JP5437976B2

JP5437976B2 - ガスタービン発電装置

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Publication number: JP5437976B2
Application number: JP2010250485A
Authority: JP
Inventors: 純一佐山; 啓介新井; 哲男塩田; 道生名本; 貴啓斎藤
Original assignee: Toyota Motor Corp; Daihatsu Diesel Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Daihatsu Diesel Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2030-11-09
Also published as: JP2011130657A

Description

この発明は、ガスタービン発電装置に関する。

従来、ガスタービン発電装置としては、ガスタービンに連結された減速機と発電機とをカップリング部を有するシャフトにより連結したものがある(例えば、特開２００２−４８８１号公報(特許文献１)参照)。

このような構成のガスタービン発電装置において、系統連系運転する場合、落雷などにより発生する瞬時停電による電圧低下は、発電機に過大な軸ねじれトルクを発生させて、ガスタービンが破損する原因となる。そこで、上記ガスタービン発電装置では、減速機と発電機とを連結するシャフトのカップリング部にシャピンを組み込んで、過大な軸ねじれトルクが生じたときにカップリング部に設けたシャピンが破断することによりガスタービンを保護するようにしている。

しかしながら、小型化が図られたガスタービン発電装置では、カップリングを用いずに発電機を減速機に直結し、発電機の減速機側軸受と減速機出力軸の軸受を共通化しており、シャピンを用いてガスタービンを保護することができない。このため、上記ガスタービン発電装置では、減速機とガスタービンを繋ぐクイルシャフトのねじり強度を小さくして、発電機に過大な軸ねじれトルクが発生したときにクイルシャフトが破断することにより、ガスタービンを保護している。

ところが、上記ガスタービン発電装置では、破断したクイルシャフトを交換するためには、ガスタービンを減速機から取り外す必要があり、作業が大掛かりとなって復旧に時間を要するという問題がある。

特開２００２−４８８１号公報

そこで、この発明の課題は、ガスタービンを減速機から取り外すことなく、破断したクイルシャフトを容易に着脱できるガスタービン発電装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のガスタービン発電装置は、
ガスタービンと発電機を減速機で直結するガスタービン発電装置であって、
上記減速機は、
両端の外周に設けられたスプラインと、そのスプラインの間の外周に設けられたノッチと、内側に注油路を有するクイルシャフトと、
上記クイルシャフトが内周に挿通され、上記クイルシャフトの上記発電機側の上記スプラインに径方向に係合するスプラインが設けられ、減速用ギヤが噛合する外歯ギヤが外周に設けられた円筒形状の入力シャフトと、
上記入力シャフトを軸受を介して回転自在に支持する入力ハウジングと、
上記入力シャフトの上記発電機側の一端から上記入力シャフトの内周および上記クイルシャフトの上記注油路内に油を供給する注油ノズルと、
上記クイルシャフトと上記入力シャフトと上記入力ハウジングと上記注油ノズルが収納された減速機ケースと
を備え、
上記減速機ケースの上記発電機側に、少なくとも上記クイルシャフトと上記注油ノズルを外部に取り出し可能な発電機側開口部を設けたことを特徴とする。

上記構成によれば、例えば、発電機に過大な軸ねじれトルクが発生したとき、意図的に強度を弱くしたクイルシャフトのノッチの部分が破断する。そうして破断したクイルシャフトを交換するとき、まず減速機ケースの発電機側開口部から、入力シャフトの発電機側の一端から入力シャフトの内周およびクイルシャフトの注油路内に油を供給する注油ノズルを取り出す。その後、破断したクイルシャフトの発電機側の部分、クイルシャフトのガスタービン側の部分を、減速機ケースの発電機側開口部から治具などを用いて順に外部に取り出す。そして、新たなクイルシャフトを、減速機ケースの発電機側開口部から治具などを用いて入力シャフトの内周に挿通する。

このように、減速機ケースの発電機側に、少なくともクイルシャフトと注油ノズルを外部に取り出し可能な発電機側開口部を設けたことによって、ガスタービンを減速機から取り外すことなく、破断したクイルシャフトを容易に着脱できる。

また、一実施形態のガスタービン発電装置では、上記ガスタービンは、上記減速機の上記減速機ケースから取り外し可能に連結されており、上記減速機ケースのガスタービン側取り付け面に設けられたガスタービン側開口部に嵌合すると共に、内側に上記入力ハウジングの上記ガスタービン側の外周端部が内嵌されて、上記入力ハウジングを片持ち支持する入力ハウジング支持部を備え、上記入力ハウジングを上記入力ハウジング支持部を介して上記減速機ケースに固定している。

上記実施形態によれば、ガスタービンは、減速機の減速機ケースから取り外し可能に連結されており、減速機ケースのガスタービン側取り付け面に設けられたガスタービン側開口部に嵌合すると共に、内側に入力ハウジングのガスタービン側の外周端部が内嵌されて、入力ハウジングを片持ち支持する入力ハウジング支持部を備える。入力ハウジングのガスタービン側を入力ハウジング支持部を介して減速機ケースに固定しているので、ガスタービン側から入力ハウジング支持部を取り外すだけで、減速機ケースによる入力ハウジングの拘束を解放できる。

これにより、減速機ケースからガスタービンを取り外して、入力シャフトと共に入力ハウジングを減速機ケースのガスタービン側開口部から治具などを用いて外部に取り出すことが可能になる。そうして外部に取り出した入力ハウジングに設けられている軸受を新しいものに交換した後、入力シャフトと入力ハウジングとを減速機ケースのガスタービン側開口部から治具などを用いて再び減速機ケース内に取り付けることも可能になる。

なお、入力ハウジングを入力ハウジング支持部でガスタービン側に片持ち支持することで、ガスタービン側から入力ハウジング支持部を取り外すだけで減速機ケースによる入力ハウジングの拘束を解放できるので、ガスタービン側開口部から入力シャフトと共に入力ハウジングを減速機ケースから容易に取り出すことが可能となる。

さらに、本発明の構成によれば、入力シャフトと共に入力ハウジングを減速機ケースのガスタービン側開口部から治具などを用いて外部に取り出す際、および再び減速機ケース内に取り付ける際には、ガスタービン側開口部だけでなく発電機側開口部からも治具等を用いることができるので、入力ハウジングを治具等でガスタービン側と発電機側から支持できる。したがって、入力シャフトと入力ハウジングとをより安定して取り出すこと、および取り付けることが可能になる。

また、一実施形態のガスタービン発電装置では、上記減速機ケースの上記ガスタービン側開口部は、上記入力ハウジングと上記入力シャフトとを含む入力アッセンブリが、上記入力ハウジング支持部がない状態で上記減速用ギアに接触することなく上記入力シャフトの軸方向に移動可能な大きさである。

上記実施形態によれば、入力ハウジング支持部がない状態で、入力ハウジングと入力シャフトとを含む入力アッセンブリが減速用ギアに接触することがないように、減速機ケースのガスタービン側開口部を入力シャフトの軸方向に移動可能な大きさにすることで、減速機を発電機から取り外すことなく入力アッセンブリを減速機から取り出すことが可能になる。

また、一実施形態のガスタービン発電装置では、上記クイルシャフトの外周に、上記入力シャフトに径方向に係合する振れ回り防止用スプラインを設けた。

上記実施形態によれば、クイルシャフトの外周に、入力シャフトに径方向に係合する振れ回り防止用スプラインを設けたことによって、破断したクイルシャフトの発電機側の部分が、入力シャフト内で振れ回って入力シャフトの内周面が傷つくのを防止できる。

また、一実施形態のガスタービン発電装置では、上記クイルシャフトの上記ノッチは、上記ガスタービン側の上記スプラインと上記振れ回り防止用スプラインとの間に設けられている。

上記実施形態によれば、クイルシャフトのノッチは、ガスタービン側のスプラインと振れ回り防止用スプラインとの間に設けられていることによって、破断したクイルシャフトの発電機側の部分が、入力シャフト内で振れ回って入力シャフトの内周面が傷つくのを確実に防止できる。

また、一実施形態のガスタービン発電装置では、上記クイルシャフトの上記発電機側の端部内周にネジ部が設けられている。

上記実施形態によれば、クイルシャフトの注油路の発電機側にネジ部を設けることによって、そのネジ部に対して治具などの先端に設けたネジ部を螺合させることで、クイルシャフトと治具などを結合させて、引き出しやすくできる。

以上より明らかなように、この発明のガスタービン発電装置によれば、ガスタービンを減速機から取り外すことなく、破断したクイルシャフトを容易に着脱できるガスタービン発電装置を実現することができる。

図１はこの発明の実施の一形態のガスタービン発電装置の全体を示す側面図である。図２Ａは上記ガスタービン発電装置の減速機の要部の縦断面図である。図２Ｂは上記ガスタービン発電装置の減速機の要部の上面図である。図３は上記減速機の入力アッセンブリとクイルシャフトの断面図である。図４は上記クイルシャフトの拡大断面図である。図５は上記減速機の入力アッセンブリとクイルシャフトが破断した状態の縦断面図である。図６は図５に続いて破断したクイルシャフトの発電機側の部分に第１治具を装着した状態を示す縦断面図である。図７は図６に続いて破断したクイルシャフトの発電機側の部分を第１治具と共に引き出した状態を示す縦断面図である。図８は図７に続いて破断したクイルシャフトの発電機側の部分を第１治具と共に引き出した状態を示す縦断面図である。図９は図８に続いて破断したクイルシャフトの発電機側の部分を第１治具と共に外部に引き出した状態を示す縦断面図である。図１０は上記第１治具の側面図である。図１１は破断したクイルシャフトのガスタービン側の部分に第２治具を装着した状態を示す縦断面図である。図１２は図１１に続いて破断したクイルシャフトのガスタービン側の部分を第２治具と共に引き出した状態を示す縦断面図である。図１３は図１１に続いて破断したクイルシャフトのガスタービン側の部分を第２治具と共に引き出した状態を示す縦断面図である。図１４は上記第２治具の側面図である。図１５Ａは第３治具を装着した状態を示すガスタービン側の減速機の側面図である。図１５Ｂは第３治具を装着した状態を示す縦断面図である。図１６Ａは第４治具を装着して、カバーを取り外した状態を示すガスタービン側の減速機の側面図である。図１６Ｂは第４治具を装着して、カバーを取り外した状態を示すガスタービン側の減速機の縦断面図である。図１７Ａは第５治具を装着した状態を示すガスタービン側の減速機の側面図である。図１７Ｂは第５治具を装着した状態を示す縦断面図である。図１８Ａは第３治具と第４治具を回転させて、入力シャフトと減速用ギアとの噛み合いを外した状態を示すガスタービン側の減速機の側面図である。図１８Ｂは第３治具と第４治具を回転させて、入力シャフトと減速用ギアとの噛み合いを外した状態を示す縦断面図である。図１９Ａは入力アッセンブリを減速機から取り出す状態を示すガスタービン側の減速機の側面図である。図１９Ｂは入力アッセンブリを減速機から取り出す状態を示す縦断面図である。

以下、この発明のガスタービン発電装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１はこの発明の実施の一形態のガスタービン発電装置の全体を示す側面図であり、１はガスタービン、２は発電機、３は上記ガスタービン１と発電機２を連結する減速機、４は上記ガスタービン１と発電機２を制御する制御部、５はガスタービン１用のオイルクーラー、６は上記ガスタービン１と発電機２と減速機３と制御部４とオイルクーラー５を収納する筐体である。

図２Ａは上記ガスタービン発電装置の減速機３の要部の縦断面図を示しており、図２Ｂは上記ガスタービン発電装置の減速機３の要部の上面図を示している。図２Ａは図２ＢのIIA−IIA線から見た縦断面である。

図２Ａに示すように、この減速機３は、ガスタービン１側の第１ケース部７１と、発電機２側の第２ケース部７２とを組み合わせた減速機ケース７０を備えている。上記第１ケース部７１の内周に、入力アッセンブリ３０の一端が固定された入力ハウジング支持部の一例としてのカバー５０を取り付けている。上記入力アッセンブリ３０内には、クイルシャフト２０が挿入されている。上記クイルシャフト２０のガスタービン１側の一端をタービンシャフト１０に連結している。

また、上記第２ケース部７２の内周に、注油ノズル６０を取り付けている。上記注油ノズル６０のノズル部６０aの先端側を入力アッセンブリ３０の他端側の内周に挿入している。上記第２ケース部７２の注油ノズル６０の上方から発電機２側に、点検用発電機側開口部７２aを設けている(図２Ｂ参照)。

図２Ａ,図２Ｂでは、第２ケース部７２の点検用発電機側開口部７２aを開放しているが、点検時以外は、点検用発電機側開口部７２aを図示しないカバーにより閉じている。

図３は上記入力アッセンブリ３０とクイルシャフト２０の断面図を示している。

図３に示すように、入力アッセンブリ３０は、下側中央に開口部３１aを有する円筒形状の入力ハウジング３１と、入力ハウジング３１内に配置され、軸受３４Ａ,３４Ｂを介して回転自在に支持される円筒形状の入力シャフト３３と、上記入力ハウジング３１の両端に、軸受３４Ａ,３４Ｂを固定するための環状の固定部３２Ａ,３２Ｂを取り付けている。

上記円筒形状の入力シャフト３３は、貫通穴３３aと、貫通穴３３aの内周中央に形成されたスプライン３３bと、外周中央に設けられた外歯ギヤ３３cを設けている。この入力シャフト３３の外歯ギヤ３３cが減速用ギヤ８０(図２Ａに示す)と噛合する。

上記円筒形状の入力シャフト３３内に、発電機２側(図３中右側)からクイルシャフト２０が挿入される。上記入力アッセンブリ３０は、入力ハウジング３１のガスタービン１側(図３中左側)がカバー５０に内嵌される。

図４は上記クイルシャフト２０の拡大断面図を示している。このクイルシャフト２０は、図４に示すように、内側に注油路２０aが設けられた円筒部２１と、上記円筒部２１の一端の外周に設けられたスプライン２２と、上記円筒部２１の他端の外周に設けられたスプライン２３と、上記円筒部２１の中央部よりもスプライン２３側の外周に設けられた振れ回り防止用スプライン２４と、上記円筒部２１のスプライン２２と振れ回り防止用スプライン２４との間の外周に設けられたノッチ２５とを有する。また、クイルシャフト２０の他端の内周にネジ部２６を形成している。

上記クイルシャフト２０が円筒形状の入力シャフト３３内に、発電機２側(図３中右側)から挿入されるとき、クイルシャフト２０のスプライン２２,振れ回り防止用スプライン２４は、入力シャフト３３内のスプライン３３bと干渉することなく通り抜けるようになっている。

上記構成のガスタービン発電装置では、ガスタービン１の運転を開始すると、タービンシャフト１０が回転し、そのタービンシャフト１０に一端が連結された減速機３のクイルシャフト２０が回転する。そして、クイルシャフト２０の回転に伴って、クイルシャフト２０のスプライン２３にスプライン３３bが径方向に噛合する入力シャフト３３が回転駆動される。上記入力シャフト３３の回転により、入力シャフト３３の外歯ギヤ３３cに噛合する減速用ギヤ８０が駆動される。そうして、減速機３内の図示しない減速機構により発電機２の回転軸を駆動して発電を行う。

このとき、減速機３の入力アッセンブリ３０には、入力ハウジング３１の注油路３１bなどを介して潤滑油を軸受３４Ａ,３４Ｂなどに供給する。また、注油ノズル６０のノズル部６０aの先端側から入力シャフト３３の内周およびクイルシャフト２０の注油路２０a内に潤滑油を供給する。この注油ノズル６０のノズル部６０aから吐出する潤滑油の圧力によって、クイルシャフト２０をガスタービン１側に付勢し、クイルシャフト２０の軸方向の移動を抑えている。

なお、上記注油ノズル６０のノズル部６０aの先端にメタルを装着することにより、クイルシャフト２０の端面とこのメタルで軸方向の位置を拘束するが、通常はノズル部６０a先端のメタルとクイルシャフト２０の端面とは接触せず、油圧によりスラスト軸受となる。

次に、上記減速機３の入力アッセンブリ３０とクイルシャフト２０が破断したときに、ガスタービン１を取り外すことなく、クイルシャフト２０を交換する手順について図５〜図９を用いて説明する。図５〜図９において、図２Ａと同一の構成部には同一参照番号を付している。

例えば、系統連系させたガスタービン発電装置において、瞬時停電による電圧低下で発電機２に過大な軸ねじれトルクを発生すると、図５に示すように、クイルシャフト２０のノッチ２５(図４に示す)の部分で破断することになる。破断したクイルシャフト２０は、ガスタービン１側の部分２０Ａと、発電機２側の部分２０Ｂに分かれる。

この場合、第２ケース部７２の点検用発電機側開口部７２aの図示しないカバーを外し、第２ケース部７２の内周に、取り付けられた注油ノズル６０を外し、点検用発電機側開口部７２aから外部に取り出す。

上記クイルシャフト２０の外周に、入力シャフト３３に径方向に係合する振れ回り防止用スプライン２４(図４に示す)を設けたことによって、破断したクイルシャフト２０の発電機２側の部分が、入力シャフト３３内で振れ回って入力シャフト３３の内周面が傷つくのを防止することができる。

特に、クイルシャフト２０のノッチ２５を、ガスタービン１側のスプライン３３bと振れ回り防止用スプライン２４との間に設けることで、破断したクイルシャフト２０の発電機２側の部分が、入力シャフト３３内で振れ回って入力シャフト３３の内周面が傷つくのを確実に防止することができる。

次に、図６に示すように、第２ケース部７２の点検用発電機側開口部７２aから第１治具１００を第２ケース部７２内に入れる。

この第１治具１００は、短尺の棒状の先端部材１０１と、長尺の棒状の後端部材１０２とを有し、先端部材１０１と後端部材１０２とがくの字状に屈曲可能に互いに連結されている。より詳しくは、図１０(a),図１０(b)に示すように、先端部材１０１は、先端外周にネジ部１１１が形成された第１部材１１２と、その第１部材１１２の後端に先端側が固定された第２部材１１３とを有している。上記先端部材１０１の第２部材１１３の後端に軸方向にスリット１１３aを形成している。上記後端部材１０２の先端側に設けられた板状の突出部１０２aが、第２部材１１３のスリット１１３aに挿入され、軸部１１０により先端部材１０１と後端部材１０２とが屈曲可能に連結されている。

図６に示すように、この第１治具１００を直線状にした状態で入力アッセンブリ３０内に挿入して、第１治具１００の先端部材１０１のネジ部１１１を、破断したクイルシャフト２０の部分２０Ｂのネジ部２６(図４に示す)に螺合させる。

次に、図７に示すように、破断したクイルシャフト２０の部分２０Ｂを第１治具１００と共に引き出し、第１治具１００の後端部材１０２を上方に持ち上げて、後端部材１０２の一部が点検用発電機側開口部７２aから外部に露出するまで第１治具１００を屈曲させる。このとき、破断したクイルシャフト２０の部分２０Ｂの略半分は、入力アッセンブリ３０から引き出された状態となっている。一方、破断したクイルシャフト２０の部分２０Ａは、タービンシャフト１０に嵌合したままである。

次に、図８に示すように、破断したクイルシャフト２０の部分２０Ｂを入力アッセンブリ３０から完全に引き出す。そうして、図９に示すように、破断したクイルシャフト２０の部分２０Ｂを第１治具１００と共に外部に引き出す。

次に、図１１は破断したクイルシャフト２０の部分２０Ａに第２治具２００を装着した状態を示している。図１１に示すように、第２ケース部７２の点検用発電機側開口部７２aから第２治具２００を第２ケース部７２内に入れる。

この第２治具２００は、長尺の棒状の先端部材２０１と、長尺の棒状の後端部材２０２とを有し、先端部材２０１と後端部材２０２とがくの字状に屈曲可能に互いに連結されている。より詳しくは、図１４(a),図１４(b)に示すように、先端部材２０１は、第１部材２１１と、その第１部材２１１の後端に先端側が固定された第２部材２１２とを有している。上記先端部材２０１の第２部材２１２の後端に軸方向にスリット２１２aを形成している。上記後端部材２０２の先端側に設けられた板状の突出部２０２aが、第２部材２１２のスリット２１２aに挿入され、軸部２１０により先端部材２０１と後端部材２０２とが屈曲可能に連結されている。

また、先端部材２０１の第１部材２１１の先端側にスリット２１１aが形成され、そのスリット２１１aに長方形状の板状のフック２１３が軸部２１４により回動自在に支持されている。

図１１において、この第２治具２００を直線状にした状態で入力アッセンブリ３０内に挿入して、このとき、先端のフック２１３も長手方向を挿入方向にする。そうして、第２治具２００の先端のフック２１３が、破断したクイルシャフト２０の部分２０Ａの内周を通り抜けて、タービンシャフト１０内に突出すると、フック２１３が図１４(b)に示すように、自重により先端側が下方に向かって回動して、クイルシャフト２０の部分２０Ａの一端(ガスタービン１側)に係止する。

次に、図１２に示すように、破断したクイルシャフト２０の部分２０Ａを第２治具２００と共に引き出す。このとき、第２治具２００は、第１治具１００と同様に、第２治具２００の後端部材２０２を上方に持ち上げて、後端部材２０２の一部が点検用発電機側開口部７２aから外部に露出するまで第２治具２００を屈曲させる。

そうして、図１３に示すように、破断したクイルシャフト２０の部分２０Ａを第２治具２００と共に外部に引き出す。

このようにして、破断したクイルシャフト２０の部分２０Ｂ,部分２０Ａを順に取り出した後、第２治具２００を用いて新しいクイルシャフト２０を入力アッセンブリ３０内に挿入する。

このように、ガスタービン１と発電機２を減速機３で直結するガスタービン発電装置において、ガスタービン１を減速機３から取り外すことなく、破断したクイルシャフト２０を着脱できるガスタービン発電装置を実現することができる。

また、上記クイルシャフト２０の注油路２０aの発電機２側にネジ部２６を設けることによって、そのネジ部２６に対して第１治具１００の先端に設けたネジ部１１１を螺合させることで、クイルシャフト２０と第１治具１００を結合させて、引き出しやすくできる。

上記実施の形態では、ガスタービン１側にノッチ２５を設けたが、入力アッセンブリ内の発電機側にノッチを設けたクイルシャフトを用いてもよい。

また、クイルシャフト２０の外周に、入力シャフト３３に径方向に係合する振れ回り防止用スプライン２４を設けたが、振れ回り防止用スプラインがなくとも、本発明は、ガスタービンを減速機から取り外すことなく、破断したクイルシャフトを容易に着脱できるという効果を奏する。

次に、上記減速機３を取り外すことなく入力アッセンブリ３０（入力ハウジング３１、入力シャフト３３）を取り出し、減速機３の入力軸受３４Ａ，３４Ｂを交換する手順について図１５Ａ，図１５Ｂ〜図１９Ａ，図１９Ｂを用いて説明する。図１５Ａ，図１５Ｂ〜図１９Ａ，図１９Ｂにおいて、図２Ａと同一構成部には同一参照番号を付している。

ガスタービン発電装置は、図１に示すように、防音構造の筐体６に納められている。例えば、ガスタービン発電装置の点検時において、整備・点検のためガスタービン１を取り外す。このガスタービン１を取り外したときに、減速機３のガスタービン１側から入力アッセンブリ３０を取り出して入力軸受３４Ａ，３５Ｂの交換を行う。その他の軸受（中間軸受や出力軸受）は回転速度が低く十分な寿命を持つので、点検を行い必要に応じて交換する。

まず、図１５Ａ，図１５Ｂに示すように、減速機ケース７０と入力アッセンブリ３０とに取り付けてある潤滑油供給用の配管９０と注油ノズル６０を取り外して、減速機ケース７０に第３治具３００を装着する。

この第３治具３００は、図１５Ｂに示すように、入力シャフト３３の軸方向に平行な２つの棒状部材３０１，３０２と、この２つの棒状部材３０１，３０２と垂直方向に連結された連結用の棒状部材３０３で構成される。入力シャフト３３の軸方向に平行な長尺の棒状部材３０１は、一端が減速機ケース７０の上方の第３治具支持部３０６に固定され、短尺の棒状部材３０２は、一端がガスタービン１側から入力シャフト３３内に挿入される。短尺の棒状部材３０２にはフランジ部３０２ａが設けられており、フランジ部３０２ａと入力シャフト３３の端面とが接触する位置まで、短尺の棒状部材３０２の一端は入力シャフト３３内に挿入される。短尺の棒状部材３０２と連結用の棒状部材３０３とは、連結部３０５により固定され、長尺の棒状部材３０１と連結用の棒状部材３０３とは、連結部３０４により軸方向にスライド可能に連結されている。さらに、この第３治具３００は、長尺の棒状部材３０１を中心として連結用の棒状部材３０３が長尺の棒状部材３０１に直行する平面に沿って揺動するように、長尺の棒状部材３０１と連結用の棒状部材３０３とが連結部３０４により連結されている。連結用の棒状部材３０３が短尺の棒状部材３０２と共に揺動することで、短尺の棒状部材３０２が入力シャフト３３内に挿入された入力アッセンブリ３０も揺動する。

次に、図１６Ａ，図１６Ｂに示すように、第４治具４００を点検用発電機側開口部７２ａから入力アッセンブリ３０の発電機２側に装着した後、減速機ケース７０と入力アッセンブリ３０からカバー５０を取り外す。

図１６Ｂに示すように、第４治具４００は、第３治具３００と略同じ構成で同様にして、減速機ケース７０に装着される。第４治具４００の長尺の棒状部材４０１は発電機２側の減速機ケース７０に固定され（図示せず）、短尺の棒状部材４０２は発電機２側の入力シャフト３３内に挿入される。短尺の棒状部材４０２にはフランジ部４０２ａが設けられており、このフランジ部４０２ａと入力シャフト３３の端面とが接触する位置まで、短尺の棒状部材４０２は入力シャフト３３内に挿入される。

後述する入力アッセンブリ３０を抜き取る際に減速用ギア８０と接触して損傷等しないように、第３治具３００と第４治具４００とで入力アッセンブリ３０が安定して揺動方向および軸方向に移動することができるように、入力アッセンブリ３０を両側から支持する。

カバー５０は、本実施形態では円環形状をしており、カバー５０の外周の縁部に周方向等間隔で複数のネジ穴が設けられ、カバー５０の内周の縁部にも周方向等間隔で複数のネジ穴が設けられている。また、減速機ケース７０と入力ハウジング３１にも、カバー５０に設けられたネジ穴に対応するネジ穴が設けられている。図１５Ｂに示すように、カバー５０の外周側は、外周縁部のネジ穴に挿入された六角ボルト５１により減速機ケース７０と連結され、カバー５０の内周側は、内周縁部のネジ穴に挿入された六角ボルト５２により入力ハウジング３１と連結される。そのため、入力アッセンブリ３０は、カバー５０を介して減速機ケース７０に固定され、ガスタービン１側が片持ち支持されている。

六角ボルト５１，５２を外して減速機ケース７０のガスタービン側からカバー５０を取り外すことで、減速機ケース７０による入力アッセンブリ３０の拘束が解放される。また、図１６Ａに示すように、減速機ケース７０のガスタービン１側の取り付け面にガスタービン側開口部７１ａができる。取り外されたカバー５０は、図示しないが、第３治具３００の短尺の棒状部材３０２に留まっている。

なお、本実施形態におけるカバー５０の構成は円環形状としたが、減速機ケース７０と
連結する外周側の形状を多角形状とする等の異なった構成を採用してもよい。

次に、図１７Ａ，図１７Ｂに示すように、入力シャフト３３に挿入された第３治具３００の短尺の棒状部材３０２と第４治具４００の短尺の棒状部材４０２に対する入力アッセンブリ３０の回転を止めるために、入力アッセンブリ３０に第５治具５００を取り付ける。

第５治具５００は、例えば、入力アッセンブリ３０の軸方向側面と同じ大きさの円形部材５０１から構成される。円形部材５０１には、第３治具３００の短尺の棒状部材３０２を嵌め合わせることができるスリット５０２が、円形部材５０１の中心部から外周に向かって１つ設けられている。このスリット５０２に第３治具３００の短尺の棒状部材３０２を嵌め合わせて、円形部材５０１の中心に短尺の棒状部材３０２が配置されるようにする。円形部材５０１の外周縁端部にはネジ穴が複数設けられ、このネジ穴は、入力ハウジング３１のカバー５０（図１６Ａ、図１６Ｂに示す）と連結するためのネジ穴と対応している。円形部材５０１のネジ穴に挿入された六角ボルト５０３により第５治具５００と入力ハウジング３１とを連結している。このとき、入力アッセンブリ３０が回転しないように第５治具５００と入力ハウジング３１とが連結されている。

このようにして、第５治具５００は、入力アッセンブリ３０のガスタービン１側の端部に取り付けられ、入力アッセンブリ３０が回転するのを防止する。

なお、第５治具５００は、後述する入力アッセンブリ３０の抜き取りが完了するまでの間と、その後の減速機を組み立てるまでの間に入力アッセンブリ３０の回転を防止するだけでよいので、例えば、本実施形態では４本の六角ボルト５０３で入力ハウジング３１に第５治具５００を固定している。

次に、図１８Ａ，図１８Ｂに示すように、第３治具３００と第４治具４００とで支持された入力アッセンブリ３０を、第３治具３００の長尺の棒状部材３０１と第４治具４００の長尺の棒状部材４０１とを中心として図１８Ａの矢印Ｒ方向に揺動させ、減速用ギア８０と入力シャフト３３との噛み合いを外す。

そして、図１９Ａ，図１９Ｂに示すように、入力アッセンブリ３０を揺動させて減速用ギア８０と入力シャフト３３との噛み合いを外した状態で、入力アッセンブリ３０をガスタービン１側にスライドさせて減速機ケース７０から取り出す。この入力アッセンブリ３０を取り出すときに、入力アッセンブリ３０と減速用ギア８０とが接触して損傷等をしないように注意する。

上述のように、入力アッセンブリ３０を抜き取る際に減速用ギア８０を避ける必要があることから、減速機ケース７０のガスタービン側開口部７１ａは、少なくとも、入力アッセンブリ３０が軸方向に移動するときに減速用ギア８０と接触しないで、入力アッセンブリ３０を減速機ケース７０から抜き取れる大きさが必要である。

以上の手順によれば、減速機３を取り外すことなく、入力アッセンブリ３０を取り出せ、入力アッセンブリ３０の軸受３４Ａ，３４Ｂの交換を簡単に行える。

なお、説明してきた上記方法と逆の手順を踏むことで、取り出した入力アッセンブリ３０を再び減速機ケース７０の中に取り付けることが可能である。

一般に、減速機の入力軸（入力シャフト）の軸受は、ガスタービンの高速回転軸の軸受と同様に高速回転するために寿命が短いので、減速機の入力軸の軸受はガスタービンの高速回転軸の軸受と同じ周期で交換する必要がある。この減速機の入力軸の軸受は、減速機の構造が、減速機の２段目の大歯車を入力軸の小歯車がはさむようになっているスラスト方向位置決め構造であるため、従来は、減速機の分解なしでは入力軸（入力シャフト）を取り出せず、軸受の交換ができなかった。

また、一般に小型化が図られた減速機は、減速機ケースの割面が軸に対し直角方向であるため、減速機を発電機から取り外さなければ分解することができない。例えば、本発明の実施形態においては、図２Ａに示すように、減速機ケース７０の第１ケース部７１は、ガスタービン１を取り外せば、減速機３から取り外すことができるが、減速機ケース７０の第２ケース部７２は、発電機２から減速機３を取り外さなければ、減速機３から取り外すことはできない。そのため、減速機の分解には多大な労力を要し、減速機を分解して軸受を交換するためには多くの時間が必要となる。

これに対して、本発明の実施形態の構成によれば、入力アッセンブリ３０の入力ハウジング３１のガスタービン側をカバー５０を介して固定しているので、ガスタービン側からカバー５０を取り外すことができる。このとき入力アッセンブリ３０は、カバー５０によってガスタービン側を片持ち支持されているので、ガスタービン１を減速機３から取り外してカバー５０を取り外すだけで、減速機ケース７０による入力ハウジング３１の拘束を解放できる。これにより、減速機ケース７０のガスタービン側開口７１ａから入力アッセンブリ３０を第３治具３００を用いて外部に取り出すことが可能である。

また、点検用発電機側開口部７２ａから第４治具４００を用いることで、第３治具３００と第４治具４００とで入力アッセンブリ３０の両側を支持することができ、より安定して入力アッセンブリ３０を取り出すことができる。

また、カバー５０を取り外した状態で入力アッセンブリ３０が減速用ギア８０と接触することのないように、減速機ケース７０のガスタービン側開口部７１ａを入力シャフト３３の軸方向に移動可能な大きさとすることで、減速機３を発電機２から取り外すことなく入力アッセンブリ３０を減速機ケース７０から取り出すことができる。

したがって、本発明の実施形態の構成をとれば、ガスタービン１を取り外したときに、減速機３を発電機２から取り外すことなくガスタービン側開口部７１ａから入力アッセンブリ３０を取り出して、入力アッセンブリ３０の軸受３４Ａ，３４Ｂの交換を簡単に行うことができる。そして、入力アッセンブリ３０の軸受３４Ａ，３４Ｂの交換を行った後、上記方法と逆の手順を踏むことで、入力アッセンブリ３０を再び減速機ケース７０の中に取り付けることができる。

この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

１…ガスタービン
２…発電機
３…減速機
４…制御部
５…オイルクーラー
６…筐体
１０…タービンシャフト
２０…クイルシャフト
２０a…注油路
２１…円筒部
２２…スプライン
２３…スプライン
２４…振れ回り防止用スプライン
２５…ノッチ
２６…ネジ部
３０…入力アッセンブリ
３１…入力ハウジング
３１a…開口部
３２Ａ,３２Ｂ…固定部
３３…入力シャフト
３３a…貫通穴
３３b…スプライン
３３c…外歯ギヤ
３４Ａ,３４Ｂ…軸受
５０…カバー
６０…注油ノズル
７０…減速機ケース
７１…第１ケース部
７１ａ…ガスタービン側開口部
７２…第２ケース部
７２a…点検用発電機側開口部
８０…減速用ギヤ
９０…配管

Claims

ガスタービンと発電機を減速機で直結するガスタービン発電装置であって、
上記減速機は、
両端の外周に設けられたスプラインと、そのスプラインの間の外周に設けられたノッチと、内側に注油路を有するクイルシャフトと、
上記クイルシャフトが内周に挿通され、上記クイルシャフトの上記発電機側の上記スプラインに径方向に係合するスプラインが設けられ、減速用ギアが噛合する外周ギアが外周に設けられた円筒形状の入力シャフトと、
上記入力シャフトを軸受を介して回転自在に支持する入力ハウジングと、
上記入力シャフトの上記発電機側の一端から上記入力シャフトの内周および上記クイルシャフトの上記注油路内に油を供給する注油ノズルと、
上記クイルシャフトと上記入力シャフトと上記入力ハウジングと上記注油ノズルが収納された減速機ケースと
を備え、
上記減速機ケースの上記発電機側に、少なくとも上記クイルシャフトと上記注油ノズルを外部に取り出し可能な発電機側開口部を設けたことを特徴とするガスタービン発電装置。
請求項１に記載のガスタービン発電装置において、
上記ガスタービンは、上記減速機の上記減速機ケースに取り外し可能に連結されており、
上記減速機ケースのガスタービン側取り付け面に設けられたガスタービン側開口部に嵌合すると共に、内側に上記入力ハウジングの上記ガスタービン側の外周端部が内嵌されて、上記入力ハウジングを片持ち支持する入力ハウジング支持部を備え、
上記入力ハウジングを上記入力ハウジング支持部を介して上記減速機ケースに固定していることを特徴とするガスタービン発電装置。
請求項２に記載のガスタービン発電装置において、
上記減速機ケースの上記ガスタービン側開口部は、
上記入力ハウジングと上記入力シャフトとを含む入力アッセンブリが、上記入力ハウジング支持部がない状態で上記減速用ギアに接触することなく上記入力シャフトの軸方向に移動可能な大きさであることを特徴とするガスタービン発電装置。
請求項１から３までのいずれか１つに記載のガスタービン発電装置において、
上記クイルシャフトの外周に、上記入力シャフトに径方向に係合する振れ回り防止用スプラインを設けたことを特徴とするガスタービン発電装置。
請求項４に記載のガスタービン発電装置において、
上記クイルシャフトの上記ノッチは、上記ガスタービン側の上記スプラインと上記振れ回り防止用スプラインとの間に設けられていることを特徴とするガスタービン発電装置。
請求項１から５までのいずれか１つに記載のガスタービン発電装置において、
上記クイルシャフトの上記発電機側の端部内周にネジ部が設けられていることを特徴とするガスタービン発電装置。