JPH04117153U - ガスタービン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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。 【構成】 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とを金属スリーブ３に挿嵌して焼嵌
めし、同金属スリーブ３をベアリング４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、金属スリーブ
３内の両軸間に形成され且つベアリング４の取り付け位
置から軸方向にずれた位置に存する間隙Ｗと、コンプレ
ッサ２の軸２ａの内部を通り間隙Ｗに通じる第１油通路
２ｂと、金属スリーブ３において間隙Ｗ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３ａ
と、ベアリング４のインナレース４ａを傾斜状に貫通し
て設けられ各第２油通路３ａとベアリング４内の摺動部
とを連通する複数の第３油通路４ｂとを設ける。

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１ａ， 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４ｂ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３ａ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。