧縮機シヤフトの直結を通し
て、圧縮機シヤフトは動力タービンの回転速度と
同じ高速度で回転する。斯くして、本発明に従え
ば、単一段乃至複数段を備える遠心圧縮機が、公
称650馬力の、33000r.p.m.の出力シヤフト回転速
度を発生するガスタービン機関により駆動され、
その結果として最大６／１に及ぶ圧力比において
天然ガスの圧縮がコンパクトで且つ効率的な圧縮
機―駆動装置ユニツトにおいて得られる。このよ
うなユニツトのコンパクトさと軽量性は、それが
僅か16ft²の床面積しか占めずそして約3400lbの重
量しかなく、従つて沖合の作業基地のような現場
へ軽量トラツクによる或いはエアーリフトによる
輸送を容易にする為容易にトレーラ載荷されうる
という事実によつて例証される。複数のユニツト
が直列に配列されると大気圧程度の低い圧から
1500psigに及び高圧にまでガスを圧縮することが
できる。並列で使用すると、大量のガス流を取扱
うことができる。

斯くして、本発明の目的は、ガス発生器区画と
動力タービン区画とを独立して具備するガスター
ビン機関の動力タービン区画に近密に直結される
遠心圧縮機を提供することである。

圧縮機シヤフトと動力タービン間の直結は、こ
れまで整合問題を呈した遊動スプール或いは他の
特別な機械的連繁手段に対する必要性を排除す
る。加えて、本発明に従えば、圧縮機とガスター
ビン機関との間に位置づけられた動力エンジン排
ガス放出ケーシングは中心線が合致するよう取付
けられて、熱応力下のケーシングの自由で且つ一
様な膨脹を許容する。斯くして、動力タービン及
び圧縮機の静止及び回転部品間の所要の整合性は
更に確実にされる。従つて、本発明の別の目的
は、協働部品が整合問題を回避しうるよう取付け
られそして連結されているガスタービン駆動遠心
圧縮機を提供することである。

（発明の概要及び作用効果） 本発明によれば、ガス発生器と、該ガス発生器
の為のシヤフトと、前記ガス発生器の為のシヤフ
トとは機械的に連結されない動力出力シヤフト
と、該動力出力シヤフトに取り付けられた動力タ
ービンと、末広型放出口を具備する排ガスケーシ
ングとを含むガスタービン駆動ユニツトと、それ
によつて駆動される圧縮機シヤフトを具備する高
速遠心圧縮機と、を包含して成る高速遠心圧縮機
―ガスタービン機関ユニツトに於て、 前記排ガスケーシングが前記圧縮機シヤフトと
動力出力シヤフトの直結域を取り巻くトロイド状
壁を具備する全体に環状の一体構造物とされ、そ
して前記動力タービンに一番近い排出ケーシング
壁がガスタービン機関に取り付けられ且つ撓み板
手段に止着され同時に圧縮機に一番近い排出ケー
シング壁が前記圧縮機に対して自由に取り付けら
れ、一方、前記排ガスケーシングには前記動力タ
ービンからの排ガスを受け取る為に前記動力ター
ビンが連通せしめられ、 シヤフト支持手段が前記高速遠心圧縮機に取り
付けられ且つ該シヤフト支持手段は前記高速遠心
圧縮機への取り付け部分から圧縮機シヤフトと同
心状態に於て且つ圧縮機シヤフトの延長方向に沿
つて外方向に伸延され、前記シヤフト支持手段
に、前記動力出力シヤフトと前記圧縮機シヤフト
とがそれらが回転自在に支持される状態に於て収
容され、そして前記圧縮機シヤフトと前記動力出
力シヤフトとをギヤ或は可撓性整合連結具を必要
とすること無く軸方向に連結する手段が設けられ
る。

以上の構成により、本発明の高速遠心圧縮機―
ガスタービン機関ユニツトに於ては、遠心圧縮機
と、該高速遠心圧縮機を駆動する為の動力タービ
ンステージ、即ち動力タービン及び動力出力シヤ
フトによつて構成されるステージとがシヤフト支
持手段によつて組立て或いは分解時を問わず常時
一体化され、従つて従来そうした一体化がなされ
ない前記遠心圧縮機及び動力タービンステージ間
に存在していた、それらの組立て或いは分解時の
機械的整合問題が回避される。また、本発明に於
いては排ガス放出ケーシングは、動力タービンに
一番近い放出ケーシング壁がガスタービン機関に
取付けられ且つ撓み板手段に止着されることか
ら、前記圧縮機シヤフトとタービン機関出力シヤ
フトとの回転軸線に平行な偏倚が不可とされ、同
時に圧縮機に一番近い放出ケーシング壁が前記圧
縮機に対して自由に取付けられることから、前記
回転軸線に平行な方向において圧縮機に一番近い
壁の熱膨脹乃至収縮が許容され、それにより該放
出ケーシングの少く共一部の自由な且つ一様な熱
膨脹乃至収縮が、前記回転軸線に対してすべての
方向において可能となる。

そして更に、前記圧縮機シヤフトと前記動力出
力シヤフトとをギヤ或は可撓性整合連結具を必要
とすること無く軸方向に連結する手段を設けたこ
とによつて、前記動力出力シヤフトと前記圧縮機
シヤフトとが等速回転すると共に全体がコンパク
ト化される。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の具体例に
ついて説明していくことにしよう。

第１図を参照すると、圧縮機―ガスタービンユ
ニツトをコンパクトにまとめた組体が総体を１０
で示されている。この圧縮機―ガスタービンユニ
ツト組体は剛性の基台１２を含み、そしてその上
に遠心圧縮機１４、ガスタービン機関１６及び連
続的な運転及び完全自動の付添作業員不要の操作
を与える為の制御装置１８が設置されている。制
御装置パネル２０上に全体を示されるように、制
御装置は、速度、圧力及び温度の指示並びに自動
的な起動、運転及び保護の為の停止指令を示す為
の手段を含んでいる。第１図の圧縮機―ガスター
ビン組体の一部として、圧縮機潤滑油及び密封油
系統２２、更には給油マニホルド及びフイルタ手
段２４が存在する。

ガスタービン機関１６は、環状のスクリーン付
き空気採入口２８を具備するガス発生器区画構成
体２６を含んでいる。タービン機関のガス発生器
区画または補助歯車箱３０を含んでいる。ガスタ
ービン機関の燃焼及び動力取出し区画構成体が全
体を３２で示され、他方高温排ガス放出口が３４
が示されている。

ガスタービン機関のガス発生器区画構成体は従
来設計のものであり、例えばユナイテツドエアー
クラフト社からプラツトアンドホイツトネイ
（Pratt＆Whitney）ST6の名で入手しうる型式の
ものでありうる。ガス発生器区画構成体は、自身
の圧縮機タービンと燃焼及び動力取出し区画構成
体即ち動力タービンとの間に機械的連結を持たな
いので、機関は計２本のシヤフト、即ちガス発生
器の圧縮機シヤフトと動力タービンにおける動力
出力伝達軸とを具備している。市販入手しうるガ
ス発生器区画構成体２６は自身の潤滑系統をガス
タービンと共通となしうる。更には、従来型式の
ガス発生器区画構成体には補助歯車箱３０が含め
られ、これはこの組体においては強制送給油系統
２２のポンプを駆動するのに使用されうる。ガス
発生器区画構成体２６は実質上自己内蔵式である
から、配管や他の部品の分解に時間を費す必要な
く動力タービン排ガス放出ケーシングに直接容易
に取付けうるしそしてそこから容易に取外しう
る。ガス発生器区画構成体は剛性の基台１２上に
その動力タービン区画とは遠い側の前端に位置づ
けられる撓み板３６によつて設置されている。こ
の撓み板３６は、ガス発生器区画構成体２６を担
持するに充分剛性であり、同時にガス発生器の圧
縮機の回転軸線の方向においての熱膨脹を許容す
るに充分の可撓性を持つている。市販入手しうる
前述のST6型ガス発生器は、動力タービン区画構
成体と連結される時約655馬力と33000rpmもの動
力出力シヤフト回転速度を提供しうる短いコンパ
クトな装置である。

第２図を参照すると、圧縮機１４とタービン機
関１６の燃焼及び動力取出し区画構成体３２とを
含めて圧縮機の回転軸線を通しての垂直断面が示
されている。ガス発生器区画の方は従来型式のも
のであるから示していない。燃焼及び動力取出し
区画構成体３２は環状燃焼室４２を取巻くタービ
ン外壁筒即ちタービンケーシング４０を含んでい
る。ガス発生器区画構成体から送られてくる圧縮
空気は、多孔性の燃焼室ライニング４４を通して
タービンケーシング４０内側の帯域から燃焼室４
２に進入する。燃料ノズル４６は燃焼室４２内に
突き出しておりそして点火用組立体が４８で示さ
れている。機関の圧縮機タービンホイール５０の
ハブの一部が隔離体５２の右側に部分的に示され
ている。

第２図に矢印により示されているように、燃焼
ガスは、圧縮機タービンホイールを通り抜けた後
誘導羽根５４を通りそして動力タービンホイール
５６に衝突してそれを駆動する。ステンレス鋼製
ライナ５８が排出ガスを排ガス放出ケーシング６
０に差向ける。排ガス放出ケーシングは６２で示
されるように部分的にドーナツ状をしておりそし
て放出口３４を通して大気にガスを放出する。放
出ケーシング６０は、第５図と関連して後述する
ように、撓み板により基台１２上に設置される鋳
鉄製単一体構造物である。排ガス放出ケーシング
６０は断熱材６４で覆われている。

動力タービンホイール５６は、動力伝達シヤフ
ト７０に装着され、そしてシヤフト７０は支承ブ
ラケツト７４の内側カツプ８５内に取付けられる
傾斜シユー付き軸受７２内を通して回転する。第
２図に示される具体例において、伝動シヤフト７
０は圧縮機入力シヤフト７６にスプライン歯付き
連結具７８により結合されている。高温ガス封止
体８０が高温のタービンガスが支承ブラケツト内
部に漏入するのを防止している。軸受７２に潤滑
油を供給する為の手段が８２で示され、他方排油
用ドレンが８４で示されている。ドレン８４はま
た、万一潤滑油供給手段８２が破れても油が高温
ガス放出ケーシング６０に飛び散ることがないよ
う油供給手段８２に対する保護遮蔽体としても働
く。支承ブラケツト内部は８６において大気と通
気されている。

第２図に示される遠心圧縮機は、一直線上に載
る導入口及び吐出口フランジを組入れた垂直分割
式鋼製ケーシング９０を備えるバレル形構造のも
のである。吐出口フランジ１５は第１図に示され
ている。圧縮機ケーシング９０は圧縮機ベース９
２によつて基台１２に剛設されている。圧縮機ケ
ーシング９０は一体鋳造構造物から作られそして
遠心圧縮機の各段にわたつての要素を受容する室
９４を設けるよう更に機械加工されている。圧縮
機端蓋９６は更に上記室を閉成しそして室通気路
９８が室内圧力の均衡を与えている。端蓋９６は
ボルト１００及びナツト１０２によつてケーシン
グ９０に取外し自在に付設されている。油供給ラ
イン１０４及び油排出ライン１０６が端蓋９６内
に機械加工されている。

第２図に例示される圧縮機の具体例は４段から
なり、各段は実質上、第４図に一部が詳しく示さ
れるように次のような同様の要素から構成され
る。第２及び４図を参照すると、複数枚の羽根１
１０がラビリンス型封止体１１２と共に回転子組
立体を構成しているのが見られる。回転子組立体
はタイボルト１１４により緊張下で接合されてい
る。各段は、羽根１１０、案内翼組体１１８及び
ダイヤフラム１２０から構成されている。羽根１
１０はその先端において羽根シユラウド（囲い
輪）により覆われている。羽根は、端面開放形で
も図示のように囲い輪付設形でもよく、いずれの
羽根特性が選択されるかは必要とされる使用条件
に合うよう周知の技法に従つて設計者が容易に判
断しえよう。羽根１１０周囲に、案内翼１２８を
内部に一体的に成型した案内翼組体１１８が位置
づけられている。案内翼組体１１８は圧縮機ケー
シング９０内への組付け前に羽根１１０周囲に位
置ずけうるよう水平に分割されている。案内翼組
体１１８の各半部分は一体品鋳造構造を有してい
る。ダイヤフラム１２０が案内翼組体１１８を同
心的に取巻いている。ダイヤフラム１２０は戻し
翼１２６を具備している。ダイヤフラム１２０は
戻し翼１２６を内部に一体的に成型した一体鋳造
構造のものである。第２図に見られるように、並
置された各段の要素は互いに嵌り合つて、一つの
しつかりした筒胴構成体を形成し、そしてこの構
成体は１３０によつて示されるようなボルトによ
つて圧縮機ケーシング９０内にぴつたりと嵌装さ
れそしてそこに保持されている。従来型式のＯ―
リング密閉手段を密封性を確実にする為設けても
よいが、部品間の秀れた相互係合の故に特別な締
着手段は必要とされない。ガスの流れは矢印によ
り示されている。

羽根の選択及び案内及び戻し翼の寸法及び形状
並びに相対的整合さは、遭遇する使用条件に対し
て特定段各々に最適の空気力学的仕事を達成する
為公知の原理に従つて設計者により様々に変える
ことができよう。同様に、これら部品の構成材料
も適宜選定されえよう。

第２図を参照すると、左から右へ数えて、第１
番目のダイヤフラム及び案内翼組体は、入口遮壁
１２２と共に翼無し誘導路１２４を形成して、羽
根１１０の放出口からの第一段で圧縮されたガス
を次の段に導く。翼無し誘導路１２４からダイヤ
フラムの戻し翼１２６を通つた後案内翼１２８を
通つて次段の羽根の入口に至る。こうしてガスは
次第に圧縮されていく。囲い体１３２が採り入れ
端において圧縮機回転子シヤフトに対するスラス
ト軸受及び油封止体を内蔵するカートリツジ組立
体１３４を包被している。このカートリツジ組立
体全体が端カバー１３６で覆われている。圧縮機
シヤフトはまた、圧縮機出口端においてもやはり
ジヤーナル軸受及び油封止体を内蔵するカートリ
ツジ組立体１３８内を通して回転する。

第２図に示される圧縮機の具体例は４段からな
るけれども、本発明に従う圧縮機は１〜４任意の
圧縮段を持つことができる。これは、所望なら同
等のケーシング９０内でさえ適当な寸法の要素を
利用することにより可能である。例えば、単段の
具体例において、スラスト軸受及び油封止体を備
えるカートリツジ組立体１３８は、圧縮機の一番
右側における羽根及び他の段構成要素を第２図に
示される圧縮機の３及び４段により占められてい
る帯域に設けることにより排除されうる。更に、
単段装置の羽根は動力伝達シヤフト７０と一体的
に延長するシヤフト上に装着しえ、以つて連結具
７８及びそれに一番近い軸受を排除することがで
きる。斯くして、単段圧縮機具体例の羽根は、張
出したシヤフトの張出し部分に取付けられ同時に
動力タービンホイール５６に近密な直結を呈する
ことができる。

第３図は、動力伝達シヤフト７０に組付けられ
る動力ホイール５６を拡大して詳細に示すもので
ある。動力ホイール５６は中空軸１６０を具備し
そしてこの中空軸は動力伝達シヤフト７０にロツ
クリング１６４により然るべく止着されるスプラ
イン及び緊締ボルト１６２によつて結合される。
動力伝達シヤフトは、傾斜シユー付きジヤーナル
軸受７２及び高温ガス封止体８０内部で回転す
る。ジヤーナル軸受７２及び封止体８０は支承ブ
ラケツト７４内に保持されている。支承ブラケツ
ト７４は断熱材７７で覆われる上半部分７３と下
半部分７５とから成る。封止体８０は、回転して
いる動力伝達シヤフト７０の表面と密封係合する
ラビリンス形密封用縁辺７９を具備している。８
１で示される密封縁辺即ち突起が次の態様で作動
する調量用突起を構成する。

タービン内で使用される冷却空気は動力ホイー
ル５６の中空軸１６０を通つてその内部空洞１６
１内に通る。この冷却空気は、空洞１６１から軸
１６０における通孔１６３を通りそして動力伝達
シヤフト７０の円筒状カラー１６７における通孔
１６５を通り抜けて、調量用突起８１の縁辺周囲
に通りそしてそこから動力ホイール５６の縁に沿
い吸入されそしてベンチユリー効果により燃焼室
ライナ５８の内面に沿つて吸引されてそれを冷却
する。

ジヤーナル軸受７２の詳細もまた第３図に示さ
れており、これは位置決め手段７１により然るべ
く保持される、周回配置される傾斜シユー６９を
納置するハウジング６７から成る。軸受ハウジン
グは分割式としえそして両半部分は７３で示され
る手段により合着される。潤滑油は、支承ブラケ
ツト下方半部７５内に延びる管路８２を通して、
軸受ハウジング６７の環状凹み８３から軸受内へ
給入される。油は軸受内のシユー６９周囲に流れ
そしてシユー６９の上面を越えて漏出して支承ブ
ラケツト内部に至りそしてそこから最終的に第２
図に示したドレン８４を通して排出される。動力
伝達シヤフト７０の端を担持するこの軸受７２
は、ジヤーナル軸受として働くだけでなく、６５
で示される環状スラスト面を具備してスラスト軸
受としても作用する。

さて第４図を参照すると、動力伝達シヤフト７
０と圧縮機入力シヤフト７６との間の直結領域が
詳細に示されている。第２図にも示されたよう
に、動力伝達シヤフト７０は支承ブラケツト７４
の下方半部分７５における内側カツプ８５内に配
置される軸受７２内を通して回転する。圧縮機シ
ヤフト７６はスプライン歯付き連結具７８により
動力伝達シヤフト７０に結合される。圧縮機シヤ
フト７６は通路１７０を内部に備え、そこを通し
て油は自己整合型の連結具７８に送られる。油
は、この連結具から支承ブラケツト内部域に入り
そして排油路１６８を経て第２図に示したドレン
８４に排出される。通路１７０における油は油供
給管路１８２を経て高圧油系統から送られ、その
際その高圧は圧力減少用オリフイスとして機能す
る通路１７２により減少される。

圧縮機シヤフト７６はジヤーナル軸受及び密封
用カートリツジ組合せ体１３８内を回転する。こ
の組合せ体１３８は、第３図を参照して前述した
動力伝達シヤフトを取巻くジヤーナル軸受７２と
同型式の軸受７２′を収納するハウジング１７４
を含んでいる。ハウジング１７４はまた総体を１
７６で示される浮動カーボリング封止体を含んで
いる。カーボリング封止体１７６はそのハウジン
グ１７８内にカーボリング１８０を収納してお
り、そしてその表面全体にわたつて高圧密封用油
が流れて有効なガス封鎖作用を形成する。密封用
油は、圧縮機ケーシング９０内の油供給管路１８
２を経て導入されそして通路１８４を経てハウジ
ング１７４及びリング封止体に進入する。密封用
油はカーボリングの上面全体に流れそして一部は
連結具７８の潤滑の為減圧オリフイス１７２を経
て流れていく。

油は、カーボリングの表面全体に連続的に流れ
そしてケーシング９０におけるドレン１８６から
更にはジヤーナル軸受及び密封リング双方からの
油を集めるハウジング１７４に位置するドレン１
８８を通して排出される。潤滑油は一般にガスの
漏入が起らないことを保証する為に圧縮機内のガ
スの圧力より高い圧力にある。油封止体及び軸受
は、ラビリンス型ガス封止体１９０により圧縮機
の高圧帯域から部分的に密封されている。ジヤー
ナル軸受及び密封カートリツジ組立体１３８全体
は、１９２で示されるようなＯ―リングを使用す
る密閉嵌着体を通して圧縮機ケーシング９０内に
然るべく保持されている。

圧縮機入力シヤフト７６は、タイボルト１１４
により１９４で総体を示される回転子組立体に結
合されている。回転子組立体はタイボルト１１４
により互いに張力下に維持される羽根１１０及び
ラビリンス型封止体１１２から成る。タイボルト
は回転子組立体要素を通して圧縮機シヤフト７６
内に螺入されそして止着に先立つて張力下に置か
れて配される。シヤフト７６と回転子組立体１９
４は、圧縮機ケーシング９０内に嵌入される均合
リング１９８内で回転する均合ドラム１９６内で
並置される。均合ドラム１９６はガス密閉作用を
提供するベーン即ち突起２００を具備している。
第２図で示した圧力均衡用通気路９８の一部が第
４図に示されている。これは、圧縮機内の回転子
組立体の両端における圧力をガスにその両端に同
等の力を行使せしめることにより均衡化してい
る。ここでは、その力は空洞帯域２０２内に露出
する均合ドラムの面に行使されよう。第４図には
また、羽根１１０、段間封止体１１６及び入口案
内翼組体１１８と云つた圧縮機段構成要素の一部
が示されている。高圧ガス放出通路２０４が案内
翼組体１１８と端板２０６により形成されるもの
として示されている。

第５図を参照すると、タービン排ガス放出ケー
シング６０の設置様相が第２図の５―５線に沿つ
て示されている。ケーシング６０は基台１２上に
垂直取付ブロツク２６０及び水平取付ブロツク２
６１により固定される。一対の垂直撓み板２６２
が水平取付ブロツク２６１に剛設されている。こ
れら撓み板はねじ２６６により放出ケーシングに
止着される取付けブロツク２６４に溶接される。
撓み板２６２は紙面に垂直な方向において剛性で
あるが紙面の動力伝達シヤフト７０の回転軸線に
直角の方向においては可撓性であり、以つて熱の
結果としてケーシング６０内に生じる僅かの膨脹
力を吸収する。加えて、水平取付ブロツク２６１
には、２６８において示される孔が穿たれており
そしてその中で位置決めピン２７０が垂直方向に
自由に摺動することを許容され、同時に紙面に垂
直な方向（第２図シヤフト軸線方向）においては
拘束される。ピンは、取付ブロツク２７２及び締
着ピン２７４によつてケーシングに止着される。
第５、２及び１図に見られるように、ケーシング
６０は撓み板２６２によつて基台１２に中心線取
付方式で設置されており、これは圧縮機及びター
ビンの回転軸線に直角なすべての方向においてケ
ーシングの一様で且つ自由な熱膨脹及び収縮を許
容する。放出ケーシングは、前述したように圧縮
機シヤフトと動力伝達シヤフトの直結域を取巻く
トロイド状壁を具備する実質上環状の一体構造物
であり、そして動力タービンに一番近い放出ケー
シング壁がガスタービン機関に取付けられ且つ前
記可撓性板手段に止着され以つて回転軸線に平行
な変位を不可とされている。同時に、圧縮機に一
番近い放出ケーシング壁が該圧縮機に対して自由
に取付けられ、以つて回転軸線に平行な方向にお
いて圧縮機に一番近い壁の熱膨脹乃至収縮を許容
し、それにより回転軸線に対してすべての方向に
おいて放出ケーシングの少く共一部の自由な且つ
一様な熱膨脹乃至収縮が可能とされている。

以上説明したガスタービン―圧縮機のコンパク
トな組体は、天然ガス産業用途に特に適当であ
る。ガスタービン及び遠心圧縮機は比較的軽量で
ありそして往復して作用する力が存在しないか
ら、運転は滑らかでありそして振動を伴わずそし
て据付けは基礎を要せず比較的小さなスペースと
しかとらない。ガス発生器は市販入手しうるもの
でありそして配管等の設備の分解をさして伴わず
動力タービンから容易に取外される。制御系統は
自動的起動及び停止順序指令及び自動突発事故保
護指令並びに圧力、温度及び速度指示を与える機
器や制御リレー及びスイツチを含みうるものであ
る。警報指示や運転休止命令を与える保安装置も
設けられよう。例えば、第２及び４図に示される
ように、シヤフト振動ピツクアツプ装置が例えば
７００に示されるようにして設けられそして動力
伝達シヤフトの回転速度は７０２で示されるよう
な感知器により測定されよう。保護機器は潤滑及
び密封用系統とも関連して設けることができよ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の特徴を組込んだ圧縮機―ガ
スタービン組体の斜視図である。第２図は、圧縮
機と動力タービンの回転軸線を通しての垂直断面
図である。第３図は、動力伝達軸の一端と高温ガ
ス用封止体を含むタービン動力発生区画の垂直断
面図である。第４図は、圧縮機シヤフトと動力伝
達シヤフトとの間の直結様相及び圧縮機シヤフト
周囲のジヤーナル軸受及び油密封カートリツジ組
立体の様相を示す。第５図は、第２図の５―５線
に沿う断面図であり、タービン排ガス放出ケーシ
ング及びその取付け手段を示す。図面の主構成要
素は次の通りである。 １２：基台、１６：ガスタービン機関、２６：
ガス発生器区画構成体、３２：燃焼及び動力取出
し区画構成体（動力タービン）、１４：遠心圧縮
機、１８：制御装置、７０：動力伝達シヤフト、
７６：圧縮機シヤフト、７８：連結具、６０：排
ガス放出ケーシング、６２：トロイド状壁、２６
０，２６１，２６４：取付けブロツク、２６２：
撓み板、４０：タービンケーシング、５６：動力
タービンホイール、１６０：中空軸、７４：支承
ブラケツト、７２：軸受、８０：高温ガス封止
体、１１４：タイボルト、１１０：羽根、１１
８：案内翼組体、１２０：ダイヤフラム、９０：
ケーシング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス発生器と、該ガス発生器の為のシヤフト
   と、前記ガス発生器の為のシヤフトとは機械的に
   連結されない動力出力シヤフトと、該動力出力シ
   ヤフトに取り付けられた動力タービンと、末広型
   放出口を具備する排ガスケーシングとを含むガス
   タービン駆動ユニツトと、それによつて駆動され
   る圧縮機シヤフトを具備する高速遠心圧縮機と、
   を包含して成る高速遠心圧縮機―ガスタービン機
   関ユニツトに於て、 前記排ガスケーシングを前記圧縮機シヤフトと
   動力出力シヤフトの直結域を取り巻くトロイド状
   壁を具備する全体に環状の一体構造物とし、そし
   て前記動力タービンに一番近い排出ケーシング壁
   をガスタービン機関に取り付け且つ橈み板手段に
   止着し、同時に圧縮機に一番近い排出ケーシング
   壁を前記圧縮機に対して自由に取り付け、一方、
   前記排ガスケーシングには前記動力タービンから
   の排ガスを受け取る為に前記動力タービンを連通
   せしめ、 シヤフト支持手段を前記高速遠心圧縮機に取り
   付け且つ該シヤフト支持手段を前記高速遠心圧縮
   機への取り付け部分から圧縮機シヤフトと同心状
   態に於て且つ圧縮機シヤフトの延長方向に沿つて
   外方向に伸延し、前記シヤフト支持手段に前記動
   力出力シヤフトと前記圧縮機シヤフトとをそれら
   が回転自在に支持される状態に於て収容し、前記
   圧縮機シヤフトと前記動力出力シヤフトとをギヤ
   或は可撓性整合連結具を必要とすること無く軸方
   向に連結する手段を設けたことを特徴とする、高
   速遠心圧縮機―ガスタービン機関ユニツト。 ２ 圧縮機シヤフトと動力出力シヤフトとが一本
   の連続したシヤフトを成す特許請求の範囲第１項
   記載の高速遠心圧縮機―ガスタービン機関ユニツ
   ト。 ３ 高速遠心圧縮機とガスタービン機関の動力タ
   ービンとの間で排ガス放出ケーシングを圧縮機シ
   ヤフト及び動力出力シヤフトの回転軸と同軸に設
   置する手段を更に含み、以つて前記両シヤフトの
   軸線に直角な全ての半径方向に於いて放出ケーシ
   ングの自由な且つ一様な熱膨脹乃至収縮が許容さ
   れる特許請求の範囲第１項或いは２項記載の高速
   遠心圧縮機―ガスタービン機関ユニツト。 ４ 排ガス放出ケーシングを圧縮機シヤフト及び
   動力出力シヤフトの回転軸と同軸に設置する為の
   手段が、前記放出ケーシングに試着されると共に
   圧縮機に対して固定された基台に止着された撓み
   板手段から成り、そして該撓み板手段が圧縮機シ
   ヤフト及び動力出力シヤフトの軸線に平行な面に
   於て位置決めされそして前記放出ケーシングを担
   持し且つ該回転軸線に平行な方向において該放出
   ケーシングに発生する熱膨脹乃至収縮力に耐える
   に充分剛性であり、同時に該回転軸線に直角な方
   向において充分可撓性であり、以つて該放出ケー
   シングの半径方向に自由で且つ一様な熱膨脹及び
   収縮変位が許容される特許請求の範囲第３項記載
   の高速遠心圧縮機―ガスタービン機関ユニツト。