JP2016518567A

JP2016518567A - 伝動装置及び伝動装置圧縮機設備

Info

Publication number: JP2016518567A
Application number: JP2016512279A
Authority: JP
Inventors: ケンプターウルリヒ; クンツェイェンス; ホアントーマス; シュミートミヒャエル
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2016-06-23
Also published as: EP2994646A1; US10100837B2; WO2014180688A1; US20160115963A1; DE102013208564A1; EP2994646B1; CN105229311A

Abstract

本発明は、伝動装置（１）、特に一体型伝動装置であって、駆動軸（Ａ）と相対回動不能に結合された駆動歯車（３）と、該駆動歯車（３）に係合している大歯車（４）と、該大歯車（４）に係合している第１の出力歯車（５）とを備えており、前記駆動歯車（３）の回転軸線（ＲＡ）と、前記大歯車（４）に係合している前記第１の出力歯車（５）の回転軸線（Ｒ５）とが１つの配置平面（Ｅ）内に配置されているものに関する。本発明は、前記大歯車（４）の回転軸線（Ｒ４）が、前記駆動歯車（３）及び前記第１の出力歯車（５）の前記配置平面（Ｅ）に対して、垂直方向にずらされて配置されていることを特徴とする。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に詳細に記載した特徴を備える伝動装置、特に一体型伝動装置に関する。更に本発明は、伝動装置圧縮機設備に関する。

伝動装置、特に一体型伝動装置は、多数の構成において知られており、圧縮機の駆動装置系統の構成部材である。代表的なものとしては、以下に挙げる刊行物を参照されたい：
欧州特許出願公開第２１２８４４８号明細書
欧州特許出願公開第０４４０９０２号明細書
欧州特許第０６０２４９１号明細書
このような伝動装置は一般に、電動モータ又はタービンの形態の駆動装置と結合された駆動軸を特徴としており、この駆動軸は、２つ以上の出力歯車と少なくとも間接的に係合している、はすばが設けられた駆動歯車を支持している。出力歯車は、それぞれ出力軸と相対回動不能に結合されているか、又は出力軸と一体的に形成されており、出力軸は、圧縮機の羽根車と相対回動不能に結合されている。

欧州特許第１６９１０８１号明細書から公知の構成では、駆動歯車が中間歯車として、出力歯車と、大歯車と呼ばれる歯車との間に配置されている。大歯車を介して、低速への伝達が行われる。駆動歯車に作用する荷重は、かなりの構成幅の他に、特に歯列及び支持部に関して、相応の設計を要する。

よって本発明の課題は、冒頭で述べた形式の伝動装置、特に一体型伝動装置を改良して、当該伝動装置が小さな構成サイズの他に、最適化された荷重導入を特徴とするように構成することにある。

本発明による解決手段は、請求項１及び６記載の特徴により特徴付けられる。有利な構成は従属請求項に記載されている。

伝動装置、特に一体型伝動装置であって、駆動軸と相対回動不能に結合された駆動歯車と、該駆動歯車に係合している、大歯車と呼ばれる別の歯車と、前記大歯車に係合している第１の出力歯車とを備えており、前記駆動歯車の回転軸線と、前記大歯車に係合している前記第１の出力歯車の回転軸線とが１つの配置平面内に配置されているものにおいて、前記大歯車の回転軸線は、前記駆動歯車及び前記第１の出力歯車の前記配置平面に対して、垂直方向にずらされて配置されていることを特徴とする。

この場合、一体型伝動装置とは、圧縮機設備及び／又は膨張機設備において使用される伝動装置を意味する。

個々の駆動軸と出力軸とは、互いに平行に配置されている。ずらして配置することにより、大歯車が垂直方向に移動することで、個々の歯車の回転軸線に対して垂直な伝動装置の延在方向に見て、大歯車の直径よりも小さな幅を特徴とする外周領域において、駆動歯車と出力歯車とが係合可能になる。これにより、前記延在方向に見た伝動装置の延在長さが大幅に短縮されることになる。更に、大歯車のずらされた配置により、横方向力がより良好に相殺され、延いては伝動装置内での荷重分散が最適化されるという利点が得られ、このことは伝動装置コンポーネント、特に支持部の耐用年数の向上に表れる。

１つの有利な構成では、駆動歯車と係合している少なくとも１つの別の出力歯車が設けられており、この別の出力歯車の回転軸線は、駆動歯車及び第１の出力歯車の配置平面内に配置されている。この配置形式により、伝動装置ハウジングの分割接合面の領域における、駆動軸及び出力軸の簡単な取付けが可能になる。

少なくとも２つの圧縮機を備える伝動装置圧縮機設備における使用を保証するためには、大歯車と係合している少なくとも１つの別の出力歯車が設けられており、この出力歯車の回転軸線は、駆動歯車及び第１の出力歯車の配置平面に対してずらされて配置されている。

有利な構成では、駆動歯車及び／又は第１の出力歯車及び／又は複数の別の出力歯車は、ピニオン軸（回転軸）と相対回動不能に結合されているか、又はピニオン軸（回転軸）と共に１つの一体型構成ユニットを形成するピニオンとして形成されている。これにより、構成部品と取付けにかかる費用が大幅に低下される。

取付け状態で見て、前記配置平面は、好適には水平面に相当する。

本発明による伝動装置圧縮機設備は、駆動装置と、請求項１から６までのいずれか１項記載の伝動装置構成ユニットとを有しており、前記駆動装置は、前記伝動装置構成ユニットの駆動軸に結合されており、第１の出力軸は、少なくとも１つの第１の圧縮機段の羽根車に相対回動不能に結合されている。有利な構成では、伝動装置圧縮機設備は、少なくとも２つの圧縮機段を備えて形成されており、伝動装置の別の出力軸は、別の圧縮機段の少なくとも１つの羽根車に相対回動不能に結合されている。

一体型伝動装置の基本構成を正面から見た概略図である。一体型伝動装置の基本構成を上から見た概略図である。タービンの形態の駆動装置を備える伝動装置圧縮機設備において一体型伝動装置として使用される伝動装置を例示した図である。電気機械の形態の駆動装置を備える伝動装置圧縮機設備において一体型伝動装置として使用される伝動装置を例示した図である。付加的な電動モータを備える、図２ａに示した伝動装置圧縮機設備において一体型伝動装置として使用される伝動装置を例示した図である。

以下に、本発明の実施形態を図面につき詳しく説明する。

図１ａ及び図１ｂには、機械系統、特に伝動装置圧縮機設備１０の伝動装置ターボ機械２のための伝動装置１、特に一体型伝動装置の基本構成が概略的に示されている。図１ａには主要な伝動装置部材を正面から見た配置が示されており、図１ｂには上から見たところが示されている。伝動装置１は、駆動軸Ａと相対回動不能に結合された駆動歯車３と、駆動歯車３に係合している大歯車４と、大歯車４に係合している第１の出力歯車５とを有している。駆動歯車３は、好適には駆動軸Ａと一体であり、即ちピニオンを支持する軸の形態の一体型構成ユニットとして形成されている。駆動軸Ａの回転軸線は、符号ＲＡで表されている。大歯車４は、所定の軸と相対回動不能に結合されているか、又は所定の軸と一体に形成されている。大歯車４を支持する軸は符号１２で表されており、回転軸線は符号Ｒ４で表されている。同様に出力歯車５は、出力軸１３と呼ばれる軸と相対回動不能に結合されているか、又はこの軸と一体型の構成ユニットとして形成されている。回転軸線は符号Ｒ５で表されている。

駆動歯車３の回転軸線ＲＡと、大歯車４に係合している第１の出力歯車５の回転軸線Ｒ５とは、１つの配置平面Ｅ内に配置されている。駆動軸Ａと出力軸１３とは、伝動装置ハウジング６（ここでは取付け状態で下側のハウジング部分のみ図示）において、ハウジング部分間の共通の分割接合面７内で支持されてよく、この場合、取付け状態における配置平面Ｅは、水平面により形成される。本発明では、より良好な荷重分散と、軸方向においてよりコンパクトな構成形式の実現のために、大歯車４の回転軸線Ｒ４が、駆動歯車３及び第１の出力歯車５の配置平面Ｅに対して、垂直方向にずらされて配置されている。この場合、大歯車４を支持する軸１２は、配置平面Ｅの上側に配置されている。ずらしは、駆動軸Ａの回転軸線ＲＡと、大歯車４の回転軸線Ｒ４との間の理論上の仮想結合線と、大歯車４の回転軸線Ｒ４と第１の出力歯車５の回転軸線Ｒ５との間の理論上の仮想結合線との間の角度が、１３０°〜１７５°の範囲で形成されているように実施される。

好適には、少なくとも１つの別の第２の出力歯車８が設けられており、第２の出力歯車８は、駆動歯車３に係合しており、この場合、別の出力歯車８の回転軸線Ｒ８は、駆動歯車３及び第１の出力歯車５の配置平面Ｅ内に配置されている。個々の出力歯車５，８もやはり、それぞれ出力軸１３，１４と相対回動不能に結合されており、この場合、結合は、摩擦接続的又は形状接続的（形状的な束縛、例えば嵌合による結合）に行われるか、又はこれらの歯車を、それぞれ軸を備えるピニオンとして、即ちピニオンを支持する軸の形態の一体型構成ユニットとして一体的に形成することにより、行われる。

駆動軸Ａと、大歯車４を支持している軸１２と、個々の出力軸１３，１４の支持は、ハウジング６内で行われ、この場合、支持部には、好適には共通の供給系９を介して潤滑剤が供給される。

大歯車４並びに歯車３，５，８には、それぞれはすばが設けられていて、はすば歯車として形成されている。大歯車４を垂直方向にずらして配置したことにより、最適な荷重分散が得られる。

図２ａには、駆動装置１１と、少なくとも１つ以上の圧縮機Ｖ１〜Ｖｎ（ここではＶ１，Ｖ２，Ｖ３及びＶ４）を駆動するための伝動装置１とを備える伝動装置圧縮機設備１０の機械系統における有利な使用形態が示されている。この場合、伝動装置は図１ａ及び図１ｂに示したように形成されている。駆動軸Ａは、駆動装置１１に結合されている。出力歯車５，８にそれぞれ結合された個々の出力軸１３，１４は、それぞれ圧縮機に結合されており、特に前記のような圧縮機Ｖ１〜Ｖ４の羽根車を支持している。

図２ａに示した駆動装置１１は、タービン１７、特に蒸気タービンとして形成されている。これに対して図２ｂには、電気機械１５の形態の駆動装置１１を備える構成が示されている。

図２ｃには、大歯車４に付加的な電気機械１６が設けられた、図２ａに基づく構成が示されている。電気機械１６は、大歯車４の軸１２に結合されている。

１伝動装置、特に一体型伝動装置、２機械系統、３駆動歯車、４大歯車、５出力歯車、６ハウジング、７分割接合面、８出力歯車、９供給系、１０伝動装置圧縮機設備、１１駆動装置、１２軸、１３、１４出力軸、１５，１６電動モータ、１７タービン、Ｖ１，Ｖ２圧縮機、Ａ駆動軸、Ｒ３，Ｒ４，ＲＡ，Ｒ５，Ｒ８回転軸線

Claims

伝動装置（１）、特に一体型伝動装置であって、駆動軸（Ａ）と相対回動不能に結合された駆動歯車（３）と、該駆動歯車（３）に係合している大歯車（４）と、該大歯車（４）に係合している第１の出力歯車（５）とを備えており、前記駆動歯車（３）の回転軸線（ＲＡ）と、前記大歯車（４）に係合している前記第１の出力歯車（５）の回転軸線（Ｒ５）とが１つの配置平面（Ｅ）内に配置されているものにおいて、
前記大歯車（４）の回転軸線（Ｒ４）は、前記駆動歯車（３）及び前記第１の出力歯車（５）の前記配置平面（Ｅ）に対して、垂直方向にずらされて配置されていることを特徴とする、伝動装置。
前記駆動歯車（３）と係合している少なくとも１つの別の出力歯車（８）が設けられており、該別の出力歯車（８）の回転軸線（Ｒ８）は、前記駆動歯車（３）及び前記第１の出力歯車（５）の前記配置平面（Ｅ）内に配置されている、請求項１記載の伝動装置。
前記大歯車（４）と係合している少なくとも１つの別の出力歯車が設けられており、該別の出力歯車の回転軸線は、前記駆動歯車（３）及び前記第１の出力歯車（５）の前記配置平面（Ｅ）に対してずらされて配置されている、請求項１又は２記載の伝動装置。
前記駆動歯車（３）及び／又は前記第１の出力歯車（５）及び／又は前記別の出力歯車（８）は、ピニオン軸と相対回動不能に結合されているか、又はピニオン軸と共に１つの一体型構成ユニットを形成するピニオンとして形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の伝動装置。
前記配置平面は、水平面である、請求項１から４までのいずれか１項記載の伝動装置。
個々の前記駆動歯車（３）及び前記出力歯車（５，８）の歯列には、単純なはすばが形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の伝動装置。
伝動装置圧縮機設備（１０）であって、駆動装置（１１）と、請求項１から６までのいずれか１項記載の伝動装置（１）とを有しており、前記駆動装置（１１）は、前記伝動装置の構成ユニットの駆動軸（Ａ）に結合されており、第１の出力軸（１３）が、少なくとも１つの第１の圧縮機段（Ｖ１）の少なくとも１つの羽根車に相対回動不能に結合されていることを特徴とする、伝動装置圧縮機設備。
別の出力軸（８）が、別の圧縮機段（Ｖ２）の少なくとも１つの羽根車に相対回動不能に結合されている、請求項７記載の伝動装置圧縮機設備。