JP2527741Y2 - タービンロータの結合構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） この考案は、タービンロータのボス部をシャフトと同
軸的に配置し、前記ボス部とシャフトとを両者に嵌合す
るメタルスリーブによって結合したタービンロータの結
合構造に関する。

（従来の技術） ガスタービンのロータは、高温雰囲気中で用いられる
ため、耐熱性に優れたセラミックによって形成されてい
る。このセラミックのタービンロータは、このタービン
の回転を取り出すためのメタルシャフトに同軸的に結合
されている。すなわち、タービンロータのボス部とメタ
ルシャフトとを同軸的に配置し、これを両者にメタルス
リーブを嵌合し、焼きばめ又はロー付けよって結合して
いる。

そして、前記メタルスリーブを軸受を介してタービン
ハウジングに回転自在に軸支しており、この軸受にはオ
イルジェット方式により潤滑油が供給されている。

（考案が解決しようとする課題） ところが、前述のように構成されたタービンロータの
結合構造は、セラミックからなるタービンロータのボス
部とメタルシャフトをメタルスリーブによって結合され
ているが、この結合部は高温雰囲気中にあるため、メタ
ルスリーブが熱膨脹して嵌合部が緩んでしまう恐れがあ
る。このため、焼きばめ代を大きくすることも考えられ
るが、焼きばめ後のメタルスリーブなどに残留する応力
が大きくなってしまう。また、結合部を回転自在に軸支
する軸受にはオイルジェット方式により潤滑油が供給さ
れているため、この潤滑油によってメタルスリーブがあ
る程度冷却されるが、メタルスリーブの回転により遠心
力によって潤滑油が外周に飛散してしまい十分な冷却が
できないため、メタルスリーブが熱膨脹して嵌合部が緩
んでしまう。

この考案は、前記事情に着目してなされたもので、そ
の目的とするところは、メタルスリーブの焼きばめ代を
大きくすることなく、高温雰囲気中にあっても、タービ
ンロータのボス部とメタルシャフトとの結合状態を保持
することができるタービンロータの結合構造を提供する
ことにある。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段及び作用） この考案は、前述した目的を達成するために、セラミ
ック製のタービンロータのボス部とシャフトとをメタル
スリーブによって結合し、このメタルスリーブを軸受を
介してタービンハウジングに回転自在に軸支したタービ
ンロータの結合構造において、前記軸受の高温側に、前
記ボス部と嵌合する前記メタルスリーブの外周面に間隙
を介して嵌合するリングを設け、前記軸受に給油された
潤滑油により前記メタルスリーブとリングとの間に油膜
を形成したことにある。

軸受に給油された潤滑油がリングの内側にメタルスリ
ーブとの間に侵入すると、リングが潤滑油を保持して油
膜を形成し、この潤滑油によってメタルスリーブを冷却
する。

（実施例） 以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図はタービンロータの結合部を示すもので、１は
タービンロータである。このタービンロータ１は耐熱性
に優れたセラミックによって成形されたもので、ロータ
羽根部２とボス部３とから構成されている。ボス部３の
先端面に対向し、前記タービンロータ１の回転をインペ
ラ（図示しない）に伝達させるためのメタルシャフト４
が配置され、ボス部３とメタルシャフト４とは同軸的に
対向している。さらに、メタルシャフト４の先端部には
スプライン５によって円筒状のメタルスリーブ６の一端
部が結合され、この他端部は前記ボス部３に嵌合されて
いる。そして、このメタルスリーブ６とボス部３との嵌
合部は、焼きばめ又はロー付けによって結合され、ター
ビンロータ１の回転をメタルスリーブ６を介してメタル
シャフト４に伝達させるように構成されている。

また、前記メタルスリーブ６は軸受７を介してタービ
ンハウジング８に回転自在に軸支されている。さらに、
この軸受７の高温側、つまり前記タービンロータ１側に
位置するメタルスリーブ６にはカーボン繊維からなる円
筒体９が嵌着され、この円筒体９とタービンハウジング
８との間はオイルシール10によってシールされている。
そして、前記軸受７にはオイルジェット方式によって常
時、潤滑油11が供給されている。

さらに、第２図に示すように、前記軸受７の高温側、
つまり前記タービンロータ１側に位置するメタルスリー
ブ６に嵌合された円筒体９の外周には、円筒体９と間隙
12を介してリング13が嵌合されている。このリング13は
円筒体９とタービンハウジング８との間に介在されてお
り、スナップリング14、14によって円筒体９とタービン
ハウジング８とに支持されている。

このように構成されたタービンロータの結合構造によ
れば、タービンロータ１のロータ羽根部２には高温ガス
が吹き付けられ、タービンロータ１が回転する。タービ
ンロータ１の回転はボス部３を介してメタルスリーブ６
に伝達され、このメタルスリーブ６の回転はメタルシャ
フト４に伝達される。つまり、タービンハウジング８に
軸受７によって回転自在に支持されたタービンロータ１
が回転し、このとき軸受７に潤滑油11がオイルジェット
式に給油されている。タービンロータ１は高温ガスによ
る高温雰囲気中にあるため、メタルスリーブ６も加熱さ
れてある程度熱膨脹するが、前記軸受７に給油された潤
滑油11は円筒体９の外周面とリング13との間に侵入し、
油膜が形成される。つまり、遠心力によって外周に飛散
しようする潤滑油11はリング13の内側に入り込んで油膜
が形成されると、この油膜によって円筒体９を冷却す
る。

このように潤滑油11が円筒体９の外周面に保持される
と、円筒体９を含むメタルスリーブ６の温度上昇を押さ
えることができ、タービンロータ１のボス部３とメタル
シャフト４との結合部を比較的低温度に保つことがで
き、セラミックとメタルとの熱膨脹差によるメタルスリ
ーブ６の緩みを防止できる。つまり、メタルスリーブ６
の焼きばめ代を大きくすることなく、強固な結合状態を
維持できる。

なお、前記一実施例においては、メタルスリーブ６の
外周に円筒体９を嵌合し、この円筒体９の外周にリング
13を嵌合して潤滑油11による油膜を形成したが、円筒体
９を設けずに、メタルスリーブ６にリング13を嵌合し、
メタルスリーブ６の外周に油膜を形成してもよい。

［考案の効果］ 以上説明したように、この考案によれば、軸受の高温
側に、メタルスリーブの外周面に間隙を介して嵌合する
リングを設け、軸受に給油された潤滑油により前記メタ
ルスリーブとリングとの間に油膜を形成することによ
り、潤滑油によってメタルスリーブを冷却することがで
き、メタルスリーブの焼きばめ代を大きくすることな
く、高温雰囲気中にあっても、タービンロータのボス部
とメタルシャフトとの結合状態を保持することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示すタービンロータの結
合部の縦断側面図、第２図は同じくリングの取り付け状
態を示す拡大した縦断側面図である。 １……タービンロータ、３……ボス部、４……メタルシ
ャフト、６……メタルスリーブ、７……軸受、８……タ
ービンハウジング、11……潤滑油、13……リング。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミック製のタービンロータのボス部を
   シャフトと同軸的に配置し、前記ボス部とシャフトとを
   両者に嵌合するメタルスリーブによって結合するととも
   に、このメタルスリーブを軸受を介してタービンハウジ
   ングに回転自在に軸支したタービンロータの結合構造に
   おいて、 前記軸受の高温側に、前記ボス部と嵌合する前記メタル
   スリーブの外周面に間隙を介して嵌合するリングを設
   け、前記軸受に給油された潤滑油により前記メタルスリ
   ーブと前記リングとの間に油膜を形成したことを特徴と
   するタービンロータの結合構造。