JP3364085B2 - L-shaped vertical gas turbine - Google Patents
L-shaped vertical gas turbineInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガス発生機と出力タ
ービンとを結合してなるガスタービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３及び図４に基づいて従来のものを説
明する。従来のこの種タービンは、ガス発生機から出力
タービンまでを横一列に配列した横形ガスタービンであ
った。
【０００３】横形ガスタービンは、防音外衣２１に収納
されて水平方向に吸気管２２，ガス発生機２３（図では
明示されていないがコンプレッサ，燃焼器，及びコンプ
レッサを駆動するタービン等より構成されている），横
形出力タービン２４（ガス発生機２３からの高温高圧の
ガスで駆動される）及び継手２５が横一列に配置され、
出力タービン２４の排気管２６は上方に向けて配置され
ている。
【０００４】このように配列された横形ガスタービンの
支持は、出力タービン２４の排気通路でトルク方向を横
断面に水平な軸に対してＡ点まわりに回転自由に固定す
るとともに、ガス発生機２３の支持を台板２７に取り付
けた支持柱２８でＢ点まわりに回転自由に固定すること
により行なわれている。
【０００５】即ち、図３の上方に線図を併記して示すよ
うに、Ａ点を固定してトルクなどを受けさせ、ガス発生
機２３は停止時の支持点Ｂ点から運転時はＢ′点に至っ
て熱伸びを逃がすように自由支持としている（Ａ点まわ
りで∠ＢＡＢ′：α1 ，線分ＡＢの延長方向に距離：ｘ
1 ，その鉛直方向に距離：ｙ1 偏移する）。
【０００６】この様な構成のガスタービンに於いては、
被駆動機がガスタービン同様，横軸形式のものであれば
設置スペースが大きくなるが、反面結合や配列について
は容易である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし横形タービンに
は、被駆動機が全て横軸形式のものが結合されるとは限
らず、立軸ポンプ等の場合のように出力軸を地面に対し
垂直とする被駆動機を連結する必要がある場合も起る。
【０００８】この様な場合には、ベベル歯車減速装置１
１などを用いて図４に示すような配列とし、回転軸方向
を９０°変換しなければならない。しかもポンプやプロ
ペラ駆動のように低回転の被駆動機の場合には、大きな
トルクとなるため騒音や振動も大きく、これに対応する
ため厚手のコンクリートで頑丈な建屋としなければなら
ず、それに伴って設置スペースは大きくなり、建設コス
トに与える影響が大きくなる。
【０００９】本発明はこのような問題点を解消し、コン
パクトなタービン装置を提供することを課題とするもの
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決すべくなされたもので、水平方向に回転軸を有し、
コンプレッサ、燃焼器及びコンプレッサ駆動用のタービ
ンを備えたガス発生器と、鉛直方向に回転軸を有する出
力タービンと、前記ガス発生器からのガスを出力タービ
ンに送る手段とを備え、前記ガス発生器と出力タービン
を剛性に結合し、出力タービンを縦断面に垂直な軸に対
して回転自在に支持すると共にガス発生器を台板上の支
持柱に対して回転自在に支持したＬ字立形ガスタービン
を提供し、水平方向に配置されたガス発生器に対し出力
タービンは鉛直、即ち垂直方向に配置し、出力軸が垂直
方向で被駆動機と軸結合可能にし、前記ガス発生器に対
する出力タービンの剛性結合は、出力タービン側の回転
自在の支持部及びガス発生器側の回転自在の支持部で熱
による伸び変形を対処し、確実な結合を維持し得るよう
にしたものである。
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１及び
図２に基づいて説明する。
【００１３】図１はＬ字立形に配列したいわゆるＬ字立
形ガスタービンの側面の外形を示し、このガスタービン
装置は全体が防音外衣１に収納されており、出力タービ
ン２の出力軸３は垂直に配置され、出力タービン２を出
た排気ガスは排気管４から垂直上方に排気される構造に
なっている。
【００１４】又水平方向には、吸気管５とガス発生機６
とが配置されていて、垂直方向に配置された出力タービ
ン２と排気管４と中間通路７で剛性に結合されている。
【００１５】出力タービン２の支持は、垂直方向の軸中
心線上のＡ点で、出力タービン２のトルク方向を縦断面
に垂直な軸に対して回転自由に固定されている。又ガス
発生機６の支持は、台板８に取り付けられた支持柱９で
回転自由に取り付けられている。
【００１６】図１の上方に併記した線図は、支持点Ａ，
Ｂのコールド時（停止時）とホット時（運転時）の軸の
伸び移動を示す説明であり、ここで出力タービン２の支
持点Ａは、回転中心でトルクを受けるようになっている
ためにその位置を固定されているが、運転時水平方向の
伸びでガス発生機６の支持点Ｂが水平方向でｘ，垂直方
向でｙ離れたＢ′点に移動すると軸はＡ点を中心にαの
角度回転するようになっている。
【００１７】このように構成された本実施の形態におい
て、いま、被駆動機として立軸ポンプ１３を連結する場
合には、図２に示すように出力タービン２の出力軸３に
減速装置１２を介して立軸ポンプ１３を、これが前記出
力タービン２の軸直下に来るように配置すればよい。
【００１８】この連結形態を前記従来のものと比べてみ
ると、従来のものでは図４で示したように、横形ガスタ
ービンに立軸ポンプ１３を連結する都合上両者の軸方向
を変換するためのベベル歯車減速装置１１を必要とし、
その結果として水平面上のスペースＬ1 を大きくせざる
を得なかったものであるのに対し、本実施の形態では水
平面上のスペースＬ2 が非常に小さくなっていることが
わかる。
【００１９】因みに水平面上スペースの比較に於いて、
横形ガスタービンのそれを１００とすると、Ｌ字立形ガ
スタービンは５５〜７０％となる。
【００２０】このように本実施の形態では、出力タービ
ン２の出力軸３を垂直に配置し、排気ガスを排気管４か
ら垂直上方に排気する構造としたことと、水平方向に配
置した吸気管５及びガス発生機６と、垂直方向に配置し
た前記立形出力タービン２及び排気管４を中間通路７で
剛性に結合したことによって、出力軸直下に減速機１
２，立軸ポンプ１３等の立形被駆動機を配置することが
出来るので水平面上スペースが大巾に減少できる。
【００２１】又Ｌ字立形ガスタービンは中間通路７での
ガス流れが９０°変換されるため、中間通路７が幾分長
くなり熱伸びが大きくなるが、この支持を出力タービン
２の支持で固定しトルクを受けさせ、トルク方向と縦断
面に垂直な軸に対して回転自由にするとともに、ガス発
生機６の支持を台板８に取り付けた支持柱９で回転自由
に固定したことによってガス発生機６は熱伸びを逃す自
由支持となっている。
【００２２】又ポンプやプロペラ駆動のように低回転の
被駆動機は、トルクが大きな値になるので、騒音や振動
を考慮して頑丈な建屋とする必要があり、コンクリート
厚が増しそれに伴ってスペースが大きくなるが、Ｌ字立
形ガスタービンとしたことによって絶対的なスペースが
小さくなっているのでその影響は少い。
【００２３】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
【００２４】
【発明の効果】以上、本発明によれば、ガスタービン，
減速機及び立軸ポンプの占めるスペースを大巾に小さく
することが出来、それに伴って土建，建屋工事のコスト
が大巾に削減することができたものである。
【００２５】また、本発明によれば出力タービンを固定
してトルクを受け、ガス発生機は熱伸びを逃す自由支持
となっているので構造的にも横形ガスタービンと同様に
設計されていて無理がなく、安全かつ確実に作動するガ
スタービン装置を得ることができたものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine formed by connecting a gas generator and an output turbine. 2. Description of the Related Art A conventional device will be described with reference to FIGS. This type of conventional turbine is a horizontal gas turbine in which a gas generator to an output turbine are arranged in a horizontal line. [0003] The horizontal gas turbine is housed in a soundproof outer garment 21 and is composed of a suction pipe 22 and a gas generator 23 (not shown in the figure, but a compressor, a combustor, and a turbine for driving the compressor, etc.). ), A horizontal power turbine 24 (driven by high-temperature, high-pressure gas from the gas generator 23) and a joint 25 are arranged in a horizontal row,
The exhaust pipe 26 of the power turbine 24 is arranged upward. [0004] The horizontal gas turbine arranged in this manner is supported so that the torque direction in the exhaust passage of the output turbine 24 is freely rotatable around point A with respect to the axis horizontal to the cross section, and the gas generator 23 is supported. Is fixed by a support column 28 attached to a base plate 27 so as to be freely rotatable around a point B. That is, as shown in the diagram above FIG. 3, a point A is fixed to receive a torque or the like, and the gas generator 23 is moved from the support point B at the time of stop to B 'at the time of operation. It is freely supported to escape the thermal expansion to the point (（BAB ': α 1 around point A, distance in the direction of extension of line segment AB: x
1, the distance to the vertical direction: y 1 shifts). In a gas turbine having such a configuration,
As with the gas turbine, if the driven machine is of the horizontal axis type, the installation space is large, but the coupling and arrangement are easy. [0007] However, in the horizontal turbine, the driven machines are not always connected to the horizontal shaft type, and the output shaft is connected to the ground like a vertical shaft pump or the like. On the other hand, there is a case where it is necessary to connect a driven machine that is vertical. In such a case, the bevel gear reduction device 1
1 and so on, and the rotation axis direction must be changed by 90 °. In addition, in the case of driven machines with low rotation, such as pumps and propeller drives, large torques cause large noises and vibrations. The installation space is large and the impact on construction costs is large. An object of the present invention is to solve such a problem and to provide a compact turbine device. [0010] The present invention SUMMARY OF] intended the problems described above were solved all Kunasa, has an axis of rotation in the horizontal direction,
A gas generator including a compressor, a combustor, and a turbine for driving the compressor; an output turbine having a vertically rotating shaft; and means for sending gas from the gas generator to the output turbine . And power turbine
Rigidly coupled with the power turbine to an axis perpendicular to the longitudinal section.
The gas generator is supported on the base plate
An L-shaped vertical gas turbine rotatably supported on a column is provided, wherein an output turbine is arranged vertically, that is, vertically, with respect to a gas generator arranged horizontally, and an output shaft is arranged vertically. allowing the shaft coupling and the driven machine, pairs to the gas generator
The rigid coupling of the power turbine
Heat generated by the flexible support and the rotatable support on the gas generator side
To cope with elongation deformation due to
It was made . An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows an outer shape of a side surface of a so-called L-shaped vertical gas turbine arranged in an L-shape. This gas turbine device is entirely housed in a soundproof outer garment 1 and an output shaft 3 of an output turbine 2. Are arranged vertically, and the exhaust gas leaving the output turbine 2 is exhausted vertically upward from the exhaust pipe 4. In the horizontal direction, an intake pipe 5 and a gas generator 6
And are rigidly connected by a vertically arranged power turbine 2, an exhaust pipe 4 and an intermediate passage 7. The output turbine 2 is supported so that the torque direction of the output turbine 2 is freely rotatable with respect to an axis perpendicular to the longitudinal section at a point A on a vertical axis center line. The gas generator 6 is rotatably mounted on a supporting column 9 mounted on a base plate 8. FIG. 1 also shows a diagram at the top of FIG.
It is an explanation showing the elongation movement of the shaft at the time of cold (stop) and at the time of hot (operation) of B. Here, since the support point A of the output turbine 2 receives torque at the rotation center. The position is fixed, but when the support point B of the gas generator 6 moves to a point B 'which is separated by x in the horizontal direction and y in the vertical direction by elongation in the horizontal direction during operation, the axis becomes .alpha. Angle of rotation. In this embodiment constructed as described above, when a vertical shaft pump 13 is connected as a driven machine, the output shaft 3 of the output turbine 2 is connected to the output shaft 3 via the reduction gear 12 as shown in FIG. The vertical shaft pump 13 may be arranged such that it comes directly below the axis of the output turbine 2. Compared with this conventional configuration, as shown in FIG. 4, in the conventional configuration, for connecting the vertical pump 13 to the horizontal gas turbine, it is necessary to convert both axial directions. Requires bevel gear reducer 11,
As a contrast a result of those which had to increase the space L 1 on the horizontal plane, in this embodiment it can be seen that the space L 2 on the horizontal plane is very small. In comparison of the space on the horizontal plane,
Assuming that that of a horizontal gas turbine is 100, the L-shaped vertical gas turbine is 55 to 70%. As described above, in the present embodiment, the output shaft 3 of the output turbine 2 is arranged vertically, and the exhaust gas is exhausted vertically upward from the exhaust pipe 4, and the intake pipe arranged horizontally. 5 and the gas generator 6, and the vertical power turbine 2 and the exhaust pipe 4, which are vertically arranged, are rigidly connected by an intermediate passage 7, so that the speed reducer 1
2. Since a vertical driven machine such as the vertical pump 13 can be arranged, the space on the horizontal plane can be greatly reduced. In the L-shaped vertical gas turbine, since the gas flow in the intermediate passage 7 is converted by 90 °, the intermediate passage 7 becomes somewhat longer and thermal expansion increases. The gas generator 6 is fixed, receives torque, and is freely rotatable about an axis perpendicular to the torque direction and the longitudinal section, and is rotatably fixed to the support of the gas generator 6 by a support column 9 attached to a base plate 8. The generator 6 is freely supported to escape thermal expansion. In addition, a low-speed driven machine such as a pump or a propeller drive has a large torque, so it is necessary to consider a noise and a vibration, and it is necessary to construct a sturdy building in consideration of the noise and vibration. Although the space is increased, the influence is small because the absolute space is reduced by using the L-shaped vertical gas turbine. Although the present invention has been described with reference to the illustrated embodiments, the present invention is not limited to such embodiments.
It goes without saying that various changes may be made to the specific structure within the scope of the present invention. As described above, according to the present invention, the gas turbine,
The space occupied by the speed reducer and the vertical shaft pump can be greatly reduced, and accordingly, the cost of civil engineering and building work can be significantly reduced. Further, according to the present invention, the output turbine is fixed and receives torque, and the gas generator is freely supported to escape thermal expansion. As a result, a gas turbine device that operates safely and reliably without failure can be obtained.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るＬ字立形ガスター
ビンの外形図。
【図２】図１のＬ字立形ガスタービンに被駆動機を連結
した配列の説明図。
【図３】従来の横形ガスタービンの外形図。
【図４】図３の横形ガスタービンに被駆動機を連結した
配列の説明図。
【符号の説明】
１ 外衣
２ 出力タービン
３ 出力軸
４ 排気管
５ 吸気管
６ ガス発生機
７ 中間通路
８ 台板
９ 支持柱BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an external view of an L-shaped vertical gas turbine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory view of an arrangement in which a driven machine is connected to the L-shaped vertical gas turbine of FIG. 1; FIG. 3 is an external view of a conventional horizontal gas turbine. FIG. 4 is an explanatory view of an arrangement in which a driven machine is connected to the horizontal gas turbine of FIG. 3; [Description of Signs] 1 outer jacket 2 output turbine 3 output shaft 4 exhaust pipe 5 intake pipe 6 gas generator 7 intermediate passage 8 base plate 9 support column
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−164534（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−102995（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−53094（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−91327（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−296456（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−189240（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−189237（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−44343（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭43−16243（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02C 1/00 - 9/58 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-164534 (JP, A) JP-A-7-102995 (JP, A) JP-A 64-53094 (JP, A) JP-A 57- 91327 (JP, A) JP-A-8-296456 (JP, A) JP-A-9-189240 (JP, A) JP-A-9-189237 (JP, A) Japanese Utility Model Publication No. 54-44343 (JP, U) JP-B-43-16243 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02C 1/00-9/58
Claims (1)
サ、燃焼器及びコンプレッサ駆動用のタービンを備えた
ガス発生器と、鉛直方向に回転軸を有する出力タービン
と、前記ガス発生器からのガスを出力タービンに送る手
段とを備え、前記ガス発生器と出力タービンを剛性に結
合し、出力タービンを縦断面に垂直な軸に対して回転自
在に支持すると共にガス発生器を台板上の支持柱に対し
て回転自在に支持したことを特徴とするＬ字立形ガスタ
ービン。(57) Claims 1. A gas generator having a rotating shaft in a horizontal direction, a compressor, a combustor, and a turbine for driving a compressor, and an output turbine having a rotating shaft in a vertical direction And means for sending gas from the gas generator to an output turbine , wherein the gas generator and the output turbine are rigidly connected.
And the power turbine is rotated about its axis perpendicular to the longitudinal section.
The gas generator against the support column on the base plate
An L-shaped vertical gas turbine, which is rotatably supported by a gas turbine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17648896A JP3364085B2 (en) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | L-shaped vertical gas turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17648896A JP3364085B2 (en) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | L-shaped vertical gas turbine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1018858A JPH1018858A (en) | 1998-01-20 |
| JP3364085B2 true JP3364085B2 (en) | 2003-01-08 |
Family
ID=16014551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17648896A Expired - Fee Related JP3364085B2 (en) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | L-shaped vertical gas turbine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3364085B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3268261B2 (en) * | 1998-03-02 | 2002-03-25 | 三菱重工業株式会社 | Cooling structure around output shaft of L-shaped vertical gas turbine |
-
1996
- 1996-07-05 JP JP17648896A patent/JP3364085B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1018858A (en) | 1998-01-20 |
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