JP2012087938A - Coupling cover - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カップリングカバー、特に、高速回転する回転軸を連結するカップリングを覆うカップリングカバーに関する。 The present invention relates to a coupling cover, and more particularly to a coupling cover that covers a coupling that connects a rotating shaft that rotates at a high speed.
従来、回転軸を高速で回転(例えば、約10000rpm)させるタービン等と、回転軸の回転速度を落とす減速機との間には、回転軸線のずれ等を吸収するとともに、両者を連結するカップリングが配置する構成が知られている。
このようなカップリングが高速で回転すると、カップリングに設けられているボルトやナットなどが高速移動するため風切り音が発生し、騒音源になるという問題があった。
Conventionally, a coupling that couples the rotation axis is absorbed and absorbed between a turbine that rotates the rotation shaft at a high speed (for example, about 10,000 rpm) and a speed reducer that reduces the rotation speed of the rotation shaft. A configuration in which is arranged is known.
When such a coupling rotates at a high speed, there is a problem in that wind noise is generated due to the high speed movement of bolts and nuts provided in the coupling, resulting in a noise source.
上述の問題を解決するため、従来はカップリングの周囲を覆うカップリングカバーを配置する技術などが知られている(例えば、特許文献1および2参照。)。
このように、カップリングカバーを配置することにより、カップリングから外部への騒音の漏れが抑制され、かつ、作業者が不用意に回転しているカップリングに触れることも防止された。
In order to solve the above-described problem, conventionally, a technique of arranging a coupling cover that covers the periphery of the coupling is known (see, for example,
As described above, by arranging the coupling cover, leakage of noise from the coupling to the outside is suppressed, and the operator is prevented from touching the rotating coupling inadvertently.
しかしながら、カップリングの連結に用いられるボルト等による風損と、カップリング端面の摩擦により熱が発生するため、カップリングカバーの内部に熱がこもるという問題があった。
すると、カップリングカバー内部にこもった熱は、熱伝導によりカップリングカバーにも伝わるため、結果的にカップリングカバーも高温になるという問題があった。
However, heat is generated due to windage loss caused by bolts used for coupling coupling and friction on the coupling end face, which causes a problem that heat accumulates inside the coupling cover.
Then, the heat trapped inside the coupling cover is also transferred to the coupling cover by heat conduction, resulting in a problem that the coupling cover also becomes hot.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、カップリングカバーの温度上昇を抑制することができるカップリングカバーを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a coupling cover that can suppress an increase in temperature of the coupling cover.
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のカップリングカバーは、一の回転軸および他の回転軸を連結するカップリングを内部に納めるカバー本体と、該カバー本体に形成された前記一の回転軸が挿通される一の貫通孔と、前記カバー本体に形成された前記他の回転軸が挿通される他の貫通孔と、前記一の貫通孔および前記他の貫通孔との間における前記カバー本体に形成され、前記カバー本体の内部と外部との間で流体が流通する流通部と、が設けられたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The coupling cover of the present invention includes a cover main body that houses a coupling for connecting one rotary shaft and another rotary shaft, and one through-hole through which the one rotary shaft formed in the cover main body is inserted. And formed in the cover body between the other through-hole through which the other rotation shaft formed in the cover body is inserted, and the one through-hole and the other through-hole. And a circulation part through which a fluid circulates between the inside and the outside.
本発明によれば、一および他の回転軸とカップリングとが回転すると、一の回転軸と一の貫通孔との間の隙間、および、他の回転軸と他の貫通孔との間の隙間から流体である空気がカップリングカバーの中に流入し、カップリングカバー内の流体は流通部を介して外部に流出する。
そのため、カップリング等で熱が発生しても、熱は流体の流れにともないカップリングカバーの外部に流出し、カップリングカバーの内部に熱がこもらない。
According to the present invention, when one and the other rotating shaft and the coupling rotate, the gap between the one rotating shaft and the one through-hole, and between the other rotating shaft and the other through-hole. Air, which is a fluid, flows into the coupling cover from the gap, and the fluid in the coupling cover flows out to the outside through the circulation portion.
Therefore, even if heat is generated by the coupling or the like, the heat flows out to the outside of the coupling cover as the fluid flows, and the heat does not stay inside the coupling cover.
具体的には、一および他の回転軸とカップリングとの回転により、一および他の回転軸とカップリングとの周囲の流体は、一および他の回転軸を中心とする径方向外側に向かって流れる。すると、一および他の回転軸とカップリングとの周囲の圧力が低下し、一の貫通孔との間の隙間、および、他の回転軸と他の貫通孔との間の隙間から流体がカップリングカバーの中に流入する。一方、径方向外側に向かって流れた流体は、流通部を介してカップリングカバーの外部へ流出する。 Specifically, due to the rotation of the one and other rotating shafts and the coupling, the fluid around the one and other rotating shafts and the coupling is directed radially outward with the one and other rotating shafts as the center. Flowing. Then, the pressure around the one and other rotating shafts and the coupling decreases, and the fluid is cupped from the gap between the one through hole and the gap between the other rotating shaft and the other through hole. It flows into the ring cover. On the other hand, the fluid that has flowed outward in the radial direction flows out to the outside of the coupling cover through the circulation portion.
上記発明の参考例においては、前記流通部は、前記カバー本体における下面に設けられた貫通孔であることが望ましい。 In the reference example of the invention, it is preferable that the flow part is a through hole provided in a lower surface of the cover body.
本発明の参考例によれば、流通部を介してカップリングカバー内部から外部に流出する流体は、カバー本体から下方に向かって流出する。そのため、熱をともなって流出する流体が、周囲で作業を行っている作業者に直接当たることがない。 According to the reference example of the present invention, the fluid that flows out from the inside of the coupling cover through the circulation portion flows out downward from the cover body. Therefore, the fluid that flows out with heat does not directly hit the worker who is working around.
上記発明においては、前記流通部は、前記カバー本体の上面から上方に向かって延び、端部が下方に向かって延びるように曲げられたベント管であることが望ましい。 In the above invention, it is desirable that the flow part is a bent pipe that is bent upward so that the end part extends upward from the upper surface of the cover main body.
本発明によれば、流通部を介してカップリングカバー内部から外部に流出する流体は、ベント管の端部から下方に向かって、言い換えるとカバー本体に向かって流出する。そのため、熱をともなって流出する流体が、周囲で作業を行っている作業者に直接当たることが防止される。 According to the present invention, the fluid that flows out from the inside of the coupling cover through the circulation part flows out from the end of the vent pipe downward, in other words, toward the cover body. Therefore, the fluid that flows out with heat is prevented from directly hitting an operator who is working in the surroundings.
本発明のカップリングカバーによれば、一および他の回転軸とカップリングとが回転すると、一の回転軸と一の貫通孔との間の隙間、および、他の回転軸と他の貫通孔との間の隙間から流体である空気がカップリングカバーの中に流入し、カップリングカバー内の流体は流通部を介して外部に流出するため、カップリング等で熱が発生しても、熱は流体の流れにともないカップリングカバーの外部に流出し、カップリングカバーの内部に熱がこもらず、カップリングカバーの温度上昇を抑制することができるという効果を奏する。 According to the coupling cover of the present invention, when one and the other rotating shaft and the coupling rotate, the gap between the one rotating shaft and the one through hole, and the other rotating shaft and the other through hole. Since air, which is a fluid, flows into the coupling cover from the gap between the two and the fluid in the coupling cover flows out through the circulation part, heat is generated even if heat is generated by the coupling, etc. Flows out to the outside of the coupling cover as the fluid flows, and heat is not trapped inside the coupling cover, so that an increase in the temperature of the coupling cover can be suppressed.
〔第1の参考例〕
以下、本発明の第1の参考例に係るカップリングカバーついて図1から図3を参照して説明する。
図1は、本参考例のカップリングカバーに係る発電機タービンの全体構成を説明する模式図である。
本参考例では、本発明の係るカップリングカバー61を、発電機タービン1のカップリング51を覆うものに適用して説明する。特に、舶用の発電機タービンにおけるタービン2と、減速器3との間を連結するカップリング51を覆うものに適用して説明する。
[First Reference Example]
Hereinafter, a coupling cover according to a first reference example of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of a generator turbine according to the coupling cover of the present reference example.
In this reference example, the
なお、上述のように、カップリングカバー61は舶用の発電機タービン1のカップリング51を覆うものであってもよいし、他の用途の発電機タービンに用いても良いし、さらには、発電機タービン以外の回転機械に用いられるカップリングを覆うものであってもよく、特に限定するものではない。
As described above, the
発電機タービン1は、外部から供給された高圧の蒸気等の流体を用いて発電を行うものである。
発電機タービン1には、図1に示すように、回転駆動力を発生するタービン2と、回転速度を落とす減速器3と、発電を行う発電機4と、タービン2と減速器3とを連結するカップリング部5と、が設けられている。
The
As shown in FIG. 1, the
タービン2は、外部から供給された高圧の蒸気により回転駆動力を発生するものである。
タービン2には、高圧蒸気の供給を受けて回転駆動力を発生するタービン本体21と、発生された回転駆動力を伝達するタービン側回転軸(一の回転軸)22と、が設けられている。なお、本参考例のタービン本体21としては、公知のタービンの構成を用いることができ、特に限定するものではない。
The
The
タービン側回転軸22は、回転可能に支持されているとともに、タービン本体21からカップリング部5に向かって延びる円柱状の部材である。タービン側回転軸22におけるカップリング部5側の端部には、カップリング部5のカップリング51と接続されるタービン側フランジ部23が設けられている。
The turbine-side rotating
減速器3は、タービン2から伝達されてきた回転駆動力の回転数を、発電機4を駆動するのに適した回転数に落とすものである。
減速器3には、減速歯車などから構成された減速器本体31と、タービン2において発生された回転駆動力を減速器本体31に伝達する減速器側回転軸(他の回転軸)32と、が設けられている。なお、本参考例の減速器本体31としては、公知の減速機の構成を用いることができ、特に限定するものではない。
The
The
減速器側回転軸32は、回転可能に支持されているとともに、減速器本体31からカップリング部5に向かって延びる円柱状の部材である。減速器側回転軸32におけるカップリング部5側の端部には、カップリング部5のカップリング51と接続される減速器側フランジ部33が設けられている。
The speed reducer
発電機4は、カップリング部5および減速器3を介してタービン2と接続され、タービン2から供給された回転駆動力を用いて発電を行うものである。
なお、本参考例の発電機4としては、公知の発電機の構成を用いることができ、特に限定するものではない。
The generator 4 is connected to the
In addition, as the generator 4 of this reference example, the structure of a well-known generator can be used and it does not specifically limit.
図2は、図1のカップリング部の構成を説明する模式図である。
カップリング部5は、図1および図2に示すように、タービン2と減速器3との間に配置され、タービン側回転軸22と減速器側回転軸32とを、回転軸線のずれを許容しつつ接続するものである。
カップリング部5には、タービン側回転軸22および減速器側回転軸32に接続されるカップリング51と、カップリング51を収納するカップリングカバー61と、が設けられている。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the coupling portion in FIG. 1.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
カップリング51は、図2に示すように、両端がそれぞれタービン側回転軸22と減速器側回転軸32とに接続されるものであって、タービン側回転軸22と減速器側回転軸32との回転軸線のずれを許容しつつ接続するものである。
カップリング51には、タービン側フランジ部23および減速器側フランジ部33と接続されるカップリングフランジ部52と、タービン側フランジ部23および減速器側フランジ部33とカップリングフランジ部52との接続に用いられるボルト53と、が設けられている。
As shown in FIG. 2, both ends of the
The
なお、カップリング51の構成としては、公知の構成を用いることができ、特に限定するものではない。
In addition, as a structure of the
カップリングカバー61は、図2に示すように、内部にカップリング51や、タービン側フランジ部23や、減速器側フランジ部33などを収納するものである。
カップリングカバー61には、カバー本体62と、タービン側回転軸22が挿通されるタービン側開口部(一の貫通孔)63と、減速器側回転軸32が挿通される減速器側開口部(他の貫通孔)64と、カップリングカバー61内から空気(流体)が外部に流出する流通部65と、が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
The
タービン側開口部63は、カバー本体62におけるタービン2側の側面(図2の右側の側面)に形成された貫通孔であって、タービン側回転軸22の径より大きな径を有する貫通孔である。
減速器側開口部64は、カバー本体62における減速器3側の側面(図2の左側の側面)に形成された貫通孔であって、減速器側回転軸32の径より大きな径を有する貫通孔である。
そのため、タービン側開口部63とタービン側回転軸22との間、および、減速器側開口部64と減速器側回転軸32との間には、空気が流通可能な隙間が形成されている。
The turbine-
The speed
Therefore, gaps through which air can flow are formed between the
流通部65は、カバー本体62の下面(図2の下面)であって、カップリング51と対向する領域、例えば、略中央に形成された1つの貫通孔である。
流通部65は、直径が約30mmから約50mmの間で形成され、具体的には、以下の式(1)から式(3)に基づいて設計されている。
The
ここで、qcはカップリング発熱量を表し、qlはカップリング放熱量を表し、Tcは外気温を表し、△Pはカップリングカバー差圧を表し、Chはカップリング流出速度を表し、vは空気比熱を表している。 Here, qc represents a coupling heat generation amount, ql represents a coupling heat dissipation amount, Tc represents an outside air temperature, ΔP represents a coupling cover differential pressure, Ch represents a coupling outflow rate, and v represents It represents the air specific heat.
なお、流通部65は、上述のようにカップリングカバー61の下面に形成された1つの貫通孔であってもよいし、複数の貫通孔であってもよく、特に限定するものではない。
In addition, the distribution |
次に、上記の構成からなる発電機タービン1における発電方法について説明する。
発電機タービン1において発電を行う場合には、図1に示すように、まず、タービン2に高圧蒸気が供給される。高圧蒸気が供給されたタービン2では、高圧蒸気から回転駆動力が取り出され、取り出された回転駆動力はタービン側回転軸22に伝達される。タービン側回転軸22は、カップリング部5を介して回転駆動力を減速器側回転軸32に伝達する。
減速器3では、減速器側回転軸32における回転速度を、発電機4が発電を行うのに適した回転数に落とし、発電機4を回転駆動する。これにより発電機4は発電を行う。
Next, a power generation method in the
When power generation is performed in the
In the
次に、本参考例の特徴であるカップリング部5におけるカップリングカバー61の温度上昇抑制について説明する。
タービン側回転軸22の回転が、カップリング51および減速器側回転軸32に伝達されると、図2に示すように、タービン側フランジ部23およびカップリングフランジ部52と、減速器側フランジ部33およびカップリングフランジ部52と、これらフランジを締結するボルト53が回転軸線まわりに回転される。
Next, suppression of the temperature rise of the
When the rotation of the turbine-side
すると、カップリング51の周囲の空気もカップリング51とともに旋回し、径方向外側に向かって流れる。これにより、カップリングカバー61内では、タービン側回転軸22、カップリング51および減速器側回転軸32の近傍の圧力がカップリングカバー61の外部よりも下がり、径方向外側の圧力がカップリングカバー61の外部よりも高くなる圧力勾配が発生する。
Then, the air around the
カップリングカバー61内に上述の圧力勾配が発生すると、タービン側回転軸22とタービン側開口部63との間の隙間、および、減速器側回転軸32と減速器側開口部64との間の隙間から、カップリングカバー61内に空気が流入する。一方、流通部65においては、カップリングカバー61の内部から外部に向かって空気が流出する。
言い換えると、タービン側回転軸22とタービン側開口部63との間の隙間、および、減速器側回転軸32と減速器側開口部64との間の隙間から、流通部65に向かう空気の流れが形成される。
When the above-described pressure gradient is generated in the
In other words, the flow of air toward the
図3は、図2の流通部の孔径と、カップリングカバー内温度との関係を示すグラフである。
上述の空気の流れが形成されることにより、カップリングカバー61内で発生する熱が、空気とともにカップリングカバー61の外部に排出され、カップリングカバー61内に熱がこもらない。言い換えると、カップリングカバー61内の温度上昇が抑制される。
具体的には、図3に示すように、流通部65の孔径を大きくするにともない、カップリングカバー61の外部に排出される熱量が増え、カップリングカバー61内の温度上昇が抑制される。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the hole diameter of the flow part in FIG. 2 and the temperature in the coupling cover.
By forming the air flow described above, the heat generated in the
Specifically, as shown in FIG. 3, as the hole diameter of the
一方、流通部65の孔径を大きくすると、カップリングカバー61の外部における騒音が増大するため、騒音が所定規定、例えば95dBよりも低く抑えるためには、流通部65の孔径を約50mmより小さくすることが望ましい。
On the other hand, when the hole diameter of the
流通部65の孔径を、上述のように約30mmから約50mmとすることで、カップリングカバー61内の温度が、図3に示すように、約90℃よりも低く抑えることができるため、カップリングカバー61の表面における温度を約60℃よりも低く抑えることができる。
By setting the hole diameter of the
上記の構成によれば、タービン側回転軸22および減速器側回転軸32とカップリング51とが回転すると、タービン側回転軸22とタービン側開口部63との間の隙間、および、減速器側回転軸32と減速器側開口部64との間の隙間から空気がカップリングカバー61の中に流入し、カップリングカバー61内の空気は流通部65を介して外部に流出するため、カップリング51等で熱が発生しても、熱は空気の流れにともないカップリングカバー61の外部に流出し、カップリングカバー61の内部に熱がこもらず、カップリングカバー61の温度上昇を抑制することができる。
According to said structure, when the turbine
さらに、流通部65を介してカップリングカバー61内部から外部に流出する空気は、カバー本体62から下方に向かって流出する。そのため、高温の空気が、周囲で作業を行っている作業者に直接当たることがない。
Further, the air that flows out from the inside of the
〔第1の実施形態〕
次に、本発明の第1の実施形態について図4を参照して説明する。
本実施形態のカップリングカバーの基本構成は、第1の参考例と同様であるが、第1の参考例とは、流通部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図4を用いて流通部の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図4は、本実施形態に係るカップリングカバーの構成を説明する模式図である。
なお、第1の参考例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
[First Embodiment]
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the coupling cover of the present embodiment is the same as that of the first reference example, but the configuration of the distribution unit is different from that of the first reference example. Therefore, in the present embodiment, only the configuration of the distribution unit will be described with reference to FIG. 4, and description of other components and the like will be omitted.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the configuration of the coupling cover according to the present embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component same as a 1st reference example, and the description is abbreviate | omitted.
発電機タービン1のカップリング部105には、図4に示すように、タービン側回転軸22および減速器側回転軸32に接続されるカップリング51と、カップリング51を収納するカップリングカバー161と、が設けられている。
As shown in FIG. 4, the
カップリングカバー161には、カバー本体162と、タービン側回転軸22が挿通されるタービン側開口部63と、減速器側回転軸32が挿通される減速器側開口部64と、カップリングカバー161内から空気(流体)が外部に流出する流通部165と、が設けられている。
The
流通部165には、カバー本体162の上面(図4の上面)であって、カップリング51と対向する領域、例えば、略中央に配置されたベンド管である。
流通部165であるベンド管は、第1の参考例の流通部65における孔径と略同じ内径で形成されている。さらに、ベンド管は、カバー本体162から上方に向かって延び、その後約180度向きを変えて、端部がカバー本体162に向かって延びる形状とされている。
The
The bend pipe which is the
次に、本実施形態の特徴であるカップリング部105におけるカップリングカバー161の温度上昇抑制について説明する。
なお、カップリングカバー161内に圧力勾配が形成されるまでは、第1の参考例と同様であるので、その説明を省略する。
Next, suppression of temperature rise of the
Note that, until the pressure gradient is formed in the
カップリングカバー161内に上述の圧力勾配が発生すると、タービン側回転軸22とタービン側開口部63との間の隙間、および、減速器側回転軸32と減速器側開口部64との間の隙間から、カップリングカバー161内に空気が流入する。一方、流通部165においては、カップリングカバー161の内部から外部に向かって空気が流出する。
つまり、空気は流通部165であるベンド管内を流れ、その端部からカバー本体162に向かって流出する。
When the pressure gradient described above is generated in the
That is, the air flows in the bend pipe which is the
上記の構成によれば、流通部165を介してカップリングカバー161内部から外部に流出する空気は、ベント管の端部から下方に向かって、言い換えるとカバー本体162に向かって流出する。そのため、高温の空気が、周囲で作業を行っている作業者に直接当たることが防止される。
According to the above configuration, the air flowing out from the inside of the
61,161 カップリングカバー
22 タービン側回転軸(一の回転軸)
32 減速器側回転軸(他の回転軸)
62,162 カバー本体
63 タービン側開口部(一の貫通孔)
64 減速器側開口部(他の貫通孔)
65,165 流通部
61,161
32 Reducer side rotating shaft (other rotating shaft)
62, 162
64 Reducer side opening (other through holes)
65,165 Distribution Department
Claims (2)
該カバー本体に形成された前記一の回転軸が挿通される一の貫通孔と、
前記カバー本体に形成された前記他の回転軸が挿通される他の貫通孔と、
前記一の貫通孔および前記他の貫通孔との間における前記カバー本体に形成され、前記カバー本体の内部と外部との間で流体が流通する流通部と、
が設けられ、
前記流通部は、前記カバー本体の上面から上方に向かって延び、端部が下方に向かって延びるように曲げられたベント管であることを特徴とするカップリングカバー。 A cover body that houses a coupling for connecting one rotating shaft and another rotating shaft;
One through hole through which the one rotation shaft formed in the cover body is inserted;
Another through hole through which the other rotation shaft formed in the cover body is inserted;
A flow part formed in the cover body between the one through hole and the other through hole, and through which a fluid flows between the inside and the outside of the cover body;
Is provided,
The coupling cover, wherein the flow part is a bent pipe that extends upward from an upper surface of the cover main body and is bent so that an end part extends downward.
前記他の貫通孔は前記他の回転軸が隙間を有して挿通され、
前記カバー本体にて、前記一の回転軸と前記一の貫通孔との間の前記隙間、および、前記他の回転軸と前記他の貫通孔との間の前記隙間から、前記流通部に向かう流体の流れを形成することを特徴とする請求項1に記載のカップリングカバー。 The one through hole is inserted with the one rotating shaft having a gap,
The other through-hole is inserted with the other rotating shaft having a gap,
In the cover body, from the gap between the one rotation shaft and the one through-hole and the gap between the other rotation shaft and the other through-hole toward the circulation portion. The coupling cover according to claim 1, wherein a fluid flow is formed.
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