(57)【要約】本発明は、高出力のための機械装置に関する。本発明は、出力軸を備える駆動装置と、駆動軸を備える作業機械と、駆動装置と作業機械との間に接続され、充填したり空にしたりすることの可能な変換機（３）と、変換機（３）に平行に接続されている、切り替え可能な歯車結合装置（４）とを備え、結合装置半体（４．１）が、駆動装置の出力軸に回転可能に結合され、片方の結合装置半体（４．２）が、作業機械の駆動軸に回転可能に結合されていることを特徴とする。
2004506857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高出力のための機械装置であって、
出力軸を備える駆動装置と、
駆動軸を備える作業機械と、
前記駆動装置と前記作業機械との間に接続され、充填したり空にしたりすることが可能な変換機（３）と、
前記変換機（３）に平行に接続されている、切り替え可能な歯車結合装置（４）とを備え、
結合装置半体（４．１）が、前記駆動装置の出力軸と回転可能に結合され、
片方の結合装置半体（４．２）が、前記作業機械の駆動軸と回転可能に結合されている機械装置。
【請求項２】
前記歯車結合装置（４）には切り替えアクチュエータが取り付けられており、
前記切り替えアクチュエータが、ピストン（４．３）およびシリンダを有する水力ユニットを備え、圧縮媒体で前記歯車結合装置（４）を閉じることにより動くことができ、前記媒体は媒体接続部（５）を介して取り入れ可能であり、
前記歯車結合装置（４）を開くことにより、作用する戻りバネ（６）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の機械装置。
【請求項３】
駆動装置および作業機械の回転数を把握するためのセンサが設けられ、
前記媒体のための前記接続部（５）を遮断しかつ該媒体を水力ユニットから出すための装置が備えられていることを特徴とする、請求項１に記載の機械装置。
【請求項４】
前記駆動装置がタービンであり、前記作業機械がコンプレッサであることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の機械装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動装置および作業機械を有する機械装置に関する。本発明は、特に、駆動装置が電動機またはガスタービンであり、作業機械がコンプレッサであるような機械装置に関する。２０メガワット以上の非常に高い出力に関心を持たれる。こうした極端に高い出力であるために、機械は非常に大きく変化する質量を有するようになり、特別の問題がもたらされる。
【０００２】
【従来の技術】
上記機械装置に対する要求、特に、ガスタービンおよびコンプレッサを有する機械に対する要求は以下のようである。
・コンプレッサは、駆動装置が過負荷にならない方法で始動しなければならない。
・コンプレッサは、駆動装置の回転数と同じ回転数で高速運転しなければならない。すなわち２つの機械は相互に同期されて運転されなければならない。
・同期運転がなされてから、駆動装置と作業機械との間に直接の機械的な伝動結合がなされなければならない。
・上記機械装置ではほとんどの場合、特に全体的に駆動装置としてのガスタービンと作業機械としてのコンプレッサでは、ガスタービンを継続的に動かすことが必要であり、コンプレッサがオフにされても動いている事が要求される。
【０００３】
駆動装置および作業機械を有する小型機械装置では、低い回転数の場合に、これら２つの機械の間にスライド孔付き結合装置が接続される。たとえば、摩擦結合装置または薄片結合装置である。しかしこうした結合装置は低出力の場合、および質量が小さい場合には使用できるが、そうした結合装置は、ここに述べている機械装置の価値のほんの一部を示すにすぎない。上記機械装置のような非常に高い出力および回転数を持つ機械装置ではそうした結合装置の使用は除外される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、駆動装置、作業機械およびそれらの間に接続される伝達ユニットを有する機械装置、特に、非常に高い出力および回転数のために設けられたガスタービンとコンプレッサとを有する機械装置を提供することであり、作業機械は信頼性を持ち、駆動のために無理なく始動され、駆動装置および作業機械は同期された回転数で高速運転可能であり、作業機械が停止しても駆動装置は運転を継続できるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は請求項１の特徴部分によって解決される。
【０００６】
発明者はそれにより、上記部分的課題をすべて解決し、問題の完全な解法を見出した。
【０００７】
本発明の変換機は充填したり、空にしたりすることが可能である。歯車結合装置の結合装置半体（Ｋｕｐｐｌｕｎｇｓｈａｌｆｔｅ）は、駆動軸に回転可能に取り付けられ、ポンプギヤに接しており、一方の結合装置半体は、出力軸に回転可能に取り付けられ、タービンギヤに接している。結合装置はスライド切り替え結合装置であり、２つの結合装置半体は、軸方向にスライドすることによって嵌合可能になる。
【０００８】
始動は、ガスタービンおよびコンプレッサを有する機械装置を例にすると以下に示すように実行される。
（１）まずガスタービンが始動し、コンプレッサは静止している。
（２）変換機が充填される。
（３）コンプレッサが、変換機充填に基づいて駆動装置によって動かされ、変換機の出力が調整され、高速運転され、駆動装置との同期運転になるまで運転される。
（４）同期運転はセンサによって把握される。
（５）歯車結合装置が接続される。歯車結合装置が接続されると回転モーメントが２つの経路でガスタービンからコンプレッサに伝えられる。１つは変換機を介した経路であり、もう１つは歯車結合装置を介した経路である。両方の力は互いに平行に伝わる。
（６）次いで変換機が空になるので歯車結合装置だけが回転モーメントをガスタービンからコンプレッサに伝える。
【０００９】
接続解除の場合、機械装置の運転には２つの可能性がある。
可能性Ａ：
（１）ガスタービンがオフになり、ある程度までコンプレッサと共にゆるやかに止まる。
（２）結合装置が開かれる。これは意図した嵌合によって、または自動機械によって行われる。
（３）駆動装置とコンプレッサは互いに離れ、静止状態になる。
可能性Ｂ：
（１）空の変換機が再び作業媒体で充填される。
（２）結合装置が開かれる。
（３）変換機は空になる。ガスタービンは運転を継続するがそれでも回転モーメントはコンプレッサにもはや伝えられないので、コンプレッサは静止状態になる。
【００１０】
可能性Ｂには特に利点がある。コンプレッサが間欠的に利用され、ガスタービンを、ガスタービン行程に基づいて運転を継続させるという利用が考えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明を図を用いてさらに詳細に説明する。図は、以下に個別に示されている。
【００１２】
図１には、ガスタービンおよびコンプレッサを有する機械装置内で、これら２つの間にある力伝達ユニットだけが提示されており、変換機３および歯車結合装置４も含まれる。変換機３およびｂ歯車結合装置４は、図には示してないガスタービンとコンプレッサとの間に接続される。
【００１３】
変換機３および歯車結合装置４は互いに平行に接続されている。変換機３も歯車結合装置４も、それ自体で、回転モーメントを変換機入力軸１から変換機出力軸２へ伝達可能であり、また共同で伝達することもできる。
【００１４】
変換機３は充填可能であり、空にすることもできる。変換機にはポンプギヤ３．１およびタービンギヤ３．２が含まれる。さらに、固定された誘導羽根車３．３、調節可能な誘導羽根車３．４が含まれる。
【００１５】
変換機３のポンプギヤ３．１は入力軸１に回転可能に結合されている。変換機のタービンギヤ３．２は出力軸２に回転可能に結合されている。
【００１６】
図２によって、変換機および歯車結合装置部分の関係がさらに正確に認識できる。歯車結合装置４には２つの結合ハーフが含まれる。片方の結合ハーフ（スリット４．１）は入力軸１に回転可能に結合されている。別の結合ハーフ（歯車リム４．２）はコンプレッサの出力軸２に回転可能に結合されている。歯車リム４．２は、図２では左に摺動可能である。そのように摺動されると結合装置４は閉じられる。
【００１７】
接続部５が制御オイル用に設けられている。ここを通って制御オイルが結合装置ケースの内側に入り込み、ピストン４．３を動かし、ピストンは歯車リム４．２を左に押す。接続部５には、図に示されてない弁が取り付けられている。
【００１８】
結合装置の作動に関して、板バネ６は重要である（図１参照）。制御オイルが接続部５に入ってピストン４．３を左に押し、結合装置４はそれによって閉じるが、板バネ６は対抗しようとする。結合装置４を開こうとする。
【００１９】
上述のように、ガスタービンとコンプレッサとの間で始動過程において同期される。入力軸１と出力軸２との間でも同様である。同期されると、図には示されていないセンサによって把握される。この瞬間に制御オイルの接続部５の弁が開かれる。制御オイルが流れ込み、ピストン４．３を動かし、歯車リム４．２を左に摺動するので、結合装置４は閉じられる。制御オイルの圧力がピストン４．３にかかっている間は閉じている。それ故、接続部５の前の弁を、結合装置を閉じておきたい間だけ開いておくことができる。
【００２０】
結合装置４を開きたい場合は、制御オイルの接続部５の弁を遮断し、別の場所で、制御オイルが流出できるようにする。たとえば出口７の開放によって行う（図２参照）。このような条件があるならば、すなわち、接続部５で制御オイル入り口が閉じられており、制御オイル出口７が開いているならば、バネ６だけがバー６．１を経てピストン４．３に作用するので、図２のピストン４．３は右に動き、それにより歯車リム４．２も動く。結合装置は開かれ、回転モーメントはもはや結合装置４には伝わらない。
【００２１】
しかし逆の作用も考えられる。バネ力で結びつけることができ、水圧で再びはずすことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の機械装置の要部、すなわち本発明の変換機および本発明の歯車結合装置である。
【図２】図１の変換機および歯車結合装置部分の拡大図である。
【符号の説明】
３　変換機
４　歯車結合装置
４．１　スリット（結合装置半体）
４．２　歯車リム（片方の結合装置半体）
４．３　ピストン
５　接続部（媒体接続部）
６　板ばね（戻りばね）
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年5月24日(2002.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高出力のための機械装置であって、
出力軸を備える駆動装置としてのガスタービンと、
駆動軸を備える作業機械としてのコンプレッサと、
ガスタービンとコンプレッサとの間に接続され、充填したり空にしたりすることが可能な変換機（３）とを備える高出力のための機械装置において、
前記変換機（３）が、固定された誘導羽根車（３．３）と調節可能な誘導羽根車（３．４）を含み、
前記変換機（３）に平行に接続されている歯車結合装置（４）が設けられ、
切り替え可能な前記歯車結合装置（４）の結合装置半体（４．１）が、前記駆動装置の出力軸と回転可能に結合され、
片方の結合装置半体（４．２）が、前記作業機械の駆動軸と回転可能に結合されていることを特徴とする機械装置。
【国際調査報告】
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