JPH06603Y2 - ガスタービンエンジンのオイルシール構造 - 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のオイルシール構造に関
する。

〔従来の技術〕

ガスタービンエンジンは、コンプレッサと燃焼器とター
ビンとを含み、燃焼ガスの膨張エネルギーによってター
ビンを駆動するものである。これらの部品はエンジンハ
ウジングに組み込まれ、エンジンハウジングにはさら
に、リダクションギヤケース及びアクセサリギヤユニッ
トケース等が取りつけられるようになっている。また、
コンプレッサインペラやタービンホイールを支持する軸
受や、リダクションギヤ及びアクセサリギヤを潤滑する
ために、潤滑装置が設けられている。しかし、ガスター
ビンエンジンでは、オイルがコンプレッサで吸い出され
て消費するという問題があり、オイル漏れ防止装置を必
要とすることがある。

例えば、実開昭57-84334号公報は次のようなガスタービ
ンエンジンのオイル漏れ防止構造を開示している。

コンプレッサインペラを担持する両端部は、それぞれ軸
受によって支持される。これらの軸受のうち、コンプレ
ッサインペラ側の軸受は固定部材であるエアインテーク
部材のボス部に配置される。さらに、この軸受のコンプ
レッサインペラ側にはラビリンスシールが形成され、軸
受に供給されたオイルがエアインテーク部材のボス部の
先端からコンプレッサで吸い出されるのを防止するよう
になっている。しかし、エアインテーク部材のコーン状
外周面はコンプレッサに向かう吸入空気の通路を形成す
るものであり、吸入空気の流れによって、エアインテー
ク部材ぼボス部の先端の間隙からボス部内部のタービン
軸と嵌合空間に負圧が発生する。このため、軸受とラビ
リンスシールとを通過してコンプレッサに向かう流れが
生成し、やはりオイルがコンプレッサで吸い出されるこ
とになる。これを防止するために、上記公報に記載され
た従来技術ではラビリンスシールにコンプレッサの圧縮
空気を供給して、軸受とラビリンスシールとを通過して
コンプレッサに向かう流れを防止することを開示してい
る。しかし、ラビリンスシールにコンプレッサの圧縮空
気を供給するためには複雑な通路構造が必要となるの
で、これを改善するために上記公報ではラビリンスシー
ルにコンプレッサの流れの動圧を導入することを開示し
ている。

また、特開昭61-121740号公報に開示されたガスタービ
ン用高速発電機では、発電機の作用によって負圧が生成
されるために発電機のステータとロータとの間の隙間に
オイルが流入するのを防止するために、発電機の両側に
形成される室に大気圧を供給することを開示している。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記実開昭57-84334号公報に記載されたように、コンプ
レッサインペラを担持するタービン軸のコンプレッサ側
の軸受と隣接するラビリンスシールを通って、コンプレ
ッサに向かう流れを防止することが必要であるが、その
手段として、ラビリンスシールにコンプレッサの圧縮空
気を供給することは複雑な通路構造が必要となるので、
より簡単な構造が望まれる。このため、上記公報に開示
されたようにラビリンスシールにコンプレッサの流れの
動圧を導入するようにすると、動圧を導入するために吸
入空気の流れの中にじゃま板等の突出部を突き出すこと
が必要になり、すると吸入空気の流れに抵抗が生じて、
エンジンの出力に影響するようになるという問題があ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本考案によるガスタービンエンジンのオイルシール構造
は、エンジンハウジングに固定されるエアインテーク部
材と、コンプレッサインペラを担持し且つ該エアインテ
ーク部材の中央に設けたボス部に嵌合されるタービン軸
と、該タービン軸と該エアインテーク部材のボス部との
間に配置される軸受と、該軸受よりもコンプレッサイン
ペラ側で該タービン軸と該エアインテーク部材のボス部
との間に設けたラビリンスシールと、該エアインテーク
部材のほぼ外周に沿って取りつけられたアクセサリギヤ
ユニットケースと、該アクセサリギヤユニットケース内
に集った潤滑オイルをオイルパンに戻すためのスカベン
ジングポンプとを備えたガスタービンエンジンにおい
て、前記スカベンジングポンプによって前記アクセサリ
ギヤユニットケース内に負圧を発生せしめるように構成
するとともに、前記アクセサリギヤユニットケース内部
の空間と該アクセサリギヤユニットケースと前記エアイ
ンテーク部材とによって形成される軸受室との間の仕切
り壁に連通孔を設けて、該軸受室に前記アクセサリギヤ
ユニットケース内の負圧を供給し、よって、前記軸受か
ら前記ラビリンスシールを通ってコンプレッサの吸入部
に向かう空気の流れを防止するようにしたことを特徴と
するものである。

〔作用〕

上記構成においては、スカベンジングポンプによってア
クセサリギヤユニットケース内に発生せしめられた負圧
が、コンプレッサインペラを担持するタービン軸のコン
プレッサインペラ側の軸受を配置した軸受室に供給され
るので、この負圧が軸受及びラビリンスシールにコンプ
レッサの吸入空気の流れによって発生する負圧と対向す
るように作用するので、軸受及びラビリンスシールを通
ってコンプレッサの吸入部に向かう空気の流れを防止す
ることができる。そして、本考案の構成で使用されるス
カベンジングポンプは、アクセサリギヤユニットケース
内に集った潤滑オイルをオイルパンに戻すために従来か
らあるものをそのまま、或いは負圧発生能力を高めるた
めにわずかに容量を高くして使用することができ、上記
仕切り壁に連通孔を設けることも非常に簡単に実施する
ことができる。

〔実施例〕

以下本考案の実施例について図面を参照して説明する。

第１図を参照すると、ガスタービンエンジンのエンジン
ハウジング１０にはコンプレッサインペラ１２を有する
コンプレッサハウジング１４が取りつけられる。コンプ
レッサインペラ１２はタービン軸１６によってコンプレ
ッサタービンホイール１８と同軸上に取りつけられる。
パワータービンホイール２０がタービン軸１６とは別の
出力タービン軸２２に支持される。この場合、コンプレ
ッサインペラ１２の回転によって圧縮された空気と図示
しない燃料ノズルから供給された燃料が、図示しない燃
焼器で燃焼して高温のガスになり、この高温のガスがコ
ンプレッサタービンホイール１８及びパワータービンホ
イール２０を駆動する。このようにして、出力タービン
軸２２からエンジンの出力が取り出される。出力タービ
ン軸２２側には、リダクションギヤケース２４が取りつ
けられ、出力タービン軸２２の回転がリダクションギヤ
を介して出力軸２５に伝達される。リダクションギヤ及
びその他の軸受等に潤滑オイルを供給するためのオイル
を溜めるオイルパン２６がエンジンハウジング１０の底
部から隙間を開けて取りつけられた取付けプレート２７
に取りつけられる。

第１図及び第２図に示されるように、コーン状のエアイ
ンテーク部材２８がエンジンハウジング１０にコンプレ
ッサハウジング１４と突合わせて固定される。エアイン
テーク部材２８は空気取り入れ穴３０を有し、吸入空気
を空気取り入れ穴３０からコーン状の外周面に沿って流
し、最終的にコンプレッサインペラ１２に軸方向に円滑
に供給することができるようになっている。さらに、エ
アインテーク部材２８はタービン軸１６を嵌合するため
にその中央部にボス部３４を有する。タービン軸１６は
コンプレッサインペラ１２を挟んだ配置の２個の軸受3
6,38によって支持される。ラビリンスシール４０が軸受
３６よりもコンプレッサインペラ１２側で、タービン軸
１６とエアインテーク部材２８のボス部３４との間に設
けられる。第２図には、軸受３６に潤滑用オイルを供給
するための潤滑用オイル供給通路４２が示されている。
また、出力タービン軸２２も軸受44，46によって支持さ
れる。軸受38,44,46にもそれぞれに潤滑用オイルを供給
するための潤滑用オイル供給通路（図示せず）が設けら
れる。

第１図に示されるように、アクセサリギヤユニットケー
ス４８がエアインテーク部材２８の外側にエアインテー
ク部材２８のほぼ外周に沿って取りつけられ、アクセサ
リギヤユニットケース４８とエアインテーク部材２８と
の間に軸受室５０が形成される。

アクセサリギヤユニットケース４８内には、アクセサリ
ギヤ５２を支持した回転軸５４が軸受56,58によって回
転可能に支持されている。回転軸５４は軸継手５５によ
ってタービン軸１６に連結される。アクセサリギヤ５２
は図示しないオイルポンプや燃料ポンプを駆動するため
のギヤ列に噛み合わされる。このオイルポンプがオイル
パン２６内のストレーナ26ａから各部の軸受やギヤにオ
イルを供給することができるようになっている。アクセ
サリギヤ５２等にオイルを供給するためのオイル通路５
３が第１図に示されている。さらに、スカベンジングポ
ンプ６０がアクセサリギヤユニットケース４８の幾らか
下方の位置に取りつけられる。スカベンジングポンプ６
０はアクセサリギヤ５２から図示しないギヤ列及び駆動
ギヤ６２によって駆動される。スカベンジングポンプ６
０の吸入口に取り付けられた吸入パイプ６４がアクセサ
リギヤユニットケース４８の底部近くの位置へ延び、よ
ってスカベンジングポンプ６０によってアクセサリギヤ
ユニットケース４８の底部に集まったオイルを戻しパイ
プ６６によってオイルパン２６に戻すことができるよう
になっている。このスカベンジングポンプ６０はアクセ
サリギヤユニットケース４８の底部に集まったオイルを
汲み上げるだけでなく、アクセサリギヤユニットケース
４８の内に負圧を発生せしめることができるように単に
オイルを汲み上げる場合よりも能力が増強されている。

さらに、アクセサリギヤユニットケース４８内部の空間
と軸受室５０との間の仕切り壁（この場合にはアクセサ
リギヤユニットケース48の内部側の端壁）に、２個の連
通孔68,70が設けられる。一方の連通孔６８は主として
軸受室５０の底部に溜まったオイルをアクセサリギヤユ
ニットケース４８の底部に流すためのオイル通路であ
る。もう一方の連通孔７０はアクセサリギヤユニットケ
ース４８内部の空間と軸受室５０との頂部近くに設けら
れ、オイルによって塞がれることがないので、アクセサ
リギヤユニットケース４８内の負圧を確実に軸受室５０
に供給することができる。従って、軸受室５０内が常に
負圧となるので、軸受３６からラビリンスシール４０を
通ってコンプレッサの吸入部に向かう空気の流れを防止
することができ、軸受３６に供給されたオイルがコンプ
レッサで吸い出されることがなくなる。

さらに、軸受３６をバイパスするように、軸受室５０と
エアインテーク部材２８のボス部３４のボア内周面とを
連通して、２個の連通孔72,74が設けられる。一方の連
通孔７２はタービン軸１６の下方に位置して軸受３６か
らラビリンスシール４０側に落ちたオイルを軸受室５０
の底部に流すための通常のオイル通路であり、もう一方
の連通孔７４はタービン軸１６の上方に位置して軸受室
５０内の負圧をラビリンスシール４０に供給し、軸受３
６の両側をほぼ同じ圧力にしている。

第３図は、軸受３６をバイパスする第２図の上側の連通
孔７４に代えて、エアインテーク部材２８の外周面から
ラビリンスシール４０の中間部に通じる大気孔７６が形
成された例を示している。この場合、ラビリンスシール
４０の中間部は大気圧になり、ラビリンスシール４０の
両側は負圧となっているので、矢印に示されるように、
ラビリンスシール４０の中間部からコンプレッサインペ
ラ１２に向かう流れと、ラビリンスシール４０の中間部
から軸受室５０に向かう流れとが形成される。従って、
この場合にも、軸受室５０が負圧になっている効果と合
わせて、オイルが軸受３６からラビリンスシール４０を
通ってコンプレッサインペラ１２に漏れることはない。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、スカベンジング
ポンプによってアクセサリギヤユニットケース内に負圧
を発生せしめるように構成するとともに、アクセサリギ
ヤユニットケース内部の空間と軸受室との間の仕切り壁
に連通孔を設けて、この軸受室にアクセサリギヤユニッ
トケース内の負圧を供給し、よって、この軸受からラビ
リンスシールを通ってコンプレッサの吸入部に向かう空
気の流れを防止するようにしたので、最も問題となる軸
受からコンプレッサ吸入部へのオイルの漏れを非常に簡
単な構造で防止することができる。しかも、このオイル
の漏れ防止をラビリンスシールに高圧空気を供給するこ
となく達成することができるので、コンプレッサの作動
損失を招くことなく、よってエンジンの出力低下を招く
こともなく、また、ラビリンスシールに高圧空気を供給
する場合にその高圧空気がオイルパンにまで流入してオ
イルパンのブリーザからオイルミストが流出するが、本
考案では高圧空気を使用していないのでそのようなオイ
ルの消費が低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるガスタービンエンジンを示す構成
図、第２図は第１図のエアインテーク部材とラビリンス
シールの部分の拡大図、第３図は第２図に相当する部分
の変化実施例を示す図である。 １０…エンジンハウジング、 １２…コンプレッサインペラ、 １６…タービン軸、 １８…コンプレッサタービン、 ２０…パワータービン、 ２６…オイルパン、 ２８…エアインテーク部材、 ３４…ボス部、 36・38……軸受、 ４０…ラビリンスシール、 ４８…アクセサリギヤユニットケース、 ５０…軸受室、 ６０…スカベンジングポンプ、 68・70……連通孔、 72・74……連通孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンハウジングに固定されるエアイン
   テーク部材と、コンプレッサインペラを担持し且つ該エ
   アインテーク部材の中央に設けたボス部に嵌合されるタ
   ービン軸と、該タービン軸と該エアインテーク部材のボ
   ス部との間に配置される軸受と、該軸受よりもコンプレ
   ッサインペラ側で該タービン軸と該エアインテーク部材
   のボス部との間に設けたラビリンスシールと、該エアイ
   ンテーク部材のほぼ外周に沿って取りつけられたアクセ
   サリギヤユニットケースと、該アクセサリギヤユニット
   ケース内に集った潤滑オイルをオイルパンに戻すための
   スカベンジングポンプとを備えたガスタービンエンジン
   において、前記スカベンジングポンプによって前記アク
   セサリギヤユニットケース内に負圧を発生せしめるよう
   に構成するとともに、前記アクセサリギヤユニットケー
   ス内部の空間と該アクセサリギヤユニットケースと前記
   エアインテーク部材とによって形成される軸受室との間
   の仕切り壁に連通孔を設けて、該軸受室に前記アクセサ
   リギヤユニットケース内の負圧を供給し、よって、前記
   軸受から前記ラビリンスシールを通ってコンプレッサの
   吸入部に向かう空気の流れを防止するようにしたガスタ
   ービンエンジンのオイルシール構造。