JP2003120213A - Gas turbine device - Google Patents

Gas turbine device

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JP2003120213A
JP2003120213A JP2001310640A JP2001310640A JP2003120213A JP 2003120213 A JP2003120213 A JP 2003120213A JP 2001310640 A JP2001310640 A JP 2001310640A JP 2001310640 A JP2001310640 A JP 2001310640A JP 2003120213 A JP2003120213 A JP 2003120213A
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JP
Japan
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air
gas turbine
generator
rotary shaft
disc
Prior art date
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Application number
JP2001310640A
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Japanese (ja)
Inventor
Izumi Takagi
泉 高木
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/042Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. axial foil bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/024Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. radial foil bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C37/00Cooling of bearings
    • F16C37/002Cooling of bearings of fluid bearings

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas turbine device capable of increasing the load capacity of thrust air bearings for supporting a rotary shaft. SOLUTION: This gas turbine device is provided with a gas turbine engine 1, a driven equipment having a gas turbine engine and a rotary shaft 53 for common use, and thrust air bearings 69A and 69B for supporting the rotary shaft 53 axially. The gas turbine engine 1 is provided with a compressor 4, combustor 6 and a turbine 5. The thrust air bearings 69A and 69B have a rotary disk 73, which is uniform in thickness and fixed to the rotary shaft 53, and foil elements 75 and 76, which intervene between the external peripheral section of the main face of the rotary disk 73 and a stationary section 74, which opposed to the external peripheral section. Mounting holes 82 are formed at a plurality positions separated from shaft center 1 in the rotary shaft 73, and the rotary shaft 73 is mounted on one end face of the rotary shaft 53 by mounting members 83 which are inserted into these mount ting holes 82.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンエン
ジンによって発電機のような被駆動機を駆動するガスタ
ービン装置において、スラスト軸受を改良したものに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine device for driving a driven machine such as a generator by a gas turbine engine, which has an improved thrust bearing.

【0002】[0002]

【従来の技術】本件出願人は先に、コンパクトな発電用
ガスタービン装置として、圧縮機、燃焼器およびタービ
ンを備えたガスタービンエンジンの後端に熱交換器を、
前端に直結型発電機をインライン状に接続してパワーユ
ニットとしたものを提案した(特願2000−3431
23号)。このガスタービン装置では、ガスタービンエ
ンジンのタービンロータ、および圧縮機インペラが、磁
石を有する発電機のロータに接続されて、このロータを
共通の回転軸としており、ロータは前後2つのジャーナ
ル空気軸受と一つのスラスト空気軸受とで回転自在に支
持されている。
2. Description of the Related Art The applicant of the present invention has previously proposed, as a compact power generation gas turbine device, a heat exchanger at the rear end of a gas turbine engine equipped with a compressor, a combustor and a turbine.
We proposed a power unit in which a direct-coupled generator was connected inline at the front end (Japanese Patent Application No. 2000-3431).
No. 23). In this gas turbine device, a turbine rotor of a gas turbine engine and a compressor impeller are connected to a rotor of a generator having a magnet, and use this rotor as a common rotating shaft. The rotor has two front and rear journal air bearings. It is rotatably supported by one thrust air bearing.

【0003】前記スラスト空気軸受は、ロータ前端に固
定された回転ディスクと、この回転ディスクに対して発
電機の軸方向に対向配置される静止部との間にフォイル
素子を介在させて構成される。前記回転ディスクは中心
に嵌合用の孔と、回転ディスクの主面から軸方向に突出
したボス部とを有し、その嵌合用孔を前記ロータ前端の
小径軸部に圧入嵌合させてから、前記小径軸部に螺着し
たナットにより、ロータ前端に回転ディスクが締付固定
されている。
The thrust air bearing is constructed by interposing a foil element between a rotary disk fixed to the front end of the rotor and a stationary portion which is arranged to face the rotary disk in the axial direction of the generator. . The rotating disk has a fitting hole at the center and a boss portion that projects in the axial direction from the main surface of the rotating disk, and after press-fitting the fitting hole into the small diameter shaft portion of the rotor front end, A rotating disk is fastened and fixed to the front end of the rotor by a nut screwed to the small diameter shaft portion.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記スラスト
空気軸受の回転ディスク形状および回転ディスク取付構
造では、ロータが高速回転するとき、回転ディスクに生
じる遠心力の影響で回転ディスクが軸方向に反って、
回転ディスクの平面度に狂いが生じる、回転ディスク
中心の嵌合用孔に高い応力が加わる、前記嵌合用孔径
が広がることにより圧入緊度が低下する等の諸現象が起
きるので、スラスト空気軸受の負荷容量が低下する。ま
た、回転ディスクは、その主面から突出したボス部を有
するから、フォイル素子と接触する回転ディスクの主面
を鏡面仕上げする加工に困難を伴うので、この点からも
スラスト空気軸受の負荷容量が低下することになる。
However, in the shape of the rotating disk of the thrust air bearing and the rotating disk mounting structure, when the rotor rotates at a high speed, the rotating disk is warped in the axial direction due to the centrifugal force generated in the rotating disk. ,
Since the flatness of the rotating disc may be distorted, high stress may be applied to the fitting hole at the center of the rotating disc, and the diameter of the fitting hole may be widened to reduce the press-fitting tightness. The capacity decreases. Further, since the rotating disk has the boss portion protruding from the main surface thereof, it is difficult to perform mirror finishing on the main surface of the rotating disk that comes into contact with the foil element, and from this point also, the load capacity of the thrust air bearing is reduced. Will be reduced.

【0005】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
ので、回転軸を支持するスラスト空気軸受の負荷容量を
大きくできるガスタービン装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a gas turbine device capable of increasing the load capacity of a thrust air bearing for supporting a rotating shaft.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るガスタービン装置は、圧縮機,燃焼器
およびタービンを備えたガスタービンエンジンと、この
ガスタービンエンジンと回転軸を共用しガスタービンエ
ンジンによって駆動される被駆動機と、前記回転軸を軸
方向に支持するスラスト空気軸受とを備え、このスラス
ト空気軸受は、前記回転軸に固定される一様厚さの回転
ディスクと、この回転ディスクの主面の外周部とこれに
対向する静止部との間に介在するフォイル素子とを有
し、前記回転ディスクにおける軸心から離れた複数の位
置に取付孔が形成され、前記取付孔に挿通した取付部材
によって前記回転ディスクが前記回転軸の一端面に取り
付けられている。
In order to achieve the above object, a gas turbine apparatus according to the present invention is a gas turbine engine equipped with a compressor, a combustor and a turbine, and has a rotating shaft shared with the gas turbine engine. A driven machine driven by a gas turbine engine, and a thrust air bearing that axially supports the rotating shaft, and the thrust air bearing includes a rotating disk having a uniform thickness fixed to the rotating shaft. A rotary element having a foil element interposed between an outer peripheral portion of a main surface of the rotating disc and a stationary portion facing the outer peripheral portion, and mounting holes are formed at a plurality of positions apart from an axis of the rotating disc, The rotating disk is attached to one end surface of the rotating shaft by an attaching member inserted through the attaching hole.

【0007】前記ガスタービン装置によれば、回転ディ
スクが一様厚さであるから、つまり従来のボスを有しな
いから、遠心力による軸方向の反りに起因する回転ディ
スクの平面度狂いを無くすことができ、スラスト空気軸
受の負荷容量を大きくできる。また、回転ディスクの取
り付けのために、大きな遠心力のかかる中心孔が要らな
いから、回転ディスクに高い応力が発生しないので、そ
れだけ回転ディスクの外径を大きくでき、この点からも
スラスト空気軸受の負荷容量を大きくできる。さらに、
回転ディスクの回転軸端面への取付けは圧入によるもの
ではないので、回転ディスクの着脱が容易になる。ま
た、回転ディスクがその中央にボスのない一様厚さのも
のであるから、回転ディスクの鏡面仕上げが容易とな
り、この点からもスラスト空気軸受の負荷容量を大きく
できる。
According to the above-mentioned gas turbine apparatus, since the rotating disk has a uniform thickness, that is, since it does not have the conventional boss, it is possible to eliminate the flatness deviation of the rotating disk due to the axial warpage due to the centrifugal force. Therefore, the load capacity of the thrust air bearing can be increased. In addition, since a central hole to which a large centrifugal force is applied is not required for mounting the rotating disc, high stress does not occur in the rotating disc, and thus the outer diameter of the rotating disc can be increased correspondingly. The load capacity can be increased. further,
Since the rotation disc is not attached to the end surface of the rotation shaft by press fitting, the rotation disc can be easily attached and detached. Further, since the rotating disk has a uniform thickness without a boss in the center, mirror surface finishing of the rotating disk is facilitated, and from this point as well, the load capacity of the thrust air bearing can be increased.

【0008】本発明の好ましい実施形態では、前記取付
部材が前記回転軸に螺合するリーマボルトである。
In a preferred embodiment of the present invention, the mounting member is a reamer bolt screwed onto the rotary shaft.

【0009】このように構成した場合には、回転軸に対
する回転ディスクの取付位置が正確になると共に、取付
強度を十分確保できる。
With this structure, the mounting position of the rotary disk on the rotary shaft becomes accurate, and the mounting strength can be sufficiently secured.

【0010】本発明の好ましい実施形態では、前記回転
ディスクにおける回転軸の一端面に接触する側の主面、
つまり後面に、回転軸の径方向外方の位置で回転軸の一
端面との摩擦抗力による回転ディスクの変形を抑制する
環状溝が形成されている。
In a preferred embodiment of the present invention, the main surface of the rotary disk on the side in contact with one end surface of the rotary shaft,
That is, an annular groove is formed on the rear surface at a position radially outward of the rotary shaft to suppress deformation of the rotary disk due to a frictional drag force with one end surface of the rotary shaft.

【0011】前記回転ディスクには、遠心力による伸び
のために、回転軸の前端面との間に径方向の摩擦抗力が
発生して、回転ディスクの外周部が後方へ反るように変
形しやすい。これに対し、この実施形態では、回転ディ
スクの後面に環状溝が形成されているので、回転ディス
クの環状溝よりも外周の部分は遠心力により前方へ反り
返ろうとするから、反り返り変形がキャンセルされる。
その結果、高速回転において回転ディスクに生じる大き
な遠心力の影響で回転ディスクが変形するの極力抑制す
ることができ、この点でもスラスト空気軸受の負荷容量
を大きくできる。
Due to the elongation due to the centrifugal force, a frictional force in the radial direction is generated between the rotary disc and the front end face of the rotary shaft, and the outer peripheral portion of the rotary disc is deformed so as to warp rearward. Cheap. On the other hand, in this embodiment, since the annular groove is formed on the rear surface of the rotating disk, the outer peripheral portion of the rotating disk tends to warp forward due to the centrifugal force, so the warping deformation is canceled. It
As a result, it is possible to suppress deformation of the rotating disk due to the influence of a large centrifugal force generated on the rotating disk at high speed rotation, and also in this respect, the load capacity of the thrust air bearing can be increased.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照しながら詳述する。図1は本発明の
一実施形態であるガスタービン装置の断面図を示す。こ
のガスタービン装置は、ガスタービンエンジン1と、こ
のガスタービンエンジン1、発電機3および電力変換器
13等を収納したエンクロージャ2とを備えている。
Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional view of a gas turbine device which is an embodiment of the present invention. This gas turbine device includes a gas turbine engine 1 and an enclosure 2 that houses the gas turbine engine 1, a generator 3, a power converter 13, and the like.

【0013】ガスタービンエンジン1は、図2に縦断面
図で示すように、遠心式圧縮機4と、タービン5と、こ
のタービン5の径方向外方に位置する環状の燃焼器6
と、後方の熱交換器7と、排気ユニット8(図1)とを
備えている。熱交換器7は、前記圧縮機4からの圧縮空
気Aと前記タービン5からの排ガスEとの間で熱交換を
行う。前記ガスタービンエンジン1の前部の圧縮機4の
前面には、ガスタービンエンジン1によって駆動される
被駆動機の一種である発電機3が接続されている。ガス
タービンエンジン1および発電機3によりパワーユニッ
ト10が構成されている。
The gas turbine engine 1 has a centrifugal compressor 4, a turbine 5, and an annular combustor 6 located radially outward of the turbine 5, as shown in a longitudinal sectional view in FIG.
And a rear heat exchanger 7 and an exhaust unit 8 (FIG. 1). The heat exchanger 7 exchanges heat between the compressed air A from the compressor 4 and the exhaust gas E from the turbine 5. A generator 3 which is a kind of driven machine driven by the gas turbine engine 1 is connected to the front surface of the compressor 4 in the front part of the gas turbine engine 1. The gas turbine engine 1 and the power generator 3 constitute a power unit 10.

【0014】図2において、圧縮機4のインペラ21の
背面にはタービンロータ22が接合されている。圧縮機
4は、発電機3から分離した空気取入口23より取り入
れられる空気IAを圧縮して、その圧縮空気Aをガスタ
ービンエンジン1の後部の排ガス出口側に連結された熱
交換器7を経て燃焼器6に供給するものであり、タービ
ン5によって駆動される。この圧縮機4は、インペラ2
1と、このインペラ21を覆う位置に形成されたシュラ
ウド24とを備えている。圧縮機4の出口側である径方
向外側には、圧縮空気Aの静圧を高めるためのディフュ
ーザ25が配置されている。タービン5は、タービンロ
ータ22と、このタービンロータ22の入口側部材であ
るタービンノズル26とを備えている。
In FIG. 2, a turbine rotor 22 is joined to the back surface of the impeller 21 of the compressor 4. The compressor 4 compresses the air IA taken in from the air intake 23 separated from the generator 3, and passes the compressed air A through the heat exchanger 7 connected to the exhaust gas outlet side of the rear part of the gas turbine engine 1. It is supplied to the combustor 6 and is driven by the turbine 5. This compressor 4 has an impeller 2
1 and a shroud 24 formed at a position covering the impeller 21. A diffuser 25 for increasing the static pressure of the compressed air A is arranged on the outer side in the radial direction on the outlet side of the compressor 4. The turbine 5 includes a turbine rotor 22 and a turbine nozzle 26 that is an inlet side member of the turbine rotor 22.

【0015】燃焼器6は、ガスまたは液体の燃料Fを燃
焼器6内の燃焼室27に噴射する燃料ノズル28を有
し、その燃料Fが、熱交換器7を経て燃焼室27内に送
給されてくる圧縮空気Aと混合されて燃焼する。その高
温高圧の燃焼ガスGは前記タービンノズル26からター
ビン5に送られ、燃焼ガスGのエネルギによりタービン
5が駆動される。前記燃焼器6は環状のものであり、タ
ービン5の回転軸心C1と同心に配置されている。
The combustor 6 has a fuel nozzle 28 for injecting a gas or liquid fuel F into a combustion chamber 27 in the combustor 6, and the fuel F is sent into the combustion chamber 27 through the heat exchanger 7. It is mixed with the supplied compressed air A and burned. The high-temperature and high-pressure combustion gas G is sent from the turbine nozzle 26 to the turbine 5, and the energy of the combustion gas G drives the turbine 5. The combustor 6 has an annular shape and is arranged concentrically with the rotation axis C1 of the turbine 5.

【0016】熱交換器7は、ガスタービンエンジン1の
タービン5を出た高温の排ガスEと、ガスタービンエン
ジン1の圧縮機4を出た低温の圧縮空気Aとの間で熱交
換を行うものであり、前記圧縮機4、燃焼器6およびタ
ービン5を収容した横断面円形のメインハウジング29
の後端部に、熱交換器ハウジング30がボルトB2で連
結されており、この熱交換器ハウジング30の内方に、
横断面形状が円形の熱交換用コア30Cが収納されてい
る。このコア30Cは、圧縮空気Aが流れる第1通路3
6と、高温の排ガスEが流れる第2通路37とを仕切る
複数の平坦な伝熱プレート38を所定の間隔で平行に配
置して構成される。前記コア30Cの後部の側面には、
圧縮空気Aを前記第1通路36に流入させる流入口39
が設けられている。また、コア30Cの前部の側面に
は、前記第1通路36を通った圧縮空気Aの流出口40
が設けられている。
The heat exchanger 7 exchanges heat between the high temperature exhaust gas E discharged from the turbine 5 of the gas turbine engine 1 and the low temperature compressed air A discharged from the compressor 4 of the gas turbine engine 1. And a main housing 29 having a circular cross section and containing the compressor 4, the combustor 6 and the turbine 5.
A heat exchanger housing 30 is connected to a rear end portion of the heat exchanger housing 30 with a bolt B2.
A heat exchange core 30C having a circular cross section is housed. The core 30C is provided in the first passage 3 through which the compressed air A flows.
6 and a second passage 37 through which the high-temperature exhaust gas E flows, a plurality of flat heat transfer plates 38 are arranged in parallel at predetermined intervals. On the side surface of the rear portion of the core 30C,
Inflow port 39 for allowing compressed air A to flow into the first passage 36.
Is provided. Further, on the side surface of the front portion of the core 30C, an outlet 40 for the compressed air A passing through the first passage 36 is provided.
Is provided.

【0017】コア30Cと熱交換器ハウジング30との
間には、圧縮空気Aをコア30Cの前方からコア30C
の側方を通って、つまり側面の外側を通って前記流入口
39に導入する導入路41が形成されている。熱交換器
7の前方のメインハウジング29と環状の燃焼器6との
間には、圧縮機4を出た圧縮空気Aを前記導入路41に
導く圧縮空気通路42が形成されている。この圧縮空気
通路42は、メインハウジング29と同心に配置される
円筒部材43との間にできる空間によって構成される。
メインハウジング29の前端部には、圧縮機4を構成す
るシュラウド24の後端部がボルトB1により締結固定
されている。
Between the core 30C and the heat exchanger housing 30, compressed air A is fed from the front of the core 30C to the core 30C.
An introduction path 41 is formed which is introduced into the inflow port 39 through the side of the above, that is, the outside of the side surface. A compressed air passage 42 is formed between the main housing 29 in front of the heat exchanger 7 and the annular combustor 6 to guide the compressed air A discharged from the compressor 4 to the introduction passage 41. The compressed air passage 42 is formed by a space formed between the main housing 29 and a cylindrical member 43 arranged concentrically.
The rear end of the shroud 24 that constitutes the compressor 4 is fastened and fixed to the front end of the main housing 29 by a bolt B1.

【0018】さらに、熱交換器7の前面には、前記圧縮
空気通路42の内周側に、熱交換器7の流出口40から
の圧縮空気Aをガスタービンエンジン1の燃焼器6に導
く燃焼器向け導出路44が形成されている。この導出路
44は、前記円筒部材43と、前記コア30Cの前端か
ら前方に延び、前記円筒部材43の内側に円筒部材43
と同心に配置されるラッパ状部材45との間の空間によ
って構成される。ラッパ状部材45の前端は、タービン
ノズル26のシュラウド26a後端まで延ばされてい
る。ラッパ状部材45で囲まれる空間により、タービン
5を出た排ガスEをコア30Cの第2通路37に流入さ
せる排ガス流入路51が形成されている。熱交換器7の
後面には、第2通路37を通った排ガスEを排気ユニッ
ト8へ排出する排気口52が形成されている。
Further, on the front surface of the heat exchanger 7, on the inner peripheral side of the compressed air passage 42, the compressed air A from the outlet 40 of the heat exchanger 7 is guided to the combustor 6 of the gas turbine engine 1. A lead-out path 44 for vessels is formed. The lead-out path 44 extends forward from the front end of the cylindrical member 43 and the core 30C, and is arranged inside the cylindrical member 43.
And a trumpet-shaped member 45 arranged concentrically with each other. The front end of the trumpet-shaped member 45 extends to the rear end of the shroud 26 a of the turbine nozzle 26. The space surrounded by the trumpet-shaped member 45 forms an exhaust gas inflow passage 51 that allows the exhaust gas E that has exited the turbine 5 to flow into the second passage 37 of the core 30C. On the rear surface of the heat exchanger 7, an exhaust port 52 for discharging the exhaust gas E passing through the second passage 37 to the exhaust unit 8 is formed.

【0019】発電機3は、図3に示すように、ガスター
ビンエンジン1の回転部(図2のインペラ21およびタ
ービンロータ22)に接続された回転軸であるロータ5
3と、その周囲に配置された固定電機子(発電機ステー
タ)54とを有する。つまり、発電機3はガスタービン
エンジン1と回転軸を共用している。ロータ53と同心
に配置された発電機ケース55は、横断面円形のケース
本体55Aの前部開口を前部カバー55Bで覆ったもの
で、ケース本体55Aの内周に前記固定電機子54が支
持されている。前部カバー55Bは、カバー本体55B
1とカバー本体55B1の前面を覆うカバー部55B2
とからなり、カバー本体55B1がケース本体55Aに
ボルトB3で連結されている。ロータ53は、円筒状の
パイプ56の内側に磁石57を挿入して構成され、その
後端部に前記ガスタービンエンジン1の回転部21,2
2が固定されている。発電機3のロータ53と固定電機
子54との間には、冷却空気が導入される円環状の空気
通路58が形成されている。
As shown in FIG. 3, the generator 3 is a rotor 5 which is a rotating shaft connected to a rotating portion (the impeller 21 and the turbine rotor 22 in FIG. 2) of the gas turbine engine 1.
3 and a fixed armature (generator stator) 54 arranged around it. That is, the generator 3 shares the rotating shaft with the gas turbine engine 1. A generator case 55 arranged concentrically with the rotor 53 is a case main body 55A having a circular cross section whose front opening is covered with a front cover 55B. The fixed armature 54 is supported on the inner circumference of the case main body 55A. Has been done. The front cover 55B is a cover body 55B.
1 and the cover portion 55B2 that covers the front surface of the cover body 55B1
The cover body 55B1 is connected to the case body 55A with bolts B3. The rotor 53 is configured by inserting a magnet 57 inside a cylindrical pipe 56, and has rotating portions 21, 2 of the gas turbine engine 1 at its rear end.
2 is fixed. An annular air passage 58 for introducing cooling air is formed between the rotor 53 of the generator 3 and the fixed armature 54.

【0020】このように構成されたロータ53は、その
軸方向に離間した前後一対のジャーナル空気軸受59
A,59Bを介して前記発電機ケース55に回転自在に
支持されている。固定電機子54は、発電機ケース55
の内周側にこのケース55と同心に配置して固定された
リング状のコア60と、このコア60から内径側に突出
する歯部(ティース)に巻回したコイル61とで構成さ
れる。固定電機子54の内部でコア60の外径側部分に
は、軸方向に沿って前後に貫通する冷却空気導入用の複
数の冷却通路66が形成されている。発電機ケース55
の後端部、つまりケース本体55Aの後端部は、内径側
に延びて前記圧縮機4の空気取入口23と発電機3とを
仕切る後側壁面部(後壁)67とされている。また、発
電機ケース55の前部を形成する前部カバー55Bにも
内径側に延びる前側壁面部(前壁)68が形成され、こ
れら両壁面部67,68で、前記一対のジャーナル空気
軸受59A,59Bが支持されている。
The rotor 53 thus configured has a pair of front and rear journal air bearings 59 which are axially separated from each other.
It is rotatably supported by the generator case 55 via A and 59B. The fixed armature 54 has a generator case 55.
It is composed of a ring-shaped core 60 arranged and fixed on the inner peripheral side of the case 55 concentrically with the case 55, and a coil 61 wound around a tooth portion (teeth) protruding from the core 60 to the inner diameter side. Inside the fixed armature 54, a plurality of cooling passages 66 for introducing cooling air are formed in the outer diameter side portion of the core 60 so as to penetrate back and forth along the axial direction. Generator case 55
The rear end portion, that is, the rear end portion of the case main body 55A is a rear side wall surface portion (rear wall) 67 that extends toward the inner diameter side and separates the air intake port 23 of the compressor 4 from the generator 3. The front cover 55B forming the front of the generator case 55 is also formed with a front side wall surface portion (front wall) 68 extending inward, and the pair of journal air bearings 59A are formed by the wall surface portions 67 and 68. , 59B are supported.

【0021】これらのジャーナル空気軸受59A,59
Bは、図4(A),(B)に示すように、外輪70を有
し、この外輪70と回転軸(ここではロータ53)との
間の隙間に、横断面波形のバンプフォイル素子71と、
平坦な板材からなるトップフォイル素子72とを配置し
て構成され、外輪70が前記壁面部67,68の内径部
に固定される。
These journal air bearings 59A, 59
As shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), B has an outer ring 70, and a bump foil element 71 having a corrugated cross section in a gap between the outer ring 70 and the rotating shaft (the rotor 53 in this case). When,
A top foil element 72 made of a flat plate material is arranged, and an outer ring 70 is fixed to the inner diameter portions of the wall surface portions 67 and 68.

【0022】また、図2のロータ53の前端は、スラス
ト空気軸受69A,69Bを介して発電機ケース55の
前部カバー55Bに軸方向に支持されている。スラスト
空気軸受69A,69Bは、図5に示すように、一様厚
さ、つまり場所的に均一な厚さの回転ディスク73を有
し、この回転ディスク73の主面の外周部とこれに対向
する平坦面を有する静止部74との間に、バンプフォイ
ル素子75および平坦な板材からなるトップフォイル素
子76を配置して構成される。ここでは、回転ディスク
73が図3の回転軸であるロータ53の前端面に固定さ
れ、この回転ディスク73とこれに対向する前側壁面部
68の内径部前端面との間に、図5のバンプフォイル素
子75およびトップフォイル素子76を配置して、図3
の第1のスラスト空気軸受69Aが構成されている。
The front end of the rotor 53 shown in FIG. 2 is axially supported by the front cover 55B of the generator case 55 via thrust air bearings 69A and 69B. As shown in FIG. 5, each of the thrust air bearings 69A and 69B has a rotating disk 73 having a uniform thickness, that is, a locationally uniform thickness. The rotating disk 73 is opposed to the outer peripheral portion of the main surface of the rotating disk 73. The bump foil element 75 and the top foil element 76 made of a flat plate material are arranged between the stationary portion 74 and the stationary portion 74. Here, the rotating disk 73 is fixed to the front end surface of the rotor 53, which is the rotating shaft of FIG. 3, and the bump of FIG. 5 is provided between the rotating disk 73 and the inner end portion of the front side wall surface portion 68 facing the rotating disk 73. The foil element 75 and the top foil element 76 are arranged as shown in FIG.
The first thrust air bearing 69A is configured.

【0023】また、前記回転ディスク73の前面側にこ
れに対向して配置されるパッドディスク81と回転ディ
スク73との間に、図5のバンプフォイル素子75およ
びトップフォイル素子76を配置して、図3の第2のス
ラスト空気軸受69Bが構成されている。この場合、前
側壁面部68の内径部前端面は第1のスラスト空気軸受
69Aの静止部74となり、パッドディスク81は第2
のスラスト空気軸受69Bの静止部74となる。
Further, the bump foil element 75 and the top foil element 76 shown in FIG. 5 are arranged between the rotary disk 73 and the pad disk 81 arranged on the front side of the rotary disk 73 so as to face the front surface of the rotary disk 73. The second thrust air bearing 69B of FIG. 3 is configured. In this case, the inner wall portion front end surface of the front side wall surface portion 68 becomes the stationary portion 74 of the first thrust air bearing 69A, and the pad disk 81 becomes the second portion.
It becomes the stationary portion 74 of the thrust air bearing 69B.

【0024】前記回転ディスク73には、前記ロータ5
3の前端面に対して、回転ディスク73の軸心、つまり
ガスタービンエンジン1の回転軸心C1から離れた複数
の位置に取付孔82が形成され、この取付孔82に挿通
したノックピンを兼ねる取付部材であるリーマボルト8
3を、ロータ53の前端面に設けられたねじ孔に螺着す
ることにより、回転ディスク73がロータ53の前端面
に取り付けられている。この回転ディスク73における
ロータ53の前端面に接触する側の主面には、ロータ5
3の径方向外方の位置で、ロータ53の前端面との摩擦
抗力による回転ディスク73の変形を抑制する環状溝8
4が形成されている。
The rotor 5 is attached to the rotary disk 73.
3, mounting holes 82 are formed at a plurality of positions apart from the axis of the rotating disk 73, that is, the rotation axis C1 of the gas turbine engine 1, and the mounting holes 82 also function as knock pins. Reamer bolt 8 which is a member
The rotary disk 73 is attached to the front end surface of the rotor 53 by screwing 3 into a screw hole provided in the front end surface of the rotor 53. On the main surface of the rotating disk 73, which is in contact with the front end surface of the rotor 53, the rotor 5
3, the annular groove 8 that suppresses the deformation of the rotating disk 73 due to the frictional drag force with the front end surface of the rotor 53 at a position radially outward of the rotor 3.
4 are formed.

【0025】前記パッドディスク81と前側壁面部68
との間にはスペーサ85が介装され、パッドディスク8
1およびスペーサ85を貫通するスタッドボルト86に
より、パッドディスク81が発電機ケース55に締付固
定されている。これにより、ロータ53およびこれに接
続されたインペラ21(図2)、タービンロータ22
(図2)に軸方向の所定の予圧が与えられる。スタッド
ボルト86は、パッドディスク81の周方向に等間隔の
位置で3本設けられている。前記スペーサ85の介在
で、前側壁面部68の前面とパッドディスク81の後面
との間隔が調整される。
The pad disk 81 and the front side wall surface portion 68
A spacer 85 is interposed between the pad disk 8 and
The pad disk 81 is fastened and fixed to the generator case 55 by stud bolts 86 penetrating the first and spacers 85. As a result, the rotor 53, the impeller 21 (FIG. 2) connected to the rotor 53, the turbine rotor 22
A predetermined axial preload is applied to (Fig. 2). Three stud bolts 86 are provided at evenly spaced positions in the circumferential direction of the pad disk 81. The spacer 85 adjusts the distance between the front surface of the front side wall surface portion 68 and the rear surface of the pad disk 81.

【0026】発電機ケース55のカバー部55B2の前
端中央部には、外部からの冷却空気IAを発電機3の前
部に導入する導入口87が設けられている。また、前側
壁面部68の外径部には、前記導入口87から導入され
た冷却空気IAを発電機3の前部に導入する通気孔88
が、周方向に沿って複数個形成されている。また、前側
壁面部68の内径部の後面側は後方に向け絞られたテー
パ面68aとされており、このテーパ面68aとコイル
61の前端部との間の隙間により、前記通気孔88から
固定電気子54の前部に導入された冷却空気IAの一部
を前記固定電機子54とロータ53との間の空気通路5
8に供給する、後方に向かって内径側へ傾斜した第1の
供給路89が形成されている。
At the center of the front end of the cover 55B2 of the generator case 55, there is provided an inlet 87 for introducing the cooling air IA from the outside to the front of the generator 3. Further, in the outer diameter portion of the front side wall surface portion 68, a ventilation hole 88 for introducing the cooling air IA introduced from the introduction port 87 to the front portion of the generator 3.
Are formed along the circumferential direction. Further, a rear surface side of an inner diameter portion of the front side wall surface portion 68 is a tapered surface 68a that is narrowed backward, and is fixed from the ventilation hole 88 by a gap between the tapered surface 68a and the front end portion of the coil 61. A part of the cooling air IA introduced into the front portion of the armature 54 is used as an air passage 5 between the fixed armature 54 and the rotor 53.
8, a first supply passage 89 is formed which is inclined toward the inner diameter side toward the rear.

【0027】さらに、前側壁面部68の内径部には、前
記通気孔88から固定電気子54の前部に導入された冷
却空気IAの一部を、前側ジャーナル空気軸受59Aの
前端と、第1のスラスト空気軸受69Aの径方向内端と
に供給する第2の供給路90が、周方向に等間隔で複数
形成されている。さらに、パッドディスク81の中央部
には、前記導入口87から導入された冷却空気IAの一
部を、パッドディスク81と回転ディスク73とで挟ま
れる第2のスラスト空気軸受69Bの径方向内端に供給
する導入口96が設けられている。また、発電機ケース
55の後端外周部には、前記冷却通路66および空気通
路58を通過したのちの空気IAを発電機3の外方へ導
出する導出口97が設けられている。
Further, in the inner diameter portion of the front side wall surface portion 68, a part of the cooling air IA introduced into the front portion of the fixed armature 54 from the ventilation hole 88 is connected to the front end of the front journal air bearing 59A and the first end. A plurality of second supply paths 90 are formed at equal intervals in the circumferential direction to supply to the radially inner end of the thrust air bearing 69A. Further, in the central portion of the pad disc 81, a part of the cooling air IA introduced from the inlet 87 is sandwiched between the pad disc 81 and the rotary disc 73, and a radial inner end of the second thrust air bearing 69B. Is provided with an inlet 96. Further, an outlet 97 is provided in the outer peripheral portion of the rear end of the generator case 55 to lead out the air IA after passing through the cooling passage 66 and the air passage 58 to the outside of the generator 3.

【0028】後側壁面部67の内径部に支持されるジャ
ーナル空気軸受69Bの後端は、前記圧縮機4の吸気が
流れる空気取入口23の絞られた部分に連通させてあ
り、前記空気取入口23を流れる吸気によるエジェクタ
効果によって、後側ジャーナル空気軸受69B内の空気
が空気取入口23側に吸引される。また、この後側ジャ
ーナル空気軸受69Bは、図6に示すように、その外輪
70の後端面70aが、前記空気取入口23の内壁面2
3aに沿った滑らかな形状を有している。
The rear end of the journal air bearing 69B supported by the inner diameter portion of the rear side wall surface portion 67 is made to communicate with the narrowed portion of the air intake 23 through which the intake air of the compressor 4 flows, and the air intake The air in the rear journal air bearing 69B is sucked toward the air intake port 23 by the ejector effect of the intake air flowing through the air conditioner 23. Further, in the rear journal air bearing 69B, as shown in FIG. 6, the rear end surface 70a of the outer ring 70 has the inner wall surface 2 of the air inlet 23.
It has a smooth shape along 3a.

【0029】図1に示す排気ユニット8は、縦向き姿勢
とされた上部が出口となったサイレンサ128と、図2
の熱交換器7の排気口52を出た排ガスEを前記サイレ
ンサ128の下部に導く排気通路130と、前記排気口
52を出た排ガスEを前記サイレンサ128の中胴部か
ら下部へと導くバイパス通路131とを備える。前記排
気口52の下流で、排気通路130とバイパス通路13
1が分岐する部分には、バタフライ弁132が設けら
れ、このバタフライ弁132により排ガスEを排気通路
130とバイパス通路131とに切り替えて供給するよ
うにされている。排気通路130の途中にはボイラの熱
交換器125が介挿され、給水器(図示せず)から供給
される給水が前記熱交換器125により排ガスEと熱交
換されて、温水が生成される。熱交換器125はガスタ
ービンエンジン1の左右方向中央部に位置し、サイレン
サ128は右側(図1の手前側)に位置している。
The exhaust unit 8 shown in FIG. 1 has a silencer 128, which is oriented vertically and has an upper outlet port, and
Of the heat exchanger 7, the exhaust passage 130 for guiding the exhaust gas E from the exhaust port 52 to the lower part of the silencer 128, and the bypass for guiding the exhaust gas E from the exhaust port 52 to the lower part of the silencer 128 from the middle body part. And a passage 131. The exhaust passage 130 and the bypass passage 13 are provided downstream of the exhaust port 52.
A butterfly valve 132 is provided in a portion where 1 is branched, and the exhaust valve E is switched by the butterfly valve 132 to be supplied to the exhaust passage 130 and the bypass passage 131. A heat exchanger 125 of a boiler is inserted in the middle of the exhaust passage 130, and the feed water supplied from a water supplier (not shown) is heat-exchanged with the exhaust gas E by the heat exchanger 125 to generate hot water. . The heat exchanger 125 is located in the center of the gas turbine engine 1 in the left-right direction, and the silencer 128 is located on the right side (front side in FIG. 1).

【0030】前記エンクロージャ2内は、隔壁9によっ
て前記圧縮機4の空気取入口23および発電機3を収納
した前部の第1室11と、少なくとも前記燃焼器6、タ
ービン5、熱交換器7および排気ユニット8を収納した
後部の第2室12とに区画されている。これにより、圧
縮機4の前記空気取入口23は、第2室12よりも低温
の第1室11内の空気を吸入することになり、ガスター
ビンエンジン11の効率および出力が向上する。
Inside the enclosure 2, a partition wall 9 accommodates an air inlet 23 of the compressor 4 and a front first chamber 11 accommodating the generator 3, and at least the combustor 6, the turbine 5, and the heat exchanger 7. And a rear second chamber 12 accommodating the exhaust unit 8. As a result, the air intake 23 of the compressor 4 sucks the air in the first chamber 11 that is lower in temperature than the second chamber 12, and the efficiency and output of the gas turbine engine 11 are improved.

【0031】また、第1室11は、前記圧縮機4の空気
取入口23と発電機3とを収納した上側室19と、この
上側室19の下方に配置されてエンクロージャ2の外部
から空気を導入する空気導入口98を備えた下側室20
とを有している。前記上側室19と下側室20の間は、
区画板9Aによって区画され、かつ絞り通路99によっ
て連通している。この絞り通路99はエンクロージャ2
の幅方向に長い通路とされており、その通路長(上下
長)は、ガスタービンエンジン1からの高周波騒音(吸
気音)の波長にほぼ等しいか、またはこれを越える大き
さに設定されている。これによって、上側室19から下
側室20に漏れ出す高周波騒音が低減される。上側室1
9の内壁面は吸音材91によって被覆されている。上側
室19には、表示盤、電子制御器、ブレーカ、エキサイ
タ(図示せず)等、発熱量の少ない機器が設置されてい
る。
The first chamber 11 is provided with an upper chamber 19 accommodating the air intake port 23 of the compressor 4 and the generator 3, and is arranged below the upper chamber 19 so that air is supplied from the outside of the enclosure 2. Lower chamber 20 having air inlet 98 for introducing
And have. Between the upper chamber 19 and the lower chamber 20,
It is partitioned by the partition plate 9A and communicates with the throttle passage 99. This throttle passage 99 is the enclosure 2
Is a passage that is long in the width direction, and the passage length (vertical length) is set to be substantially equal to or longer than the wavelength of the high frequency noise (intake noise) from the gas turbine engine 1. . Thereby, the high frequency noise leaking from the upper chamber 19 to the lower chamber 20 is reduced. Upper chamber 1
The inner wall surface of 9 is covered with a sound absorbing material 91. In the upper chamber 19, devices such as a display panel, an electronic controller, a breaker, and an exciter (not shown) that generate a small amount of heat are installed.

【0032】前記下側室20には、前記空気導入口98
に対向するダストフィルタ100が配置されて、前記空
気導入口98とダストフィルタ100を両端とする気液
分離室101と、前記ダストフィルタ100を通過した
空気が導入される浄化空気室102とが形成されてい
る。気液分離室101の下部には、床に溜まった雨水等
を排水するドレン92が設けられている。
In the lower chamber 20, the air inlet 98 is provided.
A dust filter 100 facing each other is formed to form a gas-liquid separation chamber 101 having the air inlet 98 and the dust filter 100 at both ends, and a purified air chamber 102 into which air passing through the dust filter 100 is introduced. Has been done. At the bottom of the gas-liquid separation chamber 101, a drain 92 for draining rainwater and the like accumulated on the floor is provided.

【0033】また、前記浄化空気室102には、浄化空
気室102内の空気を吸入して前記ガスタービンエンジ
ン1および発電機3を含む冷却対象部に冷却空気を供給
する送風機103が配置されている。この浄化空気室1
02のダストフィルタ100を除く内壁面も吸音材93
で被覆されている。
Further, in the purified air chamber 102, there is arranged a blower 103 which sucks the air in the purified air chamber 102 and supplies the cooling air to the cooling target portion including the gas turbine engine 1 and the generator 3. There is. This clean air chamber 1
The sound absorbing material 93 is also formed on the inner wall surface of the No. 02 dust filter 100.
It is covered with.

【0034】前記第2室12には、前記発電機3の出力
を周波数変換する電力変換器13、バッテリ104、燃
料圧縮機等、発熱量の多い機器が設置されている。電力
変換器13は、発電機3から出力される高周波(エンジ
ン回転数と同一の周波数)の電力を商用の低い周波数の
電力に変換するためのAC/ACコンバータを有する。
バッテリ104は、パワーユニット10の起動用や停電
対策用、単独運転時のスタータ電源用、急ブレーキ時の
電気負荷急増による急速充電用等として使用される。
The second chamber 12 is provided with equipment having a large amount of heat generation such as a power converter 13 for frequency-converting the output of the generator 3, a battery 104, a fuel compressor and the like. The power converter 13 has an AC / AC converter for converting high-frequency power (the same frequency as the engine speed) output from the generator 3 into commercial low-frequency power.
The battery 104 is used for starting the power unit 10, for power failure countermeasures, for starter power supply during islanding, for rapid charging due to sudden increase in electric load during sudden braking, and the like.

【0035】前記エンクロージャ2は、本体105と、
この本体105に前方(図1の左方)へ引出し可能に収
容された引出し台107に設けた前カバー106とを有
する。この前カバー106に前記隔壁9が設けられ、こ
の隔壁9と前記前カバー106とにより前記第1室11
が形成されている。エンクロージャ本体105内の後部
床面側には、バッテリ104を収納したバッテリ室11
1が、第2室12内の他部と区画して設けられている。
The enclosure 2 includes a main body 105,
The main body 105 has a front cover 106 provided on a drawer base 107 that is housed so as to be drawn forward (to the left in FIG. 1). The partition wall 9 is provided on the front cover 106, and the partition wall 9 and the front cover 106 form the first chamber 11
Are formed. On the rear floor side in the enclosure body 105, a battery chamber 11 accommodating the battery 104 is provided.
1 is provided separately from the other part in the second chamber 12.

【0036】引出し台107は、その後端部に設けられ
たキャスタ112で後端部がエンクロージャ本体105
の床面の案内レール113上に支持されると共に、エン
クロージャ本体105の床面前部に設けられたキャスタ
114で引出し台107の前端部が支持されており、こ
れにより引出し台107が前後に移動自在とされてい
る。前記パワーユニット10は、据付フレーム115を
介して前記引出し台107の上に支持され、電力変換器
13や燃料圧縮機109は直接、引出し台107の上に
支持されている。
The drawer base 107 is a caster 112 provided at the rear end of the drawer base 107, and the rear end of the drawer base 107 is the enclosure body 105.
Is supported on the guide rail 113 on the floor surface of the enclosure, and the front end of the drawer base 107 is supported by the casters 114 provided on the front surface of the floor of the enclosure body 105, which allows the drawer base 107 to move back and forth. It is said that. The power unit 10 is supported on the drawer base 107 via an installation frame 115, and the power converter 13 and the fuel compressor 109 are directly supported on the drawer base 107.

【0037】据付フレーム115の前面には、前記パワ
ーユニット10を含む複数の冷却対象部に冷却空気を供
給する前記送風機103が取り付けられている。すなわ
ち、送風機103はエンクロージャ2内の前部である第
1室11における下側室20に配置されている。据付フ
レーム115の下面には、前記送風機103からの冷却
空気を導入して複数の冷却対象部へ分岐させる空気溜め
116が取り付けられている。すなわち、この空気溜め
116は、電力変換器13内と、バッテリ室111内
と、発電機3の導入口87と、燃料圧縮機109のサー
ボモータとに連通させてある。冷却空気は、空気溜め1
16から電力変換器13の入口開口13aを経て電力変
換器13内に入り、この内部を冷却した後の空気は、電
力変換器13の上部および後部の出口開口13b,13
cより第2室12に排出され、第2室12の換気用とし
て使用される。
On the front surface of the installation frame 115, the blower 103 for supplying cooling air to a plurality of cooling target parts including the power unit 10 is attached. That is, the blower 103 is arranged in the lower chamber 20 in the first chamber 11, which is the front part in the enclosure 2. An air reservoir 116 is attached to the lower surface of the installation frame 115 to introduce cooling air from the blower 103 and branch the cooling air into a plurality of objects to be cooled. That is, the air reservoir 116 is in communication with the power converter 13, the battery chamber 111, the inlet 87 of the generator 3, and the servomotor of the fuel compressor 109. Cooling air is the air reservoir 1
16 enters the inside of the power converter 13 through the inlet opening 13a of the power converter 13, and the air after cooling the inside is the outlet openings 13b, 13 at the upper and rear parts of the power converter 13.
It is discharged from c to the second chamber 12 and used for ventilation of the second chamber 12.

【0038】空気溜め116とバッテリ室111との間
は、渦巻き状に巻かれた可撓性ホース117によって連
通させてあり、これにより引出し台107の引出しに可
撓性ホース1が追従できるようにされている。バッテリ
室111の一面を兼ねるエンクロージャ本体105の背
面壁には、ルーバ付きの排気口118が設けられ、前記
空気溜め116から可撓性ホース117を経てバッテリ
室111に導入された換気用の空気が前記排気口118
から機外に排出される。
The air reservoir 116 and the battery chamber 111 are made to communicate with each other by a flexible hose 117 wound in a spiral shape so that the flexible hose 1 can follow the drawer of the drawer base 107. Has been done. An exhaust port 118 with a louver is provided on the back wall of the enclosure body 105 that also serves as one surface of the battery chamber 111, and the ventilation air introduced from the air reservoir 116 to the battery chamber 111 via the flexible hose 117 is provided. The exhaust port 118
Is discharged from the aircraft.

【0039】また、空気溜め116と発電機3の導入口
87との間は、前記絞り通路99を通る可撓性ホース1
19によって接続されている。可撓性ホース119の途
中には2次フィルタ120が介挿されている。この2次
フィルタ120は、磁性体が発電機3に入らないよう
に、磁性体粉を除去する機能を有する。空気溜め116
からの空気により燃料圧縮機109のサーボモータも冷
却され、冷却後の空気は第2室12の換気用として使用
される。
The flexible hose 1 passing between the air reservoir 116 and the inlet 87 of the generator 3 passes through the throttle passage 99.
Connected by 19. A secondary filter 120 is inserted in the middle of the flexible hose 119. The secondary filter 120 has a function of removing magnetic powder so that the magnetic material does not enter the generator 3. Air reservoir 116
The servo motor of the fuel compressor 109 is also cooled by the air from, and the cooled air is used for ventilation of the second chamber 12.

【0040】また、第1室11の上側室19に収納され
ている発電機3の導出口97と、前記隔壁9に設けられ
第2室12と上側室19を連通させるパイプ119と
が、可撓性ホース127で連通されており、これにより
発電機3の導出口97を出た空気IAが第2室12に換
気用として供給される。
Further, the outlet port 97 of the generator 3 housed in the upper chamber 19 of the first chamber 11 and the pipe 119 provided in the partition wall 9 for communicating the second chamber 12 and the upper chamber 19 are allowed. The flexible hose 127 communicates with each other, whereby the air IA exiting the outlet 97 of the generator 3 is supplied to the second chamber 12 for ventilation.

【0041】引出し台107がエンクロージャ本体10
5内に収納された状態で、前記排気ユニット8における
サイレンサ128の出口である上端部は、エンクロージ
ャ本体105の天井壁に設けられた排気筒129内に挿
入される。また、前記排気筒129はエンクロージャ本
体105の天井壁にボルトで着脱自在に取り付けられて
おり、引出し台107をエンクロージャ本体105内か
ら引き出すときには、前記排気筒129のボルトを外し
て、排気筒129をエンクロージャ本体105の天井壁
から上方に引き抜くことにより、サイレンサ128に対
する排気筒129の係合を解除することができる。
The drawer base 107 is the enclosure body 10.
In the state of being housed in the exhaust unit 5, the upper end which is the outlet of the silencer 128 in the exhaust unit 8 is inserted into the exhaust tube 129 provided on the ceiling wall of the enclosure body 105. The exhaust pipe 129 is detachably attached to the ceiling wall of the enclosure body 105 with bolts. When the drawer base 107 is pulled out from the enclosure body 105, the bolts of the exhaust pipe 129 are removed to remove the exhaust pipe 129. The exhaust pipe 129 can be disengaged from the silencer 128 by pulling it upward from the ceiling wall of the enclosure body 105.

【0042】次に、前記ガスタービン装置における吸排
気経路について説明する。図1において、エンクロージ
ャ2の前部の空間である第1室11のうち、下側室20
の空気導入口98から機外の空気が、先ず気液分離室1
01に導入され、さらにダストフィルタ100を通過し
て浄化空気室102に導入される。気液分離室101の
床面に溜まった雨水等はドレン92により機外へ排出さ
れる。ダストフィルタ100を通過して浄化された空気
の一部は、浄化空気室102の送風機103に吸引され
て、引出し台107の下の空気溜め116に送られる。
また、浄化空気室102に導入された空気の一部は、絞
り通路99を経て上側室19に導入される。上側室19
に導入された空気は、圧縮機4の空気取入口23から吸
入空気IAとして導入されてガスタービンエンジン1に
使用される。
Next, the intake / exhaust path in the gas turbine device will be described. In FIG. 1, the lower chamber 20 of the first chamber 11 that is the space at the front of the enclosure 2
The outside air from the air introduction port 98 of the first, the gas-liquid separation chamber 1
No. 01 is introduced into the purified air chamber 102 through the dust filter 100. Rainwater or the like collected on the floor of the gas-liquid separation chamber 101 is discharged outside the machine by the drain 92. Part of the air that has been purified by passing through the dust filter 100 is sucked by the blower 103 of the purified air chamber 102, and is sent to the air reservoir 116 below the drawer table 107.
Further, a part of the air introduced into the purified air chamber 102 is introduced into the upper chamber 19 through the throttle passage 99. Upper chamber 19
The air introduced into the compressor 4 is introduced as intake air IA from the air intake 23 of the compressor 4 and used in the gas turbine engine 1.

【0043】空気溜め116に送られた空気は、さらに
ガスタービンエンジン1を含む冷却対象部に供給され
る。すなわち、空気溜め116の空気の一部は、可撓性
ホース119および2次フィルタ120を経て発電機3
の導入口87に供給され、これにより発電機3が冷却さ
れる。空冷に使用されて発電機3の導出口97から排出
される空気は、さらに可撓性ホース127を経て第2室
12に換気用として供給される。空気溜め116の空気
の他の一部は、前述のとおり、電力変換器13、燃料圧
縮機109のサーボモータ、およびバッテリ室111に
供給される。電力変換器13およびサーボモータを冷却
した後の空気は第2室12に排出されて、第2室12の
換気用として使用され、バッテリ室111を換気したの
ちの空気は、エンクロージャ本体105の背面壁の排気
口118から機外に排出される。
The air sent to the air reservoir 116 is further supplied to the cooling target portion including the gas turbine engine 1. That is, a part of the air in the air reservoir 116 passes through the flexible hose 119 and the secondary filter 120, and then the generator 3
Is supplied to the introduction port 87, and the generator 3 is cooled thereby. The air used for air cooling and discharged from the outlet 97 of the generator 3 is further supplied to the second chamber 12 for ventilation via the flexible hose 127. The other part of the air in the air reservoir 116 is supplied to the power converter 13, the servomotor of the fuel compressor 109, and the battery chamber 111 as described above. The air after cooling the power converter 13 and the servomotor is discharged to the second chamber 12 and used for ventilation of the second chamber 12, and the air after ventilating the battery chamber 111 is the rear surface of the enclosure body 105. The air is exhausted from the exhaust port 118 on the wall.

【0044】ガスタービンエンジン1の排ガスEは、熱
交換器7で圧縮機4からの圧縮空気A(図2)との熱交
換に使用された後に、排気ユニット8に排出される。排
気ユニット8に組み込んだボイラの熱交換器125を使
用する場合、バタフライ弁132は排気通路130を開
放する破線で示した上向きの切替位置に設定され、熱交
換器125を通過した排ガスEは排気通路130を経
て、右側(図1の手前側)のサイレンサ128の下側に
供給され、サイレンサ128の上端部から排気筒129
を経て機外に排出される。このとき、排気通路130の
途中のボイラ熱交換器125では、排ガスEと給水との
間で熱交換が行われ、ボイラ熱交換器125から温水が
取り出される。また、ボイラ熱交換器125を使用しな
い場合、バタフライ弁132はバイパス通路131を開
放する二点鎖線で示した下向きの切替位置に設定され、
熱交換器7を出た排ガスEは上方のバイパス通路131
を経てサイレンサ128内の二重管の外側通路に入り、
ここからサイレンサ128の下側に供給され、サイレン
サ128内の二重管の内側通路を通って消音されたの
ち、サイレンサ128の上端部から排気筒129を経て
機外に排出される。
The exhaust gas E of the gas turbine engine 1 is used for heat exchange with the compressed air A (FIG. 2) from the compressor 4 in the heat exchanger 7, and then discharged to the exhaust unit 8. When the heat exchanger 125 of the boiler incorporated in the exhaust unit 8 is used, the butterfly valve 132 is set to the upward switching position shown by the broken line that opens the exhaust passage 130, and the exhaust gas E that has passed through the heat exchanger 125 is exhausted. It is supplied to the lower side of the silencer 128 on the right side (front side of FIG. 1) through the passage 130, and the exhaust pipe 129 is supplied from the upper end of the silencer 128.
Is discharged to the outside of the aircraft. At this time, in the boiler heat exchanger 125 in the middle of the exhaust passage 130, heat exchange is performed between the exhaust gas E and the feed water, and hot water is taken out from the boiler heat exchanger 125. When the boiler heat exchanger 125 is not used, the butterfly valve 132 is set to the downward switching position shown by the chain double-dashed line that opens the bypass passage 131,
The exhaust gas E that has exited the heat exchanger 7 has an upper bypass passage 131.
Through the outer passage of the double pipe in the silencer 128,
It is supplied from here to the lower side of the silencer 128, is silenced through the inner passage of the double pipe in the silencer 128, and is then discharged from the upper end of the silencer 128 through the exhaust pipe 129 to the outside of the machine.

【0045】発電機3では、送風機103から可撓性ホ
ース119を経て発電機ケース55(図2)の前端中央
の導入口87に導入された冷却空気CAの一部が、図3
に示す前側壁面部68の通気孔88を通って発電機3内
の前部に導入される。前記通気孔88から発電機3内の
前部に導入された冷却空気CAの一部は、固定電機子5
4内の冷却通路66に導入され、これにより固定電機子
54の冷却が行われる。また、発電機3内の前部に導入
された冷却空気CAの他の一部は、前側壁面部68の内
径部テーパ面68aとコイル61の前端部との間に形成
された第1の供給路89を経て、ロータ53と固定電機
子54との間の空気通路58に導入される。これによ
り、ロータ53のパイプ56および磁石57が冷却され
る。
In the generator 3, a part of the cooling air CA introduced from the blower 103 through the flexible hose 119 to the inlet 87 at the center of the front end of the generator case 55 (FIG. 2) is shown in FIG.
It is introduced to the front part inside the generator 3 through the ventilation hole 88 of the front side wall surface part 68 shown in FIG. A part of the cooling air CA introduced into the front portion of the generator 3 through the ventilation holes 88 is part of the fixed armature 5.
4 is introduced into the cooling passage 66 in the No. 4, thereby cooling the fixed armature 54. The other part of the cooling air CA introduced to the front part of the generator 3 is supplied to the first side between the inner tapered surface 68 a of the front side wall surface part 68 and the front end part of the coil 61. It is introduced into the air passage 58 between the rotor 53 and the fixed armature 54 via the passage 89. As a result, the pipe 56 and the magnet 57 of the rotor 53 are cooled.

【0046】また、発電機3内の前部に導入された冷却
空気CAのさらに他の一部は、前側壁面部68の内径部
に形成される第2の供給路90を経て前側ジャーナル空
気軸受59Aの前端と、第1のスラスト空気軸受69A
の内径端とに導入され、前側ジャーナル空気軸受59A
内を後方に向けて通過すると共に、第1のスラスト空気
軸受69A内を外径側に向けて通過する。これにより、
前側ジャーナル空気軸受59Aおよび第1のスラスト空
気軸受69Aの軸受機能の維持と冷却が行われる。前側
ジャーナル空気軸受59Aを通過した空気は、前記空気
通路58に導入されてロータ53の冷却に使用され、ロ
ータ53内の磁石の温度が上昇して磁石の特性が劣化す
るのを防止する。第1のスラスト空気軸受59Aを冷却
した冷却空気CAは、前側壁面部68の通気孔88を通
って再度発電機3内の前部に導入される。
Further, another part of the cooling air CA introduced into the front portion of the generator 3 passes through the second supply passage 90 formed in the inner diameter portion of the front side wall surface portion 68, and the front journal air bearing. 59A front end and first thrust air bearing 69A
Introduced to the inner diameter end of the front journal air bearing 59A
It passes through the inside toward the rear and also passes through the inside of the first thrust air bearing 69A toward the outside diameter side. This allows
The bearing functions of the front journal air bearing 59A and the first thrust air bearing 69A are maintained and cooled. The air that has passed through the front journal air bearing 59A is introduced into the air passage 58 and used for cooling the rotor 53, and prevents the temperature of the magnet in the rotor 53 from rising and deteriorating the characteristics of the magnet. The cooling air CA that has cooled the first thrust air bearing 59A is again introduced into the front portion inside the generator 3 through the ventilation holes 88 in the front side wall surface portion 68.

【0047】また、発電機ケース55の前端中央の導入
口87に導入された冷却空気CAの他の一部は、パッド
ディスク81の中央の導入口96を経て第2のスラスト
空気軸受69Bの内径端に導入され、スラスト空気軸受
69B内を外径側に向けて通過する。これにより、第2
のスラスト空気軸受69Bの軸受機能の維持と冷却が行
われる。第2のスラスト空気軸受69Bを冷却した空気
は、やはり、前側壁面部68の通気孔88を通って発電
機3内の前部に導入される。
Further, another part of the cooling air CA introduced into the inlet 87 at the center of the front end of the generator case 55 passes through the inlet 96 at the center of the pad disk 81 and the inner diameter of the second thrust air bearing 69B. It is introduced at the end and passes through the thrust air bearing 69B toward the outer diameter side. This allows the second
The bearing function of the thrust air bearing 69B is maintained and cooled. The air that has cooled the second thrust air bearing 69B is also introduced into the front portion inside the generator 3 through the ventilation holes 88 in the front side wall surface portion 68.

【0048】ロータ53と固定電機子54との間の空気
通路58を通過した冷却空気CAの一部は、固定電機子
54の冷却通路66を通過した冷却空気CAと共に、発
電機3の後端外周部の導出口97から発電機3の径方向
外方の斜め前方に導出される。その導出された冷却空気
CAは、前記導出口97に接続された図1の可撓性ホー
ス127を経てエンクロージャ2の後部の第2室12に
換気用として供給される。
A part of the cooling air CA passing through the air passage 58 between the rotor 53 and the fixed armature 54 is, together with the cooling air CA passing through the cooling passage 66 of the fixed armature 54, the rear end of the generator 3. From the outlet port 97 in the outer peripheral portion, the electric power is drawn out obliquely to the outside in the radial direction of the generator 3. The derived cooling air CA is supplied to the second chamber 12 at the rear of the enclosure 2 for ventilation via the flexible hose 127 of FIG. 1 connected to the outlet 97.

【0049】図3のロータ53と固定電機子54との間
の空気通路58を通過した冷却空気CAの他の一部は、
後側ジャーナル空気軸受59Bの前端に導入され、その
ジャーナル空気軸受59B内を後方に向けて通過する。
これにより、後側ジャーナル空気軸受59Bの軸受機能
の維持と冷却が行われる。ガスタービンエンジン1の運
転時には、圧縮機4の空気取入口23に導入される吸入
空気IAのエジェクタ効果により、前記ジャーナル空気
軸受59B内を通過した空気が前記空気取入口23側に
吸入され44で、ジャーナル空気軸受59B内を通過す
る空気量が増大し、ジャーナル空気軸受59Bの冷却効
果が向上する。
Another part of the cooling air CA passing through the air passage 58 between the rotor 53 and the fixed armature 54 in FIG.
It is introduced at the front end of the rear journal air bearing 59B and passes rearward in the journal air bearing 59B.
As a result, the bearing function of the rear journal air bearing 59B is maintained and cooled. During operation of the gas turbine engine 1, the air passing through the inside of the journal air bearing 59B is sucked toward the air intake port 23 side by the ejector effect of the intake air IA introduced into the air intake port 23 of the compressor 4. The amount of air passing through the journal air bearing 59B is increased, and the cooling effect of the journal air bearing 59B is improved.

【0050】また、このガスタービン装置では、図2の
ガスターンビンエンジン1が運転停止したときも、送風
機103(図1)から冷却空気CAを供給することによ
って上記したように発電機3の冷却が行われる。特に、
冷却空気CAでロータ53の磁石57を冷却できるの
で、ガスタービンエンジン1からの熱伝導によりロータ
53の磁石57の温度が上昇するのを防止することがで
き、従来のように発電機をモータとしてガスタービンエ
ンジンを空転させる必要もなく、モータの消費電力を省
くことができる。
Further, in this gas turbine apparatus, even when the gas turn-bin engine 1 of FIG. 2 is stopped, the cooling air CA is supplied from the blower 103 (FIG. 1) to cool the generator 3 as described above. Is done. In particular,
Since the magnet 57 of the rotor 53 can be cooled by the cooling air CA, it is possible to prevent the temperature of the magnet 57 of the rotor 53 from rising due to heat conduction from the gas turbine engine 1, and the generator can be used as a motor as in the conventional case. It is not necessary to idle the gas turbine engine, and the power consumption of the motor can be saved.

【0051】また、発電機3の固定電機子54の内部に
は、冷却空気CAを導入する冷却通路66が形成されて
いるので、この冷却通路66を流れる冷却空気CAによ
り固定電機子54を冷却することもできる。
Further, since the cooling passage 66 for introducing the cooling air CA is formed inside the fixed armature 54 of the generator 3, the cooling air CA flowing through the cooling passage 66 cools the fixed armature 54. You can also do it.

【0052】ガスタービンエンジン1の圧縮機4の前方
に発電機3が接続されているから、発電機3の前側は、
後側よりもガスタービンエンジン1から離れているの
で、後側よりも低温であるが、この発電機3の前部に冷
却空気CAを導入する導入口87が設けられているの
で、冷却空気CAが発電機3の低温の前側から高温の後
ろ側へ流れることになり、冷却効率が向上する。
Since the generator 3 is connected in front of the compressor 4 of the gas turbine engine 1, the front side of the generator 3 is
Since it is farther from the gas turbine engine 1 than the rear side, the temperature is lower than that of the rear side. However, since the inlet 87 for introducing the cooling air CA is provided in the front portion of the generator 3, the cooling air CA is provided. Flows from the low temperature front side of the generator 3 to the high temperature rear side, thereby improving the cooling efficiency.

【0053】さらに、図1に示す送風機103はガスタ
ービンエンジン1の下方に配置され、送風機103と発
電機3とが冷却空気CAを通す可撓性ホース119によ
って接続されているので、送風機103がガスタービン
エンジン1の熱を受け難く、熱による送風機103の機
能低下や送風機103からの冷却空気CAが高温化する
のを回避できる。
Further, the blower 103 shown in FIG. 1 is arranged below the gas turbine engine 1, and since the blower 103 and the generator 3 are connected by the flexible hose 119 through which the cooling air CA passes, the blower 103 is It is difficult to receive the heat of the gas turbine engine 1, and it is possible to avoid the functional deterioration of the blower 103 and the temperature increase of the cooling air CA from the blower 103 due to the heat.

【0054】また、図2に示す発電機3の外周部に、前
記空気通路58および冷却通路66を通過したのちの冷
却空気CAを発電機3の外方へ導出する導出口97が設
けられているので、冷却に使用された空気が発電機3の
外方へ円滑に排気されることになり、発電機3の冷却効
果が向上する。
Further, a lead-out port 97 for leading the cooling air CA, which has passed through the air passage 58 and the cooling passage 66, to the outside of the generator 3 is provided on the outer peripheral portion of the generator 3 shown in FIG. Therefore, the air used for cooling is smoothly discharged to the outside of the generator 3, and the cooling effect of the generator 3 is improved.

【0055】このガスタービン装置では、発電機3のロ
ータ53が軸方向に離間した前後一対のジャーナル空気
軸受59A,59Bで回転自在に支持されており、圧縮
機4に近い方の後側ジャーナル空気軸受59Bの後端
が、圧縮機4の吸入空気IAの流れる空気取入口23に
連通しており、圧縮機4の吸入空気IAで後側ジャーナ
ル空気軸受59B内の空気が空気取入口23側に吸引さ
れる。したがって、圧縮機4の吸入空気IAによるエジ
ェクタ効果で後側ジャーナル空気軸受59B内を流れる
冷却空気CAの流量を十分確保することができ、ガスタ
ービンエンジン1からの熱伝導の影響を受けやすい後側
ジャーナル空気軸受59Bを十分冷却することができ
る。その結果、ジャーナル空気軸受59Bのバンプフォ
イル素子71およびトップフォイル素子72の材質選定
にあたって、SUS304等の通常の耐熱鋼を使用で
き、また、トップフォイル素子72の転送面側、つま
り、高い耐摩耗性が要求される部分に施す低摩擦材コー
ティングには、テフロン(登録商標)ベースの焼付塗膜
を適用することができるので、高い耐摩耗性を維持しな
がら、コスト低減を図ることができる。
In this gas turbine device, the rotor 53 of the generator 3 is rotatably supported by a pair of front and rear journal air bearings 59A and 59B which are axially separated from each other, and the rear journal air closer to the compressor 4 is supported. The rear end of the bearing 59B communicates with the air intake port 23 through which the intake air IA of the compressor 4 flows, and the intake air IA of the compressor 4 moves the air in the rear journal air bearing 59B toward the air intake port 23 side. Sucked. Therefore, the flow rate of the cooling air CA flowing in the rear journal air bearing 59B can be sufficiently secured by the ejector effect by the intake air IA of the compressor 4, and the rear side that is easily affected by the heat conduction from the gas turbine engine 1 The journal air bearing 59B can be cooled sufficiently. As a result, when selecting the material of the bump foil element 71 and the top foil element 72 of the journal air bearing 59B, ordinary heat resistant steel such as SUS304 can be used, and the transfer surface side of the top foil element 72, that is, high wear resistance. Since a Teflon (registered trademark) -based baked coating film can be applied to the low-friction material coating to be applied to the portion where is required, cost reduction can be achieved while maintaining high wear resistance.

【0056】また、図6の後側ジャーナル空気軸受59
Bの外輪70の後端面70aは、圧縮機3の空気取入口
23の内壁面23aに沿った形状を有しているので、吸
気通路23内における前記後端面70aの近傍の空気流
が乱れの少ない滑らかなものとなる結果、空気取入口2
3の吸入空気IAにより後側ジャーナル空気軸受59B
内の空気が空気取入口23側に吸引されるエジェクタ効
率を高めることができる。
Further, the rear journal air bearing 59 shown in FIG.
Since the rear end surface 70a of the outer ring 70 of B has a shape along the inner wall surface 23a of the air intake 23 of the compressor 3, the air flow near the rear end surface 70a in the intake passage 23 is not disturbed. Air intake 2 as a result of less smoothness
Rear journal air bearing 59B by intake air IA of 3
The ejector efficiency in which the air inside is sucked toward the air intake port 23 can be improved.

【0057】さらに、図3の発電機3のロータ53と固
定電機子54の間に形成される空気通路58に、発電機
3の外部から内部に導入された冷却空気CAの一部を供
給する第1の供給路89が設けられているので、ロータ
53の回転に伴う前記空気通路58の空気層の連れ回り
により生じる空気通路58での通気抵抗に打ち勝って、
空気通路58に十分な流量の冷却空気CAを供給するこ
とができ、それだけロータ53の冷却効率を上げること
ができる。
Further, a part of the cooling air CA introduced from the outside to the inside of the generator 3 is supplied to the air passage 58 formed between the rotor 53 and the fixed armature 54 of the generator 3 in FIG. Since the first supply passage 89 is provided, it overcomes the ventilation resistance in the air passage 58 caused by the entrainment of the air layer of the air passage 58 due to the rotation of the rotor 53,
A sufficient flow rate of the cooling air CA can be supplied to the air passage 58, and the cooling efficiency of the rotor 53 can be increased accordingly.

【0058】また、前側ジャーナル空気軸受59Aの前
端と第1のスラスト空気軸受69Aの径方向内端とに、
発電機3の外部から内部に導入された冷却空気CAの一
部を供給する第2の供給路90が設けられているので、
前側ジャーナル空気軸受59Aおよび第1のスラスト空
気軸受69Aにも十分な冷却空気CAを供給でき、これ
らの空気軸受59A,69Aの冷却効率を上げることが
できる。
Further, at the front end of the front journal air bearing 59A and the radially inner end of the first thrust air bearing 69A,
Since the second supply path 90 for supplying a part of the cooling air CA introduced from the outside to the inside of the generator 3 is provided,
Sufficient cooling air CA can be supplied also to the front journal air bearing 59A and the first thrust air bearing 69A, and the cooling efficiency of these air bearings 59A and 69A can be improved.

【0059】スラスト軸受については、ロータ53を軸
方向に支持するスラスト空気軸受69A,69Bが、ロ
ータ53に固定される一様厚さの回転ディスク73を使
用しており、回転ディスク73から突出するボスがない
から、遠心力による軸方向の反りがなくなる。しかも、
回転ディスク73における軸心から離れた複数の位置に
取付孔82が形成され、これらの取付孔82に挿通した
取付部材(リーマボルト)83によって、回転ディスク
73がロータ53の前端面に取り付けられている。その
結果、回転ディスク73の平面度狂いを無くすことがで
き、スラスト空気軸受69A,69Bの負荷容量を大き
くできる。
As for the thrust bearing, the thrust air bearings 69A and 69B for supporting the rotor 53 in the axial direction use a rotating disk 73 of a uniform thickness fixed to the rotor 53 and project from the rotating disk 73. Since there is no boss, there is no axial warpage due to centrifugal force. Moreover,
Mounting holes 82 are formed at a plurality of positions apart from the axis of the rotary disk 73, and the rotary disk 73 is mounted on the front end surface of the rotor 53 by mounting members (reamer bolts) 83 inserted through these mounting holes 82. . As a result, the flatness of the rotary disk 73 can be eliminated, and the load capacity of the thrust air bearings 69A and 69B can be increased.

【0060】また、回転ディスク73の取り付けのため
に、大きな遠心力のかかる中心穴が要らないので、回転
ディスク73に高い応力が発生せず、それだけ回転ディ
スク73の外径を大きくでき、この点からもスラスト空
気軸受69A,69Bの負荷容量を大きくできる。さら
に、回転ディスク73のロータ53端面への取付けは圧
入によるものではないので、回転ディスク73の着脱が
容易になると共に、回転ディスク73がその中央にボス
のない一様厚さのものであるから、回転ディスク73の
鏡面仕上げが容易となり、この点からもスラスト空気軸
受69A,69Bの負荷容量を大きくできる。しかも、
前記回転ディスク73をロータ53の前端面に取り付け
る取付部材としてリーマボルト83を用いているので、
ロータ53に対する回転ディスク73の取付強度を十分
確保できる。
Further, since the central hole to which a large centrifugal force is applied is not required for mounting the rotary disc 73, high stress is not generated in the rotary disc 73, and the outer diameter of the rotary disc 73 can be increased accordingly. Also, the load capacity of the thrust air bearings 69A and 69B can be increased. Further, since the rotating disk 73 is not attached to the end surface of the rotor 53 by press fitting, the rotating disk 73 can be easily attached and detached, and the rotating disk 73 has a uniform thickness without a boss in its center. The mirror finish of the rotary disk 73 is facilitated, and from this point as well, the load capacity of the thrust air bearings 69A, 69B can be increased. Moreover,
Since the reamer bolt 83 is used as a mounting member for mounting the rotating disk 73 on the front end surface of the rotor 53,
Sufficient mounting strength of the rotary disk 73 to the rotor 53 can be secured.

【0061】前記回転ディスク73には、遠心力による
伸びのためにロータ53の前端部との間に径方向の摩擦
抗力が発生して、回転ディスク73の外周部が図3に二
点鎖線Dで示すように、後方へ反るように変形しやす
い。これに対し、回転ディスク73におけるロータ53
の前端面に接触する側の主面に、ロータ53の径方向外
方の位置で環状溝84が形成されているので、環状溝8
4よりも外周の部分は前方へ反るように変形しようとす
るから、反り返り変形がキャンセルされる。その結果、
スラスト空気軸受69A,69Bの負荷容量を大きくで
きる。
A radial frictional force is generated between the rotating disk 73 and the front end of the rotor 53 due to the elongation due to the centrifugal force, and the outer peripheral portion of the rotating disk 73 is indicated by a chain double-dashed line D in FIG. As shown by, it is easy to deform so as to warp backward. On the other hand, the rotor 53 of the rotating disk 73
Since the annular groove 84 is formed on the main surface on the side contacting the front end surface of the rotor 53 at the position radially outward of the rotor 53, the annular groove 8
Since the portion of the outer periphery of 4 tends to be warped forward, the warping deformation is canceled. as a result,
The load capacity of the thrust air bearings 69A and 69B can be increased.

【0062】なお、本発明は発電機3以外に、ポンプや
送風機など、他の被駆動機を駆動するガスタービン装置
にも適用できる。
In addition to the generator 3, the present invention can be applied to a gas turbine device that drives other driven machines such as a pump and a blower.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上のように、本発明のガスタービン装
置によれば、ガスタービンエンジンと、前記ガスタービ
ンエンジンと回転軸を共用する被駆動機と、前記回転軸
を軸方向に支持するスラスト空気軸受とを備え、前記ス
ラスト空気軸受は、前記回転軸に固定される一様厚さの
回転ディスクと、この回転ディスクの主面の外周部とこ
れに対向する静止部との間に介在するフォイル素子とを
有し、前記回転ディスクにおける軸心から離れた複数の
位置に取付孔が形成され、前記取付孔に挿通した取付部
材によって前記回転ディスクが前記回転軸の一端面に取
り付けられているので、回転ディスクの平面度狂いを無
くすことができ、スラスト空気軸受の負荷容量を大きく
できる。また、回転ディスクの取り付けのために、大き
な遠心力のかかる中心孔が要らないので、回転ディスク
に高い応力が発生せず、それだけ回転ディスクの外径を
大きくでき、この点からもスラスト空気軸受の負荷容量
を大きくできる。さらに、回転ディスクの回転軸端面へ
の取付けは圧入によるものではないので、回転ディスク
の着脱が容易になると共に、回転ディスクがその中央に
ボスのない一様厚さのものであるので、回転ディスクの
鏡面仕上げが容易となり、この点からもスラスト空気軸
受の負荷容量を大きくできる。
As described above, according to the gas turbine apparatus of the present invention, the gas turbine engine, the driven machine that shares a rotary shaft with the gas turbine engine, and the thrust that axially supports the rotary shaft. An air bearing is provided, and the thrust air bearing is interposed between a rotating disc having a uniform thickness fixed to the rotating shaft, an outer peripheral portion of a main surface of the rotating disc, and a stationary portion facing the outer peripheral portion. A foil element, mounting holes are formed at a plurality of positions apart from the shaft center of the rotating disc, and the rotating disc is attached to one end surface of the rotating shaft by a mounting member inserted into the mounting hole. Therefore, the flatness of the rotating disk can be eliminated, and the load capacity of the thrust air bearing can be increased. In addition, since the central hole to which a large centrifugal force is applied is not required for mounting the rotating disc, high stress does not occur in the rotating disc, and the outer diameter of the rotating disc can be increased accordingly. The load capacity can be increased. Further, since the rotation disc is not attached to the end face of the rotation shaft by press fitting, the rotation disc can be easily attached and detached, and the rotation disc has a uniform thickness without a boss in its center. The mirror surface finish of is easy, and from this point also the load capacity of the thrust air bearing can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るガスタービン装置の
右側面断面図である。
FIG. 1 is a right side sectional view of a gas turbine device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同ガスタービン装置におけるパワーユニットの
縦断面図である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a power unit in the gas turbine device.

【図3】同パワーユニットにおける発電機の拡大縦断面
図である。
FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view of a generator in the power unit.

【図4】(A)は同発電機に使用されるジャーナル空気
軸受の横断面図、(B)はその一部を拡大して示す展開
図である。
FIG. 4A is a transverse cross-sectional view of a journal air bearing used in the generator, and FIG. 4B is an expanded view showing a part of the journal air bearing.

【図5】同発電機に使用されるスラスト空気軸受の要部
を示す同心円に沿った拡大断面図である。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view along a concentric circle showing a main part of a thrust air bearing used in the generator.

【図6】同発電機における後側ジャーナル空気軸受を示
す拡大縦断面図である。
FIG. 6 is an enlarged vertical sectional view showing a rear journal air bearing in the generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガスタービンエンジン、3…発電機(被駆動機)、
4…圧縮機、5…タービン、6…燃焼器、53…ロータ
(回転軸)、69A,69B…スラスト空気軸受、73
…回転ディスク、75…バンプフォイル素子、76…ト
ップフォイル素子、82…取付孔、83…リーマボルト
(取付部材)、84…環状溝、C1…軸心。
1 ... Gas turbine engine, 3 ... Generator (driven machine),
4 ... Compressor, 5 ... Turbine, 6 ... Combustor, 53 ... Rotor (rotating shaft), 69A, 69B ... Thrust air bearing, 73
... rotating disk, 75 ... bump foil element, 76 ... top foil element, 82 ... mounting hole, 83 ... reamer bolt (mounting member), 84 ... annular groove, C1 ... axial center.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年11月8日(2001.11.
8)
[Submission date] November 8, 2001 (2001.11.
8)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図1[Name of item to be corrected] Figure 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16C 32/06 F16C 32/06 Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F16C 32/06 F16C 32/06 Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧縮機,燃焼器およびタービンを備えた
ガスタービンエンジンと、 前記ガスタービンエンジンと回転軸を共用しガスタービ
ンエンジンによって駆動される被駆動機と、 前記回転軸を軸方向に支持するスラスト空気軸受とを備
え、 前記スラスト空気軸受は、前記回転軸に固定される一様
厚さの円板と、この円板の主面の外周部とこれに対向す
る静止部との間に介在するフォイル素子とを有し、 前記円板における軸心から離れた複数の位置に取付孔が
形成され、前記取付孔に挿通した取付部材によって前記
円板が前記回転軸の一端面に取り付けられているガスタ
ービン装置。
1. A gas turbine engine including a compressor, a combustor, and a turbine, a driven machine that shares a rotating shaft with the gas turbine engine and is driven by the gas turbine engine, and the rotating shaft is axially supported. And a thrust air bearing, wherein the thrust air bearing comprises a disc having a uniform thickness fixed to the rotating shaft, and a disc between a peripheral portion of a main surface of the disc and a stationary portion facing the disc. And an intervening foil element, mounting holes are formed at a plurality of positions apart from the axis of the disc, and the disc is attached to one end face of the rotary shaft by a mounting member inserted into the mounting hole. Gas turbine equipment.
【請求項2】 請求項1において、前記取付部材は前記
回転軸に螺合するリーマボルトであるガスタービン装
置。
2. The gas turbine device according to claim 1, wherein the mounting member is a reamer bolt that is screwed onto the rotary shaft.
【請求項3】 請求項1または2において、前記円板に
おける回転軸の一端面に接触する側の主面に、回転軸の
径方向外方の位置で、回転軸の一端面との摩擦抗力によ
る円板の変形を抑制する環状溝が形成されているガスタ
ービン装置。
3. The frictional force with the one end surface of the rotary shaft at a position radially outward of the rotary shaft on the main surface of the disc that is in contact with the one end surface of the rotary shaft. A gas turbine device in which an annular groove is formed to suppress the deformation of the disk due to.
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