(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスミッション（１）、特にトランスミッション付きターボ機械用の内蔵型トランスミッションであって、
１つの大車（４）と、
前記大車（４）と少なくとも間接的に噛み合う少なくとも２つの歯車（３，５，６，８）であって、それぞれ、駆動ユニット及び／又は被動ユニットに結合可能な軸に結合又は一体に構成されている歯車（３，５，６，８）と、
ケーシング（１０）であって、前記ケーシング（１０）内に前記歯車、あるいは前記歯車に結合される前記軸（１３，１５，１６，１８）が支持されている、ケーシング（１０）と、
を備え、
前記ケーシング（１０）は、組み付け位置で下側の第１の部分ケーシングユニット（１０．１）と、組み付け位置で前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）に対して鉛直方向にずらされて配置される上側の第２の部分ケーシングユニット（１０．２）と、の少なくとも２つの部分ケーシングユニット（１０．１，１０．２）を有し、双方の前記部分ケーシングユニット（１０．１，１０．２）は、前記大車（４）と少なくとも間接的に噛み合う少なくとも１つの歯車（３，５，６，８）あるいは前記歯車（３，５，６，８）に結合される前記軸の軸受領域（Ｌ３，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８）を通って延びる主継ぎ目（ＴＨ）を介して結合可能である、
トランスミッション（１）において、
前記第２の部分ケーシングユニット（１０．１，１０．２）は、前記大車（４）の少なくとも一部を収容する１つの中間ケーシング部分（１０．２１）と、前記中間ケーシング部分（１０，２１）に結合される２つのサイドケーシング部分（１０．２２，１０．２３）と、の少なくとも３つのケーシング部分から形成されており、前記中間ケーシング部分は、個々のサイドケーシング部分（１０．２３）に、それぞれ、前記主継ぎ目（ＴＨ）に対して角度をなして方向付けられた継ぎ目（Ｔ１，Ｔ２）を介して結合されている、
ことを特徴とするトランスミッション（１）。
【請求項２】
前記主継ぎ目（ＴＨ）内で支持され、少なくとも間接的に前記大車（４）と噛み合う少なくとも１つ又は複数の歯車（３，５，６，８）が、前記サイドケーシング部分（１０．２２，１０．２３）の１つにより少なくとも部分的に収容されていることを特徴とする、請求項１に記載のトランスミッション（１）。
【請求項３】
前記大車（４）、あるいは前記大車（４）に結合又は一体に形成される大車軸（１４）は、以下に挙げる支持可能性の群のうちの１つの支持可能性にしたがって：
前記主継ぎ目内で前記第１の部分ケーシングユニットと、前記第２の部分ケーシングユニットの前記中間ケーシング部分との間において、
前記第１の部分ケーシングユニット内で、
前記中間ケーシング部分内で、
支持されている、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のトランスミッション（１）。
【請求項４】
前記大車（４）と少なくとも間接的に噛み合う少なくとも１つの歯車は、被動軸（１５，１６）に結合可能な又は一体に構成される第１の被動歯車（５）により形成され、前記トランスミッション（１）は、それぞれ少なくとも間接的に前記大車（４）と噛み合う以下に挙げる歯車の群から選択される少なくともさらに１つ又は複数の別の歯車：
別の第２の被動歯車（６）、
被動歯車（５，６）と前記大車（４）との間に配置される、中間車軸（１８）を有する中間車（８）、
駆動軸（１３）を有する駆動歯車（３）、
を備え、
前記主継ぎ目（ＴＨ）は、前記歯車（３，４，５，６，８）の少なくとも２つの歯車の前記軸受領域（Ｌ３，４，５，６，８）、好ましくは少なくとも、それぞれ１つの個々の被動歯車（５，６）の前記軸受領域（Ｌ５，Ｌ６）、特に好ましくは、個々の被動歯車（５，６）及び前記駆動歯車（３）の前記軸受領域、さらに特に好ましくは、個々の被動歯車（５，６）、前記駆動歯車（３）及び前記中間車（８）の前記軸受領域を通って延びている、
ことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載のトランスミッション（１）。
【請求項５】
前記大車（４）は、駆動ユニットに結合可能な大車軸（１４）を有する駆動歯車として形成されており、前記大車（４）と噛み合う前記歯車（５，６，８）は、それぞれ相対回動不能に被動軸（１５，１６）に結合される被動歯車（５，６）、又は被動歯車（６）と噛み合う、中間車（８）の形態の歯車により形成され、前記少なくとも２つの部分ケーシングユニット（１０．１，１０．２）は、前記被動歯車（５，６）の少なくとも１つ及び／又は中間車（８）あるいはそれぞれ前記被動歯車（５，６）及び／又は前記中間車（８）に結合される前記軸の前記軸受領域（Ｌ３，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８）を通って延びる主継ぎ目（ＴＨ）を介して結合可能であることを特徴とする、請求項４に記載のトランスミッション（１）。
【請求項６】
大車（４）と噛み合う前記歯車は、相対回動不能に駆動軸（Ａ）に結合可能な駆動歯車（３）と、前記大車（４）と噛み合う、被動軸を有する第１の被動歯車（５）、又は中間車（８）とにより形成され、少なくとも２つの前記部分ケーシングユニット（１０．１，１０．２）は、前記被動歯車（５，６）の少なくとも１つ、前記駆動歯車（３）及び／又は中間車（８）あるいはこれらの車に結合される前記軸の前記軸受領域（Ｌ３，Ｌ５，Ｌ６）を通って延びる主継ぎ目（ＴＨ）を介して結合可能であることを特徴とする、請求項４または５に記載のトランスミッション（１）。
【請求項７】
前記主継ぎ目（ＴＨ）は、前記大車（４）あるいは前記大車（４）に結合される前記大車軸（１４）の前記軸受領域（Ｌ４）を通って延びるように形成されていることを特徴とする、請求項３または５に記載のトランスミッション（１）。
【請求項８】
前記第２の部分ケーシングユニット（１０．２）の中間ケーシング部分（１０．２１）と１つのサイドケーシング部分（１０．２２，１０．２３）との間に設けられた個々の前記継ぎ目（Ｔ１，Ｔ２）は、前記主継ぎ目に対して３９°乃至１５０°、好ましくは４５°乃至１３５°の範囲、特に好ましくは９０°の角度をなして延びるように形成されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載のトランスミッション（１）。
【請求項９】
前記第２の部分ケーシングユニット（１０．２）の中間ケーシング部分（１０．２１）と１つのサイドケーシング部分（１０．２２，１０．２３）との間に設けられた個々の前記継ぎ目（Ｔ１，Ｔ２）は、前記主継ぎ目（ＴＨ）内で支持される個々の歯車（３，４，５，６，８）の前記軸受領域（Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８）外に配置されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載のトランスミッション（１）。
【請求項１０】
前記第２の部分ケーシングユニット（１０．２）の中間ケーシング部分（１０．２１）と１つのサイドケーシング部分（１０．２２，１０．２３）との間に設けられた個々の前記継ぎ目（Ｔ１，Ｔ２）は、前記主継ぎ目（ＴＨ）内で支持される個々の歯車（３，４，５，６，８）の前記軸受領域（Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８）外に配置されており、  前記第２の部分ケーシングユニット（１０．２）の中間ケーシング部分（１０．２１）と１つのサイドケーシング部分（１０．２２，１０．２３）との間に設けられた個々の前記継ぎ目（Ｔ１，Ｔ２）は、前記大車（４）あるいは前記大車（４）に結合される前記大車軸（１４）の前記軸受領域（Ｌ４）外であって、前記大車（４）の回転軸線を起点として前記主継ぎ目に沿って見た、前記大車（４）の歯先円直径の延在領域に相当する延在領域内に配置されていることを特徴とする、請求項３または５に記載のトランスミッション（１）。
【請求項１１】
前記主継ぎ目（ＴＨ）は、一平面内を延びるように又は有段に形成されていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項に記載のトランスミッション（１）。
【請求項１２】
前記主継ぎ目（ＴＨ）内で支持される前記歯車（３，４，５，６，８）の少なくとも２つの歯車、あるいは前記歯車（３，４，５，６，８）に結合される前記軸の少なくとも２つの軸の回転軸線（Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ８）は、１つの共通の又は互いに異なる配置平面（ＡＥ３，ＡＥ４，ＡＥ５，ＡＥ６，ＡＥ８）内に配置されていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項に記載のトランスミッション（１）。
【請求項１３】
駆動ユニット又は被動ユニットに結合可能な軸に結合又は一体に構成されていて、前記大車（４）と少なくとも間接的に噛み合い、かつ前記主継ぎ目（ＴＨ）外で部分ケーシングユニット（１０．１）内で支持されている少なくとも１つの歯車（２８）が設けられており、前記歯車は、軸を有し、ピニオンとして形成されていることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項に記載のトランスミッション（１）。
【請求項１４】
駆動ユニット又は被動ユニットに結合可能な軸に結合又は一体に構成される少なくとも１つの歯車（７）が設けられており、前記歯車（７）は、前記大車（４）と噛み合い、別の継ぎ目（ＴＨ２）を介して前記中間ケーシング部分（１０．２１）に結合される第３の部分ケーシングユニット（１０．３）により収容されていることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項に記載のトランスミッション（１）。
【請求項１５】
前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）は、トランスミッションケーシング下側部分により形成され、前記第２の部分ケーシングユニット（１０．２）は、上側のトランスミッションケーシング部分により形成されることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項に記載のトランスミッション（１）。
【請求項１６】
前記サイドケーシング部分（１０．２２，１０．２３）は、前記中間ケーシング部分（１０．２１）と、かつ／又は
前記サイドケーシング部分（１０．２２，１０．２３）及び前記中間ケーシング部分（１０．２１）は、前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）と、かつ／又は
個々の前記部分ケーシングユニット（１０．１，１０．２，１０．３）は、
以下に挙げる群の結合から選択される少なくとも１つの結合又はこれらの組み合わせ：
力結合式の結合、特に取り付け要素、
形状結合式の結合、
を介して結合されている、
ことを特徴とする、請求項１から１５までのいずれか１項に記載のトランスミッション（１）。
【請求項１７】
トランスミッション付きターボ機械（２）であって、請求項４または５に記載のトランスミッションを介して駆動ユニット及び／又は被動ユニット（Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ３２）を、前記駆動歯車及び／又は被動歯車（３，５，６，７）に結合される個々の前記軸（１３，１５，１６，１７）との結合により統合して、１つの機械トレインを形成している、トランスミッション付きターボ機械（２）。
【請求項１８】
前記駆動軸及び／又は被動軸の少なくとも１つに結合される前記駆動ユニット及び／又は被動ユニット（Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ３２；Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）は、以下に挙げる要素の群のうちの１つの要素：
コンプレッサ段のインペラ、
エキスパンダ段のインペラ、
である、
ことを特徴とする、請求項１７に記載のトランスミッション付きターボ機械（２）。
【請求項１９】
前記駆動歯車（３）に連結可能な前記駆動ユニットは、以下に挙げる機械の群から選択される機械：
ターボ原動機、
タービン（１１）、
電気的な駆動機械（２５）、
内燃機関、
である、
ことを特徴とする、請求項１７又は１８に記載のトランスミッション付きターボ機械（２）。
【請求項２０】
請求項１７から１９までのいずれか１項に記載のトランスミッション付きターボ機械（２）を組み立てる方法であって、
ａ）ケーシングであって、第１の部分ケーシングユニットと、第２の部分ケーシングユニットと、の少なくとも２つの部分ケーシングユニットを有し、前記部分ケーシングユニットは、前記ケーシング内で支持すべき前記歯車あるいは前記歯車に結合される前記軸の前記軸受領域を通って延びる主継ぎ目（ＴＨ）を介して結合可能であり、結合すべき前記部分ケーシングユニット（１０．１，１０．２）の１つは、１つの中間ケーシング部分（１０．２１）と、２つのサイドケーシング部分（１０．２２，１０．２３）と、の少なくとも３つのケーシング部分から形成され、前記中間ケーシング部分（１０．２１）は、個々のサイドケーシング部分（１０．２３）に、それぞれ、前記主継ぎ目（ＴＨ）に対して角度をなして方向付けられた継ぎ目（Ｔ１，Ｔ２）を介して結合可能である、ケーシングを準備する方法ステップと、
ｂ）組み付け位置で下側の、好ましくは一体に形成される第１の部分ケーシングユニット（１０．１）を組み立てるかつ／又は位置決めする方法ステップと、
ｃ）前記大車（４）及び場合によっては前記大車（４）と噛み合う歯車を前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）内に／前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）に接するように、好ましくは前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）の前記主継ぎ目内にて組み立てる方法ステップと、
ｄ）前記大車（４）を少なくとも部分的に取り囲むように前記中間ケーシング部分（１０．２１）を組み立て、前記主継ぎ目（ＴＨ）において前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）に結合する方法ステップと、
ｅ）前記歯車、又は場合によっては前記大車（４）と噛み合い、前記主継ぎ目（ＴＨ）内で支持される前記別の歯車（３，５，６，８）を組み立てる方法ステップと、
ｆ）前記サイドケーシング部分（１０．２２，１０．２３）を、前記中間ケーシング部分（１０．２１）及び前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）と結合しつつ組み立て、前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）に結合される第２の部分ケーシングユニット（１０．２）を形成する方法ステップと、
を有する、トランスミッション付きターボ機械（２）を組み立てる方法。
【請求項２１】
請求項１８に記載のトランスミッション付きターボ機械（２）を組み立てる方法であって、
ａ）ケーシングであって、第１の部分ケーシングユニットと、第２の部分ケーシングユニットと、の少なくとも２つの部分ケーシングユニットを有し、前記部分ケーシングユニットは、前記ケーシング内で支持すべき前記歯車あるいは前記歯車に結合される前記軸の前記軸受領域を通って延びる主継ぎ目（ＴＨ）を介して結合可能であり、結合すべき前記部分ケーシングユニット（１０．１，１０．２）の１つは、１つの中間ケーシング部分（１０．２１）と、２つのサイドケーシング部分（１０．２２，１０．２３）と、の少なくとも３つのケーシング部分から形成され、前記中間ケーシング部分（１０．２１）は、個々のサイドケーシング部分（１０．２３）に、それぞれ、前記主継ぎ目（ＴＨ）に対して角度をなして方向付けられた継ぎ目（Ｔ１，Ｔ２）を介して結合可能である、ケーシングを準備する方法ステップと、
ｂ）組み付け位置で下側の、好ましくは一体に形成される第１の部分ケーシングユニット（１０．１）を組み立てるかつ／又は位置決めする方法ステップと、
ｃ）前記大車（４）及び場合によっては前記大車（４）と噛み合う歯車を前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）内に／前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）に接するように、好ましくは前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）の前記主継ぎ目内にて組み立てる方法ステップと、
ｄ）前記大車（４）を少なくとも部分的に取り囲むように前記中間ケーシング部分（１０．２１）を組み立て、前記主継ぎ目（ＴＨ）において前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）に結合する方法ステップと、
ｅ）前記歯車、又は場合によっては前記大車（４）と噛み合い、前記主継ぎ目（ＴＨ）内で支持される前記別の歯車（３，５，６，８）を組み立てる方法ステップと、
ｆ）前記サイドケーシング部分（１０．２２，１０．２３）を、前記中間ケーシング部分（１０．２１）及び前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）と結合しつつ組み立て、前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）に結合される第２の部分ケーシングユニット（１０．２）を形成する方法ステップと、
を有し、
前記トランスミッション付きターボ機械（２）は、トランスミッション付き圧縮機として形成されており、個々の前記被動ユニットは、圧縮機として構成されており、前記圧縮機の前記インペラは、個々の前記被動軸とともに組み立てられ、前記第１の部分ケーシングユニット（１０．１）への背壁の組み付け後、圧縮機ケーシングを前記背壁に組み付けることを特徴とする、トランスミッション付きターボ機械（２）を組み立てる方法。
【請求項２２】
前記大車（４）により、前記中間ケーシング部分（１０．２１）及び第３の部分ケーシング（１０．３）内で支持された別の圧縮機段が駆動されるようになっており、前記別の圧縮機段は、前記第２の部分ケーシングユニット（１０．２）の組み立て後に実施することを特徴とする、請求項２１に記載のトランスミッション付きターボ機械（２）を組み立てる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスミッション、特にトランスミッション付きターボ機械（Ｇｅｔｒｉｅｂｅｔｕｒｂｏｍａｓｃｈｉｎｅ）用の内蔵型トランスミッション（Ｉｎｔｅｇｒａｌｇｅｔｒｉｅｂｅ）、詳細には、請求項１の上位概念部に記載の特徴を有するトランスミッションに関する。さらに本発明は、トランスミッション付きターボ機械及びこの種のトランスミッション付きターボ機械を組み立てる方法に関する。
【０００２】
トランスミッション付きターボ機械は、統合されたトランスミッション（内蔵型トランスミッション）を介して駆動ユニット及び／又は被動ユニットを統合して、１つの機械トレインを形成している。駆動ユニットとして、蒸気タービン、ガスタービン、エキスパンダ及びモータが、それ自体単独で又は任意に組み合わされて可能であり、被動ユニットとして、コンプレッサ及びジェネレータが、それ自体単独で又は任意に組み合わされて可能である。これにより、トランスミッション付きターボ機械は、トランスミッション付き圧縮機（Ｇｅｔｒｉｅｂｅｖｅｒｄｉｃｈｔｅｒ）又はエキスパンダ設備又は両者の組み合わせとして形成されている。一般に、構成要素が一式整ったトランスミッション付きターボ機械は、トレインとして形成されており、トランスミッションを介して、トランスミッション付きターボ機械の構成に応じて、駆動ユニット及び被動ユニット、特に蒸気タービン、ガスタービン、エキスパンダ及びモータ並びにコンプレッサが、互いにプロセス技術的に協働するようになっている。この種のトランスミッション付きターボ機械と、トランスミッション付きターボ機械に統合されたトランスミッションとは、多数の形態で従来技術において公知である。代表的なものとしては、以下に挙げる刊行物を参照されたい：
欧州特許出願公開第２１２８４４８号明細書
欧州特許第１６９１０８１号明細書
独国特許出願公開第１０２０１２０２２１３１号明細書
独国特許出願公開第１０２０１１００３５２５号明細書
独国特許出願公開第１０２０１３２０８５６４号明細書。
【０００３】
統合されたトランスミッションは、一般に、駆動ユニット、例えば電気モータ又はタービン、特に蒸気タービン又はガスタービンの形態の駆動ユニットに結合される駆動軸を特徴とする。駆動軸は、はす歯の駆動歯車を支持し、駆動歯車は、少なくとも１つ、好ましくは複数の被動歯車と少なくとも間接的に噛み合っている。被動歯車は、それぞれ相対回動不能に（回転に関して連結されて）被動軸に結合されているか、又は被動軸と一体に構成されている。
【０００４】
欧州特許第１６９１０８１号明細書及び欧州特許出願公開第２１２８４４８号明細書の両刊行物において、例えば、駆動歯車が、被動歯車と、大車（Ｇｒｏｓｓｒａｄ）と称する歯車との間の中間車として配置されている、それぞれ１つの形態が公知である。この場合、大車、駆動歯車及び被動歯車の回転軸線あるいはローテーション軸線は、一平面内に配置されており、これにより、簡単な構成のトランスミッションケーシングが実現可能である。これは、ケーシングが、前述の歯車の軸受領域を通って延びる主継ぎ目（Ｈａｕｐｔｔｅｉｌｆｕｇｅ）を介して、２つの部分ケーシングユニットに分割可能であるからである。両部分ケーシングユニットは、組み立て時、主継ぎ目において接合され、組み付け位置で見て、下側の第１の部分ケーシングユニットは、例えば基礎上に配置されている。下側の部分ケーシングユニットは、その上に配置される第２の部分ケーシングユニットに結合されている。場合によっては、主継ぎ目外に配置される少なくとも１つの別の被動歯車が設けられている場合、別の第３の部分ケーシングユニットが、別途、別の被動軸の組み立て後、下側の部分ケーシングユニットの上方に配置される第２の部分ケーシングユニットに結合されている。それゆえ、第２の部分ケーシングユニットは、中間のケーシングユニットと称してもよい。被動歯車に連結される軸は、被動ユニット、例えば個々の圧縮機段のコンプレッサに連結されている。トランスミッションの組み立ては、被動ユニットに連結される軸の必要な方向付けに基づいて、完全に前組み立てされるトランスミッションとしては実施し得ない。それゆえ、ターボ機械をトランスミッション付き圧縮機として形成した場合、第１の方法ステップで、２つ又は３つの部分ケーシングユニットに細分化されるケーシングの準備を行う。このとき、下側の部分ケーシングユニットを組み付け位置に位置決めし、大車、場合によっては中間車を主継ぎ目内で支持する。ターボ機械の大きさに応じて、圧縮機の少なくとも一部又は背壁全体を、場合によっては、既に組み込まれたシールとともに、下側の部分ケーシングユニットに組み付ける。続いて、主継ぎ目内に配置される個々の被動歯車、及びこれらの被動歯車を支持する軸の組み立てを行う。その際、圧縮機のインペラは、被動歯車を支持する軸に組み付けられる、すなわち、軸に相対回動不能に結合される。圧縮機ケーシングを個々の圧縮機の背壁に組み付けた後、上側の第２の部分ケーシングユニットを完全に載置し、下側の部分ケーシングユニットに結合する。続いて、大車と噛み合い、大車の回転軸線に対して鉛直方向でずらされて配置される別の被動歯車を設けるのであれば、同じ組み立てステップを、再度、主継ぎ目に対して鉛直方向でずらされた別の上側の継ぎ目において実施する。取り外しは、逆の手順で行う。個々の軸受箇所は、取り外し可能な軸受カバーを介して保護されている。組み立て時又は取り外し時に個々の被動軸において作業、特に調整目的及び保守目的の作業ができるように、上側の部分ケーシングユニットが完全に除去されていることが必要である。このことは、既に組み立てられたトランスミッション付きターボ機械において、回転軸線が大車より鉛直方向上方に配置されるすべての被動歯車及び被動ユニット並びに第２の部分ケーシングユニットに結合される第３の部分ケーシングユニットの、手間のかかる取り外しを伴う。さらに、組み立て及び取り外しに際し、下側の部分ケーシングユニットに結合される中間の部分ケーシングユニットが除去された状態で、下側の部分ケーシングユニットが、主継ぎ目内で支持される駆動歯車及び被動歯車並びに大車を支持することとなり、このことは、下側の部分ケーシングユニットが変形すること、特に、下側の部分ケーシングユニットが反って開くことになりかねない。この変形は、追って改めて上側の部分ケーシングユニットと接合したときに、嵌合不良、シール性の問題、歯車を支持する個々の軸、特に被動軸の方向付けの狂い、クリアランスの変化及び歯当たりの悪化につながってしまう。
【０００５】
類似の問題は、独国特許出願公開第１０２０１３２０８５６４号明細書に示されているように、アッセンブリ用のケーシングを２つの部分ケーシングユニットから、鉛直方向でずらされた大車あるいは有段の主継ぎ目を備えて形成した場合にも生じる。
【０００６】
独国特許出願公開第１０２０１１００３５２５号明細書は、上下に配置される複数の部分ケーシングユニットを有する構成のケーシングを開示しており、その回転軸線に関して、大車の回転軸線に対して鉛直方向でずらされ、大車と噛み合う２つの歯車が、２つの部分ケーシングユニット内で支持されており、２つの部分ケーシングユニットは、段違いの継ぎ目を介して結合されている。これらの部分ケーシングユニットは、ケーシングの上側及び中間の部分ケーシングユニットである。その際、大車自体、及び大車と噛み合う２つの別の歯車あるいはそれらの軸は、組み付け位置で中間の部分ケーシングユニット及び下側の部分ケーシングユニット内で支持されている。本形態も、大車を収容する部分ケーシングユニットは、一体に構成されている。そのため、取り外しが必要となったときに、前述の形態で説明したのと同じ問題が生じる。
【０００７】
それゆえ、本発明の根底にある課題は、冒頭で述べた形態のトランスミッション、特にトランスミッション付きターボ機械用の内蔵型トランスミッションを、従来技術の欠点が回避されるよう、発展させることである。トランスミッションは、簡単に組み立て可能かつ分解可能であるとともに、主継ぎ目内で支持される個々の軸及び配置される軸受に対する良好なアクセス性を保証することが望ましい。主継ぎ目における嵌合不良及びシール性の問題、さらには、個々のコンポーネント間のクリアランス（軸方向のクリアランス及び半径方向のクリアランス）並びに個々の構成部材及び軸相互の方向付け及び歯当たりに関する、変形に起因した変化は、確実に回避されることが望ましい。
【０００８】
本発明による解決手段は、請求項１、１７及び２０の特徴により特徴付けられる。有利な構成は、従属請求項に記載されている。
【０００９】
トランスミッション、特にトランスミッション付きターボ機械用の内蔵型トランスミッションであって、
１つの大車と少なくとも間接的に噛み合う少なくとも２つの歯車であって、それぞれ、駆動ユニット及び／又は被動ユニットに結合可能な軸に結合又は一体に構成されている歯車と、
ケーシングであって、ケーシング内に歯車、あるいはこれらの歯車に結合される軸が支持されており、ケーシングは、少なくとも２つの部分ケーシングユニット、すなわち、第１の部分ケーシングユニットと第２の部分ケーシングユニットとを有し、両部分ケーシングユニットは、大車と少なくとも間接的に噛み合う少なくとも１つの歯車あるいはこの歯車に結合される軸の軸受領域を通って延びる主継ぎ目を介して結合可能である、ケーシングと、
を備えるトランスミッションは、
本発明において、互いに結合すべき両部分ケーシングユニットの一方が、少なくとも３つのケーシング部分、すなわち、特に大車に割り当てられた１つの中間ケーシング部分と、２つのサイドケーシング部分とから形成され、中間ケーシング部分は、個々のサイドケーシング部分に、それぞれ、主継ぎ目に対して角度をなして方向付けられた継ぎ目を介して結合可能であることを特徴とする。
【００１０】
この場合、中間ケーシング部分は、特に大車の少なくとも一部を収容している。すなわち、大車の一部は、中間ケーシング部分により画定される空間内に配置されている。主継ぎ目内で支持され、少なくとも間接的に大車と噛み合う少なくとも１つ又は複数の歯車は、而してサイドケーシング部分の１つにより少なくとも部分的に収容されている。すなわち、サイドケーシングにより収容されるそれぞれの歯車の一部は、サイドケーシング部分により画定される空間内に配置されている。
【００１１】
内蔵型トランスミッションなる概念は、膨張機械又は圧縮機械若しくはトランスミッション付き圧縮機又は両者の組み合わせとして存在していてもよいトランスミッション付きターボ機械内に統合されているトランスミッションをいう。加えて内蔵型トランスミッションは、特に、エキスパンダケーシング又はコンプレッサケーシングが直接的にトランスミッションケーシングにフランジ結合されるあるいは統合されることを意味する。
【００１２】
ケーシングの「主継ぎ目」及び「継ぎ目」なる概念は、特に、ケーシングの、互いに結合される２つのケーシング構成部材間の境界線／境界面を指している。主継ぎ目は、大車と少なくとも間接的に、すなわち直接的に噛み合うか、又は介在する歯車を介して噛み合う歯車の少なくとも１つの軸受領域、好ましくは、少なくとも１つの被動歯車の軸受領域を少なくとも通って延びている。
【００１３】
少なくとも３つのケーシング部分への第２の部分ケーシングユニットの細分化は、いわば、主継ぎ目の、歯車を支持する個々の軸の軸受領域を収容する側に沿って実施され、すなわち、ケーシング部分内で支持される軸の回転軸線に沿って実施されるのではなく、回転軸線に対して横方向に実施される。
【００１４】
特に、第２の部分ケーシングユニットにおける個々の継ぎ目の方向付けは、トランスミッションが組み立てられた状態で、主継ぎ目が、大車と少なくとも間接的に噛み合う少なくとも１つの歯車、好ましくは、直接的に大車と噛み合う歯車の軸受領域を通って延びているトランスミッション側に向かって、トランスミッションを見たとき、主継ぎ目に対して角度をなして、好ましくは、主継ぎ目に対して垂直に実施される。これにより、第２の部分ケーシングユニットの継ぎ目は、サイドケーシング部分の、主継ぎ目における第１の部分ケーシングユニットとの結合及び中間ケーシング部分への結合が解除されると、このサイドケーシング部分が中間ケーシング部分から離間移動し、大車と噛み合う歯車の、主継ぎ目内で支持される軸へのアクセスが可能であるように、配置されている。特に個々の継ぎ目は、好ましくは、両部分ケーシングユニットが組み立てられた状態で、大車の軸と、大車と少なくとも間接的に噛み合う歯車、特に直接的に大車と噛み合い、主継ぎ目内で支持される歯車の軸との間を延びるように、配置されている。大車の端面及び大車と噛み合う歯車の端面に向かってトランスミッションを見て、第２の部分ケーシングユニットの個々の継ぎ目は、主継ぎ目から出発して、その際、特に鉛直方向の方向成分をもって延びている。換言すれば、継ぎ目は、トランスミッションが組み立てられた状態で個々の継ぎ目を、主継ぎ目内で支持される軸の回転軸線とともに１つの共通の平面に投影したとき、回転軸線間を延びている。
【００１５】
その際、トランスミッションは、トランスミッション付きターボ機械の、選択された構成及び形成に基づいて、好ましくは、大車に加え、被動ユニットに被動軸を介して連結可能な少なくとも１つの被動歯車と、それぞれ少なくとも間接的に大車と噛み合う以下に挙げる歯車の群から選択される少なくともさらに１つ又は複数の別の歯車：
別の第２の被動歯車、
被動歯車と大車との間に配置される、中間車軸を有する中間車、
駆動軸を有する駆動歯車、
と、を備え、
主継ぎ目は、これらの歯車の少なくとも２つの歯車の軸受領域、好ましくは、少なくとも被動歯車の軸受領域、特に好ましくは、個々の被動歯車、駆動歯車及び場合によっては中間車の軸受領域、さらに特に好ましくは、個々の被動歯車、駆動歯車、大車及び中間車の軸受領域を通って延びている。
【００１６】
本発明による解決手段は、第２の部分ケーシングユニットの細分化により、組み立て及び取り外し時に、ケーシング内で主継ぎ目の領域において支持される歯車の個々の軸及び軸受への迅速かつ簡単なアクセス性を実現する。特に、本発明による解決手段は、中間ケーシング部分を大車の延在領域に配置した場合、サイドケーシング部分だけを取り外せば、大車と少なくとも間接的に噛み合う歯車の個々の駆動軸及び／又は被動軸への簡単かつ迅速なアクセス性を可能にする。中間ケーシング部分は、第１の部分ケーシングユニットと主継ぎ目を介して結合されたままである。大車と噛み合う別の被動歯車と、これらの別の被動歯車を支持し、主継ぎ目に対してずらされて別の継ぎ目内で中間ケーシング部分に支持されている回転軸線を有する軸とが設けられている場合、これらの被動歯車あるいは軸に結合される被動ユニットは、初めて、手間を要して取り外さずに済み、引き続き中間ケーシング部分を介して第１の部分ケーシングユニットに支持される。
【００１７】
組み立て時に中間ケーシング部分と第１の部分ケーシングユニットとの間で結合を行い、この結合をサイドケーシング部分の取り外しによる分解時に維持することで、中間ケーシング部分は、さらに、主継ぎ目において圧縮機ケーシング及び／又はエキスパンダケーシングのための補強要素として働く。従来技術に見られた第１の部分ケーシングユニットの反りと、反りに起因して生じる、嵌合不良や、シールの問題、さらには個々の軸相互の方向付け、個々のコンポーネント間のクリアランス及び歯当たりの変化といった欠点は、第１の部分ケーシングユニットに付加的に補強措置を講じずとも、確実に阻止され得る。
【００１８】
ケーシング自体内での大車の支持に関して、複数の可能性が存在する。大車、あるいは大車に結合又は一体に形成される大車軸は、第１の支持可能性によれば、主継ぎ目内で第１の部分ケーシングユニットと第２の部分ケーシングユニットの中間ケーシング部分との間において支持されている。第２の支持可能性によれば、第１の、ひいては下側の部分ケーシングユニット内でなされる。両可能性において、大車軸は、直接、組み付け位置で下側の部分ケーシングユニットに支持されるので、中間ケーシング部分の主たる機能は、補強要素としてのものである。第３の支持可能性によれば、支持は、直接、中間ケーシング部分内で実施されてもよく、これは、その後、下側の部分ケーシングユニットに支持される。
【００１９】
主継ぎ目内に存在し得る支持可能な個々の歯車についてのトランスミッションの構成に関して、複数の可能性が存在する。
【００２０】
第１の基本構成では、大車が、駆動ユニットに結合可能な大車軸を有する駆動歯車として形成されている。大車と噛み合う歯車は、第１の変化態様では、それぞれ相対回動不能に被動軸に結合される被動歯車により形成され、又は第２の変化形態では、被動歯車と噛み合う、中間車の形態の歯車により形成され、少なくとも２つの部分ケーシングユニットは、被動歯車の少なくとも１つ及び／又は中間車あるいはそれぞれ被動歯車及び／又は中間車に結合される軸の軸受領域を通って延びる主継ぎ目を介して結合可能である。この場合、大車が被動歯車と中間車とに直接噛み合う形態も可能である。
【００２１】
第２の基本構成では、大車と噛み合う歯車の１つが、相対回動不能に駆動軸に結合可能な駆動歯車により形成される。さらに第１の変化形態では、大車と噛み合う、被動軸を有する第１の被動歯車が形成され、又は第２の変化形態では、中間車が形成されており、少なくとも２つの部分ケーシングユニットは、被動歯車の少なくとも１つ、駆動歯車及び／又は中間車あるいはこれらの車に結合される軸の軸受領域を通って延びる主継ぎ目を介して結合可能である。この第２の基本構成では、任意選択的に、付加的に大車が駆動ユニットに連結されてもよい。
【００２２】
第２の基本構成の１つの発展形では、駆動歯車と噛み合い、第２の被動軸に結合されている少なくとも１つの第２の被動歯車が設けられている。第２の被動歯車の軸受領域は、主継ぎ目内に配置されており、第２の被動歯車は、好ましくは、駆動歯車を少なくとも部分的に収容するサイドケーシング部分内に収容されている。このことは、より高い回転数で駆動される被動ユニットの簡単な統合を可能にする。
【００２３】
可能なトランスミッション構成の上述の変化形態に加えて又は上述の変化形態とは異なり、第１の被動歯車は、中間車を介して大車と作用結合するように配置され、形成されていてもよく、中間車の軸受領域も、主継ぎ目内に配置されており、中間車は、少なくとも部分的に、中間ケーシング部分に結合可能なサイドケーシング部分により収容されている。その際、サイドケーシング部分は、第１の変化形態では、中間車と噛み合う被動歯車を同じく一緒に収容するように構成され、配置されている。第２の変化形態では、中間車を収容するサイドケーシング部分は、別のケーシング部分に結合されており、この別のケーシング部分は、中間車と噛み合う被動歯車を少なくとも部分的に収容する。この場合、第２の部分ケーシングユニットは、少なくとも４つのケーシング部分からなっている。トランスミッション内での中間車の付加的な組み込みは、構成部材が増加するにもかかわらず、実現すべき性能を明らかに向上させるという利点を提供する。さらに、組み付けたい駆動ユニット及び被動ユニットの大きさにより予め決められた個々の被動軸及び駆動軸相互の最小間隔を考慮して、大車及びピニオンのピッチ円直径は、付加的な中間車により柔軟に選択可能である。特に、中間車を有しないアッセンブリと比較して変わらないピッチ円直径を大車が有する場合、駆動ユニットあるいは被動ユニットをケーシングに取り付けるあるいはトランスミッションのピニオンを取り付けるために利用可能な組み付けスペースは、拡大され得る。
【００２４】
有利な構成では、駆動歯車及び／又は個々の被動歯車は、相対回動不能にピニオン軸に結合されているピニオンとしてか、又はピニオン軸とともに一体の構成ユニットを形成しているピニオンとして構成されている。これにより、構成部材及び組み立てに要するコスト及び手間は、大幅に削減される。歯列は、好ましくは、はす歯の歯列として形成されている。個々の駆動軸及び被動軸は、互いに平行に配置されている。
【００２５】
本発明に係るトランスミッションの有利な一形態において、部分ケーシングユニットの中間ケーシング部分と１つのサイドケーシング部分との間に設けられた個々の継ぎ目は、主継ぎ目に対して３９°乃至１５０°、好ましくは４５°乃至１３５°の範囲、特に好ましくは９０°の角度をなして延びるように形成されている。垂直に形成すれば、継ぎ目が短くなり、ひいては、設けなければならないシール面が小さくて済むという利点を生む一方、上述の角度範囲内で構成した継ぎ目は、サイドケーシング部分の組み立て及び取り外し時のガイド機能を担い、これにより、ケーシング構成部分の方向付けを容易にする。
【００２６】
別の有利な一形態において、第２の部分ケーシングユニットの中間ケーシング部分と１つのサイドケーシング部分との間に設けられた個々の継ぎ目は、個々の歯車の軸受領域外、特に好ましくは、大車の軸受領域外であって、好ましくは、大車の歯先円直径内に、あるいは歯先円直径を主継ぎ目に対して垂直な一平面に投影したときの歯先円直径の延在領域に相当する延在領域内に配置されている。これにより、第１の部分ケーシングユニットと中間ケーシング部分との間の結合領域は、主継ぎ目内で支持されるそれぞれの被動軸における個々の被動ユニットの片持ち式の支持に起因する重量及び変形力に補強により対抗する領域へ移動される。
【００２７】
主継ぎ目の形成は、歯車を支持する軸の回転軸線あるいは軸受領域の配置による。
【００２８】
「回転軸線」なる概念は、それを中心として個々の歯車の回転／回動が実施される幾何学的な軸線に相当する。回転軸線は、一般に、それぞれの歯車若しくはこの歯車に結合される軸又はこの歯車に連結される別の回転対称の構成部材の中心線に一致する。
【００２９】
特に有利な一形態によれば、少なくとも主継ぎ目内に配置される歯車あるいはこれらの歯車に結合される軸の回転軸線は、単一の配置平面内に配置されており、主継ぎ目は、平らに形成されている。このことは、単純な部分ケーシング幾何学形状を可能にし、アンダカット、例えば有段の継ぎ目におけるアンダカットを回避する。
【００３０】
択一的な形態では、主継ぎ目内に配置される歯車の少なくとも２つの歯車あるいはこれらの歯車に結合される軸の回転軸線が、互いに異なる配置平面内に配置されており、主継ぎ目が、有段に形成されている。幾何学形状及び寸法設定、特に段の高さは、歯車、特に大車、駆動歯車及び被動歯車若しくはこれらの歯車に結合される軸の大きさ及び／又は分割可能なケーシングの大きさを考慮して、自由に選択可能である。
【００３１】
大車の回転軸線が、駆動歯車及び第１の被動歯車の配置平面に対して鉛直方向でずらされて配置されている場合、このずらされた配置は、大車が鉛直方向で移動することで、個々の歯車の回転軸線に対して垂直なトランスミッションの延在方向で見て、大車の直径より小さい幅により特徴付けられた外周領域での、駆動歯車及び被動歯車の噛合いを可能にする。これにより、この方向でのトランスミッションの延在は、かなり短縮される。さらに、大車のずらされた配置は、横力のより良好な補償、ひいては、トランスミッション内の荷重分布の最適化という利点を提供し、この効果は、トランスミッションコンポーネント、特に支持部の寿命の延長に表われる。
【００３２】
複数の被動ユニット、例えば少なくとも２つ又は３つの圧縮機を備えるトランスミッション付きターボ機械における使用を保証すべく、少なくとも１つの別の被動歯車が設けられており、被動歯車は、大車と噛み合い、その回転軸線は、主継ぎ目に対してずらされて、特に鉛直方向でずらされて配置されている。別の被動歯車は、第１の形態によれば、差し込み式ピニオン（Ｓｔｅｃｋｒｉｔｚｅｌ）としていずれかの部分ケーシングユニット内で支持されている。第２の形態によれば、この別の被動歯車は、ケーシングの、主継ぎ目に対してずらされて配置される別の継ぎ目内に配置されている。
【００３３】
ケーシングは、鋳造構成部材又は溶接構成部材として形成されていてもよい。
【００３４】
トランスミッション付きターボ機械では、好ましくは、第１の部分ケーシングユニットが、トランスミッションケーシング下側部分により形成され、第２の部分ケーシングユニットが、その上方、すなわち、鉛直方向で下側部分より上に配置される上側のトランスミッションケーシング部分により形成され、上側のトランスミッションケーシング部分は、ケーシング構成次第で、トランスミッションケーシング上側部分と称することもあれば、トランスミッションケーシング上側部分より上に配置される別のトランスミッションケーシング部分が設けられているのであれば、トランスミッションケーシング中間部分と称することもある。トランスミッションケーシング下側部分と、トランスミッションケーシング下側部分より上に配置される上側のトランスミッションケーシング部分、すなわち、トランスミッションケーシング上側部分又はトランスミッションケーシング中間部分との間の主継ぎ目は、一水平平面内を延びているか、又は段違いに設けられている場合は、複数の水平平面内を延びている。この上側のトランスミッションケーシング部分は、少なくとも３つ又はそれよりも多くのケーシング部分に細分化されており、中間ケーシング部分は、大車の領域に配置されている。中間ケーシング部分は、主継ぎ目内で支持される駆動軸及び被動軸へのアクセスが必要なとき、トランスミッションケーシング下側部分に結合されたままであり、これにより、トランスミッションの剛性、特に一部分解された状態のケーシングの剛性を大幅に高める。
【００３５】
個々の継ぎ目及び／又は主継ぎ目は、その設計、構造的な形成及び表面処理に関して様々に構成されていてよい。継ぎ目及び／又は主継ぎ目を介して実現される個々のケーシング構成部分間の結合は、同様に、所望される組み立て／取り外し時の必要なアクセス性を考慮して自由に選択可能である。その際、以下に挙げる群の結合から選択される結合又はこれらの組み合わせ：
力結合（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：摩擦力等の力による束縛）式の結合、特に取り付け要素、
形状結合（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：形状による束縛）式の結合、
が使用される。
【００３６】
既に説明したように、本発明により構成されるトランスミッションは、トランスミッション付きターボ機械内で、駆動ユニット及び／又は被動ユニット間の作用結合を実現すべく、駆動歯車及び／又は被動歯車に結合される個々の軸との結合により統合されて、１つの機械トレインを形成している。その際、駆動軸及び／又は被動軸の少なくとも１つに結合される駆動ユニット及び／又は被動ユニットは、コンプレッサ段のインペラ及び／又はエキスパンダ段のインペラにより形成され得る。
【００３７】
駆動歯車に連結可能な駆動ユニットは、以下に挙げる機械の群から選択される機械：
ターボ原動機、
電気的な駆動機械、
内燃機関、
として構成されていてもよい。
【００３８】
本発明により形成されるトランスミッションは、簡単に組み立て可能かつ分解可能であり、主継ぎ目内で支持される歯車への簡単なアクセス性を、トランスミッションケーシングの高い剛性を維持しつつ、場合によっては、被動ユニットが付加的に主継ぎ目外に支持されている場合、この被動ユニットの取り外しを必要とすることなく実現する。組み立てる方法は、請求項１９の特徴、特に以下の方法ステップ：
ケーシングであって、少なくとも２つの部分ケーシングユニット、すなわち、第１の部分ケーシングユニットと第２の部分ケーシングユニットとを有し、部分ケーシングユニットは、ケーシング内で支持すべき歯車あるいはこれらの歯車に結合される軸の軸受領域を通って延びる主継ぎ目を介して結合可能であり、結合すべき部分ケーシングユニットの１つは、少なくとも３つのケーシング部分、すなわち、１つの中間ケーシング部分と２つのサイドケーシング部分とから形成され、中間ケーシング部分は、個々のサイドケーシング部分に、それぞれ、主継ぎ目に対して角度をなして方向付けられた継ぎ目を介して結合可能である、ケーシングを準備する方法ステップと、
組み付け位置で下側の、好ましくは一体に形成される第１の部分ケーシングユニットを組み立てる方法ステップと、
大車及び場合によってはこの大車と噛み合う歯車を第１の部分ケーシングユニット内に／第１の部分ケーシングユニットに接するように、好ましくは第１の部分ケーシングユニットの主継ぎ目内にて組み立てる方法ステップと、
大車を少なくとも部分的に取り囲むように中間ケーシング部分を組み立て、主継ぎ目において第１の部分ケーシングユニットに結合する方法ステップと、
大車と噛み合い、主継ぎ目内で支持される、歯車軸を有する歯車と、被動ユニットの、軸に組み付けられて回転可能な構成部材とを組み立てる方法ステップと、
サイドケーシング部分を、中間ケーシング部分及び第１の部分ケーシングユニットと接合することで組み立て、第２の部分ケーシングユニットを形成する方法ステップと、
により特徴付けられている。
【００３９】
トランスミッション付きターボ機械が、トランスミッション付き圧縮機として形成され、個々の被動ユニットが、圧縮機として構成されているとき、圧縮機のインペラは、個々の被動軸とともに組み立てられ、ケーシングへの背壁の組み付け後、圧縮機ケーシングを背壁に組み付け得る。背壁は、構成ユニットとして組み立てられても、複数の個別部品で組み立てられてもよい。さらに、ガスシールを有するインペラ及び背壁の組み立ては、１回の方法ステップ又は互いに異なる方法ステップで実施されてもよい。
【００４０】
大車を介して、主継ぎ目外で中間ケーシング部分及び別の第３の部分ケーシングに支持された別の圧縮機段が駆動される場合、この別の圧縮機段の組み立ては、第２の部分ケーシング、特に中間ケーシング部分の組み立て後に実施する。
【００４１】
以下に、本発明による解決手段について、図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１ａ】一例としての統合されたトランスミッションの基本構造を、組み立てられた状態において、組み付け位置で前から見た、図式的に簡略化して示す図である。
【図１ｂ】図１ａに示したトランスミッションを、サイドケーシング部分を取り外した状態において、図式的に簡略化して示す図である。
【図２】図１ａに示したトランスミッションの一形態であって、ずらした大車を備えるトランスミッションを例示する図である。
【図３】図１ａに示した本発明により形成されるトランスミッションをトランスミッション付きターボ機械に組み込んだ状態を示す図である。
【図４】図４ａ乃至４ｅは、トランスミッションの可能な形態を図式的に簡略化して示す図である。
【図５】図５ａ乃至５ｃは、トランスミッション付き圧縮機設備用のトランスミッション付きターボ機械内での内蔵型トランスミッションとしての可能な使用を例示する図である。
【図６】トランスミッション付き圧縮機の形態のトランスミッション付きターボ機械を組み立てる際の個々の方法ステップの流れを例示するフローチャートである。
【００４３】
図中、同じ要素には、それぞれ、同じ符号を使用した。
【００４４】
図１ａ及び１ｂは、図式的に著しく簡略化した図で、トランスミッション１、特に機械トレインのトランスミッション付きターボ機械２用の内蔵型トランスミッションの可能な一形態を示しており、トランスミッション１は、本発明により構成されるケーシング１０を備える。トランスミッション付きターボ機械２の一形態は、図３に例示してある。トランスミッション付きターボ機械２は、トランスミッション１を介して駆動ユニット及び／又は被動ユニットを統合して、１つのパワートレインを形成している。駆動ユニットとして、蒸気タービン、ガスタービン、エキスパンダ及びモータが使用可能であり、被動ユニットとして、コンプレッサ及びジェネレータが使用可能である。個々のユニットは、互いに連結されており、単数又は複数のベースフレーム、例えば機械基礎上に据え付けられている。その際、図３は、図１ａ及び１ｂに示したトランスミッション１を備えるトランスミッション付き圧縮機２０の形態のトランスミッション付きターボ機械２を斜視図で例示している。
【００４５】
トランスミッション付きターボ機械２用のトランスミッション１は、駆動軸１３と一体に構成される又は駆動軸１３と結合される駆動歯車３を備える。さらにトランスミッション１は、駆動歯車３と噛み合う１つの大車４と、少なくとも１つ、好ましくは複数の別の歯車とを備え、これらの別の歯車は、以下では、被動歯車５，６及び７と称する。大車４に対する被動歯車５，６及び７の設計／寸法設定に基づいて、被動歯車５，６及び７は、ピニオンとも称し、被動歯車５，６及び７に結合される軸１５，１６，１７は、ピニオン軸とも称する。その際、少なくとも１つの被動歯車、ここでは、第１の被動歯車５は、少なくとも間接的に、すなわち、直接的に大車４と噛み合っているか、又は、図１ａに示した形態の、図４ｃ又は４ｄに示す変化形態のように、中間車８を介在させて間接的に大車４と噛み合っている。図４ｃ又は４ｄに示した中間車８は、中間車軸１８に結合されており、軸受領域には、符号Ｌ８を付した。
【００４６】
さらに、図１ａ及び１ｂに示した形態は、第２の被動歯車６を有し、第２の被動歯車６は、駆動歯車３と噛み合っている。付加的に、第３の被動歯車７が、これを支持する軸１７を有して設けられている。大車４、駆動歯車３及び被動歯車５，６，７、あるいはそれぞれこれらの車４，３，５，６，７に結合される軸１４，１３，１５，１６，１７は、ケーシング１０内で支持されている。
【００４７】
駆動歯車３の理論回転軸線Ｒ３、大車４と噛み合う第１の被動歯車５の理論回転軸線Ｒ５、大車４の理論回転軸線Ｒ４及び第２の被動歯車６の理論回転軸線Ｒ６は、それぞれ、配置領域ＡＥ３，ＡＥ４，ＡＥ５，ＡＥ６内に配置されている。これらは、互いにずらされて、例えば鉛直方向で互いにずらされて配置されていてもよい（ずらされた大車４の例を図２に示した）し、又はしかし、少なくとも幾つかの配置領域は、図１ａに示すように、１つの共通の配置平面Ｅ内に位置していてもよい。その際、理論回転軸線は、それぞれの歯車あるいはこれらの歯車に結合される軸の幾何学的なローテーション軸線に相当する。
【００４８】
別の第３の被動歯車７の回転軸線Ｒ７は、鉛直方向で配置平面Ｅに対してずらされて配置されている。幾つかの歯車（駆動歯車３、大車４及び別の歯車５，６及び７）は、１つのケーシング１０内に配置されており、ケーシング１０内でいわゆる軸受領域Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６及びＬ７において支持されている。このためにケーシング１０は、少なくとも２つの部分ケーシングユニット１０．１及び１０．２、本実施の形態では３つの部分ケーシングユニット１０．１，１０．２及び１０．３に細分化されており、部分ケーシングユニット１０．１，１０．２間の主継ぎ目ＴＨは、軸受領域Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５及びＬ６を通って延びている。部分ケーシングユニット１０．２及び１０．３間を延びる継ぎ目ＴＨ２は、被動歯車７の軸受領域Ｌ７を通って延びている。歯車あるいはこれらの歯車に結合される軸がケーシング１０内において両側で支持されている場合は、それぞれの歯車の両側に配置された、それぞれ２つのこのような軸受領域Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６及びＬ７が、ケーシング１０内に設けられていなければならないことは、自明である。
【００４９】
主継ぎ目ＴＨは、図１ａに示した形態では、好ましくは真っ直ぐ、すなわち、水平の一平面Ｅ内に位置している。このことは、同様に第２及び第３の部分ケーシングユニット間の別の主継ぎ目ＴＨ２にも当てはまる。
【００５０】
トランスミッション１は、組み付け位置で示してある。トランスミッション１は、本形態では、基礎１２上に配置されていることができる。仮に幾つかの歯車３，４，５，６の回転軸線Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６が単一の平面Ｅ内に位置していても、幾つかの歯車、本実施の形態では、大車４、駆動歯車３及び被動歯車５，６の軸受領域Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６の配置により特徴付けられた延びを示す主継ぎ目ＴＨが、前記単一の平面Ｅ内を延びている必要がないことは、自明である。別の付加構成部材に起因した凸部又は凹部の形態のずれ、特に段差も、可能である。重要なのは、主継ぎ目ＴＨの輪郭及び延びが、少なくとも、主継ぎ目ＴＨ内で支持される歯車の軸受領域、特に歯車あるいはこれらの歯車に結合される軸１３，１４，１５及び１６の軸受領域Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５及びＬ６を通って延びるように構成されていることである。
【００５１】
第１の部分ケーシングユニット１０．１は、本実施の形態では、組み付け位置で下側の部分ケーシングユニット１０．１を形成し、第２の部分ケーシングユニット１０．２は、鉛直方向で第１の部分ケーシングユニット１０．１より上に配置される部分ケーシングユニット１０．２を形成する。第３の部分ケーシングユニット１０．３を有してケーシングを形成するのであれば、第２の部分ケーシングユニット１０．２は、中間の部分ケーシングユニットとも称する。
【００５２】
本発明により、第２の部分ケーシングユニット１０．２は、複数の部分から構成され、すなわち、少なくとも３つのケーシング部分に細分化されており、継ぎ目Ｔ１及びＴ２は、主継ぎ目ＴＨに対して３０°乃至１５０°、好ましくは４５°乃至１３５°の範囲の角度、特に好ましくは９０°の角度をなして延びるように形成されている。少なくとも３つのケーシング部分は、中間ケーシング部分１０．２１と、それぞれ、中間ケーシング部分１０．２１に継ぎ目Ｔ１，Ｔ２を介して結合されるサイドケーシング部分１０．２２及び１０．２３とにより形成される。中間ケーシング部分１０．２１と、中間ケーシング部分１０．２１の両側、すなわち、互いに背離した側に配置されているサイドケーシング部分１０．２２及び１０．２３との結合は、それぞれの継ぎ目Ｔ１及びＴ２の領域で実施されている。第２の部分ケーシングユニット１０．２の構成部分としてのケーシング部分、すなわち、中間ケーシング部分１０．２１及びサイドケーシング部分１０．２２及び１０．２３の、部分ケーシングユニット１０．１との結合は、主継ぎ目ＴＨの領域で実施されている。このために、互いに向かい合った個々のケーシング構成部分は、相応の接合領域２１を主継ぎ目ＴＨに有し、かつ接合領域２２．１，２２．２及び２２．３を、部分ケーシングユニット１０．２の中間ケーシング部分１０．２１及びサイドケーシング部分１０．２２あるいは１０．２３の、組み付け位置で主継ぎ目ＴＨに面した側に有して形成されている。中間ケーシング部分１０．２１と結合するサイドケーシング部分１０．２２及び１０．２３の接合領域には、符号２３．２及び２３．３を付した。中間ケーシング部分１０．２１の接合領域には、符号２３．１１及び２３．１２を付した。接合領域の構造的な構成は、個々のケーシング構成部分を接合して全体ケーシング１０を形成する際に選択される結合装置に応じて実施されている。これには多数の可能性が存在し、好ましくは、分離可能な力結合式の結合装置が選択される。この場合、ケーシング構成部分は、その主継ぎ目ＴＨ及び継ぎ目Ｔ１，Ｔ２，ＴＨ２の領域に、好ましくはフランジ面を有して形成されている。フランジ面は、力結合式の結合装置、特に取り付け要素、例えばねじ及びねじ山の収容及び／又は案内を可能にする。
【００５３】
部分ケーシングユニット１０．３は、中間ケーシング部分１０．２１に継ぎ目ＴＨ２を介して結合されている。継ぎ目の構造的な構成及び寸法設定についての上述の記載は、この継ぎ目ＴＨ２にも適用可能である。部分ケーシングユニット１０．３は、好ましくは、部分ケーシングユニット１０．３が実質的に、中間ケーシング部分１０．２１内で支持された軸に対して横方向の、中間ケーシング部分１０．２１の延在にわたって延在するように寸法設定され、設計されており、これにより、サイドケーシング部分１０．２２，１０．２３の取り外しは、部分ケーシングユニット１０．３と、部分ケーシングユニット１０．３内で支持される軸と、これらの軸に結合される被動ユニットとは無関係に実施可能である。
【００５４】
継ぎ目Ｔ１及びＴ２は、軸受領域Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５及びＬ６外に配置されている。好ましくは、継ぎ目Ｔ１及びＴ２の配置は、主継ぎ目に投影される大車４の歯先円直径の延在内で実施される。これにより、中間ケーシング部分１０．２１と部分ケーシングユニット１０．１との間の結合領域は、できる限り大きく選択でき、その結果、ケーシング部分１０．１は、比較的大きな延在領域にわたって、互いに対向するケーシング壁の、中間ケーシング部分を介した結合によって補強される。
【００５５】
図１ａは、組み立てられた状態を示しているのに対し、図１ｂは、サイドケーシング部分１０．２２及び１０．２３を取り外した状態を示している。看取可能であるのは、部分ケーシングユニット１０．３を中間ケーシング部分１０．２１に結合したままにできるので、主継ぎ目内で中間ケーシング部分１０．２１外に支持される軸に接近するのに、部分ケーシング１０．３内で支持される軸を介して結合可能な被動ユニットを取り外す必要がないことである。組み立て及び取り外しは、これによりかなり簡略化される。
【００５６】
図２は、図式的に著しく簡略化した図で、被動歯車５，６の回転軸線Ｒ５，Ｒ６に対してずらされた大車４の回転軸線Ｒ４を有する主継ぎ目ＴＨを有する、図１ａに示したトランスミッション１の改変された形態を例示している。駆動歯車３の回転軸線Ｒ３と、大車４と噛み合う第１の被動歯車５の回転軸線Ｒ５と、駆動歯車３と噛み合う別の第２の被動歯車６の回転軸線Ｒ６は、１つの共通の配置平面Ｅ内に配置されている。軸１３，１５，１６は、１つの共通の主継ぎ目ＴＨ内で支持されている。配置平面ＡＥ３，ＡＥ５及びＡＥ６は、本実施の形態では、例示的に組み付け位置で一水平平面Ｅ内に位置している。より良好な荷重分布及び軸方向のよりコンパクトな構造形式を実現すべく、大車４の回転軸線Ｒ４は、駆動歯車３及び第１の被動歯車５の配置平面Ｅに対して鉛直方向でずらされて配置されている。その際、大車４を支持する軸１４は、平面Ｅの上方で配置平面ＡＥ４内に配置されている。このずれは、駆動軸Ａの回転軸線Ｒ３と大車４の回転軸線Ｒ４との間の理論仮想結合線と、大車の回転軸線Ｒ４と第１の被動歯車５の回転軸線Ｒ５との間の理論仮想結合線との間の角度が、１３０°乃至１７５°の範囲で構成されているように、配置領域の段差を生じさせる。大車４及び歯車３，５，６は、はす歯である。大車４の、鉛直方向でずらされた配置により、最適な荷重分布が得られる。
【００５７】
大車４の軸受領域Ｌ４は、第１の部分ケーシングユニット１０．１に、ただし、ケーシング１０の、周囲に対して密封した、特に油密の主継ぎ目外に配置されている。
【００５８】
図３は、斜視図で、本発明に係るトランスミッション１の、トランスミッション付きターボ機械２内への内蔵を示している。トランスミッション付きターボ機械２は、複数の圧縮機段Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ３２を有し、圧縮機段Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ３２は、少なくとも間接的に駆動歯車３又は大車４と噛み合う被動歯車５，６及び７を介して駆動される。加えて、被動歯車５，６，７に結合される軸１５，１６，１７に、圧縮機段Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ３２のインペラが取り付けられており、インペラは、圧縮機壁に取り付けられた圧縮機ケーシング９．１，９．２及び１９．１並びに２６．１，２６．２により包囲される。トランスミッション１は、図１ａに示したように形成されている。個々の部分ケーシングユニット１０．１，１０．２、第２の部分ケーシング１０．２の構成部分、すなわち、中間ケーシング部分１０．２１及びサイドケーシング部分１０．２２，１０．２３、並びに中間ケーシング部分１０．２１に結合される部分ケーシング１０．３が看取可能である。
【００５９】
本実施の形態でも、中間ケーシング部分１０．２１とサイドケーシング部分１０．２２及び１０．２３との間の継ぎ目Ｔ１及びＴ２は、互いに噛み合う歯車の端面に向かってトランスミッション１を見たとき、大車の軸と、大車と噛み合い、主継ぎ目内で支持される歯車との間を延びている。
【００６０】
図４ａ乃至４ｅは、本発明により１つの部分ケーシングユニットを複数のケーシング部分に細分化したことが、部分的な分解の目的に利用され得る、別のトランスミッション構成を例示している。図４ａは、１つの大車４と、大車４と噛み合う３つの歯車、例えば駆動歯車３並びに第１の被動歯車５及び被動歯車７とを有するトランスミッション１の第１の構成を示している。大車４を駆動歯車として使用し、駆動歯車３を、被動軸に結合される被動歯車により形成することも、可能である。
【００６１】
歯車３，４及び５の回転軸線Ｒ３，Ｒ４及びＲ５、ひいては軸受領域Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５は、１つの共通の平面内で主継ぎ目ＴＨ内に配置されている。回転軸線Ｒ７は、主継ぎ目ＴＨに対してずらされて継ぎ目ＴＨ２内に配置されている。部分ケーシングユニット１０．２は、ケーシング上側部分を形成し、複数のケーシング部分、すなわち、中間ケーシング部分１０．２１並びにサイドケーシング部分１０．２２及び１０．２３に細分化されている。継ぎ目Ｔ１及びＴ２は、大車４の歯先円直径の領域を延びている。ケーシング上側部分は、部分ケーシングユニット１０．３を介して閉鎖される。本形態は、図１ａに示した構成に概ね相当するが、第２の被動歯車６を有しない。
【００６２】
図４ｂは、大車４をずらした、図４ａに示した構成を示している。これにより基本構成は、図２に示した構成に相当するが、第２の被動歯車６を有しない。
【００６３】
図４ｃは、被動歯車５と大車４との間に付加的な中間車８を有し、平らな主継ぎ目ＴＨを有する、図１ａに示した形態の変化形態を示している一方、図４ｄは、大車４をずらした、図４ｃに示した構成を示している。
【００６４】
図４ｅは、継ぎ目ＴＨ外に支持される少なくとも１つの別の被動歯車２８を有する、図４ａに示した形態を示しており、この別の被動歯車２８は、差し込み式ピニオンとして形成されている。
【００６５】
図５ａ乃至５ｃは、トランスミッション付きターボ機械２内でのトランスミッション１の可能な使用と、トランスミッション付きターボ機械２の構成とを例示している。図５ａは、駆動機械と、少なくとも１つ又は複数の圧縮機Ｖ１乃至Ｖｎ、ここではＶ１，Ｖ２，Ｖ３及びＶ４を駆動するトランスミッション１とを備えるトランスミッション付き圧縮機設備の形態のトランスミッション付きターボ機械２の機械トレイン内での有利な使用を示している。この場合、トランスミッション１は、図１及び２に示したように構成されている。駆動軸１３は、駆動ユニットＡＭに結合されている。被動歯車５及び６に結合される個々の被動軸１５及び１６は、それぞれ、圧縮機の１つに結合されており、特にこのような圧縮機Ｖ１乃至Ｖ４のインペラを支持している。
【００６６】
図５ａに示した駆動機械は、タービン１１、特に蒸気タービンとして構成されている。これに対して図５ｂは、電気機械２５の形態の駆動機械を有する形態を示している。
【００６７】
図５ｃは、大車４に付加的な電気機械２７を有する、図５ａに示した形態を示している。電気機械２７は、大車４の軸１４に連結されている。
【００６８】
図６は、一例としての工程図を基に、トランスミッション付き圧縮機２０の形態のトランスミッション付きターボ機械２の可能な組み立ての方法ステップの概略を説明するものである。方法ステップＡにおいて、ケーシング１０の準備を行う。ケーシング１０は、少なくとも２つの部分ケーシングユニット、すなわち、第１の部分ケーシングユニット１０．１と第２の部分ケーシングユニット１０．２とを有し、少なくとも２つの部分ケーシングユニット１０．１，１０．２は、ケーシング１０内で支持すべき歯車あるいはこれらの歯車に結合される軸の軸受領域を通って延びる主継ぎ目ＴＨを介して結合可能であり、結合すべき部分ケーシングユニットの１つ、特に組み付け位置で上側のトランスミッションケーシング部分を形成する部分ケーシングユニット１０．２は、少なくとも３つのケーシング部分、すなわち、１つの中間ケーシング部分１０．２１と２つのサイドケーシング部分１０．２２，１０．２３とからなる。方法ステップＢにおいて、組み付け位置で下側の、好ましくは一体に形成される第１の部分ケーシングユニット１０．１の組み立てあるいは位置決めを行い、方法ステップＣにおいて、大車４、場合によっては既に、この大車４と噛み合う歯車、例えば駆動歯車３も、第１の部分ケーシングユニット１０．１の主継ぎ目ＴＨ内に配置する。続いて、大車４を少なくとも部分的に取り囲むように中間ケーシング部分１０．２１を組み立て、主継ぎ目を介して下側の部分ケーシングユニット１０．１に結合する。方法ステップＥにおいて、被動ユニットの背壁の下側部分、特に圧縮機背壁の下側部分を部分ケーシングユニット１０．１に取り付ける。方法ステップＦは、歯車軸と、被動ユニットの、それぞれの軸に組み付けられる回転可能な構成部分、特に圧縮機Ｖ１１，Ｖ１２及びＶ２１のインペラとを有する少なくとも１つの被動歯車、好ましくは、主継ぎ目内で支持される別の被動歯車５及び６の組み立てを特徴とする。その後、方法ステップＧにおいて、個々の圧縮機の圧縮機背壁の上側部分を部分ケーシングユニット１０．１に取り付ける。背壁に、方法ステップＨにおいて、それぞれの圧縮機ケーシングを組み付け、方法ステップＩにおいて、サイドケーシング部分１０．２２，１０．２３を、中間ケーシング部分１０．２１及び第１の部分ケーシング１０．１と結合しつつ、歯車３，５及び６を取り囲むように組み立てる。大車４に少なくとも１つの別の圧縮機段、例えば図２に示すように圧縮機段Ｖ３１及びＶ３２が連結されている場合は、この少なくとも１つの別の圧縮機段は、大車４と噛み合う被動歯車７であって、中間ケーシング部分１０．２１に設けられた継ぎ目ＴＨ２内に配置される被動軸１７に結合される被動歯車７を介して駆動される。組み立ては、方法ステップＩ後に実施される。
【００６９】
被動歯車、特にインペラを有するピニオン軸が組み立てられ、組み込まれると、ガスシールの組み込みが、分割式の背壁である場合、背壁の上側の部分の組み込み前に実施される。さもなければ、背壁及びガスシールは、１回のステップで組み付けられる。
【００７０】
トランスミッションケーシングの本発明による細分化は、図面に示した形態及びトランスミッション付きターボ機械で使用するための明示したトランスミッション構成に限定されない。重要なのは、大車と噛み合う歯車の構成について、大車を収容しないケーシング部分だけが保守及び組み立ての際に完全に除去されればよく、他の部分ケーシングユニットに結合されたままでいることができるように、部分ケーシングユニットが構成されていることである。
【符号の説明】
【００７１】
１  トランスミッション、特に内蔵型トランスミッション
２  トランスミッション付きターボ機械、特にトランスミッション付き圧縮機又は膨張機械
３  駆動歯車
４  大車
５  被動歯車
６  被動歯車
７  被動歯車
８  中間車
９．１  圧縮機ケーシング
１０  ケーシング
１０．１，１０．２，１０．３  部分ケーシング
１０．２１  中間ケーシング部分
１０．２２，１０．２３  サイドケーシング部分
１１  タービン
１２  基礎
１３  駆動軸
１４  大車軸
１５  被動軸
１６  被動軸
１７  被動軸
１８  中間車軸
１９．１，１９．２  圧縮機ケーシング
２０  トランスミッション付き圧縮機
２１  接合領域
２２．１，２２．２，２２．３  接合領域
２３．１１，２３．１２，２３．２，２３．３  接合領域
２４  駆動機械
２５  電気機械
２６．１，２６．２  圧縮機ケーシング
２７  電気機械
２８  被動歯車、特に差し込み式ピニオン
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４  圧縮機
Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ３２  圧縮機
Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８  回転軸線
ＴＨ  主継ぎ目
Ｔ１，Ｔ２，ＴＨ２  継ぎ目
ＡＥ３，ＡＥ４，ＡＥ５，ＡＥ６，ＡＥ７  配置平面
Ｅ  平面
Ａ−Ｉ  方法ステップ
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
0006611806.tif 000008
【図４ｄ】
0006611806.tif 000009
【図４ｅ】
0006611806.tif 000010
【図５ａ】
0006611806.tif 000011
【図５ｂ】
0006611806.tif 000012
【図５ｃ】
0006611806.tif 000013
【図６】
0006611806.tif 000014