JPH0435546Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ガスタービンエンジンにおけるロー
タシヤフトを支持するベアリングの潤滑装置に関
し、とくに潤滑オイルを利用してベアリングを強
制冷却するようにした潤滑装置に関する。

［従来の技術］ 本考案に関連する従来の技術として、圧縮機側
軸受ハウジングとタービン側軸受ハウジングとで
支承されたタービン車軸を備えた１軸型小型ガス
タービンにおいて、タービン側軸受ハウジング内
のころがり軸受に噴流させる潤滑油用給油パイプ
を、圧縮機とスクロールとの空間に配管し、該給
油パイプとスクロールとの間に熱遮断板を介在さ
せた小型ガスタービンの潤滑油給油装置が知られ
ている（特開昭59−43929号公報）。

また、軸受部材を介して回転軸を支持する回転
軸支持体に、燃料供給系の一部としての通路を形
成してなる軸受の冷却構造が知られている（実開
昭61−6025号公報）。

第３図は、従来のタービンロータベアリングの
潤滑装置を示している。図中、１はロータシヤフ
トを示しており、ロータシヤフト１はベアリング
ホルダ２を貫通して設けられている。ロータシヤ
フト１にはコンプレツサ３とタービン４とが取付
けられており、コンプレツサ３はベアリングホル
ダ２の一方の側面側に配置され、タービン４はベ
アリングホルダ２の他方の側面側に配置されてい
る。ロータシヤフト１は、ベアリング５によつて
回転自在に支持されており、ベアリング５は上述
のベアリングホルダ２に保持されている。

ベアリング５の両側には、カーボンシール６が
配設されており、カーボンシール６はロータシヤ
フト側にホルダを介して固定され、ロータシヤフ
ト１と共回り可能となつている。ベアリングホル
ダ２には、ベアリング５の潤滑および冷却のため
のオイルジエツト通路７が形成されており、オイ
ルジエツト通路７のオイルが噴射されるオイルジ
エツト８の位置は、ベアリング５の一側面（コン
プレツサ側）に設定されている。

このような潤滑装置では、ベアリング５の片側
からローラ（転動体）５ａに向けてオイルが吹き
付けられ、ベアリング５の潤滑と冷却とが行なわ
れる。ベアリング５の周囲はカーボンシール６に
よつて外部とシールされ、オイルミストの漏れが
防止されている。そしてベアリング５に吹き付け
られたオイルは、ドレン穴９を経由してオイルパ
ン（図示略）に戻されるようになつている。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述のベアリングは高速回転
（最高約70000rpm）するロータシヤフトを支持す
るため、転動体としてのローラとアウタレースお
よびインナレースとの摩擦によりベアリングの温
度が著しく高くなるという問題があつた。すなわ
ち、ベアリングの冷却が十分でないと潤滑作用が
悪化してベアリングの寿命が低下するとともに焼
き付きを生じるおそれがあつた。

また、上記の潤滑装置では、オイルがオイルジ
エツト通路を通過する際にタービン側の熱によつ
てオイルの温度が上昇するので、ベアリングに高
温のオイルが噴射され、ベアリリングの冷却効果
が悪かつた。

本考案は、上記の問題点を解決するために、オ
イルがオイルジエツト通路を通過する際のオイル
の温度上昇を小に抑えるとともに、オイルジエツ
ト通路を流れるオイルの一部を利用してベアリン
グを強制冷却し、ベアリングの寿命を向上させる
ことを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この目的に沿う本考案のタービンロータベアリ
ングの潤滑装置は、タービンとコンプレツサとが
取付けられたロータシヤフトをベアリングで支持
し、該ベアリングを保持するベアリングホルダ
に、前記ベアリングに潤滑用オイルを噴射するオ
イルジエツト通路を形成したタービンロータベア
リングの潤滑装置であつて、前記ベアリングのア
ウタレースに冷却通路を形成し、前記ベアリング
ホルダに、前記オイルジエツト通路を流れる潤滑
用オイルを前記冷却通路にバイパスさせるバイパ
ス通路を設けたものから成る。

［作用］ このように構成させた本考案のタービンロータ
ベアリングの潤滑装置においては、オイルジエツ
ト通路を流れるオイルの一部がバイパス通路に流
入される。バイパス通路に流入されたオイルは、
ベアリングのアウタレースに形成された冷却通路
を通過し、アウタレースと潤滑用オイルとの間で
熱交換が行われる。したがつて、アウタレースが
冷却され、温度上昇によるベアリングの焼き付き
が防止されるとともにベアリングの耐久性が高め
られる。

また、バイパス通路にオイルが流入される分だ
けオイルジエツト通路を流れるオイルの流れが早
くなり、オイルジエツト通路を通過する際のオイ
ルの温度上昇が小におさえられる。これにより、
従来装置よりもベアリングに噴射されるオイルの
温度が低下し、冷却効果が高められる。

［実施例］ 以下に、本考案に係るタービンロータベアリン
グの潤滑装置の望ましい実施例を、図面を参照し
て説明する。

第１図および第２図は、本考案の一実施例に係
るタービンロータベアリングの潤滑装置を示して
いる。図中、１１はロータシヤフトを示しており
ロータシヤフト１１は、ベアリングホルダ１２の
シヤフト挿通穴１３に挿通されている。ロータシ
ヤフト１１には、タービン１４とコンプレツサ１
５とが取付けられている。タービン１４は、ベア
リングホルダ１２の一方の側壁１２ａ側に配設さ
れており、コンプレツサ１５はベアリングホルダ
１２の他方の側壁１２ｂ側に配設されている。

ベアリングホルダ１２には、シヤフト挿通穴１
３と同軸上にベアリング固定穴１６が形成されて
いる。ベアリング固定穴１６はベアリングホルダ
１２の肉厚のほぼ中央に位置しており、このベア
リング固定穴１６にロータシヤフト１１を回転自
在に支持するベアリング１７が嵌合されている。
ベアリング１７は、本実施例では、ローラベアリ
ングが用いられているが、ローラベアリングに限
定されずボールベアリング、その他のベアリング
であつてもよい。なお、これらのベアリングは勿
論、高温、高速回転に耐えるものである。

ベアリング１７の両側には、ベアリング室１８
がそれぞれ形成されており、ベアリング室１８は
リング状のカーボンシール１９によつて外部とシ
ールされている。カーボンシール１９は、ロータ
シヤフト１１に固定されたホルダ２０，２１によ
つて保持されており、外周面がシヤフト挿通穴１
３の内周面に接触している。そして、カーボンシ
ール１９は、ロータシヤフト１１の回転に伴なつ
てシヤフト挿通穴１３と接触しながら回転し、外
部とベアリング室１８とを遮断している。

ベアリングホルダ１２には、上下方向に延びる
オイルジエツト通路２２が形成されている。オイ
ルジエツト通路２２の上方はオイル供給源（図示
略）に接続されており、下方は、オイルジエツト
穴２２ａとなつている。オイルジエツト穴２２ａ
は、一方のベアリング室１８に開口されており、
このオイルジエツト穴２２からベアリング１７の
ローラ１７ｂに向けてオイルが吹きつけられるよ
うになつている。

ベアリングホルダ１２にはオイルジエツト通路
２２を流れるオイルをバイパスさせる油孔２３，
２４から成るバイパス通路２５が形成されてい
る。油孔２３は、ベアリングホルダ１２の側壁１
２ａ側からオイルジエツト通路２２と直交するよ
うに穿設されており、穿設後、油孔２３の側壁１
２ａ側の開口部が埋栓２６によつて塞がれてい
る。油孔２４はオイルジエツト通路２２と平行に
延びており、一方が油孔２３と直交しており、他
方はベアリング固定穴１６の内周面に開口してい
る。

ベアリング１７のアウタレース１７ａには、第
２図に示すように平面形状が四辺形となる冷却通
路２７が形成されている。冷却通路２７は、油孔
２８，２９，３０，３１から構成されている。油
孔２８，２９の一方はアウタレース１７ａの頂部
に位置しており、両油孔２８，２９はバイパス通
路２５の油孔２４に接続されている。油孔２８，
２９はアウタレース１７ａの頂部から左右に分岐
され、それぞれ斜め下方に延びている。油孔２８
の他方はベアリング１７の中心を通る水平線３２
とアウタレース１７ａの外周面１７ｃとが交差す
る位置に開口されており、油孔２９の他方は同様
に水平線３２とアウタレース１７ａの外周面１７
ｃとが交差する位置に開口されている。すなわち
水平線３２と交差する油孔２８，２９の開口部
は、それぞれ時計方向に180°ずれて位置してい
る。油孔３０，３１は、前述の水平線３２と交差
する油孔２８，２９の開口部から斜め下方に穿設
されており、油孔２８と油孔２９とはアウタレー
ス１７ａの最下部で合流されている。油孔２８，
２９，３０，３１の水平線３２と交差する開口部
は、オイル漏れを防止するため埋栓３３によつて
塞がれている。なお、本実施例では開口部を埋栓
で塞ぐようにしたが、通常アウタレース１７ａ
は、ベアリングホルダ１２に絞り嵌めで固定され
るので、油孔の開口部をとくに塞ぐ加工を施さな
くともオイル漏れは防止される。

冷却通路２７の油孔３０，３１の最下方はベア
リング室１８に開口されており、ベアリング室１
８は、ベアリング１７の下方に形成されたドレン
穴３４に連通されている。ドレン穴３４は図示さ
れないオイルパンに接続されている。

つぎに上記のタービンロータベアリングの潤滑
装置における作用について説明する。

コンプレツサ１５によつて圧縮された空気は、
その後、燃焼器（図示略）に送られて、エネルギ
を付与され、タービン１４を駆動させる。タービ
ン１４とコンプレツサ１５はロータシヤフト１１
と一体となつて回転し、ロータシヤフト１１を支
持するベアリング１７には、オイルジエツト穴２
２ａからオイルが吹き付けられる。ベアリングホ
ルダ１２には、オイルジエツト通路２２のオイル
をバイパスさせるバイパス通路２５が形成されて
いるので、オイルジエツト通路２２のオイルの一
部がバイパス通路２５に流入される。そのため、
従来構造に比べてオイルジエツト通路２２を通過
するオイルの流れが早くなり、オイルジエツト通
路２２を通過する際のオイルの温度上昇が小に抑
えられる。すなわち、ベアリングホルダ１２とオ
イルとの熱交換の時間が短縮される分だけベアリ
ング１７に吹きつけられるオイルの温度が従来よ
りも低下し、ベアリング１７の冷却効果が高めら
れる。

バイパス通路２５に流入したオイルは、ベアリ
ング１７のアウタレース１７ａに形成された冷却
通路２７に導かれ、アウタレース１７ａは、この
冷却媒体としてのオイルによつて冷却される。す
なわち、オイルとアウタレース１７ａとの熱交換
により、ローラ１７ｂおよびインナレース１７ｄ
も間接的に冷却される。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案のタービンロータ
ベアリングの潤滑装置によるときは、ベアリング
ホルダに、オイルジエツト通路を流れる潤滑用オ
イルをバイパスさせるバイパス通路を設けるよう
にしたので、オイルの流れが早められオイルジエ
ツト通路を通過する際のオイルの温度上昇が小に
抑えられる。これにより、従来よりも温度の低い
オイルをベアリングに吹きつけることができ、ベ
アリングの冷却効果を高めることができる。

また、バイパス通路のオイルをアウタレースの
冷却通路に流すようにしたので、ベアリングが十
分に冷却されベアリングの著しい温度上昇を抑え
ることができる。その結果、ベアリングの焼き付
きが防止できるとともに、ベアリングの耐久性を
大幅に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るタービンロー
タベアリングの潤滑装置の断面図、第２図は第１
図の−線に沿う断面図、第３図は従来のター
ビンロータベアリングの潤滑装置の断面図、であ
る。 １１……ロータシヤフト、１２……ベアリング
ホルダ、１４……タービン、１５……コンプレツ
サ、１７……ベアリング、１７ａ……アウタレー
ス、２２……オイルジエツト通路、２５……バイ
パス通路、２７……冷却通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タービンとコンプレツサとが取付けられたロー
   タシヤフトをベアリングで支持し、該ベアリング
   を保持するベアリングホルダに、前記ベアリング
   に潤滑用オイルを噴射するオイルジエツト通路を
   形成したタービンロータベアリングの潤滑装置に
   おいて、前記ベアリングのアウタレースに冷却通
   路を形成し、前記ベアリングホルダに、前記オイ
   ルジエツト通路を流れる潤滑用オイルを前記冷却
   通路にバイパスさせるバイパス通路を設けたこと
   を特徴とするタービンロータベアリングの潤滑装
   置。