JP2011130657A - Gas turbine power generator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ガスタービン発電装置に関する。 The present invention relates to a gas turbine power generator.
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)。 Conventionally, as a gas turbine power generator, there is one in which a speed reducer connected to a gas turbine and a generator are connected by a shaft having a coupling portion (see, for example, JP-A-2002-4881 (Patent Document 1)). ).
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。 In a gas turbine power generator with such a configuration, when grid-connected operation is performed, the voltage drop due to an instantaneous power failure caused by lightning strikes, etc., causes the generator to generate excessive shaft torsion torque and damage the gas turbine. Become. Therefore, in the gas turbine power generator described above, a shapin is incorporated in the coupling portion of the shaft connecting the speed reducer and the generator, and the shapin provided in the coupling portion breaks when excessive shaft torsion torque is generated. Thus, the gas turbine is protected.
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。 However, in a gas turbine power generation device that has been reduced in size, the generator is directly connected to the reduction gear without using a coupling, and the reduction gear side bearing of the generator and the bearing of the reduction gear output shaft are shared, Cannot be used to protect the gas turbine. For this reason, in the gas turbine power generator described above, the torsional strength of the quill shaft connecting the speed reducer and the gas turbine is reduced, and the quill shaft is broken when an excessive shaft torsion torque is generated in the generator. Is protecting.
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。 However, in the gas turbine power generator, in order to replace the broken quill shaft, it is necessary to remove the gas turbine from the speed reducer, and there is a problem that the work is large and it takes time to recover.
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。 Then, the subject of this invention is providing the gas turbine power generator which can attach or detach the broken quill shaft easily, without removing a gas turbine from a reduction gear.
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。
In order to solve the above problems, the gas turbine power generator of the present invention is
A gas turbine power generator that directly connects a gas turbine and a generator with a speed reducer,
The reducer is
A spline provided on the outer periphery of both ends, a notch provided on the outer periphery between the splines, and a quill shaft having an oil supply passage on the inside;
Cylindrical shape in which the quill shaft is inserted into the inner periphery, a spline that is engaged in the radial direction with the spline on the generator side of the quill shaft is provided, and an external gear that engages with a reduction gear is provided on the outer periphery Input shaft,
An input housing that rotatably supports the input shaft via a bearing;
An oil supply nozzle for supplying oil from one end of the input shaft on the generator side to the inner periphery of the input shaft and the oil supply passage of the quill shaft;
The quill shaft, the input shaft, the input housing, and a speed reducer case in which the oiling nozzle is housed,
The generator side of the speed reducer case is provided with a generator side opening through which at least the quill shaft and the oiling nozzle can be taken out.
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。 According to the above configuration, for example, when an excessive shaft torsion torque is generated in the generator, the notch portion of the quill shaft whose strength is intentionally reduced is broken. When replacing the broken quill shaft, oil is first supplied from the generator side opening of the reduction gear case to the inner periphery of the input shaft and the oil supply passage of the quill shaft from one end of the input shaft on the generator side. Take out the oil nozzle. Thereafter, the generator-side portion of the broken quill shaft and the gas turbine-side portion of the quill shaft are sequentially taken out from the generator-side opening of the reduction gear case to the outside using a jig or the like. Then, a new quill shaft is inserted from the generator side opening of the reduction gear case into the inner periphery of the input shaft using a jig or the like.
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。 In this way, the generator side of the reducer case is provided with a generator side opening that can take out at least the quill shaft and the oiling nozzle to the outside, thereby breaking the quill shaft without removing the gas turbine from the reducer. Can be easily attached and detached.
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。 In the gas turbine power generator according to an embodiment, the gas turbine is detachably connected to the speed reducer case of the speed reducer, and is provided on a gas turbine side mounting surface of the speed reducer case. A gas turbine side outer peripheral end portion of the input housing, and an input housing support portion that cantilever-supports the input housing. It is fixed to the speed reducer case via a housing support.
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。 According to the above embodiment, the gas turbine is detachably coupled from the speed reducer case of the speed reducer, and fits into the gas turbine side opening provided on the gas turbine side mounting surface of the speed reducer case, A gas turbine side outer peripheral end portion of the input housing is fitted inside, and an input housing support portion for cantilevering the input housing is provided. Since the gas turbine side of the input housing is fixed to the reduction gear case via the input housing support portion, the input housing restraint by the reduction gear case can be released simply by removing the input housing support portion from the gas turbine side.
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。 As a result, the gas turbine can be removed from the reduction gear case, and the input housing together with the input shaft can be taken out from the gas turbine side opening of the reduction gear case using a jig or the like. After replacing the bearing provided in the input housing taken out to a new one, the input shaft and the input housing are again connected to the reduction gear case using a jig or the like from the gas turbine side opening of the reduction gear case. It can also be installed inside.
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。 In addition, by supporting the input housing in a cantilever manner on the gas turbine side with the input housing support portion, the restraint of the input housing by the reduction gear case can be released simply by removing the input housing support portion from the gas turbine side. The input housing together with the input shaft can be easily removed from the reduction gear case.
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。 Furthermore, according to the configuration of the present invention, when the input housing is taken out together with the input shaft from the gas turbine side opening of the reduction gear case using a jig or the like, and is attached to the reduction gear case again, Since a jig or the like can be used not only from the turbine side opening but also from the generator side opening, the input housing can be supported from the gas turbine side and the generator side by a jig or the like. Therefore, the input shaft and the input housing can be taken out and attached more stably.
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。 In the gas turbine power generator according to an embodiment, the gas turbine side opening of the speed reducer case has an input assembly including the input housing and the input shaft, and the speed reducer without the input housing support. The size is movable in the axial direction of the input shaft without contacting the working gear.
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。 According to the above embodiment, the gas turbine side opening of the reduction gear case is input so that the input assembly including the input housing and the input shaft does not contact the reduction gear without the input housing support. By making the size movable in the axial direction of the shaft, the input assembly can be taken out from the speed reducer without removing the speed reducer from the generator.
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。 In the gas turbine power generator according to one embodiment, the anti-swaying spline that engages the input shaft in the radial direction is provided on the outer periphery of the quill shaft.
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。 According to the above-described embodiment, by providing the runout prevention spline that engages the input shaft in the radial direction on the outer periphery of the quill shaft, the portion of the broken quill shaft on the generator side is shaken within the input shaft. It is possible to prevent the inner peripheral surface of the input shaft from being damaged by turning.
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。 In one embodiment, the notch of the quill shaft is provided between the spline on the gas turbine side and the anti-swaying spline.
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。 According to the above embodiment, the notch of the quill shaft is provided between the spline on the gas turbine side and the spline for preventing run-out, so that the generator-side portion of the broken quill shaft is located inside the input shaft. It is possible to reliably prevent the inner peripheral surface of the input shaft from being damaged by being swung around.
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。 Moreover, in the gas turbine power generation device of one Embodiment, the thread part is provided in the edge part inner periphery of the said generator side of the said quill shaft.
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。 According to the above embodiment, by providing a screw portion on the generator side of the oil supply passage of the quill shaft, the screw portion provided at the tip of a jig or the like is screwed to the screw portion, so that the quill shaft and It can be easily pulled out by connecting jigs.
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。 As is clear from the above, according to the gas turbine power generator of the present invention, it is possible to realize a gas turbine power generator capable of easily attaching and detaching a broken quill shaft without removing the gas turbine from the reduction gear.
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。 Hereinafter, a gas turbine power generator of the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
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。
FIG. 1 is a side view showing an entire gas turbine power generator according to an embodiment of the present invention, wherein 1 is a gas turbine, 2 is a generator, 3 is a speed reducer for connecting the
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。
FIG. 2A shows a longitudinal sectional view of a main part of the
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。
As shown in FIG. 2A, the
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)。
An oiling
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。
In FIG. 2A and FIG. 2B, the inspection
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。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the
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。
As shown in FIG. 3, the
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。
The
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。
The
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。
FIG. 4 shows an enlarged cross-sectional view of the
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。
When the
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。
In the gas turbine power generator configured as described above, when the operation of the
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。
At this time, lubricating oil is supplied to the
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。
In addition, by attaching a metal to the tip of the
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。
Next, a procedure for replacing the
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。
For example, in a gas turbine power generator connected to the grid, when an excessive shaft torsion torque is generated in the
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。
In this case, a cover (not shown) of the inspection
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。
By providing a spline prevention spline 24 (shown in FIG. 4) that engages the
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。
In particular, by providing the
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。
Next, as shown in FIG. 6, the
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。
The
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。
As shown in FIG. 6, the
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。
Next, as shown in FIG. 7, the
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。
Next, as shown in FIG. 8, the
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。
Next, FIG. 11 shows a state in which the
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。
The
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。
In addition, a
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。
In FIG. 11, the
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。
Next, as shown in FIG. 12, the
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。
Then, as shown in FIG. 13, the
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。
In this manner, after the
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。
As described above, in the gas turbine power generation apparatus in which the
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。
Further, by providing the
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。
In the above embodiment, the
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。
Further, although the spline prevention spline 24 that engages the
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。
Next, a procedure for taking out the input assembly 30 (
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。
As shown in FIG. 1, the gas turbine power generator is housed in a
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。
First, as shown in FIGS. 15A and 15B, the lubricating
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。
As shown in FIG. 15B, the
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。
Next, as shown in FIGS. 16A and 16B, after the
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。
As shown in FIG. 16B, the
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。
The
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。
In the present embodiment, the
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。
By removing the hexagon bolts 51 and 52 and removing the
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。
In addition, although the structure of the
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。
Next, as shown in FIGS. 17A and 17B, the rotation of the
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。
For example, the
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。
In this way, the
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。
Note that the
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。
Next, as shown in FIGS. 18A and 18B, the
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。
Then, as shown in FIGS. 19A and 19B, the
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。
As described above, since it is necessary to avoid the
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。
According to the above procedure, the
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。
In addition, it is possible to attach the taken-out
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。 In general, the bearing of the input shaft (input shaft) of the speed reducer rotates at a high speed in the same manner as the bearing of the high speed rotating shaft of the gas turbine, and therefore has a short life. It is necessary to replace it with the same period as the bearings. The input shaft bearing of this reduction gear is a thrust direction positioning structure in which the reduction gear structure is configured such that the second gear of the reduction gear is sandwiched by the small gear of the input shaft. Without disassembling the machine, the input shaft (input shaft) could not be removed and the bearing could not be replaced.
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。
Further, in general, a reduction gear reduced in size cannot be disassembled unless the reduction gear is removed from the generator because the split surface of the reduction gear case is perpendicular to the shaft. For example, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2A, the
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。
On the other hand, according to the configuration of the embodiment of the present invention, since the gas turbine side of the
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。
Further, by using the
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。
Further, the gas turbine side opening 71a of the
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。
Therefore, according to the configuration of the embodiment of the present invention, when the
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。 Although specific embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
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
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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。 A gas turbine power generator that directly connects a gas turbine and a generator with a speed reducer,
The reducer is
A spline provided on the outer periphery of both ends, a notch provided on the outer periphery between the splines, and a quill shaft having an oil supply passage on the inside;
A cylindrical shape in which the quill shaft is inserted into the inner periphery, a spline that is radially engaged with the spline on the generator side of the quill shaft is provided, and an outer peripheral gear that meshes with a reduction gear is provided on the outer periphery. An input shaft;
An input housing that rotatably supports the input shaft via a bearing;
An oil supply nozzle for supplying oil from one end of the input shaft on the generator side to the inner periphery of the input shaft and the oil supply passage of the quill shaft;
The quill shaft, the input shaft, the input housing, and a speed reducer case in which the oiling nozzle is housed,
A gas turbine power generator comprising a generator side opening capable of taking out at least the quill shaft and the oiling nozzle to the outside on the generator side of the speed reducer case.
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。 The gas turbine power generator according to claim 1,
The gas turbine is detachably connected to the speed reducer case of the speed reducer,
The input housing is fitted into the gas turbine side opening provided on the gas turbine side mounting surface of the speed reducer case, and the gas turbine side outer peripheral end of the input housing is fitted inside, so that the input housing is separated. It has an input housing support that supports it,
The gas turbine power generator, wherein the input housing is fixed to the speed reducer case via the input housing support portion.
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。 The gas turbine power generator according to claim 2,
The gas turbine side opening of the reducer case is
An input assembly including the input housing and the input shaft is sized so as to be movable in the axial direction of the input shaft without contacting the reduction gear without the input housing support portion. Gas turbine power generator.
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。 In the gas turbine power generator according to any one of claims 1 to 3,
A gas turbine power generator comprising a sway prevention spline that engages the input shaft in a radial direction on an outer periphery of the quill shaft.
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。 The gas turbine power generator according to claim 4,
The gas turbine power generator according to claim 1, wherein the notch of the quill shaft is provided between the spline on the gas turbine side and the spline for preventing run-out.
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。 In the gas turbine power generator according to any one of claims 1 to 5,
A gas turbine power generator, wherein a screw portion is provided on an inner periphery of an end of the quill shaft on the generator side.
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