JPH0649866Y2 - ガスタービン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、自動車用のガスター
ビンに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、自動車用のガスタービン
は、燃焼器から出る高温の排気ガスをタービンロータに
導いて同タービンロータを回転させ、その回転をコンプ
レッサに伝えることによって大気の吸入および圧縮を行
ない、その圧縮空気を燃焼用空気として上記燃焼器に供
給する。

【０００３】さらに、タービンロータを経た排気ガスを
熱交換器に通すとともに、コンプレッサから吐出される
圧縮空気を同熱交換器に通し、排気熱で圧縮空気を予熱
することによって燃料の消費率を減らし、燃費の向上を
図っている。

【０００４】タービンロータの材質としては、高温度に
対して十分な耐熱性を有するセラミックを採用してい
る。

【０００５】また、タービンロータの軸とコンプレッサ
の軸とを金属スリーブに挿嵌して焼嵌めし、その金属ス
リーブをベアリングによって回動可能に支持する構造を
採用している。

【０００６】さらに、タービンロータの軸の内部に油通
路を設け、金属スリーブ内に潤滑油を供給するようにし
ている。この潤滑油は、金属スリーブと軸との接合部を
冷却するとともに、金属スリーブに形成された複数の油
通路を通ってベアリングの摺動部に浸入し、同ベアリン
グの冷却および潤滑を行なう。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上記のガス
タービンでは、金属スリーブにおける油通路がタービン
ロータの軸の周面と対応する位置にあるため、油通路の
開口面積分だけ金属スリーブとタービンロータの軸との
接合面積が小さくなる。

【０００８】接合面積が小さいと、タービンロータの軸
からコンプレッサの軸への回転力の伝達に無理が生じ
る。特に、運転時は接合部が高温となって接合に緩みが
生じる傾向にあるため、回転力の伝達に支障を来たす心
配がある。

【０００９】また、タービンロータの軸の周面におい
て、金属スリーブの油通路の開口周縁と対応する位置に
局所的な応力が集中する。この応力の集中は、タービン
ロータの破損に発展する心配がある。

【００１０】この考案は上記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、金属スリーブとタービンロー
タの軸との十分な接合面積を確保することができ、これ
により回転力の良好な伝達を可能とし、さらにはタービ
ンロータの軸への局所的な応力の集中を回避することが
でき、これによりタービンロータの破損を未然に防止す
ることができるガスタービンを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この考案は、セラミック
タービンロータの軸とコンプレッサの軸とを金属スリー
ブに挿嵌して焼嵌めし、同金属スリーブをベアリングに
より回動可能に支持する構造のガスタービンにおいて、
上記金属スリーブ内の両軸間に形成され且つ上記ベアリ
ングの取り付け位置から軸方向にずれた位置に存する間
隙と、上記コンプレッサの軸の内部を通り上記間隙に通
じる第１油通路と、上記金属スリーブにおいて上記間隙
と対応する部位が周方向に貫通して設けられた複数の第
２油通路と、上記ベアリングのインナレースを傾斜状に
貫通して設けられ上記各第２油通路と上記ベアリング内
の摺動部とを連通する複数の第３油通路とを備える。

【００１２】

【作用】金属スリーブの第２油通路は、タービンロータ
の軸に接しない。

【００１３】

【実施例】以下、この考案の一実施例について図面を参
照して説明する。

【００１４】図４において、１はセラミック製のタービ
ンロータ（以下、セラミックタービンロータと称す）
で、軸１ａを有している。２はコンプレッサで、軸２ａ
を有している。

【００１５】このセラミックタービンロータ１の軸１ａ
とコンプレッサ２の軸２ａとが金属スリーブ３に両側か
ら挿嵌され、そこに焼嵌め処理が施されることによって
軸１ａ，２ａが結合される。この結合に際しては、金属
スリーブ３内の軸１ａ，２ａ間に、しかも後述するベア
リング４の取り付け位置からずれた位置に間隙Ｗが形成
される。

【００１６】そして、金属スリーブ３の外周面にベアリ
ング４が取り付けられ、同ベアリング４によって金属ス
リーブ３が回動可能に支持される。このベアリング４の
取り付けに当たっては、セラミックタービンロータ１か
らベアリング４への熱の伝達を遮断するため、断熱部材
としてラビリンス５が設けられる。

【００１７】一方、詳細を図１に示すように、コンプレ
ッサ２の軸２ａ内に第１油通路２ｂが形成される。この
第１油通路２ｂは、潤滑油をコンプレッサ２側から間隙
Ｗに導くためのものである。

【００１８】また、図１のＡ−Ａ線断面を図２に示すよ
うに、金属スリーブ３において、内部の間隙Ｗと対応す
る部位に複数の第２油通路３ａが周方向に貫通して設け
られる。

【００１９】さらに、図１のＢ−Ｂ線断面を図３に示す
ように、ベアリング４は金属スリーブ３に接するインナ
レース４ａを有しており、そのインナレース４ａには傾
斜状に貫通する複数の第３油通路４ｂが設けられる。こ
れら第３油通路４ｂは、金属スリーブ３の各第２油通路
３ａとベアリング４内の摺動部とを連通するものであ
る。

【００２０】なお、６はスプラインシャフトである。

【００２１】次に、上記の構成において作用を説明す
る。

【００２２】運転時、燃焼器から出る高温の排気ガスが
セラミックタービンロータ１に導かれ、同セラミックタ
ービンロータ１が回転する。この回転は結合状態の軸１
ａ，２ａを介してコンプレッサ２に伝わり、大気の吸入
および圧縮が行なわれる。この圧縮空気は燃焼用空気と
して上記燃焼器に供給される。

【００２３】セラミックタービンロータ１を経た排気ガ
スは熱交換器（図示しない）を通る。同時に、コンプレ
ッサ２から吐出される圧縮空気が同じ熱交換器を通り、
排気熱によって圧縮空気が予熱される。

【００２４】この運転時、潤滑油が第１油通路２ａを通
って金属スリーブ３内の間隙Ｗに導かれる。この導かれ
た潤滑油は、金属スリーブ３と軸１ａとの接合部を冷却
するとともに、遠心力によって金属スリーブ３に形成さ
れている複数の第２油通路３ａを通り、ベアリング４の
インナレース４ａに形成されている複数の第３油通路４
ｂに入る。そして、各第３油通路４ｂに入った潤滑油
は、ベアリング４の摺動部に浸入し、同ベアリング４の
冷却および潤滑を行なう。

【００２５】ところで、金属スリーブ３の第２油通路３
ａは、セラミックタービンロータ１の軸１ａとは接しな
い位置にある。

【００２６】したがって、金属スリーブ３とセラミック
タービンロータ１の軸１ａとの接合面積が油通路の開口
面積分だけ小さくなるという不具合を解消することがで
き、たとえ接合部が高温となって接合に緩みが生じる状
況となっても、金属スリーブ３と軸１ａとの必要十分な
接合面積を確保することができる。

【００２７】すなわち、軸１ａから軸１ｂへの回転力の
伝達を無理なく確実に行なうことができ、回転力の伝達
に支障を来たす心配がない。

【００２８】また、第２油通路３ａが軸１ａの周面に接
しない構成であるから、軸１ａの周面に局所的な応力が
集中することもなく、よってセラミックタービンロータ
１の破損の心配もない。

【００２９】なお、この考案は上記実施例に限定される
ものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能
である。

【００３０】

【考案の効果】以上述べたようにこの考案によれば、金
属スリーブの油通路をタービンロータの軸に接しさせな
い構成としたので、金属スリーブとタービンロータの軸
との十分な接合面積を確保することができ、これにより
回転力の良好な伝達を可能とし、さらにはタービンロー
タの軸への局所的な応力の集中を回避することができ、
これによりタービンロータの破損を未然に防止すること
ができるガスタービンを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の要部の構成を拡大して示
す図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面を矢印方向に見た図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面を矢印方向に見た図。

【図４】同実施例の要部の構成を示す図。

【符号の説明】

１…セラミックタービンロータ、１ａ…軸、２…コンプ
レッサ、２ａ…軸、２ｂ…第１油通路、３…金属スリー
ブ、３ａ…第２油通路、４…ベアリング、４ａ…インナ
レース、４ｂ…第３油通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックタービンロータの軸とコンプ
   レッサの軸とを金属スリーブに挿嵌して焼嵌めし、同金
   属スリーブをベアリングにより回動可能に支持する構造
   のガスタービンにおいて、上記金属スリーブ内の両軸間
   に形成され且つ上記ベアリングの取り付け位置から軸方
   向にずれた位置に存する間隙と、上記コンプレッサの軸
   の内部を通り上記間隙に通じる第１油通路と、上記金属
   スリーブにおいて上記間隙と対応する部位が周方向に貫
   通して設けられた複数の第２油通路と、上記ベアリング
   のインナレースを傾斜状に貫通して設けられ上記各第２
   油通路と上記ベアリング内の摺動部とを連通する複数の
   第３油通路とを具備したことを特徴とするガスタービ
   ン。