JP2956747B2 - ガスタービン駆動ポンプ - Google Patents

ガスタービン駆動ポンプ

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JP2956747B2
JP2956747B2 JP10495195A JP10495195A JP2956747B2 JP 2956747 B2 JP2956747 B2 JP 2956747B2 JP 10495195 A JP10495195 A JP 10495195A JP 10495195 A JP10495195 A JP 10495195A JP 2956747 B2 JP2956747 B2 JP 2956747B2
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turbine
pump
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shaft
gas turbine
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博彦 古川
信廣 鈴木
正英 小西
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KASEN HONPU SHISETSU GIJUTSU KYOKAI
Kubota Corp
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
KASEN HONPU SHISETSU GIJUTSU KYOKAI
Kubota Corp
Kawasaki Jukogyo KK
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Publication date
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、遠心ポンプ、斜流ポン
プ、軸流ポンプなどのポンプの駆動装置としてガスター
ビンを適用したガスタービン駆動ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、遠心ポンプ、斜流ポンプ、軸流ポ
ンプ、スクリューポンプなどのポンプは、上下水道、原
子力発電所、火力発電所、製鉄所、化学工場等において
広く使用しており、ポンプの原動機としては、モータ、
ディーゼルエンジンないしはガスタービンを用いてい
る。モータは大きな電源設備が必要だがディーゼルエン
ジン、ガスタービンは非常に小さい電源設備で済む。ガ
スタービンを使用する場合には、冷却水が不要であり、
負荷の急変にもすばやく対応でき、ディーゼルエンジン
に比べて騒音、振動に対しても対策が容易であるなどの
利点がある。しかし、ガスタービンは高速回転型の原動
機なので、低速回転の負荷を駆動する時には、減速装置
を必要とする。図3に、ポンプの原動機としてガスター
ビンを使用する構成を示す。
【0003】図3において、二軸ガスタービン1は、吸
気口から流入する空気Aを圧縮する圧縮機2と、圧縮機
2で圧力を高めた加圧空気を導き、燃料ノズル3から供
給する液体または気体の燃料を燃焼させて高温高圧のガ
スGを得る燃焼室4と、燃焼室4で発生した高温高圧ガ
スGを動力として圧縮機2を駆動する圧縮機駆動用ター
ビン5とからなるガスゼネレータ(ガス発生機)6を有
しており、ガスゼネレータ6に続く後部に、ガスゼネレ
ータ6で発生した高温高圧ガスGを動力として出力軸7
を駆動する出力用タービン8を有している。出力軸7
は、高速減速機9と、傘歯車減速機10を介してポンプ
11の駆動軸12に接続している。尚、高速減速機9は
傘歯車減速機10に内蔵された場合や、ガスタービンの
本体に内蔵されている場合もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の構成において、圧縮機駆動用タービン5の回転軸をな
す圧縮機駆動軸13と、出力用タービン8の回転軸をな
す出力軸7とは水平方向の同一軸心上に位置し、ポンプ
11の駆動軸12が垂直方向に沿っているので、出力の
伝達には傘歯車減速機10が不可欠である。また、出力
軸7の軸心に沿って高速減速機9と傘歯車減速機10を
配置するので、装置の設置に広い面積を要する問題があ
った。
【0005】本発明は、上記した課題を解決するもの
で、ガスタービンの出力軸とポンプの駆動軸とを傘歯車
減速機を介することなく接続し、設置面積の縮小を図っ
たガスタービン駆動ポンプを提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明のガスタービン駆動ポンプは、設置基準
面と駆動軸との間に所定の角度が存在するポンプと、設
置基準面に沿って設置した原動機としてのガスタービン
とを備え、ガスタービンに、圧縮機を駆動する圧縮機駆
動用タービンと出力用タービンの各回転軸を別途に設
け、出力用タービンの回転軸をなす出力軸を、圧縮機駆
動用タービンの回転軸をなし設置基準面と平行をなす圧
縮機駆動軸に対して所定の角度に傾斜して、かつポンプ
の駆動軸と同心に乃至は平行にして、圧縮機駆動用ター
ビンと出力用タービンとの間において機外に突出して設
け、出力軸とポンプ駆動軸を連結した構成としたもので
ある。また、出力軸とポンプ駆動軸の間に減速機を介装
した構成としたものである。
【0007】
【作用】上記した構成により、ガスタービンにおいて発
生する高温高圧ガスが、圧縮機駆動用タービンを回して
圧縮機を駆動し、さらに出力用タービンを回して出力軸
を駆動する。このため、ガスタービンにおいて発生する
動力は、一部が圧縮機を駆動するために使用されて残り
が有効出力となり、この有効出力により出力軸が高速減
速機を介してポンプの駆動軸を回してポンプを駆動す
る。
【0008】出力軸は、設置基準面に対して所定の角度
に傾斜するポンプの駆動軸と同心に、乃至は平行に位置
するので、ガスタービンの出力軸とポンプの駆動軸とを
傘歯車減速機を介することなく接続することができる。
このため、従来のようにポンプに対する出力の伝達に傘
歯車減速機を要する構成に比して、装置構成の簡素化お
よび構成要素の減少により故障率の低減ならび信頼性の
向上を図ることができる。また、傘歯減速機が無くなる
とともに、ガスタービン自身が途中で屈曲して全長が短
くなるので、設置面積を縮小することができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1において、軸流ポンプ21は水平な設置基
準面Lに対して駆動軸22が直角に立設しており、原動
機としてのガスタービン23は設置基準面Lに沿って設
置している。
【0010】ガスタービン23は二軸ガスタービンを示
しているが、高出力のガスタービンにおいては三軸形式
の場合もある。ガスタービン23は、吸気口から流入す
る空気Aを圧縮する圧縮機24と、圧縮機24で圧力を
高めた加圧空気を導き、燃料ノズル25から供給する液
体または気体の燃料を燃焼させて高温高圧のガスGを得
る燃焼室26と、燃焼室26で発生した高温高圧ガスG
を動力として圧縮機24を駆動する圧縮機駆動用タービ
ン27とからなるガスゼネレータ(ガス発生機)28を
有している。
【0011】ガスゼネレータ28に続く後部のタービン
部29は上方に向けて屈曲しており、タービン部29に
はガスゼネレータ28で発生した高温高圧ガスGを動力
として回転する出力用タービン30を配置している。こ
の出力用タービン30は圧縮機駆動用タービン27と別
途の回転軸を有しており、出力用タービン30の回転軸
をなす出力軸31は、圧縮機駆動用タービン27の回転
軸をなして設置基準面Lと平行をなす圧縮機駆動軸32
に対し、軸間の角度θが90°をなすように位置してい
る。タービン部29には、圧縮機駆動用タービン27と
出力用タービン30の間に位置して、高温高圧ガスGの
噴流方向を変更するガイド体33が介装してある。ター
ビン部29は出力用タービン30より後方の部位が排気
ベンド34を構成している。出力軸31は、ガイド体3
3に設けたボス部35を貫通して外部に達し、高速減速
機36を介して軸流ポンプ21の駆動軸22に連結して
いる。
【0012】以下、上記した構成における作用を説明す
る。ガスタービン23のガスゼネレータ28において発
生する高温高圧ガスGは、圧縮機駆動用タービン27を
回し圧縮機駆動軸32を介して圧縮機24を駆動する。
圧縮機駆動用タービン27を通過した高温高圧ガスGの
噴流は、ガイド体33に導かれて出力用タービン30に
達し、出力用タービン30を回して出力軸31を駆動
し、出力用タービン30を通過した排気ガスは排気ベン
ド34を通って外部に排出する。出力軸31は高速減速
機36を介して軸流ポンプ21の駆動軸22を回転駆動
する。
【0013】出力軸31は軸流ポンプ21の駆動軸22
に対して同心に、乃至は平行に位置するので、ガスター
ビン23の出力軸31と軸流ポンプ21の駆動軸22と
を傘歯車減速機を介することなく接続することができ
る。
【0014】図2に示すように、圧縮機駆動軸32と出
力軸31との軸間における角度θは、90°に限るもの
ではなく、ポンプ37の駆動軸38の傾斜に応じて任意
の大きさに設定することができ、ポンプ37としてスク
リューポンプ等を使用する場合に有効である。
【0015】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、出力
軸がポンプの駆動軸と同心に、乃至は平行に位置するの
で、ポンプの駆動軸に対して傘歯車減速機を介すること
なく出力の伝達を行うことができ、装置構成の簡素化お
よび構成要素の減少により故障率の低減ならび信頼性の
向上を図ることができる。また、傘歯減速機が無くなる
とともに、ガスタービン自身が途中で屈曲して全長が短
くなるので、設置面積を縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すガスタービン駆動ポン
プの全体構成を示す模式図である。
【図2】本発明の他の実施例を示すガスタービン駆動ポ
ンプの全体構成を示す模式図である。
【図3】従来のガスタービンとポンプとの接続構造を示
す模式図である。
【符号の説明】
21 軸流ポンプ 22 駆動軸 23 ガスタービン 24 圧縮機 27 圧縮機駆動用タービン 28 ガスゼネレータ 29 タービン部 30 出力用タービン 31 出力軸 32 圧縮機駆動軸 36 高速減速機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 信廣 大阪府枚方市中宮大池1丁目1番1号 株式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者 小西 正英 大阪府枚方市中宮大池1丁目1番1号 株式会社クボタ枚方製造所内 (56)参考文献 特開 昭57−91327(JP,A) 特開 平3−164534(JP,A) 実開 平7−10440(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02C 7/36 F01D 15/08 F04D 25/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 設置基準面と駆動軸との間に所定の角度
    が存在するポンプと、設置基準面に沿って設置した原動
    機としてのガスタービンとを備え、ガスタービンに、圧
    縮機を駆動する圧縮機駆動用タービンと出力用タービン
    の各回転軸を別途に設け、出力用タービンの回転軸をな
    す出力軸を、圧縮機駆動用タービンの回転軸をなし設置
    基準面と平行をなす圧縮機駆動軸に対して所定の角度に
    傾斜して、かつポンプの駆動軸と同心に乃至は平行にし
    て、圧縮機駆動用タービンと出力用タービンとの間にお
    いて機外に突出して設け、出力軸とポンプ駆動軸を連結
    したことを特徴とするガスタービン駆動ポンプ。
  2. 【請求項2】 出力軸とポンプ駆動軸の間に減速機を介
    装したことを特徴とする請求項1記載のガスタービン駆
    動ポンプ。
JP10495195A 1995-04-28 1995-04-28 ガスタービン駆動ポンプ Expired - Lifetime JP2956747B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110714853A (zh) * 2019-10-28 2020-01-21 唐荣虎 一种航空发动机

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