JPH10299416A - タービン・エンジン - Google Patents

タービン・エンジン

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JPH10299416A
JPH10299416A JP9353963A JP35396397A JPH10299416A JP H10299416 A JPH10299416 A JP H10299416A JP 9353963 A JP9353963 A JP 9353963A JP 35396397 A JP35396397 A JP 35396397A JP H10299416 A JPH10299416 A JP H10299416A
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JP
Japan
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lubricating oil
pressure system
shaft
system shaft
oil opening
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Withdrawn
Application number
JP9353963A
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English (en)
Inventor
Thomas Moniz
トーマス・モーニス
Ambrose A Hauser
アムブロウズ・アンドリアス・ハウザー
Jorge F Seda
ジョージ・フランシスコ・シダ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の潤滑油流路に比べて、低圧系シャフト
の定格トルクおよび寿命を増大させることの出来る、低
圧系シャフトを通る潤滑油流路を含むタービン・エンジ
ンを提供する。 【解決手段】 低圧系シャフト（５６）に潤滑油開口部
（７８Ａ）が設けられ、この潤滑油開口部の配置方向
は、低圧系シャフトの外面が延在する平面に対して潤滑
油開口部の中心軸線がほぼ垂直になるように定められ
る。一実施態様では、低圧系シャフトは更に別の潤滑油
開口部（７８Ｂ）を含み、該潤滑油開口部は、低圧系シ
ャフト５６の外面がそれに沿って延在する平面に対して
ほぼ平行である中心軸線を持つ。また高圧系シャフト５
８には、高圧系シャフト５８の外面がそれに沿って延在
する平面に対してほぼ垂直である中心軸線を持つ潤滑油
開口部（７６）が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にタービン・エ
ンジンに関するものであり、更に詳しくはタービン・エ
ンジンにおける差動軸受潤滑の改良に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】タービン・エンジンは一般に、エンジン
に流れる空気を圧縮する高圧圧縮機、圧縮空気を燃料と
混合して点火することにより高エネルギ・ガスを形成す
る燃焼器、および高圧タービンを含む。高圧圧縮機、燃
焼器および高圧タービンは、包括的にしばしばコア・エ
ンジンと呼ばれている。このようなエンジンはまた、更
に圧縮を行うために圧縮空気を高圧圧縮機に供給する低
圧圧縮機すなわち昇圧機を含むことがある。
【０００３】上記のような多くのエンジンは軸受によっ
て外被内に支持されており、軸受は潤滑を必要とする。
潤滑油は典型的にはエンジン内の種々の経路を通って軸
受に供給される。例えば、ある既知のエンジンでは、低
圧系駆動シャフトに複数の潤滑油開口部が形成され、潤
滑油がこれらの潤滑油開口部の１つを通って、高圧系シ
ャフトを支持する差動ころ軸受へ流れる。低圧系シャフ
ト中の潤滑油開口部は、該シャフトの外面に対して角度
をして、すなわち斜めに延在している。
【０００４】新型のエンジンでは、エンジン・スラスト
が以前のエンジンよりもかなり増大している。エンジン
・スラストが増大すると、対応する駆動シャフトのトル
クが増大し、これにより駆動シャフトにかかる応力が増
大する。ところで、低圧系シャフト中の潤滑油開口部
は、傷害を起こすことなくシャフトに加えることの出来
る応力の大きさを減少させる。詳しく述べると、上述の
エンジンでは、低圧系シャフト中の斜めに延在する潤滑
油開口部がシャフトのトルクおよび寿命を制限する要素
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、材料および労
力の両方の点でコストを大きく増大させることなく、低
圧系シャフトの定格トルクおよび寿命を増大させること
が望ましい。また、このような定格トルクおよび寿命の
増大を、高圧系シャフトを支持する差動軸受に供給され
る潤滑油の量に悪影響を及ぼさずに行うことが望まし
い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明によるタービン・エンジンは、少なくとも
１つの既知の潤滑油流路に比べて、低圧系シャフトの定
格トルクおよび寿命の増大を容易に行える低圧系シャフ
トを通る潤滑油流路を含む。具体的に述べると、本発明
の一態様では、低圧系シャフトに潤滑油開口部が設けら
れ、この潤滑油開口部の配置方向は、低圧系シャフトの
外面が延在する平面に対して潤滑油開口部の中心軸線が
ほぼ垂直になるように定められる。この構成の結果とし
て、低圧系シャフト中の潤滑油開口部の位置における応
力集中が実質的に低減される。その上、本発明によるこ
の潤滑油開口部は、公知の斜めに延在する潤滑油開口部
に比べて、形成する比較的容易である。更に、本発明に
よる潤滑油開口部は、応力集中が低減されることによ
り、公知の潤滑油開口部よりも直径を大きくすることが
でき、このように潤滑油開口部を大きくすると該開口部
を通して差動軸受へ潤滑油をより自由に流れさせること
が出来る。
【０００７】より具体的に述べると、タービン・エンジ
ンは、外被、該外被内に支持された高圧系シャフト、並
びに内レースおよび外レースを持つ少なくとも１つの差
動軸受を含む。高圧系シャフトは外被内で軸受の内レー
ス上に支持されている。タービン・エンジンは更に、外
被内に支持された低圧系シャフトを含む。高圧系シャフ
トを支持する軸受が配置されている区域内に潤滑油を局
限するために複数のシールが設けられる。
【０００８】潤滑油流路に関して述べるとは、潤滑油開
口部は低圧系シャフト中に配置され、潤滑油開口部の中
心軸線は低圧系シャフトの外面が延在する平面に対して
ほぼ垂直である。更に、高圧系シャフト中に潤滑油開口
部が配置され、この開口部の中心軸線は高圧系シャフト
が延在する平面に対してほぼ垂直である。作用について
述べると、潤滑油が外被内の第１の区域から長手方向
に、低圧系シャフト中の潤滑油開口部の所に位置する第
１の潤滑油溜めへ流れる。低圧系シャフト内の遠心力に
より、第１の潤滑油溜め内の潤滑油は半径方向外向きに
低圧系シャフト中の潤滑油開口部の中へ流れ、次いで第
２の潤滑油溜めへの流路に沿って流れる。第２の潤滑油
溜めは高圧系シャフト中の潤滑油開口部の半径方向内側
に配置されている。再び遠心力により、第２の潤滑油溜
め内の潤滑油は高圧系シャフト中の潤滑油開口部を通っ
て軸受へ流れる。シールは、動作中、差動軸受がある第
２の区域から潤滑油を第１の区域へ差し向けるように構
成されている。そこで再び潤滑油は第１の区域から長手
方向に低圧系シャフト中の潤滑油開口部へ流れて、上記
のサイクルが繰り返えされる。
【０００９】前に述べたように、低圧系シャフト中の斜
めに延在する潤滑油開口部を無くし、代わりに本発明に
よる上記の低圧系シャフト中の潤滑油開口部を設けたこ
とにより、低圧系シャフトの定格トルクおよび寿命が増
大される。具体的に述べると、低圧系シャフトの外面が
延在する平面に対して潤滑油開口部の中心軸線がほぼ垂
直になるように潤滑油開口部の配置方向を定めることに
より、低圧系シャフト中の潤滑油開口部の位置における
応力集中が実質的に低減される。また、潤滑油開口部が
応力の低い区域に位置しているので、潤滑油開口部の直
径を大きくすることができ、これにより差動軸受への潤
滑油の流れを改善できる。更に、本発明による低圧系シ
ャフト中の潤滑油開口部は、公知の斜めに延在する潤滑
油開口部に比べて、形成する比較的容易であり、従っ
て、本発明による低圧系シャフト中の潤滑油開口部を形
成する時間およびコストは、公知の斜めに延在する潤滑
油開口部を時間およびコストよりもかなり少なくなると
信じられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、従来の潤滑経路を含む公
知のガスタービン・エンジン１０の一部分の概略断面図
である。公知のように、エンジン１０は、外被１２内
に、該外被１２によって支持されている種々のエンジン
構成部品を含んでいる。例えば、空気制御ベーン１４が
外被１２に結合されて、外被１２内の空気流路の中へ延
在している。エンジン１０はまた、低圧系シャフト１６
および高圧系シャフト１８を含む。これらのシャフト１
６および１８は軸受２０および２２上に支持されてい
る。軸受２０および２２は、軸受ハウジング２４を含
み、フレーム２６に固定されている。複数のシール２８
がエンジン１０内の所望の区域内に潤滑油を局限するた
めに設けられている。
【００１１】差動軸受２０に潤滑油を供給するための潤
滑油流路が、第１の潤滑油溜め３０、第２の潤滑油溜め
３２、および低圧系シャフト１６中の斜めに延在する潤
滑油開口部３４を含む。斜めに延在する潤滑油開口部３
４は第１の潤滑油溜め３０から第２の潤滑油溜め３２へ
延在する。エンジンの動作中、潤滑油は第１の潤滑油溜
め３０に流入して、それを満たす。遠心力により、第１
の潤滑油溜め３０内の潤滑油は低圧系シャフト１６中の
潤滑油開口部３４を通って流れ、その後で第２の潤滑油
溜め３２から軸受２０の内レース３６へ流れる。
【００１２】上記の潤滑経路は軸受２０に対して充分な
潤滑油を供給する。しかし、新型のエンジンによって
は、エンジン・スラストがかなり増大しており、エンジ
ン・スラストの増大により低圧系シャフト１６にかかる
応力も増大する。ところで、低圧系シャフト１６中の潤
滑油開口部３４は、障害を起こすことなくシャフト１６
に加えることの出来る応力の大きさを減少させる。詳し
く述べると、低圧系シャフト１６中の斜めに延在する潤
滑油開口部３４は、シャフト１６のトルクおよび寿命を
制限する要素である。
【００１３】図２は、本発明の一実施態様による潤滑経
路を含むガスタービン・エンジン５０の一部分の概略断
面図である。エンジン１０と同様に、エンジン５０は、
外被５２内に、該外被５２によって支持されている種々
のエンジン構成部品を含んでいる。例えば、空気制御ベ
ーン５４が外被５２に結合されて、外被５２内の空気流
路の中へ延在している。エンジン５０はまた、低圧系シ
ャフト５６および高圧系シャフト５８を含む。これらの
シャフト５６および５８はころ軸受のような差動軸受６
０および軸受６２上に支持されている。軸受６０および
６２は、軸受ハウジング６４を含み、フレーム６６に固
定されている。複数のシール６８がエンジン５０内の所
望の区域内に潤滑油を局限するために設けられている。
【００１４】エンジン５０では、フランジ付き外レース
７０上に支持された差動軸受６０に関して、そのような
軸受はころ７２および内レース７４を含む。高圧系シャ
フト５８が軸受の外レース７０上に支持されて、外レー
ス７０に対して回転する。潤滑油開口部７６が高圧系シ
ャフト５８中に形成されている。潤滑油開口部７６は、
高圧系シャフト５８の外面がそれに沿って延在する平面
に対してほぼ垂直である中心軸線（図示していない）を
持つ。
【００１５】更に、低圧系シャフト５６の中に潤滑油開
口部７８Ａおよび７８Ｂが配置されている。潤滑油開口
部７８Ａは、低圧系シャフト５６の外面がそれに沿って
延在する平面に対してほぼ垂直である中心軸線（図示し
ていない）を持つ。潤滑油開口部７８Ｂは、低圧系シャ
フト５６の外面がそれに沿って延在する平面に対してほ
ぼ平行である中心軸線（図示していない）を持つ。上記
のようにエンジン１０（図１）における斜めに延在する
潤滑油開口部３４とは異なる配置方向に潤滑油開口部７
８Ａおよび７８Ｂを定めることにより、潤滑油開口部７
８Ａおよび７８Ｂにおける応力集中が、斜めに延在する
潤滑油開口部３４（図１）における応力集中に比べて実
質的に低減する。更に、潤滑油開口部７８Ａおよび７８
Ｂが応力の低い区域に配置されているので、潤滑油開口
部７８Ａおよび７８Ｂはその直径を大きくすることがで
き、これにより差動軸受への潤滑経路を通る潤滑油の流
れを改善できる。潤滑油開口部７８Ａおよび７８Ｂはま
た、斜めに延在する潤滑油開口部よりも形成するのが遥
かに容易であり、製造時間およびコストが低減できる。
【００１６】エンジン５０内の潤滑経路は、第１の潤滑
油溜め８０、低圧系シャフト５６中の潤滑油開口部７８
Ａおよび７８Ｂ、第２の潤滑油溜め８２、および高圧系
シャフト５８中の潤滑油開口部を含む。更に具体的に述
べると、エンジンの動作中、潤滑油は外被５２内の第１
の区域８４から長手方向に第１の潤滑油溜め８０へ流れ
る。遠心力により、第１の潤滑油溜め８０内の潤滑油は
半径方向外向きに潤滑油開口部７８Ａに流れ、次いで潤
滑油開口部７８Ｂを通る流路に沿って第２の潤滑油溜め
８２へ流れる。第２の潤滑油溜め８２が満たされると、
第２の潤滑油溜め８２内の潤滑油は高圧系シャフト５８
中の潤滑油開口部７６を通って第２の区域８６内の差動
軸受６０へ流れる。シール８６が、第１の区域８４およ
び第２の区域８６内に潤滑油を局限し、エンジン動作中
は潤滑油を第２の区域８６内の差動軸受６０から第１の
区域８４へ方向付けして、潤滑油タンクへ戻すように構
成されている。その後、潤滑油は再び潤滑回路に加圧し
て供給されて、第１の区域８４から低圧系シャフト中の
潤滑油開口部７８Ａへ長手方向に流れ、このサイクルが
繰り返される。
【００１７】低圧系シャフト中の斜めに延在する潤滑油
開口部３４を無くし、代わりに低圧系シャフト中に潤滑
油開口部７８Ａおよび７８Ｂを設けたことにより、低圧
系シャフト５６の定格トルクおよび寿命が増大される。
従って、低圧系シャフト５６は他の公知の低圧系シャフ
トよりも高いトルクおよび応力で動作させることが出来
る。また、潤滑油開口部７８Ａおよび７８Ｂは応力の低
い区域に位置しているので、潤滑油開口部７８Ａおよび
７８Ｂの直径を大きくすることができ、これにより差動
軸受６０への潤滑油の流れを改善でき、更に低圧系シャ
フト５６を一層高いトルクで動作させることが出来る。
【００１８】本発明の上記の実施態様の説明から、本発
明の目的が達成されたことは明らかである。本発明を特
定の実施態様について図示し詳述したが、この様な実施
態様は例として示されたものであることは明白であろ
う。従って、本発明は請求の範囲に記載の精神および範
囲によって定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の潤滑経路を含む公知のガスタービン・エ
ンジンの一部分の概略断面図である。
【図２】本発明による潤滑経路を含むガスタービン・エ
ンジンの一部分の概略断面図である。
【符号の説明】
５０ ガスタービン・エンジン ５２ 外被 ５４ 空気制御ベーン ５６ 低圧系シャフト ５８ 高圧系シャフト ６０ 差動軸受 ６２ 軸受 ６４ 軸受ハウジング ６６ フレーム ６８ シール ７０ フランジ付き外レース ７２ ころ ７４ 内レース ７６ 潤滑油開口部 ７８Ａ 潤滑油開口部 ７８Ｂ 潤滑油開口部 ８０ 第１の潤滑油溜め ８２ 第２の潤滑油溜め ８４ 第１の区域 ８６ 第２の区域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョージ・フランシスコ・シダ アメリカ合衆国、オハイオ州、シンシナテ ィ、ロドニー・コート、7422番

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外被、高圧系シャフト、該高圧系シャフ
    トを支持する少なくとも１つの軸受、前記外被内に支持
    された低圧系シャフトを含むタービン・エンジンにおい
    て、前記低圧系シャフトの中に少なくとも１つの潤滑油
    開口部が設けられており、該潤滑油開口部は、前記低圧
    系シャフトの外面がそれに沿って延在する平面に対して
    ほぼ垂直である中心軸線を有していること、を特徴とす
    るタービン・エンジン。
  2. 【請求項２】 前記軸受がフランジ付き外レース上に支
    持され、また前記軸受はころおよび内レースを有してい
    る請求項１記載のタービン・エンジン。
  3. 【請求項３】 前記高圧系シャフトが前記外レース上に
    支持されている請求項２記載のタービン・エンジン。
  4. 【請求項４】 前記高圧系シャフト中に潤滑油開口部が
    形成されており、この潤滑油開口部は、前記高圧系シャ
    フトの外面がそれに沿って延在する平面に対してほぼ垂
    直である中心軸線（図示していない）を有している請求
    項３記載のタービン・エンジン。
  5. 【請求項５】 更に、前記軸受が配置されている区域内
    に潤滑油を局限するための複数のシールを含んでいる請
    求項１記載のタービン・エンジン。
JP9353963A 1997-01-03 1997-12-24 タービン・エンジン Withdrawn JPH10299416A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/778597 1997-01-03
US08/778,597 US5813214A (en) 1997-01-03 1997-01-03 Bearing lubrication configuration in a turbine engine

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JPH10299416A true JPH10299416A (ja) 1998-11-10

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EP (1) EP0852286A3 (ja)
JP (1) JPH10299416A (ja)

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