KR102500189B1 - 변속기 및 변속기 터보기계 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 변속기, 특히 변속기를 위한 일체형 변속기에 관한 것이며, 변속기는 적어도 2 개의 기어들을 포함하며, 이 기어들은 적어도 간접적으로 대형 휠과 맞물리며, 그리고 이 기어들은 각각의 샤프트들(입력 및/또는 출력 유닛에 연결될 수 있음)에 연결되거나 각각의 샤프트들과 일체로 형성되며, 그리고 기어들 또는 기어들에 연결된 샤프트들이 지지되는 하우징을 포함하며, 그리고 하우징은 적어도 2 개의 부분 하우징 유닛들(제 1 부분 하우징 유닛 및 제 2 부분 하우징 유닛)을 포함하며, 2 개의 부분 하우징 유닛들은 적어도 간접적으로 대형 휠과 맞물리는 적어도 하나의 기어의 지지 구역 또는 상기 기어에 연결되는 샤프트의 지지 구역을 통해 연장하는 메인 조인트에 의해 연결될 수 있다. 본 발명에 따라, 본 발명은 서로 연결될 2 개의 부분 하우징 유닛들 중 하나의 부분 하우징 유닛이 적어도 3 개의 하우징 부품들(대형 휠과 특히 연관되는 중심 하우징 부품 및 2 개의 측면 하우징 부품들)로 형성되며, 여기서 중심 하우징 부품은 개별적으로 메인 조인트에 대해 각지게 배향되는 조인트에 의해 각각의 측면 하우징 부품에 연결될 수 있으므로 특성화된다.
Description
본 발명은 변속기, 특히, 더 구체적으로는 제 1 항의 전제부로부터의 피처들을 가지는 변속기 터보기계를 위한 일체형 변속기에 관한 것이다. 게다가, 본 발명은 변속기 터보기계에 관한 것이고 이러한 종류의 변속기 터보기계를 조립하는 방법에 관한 것이다.
변속기 터보기계는 기계 구동 트레인을 형성하기 위해 통합된 변속기(일체형 변속기)를 통해 입력 및/또는 출력 유닛들을 통합시킨다. 가능한 입력 유닛들은 단독으로 또는 조합으로 증기 터빈들, 가스 터빈들, 팽창기들 및 모터들이며, 그리고 가능한 출력 유닛들은 단독으로 또는 조합으로 압축기들 및 발전기들이다. 따라서, 변속기 터보기계들은 변속기 압축기들 또는 팽창기 시스템들로서 또는 양자 모두의 조합으로서 설계된다. 일반적으로, 완전한 변속기 터보기계는 구동 트레인으로서 설계되며, 여기서 입력 및 출력 유닛들, 특히 증기 터빈들, 가스 터빈들, 팽창기들, 모터들 및 압축기들은 변속기 터보기계의 설계에 따라 프로세스들에 대해 변속기를 통해 서로 상호작용한다. 이러한 종류의 변속기 터보기계들 및 상기 터보기계들로 통합된 변속기들은 다수의 실시예들에서 종래 기술로부터 이미 공지되어 있다. 대표적인 샘플(sample)로서 아래에 언급되는 문헌들에 주의를 기울인다:
EP 2 128 448 A2
EP 1 691 081 B1
DE 10 2012 022 131 A1
DE 10 2011 003 525 A1
DE 10 2013 208 564 A1
일반적으로, 통합된 변속기들은 예를 들어 전기 모터 또는 터빈, 특히 증기 또는 가스 터빈의 형태인 입력 유닛에 연결된 입력 샤프트에 의해 특성화된다. 입력 샤프트는, 적어도 간접적으로, 적어도 하나의 출력 기어휠, 바람직하게는 복수의 출력 기어휠들과 맞물리는 나선형의 치형식 입력 기어휠을 지탱한다. 출력 기어휠들은 결합 회전(회전식으로 고정됨)을 위해 각각의 출력 샤프트에 연결되거나 또는 출력 샤프트와 일체로 구체화된다.
예를 들어, 문헌들 EP 1 691 081 B1 및 EP 2 128 448 A2는 각각 입력 기어휠이 출력 휠과 대형 휠로 지칭되는 기어휠 사이의 중간 휠로서 배열되는 실시예를 개시한다. 여기서, 대형 휠, 입력 기어휠 및 출력 기어휠의 회전의 축선들 또는 회전 축선들이 하나의 평면에 배열되며, 이에 의해 간단한 변속기 하우징 설계를 획득하는 것을 가능하게 하는데, 왜냐하면 하우징이 상기 언급된 기어휠들의 지지 구역들을 통해 연장되는 메인 조인트에 의해 두 개의 부분 하우징 유닛들로 분할될 수 있기 때문이다. 조립 중에, 2 개의 부분 하우징 유닛들은 메인 조인트에서 함께 결합되며, 여기서 설치 포지션에서 볼 때, 제 1의 하부 부분 하우징 유닛은 예를 들어 기초부(foundation) 상에 배열된다. 하부 부분 하우징 유닛은 그 위에 배열된 제 2 부분 하우징 유닛에 연결된다. 메인 조인트의 외부에 배열된 적어도 하나의 부가 출력 기어휠이 제공된다면, 부가의 제 3 부분 하우징 유닛은, 부가의 출력 샤프트들의 설치 후에, 하부 부분 하우징 유닛 위에 배열된 제 2 부분 하우징 유닛에 선택적으로 별도로 연결된다. 따라서, 제 2 부분 하우징 유닛은 또한 중심 하우징 유닛으로서 지칭될 수 있다. 출력 기어휠들에 연결된 샤프트들은 출력 유니트, 예를 들어 개별 압축기 스테이지들의 압축기들에 커플링된다. 출력 유닛들에 커플링된 샤프트들의 요구되는 정렬 때문에, 변속기는 완전히 미리조립된 변속기로서 설치될 수 없다. 터보기계가 변속기 압축기로서 설계되는 경우에, 따라서, 2 개 또는 3 개의 부분 하우징 유닛들로 분할되는 하우징이 제 1 방법 단계에서 제공되며, 여기서 하부 부분 하우징 유닛은 설치 포지션에 포지셔닝되며, 그리고 대형 휠 및 선택적으로 중간 휠은 메인 조인트에 지지된다. 터보기계들의 크기에 따라, 이미 통합된 밀봉부를 선택적으로 갖는 압축기의 적어도 일부분 또는 전체 후방 벽은 하부 부분 하우징 유닛 상에 설치된다. 그 다음에는 메인 조인트에 배열된 개별 출력 기어휠들 및 상기 기어휠을 지탱하는 샤프트들의 설치가 후속된다. 이러한 프로세스 중에, 압축기들의 회전자들은 출력 기어휠들을 지탱하는 샤프트들 상에 장착되며, 즉 샤프트들에 대한 결합 회전을 위해 연결된다. 개별 압축기들의 후방 벽들 상에 압축기 하우징을 장착한 후, 제 2 상부 부분 하우징 유닛은 완전한 유닛으로서 하부 부분 하우징 유닛 상에 배치되고, 하부 부분 하우징 유닛에 연결된다. 대형 휠과 맞물리고 이의 회전 축선에 대해 수직 방향으로 오프셋되게 배열된 부가의 출력 기어휠들이 제공되는 경우, 그 다음에는 메인 조인트에 대해 수직으로 오프셋된 부가의 상부 조인트에서 동일한 조립 단계들이 후속된다. 분해는 반대의 순서로 일어난다. 개별 베어링들은 제거가능한 베어링 커버들에 의해 보호된다. 조립 또는 분해 중, 특히 조정 및 유지보수 목적들을 위해 개별 출력 샤프트들 상의 작업을 허용하기 위해, 상부 부분 하우징 유닛이 완전히 제거될 필요가 있다. 변속기 터보기계가 이미 조립되어 있다면, 이는 모든 출력 기어휠들 및 출력 유닛들(이들의 회전 축선들은 대형 휠 상에 수직으로 배열됨)의 그리고 제 2 부분 하우징 유닛에 연결되는 제 3 부분 하우징 유닛의 힘든 제거를 요구한다. 더욱이, 하부 부분 하우징 유닛은, 조립 및 분해 중에, 메인 조인트에서 지지되는 입력 및 출력 기어휠들뿐만 아니라 대형 휠을 지지하며, 그 상태에서, 하부 부분 하우징 유닛에 연결된 중심 부분 하우징 유닛이 제거되어 있고, 이는 하부 부분 하우징 유닛의 변형들, 특히 하부 부분 하우징 유닛 밖으로의 개방 및 벌징(bulging)으로 이어질 수 있다. 상부 부분 하우징 유닛과의 후속하는 재조립 중에, 이러한 변형들은 피트(fit)의 부정확함들, 밀봉 문제들, 기어휠들을 지탱하는 개별 샤프트들, 특히 출력 샤프트들의 오정렬, 유격에서의 변화들 및 기어링 접촉 패턴들의 손상(impairment)으로 이어진다.
유사한 문제는 또한 수직 방향으로 오프셋된 대형 휠 및 단차형성된(stepped) 메인 조인트를 가지는, DE 10 2013 208 564 A1에 따른 배열을 위한 2 개의 부분 하우징 유닛들로부터 하우징의 형성과 함께 발생한다.
DE 10 2011 003 525 A1는 포개어져(one above the other) 배열된 복수의 부분 하우징 유닛들을 가지는 하우징 실시예를 개시하며, 여기서 대형 휠과 맞물리고 그 회전 축선들이 대형 휠의 회전 축선에 대해 수직으로 오프셋된 2 개의 기어휠들은 단차부를 갖는 조인트에 의해 연결되는 2 개의 부분 하우징 유닛들에 지지된다. 이들의 부분 하우징 유닛들은 하우징의 상부 부분 하우징 유닛 및 중심 부분 하우징 유닛이다. 여기서, 대형 휠 그 자체 및 대형 휠과 맞물리는 부가의 2 개의 기어휠들 또는 이 기어휠들의 샤프트들은 설치 포지션에서 중심에 있는 부분 하우징 유닛에서 그리고 하부 부분 하우징 유닛에서 지지된다. 또한 이러한 실시예에서, 대형 휠을 수용하는 부분 하우징 유닛들은 일체형 설계를 가지며, 이러한 이유로, 분해가 요구될 때, 위에서 언급된 실시예에 대하여 설명된 것과 동일한 문제들이 존재한다.
따라서, 본 발명의 기본적인 목적은 종래 기술의 단점이 회피되는 방식으로 변속기, 특히 초기에 언급된 유형의 변속기 터보기계를 위한 일체형 변속기를 개선하는 것이다. 변속기는 조립 및 분해에 대해 간단해야 하고, 메인 조인트에 대한 지지되는 개별 샤프트들 및 제공된 베어링들에 대한 양호한 접근성을 보장해야 한다. 메인 조인트에서 피트(fit)의 부정확함들 및 밀봉 문제들 그리고, 게다가, 변형에 의해 유발되는, 개별 컴포넌트들 사이의 유격(축 방향의 유격 및 반경 방향의 유격)에서의 변화들, 그리고 서로에 대해 개별 컴포넌트들 및 샤프트들의 정렬에서의 변화들 그리고 기어링 접촉 패턴들에서의 변화들이 신뢰가능하게 회피되어야 한다.
본 발명에 따른 해결책은 제 1 항, 제 17 항 및 제 20 항의 피처들에 의해 특성화된다. 유리한 실시예들은 종속항들에서 설명된다.
변속기(transmission), 특히 변속기 터보기계(turbomachine)를 위한 일체형(integral) 변속기로서:
- 적어도 2 개의 기어휠들을 가지며, 기어휠들은 상기 대형 휠과 적어도 간접적으로 맞물리고 입력 및/또는 출력 유닛(unit)에 연결될 수 있는 샤프트(shaft)에 각각 연결되거나 샤프트와 일체로 형성되며, 그리고
- 기어휠들 또는 기어휠들에 연결된 샤프트들이 지지되는 하우징을 포함하며, 그리고 하우징은 적어도 2 개의 부분 하우징 유닛들(제 1 부분 하우징 유닛 및 제 2 부분 하우징 유닛)을 포함하며, 2 개의 부분 하우징 유닛들은 적어도 간접적으로 대형 휠과 맞물리는 적어도 하나의 기어휠의 지지 구역 또는 상기 기어휠에 연결되는 샤프트의 지지 구역을 통해 연장하는 메인 조인트에 의해 연결될 수 있으며,
이 변속기는, 서로 연결될 2 개의 부분 하우징 유닛들 중 하나의 부분 하우징 유닛이 적어도 3 개의 하우징 부품들(특히 대형 휠에 할당되는 중심 하우징 부품 및 2 개의 측면 하우징 부품들)로 형성되며, 여기서 중심 하우징 부품은, 각각의 경우에, 메인 조인트에 대해 각지게 정렬되는 조인트에 의해 개별 측면 하우징 부품에 연결될 수 있음으로, 본 발명에 따라 특성화된다.
이러한 경우에, 중심 하우징 부품은, 특히, 대형 휠의 적어도 일부분을 수용하며, 다시 말해, 대형 휠의 하나의 부품이 중심 하우징 부품에 의해 경계형성되는 공간에 배열된다. 메인 조인트에 지지되고 대형 휠과 적어도 간접적으로 맞물리는 적어도 하나 또는 그 초과의 기어휠들은, 그 후, 측면 하우징 부품들 중 하나의 측면 하우징 부품에 의해 적어도 부분적으로 수용되며, 즉, 측면 하우징에 의해 수용된 각각의 기어휠의 부품은 상기 하우징에 의해 경계형성된 공간에 배열된다.
용어 "일체형 변속기"는 팽창 기계 또는 압축 기계 또는 변속기 압축기 또는 2 개의 조합의 형태일 수 있는 변속기 터보기계의 변속기를 나타낸다. 특히, 게다가, 일체형 변속기는 팽창기 하우징 또는 압축기 하우징이 변속기 하우징에 직접적으로 플랜징되거나(flanged) 또는 변속기 하우징과 통합되는 것을 의미한다.
하우징의 "메인 조인트" 및 "조인트"라는 용어는, 특히, 하우징의 두 개의 상호연결된 하우징 컴포넌트들 사이의 경계선/경계 표면들을 설명한다. 메인 조인트는 적어도 간접적으로, 즉 직접적으로 또는 끼워넣어진 기어휠들을 통해, 바람직하게는 적어도 하나의 출력 기어휠의 적어도 지지 영역을 통해 대형 휠과 맞물리는 기어휠의 적어도 하나의 지지 구역을 통해 연장한다.
적어도 3 개의 하우징 부품들이 개별 기어휠-지탱 샤프트들의 지지 구역들을 수용하는 지지하는 메인 조인트 측면을 따르는 시야 방향에 있으며, 즉 그 내부에서 지지되는 샤프트들의 회전 축선들을 다른 시야 방향에 있지 않지만, 이에 대해 횡 방향으로 있기 때문에, 제 2 부분 하우징 유닛은 적어도 3 개의 하우징 부품들로 분할된다.
특히, 개별 조인트는 조립된 상태에서 변속기를 볼 때의 시야 방향으로 제 2 부분 하우징 유닛에 변속기 측을 향하여 정렬되며, 변속기 상에, 메인 조인트는, 메인 조인트에 대해 각지게, 바람직하게는 메인 조인트에 대해 수직으로, 대형 휠과 적어도 간접적으로 맞물리는 적어도 하나의 기어휠의, 바람직하게는 상기 대형 휠과 직접적으로 맞물리는 기어휠의 지지 구역들을 통해 연장한다. 따라서, 제 2 부분 하우징 유닛의 조인트들은, 측면 하우징 부품들과 메인 조인트에서의 제 1 부분 하우징 유닛 사이의 연결들이 해제되고 중심 하우징 부품과의 연결들이 해제될 때, 중심 하우징 부품으로부터 멀리 있는 이러한 측면 하우징 부품들의 이동 및 대형 휠과 맞물리는 기어휠들의, 메인 조인트에서 지지되는 샤프트들에 대한 접근이 가능한 방식으로 배열된다.
특히, 개별 조인트는, 바람직하게는 2 개의 부분 하우징 유닛들의 조립된 상태에 있는 방식으로 배열되며, 상기 조인트는 이 조인트가 대형 휠의 샤프트와 대형 휠과 적어도 간접적으로 맞물리는 기어휠의, 특히 대형 휠과 직접적으로 맞물리고 메인 조인트에 지지되는 기어휠의 샤프트 사이로 연장하는 방식으로 배열된다. 대형 휠의 면들을 향하여 바라보는 변속기의 관점 그리고 변속기와 맞물리는 기어휠들의 관점에서, 제 2 부분 하우징 유닛의 개별 조인트는, 특히, 메인 조인트로부터 시작하는 수직 방향의 방향 컴포넌트로 연장한다. 다시 말해, 메인 조인트에 지지된 샤프트들의 회전 축선들을 갖는 개별 조인트는 변속기의 조립된 상태에서 공통 평면 내로 돌출되며, 개별 조인트는 샤프트들의 회전 축선들 사이에서 연장한다.
변속기 터보기계의 선택된 구성 및 설계에 따라, 변속기는 바람직하게는 대형 휠뿐만 아니라 출력 샤프트를 통해 출력 유닛에 커플링될 수 있는 적어도 하나의 출력 기어휠, 및, 게다가, 대형 휠과 적어도 간접적으로 각각 맞물리는 다음의 그룹의 기어휠들:
- 추가적인, 제 2 출력 기어휠;
- 중간 휠 샤프트를 가지는 중간 휠(상기 중간 휠은 출력 기어휠과 대형 휠 사이에 배열됨);
- 입력 샤프트를 가지는 입력 기어휠로부터 선택된 적어도 하나 또는 그 초과의 추가적인 기어휠들을 포함하며,
여기서, 메인 조인트는 기어휠들 중 적어도 2 개의 기어휠들의 지지 구역들, 바람직하게는 출력 기어휠들의 적어도 지지 구역들을 통해,
특히 바람직하게는 개별 출력 기어휠의 지지 구역, 입력 기어휠의 지지 구역 그리고 선택적으로 중간 휠의 지지 구역을 통해, 매우 특히 바람직하게는 개별 출력 기어휠의 지지 구역, 입력 기어휠의 지지 구역, 대형 휠의 지지 구역 및 중간 휠의 지지 구역을 통해 연장한다.
제 2 부분 하우징 유닛의 분할을 통해, 본 발명에 따른 해결책은 메인 조인트의 구역에서 하우징에 지지된 기어휠들의 개별 샤프트들 및 베어링들에 대한 조립 및 분해 중의 빠르고 간단한 접근성을 허용한다. 특히, 중심 하우징 부품이 대형 휠의 범위의 구역에 배열된다면, 본 발명에 따른 해결책은, 그저 측면 하우징 부품을 제거함으로써, 대형 휠과 적어도 간접적으로 맞물리는 기어휠들의 개별 입력 샤프트 및/또는 출력 샤프트에 대한 간단하고 빠른 접근성을 허용한다. 중심 하우징 부품은 메인 조인트에 의해 제 1 부분 하우징 유닛에 연결된 상태로 유지된다. 대형 휠과 그리고 대형 휠을 지탱하는 샤프트들과 맞물리는 추가적인 출력 기어휠들(추가적인 출력 기어휠들의 회전 축선들이 중심 하우징 부품 상의 추가적인 조인트에서 메인 조인트에 대해 오프셋된 포지션에 장착됨)의 제공이 존재한다면, 무엇보다도, 추가적인 출력 기어휠들에 연결되는 출력 유닛을 힘들게 제거할 필요가 없으며, 출력 유닛은 제 1 부분 하우징 유닛의 중심 하우징 부품을 통해 계속 지지된다.
측면 하우징 부품들의 제거에 의해 조립 중의 중심 하우징 부품과 제 1 부분 하우징 유닛 사이의 연결 및 분해 중의 이러한 연결의 유지의 제공 때문에, 게다가, 중심 하우징 부품은 압축기를 위한 강화 엘리먼트 및/또는 메인 조인트의 팽창기 하우징으로서의 역할을 한다. 종래 기술에서 관찰된 바와 같은 제 1 부분 하우징 유닛의 벌징(bulging), 및 피트(fit)의 부정확함들, 밀봉 문제들, 서로에 대한 개별 샤프트들의 정렬에서의 변화들, 개별 컴포넌트들 사이의 유격에서의 변화들, 및 기어링 접촉 패턴(gearing contact pattern)에서의 변화들에 대한 결과적인 단점들은, 그 위에 강화 대책들을 또한 제공할 필요 없이, 신뢰가능하게 방지될 수 있다.
하우징 자체의 대형 휠에 대한 지지에 관하여, 다수의 가능성들이 존재한다. 지지의 제 1 가능성에 따라, 대형 휠 또는 대형 휠에 연결되거나 대형 휠과 일체로 형성되는 대형 휠 샤프트가 제 1 부분 하우징 유닛과 제 2 부분 하우징 유닛의 중심 하우징 부품 사이의 메인 조인트에서 지지된다. 제 1 의 그리고 이에 따라 하부 부분 하우징 유닛에서의 지지의 제 2 가능성에 따른다. 양자 모두의 가능성들의 경우에, 대형 휠 샤프트가 설치 포지션의 저부에 있는 부분 하우징 유닛에 직접적으로 지지되며, 그리고, 따라서 중심 부품의 메인 기능은 강화 엘리먼트의 기능이다. 지지의 제 3 가능성에 따라, 지지는 또한 하부 부분 하우징 유닛 상에서 그 후 지지되는 중심 하우징 부품에서 직접적으로 제공될 수 있다.
보다 구체적으로, 메인 조인트에서 지지될 수 있는 기어휠들에 대한 변속기의 실시예에 관하여, 다수의 가능성들이 존재한다.
제 1 기본 구성에 따라, 대형 휠은 입력 유닛에 연결될 수 있는 대형 휠 샤프트를 가지는 입력 기어휠로서 설계된다. 제 1 변형예에서, 대형 휠과 맞물리는 기어휠들은 결합 회전(conjoint rotation)을 위해 각각의 출력 샤프트들에 연결되는 출력 기어휠들에 의해 또는, 제 2 변형예에 따라, 출력 기어휠과 맞물리는 중간 휠들의 형태의 기어휠들에 의해 형성되며, 여기서 적어도 2 개의 부분 하우징 유닛들은 출력 기어휠들 중 적어도 하나의 출력 기어휠의 그리고/또는 중간 휠의 또는 중간 휠에 연결되는 각각의 샤프트들의 지지 구역들을 통해 연장하는 메인 조인트에 의해 연결될 수 있다. 여기서, 대형 휠이 출력 기어휠 및 중간 휠과 직접적으로 맞물리는 실시예들에 대해 고려하는 것이 또한 가능하다.
제 2 기본 구성에서, 대형 휠과 맞물리는 기어휠들 중 하나의 기어휠은 입력 샤프트에 대한 결합 회전을 위해 연결될 수 있는 입력 기어휠에 의해 형성된다. 게다가, 제 1 변형 예에 따르면, 출력 샤프트 또는, 제 2 변형예에 따라, 중간 휠과 함께 대형 휠과 맞물리는 제 1 출력 기어휠이 형성되며, 여기서 적어도 2 개의 부분 하우징 유닛들은 출력 기어휠들 중 적어도 하나의 출력 기어휠의 지지 구역, 입력 기어휠의 지지 구역 그리고/또는 중간 휠의 지지 구역 또는 출력 기어휠, 입력 기어휠, 중간 휠에 연결되는 샤프트들의 지지 구역들을 통해 연장하는 메인 조인트에 의해 연결될 수 있다. 이러한 제 2 기본 구성에서, 또한, 대형 휠이 입력 유닛에 커플링되는 것이 선택적으로 가능하다.
제 2 기본 구성의 개선예로서, 입력 기어휠과 맞물리고 제 2 출력 샤프트에 연결되는 적어도 하나의 제 2 출력 기어휠이 제공되며, 여기서 제 2 입력 기어휠의 지지 구역은 메인 조인트에 배열되며, 그리고 제 2 출력 기어휠은 바람직하게는 입력 기어휠을 적어도 부분적으로 수용하는 측면 하우징 부품에 수용된다. 이는 보다 빠른 속도로 구동되는 출력 유닛의 간단한 통합을 허용한다.
가능한 변속 구성들의 위에서 언급된 변형예들 외에도 또는 이들에 대한 대안예로서, 제 1 출력 기어휠은 중간 휠을 통해 대형 휠과 작동가능하게 연결되도록 배열되고 설계되며, 여기서, 중간 휠의 지지 구역은 메인 조인트에 또한 배열되며, 그리고 중간 휠은 중심 하우징 부품에 연결될 수 있는 측면 하우징 부품에 의해 적어도 부분적으로 수용된다. 제 1 변형예에서, 측면 하우징 부품은, 측면 하우징 부품이 마찬가지로 측면 하우징 부품과 맞물리는 출력 기어휠을 수용하는 방식으로 설계되고 배열된다. 제 2 변형예에서, 중간 휠을 수용하는 측면 하우징 부품은 중간 휠과 맞물리는 출력 기어휠을 적어도 부분적으로 수용하는 추가적인 하우징 부품에 연결된다. 이러한 경우에, 제 2 부분 하우징 유닛은 적어도 4 개의 하우징 부품들을 포함한다. 변속기에서의 중간 휠의 부가의 통합은, 컴포넌트들의 수의 증가에도 불구하고, 달성될 수 있는 성능에서의 상당한 증가의 장점을 제공한다. 더욱이, 부착될 입력 유닛 및 출력 유닛의 크기에 의해 결정되는, 개별적인 출력 및 입력 샤프트들 사이의 최소 간격을 고려하면, 부가의 중간 휠은 대형 휠 및 피니언들의 피치 직경의 선택에서 유연성(flexibility)을 허용한다. 중간 휠이 없는 배열에 대해 변하지 않는 피치 직경을 갖는 대형 휠의 경우에, 특히 하우징 상에 입력 유닛 및 출력 유닛의 장착 또는 변속기의 피니언들(pinions)의 장착을 위한 이용가능한 설치 공간을 확장시키는 것은 가능하다
유리한 실시예에서, 입력 기어휠 및/또는 개별 출력 기어휠들은 피니언 샤프트에 대한 결합 회전을 위해 연결되거나, 이 기어휠들과의 일체형 모듈 유닛을 형성하는 피니언으로서 구체화된다. 컴포넌트들에 대한 그리고 조립에 대한 경비(outlay)가 이에 의해 상당히 최소화된다. 치형부들(teeth)은 바람직하게는 나선형 치형부들로서 설계된다. 개별 입력 및 출력 샤프트들은 서로에 대해 평행하게 배열된다.
본 발명에 따른 변속기의 유리한 실시예에서, 중심 하우징 부품과 부분 하우징 유닛의 측면 하우징 부품 사이에서 제공되는 개별 조인트는 메인 조인트에 대해 39° 내지 150°, 바람직하게는 45° 내지 135°의 범위로, 특히 바람직하게는 90°로 각지게(at an angle) 연장하도록 설계된다. 수직 설계는 제공될 짧은 조인트 및 이에 따른 보다 작은 밀봉 표면들의 장점을 제공하는 반면에, 상기 각도의 범위들에서 형성된 조인트들은 측면 하우징 부품들의 설치 및 제거 중에 안내 기능을 수행하고, 따라서 하우징의 컴포넌트 부품들의 정렬을 용이하게 한다.
다른 유리한 실시예에서, 중심 하우징 부품과 제 2 부분 하우징 유닛의 측면 하우징 부품 사이에 제공된 개별 조인트는 개별 기어휠의 지지 구역 외측에, 특히 바람직하게는 대형 휠의 지지 구역 외측에, 바람직하게는 대형 휠의 팁 직경 내에 또는 대형 휠이 메인 조인트에 대해 수직한 평면 내로 돌출될 때의 팁 직경의 범위의 구역에 상응하는 범위의 구역 내에 배열된다. 따라서, 제 1 부분 하우징 유닛과 중심 하우징 부품 사이의 연결의 구역은, 보강(stiffening)을 통해, 메인 조인트에 지지되는 각각의 출력 샤프트들 상의 개별 출력 유닛들의 캔틸레버(cantilever) 지지부로 인해, 중량 힘 및 변형 힘을 상쇄하는 구역 내로 이동된다.
메인 조인트의 설계는 기어휠들을 지탱하는 샤프트들의 회전 축선들 또는 지지 구역들의 배열에 따른다.
"회전 축선"이라는 용어는 개별 기어휠들의 회전/터닝(turing)이 발생하는 기하학적 축선에 상응한다. 일반적으로, 이는 각각의 기어휠의 중심선 또는 기어휠에 연결된 샤프트의 중심선 또는 기어휠에 커플링된 다른 회전 대칭적인(rotationally symmetrical) 컴포넌트의 중심선과 일치한다.
특히 유리한 실시예에 따라, 적어도 메인 조인트에 배열되는 기어휠들의 회전 축선들 또는 기어휠들에 연결되는 샤프트들의 회전 축선들은 단일의 배열 평면에 배열되며, 그리고 메인 조인트는 평탄한 설계(flat design)를 가진다. 이는 간단한 부분-하우징 기하학적 형상들을 허용하고, 단차형성된(stepped) 조인트들의 경우의 것들과 같은 언더컷들(undercuts)을 회피한다.
대안적인 실시예에서, 메인 조인트에 배열되는 적어도 2 개의 기어휠들의 또는 기어휠들에 연결되는 샤프트들의 회전 축선들은 상이한 배열 평면들에 배열되며, 그리고 메인 조인트는 단차형성된 설계를 가진다. 기하학적 형상 및 치수형성, 특히 단차 높이들이 기어휠들의 크기, 특히 대형 휠의 크기, 입력 기어휠 및 출력 기어휠들의 크기 또는 기어휠들에 연결되는 샤프트들의 크기 및/또는 분할가능한 하우징의 크기를 고려하여 자유롭게 선택될 수 있다.
대형 휠의 회전 축선이 입력 기어휠 및 제 1 출력 기어휠의 배열 평면에 대해 수직 방향으로 오프셋되게 배열된다면, 수직 방향으로의 대형 휠의 이동에 의해 발생되는 오프셋된 배열은, 개별 기어휠들의 회전 축선들s에 대해 수직으로 변속기의 범위의 방향으로 볼 때, 대형 휠의 직경보다 더 작은 폭에 의해 특성화되는 외주(outer circumference)의 구역에서, 입력 기어휠과 출력 기어휠의 맞물림을 허용한다. 이에 의해, 이러한 방향으로의 변속기의 범위가 상당히 단축된다. 더욱이, 변속기 내에서의 횡 방향의 힘들의 보다 양호한 보상 및 이에 따른 하중 분포의 최적화의 장점을 제공하며, 이는 대형 휠의 오프셋된 배열은 변속기 컴포넌트들, 특히 베어링들의 수명의 증가에 반영된다.
복수의 출력 유닛들, 예를 들어 적어도 2 개 또는 3 개의 압축기들을 가지는 변속기 터보기계에서의 사용을 허용하기 위해, 적어도 하나의 추가적인 출력 기어휠이 제공되며, 이 출력 기어휠은 대형 휠과 맞물리며, 이 출력 기어휠의 회전 축선은 메인 조인트에 대해, 특히 수직 방향으로 오프셋되게 배열된다. 제 1 실시예에 따라, 추가적인 출력 기어휠은 부분 하우징 유닛들 중 하나의 부분 하우징 유닛에서 스터브 샤프트 피니언(stub shaft pinion)으로서 지지된다. 제 2 실시예에 따라, 추가적인 출력 기어휠은 메인 조인트에 대해 오프셋되게 배열된 추가적인 하우징 조인트에 배열된다.
하우징은 주조(cast) 또는 용접된 컴포넌트로서 설계될 수 있다.
변속기 터보기계들에서, 제 1 부분 하우징 유닛은 바람직하게는 변속기 하우징 저부 부품에 의해 형성되며, 그리고 제 2 부분 하우징 유닛은 바람직하게는 상기 저부 부품 위에, 즉 수직 방향으로 저부 부품 위에 배열되는 상부 변속기 하우징 부품에 의해 형성되며, 하우징 구성에 따른 상부 부품은 변속기 하우징 최상부 부품으로서 또는 상기 상부 부품 위에 배열된 추가적인 변속기 하우징 부품들이 제공된다면, 변속기 하우징 중심 부품으로서 지칭될 수 있다. 변속기 하우징 저부와 변속기 하우징 저부 부품 위에 배열되는 상부 변속기 하우징 부품-변속기 하우징 최상부 부품 또는 변속기 하우징 중심 부품-사이의 메인 조인트는 수평면에서, 또는 복수의 수평면들의 단차부 변경들이 제공되는 곳에서 연장한다. 이러한 상부 변속기 하우징 부품은 적어도 3 개 또는 심지어 그 초과의 하우징 부품들로 분할되며, 여기서 중심 하우징 부품은 대형 휠의 구역에 배열된다. 메인 조인트에서 지지되는 입력 샤프트 및 출력 샤프트에 대한 접근을 위한 요건이 존재한다면, 중심 하우징 부품은 변속기 하우징 저부 부품에 연결된 상태로 유지되고, 따라서 변속기, 특히 부분적으로 분해된 상태의 하우징의 강성을 본질적으로 증가시킨다.
개별 조인트들 및/또는 메인 조인트는 이들의 설계, 구조적 실시예 및 표면 처리에 관하여 상이한 방식들로 구체화될 수 있다. 조인트들 및/또는 메인 조인트를 통해 이루어진 개별 하우징 컴포넌트들 사이의 연결은 마찬가지로, 조립/분해가 요망될 때 요구되는 접근성을 고려하여, 자유롭게 선택될 수 있다. 이러한 경우에, 다음의 그룹의 연결들:
- 논포지티브(nonpositive) 연결, 특히 체결 엘리먼트들;
포지티브(positive) 연결로부터 선택된 적어도 하나의 연결 또는 그 조합이 사용된다.
이미 설명된 바와 같이, 본 발명에 따라 구체화된 변속기는 기계 구동 트레인을 형성하기 위해 변속기 터보기계에 통합되어, 입력 기어휠 및/또는 출력 기어 휠에 연결된 개별 샤프트들에 대한 연결에 의해 입력 유닛과 출력 유닛 사이에 효과적으로 연결을 만든다. 이러한 경우에, 입력 샤프트 및/또는 출력 샤프트 중 적어도 하나의 샤프트에 연결된 입력 유닛 및/또는 출력 유닛은 압축기 스테이지의 회전자 및/또는 팽창기 스테이지의 회전자에 의해 형성될 수 있다.
입력 기어휠에 커플링될 수 있는 입력 유닛은 아래에 언급된 기계들:
- 터보 엔진(turbo engine)
- 전기 구동 모터(electric drive motor)
- 내연 기관(internal combustion engine)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 기계로서 구체화될 수 있다.
본 발명에 따라 설계된 변속기는 조립 및 분해가 간단하고, 변속기 하우징의 높은 강성을 유지하면서 메인 조인트에 지지된 기어휠들에 대한 간단한 접근성을 허용하며, 그리고 메인 조인트 외측에서 지지되는 임의의 부가의 출력 유닛들이 존재한다면, 상기 유닛들을 제거할 필요가 없다. 조립의 방법은 제 19 항의 피처들에 의해, 특히 다음의 방법 단계들에 의해 특성화된다:
- 적어도 2 개의 부분 하우징 유닛들(제 1 부분 하우징 유닛 및 제 2 부분 하우징 유닛)을 포함하는 하우징을 제공함[적어도 2 개의 부분 하우징 유닛들은 상기 하우징에서 지지될 기어휠들의 지지 구역들 또는 기어휠들에 연결되는 샤프트들의 지지 구역들을 통해 연장하는 메인 조인트에 의해 연결될 수 있으며, 연결될 부분 하우징 유닛들은 적어도 3 개의 하우징 부품들(중심 하우징 부품 및 2 개의 측면 하우징 부품들)로 형성되며, 중심 하우징 부품은 각각의 경우에 메인 조인트에 대해 각지게 정렬된 조인트에 의해 개별적인 측면 하우징 부품에 연결될 수 있음];
- 설치 포지션(position)에서 저부에 있고 바람직하게는 일체형 설계를 가지는 제 1 부분 하우징 유닛의 설치;
- 제 1 부분 하우징 유닛에서/상에서, 바람직하게는 제 1 부분 하우징 유닛의 메인 조인트에서 대형 휠의 그리고 선택적으로 상기 대형 휠과 맞물리는 기어휠의 설치;
- 대형 휠을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 중심 하우징 부품의 설치, 및 메인 조인트에서 제 1 부분 하우징 유닛에 대한 연결;
- 기어휠 샤프트 및 샤프트 상에 장착되는 회전가능한 출력 유닛 컴포넌트와 함께, 대형 휠과 맞물리고 메인 조인트에서 지지되는 기어휠들의 설치;
- 중심 하우징 부품 및 제 1 부분 하우징 유닛에 대해 결합함으로써, 제 2 부분 하우징 유닛을 형성하기 위해 측면 하우징 부품들의 설치.
변속기 터보기계가 변속기 압축기로서 설계되며, 그리고 개별 출력 유닛들이 압축기로서 구체화된다면, 압축기들의 회전자들은 개별 출력 샤프트들과 설치될 수 있으며, 하우징 상의 후방 벽의 설치 후에, 압축기 하우징들이 후방 벽에 설치될 수 있다. 후방 벽은 모듈 유닛 또는 개별 부품들로서 설치될 수 있으며, 그리고, 게다가, 가스 밀봉부들 및 후방 벽을 갖는 회전자들의 설치가 하나 또는 다른 방법 단계들에서 발생할 수 있다.
중심 하우징 부품 상에서 그리고 메인 조인트 외측에 있는 추가적인 제 3 부분 하우징 상에서 지지되는 부가의 압축기 스테이지가 대형 휠을 통해 구동된다면, 추가적인 압축기 스테이지는 제 2 부분 하우징의 설치, 특히 중심 하우징 부품의 설치 후에 설치된다.
본 발명에 따른 해결책은 도면들을 참조하여 아래에서 설명된다. 상기 도면들에서, 다음에서 보다 구체적으로 예시된다:
도 1a는, 전방으로부터의 시점으로, 설치된 포지션으로 그리고 조립된 상태로, 예시적인 방식으로 구체화된 통합된 변속기의 기본 구조를 개략적으로 간소화된 예시로 도시한다;
도 1b는 측면 하우징 부품들의 제거 중에, 도 1a에서 도시된 변속기를 개략적으로 간소화된 예시로 도시한다;
도 2는 오프셋된 대형 휠을 갖는 도 1a에 따른 변속기의 일 실시예를, 예로써, 도시한다;
도 3은 본 발명에 따라 그리고 변속기 터보기계에서의 도 1a에서 도시된 바와 같이 설계된 변속기의 통합을 예시한다;
도 4a 내지 도 4e는, 개략적으로 간소화된 형태로, 변속기들의 가능한 실시예들을 도시한다;
도 5a 내지 도 5c는, 예로써, 변속기 압축기 시스템들을 위한 변속기 터보기계들에서의 일체형 변속기으로서의 가능한 사용을 도시한다;
도 6은, 예로써, 변속기 압축기의 형태로의 변속기 터보기계의 조립 중에 개별적인 방법 단계들의 순서를 예시하기 위해 흐름 선도를 사용한다.
도 1a는, 전방으로부터의 시점으로, 설치된 포지션으로 그리고 조립된 상태로, 예시적인 방식으로 구체화된 통합된 변속기의 기본 구조를 개략적으로 간소화된 예시로 도시한다;
도 1b는 측면 하우징 부품들의 제거 중에, 도 1a에서 도시된 변속기를 개략적으로 간소화된 예시로 도시한다;
도 2는 오프셋된 대형 휠을 갖는 도 1a에 따른 변속기의 일 실시예를, 예로써, 도시한다;
도 3은 본 발명에 따라 그리고 변속기 터보기계에서의 도 1a에서 도시된 바와 같이 설계된 변속기의 통합을 예시한다;
도 4a 내지 도 4e는, 개략적으로 간소화된 형태로, 변속기들의 가능한 실시예들을 도시한다;
도 5a 내지 도 5c는, 예로써, 변속기 압축기 시스템들을 위한 변속기 터보기계들에서의 일체형 변속기으로서의 가능한 사용을 도시한다;
도 6은, 예로써, 변속기 압축기의 형태로의 변속기 터보기계의 조립 중에 개별적인 방법 단계들의 순서를 예시하기 위해 흐름 선도를 사용한다.
동일한 참조 부호들은 도면들에서 동일한 엘리먼트들에 대해 각각의 경우에 사용된다.
도 1a 및 도 1b는, 개략적으로 매우 간소화된 예시로, 본 발명에 따라 구체화된 하우징(10)을 가지는, 변속기(1)의, 특히 기계 구동 트레인의 변속기 터보기계(2)를 위한 일체형 변속기의 가능한 일 실시예를 도시한다. 변속기 터보기계(2)의 일 실시예는 도 3에서 예로써 묘사된다. 변속기(1)에 의해, 이는 구동 트레인을 형성하기 위해 입력 및/또는 출력 유닛들을 통합시킨다. 스팀 터빈들, 가스 터빈들, 팽창기들 및 모터들은 입력 유닛들로서 사용될 수 있으며, 그리고 압축기들 및 발전기들은 출력 유닛들로서 사용될 수 있다. 개별적인 유닛들은 서로 커플링되고 하나 또는 그 초과의 기초 프레임, 예를 들어, 기계 파운데이션들(foundations) 상에 장착된다. 여기서, 도 3은, 예로써, 도 1a 및 도 1b에서 사시도로 도시되는 바와 같이 변속기를 가지는 변속기 압축기(20)의 형태로 변속기 터보기계(2)를 도시한다.
변속기 터보기계(2)를 위한 변속기(1)는 입력 샤프트(13)와 일체로 구체화되거나 상기 샤프트에 연결되는 입력 기어휠(3)을 포함한다. 게다가, 변속기(1)는 입력 기어휠(3)과 맞물리는(in mesh with) 큰 휠(4), 및 출력 기어휠들(5, 6 및 7)로 아래에서 지칭되는 적어도 하나, 바람직하게는 복수의 추가적인 기어휠들을 포함한다. 큰 휠(4)에 대한 이들의 설계/치수형성으로 인해, 이들은 또한 피니언들로 지칭되며, 그리고 이에 연결되는 샤프트들(15, 16, 17)은 피니언 샤프트들로 지칭된다. 이러한 배열에서, 적어도 하나의 출력 기어휠, 여기서는 제 1 출력 기어휠(5)은 도 4c 또는 도 4d에 따라 도 1a로부터의 실시예의 일 개량예에서 대형 휠(4)과 적어도 매개된(mediated) 방식으로, 즉 직접적으로 또는 간접적으로 맞물리며, 이 때 중간 휠(8)은 그 사이에 배열된다. 도 4c 또는 도 4d에 예시되는 중간 휠(8)은 중간 휠 샤프트(18)에 연결되며, 그리고 지지 구역은 L8로 표시된다.
게다가, 도 1a 및 도 1b에 도시된 설계는 입력 기어휠(3)과 맞물리는 제 2 출력 기어휠(6)을 포함한다. 또한, 제 3 출력 기어휠을 지탱하는 샤프트(17)를 갖는 제 3 출력 기어휠(7)이 제공된다. 대형 휠(4), 입력 기어휠(3) 및 출력 기어휠들(5, 6, 7) 또는 이에 연결된 각각의 샤프트들(14, 13, 15, 16, 17)은 하우징(10)에서 지지된다.
입력 기어휠(3)의 이론적인 회전 축선(R3), 대형 휠(4)과 맞물리는 제 1 출력 기어휠(5)의 이론적인 회전 축선(R5), 대형 휠(4)의 이론적인 회전 축선(R4) 및 제 2 출력 기어휠(6)의 이론적인 회전 축선(R6)은 배열 구역들(AE3, AE4, AE5, AE6)에 각각 배열된다. 이들은 서로에 대해 오프셋되게, 예컨대, 도 2에서, 예를 들어, 오프셋된 대형 휠(4)을 위한 것으로 묘사되는 바와 같이, 수직 방향으로 서로에 대해 오프셋되게 배열될 수 있거나, 대안적으로, 배열의 적어도 개별 구역들은 도 1a에서 예시되는 바와 같이 공통적인 배열 평면(E)에 위치될 수 있다. 여기서, 이론적인 회전 축선들은 각각의 기어휠들 또는 기어휠들에 연결된 샤프트들의 기하학적 회전 축선들에 상응한다.
추가의 제 3 출력 기어휠(7)의 회전 축선(R7)은 배열 평면(E)에 대해 수직 방향으로 오프셋되게 배열된다. 개별 기어휠들(입력 기어휠(3), 대형 휠(4) 및 추가적인 기어휠들(5, 6, 7))은 하우징(10) 내에 배열되고, 지지 구역들(L3, L4, L5, L6 및 L7)로 지칭되는 것의 하우징에서 지지된다. 이러한 목적을 위해, 하우징(10)은 적어도 2 개의 부분 하우징 유닛들(10.1, 10.2), 이러한 경우에는 3 개의 부분 하우징 유닛들(10.1, 10.2 및 10.3)로 분할되며, 여기서 부분 하우징 유닛들(10.1, 10.2) 사이의 메인 조인트(TH)는 지지 구역들(L3, L4, L5 및 L6)을 통해 연장한다. 부분 하우징 유닛들(10.2 및 10.3) 사이에서 연장하는 조인트(TH2)는 출력 기어휠(L7)의 지지 구역(L7)을 통해 연장한다. 기어휠들 또는 기어휠들에 연결되는 샤프트들이 하우징(10)의 양 측면들 상에서 지지될 때, 2 개의 이러한 지지 구역들(L3, L4, L5, L6 및 L7)이 각각의 기어휠의 양 측면들 상에 배열되는 하우징(10)에 제공되어야 하는 것은 자명하다.
도 1a에서 도시된 실시예에서, 메인 조인트(TH)는 바람직하게는 직선형이며, 즉 수평면(E)에 놓인다. 이는 유사하게 제 2 및 제 3 부분 하우징 유닛 사이의 추가적인 메인 조인트(TH2)에 또한 적용된다.
변속기(1)는 설치 포지션으로 묘사된다. 변속기(1)는 이러한 형태로 파운데이션(12) 상에 배열될 수 있다. 개별 기어휠들(3, 4, 5, 6)의 회전 축선들(R3, R4, R5, R6)이 상기 평면 내에 위치되더라도, 메인 조인트(TH)[메인 조인트(TH)의 경로는 개별 기어휠들(이러한 경우에, 대형 휠(4), 입력 기어휠(3) 및 출력 기어휠(5, 6))의 지지 구역들(L3, L4, L5, L6)의 배열에 의해 특성화됨]가 단일 평면(E)에서 연장할 필요가 없는 것이 자명하다. 마찬가지로, 추가적인 부가의 컴포넌트들에 의해 요구되는 차이들, 특히 돌기들 또는 오목부들의 형태의 단차부들(steps)이 가능하다. 결정적인 요인은 메인 조인트(TH)의 컨투어(contour) 및 경로는 적어도 상기 조인트에 지지되는 기어휠들의 지지 구역들, 특히, 기어휠들 또는 기어휠들에 연결되는 샤프트들(13, 14, 15 및 16)의 지지 구역들(L3, L4, L5 및 L6)을 통해 연장하도록 구체화된다.
여기서, 제 1 부분 하우징 유닛(10.1)은 설치 포지션의 저부에 있는 부분 하우징 유닛(10.1)을 형성하며, 그리고 제 2 부분 하우징 유닛(10.2)은 수직 방향으로 제 2 부분 하우징 유닛 위에 배열된 부분 하우징 유닛(10.2)을 형성한다. 하우징이 제 3 부분 하우징 유닛(10.3)으로 구체화된다면, 제 2 부분 하우징 유닛(10.2)은 또한 중앙 부분 하우징 유닛으로서 또한 지칭된다.
본 발명에 따르면, 제 2 부분 하우징 유닛(10.2)은 멀티-부품 설계를 가지며, 즉, 적어도 3 개의 하우징 부품들로 분할되며, 여기서 조인트들(T1 및 T2)은 30° 내지 150°, 바람직하게는 45° 내지 135°의 범위의 각도로, 특히 바람직하게는 90°의 각도로 메인 조인트(TH)에 대해 연장되도록 설계된다. 적어도 3 개의 하우징 부품들은 중심 하우징 부품(10.21)에 의해 그리고 조인트들(T1, T2)을 통해 상기 중심 부품에 연결되는 측면 하우징 부품들(10.22 및 10.23)에 의해 각각 형성된다. 중심 하우징 부품(10.21)과 중심 하우징 부품(10.21)의 양측들에, 즉 서로 반대편에 있는 측면들에 배열된 측면 하우징 부품들(10.22 및 10.23) 사이의 연결은 각각의 조인트들(T1, T2)의 구역에서 이루어진다. 제 2 부분 하우징 유닛(10.2)의 컴포넌트 부품들로서 중심 하우징 부품(10.21) 및 측면 하우징 부품들(10.22 및 10.23)을 포함하는 하우징 부품들과 부분 하우징 유닛(10.1) 사이의 연결은 메인 조인트(TH)의 구역에서 이루어진다. 이러한 목적을 위해, 하우징의 개별 서로 향하는 컴포넌트 부품들은 상응하는 결합 구역들(메인 조인트(TH)에서 21, 그리고 중심 하우징 부품(10.21)의 측면 및 설치 포지션의 메인 조인트(TH)를 향하는 부분 하우징 유닛(10.2)의 측면 하우징 부품(10.22 또는 10.23)에서 22.1, 22.2 및 22.3)로 설계된다. 중심 하우징 부품(10.21)에 대한 연결을 위한 측면 하우징 부품들(10.22 및 10.23) 상의 결합 구역들은 23.2 및 23.3으로 표시된다. 중심 하우징 부품(10.21)상의 결합 구역들은 23.11 및 23.12로 표시된다. 결합 구역들의 구조적 설계는 하우징의 개별 컴포넌트 부품들을 전체 하우징(10)에 결합시키기 위해 선택된 연결 디바이스들에 의존하는 방식으로 구현된다. 이들 디바이스들에 대한 다수의 가능성들이 존재하며, 여기서 해제가능하고 논포지티브(nonpositive) 연결 디바이스들이 바람직하게 선택된다. 이러한 경우, 하우징의 컴포넌트 부품들은 바람직하게는 메인 조인트(TH) 및 이의 조인트들(T1, T2, TH2)의 구역에 플랜지 표면들로 설계되며, 상기 플랜지들은 논포지티브 연결 디바이스들, 특히 체결 엘리먼트들, 예를 들어 나사들 및 스레드들을 수용하며 그리고/또는 안내하는 것을 가능하게 한다.
부분 하우징 유닛(10.3)은 조인트(TH2)에 의해 중심 하우징 부품(10.21)에 연결된다. 조인트들의 구조 설계 및 치수형성(dimensioning)과 관련된 위의 서술들은 이에 적용될 수 있다. 부분 하우징 유닛(10.3)은, 바람직하게는, 실질적으로 중심 하우징 부품(10.21)의 범위에 걸쳐 그 내부에 지지된 샤프트들에 대해 횡단하는 방향으로 연장하는 방식으로 치수형성되고 설계되며, 이에 의해 부분 하우징 유닛(10.3) 및 그 내부에 지지된 샤프트 및 이들에 연결된 출력 유닛들과 관계없이 측면 하우징 부품들(10.22, 10.23)의 제거를 실시하는 것을 가능하게 한다.
조인트들(T1, T2)은 지지 구역들(L3, L4, L5 및 L6)의 외측에 배열된다. 상기 직경이 메인 조인트 내로 돌출될 때, 이들은 대형 휠(4)의 팁 직경의 범위 내에 바람직하게 배열된다. 그 결과, 중심 하우징 부품(10.21)과 부분 하우징 유닛(10.1) 사이의 연결 구역의 선택된 치수들이 가능한 한 클 수 있어, 하우징 부품(10.1)이 중심 하우징 부품을 통해 서로 반대편에 있는 하우징 벽들의 연결에 의해 비교적 큰 범위 구역에 걸쳐 보강되는(stiffened) 것을 보장한다.
도 1a는 조립된 상태를 도시하는 반면, 측면 하우징 부품들(10.22 및 10.23)의 제거는 도 1b에서 묘사된다. 부분 하우징 유닛(10.3)이 중심 하우징 부품(10.21)에 연결된 상태를 유지할 수 있기 때문에, 부분 하우징(10.3)에 지지된 샤프트를 통해 부착될 수 있는 출력 유닛들이 중심 하우징 부품(10.21) 외측에 있는 메인 조인트에 지지되는 샤프트들에 대한 접근을 얻기 위해 제거될 필요가 없는 것을 알 수 있다. 따라서, 조립 및 분해가 상당히 간소화된다.
도 2는, 예로써 그리고 개략적이고 매우 간소화된 형태로, 도 1a에 도시된 바와 같은 변속기(1)의 수정된 실시예를 도시하며, 이 때 메인 조인트(TH)는 출력 기어휠들(5, 6)의 회전 축선들(R5, R6)에 대해 오프셋된 대형 휠(4)의 회전 축선(R4)을 가진다. 입력 기어휠(3)의 회전 축선(R3) 및 대형 휠(4)과 맞물리는 제 1 출력 기어휠(5)의 회전 축선(R5) 및 입력 기어휠(3)과 맞물리는 추가적인 제 2 출력 기어휠(6)의 회전 축선(R6)은 공통의 배열 평면(E)에 배열된다. 샤프트들(13, 15, 16)은 공통의 메인 조인트(TH)에 지지되며; 여기서 배열 평면들(AE3, AE5 및 AE6)은, 본원에서 예로써, 설치 포지션에서 수평면(E)에 위치된다. 하중 분배를 개선하고 축 방향으로의 보다 콤팩트한 구조를 보다 양호하게 구현하기 위해, 대형 휠(4)의 회전 축선(R4)은 입력 기어휠(3) 및 제 1 출력 기어휠(5)의 배열 평면(E)에 대해 수직 방향으로 오프셋되게 배열된다. 여기서, 대형 휠(4)을 지탱하는 샤프트(14)는 배열 평면(AE4)에서 평면(E) 위에 배열된다. 오프셋은 배열 구역들 사이에 단차부를 수반하여, 입력 샤프트(A)의 회전 축선(R3)과 대형 휠(4)의 회전 축선(R4) 사이의 그리고 대형 휠의 회전 축선(R4)과 제 1 출력 기어휠(5)의 회전 축선(R5) 사이의 이론적으로 수용되는 연결 라인 사이의 각도는 130° 내지 175°의 범위에 있다. 대형 휠(4) 및 기어휠들(3, 5, 6)은 나선형의 치형식(helically toothed)이다. 대형 휠(4)의 수직으로 오프셋된 배열은 최적의 하중 분포를 초래한다.
대형 휠(4)의 지지 구역(L4)은 제 1 부분 하우징 유닛(10.1) 상에 배열되지만 하우징(10)의 메인 조인트 외부에 배열되며, 상기 메인 조인트는 환경에 대한 밀봉부, 특히 오일 밀봉부를 제공한다.
도 3은 변속기 터보기계(2)에서 본 발명에 따른 변속기(1)의 통합을 사시도로 도시한다. 이는 입력 기어휠(3) 또는 대형 휠(4)과 적어도 간접적으로 맞물리는 출력 기어휠들(5, 6, 및 7)에 의해 구동되는 복수의 압축기 스테이지들(V11, V12, V21, V31, V32)를 포함한다. 이러한 목적을 위해, 압축기 스테이지들(V11, V12, V21, V31, V32)의 회전자들이 출력 기어휠들(5, 6, 7)에 연결된 샤프트들(15, 16, 17)에 장착되며, 상기 회전자들은 압축기 벽 상에 장착되는 압축기 하우징들(9.1, 9.2; 19.1 및 26.1, 26.2)에 의해 둘러싸인다. 변속기(1)는 도 1a에서와 같이 설계된다. 개별 부분 하우징 유닛들(10.1, 10.2), 제 2 부분 하우징(10.2)의 컴포넌트-부품 중심 하우징 부품(10.21) 및 측면 하우징 부품들(10.22, 10.23), 및 중심 하우징 부품(10.21)에 연결된 부분 하우징(10.3)이 보일 수 있다.
여기서 또한, 중심 하우징 부품(10.21)과 측면 하우징 부품들(10.22, 10.23) 사이의 조인트들(T1, T2)은, 서로 맞물리는 기어휠들의 면들을 향하여 바라보는 변속기(1)의 관점에서, 대형 휠의 샤프트들과 샤프트들과 맞물리고 메인 조인트에 장착된 기어휠들 사이에서 연장한다.
도 4a 내지 도 4e는, 예로써, 추가적인 변속기 구성들을 도시하며, 이 추가적인 변속기 구성들에서, 부분적인 분해의 목적을 위한 복수의 하우징 부품들로의 부분 하우징 유닛의 본 발명에 따른 분할이 사용될 수 있다.
도 4a는, 대형 휠(4) 및 그에 맞물리는 3 개의 기어휠들, 예를 들어 예를 들어 입력 기어휠(3), 제 1 출력 기어휠(5) 및 출력 기어휠(7)을 가지는 변속기(1)의 제 1 구성을 도시한다. 또한, 대형 휠(4)을 입력 기어휠로서 사용하는 것 그리고 출력 샤프트에 연결된 출력 기어휠로부터 입력 기어휠(3)을 형성하는 것이 또한 고려될 것이다.
기어휠들(3, 5 및 4)의 회전 축선들(R3, R4, 및 R5) 및 그러므로 지지 구역들(L3, L4, L5)은 메인 조인트(TH)의 공통 평면에 배열된다. 회전 축선(R7)은 조인트(TH2)에서 메인 조인트(TH)의 공통 평면에 대해 오프셋되게 배열된다. 부분 하우징 유닛(10.2)은 하우징 최상부 부품을 형성하고, 다음의 하우징 부품들: 중심 하우징 부품(10.21) 및 측면 하우징 부품들(10.22 및 10.23)로 분할된다. 조인트들(T1, T2)는 대형 휠(4)의 팁 직경의 구역에서 연장한다. 하우징 최상부 부품은 부분 하우징 유닛(10.3)에 의해 폐쇄된다. 이러한 실시예는 실질적으로 도 1a에 도시된 구성에 상응하지만, 제 2 출력 기어휠(6)은 없다.
도 4b는 오프셋된 대형 휠(4)을 갖는 도 4a에 따른 구성을 도시한다. 따라서, 기본 구성은 도 2에 설명된 것에 상응하지만, 제 2 출력 기어휠(6)이 없다.
도 4c는 평탄한 메인 조인트(TH)를 갖는 대형 휠(4)과 출력 기어휠(5) 사이에 부가의 중간 휠(8)을 가지는 1a에서 도시된 실시예의 개량예를 도시하는 반면, 도 4d는 오프셋된 대형 휠(4)을 갖는 도 4c에 도시된 구성을 재현한다.
도 4e는 조인트(TH)의 외부에서 지지되고 스터브 샤프트 피니언으로서 설계된 적어도 하나의 추가적인 출력 기어휠(28)을 갖는 도 4a에 따른 실시예를 예로써 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는, 예로써, 변속기 터보기계(2) 및 그 실시예에서 변속기(1)의 가능한 사용들을 도시한다. 도 5a는 원동기를 갖는 변속기 압축기 시스템[적어도 하나 또는 그 초과의 압축기들(V1 내지 Vn, 이러한 경우에는 V1, V2, V3 및 V4)을 구동하기 위한 변속기(1)]의 형태인 변속기 터보기계(2)의 기계 구동 트레인에서의 유리한 사용을 도시한다. 이러한 경우에, 변속기(1)는 도 1 및 도 2에서 설명된 바와 같이 구체화된다. 입력 샤프트(13)는 입력 유닛(AM)에 연결된다. 출력 기어휠들(5 및 6)에 연결된 개별 출력 샤프트들(15, 16)은 각각 압축기들 중 하나의 압축기들에 연결되고, 특히 이러한 종류의 압축기들(V1 내지 V4)의 회전자를 지탱한다.
도 5a에 도시된 원동기는 터빈(11), 특히 증기 터빈으로서 구체화된다. 이와는 반대로, 도 5b는 전기 모터(25)의 형태인 원동기를 가지는 실시예를 도시한다.
도 5c는 대형 휠(4)에서 부가의 전기 모터(27)를 가지는 도 5a에 따른 실시예를 도시한다. 전기 모터(27)는 대형 휠(4)의 샤프트(14)에 커플링된다.
도 6은, 개략적인 형태로 그리고 예로써, 순서 다이어그램을 사용하여 변속기 압축기(20)의 형태인 변속기 터보기계(2)를 조립하는 가능한 방식의 방법 단계들을 도시한다. 방법 단계(A)에서, 하우징(10)은 이용가능하게 만들어지며, 상기 하우징은 그 안에서 지지될 기어휠들의 또는 상기 기어휠들에 연결될 샤프트들의 지지 구역들을 통해 연장하는 메인 조인트(TH)에 의해 연결될 수 있는 적어도 2 개의 부분 하우징 유닛들(제 1 부분 하우징 유닛(10.1) 및 제 2 부분 하우징 유닛(10.2))을 포함하며, 여기서 연결될 부분 하우징 유닛들 중 하나의 유닛, 특히 설치 포지션에서 상부 변속기 하우징 부품을 형성하는 부분 하우징 유닛(10.2)은 적어도 3 개의 하우징 부품들(중심 하우징 부품(10.21) 및 2 개의 측면 하우징 부품들(10.22, 10.23))로 구성된다. B에서, 설치 포지션에서 저부에 있고 바람직하게는 일체형 설계를 가지는 제 1 부분 하우징 유닛(10.1)은 설치되거나 포지셔닝되며, 여기서, C에서, 대형 휠(4) 및 선택적으로 또한, 이러한 초기 단계에서, 상기 대형 휠과 맞물리는 기어휠, 예를 들어 입력 기어휠(3)은 제 1 부분 하우징 유닛(10.1)의 메인 조인트(TH)에 배열된다. 이후에, 적어도 부분적으로 대형 휠(4)을 둘러싸는 중심 하우징 부품(10.21)이 설치되고, 메인 조인트에 의해 하부 부분 하우징 유닛(10.1)에 연결된다. E에서, 출력 유닛의 후방 벽의 바닥 부분, 특히 압축기 후방 벽의 저부 부분은 부분 하우징 유닛(10.1)에 장착된다. F는 기어휠 샤프트들 및 각각의 샤프트들에 장착되는 출력 유닛들의 회전가능한 컴포넌트 부품들(특히, 압축기들(V11, V12, V21)의 회전자들)과 함께 적어도 하나의 출력 기어휠의, 바람직하게는 메인 조인트에 지지되는 추가적인 출력 기어휠들(5,6)의 설치에 의해 특성화된다. 그 다음에는, G에서, 부분 하우징 유닛(10.1) 상의 개별 압축기들의 압축기 후방 벽의 최상부 부분의 장착이 후속된다. H에서, 각각의 압축기 하우징들은 후방 벽에 장착되고, 그리고 I에서, 중심 하우징 부품(10.21) 및 제 1 부분 하우징(10.1)에 연결되고 기어휠들(3, 5 및 6)을 둘러싸는 측면 하우징 부품들(10.22, 10.23)이 설치된다. 적어도 하나의 추가의 압축기 스테이지(예를 들어, 도 2의 압축기 스테이지들(V31 및 V32))가 대형 휠(4)에 커플링되는 경우, 이러한 스테이지는 중심 하우징 부품(10.21) 상에 제공되는 조인트(TH2)에 배열된 출력 샤프트(17)에 연결되고 대형 휠(4)에 맞물리는 출력 기어휠(7)에 의해 구동된다. 설치는 방법 단계(I) 후에 수행된다.
출력 기어휠들, 특히 피니언 샤프트들이 장착된 회전자로 설치되는 경우, 후방 벽의 최상부 부분을 설치하기 전에 가스 밀봉부가 분할된 후방 벽으로 설치된다. 그렇지 않으면, 후방 벽 및 가스 밀봉부는 하나의 단계로 설치된다.
변속기 하우징의 본 발명에 따른 분할부(division)는 도면들에서 예시된 실시예들 및 변속기 터보기계들에서의 사용을 위해 묘사된 변속기 구성들에 제한되지 않는다. 대형 휠과 맞물린 기어휠들을 가지는 실시예에서의 결정적인 점은, 요구되는 모든 것이 부분적 하우징 유닛이 대형 휠을 수용하지 않는 이들의 하우징 부품들이 서비싱(servicing) 및 조립 중에 완전히 제거되지만 다른 부분 하우징 유닛들에 연결된 상태를 유지할 수 있는 방식으로, 구체화되어야 한다는 점이다.
1 변속기, 특히 일체형 변속기
2 변속기 터보기계, 특히 변속기 압축기 또는 팽창 기계
3 입력 기어휠
4 대형 휠
5 출력 기어휠
6 출력 기어휠
7 출력 기어휠
8 중간 휠
9.1 압축기 하우징
10 하우징
10.1, 10.2, 10.3 부분 하우징
10.21 중심 하우징 부품
10.22, 10.23 측면 하우징 부품
11 터빈
12 파운데이션
13 입력 샤프트
14 대형 휠 샤프트
15 출력 샤프트
16 출력 샤프트
17 출력 샤프트
18 중간 휠 샤프트
19.1, 19.2 압축기 하우징
20 변속기 압축기
21 결합 구역
22.1, 22.2, 22.3 결합 구역
23.11, 23.12, 23.2 , 23.3 결합 구역
24 원동기
25 전기 모터
26.1, 26.2 압축기 하우징
27 전기 모터
28 출력 기어휠, 특히 스터브 샤프트 피니언
V1, V2, V3, V4 압축기
V11, V12, V21, V31, V32 압축기
R3, R4, R5, R6, R7, R8 회전 축선
TH 메인 조인트
T1, T2, TH2 조인트
AE3, AE4, AE5, AE6, AE7 배열 평면
E 평면
A 내지 I 방법 단계들
2 변속기 터보기계, 특히 변속기 압축기 또는 팽창 기계
3 입력 기어휠
4 대형 휠
5 출력 기어휠
6 출력 기어휠
7 출력 기어휠
8 중간 휠
9.1 압축기 하우징
10 하우징
10.1, 10.2, 10.3 부분 하우징
10.21 중심 하우징 부품
10.22, 10.23 측면 하우징 부품
11 터빈
12 파운데이션
13 입력 샤프트
14 대형 휠 샤프트
15 출력 샤프트
16 출력 샤프트
17 출력 샤프트
18 중간 휠 샤프트
19.1, 19.2 압축기 하우징
20 변속기 압축기
21 결합 구역
22.1, 22.2, 22.3 결합 구역
23.11, 23.12, 23.2 , 23.3 결합 구역
24 원동기
25 전기 모터
26.1, 26.2 압축기 하우징
27 전기 모터
28 출력 기어휠, 특히 스터브 샤프트 피니언
V1, V2, V3, V4 압축기
V11, V12, V21, V31, V32 압축기
R3, R4, R5, R6, R7, R8 회전 축선
TH 메인 조인트
T1, T2, TH2 조인트
AE3, AE4, AE5, AE6, AE7 배열 평면
E 평면
A 내지 I 방법 단계들
Claims (22)
- 변속기(transmission)(1)로서,
상기 변속기는 대형 휠(large wheel)(4) 및 적어도 2 개의 기어휠들(3, 5, 6, 8)을 가지며, 상기 기어휠들은 상기 대형 휠(4)과 적어도 간접적으로 맞물리고 입력 유닛 및 출력 유닛 중의 한 가지 이상에 연결될 수 있는 샤프트(shaft)에 각각 연결되거나 상기 샤프트와 일체로 형성되며;
상기 변속기는 상기 기어휠들 또는 상기 기어휠들에 연결되는 샤프트들(13, 15, 16, 18)이 지지되는 하우징(housing)(10)을 가지고;
상기 하우징(10)은 적어도 2 개의 부분 하우징 유닛들(10.1, 10.2)─설치 포지션에서의 저부에 있는 제 1 부분 하우징 유닛(10.1) 및 상기 설치 포지션에서 상기 제 1 부분 하우징 유닛에 대해 수직으로 오프셋되어 배열되는 상부의 제 2 부분 하우징 유닛(10.2)─을 가지며, 상기 적어도 2 개의 부분 하우징 유닛들은 상기 대형 휠(4)과 적어도 간접적으로 맞물리는 적어도 하나의 기어휠(3, 5, 6, 8)의 또는 상기 기어휠에 연결된 상기 샤프트의 지지 구역(L3, L5, L6, L8)을 통해 연장하는 메인 조인트(main joint)(TH)에 의해 연결될 수 있으며,
상기 제 2 부분 하우징 유닛(10.2)은 적어도 3 개의 하우징 부품들─상기 대형 휠(4)의 적어도 부분을 수용하는 중심 하우징 부품(10.21), 및 상기 중심 하우징 부품(10.21)에 연결되는 2 개의 측면 하우징 부품들(10.22, 10.23)로 형성되며, 상기 중심 하우징 부품은 각각의 경우에 상기 메인 조인트(TH)에 대해 각지게(at an angle) 정렬되는 조인트(joint)(T1, T2)에 의해 개별적인 측면 하우징 부품(10.23)에 연결되는,
변속기(1).
- 제 1 항에 있어서,
상기 메인 조인트(TH)에서 지지되고 상기 대형 휠(4)과 적어도 간접적으로 맞물리는 상기 적어도 하나 또는 그 초과의 기어휠들(3, 5, 6, 8)은 상기 측면 하우징 부품들(10.22, 10.23) 중 하나의 측면 하우징 부품에 의해 적어도 부분적으로 수용되는,
변속기(1).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 대형 휠(4) 또는 상기 대형 휠에 연결되거나 상기 대형 휠과 일체로 형성되는 대형 휠 샤프트(14)는 다음의 그룹의 지지의 가능성들:
- 상기 제 1 부분 하우징 유닛과 상기 제 2 부분 하우징 유닛의 중심 하우징 부품 사이의 상기 메인 조인트에서의 지지 가능성,
- 상기 제 1 부분 하우징 유닛의 지지 가능성, 및
- 상기 중심 하우징 부품의 지지 가능성, 중의 하나의 지지 가능성에 따라 지지되는,
변속기(1).
- 제 3 항에 있어서,
상기 대형 휠(4)과 적어도 간접적으로 맞물리는 적어도 하나의 기어휠은 출력 샤프트(output shaft)(15, 16)에 연결될 수 있는 제 1 출력 기어휠(output gearwheel)(5)에 의해 형성되거나, 상기 제 1 출력 기어휠과 일체로 형성되며,
상기 변속기(1)는, 추가로 상기 대형 휠(4)과 적어도 간접적으로 각각 맞물리는 기어휠들의 다음의 그룹:
- 추가적인, 제 2 출력 기어휠(6);
- 중간 휠 샤프트(18)를 가지는 중간 휠(8)─상기 중간 휠은 출력 기어휠(5, 6)과 대형 휠(4) 사이에 배열됨─;
- 입력 샤프트(13)를 가지는 입력 기어휠(3)
로부터 선택된 적어도 하나 또는 그 초과의 추가적인 기어휠들을 포함하며,
상기 메인 조인트(TH)는 상기 기어휠들(3, 4, 5, 6, 8) 중 적어도 2 개의 기어휠들의 지지 구역들(L3, L4, L5, L6, L8)을 통해 연장하는,
변속기(1).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 대형 휠(4)은 입력 유닛(input unit)에 연결될 수 있는 대형 휠 샤프트(14)를 가지는 입력 기어휠로서 설계되며, 상기 대형 휠(4)과 맞물리는 상기 기어휠들(5, 6, 8)은 결합 회전(conjoint rotation)을 위해 각각의 출력 샤프트들(15, 16)에 연결되는 출력 기어휠들(5, 6)에 의해 또는 출력 기어휠(6)과 맞물리는 중간 휠들(8)의 형태의 기어휠들에 의해 형성되며,
상기 적어도 2 개의 부분 하우징 유닛들(10.1, 10.2)은, 상기 출력 기어휠들(5, 6) 중 적어도 하나의, 상기 중간 휠(8)의, 또는 상기 중간 휠에 연결되는 각각의 샤프트들의, 지지 구역들(L3, L5, L6, L8)을 통해 연장하는 메인 조인트(TH)에 의해 연결될 수 있는,
변속기(1).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
대형 휠(4)과 맞물리는 상기 기어휠들은 결합 회전을 위해 입력 샤프트(A)에 연결될 수 있는 입력 기어휠(3)에 의해 그리고 출력 샤프트 또는 중간 휠(8)과 함께 상기 대형 휠(4)과 맞물리는 제 1 출력 기어휠(5)에 의해 형성되며,
상기 적어도 2 개의 부분 하우징 유닛들(10.1, 10.2)은, 상기 출력 기어휠들(5, 6) 중 적어도 하나의 출력 기어휠의, 상기 입력 기어휠(3)의, 상기 중간 휠(8)의, 또는 상기 휠들에 연결되는 샤프트들의, 지지 구역들(L3, L5, L6)을 통해 연장하는 메인 조인트(TH)에 의해 연결될 수 있는,
변속기(1).
- 제 4 항에 있어서,
상기 메인 조인트(TH)는 상기 대형 휠(4)의 또는 상기 대형 휠에 연결되는 상기 대형 휠 샤프트(14)의 상기 지지 구역(L4)를 통해 연장하도록 설계되는,
변속기(1).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 중심 하우징 부품(10.21)과 상기 제 2 부분 하우징 유닛(10.2)의 측면 하우징 부품(10.22, 10.23) 사이에서 제공되는 상기 개별적인 조인트(T1, T2)는 메인 조인트에 대해 39° 내지 150°의 범위로 각지게(at an angle) 연장하도록 설계되는,
변속기(1).
- 제 4 항에 있어서,
중심 하우징 부품(10.21)과 상기 제 2 부분 하우징 유닛(10.2)의 측면 하우징 부품(10.22, 10.23) 사이에 제공되는 상기 개별적인 조인트(T1, T2)는 상기 메인 조인트(TH)에서 지지되는 개별적인 기어휠(3, 4, 5, 6, 8)의 상기 지지 구역(L3, L4, L5, L6, L8) 외부측으로 배열되는,
변속기(1).
- 제 9 항에 있어서,
상기 중심 하우징 부품(10.21)과 상기 제 2 부분 하우징 유닛(10.2)의 측면 하우징 부품(10.22, 10.23) 사이에 제공되는 상기 개별 조인트(T1, T2)는 상기 대형 휠(4)의 또는 상기 대형 휠에 연결되는 대형 휠 샤프트(14)의 지지 구역(L4)의 외부측으로 배열되고, 상기 메인 조인트를 따라 볼 때, 상기 대형 휠(4)의 팁(tip) 직경의 범위의 구역에 상응하는 범위의 구역─상기 대형 휠(4)의 회전 축선으로부터 시작함─내에 배열되는,
변속기(1).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 메인 조인트(TH)는 하나의 평면에서 또는 단차형성된 방식(stepped manner)으로 연장하도록 설계되는,
변속기(1).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 메인 조인트(TH)에서 지지되는 상기 기어휠들(3, 4, 5, 6, 8) 중 적어도 2 개의 기어휠들의 또는 상기 기어휠들에 연결되는 샤프트들의 회전 축선들(R3, R4, R5, R6, R8)은 공통의 배열 평면에서 또는 상이한 배열 평면들(AE3, AE4, AE5, AE6, AE8)에서 배열되는,
변속기(1).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
입력 또는 출력 유닛에 연결될 수 있는 샤프트에 연결되거나 상기 샤프트와 일체로 구체화되고 상기 대형 휠(4)과 적어도 간접적으로 맞물릴뿐만 아니라 부분 하우징 유닛(10.1)에서의 상기 메인 조인트(TH) 외측부에서 지지되는 적어도 하나의 기어휠(28)이 제공되며, 상기 샤프트를 갖는 상기 기어휠은 스터브 샤프트 피니언(stub shaft pinion)으로서 설계되는,
변속기(1).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
입력 또는 출력 유닛에 연결될 수 있는 샤프트에 연결되거나 상기 샤프트와 일체로 구체화되고, 상기 대형 휠(4)과 맞물리고 추가적인 조인트(TH2)에 의해 상기 중심 하우징 부품(10.21)에 연결되는 제 3 부분 하우징 유닛(10.3)에 의해 수용되는 적어도 하나의 기어휠(7)이 제공되는,
변속기(1).
- 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 부분 하우징 유닛(10.1)은 변속기 하우징 저부 부품에 의해 형성되며, 그리고, 상기 제 2 부분 하우징 유닛(10.2)은 상부 변속기 하우징 부품에 의해 형성되며, 그리고 선택적으로 제공되는 제 3 부분 하우징 유닛(10.3)은 상기 상부 변속기 하우징 부품을 폐쇄하는 부가의 변속기 하우징 커버에 의해 또는 적어도 하나의 기어휠을 적어도 부분적으로 수용하는 부분 하우징 유닛에 의해 형성되는,
변속기(1).
- 제 14 항에 있어서,
상기 측면 하우징 부품들(10.22, 10.23)이 상기 중심 하우징 부품(10.21)에 연결됨,
상기 측면 하우징 부품들(10.22, 10.23) 및 중심 하우징 부품(10.21)이 상기 제 1 부분 하우징 유닛(10.1)에 연결됨, 및
상기 개별적인 부분 하우징 유닛들(10.1, 10.2, 10.3)이 논포지티브(nonpositive) 연결 및 포지티브(positive) 연결로부터 선택된 적어도 하나의 연결 또는 그 조합에 의해 연결됨, 중의 한 가지 이상을 특징으로 하는,
변속기(1).
- 변속기 터보기계(2)로서,
상기 변속기 터보기계는, 입력 기어휠(3) 및 출력 기어휠(5, 6, 7) 중의 한 가지 이상에 연결되는 개별적인 샤프트들(13, 15, 16, 17)에 대한 연결에 의해, 입력 유닛 및 출력 유닛(V11, V12, V21, V31, V32) 중의 한 가지 이상을, 제 1 항 또는 제 2 항에서 청구된 변속기를 통한 기계 구동 트레인(machine drive train)으로 통합하는,
변속기 터보기계(2).
- 제 17 항에 있어서,
상기 입력 샤프트 및 출력 샤프트 중의 적어도 하나에 연결되는 상기 입력 유닛 및 출력 유닛(V11, V12, V21, V31, V32; V1, V2, V3, V4) 중의 한 가지 이상은 아래에 언급된 엘리먼트들의 그룹:
압축기 스테이지(compressor stage)의 회전자, 및
팽창기 스테이지(compressor stage)의 회전자로부터의 엘리먼트인,
변속기 터보기계(2).
- 제 17 항에 있어서,
상기 입력 기어휠(3)에 커플링될 수 있는 상기 입력 유닛은 아래에 언급되는 기계들:
- 터보 엔진(turbo engine),
- 터빈(turbine)(11),
- 전기 구동 모터(electric drive motor)(25) 및
- 내연 기관(internal combustion engine)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 기계인,
변속기 터보기계(2).
- 제 17 항에 청구된 변속기 터보기계(2)를 조립하기 위한 방법으로서,
상기 방법은 다음의 방법 단계들:
a) 적어도 2 개의 부분 하우징 유닛들─제 1 부분 하우징 유닛 및 제 2 부분 하우징 유닛─을 포함하는 하우징을 제공하는 단계─상기 적어도 2 개의 부분 하우징 유닛들은 상기 하우징에서 지지될 기어휠들의 또는 상기 기어휠들에 연결되는 샤프트들의 지지 구역들을 통해 연장하는 메인 조인트(TH)에 의해 연결될 수 있으며, 연결될 상기 부분 하우징 유닛들(10.1, 10.2) 중의 하나는 적어도 3 개의 하우징 부품들(10.21)─중심 하우징 부품(10.21) 및 2 개의 측면 하우징 부품들(10.22, 10.23)─로 형성되며, 상기 중심 하우징 부품(10.21)은 각각의 경우에 상기 메인 조인트(TH)에 대해 각지게 정렬된 조인트(T1, T2)에 의해 개별적인 측면 하우징 부품(10.23)에 연결될 수 있음─;
b) 설치 포지션(position)에서 저부에 있고 일체형 설계를 가지는 제 1 부분 하우징 유닛(10.1)의 설치 단계;
c) 제 1 부분 하우징 유닛(10.1)에서/상에서 대형 휠(4)의 그리고 선택적으로 상기 대형 휠과 맞물리는 기어휠의 설치 단계;
d) 상기 대형 휠(4)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 상기 중심 하우징 부품(10.21)의 설치, 및 상기 메인 조인트(TH)에서 상기 제 1 부분 하우징 유닛(10.1)에 대한 연결 단계;
e) 상기 기어휠들 또는 선택적으로 상기 대형 휠(4)과 맞물리고 상기 메인 조인트(TH)에서 지지되는 부가의 기어휠들(3, 5, 6, 8)의 설치 단계;
f) 상기 제 1 부분 하우징 유닛(10.1)에 연결되는 제 2 부분 하우징 유닛(10.2)을 형성하기 위해 상기 중심 하우징 부품(10.21)에 그리고 상기 제 1 부분 하우징 유닛(10.1)에 대한 연결을 포함하는, 상기 측면 하우징 부품들(10.22, 10.23)의 설치 단계를 포함하는,
변속기 터보기계(2)를 조립하기 위한 방법.
- 제 20 항에 있어서,
상기 변속기 터보기계(2)는 변속기 압축기로서 설계되며, 그리고 상기 개별적인 출력 유닛들은 압축기들로서 구현되며, 상기 압축기들의 회전자들은 상기 개별적인 출력 샤프트들과 설치되며, 그리고 상기 제 1 부분 하우징 유닛(10.1) 상의 후방 벽의 설치 후, 상기 제 2 부분 하우징 유닛(10.2)이 그 위에 설치되는,
변속기 터보기계(2)를 조립하기 위한 방법.
- 제 21 항에 있어서,
상기 대형 휠(4)은 중심 하우징 부품(10.21)에서 그리고 제 3 부분 하우징(10.3)에서 지지되는 부가의 압축기 스테이지(stage)를 구동시키는데 사용되며, 상기 부가의 압축기 스테이지는 상기 제 2 부분 하우징 유닛(10.2)의 설치 후에 형성되는,
변속기 터보기계(2)를 조립하기 위한 방법.
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