JP2016041933A

JP2016041933A - 低損失潤滑剤軸受および低密度材料を有する機械駆動装置構成

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Publication number: JP2016041933A
Application number: JP2015157866A
Authority: JP
Inventors: デイヴィッド・リー・ウィリアムソン; David Lee Williamson; カルロス・エドゥアルド・シルヴァ; Eduardo Silva Carlos; レイモンド・ジョン・バンカート; John Bankert Raymond
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2016-03-31
Also published as: DE102015112766A1; US20160047308A1; CH709995A2; CN105370406A

Abstract

【課題】従来の油軸受および高密度材料を用いる駆動列に比べて、空気流量を増大させ、軸受の粘性損失を低減させることができる機械駆動装置構成を提供すること。
【解決手段】機械駆動装置構成は、圧縮機セクション、タービンセクション、および燃焼器セクションを有するガスタービンを含むことができる。負荷圧縮機はガスタービンによって駆動される。ロータ軸はガスタービンおよび負荷圧縮機を通って延在する。ガスタービンおよび負荷圧縮機のうちの１つの回転構成部品のうちの少なくとも１つは低密度材料を含む。軸受は、ガスタービンおよび負荷圧縮機の中のロータ軸を支持し、軸受のうちの少なくとも１つは低損失潤滑剤軸受である。
【選択図】図１

Description

本発明は一般に、機械駆動ガスタービンに関し、より詳細には、低損失潤滑剤軸受および低密度材料を有することができる機械駆動装置構成に関する。

ガスタービンは、軍用から発電用まで多くの産業分野で使用される。典型的には、ガスタービンは電気エネルギーを生成するために使用される。しかしながら、様々な車両、飛行機、船舶などを推進するために使用されるガスタービンもある。油田およびガス田では、圧縮機、ポンプ、および／または発電機を駆動するためにガスタービンを使用することができる。産業用途において、ガスタービンが、（例えば、井戸にガスを注入して別の穴から油を押し上げるために）圧縮機を駆動するのに使用されるという設定では、ガスタービンの圧縮機は回転翼列と静止翼列で空気を圧縮して燃焼器に向かわせ、燃焼器は圧縮空気を燃料と混合させて燃焼させ、高温の空気−燃料混合気を形成し、その混合気はガスタービンのタービンの翼を通って膨張する。その結果、翼はガスタービンの軸またはロータの周りを回転する。ロータが回転すると、ガスタービンに接続された負荷圧縮機が駆動され、負荷圧縮機は回転エネルギーを使って流体（例えば、ガス、空気など）を圧縮する。

機械駆動装置構成において使用される多くのガスタービン構成は、タービンセクション、圧縮機セクション、およびそれらに接続された負荷圧縮機の回転構成部品を支持するために、高粘度の潤滑剤（すなわち、油）とともに滑り軸受を用いる。油軸受は比較的安価に購入できるが、それらに付随する油スキッドに関連するコスト（例えば、ポンプ、リザーバ、アキュムレータなどのコスト）がかかる。さらに、油軸受は、メンテナンス間隔が高く、また駆動列において過大な粘性損失を引き起こす可能性があり、これはガスタービン駆動の負荷圧縮機装置の動作に悪影響を及ぼす場合がある。

米国特許第８２４２４０６号公報

本発明の１つの態様では、機械駆動装置構成が開示される。本発明の１つの態様では、機械駆動装置構成は、圧縮機セクション、タービンセクション、ならびに圧縮機セクションおよびタービンセクションに動作可能に連結された燃焼器セクションを有するガスタービンを備える。負荷圧縮機はガスタービンによって駆動される。ロータ軸は、ガスタービンエンジンの圧縮機セクションおよびタービンセクション、ならびに負荷圧縮機を通って延在する。圧縮機セクション、タービンセクション、および負荷圧縮機のそれぞれが複数の回転構成部品を有し、ガスタービンおよび負荷圧縮機のうちの１つの回転構成部品のうちの少なくとも１つは低密度材料を含む。複数の軸受は、ガスタービンおよび負荷圧縮機内のロータ軸を支持し、軸受のうちの少なくとも１つは低損失潤滑剤を有する低損失軸受である。

本発明の特徴および利点は、本発明の原理を一例として示す添付図面と併せて、以下の好ましい実施形態のより詳しい記述から明らかになるであろう。

本発明の実施形態による、フロントエンド駆動のガスタービン、負荷圧縮機、および軸受流体スキッドを含み、さらに低損失潤滑剤を有する少なくとも１つの低損失軸受、および低密度材料よりなる少なくとも１つの回転構成部品を含む、機械駆動装置構成の概略図である。本発明の実施形態による、再熱セクションを有するフロントエンド駆動のガスタービン、負荷圧縮機、および軸受流体スキッドを含み、さらに低損失潤滑剤を有する少なくとも１つの低損失軸受、および低密度材料よりなる少なくとも１つの回転構成部品を含む、機械駆動装置構成の概略図である。本発明の実施形態による、リアエンド駆動のガスタービン、負荷圧縮機、および軸受流体スキッドを含み、さらに低損失潤滑剤を有する少なくとも１つの低損失軸受、および低密度材料よりなる少なくとも１つの回転構成部品を含む、機械駆動装置構成の概略図である。本発明の実施形態による、リアエンド駆動のガスタービン、負荷圧縮機、軸受流体スキッド、およびギアボックスを含み、さらに低損失潤滑剤を有する少なくとも１つの低損失軸受、および低密度材料よりなる少なくとも１つの回転構成部品を含む、多軸機械駆動装置構成の概略図である。本発明の実施形態による、リアエンド駆動のパワータービンを含み、さらに低損失潤滑剤を有する少なくとも１つの低損失軸受、および低密度材料よりなる少なくとも１つの回転構成部品を含む、ガスタービン構成の概略図である。本発明の実施形態による、リアエンド駆動のパワータービンおよび再熱セクションを含み、さらに低損失潤滑剤を有する少なくとも１つの低損失軸受、および低密度材料よりなる少なくとも１つの回転構成部品を含む、ガスタービン構成の概略図である。本発明の実施形態による、ガスタービンエンジンの圧縮機の前段の速度を下げるためにスタブ軸および減速機構を含み、さらに低損失潤滑剤を有する少なくとも１つの低損失軸受、および低密度材料よりなる少なくとも１つの回転構成部品を含む、フロントエンド駆動のガスタービン構成の概略図である。本発明の実施形態による、ガスタービンエンジンの圧縮機の前段の速度を下げるためにスタブ軸および減速機構、再熱セクション、低損失潤滑剤を有する少なくとも１つの低損失軸受、ならびに低密度材料よりなる少なくとも１つの回転翼を含む、フロントエンド駆動のガスタービン構成の概略図である。本発明の実施形態による、低速スプールを介して低圧タービンセクションに連結された低圧圧縮機セクション、および高速スプールを介して高圧タービンセクションに連結された高圧圧縮機セクションを含み、さらに、駆動列で用いられる、低損失潤滑剤を有する少なくとも１つの低損失軸受、および低密度材料よりなる少なくとも１つの回転翼を含む、多軸フロントエンド駆動のガスタービン構成の概略図である。

上記のように、多くの機械駆動装置構成は、ガスタービン、発電機、およびそれらに接続された負荷圧縮機の回転構成部品を支持するために、高粘度の潤滑剤（すなわち、油）とともに滑り軸受を用いる。油軸受は、メンテナンス間隔コストが高く、また駆動列において過大な粘性損失を引き起こす可能性があり、これはガスタービンによって駆動される負荷圧縮機の動作に悪影響を及ぼす場合がある。また、油軸受に付随する油スキッドに関連するコストもある。

低損失潤滑剤を有する軸受を含む低損失軸受は、油軸受の使用に対する１つの代替案である。しかしながら、ある特定のガスタービン駆動の機械駆動装置構成は低損失軸受を使用するには困難な用途となる。具体的には、ガスタービンの寸法が増大するにつれて、支持軸受パッド面積はロータ軸直径の２乗で増大し、一方、機械駆動装置構成の重量はロータ軸の直径の３乗で増大する。したがって、低損失軸受を実装するためには、軸受パッド面積と重量は比例的に等しく増大させるべきである。したがって、機械駆動装置構成に軽量または低密度材料を組み入れることは望ましく、このことは所望の比例性を促進するのを助ける。

低損失軸受によって支持可能な重量を有する機械駆動装置構成を生成するのに加えて、軽量な材料を使用することもまた、多量の空気流を生成する能力を高めることができる。所望の空気流量を生成するには翼長を長くする必要があるが、翼長が長くなるとガスタービンの作動中に回転翼にかかる遠心負荷が増大するため、これまで、このような駆動列で高空気流量を生成することは困難であった。例えば、ガスタービンで使用される多段軸流圧縮機の前段の回転翼は、圧縮機の中間段および後段の両方の回転翼よりも長い。このような構成では、軸流圧縮機の前段の回転翼はより長く、より重くなり、この長くて重い翼の回転によって引き起こされる大きな遠心引張力によって、作動中に高い応力をより受けやすい。

具体的には、前段の翼は、ロータホイールの高回転速度によって大きな遠心引張力を受け、それは翼に応力を与える。特定の用途で要求されるより高い空気流量を発生することができるガスタービンエンジンの圧縮機を生成するために翼の寸法を増大することがより望ましくなるにつれて、軸流圧縮機の前段の回転翼に生じる可能性のある高い取付部応力が問題となる。同様な考察は負荷圧縮機にも当てはまる。

したがって、ガスタービンまたは負荷圧縮機で適用されるような、低密度材料とともに使用される１つまたは複数の低損失潤滑剤軸受を組み入れた機械駆動装置構成を提供することは望ましい。いくつかの実施形態では、このような低損失軸受は低密度材料よりなる構成部品とともに使用される。このような構成では粘性損失はより小さく、それによって、機械駆動装置構成の全体効率が上昇する。

本発明の様々な実施形態は、低損失潤滑剤軸受および低密度材料を有するガスタービン駆動の機械駆動装置構成を提供することを対象とする。

本明細書で使用される場合、「機械駆動装置構成」という句は運動部品の組立体を記述しており、それは、全体としてお互いに連通して流体を圧縮する、圧縮機セクション、タービンセクション、再熱タービンセクション、パワータービンセクション、および負荷圧縮機セクションのうちの１つまたは複数の回転構成部品を含む。「機械駆動装置構成」、「機械駆動列」、および「ガスタービン駆動の機械駆動装置」という句は、交換可能に使用することができる。「ガスタービン構成」という句は、圧縮機セクション、燃焼器セクション、およびタービンセクションを有するシステムを記述しており、これは、再熱燃焼器セクション、再熱タービンセクション、および／またはパワータービンセクションを任意に含むことができる。ガスタービン構成は本明細書で記述される機械駆動装置構成の部分集合である。

本明細書で使用される場合、「低損失軸受」は、低粘度または極低粘度の作動流体を有する少なくとも１つの主軸受装置を有する軸受組立体である。「主軸受装置」はジャーナル軸受、スラスト軸受、またはスラスト軸受に隣接するジャーナル軸受であってもよい。「低損失潤滑剤軸受」または「低損失潤滑剤を含む超低損失軸受」は、作動流体が低損失潤滑剤で、追加の二次軸受を必要としない軸受組立体である。

この低損失軸受において使用される「低損失潤滑剤」という句は、粘度が水（すなわち、２０℃で１センチポアズ（０．００１Ｐａ・ｓ））よりもかなり大きく、好ましくは、おおよそＶＧ８とＶＧ２０との間の粘度を有する流体のことを指している。ここで、ＶＧは国際標準化機構によって開発されたＩＳＯ尺度上で４０℃におけるセンチストークス（ｃＳｔ）での粘度グレードを表す。ＩＳＯ規格（１９９２年に発行されたＩＳＯ３４４８で定められた）により、各粘度グレードは、４０℃におけるｍｍ²／ｓ（１ｍｍ²／ｓ＝１ｃＳｔ）での動粘度の中心値に最も近い整数によって示され、値の±１０パーセントが許容される。上記の範囲の粘度を有する低損失潤滑剤の具体例としては、ＡＰＩ基油グループＩＩＩの鉱物油ベースの潤滑剤、ＡＰＩ基油グループＩＶの合成油ベースのポリアルファオレフィン（ＰＡＯ：ｐｏｌｙａｌｐｈａｏｌｅｆｉｎ）、および特定のポリアルキレングリコール（ＰＡＧ：ｐｏｌｙａｌｋｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ）が含まれる。対照的に、産業用ガスタービンで使用される「高粘度」油（本明細書では従来油とも呼ぶ）は、高温環境のためにＶＧ３２またはＶＧ４５もの粘度を有する場合がある。

本明細書で使用される場合、「単一型低損失軸受」は、単一の主軸受装置を有する軸受組立体であり、極低粘度作動流体を有し、ころ軸受要素の二次軸受を伴う。本明細書で使用される場合、「ハイブリッド型低損失軸受」は、２つの主軸受装置を有する軸受組立体であり、極低粘度作動流体を有し、二次軸受を伴っている。二次軸受またはバックアップ軸受として単一型またはハイブリッド型低損失軸受で使用される「ころ軸受要素」の例としては、球面ころ軸受、円すいころ軸受、テーパころ軸受、およびセラミックころ軸受が含まれる。

「ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥＳＷＩＴＨＭＯＮＯ−ＴＹＰＥＬＯＷ−ＬＯＳＳＢＥＡＲＩＮＧＳＡＮＤＬＯＷ−ＤＥＮＳＩＴＹＭＡＴＥＲＩＡＬＳ」という名称で本特許と共に出願し、参照によってここに援用する米国特許出願第１４／４６０，６０６号は、発電構成での単一型軸受の使用についてより詳細を提供する。「ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＤＲＩＶＥＡＲＣＨＴＥＣＴＵＲＥＳＷＩＴＨＨＹＢＲＩＤ−ＴＹＰＥＬＯＷ−ＬＯＳＳＢＥＡＲＩＮＧＳＡＮＤＬＯＷ−ＤＥＮＳＩＴＹＭＡＴＥＲＩＡＬＳ」という名称で本特許と共に出願し、参照によってここに援用する米国特許出願第１４／４６０，６２０号は、発電構成でのハイブリッド型軸受の使用についてより詳細を提供する。

単一型またはハイブリッド型低損失軸受においてはいずれも、作動流体（複数可）は極低粘度流体とすることができる。この単一型またはハイブリッド型低損失軸受で使用される「極低粘度」流体の例は、粘度が水（すなわち２０℃で１センチポアズ（０．００１Ｐａ・ｓ））より小さく、限定するものではないが、空気（例えば、高圧空気軸受において）、気体（例えば、高圧気体軸受において）、磁束（例えば、高磁束磁気軸受において）、および蒸気（例えば、高圧蒸気軸受において）が含まれる。気体軸受では、気体状流体は、不活性気体、水素、二酸化炭素（ＣＯ₂）、二酸化窒素（ＮＯ₂）、または炭化水素（メタン、エタン、プロパンなどを含む）とすることができる。

ハイブリッド型低損失軸受では、第１の主軸受装置は、作動流体として磁束を有する磁気軸受を含む。第２の主軸受装置は、上記に例示した極低粘度を有する高圧流体を供給されるフォイル軸受を含む。

様々な駆動列構成の説明を明瞭にするために、軸受は（タイプにかかわらず）長方形の印と番号１４０で表される。概して、軸受流体スキッドによって各主軸受装置に供給される作業流体は、矢印で示される。図では、ハイブリッド型低損失軸受を表すために、軸受流体スキッドによって２つの主軸受装置に供給される作動流体は、異なる形の矢印の２本の線で表される。具体的には、ヘッドが閉じた矢印は磁性流体を供給する配管を表し、一方、ヘッドが開いた矢印は上記の低損失潤滑剤または極低粘度流体のうちの１つを供給する配管を表す。

図では、駆動列構成のセクションのほとんど、またはすべてにハイブリッド型低損失軸受が使用されているように示されているが、軸受のすべてがハイブリッド型軸受である必要はない。例えば、低損失潤滑剤軸受をある箇所で、従来油軸受を他の箇所で使用して、低損失潤滑剤軸受を従来油軸受とともに組み合わせて使用することができる。これに代わって、またはこれに加えて、少なくとも１つの軸受が低損失潤滑剤軸受である限り、軸受のうちの１つまたは複数が、単一型またはハイブリッド型低損失軸受のいずれかに極低粘度流体を含むことができる。従来油軸受が特定の箇所で使用される設定では、軸受は、軸受流体スキッドから供給される単一の流体（油）を受け入れる。単一型軸受（極低粘度流体を含む）が使用される設定では、このような軸受は同様に軸受流体スキッドからの単一の流体を受け入れる。したがって、添付図中の各軸受に対して２つの矢印を使用しているが、これは単に例示的なものであり、本開示の範囲をいかなる特定の構成（例えば、ハイブリッド型軸受のみを使用する）にも限定することを意図していない。

本明細書で使用される場合、「低密度材料」は、約０．２００ｌｂｍ／ｉｎ³（５．５４ｇ／ｃｍ³）より小さい密度を有する材料である。図に示され、本明細書で記述される回転構成部品（例えば、翼１３０、１３５）で使用するのに適する低密度材料の例としては、限定するものではないが、セラミックマトリックス複合材料（ＣＭＣ：ｃｅｒａｍｉｃｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、有機マトリックス複合材料（ＯＭＣ：ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、ポリマーガラス複合材料（ＰＭＣ：ｐｏｌｙｍｅｒｇｌａｓｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、金属マトリックス複合材料（ＭＭＣ：ｍｅｔａｌｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、および炭素／炭素複合材料（ＣＣＣ：ｃａｒｂｏｎ−ｃａｒｂｏｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）を含む複合材料、ベリリウム、チタン（Ｔｉ−６４、Ｔｉ−６２２２、およびＴｉ−６２４６など）、チタンおよびアルミニウムを含む金属間化合物（ＴｉＡｌ、ＴｉＡｌ₂、ＴｉＡｌ₃、およびＴｉ₃Ａｌなど）、鉄およびアルミニウムを含む金属間化合物（ＦｅＡｌなど）、白金およびアルミニウムを含む金属間化合物（ＰｔＡｌなど）、コバルトおよびアルミニウムを含む金属間化合物（ＣｂＡｌなど）、リチウムおよびアルミニウムを含む金属間化合物（ＬｉＡｌなど）、ニッケルおよびアルミニウムを含む金属間化合物（ＮｉＡｌなど）、ならびにニッケルフォームが含まれる。

特許請求の範囲を含め本出願における「低密度材料」という句の使用は、本発明の様々な実施形態を単一の低密度材料の使用に限定するものとして解釈すべきではなく、むしろ同じまたは異なる低密度材料を含む構成部品を言及しているものとして解釈することができる。例えば、第１の低密度材料は、構成の１つのセクションに使用することができ、一方、第２の（異なる）低密度材料は別のセクションに使用することができる。別の例では、第１の低密度材料はあるセクション（例えば、タービンセクション）の１つの段に使用することができ、一方、第２の（異なる）低密度材料は同じセクション（例えば、タービンセクション）の第２の段に使用することができる。

図においては、低密度材料の使用は駆動列の各セクションにおいて破線で表され、ここでは、このような低密度材料を使用することができる。図では、機械駆動列構成またはガスタービン構成のセクションのほとんど、またはすべてに低密度材料が使用されているように示す場合があるが、低密度材料は、低損失軸受によって支持されたセクションのみに限定することができることを理解されたい。

上記の低密度材料とは対照的に、「高密度材料」は、約０．２００ｌｂｍ／ｉｎ³（５．５４ｇ／ｃｍ³）より大きい密度を有する材料である。（本明細書で使用される）高密度材料の例としては、限定するものではないが、ニッケル基超合金（単結晶、等軸、または一方向凝固の形態の合金で、例としては、ＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）６２５、ＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）７０６、およびＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）７１８が含まれる）、鋼系超合金（展伸したＣｒＭｏＶ、およびその派生物、ＧＴＤ−４５０、ＧＴＤ−４０３Ｃｂ、およびＧＴＤ−４０３Ｃｂ＋など）、ならびにすべてのステンレス鋼派生物（１７−４ＰＨ（登録商標）ステンレス鋼、ＡＩＳＩｔｙｐｅ４１０ステンレス鋼など）が含まれる。

本明細書で記述する低損失潤滑剤軸受および低密度材料を有する駆動列構成を有することの技術的効果は、これらの構成が、（ａ）別の方法では重すぎて動作しない駆動列に低損失軸受を使用することを可能にする、（ｂ）低損失潤滑剤軸受流体が早期に劣化しないで、重い負荷がかかりながら、許容できる温度で軸受を動作させることを可能にする、（ｃ）高粘度油ベースの軸受の使用によって通常、駆動列に生じる粘性損失を低減しながら高出力負荷を供給する、（ｄ）各軸受によって使用される潤滑剤の流量および体積の低減を可能にし、それによって、関連する潤滑剤のリザーバ、ポンプなどの大きさをそれに応じて小さくすることを可能にする。

低密度材料を含むガスタービンの回転翼を使用することによって、より多量の空気流を供給すると、ガスタービンはより高出力になる。その結果、ガスタービン製造者は、翼が低密度材料からなっていても、回転翼の寸法を増大して、より多くの空気流量を発生させることができ、同時にこのようなより長い翼を規定の入口環口（ＡＮ²）の限度内に確実に保って、翼にかかる過大な取付部応力を防ぐことができる。ＡＮ²は、回転翼の環状面積Ａ（ｉｎ²）と回転速度Ｎの二乗（ｒｐｍ²）の積であり、ガスタービンの動力出力度合を一般的に定量化するパラメータとして使用されることに留意されたい。

図１から４は、ガスタービンを含む様々な機械駆動装置構成を示し、これらは複数の軸受箇所を含むことができる。図５から９は、複数の軸受箇所を含む様々なガスタービン構成を示す。低損失軸受１４０（特に、低損失潤滑剤軸受）は、機械駆動装置構成の負荷出力にかかわらず、駆動列全体の所望の任意の箇所に使用することができる。より高い負荷出力での、より大きな構成部品の寸法およびそれに関係した重量の増大は、低密度材料を使用することが必要となる場合があるので、低損失潤滑剤軸受とともに低密度材料を使用することは得策である。いくつかの実施形態では、改良された性能および／または動作は、回転構成部品の少なくともいくつかに低密度材料を使用することによって達成することができるが、回転構成部品に低密度材料を使用せずに低損失潤滑剤軸受を使用することができることは考えられる。

機械駆動装置構成の特定のセクションを支持するために低損失軸受を使用する場合では、低密度材料は駆動列のそのセクションの特定の回転構成部品に使用することができる。例えば、低損失軸受がタービンセクションを支持している場合、低密度材料はタービンセクション（破線で示される）内の回転翼の段のうちの１つまたは複数に使用することができる。同様に、低損失軸受が負荷圧縮機を支持している場合、低密度材料は負荷圧縮機（同じく破線で示される）の回転構成部品に使用することができる。

「回転構成部品」という用語は、圧縮機セクション、タービンセクション、再熱タービンセクション、パワータービンセクション、および負荷圧縮機の運動部品のうちの１つまたは複数を含むことを意図し、これらは例えば、翼（エーロフォイルとも称す）、カバープレート、スペーサ、シール、シュラウド、ヒートシールド、およびこれら、または他の運動部品の任意の組合せである。本明細書では便宜上、圧縮機、タービン、および負荷圧縮機の回転翼は低密度材料よりなるものとして最も頻繁に参照される。しかしながら、低密度材料の他の構成部品を、回転翼に加えて、または回転翼の代わりに使用することができることを理解されたい。

図示の駆動列構成に関して、商用または産業用機械駆動装置構成での使用に対して記述するが、本発明の様々な実施形態は、このような用途のみに限定することを意味しない。その代り、低損失軸受（特に、低損失潤滑剤軸受）および低密度材料の回転構成部品を使用する概念は、圧縮性流体を使用して、圧縮性流体またはほぼ非圧縮性の流体のどちらかを有する負荷装置を駆動するすべてのタイプの燃焼タービンまたは回転エンジンに適用することができる。圧縮性流体を使用する負荷装置の例としては、限定するものではないが、単独の圧縮機（多段軸流圧縮機構成など）、航空機用エンジン、船舶動力駆動装置などが含まれる。ほぼ非圧縮性の流体（例えば、水、ＬＮＧ）を使用する負荷装置の例としては、限定するものではないが、ポンプ、水動力計、スクリュー圧縮機、歯車ポンプなどが含まれる。

本明細書で記述される様々な実施形態は、いかなる特定のタイプの負荷圧縮機に限定することも意味しない。その代わりに、本発明の様々な実施形態は、ガスタービンによって駆動することができる任意のタイプの負荷圧縮機で使用するのに適する。本明細書で記述する様々な実施形態で使用するのに適するガスタービン駆動の負荷圧縮機の例としては、限定するものではないが、軸流圧縮機、遠心圧縮機、容積式圧縮機、往復動圧縮機、天然ガス圧縮機、水平分割型圧縮機、垂直分割型圧縮機、歯車内臓式圧縮機、複流圧縮機などが含まれる。さらに、本明細書で記述する様々な実施形態はまた、ガスタービンによって駆動されない単独の圧縮機で使用するのに適することは当業者であれば理解するであろう。

次に、図を参照すると、図１は、ガスタービン１０および負荷圧縮機１６０を有する、一軸シンプルサイクルガスタービン駆動の機械駆動装置構成１００の概略図である。本明細書の実施形態によれば、少なくとも１つの低損失軸受および低密度材料よりなる少なくとも１つの回転翼が駆動列で使用される。１つの実施形態では、少なくとも１つの低損失軸受は低損失潤滑剤を含む。

簡単に説明すると、図１に示すように、ガスタービン１０は、圧縮機セクション１０５、燃焼器セクション１１０、およびタービンセクション１１５を備える。ガスタービン１０は、負荷圧縮機１６０を有するフロントエンド配置として、負荷圧縮機１６０は圧縮機セクション１０５に近接して配置される。図７、８および９に示すような他のガスタービン１０の構成を使用することができる。

ロータ軸１２５と称する共通の回転可能な軸は、圧縮機セクション１０５、タービンセクション１１５、および負荷圧縮機１６０を１本の線に沿って連結し、その結果、タービンセクション１１５は、ガスタービン圧縮機セクション１０５および負荷圧縮機１６０を駆動する。図１に示すように、ロータ軸１２５は、タービンセクション１１５、圧縮機セクション１０５、および負荷圧縮機１６０を通って延在する。この一軸配置では、ロータ軸１２５は、従来技術に従って連結されたガスタービン圧縮機ロータ軸部、タービンロータ軸部、および負荷圧縮機ロータ軸部を有することができる。

カップリング構成部品は、ロータ軸１２５のタービンロータ軸部、ガスタービン圧縮機ロータ軸部、および負荷圧縮機ロータ軸部を連結して、軸受１４０と協働して動作することができる。カップリング構成部品の数およびロータ軸１２５に沿うそれらの位置は、機械駆動装置構成の設計および用途によって変えることができる。

一例として、図１に、１つの代表的なロードカップリング要素１０４が、（ガスタービン１０と負荷圧縮機１６０との間）に示される。これに代わって、クラッチ（図示せず）またはギアボックス（１７０、図４に示される）がロードカップリング要素として使用することができる。このように、カップリング部材に連結された各ロータ部は各軸受１４０によって回転可能である。

圧縮機セクション１０５は、ロータ軸１２５に沿って軸方向に配置された翼１３０の複数の段を含むことができる。例えば、圧縮機セクション１０５は、翼１３０の前段、翼１３０の中間段、および翼１３０の後段を含むことができる。本明細書で使用される場合、翼１３０の前段は、空気流（またはガス流）が、入口案内翼を経て圧縮機セクションに入る部分で、ロータ軸１２５に沿って圧縮機セクション１０５の前部端または前方端（すなわち、燃焼器セクション１１０の遠位）に位置する。翼の中間段および後段は、ロータ軸１２５に沿って前段の下流（すなわち、燃焼器セクション１１０の近位）に配置された翼であり、ここで、空気流（またはガス流）がさらに圧縮されて高圧になる。したがって、圧縮機セクション１０５の翼１３０の長さは、前段から中間段へ、さらに後段へと短くなる。

圧縮機セクション１０５の各段は、回転軸１２５の周囲に周方向の列となって配置された回転翼１３０を含んで、回転可能軸から半径方向外向きに延在する動翼列を画定することができる。動翼列は、前段、中間段、および後段に位置する箇所でロータ軸１２５に沿って軸方向に配置される。さらに、各段は、前段、中間段、および後段で、ロータ軸１２５に向かって半径方向内向きに延在する静翼の環状列（図示せず）を含むことができる。１つの実施形態では、静翼の環状列はロータ軸１２５を取り囲む圧縮機のケーシング（図示せず）に配置することができる。

各段では、静翼の環状列は、回転軸線に一致するロータ軸１２５の軸方向に沿って動翼列とともに交互に配置することができる。一組の静翼の列および動翼の列は圧縮機１０５の個々の「段」を画定する。このように、各段の動翼は、仕事を与え、流れを曲げるために反っており、一方、各段の静翼は、次の段の動翼に対して流れを準備させるために最もよく適する方向に流れを曲げるために反っている。１つの実施形態では、圧縮機セクション１０５は多段軸流圧縮機とすることができる。

タービンセクション１１５もまた、ロータ軸１２５に沿って軸方向に配置された翼１３５の段を含むことができる。例えば、タービンセクション１１５は、翼１３５の前段、翼１３５の中間段、および翼１３５の後段を含むことができる。翼１３５の前段は、作動流体として知られる高温の圧縮運動ガスが燃焼器１１０から膨張するためにタービンに入る部分で、ロータ軸１２５に沿ってタービンセクション１１５の前部端または前方端に位置する。翼の中間段および後段は、ロータ軸１２５に沿って前段の下流に配置された翼であり、ここで、作動流体はさらに膨張する。したがって、タービンセクション１１５の翼１３５の長さは、前段から中間段へ、さらに後段へと長くなる。

タービンセクション１１５の各段は、回転軸１２５の周囲に周方向の列となって配置された回転翼１３５を含んで、回転可能軸から半径方向外向きに延在する動翼列を画定することができる。圧縮機セクション１０５の段と同様に、タービンセクション１１５の動翼列は、前段、中間段、および後段に位置する箇所でロータ軸１２５に沿って軸方向に配置される。さらに、各段は、前段、中間段、および後段で、ロータ軸１２５に向かって半径方向内向きに延在する静翼の環状列を含むことができる。１つの実施形態では、静翼の環状列はロータ軸１２５を取り囲むタービンのケーシング（図示せず）に配置することができる。

各段では、静翼の環状列は、回転軸線に一致するロータ軸１２５の軸方向に沿って動翼列とともに交互に配置することができる。一組の静翼の列および動翼の列はタービンセクション１１５の個々の「段」を画定する。このように、各段の動翼は、仕事を与え、流れを曲げるために反っており、一方、各段の静翼は、次の段の動翼に対して流れを準備させるために最もよく適する方向に流れを曲げるために反っている。

負荷圧縮機１６０もまた、ロータ軸１２５に沿って軸方向に配置された翼１６５の段を含むことができる。例えば、負荷圧縮機１６０は、翼１６５の前段、翼１６５の中間段、および翼１６５の後段を含むことができる。翼１６５の前段は、ロータ軸１２５に沿って負荷圧縮機１６０の前部端または前方端に位置する。翼の中間段および後段は、ロータ軸１２５に沿って前段の下流に配置された翼であり、ここで、作動流体がさらに膨張される。

負荷圧縮機１６０の各段は、回転軸１２５の周囲に周方向の列となって配置された回転翼１６５を含んで、回転可能軸から半径方向外向きに延在する動翼列を画定することができる。圧縮機セクション１０５およびタービンセクション１１５の段と同様に、負荷圧縮機１６０の動翼列は、前段、中間段、および後段に位置する箇所でロータ軸１２５に沿って軸方向に配置される。さらに、各段は、前段、中間段、および後段で、ロータ軸１２５に向かって半径方向内向きに延在する静翼の環状列を含むことができる。１つの実施形態では、静翼の環状列はロータ軸１２５を取り囲む負荷圧縮機のケーシング（図示せず）に配置することができる。

各段では、静翼の環状列は、回転軸線に一致するロータ軸１２５の軸方向に沿って動翼列とともに交互に配置することができる。このように、各段の動翼は、仕事を与え、流れを曲げるために反っており、一方、各段の静翼は、次の段の動翼に対して流れを準備させるために最もよく適する方向に流れを曲げるために反っている。

本明細書で記述するように、圧縮機セクション１０５、タービンセクション１１５、および負荷圧縮機１６０のうちの１つの回転構成部品（例えば、翼１３０、１３５、および１６５）のうちの少なくとも１つは、低密度材料から形成することができる。低密度材料を含む回転翼１３０、１３５、および１６５の数および配置は、機械駆動装置構成が動作する設計および用途によって変えることができることは当業者であれば理解するであろう。例えば、特定のセクション（例えば、圧縮機セクション１０５、タービンセクション１１５、または負荷圧縮機１６０）の回転翼１３０、１３５、および１６５のいくつか、またはすべては、低密度材料を含むことができる。１つまたは複数の列または段の回転翼１３０、１３５、および１６５が低密度材料で形成される場合、他の列または段の回転翼１３０、１３５、および１６５は高密度材料から形成することができる。単なる一例として、１つの実施形態では、圧縮機セクションの前段、タービンセクションの後段、および／または負荷圧縮機の前段は、これらの翼の長さはより長いので、低密度材料で作製することができる。

図１に戻って参照すると、軸受１４０は、駆動列に沿ってロータ軸１２５を支持する。例えば、一対の軸受１４０は、ロータ軸１２５のタービンロータ軸部、ガスタービンの圧縮機ロータ軸部、および負荷圧縮機軸部のそれぞれを支持することができる。１つの実施形態では、軸受１４０の各対は、タービンロータ軸部、ガスタービンの圧縮機ロータ軸部、および負荷圧縮機軸部を、ロータ軸１２５のそれらの各両端で支持することができる。しかしながら、軸受１４０の対が、タービンロータ軸部、ガスタービンの圧縮機ロータ軸部、および負荷圧縮機軸部を他の適切な点で支持することができることは当業者であれば理解するであろう。

さらに、ロータ軸１２５のタービンロータ軸部、ガスタービンの圧縮機ロータ軸部、および負荷圧縮機ロータ軸部のそれぞれは、一対の軸受１４０によって支持されるとは限定されないことは当業者であれば理解するであろう。圧縮機セクション１０５とタービンセクション１１５との間（すなわち、燃焼器１１０の下）に示された軸受１４０は、任意とすることができる。すなわち、いくつかの実施例では、ガスタービンは、中間軸受なしで、圧縮機セクション１０５およびタービンセクション１１５を支持する軸受によって容易に支持することができる。

本明細書で記述する様々な実施形態では、軸受１４０のうちの少なくとも１つは、低損失潤滑剤を含む低損失軸受（すなわち、「低損失潤滑剤軸受」）として記述することができる。１つの実施形態では、軸受１４０のすべては、低損失潤滑軸受である。このような構成では、単一の流体（すなわち、低損失潤滑剤）を有する軸受流体スキッド１５０が使用される。低損失潤滑剤を含む軸受は、従来の高粘度油軸受よりもかなり少量の流体を使用し、それによって、軸受流体スキッド１５０のリザーバ、ポンプ、および他の付属品は少量の流体用に小型化することができる。このような配置によって、従来油軸受に比べて、軸受流体スキッド１５０は簡略化され、立上げコストおよびメンテナンスコストが削減される。

さらに、（本明細書で記述するような）単一型またはハイブリッド型低損失軸受は、主軸受装置（複数可）に対するバックアップとしてころ軸受要素を含む。これらのバックアップ軸受は、パワートレインのセクションを接続するロータ軸１２５の長さを増大させ、それによってロータ軸１２５の製造コストを増大させる。したがって、（低損失潤滑剤軸受とともに使用したとき）、単一型およびハイブリッド型低損失軸受の必要なコストは、このような低損失軸受による粘性損失が低減することによって得る出力および効率の利点に対して不利となる。

したがって、１つの実施形態では、軸受１４０の別の軸受は、極低粘度流体を有する単一型低損失軸受とすることができる。他の実施形態では、軸受１４０の別の軸受は、磁束を供給される第１の主軸受装置、および極低粘度流体を供給される第２の主軸受装置を含むハイブリッド軸受とすることができる。いくつかの実施形態では、従来の高粘度油軸受を、低損失潤滑剤軸受および任意に極低粘度流体を有する単一型および／またはハイブリッド型軸受とともに使用することが望ましい。したがって、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の軸受が極低粘度流体を含み、少なくとも１つの軸受が低損失潤滑剤を含むように、軸受タイプを組み合わせて使用することができる。このような組合せでは、極低粘度流体を有する軸受１４０は、単一型またはハイブリッド型軸受とすることができる。

軸受１４０は、図１に示す軸受流体スキッド１５０によって供給される流体を含む。軸受流体スキッド１５０は、「ＬＬＬ」（低損失潤滑剤）、「Ａ」（空気）、「Ｇ」（ガス）、「Ｆ」（磁束）、「Ｓ」（蒸気）、「Ｏ」（高粘度または従来油）の記号が付けられているが、これらの流体の１つまたは組合せは、駆動列の複数の軸受１４０に供給するために使用することができることを理解されたい。本明細書で考えられる構成では、軸受１４０は低損失タイプの軸受であり、すなわち、低損失潤滑剤、または上記の空気、ガス、磁束、または蒸気などの極低粘度流体のいずれかを含む軸受である。本発明では、低損失潤滑剤を有する少なくとも１つの軸受を有する構成が使用される。

軸受流体スキッド１５０は、リザーバ、ポンプ、アキュムレータ、弁、電線、制御箱、配管などの軸受流体スキッド用の機器標準品を含むことができる。流体（複数可）を軸受流体スキッド１５０から１つまたは複数の軸受１４０に供給するために必要な配管は、図では、軸受流体スキッド１５０から軸受１４０のそれぞれへの矢印で表されている。いくつかの例では、軸受流体スキッド１５０は、２つ以上の異なるタイプの流体（油、および低損失潤滑剤または上記の極低粘度流体のうちの１つまたは複数など）を供給することが可能な場合がある。あるいは、２つ以上の異なる軸受タイプが使用される場合、各流体タイプに対する軸受スキッド１５０を用いることができる。

軸受１４０に使用される低損失軸受の選択は、機械駆動装置構成が動作する設計および用途によって変えることができることは当業者であれば理解するであろう。例えば、軸受１４０のいくつか、またはすべては、単独で、または従来油軸受と組み合わせて、低損失潤滑剤軸受を含むことができる。これに代えて、またはこれに加えて、１つまたは複数の極低粘度流体を有する単一型またはハイブリッド型低損失軸受は低損失潤滑剤軸受とともに使用することができる。ロータ軸が低損失潤滑剤または極低粘度流体を有する低損失軸受によって支持されるセクションでは、低密度材料を各セクションに組み入れて、重量をより容易に支持して回転するセクションを生成することは好ましい場合がある。

さらに、説明を明瞭にするために、図１に示した機械駆動装置構成、および図２〜９に示した機械駆動装置構成は、本発明の様々な実施形態を理解するための構成部品を示しているだけであることは当業者であれば理解するであろう。これらの図に示した構成部品以外の追加の構成部品があることは当業者であれば理解するであろう。例えば、本明細書で記述するように、機械駆動装置構成および／またはガスタービン構成は、ガス燃料回路、ガス燃料スキッド、液体燃料回路、液体燃料スキッド、流量制御弁、冷却システムなどの補助構成部品を含むことができる。

例えば、本明細書で示すような複数の軸受を含む機械駆動装置構成では、従来の粘性流体軸受に取り換えて低損失軸受を用いる各箇所で、周辺機器（ＢｏＰ：ｂａｌａｎｃｅ−ｏｆ−ｐｌａｎｔ）の粘性損失は低減される。したがって、上記のように、全部ではなくても複数の粘性流体軸受を低損失軸受に取り換えると、粘性損失にかなり影響を与え、それによって、駆動列の動作のベース負荷および動作の部分負荷での出力を増大させる。

駆動列構成の効率および出力は、半径長さがより長い回転構成部品を使用することによってさらに改善することができる。従来、より長い長さの回転構成部品を作製することの課題は、その重量が低損失軸受には適さないということであった。しかしながら、回転構成部品のうちの１つまたは複数に低密度材料を使用すると、エーロフォイルの引張力およびロータホイールの直径がそれに応じて増大することなく、所望の（長い）長さの構成部品の製作が可能となる。その結果、より多量の空気が、ガスタービンを駆動するための原動流体を生成するのに用いることができ、低損失軸受は、低密度回転構成部品が配置された駆動列セクションを支持するために使用することができる。

図２〜９に示すガスタービン駆動の機械駆動装置構成について、以下に簡単に記述する。図１〜４の機械駆動装置構成に用いることができる特定のガスタービン構成を図５〜９に示す。これらの図のすべては、特定の産業用機械駆動用途に実装することができる、異なるタイプの駆動列を示す。

各構成は図１の構成とは異なる態様で動作することがあるが、図２〜９の実施形態は少なくとも１つの低密度回転構成部品（例えば、圧縮機セクション１０５、タービンセクション１１５、および負荷圧縮機１６０それぞれのロータ翼１３０、１３５、および／または１６５）を有することができるという点で類似している。上に指摘したように、回転構成部品１３０、１３５、１６５のいくつか、またはすべては、低密度材料の構成部品とすることができる。圧縮機、タービン、または負荷圧縮機セクションの翼を詳細に参照すると、低密度材料の回転構成部品は、段ごとに高密度材料の回転構成部品の間に配置することができる。

同様に、これらの実施形態は、軸受１４０に少なくとも１つの低損失潤滑剤軸受を使用することができる。少なくとも１つの軸受１４０が低損失潤滑剤軸受である限り、軸受１４０の１つ、いくつか、またはすべては低損失軸受とすることができる。このように、低損失潤滑剤軸受タイプの軸受は、油軸受または極低粘度流体を有する低損失軸受などの他のタイプの軸受の間に配置することができる。本明細書で記述するように、低損失軸受１４０は（低損失潤滑剤軸受でなければ）単一型またはハイブリッド型とすることができる。

さらに、低密度回転構成部品および低損失潤滑剤軸受の機械駆動装置構成の駆動列への使用は、図１〜９に示す例に限定することを意味しない。そうではなく、これらの例は、低密度回転構成部品および低損失潤滑剤軸受を機械駆動装置構成の駆動列に使用することができる可能な構成のいくつかを単に例示しているだけである。本明細書で示した例の可能な構成の多くの並び替えがあることは当業者であれば理解するであろう。様々な実施形態の範囲および内容は、ガスタービンを組み入れる産業用機械駆動装置用途で実施することができる他の可能な駆動列構成と同じく、可能な並び替えも包含することを意味する。

図２は、再熱セクション２０５付きのフロントエンド駆動のガスタービン１２を有する機械駆動装置構成２００の概略図である。図２に示すように、再熱セクション２０５は、第１の燃焼器セクション１１０および第１のタービンセクション１１５の下流にそれぞれ、再熱燃焼器および再熱タービンとも称する第２の燃焼器セクション２１０および第２のタービンセクション２１５を含む。機械駆動装置構成２００は少なくとも１つの低損失潤滑剤軸受１４０を含む。構成２００の他の軸受は、単一型低損失軸受、ハイブリッド型低損失軸受、従来油軸受、またはこれらの組合せとすることができ、軸受のそれぞれは軸受流体スキッド１５０（上記）と流体連通している。

この実施形態では、タービンセクション１１５および再熱タービンセクション２１５は共に回転構成部品（それぞれ、翼１３５、２２０など）を有することができ、それらは低密度材料を含む少なくとも１つの回転構成部品を含む。１つの実施形態では、タービン段の１つ、いくつか、またはすべての回転翼１３５および／または２２０のすべて、またはいくつかは低密度材料を含むことができる。別の実施形態では、圧縮機セクションの回転構成部品（例えば、翼１３０）は低密度材料を含むことができる。さらに別の実施形態では、圧縮機セクション１０５およびタービンセクション１１５のうちの少なくとも１つは、低密度材料の回転構成部品１３０、１３５を含むことができ、一方、再熱タービンセクション２１５の回転構成部品２２０は、異なるタイプの材料（高密度材料）のものとすることができる。

あるいは、圧縮機セクション１０５およびタービンセクション１１５は高密度材料の回転構成部品１３０、１３５を含むことができ、一方、再熱タービンセクション２１５の回転構成部品２２０は低密度材料のものとすることができる。所望により、圧縮機セクション１０５、タービンセクション１１５、および再熱タービン２１５のそれぞれは、低密度材料の回転構成部品１３０、１３５，２２０の１つまたは複数の段を含むことができる。負荷圧縮機１６０の回転構成部品を含む他の回転構成部品は、上記の回転翼１３０、１３５、２２０に加えて、または代えて低密度材料で作製することができる。

図３は、リアエンド駆動のガスタービン１４、負荷圧縮機１６０、軸受流体スキッド１５０を有する機械駆動装置構成３００の概略図である。構成３００では、ガスタービン１４は、負荷圧縮機１６０がロードカップリング１０４を介してガスタービンのタービンセクション１１５に連結されるように配置されており、したがって、「リアエンド駆動」ガスタービン１４となる。

図１の構成１００のように、機械駆動装置構成３００は少なくとも１つの低損失潤滑剤軸受１４０を含み、これは軸受流体スキッド１５０と流体連通している。他の軸受は、単一型低損失軸受、ハイブリッド型低損失軸受、従来油軸受、あるいはこれらの軸受タイプと１つまたは複数の低損失潤滑剤軸受との組合せとすることができる。本明細書の実施形態によれば、少なくとも１つの回転構成部品（圧縮機翼１３０、タービン翼１３５、または負荷圧縮機翼１６５など）は低密度材料よりなる。構成３００の個々の構成部品は構成１００のものと同じであるので、前の図１での考察を参照して、各要素の考察はここでは繰り返さない。

図４は、リアエンド駆動のガスタービン１４、トルク変更機構１７０（例えば、ギアボックス）、および負荷圧縮機１６０を有する多軸機械駆動装置構成４００の概略図である。ガスタービン１４は、ロードカップリング１０４を介して、第１の軸１２５に沿ってトルク変更機構１７０に連結される。負荷圧縮機１６０は、トルク変更機構１７０に動作可能に接続される第２の軸１２６に沿って配置される。トルク変更機構１７０によって、第１の軸１２５は第２の軸１２６とは異なる回転速度で動作することができる。

ガスタービンセクションおよびトルク変更機構１７０を第１の軸１２５に沿って支持する軸受１４０は、本明細書で記述するように、１つまたは複数の低損失軸受を含むことができ、軸受１４０は軸受流体スキッド１５０と流体連通している。同様に、負荷圧縮機１６０およびトルク変更機構１７０を第２の軸１２６に沿って支持する軸受１４０は、１つまたは複数の低損失軸受を含むことができ、軸受流体スキッド１５０と流体連通している。単一の軸受流体スキッドが示されているが、軸受流体スキッド１５０は、各軸１２５、１２６および／または供給される各それぞれの流体に関係づけることができることを理解されたい。軸受１４０のうちの少なくとも１つが低損失潤滑剤を含む限り、軸受１４０は、低損失潤滑剤軸受、単一型低損失軸受、ハイブリッド型低損失軸受、従来油軸受、またはそれらの組合せとすることができる。

図４は、圧縮機セクション１０５の回転翼１３０、タービンセクション１１５の回転翼１３５、負荷圧縮機１６０の回転翼１６５が低密度翼の１つまたは複数の段を含むことができることを示す。これは１つの可能な実施例であり、構成４００の範囲を限定することを意味しない。上記のように、低密度材料を含む駆動列で使用される少なくとも１つの回転翼がある限り、低密度翼を他の材料からなる翼（例えば、高密度翼）と任意に組み合わせることができる。これに代えて、または加えて、翼１３０、１３５、１６５以外の回転構成部品が低密度材料から作製することができ、したがって、本開示は、翼のみが低密度材料からなる配置に限定するものではない。低密度回転構成部品１３０、１３５、および／または１６５は、低損失軸受および、特に、低損失潤滑剤軸受である軸受１４０によって支持されるガスタービン４００のセクションで使用されるのが好ましい。

図５は、第１の軸３１０に圧縮機セクション１０５、燃焼器セクション１１０、およびタービンセクション１１５を有するリアエンド駆動のガスタービン１６を含む多軸ガスタービン構成５００の概略図である。ガスタービン１６は、第２の軸３１５にパワータービンセクション３０５をさらに含み、これはタービンセクション１１５の下流にある。図５のガスタービン１６を、図３の駆動列構成３００または図４の駆動列構成４００のリアエンド駆動のガスタービン１４の代わりに用いることができる。

この実施形態では、一軸（図３のガスタービン１４に示す）が多軸配置に置き換わったリアエンド駆動配置が提供される。具体的には、第１の単一のロータ軸３１０は圧縮機セクション１０５およびタービンセクション１１５を通って延在し、一方、第２の単一のロータ軸３１５は軸３１０からは分離され、パワータービンセクション３０５から負荷圧縮機１６０（図示しないが、「負荷圧縮機へ」の説明によって示される）へ延在する。

動作時には、第１のロータ軸３１０は入力軸として働くことができ、一方、第２のロータ軸３１５は出力軸として働くことができる。１つの実施形態では、ロータ軸３１５の出力速度は、負荷圧縮機（１６０）が一定周波数（例えば、６０Ｈｚ）で動作するのを確実にするために、一定速度（例えば、３６００ＲＰＭ）で回転し、一方、ロータ軸３１０の入力速度はロータ軸３１５とは異なる速度とすることができる（例えば、３６００ＲＰＭより速くすることができる）。

軸受１４０は、ロータ軸３１０およびロータ軸３１５上の様々なガスタービンセクションを支持することができる。本明細書で記述するように、１つの実施形態では、軸受１４０のうちの少なくとも１つは低損失潤滑剤軸受を含むことができる。ガスタービン構成の他の軸受１４０は、単一型低損失軸受、ハイブリッド型低損失軸受、従来油軸受、またはそれらの組合せとすることができる。タイプにかかわらず、軸受１４０は、例えば図３に示すように、軸受流体スキッド１５０と流体連通している。

１つの実施形態では、パワータービン３０５は、低密度材料よりなる少なくとも１つの回転構成部品４０５（例えば、翼）を有することができる。図５は、圧縮機セクション１０５の回転翼１３０、タービンセクション１１５の回転翼１３５、およびパワータービンセクション３０５の回転翼４０５が低密度翼の１つまたは複数の段を含むことができることを示す。これは１つの可能な実施例であり、構成５００の範囲を限定することを意味しない。上記のように、低密度材料を含む駆動列で使用される少なくとも１つの回転翼がある限り、低密度翼を他の材料からなる翼（例えば、高密度翼）と任意に組み合わせることができる。これに代えて、または加えて、翼１３０、１３５、４０５以外の回転構成部品が低密度材料から作製することができ、したがって、本開示は、翼のみが低密度材料からなる配置に限定するものではない。低密度回転構成部品１３０、１３５、および／または４０５は、低損失軸受および、特に、低損失潤滑剤軸受である軸受１４０によって支持されるガスタービン５００のセクションで使用されるのが好ましい。

図６は、パワータービン３０５および再熱セクション２０５を有する多軸リアエンド駆動のガスタービン構成６００の概略図である。本明細書の実施形態によれば、ガスタービン構成６００は、ガスタービンの駆動列で使用される少なくとも１つの低損失潤滑剤軸受１４０および低密度材料よりなる少なくとも１つの回転構成部品をさらに含む。少なくとも１つの軸受が低損失潤滑剤軸受である限り、他の軸受１４０は、単一型低損失軸受、ハイブリッド型低損失軸受、従来油軸受、およびそれらの組合せとすることができる。図５と同様、図６のガスタービン１８を、図３の駆動列構成３００または図４の駆動列構成４００のリアエンド駆動ガスタービン１４の代わりに用いることができる。

ガスタービン構成６００は、ガスタービン１８が再熱燃焼器セクション２１０および再熱タービンセクション２１５を有する再熱セクション２０５を含むことを除いて、図５に示したものと同様である。再熱セクション２０５は入力駆動軸３１０に追加される。図６は、圧縮機セクション１０５の回転翼１３０、タービンセクション１１５の回転翼１３５、再熱タービンセクション２１５の回転翼２２０、パワータービンセクション３０５の回転翼４０５、および負荷圧縮機１６０の回転翼１６５（図２に示す）が低密度材料を含むことができることを示す。これは１つの可能な実施例であり、構成６００の範囲を限定することを意味しない。

上記のように、低密度材料を含む駆動列で使用される少なくとも１つの回転構成部品がある限り、低密度翼を他の材料を含む翼（例えば、高密度翼）と任意に組み合わせることができる。より高効率のために、低損失軸受１４０（例えば、低損失潤滑剤軸受）によって支持される構成６００のセクション（複数可）は、低密度材料よりなる回転構成部品を含み、ここで、回転構成部品のうちの少なくともいくつかは低密度材料よりなる。

図７は、その構成が、圧縮機セクション６０５の前段の速度を下げるためにスタブ軸６２０を含む、ガスタービン２０を有するフロントエンド駆動のガスタービン構成７００の概略図である。本明細書の実施形態によれば、ガスタービン２０は、ガスタービンの駆動列で使用される少なくとも１つの低損失潤滑剤軸受１４０をさらに含む。ガスタービン２０を、図１のフロントエンド駆動のガスタービン１０の代わりに用いることができる。

この実施形態では、圧縮機セクション６０５は２つの段６１０および６１５で示され、段６１０は圧縮機セクション６０５の前段を表し、段６１５は圧縮機セクション６０５の中間段および後段を表す。これは単に１つの構成にすぎず、圧縮機セクション６０５は、より多くの段で示すことができることは当業者であれば理解するであろう。いずれにしても、段６１０と関連する回転翼７１０はスタブ軸６２０に連結され、一方、段６１５の回転翼７１５およびタービンセクション１１５は、負荷圧縮機１６０（「負荷圧縮機へ」によって示される）へ延在するロータ軸１２５に沿って連結される。圧縮機６１０の前段、圧縮機６１５の中間段および後段、タービンセクション１１５、ならびに／または負荷圧縮機（１６０）のうちの少なくとも１つは、低密度材料よりなる１つまたは複数の回転構成部品を含むことができる。低密度材料の回転構成部品は、（例えば、段ごとに）他の材料（例えば、高密度材料）の回転構成部品の間に配置することができる。

１つの実施形態では、スタブ軸６２０は、ロータ軸１２５から半径方向外側にあり、ロータ軸１２５を周方向に取り囲むことができる。軸受１４０は圧縮機セクション６０５、タービンセクション１１５、および負荷圧縮機（１６０）の近くに配置されてスタブ軸６２０およびロータ軸１２５を支持する。本明細書で記述するように、この構成における軸受１４０のすべて、いくつか、または少なくとも１つは、低損失潤滑剤を有する低損失軸受とすることができる。構成７００の他の軸受は、単一型低損失軸受、ハイブリッド型低損失軸受、従来油軸受、またはそれらの組合せとすることができる。１つの実施形態では、低損失潤滑剤軸受は１つまたは複数の箇所で使用することができ、一方、極低粘度流体を有する低損失軸受は他の箇所で使用することができる。このような低損失軸受は、低密度材料よりなる回転構成部品を有する構成７００のセクションを支持するのに特に適している。

動作時には、ロータ軸１２５によってタービンセクション１１５は負荷圧縮機（１６０、図１に示す）を駆動することができる。スタブ軸６２０は、ロータ軸１２５よりも遅い動作速度で回転することができ、それによって、前段６１０の翼７１０は、（ロータ軸１２５に連結されている）段６１５の中間段および後段の翼７１５より遅い回転速度で回転する。別の実施形態では、スタブ軸６２０は、段６１０の翼７１０を段６１５の翼７１５とは異なる方向に回転させるために使用することができる。段６１０の回転翼７１０は、段６１５の翼７１５より遅い、および／または段６１５の翼７１５とは異なる方向に回転することができることにより、スタブ軸６２０は翼の前段の回転速度を遅くすることができ（例えば、約３０００ＲＰＭに）、一方、ロータ軸１２５はタービンセクション１１５の回転翼１３５の回転速度、したがって負荷圧縮機１６０の速度を維持して、一定速度（例えば、３６００ＲＰＭ）で動作する。

段６１０の翼７１０の前段の回転速度を、段６１５の翼７１５の中間段および後段に対して遅くすることは、前段により長い翼を使用することを容易にする。これらの寸法を大きくすると、圧縮機セクション６０５を通る空気流（またはガス流）は従来の圧縮機より増大し、このことはより多量の空気流がガスタービン２０を通って流れることを意味する。ガスタービン２０を通る空気流が多くなると、出力が増大することになる。

さらに、前段の回転翼７１０は、低い速度で動作することができるため、これらの段で通常生じる取付部応力を軽減することができる。その結果、圧縮機製造者が前段に高密度材料の翼を使用し続けたい場合、前段６１０のより遅い回転速度によって前段の回転翼はより大きな寸法で作ることができ、規定のＡＮ²の限度内に依然留まることができる。代理人整理番号２５７２６９−１、「ＭＵＬＴＩ−ＳＴＡＧＥＡＸＩＡＬＣＯＭＰＲＥＳＳＯＲＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴ」という名称で本特許と共に出願し、参照によってここに援用する米国特許出願第１４／４６０，５６０号は、圧縮機の前段でより遅い回転速度を得るためにスタブ軸を使用することについてより詳細を提供する。

図８は、再熱セクション２０５付きのフロントエンド駆動のガスタービン２２を有するガスタービン構成８００の概略図である。本明細書の実施形態によれば、構成８００は、ガスタービン２２の圧縮機の前段の速度を下げるためのスタブ軸６２０、低損失潤滑剤を含む少なくとも１つの低損失軸受、および低密度材料よりなる少なくとも１つの回転構成部品をさらに含む。低損失潤滑剤を含む低損失軸受は、極低粘度流体を有する単一型またはハイブリッド型軸受、および／あるいは従来の高粘度油軸受とともに１つまたは複数の箇所で使用することができる。前に考察したように、軸受１４０は、図２に示すような軸受流体スキッド１５０と流体連通している。

この実施形態では、再熱セクション２０５は、図７に示した構成に追加することができる。この配置では、圧縮機セクション６０５の段６１０および６１５それぞれの回転翼７１０および７１５、タービンセクション１１５の回転翼１３５、再熱タービンセクション２１５の回転翼２２０、および／または負荷圧縮機（１６０）の回転翼（１６５）は、低密度材料よりなる翼を含むことができる。

この場合も、これは１つの可能な実施例であり、構成８００の範囲を限定することを意味しない。例えば、低密度材料を含む少なくとも１つの回転構成部品がある限り、駆動列において任意の数の低密度翼が他のタイプの材料（高密度材料）の翼と組み合わせることができる。これに代えて、または加えて、１つまたは複数のセクションで、翼以外の回転構成部品は低密度材料で作製することができる。図８のガスタービン２２を、図２の駆動列構成２００を含む、再熱セクション２０５付きのガスタービンを有する駆動列構成において、ガスタービン１２の代わりに用いることができる。

図９は、低速スプール８０５および高速スプール９０５を有する多軸ガスタービン２６を有するガスタービン構成９００の概略図である。本発明の実施形態によれば、ガスタービン２６は、ガスタービンの駆動列で使用される低損失潤滑剤を含む少なくとも１つの低損失軸受１４０をさらに含む。図９のガスタービン２６を、図１に示す駆動列構成１００のフロントエンド駆動のガスタービン１０の代わりに用いることができる。

この実施形態では、圧縮機８０５は、低圧圧縮機８１０、および低圧圧縮機８１０から空間で隔てられた高圧圧縮機８１５を備える。さらに、ガスタービン構成９００は、低圧タービン１０１０、および低圧タービン１０１０から空間で隔てられた高圧タービン１０１５を備えるタービン１０００を備える。低速スプール８０５は、低圧タービン１０１０によって駆動される低圧圧縮機８１０を含むことができる。高速スプール９０５は、高圧タービン１０１５によって駆動される高圧圧縮機８１５を含むことができる。この構成９００では、低速スプール８０５は、所望の回転速度（例えば、３６００ＲＰＭ）で負荷圧縮機（１６０、「負荷圧縮機へ」によって示される）を駆動して、所望の周波数（例えば、６０Ｈｚ）で動作することができ、一方、高速スプール９０５は、低速スプールより速い回転速度（例えば、３６００ＲＰＭより速い速度）で動作することができ、これで二重スプール構成を形成する。

図９では、駆動列９００を支持する軸受１４０のうちの少なくとも１つは、低損失潤滑剤を含む低損失軸受とすることができる。低損失潤滑剤軸受は、極低粘度流体有する単一型またはハイブリッド型低損失軸受、および／あるいは従来の高粘度油軸受とともに使用することができる。軸受１４０は、例えば、図１に示すように、少なくとも１つの軸受流体スキッド１５０と流体連通している。

図９は、圧縮機セクション８１０、８１５の回転翼８２０、８２５、タービンセクション１０１０、１０１５の回転翼１０２０、１０２５、および負荷圧縮機（１６０）の回転翼（１６５）が、破線で示すように低密度材料で作製することができることを示す。これは１つの可能な実施例であり、構成９００の範囲を限定することを意味しない。この場合も、低密度材料を含む駆動列で使用される少なくとも１つの回転構成部品がある限り、低密度回転構成部品（例えば、翼）を異なる組成（例えば、高密度材料）よりなる回転構成部品（例えば、翼）と任意に組み合わせて使用することができる。少なくとも１つの実施形態では、低密度材料は、低損失軸受、特に低損失潤滑剤軸受によって支持される駆動列構成９００のセクション（複数可）の１つまたは複数の回転構成部品で使用される。

任意に、ギアボックス、トルクコンバータ、ギアセットなどのトルク変更機構１２０８は、ガスタービン２６と負荷圧縮機（図示しないが、「負荷圧縮機へ」の説明によって示される）との間に低速スプール８０５に沿って配置することができる。トルク変更機構１２０８が含まれるとき、トルク変更機構１２０８は出力補正をして、低速スプール８０５が３６００ＲＰＭより速い回転速度で動作しても、負荷圧縮機を３６００ＲＰＭのより遅い回転速度で駆動して６０Ｈｚの動作出力にすることができる。このような配置は、いくつかの機械駆動配置に対して望ましい場合がある。

本明細書で記述するように、本発明の実施形態は、産業用に使用される駆動列の一部として、低損失潤滑剤軸受および低密度材料を使用することができる様々な機械駆動装置構成を記述する。低損失潤滑剤軸受および低密度材料を有するこれらのガスタービン駆動の機械駆動装置構成は、従来油軸受および高密度材料を使用する他の駆動列に比べて高い空気流量を供給することができる。これに加えて、高粘度油ベースの軸受を使用する場合に駆動列に通常生じる粘性損失を低減しながら、高い空気流量を供給する。低損失潤滑剤軸受を使用すると、高粘度油軸受に関係する構成部品の多くを取り除く、または小型化することができるので、メンテナンスコストを削減することができる。

本明細書で使用する専門用語は、特定の実施形態を記述する目的のためだけであり、本開示を限定することを意図しない。本明細書で使用される場合、単数形「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈において特に明示しない限り、複数形も含むものとする。さらに、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有している（ｈａｖｉｎｇ）」は、本明細書に使用されるとき、提示する特徴、完全体、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを特定するが、他の特徴、完全体、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの群の１つもしくは複数が存在すること、あるいはそれらが付加されることを除外しないことが理解されるであろう。さらに、用語「前部（ｆｒｏｎｔ）」および「背部（ｂａｃｋ）」は限定することを意図せず、適切な場合には交換可能であることを意図することが理解される。

本開示は、その好ましい実施形態とともに具体的に示され記述されたが、変形および修正は当業者であれば想到するであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、このような修正および変更を本開示の真の精神の中にあるものとして包含することを意図することを理解されたい。

１０ガスタービン
１２ガスタービン
１４ガスタービン
１６ガスタービン
１８ガスタービン
２０ガスタービン
２２ガスタービン
２６ガスタービン
１００機械駆動装置構成
１０４カップリング
１０５圧縮機セクション
１１０燃焼器セクション
１１５タービンセクション
１２５ロータ軸
１２６ロータ軸
１３０回転翼
１３５回転翼
１４０軸受
１５０軸受流体スキッド
１６０負荷圧縮機
１６５回転翼
１７０トルク変更機構
２００機械駆動装置構成
２０５再熱セクション
２１０再熱燃焼器セクション
２１５再熱タービンセクション
２２０回転翼
３００機械駆動装置構成
３０５パワータービンセクション
３１０ロータ軸
３１５ロータ軸
４００機械駆動装置構成
４０５回転翼
５００ガスタービン構成
６００ガスタービン構成
６０５圧縮機セクション
６１０段
６１５段
６２０スタブ軸
７００ガスタービン構成
７１０回転翼
７１５回転翼
８００ガスタービン構成
８０５圧縮機、低速スプール
８１０圧低圧縮機セクション
８１５高圧圧縮機セクション
８２０回転翼
８２５回転翼
９００ガスタービン構成
９０５高速スプール
１０００タービン
１０１０低圧タービンセクション
１０１５高圧タービンセクション
１０２０回転翼
１０２５回転翼
１２０８トルク変更機構

Claims

圧縮機セクション（１０５）、タービンセクション（１１５）、ならびに前記圧縮機セクション（１０５）および前記タービンセクション（１１５）に動作可能に連結された燃焼器セクション（１１０）を有するガスタービン（１０、１２、１４）と、
前記ガスタービンエンジン（１０、１２、１４）によって駆動される負荷圧縮機（１６０）と、
前記ガスタービンエンジン（１０、１２、１４）の前記圧縮機セクション（１０５）および前記タービンセクション（１１５）、ならびに前記負荷圧縮機（１６０）を通って延在するロータ軸（１２５）と、
前記ガスタービン（１０、１２、１４）および前記負荷圧縮機（１６０）の中の前記ロータ軸（１２５）を支持するための複数の軸受（１４０）であって、前記軸受（１４０）のうちの少なくとも１つが低損失潤滑剤を含む低損失軸受である、複数の軸受（１４０）と
を備える機械駆動装置構成（１００、２００、３００、４００）であって、
前記圧縮機セクション（１０５）、前記タービンセクション（１１５）、および前記負荷圧縮機（１６０）がそれぞれ複数の回転構成部品を有し、前記圧縮機セクション（１０５）、前記タービンセクション（１１５）、および前記負荷圧縮機（１６０）のうちの少なくとも１つの前記回転構成部品のうちの少なくとも１つが低密度材料を含む、機械駆動装置構成（１００、２００、３００、４００）。
極低粘度流体を含む少なくとも１つの低損失軸受をさらに備える、請求項１記載の機械駆動装置構成（１００、２００、３００、４００）。
少なくとも１つの従来油軸受をさらに備える、請求項１記載の機械駆動装置構成（１００、２００、３００、４００）。
前記ロータ軸が一軸配置を含む、請求項１記載の機械駆動装置構成（１００、２００、３００、４００）。
前記ロータ軸（１２５）に沿って前記タービンセクション（１１５）に動作可能に連結され、再熱燃焼器セクション（２１０）、および複数の回転構成部品を有する再熱タービンセクション（２１５）を有する再熱セクション（２０５）であって、前記圧縮機セクション（１０５）、前記タービンセクション（１１５）、前記負荷圧縮機セクション（１６０）、および前記再熱タービンセクション（２１５）の前記回転構成部品のうちの少なくとも１つが前記低密度材料を含む、再熱セクション（２０５）をさらに備える、請求項１記載の機械駆動装置構成（２００）。
前記ガスタービンがリアエンド駆動のガスタービン（１４）を備える、請求項１記載の機械駆動装置構成（３００、４００）。
前記負荷圧縮機（１６０）を前記ガスタービン（１０、１２、１４）に前記ロータ軸（１２５）に沿って連結するためのロードカップリング要素（１０４）をさらに備える、請求項１記載の機械駆動装置構成（１００、２００、３００、４００）。
前記ロータ軸が、前記圧縮機セクション（１０５）および前記タービンセクション（１１５）を通って延在する第１のロータ軸（１２５）、ならびに前記負荷圧縮機（１６０）を通って延在する第２のロータ軸（１２６）を有する多軸配置を含み、前記第１のロータ軸（１２５）および前記第２のロータ軸（１２６）のそれぞれが前記複数の軸受（１４０）によって支持される、請求項１記載の機械駆動装置構成（４００）。
前記ガスタービン（１４）の前記回転構成部品を前記負荷圧縮機（１６０）の前記回転構成部品とは異なる回転速度で回転させるように構成されたギアボックス組立体（１７０）をさらに備える、請求項８記載の機械駆動装置構成（４００）。
前記第２のロータ軸（３１５）に連結されて前記負荷圧縮機（１６０）を駆動し、複数の回転構成部品を有するパワータービンセクション（３０５）をさらに備え、前記圧縮機セクション（１０５）、前記タービンセクション（１１５）、前記負荷圧縮機（１６０）、および前記パワータービンセクション（３０５）の前記回転構成部品のうちの少なくとも１つが前記低密度材料を含む、請求項８記載の機械駆動装置構成（４００）。
前記第１のロータ軸（３１０）に沿って前記タービンセクション（１１５）に動作可能に連結され、再熱燃焼器セクション（２１０）、および複数の回転構成部品を有する再熱タービンセクション（２１５）を有する再熱セクション（２０５）をさらに備え、前記圧縮機セクション（１０５）、前記タービンセクション（１１５）、前記負荷圧縮機（１６０）、前記パワータービンセクション（３０５）、および前記再熱タービンセクション（２１５）の前記回転構成部品のうちの少なくとも１つが前記低密度材料を含む、請求項１０記載の機械駆動装置構成（４００）。
前記圧縮機セクション（６０５）が、前記燃焼器セクション（１１０）の遠位の前段、前記燃焼器セクション（１１０）の近位の後段、およびそれらの間に配置された中間段を含み、前記前段、前記中間段、および前記後段のそれぞれが複数の回転構成部品を有し、前記圧縮機セクション（６０５）の前記前段、前記中間段、および前記後段、前記タービンセクション（１１５）、ならびに前記負荷圧縮機（１６０）の前記回転構成部品のうちの少なくとも１つが前記低密度材料を含み、前記ロータ軸（１２５）の半径方向外側にあり、前記前段を通って延在するスタブ軸（６２０）をさらに備え、前記スタブ軸（６２０）の周りに配置された前記前段の前記回転構成部品が、前記ロータ軸（１２５）の周りに配置された前記中間および後段の前記回転構成部品より遅い回転速度で動作する、請求項１記載の機械駆動装置構成（１００、２００、３００、４００）。
前記複数の軸受（１４０）がスタブ軸軸受を含んで前記スタブ軸（６２０）を支持し、前記スタブ軸軸受のうちの少なくとも１つが低損失潤滑剤軸受を含む、請求項１２記載の機械駆動装置構成（１００、２００、３００、４００）。
前記圧縮機セクション（８０５）が低圧圧縮機セクション（８１０）および高圧圧縮機セクション（８１５）を含み、前記タービンセクション（１０００）が低圧タービンセクション（１０１０）および高圧タービンセクション（１０１５）を含み、前記高圧タービンセクション（１０１５）が前記高圧圧縮機セクション（８１５）を駆動し、前記低圧タービンセクション（１０１０）が前記低圧圧縮機セクション（８１０）を駆動する、請求項１記載の機械駆動装置構成（１００、２００、３００、４００）。
前記低圧圧縮機セクション（８１０）、前記高圧圧縮機セクション（８１５）、前記低圧タービンセクション（１０１０）、および前記高圧タービンセクション（１０１５）のそれぞれが複数の回転構成部品を含み、前記低圧圧縮機セクション（８１０）、前記高圧圧縮機セクション（８１５）、前記低圧タービンセクション（１０１０）、前記高圧タービンセクション（１０１５）、および前記負荷圧縮機（１６０）の前記回転構成部品のうちの少なくとも１つが前記低密度材料を含む、請求項１４記載の機械駆動装置構成（１００、２００、３００、４００）。
前記ロータ軸が、低速スプール（８０５）および高速スプール（９０５）を有する二重スプール配置を含み、前記低速スプール（８０５）が前記低圧タービンセクション（１０１０）および前記低圧圧縮機セクション（８１０）を含み、前記高速スプール（９０５）が前記高圧タービンセクション（１０１５）および前記高圧圧縮機セクション（８１５）を含む、請求項１４記載の機械駆動装置構成（１００、２００、３００、４００）。
前記低速スプール（８０５）および前記高速スプール（９０５）が、前記複数の軸受（１４０）によって支持され、前記軸受（１４０）のうちの少なくとも１つが低損失潤滑剤軸受を含む、請求項１６記載の機械駆動装置構成（１００、２００、３００、４００）。