JPH08128332A - 回転蓄熱式熱交換器の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転蓄熱式熱交換器の駆動機構を軸支する固
体すべり軸受の摩耗の進行を抑制して耐久性を向上させ
る。 【構成】 圧縮機出口流路３１及びタービン出口流路に
それぞれ面した所定の位置で回転する蓄熱式の熱交換器
７と、熱交換器７に形成されたリングギア９と、リング
ギア９と歯合するとともに、所定の動力源に駆動される
アイドラギア１６と、アイドラギア１６と結合されたア
イドラ軸１８を軸支するブッシュ１５と、ブッシュ１５
とアイドラギア１６とを圧縮機出口流路３１から画成す
る遮蔽板３０と、空気ポンプ２４からの加圧空気をブッ
シュ１５の摺接面に噴射する空気噴射孔２０と、ブッシ
ュ１５に噴射された加圧空気を燃焼器入口流路３２へ排
出する空気排出通路２６、２７手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンエンジン
等に採用される回転蓄熱式熱交換器の駆動装置の改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンエンジン等においては排気
流路と吸気流路との間で回転する回転蓄熱式熱交換器を
備えたものが知られており、排気流路に面した熱交換器
で燃焼ガスの熱を吸収する一方、熱交換器が回転して吸
気流路に面した位置で吸収した熱を吸気に放出して、排
熱を再生するものである。（実開昭６２−１１４１４５
号公報参照） このような回転蓄熱式熱交換器の駆動装置は、図４に示
すように、円筒状に形成された回転蓄熱式の熱交換器７
は、図示しない排気流路と圧縮機出口流路３１との間で
回転自在に軸支され、熱交換器７の外周にはエラストマ
８を介してリングギア９が形成される。

【０００３】リングギア９はハウジング１に固設された
ピニオン軸５４で軸支されたピニオンギア１３と歯合
し、さらにこのピニオンギア１３は図示しない動力源に
よって駆動されるアイドラギア１６と歯合し、熱交換器
７はアイドラギア１６、ピニオンギア１３を介して所定
の減速比で駆動される。なお、ピニオン軸５４に軸支さ
れたピニオンローラ１０は、リングギア９の外周を転動
してピニオン軸５４と熱交換器７の図示しない軸との距
離を所定の値に保持するものである。

【０００４】アイドラギア１６はアイドラ軸１８に結合
され、このアイドラ軸１８はブッシュ５５、５５を介し
てハウジング１に締結されたアイドラギアケース５２に
軸支され、ピニオンローラ１０、ピニオンギア１３はブ
ッシュ１１、１２を介してピニオン軸５４に軸支され
る。

【０００５】これら、ブッシュ１１、１２、５５はカー
ボンを主体とする固体すべり軸受で構成され、ブッシュ
１１、１２はピニオンローラ１０、ピニオンギア１３の
内周にそれぞれ圧入されて、ブッシュ１１、１２の内周
でピニオン軸５４と摺接する一方、ブッシュ５５はアイ
ドラギアケース５２に圧入されて、内周でアイドラ軸１
８と摺接し、これらブッシュ１１、１２、５５の固体潤
滑作用によって熱交換器７を円滑に駆動するものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の回転蓄熱式熱交換器の駆動装置にあっては、
ピニオンローラ１０、ピニオンギア１３及びアイドラ軸
１８を軸支するブッシュ１１、１２、５５は高温の排気
ガス中でも潤滑性を保持可能なカーボンを主体とするた
め、軸との摺接によって発生したカーボンの摩耗粉がこ
れら摺接面に滞留し、この滞留した摩耗粉がブッシュ１
１、１２、５５の摩耗をさらに進行させるという問題が
あった。

【０００７】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、駆動装置の動力伝達機構を軸支する固体す
べり軸受の摩耗の進行を抑制して耐久性の高い回転蓄熱
式熱交換器の駆動装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、高温気体
通路及び低温気体通路にそれぞれ面した所定の位置で回
転自在に支持されて高温気体中の熱を低温気体へ伝達す
る蓄熱式の熱交換器と、前記熱交換器を回転させるよう
に熱交換器のギアと歯合する駆動ギアとを備えた回転蓄
熱式熱交換器の駆動装置において、前記駆動ギアを軸支
する固体すべり軸受と駆動ギアとを熱交換器上流の低温
気体通路から隔成する手段と、前記固体すべり軸受の摺
接面に加圧空気を供給する手段と、前記加圧空気を所定
の外部へ排出する手段とを備える。

【０００９】また、第２の発明は、燃焼ガスによって駆
動されるタービンと、タービンによって同期的に駆動さ
れる圧縮機と、圧縮機下流と燃焼器とを連通する吸気流
路と、圧縮機からの加圧空気で燃料を燃焼する燃焼器
と、タービン下流と外部とを連通する排気流路と、前記
吸気流路と排気流路にそれぞれ面した所定の位置で回転
自在に支持されて排気ガス中の熱を吸気へ伝達する蓄熱
式の熱交換器と、前記熱交換器を回転させるように熱交
換器のギアと歯合する駆動ギアとを備えた回転蓄熱式熱
交換器の駆動装置において、前記駆動ギアを軸支する固
体すべり軸受と駆動ギアとを熱交換器上流の吸気通路か
ら画成する手段と、前記固体すべり軸受の摺接面に加圧
空気を供給する手段と、前記加圧空気を所定の外部へ排
出する手段とを備える。

【００１０】また、第３の発明は、前記第２の発明にお
いて、前記加圧空気供給手段が、圧縮機下流の加圧空気
を導入する。

【００１１】また、第４の発明は、前記第２の発明にお
いて、前記加圧空気供給手段が、圧縮機上流の空気を導
入する。

【００１２】また、第５の発明は、前記第２ないし第４
の発明のいずれかひとつにおいて、前記排出手段が、固
体すべり軸受の摺接面へ噴射された加圧空気を熱交換器
の下流、かつ燃焼器の上流へ導く。

【００１３】また、第６の発明は、前記第５の発明にお
いて、前記加圧空気供給手段は、熱交換器の上流よりも
圧力の高い加圧空気を供給するポンプを備える。

【００１４】また、第７の発明は、前記第１ないし第６
の発明のいずれかひとつにおいて、前記固体すべり軸受
が、カーボンを主体に構成される。

【００１５】

【作用】第１の発明は、熱交換器は駆動ギアを介して所
定の動力源によって回転し、高温気体中の熱を低温気体
へ伝達する。駆動ギアを軸支する固体すべり軸受の摺接
面には加圧空気が供給され、固体すべり軸受がカーボン
等の耐熱部材で構成された場合には、固体すべり軸受の
摺接面から摩耗粉が発生するが、この摩耗粉は加圧空気
によって摺接面から除去されるとともに、この摺接面は
加圧空気によって冷却される。駆動ギア及び固体すべり
軸受は熱交換器上流の低温気体通路から画成されるため
摩耗粉が熱交換器へ流入することはなく、熱交換器の目
詰まりを抑制することができ、摩耗粉は加圧空気ととも
に駆動装置から所定の外部へ排出され、摩耗粉が摺接面
に留まることがなくなって固体すべり軸受の摩耗を抑制
することができる。

【００１６】また、第２の発明は、圧縮機からの空気は
吸気流路を経て燃焼器に流入し、燃焼器で発生した燃焼
ガスがタービンを駆動した後に、排気流路から外部へ排
出される。熱交換器は駆動ギアを介して所定の動力源に
よって排気流路と吸気流路との間で回転駆動され、排気
中の熱を吸気へ伝達し、この熱交換器の駆動ギアを軸支
する固体すべり軸受の摺接面には加圧空気が供給され
て、固体すべり軸受がカーボン等の部材で構成された場
合には摺接面から摩耗粉が発生するが、加圧空気によっ
てこれら摩耗粉は摺接面から除去される。駆動ギア及び
固体すべり軸受は熱交換器上流の吸気流路から画成され
るため摩耗粉が熱交換器へ流入することはなく、熱交換
器の目詰まりを抑制することができ、摩耗粉は加圧空気
とともに駆動装置から所定の外部へ排出され、駆動ギア
を軸支すると固体すべり軸受に摩耗粉が滞留するのを防
ぐ。

【００１７】また、第３の発明は、圧縮機下流からの加
圧空気は加圧空気供給手段を介して固体すべり軸受の摺
接面から噴射され、摺接面の摩耗粉が除去される。

【００１８】また、第４の発明は、圧縮機上流からの空
気は加圧空気供給手段で加圧された後に固体すべり軸受
の摺接面から噴射され、摺接面の摩耗粉が除去されると
ともに、固体すべり軸受は冷却される。

【００１９】また、第５の発明は、固体すべり軸受から
の摩耗粉を含んだ加圧空気は熱交換器の下流かつ燃焼器
の上流に排出され、摩耗粉は燃焼器で加圧空気と共に燃
焼することができる。

【００２０】また、第６の発明は、摺接面から噴射され
る加圧空気は熱交換器の上流より加圧されるため、熱交
換器の圧力損失によって圧力の低下した熱交換器の下流
へ向けて流れ、固体すべり軸受から除去した摩耗粉を熱
交換器の上流に逆流させることなく確実に燃焼器上流へ
導くことができる。

【００２１】また、第７の発明は、固体すべり軸受はカ
ーボンを主体に構成されたため、耐熱性を確保して高温
雰囲気中においても駆動ギアを円滑に軸支でき、固体す
べり軸受の摺接面から発生する摩耗粉は燃焼器で容易に
燃やすことができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２３】図１はガスタービンエンジンを示し、ター
ビン３９と圧縮機３６は同軸的に結合されて、圧縮機３
６は入口流路３５から吸入した空気を圧送する圧縮機出
口流路３１、燃焼器入口流路３２と連通し、この圧縮機
出口流路３１と燃焼器入口流路３２との間には後述の熱
交換器７が介装される。

【００２４】燃焼器入口流路３２は燃焼器３７と連通
し、燃焼ガスはスクロール３８を介してタービン３９を
駆動した後、タービン出口流路４０、熱交換器７を介し
て排気ダクト４１から外部へ排出される。なお、圧縮機
出口流路３１及び燃焼器入口流路３２が低温の空気を導
く吸気流路を構成し、タービン出口流路４０及び排気ダ
クト４１が高温のガスを排出する排気流路を構成する。

【００２５】燃焼器入口流路３２とタービン出口流路４
０との間にはほぼ円筒状に形成された熱交換器７が横断
方向に配設され、熱交換器７は燃焼器入口流路３２とタ
ービン出口流路４０とを画成する隔壁４２で軸支され、
燃焼器入口流路３２とタービン出口流路４０との間で回
転自在に支持される。

【００２６】タービン出口流路４０からの燃焼ガスは熱
交換器７で吸熱された後に排気ダクト４１へ放出される
一方、圧縮機出口流路３１からの圧縮空気は熱交換器７
で加熱された後に燃焼器入口流路３２へ流入する。

【００２７】熱交換器７は中心部の隔壁４２側及びハウ
ジング１側と摺接する周縁部にシール６を備え、タービ
ン出口流路４０から燃焼器入口流路３２または外部への
燃焼ガスの漏れを抑制する。

【００２８】熱交換器７の外周には前記従来例と同様に
してエラストマ８を介してリングギア９が形成される。

【００２９】リングギア９はハウジング１に固設された
ピニオン軸１４に軸支されるピニオンギア１３と歯合
し、このピニオンギア１３は後述するように図示しない
動力源によって駆動されるアイドラギア１６と歯合し、
熱交換器７のリングギア９は、アイドラギア１６、ピニ
オンギア１３を介して所定の減速比で駆動される。

【００３０】これら、ピニオンローラ１０、ピニオンギ
ア１３、ピニオン軸１４はリングギア９と対峙する位置
で、外部に向けて開口形成されたハウジング１の開口部
１Ａに収装される。ピニオン軸１４は熱交換器７の軸か
ら所定の軸間距離となる位置で開口部１Ａに固定され、
一端をハウジング１に嵌合する一方、図中右側の端部
（突出端１４Ａ）をハウジング１から突出させるととも
に、この突出端１４Ａ側の途中をハウジング１に嵌合す
る。

【００３１】また、ピニオンギア１３に隣接したピニオ
ン軸１４にはピニオンローラ１０が軸支され、このピニ
オンローラ１０はリングギア９の外周を転動してピニオ
ン軸１４と熱交換器７の図示しない軸との距離を所定の
値に保持し、ピニオンギア１３が動力の伝達を行う一
方、ピニオンローラ１０が軸間距離の位置決めを行う。

【００３２】そして、ピニオンローラ１０、ピニオンギ
ア１３は内周に固設したブッシュ１１、１２を介してピ
ニオン軸１４の外周と摺接して軸支される。

【００３３】開口部１Ａに面したハウジング１の外周に
はアイドラギア１６及びアイドラ軸１８を収装するギア
ケース２が固設され、アイドラギア１６はギアケース２
で軸支されたアイドラ軸１８に結合され、このアイドラ
軸１８が前記動力源（例えば、モータ等）に駆動され
る。

【００３４】アイドラ軸１８はギアケース２の内部に固
設されたブッシュ１５、１５でアイドラギア１６の両側
を軸支される。

【００３５】これら、アイドラ軸１８、ピニオン軸１４
及び熱交換器７の回転軸はそれぞれ平行して配設され
る。

【００３６】上記ピニオンローラ１０、ピニオンギア１
３及びアイドラ軸１８を支持するブッシュ１１、１２、
１５は、カーボン等の耐熱性を備えた固体潤滑材を主体
とする固体すべり軸受で構成され、ブッシュ１１、１２
はピニオンローラ１０、ピニオンギア１３の内周にそれ
ぞれ圧入されて、ブッシュ１１、１２の内周でピニオン
軸１４と摺接する一方、ブッシュ１５はアイドラギアケ
ース２に固設されて、内周でアイドラ軸１８と摺接し、
これらブッシュ１１、１２、１５の固体潤滑作用によっ
てアイドラ軸１８、ピニオンギア１３及びピニオンロー
ラ１０を円滑に駆動するものである。

【００３７】ここで、ピニオンローラ１０、ピニオンギ
ア１３を軸支するピニオン軸１４には、摺接するブッシ
ュ１１、１２からの摩耗粉を除去、移送するための空気
噴射孔２９Ａ、２９Ｂが直径方向に貫通形成され、それ
ぞれブッシュ１１、１２に対峙する所定の位置でピニオ
ン軸１４の外周に開口する。

【００３８】そして、ピニオン軸１４の内部には突出端
１４Ａから軸方向に所定の位置まで空気通路２８が形成
されて、空気通路２８はこれら空気噴射孔２９Ａ、２９
Ｂと連通し、突出端１４Ａで開口する空気通路２８は加
圧空気を供給する手段としての空気ポンプ２４と空気通
路２３を介して連通する。

【００３９】空気ポンプ２４は、圧縮機出口流路３１に
面してハウジング１に開口した空気導入口３４から空気
導入通路２５を介して連通し、圧縮機３６からの圧縮空
気をピニオン軸１４へ圧送するもので、空気ポンプ２４
は吸入した空気を所定の圧力、例えば、熱交換器７の上
流側の圧力を越える所定値に加圧する。

【００４０】さらに、アイドラ軸１８を支持するブッシ
ュ１５、１５にも上記と同様にして半径方向へ空気噴射
孔２０がそれぞれ貫通形成され、ブッシュ１５の外周か
らアイドラ軸１８と摺接する内周へ向かう空気通路が形
成される。

【００４１】そして、空気噴射孔２０が開口するブッシ
ュ１５の外周に沿ったギアケース２の内周には、環状の
Ｕ字溝１９、１９が所定の深さに形成され、これらＵ字
溝１９は空気導入通路２１、２１を介してギアケース２
の外部と連通し、空気導入通路２１、２１は空気導入通
路２２を介して空気ポンプ２４から圧縮空気の供給を受
けて、空気噴射孔２０からはブッシュ１５がアイドラ軸
１８と摺接する面へ向けて圧縮空気が噴射される。

【００４２】こうして、空気ポンプ２４から圧送された
加圧空気によってハウジング１の開口部１Ａ及びギアケ
ース２の内圧は高圧となるため、次のように気密を保持
する。

【００４３】圧縮機出口流路３１に面した開口部１Ａに
はピニオンローラ１０、ピニオンギア１３の所定の外周
のみを挿通する貫通孔を備えた画成手段としての遮蔽板
３０が圧縮機出口流路３１の内周に固設され、ピニオン
軸１４を収装した開口部１Ａの内部と圧縮機出口流路３
１とを画成する。

【００４４】一方、ギアケース２の図中右側の端部には
カバー３が固設されて封止される一方、アイドラ軸１８
が突出する他端にはリップシール５を介してカバー４が
固設されてギアケース２の内部は外部から画成され、相
互に連通する開口部１Ａ及びギアケース２は外部から画
成されて気密を保持する。

【００４５】そして、ギアケース２には加圧空気を排出
するための排出口３３が所定の位置に開口し、排出口３
３は空気排出通路２６、２７を介して熱交換器７の下
流、かつ燃焼器３７の上流の燃焼器入口流路３２に連通
する。ここで、空気排出通路２７はハウジング１に形成
される一方、空気排出通路２６はハウジング１の外部と
ギアケース２を接続する管路である。

【００４６】なお、遮蔽板３０は開口部１Ａを完全に圧
縮機出口流路３１から画成するものではなく、回転する
ピニオンギア１３、ピニオンローラ１０と遮蔽板３０の
貫通孔との間には所定の間隙が形成され、この間隙の総
面積は、例えば、排出口３３の開口面積の１／５以下に
設定される。

【００４７】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００４８】圧縮機入口流路３５から導入された空気は
圧縮機３６で加圧された後、圧縮機出口流路３１、熱交
換器７、燃焼器入口流路３２を経て燃焼器３７へ流入
し、燃焼ガスはタービン３９を駆動した後、タービン出
口流路４０、熱交換器７、排気ダクト４１を経て外周へ
排出される。

【００４９】熱交換器７は、図示しない動力源によって
駆動されるアイドラギア１６、ピニオンギア１３、リン
グギア９を介して駆動され、タービン出口流路４０と燃
焼器入口流路３２との間で回転し、タービン出口流路４
０に面した位置で燃焼ガス中の熱を吸収した後、燃焼器
入口流路３２に面した位置へ回転すると吸収した熱を圧
縮された吸気へ放出し、圧縮機出口流路３１からの吸気
は熱交換器７を通過することによって加熱され、燃焼器
入口流路３２を介して燃焼器３７へ流入し、ガスタービ
ンエンジンの熱効率を向上させる。

【００５０】熱交換器７を駆動するアイドラ軸１８はブ
ッシュ１５に摺接し、同じくピニオンギア１３はブッシ
ュ１２を介してピニオン軸１４と、リングギア９に従動
するピニオンローラ１０はブッシュ１１を介してピニオ
ン軸１４とそれぞれ摺接し、カーボンを主体とするこれ
らブッシュの固体潤滑作用によって円滑に回転して熱交
換器７を効率良く駆動することができる。

【００５１】ブッシュ１１、１２、１５はピニオン軸１
４及びアイドラ軸１８と摺接することで、摺接面が徐々
に摩耗して、カーボンの摩耗粉が発生する。

【００５２】ここで、圧縮機出口流路３１からの加圧空
気が空気ポンプ２４から圧送され、空気通路２３、２８
を介してピニオン軸１４の内部に形成した空気噴射孔２
９Ａ、２９Ｂからブッシュ１１、１２に向けてそれぞれ
噴射され、この噴射された加圧空気によってブッシュ１
１、１２とピニオン軸１４との間から摩耗粉は除去さ
れ、加圧空気とともに摩耗粉はハウジング１の開口部１
Ａ内へ移送される。

【００５３】ここで、開口部１Ａは遮蔽板３０によって
圧縮機出口流路３１から画成され、この開口部１Ａと連
通するギアケース２も外部から画成されているため、ピ
ニオン軸１４から噴射された加圧空気は摩耗粉と共にギ
アケース２に開口した排出口３３から排出手段としての
空気排出通路２６、２７を介して燃焼器入口流路３２へ
排出され、燃焼器入口流路３２へ排出された摩耗粉は燃
焼器３７で燃料と共に燃焼する。

【００５４】開口部１Ａは遮蔽板３０で圧縮機出口流路
３１から画成されるため、ブッシュ１１、１２からの摩
耗粉は圧縮機出口流路３１への流入が抑制され、すなわ
ち、熱交換器７への流入を阻止することが可能となっ
て、熱交換器７の目詰まりを防止することができるので
ある。

【００５５】ここで、遮蔽板３０とピニオンギア１３、
ピニオンローラ１０との間隙から圧縮機出口流路３１へ
ピニオン軸１４から噴射された空気ポンプ２４からの加
圧空気の一部が漏れる。

【００５６】そこで、空気ポンプ２４からピニオン軸１
４、アイドラ軸１８へ供給する空気の圧力を圧縮機出口
流路３１の圧力に対して５０〜１００ＫＰａ加圧するこ
とによって、開口部１Ａ及びギアケース２内の加圧空気
は熱交換器７の圧力損失によって圧縮機出口流路３１よ
り圧力の低下した燃焼器入口流路３２へ向かって流れ、
遮蔽板３０の上記間隙から圧縮機出口流路３１へ漏れる
加圧空気の量は極めて少ないものとなる。

【００５７】一方、空気ポンプ２４からの加圧空気は、
空気通路２２、空気導入孔２１、Ｕ字溝１９を介してブ
ッシュ１５の空気噴射孔２０からアイドラ軸１８との摺
接面へ向けても噴射され、上記と同様にしてブッシュ１
５の摺接面から発生する摩耗粉をアイドラ軸１８とブッ
シュ１５との間から除去するとともに、ギアケース２の
排出口３３から上記と同様に燃焼器入口流路３２へ排出
され、燃焼器３７で燃料と共に燃焼するのである。

【００５８】カーボン等の固体潤滑材を主体とするブッ
シュ１１、１２、１５は常時空気ポンプ２４からの加圧
空気によって摩耗粉を除去することができ、さらに除去
された摩耗粉を熱交換器７を介さずに燃焼器３７へ移送
して、燃料と共に燃焼させることができ、熱交換器７の
目詰まりを防止するとともに外部へ排出することなく円
滑に処理することが可能となって、前記従来例のように
軸とブッシュの間に滞留した摩耗粉がブッシュの摩耗を
助長することがなくなって、耐熱性を備えたカーボンを
主体とする固体すべり軸受によって機械効率を確保しな
がら熱交換器７の駆動装置の耐久性及び信頼性を向上す
ることができ、保守期間も前記従来例に比して延長する
ことが可能となって、ランニンングコストの低減を推進
することができるのであり、また、空気ポンプ２４は圧
縮機３６の下流の圧縮機出口流路３１からの空気を導入
するため、容量を小型化して装置全体の小型化を推進す
ることができる。

【００５９】なお、上記実施例において、ブッシュ１
１、１２をピニオンローラ１０、ピニオンギア１３の内
周に固設し、ピニオン軸１４と摺接するようにしたが、
ピニオン軸１４にこれらブッシュ１１、１２を結合し
て、ブッシュ１１、１２の外周でピニオンローラ１０、
ピニオンギア１３と摺接させてもよく、この場合、図示
はしないがブッシュ１５と同様にして内周と外周を連通
する空気噴射孔を形成すれば良い。

【００６０】図３は他の実施例を示し、前記第１実施例
において圧縮機３６の下流に接続した空気導入通路２５
を圧縮機３６の上流の圧縮機入口流路３５に接続したも
ので、その他の構成は前記第１実施例と同様である。

【００６１】圧縮機入口流路３５からの空気は圧縮機出
口流路３１の空気に比して温度が低く、空気ポンプ２４
を介してブッシュ１１、１２、１５へ噴射する空気の温
度を下げることができ、温度の低い加圧空気によって、
これらブッシュの摺接面を冷却することができる。

【００６２】カーボンを主体とするこれらブッシュ１
１、１２、１５は、冷却によって摩擦係数が低下するた
め、摺動抵抗を低減して駆動装置の機械効率を向上する
とともに、これらブッシュの摩耗を低減して耐久性をさ
らに向上させることができるのである。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明は、高
温気体通路及び低温気体通路にそれぞれ面した所定の位
置で回転自在に支持されて高温気体中の熱を低温気体へ
伝達する蓄熱式の熱交換器と、前記熱交換器を回転させ
るように熱交換器のギアと歯合する駆動ギアとを備えた
回転蓄熱式熱交換器の駆動装置において、前記駆動ギア
を軸支する固体すべり軸受と駆動ギアとを熱交換器上流
の低温気体通路から隔成する手段と、前記固体すべり軸
受の摺接面に加圧空気を供給する手段と、前記加圧空気
を所定の外部へ排出する手段とを備え、耐熱性を確保す
るために固体すべり軸受をカーボン等の耐熱部材で構成
した場合には、固体すべり軸受の摺接面から摩耗粉が発
生するが、この摩耗粉を加圧空気によって摺接面から除
去することができ、固体すべり軸受及び駆動ギアを熱交
換器上流の低温気体通路から画成したため、摩耗粉が熱
交換器へ流入することがなくなって目詰まりを抑制して
円滑に摩耗粉を除去することができ、前記従来例のよう
な摩耗粉の滞留を防いで固体すべり軸受の摩耗の進行を
抑制することが可能となって、耐久性を向上させること
ができる。

【００６４】また、第２の発明は、燃焼ガスによって駆
動されるタービンと、タービンによって同期的に駆動さ
れる圧縮機と、圧縮機下流と燃焼器とを連通する吸気流
路と、圧縮機からの加圧空気で燃料を燃焼する燃焼器
と、タービン下流と外部とを連通する排気流路と、前記
吸気流路と排気流路にそれぞれ面した所定の位置で回転
自在に支持されて排気ガス中の熱を吸気へ伝達する蓄熱
式の熱交換器と、前記熱交換器を回転させるように熱交
換器のギアと歯合する駆動ギアとを備えた回転蓄熱式熱
交換器の駆動装置において、前記駆動ギアを軸支する固
体すべり軸受と駆動ギアとを熱交換器上流の吸気通路か
ら画成する手段と、前記固体すべり軸受の摺接面に加圧
空気を供給する手段と、前記加圧空気を所定の外部へ排
出する手段とを備え、耐熱性を確保するために固体すべ
り軸受をカーボン等の耐熱部材で構成した場合には、固
体すべり軸受の摺接面から摩耗粉が発生するが、この摩
耗粉を加圧空気によって摺接面から除去することがで
き、固体すべり軸受及び駆動ギアを熱交換器上流の吸気
流路から画成したため、摩耗粉が熱交換器へ流入するの
を防いで目詰まりを抑制して円滑に摩耗粉を除去するこ
とができ、前記従来例のような摩耗粉の滞留を防いで固
体すべり軸受の摩耗の進行を抑制することが可能となっ
て、耐久性を向上させることができる。

【００６５】また、第３の発明は、前記加圧空気供給手
段が、圧縮機下流の加圧空気を導入し、圧縮機からの加
圧空気によって固体すべり軸受の摩耗粉を除去すること
ができ、加圧空気供給手段を構成するポンプの容量を小
型化して装置全体の小型化を推進することができる。

【００６６】また、第４の発明は、前記加圧空気供給手
段が、圧縮機上流の空気を導入し、圧縮機上流の低温の
空気を加圧してから固体すべり軸受の摺接面へ噴射する
ことで、摩耗粉を除去しながら固体すべり軸受の摺接面
を冷却することができ、冷却によって固体すべり軸受の
摩擦係数を低減して機械効率を上げるとともに、摩耗を
さらに抑制して耐久性を向上させることができる。

【００６７】また、第５の発明は、前記排出手段が、固
体すべり軸受の摺接面へ噴射された加圧空気を熱交換器
の下流、かつ燃焼器の上流へ導き、固体すべり軸受から
の摩耗粉を含んだ加圧空気は熱交換器へ逆流することな
く燃焼器へ流入し、熱交換器の目詰まりを防ぐととも
に、摩耗粉は燃焼器で加圧空気と共に燃焼して円滑に外
部へ排出することができる。

【００６８】また、第６の発明は、前記加圧空気供給手
段は、熱交換器の上流よりも圧力の高い加圧空気を供給
するポンプを備え、固体すべり軸受から噴射される空気
は熱交換器の上流より加圧されるため、熱交換器の圧力
損失によって圧力の低下した熱交換器の下流へ向けて流
れ、固体すべり軸受から除去した摩耗粉を熱交換器の上
流に逆流させることなく確実に燃焼器上流へ導くことが
でき、さらに画成手段から熱交換器上流へ漏れる空気量
を低減することが可能となって、熱交換器の目詰まりを
抑制して耐久性を確保することができる。

【００６９】また、第７の発明は、前記固体すべり軸受
が、カーボンを主体に構成されたため、耐熱性を備えて
高温の雰囲気下においても円滑に駆動ギアを軸支して効
率良く熱交換器を駆動することができ、また、固体すべ
り軸受からの摩耗粉は容易に燃焼することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すガスタービンエンジンの
概略図である。

【図２】同じく熱交換器の駆動部を示す断面図である。

【図３】他の実施例を示す熱交換器の駆動部の断面図で
ある。

【図４】従来の熱交換器の駆動部を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング １Ａ 開口部 ２ ギアケース ７ 熱交換器 ９ リングギア １２ ブッシュ １３ ピニオンギア １４ ピニオン軸 １５ ブッシュ １６ アイドラギア １８ アイドラ軸 ２０ 空気噴射孔 ２２、２３ 空気通路 ２４ 空気ポンプ ２５ 空気導入通路 ２６、２７ 空気排出通路 ２９Ａ、２９Ｂ 空気噴射孔 ３０ 遮蔽板 ３１ 圧縮機出口流路 ３２ 燃焼器入口流路 ３５ 圧縮機入口流路 ３６ 圧縮機 ３７ 燃焼器 ３９ タービン ４０ タービン出口流路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温気体通路及び低温気体通路にそれぞ
   れ面した所定の位置で回転自在に支持されて高温気体中
   の熱を低温気体へ伝達する蓄熱式の熱交換器と、前記熱
   交換器を回転させるように熱交換器のギアと歯合する駆
   動ギアとを備えた回転蓄熱式熱交換器の駆動装置におい
   て、前記駆動ギアを軸支する固体すべり軸受と駆動ギア
   とを熱交換器上流の低温気体通路から隔成する手段と、
   前記固体すべり軸受の摺接面に加圧空気を供給する手段
   と、前記加圧空気を所定の外部へ排出する手段とを備え
   たことを特徴とする回転蓄熱式熱交換器の駆動装置。
2. 【請求項２】 燃焼ガスによって駆動されるタービン
   と、タービンによって同期的に駆動される圧縮機と、圧
   縮機下流と燃焼器とを連通する吸気流路と、圧縮機から
   の加圧空気で燃料を燃焼する燃焼器と、タービン下流と
   外部とを連通する排気流路と、前記吸気流路と排気流路
   にそれぞれ面した所定の位置で回転自在に支持されて排
   気ガス中の熱を吸気へ伝達する蓄熱式の熱交換器と、前
   記熱交換器を回転させるように熱交換器のギアと歯合す
   る駆動ギアとを備えた回転蓄熱式熱交換器の駆動装置に
   おいて、前記駆動ギアを軸支する固体すべり軸受と駆動
   ギアとを熱交換器上流の吸気通路から画成する手段と、
   前記固体すべり軸受の摺接面に加圧空気を供給する手段
   と、前記加圧空気を所定の外部へ排出する手段とを備え
   たことを特徴とする回転蓄熱式熱交換器の駆動装置。
3. 【請求項３】 前記加圧空気供給手段が、圧縮機下流の
   加圧空気を導入することを特徴とする請求項２に記載の
   回転蓄熱式熱交換器の駆動装置。
4. 【請求項４】 前記加圧空気供給手段が、圧縮機上流の
   空気を導入することを特徴とする請求項２に記載の回転
   蓄熱式熱交換器の駆動装置。
5. 【請求項５】 前記排出手段が、固体すべり軸受の摺接
   面へ噴射された加圧空気を熱交換器の下流、かつ燃焼器
   の上流へ導くことを特徴とする請求項２ないし請求項４
   のいずれかひとつに記載の回転蓄熱式熱交換器の駆動装
   置。
6. 【請求項６】 前記加圧空気供給手段は、熱交換器の上
   流よりも圧力の高い加圧空気を供給するポンプを備えた
   ことを特徴とする請求項５に記載の回転蓄熱式熱交換器
   の駆動装置。
7. 【請求項７】 前記固体すべり軸受が、カーボンを主体
   に構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項６
   のいずれかひとつに記載の回転蓄熱式熱交換器の駆動装
   置。