CN105229267B - 转动装置及旋转机械 - Google Patents

Abstract

一种转动装置及旋转机械，转动装置具备：壳体；驱动马达，安装于壳体的上方；驱动轮，在壳体的上方，在驱动马达的驱动轴上且在相对于与铅垂方向平行的基准面的一侧，被支承为能够围绕与基准面交叉的基准线旋转，通过驱动马达进行旋转；从动轮，配置于壳体内，被支承为能够围绕与基准线平行的轴线旋转，经由环状部件与驱动轮连接；第一齿轮，与从动轮同轴连接，具有第一直齿；第二齿轮，具有分别与平行于基准线延伸的旋转轴同轴设置的齿轮及第一齿轮的第一直齿啮合的第二直齿；臂部件，将第二齿轮支承为能够旋转；移动机构，使臂部件移动，而使第二齿轮在啮合于齿轮的啮合位置与不与齿轮啮合的退避位置之间移动；罩，可装卸于壳体，包覆驱动轮。

Description

转动装置及旋转机械

技术领域

本发明涉及一种使涡轮等转子以低速旋转的转动装置及具备该转动装置的旋转机械。

背景技术

以往，已知在使用蒸汽涡轮、燃气涡轮，或者这些蒸汽涡轮和燃气涡轮的联合循环的发电成套设备等中，在停止运行中，若将高温状态的转子(旋转轴)以不旋转的状态放置则产生以下现象。即，随着蒸汽或气体的温度降低，在涡轮壳体内的上下方向上产生温度差，在转子上产生由热伸长引起的弯曲，或者在涡轮停止时，因转子的自身重量而产生微小的弯曲。

因此，在涡轮停止运行时及起动前，通过使转子以规定时间、低速旋转，即进行所谓的转动，从而防止在所述转子上产生弯曲。

例如，在记载于专利文献1中的转动装置具备驱动马达。驱动马达的轴连接于使轴的旋转减速的减速机构。减速机构具备驱动带轮(驱动轮)，且使减速的驱动马达的旋转传递到驱动带轮。

在减速机构的下方，配置有轴线方向与所述驱动带轮相同的从动带轮(从动轮)。驱动带轮与从动带轮之间架设有V带(环状部件)。

在驱动带轮上一体安装有围绕其同轴旋转的第一直齿轮。在第一直齿轮的下方，配置有轴线方向与第一直齿轮相同的第二直齿轮。第一直齿轮和第二直齿轮始终啮合。

在第二直齿轮的旋转轴上，以从轴方向夹持第二直齿轮的方式能够倾动地支承有一对臂部件。在臂部件的一个端部能够旋转地轴支承有轴方向与第二直齿轮及齿轮相同的小齿轮(第二齿轮)。小齿轮通过臂部件的倾动在接近于齿轮而啮合的啮合位置与从齿轮向径方向外侧分离的退避位置之间可以位移。齿轮同轴固定于转子。

如此，在记载于专利文献1的转动装置中，在从动带轮的下游侧，对齿轮传递驱动力的齿轮构成为第一直齿轮、第二直齿轮及小齿轮这3级

另外，一般，转子的一个端部连接于压缩机(Compressor)，转子的另一个端部连接于涡轮。转子与压缩机的连接部被联轴器防护罩(联轴罩)包覆，以避开油等。

驱动带轮及从动带轮被链罩(罩)包覆，该链罩可装卸地安装于转动装置的压缩机侧的部分。

如此构成的转动装置，在蒸汽涡轮运行时，小齿轮的位置被设为退避位置。

若蒸汽涡轮停止运行，则臂部件通过转动装置的控制部而倾动，从而小齿轮从退避位置位移到对齿轮的啮合位置。若驱动马达驱动，则经由减速机构、驱动带轮及从动带轮、V带、第一直齿轮、第二直齿轮及小齿轮，驱动马达的旋转动力被传递到齿轮。并且，转子与齿轮一同旋转。此时，与蒸汽涡轮运行时相比，转子以更低速进行旋转。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2013/124979号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在记载于专利文献1的转动装置中，在装卸联轴器防护罩时，由于联轴器防护罩有可能会干扰链罩，因此将齿轮构成为3级，成为纵长结构，刚性降低，且部件件数也增加。若联轴器防护罩干扰链罩，则装卸联轴器防护罩时的作业性降低。

本发明是鉴于这种问题而完成的，其目的在于提供一种在装卸联轴器防护罩时抑制联轴器防护罩干扰罩，并且减少齿轮的级数的转动装置、及具备该转动装置的旋转机械。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，本发明提出以下方法。

本发明所涉及的转动装置的方式的特征在于，具备：壳体；驱动马达，安装于所述壳体的上方；驱动轮，在所述壳体的上方，在所述驱动马达的驱动轴上且在相对于与铅垂方向平行的基准面的一侧，被支承为能够围绕与所述基准面交叉的基准线旋转，并通过所述驱动马达进行旋转；从动轮，配置于所述壳体内，并且被支承为能够围绕与所述基准线平行的轴线旋转，并经由环状部件与所述驱动轮连接；第一齿轮，与所述从动轮同轴连接，并具有第一直齿；第二齿轮，具有分别与平行于所述基准线延伸的旋转轴同轴设置的齿轮、及所述第一齿轮的所述第一直齿啮合的第二直齿；臂部件，将所述第二齿轮支承为能够旋转；移动机构，通过使所述臂部件移动，而使所述第二齿轮在啮合于所述齿轮的啮合位置与不与所述齿轮啮合的退避位置之间移动；及罩，可装卸于所述壳体，并覆盖所述驱动轮，所述旋转轴的相对于所述基准面的另一侧连接有压缩机。

并且，在上述转动装置中更优选具备旋转杆，该旋转杆的一端部经由棘轮机构与所述驱动轮同轴连结，在所述棘轮机构中，相对于所述驱动轮的轴线，限制所述旋转杆的一端部围绕所述轴线向一侧旋转，并容许所述旋转杆的一端部围绕所述轴线向另一侧旋转，所述移动机构具有：移动杆，一端部能够旋转地支承于所述壳体；及连结部件，构成为分别连结于所述移动杆及所述臂部件，并在所述移动杆旋转时，使所述臂部件移动，所述旋转杆及所述移动杆在沿所述基准线的方向上，在相对于所述罩的相同的一侧进行旋转。

并且，本发明所涉及的旋转机械的方式的特征在于，具备上述任一项所述的转动装置。

发明效果

根据本发明的转动装置及旋转机械，通过减少齿轮的级数，在减少部件件数的同时，能够提高刚性，并能够提高动力传递系数。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的蒸汽涡轮的结构的概要的剖视图。

图2是所述蒸汽涡轮的转动装置的侧面的剖视图。

图3是所述转动装置的俯视图。

图4是所述转动装置的框图。

图5是本发明的第2实施方式的转动装置的侧面的剖视图。

图6是所述切开转动装置的一部分的俯视图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，以旋转机械为蒸汽涡轮的情况为例，并参考图1至图4，对本发明所涉及的旋转机械的第1实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式的蒸汽涡轮1具备：调整阀11，调整流入到蒸汽涡轮1中的蒸汽(工作流体)的量和压力；主体侧壳体12，保持压力；动力产生部13，产生动力；转子(旋转轴)14，将产生的动力传递到压缩机(Compressor)69等机械；未图示的轴承装置，以能够围绕轴线旋转的方式支承转子14；本发明的转动装置15，用于使转子14旋转。

调整阀11在主体侧壳体12的内部安装有多个(图1中仅示出1个调整阀11)，并分别具备从未图示的锅炉流入蒸汽的调整阀室18、阀体19、阀座20。阀座20大致呈圆筒形状，其轴线与转子14的轴线正交。阀座20的内径随着朝向转子14的方向而逐渐扩大，前端部连通于蒸汽室21。阀座20的与蒸汽室21相反侧的端部的内表面20a形成为朝向内侧凸出的曲面状。阀体19的下部形状形成球体的一部分，并设置成可以与阀座20的内表面20a接触或分离。若阀体19从阀座20分离，则蒸汽流路打开，若与阀座20接触，则蒸汽流路关闭。

调整阀11通过阀体19的开闭而控制蒸汽流量。另外，通过调整多个调整阀11的开闭时刻而控制蒸汽涡轮的输出。

蒸汽室21将从调整阀11流入的蒸汽引导至动力产生部13，且大致呈环型形状。蒸汽室21的蒸汽流路随着朝向内侧而逐渐变窄，并且向与转子14的轴线平行的方向偏转。

动力产生部13具备：喷嘴23，固定于主体侧壳体12；及转子叶片24，安装于转子14上。将喷嘴23和转子叶片24的1组称为级，在本实施方式中蒸汽涡轮1具备6级。喷嘴23起到使蒸汽在蒸汽通路内膨胀而生成速度能，并改变流动方向而产生轴的旋转方向的动量的作用。

转子叶片24起到将通过喷嘴23而转换为速度能的蒸汽的能量转换为转子14的旋转能量的作用。

喷嘴23呈放射状配置有多个，并通过牢固地固定于主体侧壳体12的环状的隔板外圈25和环状的隔板内圈26而被保持。隔板内圈26的转子14侧的端部与转子14之间构成防止蒸汽泄漏的密封结构。在蒸汽压力较高的级采用未图示的迷宫结构作为密封结构。

转子叶片24呈放射状配置有多个，并牢固地安装于向转子14突出而设置成圆筒状的圆盘(省略符号)的外周部。在末级的转子叶片24的前端安装有护罩29，在隔板外圈25侧的与护罩29对置的位置安装有用于防止蒸汽泄漏的未图示的叶片。

转子14形成为棒状，并通过所述轴承装置而被支承为能够旋转。在转子14的外周面以与转子14同轴的方式固定有齿轮30。

转子14起到将在动力产生部13产生的动力传递到压缩机69等机械的作用。转子14与主体侧壳体12之间设置有防止蒸汽等泄漏的未图示的密封结构。使蒸汽涡轮1工作，从而结束工作的排出蒸汽通过排出室31被输送到未图示的冷凝器。

转动装置15用于在蒸汽涡轮1的运行停止时及起动时，使转子14与蒸汽涡轮1运行时相比以极低的速度继续旋转。

如图1至图3所示，转动装置15具备：壳体41；驱动马达42，安装于壳体41；驱动侧链轮(驱动轮)43，限定于驱动马达42的驱动轴42a上，并且能够旋转地支承于相对于与铅垂方向Z平行的基准面S的一侧D1；从动侧链轮(从动轮)44，能够旋转地支承于壳体41内；直齿轮(第一齿轮)45，与从动侧链轮44同轴连接；小齿轮(第二齿轮)46，分别啮合于设置在转子14上的齿轮30及直齿轮45；臂部件47，将小齿轮46支承为能够旋转；移动机构48，用于使臂部件47移动；链罩(罩)49，可装卸于壳体41。

另外，在图2的剖面上未显示驱动马达42，但是为了便于说明，用双点划线来表示驱动马达42。

壳体41通过将钢板开孔加工成规定的形状，并且通过折弯且焊接等而构成。

基准面S为包括驱动马达42的驱动轴42a且平行于铅垂方向Z的平面。

驱动马达42在壳体41的上方的位置安装有与水平面平行的驱动轴42a。驱动马达42能够通过未图示的螺栓及螺母和螺钉等公知的紧固构件而安装于壳体41。

如图4所示，转动装置15具备控制部52，通过该控制部52来驱动驱动马达42。更具体而言，控制部52具有：马达控制部53，对驱动马达42进行通电控制；后述缸体控制部54；及主控制部55，统一控制马达控制部53及缸体控制部54。

如图1至图3所示，驱动侧链轮43以位于壳体41的上方的方式安装于壳体41。驱动侧链轮43通过壳体41被支承为能够围绕与基准面S正交的基准线C旋转。另外，所述转子14平行于基准线C而延伸。

驱动马达42与驱动侧链轮43之间设置有减速机构58。通过驱动驱动马达42而围绕驱动轴42a旋转的未图示的转子轴，其转速通过减速机构58而被减速，驱动力经由连结轴58a传递到驱动侧链轮43。

即，驱动侧链轮43经由减速机构58并通过驱动马达42进行旋转。

从动侧链轮44配置在与驱动侧链轮43同一平面上且驱动侧链轮43的下方。从动侧链轮44在从驱动侧链轮43分离的位置通过壳体41被支承为能够围绕与基准线C平行的轴线旋转。驱动侧链轮43和从动侧链轮44经由链条(环状部件)59连接。

直齿轮45在外周面具有第一直齿45a。直齿轮45在从齿轮30分离的位置经由连结轴60而与从动侧链轮44被一体安装。齿轮30配置于直齿轮45的下方。

小齿轮46具有分别与直齿轮45的第一直齿45a及齿轮30的直齿30a啮合的第二直齿46a。

在该例子中，臂部件47通过将钢板形成为侧视时呈V字形而构成。

臂部件47被支承为在自身的长边方向的中间部能够围绕连结轴60旋转。臂部件47的一端部47a从臂部件47的中间部朝下方延伸，臂部件47的另一端部47b从臂部件47的中间部向与水平面大致平行地延伸。

小齿轮46能够旋转地支承于臂部件47的一端部47a，小齿轮46的轴线与基准线C平行。

小齿轮46的第二直齿46a与直齿轮45的第一直齿45a始终啮合。

如图2所示，臂部件47的一端部47a接近于连结轴60的下方、且使小齿轮46的第二直齿46a啮合于齿轮30的直齿30a的位置为小齿轮46的啮合位置P1。另一方面，使臂部件47围绕连结轴60旋转以使臂部件47的一端部47a从连结轴60的下方分离(下压臂部件47的另一端部47b)、且使小齿轮46移动以免与齿轮30的直齿30a啮合的位置为小齿轮46的退避位置P2。

如此，在本实施方式的转动装置15中，在从动侧链轮44的下游侧对齿轮30传递驱动力的齿轮构成为直齿轮45及小齿轮46这2级。

移动机构48具有：作为动力源的气缸63；分离杆(移动杆)64，一端部64a能够旋转地支承于壳体41；连结部件65，一端部能够旋转地连结于臂部件47的另一端部47b，并且另一端部能够旋转地连结于分离杆64的长边方向的中间部。

气缸63的内杆63a相对于外壳63b在铅垂方向Z上能够滑动地延伸。在外壳63b内容纳有内杆63a的下方侧的部分。气缸63的外壳63b经由弹簧衬套66支承于壳体41。

气缸63按照来自缸体控制部54(参考图4)的控制指令使内杆63a的滑动位置位移。缸体控制部54例如通过对控制阀(未图示)进行开闭控制而对外壳63b内进行空气的供给和排出，从而控制内杆63a在铅垂方向Z的位置。

内杆63a的上方侧部分在分离杆64中比连结有连结部件65的另一端部的部分更靠近另一端部64b侧能够旋转地连结。

该例子中，分离杆64形成为棒状，并在平行于基准面S的面上旋转。

如此构成的移动机构48中，在气缸63的内杆63a相对于外壳63b朝上方滑动的情况下，内杆63a上推分离杆64的另一端部64b侧，分离杆64配置于围绕一端部64a旋转的图2所示的位置。于是连结于分离杆64的连结部件65向上方移动，并且臂部件47围绕连结轴60旋转，小齿轮46配置在啮合于齿轮30的啮合位置P1。

另一方面，从小齿轮46配置于啮合位置P1的状态起，当内杆63a向下方滑动(没入)时，内杆63a拉下分离杆64的另一端部64b侧，分离杆64围绕一端部64a旋转，从而小齿轮46配置在不与齿轮30啮合的退避位置P2。

如此，移动机构48通过缸体控制部54的控制指令，能够使小齿轮46在啮合位置P1与退避位置P2之间移动。

图1至图3所示的链罩49通过所述紧固构件在基准面S的一侧D1可装卸于壳体41。在链罩49安装于壳体41时，链罩49覆盖驱动侧链轮43。链罩49用于防止操作人员等触碰到驱动侧链轮43、链条59。

如图1所示，在转子14的相对于基准面S的另一侧D2连接有所述压缩机69。以覆盖转子14与压缩机69的连接部分的方式可装卸地安装有筒状的联轴器防护罩70。

接着，对上述转动装置15的动作，尤其对蒸汽涡轮1刚停止运行之后的动作进行说明。

首先，转动装置15的控制部52在蒸汽涡轮1运行时，使气缸63的内杆63a保持在没入到外壳63b的位置。此时，驱动马达42成为停止状态，小齿轮46配置在退避位置P2。

其后，控制部52若从外部接收到蒸汽涡轮1停止运行的指令信号，则首先经由缸体控制部54，使气缸63的内杆63a向上方滑动。于是经由分离杆64及连结部件65，臂部件47围绕连结轴60旋转，小齿轮46从退避位置P2移动到啮合位置P1。

若小齿轮46啮合于齿轮30，则开始驱动马达42的驱动。由此，经由减速机构58、链轮43、44、链条59、直齿轮45及小齿轮46，驱动马达42的旋转动力传递到齿轮30。并且，转子14与齿轮30一同进行旋转。此时，与蒸汽涡轮1运行时相比，转子14以更低速进行旋转。

例如在维护和检修压缩机69时，有时取下联轴器防护罩70。即使在该情况下，联轴器防护罩70也安装于基准面S的另一侧D2，另一方面，链罩49安装于基准面S的一侧D1，因此在装卸联轴器防护罩70时链罩49不会构成障碍。

并且，例如在控制部52不工作等，操作人员使分离杆64的另一端部64b侧上下移动，从而，通过手动能够在啮合位置P1与退避位置P2之间调节小齿轮46的配置。

如以上说明，根据本实施方式的转动装置15及蒸汽涡轮1，由于压缩机69连接于转子14的基准面S的另一侧D2，因此在转子14和压缩机69的连接部分安装有联轴器防护罩70。即使在该情况下，链罩49也安装于基准面S的一侧D1，因此在进行装卸时，能够抑制联轴器防护罩70干扰链罩49。

传递驱动马达42的驱动力的齿轮构成为直齿轮45及小齿轮46这2级，因此与以往的齿轮构成为3级的情况相比，在减少部件件数的同时提高刚性，并能够抑制转动装置15的铅垂方向Z的长度而实现小型化。能够提高驱动马达42的驱动力的传递效率。

(第2实施方式)

接着，关于本发明的第2实施方式，参考图5及图6进行说明，对于与所述实施方式相同的部位附加相同的符号并省略其说明，仅对不同点进行说明。

如图5及图6所示，本实施方式的转动装置80在第1实施方式的转动装置15的各结构的基础上还具备一端部82a经由棘轮机构81而与驱动侧链轮43同轴连结的旋转杆82。

另外，在图5的剖面上并未显示棘轮机构81及旋转杆82，但是为了便于说明，用双点划线来表示棘轮机构81及旋转杆82。

棘轮机构81未详细地图示，是公知结构的棘轮机构。棘轮机构81经由间隔件84安装于连结轴58a的与驱动侧链轮43相反的一侧的端部，即基准面S的另一侧D2的端部。

在棘轮机构81中，相对于作为驱动侧链轮43的轴线的基准线C，即相对于间隔件84，限制旋转杆82的一端部82a围绕基准线C向一侧旋转，并且容许旋转杆82的一端部82a围绕基准线C向另一侧旋转。即通过使旋转杆82的另一端部82b围绕基准线C的一侧、另一侧、一侧这样几次往返地旋转，能够使驱动侧链轮43围绕基准线C仅向一侧旋转。由此，转子14被传递驱动侧链轮43的旋转而进行旋转，并能够对准转子14的相位。

该例子中，旋转杆82形成为棒状，并在平行于基准面S的面上进行旋转。

旋转杆82及所述分离杆64在沿基准线C的方向上相对于链罩49在相同的一侧进行旋转。

如此构成的转动装置80在蒸汽涡轮停止运行，另外，例如控制部52不工作时，操作人员Q操作旋转杆82而能够使转子14旋转，或者操作分离杆64而能够调节小齿轮46的配置。

如以上说明，根据本实施方式的转动装置80，在装卸联轴器防护罩70时能够抑制联轴器防护罩70干扰链罩49。

旋转杆82及分离杆64在沿基准线C的方向上，在相对于链罩49的相同的一侧进行旋转，因此链罩49不会构成障碍，一名操作人员Q能够从转动装置80的单侧容易地操作两根杆64、82。

以上，参考附图，对本发明的第1实施方式及第2实施方式进行了详述，但具体的结构并不限定于该实施方式，也包括在不脱离本发明宗旨的范围的结构的变更、组合、删除等。另外，当然也能够适当地组合各实施方式中所示的各种结构而进行利用。

例如，在所述第1实施方式及第2实施方式中，驱动轮为驱动侧链轮43，从动轮为从动侧链轮44，并且环状部件为链条59。然而，也可以构成为驱动轮为驱动带轮，从动轮为从动带轮，并且环状部件为架设于两个带轮的V带。

对于旋转机械为蒸汽涡轮进行了说明，旋转机械并不限定于此，也可以是燃气涡轮等。

产业上的可利用性

本发明能够适用于用来使转子以低速旋转的转动装置。

符号说明

1-蒸汽涡轮(旋转机械)，14-转子(旋转轴)，15、80-转动装置，30-齿轮，41-壳体，42-驱动马达，42a-驱动轴，43-驱动侧链轮(驱动轮)，44-从动侧链轮(从动轮)，45-直齿轮(第一齿轮)，45a-第一直齿，46-小齿轮(第二齿轮)，46a-第二直齿，47-臂部件，48-移动机构，49-链罩(罩)，59-链条(环状部件)，64-分离杆(移动杆)，65-连结部件，69-压缩机(Compressor)，81-棘轮机构，82-旋转杆，82a-一端部，C-基准线，D1-一侧，D2-另一侧，P1-啮合位置，P2-退避位置，S-基准面，Z-铅垂方向。

Claims (3)

1.一种转动装置，其连接在涡轮与压缩机之间，其特征在于，具备：

壳体；

驱动马达，安装于所述壳体的上方；

驱动轮，在所述壳体的上方，在所述驱动马达的驱动轴上且在相对于与铅垂方向平行的基准面的一侧，被支承为能够围绕与所述基准面交叉的基准线旋转，并通过所述驱动马达进行旋转；

从动轮，配置于所述壳体内，并且被支承为能够围绕与所述基准线平行的轴线旋转，并经由环状部件与所述驱动轮连接；

第一齿轮，与所述从动轮同轴连接，并具有第一直齿；

第二齿轮，具有分别与平行于所述基准线延伸的旋转轴同轴设置的齿轮、及所述第一齿轮的所述第一直齿啮合的第二直齿；

臂部件，将所述第二齿轮支承为能够旋转；

移动机构，通过使所述臂部件移动，而使所述第二齿轮在啮合于所述齿轮的啮合位置与不与所述齿轮啮合的退避位置之间移动；及

罩，可装卸于所述壳体，并包覆所述驱动轮，

从所述从动轮向所述齿轮传递驱动力的齿轮构成为2级，

所述转动装置还具备：安装于所述旋转轴与所述压缩机的连接部分的联轴器防护罩，

所述驱动轮相对于所述基准面配置在所述涡轮一侧，所述联轴器防护罩相对于所述基准面配置在所述压缩机一侧。

2.根据权利要求1所述的转动装置，其特征在于，

具备旋转杆，该旋转杆的一端部经由棘轮机构与所述驱动轮同轴连结，

在所述棘轮机构中，相对于所述驱动轮的轴线，限制所述旋转杆的一端部围绕所述轴线向一侧旋转，并且容许所述旋转杆的一端部围绕所述轴线向另一侧旋转，

所述移动机构具有：

移动杆，一端部能够旋转地支承于所述壳体；及

连结部件，构成为分别连结于所述移动杆及所述臂部件，并在所述移动杆旋转时使所述臂部件移动，

所述旋转杆及所述移动杆在沿所述基准线的方向上，在相对于所述罩的相同的一侧进行旋转。

3.一种旋转机械，其特征在于，

具备权利要求1或2所述的转动装置。