JPS6140845B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はターボ機械に関し、特にガスタービン
の軸受油だめを冷却する改良構造に関する。

ガスタービンのようなターボ機械に用いる軸受
と軸受ハウジングはしばしば高温高圧の環境に置
かれる。例えば、軸受支持体が圧縮機とタービン
の間に設けられた場合、この軸受を囲むハウジン
グは315℃（600〓）以上も高温の圧縮機排出空気
にさらされる可能性がある。もし軸受の潤滑に用
いる流体がこの高温にさらされれば、潤滑流体は
劣化してコークスまたはスラツジを形成するおそ
れがある。このような劣化はまた可燃混合物を形
成するかまたは低い自己着火温度をする蒸気を生
ずることがある。従つて、従来の通例として、例
えば、冷却空気が供給され得る１室以上の包囲室
を設けることによつて、貯留室を形成する壁面を
高温環境から絶縁することが行われてきた。また
軸受に向かう潤滑流体流と平行して潤滑流体が送
り込まれる油噴射構造を設けることも実施されて
いる。これらの構造は有効ではあるが、軸受の潤
滑だけに必要な潤滑流体流量より多い流量を必要
とし、また幾分複雑になりがちである。

本発明の目的は、ガスタービンの軸受油だめを
冷却する効果的な構造を提供することである。本
発明の他の目的は潤滑流体の全流量を増加する必
要のないガスタービン軸受油だめ冷却構造を提供
することである。

簡単に述べると、本発明の上記および他の目的
は、潤滑流体をジヤーナル軸受の軸受面に供給
し、そして潤滑流体を潤滑に用いた後それを軸受
用ハウジング、すなわち、軸受を支持し、そして
軸受を収納する貯留室を画成するハウジングの内
壁面に向けて連続的に噴射する手段を設けること
によつて達成される。この潤滑流体供給および噴
射手段は潤滑流体流をジヤーナル軸受の軸受面に
送る適当な通路と、潤滑すべき軸受部分を出た潤
滑流体を捕集する手段と、この捕集した潤滑流体
をハウジングの内壁面に対して噴射する手段とを
含む。一態様において、前記捕集手段は、軸受面
と軸方向外向きに延在する潤滑流体分配溝とを含
むジヤーナル軸受部分の軸方向外側の位置におい
てジヤーナル軸受ライナに形成された半径方向内
向きの環状捕集溝から成る。前気噴射手段とし
て、ジヤーナル軸受ライナを半径方向に貫通して
前記捕集溝と連通する通路を設け得る。

次に、添付の図面を参照しつつ本発明の実施例
を説明する。第１図はガスタービン１０を示す。
このガスタービンは軸受支持域１６，１８，２０
において適当な軸受によつて外殻１４内に回転自
在に軸受された軸１２を有する。軸１２は羽根付
き圧縮機ロータ２２とタービンロータ２４を含
み、これらはそれぞれ圧縮機２６とタービン２８
の一部分を構成している。

第２図には第１図の軸受支持域１８が詳細に示
されており、ジヤーナル軸受２９を含む。このジ
ヤーナル軸受は軸受ライナ３０を有する。ライナ
３０はその中で軸２１が回転し得るように軸のジ
ヤーナル（３１で示す）を囲んでそれを支持し、
そしてハウジング３２によつて支持されている。
このハウジングは好ましくは鋳造構造体であり、
軸受ライナ３０のまわりに油だめ室または貯留室
３４を画成する。

第２図のハウジング３２は中央ハブ部分３６を
有する。このハブ部分は複数のウエブ部材４２に
よつて外壁部４０から隔てられ、こうして貯留室
３４がハブ部分３６と壁部４０の内壁面４３との
間に画成される。

ハブ部分３６は半径方向内向きの環状くぼみ４
４を有し、このくぼみライナ３０の軸方向運動を
抑止するようにライナ３０の突出リム４６を受入
れている。

ハウジング３２には外室４８を形成し得る。こ
の外室はハウジング３２に形成された適当な通路
５２を介して通気導管５０と連通している。

ハウジング３２の外側から外室４８に入る漏流
を減らすために５４と５６で示すような適当な密
封手段が設けられ、同様に、貯留室３４と外室４
８の間の漏流を減らすために５８と６０で示すよ
うな密封手段が設けられる。

貯留室３４はその上部において適当な導管６１
によつて通気される。この通気導管６１は通気導
管５０内に概して同軸的かつ入れ子に設置し得
る。

ライナ３０とジヤーナル３１の境界面に潤滑剤
の連続流を供給するために６２で示すような適当
な潤滑剤供給手段を設ける。この供給手段６２
は、潤滑流体源と連通しそして軸受支持用ハブ部
分３６に突入している導管６４と、ハブ部分３６
に形成された周方向分配溝６６と、ハブ部分３６
を貫通して導管６４を溝６６と連通させる通路６
８と、（第３図に示すような）通路７０および軸
方向分配溝７２を含む。第３図において、周方向
分配溝６６はライナ３０の半径方向外面と共に通
路を画成し、この通路によつて潤滑流体流が、ラ
イナ３０を貫通している半径方向通路７０を通つ
て溝７２に達する。半径方向内方に面した溝７２
は、潤滑流体を軸受２９のジヤーナル３１の長さ
にそつて分配するように、ジヤーナル３１にそつ
て軸方向に延在する。

半径方向内向きの環状の捕集溝７４が、ライナ
３０の軸方向の各端に近接して軸方向分配溝７２
の軸方向外側に設けられ、軸１２と軸受３０の間
の軸受面にそつて流れた後の潤滑流体の捕集に役
立つ。

第２図と第４図に示すように、複数の噴射通路
７６がライナ３０を半径方向に貫通して形成され
そして各々の環状の捕集溝７４と連通している。

通路７６は潤滑流体を内壁面４３の上部に対し
て噴射するためのもので、それらの配置と寸法
は、噴射された潤滑流体が重力の作用によつて貯
留室３４の底部に流れ下りながら内壁面４３を連
続的にぬらすように定められる。

貯留室３４内の潤滑流体の排出は７８で示すよ
うな適当な導管によつて行われる。この導管は外
壁４０を貫通して貯留室３４の下部と連通してい
る。導管７８は供給導管６４の外側に入れ子に設
け得る。

貯留室３４と外室４８はそれぞれ、入れ子に設
けられた概して同心の導管６１，５０によつて通
気される。

本発明の用法と機能は次の通りである。実用に
際し、ハウジング３２は温度が315℃（600〓）以
上も高い圧縮空気に囲まれるのが普通である。軸
受の潤滑に用いる潤滑流体は、そのコークス形成
等の劣化や潤滑流体の蒸発を防ぎそして潤滑流体
の火災のおそれを防ぐように上記のような高温か
ら保護されなければならない。

供給手段６２を通つてジヤーナル軸受３０に向
かう潤滑流体の流量は毎分0.17ないし0.27m³（45
ないし72ガロン）の範囲にあるであろうが、本発
明はこのような流量に限定されないことを理解す
べきである。本発明に従つてハウジングの上部に
おけるジヤーナル軸受貯留室壁の内面に対して軸
受潤滑流体流を連続的に噴射または衝突させるこ
とによつて貯留室３４内の空気の温度と外壁４０
の温度をかなり下げ得ることがわかつた。従つ
て、本発明では潤滑流体をジヤーナル軸受ライナ
３０の軸受面に送りそして潤滑流体を貯留室３４
の内面４３に連続的に吹きつける手段が設けられ
ている。

本発明によれば、潤滑流体は供給手段６２によ
つてジヤーナル軸受に供給され、ジヤーナル軸受
の軸方向の各端における捕集溝７４のような適当
な手段によつて捕集され、次いで噴射通路７６の
ような手段によつて壁部４０の上側内面４３に複
数の噴流として連続的に衝突する。第４図に示す
軸受ライナ３０はジヤーナルの軸方向の各端に５
つの噴射通路を有するが、本発明はこの配設に限
定されるものではなく、噴射手段の数と形態は変
更可能であることを理解されたい。潤滑流体は、
壁面４３に衝突した後、重力の作用によつて側壁
にそつて貯留室３４の下部まで流れ下り、そこか
ら排出導管７８によつてため容器に戻る。

本発明を用いた軸受構造に関する試験の結果、
金属温度と軸受貯留室の空気温度の低下がそれぞ
れ65.5℃（150〓）と121℃（250〓）程度である
ことが観察された。

第２図の構造のように、貯留室３４を通気導管
６１に連通させるために貯留室の上部に通路８０
が設けられる場合は、噴射通路７６の少なくとも
一つを、通路８０に流れる空気が潤滑流体流を横
切るように配置することが好ましい。

以上、本発明の一好適実施例を詳述したが、当
業者に明らかなように、このような実施例に対し
て本発明の概念を逸脱することなく幾多の改変や
種々の代替構造の採用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷却構造を用いた大出力ガス
タービンの概略を示す部分断面側面図、第２図は
第１図の軸受油だめの拡大縦断面図、第３図は第
２図の線３−３にそう断面図、第４図は第２図の
線４−４にそう断面図である。 １２……軸、２９……ジヤーナル軸受、３０…
…ライナ、３１……ジヤーナル、３２……ハウジ
ング、３４……貯留室、４３……ハウジング内壁
面、５０……通気導管、５４，５６，５８，６０
……密封手段、６１……通気導管、６４……潤滑
流体供給導管、６６……周方向分配溝、６８，７
０……通路、７２……軸方向分配溝、７４……環
状の捕集溝、７６……噴射通路、７８……排出導
管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸１２を回転自在に支持するジヤーナル軸受
   ２９がハウジング３２により囲まれて該ハウジン
   グにより支持されており、該ハウジングが前記ジ
   ヤーナル軸受のまわりに貯留室３４を画成する内
   壁を有し、前記ジヤーナル軸受が前記ハウジング
   により支持され且つ前記軸に形成されたジヤーナ
   ルのまわりに延在するライナ３０を有している形
   式のジヤーナル軸受の貯留室を冷却するための装
   置において、 前記ジヤーナル軸受に潤滑流体流を供給する手
   段６２であつて、前記ライナと前記軸のジヤーナ
   ルとの界面に潤滑流体流を供給するために前記ラ
   イナに形成された通路手段７０，７２含む当該手
   段６２と、 前記潤滑流体流を捕集するために前記ライナの
   各端に近接して前記ライナに形成された半径方向
   内向きの環状の捕集溝７４と、 前記ライナの上側部分にのみ該部分を貫通して
   形成されて前記捕集溝と連通していて、前記潤滑
   流体流をハウジングの上側内壁面に対して噴射す
   る複数の噴射通路７６とを有し、この噴射通路に
   よつて噴射された潤滑流体により前記ハウジング
   の上側内壁面を連続的にぬらすと共に、前記ハウ
   ジングの内壁面を前記潤滑流体の重力による流れ
   によりぬらすことを特徴とするジヤーナル軸受貯
   留室冷却用装置。 ２ 前記軸に沿つて前記貯留室に入る空気の漏流
   を減らすための密封手段と、前記貯留室に通気し
   前記空気の漏流を通すために前記ハウジングを貫
   通して前記貯留室と連通する通気導管とを含み、
   前記噴射通路が前記密封手段から前記通気導管へ
   向かう前記空気の漏流を横切るように前記潤滑流
   体を噴射する特許請求の範囲第１項記載のジヤー
   ナル軸受貯留室冷却用装置。