JP2001182503A - 二重壁の軸受円錐体 - Google Patents
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Abstract
ム構造との間の開放口を塞ぐ二重壁の軸受円錐体。 【解決手段】 二重壁の軸受円錐体は、ガスタービンの
軸受ハウジングと排気フレームとの間の開放口を塞ぐ。
軸受円錐体は、内径及び外径を備える円錐形の前部プレ
ート(14)と、円錐形の前部プレートに入れ子状に間
隔を置いて載置される円錐形の後部プレート(12)を
含む。ハブ(16)は、前部プレート及び後部プレート
の内径に接続される。ハブには、前部プレート及び後部
プレート間の空気流を調量する孔が設けられるのが好ま
しい。二重壁の軸受円錐体は、冷却回路を構成し、ガス
タービンの第3段タービンホイールとロータ後部シャフ
トとの間の摩擦を減少させる。
Description
却に関し、より具体的には、ガスタービンの軸受ハウジ
ングと排気フレーム構造との間の開放口を塞ぐ二重壁の
軸受円錐体に関する。
であり、ガスタービンの軸受ハウジングと排気フレーム
構造との間の開放口を塞ぐ。図1のように、この障壁1
00により、ロータ後部シャフト104及びタービンの
第3段ホイール106の周りに空洞102が形成され、
タービンの第3段ホイール106はパージ空気を供給さ
れ、空洞102内に高温のタービン排気ガスが漏れるの
を防止している。通常、排気フレーム冷却回路から放出
される空気は、ロータ後部シャフト空洞102を加圧し
パージするのに使用される。
態により生じる不都合な熱勾配によって、タービンの第
3段ホイールとロータ後部シャフトとのラベット継手に
おいて、摩擦の問題が生じていた。第3段ホイールの後
部面への排気フレーム冷却空気の衝突及びロータ後部シ
ャフト空洞内への軸受円錐体を通り抜ける軸受トンネル
の冷たい空気の漏れ(図1の矢印参照)が、不都合な熱
勾配の主要な原因である。
更が、ロータ後部シャフトの熱的境界条件を改善する一
助となる。
態では、ガスタービンの軸受ハウジングと排気フレーム
との間の開放口を塞ぐ軸受円錐体が、内径及び外径を備
える円錐形の前部プレートを備える。円錐形の後部プレ
ートは、円錐形の前部プレートに入れ子状に間隔をおい
て載置れ、また内径及び外径を備える。ハブは、前部プ
レート及び後部プレートの内径を接続する。好ましく
は、ハブは、前部プレート及び後部プレート間の空気流
を調量する働きをする孔がその中に設けられる。前部及
び後部プレートは、それぞれの外径において前部及び後
部サポートプレートに接続される。また、前部及び後部
サポートプレートを接続するガセットプレートを設ける
ことができる。
タービンの軸受ハウジングの排気フレーム冷却回路は、
本発明の軸受円錐体を通る冷却空気流により構成され
る。冷却回路は、軸受円錐体の前部プレート及び後部プ
レート間の空気流路を含む。
は、ガスタービンは、タービンホイールを支持する軸受
ハウジングと、高温燃焼ガスを受け入れまた冷却回路を
備える排気フレームを含んでいる。本発明の軸受円錐体
は、軸受ハウジングと排気フレームとの間の開放口に配
置される。排気フレームには、軸受円錐体の後部サポー
トプレートを受け入れるスロットを設けることができ、
軸受円錐体の後部サポートプレートとスロットとの間に
ロープパッキンシールが配置される。好ましくは、ハブ
は、ウェーブシールを介して軸受ハウジングに係合され
る。軸受円錐体の円錐形の前部プレートは、浮動分割リ
ングシールを介して排気フレームの内部バレルIDに係
合される。
発明の二重壁の軸受円錐体は、入れ子状に間隔を置いて
載置されている2つのプレート、即ち後部プレート12
及び前部プレート14から構成される。プレート12、
14は、プレート12、14のそれぞれの内径で単一の
ハブ16によって接続される。
2、14は、それらの外径でそれぞれ後部及び前部サポ
ートプレート18、19に接続される。ガセットプレー
ト20は後部及び前部サポートプレート18、19と接
続し、圧力荷重による応力を最小限にする。
部シャフト空洞への空気の流れを調量するように寸法を
定められた孔をその中に備える。
後部サポートプレート18の外径は排気フレームのスロ
ット23と接合するが、このスロットは従来の軸受円錐
体の配置を支持するのと同一のスロットである。このス
ロットの接合面での軸方向の間隙は減少されており、ロ
ープパッキンシール24(図5)またはその他の適当な
シールが、軸受円錐体の後部サポートプレート18とス
ロットの間に配置される。
は、半径方向の間隙は最小化されており、メリーランド
州ベルツヴィルのEG&G航空宇宙設計製品部門(Ae
rospace and Engineered Pr
oducts Division)から入手できるWa
ve Seal(登録商標)などの金属シール26(図
6)が、軸受ハウジングとハブ16との間に配置され
る。他のシールも用いることができるが、EG&EのW
ave Seal(登録商標)が、相対運動を吸収する
能力があるので、好ましい。
ト19には浮動分割リングシール27(図7)が使用さ
れ、排気フレームの内部バレルの内径(ID)28との
接合面に位置する。他のシールを用いることができる
が、分割リングシールは、排気フレームに対する軸受ハ
ウジングの軸心のずれを吸収しながら、比較的ぴったり
と適合させることができる。また、分割リングシールに
より、本発明の二重壁の軸受円錐体を、第2の接合スロ
ットを機械加工することなく、既存の排気フレームに取
り付けることが可能になる。
は、軸受トンネルの空気に対して正圧の空気圧を与える
ことにより、排気フレームの接合面において、軸受トン
ネルの空気がロータ後部シャフト空洞内へ漏れるのをシ
ールする。排気フレーム冷却回路から加圧された空気が
二重壁の軸受円錐体内を流れることで、軸受円錐体の排
気フレームに対する接合面での全ての空気漏れは、軸受
トンネルのより冷たい空気がロータの後部シャフト空洞
内に漏れるというよりむしろ、軸受トンネル内に向って
漏れることになる。さらに、排気フレームの冷却空気は
方向を変えられ、タービンの第3段ホイールの後部面へ
の衝突が除去され、また、ロータ後部シャフト空洞のI
Dにおいて空気をパージすることができるので、後部シ
ャフト空洞全体にわたって流れ及び熱的境界条件をより
確定的な設定とすることができる。ハブの調量孔により
排気フレームを通る全体の空気流が減少される結果、付
加的な温度の上昇をもたらし、ロータの後部シャフトの
熱応答性にとって有利になる。
気フレーム中の高温燃焼ガスを横切り、軸受円錐体の前
部プレートおよび後部プレート間を通り、ハブの孔を通
る冷却空気流で構成される。軸受円錐体により、ロータ
の後部シャフト空洞内への軸受トンネルの空気の漏れに
対して正圧がかけられる。本発明の二重壁の軸受円錐体
により、ロータ後部シャフト空洞の空気温度は、約10
0°F上昇し、その結果、第3段タービンホイールとロ
ータ後部シャフトとの間にみられる摩擦パターンを生ず
るラベット径の開口をなくす。
形態であると考えられるものに関して説明されている
が、本発明は開示された実施形態に限定されるのではな
く、逆に特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内に
含まれる様々な変更形態及び同等の構成を保護すること
を意図していると理解されたい。
ービンの断面図。
ビンの断面図。
図。
Claims (4)
- 【請求項1】 ガスタービンの軸受ハウジングと排気フ
レームとの間の開放口を塞ぐ軸受円錐体であって、 内径及び外径を備える円錐形の前部プレート(14)
と、 前記円錐形の前部プレートに入れ子状に間隔を置いて載
置され、内径及び外径を備える円錐形の後部プレート
(12)と、 前記前部プレート及び前記後部プレートの前記内径を接
続するハブ(16)と、を含むことを特徴とする軸受円
錐体。 - 【請求項2】 前記ハブ(16)が、前記前部プレート
(14)及び前記後部プレート(12)間の空気流を調
量する孔をその中に備えることを特徴とする請求項1に
記載の軸受円錐体。 - 【請求項3】 ガスタービンの軸受ハウジング内の排気
フレーム冷却回路であって、前記冷却回路が、内径及び
外径を備える円錐形の前部プレート(14)と、前記円
錐形の前部プレートに入れ子状に間隔を置いて載置さ
れ、内径及び外径を備える円錐形の後部プレート(1
2)と、前記前部プレート及び前記後部プレートの前記
内径を接続するハブ(16)とを含む軸受円錐体を通る
冷却空気流によって構成され、さらに、前記軸受円錐体
の前記前部プレート及び前記後部プレート間の空気流路
を含むことを特徴とする冷却回路。 - 【請求項4】 タービンホイールを支持する軸受ハウジ
ングと、 高温燃焼ガスを受け入れ、冷却回路を備える排気フレー
ムと、 前記軸受ハウジングと前記排気フレームとの間の開放口
に配置され、内径及び外径を備える円錐形の前部プレー
ト(14)と、前記円錐形の前部プレートに入れ子状に
間隔を置いて載置され、内径及び外径を備える円錐形の
後部プレート(12)と、前記前部プレート及び前記後
部プレートの前記内径を接続するハブ(16)とを含む
軸受円錐体と、 を含むことを特徴とするガスタービン。
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