JP3072045B2 - Vertical power turbine and gas turbine equipped with the same - Google Patents

Vertical power turbine and gas turbine equipped with the same

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JP3072045B2
JP3072045B2 JP8018439A JP1843996A JP3072045B2 JP 3072045 B2 JP3072045 B2 JP 3072045B2 JP 8018439 A JP8018439 A JP 8018439A JP 1843996 A JP1843996 A JP 1843996A JP 3072045 B2 JP3072045 B2 JP 3072045B2
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敏昭 岩本
明男 岡田
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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、出力軸がほぼ鉛直
に支持された立型出力タービンとこれを備えたガスター
ビンに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical output turbine whose output shaft is supported almost vertically and a gas turbine provided with the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、ガスタービンを設置すべき場
所に横方向のスペースが不足するような場合には、ガス
タービンによる駆動対象となる発電機のような負荷装置
をガスタービンの設置基準面の下方(地下)に設置する
とともに、出力タービンは、負荷装置に容易に連結でき
るように、出力軸を鉛直に支持した立型とすることが考
えられる。この場合、ガスタービンの出力軸は、高速回
転するから、ジャーナル軸受およびスラスト軸受などで
支持することになり、これらの軸受には、冷却のために
大量の潤滑油を強制的に給油する必要がある。この軸受
を潤滑した後の潤滑油は、一般的な横型出力タービンで
は、落下する潤滑油を油受け容器で受ければこと足りる
が、前記のような立型出力タービンとした場合、重力に
より出力軸を伝わって流れ落ち、出力軸とケーシングと
の隙間を通って外部に漏れ出てしまう。
2. Description of the Related Art For example, when there is a shortage of space in a horizontal direction at a place where a gas turbine is to be installed, a load device such as a generator to be driven by the gas turbine is mounted on a gas turbine installation reference plane. In addition to being installed below (underground), the output turbine may be a vertical type with an output shaft supported vertically so that it can be easily connected to a load device. In this case, since the output shaft of the gas turbine rotates at high speed, it is supported by journal bearings and thrust bearings, and it is necessary to forcibly supply a large amount of lubricating oil to these bearings for cooling. is there. The lubricating oil after lubricating this bearing is sufficient for a general horizontal output turbine if the falling lubricating oil is received in an oil receiving container. It flows down and leaks out through the gap between the output shaft and the casing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで、潤滑油の漏れ
を防止するためのオイルシールを使用することが考えら
れる。このオイルシールとして、軸受箱に固定されたリ
ング状の円板を回転軸側のフランジにばねで押し付ける
面接触型、または回転軸の外周面にシールリングを接触
させるリング型のメカニカルシール(実開昭62−11
9570号参照)を用いると、出力軸が上述のように高
速回転するために、オイルシールが回転軸との摺動によ
り磨耗するので、点検や整備あるいは取り替えを定期的
に行う必要が生じる。さらに、オイルシールの取付スペ
ースを必要とするだけでなく、出力軸の下端部に、負荷
装置に連結される出力フランジがあるために、オイルシ
ールの取付部の構造が複雑となる。また、オイルシール
のスペースを確保するために出力軸を長くすると、軸振
動の問題を起こす可能性が高くなる。
Therefore, it is conceivable to use an oil seal for preventing leakage of lubricating oil. As the oil seal, a surface-contact type in which a ring-shaped disk fixed to a bearing housing is pressed against a flange on a rotating shaft side by a spring, or a ring-type mechanical seal in which a seal ring is brought into contact with an outer peripheral surface of a rotating shaft (actually opened). 1987
When the output shaft rotates at a high speed as described above, the oil seal wears due to sliding with the rotating shaft, so that it is necessary to periodically perform inspection, maintenance, or replacement. Further, not only is the space for mounting the oil seal required, but also the output flange connected to the load device at the lower end of the output shaft complicates the structure of the mounting portion of the oil seal. Further, if the output shaft is lengthened in order to secure a space for the oil seal, there is a high possibility of causing a problem of shaft vibration.

【0004】そこで本発明は、大きな設置スペースを要
することなく、かつ安定に取り付けできる簡単な構成に
よって、軸受を潤滑した後の潤滑油を漏れが生じないよ
う回収できる立型出力タービンと、これを備えたガスタ
ービンを提供することを目的とするものである。
Accordingly, the present invention provides a vertical power turbine capable of recovering lubricating oil after lubricating bearings without leaking, with a simple configuration that does not require a large installation space and that can be stably mounted. It is an object of the present invention to provide a gas turbine provided with such a gas turbine.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明の立型出力タービンは、出力軸がほぼ鉛
直に設定されて、作動ガスのエネルギーを動力として取
り出す出力タービンであって、前記出力軸の軸方向に離
間して位置し、前記出力軸を回転自在に支持する複数の
軸受と、前記軸受を収納し、前記出力軸の下方を貫通さ
せる軸受箱と、最下方の軸受よりも下方の前記軸受箱の
内部に位置し、軸受潤滑後の潤滑油を受け入れる軸端油
溜めと、この軸端油溜めよりも上方に位置して前記最下
方の軸受よりも上方に位置する他の軸受を潤滑した後の
潤滑油を受け入れる1つ以上の中間油溜めと、これら油
溜めから前記軸受箱の外部へ潤滑油を排出する排油路と
を備え さらに、前記軸端油溜めは前記軸受箱における
前記出力軸が貫通した底壁を形成しており、 前記軸端油
溜めの内周立壁と前記出力軸またはこれに固定された部
材との間にラビリンスシール部が形成されている
In order to achieve the above-mentioned object, a vertical output turbine according to the present invention is an output turbine whose output shaft is set to be substantially vertical and takes out the energy of working gas as power. A plurality of bearings, which are spaced apart in the axial direction of the output shaft, rotatably support the output shaft, and house the bearings, and penetrate below the output shaft.
And the bearing box below the lowermost bearing
A shaft end oil reservoir which is located inside and receives the lubricating oil after bearing lubrication, and after lubricating other bearings located above the shaft end oil reservoir and above the lowermost bearing. One or more intermediate oil sumps for receiving lubricating oil, and an oil drainage passage for discharging lubricating oil from the oil sump to the outside of the bearing housing , further comprising a shaft end oil sump in the bearing housing .
The output shaft forms a penetrated bottom wall, and the shaft end oil
The inner peripheral standing wall of the reservoir and the output shaft or a part fixed thereto
A labyrinth seal portion is formed between the material and the material .

【0006】前記の立型出力ガスタービンでは、最下方
の軸受の上方に位置する軸受を潤滑した後の潤滑油が、
1つ以上の中間油溜めに一時的に溜められる。最下方の
軸受を潤滑した後の潤滑油は、この軸受の下方に位置す
る軸端油溜めに受け入れられる。前記の各油溜めに溜ま
った潤滑油は排油路を通って軸受箱の外部に排出され
る。したがって、潤滑油が軸受箱の外部に漏れるのが防
止される。また、軸端油溜めにより軸受箱の底壁を形成
しており、軸受箱の底壁が軸端油溜めに兼用されるか
ら、構成がさらに簡素化されるとともに、軸受箱内に離
間して位置する複数の軸受からそれぞれ出た潤滑油は、
軸端油溜めに確実に受け止められて、その下方に漏れ出
ることがない。 さらに、前記軸端油溜めの内周立壁と、
前記出力軸またはこれに固定された部材との間に、ラビ
リンスシール部を形成する。これにより、潤滑油および
これが微粒子化したオイルベーパが軸端油溜めと出力軸
との間から漏れ出ようとするのを、ラビリンスシール部
で防ぐことができる。
In the vertical output gas turbine, the lubricating oil after lubricating the bearing located above the lowermost bearing is:
Temporarily stored in one or more intermediate sumps. After lubricating the lowermost bearing, the lubricating oil is received in a shaft end oil reservoir located below this bearing. The lubricating oil accumulated in each of the oil reservoirs is discharged to the outside of the bearing housing through an oil drain passage. Therefore, leakage of the lubricating oil to the outside of the bearing housing is prevented. In addition, the bottom wall of the bearing box is formed by the oil sump at the shaft end
And the bottom wall of the bearing housing is also used for the shaft end oil reservoir
The structure is further simplified and separated into the bearing housing.
Lubricating oil from each of the bearings located between
The oil is securely received by the shaft end oil sump and leaks below it.
Never. Further, an inner peripheral standing wall of the shaft end oil reservoir,
A rabbit between the output shaft or a member fixed to the output shaft
A rinse seal is formed. This allows the lubricating oil and
This is the finely divided oil vapor that forms the oil sump at the shaft end and the output shaft.
Between the labyrinth seal part
Can be prevented.

【0007】このように、種々の問題を有するメカニカ
ルシールのようなオイルシール機構を用いることなく、
軸受箱内における複数の軸受の下方位置にそれぞれ油溜
めを設けて、出力軸を伝い落ちる潤滑油を油溜めに集め
てから排出する簡単な機構であって、油溜めは複数設け
られていることから、個々のものは大きな形状になら
ず、広い設置スペースを必要とせずに取り付けできる。
しかも、摺動部がないから、点検や整備をほとんど必要
としない。また、軸端油溜めから潤滑油がオーバーフロ
ーすると、ただちに軸受箱から漏れ出るおそれがある
が、本発明では、上方の中間油溜めで潤滑油の一部を受
け入れるので、下方の軸端油溜めとして大きな容積のも
のを設置できなくても、潤滑油が軸端油溜めからオーバ
ーフローして軸端から軸受箱の下方に漏れ出ることがな
い。
As described above, without using an oil seal mechanism such as a mechanical seal having various problems,
An oil reservoir is provided below each of a plurality of bearings in a bearing housing, and a simple mechanism for collecting lubricating oil flowing down the output shaft into an oil reservoir and then discharging the oil reservoir, wherein a plurality of oil reservoirs are provided. Therefore, the individual components do not have a large shape and can be attached without requiring a large installation space.
Moreover, since there is no sliding portion, almost no inspection or maintenance is required. Also, if the lubricating oil overflows from the shaft end oil reservoir, it may leak out of the bearing housing immediately. Even if a large-capacity oil tank cannot be installed, the lubricating oil does not overflow from the shaft end oil reservoir and leak from the shaft end to below the bearing housing.

【0008】[0008]

【0009】前記出力軸またはこれに固定された部材
に、遠心力で潤滑油を径方向外方に飛ばして前記油溜め
内に落下させる油切りを突設するのが好ましい。これに
より、出力軸を伝いながら油切りまで落ちてきた潤滑油
は、出力軸と一体回転する油切りの回転による遠心力で
飛ばされて、油溜め内に強制的に落下されるので、潤滑
油が出力軸を伝い落ちながら軸受箱との隙間から外部に
漏れ出ることがない。
It is preferable that an oil drain is provided on the output shaft or a member fixed to the output shaft so as to project lubricating oil radially outward by centrifugal force and drop into the oil reservoir. As a result, the lubricating oil that has dropped to the oil drain while traveling along the output shaft is blown off by centrifugal force due to the rotation of the oil drain that rotates integrally with the output shaft, and is forcibly dropped into the oil sump. Does not leak to the outside through the gap with the bearing box while traveling down the output shaft.

【0010】[0010]

【0011】さらに、前記軸受箱内を排気手段によって
負圧に維持するのが好ましい。これにより、軸受箱内の
オイルベーパが軸受箱の外部に漏れ出るのを抑制できる
ので、オイルシール効果がさらに向上する。
Further, it is preferable that the inside of the bearing housing is maintained at a negative pressure by exhaust means. Thereby, the oil vapor in the bearing housing can be prevented from leaking out of the bearing housing, so that the oil sealing effect is further improved.

【0012】本発明のガスタービンは、空気を圧縮する
圧縮機、圧縮された空気に燃料を混入して燃焼させる燃
焼器、およびこの燃焼器からの燃焼ガスにより駆動され
て前記圧縮機を駆動する圧縮機駆動用タービンを有する
ガス発生機と、前記燃焼ガスを作動ガスとする前述の本
発明の立型出力ガスタービンとを備えている。これによ
り、本発明に係る立型出力ガスタービンの前述したすべ
ての効果を備えたガスタービンが得られる。
A gas turbine according to the present invention is a compressor for compressing air, a combustor for mixing and burning fuel in compressed air, and is driven by combustion gas from the combustor to drive the compressor. A gas generator having a compressor driving turbine, and the above-described vertical output gas turbine of the present invention using the combustion gas as a working gas are provided. Thereby, a gas turbine having all the above-mentioned effects of the vertical output gas turbine according to the present invention can be obtained.

【0013】[0013]

【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
一実施形態の立型出力タービンを適用した本発明の一実
施形態に係るガスタービンを示している。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a gas turbine according to an embodiment of the present invention to which a vertical power turbine according to an embodiment of the present invention is applied.

【0014】ガスタービン1の駆動負荷となる発電機の
ような負荷装置(図示せず)は、基台Kの水平な基準面
Lに対して駆動軸がほぼ垂直に設定されており、原動機
としてのガスタービン1は基準面L上に支持されてい
る。ガスタービン1は二軸型であり、高温・高圧の燃焼
ガスGを発生させるガス発生機2と、前記燃焼ガスGを
作動ガスとする立型の出力タービン6と、前記ガス発生
機2で発生した燃焼ガスGを出力タービン6に導入する
中間ダクト4とを備えている。ガス発生機2は、吸気口
7から流入する空気を、図示しない圧縮機で圧縮し、こ
の圧縮空気を燃焼器へ導き、燃焼器で圧縮空気に燃料を
混入して燃焼させ、この燃焼器で発生した高温・高圧の
燃焼ガスGを動力として圧縮機駆動用タービンを回転駆
動する。ガス発生機2はその回転軸が基台Kの基準面L
と平行、つまり、この例では水平に設定されている。
A load device (not shown) such as a generator serving as a drive load of the gas turbine 1 has a drive shaft set substantially perpendicular to a horizontal reference plane L of a base K, and serves as a prime mover. Is supported on a reference plane L. The gas turbine 1 is of a two-shaft type, and has a gas generator 2 for generating high-temperature and high-pressure combustion gas G, a vertical output turbine 6 using the combustion gas G as a working gas, and a gas generator 2 for generating gas. And an intermediate duct 4 for introducing the combustion gas G into the output turbine 6. The gas generator 2 compresses the air flowing from the intake port 7 with a compressor (not shown), guides the compressed air to a combustor, mixes the fuel with the compressed air in the combustor, and burns the fuel. The compressor driving turbine is rotationally driven by using the generated high temperature and high pressure combustion gas G as power. The rotation axis of the gas generator 2 is the reference plane L of the base K.
, That is, horizontal in this example.

【0015】前記立型の出力タービン6は、その出力軸
8がほぼ鉛直に設定されており、この出力軸8の下端の
出力フランジ13が図示しない負荷装置に連結されてい
る。ガス発生機2の排気口15から出力タービン6の翼
列までの間を連通するガス導入路18は、前記中間ダク
ト4によって形成されている。ガス導入路18の後半部
は、出力軸8を渦巻き状に囲むスクロール流路Sとなっ
ている。この中間ダクト4の内方には出力軸8の軸受箱
10が設置されている。この軸受箱10は基台Kに固定
されており、その内部では、出力軸8が上部のジャーナ
ル軸受22、中間部のスラスト軸受23および下部のジ
ャーナル軸受24により回転自在に支持されている。
The vertical output turbine 6 has an output shaft 8 set substantially vertically, and an output flange 13 at the lower end of the output shaft 8 is connected to a load device (not shown). A gas introduction passage 18 communicating between the exhaust port 15 of the gas generator 2 and the cascade of the output turbine 6 is formed by the intermediate duct 4. The latter half of the gas introduction passage 18 is a scroll passage S that spirally surrounds the output shaft 8. A bearing box 10 for the output shaft 8 is provided inside the intermediate duct 4. The bearing box 10 is fixed to a base K, in which the output shaft 8 is rotatably supported by an upper journal bearing 22, an intermediate thrust bearing 23, and a lower journal bearing 24.

【0016】中間ダクト4は、伸縮継手51,52を介
して出力タービン6のケーシング21(または軸受箱1
0)とに連結され、さらに、中間ダクト4の後部は、図
示しない支持フレームにより基台Kに支持されている。
出力タービン6は支持脚19を介して基台Kに支持され
ており、その上部には図示しない排気ダクトが連結され
る。
The intermediate duct 4 is connected to the casing 21 (or the bearing housing 1) of the output turbine 6 via expansion joints 51 and 52.
0), and a rear portion of the intermediate duct 4 is supported by a base K by a support frame (not shown).
The output turbine 6 is supported on a base K via support legs 19, and an upper part thereof is connected to an exhaust duct (not shown).

【0017】ガスタービン1のガス発生機2において発
生した燃焼ガスGは、排気口15から水平方向に噴出し
て、中間ダクト4のガス導入路18を通ってスクロール
流路Sに流入する。スクロール流路Sに流入した燃焼ガ
スGは、スクロール流路Sに沿って出力タービン6の出
力軸8の周囲に環状に広がるとともに、スクロール流路
Sにおいて内周面形状に沿って流れながら出力タービン
6の軸方向に向けて流れ方向を転じ、作動ガスとして、
流出口27から出力タービン6のタービンロータ17の
動翼20とケーシング21に固定支持された静翼(ノズ
ル)22とからなる翼列に向けて噴出され、このタービ
ンロータ17が固定された出力軸8を回転駆動する。出
力軸8は負荷装置を駆動する。
The combustion gas G generated in the gas generator 2 of the gas turbine 1 is ejected in a horizontal direction from the exhaust port 15 and flows into the scroll passage S through the gas introduction passage 18 of the intermediate duct 4. The combustion gas G that has flowed into the scroll flow path S spreads annularly around the output shaft 8 of the output turbine 6 along the scroll flow path S, and flows along the inner peripheral surface shape of the scroll flow path S while the output turbine Turn the flow direction toward the axial direction of 6, and as the working gas,
It is jetted from the outlet 27 toward a cascade of rotor blades 20 of the turbine rotor 17 of the output turbine 6 and stationary blades (nozzles) 22 fixedly supported on the casing 21, and an output shaft on which the turbine rotor 17 is fixed. 8 is driven to rotate. The output shaft 8 drives a load device.

【0018】図2は前記軸受箱10の縦断面図を示す。
同図において、給油管29を通じて下部の油分配ボック
ス30に送給された潤滑油は、油供給配管31を介して
下部のジャーナル軸受24に供給されるとともに、送油
管32を介して上部の油分配器33に送られ、さらに、
上部の油分配ボックス33からそれぞれ油供給配管3
4、35を介して上部のジャーナル軸受22およびスラ
スト軸受23に供給される。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the bearing housing 10.
In the figure, the lubricating oil supplied to the lower oil distribution box 30 through the oil supply pipe 29 is supplied to the lower journal bearing 24 via the oil supply pipe 31, and the upper oil component is supplied via the oil supply pipe 32. Sent to the distributor 33,
Oil supply piping 3 from the upper oil distribution box 33
4 and 35 to the upper journal bearing 22 and the thrust bearing 23.

【0019】出力軸8におけるスラスト軸受23よりも
下方箇所には、リング状に外方に膨出した油ガイド部3
4が形成され、かつ油ガイド部34の下端部に、油切り
37が形成されている。前記油ガイド部34の下方位置
に、中間油溜め38が出力軸8の周囲を囲むように配設
されて、軸受箱10に固定されている。この中間油溜め
38は、上部のジャーナル軸受22およびスラスト軸受
23で潤滑された後の潤滑油を受け入れるものであり、
上方に開口した容器形状を呈している。中間油溜め38
の内周立壁38aは、出力軸8に近接して、前記油ガイ
ド部34の外周端面よりも軸心寄りに位置しており、こ
れによって、油ガイド部34から落下する潤滑油が内周
立壁38aと出力軸8との隙間から下方に流下させない
ようにしている。
A portion of the output shaft 8 below the thrust bearing 23 is provided with an oil guide portion 3 bulging outward in a ring shape.
4 is formed, and an oil drain 37 is formed at the lower end of the oil guide portion 34. An intermediate oil reservoir 38 is provided below the oil guide portion 34 so as to surround the output shaft 8, and is fixed to the bearing housing 10. The intermediate oil reservoir 38 receives the lubricating oil after being lubricated by the upper journal bearing 22 and the thrust bearing 23,
It has a container shape that opens upward. Intermediate oil sump 38
The inner peripheral standing wall 38a is located closer to the output shaft 8 and closer to the axis than the outer peripheral end surface of the oil guide portion 34, so that the lubricating oil falling from the oil guiding portion 34 is It does not flow downward from the gap between the output shaft 8 and the output shaft 38a.

【0020】さらに、最下方のジャーナル軸受24の下
方位置に、軸端油溜め39が出力軸8の周囲を囲むよう
に配設されている。この軸端油溜め39は、最下方のジ
ャーナル軸受24で潤滑された後の潤滑油およびこの軸
受24の上方から落ちてきた潤滑油を受け入れるもので
ある。また、軸端油溜め39は軸受箱10の底壁を形成
しており、その内周立壁39aは出力軸8に近接してい
る。
Further, a shaft end oil reservoir 39 is disposed below the lowermost journal bearing 24 so as to surround the output shaft 8. The shaft end oil reservoir 39 receives the lubricating oil lubricated by the lowermost journal bearing 24 and the lubricating oil dropped from above the bearing 24. The shaft end oil reservoir 39 forms the bottom wall of the bearing housing 10, and its inner peripheral standing wall 39 a is close to the output shaft 8.

【0021】出力軸8の下端部には、出力軸8と一体回
転する出力フランジ13がスプライン嵌合されて、ナッ
ト14で固定されている。この出力フランジ13の上端
に、上述と同様の油切り40を外周面に備えた円筒状の
カバー41が固定され、このカバー41により軸端油溜
め39の内周立壁39aの上方および外周を覆ってい
る。このカバー41と軸端油溜め39の内周立壁39a
との間に、図3に示すように、ラビリンスシール部42
が形成されている。このラビリンスシール部42には、
ガス発生機2の圧縮機から抽気した圧縮空気を供給して
シール性を高めてもよい。また、出力フランジ13の外
周面と前記内周立壁39aとの間にもラビリンスシール
部43が設けられている。
An output flange 13 that rotates integrally with the output shaft 8 is spline-fitted to the lower end of the output shaft 8 and is fixed with a nut 14. At the upper end of the output flange 13, a cylindrical cover 41 provided with an oil drain 40 similar to that described above on the outer peripheral surface is fixed, and this cover 41 covers the upper and outer peripheries of the inner peripheral standing wall 39a of the shaft end oil reservoir 39. ing. The inner wall 39a of the cover 41 and the shaft end oil reservoir 39
As shown in FIG. 3, the labyrinth seal portion 42
Are formed. The labyrinth seal portion 42 includes
The compressed air extracted from the compressor of the gas generator 2 may be supplied to enhance the sealing property. A labyrinth seal portion 43 is also provided between the outer peripheral surface of the output flange 13 and the inner peripheral standing wall 39a.

【0022】さらに、図2の軸受箱10には、この内部
を負圧に維持するためのブリーザ44が接続されてお
り、このブリーザ44は図1の出力タービン6の排ガス
通路に設けられた排ガスエゼクタ45に接続されて、そ
のエゼクタ効果により、軸受箱10内を排気する。これ
らブリーザ44と排ガスエゼクタ45とで排気手段が構
成されている。排ガスエゼクタ45の代りに動力式の排
気ポンプを用いてもよい。また、前記中間油溜め38お
よび軸端油溜め39には、内部に溜まった潤滑油を自然
落下で軸受箱10の外部に排出するための排油管(排油
路)47,48がそれぞれ接続されている。
Further, a breather 44 for maintaining the inside thereof at a negative pressure is connected to the bearing housing 10 of FIG. 2, and the breather 44 is provided in the exhaust gas passage of the output turbine 6 of FIG. Connected to the ejector 45, the inside of the bearing box 10 is exhausted by the ejector effect. The breather 44 and the exhaust gas ejector 45 constitute an exhaust unit. A power type exhaust pump may be used instead of the exhaust gas ejector 45. Oil drain pipes (oil drains) 47 and 48 are connected to the intermediate oil reservoir 38 and the shaft end oil reservoir 39, respectively, for discharging the lubricating oil accumulated therein to the outside of the bearing housing 10 by natural fall. ing.

【0023】つぎに、前記立型出力ガスタービン6の作
用について説明する。上部のジャーナル軸受22および
スラスト軸受23を潤滑した後の潤滑油は、出力軸8を
伝い落ちて、油ガイド部34により出力軸8の径方向外
方へ導かれたのち、さらに、油切り37により遠心力で
出力軸8の径方向外方に飛ばされて、中間油溜め38内
に落下し、この中間油溜め38内に一時的に溜められた
のちに、排油管47により外部に排出される。一方、最
下方のジャーナル軸受24を潤滑した後の潤滑油は、油
切り40による遠心力で出力軸8の径方向外方に飛ばさ
れて、軸端油溜め39内に落下し、この軸端油溜め39
内に一時的に溜められたのちに、排油管48により外部
に排出される。排出された潤滑油は、図示しないポンプ
により、再び給油管29から軸受箱10内に供給され
る。
Next, the operation of the vertical output gas turbine 6 will be described. The lubricating oil after lubricating the upper journal bearing 22 and the thrust bearing 23 travels down the output shaft 8 and is guided radially outward of the output shaft 8 by the oil guide portion 34, and then the oil drain 37. As a result, the oil is blown radially outward of the output shaft 8 by centrifugal force, falls into the intermediate oil reservoir 38, is temporarily stored in the intermediate oil reservoir 38, and is then discharged to the outside by the oil drain pipe 47. You. On the other hand, the lubricating oil after lubricating the lowermost journal bearing 24 is blown radially outward of the output shaft 8 by the centrifugal force of the oil drain 40, and falls into the shaft end oil reservoir 39, and this shaft end Sump 39
After being temporarily stored inside, the oil is discharged to the outside by an oil drain pipe 48. The discharged lubricating oil is supplied again from the oil supply pipe 29 into the bearing housing 10 by a pump (not shown).

【0024】このように、軸受箱10内の潤滑油回収機
構は、軸受箱10内における3つの軸受22〜24のう
ちの下部の二つの軸受け23,24の下方位置にそれぞ
れ油溜め38,39を設けて、出力軸8を伝い落ちる潤
滑油を油溜め38,39に集めてから排出する簡単な機
構である。
As described above, the lubricating oil collecting mechanism in the bearing housing 10 is provided with the oil reservoirs 38, 39 at positions below the lower two bearings 23, 24 of the three bearings 22 to 24 in the bearing housing 10, respectively. This is a simple mechanism for collecting lubricating oil flowing down the output shaft 8 into the oil reservoirs 38 and 39 and then discharging the lubricating oil.

【0025】出力軸8を伝い落ちてくる潤滑油を、油ガ
イド部34で出力軸8の径方向外方に導いたのち、さら
に油切り37で外方に飛ばしながら中間油溜め38内に
強制的に落下させるので、潤滑油が出力軸8と中間油溜
め38の内周立壁38aとの隙間から下方にほとんど漏
れ落ちない。軸受箱10の内部空間における中間油溜め
38が位置する付近は、出力軸8の下端の周囲よりも大
きなスペースがあるので、中間油溜め38は、軸端油溜
め39よりも大きな容積に設定して、中間油溜め38の
上方から落ちてくる潤滑油の殆どを回収できる。そのた
め、潤滑油を受け止める最終段の手段である軸端油溜め
39は、大きな容積にできなくても、潤滑油がオーバー
フローして出力軸8の下端から軸受箱10の下方に漏れ
出ることがない。
After the lubricating oil falling along the output shaft 8 is guided radially outward of the output shaft 8 by the oil guide portion 34, the lubricating oil is forcibly forced into the intermediate oil reservoir 38 while further flying outward by the oil drain 37. The lubricating oil hardly leaks downward from the gap between the output shaft 8 and the inner peripheral wall 38a of the intermediate oil reservoir 38. Since there is a larger space near the lower end of the output shaft 8 near the position where the intermediate oil reservoir 38 is located in the inner space of the bearing housing 10, the intermediate oil reservoir 38 is set to have a larger volume than the shaft end oil reservoir 39. Thus, most of the lubricating oil falling from above the intermediate oil reservoir 38 can be recovered. Therefore, even if the shaft end oil reservoir 39, which is the final stage means for receiving the lubricating oil, cannot have a large volume, the lubricating oil does not overflow and leak from the lower end of the output shaft 8 to below the bearing box 10. .

【0026】したがって、上記の出力タービン6におけ
る潤滑油の回収機構は、種々の問題を有するメカニカル
シールのようなオイルシール機構を用いない簡単な構成
であって、出力軸8に直接的に接触する摺動部分がない
ので、定期的な点検や整備を必要とせず、取り替える部
品も殆どない。また、2つの油溜め38,39は、上下
に分離して配置しているので、個々の形状が大きくなら
ず、広い設置スペースを必要とせずに取り付けできる。
さらに、遠心力で潤滑油を径方向外方に飛ばす油切り3
7,40を設けているから、潤滑油が出力軸8を伝い落
ちながら油溜め38,39の下方に漏れ出るのを確実に
防止できる。
Therefore, the lubricating oil recovery mechanism in the output turbine 6 described above has a simple structure without using an oil seal mechanism such as a mechanical seal having various problems, and directly contacts the output shaft 8. Since there are no sliding parts, there is no need for regular inspection and maintenance, and there are few parts to replace. Further, since the two oil sumps 38 and 39 are arranged vertically separated from each other, their respective shapes do not become large, and can be attached without requiring a large installation space.
Furthermore, an oil drainer 3 that blows lubricating oil radially outward by centrifugal force
Since the lubricating oils 7 and 40 are provided, it is possible to reliably prevent the lubricating oil from leaking below the oil reservoirs 38 and 39 while traveling down the output shaft 8.

【0027】また、軸端油溜め39と、出力軸8に固定
されて一体回転する出力フランジ部13との間に、ラビ
リンスシール部42を形成しているから、潤滑油および
これが微粒子化したオイルベーパが軸端油溜め39と出
力軸8との間から漏れ出ようとするのを、ラビリンスシ
ール部42で防ぐことができる。さらに、軸受箱10内
を、ブリーザ44および排ガスエゼクタ45からなる排
気手段で排気して負圧に維持しているから、軸受箱10
内の負圧によって、軸受箱10内のオイルベーパが軸受
箱10の外部に漏れ出るのを抑制できるので、オイル漏
れ防止効果がさらに向上する。
Further, since a labyrinth seal portion 42 is formed between the shaft end oil reservoir 39 and the output flange portion 13 fixed to the output shaft 8 and integrally rotating, the lubricating oil and the oil vapor in which the The labyrinth seal portion 42 can prevent the oil from leaking from between the shaft end oil reservoir 39 and the output shaft 8. Further, since the inside of the bearing housing 10 is evacuated and maintained at a negative pressure by exhaust means including a breather 44 and an exhaust gas ejector 45, the bearing housing 10
The oil vapor in the bearing housing 10 can be prevented from leaking to the outside of the bearing housing 10 due to the negative pressure in the inside, so that the oil leakage prevention effect is further improved.

【0028】なお、前記中間油溜め38は、複数個、た
とえば上部の軸受22の下方と、中間の軸受23の下方
とに1つずつ設けてもよい。
The intermediate oil sump 38 may be provided in plural numbers, for example, one below the upper bearing 22 and one below the intermediate bearing 23.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように本発明の立型出力タービン
またはこれを備えたガスタービンによれば、潤滑油は、
中間油溜めと軸端油溜めとに受け入れられて、軸受箱の
外部へ漏出しない。このシール構造は、出力軸に直接接
触する部材を用いない簡単な構成となり、しかも、点検
や整備を殆ど必要とせず、定期的に取り替えが必要な部
材もない。また、油溜めは複数設けられていることか
ら、個々のものは大きな形状にならず、広い設置スペー
スを必要とせずに取り付けできる。しかも、潤滑油の一
部は中間油溜めに受け入れられるから、潤滑油を受け入
れる最終段の手段である軸端油溜めは、大きな容積のも
のを設置できなくても、潤滑油が軸端油溜めからオーバ
ーフローして軸受箱から下方に漏れ出ることがない。
らに、潤滑油およびこれが微粒子化したオイルベーパラ
ビリンスシール部により、軸受箱の外部への漏出が防止
される。
As described above, according to the vertical output turbine of the present invention or the gas turbine provided with the same, the lubricating oil
It is received in the intermediate oil sump and the shaft end oil sump and does not leak out of the bearing housing. This seal structure has a simple structure that does not use a member that directly contacts the output shaft, and requires little inspection and maintenance, and has no member that needs to be replaced periodically. In addition, since a plurality of oil reservoirs are provided, individual oil reservoirs do not have a large shape and can be attached without requiring a large installation space. Moreover, since a part of the lubricating oil is received in the intermediate oil sump, the shaft end oil sump, which is the last stage means for receiving the lubricating oil, can be used even if a large-capacity oil tank cannot be installed. And does not leak downward from the bearing housing. Sa
In addition, lubricating oil and oil vapor
Prevents leakage of the bearing housing to outside due to virulence seal
Is done.

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

【図1】本発明の一実施形態に係るガスタービンを示す
要部を切断した側面図である。
FIG. 1 is a side view in which main parts of a gas turbine according to an embodiment of the present invention are cut.

【図2】同上のガスタービンにおける軸受箱を示す縦断
面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a bearing box in the gas turbine.

【図3】図2の軸受箱の下部を示す縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a lower portion of the bearing housing of FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガスタービン、2…ガス発生機、6…立型の出力タ
ービン、8…出力軸、10…軸受箱、22〜24…軸
受、37,40…油切り、38…中間油溜め、39…軸
端油溜め、42…ラビリンスシール部、44…ブリーザ
(排気手段の一部)、45…排気ガスエゼクタ(排気手
段の一部)、47,48…排油管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas turbine, 2 ... Gas generator, 6 ... Vertical output turbine, 8 ... Output shaft, 10 ... Bearing box, 22-24 ... Bearing, 37, 40 ... Oil drain, 38 ... Intermediate oil sump, 39 ... Shaft end oil reservoir, 42: labyrinth seal part, 44: breather (part of exhaust means), 45: exhaust gas ejector (part of exhaust means), 47, 48 ... oil drain pipe

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−164534(JP,A) 特開 昭57−91327(JP,A) 特開 平8−296457(JP,A) 特開 平8−296456(JP,A) 実開 昭60−10838(JP,U) 実開 昭63−57896(JP,U) 実公 昭59−22396(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02C 7/06 F01D 25/16 F16N 31/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-3-164534 (JP, A) JP-A-57-91327 (JP, A) JP-A-8-296457 (JP, A) JP-A-8-296456 (JP) , A) Japanese Utility Model 60-10838 (JP, U) Japanese Utility Model 63-57896 (JP, U) Japanese Utility Model 59-22396 (JP, Y2) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB Name) F02C 7/06 F01D 25/16 F16N 31/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 出力軸がほぼ鉛直に設定されて、作動ガ
スのエネルギーを動力として取り出す出力タービンであ
って、前記出力軸の 軸方向に離間して位置し、前記出力軸を回
転自在に支持する複数の軸受と、前記軸受を収納し、前記出力軸の下方を貫通させる軸受
箱と、 最下方の軸受よりも下方の前記軸受箱の内部に位置し、
軸受潤滑後の潤滑油を受け入れる軸端油溜めと、 この軸端油溜めよりも上方に位置して前記最下方の軸受
よりも上方に位置する他の軸受を潤滑した後の潤滑油を
受け入れる1つ以上の中間油溜めと、 これら油溜めから前記軸受箱の外部へ潤滑油を排出する
排油路とを備え さらに、前記軸端油溜めは前記軸受箱における前記出力
軸が貫通した底壁を形成しており、 前記軸端油溜めの内周立壁と前記出力軸またはこれに固
定された部材との間にラビリンスシール部が形成されて
いる 立型出力タービン。
An output turbine in which an output shaft is set to be substantially vertical to extract energy of a working gas as power, the output turbine being spaced apart in the axial direction of the output shaft, and rotatably supporting the output shaft. A plurality of bearings, and a bearing that houses the bearing and penetrates below the output shaft
Box , located inside the bearing box below the lowermost bearing ,
A shaft end oil reservoir for receiving lubricating oil after bearing lubrication, and a lubricating oil for lubricating other bearings located above the shaft end oil reservoir and above the lowermost bearing 1 One or more and reservoir intermediate oil, and an oil discharge passage for discharging the lubricating oil to the outside of the bearing housing from the sump these oils, furthermore, the shaft end sump is the output of the bearing housing
The shaft forms a bottom wall that penetrates, and the inner peripheral standing wall of the shaft end oil reservoir and the output shaft or the output shaft or
A labyrinth seal is formed between
A vertical power turbine.
【請求項2】 請求項1において、前記出力軸またはこ
れに固定された部材に、遠心力で潤滑油を径方向外方に
飛ばして前記油溜め内に落下させる油切りが突設されて
いる立型出力タービン。
2. The oil drain according to claim 1, wherein the output shaft or a member fixed thereto is provided with an oil drain that causes lubricating oil to fly radially outward by centrifugal force and drop into the oil reservoir. Vertical power turbine.
【請求項3】 請求項1または2において、前記軸受箱
内を負圧に維持する排気手段を備えている立型出力ター
ビン。
3. The vertical power turbine according to claim 1, further comprising exhaust means for maintaining a negative pressure in the bearing housing.
【請求項4】 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気
に燃料を混入して燃焼させる燃焼器、およびこの燃焼器
からの燃焼ガスにより駆動されて前記圧縮機を駆動する
圧縮機駆動用タービンを有するガス発生機と、前記燃焼
ガスを作動ガスとする請求項1〜のいずれかに記載の
立型出力タービンとを備えたガスタービン。
4. A compressor for compressing air, a combustor for mixing and burning fuel in the compressed air, and a compressor driving turbine driven by combustion gas from the combustor to drive the compressor. A gas turbine comprising: a gas generator having the following features; and the vertical output turbine according to any one of claims 1 to 3 , wherein the combustion gas is a working gas.
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