WO2014195390A1 - Getriebeverdichter - Google Patents

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WO2014195390A1
WO2014195390A1 PCT/EP2014/061656 EP2014061656W WO2014195390A1 WO 2014195390 A1 WO2014195390 A1 WO 2014195390A1 EP 2014061656 W EP2014061656 W EP 2014061656W WO 2014195390 A1 WO2014195390 A1 WO 2014195390A1
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WO
WIPO (PCT)
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shaft
transmission
gear
compressor
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/061656
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English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Spanel
Jan Weule
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/16—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows
    • F04D25/163—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows driven by a common gearing arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/36—Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12—Multi-stage pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/40—Transmission of power
    • F05D2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05D2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
    • F16H1/22—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H2057/02008—Gearboxes; Mounting gearing therein characterised by specific dividing lines or planes of the gear case

Definitions

  • the invention relates to a transmission compressor comprising a transmission housing, in which a transmission is arranged, wherein the transmission housing has a parting line which divides the transmission ⁇ housing in a first housing part and a second housing part, wherein the parting line extends in a plane where ⁇ at the transmission includes a plurality of shafts extending axially from a first side of the transmission housing to a second side of the transmission housing, at least some of these shafts comprising a gear, wherein at least a first shaft of these shafts extends along a first axis and through the transmission housing an axial first-side end is guided from an interior of the gear housing to the outside, wherein the first-end end is formed as a Flan ⁇ shear, such that rotational components are attachable to the first end of the first shaft.
  • Transmission compressors in the context of this invention are multi-stage turbocompressors, in which individual stages are kinematically coupled to one another and to a drive by means of a transmission. Regularly this case, the transmission is housed in a housing and the individual compressors or
  • Compressor stages are flanged to the gear housing with the respective volute casing.
  • the gearbox provides in this case from the housing projecting drive shaft stumps for driving the wheels of the individual turbo compressor stages.
  • a corresponding arrangement is already known from EP 1 691 081 B1.
  • a decisive feature of the transmission compressor presented there is a horizontal parting line which divides the housing of the transmission compressor into a lower half and an upper half.
  • a disadvantage of the arrangement according to EP 1 691 081 B1 lies in the loss of flexibility in the construction of the gear ⁇ compressor, because the distance of the waves in the sectionfu ⁇ gene level knits according to the gear ratios in the gear or according to the diameters of the gear wheels rich-. tet. This determination can lead to a transmission ratio is specifically required for egg ⁇ ne constellation of various compressors and a drive that a particularly large transmission case requires, so that
  • Parting joint has enough space for the gears to be accommodated in the transmission. In addition, it can come at the specified center distances of the drive shafts of the individual compressors and the drive shaft of the drive to space conflicts zwi ⁇ tween the individual units that can not be solved with the proposed solution in the European patent.
  • AI gear compressor From DE 199 38 492 AI and DE 102009044959 AI gear compressor are known, each with a drive shaft in the parting plane.
  • the transmission compressor according to the invention is preferably designed as a multi-stage turbocompressor with a housing of the gear compressor, in which the transmission is arranged. It is furthermore preferred that compressors or their housings or spiral housings are mounted directly on the housing in which the transmission is arranged. These are regularly flanged to the housing by means of a screw connection. These compressors comprise at least one compressor stage and are usually flowed through in a multi-stage compression process in series or serially sometimes partially parallel to each other by a process fluid.
  • the individual compressors on different output shafts which protrude from the housing of the transmission, mounted and driven by the ⁇ sen.
  • the fluid energy machines flanged to the transmission housing may also be expanders, which transmit the technical work from the relaxation of a fluid to the transmission of the turbomachine.
  • the distribution of the compressor or expander at the various output shafts or drive shafts takes place in such a way that preferably mechanical loads of the transmission from the compressors at least partially compensate.
  • axial thrusts of compressors on at least opposite shaft ends of the transmission which protrude on both sides of the housing at least partially compensate. Remaining axial forces are absorbed by thrust bearings and precautions on the gears.
  • a major advantage of the design of a gear compressor according to the invention is, in particular, that the emergency means an intermediate gear in the transmission between a driven large gear and a driven pinion on a compressor shaft means no large additional space requirements.
  • the intermediate gear can be as far as to rotate by means of which is arranged in the first part of the housing La ⁇ gerbocks to the parting plane so that the large gear and the pinion have almost the same axial distance zueinan ⁇ of, as at an arrangement without intermediate wheel would have been the case.
  • the entire transmission is housed in the interior of the transmission housing.
  • the outwardly led flanged ends are suitable for attachment of rotational components by means of conventional shaft connections.
  • These rotary components may be compressor stages or expander stages or also drives or additional power take-offs.
  • the drives can be designed as turbomachines, for example steam turbines or gas turbines, or as electric motors or other motors. Any power take-offs can also be generators in addition to the illustrated compressors.
  • the special feature of the transmission compressor according to the invention lies inter alia in the preferred mounting of the corresponding turbomachine driven by a flange end directly on the transmission housing. As a result, the transmission compressor according to the invention differs decisively from another transmission or another compressor.
  • ge ⁇ taken on a first side and a second side of the transmission housing or the transmission compressor reference is. These two sides are the flat sides of the housing, which extend with the respective surface normal in the axial direction of the shaft axes.
  • rotational components in the context of the invention means a selection of fluid energy machines or other rotary drive or driven machines. For this include in particular compressors, expander, electric motors, steam turbines or gas turbines.
  • the transmission includes a second shaft extending along a second axis, which second shaft Minim ⁇ least includes a gear, said second shaft having a sautsei- term axial second end of the second shaft , wel ⁇ Ches is led out of the housing to the outside and is designed as a flange end such that at the second end
  • Rotary components are attachable, wherein the gears of the first shaft and the second shaft are engaged with each other.
  • the transmission has a third shaft, which third shaft carries at least one gear, wherein the gear of the third shaft with the gear of the first shaft is engaged and wherein the third axis in the plane of Parting line extends.
  • a further advantageous development of the invention provides that a fourth shaft extends along a fourth axis and the fourth axis extends in the plane of the parting line, wherein the fourth shaft at least one out of the In ⁇ neren of the gear housing outwardly guided fourth Wel ⁇ lenende has, which is designed as a flange end such that rotational components can be brought to this fourth shaft end ⁇ .
  • both the first-side fourth shaft end and a second-side fifth shaft end of the fourth shaft are each guided outwardly from the interior of the transmission housing and designed as a flange end such that rotational components can be attached.
  • the second shaft has a flange end only on the second side, such that rotational components can be attached there.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention provides an arrangement comprising the gear compressor according to the invention, in which a drive is flanged to the first-side end of the first shaft.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of the gear compressor according to FIG. 2, view I,
  • Figure 2 is a side view of an inventive
  • the transmission compressor GTV comprises a transmission GTR in a housing CAS and attached to this housing CAS
  • Compressor stages a first compressor stage COl, a second compressor stage C02, a third compressor stage C03 and a fourth compressor stage C04. These compressor stages CO1-C04 are each represented as outer contours of a spiral casing SPC.
  • the compressor stages COl - C04 suck in a manner not shown axially on a process fluid and promote the process fluid at a higher pressure level by means of the spiral of the volute radially.
  • axial, radial and other directional information always refer to the axes of rotation of the individual compressors COl - C04, wherein a second axis X2 is the axis of rotation of the first compressor COl and at the same time the longitudinal axis of the second shaft SH2 and the wearer of at least one impeller of the first compressor COl. Furthermore, a third axis X3 is a longitudinal axis of a third shaft SH3 and at the same time axis of rotation or carrier for at least one compressor stage, not shown, or an impeller of the second compressor C02. A fourth axis X4 is the Rotati ⁇ onsachse for the third compressor C03 and C04 for the fourth compressor stages thereof are supported by the fourth shaft SH4, which extends with its longitudinal axis along the fourth axis X4.
  • the gear compressor GTV is driven by means of a drive shaft DS, which is connected to a flange end FE of a first
  • the Shaft SHl is mounted torque transmitting or coupled, wherein the first shaft SHl along a first axis XI extends - as well as the drive shaft DS.
  • the first wave SHL transmits a torque to the second shaft SH2, and the third shaft SH3 respectively by gears W.
  • ⁇ wherein it is preferably provided that a separate gear ⁇ couple of the torque from the first shaft SHL transmits to the second shaft SH2 and another separate gear pair transmits a torque from the first shaft SHl to the third shaft SH3.
  • the first shaft SHL means of a single toothed wheel W transmits Drehmomen W ⁇ te on toothed wheels of the third shaft SH3 and SH2 second shaft.
  • the third shaft SH3 has as gear W preferably a so-called large gear GW, which has a greater diameter than the other gears W of
  • a fifth wave SH5 extends along a fifth
  • Axis X5 and is wearer of at least one unspecified Darge ⁇ impeller of a second compressor C02.
  • GW ⁇ By means of the large gear designed as a toothed wheel W via GW ⁇ transmits the third shaft SH3 SH4 torques on the fourth shaft and the fifth shaft or SH5 in already explained manner to the first shaft SH1.
  • these waves each have gears W, which set the ratio ⁇ ratios between the individual waves.
  • the housing CAS is formed divisible in a horizontal parting line TF.
  • the parting line TF extends in a planar plane PL, wherein the second axis X2, the third axis X3 and the fourth axis X4 are arranged in the plane PL.
  • the ers ⁇ th axis XI and the second axis X2 are not disposed in the plane PL.
  • the housing CAS extends in the axial direction of the mutually parallel shafts SH1 - SH5 from a first side Sl to a second S2.
  • the invention refers to the waves ⁇ end with two indexes, the first index tion, the numbering of the shaft and the second index indicating the designation of the side of the gear housing CAS direction in which the respective shaft end points.
  • the flange end FE of the first shaft SH1 is located on the first side Sl of the housing CAS and is therefore referred to herein as axially horrfices end of the first shaft Ell. At least the axially first-side end of the first shaft Ell is led out of the housing CAS from the inner IN to the outside, for which purpose an opening OP is provided in the housing CAS, which does not lie with its center in the plane PL of the parting line TF. For assembly, the shaft SH1 is accordingly pass through this opening OP of the housing CAS or stuck through.
  • the first shaft SH1 is designed as a plug ⁇ wave, so that it is carried out with the be passed through the opening OP axial shaft section only with diameters that fit through the opening. Accordingly, a connection with a gearwheel W is designed as a plug-in connection such that the gearwheel engages in lead the first wave SHl through the opening OP is attached to the shaft.
  • the fourth compressor C04 is driven and arranged because, due to the large gear GW therebetween in the transmission GTR, the distance between the first shaft SHl and the fourth shaft SH4 on the first side Sl provides sufficient space , arranged to the spiral casing of the fourth compressor ⁇ C04.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Getriebeverdichter (GTV) umfassend ein Getriebegehäuse (CAS), in dem ein Getriebe (GTR) angeordnet ist, - wobei das Getriebegehäuse (CAS) eine Teilfuge (TF) aufweist, welche Teilfuge das Getriebegehäuse (CAS) in ein erstes Teilgehäuse (TG1) und ein zweites Teilgehäuse (TG2) aufteilt, - wobei die Teilfuge (TF) sich in einer Ebene (PL) erstreckt, - wobei das Getriebe (GTR) mehrere Wellen (SH1, SH2, SH3, SH4, SH5) aufweist, die sich von einer ersten Seite (S1) des Getriebegehäuses (CAS) zu einer zweiten Seite (S2) des Getriebegehäuses (CAS) axial erstrecken, - wobei zumindest einige dieser Wellen (SH1, SH2, SH3, SH4, SH5) mindestens ein Zahnrad (W) umfassen, - wobei mindestens eine erste Welle (SH1) sich entlang einer ersten Achse (X1) erstreckt und von einem Inneren (IN) des Getriebegehäuses (CAS) mit einem axialen erstseitigen Ende der ersten Welle (E11, SH1) nach außen geführt ist, - wobei das axiale erstseitige Ende der ersten Welle (E11, SH1) ein Flanschende (FE) aufweist, derart, dass an das axiale erstseitige Ende der ersten Welle (E11, SH1) eine An-/oder Abtriebswelle (DS) anbringbar ist. Zur Verbesserung der Flexibilität der Ausführung wird vorgeschlagen, dass die erste Achse (X1) nicht in der Ebene (PL) der Teilfuge (TF) angeordnet ist.

Description

Beschreibung Getriebe erdichter
Die Erfindung betrifft einen Getriebeverdichter umfassend ein Getriebegehäuse, in dem ein Getriebe angeordnet ist, wobei das Getriebegehäuse eine Teilfuge aufweist, die das Getriebe¬ gehäuse in ein erstes Teilgehäuse und ein zweites Teilgehäuse teilt, wobei die Teilfuge sich in einer Ebene erstreckt, wo¬ bei das Getriebe mehrere Wellen aufweist, die sich von einer ersten Seite des Getriebegehäuses zu einer zweiten Seite des Getriebegehäuses axial erstrecken, wobei zumindest einige dieser Wellen ein Zahnrad umfassen, wobei mindestens eine erste Welle dieser Wellen sich entlang einer ersten Achse erstreckt und durch das Getriebegehäuse mit einem axialen erst- seitigen Ende von einem Inneren des Getriebegehäuses nach außen geführt ist, wobei das erstseitige Ende als ein Flan¬ schende ausgebildet ist, derart, dass an das erstseitige Ende der ersten Welle Rotationskomponenten anbringbar sind.
Getriebeverdichter im Sinne dieser Erfindung sind mehrstufige Turboverdichter, bei denen einzelne Stufen mittels eines Getriebes kinematisch zueinander und an einen Antrieb gekoppelt sind. Regelmäßig ist hierbei das Getriebe in einem Gehäuse untergebracht und die einzelnen Verdichter bzw.
Verdichterstufen sind mit dem jeweiligen Spiralgehäuse an das Getriebegehäuse angeflanscht. Das Getriebe stellt hierbei aus dem Gehäuse ragende Antriebswellenstümpfe für den Antrieb der Laufräder der einzelnen Turboverdichterstufen bereit. Eine entsprechende Anordnung ist bereits aus der EP 1 691 081 Bl bekannt. Ein entscheidendes Merkmal des dort vorgestellten Getriebeverdichters ist eine horizontale Teilfuge, die das Gehäuse des Getriebeverdichters in eine untere Hälfte und ei- ne obere Hälfte teilt. Soweit dies möglich ist, werden gemäß der dort vorgestellten Ausführung so viele Wellen der Getriebeelemente mit ihren Drehachsen in der Teilfugenebene ange¬ ordnet, so dass eine Montage und Demontage des Getriebegehäuseoberteils im Wesentlichen ohne eine Demontage oder mit nur geringfügiger Demontage der kinematischen Komponenten des Getriebes erfolgen kann. Ein Nachteil der Anordnung gemäß EP 1 691 081 Bl liegt in dem Verlust von Flexibilität bei der Konstruktion des Getriebe¬ verdichters, weil sich der Abstand der Wellen in der Teilfu¬ genebene strickt nach den Übersetzungsverhältnissen im Getriebe bzw. nach den Durchmessern der Getriebezahnräder rich- tet. Diese Festlegung kann dazu führen, dass speziell für ei¬ ne Konstellation aus verschiedenen Verdichtern und einem Antrieb ein Übersetzungsverhältnis erforderlich ist, dass ein besonders großes Getriebegehäuse erfordert, damit die
Teilfuge genügend Platz für die in dem Getriebe unterzubrin- genden Zahnräder aufweist. Daneben kann es bei den festgelegten Achsabständen der Antriebswellen der einzelnen Verdichter und der Antriebswelle des Antriebs zu Bauraumkonflikten zwi¬ schen den einzelnen Aggregaten kommen, die mit der in dem europäischen Patent vorgeschlagenen Lösung nicht zu beheben sind.
Aus der US 3741 676 A ist bereits ein ungeteiltes Gehäuse für einen Verdichter mit axial eingeführten Wellen bekannt.
Aus den US 5 156 576 A, DE 42 41 141 AI ist jeweils bereits ein Getriebe mit einer horizontalen Teilfuge bekannt.
Aus der DE 10 2011 003 525 AI ist bereits ein Getriebe mit einer gestuften Teilfuge bekannt.
Aus der DE 199 38 492 AI und der DE 102009044959 AI sind Ge- triebeverdichter bekannt jeweils mit einer Antriebswelle in der Teilfugenebene.
Ausgehend von Problemen des Standes der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, ein Getriebeverdichter der eingangs definierten Art derart weiterzubilden, dass die Mög¬ lichkeiten der konstruktiven Gestaltung hinsichtlich der Achsabstände für die Antriebe der einzelnen Verdichterstufen und für den Antrieb des Getriebeverdichters an dem Getriebe flexibler gestaltet werden können.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird ein Getriebe- Verdichter der eingangs definierten Art mit den zusätzlichen Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vorge¬ schlagen. Die rückbezogenen Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung. Der erfindungsgemäße Getriebeverdichter ist bevorzugt als mehrstufiger Turboverdichter ausgebildet mit einem Gehäuse des Getriebeverdichters, in dem das Getriebe angeordnet ist. Weiterhin bevorzugt ist, dass direkt an dem Gehäuse, in dem das Getriebe angeordnet ist, Verdichter bzw. deren Gehäuse oder Spiralgehäuse, angebracht sind. Diese werden regelmäßig mittels einer Schraubverbindung an das Gehäuse angeflanscht. Diese Verdichter umfassen mindestens eine Verdichterstufe und sind in der Regel in einen mehrstufigen Verdichtungsprozess hintereinander bzw. seriell bisweilen auch teilweise parallel zueinander von einem Prozessfluid durchströmt. Hierbei werden die einzelnen Verdichter an verschiedenen Abtriebswellen, die aus dem Gehäuse des Getriebes ragen, angebracht und von die¬ sen angetrieben. Bei den an das Getriebegehäuse angeflanschten Fluidenergiemaschinen kann es sich auch um Expander han- dein, welche die technische Arbeit aus der Entspannung eines Fluides auf das Getriebe der Turbomaschine übertragen. Die Verteilung der Verdichter oder Expander an den verschiedenen Abtriebswellen bzw. Antriebswellen erfolgt in der Weise, dass sich bevorzugt mechanische Belastungen des Getriebes aus den Verdichtern zumindest teilweise kompensieren. Auf diese Weise können Axialschübe von Verdichtern an sich gegenüberliegende Wellenenden des Getriebes, die aus dem Gehäuse beidseitig hinausragen zumindest teilweise kompensieren. Verbleibende Axialkräfte werden von Axiallagern und Vorkehrungen an den Verzahnungen aufgenommen.
Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Gestaltung eines Getriebeverdichters liegt insbesondere darin, dass die Notwen- digkeit eines Zwischenrades in dem Getriebe zwischen einem angetriebenen Großrad und einem abtreibenden Ritzel an einer Verdichterwelle keinen großen zusätzlichen Bauraumbedarf bedeutet. Wird beispielsweise eine Drehrichtungsumkehr der ab- treibenden Ritzelwelle erforderlich, kann das Zwischenrad mittels des in dem ersten Teil des Gehäuses angeordneten La¬ gerbocks soweit zur Teilfugenebene versetzt werden, dass das Großrad und das Ritzel fast den gleichen Achsabstand zueinan¬ der aufweisen, wie dies bei einer Anordnung ohne Zwischenrad der Fall gewesen wäre.
Erfindungsgemäß ist bevorzugt, dass das gesamte Getriebe in dem Inneren des Getriebegehäuses untergebracht ist. Die nach außen geführten Flanschenden eignen sich zur Anbringung von Rotationskomponenten mittels üblicher Wellenverbindungen. Bei diesen Rotationskomponenten kann es sich um Verdichterstufen oder Expanderstufen handeln oder auch um Antriebe oder zusätzliche Abtriebe. Die Antriebe können als Turbomaschinen, beispielsweise Dampfturbinen oder Gasturbinen ausgeführt sein oder als Elektromotoren oder sonstige Motoren. Etwaige Abtriebe können neben den erläuterten Verdichtern auch Generatoren sein. Das besondere an dem Getriebeverdichter gemäß der Erfindung liegt unter anderem in der bevorzugten Anbringung der entsprechenden Turbomaschine angetrieben von einem Flan- sehende direkt an dem Getriebegehäuse. Hierdurch unterschei¬ det sich der erfindungsgemäße Getriebeverdichter entscheidend von einem sonstigen Getriebe oder einem sonstigen Verdichter.
In der Folge wird auf eine erste Seite und eine zweite Seite des Getriebegehäuses bzw. des Getriebeverdichters bezug ge¬ nommen. Bei diesen beiden Seiten handelt es sich um die flächigen Seiten des Gehäuses, die sich mit der jeweiligen Flächennormalen in Achsrichtung der Wellenachsen erstrecken. Der Begriff Rotationskomponenten bedeutet in der Begriffswelt der Erfindung eine Auswahl aus Fluidenergiemaschinen oder anderen rotierenden Antriebs- oder Abtriebsmaschinen. Hierzu zählen insbesondere Verdichter, Expander, Elektromotoren, Dampfturbinen oder Gasturbinen.
Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung der Erfindung, bei der das Getriebe eine zweite Welle, die sich entlang einer zweiten Achse erstreckt, umfasst, welche zweite Welle mindes¬ tens ein Zahnrad aufweist, welche zweite Welle ein zweitsei- tiges axiales zweites Ende der zweiten Welle aufweist, wel¬ ches aus dem Gehäuse nach außen herausgeführt ist und als Flanschende derart ausgebildet ist, dass an das zweite Ende
Rotationskomponenten anbringbar sind, wobei die Zahnräder von der ersten Welle und der zweiten Welle miteinander im Eingriff stehen. Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Getriebe eine dritte Welle aufweist, welche dritte Welle mindestens ein Zahnrad trägt, wobei das Zahnrad der dritten Welle mit dem Zahnrad der ersten Welle im Eingriff steht und wobei sich die dritte Achse in der Ebene der Teilfuge erstreckt.
Eine weitere vorteilhafte Fortbildung der Erfindung sieht vor, dass eine vierte Welle sich entlang einer vierten Achse erstreckt und die vierte Achse sich in der Ebene der Teilfuge erstreckt, wobei die vierte Welle mindestens ein aus dem In¬ neren des Getriebegehäuses nach außen geführtes viertes Wel¬ lenende hat, welches als Flanschende derart ausgebildet ist, dass Rotationskomponenten an dieses vierte Wellenende an¬ bringbar sind. Bevorzugt sind sowohl das erstseitige vierte Wellenende als auch ein zweitseitiges fünftes Wellenende der vierten Welle jeweils aus dem Inneren des Getriebegehäuses nach außen geführt und als Flanschende derart ausgebildet, dass Rotationskomponenten anbringbar sind. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zweite Welle nur auf der zweiten Seite ein Flanschende aufweist, derart, dass dort Rotationskomponenten anbringbar sind. Auf diese Weise können an dem erstseitigen Ende der ersten Welle ohne radiale Platzprobleme - verursacht durch etwaige Komponenten an dem erstseitigen Ende der zweiten Welle - Rotationskomponenten an das erstseitige Ende der ersten Welle angeflanscht werden. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht eine Anordnung umfassend den erfindungsgemäßen Getriebeverdichter vor, bei welcher ein Antrieb an das erstseitige Ende der ersten Welle angeflanscht ist . Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher er¬ läutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Draufsicht auf den Getriebever- dichter gemäß der Figur 2, Ansicht I,
Figur 2 eine seitliche Ansicht eines erfindungsgemäßen
Getriebeverdichters mit angeflanschten Verdich¬ tern gemäß der Figur 1, Ansicht II. In den Figuren 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Getriebeverdichter GTV jeweils schematisch dargestellt, wobei Figur 1 eine in der Figur 2 mittels des Bezuges I ausgewiesene Drauf¬ sicht wiedergibt und die Figur 2 eine in der Figur 1 mittels des Bezuges II ausgewiesene Seitenansicht wiedergibt.
Der Getriebeverdichter GTV umfasst ein Getriebe GTR in einem Gehäuse CAS und an diesem Gehäuse CAS angebracht
Verdichterstufen, eine erste Verdichterstufe COl, eine zweite Verdichterstufe C02, eine dritte Verdichterstufe C03 und eine vierte Verdichterstufe C04. Diese Verdichterstufen COl - C04 sind jeweils als äußere Konturen eines Spiralgehäuses SPC wiedergegeben. Die Verdichterstufen COl - C04 saugen in nicht näher dargestellter Art und Weise axial ein Prozessfluid an und fördern das Prozessfluid auf einem höheren Druckniveau mittels der Spirale des Spiralgehäuses radial ab. Hierbei - wie auch an anderen Stellen dieses Dokuments - beziehen sich die Richtungsangaben axial, radial und sonstige Richtungsangaben stets auf die Rotationsachsen der einzelnen Verdichter COl - C04, wobei eine zweite Achse X2 die Rotationsachse des ersten Verdichters COl ist und gleichzeitig die Längsachse der zweiten Welle SH2 bzw. die Trägerin mindestens eines Laufrades des ersten Verdichters COl ist. Weiterhin ist eine dritte Achse X3 eine Längsachse einer dritten Welle SH3 und gleichzeitig Rotationsachse bzw. Trägerin für mindestens eine nicht dargestellte Verdichterstufe bzw. eines Laufrades des zweiten Verdichters C02. Eine vierte Achse X4 ist die Rotati¬ onsachse für den dritten Verdichter C03 und für den vierten Verdichter C04 deren Stufen von der vierten Welle SH4 getragen werden, die sich mit ihrer Längsachse entlang der vierten Achse X4 erstreckt.
Der Getriebeverdichter GTV wird mittels einer Antriebswel- le DS angetrieben, die an ein Flanschende FE einer ersten
Welle SHl drehmomentübertragend angebracht bzw. angekuppelt ist, wobei sich die erste Welle SHl entlang einer ersten Achse XI erstreckt - ebenso wie die Antriebswelle DS . Die erste Welle SHl überträgt ein Drehmoment auf die zweite Welle SH2 und die dritte Welle SH3 jeweils mittels Zahnrädern W. Hier¬ bei ist es bevorzugt vorgesehen, dass ein separates Zahnrad¬ paar das Drehmoment von der ersten Welle SHl auf die zweite Welle SH2 überträgt und ein weiteres separates Zahnradpaar ein Drehmoment von der ersten Welle SHl auf die dritte Welle SH3 überträgt. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die erste Welle SHl mittels eines einzigen Zahnrades W Drehmomen¬ te auf Zahnräder W der dritten Welle SH3 und zweiten Welle SH2 überträgt. Die dritte Welle SH3 weist als Zahnrad W bevorzugt ein sogenanntes Großrad GW auf, welches einen grö- ßeren Durchmesser aufweist als die übrigen Zahnräder W des
Getriebes GTR. Hierdurch sind größere Übersetzungsverhältnis¬ se realisierbar und Bauraum schaffende Abstände zwischen den Wellen für die Verdichter möglich. Eine fünfte Welle SH5 erstreckt sich entlang einer fünften
Achse X5 und ist Trägerin mindestens eines nicht näher darge¬ stellten Laufrades eines zweiten Verdichters C02. Mittels des als Großrad GW ausgebildeten Zahnrades W über¬ trägt die dritte Welle SH3 Drehmomente auf die vierte Welle SH4 und die fünfte Welle SH5 bzw. in bereits erläuterter Art und Weise auf die erste Welle SH1. Zu diesem Zweck weisen diese Wellen jeweils Zahnräder W auf, die die Übersetzungs¬ verhältnisse zwischen den einzelnen Wellen festlegen.
Das Gehäuse CAS ist in einer horizontalen Teilfuge TF teilbar ausgebildet. Die Teilfuge TF erstreckt sich in einer planaren Ebene PL, wobei die zweite Achse X2, die dritte Achse X3 und die vierte Achse X4 in der Ebene PL angeordnet sind. Die ers¬ te Achse XI und die zweite Achse X2 sind nicht in der Ebene PL angeordnet. Das Gehäuse CAS erstreckt sich in axialer Richtung der zueinander parallel ausgerichteten Wellen SH1 - SH5 von einer ersten Seite Sl zu einer zweiten S2.
Für eine einfache Lesart bezeichnet die Erfindung die Wellen¬ enden mit zwei Indizes, wobei der erste Index die Nummerie- rung der Welle angibt und der zweite Index die Bezeichnung der Seite des Getriebegehäuses CAS, in welche Richtung das jeweilige Wellende weist.
Das Flanschende FE der ersten Welle SH1 befindet sich auf der ersten Seite Sl des Gehäuses CAS und wird deswegen vorliegend als axial erstseitiges Ende der ersten Welle Ell bezeichnet. Zumindest das axial erstseitige Ende der ersten Welle Ell ist aus dem Gehäuse CAS von dem Inneren IN nach außen geführt, wobei hierzu in dem Gehäuse CAS eine Öffnung OP vorgesehen ist, die mit ihrem Zentrum nicht in der Ebene PL der Teilfuge TF liegt. Zur Montage ist die Welle SH1 dementsprechend durch diese Öffnung OP des Gehäuses CAS hindurchzuführen bzw. hindurch zu stecken. Hierzu ist die erste Welle SH1 als Steck¬ welle ausgeführt, so dass diese mit dem durch die Öffnung OP hindurchzuführenden axialen Wellenabschnitt nur mit Durchmes- sern ausgeführt ist, die durch die Öffnung hindurch passen. Entsprechend ist eine Verbindung mit einem Zahnrad W derart als Steckverbindung ausgebildet, dass das Zahnrad beim Ein- führen der ersten Welle SHl durch die Öffnung OP auf die Welle aufgesteckt wird.
Damit genügend Bauraum für die Antriebswelle DS und die Mon- tage dieser an das Flanschende FE der ersten Welle SHl vorliegt, ist auf der ersten Seite Sl an dem Gehäuse CAS im Be¬ reich eines ersten axialen Endes der zweiten Welle E12 bevorzugt keine Verdichterstufe vorgesehen. An dem gegenüberlie¬ genden Ende, dem zweitseitigen axialen Ende der zweiten Welle E22 ist der erste Verdichter COl an dem Gehäuse CAS ange¬ bracht und dessen mindestens ein Laufrad wird von der zweiten Welle SH2 angetrieben. Ebenso befindet sich an dem zweitsei¬ tigen axialen Ende der fünften Welle E25 der zweite Verdichter C02. An dem zweitseitigen axialen Ende der vierten Welle E24 befindet sich der dritte Verdichter C03. An dem gegenüberliegenden erstseitigen Ende der vierten Welle SH4 ist der vierte Verdichter C04 angetrieben und angeordnet, weil in Folge des dazwischen befindlichen Großrades GW in dem Getriebe GTR der Abstand zwischen der ersten Welle SHl und der vierten Welle SH4 auf der ersten Seite Sl genügend Bauraum bietet, das Spiralgehäuse des vierten Verdichters C04 anzu¬ ordnen .

Claims

Patentansprüche
Getriebeverdichter (GTV) umfassend ein Getriebegehäuse (CAS) , in dem ein Getriebe (GTR) angeordnet ist,
- wobei das Getriebegehäuse (CAS) eine Teilfuge (TF) aufweist, welche Teilfuge das Getriebegehäuse (CAS) in ein erstes Teilgehäuse (TG1) und ein zweites Teilgehäu¬ se (TG2) aufteilt,
- wobei die Teilfuge (TF) sich in einer Ebene (PL) er¬ streckt,
- wobei das Getriebe (GTR) mehrere Wellen (SH1, SH2, SH3, SH4, SH5) aufweist, die sich von einer ersten Sei¬ te (Sl) des Getriebegehäuses (CAS) zu einer zweiten Sei¬ te (S2) des Getriebegehäuses (CAS) axial erstrecken,
- wobei zumindest einige dieser Wellen (SH1, SH2, SH3, SH4, SH5) mindestens ein Zahnrad (W) umfassen,
- wobei mindestens eine erste Welle (SH1) sich entlang einer ersten Achse (XI) erstreckt und von einem Inne¬ ren (IN) des Getriebegehäuses (CAS) mit einem axialen erstseitigen Ende der ersten Welle (Ell, SH1) nach außen geführt ist,
- wobei das axiale erstseitige Ende der ersten Wel¬ le (Ell, SH1) ein Flanschende (FE) aufweist, derart, dass an das axiale erstseitige Ende der ersten Wel¬ le (Ell, SH1) eine An-/oder Abtriebswelle (DS) anbringbar ist
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Achse (XI) nicht in der Ebene (PL) der
Teilfuge (TF) angeordnet ist.
Getriebeverdichter (GTV) nach Anspruch 1,
wobei das Getriebe (GTR) eine zweite Welle (SH2), die sich entlang einer zweiten Achse (X2) erstreckt aufweist, welche mindestens ein Zahnrad (W) aufweist, wel¬ che zweite Welle (SH2) ein zweitseitiges axiales Ende der zweiten Welle (E22) aufweist, welches aus dem Ge¬ triebegehäuse (CAS) nach außen geführt ist und als An- triebswellenstumpf (DSE) derart ausgebildet ist, dass an das zweitseitige Ende der zweiten Welle (E22) anzutrei¬ bende Rotationskomponenten anbringbar sind, wobei ein Zahnrad (W) von der ersten Welle (SH1) und ein Zahnrad (W) von der zweiten Welle (SH2) miteinander im Eingriff stehen.
Getriebeverdichter (GTV) nach Anspruch 2,
wobei die zweite Achse (X2) in der Ebene der
Teilfuge (TF) angeordnet ist.
Getriebeverdichter (GTV) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Teilfuge sich horizontal erstreckt.
Getriebeverdichter (GTV) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2,3,
wobei das Getriebe (GTR) eine dritte Welle (SH3) , die sich entlang einer dritten Achse (X3) erstreckt, auf¬ weist, welche mindestens ein Zahnrad (W) aufweist, wobei ein Zahnrad (W) von der ersten Welle (SH1) und ein Zahnrad (W) von der dritten Welle (SH3) miteinander im Eingriff stehen.
Getriebeverdichter (GTV) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2,3,
wobei das Zahnrad (W) der dritten Welle (SH3) einen grö¬ ßeren Durchmesser aufweist als die übrigen Zahnräder des Getriebes (GTR) .
Getriebeverdichter (GTV) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5, 6,
wobei das Getriebe (GTR) eine vierte Welle (SH4), die sich entlang einer vierten Achse (X4) erstreckt, aufweist, welche mindestens ein Zahnrad (W) aufweist, wobei ein Zahnrad (W) von der dritten Welle (SH3) und ein Zahnrad (W) von der vierten Welle (SH3) miteinander im Eingriff stehen, welche vierte Welle (SH2) ein zweitsei- tiges axiales Ende der vierten Welle (E24) aufweist, welches aus dem Getriebegehäuse (CAS) nach außen geführt ist und als Antriebswellenstumpf (DSE) derart ausgebil- det ist, dass an das zweitseitige Ende der vierten Wel¬ le (E24) anzutreibende Rotationskomponenten anbringbar sind .
Getriebeverdichter (GTV) nach dem der vorhergehenden Anspruch 7,
wobei die vierte Welle (SH2) ein erstseitiges axiales Ende der vierten Welle (E14) aufweist, welches aus dem Getriebegehäuse (CAS) nach außen geführt ist und als An¬ triebswellenstumpf (DSE) derart ausgebildet ist, dass an das erstseitige Ende der vierten Welle (E14) anzutrei¬ bende Rotationskomponenten anbringbar sind.
Getriebeverdichter (GTV) nach mindestens einem der vor hergehenden Ansprüche 2,7,8
wobei als die anzutreibende Rotationskomponente eine Verdichterstufe (COl, C02, C03, C04) oder eine
Expanderstufe an dem Getriebeverdichter (GTV) als Bestandteil des Getriebeverdichters (GTV) angebracht ist
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