JP5172739B2

JP5172739B2 - Turning device

Info

Publication number: JP5172739B2
Application number: JP2009036874A
Authority: JP
Inventors: 賢西谷; 陽一郎津村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2029-02-19
Also published as: JP2010190153A

Description

本発明は、蒸気タービン、ガスタービン等に用いられるタービンロータを回転させるターニング装置に関する。 The present invention relates to a turning device that rotates a turbine rotor used in a steam turbine, a gas turbine, or the like.

周知のように、例えば、蒸気タービン、ガスタービン、またはこれらを組み合わせたコンバインドサイクルに適用される発電プラント等に用いられるタービンロータは、運転停止中に高温のまま回転させない状態で放置すると、タービン内部の蒸気又はガスの温度低下にともなってタービン車室内で生じる温度差によりタービンロータに生じる熱歪やロータの自重によってタービンロータに曲がりが発生する場合がある。 As is well known, for example, a turbine rotor used in a steam turbine, a gas turbine, or a power plant applied to a combined cycle in which these are combined, is left in a state where the turbine rotor is not rotated at a high temperature during operation stop. In some cases, the turbine rotor bends due to thermal strain generated in the turbine rotor due to a temperature difference generated in the turbine casing as the steam or gas temperature decreases, or due to the weight of the rotor.

そこで、これら蒸気タービン等に用いられるタービンロータに曲がりが生じるのを回避するために、蒸気タービン等の運転停止時にタービンロータを所定時間、低速度で回転させるターニングを行なう必要があり、このようなターニングを行なうためにモータの動力によってタービンロータを回転させるターニング装置が広く用いられている。（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, in order to avoid the bending of the turbine rotor used in these steam turbines and the like, it is necessary to turn the turbine rotor at a low speed for a predetermined time when the operation of the steam turbine or the like is stopped. In order to perform turning, a turning device that rotates a turbine rotor by the power of a motor is widely used. (For example, refer to Patent Document 1).

このようなターニングの自動運転においてモータとタービンロータの接続で移動ギアを移動する場合、タービンロータの回転が停止しないと移動ギアが破損するためにタービンロータの回転を確実に停止するとともに回転停止を確実に検出可能なインタロック回路を設けて制御システムを構築し、ターニング装置を構成するモータや減速機等が破損するのを防ぐ必要がある。 In such automatic turning operation, when the moving gear is moved by connecting the motor and the turbine rotor, if the rotation of the turbine rotor does not stop, the moving gear is damaged. It is necessary to provide an interlock circuit that can be reliably detected to construct a control system and prevent damage to the motor, the reduction gear, and the like that constitute the turning device.

特開２００３−２９３７０６号公報JP 2003-293706 A

しかしながら、かかるインタロック回路を備えた制御システムは非常に複雑であり、例えば、図７に示した従来のターニング装置の制御システム１００では、インタロック回路１１０に、タービンゼロスピード計１１１、タービン主塞止弁停止リミットスイッチ１１２、潤滑油供給圧力スイッチ１１３、ウオームギヤ位相適正位置センサ１１４、ウオームギヤ嵌合センサ１１５からの少なくとも５系統の信号を入力することが必要とされている。 However, the control system provided with such an interlock circuit is very complicated. For example, in the control system 100 of the conventional turning apparatus shown in FIG. 7, the turbine zero speedometer 111, the turbine main block are included in the interlock circuit 110. It is necessary to input at least five systems of signals from the stop valve stop limit switch 112, the lubricating oil supply pressure switch 113, the worm gear phase proper position sensor 114, and the worm gear fitting sensor 115.

また、ウオームギヤ１２１とホイールギヤ１２２を自動で嵌合させてモータを起動してターニングするためには、１）タービンゼロスピード計１１１によるタービンの完全停止を検知し、２）タービン主塞止弁停止リミットスイッチ１１２によるタービン主塞止弁の完全停止を検知し、３）エアシリンダ１２３でウオームギヤ１２１を回転させてその嵌り込み位相をリミットスイッチ１１６で検知する必要がある。
そして、４）エアシリンダ１２４でウオームギヤ１２１をホイールギヤ１２２に押し付け、かつ、エアシリンダ１２３でウオームギヤ１２１を回転させ、ウオームギヤ１２１とホイールギヤ１２２を嵌合させる。
そして、ウオームギヤ１２１の嵌合を、リミットスイッチ１１７が検知し、モータＭ１を起動させるようになっている。
このように多くのセンサ、制御機器が関連して制御システムの構成が複雑となるために、制御システムの構築、維持に多くのコストと労力が必要とされるという問題がある。 In addition, in order to automatically engage the worm gear 121 and the wheel gear 122 to start and turn the motor, 1) the turbine zero speed meter 111 detects the complete stop of the turbine, and 2) the turbine main stop valve stops. It is necessary to detect the complete stop of the turbine main stop valve by the limit switch 112, and 3) to rotate the worm gear 121 by the air cylinder 123 and to detect the fitting phase by the limit switch 116.
4) The worm gear 121 is pressed against the wheel gear 122 by the air cylinder 124, and the worm gear 121 is rotated by the air cylinder 123 so that the worm gear 121 and the wheel gear 122 are fitted.
The limit switch 117 detects the fitting of the worm gear 121 and starts the motor M1.
As described above, since the configuration of the control system is complicated due to many sensors and control devices, there is a problem that a lot of cost and labor are required to construct and maintain the control system.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、ロータ駆動装置によるタービンロータの回転を容易かつ確実に行なうことが可能とされ、安全で簡単な制御システム構成によって運転することが可能なターニング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and the rotor drive device can easily and reliably rotate the turbine rotor, and can be operated with a safe and simple control system configuration. An object is to provide a possible turning device.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１記載の発明は、タービンロータに接続され前記タービンロータを回転させるターニング装置であって、ロータ駆動装置と、前記ロータ駆動装置と前記タービンロータの間に設けられ、前記タービンロータの回転数が規定の回転数以下もしくはこれを超えた場合に、前記ロータ駆動装置と前記タービンロータとの係合を連結・解除する伝達機構と、一方向の回転のみを許容する前記タービンロータの反転を防止するラチェットとを備え、前記伝達機構は、前記ロータ駆動装置により回転されるヘリカルスプラインと、前記ヘリカルスプラインが挿入され、前記ヘリカルスプラインの回転によって軸線方向に移動する第１回転部材と、前記タービンロータと接続される第２回転部材とを備え、前記ヘリカルスプラインの回転数ｆと前記タービンロータの回転数Ｆの関係が、ｆ≧Ｆである場合は、前記第１回転部材に形成された第１係合部と前記第２回転部材に形成された第２係合部とが係合して、前記タービンロータは前記ロータ駆動装置により回転され、ｆ＜Ｆである場合は、前記第１係合部と前記第２係合部との係合が解除されて、前記タービンロータは前記ロータ駆動装置に対して空転し、前記タービンロータの回転数Ｆが低下し、ｆ≒Ｆとなった場合は、前記ラチェットにより、前記第１回転部材と前記第２回転部材が同位相となるように構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The invention according to claim 1 is a turning device that is connected to a turbine rotor and rotates the turbine rotor, and is provided between the rotor drive device, the rotor drive device and the turbine rotor, and the rotational speed of the turbine rotor. When the rotational speed is less than or exceeds the specified rotational speed, a transmission mechanism for connecting / releasing the engagement between the rotor drive device and the turbine rotor, and preventing the turbine rotor from rotating only in one direction. The transmission mechanism includes a helical spline rotated by the rotor driving device, a first rotating member into which the helical spline is inserted and moved in the axial direction by the rotation of the helical spline, and the turbine rotor A second rotation member connected to the helical spline, and the rotational speed f of the helical spline When the relation of the rotational speed F of the bin rotor is f ≧ F, the first engaging portion formed on the first rotating member and the second engaging portion formed on the second rotating member are engaged. The turbine rotor is rotated by the rotor driving device, and when f <F, the engagement between the first engagement portion and the second engagement portion is released, and the turbine rotor is When the rotational speed F of the turbine rotor decreases and f≈F, the first rotating member and the second rotating member are brought into the same phase by the ratchet. It is comprised by these.

この発明に係るターニング装置によれば、ヘリカルスプラインが挿入された第１回転部材が、ｆ≧Ｆである場合にロータ駆動装置の回転によってヘリカルスプラインの軸方向に移動するように構成されていて、第１回転部材が軸方向に移動して第１係合部と第２係合部が係合することで第１回転部材と第２回転部材、ひいてはロータ駆動装置とタービンロータが容易かつ確実に機械的に連結される。その結果、制御システムの構成を簡単にすることができる。 According to the turning device of the present invention, the first rotating member into which the helical spline is inserted is configured to move in the axial direction of the helical spline by the rotation of the rotor driving device when f ≧ F. The first rotating member moves in the axial direction, and the first engaging portion and the second engaging portion engage with each other, so that the first rotating member and the second rotating member, and thus the rotor driving device and the turbine rotor can be easily and reliably connected. Mechanically linked. As a result, the configuration of the control system can be simplified.

但し、前記伝達機構は、回転数のみで判断し、タービンロータの回転方向は判断しない。
ターニングにおいては、タービンロータが反転することがあり、この状況においても前記伝達機構は、ロータ駆動装置とタービンロータとの機械的な連結を継続するため、ロータ駆動装置が強制的に逆回転される虞がある。
よって、前記伝達機構に一方向の回転のみを許容する反転防止装置を組み合わせた。
前記一方向の回転のみを許容する反転防止装置により、ロータ駆動装置が強制的に逆回転されることも無くなった。
その結果、タービン主塞止弁の停止の検出、ウオームギヤ位相適正位置の検知、及びウオームギヤの嵌り込み位相の検知が不要とされ、ロータ駆動装置が強制的に逆回転されることも無く、安全にターニング装置の制御システムの構成を簡単にすることができる。 However, the transmission mechanism determines only by the rotation speed, and does not determine the rotation direction of the turbine rotor.
In turning, the turbine rotor may be reversed. Even in this situation, the transmission mechanism continues the mechanical connection between the rotor driving device and the turbine rotor, so that the rotor driving device is forcibly reversely rotated. There is a fear.
Therefore, the transmission mechanism is combined with an inversion prevention device that allows only one-way rotation.
The anti-inversion device that allows rotation in only one direction prevents the rotor drive device from being forced to rotate backward.
As a result, detection of the turbine main stop valve stop, detection of the proper position of the worm gear phase, and detection of the engagement phase of the worm gear are not required, and the rotor drive device is not forced to reversely rotate and is safe. The configuration of the control system of the turning device can be simplified.

また、この発明に係るターニング装置によれば、ヘリカルスプラインが挿入された第１回転部材が、ｆ≧Ｆである場合にロータ駆動装置の回転によってヘリカルスプラインの軸方向に移動するように構成されていて、第１回転部材が軸方向に移動して第１係合部と第２係合部が係合することで第１回転部材と第２回転部材、ひいてはロータ駆動装置とタービンロータが容易かつ確実に機械的に連結される。また、ｆ＜Ｆである場合は、第１係合部と第２係合部との係合が解除されて、タービンロータはロータ駆動装置に対して空転し、タービンロータの回転数Ｆが低下して、ｆ≒Ｆとなった場合は、ラチェットにより、第１回転部材と第２回転部材が同位相となる。その結果、制御システムの構成を簡単にすることができる。 Further , according to the turning device of the present invention, the first rotating member into which the helical spline is inserted is configured to move in the axial direction of the helical spline by the rotation of the rotor driving device when f ≧ F. The first rotating member moves in the axial direction and the first engaging portion and the second engaging portion engage with each other, so that the first rotating member and the second rotating member, and thus the rotor driving device and the turbine rotor can be easily and Reliably mechanically connected. Further, when f <F, the engagement between the first engagement portion and the second engagement portion is released, the turbine rotor idles with respect to the rotor drive device, and the rotation speed F of the turbine rotor decreases. When f≈F, the first rotating member and the second rotating member are in phase due to the ratchet. As a result, the configuration of the control system can be simplified.

この発明に係るターニング装置によれば、伝達機構としてロータ駆動装置とタービンロータとを連結、解除可能とすることにより制御システムの構成を簡単にすることができ、その結果、設備投資コスト及びメンテナンスコストを削減することができる。 According to the turning device of the present invention, it is possible to simplify the configuration of the control system by connecting and releasing the rotor driving device and the turbine rotor as a transmission mechanism. As a result, the equipment investment cost and the maintenance cost are reduced. Can be reduced.

本発明の第１の実施形態に係るターニング装置の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the turning apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第１の実施形態に係るクラッチ機構を側面視した一部縦断面図である。It is the partial longitudinal cross-sectional view which looked at the clutch mechanism concerning a 1st embodiment from the side. 第１の実施形態に係るワンウェイクラッチの概略構造図である。1 is a schematic structural diagram of a one-way clutch according to a first embodiment. 第１の実施形態に係るクラッチ機構の係合を説明する概略図である。It is the schematic explaining engagement of the clutch mechanism which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るクラッチ機構の係合解除を説明する概略図である。It is the schematic explaining the engagement cancellation | release of the clutch mechanism which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第２の実施形態に係るターニング装置の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the turning apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 従来のターニング装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the conventional turning apparatus.

以下、図１から図５を参照し、この発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態に係る蒸気タービン（以下、タービン装置という）１及びターニング装置２を示す概略図である。
タービン装置１は、ターニング装置２と、タービンロータ３と、タービン本体１１とを備えており、ターニング装置２はタービンロータ３を低速（例えば、５〜２０ｒｐｍ）で回転可能とされている。
この実施形態において、ターニング装置２は、タービン装置１を構成するタービンロータ３の端部に接続されている。 The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a steam turbine (hereinafter referred to as a turbine device) 1 and a turning device 2 according to a first embodiment.
The turbine device 1 includes a turning device 2, a turbine rotor 3, and a turbine main body 11. The turning device 2 can rotate the turbine rotor 3 at a low speed (for example, 5 to 20 rpm).
In this embodiment, the turning device 2 is connected to the end of the turbine rotor 3 constituting the turbine device 1.

ターニング装置２は、例えば、ロータ駆動装置としてモータＭと、伝達機構として減速機構２０及びクラッチ機構３０と、制御システム４０とを備え、モータＭの回転軸の回転を減速機構２０で減速し、減速機構２０で減速した回転をクラッチ機構３０によりタービンロータ３に伝達可能とされている。 The turning device 2 includes, for example, a motor M as a rotor driving device, a speed reduction mechanism 20 and a clutch mechanism 30 as a transmission mechanism, and a control system 40, and the speed reduction mechanism 20 decelerates the rotation of the rotation shaft of the motor M to reduce the speed. The rotation decelerated by the mechanism 20 can be transmitted to the turbine rotor 3 by the clutch mechanism 30.

この実施形態において、モータＭはターニング装置２の上部に配置されている。
減速機構２０は、例えば、図１に示すようにモータＭの回転軸に接続される一対のかさ歯車２３と、このかさ歯車２３の出力側に接続される回転軸Ｊ１と、回転軸Ｊ２と、回転軸Ｊ３と、駆動軸Ｊ４とを備え、モータＭの回転を回転軸Ｊ１の歯車Ｇ１、回転軸Ｊ２の歯車Ｇ２及び歯車Ｇ３、回転軸Ｊ３の歯車Ｇ４及び歯車Ｇ５、タービンロータ３に連結・解除される駆動軸Ｊ４の歯車Ｇ６まで６段の歯車を介して減速して駆動軸Ｊ４を駆動するようになっている。
又、本実施例では、回転軸Ｊ１の端部に反転防止装置として、ワンウェイクラッチ２４が設置されている。 In this embodiment, the motor M is arranged on the upper part of the turning device 2.
The reduction mechanism 20 includes, for example, a pair of bevel gears 23 connected to the rotation shaft of the motor M, a rotation shaft J1 connected to the output side of the bevel gear 23, and a rotation shaft J2, as shown in FIG. A rotation shaft J3 and a drive shaft J4 are provided, and the rotation of the motor M is connected to the gear G1 of the rotation shaft J1, the gears G2 and G3 of the rotation shaft J2, the gears G4 and G5 of the rotation shaft J3, and the turbine rotor 3. The drive shaft J4 is driven at a reduced speed through the six-stage gear to the gear G6 of the drive shaft J4 to be released.
In the present embodiment, a one-way clutch 24 is installed at the end of the rotating shaft J1 as a reverse preventing device.

クラッチ機構３０は、図２の概略構成図に示すとおりであり、図２はヘリカルスプライン３２の軸線Ｏ１を含む面で分割した上半分を図示したものである。
クラッチ機構３０は、ヘリカルスプライン３２と、第１回転部材３５と、第２回転部材３７と、ラチェット３９とを備え、ラチェット３９は第２回転部材３７に設けられたラチェット爪３８と第１回転部材３５に形成されたラチェット爪受部３６Ａにより構成されている。 The clutch mechanism 30 is as shown in the schematic configuration diagram of FIG. 2, and FIG. 2 illustrates the upper half divided by the plane including the axis O <b> 1 of the helical spline 32.
The clutch mechanism 30 includes a helical spline 32, a first rotating member 35, a second rotating member 37, and a ratchet 39. The ratchet 39 includes a ratchet pawl 38 provided on the second rotating member 37 and the first rotating member. The ratchet claw receiving portion 36 </ b> A is formed on 35.

ヘリカルスプライン３２は略多段円筒状に形成され、減速機構２０の駆動軸Ｊ４に接続される取付部３２Ａと、取付部３２Ａと直交する方向に伸びて形成された主軸部３３とを備え、取付部３２Ａと主軸部３３とは軸線Ｏ１を中心として同心状に形成されるとともに主軸部３３には螺旋状のヘリカルスプライン溝３３Ａが形成されている。
その結果、内周側にヘリカルスプライン溝３３Ａと相補的に形成されてヘリカルスプライン溝３３Ａが挿入される多段円筒状の第１回転部材３５は、ヘリカルスプライン３２により回転すると共にヘリカルスプライン３２の軸線Ｏ１方向に相対移動可能とされている。 The helical spline 32 is formed in a substantially multi-stage cylindrical shape, and includes a mounting portion 32A connected to the drive shaft J4 of the speed reduction mechanism 20 and a main shaft portion 33 formed extending in a direction orthogonal to the mounting portion 32A. 32A and the main shaft portion 33 are formed concentrically around the axis O1, and the main shaft portion 33 is formed with a helical helical spline groove 33A.
As a result, the multi-stage cylindrical first rotating member 35, which is formed on the inner peripheral side in a complementary manner with the helical spline groove 33A and into which the helical spline groove 33A is inserted, is rotated by the helical spline 32 and the axis O1 of the helical spline 32 Relative movement is possible in the direction.

第１回転部材３５は、モータＭにより回転されるヘリカルスプライン３２の回転数ｆとタービンロータ３の回転数Ｆの関係がｆ≧Ｆになると、ヘリカルスプライン溝３３Ａの螺旋により、軸線Ｏ１に沿って取付部３２Ａに近づく方向に移動するようになっている。
また、第１回転部材３５は、ヘリカルスプライン３２の回転数ｆとタービンロータ３の回転数Ｆの関係がｆ＜Ｆになった場合も、ヘリカルスプライン溝３３Ａの螺旋により取付部３２Ａから離れる方向に移動するようになっている。 When the relationship between the rotational speed f of the helical spline 32 rotated by the motor M and the rotational speed F of the turbine rotor 3 becomes f ≧ F, the first rotating member 35 is moved along the axis O1 by the spiral of the helical spline groove 33A. It moves in a direction approaching the mounting portion 32A.
The first rotating member 35 also moves away from the attachment portion 32A by the spiral of the helical spline groove 33A even when the relationship between the rotational speed f of the helical spline 32 and the rotational speed F of the turbine rotor 3 is f <F. It is supposed to move.

また、第１回転部材３５は外周には第１大径部３５Ａ及び第２大径部３５Ｂが軸線Ｏ１方向に間隔をあけて形成されており、第１大径部３５Ａには軸線Ｏ１方向に沿って延在するスプライン部（第１係合部）３６が形成され、第２大径部３５ＢにはモータＭによる回転方向後方側が漸次拡径する傾斜部とされその傾斜部の終端側が径方向に切欠かれたラチェット爪受部３６Ａ形成され、このラチェット爪受部３６Ａにラチェット爪３８が係合可能とされている。 The first rotating member 35 has a first large-diameter portion 35A and a second large-diameter portion 35B formed on the outer periphery with a space in the direction of the axis O1, and the first large-diameter portion 35A has a direction in the direction of the axis O1. A spline portion (first engagement portion) 36 extending along the axis is formed, and the second large diameter portion 35B is an inclined portion that gradually increases in diameter on the rear side in the rotational direction by the motor M, and the end side of the inclined portion is in the radial direction. The ratchet claw receiving portion 36A is formed in a notch, and the ratchet claw 38 can be engaged with the ratchet claw receiving portion 36A.

第２回転部材３７はフランジ付円筒形状とされ、フランジ部に形成されタービンロータ３と接続される出力部３７Ａと、円筒形状部の内周側に形成されスプライン部３６と係合し第１回転部材３５と軸線Ｏ１方向に相対移動可能とされるスプライン受部（第２係合部）３７Ｂと、円筒形状部の内周側に形成されるとともに第１回転部材のラチェット爪受部３６Ａと係合するラチェット爪３８を有している。 The second rotating member 37 has a cylindrical shape with a flange, and is engaged with the output portion 37A formed on the flange portion and connected to the turbine rotor 3 and the spline portion 36 formed on the inner peripheral side of the cylindrical portion. A spline receiving portion (second engaging portion) 37B that can move relative to the member 35 in the direction of the axis O1 and a ratchet claw receiving portion 36A of the first rotating member that is formed on the inner peripheral side of the cylindrical portion. It has a mating ratchet pawl 38.

図４に通常運転からターニング運転への移行の過程を示す。
ヘリカルスプライン３２の回転数ｆとタービンロータ３の回転数Ｆの関係が通常運転のｆ＜Ｆでは、第１回転部材３５のスプライン部３６と第２回転部材３７のスプライン受部３７Ｂとは係合しておらず、ラチェット３９でも第１回転部材３５のラチェット爪受部３６Ａは空転している。
タービンロータ３の回転数Ｆが低下し、ｆ≒Ｆとなった時点で、一時的に第２回転部材３７のラチェット爪３８と第１回転部材３５のラチェット爪受部３６Ａが嵌合し、第１回転部材３５のスプライン部３６と第２回転部材３７のスプライン受部３７Ｂとが同位相となる。 FIG. 4 shows the process of transition from normal operation to turning operation.
When the relationship between the rotational speed f of the helical spline 32 and the rotational speed F of the turbine rotor 3 is f <F in normal operation, the spline portion 36 of the first rotating member 35 and the spline receiving portion 37B of the second rotating member 37 are engaged. However, even in the ratchet 39, the ratchet pawl receiving portion 36A of the first rotating member 35 is idle.
When the rotational speed F of the turbine rotor 3 decreases and f≈F, the ratchet pawl 38 of the second rotating member 37 and the ratchet pawl receiving portion 36A of the first rotating member 35 are temporarily fitted, and the first The spline portion 36 of the first rotating member 35 and the spline receiving portion 37B of the second rotating member 37 are in phase.

又、第１回転部材３５はタービンロータ３のトルクにより回転されるため、第１回転部材３５はヘリカルスプライン溝３３Ａの螺旋により軸線Ｏ１方向に移動し、第１回転部材３５のスプライン部３６と第２回転部材３７のスプライン受部３７Ｂとが係合する。
そして、ｆ≧Ｆとなった時点では、第１回転部材３５のスプライン部３６と第２回転部材３７のスプライン受部３７Ｂとが係合状態となるため、第１回転部材３５は軸線Ｏ１方向に移動することが無く、タービンロータ３はモータＭにより低速回転される(ターニング状態)。 Further, since the first rotating member 35 is rotated by the torque of the turbine rotor 3, the first rotating member 35 is moved in the direction of the axis O1 by the spiral of the helical spline groove 33A, and the first rotating member 35 and the spline portion 36 of the first rotating member 35 are The spline receiving portion 37B of the two-rotating member 37 is engaged.
When f ≧ F, the spline portion 36 of the first rotating member 35 and the spline receiving portion 37B of the second rotating member 37 are in an engaged state, so the first rotating member 35 is in the direction of the axis O1. Without moving, the turbine rotor 3 is rotated at a low speed by the motor M (turning state).

図５には、逆にターニング運転から通常運転への移行の過程を示す。
ヘリカルスプライン３２の回転数ｆとタービンロータ３の回転数Ｆの関係が、ターニング状態のｆ≧Ｆからタービンロータ３の回転数Ｆが上昇し、ｆ≒Ｆとなった時点で、第１回転部材３５のスプライン部３６と第２回転部材３７のスプライン受部３７Ｂとの係合が緩む。
第１回転部材３５は、モータＭのトルクで回転されるヘリカルスプライン溝３３Ａの螺旋により発生する軸線Ｏ１方向の移動力が、第１回転部材３５のスプライン部３６と第２回転部材３７のスプライン受部３７Ｂとの係合力を上回ると、ヘリカルスプライン溝３３Ａの螺旋により軸線Ｏ１方向に逆移動する。
よって、ヘリカルスプライン３２の回転数ｆとタービンロータ３の回転数Ｆの関係が、ｆ＜Ｆとなると、第１回転部材３５のスプライン部３６と第２回転部材３７のスプライン受部３７Ｂとの係合が解除され、ラチェット３９はラチェット爪受部３６Ａが空転する。 FIG. 5 shows the transition process from the turning operation to the normal operation.
When the rotational speed f of the helical spline 32 and the rotational speed F of the turbine rotor 3 are changed from f ≧ F in the turning state to the rotational speed F of the turbine rotor 3 and f≈F, the first rotating member The engagement between the 35 spline portions 36 and the spline receiving portion 37B of the second rotating member 37 is loosened.
In the first rotating member 35, the moving force in the direction of the axis O <b> 1 generated by the spiral of the helical spline groove 33 </ b> A rotated by the torque of the motor M causes the spline portion 36 of the first rotating member 35 and the spline receiving of the second rotating member 37. When the engaging force with the portion 37B is exceeded, the helical spline groove 33A spirally moves back in the direction of the axis O1.
Therefore, when the relationship between the rotational speed f of the helical spline 32 and the rotational speed F of the turbine rotor 3 is f <F, the relationship between the spline portion 36 of the first rotating member 35 and the spline receiving portion 37B of the second rotating member 37 is established. The engagement is released, and the ratchet claw receiving portion 36A of the ratchet 39 idles.

上記の通り、クラッチ機構３０は、トルクの伝達方向に基づくヘリカルスプライン溝３３Ａの螺旋による第１回転部材３５の移動により、駆動軸Ｊ４とタービンロータ３を連結・解除するため、回転の方向は関係無い
よって、ターニング状態でタービンロータ３が反転した場合、連結状態が維持されたままでモータＭの回転方向と逆方向にタービンロータ３が回転しようとする。
このタービンロータ３の逆方向回転に対しては、減速機構２０に設置されたワンウェイクラッチ２４がロックし、タービンゼロスピード計により異常と検知しモータＭを停止している。
ワンウェイクラッチ２４としては、様々な構造が知られているが、図３に示すラチェットが最も構造が簡単で、且つスペースも取らぬため本実施例でも採用している。 As described above, since the clutch mechanism 30 connects and releases the drive shaft J4 and the turbine rotor 3 by the movement of the first rotating member 35 by the spiral of the helical spline groove 33A based on the torque transmission direction, the direction of rotation is related. Therefore, when the turbine rotor 3 is reversed in the turning state, the turbine rotor 3 tries to rotate in the direction opposite to the rotation direction of the motor M while the connected state is maintained.
With respect to the reverse rotation of the turbine rotor 3, the one-way clutch 24 installed in the speed reduction mechanism 20 is locked, and an abnormality is detected by the turbine zero speedometer, and the motor M is stopped.
Although various structures are known as the one-way clutch 24, the ratchet shown in FIG. 3 has the simplest structure and does not take a space, and is adopted in this embodiment.

ワンウェイクラッチ２４の具体的な構造としては、減速機構２０のケーシングに形成されたラチェット爪２４Ａと、回転軸Ｊ１の端部に形成されたラチェット爪受部２４Ｂとから成る。
回転軸Ｊ１が、モータＭの回転方向(図３のＸ方向)に回転している場合には、ラチェット爪受部２４Ｂが空転し、モータＭの回転駆動力が駆動軸Ｊ４へと伝達される。 The specific structure of the one-way clutch 24 includes a ratchet pawl 24A formed in the casing of the speed reduction mechanism 20 and a ratchet pawl receiving portion 24B formed at the end of the rotating shaft J1.
When the rotation shaft J1 is rotating in the rotation direction of the motor M (X direction in FIG. 3), the ratchet claw receiving portion 24B is idled and the rotational driving force of the motor M is transmitted to the drive shaft J4. .

逆に、タービンロータ３が反転し、回転軸Ｊ１がモータＭと逆の回転方向(図３のＹ方向)に駆動力を受けた場合、ラチェット爪２４Ａとラチェット爪受部２４Ｂとが嵌合し、回転軸Ｊ１はロックされる。
回転軸Ｊ１がロックされると、タービンゼロスピード計が回転軸Ｊ１のロックを検知し、インタロック回路４１は異常信号を制御システム４０に送信し、制御システム４０はモータＭを停止させる。 Conversely, when the turbine rotor 3 is reversed and the rotation shaft J1 receives a driving force in the direction of rotation opposite to the motor M (the Y direction in FIG. 3), the ratchet pawl 24A and the ratchet pawl receiving portion 24B are fitted. The rotation axis J1 is locked.
When the rotating shaft J1 is locked, the turbine zero speedometer detects the locking of the rotating shaft J1, the interlock circuit 41 transmits an abnormal signal to the control system 40, and the control system 40 stops the motor M.

その結果、従来、インタロック回路に少なくとも５つのセンサからの信号を入力することが必要であったのに対して、タービンゼロスピード計４３と圧力スイッチ４５の２つのセンサからの信号をインタロック回路４１に入力することで制御システム４０を構成することができ、制御システム４０の構成を簡単にすることができる。その結果、設備投資コストを削減するとともに、ターニング装置を維持するために必要なセンサ等をはじめとするメンテナンスコストを削減することができる。 As a result, it has been conventionally necessary to input signals from at least five sensors to the interlock circuit, whereas signals from two sensors, the turbine zero speed meter 43 and the pressure switch 45, are interlocked. The control system 40 can be configured by inputting to 41, and the configuration of the control system 40 can be simplified. As a result, it is possible to reduce the capital investment cost and the maintenance cost including the sensors required for maintaining the turning device.

次に、図６を参照してこの発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態が第１の実施形態と異なるのは、インタロック回路４１に入力するタービンロータ３の回転信号の検出を、タービンゼロスピード計４３に代えてタービン回転計４３Ａにより検出する点であり、その他は第１の実施形態と同様であるため第１の実施形態と同一の符号を付しその説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The second embodiment is different from the first embodiment in that the rotation signal of the turbine rotor 3 input to the interlock circuit 41 is detected by the turbine tachometer 43A instead of the turbine zero speed meter 43. Yes, and the others are the same as those in the first embodiment, and therefore, the same reference numerals as those in the first embodiment are given and description thereof is omitted.

上記の通り、タービンゼロスピード計４３は、単にタービン回転数が一定値以下という異常を検知するための装置であり、当該一定値は従来のような精度は必要としないため、タービン装置１の通常運転でタービンロータ３の回転制御に用いるタービン回転計４３Ａ程度の精度で十分である。
よって、第２の実施形態に係るターニング装置２によれば、タービン装置１の通常運転でタービンロータ３の回転制御に用いるタービン回転計４３Ａによりタービンロータ３の回転を検知するので、タービンゼロスピード計４３を設けることが必要なく制御システム４０をさらに簡単な構成とすることができ、その結果、タービン装置１の設備投資費用及びメンテナンス費用を削減することができる。 As described above, the turbine zero speed meter 43 is simply a device for detecting an abnormality in which the turbine rotational speed is equal to or less than a predetermined value, and the constant value does not require accuracy as in the conventional case. An accuracy of about a turbine tachometer 43A used for rotation control of the turbine rotor 3 in operation is sufficient.
Therefore, according to the turning apparatus 2 according to the second embodiment, the rotation of the turbine rotor 3 is detected by the turbine tachometer 43A used for the rotation control of the turbine rotor 3 in the normal operation of the turbine apparatus 1. Therefore, the control system 40 can be configured more simply without the need to provide 43, and as a result, the capital investment cost and maintenance cost of the turbine apparatus 1 can be reduced.

なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施の形態においては、減速機構２０がモータＭに接続され、減速機構２０の駆動軸Ｊ４とタービンロータ３の間にクラッチ機構３０が配置される場合について説明したが、例えば、クラッチ機構３０を減速機構２０の筐体内部に設けてもよいし、また、クラッチ機構３０をモータＭと減速機構２０の駆動軸Ｊ４に至るまでのいずれかの位置に配置してもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
For example, in the above embodiment, the case where the speed reduction mechanism 20 is connected to the motor M and the clutch mechanism 30 is disposed between the drive shaft J4 of the speed reduction mechanism 20 and the turbine rotor 3 has been described. 30 may be provided inside the housing of the speed reduction mechanism 20, and the clutch mechanism 30 may be disposed at any position up to the motor M and the drive shaft J4 of the speed reduction mechanism 20.

また、上記実施の形態においては、クラッチ機構３０における伝達が、ヘリカルスプライン３２の回転数によりその軸線Ｏ１方向に移動される第１の回転部材３５のスプライン部３６と、第２の回転部材３７のスプライン受部３７Ｂとが係合して行われる場合について説明したが、他のクラッチ機構を用いてもよい。 Further, in the above embodiment, transmission in the clutch mechanism 30 is transmitted between the spline portion 36 of the first rotating member 35 and the second rotating member 37 that are moved in the direction of the axis O1 by the rotational speed of the helical spline 32. Although the case where the spline receiving portion 37B is engaged is described, another clutch mechanism may be used.

また、上記実施の形態においては、ラチェット式のワンウェイクラッチ２４を用いる場合について説明したが、他の周知のワンウェイクラッチを設けてもよい。
更に、設置場所についても、減速機構のどの回転軸端部に設置しても良く、可能であればクラッチ機構３０内に設けても良い。 In the above embodiment, the case where the ratchet type one-way clutch 24 is used has been described. However, another known one-way clutch may be provided.
Further, the installation location may be provided at any end of the rotation shaft of the speed reduction mechanism, and may be provided in the clutch mechanism 30 if possible.

ロータ駆動装置によるタービンロータの回転を容易かつ確実に行なうことが可能とされ、安全で簡単な制御システム構成によって運転することができるので、産業上利用可能である。 The rotation of the turbine rotor by the rotor drive device can be easily and reliably performed, and since the operation can be performed with a safe and simple control system configuration, it is industrially applicable.

ｆモータの回転数
Ｆタービンロータの回転数
Ｍモータ
Ｏ１軸線
１タービン装置
２ターニング装置
３タービンロータ
２４ワンウェイクラッチ
３０クラッチ機構
３２ヘリカルスプライン
３５第１回転部材
３６スプライン部（第１係合部）
３７第２回転部材
３７Ｂスプライン受部（第２係合部）
３９ラチェット f Number of rotations of motor F Number of rotations of turbine rotor M Motor O1 Axis 1 Turbine device 2 Turning device 3 Turbine rotor 24 One-way clutch 30 Clutch mechanism 32 Helical spline 35 First rotation member 36 Spline portion (first engagement portion)
37 2nd rotating member 37B Spline receiving part (2nd engaging part)
39 Ratchet

Claims

A turning device connected to a turbine rotor for rotating the turbine rotor,
A rotor drive unit for the turbine;
Provided between the rotor driving device and the turbine rotor;
A transmission mechanism for connecting / releasing the engagement between the rotor driving device and the turbine rotor when the rotational speed of the turbine rotor is equal to or lower than a predetermined rotational speed;
A ratchet that prevents reversal of the turbine rotor allowing rotation in only one direction;
Equipped with a,
The transmission mechanism is
A helical spline rotated by the rotor drive device;
A first rotating member that is inserted in the helical spline and moves in an axial direction by rotation of the helical spline;
A second rotating member connected to the turbine rotor,
The relationship between the rotational speed f of the helical spline and the rotational speed F of the turbine rotor is as follows:
f ≧ F
If
A first engaging portion formed on the first rotating member engages with a second engaging portion formed on the second rotating member, and the turbine rotor is rotated by the rotor driving device;
f <F
If
The engagement between the first engagement portion and the second engagement portion is released, and the turbine rotor idles with respect to the rotor drive device,
The rotational speed F of the turbine rotor decreases, and f≈F
In this case, the turning device is configured so that the first rotating member and the second rotating member have the same phase by the ratchet .