JP5291438B2 - Reducer for counter rotating propeller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クロスコンパウンド型蒸気タービンを原動機として二重反転プロペラに動力を伝達するための二重反転プロペラ用減速装置に関するものである。 The present invention relates to a counter gear for a counter rotating propeller for transmitting power to a counter rotating propeller using a cross compound steam turbine as a prime mover.
例えば特許文献1には、従来の二重反転プロペラ用減速装置(舶用二重反転プロペラ式推進装置)が示されている。この二重反転プロペラ用減速装置は、クロスコンパウンド型蒸気タービンを原動機とし、その高圧側出力軸および低圧側出力軸と、二重反転プロペラにおける外軸(船首側プロペラ軸)および内軸(船尾側プロペラ軸)との間に設けられている。高圧側出力軸の回転は、高圧側出力軸の高圧側出力歯車と高圧側駆動軸の高圧側減速歯車との噛合により高圧側駆動軸に伝達される。一方、低圧側出力軸の回転は、低圧側出力軸の低圧側出力歯車と低圧側駆動軸の低圧側減速歯車との噛合により高圧側駆動軸と平行に配置された低圧側駆動軸に伝達される。高圧側駆動軸および低圧側駆動軸には、各駆動軸間で対向する各2つの小歯車が設けられている。これら小歯車のうち各駆動軸の船首側で対向する第一組の各小歯車には、内軸に設けられた内軸駆動歯車が噛合され、第一組の各小歯車の回転が内軸駆動歯車を介して内軸に伝達される。また、各駆動軸の船尾側で対向する第二組の各小歯車には、外軸に設けられた外軸駆動歯車が反転歯車を介して噛合され、第二組の各小歯車の回転が反転されつつ外軸駆動歯車を介して外軸に伝達される。
For example,
しかし、上述した特許文献1に示される二重反転プロペラ用減速装置では、二重反転プロペラの原則である、内軸と外軸とに動力を均等に分配して伝達することが難しい。上述した特許文献1の減速装置において、内軸と外軸とに動力を均等に分配するには、高圧側および低圧側共に、出力歯車と減速歯車との噛合による動力伝達(イ)と、各小歯車から各駆動歯車への各動力伝達(ロ,ハ)との関係において、(イ)=(ロ)+(ハ)であり、かつ(ロ)=(ハ)となる必要がある。ところが、上述した特許文献1の減速装置では、動力伝達(ロ)および動力伝達(ハ)に寄与する各小歯車が一つの駆動軸に共に配置されているため、各小歯車と各駆動歯車との噛み合いの度合いや動力伝達のタイミングの違いにより、何れか一方の駆動歯車に優先的に動力伝達されてしまう。このため、一つの駆動軸における各小歯車から各駆動歯車への各動力伝達(ロ,ハ)は相互に等しくならない。
However, with the counter gear for the contra-rotating propeller shown in
各小歯車と各駆動歯車との噛み合いの度合いや動力伝達のタイミングを合わせるには、一つの駆動軸における各小歯車の体格形状が同一であること、各駆動歯車への伝達トルク(出力および回転数)が同一であること、各小歯車と各駆動歯車の噛み合いが同一であり、かつ噛み合いのタイミングが同時に起こること、各小歯車や各駆動歯車の歯面形状が同一であること、クロスコンパウンド型蒸気タービンの運転時での過渡的状態および定常状態における各小歯車や各駆動歯車の挙動が同一であること(雰囲気温度、歯車温度、軸捩れ、軸撓み、歯車捩れ、歯車撓み、軸心位置に起因)などの要素が必要であるが、これらの要素を適正とすることは現実的に困難である。 In order to match the degree of meshing between each small gear and each driving gear and the timing of power transmission, the physique shape of each small gear on one driving shaft must be the same, and the transmission torque (output and rotation) to each driving gear. Number) is the same, the meshing of each small gear and each driving gear is the same, and the timing of meshing occurs simultaneously, the tooth surface shape of each small gear and each driving gear is the same, cross compound The behavior of each small gear and each drive gear in the transient state and the steady state during operation of the type steam turbine (atmosphere temperature, gear temperature, shaft twist, shaft deflection, gear twist, gear deflection, shaft center) However, it is practically difficult to make these elements appropriate.
また、歯車の歯面は、実際の定格運転を想定して歯筋修正を施される。歯筋修正は、伝達トルク、雰囲気温度、歯車温度、軸捩れ、軸撓み、歯車捩れ、歯車撓みなどを考慮して、定格時に歯車が理想的な歯当たりとなるように軸心方向に沿って歯面曲線を前もって修正加工することである。ところが、各プロペラの回転数の相違や、反転歯車の有無により、歯車体格や伝達トルクが異なるため、歯筋修正の程度も各小歯車で大きく異なる。 Further, the tooth surface of the gear is subjected to tooth trace correction assuming an actual rated operation. To correct the tooth traces, the transmission torque, ambient temperature, gear temperature, shaft twist, shaft deflection, gear twist, gear deflection, etc. are taken into account along the axial direction so that the gear will have an ideal tooth contact at the time of rating. To correct the tooth surface curve in advance. However, since the gear size and the transmission torque differ depending on the difference in the rotation speed of each propeller and the presence or absence of the reverse gear, the degree of tooth trace correction varies greatly between the small gears.
これらの理由により、上述した特許文献1の減速装置では、何れか一方の駆動歯車に優先的に動力伝達される事態を防げず、内軸と外軸とに動力を均等に分配して伝達することが困難である。
For these reasons, the speed reduction device of
本発明は上述した課題を解決するものであり、クロスコンパウンド型蒸気タービンを原動機とし、二重反転プロペラの内軸と外軸とに動力を均等に分配して伝達することのできる二重反転プロペラ用減速装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and uses a cross-compound steam turbine as a prime mover, and a counter-rotating propeller capable of evenly distributing and transmitting power to an inner shaft and an outer shaft of the counter-rotating propeller. An object of the present invention is to provide a reduction gear for a vehicle.
上述の目的を達成するために、本発明の二重反転プロペラ用減速装置では、クロスコンパウンド型蒸気タービンにおける高圧側出力軸および低圧側出力軸の動力を、二重反転プロペラの内軸と外軸とに分けて伝達する二重反転プロペラ用減速装置において、前記高圧側出力軸の回転動力を2つに独立して等分する高圧側動力分割手段と、前記低圧側出力軸の回転動力を2つに独立して等分する低圧側動力分割手段と、前記高圧側動力分割手段により分割された一方の高圧側の回転動力を前記内軸に伝達する内軸駆動用高圧側動力伝達手段と、前記低圧側動力分割手段により分割された一方の低圧側の回転動力を前記内軸に伝達する内軸駆動用低圧側動力伝達手段と、前記高圧側動力分割手段により分割された他方の高圧側の回転動力を反転させつつ前記外軸に伝達する外軸駆動用高圧側動力伝達手段と、前記低圧側動力分割手段により分割された他方の低圧側の回転動力を反転させつつ前記外軸に伝達する外軸駆動用低圧側動力伝達手段と、を備え、前記高圧側動力分割手段は、前記高圧側出力軸に設けられた高圧側第一小歯車に噛合し、高圧側動力を2つに独立して等分する2つの高圧側第一大歯車を有してなり、前記低圧側動力分割手段は、前記低圧側出力軸に設けられた低圧側第一小歯車に噛合し、低圧側動力を2つに独立して等分する2つの低圧側第一大歯車を有してなる、ことを特徴とする。
また、この二重反転プロペラ用減速装置では、前記高圧側第一小歯車と前記低圧側第一小歯車、および前記高圧側第一大歯車と前記低圧側第一大歯車のそれぞれの歯車対は、前記二重反転プロペラの前記内軸と前記外軸の軸心に対して角度を有した斜歯が隣り合う相互で対称に配置されていることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, in the contra-rotating propeller speed reducer of the present invention, the power of the high-pressure side output shaft and the low-pressure side output shaft in the cross-compound steam turbine is converted to the inner shaft and the outer shaft of the counter-rotating propeller. In the counter-rotating propeller speed reducer, the high-pressure side power dividing means for independently dividing the rotational power of the high-voltage side output shaft into two equal parts, and the rotational power of the low-pressure side output shaft are divided into two. A low pressure side power splitting means that divides the power into two independently, and a high pressure side power transmission means for driving the inner shaft that transmits the rotational power of one high pressure side divided by the high pressure side power splitting means to the inner shaft, An inner shaft driving low pressure side power transmission means for transmitting one low pressure side rotational power divided by the low pressure side power split means to the inner shaft, and another high pressure side power split by the high pressure side power split means. Inverted rotational power The outer shaft drive high pressure side power transmission means for transmitting to the outer shaft while the other low pressure side rotational power divided by the low pressure side power split means is reversed and transmitted to the outer shaft while being reversed. Side power transmission means, and the high pressure side power split means meshes with a high pressure side first small gear provided on the high pressure side output shaft, and equally divides the high pressure side power into two independently. The high pressure side first large gear, the low pressure side power splitting means meshes with the low pressure side first small gear provided on the low pressure side output shaft, and the low pressure side power is divided into two independently. It has two low pressure side first large gears that equally divide .
In the counter gear for the counter rotating propeller, the high-pressure side first small gear and the low-pressure side first small gear, and the high-pressure side first large gear and the low-pressure side first large gear are respectively paired with gears. The inclined teeth having an angle with respect to the axis of the inner shaft and the outer shaft of the contra-rotating propeller are arranged symmetrically adjacent to each other.
この二重反転プロペラ用減速装置によれば、高圧側では、高圧側動力分割手段により分割された一方と他方との動力伝達が等しい。さらに、分割された一方の動力伝達と、内軸駆動用高圧側動力伝達手段による内軸への動力伝達とが等しい。さらにまた、分割された他方の動力伝達と、外軸駆動用高圧側動力伝達手段による外軸への動力伝達とが等しい。また、低圧側では、低圧側動力分割手段により分割された一方と他方との動力伝達が等しい。さらに、分割された一方の動力伝達と、内軸駆動用低圧側動力伝達手段による内軸への動力伝達とが等しい。さらにまた、分割された他方の動力伝達と、外軸駆動用低圧側動力伝達手段による外軸への動力伝達とが等しい。この結果、高圧側出力軸および低圧側出力軸からの動力を、内軸と外軸とに均等に分配して伝達できる。 According to this contra-rotating propeller speed reducer, on the high pressure side, the power transmission between the one divided by the high pressure side power dividing means and the other is equal. Furthermore, one of the divided power transmissions is equal to the power transmission to the inner shaft by the high-pressure side power transmission means for driving the inner shaft. Furthermore, the other divided power transmission is equal to the power transmission to the outer shaft by the high-voltage side power transmission means for driving the outer shaft. On the low pressure side, the power transmission between the one divided by the low pressure side power dividing means and the other is equal. Further, one of the divided power transmissions is equal to the power transmission to the inner shaft by the low pressure side power transmission means for driving the inner shaft. Furthermore, the other divided power transmission is equal to the power transmission to the outer shaft by the low pressure side power transmission means for driving the outer shaft. As a result, power from the high-pressure side output shaft and the low-pressure side output shaft can be evenly distributed and transmitted to the inner shaft and the outer shaft.
また、本発明の二重反転プロペラ用減速装置では、前記高圧側動力分割手段は、前記高圧側出力軸に設けられた高圧側第一小歯車に噛合する同一の2つの高圧側第一大歯車を有してなり、前記低圧側動力分割手段は、前記低圧側出力軸に設けられた低圧側第一小歯車に噛合する同一の2つの低圧側第一大歯車を有してなり、前記内軸駆動用高圧側動力伝達手段は、一方の前記高圧側第一大歯車が設けられた内軸駆動用高圧側回転軸と、前記内軸駆動用高圧側回転軸に設けられつつ前記内軸に設けられた内軸駆動用第二大歯車に噛合する内軸駆動用高圧側第二小歯車とを有してなり、前記内軸駆動用低圧側動力伝達手段は、一方の前記低圧側第一大歯車が設けられた内軸駆動用低圧側回転軸と、前記内軸駆動用低圧側回転軸に設けられつつ前記内軸駆動用第二大歯車に噛合する内軸駆動用低圧側第二小歯車とを有してなり、前記外軸駆動用高圧側動力伝達手段は、他方の前記高圧側第一大歯車が設けられた外軸駆動用高圧側回転軸と、前記外軸駆動用高圧側回転軸に設けられた外軸駆動用高圧側第二小歯車と、前記外軸駆動用高圧側第二小歯車および前記外軸に設けられた外軸駆動用第二大歯車に噛合して前記外軸駆動用高圧側第二小歯車にて伝達された回転動力を反転させつつ前記外軸駆動用第二大歯車に伝達する高圧側反転歯車とを有してなり、前記外軸駆動用低圧側動力伝達手段は、他方の前記低圧側第一大歯車が設けられた外軸駆動用低圧側回転軸と、前記外軸駆動用低圧側回転軸に設けられた外軸駆動用低圧側第二小歯車と、前記外軸駆動用低圧側第二小歯車および前記外軸駆動用第二大歯車に噛合して前記外軸駆動用低圧側第二小歯車にて伝達された回転動力を反転させつつ前記外軸駆動用第二大歯車に伝達する低圧側反転歯車とを有してなる、ことを特徴とする。 Further, in the contra-rotating propeller speed reducer according to the present invention, the high pressure side power split means includes the same two high pressure side first large gears meshed with the high pressure side first small gear provided on the high pressure side output shaft. And the low pressure side power split means has the same two low pressure side first large gears meshed with the low pressure side first small gear provided on the low pressure side output shaft. The shaft driving high-pressure side power transmission means is provided on the inner shaft while being provided on the inner shaft driving high-pressure side rotating shaft provided with one of the high-pressure side first large gears, and being provided on the inner shaft driving high-pressure side rotating shaft. An inner shaft driving high pressure side second small gear meshing with the provided inner shaft driving second large gear, and the inner shaft driving low pressure side power transmission means is one of the low pressure side first gears. The inner shaft driving low-pressure side rotating shaft provided with a large gear and the inner shaft driving low-pressure side rotating shaft A second small gear for driving the inner shaft that meshes with the second large gear for driving the shaft, and the high pressure side power transmission means for driving the outer shaft is provided with the other first high gear on the high pressure side. The outer shaft driving high pressure side rotating shaft, the outer shaft driving high pressure side second small gear provided on the outer shaft driving high pressure side rotating shaft, the outer shaft driving high pressure side second small gear, and the The second large gear for driving the outer shaft engages with the second large gear for driving the outer shaft provided on the outer shaft and reverses the rotational power transmitted by the second small gear for driving the outer shaft. A low pressure side power transmission means for driving the outer shaft, the low pressure side rotary shaft for driving the outer shaft provided with the other low pressure side first large gear, and the outer A low-pressure side second small gear for driving the outer shaft provided on the low-pressure side rotary shaft for shaft driving, the low-pressure side second small gear for driving the outer shaft, and the outer A low-pressure side reversing gear that meshes with the driving second large gear and reverses the rotational power transmitted by the low-pressure side second small gear for driving the outer shaft while transmitting to the second large gear for driving the outer shaft. It is characterized by having.
この二重反転プロペラ用減速装置によれば、高圧側出力軸および低圧側出力軸の動力を、内軸と外軸とに均等に分配して伝達することが可能な二重反転プロペラ用減速装置を具現化できる。 According to this contra-rotating propeller speed reducer, the counter-rotating propeller speed reducer capable of evenly distributing and transmitting the power of the high-pressure side output shaft and the low-pressure side output shaft to the inner shaft and the outer shaft. Can be realized.
また、本発明の二重反転プロペラ用減速装置では、各前記駆動歯車が設けられた前記内軸および前記外軸の部位の外径が他の部位と比較して大径に形成され、かつ各前記駆動歯車から前記内軸および前記外軸の延在方向に突出して形成された大径部と、前記内軸および前記外軸の延在方向への荷重を受ける態様で前記大径部を支持するスラスト軸受部と、を備えたことを特徴とする。 Further, in the contra-rotating propeller speed reducer of the present invention, the outer diameters of the inner shaft and the outer shaft provided with the drive gears are formed larger in diameter than other parts, and The large-diameter portion that is formed to project from the drive gear in the extending direction of the inner shaft and the outer shaft, and the large-diameter portion is supported in a manner of receiving a load in the extending direction of the inner shaft and the outer shaft. And a thrust bearing portion.
この二重反転プロペラ用減速装置によれば、スラスト軸受部が各駆動歯車の構成に組み込まれてユニット化されることから、駆動歯車に対してスラスト軸受部を別に配置した構成と比較して内軸および外軸の延在長さを短くできる。この結果、装置の小型化を図ることができ、機器設置スペースの制約のある機関室においてスペース効率を向上できる。 According to the counter gear for the contra-rotating propeller, since the thrust bearing portion is incorporated into the configuration of each drive gear and unitized, the internal gear is compared with the configuration in which the thrust bearing portion is separately arranged with respect to the drive gear. The extension length of the shaft and the outer shaft can be shortened. As a result, the apparatus can be reduced in size, and the space efficiency can be improved in the engine room where the installation space is limited.
また、本発明の二重反転プロペラ用減速装置では、前記内軸および前記外軸を収容するハウジングを備え、前記ハウジングが前記スラスト軸受部のケースをなすことを特徴とする。 The contra-rotating propeller speed reducer according to the present invention includes a housing that accommodates the inner shaft and the outer shaft, and the housing forms a case of the thrust bearing portion.
この二重反転プロペラ用減速装置によれば、ハウジングの一部をスラスト軸受部のケースとして構成できるので、さらに装置の小型化を図れる。 According to the counter gear for the contra-rotating propeller, since a part of the housing can be configured as a case of the thrust bearing portion, the device can be further downsized.
本発明によれば、クロスコンパウンド型蒸気タービンにおける高圧側出力軸および低圧側出力軸からの動力を、二重反転プロペラの内軸と外軸とに均等に分配して伝達できる。 According to the present invention, power from the high-pressure side output shaft and the low-pressure side output shaft in the cross-compound steam turbine can be evenly distributed and transmitted to the inner shaft and the outer shaft of the counter rotating propeller.
以下に、本発明にかかる二重反転プロペラ用減速装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, embodiments of a speed reducer for a counter rotating propeller according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本発明の実施の形態にかかる二重反転プロペラ用減速装置の概略展開図、図2は、図1に示す二重反転プロペラ用減速装置の概略斜視図である。 FIG. 1 is a schematic development view of a speed reducer for a counter rotating propeller according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic perspective view of the speed reducer for a counter rotating propeller shown in FIG.
本実施の形態にかかる二重反転プロペラ用減速装置(以下、減速装置という)1は、クロスコンパウンド型蒸気タービン2を原動機として二重反転プロペラ3に動力を伝達するためのものである。また、二重反転プロペラ用減速装置1、クロスコンパウンド型蒸気タービン2および二重反転プロペラ3は、これらにより推進力が付与される船舶に適用される。
A
クロスコンパウンド型蒸気タービン2は、高圧タービン、中圧タービン、低圧タービンをプライマリとセカンダリの2軸に振り分けて用いることで、高圧タービン、中圧タービン、低圧タービンを1つの軸に配置したタンデムコンパウンド型蒸気タービンと比較して大出力化が容易で熱効率も向上できるものである。本実施の形態のクロスコンパウンド型蒸気タービン2は、高圧と中圧とを高圧側タービン2Aとして高圧側出力軸(プライマリ軸)21に配置し、低圧を低圧側タービン2Bとして低圧側出力軸(セカンダリ軸)22に配置されている。これら高圧側出力軸21と低圧側出力軸22とは、平行に設けられている。
The cross-compound steam turbine 2 is a tandem compound type in which a high-pressure turbine, an intermediate-pressure turbine, and a low-pressure turbine are arranged on one axis by using a high-pressure turbine, an intermediate-pressure turbine, and a low-pressure turbine divided into two shafts, a primary and a secondary. Compared with a steam turbine, the output can be easily increased and the thermal efficiency can be improved. In the cross-compound steam turbine 2 of the present embodiment, a high pressure and an intermediate pressure are disposed on a high pressure side output shaft (primary shaft) 21 as a high
二重反転プロペラ3は、同軸上に構成された内軸31と外軸32とに、それぞれプロペラ(スクリュー)31a,32aを配置し、各軸31,32が相互に逆方向に回転されることで、船体にかかるカウンタートルクを相殺したり、プロペラ効率の向上を図ったりするものである。本実施の形態の二重反転プロペラ3では、内軸31に配置されたプロペラ31aが船尾側に設けられ、外軸32に配置されたプロペラ32aが船首側に設けられている。
In the contra-rotating
本実施の形態にかかる減速装置1は、クロスコンパウンド型蒸気タービン2と、二重反転プロペラ3との間に介在され、高圧側出力軸21および低圧側出力軸22の動力を、内軸31と外軸32とに分けて伝達するものである。この減速装置1は、高圧側動力分割手段11と、低圧側動力分割手段12と、内軸駆動用高圧側動力伝達手段13と、内軸駆動用低圧側動力伝達手段14と、外軸駆動用高圧側動力伝達手段15と、外軸駆動用低圧側動力伝達手段16とで構成されている。
A
高圧側動力分割手段11は、高圧側出力軸21の回転動力を2つに独立して等分するものである。高圧側動力分割手段11は、高圧側出力軸21に設けられた高圧側第一小歯車21aにそれぞれ噛合する同一の2つの高圧側第一大歯車11a,11bを有してなる。
The high-pressure side power dividing means 11 divides the rotational power of the high-pressure
低圧側動力分割手段12は、低圧側出力軸22の回転動力を2つに独立して等分するものである。低圧側動力分割手段12は、低圧側出力軸22に設けられた低圧側第一小歯車22aにそれぞれ噛合する同一の2つの低圧側第一大歯車12a,12bを有してなる。
The low pressure side power split means 12 divides the rotational power of the low pressure side output shaft 22 into two equal parts independently. The low-pressure side power split means 12 has the same two low-pressure side first
内軸駆動用高圧側動力伝達手段13は、高圧側動力分割手段11により分割された一方の回転動力を内軸31に伝達するものである。内軸駆動用高圧側動力伝達手段13は、一方の高圧側第一大歯車11aが設けられた内軸駆動用高圧側回転軸13aと、内軸31に設けられた内軸駆動用第二大歯車31bに噛合しつつ内軸駆動用高圧側回転軸13aに設けられた内軸駆動用高圧側第二小歯車13bとを有してなる。また、内軸駆動用高圧側回転軸13aは、可撓性を有する可撓軸として構成され、高圧側第一小歯車21aと一方の高圧側第一大歯車11aとの噛合、および内軸駆動用高圧側第二小歯車13bと内軸駆動用第二大歯車31bとの噛合による静的・動的ミスアライメントや、プロペラ31aからの捩れ振動を撓みにより吸収する。
The inner shaft driving high pressure side power transmission means 13 transmits one rotational power divided by the high pressure side power dividing means 11 to the
内軸駆動用低圧側動力伝達手段14は、低圧側動力分割手段12により分割された一方の回転動力を内軸31に伝達するものである。内軸駆動用低圧側動力伝達手段14は、一方の低圧側第一大歯車12aが設けられた内軸駆動用低圧側回転軸14aと、内軸駆動用第二大歯車31bに噛合しつつ内軸駆動用低圧側回転軸14aに設けられた内軸駆動用低圧側第二小歯車14bとを有してなる。また、内軸駆動用低圧側回転軸14aは、可撓性を有する可撓軸として構成され、低圧側第一小歯車22aと一方の低圧側第一大歯車12aとの噛合、および内軸駆動用低圧側第二小歯車14bと内軸駆動用第二大歯車31bとの噛合による静的・動的ミスアライメントや、プロペラ31aからの捩れ振動を撓みにより吸収する。
The inner shaft driving low-pressure side power transmission means 14 transmits one rotational power divided by the low-pressure side power dividing means 12 to the
外軸駆動用高圧側動力伝達手段15は、高圧側動力分割手段11により分割された他方の回転動力を反転させつつ外軸32に伝達するものである。外軸駆動用高圧側動力伝達手段15は、他方の高圧側第一大歯車11bが設けられた外軸駆動用高圧側回転軸15aと、外軸駆動用高圧側回転軸15aに設けられた外軸駆動用高圧側第二小歯車15bと、外軸駆動用高圧側第二小歯車15bおよび外軸32に設けられた外軸駆動用第二大歯車32bに噛合する高圧側反転歯車15cとを有してなる。高圧側反転歯車15cは、外軸駆動用高圧側第二小歯車15bにて伝達された回転動力を反転させ外軸駆動用第二大歯車32bに伝達するものである。また、外軸駆動用高圧側回転軸15aは、可撓性を有する可撓軸として構成され、かつ他方の高圧側第一大歯車11bと外軸駆動用高圧側第二小歯車15bとの間の部位で可撓軸同士を連結するギアカップリング15dを有していることで、高圧側第一小歯車21aと他方の高圧側第一大歯車11bとの噛合、および外軸駆動用高圧側第二小歯車15bと高圧側反転歯車15cと外軸駆動用第二大歯車32bとの噛合静的・動的ミスアライメントや、プロペラ32aからの捩れ振動を撓みおよびギアカップリング15dにより吸収する。
The outer shaft driving high-pressure side power transmission means 15 transmits the other rotational power divided by the high-pressure side power dividing means 11 to the
外軸駆動用低圧側動力伝達手段16は、低圧側動力分割手段12により分割された他方の回転動力を反転させつつ外軸32に伝達するものである。外軸駆動用低圧側動力伝達手段16は、他方の低圧側第一大歯車12bが設けられた外軸駆動用低圧側回転軸16aと、外軸駆動用低圧側回転軸16aに設けられた外軸駆動用低圧側第二小歯車16bと、外軸駆動用低圧側第二小歯車16bおよび外軸駆動用第二大歯車32bに噛合する低圧側反転歯車16cとを有してなる。低圧側反転歯車16cは、外軸駆動用低圧側第二小歯車16bにて伝達された回転動力を反転させ外軸駆動用第二大歯車32bに伝達するものである。また、外軸駆動用低圧側回転軸16aは、可撓性を有する可撓軸として構成され、かつ他方の低圧側第一大歯車12bと外軸駆動用低圧側第二小歯車16bとの間の部位で可撓軸同士を連結するギアカップリング16dを有していることで、低圧側第一小歯車22aと他方の低圧側第一大歯車12bとの噛合、および外軸駆動用低圧側第二小歯車16bと低圧側反転歯車16cと外軸駆動用第二大歯車32bとの噛合静的・動的ミスアライメントや、プロペラ32aからの捩れ振動を撓みおよびギアカップリング16dにより吸収する。
The low pressure side power transmission means 16 for driving the outer shaft transmits the other rotational power divided by the low pressure side power dividing means 12 to the
なお、上述した各歯車11a,11b,12a,12b,13b,14b,15b,15c,16b,16c,21a,22a,31b,32bは、隣り合う歯車対により形成されている。歯車対は、軸心Sに対して角度を有した斜歯が隣り合う相互で対称に配置されている。このため、他の歯車との噛合において、歯当たりが分散されてトルク変動が少なく、しかもスラスト方向へのずれを歯車対の斜歯相互で相殺できる。
The
上述した減速装置1による回転動力の伝達について説明する。高圧側タービン2Aの高圧側出力軸21からの回転動力は、高圧側第一小歯車21aの2つの高圧側第一大歯車11a,11bへの噛合により、2つに独立して等分される。分割された一方の高圧側の回転動力は、一方の高圧側第一大歯車11aから内軸駆動用高圧側回転軸13aに伝達され、この内軸駆動用高圧側回転軸13aに設けられた内軸駆動用高圧側第二小歯車13bの内軸駆動用第二大歯車31bへの噛合により内軸31に伝達される。また、分割された他方の高圧側の回転動力は、他方の高圧側第一大歯車11bから外軸駆動用高圧側回転軸15aに伝達され、この外軸駆動用高圧側回転軸15aに設けられた外軸駆動用高圧側第二小歯車15bの高圧側反転歯車15cへの噛合および、高圧側反転歯車15cの外軸駆動用第二大歯車32bへの噛合により回転が反転されつつ外軸32に伝達される。
The transmission of the rotational power by the
低圧側タービン2Bの低圧側出力軸22からの回転動力は、低圧側第一小歯車22aの2つの低圧側第一大歯車12a,12bの噛合により、2つに独立して等分される。分割された一方の低圧側の回転動力は、一方の低圧側第一大歯車12aから内軸駆動用低圧側回転軸14aに伝達され、この内軸駆動用低圧側回転軸14aに設けられた内軸駆動用低圧側第二小歯車14bの内軸駆動用第二大歯車31bへの噛合により内軸31に伝達される。また、分割された他方の低圧側の回転動力は、他方の低圧側第一大歯車12bから外軸駆動用低圧側回転軸16aに伝達され、この外軸駆動用低圧側回転軸16aに設けられた外軸駆動用低圧側第二小歯車16bの低圧側反転歯車16cへの噛合および、低圧側反転歯車16cの外軸駆動用第二大歯車32bへの噛合により回転が反転されつつ外軸32に伝達される。
The rotational power from the low pressure side output shaft 22 of the low pressure side turbine 2B is equally divided into two independently by meshing of the two low pressure side first
なお、高圧側タービン2Aによる高圧側出力軸21への回転動力と、低圧側タービン2Bによる低圧側出力軸22への回転動力とは異なる。そこで、本実施の形態の減速装置1では、高圧側動力分割手段11の各高圧側第一大歯車11a,11bと高圧側第一小歯車21aとの噛合により伝達される回転動力と、低圧側動力分割手段12の各低圧側第一大歯車12a,12bと低圧側第一小歯車22aとの噛合により伝達される回転動力とが等しくなるように構成されている。このため、高圧側動力分割手段11で分割された一方の高圧側の回転動力と、低圧側動力分割手段12により分割された一方の低圧側の回転動力とが等しくなり、それぞれの回転動力を内軸31に伝達できる。同様に、高圧側動力分割手段11により分割された他方の高圧側の回転動力と、低圧側動力分割手段12により分割された他方の低圧側の回転動力とが等しくなり、それぞれの回転動力を外軸32に伝達できる。
The rotational power to the high pressure
このように、上述した実施の形態の二重反転プロペラ用減速装置1では、高圧側出力軸21の回転動力を2方に独立して等分し、また、低圧側出力軸22の回転動力を2方に独立して等分してから、分割された一方の高圧側の回転動力および分割された一方の低圧側の回転動力を内軸31に伝達すると共に、分割された他方の高圧側の回転動力および分割された他方の低圧側の回転動力をそれぞれ反転させつつ外軸32に伝達する。
As described above, in the contra-rotating propeller
かかる二重反転プロペラ用減速装置1によれば、高圧側では、高圧側第一小歯車21aから一方の高圧側第一大歯車11aへの動力伝達(ニ)と、高圧側第一小歯車21aから他方の高圧側第一大歯車11bへの動力伝達(ホ)と、内軸駆動用高圧側第二小歯車13bから内軸駆動用第二大歯車31bへの動力伝達(ヘ)と、外軸駆動用高圧側第二小歯車15bから高圧側反転歯車15cを介して外軸駆動用第二大歯車32bへの動力伝達(ト)との関係において、(ニ)=(ホ)、(ニ)=(ヘ)、(ホ)=(ト)となる。また、低圧側では、低圧側第一小歯車22aから一方の低圧側第一大歯車12aへの動力伝達(チ)と、低圧側第一小歯車22aから他方の低圧側第一大歯車12bへの動力伝達(リ)と、内軸駆動用低圧側第二小歯車14bから内軸駆動用第二大歯車31bへの動力伝達(ヌ)と、外軸駆動用低圧側第二小歯車16bから低圧側反転歯車16cを介して外軸駆動用第二大歯車32bへの動力伝達(ル)との関係において、(チ)=(リ)、(チ)=(ヌ)、(リ)=(ル)となる。この結果、高圧側出力軸21および低圧側出力軸22からの動力を、内軸31と外軸32とに均等に分配して伝達することが可能になる。
According to the
ところで、図3は、二重反転プロペラの軸心に沿う断面図、図4は、二重反転プロペラ用減速装置を船尾側から視た図である。 3 is a cross-sectional view taken along the axis of the contra-rotating propeller, and FIG. 4 is a diagram of the counter-rotating propeller reduction device viewed from the stern side.
図1〜図3に示すように、本実施の形態の二重反転プロペラ用減速装置1において、内軸31は、内軸駆動用第二大歯車31bが設けられた部位の外径が、内軸31の他の部位に比較して大径に形成され、かつ内軸駆動用第二大歯車31bから内軸31の延在方向(軸心Sの延在方向)に突出して形成された内軸大径部31cを有している。そして、内軸大径部31cは、内軸31の延在方向への荷重を受ける内軸スラスト軸受部17により支持されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, in the contra-rotating propeller
さらに、外軸32は、外軸駆動用第二大歯車32bが設けられた部位の外径が、外軸32の他の部位に比較して大径に形成され、かつ外軸駆動用第二大歯車32bから外軸32の延在方向(軸心Sの延在方向)に突出して形成された外軸大径部32cを有している。そして、外軸大径部32cは、外軸32の延在方向への荷重を受ける外軸スラスト軸受部18により支持されている。
Further, the
そして、内軸31のプロペラ31aの主推力は、内軸大径部31cおよび内軸スラスト軸受部17を介して船体(図示せず)に伝搬する。また、外軸32のプロペラ32aの主推力(外軸32の荷重)は、外軸大径部32cおよび外軸スラスト軸受部18を介して船体(図示せず)に伝搬する。
The main thrust of the
かかる二重反転プロペラ用減速装置1によれば、内軸31および外軸32の延在方向(軸心Sの延在方向)への荷重を受けるスラスト軸受部17,18が、各駆動歯車31b,32bの部位に設けられた大径部31c,32cを支持するように構成されていることから、スラスト軸受部17,18が各駆動歯車31b,32bの構成に組み込まれてユニット化されることになる。このため、各駆動歯車31b,32bに対してスラスト軸受部17,18を別に配置した構成と比較して内軸31および外軸32の延在長さを短くできる。この結果、減速装置1の小型化を図ることができ、機器設置スペースの制約のある船体機関室においてスペース効率を向上することが可能になる。
According to the
また、図3および図4に示すように、本実施の形態の二重反転プロペラ用減速装置1では、内軸31および外軸32を収容するハウジング19aを備えている。そして、このハウジング19aがスラスト軸受部17,18を収容するケースを兼ねている。ハウジング19aは、船体の船穀(図示せず)に固定されるブロック19bに固定されている。ブロック19bには、内軸31および外軸32と共に、内軸駆動用第二大歯車31bの下部および外軸駆動用第二大歯車32bの下部が収容されている。また、スラスト軸受部17,18のケースをなすハウジング19aは、船穀から延在して設けられた脚部19cに連結されることで船体側に支持されている。また、ブロック19bの上部には、各歯車11a,11b,12a,12b,13b,14b,15b,15c,16b,16c,21a,22a,31b,32b、および各軸13a,14a,15a,16aを覆うカバー部材19dが取り付けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the contra-rotating propeller
かかる二重反転プロペラ用減速装置1によれば、内軸31および外軸32を収容するハウジング19aがスラスト軸受部17,18を覆うケースをなすことにより、ハウジング19aの一部をスラスト軸受部17,18のケースとして構成できるので、さらに装置の小型化を図ることが可能になる。
According to the
以上のように、本発明にかかる二重反転プロペラ用減速装置は、クロスコンパウンド型蒸気タービンを原動機とし、二重反転プロペラの内軸と外軸とに動力を均等に分配して伝達することに適している。 As described above, the counter gear for the counter rotating propeller according to the present invention uses the cross compound steam turbine as a prime mover, and distributes and distributes the power evenly between the inner shaft and the outer shaft of the counter rotating propeller. Is suitable.
1 二重反転プロペラ用減速装置
11 高圧側動力分割手段
11a,11b 高圧側第一大歯車
12 低圧側動力分割手段
12a,12b 低圧側第一大歯車
13 内軸駆動用高圧側動力伝達手段
13a 内軸駆動用高圧側回転軸
13b 内軸駆動用高圧側第二小歯車
14 内軸駆動用低圧側動力伝達手段
14a 内軸駆動用低圧側回転軸
14b 内軸駆動用低圧側第二小歯車
15 外軸駆動用高圧側動力伝達手段
15a 外軸駆動用高圧側回転軸
15b 外軸駆動用高圧側第二小歯車
15c 高圧側反転歯車
15d ギアカップリング
16 外軸駆動用低圧側動力伝達手段
16a 外軸駆動用低圧側回転軸
16b 外軸駆動用低圧側第二小歯車
16c 低圧側反転歯車
16d ギアカップリング
17 内軸スラスト軸受部
18 外軸スラスト軸受部
19a ハウジング
2 クロスコンパウンド型蒸気タービン
2A 高圧側タービン
2B 低圧側タービン
21 高圧側出力軸
21a 高圧側第一小歯車
22 低圧側出力軸
22a 低圧側第一小歯車
3 二重反転プロペラ
31 内軸
31a プロペラ
31b 内軸駆動用第二大歯車
31c 内軸大径部
32 外軸
32a プロペラ
32b 外軸駆動用第二大歯車
32c 外軸大径部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Deceleration apparatus for counter rotating propellers 11 High pressure side power split means 11a, 11b High pressure side first large gear 12 Low pressure side power split means 12a, 12b Low pressure side first large gear 13 High pressure side power transmission means 13a for inner shaft drive High-pressure side rotating shaft 13b for shaft driving High-pressure side second small gear for driving inner shaft 14 Low-pressure side power transmission means for driving inner shaft 14a Low-pressure side rotating shaft for driving inner shaft 14b Low-pressure side second small gear for driving inner shaft 15 Outside High-pressure side power transmission means for shaft drive 15a High-pressure side rotary shaft for outer shaft drive 15b High-pressure side second small gear for outer shaft drive 15c High-pressure side reversing gear 15d Gear coupling 16 Low-pressure side power transmission means for outer shaft drive 16a Outer shaft Low-pressure side rotating shaft for driving 16b Low-pressure side second small gear for driving outer shaft 16c Low-pressure side reversing gear 16d Gear coupling 17 Inner shaft thrust bearing portion 18 Outer shaft thrust bearing portion 19a USING 2 Cross-compound steam turbine 2A High-pressure side turbine 2B Low-pressure side turbine 21 High-pressure side output shaft 21a High-pressure side first small gear 22 Low-pressure side output shaft 22a Low-pressure side first small gear 3 Counter rotating propeller 31 Inner shaft 31a Propeller 31b Inner shaft driving second large gear 31c Inner shaft large diameter portion 32 Outer shaft 32a Propeller 32b Outer shaft driving second large gear 32c Outer shaft large diameter portion
Claims (5)
前記高圧側出力軸の回転動力を2つに独立して等分する高圧側動力分割手段と、
前記低圧側出力軸の回転動力を2つに独立して等分する低圧側動力分割手段と、
前記高圧側動力分割手段により分割された一方の高圧側の回転動力を前記内軸に伝達する内軸駆動用高圧側動力伝達手段と、
前記低圧側動力分割手段により分割された一方の低圧側の回転動力を前記内軸に伝達する内軸駆動用低圧側動力伝達手段と、
前記高圧側動力分割手段により分割された他方の高圧側の回転動力を反転させつつ前記外軸に伝達する外軸駆動用高圧側動力伝達手段と、
前記低圧側動力分割手段により分割された他方の低圧側の回転動力を反転させつつ前記外軸に伝達する外軸駆動用低圧側動力伝達手段と、
を備え、
前記高圧側動力分割手段は、前記高圧側出力軸に設けられた高圧側第一小歯車に噛合し、高圧側動力を2つに独立して等分する2つの高圧側第一大歯車を有してなり、
前記低圧側動力分割手段は、前記低圧側出力軸に設けられた低圧側第一小歯車に噛合し、低圧側動力を2つに独立して等分する2つの低圧側第一大歯車を有してなる、
ことを特徴とする二重反転プロペラ用減速装置。 In the counter gear for the counter rotating propeller that transmits the power of the high pressure side output shaft and the low pressure side output shaft in the cross compound type steam turbine separately to the inner shaft and the outer shaft of the counter rotating propeller,
High pressure side power splitting means for equally dividing the rotational power of the high pressure side output shaft into two independently;
Low pressure side power split means for equally dividing the rotational power of the low pressure side output shaft into two independently;
High pressure side power transmission means for driving an inner shaft for transmitting one high pressure side rotational power divided by the high pressure side power split means to the inner shaft;
An inner shaft driving low pressure side power transmission means for transmitting one of the low pressure side rotational powers divided by the low pressure side power split means to the inner shaft;
An outer shaft driving high pressure side power transmission means for inverting the rotational power of the other high pressure side divided by the high pressure side power split means while transmitting to the outer shaft;
A low-pressure side power transmission means for driving the outer shaft that transmits to the outer shaft while reversing the rotational power on the other low-pressure side divided by the low-pressure side power split means;
Equipped with a,
The high-pressure side power split means has two high-pressure side first large gears that mesh with a high-pressure side first small gear provided on the high-pressure side output shaft and divide the high-pressure side power into two independently. And
The low pressure side power split means has two low pressure side first large gears that mesh with a low pressure side first small gear provided on the low pressure side output shaft and divide the low pressure side power into two independently. Become
A reduction gear for a contra-rotating propeller characterized by the above.
前記内軸駆動用低圧側動力伝達手段は、一方の前記低圧側第一大歯車が設けられた内軸駆動用低圧側回転軸と、前記内軸駆動用低圧側回転軸に設けられつつ前記内軸駆動用第二大歯車に噛合する内軸駆動用低圧側第二小歯車とを有してなり、
前記外軸駆動用高圧側動力伝達手段は、他方の前記高圧側第一大歯車が設けられた外軸駆動用高圧側回転軸と、前記外軸駆動用高圧側回転軸に設けられた外軸駆動用高圧側第二小歯車と、前記外軸駆動用高圧側第二小歯車および前記外軸に設けられた外軸駆動用第二大歯車に噛合して前記外軸駆動用高圧側第二小歯車にて伝達された回転動力を反転させつつ前記外軸駆動用第二大歯車に伝達する高圧側反転歯車とを有してなり、
前記外軸駆動用低圧側動力伝達手段は、他方の前記低圧側第一大歯車が設けられた外軸駆動用低圧側回転軸と、前記外軸駆動用低圧側回転軸に設けられた外軸駆動用低圧側第二小歯車と、前記外軸駆動用低圧側第二小歯車および前記外軸駆動用第二大歯車に噛合して前記外軸駆動用低圧側第二小歯車にて伝達された回転動力を反転させつつ前記外軸駆動用第二大歯車に伝達する低圧側反転歯車とを有してなる、
ことを特徴とする請求項1に記載の二重反転プロペラ用減速装置。 The inner shaft driving high pressure side power transmission means is provided on the inner shaft driving high pressure side rotating shaft provided with one of the high pressure side first large gears, while being provided on the inner shaft driving high pressure side rotating shaft. An inner shaft driving high-pressure side second small gear meshing with an inner shaft driving second large gear provided on the shaft,
The inner shaft driving low pressure side power transmission means is provided on the inner shaft driving low pressure side rotating shaft provided with one of the low pressure side first large gears and the inner shaft driving low pressure side rotating shaft. A low-pressure side second small gear for driving the inner shaft that meshes with the second large gear for driving the shaft,
The outer shaft driving high pressure side power transmission means includes an outer shaft driving high pressure side rotating shaft provided with the other high pressure side first large gear, and an outer shaft provided on the outer shaft driving high pressure side rotating shaft. The high-pressure side second small gear for driving, the high-pressure side second small gear for driving the outer shaft and the second large gear for driving the outer shaft provided on the outer shaft are engaged with the second high-speed side for driving the outer shaft. A high-pressure side reversing gear for reversing the rotational power transmitted by the small gear to the second large gear for driving the outer shaft,
The outer shaft driving low pressure side power transmission means includes an outer shaft driving low pressure side rotating shaft provided with the other low pressure side first large gear, and an outer shaft provided on the outer shaft driving low pressure side rotating shaft. The low pressure side second small gear for driving, the low pressure side second small gear for driving the outer shaft, and the second large gear for driving the outer shaft are engaged with each other and transmitted by the low pressure side second small gear for driving the outer shaft. A low-pressure side reversing gear for reversing the rotating power transmitted to the second large gear for driving the outer shaft,
The speed reducer for a contra-rotating propeller according to claim 1.
前記内軸および前記外軸の延在方向への荷重を受ける態様で前記大径部を支持するスラスト軸受部と、
を備えたことを特徴とする請求項3に記載の二重反転プロペラ用減速装置。 Outer diameters of the inner shaft and the outer shaft provided with the drive gears are larger in diameter than other portions, and the inner shaft and the outer shaft extend from the drive gears. A large-diameter portion formed protruding in the direction;
A thrust bearing portion that supports the large diameter portion in a manner of receiving a load in the extending direction of the inner shaft and the outer shaft;
The speed reducer for a contra-rotating propeller according to claim 3 .
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