JP2017110636A - ベアリングオイル除去型ロータ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ベアリングオイル除去型ロータ構造に関し、ベアリングとオイルデフレクタとの間でロータのシャフトに沿って流れるベアリングオイルを除去することにより、オイルデフレクタにおける高温の作動流体との反応による炭化作用を抑制することができるロータ構造を提供する。【解決手段】タービン１０のケーシング１２内部に配置されるロータシャフト３０と、ロータシャフトの表面に沿ってベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルを飛散させるように、ロータシャフト上でオイルデフレクタとベアリング支持体との間に円周方向に形成される環状のオイル飛散手段とを含んで構成され、ベアリングとオイルデフレクタとの間でロータのシャフトに沿って流れるベアリングオイルを除去することにより、オイルデフレクタにおける高温の作動流体との反応による炭化作用を抑制する。【選択図】図３

Description

本発明は、ベアリングオイル除去型ロータ構造に関し、より詳細には、ベアリングとオイルデフレクタとの間でロータのシャフトに沿って流れるベアリングオイルを除去することにより、オイルデフレクタにおける高温の作動流体との反応による炭化作用を抑制することができるロータ構造に関する。

一般的に、タービン（ｔｕｒｂｉｎｅ）は、ガス（ｇａｓ）、スチーム（ｓｔｅａｍ）などの流体の熱エネルギーを機械エネルギーの回転力に変換する動力発生装置で、流体によって軸回転するように複数の回転翼（ｂｕｃｋｅｔ）を含むロータ（ｒｏｔｏｒ）と、ロータの周りを囲んで設けられ、複数の固定翼（ｄｉａｐｈｒａｍ）が備えられたケーシング（ｃａｓｉｎｇ）とを含む。

ここで、ガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンとを含んで構成され、圧縮機の回転によって外部空気が吸入、圧縮された後に燃焼器に送られ、燃焼器で圧縮空気と燃料との混合によって燃焼が行われる。燃焼器で発生した高温・高圧のガスは、タービンを通過しながらタービンのロータを回転させて発電機を駆動させる。

スチームタービンの場合、高圧タービンと中圧タービンおよび低圧タービンを直列または並列に連結してロータを回転させるが、直列構造からなる場合には、高圧タービンと中圧タービンおよび低圧タービンが１つのロータを共有する。

スチームタービンにおいて、それぞれのタービンは、ケーシング内部のロータを中心として固定翼と回転翼とを備えており、スチームが固定翼と回転翼を通過しながらロータを回転させて発電機を駆動させることができる。

このようなロータの回転中心にはシャフトが配置される。そして、シャフトの円滑な回転のために、シャフトの両側端部にはベアリングが接触して配置される。図１を参照すれば、シャフト４の端部にベアリング６が接触してシャフトの回転を円滑にし、このようなベアリング６はベアリング支持体５が固定支持する。

シャフト４の回転を補助するベアリングの寿命延長および正常作動のためには、ベアリングオイルが供給されなければならない。ところが、ベアリングに投入されたオイルがベアリングを通してシャフト４に流入し、シャフト４に沿って流れるとタービン１の内側に流入する問題が発生する（図面符号Ａ）。これを防止するために、従来は、ベアリング支持体５にブラシシール７を装着してその流れを遮断した。また、ブラシシール７を通過する場合に備えて、オイルデフレクタ（ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）２を配置し、オイルデフレクタ２上にはラビリンスシール３を装着して、タービン１の中心方向へのベアリングオイルの流れを遮断した。

ところが、作動環境でロータは軸方向または円周方向の動きが不可避に発生し、この時、オイルデフレクタ２のラビリンスシール３とベアリング支持体５のブラシシール７が本来の機能を発揮できない場合が発生する。

この場合、ベアリングオイルはオイルデフレクタ２を通過し、高温・高圧のガスまたはスチームと反応して炭化する問題をもたらす。

米国特許第４３５０３４５号明細書

本発明は、上記の従来技術の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ロータのシャフト上に一定の形状を実現することで、ベアリングとオイルデフレクタとの間でロータのシャフトに沿って流れるベアリングオイルを除去して、オイルデフレクタにおける高温の作動流体との反応による炭化作用を抑制することができるロータ構造を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明は、ベアリングオイル除去型ロータ構造に関し、圧縮機セクションとタービンセクションとを連結し、タービンのケーシング内部に配置されるロータシャフトと、前記ロータシャフトの表面に沿ってベアリング支持体からオイルデフレクタ方向に流れるベアリングオイルを飛散させるように、前記ロータシャフト上で前記オイルデフレクタと前記ベアリング支持体との間に円周方向に形成される環状のオイル飛散手段とを含むことができる。

本発明の実施形態では、前記オイル飛散手段によるベアリングオイルの飛散方向は、前記ベアリング支持体と前記ケーシングとの間であるとよい。

本発明の実施形態では、前記オイル飛散手段は、前記ロータシャフト上に加工される飛散溝の形態で提供されるが、前記飛散溝は、前記ベアリング支持体方向に傾斜するように構成される。

本発明の実施形態では、前記飛散溝は、前記ベアリング支持体に隣接した面が多段に傾斜して提供される。

本発明の実施形態では、前記飛散溝は、前記ロータシャフト上で複数個形成される。

本発明の実施形態では、前記ベアリング支持体から前記オイルデフレクタ方向に流れるベアリングオイルの流れを妨げるように、前記複数の飛散溝の間に配置される第１インタラプション部をさらに含むことができる。

本発明の実施形態では、前記第１インタラプション部は、前記複数の飛散溝の間に形成される第１微細溝の形態で提供される。

本発明の実施形態では、前記第１インタラプション部は、前記複数の飛散溝の間に形成される第１微細突起の形態で提供される。

上記の目的を達成するための本発明は、ベアリングオイル除去型ロータ構造に関し、タービンのケーシング内部に配置されるロータシャフトと、ベアリング支持体からオイルデフレクタ方向へのベアリングオイルの流れが遮断されるように、前記ロータシャフト上で前記オイルデフレクタと前記ベアリング支持体との間に円周方向に形成される環状のオイル遮断手段と、前記オイル遮断手段上に円周方向に形成され、前記オイル遮断手段に沿って流れるベアリングオイルが飛散するように提供される環状のオイル飛散手段とを含むことができる。

本発明の実施形態では、前記オイル遮断手段は、前記ベアリング支持体から前記オイルデフレクタ方向へのベアリングオイルの流れが遮断されるように、前記ベアリング支持体に隣接した面は傾斜するが、前記オイルデフレクタに隣接した面は段付きであるとよい。

本発明の実施形態では、前記オイル遮断手段は、前記ベアリング支持体から前記オイルデフレクタ方向へのベアリングオイルの流れが遮断されるように、前記ベアリング支持体に隣接した面および前記オイルデフレクタに隣接した面は、前記ベアリング支持体方向に傾斜する。

本発明の実施形態では、前記オイル飛散手段によるベアリングオイルの飛散方向は、前記ベアリング支持体と前記ケーシングとの間であるとよい。

本発明の実施形態では、前記オイル飛散手段は、前記ロータシャフト上で前記オイル遮断手段の内部に加工される飛散溝の形態で提供されるが、前記飛散溝は、前記ベアリング支持体方向に傾斜する。

本発明の実施形態では、前記飛散溝は、前記ロータシャフト上で複数個形成される。

本発明の実施形態では、前記ベアリング支持体から前記オイルデフレクタ方向に流れるベアリングオイルの流れを妨げるように、前記ロータシャフト上で前記オイル遮断手段と前記ベアリング支持体との間に配置される第２インタラプション部をさらに含むことができる。

本発明の実施形態では、前記第２インタラプション部は、前記オイル遮断手段と前記ベアリング支持体との間に形成される第２微細溝の形態で提供される。

本発明の実施形態では、前記第２インタラプション部は、前記オイル遮断手段と前記ベアリング支持体との間に形成される第２微細突起の形態で提供される。

本発明によれば、ロータのベアリングとオイルデフレクタとの間に位置するシャフト上に一定形態の溝を加工することにより、ベアリングからオイルデフレクタ方向に流れるベアリングオイルの流れを遮断することができる。

また、加工された溝にベアリング方向への傾斜度をおいて加工された溝に流入するベアリングオイルが残留せず、シャフトの回転時にベアリング方向に飛散するようにして、ベアリングオイルを除去することができる。

さらに、このような加工された溝をロータのシャフト上に複数個配置するか、または多段に構成して、ベアリングオイルの流れをより効果的に遮断することができる。

また、加工された溝に隣接して微細突起部または微細陥没部を実現して、ベアリングオイルの遮断および飛散を強化することができる。

これは、窮極的にベアリングからオイルデフレクタ方向へのベアリングオイルの流れを遮断して、オイルデフレクタにおける高温の作動流体との反応による炭化を防止することができる。

従来のタービンのロータシャフトに沿ってベアリングオイルが流れる状態を示す図である。 本発明であるロータ構造の第１実施形態を示す図である。 本発明であるロータ構造の第２実施形態を示す図である。 本発明であるロータ構造の第３実施形態を示す図である。 本発明であるロータ構造の第４実施形態を示す図である。 本発明であるロータ構造の第５実施形態を示す図である。 本発明であるロータ構造の第６実施形態を示す図である。 本発明であるロータ構造の第７実施形態を示す図である。 本発明であるロータ構造の第８実施形態を示す図である。 本発明であるロータ構造の第９実施形態を示す図である。 本発明であるロータ構造の第１０実施形態を示す図である。 本発明であるロータ構造の第１１実施形態を示す図である。 本発明であるロータ構造の第１２実施形態を示す図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明に係るベアリングオイル除去型ロータ構造の好ましい実施形態を詳細に説明する。

図２は、本発明であるロータ構造の第１実施形態を示す図である。図２を参照すれば、本発明の第１実施形態は、ロータシャフト３０と、オイル飛散手段５０とを含んで構成される。

まず、前記ロータシャフト３０は、タービン１０の構成要素である圧縮機セクションとタービンセクションとを連結し共に回転させる部品として提供され、タービン１０のケーシング１２内部に配置される。このような前記ロータシャフト３０の両側は、ベアリング支持体４０によってそれぞれ支持されて円滑に回転するように装着され、それぞれのベアリング支持体４０に隣接してオイルデフレクタ２０が配置される。前記オイルデフレクタ２０は、歯形部２１により、ベアリングの円滑な作動のために投入されるベアリングオイルがロータシャフト３０に沿って圧縮機セクションまたはタービンセクションに流れるのを防止する。

次に、前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０の表面に沿ってベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルを飛散させるように、前記ロータシャフト３０上で前記オイルデフレクタ２０と前記ベアリング支持体４０との間に円周方向に形成される。図２には前記ロータシャフト３０の側断面図を示しており、前記ロータシャフト３０上に前記オイル飛散手段５０が加工された形態を確認することができる。

このような前記オイル飛散手段５０によるベアリングオイルの飛散方向は、前記ベアリング支持体４０と前記ケーシング１２との間であるとよい。このために、本発明の第１実施形態では、前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０上に加工される飛散溝５１の形態で提供される。そして、このような前記飛散溝５１は、前記ベアリング支持体４０方向に傾斜して形成される。

再び図２を参照すれば、前記飛散溝５１は、傾斜度Φ_０に傾斜した一側傾斜部５１ａおよび他側傾斜部５１ｂと、溝端部５１ｃとで構成される。前記傾斜度Φ_０は、タービン１０の作動環境によって適切に選択可能である。例えば、前記ベアリング支持体４０と前記ケーシング１２との間の方向にベアリングオイルを飛散させようとすれば、前記ベアリング支持体４０の上端部を眺める角度値と９０゜未満の傾斜度を有するように実現することができる。

ベアリング４１の円滑な作動のために投入されたベアリングオイルは、前記ベアリング支持体４０に装着されたブラシシール４２を通過して、前記ロータシャフト３０に乗って前記飛散溝５１に到達する（図面符号Ｂ）。前記飛散溝５１の一側傾斜部５１ａに乗って流れるベアリングオイルは、前記ロータシャフト３０の回転によって遠心力を受けることになる。放射方向に作用する遠心力は、ベアリングオイルを前記ロータシャフト３０の外側に飛散させる力として作用する。これによって、ベアリングオイルは前記飛散溝５１でその流れが遮断され、前記オイルデフレクタ２０方向に流れなくなる。

仮に、ベアリングオイルが前記一側傾斜部５１ａを通して流れ続けるとしても、前記溝端部５１ｃにおける流れ方向の折れによってもう一度その流れは妨げられる。そして、前記他側傾斜部５１ｂを流れている間、もう一度遠心力を受けて、ベアリングオイルは前記ケーシング１２と前記ベアリング支持体４０方向に飛散する（図面符号Ｈ）。

すなわち、前記ロータシャフト３０上に１つの飛散溝５１が形成されただけでも、前記ベアリング支持体４０から前記オイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルの流れは効果的に遮断することができる。

次に、図３は、本発明であるロータ構造の第２実施形態を示す図である。図３を参照すれば、本発明の第２実施形態は、ロータシャフト３０と、オイル飛散手段５０とを含んで構成される。前記ロータシャフト３０に関する説明は、本発明の第１実施形態と同一であるので、省略する。

前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０の表面に沿ってベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルを飛散させるように、前記ロータシャフト３０上で前記オイルデフレクタ２０と前記ベアリング支持体４０との間に円周方向に形成される。図３には前記ロータシャフト３０の側断面図を示しており、前記ロータシャフト３０上に前記オイル飛散手段５０が加工された形態を確認することができる。

このような前記オイル飛散手段５０によるベアリングオイルの飛散方向は、前記ベアリング支持体４０と前記ケーシング１２との間であるとよい。このために、本発明の第２実施形態では、前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０上に加工される飛散溝５１、５２、５３の形態で提供される。そして、このような前記飛散溝５１、５２、５３は、前記ベアリング支持体４０方向に傾斜して形成される。

ただし、本発明の第２実施形態では、本発明の第１実施形態とは異なり、前記飛散溝５１、５２、５３が複数個提供される。この場合、段階的にベアリングオイルの流れを遮断することができる。作動環境によって多様な個数で実現できるが、本発明の第２実施形態では３つで構成した。

すなわち、ベアリング４１の円滑な作動のために投入されたベアリングオイルは、前記ベアリング支持体４０に装着されたブラシシール４２を通過して、前記ロータシャフト３０に乗って前記飛散溝５１、５２、５３に到達すると、まず、最も前記ベアリング支持体４０に隣接して配置された飛散溝５１にベアリングオイルの流れが一次的に妨げられる。そして、タービン１０の作動過程中、前記ロータシャフト３０の軸方向または円周方向の動きによってベアリングオイルが第１飛散溝５１を乗り越えて流れ続ける場合には、中央に配置された第２飛散溝５２によってもう一度その流れは妨げられる。ここで、第３飛散溝５３は、第２飛散溝５２を通過したベアリングオイルを最終的に遮断するために予備的に加工される。

このようなそれぞれの飛散溝５１、５２、５３によって除去されるベアリングオイルの定量的表現は矢印の大きさで比較した。すなわち、第１飛散溝５１で最も多いベアリングオイルが除去され、第２飛散溝５２と第３飛散溝５３では順次的な流れの遮断によって次第に小くなるはずである。

すなわち、前記ロータシャフト３０上に複数の飛散溝５１、５２、５３を形成して、前記ベアリング支持体４０から前記オイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルの流れは段階的に遮断することができる。

次に、図４は、本発明であるロータ構造の第３実施形態を示す図である。図４を参照すれば、本発明の第３実施形態は、ロータシャフト３０と、オイル飛散手段５０とを含んで構成される。前記ロータシャフト３０に関する説明は、本発明の第１実施形態と同一であるので、省略する。

前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０の表面に沿ってベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルを飛散させるように、前記ロータシャフト３０上で前記オイルデフレクタ２０と前記ベアリング支持体４０との間に円周方向に形成される。図４には前記ロータシャフト３０の側断面図を示しており、前記ロータシャフト３０上に前記オイル飛散手段５０が加工された形態を確認することができる。

このような前記オイル飛散手段５０によるベアリングオイルの飛散方向は、前記ベアリング支持体４０と前記ケーシング１２との間であるとよい。このために、本発明の第３実施形態では、前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０上に加工される飛散溝５１の形態で提供される。そして、このような前記飛散溝５１は、前記ベアリング支持体４０方向に傾斜して形成される。

また、本発明の第３実施形態では、本発明の第１実施形態とは異なり、前記飛散溝５１において前記ベアリング支持体４０に隣接した前記一側傾斜部５１ａ上に多段に傾斜した多段溝５４に形成される。

再び図４を参照すれば、前記飛散溝５１は、傾斜度Φ_１に傾斜した一側傾斜部５１ａおよび他側傾斜部５１ｂと、溝端部５１ｃとで構成される。そして、前記多段溝５４は、Φ_２に傾斜した多段傾斜部５４ａおよび多段溝端部５４ｂで構成される。

前記傾斜度Φ_１、Φ_２は、タービン１０の作動環境によって適切に選択可能である。例えば、前記ベアリング支持体４０と前記ケーシング１２との間の方向にベアリングオイルを飛散させようとすれば、垂直線を基準として前記ベアリング支持体４０の上端部を眺める角度値と９０゜未満の傾斜度を有するように実現することができる。

また、傾斜度Φ_１、Φ_２は、同一の角度だけでなく、互いに異なる角度で構成されてもよい。例えば、垂直線を基準としてΦ_１の角度よりΦ_２の角度を相対的に大きくして、遠心力によって飛散力を調節してもよい。

すなわち、前記ロータシャフト３０上に前記飛散溝５１以外に前記多段溝５４を形成することにより、同一の傾斜度または互いに異なる傾斜度により前記ベアリング支持体４０から前記オイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルの飛散程度を調節することができる。

次に、図５は、本発明であるロータ構造の第４実施形態を示す図である。図５を参照すれば、本発明の第４実施形態は、ロータシャフト３０と、オイル飛散手段５０とを含んで構成される。前記ロータシャフト３０に関する説明は、本発明の第１実施形態と同一であるので、省略する。

前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０の表面に沿ってベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルを飛散させるように、前記ロータシャフト３０上で前記オイルデフレクタ２０と前記ベアリング支持体４０との間に円周方向に形成される。図５には前記ロータシャフト３０の側断面図を示しており、前記ロータシャフト３０上に前記オイル飛散手段５０が加工された形態を確認することができる。

このような前記オイル飛散手段５０によるベアリングオイルの飛散方向は、前記ベアリング支持体４０と前記ケーシング１２との間であるとよい。このために、本発明の第４実施形態では、前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０上に加工される飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６の形態で提供される。そして、このような前記飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６は、前記ベアリング支持体４０方向に傾斜して形成される。

ただし、本発明の第４実施形態では、本発明の第３実施形態とは異なり、前記飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６が複数個提供される。この場合、段階的にベアリングオイルの流れを遮断することができる。作動環境によって多様な個数で実現できるが、本発明の第４実施形態では３つで構成した。

すなわち、ベアリング４１の円滑な作動のために投入されたベアリングオイルは、前記ベアリング支持体４０に装着されたブラシシール４２を通過して、前記ロータシャフト３０に乗って前記飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６に到達すると、まず、最も前記ベアリング支持体４０に隣接して配置された飛散溝５１および多段溝５４にベアリングオイルの流れが一次的に妨げられる。そして、タービン１０の作動過程中、前記ロータシャフト３０の軸方向または円周方向の動きによってベアリングオイルが第１の飛散溝５１および多段溝５４を乗り越えて流れ続ける場合には、中央に配置された第２の飛散溝５２および多段溝５５によってもう一度その流れは妨げられる。ここで、第３の飛散溝５３および多段溝５６は、第２の飛散溝５２および多段溝５５を通過したベアリングオイルを最終的に遮断するために予備的に加工される。

このようなそれぞれの飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６によって除去されるベアリングオイルの定量的表現は矢印の大きさで比較した。すなわち、第１の飛散溝５１および多段溝５４で最も多いベアリングオイルが除去され、第２の飛散溝５２および多段溝５５と第３の飛散溝５３および多段溝５６では順次的な流れの遮断によって次第に小くなるはずである。

すなわち、前記ロータシャフト３０上に複数の飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６を形成して、前記ベアリング支持体４０から前記オイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルの流れは段階的に遮断することができる。もちろん、作動環境によって、前記飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６の傾斜度Φ₁、Φ₂は、前記のように同一または互いに異なって実現できる。

次に、図６は、本発明であるロータ構造の第５実施形態を示す図である。図６を参照すれば、本発明の第５実施形態は、ロータシャフト３０と、オイル飛散手段５０と、第１インタラプション部とを含んで構成される。前記ロータシャフト３０に関する説明は、本発明の第１実施形態と同一であるので、省略する。

前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０の表面に沿ってベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルを飛散させるように、前記ロータシャフト３０上で前記オイルデフレクタ２０と前記ベアリング支持体４０との間に円周方向に形成される。図６には前記ロータシャフト３０の側断面図を示しており、前記ロータシャフト３０上に前記オイル飛散手段５０が加工された形態を確認することができる。

このような前記オイル飛散手段５０によるベアリングオイルの飛散方向は、前記ベアリング支持体４０と前記ケーシング１２との間であるとよい。このために、本発明の第５実施形態では、前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０上に加工される飛散溝５１、５２、５３の形態で提供される。そして、このような前記飛散溝５１、５２、５３は、前記ベアリング支持体４０方向に傾斜して形成される。

ここで、前記飛散溝５１、５２、５３が複数個提供される。この場合、段階的にベアリングオイルの流れを遮断することができる。作動環境によって多様な個数で実現できるが、本発明の第５実施形態では３つで構成した。

また、前記第１インタラプション部は、前記ベアリング支持体４０から前記オイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルの流れを妨げるように、前記複数の飛散溝５１、５２、５３の間に配置される。

本発明の第５実施形態では、前記第１インタラプション部は、前記複数の飛散溝５１、５２、５３の間に形成される第１微細溝５７の形態で加工される。図６を参照すれば、３つの飛散溝５１、５２、５３の間に２つの第１微細溝５７が形成されて、ベアリングオイルの各飛散溝５１、５２、５３の間を移動する時、その流れを妨げることになる。この時も、同じく前記ロータシャフト３０の回転によって遠心力が作用するので、前記第１微細溝５７でもベアリングオイルの飛散が発生する。

これによって、より段階的にベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルの流れを遮断することができる。

図７は、本発明であるロータ構造の第６実施形態を示す図である。図７を参照すれば、本発明の第６実施形態は、ロータシャフト３０と、オイル飛散手段５０と、第１インタラプション部とを含んで構成される。前記ロータシャフト３０およびオイル飛散手段５０に関する説明は、本発明の第５実施形態と同一であるので、省略する。

前記第１インタラプション部は、前記ベアリング支持体４０から前記オイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルの流れを妨げるように、前記複数の飛散溝５１、５２、５３の間に配置される。

本発明の第６実施形態では、前記第１インタラプション部は、前記複数の飛散溝５１、５２、５３の間に形成される第１微細突起５８の形態で加工される。図７を参照すれば、３つの飛散溝５１、５２、５３の間に２つの第１微細突起５８が形成されて、ベアリングオイルの各飛散溝５１、５２、５３の間を移動する時、その流れを妨げることになる。この時も、同じく前記ロータシャフト３０の回転によって遠心力が作用するので、前記第１微細突起５８でもベアリングオイルの飛散が発生する。すなわち、ベアリングオイルは前記第１微細突起５８の突出面に乗って前記ロータシャフト３０の外側に飛散する。これによって、より段階的にベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルの流れを遮断することができる。

次に、図８は、本発明であるロータ構造の第７実施形態を示す図である。図８を参照すれば、本発明の第７実施形態は、ロータシャフト３０と、オイル飛散手段５０と、オイル遮断手段６０とを含んで構成される。

まず、前記ロータシャフト３０は、タービン１０の構成要素である圧縮機セクションとタービンセクションとを連結し共に回転させる部品として提供され、タービン１０のケーシング１２内部に配置される。このような前記ロータシャフト３０の両側は、ベアリング支持体４０によってそれぞれ支持されて円滑に回転するように装着され、それぞれのベアリング支持体４０に隣接してオイルデフレクタ２０が配置される。前記オイルデフレクタ２０は、ベアリングの円滑な作動のために投入されるベアリングオイルがロータシャフト３０に沿って圧縮機セクションまたはタービンセクションに流れるのを防止する。

次に、前記オイル遮断手段６０は、ベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向へのベアリングオイルの流れが遮断されるように、前記ロータシャフト３０上で前記オイルデフレクタ２０と前記ベアリング支持体４０との間に円周方向に形成される。

本発明の第７実施形態では、前記オイル遮断手段６０は、前記ベアリング支持体４０から前記オイルデフレクタ２０方向へのベアリングオイルの流れが遮断されるように、前記ベアリング支持体４０に隣接した面は傾斜するが、前記オイルデフレクタ２０に隣接した面は段付きに実現できる。すなわち、前記オイル遮断手段６０は、傾斜した流れ誘導面６１および段付部６２で構成される。ベアリングオイルは、傾斜した前記流れ誘導面６１に沿って流れた後、ほぼ垂直方向に形成された前記段付部６２でその流れが遮断される。

そして、この時、前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０の表面に沿ってベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルを飛散させるように、前記オイル遮断手段６０上に円周方向に形成される。

図８には前記ロータシャフト３０の側断面図を示しており、前記ロータシャフト３０上に前記オイル遮断手段６０および前記オイル飛散手段５０が加工された形態を確認することができる。

このような前記オイル飛散手段５０によるベアリングオイルの飛散方向は、前記ベアリング支持体４０と前記ケーシング１２との間であるとよい。このために、本発明の第７実施形態では、前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０上に加工される複数の飛散溝５１、５２、５３の形態で提供される。そして、このような前記飛散溝５１、５２、５３は、前記ベアリング支持体４０方向に傾斜して形成される。

本発明の第７実施形態では、前記ロータシャフト３０上に前記オイル遮断手段６０が形成され、前記オイル遮断手段６０上に複数の前記飛散溝５１、５２、５３が形成されて、ベアリングオイルの流れを複合的に妨げる。これによって、ベアリングオイルの流れ遮断力および飛散力はより向上する。

図９は、本発明であるロータ構造の第８実施形態を示す図である。図９を参照すれば、本発明の第８実施形態は、ロータシャフト３０と、オイル飛散手段５０と、オイル遮断手段６０とを含んで構成される。前記ロータシャフト３０に関する説明は、本発明の第７実施形態と同一であるので、省略する。

前記オイル遮断手段６０は、ベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向へのベアリングオイルの流れが遮断されるように、前記ロータシャフト３０上で前記オイルデフレクタ２０と前記ベアリング支持体４０との間に円周方向に形成される。

本発明の第８実施形態では、前記オイル遮断手段６０は、前記ベアリング支持体４０から前記オイルデフレクタ２０方向へのベアリングオイルの流れが遮断されるように、前記ベアリング支持体４０に隣接した面は傾斜するが、前記オイルデフレクタ２０に隣接した面は段付きに実現できる。すなわち、前記オイル遮断手段６０は、傾斜した流れ誘導面６１および段付部６２で構成される。ベアリングオイルは、傾斜した前記流れ誘導面６１に沿って流れた後、ほぼ垂直方向に形成された前記段付部６２でその流れが遮断される。

そして、この時、前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０の表面に沿ってベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルを飛散させるように、前記オイル遮断手段６０上に円周方向に形成される。

図９には前記ロータシャフト３０の側断面図を示しており、前記ロータシャフト３０上に前記オイル遮断手段６０および前記オイル飛散手段５０が加工された形態を確認することができる。

このような前記オイル飛散手段５０によるベアリングオイルの飛散方向は、前記ベアリング支持体４０と前記ケーシング１２との間であるとよい。このために、本発明の第８実施形態では、前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０上に加工される複数の飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６の形態で提供される。そして、このような前記飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６は、前記ベアリング支持体４０方向に傾斜して形成される。

この場合、段階的にベアリングオイルの流れを遮断することができる。作動環境によって多様な個数で実現できるが、本発明の第８実施形態では３つで構成した。

すなわち、ベアリング４１の円滑な作動のために投入されたベアリングオイルは、前記ベアリング支持体４０に装着されたブラシシール４２を通過して、前記ロータシャフト３０に乗って前記飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６に到達すると、まず、最も前記ベアリング支持体４０に隣接して配置された飛散溝５１および多段溝５４にベアリングオイルの流れが一次的に妨げられる。そして、タービン１０の作動過程中、前記ロータシャフト３０の軸方向または円周方向の動きによってベアリングオイルが第１の飛散溝５１および多段溝５４を乗り越えて流れ続ける場合には、中央に配置された第２の飛散溝５２および多段溝５５によってもう一度その流れは妨げられる。ここで、第３の飛散溝５３および多段溝５６は、第２の飛散溝５２および多段溝５５を通過したベアリングオイルを最終的に遮断するために予備的に加工される。

このようなそれぞれの飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６によって除去されるベアリングオイルの定量的表現は矢印の大きさで比較した。すなわち、第１の飛散溝５１および多段溝５４で最も多いベアリングオイルが除去され、第２の飛散溝５２および多段溝５５と第３の飛散溝５３および多段溝５６では順次的な流れの遮断によって次第に小さくなるはずである。

すなわち、前記ロータシャフト３０上に複数の飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６を形成することにより、前記オイル遮断手段６０と共に前記ベアリング支持体４０から前記オイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルの流れは段階的に遮断することができる。

図１０は、本発明であるロータ構造の第９実施形態を示す図である。図１０を参照すれば、本発明の第９実施形態は、ロータシャフト３０と、オイル飛散手段５０と、オイル遮断手段６０とを含んで構成される。前記ロータシャフト３０に関する説明は、本発明の第７実施形態と同一であるので、省略する。

前記オイル遮断手段６０は、ベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向へのベアリングオイルの流れが遮断されるように、前記ロータシャフト３０上で前記オイルデフレクタ２０と前記ベアリング支持体４０との間に円周方向に形成される。

本発明の第９実施形態では、前記オイル遮断手段６０は、前記ベアリング支持体４０から前記オイルデフレクタ２０方向へのベアリングオイルの流れが遮断されるように、前記ベアリング支持体４０に隣接した面および前記オイルデフレクタ２０に隣接した面は、前記ベアリング支持体４０方向に傾斜して実現できる。すなわち、前記オイル遮断手段６０は、傾斜した流れ誘導面６１および遮断傾斜部６３で構成される。ベアリングオイルは、傾斜した前記流れ誘導面６１に沿って流れた後、同一の方向に傾斜した前記遮断傾斜部６３でその流れがもう一度遮断される。

そして、この時、前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０の表面に沿ってベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルを飛散させるように、前記オイル遮断手段６０上に円周方向に形成される。

図１０には前記ロータシャフト３０の側断面図を示しており、前記ロータシャフト３０上に前記オイル遮断手段６０および前記オイル飛散手段５０が加工された形態を確認することができる。

このような前記オイル飛散手段５０によるベアリングオイルの飛散方向は、前記ベアリング支持体４０と前記ケーシング１２との間であるとよい。このために、本発明の第９実施形態では、前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０上に加工される複数の飛散溝５１、５２、５３の形態で提供される。そして、このような前記飛散溝５１、５２、５３は、前記ベアリング支持体４０方向に傾斜して形成される。

本発明の第９実施形態では、前記ロータシャフト３０上に前記オイル遮断手段６０が形成され、前記オイル遮断手段６０上に複数の前記飛散溝５１、５２、５３が形成されて、ベアリングオイルの流れを複合的に妨げる。これによって、ベアリングオイルの流れ遮断力および飛散力はより向上する。

図１１は、本発明であるロータ構造の第１０実施形態を示す図である。本発明の第１０実施形態は、ロータシャフト３０と、オイル飛散手段５０と、オイル遮断手段６０とを含んで構成される。前記ロータシャフト３０に関する説明は、本発明の第７実施形態と同一であるので、省略する。

前記オイル遮断手段６０は、ベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向へのベアリングオイルの流れが遮断されるように、前記ロータシャフト３０上で前記オイルデフレクタ２０と前記ベアリング支持体４０との間に円周方向に形成される。

本発明の第１０実施形態では、前記オイル遮断手段６０は、前記ベアリング支持体４０から前記オイルデフレクタ２０方向へのベアリングオイルの流れが遮断されるように、前記ベアリング支持体４０に隣接した面および前記オイルデフレクタ２０に隣接した面は、前記ベアリング支持体４０方向に傾斜して実現できる。すなわち、前記オイル遮断手段６０は、傾斜した流れ誘導面６１および遮断傾斜部６３で構成される。ベアリングオイルは、傾斜した前記流れ誘導面６１に沿って流れた後、同一の方向に傾斜した前記遮断傾斜部６３でその流れが遮断される。

そして、この時、前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０の表面に沿ってベアリング支持体４０からオイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルを飛散させるように、前記オイル遮断手段６０上に円周方向に形成される。

図１１には前記ロータシャフト３０の側断面図を示しており、前記ロータシャフト３０上に前記オイル遮断手段６０および前記オイル飛散手段５０が加工された形態を確認することができる。

このような前記オイル飛散手段５０によるベアリングオイルの飛散方向は、前記ベアリング支持体４０と前記ケーシング１２との間であるとよい。このために、本発明の第１０実施形態では、前記オイル飛散手段５０は、前記ロータシャフト３０上に加工される複数の飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６の形態で提供される。そして、このような前記飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６は、前記ベアリング支持体４０方向に傾斜して形成される。

この場合、段階的にベアリングオイルの流れを遮断することができる。作動環境によって多様な個数で実現できるが、本発明の第１０実施形態では３つで構成した。

すなわち、ベアリング４１の円滑な作動のために投入されたベアリングオイルは、前記ベアリング支持体４０に装着されたブラシシール４２を通過して、前記ロータシャフト３０に乗って前記飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６に到達すると、まず、最も前記ベアリング支持体４０に隣接して配置された飛散溝５１および多段溝５４にベアリングオイルの流れが一次的に妨げられる。そして、タービン１０の作動過程中、前記ロータシャフト３０の軸方向または円周方向の動きによってベアリングオイルが第１の飛散溝５１および多段溝５４を乗り越えて流れ続ける場合には、中央に配置された第２の飛散溝５２および多段溝５５によってもう一度その流れは妨げられる。ここで、第３の飛散溝５３および多段溝５６は、第２の飛散溝５２および多段溝５５を通過したベアリングオイルを最終的に遮断するために予備的に加工される。

このようなそれぞれの飛散溝５１、５２、５３および多段溝５４、５５、５６によって除去されるベアリングオイルの定量的表現は矢印の大きさで比較した。すなわち、第１の飛散溝５１および多段溝５４で最も多いベアリングオイルが除去され、第２の飛散溝５２および多段溝５５と第３の飛散溝５３および多段溝５６では順次的な流れの遮断によって次第に小さくなるはずである。

すなわち、前記ロータシャフト３０上に複数の飛散溝５１、５２、５３および多段溝を形成することにより、前記オイル遮断手段６０と共に前記ベアリング支持体４０から前記オイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルの流れは段階的に遮断することができる。

図１２は、本発明であるロータ構造の第１１実施形態を示す図である。本発明の第１１実施形態は、ロータシャフト３０と、オイル飛散手段５０と、オイル遮断手段６０と、第２インタラプション部とを含んで構成される。前記ロータシャフト３０、オイル飛散手段５０およびオイル遮断手段６０に関する説明は、本発明の第９実施形態と同一であるので、省略する。

前記第２インタラプション部は、前記ベアリング支持体４０から前記オイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルの流れを妨げるように、前記ロータシャフト３０上で前記オイル遮断手段６０と前記ベアリング支持体４０との間に加工される。

本発明の第１１実施形態では、前記第２インタラプション部は、前記オイル遮断手段６０と前記ベアリング支持体４０との間に形成される第２微細溝６４の形態で提供される。この場合、前記オイル遮断手段６０およびオイル飛散手段５０への流入前に、ベアリングオイルは事前に前記第２微細溝６４でその流れが妨げられ、遠心力によって前記ロータシャフト３０の外側方向に飛散できる。

この形態により、本発明の第１１実施形態では、段階的にベアリングオイルの流れを遮断し飛散させることができて、さらにオイルデフレクタ２０への流動を抑制することができる。

図１３は、本発明であるロータ構造の第１２実施形態を示す図である。本発明の第１２実施形態は、ロータシャフト３０と、オイル飛散手段５０と、オイル遮断手段６０と、第２インタラプション部とを含んで構成される。前記ロータシャフト３０、オイル飛散手段５０およびオイル遮断手段６０に関する説明は、本発明の第９実施形態と同一であるので、省略する。

前記第２インタラプション部は、前記ベアリング支持体４０から前記オイルデフレクタ２０方向に流れるベアリングオイルの流れを妨げるように、前記ロータシャフト３０上で前記オイル遮断手段６０と前記ベアリング支持体４０との間に加工される。

本発明の第１２実施形態では、前記第２インタラプション部は、前記オイル遮断手段６０と前記ベアリング支持体４０との間に形成される第２微細突起６５の形態で提供される。この場合、前記オイル遮断手段６０およびオイル飛散手段５０への流入前に、ベアリングオイルは事前に前記第２微細突起６５でその流れが妨げられ、遠心力によって前記ロータシャフト３０の外側方向に飛散できる。

この形態により、本発明の第１２実施形態では、段階的にベアリングオイルの流れを遮断し飛散させることができて、さらにオイルデフレクタ２０への流動を抑制することができる。

以上の事項は、ベアリングオイル除去型ロータ構造の特定の実施形態を示したに過ぎない。

したがって、以下の特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨を逸脱しない限度内で本発明が多様な形態に置き換え、変形可能であることを、当該技術分野における通常の知識を有する者は容易に把握できるという点を明らかにする。

１０：タービン
１２：ケーシング
２０：オイルデフレクタ
２１：歯形部
３０：ロータシャフト
４０：ベアリング支持体
４１：ベアリング
４２：ブラシシール
５０：オイル飛散手段
５１、５２、５３：飛散溝
５４、５５、５６：多段溝
５７：第１微細溝（第１インタラプション部）
５８：第１微細突起（第１インタラプション部）
６０：オイル遮断手段
６１：流れ誘導面
６２：段付部
６３：遮断傾斜部
６４：第２微細溝（第２インタラプション部）
６５：第２微細突起（第２インタラプション部）

Claims (17)

1. タービンのケーシング内部に配置されるロータシャフトと、
   前記ロータシャフトの表面に沿ってベアリング支持体からオイルデフレクタ方向に流れるベアリングオイルを飛散させるように、前記ロータシャフト上で前記オイルデフレクタと前記ベアリング支持体との間に円周方向に形成される環状のオイル飛散手段とを含むベアリングオイル除去型ロータ構造。
2. 前記オイル飛散手段によるベアリングオイルの飛散方向は、前記ベアリング支持体と前記ケーシングとの間である、請求項１に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。
3. 前記オイル飛散手段は、前記ロータシャフト上に加工される飛散溝の形態で提供され、前記飛散溝は、前記ベアリング支持体方向に傾斜している、請求項２に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。
4. 前記飛散溝は、前記ベアリング支持体に隣接した面が多段に傾斜して提供される、請求項３に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。
5. 前記飛散溝は、前記ロータシャフト上で複数個形成される、請求項３または４に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。
6. 前記ベアリング支持体から前記オイルデフレクタ方向に流れるベアリングオイルの流れを妨げるように、複数の前記飛散溝の間に配置される第１インタラプション部をさらに含む、請求項５に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。
7. 前記第１インタラプション部は、前記複数の飛散溝の間に形成される第１微細溝の形態で提供される、請求項６に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。
8. 前記第１インタラプション部は、前記複数の飛散溝の間に形成される第１微細突起の形態で提供される、請求項６に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。
9. タービンのケーシング内部に配置されるロータシャフトと、
   ベアリング支持体からオイルデフレクタ方向へのベアリングオイルの流れが遮断されるように、前記ロータシャフト上で前記オイルデフレクタと前記ベアリング支持体との間に円周方向に形成される環状のオイル遮断手段と、
   前記オイル遮断手段上に円周方向に形成され、前記オイル遮断手段に沿って流れるベアリングオイルが飛散するように提供される環状のオイル飛散手段とを含むベアリングオイル除去型ロータ構造。
10. 前記オイル遮断手段は、前記ベアリング支持体から前記オイルデフレクタ方向へのベアリングオイルの流れが遮断されるように、前記ベアリング支持体に隣接した面は傾斜し、前記オイルデフレクタに隣接した面は段付きである、請求項９に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。
11. 前記オイル遮断手段は、前記ベアリング支持体から前記オイルデフレクタ方向へのベアリングオイルの流れが遮断されるように、前記ベアリング支持体に隣接した面および前記オイルデフレクタに隣接した面は、前記ベアリング支持体方向に傾斜している、請求項９に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。
12. 前記オイル飛散手段によるベアリングオイルの飛散方向は、前記ベアリング支持体と前記ケーシングとの間である、請求項１０または１１に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。
13. 前記オイル飛散手段は、前記ロータシャフト上で前記オイル遮断手段の内部に加工される飛散溝の形態で提供されるが、前記飛散溝は、前記ベアリング支持体方向に傾斜している、請求項１２に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。
14. 前記飛散溝は、前記ロータシャフト上で複数個形成される、請求項１３に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。
15. 前記ベアリング支持体から前記オイルデフレクタ方向に流れるベアリングオイルの流れを妨げるように、前記ロータシャフト上で前記オイル遮断手段と前記ベアリング支持体との間に配置される第２インタラプション部をさらに含む、請求項１０または１１に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。
16. 前記第２インタラプション部は、前記オイル遮断手段と前記ベアリング支持体との間に形成される第２微細溝の形態で提供される、請求項１５に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。
17. 前記第２インタラプション部は、前記オイル遮断手段と前記ベアリング支持体との間に形成される第２微細突起の形態で提供される、請求項１５に記載のベアリングオイル除去型ロータ構造。

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