JPS603949Y2 - ガスタ−ビンの空気軸受支持構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は遠心式ガスタービンに使用される空気軸受の
冷却構造に関するものである。

熱交換器付き小形ガスタービンはコンパクト化を遠戚す
るために複雑な構造になっている。

空気軸受はガスタービンで最も高温である出力タービン
と燃焼器との間に位置し、さらにその外側には燃焼ガス
通路が形成されているため空気軸受の支持構造の一部は
高温にさらされている。

従来空気軸受はタービンノズルの翼を介して最も外側の
外部隔壁に取りつけられている。

然しこの取付構造はガスタービンにおいて最も高温のタ
ービンノズルを空気軸受の支持構造に利用しているため
、熱変形を受は易く、又熱変形による永久歪が残るため
機能及び耐久性の面で問題がある。

この考案は空気軸受が高温にさらされることなく熱変形
、熱による永久歪みを受けることなく、軸受としての機
能と十分な耐久性を発揮するようなガスタービンの空気
軸受支持構造の提供を目的とする。

以下実施例を示す図面に基きこの考案を説明する。

ガスタービンの回転主軸１の後端には出力タービン２が
固定されており、前端にはボール式軸受４が取りつけら
れ、この軸受４はガスタービンのインテーク１５に支持
されている。

インテーク１５は後述するアウタケーシング１４の前端
に取りつけられている。

軸受４の後方において回転主軸１には遠心式のコンプレ
ッサ３が取りつけられている。

又出力タービン２の背面において、回転主軸１は後述す
る空気軸受５により支持されている。

すなわち回転主軸１はボール式軸受４と空気軸受５とに
より支持されている。

インチハウジング１３はその外側のアウタケーシング１
４に案内部１４１で位置決めされ、両ノ＼ウジング１３
．１４間には低温高圧空気通路１７が形成されている。

低温高圧空気通路１７は一端においてコンプレッサ３の
出口に連通し、他端において図示しない熱交換器に連通
している。

インナハウジング１３の内側には、燃焼室６、燃焼室６
からの燃焼ガスを出力タービン２に導く燃焼ガス通路１
６、熱交換器に連通し、燃焼室６及び燃焼ガス通路１６
の外側に位置する高温高圧空気通路１８、燃焼ガス通路
１６の内側に位置する高温高圧空気通路１９及び前記タ
ービン２がそれぞれ収用されている。

燃焼ガス通路１６にはこれを横切って高温高圧空気通路
１８，１９を連通する、第２図に示すような断面長円形
の筒状の通気孔２０が設けられている。

高温高圧空気通路１９内には同通路１９側に位置する湾
曲円盤状のカバー８と出力タービン２の背面のプレート
９とからなる密封隔壁１０が設けられており、密封隔壁
１０内は空気軸受室７となっている。

従って出力タービン２に近いプレート９の方がカバー８
より高温である。

空気軸受室７内には空気軸受５が収容されている。

空気軸受５は回転主軸１から空気の動圧を受けるパッド
５１と、パッド５１を全方向に傾動可能に支持するピボ
ット５２とピボット５２をねじで固定するサポート５３
とからなっており、サポート５３は前記カバー８の燃焼
室６に対向する部分と一体的に形成されている。

各通気孔２０内には隙間Ｓをへだてて通気パイプ１２が
挿通されており、通気パイプ１２の内端に前記カバー８
が取り付けられ、同パイプ１２の外端はインチハウジン
グ１３に固定されて低温高圧空気通路１７に開口してい
る。

すなわち、通気パイプ１２を介しカバー８はインチハウ
ジング１３、従ってアウタハウジング１４に強固に固定
されており、このカバー８に空気軸受５が一対的に強固
に取りつけられていることになる。

又通気パイプ１２には低温高圧空気通路１７と空気軸受
室７とを連通している。

上記の構成においてコンプレッサ３を出た低温高圧空気
は低温高圧空気通路１７を通り、図示しない熱交換器に
より加熱され高温高圧空気となって高温高圧空気通路１
８．１９から燃焼室６に入る。

一方燃料は燃料通路２１から燃焼室６に入って空気と混
合し、図示しない点火プラグで点火され燃焼する。

燃焼ガスは燃焼ガス通路１６、出力タービン２を経て膨
張し高温低圧状態で熱交換器を通り低温低圧状態で大気
中に排出される。

出力タービン２は燃焼ガスのエネルギで回転させられ、
回転軸１を介してコンプレッサ３を回転させる。

一方低温高圧空気通路１７内の低温高圧空気の一部は通
気パイプ１２を経て空気軸受室７内に流入し空気軸受６
を冷却しつつ円周ラビリンス２２及び同心ラビリンス１
１から流出する。

空気軸受５を冷却する低温空気の量を空気軸受５が必要
とする最小限度に調整する必要があり、このために通気
パイプ１２の孔径を変更する。

従って複数のパイプ１２の孔径が異なる場合もある。

この考案において空気軸受５の支持構造は、ガスタービ
ン中で最も熱変形しにくいアウタケーシング１４に近接
しているインナハウジング１３と、インナハウジング１
３に一端部が取りつけられた、冷却用空気が流れる通気
パイプ１２と、通気パイプ１２の他端に取りつけられた
、燃焼ガスより遥に低温の高温高圧空気と空気軸受室７
内の低温空気とにさらされた比較的低温のカバー８とに
より構成されているので、空気軸受は確実にその位置に
保たれる。

又ガスタービンの作動時の空気軸受５の熱変形が小さく
、その軸心のずれも小さくなる。

従って空気軸受の機能上のトラブルも少くなり、熱変形
による永久歪みもなくなり、空気軸受の耐久性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を組み込んだガスタービン
縦断正面図を示し、第２図は第１図の一要部の断面図を
示す。 １・・・・・・回転主軸、２・・・・・・出力タービン
、３・・・・・・コンプレッサ、４・・・・・・軸受、
５・・・・・・空気軸受、６・・・・・・燃焼室、７・
・・・・・空気軸受室 １０・・・・・・密封隔壁、１
２・・・・・・通気パイプ、１３・・・・・・インナハ
ウジング、１４・・・・・・アウタハウジング、１６・
・・・・・燃焼ガス通路、１７・・・・・・低温高圧空
気通路 ２０・・・・・・通気孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転主軸の後端に出力タービンが固定され、前端にこの
   回転主軸を支持する軸受を有し、この軸受の後側におい
   て回転主軸にコンプレッサが固定され、出力タービンの
   背面部に回転主軸を支承する空気軸受を有し、空気軸受
   とコンプレッサとの間に燃焼室が配置され、燃焼室と出
   力タービンとは燃焼ガス通路により連結され、燃焼ガス
   通路の内、外には高温高圧空気通路が形成され内、外の
   高温高圧空気通路は燃焼ガス通路に設けた複数個の通気
   孔により連通し、燃焼室と空気軸受と出力タービンと燃
   焼ガス通路と内、外の高温高圧空気通路とはインナハウ
   ジングにより囲まれており、インチハウジングの外側に
   は隙間をへだててアウタハウジングが設けられ、この隙
   間がコンプレッサ出口に連通ずる低温高圧空気通路とな
   っているガスタービンにおいて、密封隔壁により囲まれ
   た空気軸受室を内側高温高圧空気通路内に設けて空気軸
   受を空気軸受室内において、燃焼室に対向する空気軸受
   室の低温側の壁に固定し、前記空気軸受室と前記低温高
   圧空気通路とを連通ずる通気パイプを前記通気孔内に隙
   間を設けて挿通し、通気パイプの一端を前記密封隔壁に
   、他端をインチハウジングにそれぞれ固定し空気軸受が
   固定される前記空気軸受室の低温側の壁を通気パイプを
   介してインナハウジングに支持したことを特徴とする空
   気軸受支持構造。