(57)【要約】      （修正有）【課題】軸受加圧流体源としてインタークーラ冷却流体を使用するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】システムは、圧縮機（１２）、燃焼器（２８）、およびタービンを含むガスタービンエンジンを含む。システムは、圧縮機（１２）から吐出空気を受け取り、吐出空気をオイルのコーキング温度よりも低い温度に冷却するように構成されたインタークーラ（４６）を含む。このシステムは、インタークーラ（４６）またはインタークーラの下流の場所からの冷却された吐出空気の一部をタービン内に配置された軸受に迂回させて、軸受からの流体の漏れを阻止するために軸受を加圧するための第１の導管（６８）を含む。【選択図】図２
2019011754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システム（１０）であって、
ガスタービンエンジンであって、
圧縮機（１２）と、
燃焼器（２８）と、
タービン（３２）と
を含むガスタービンエンジンと、
前記圧縮機（１２）からの吐出空気（５２）を受け取り、前記吐出空気（５２）を冷却するように構成されたインタークーラ（４６）と、
前記インタークーラ（４６）または前記インタークーラ（４６）の下流の場所からの前記冷却された吐出空気（５２）の一部（７４）を前記タービン（３２）内に配置された軸受（５０）に迂回させて、前記軸受（５０）からの流体の漏れを阻止するために前記軸受（５０）を加圧するように構成された第１の導管（６８）と
を含むシステム（１０）。
【請求項２】
前記圧縮機（１２）は、高圧圧縮機（ＨＰＣ）部および低圧圧縮機（ＬＰＣ）部を含み、前記インタークーラ（４６）は、前記ＬＰＣ部から前記吐出空気（５２）を受け取るように構成される、請求項１に記載のシステム（１０）。
【請求項３】
前記タービン（３２）は、高圧タービン（ＨＰＴ）部（８０）、中圧タービン（ＩＰＴ）部（８２）、および低圧タービン（ＬＰＴ）部（８４）を含み、前記軸受（５０）は前記ＬＰＴ部内に配置される、請求項２に記載のシステム（１０）。
【請求項４】
前記第１の導管（６８）に沿って配置されたバルブ（７５）と、前記バルブ（７５）に結合されたコントローラ（７８）と、を含み、前記コントローラ（７８）は、前記軸受（５０）に供給される前記冷却された吐出空気（５２）の量を調整するために、前記バルブ（７５）の作動を制御するように構成される、請求項１に記載のシステム（１０）。
【請求項５】
空気の第２の供給源（５８）と、前記第２の供給源（５８）に結合された第２の導管（８６）と、を含み、前記第２の導管（８６）は、前記第２の供給源（５８）から空気を受け取り、前記空気を前記軸受（５０）に供給して前記軸受（５０）を加圧するように構成され、前記バルブ（７５）は、前記第２の導管（８６）に沿って配置され、前記コントローラ（７８）は、前記軸受（５０）に供給される前記冷却された吐出空気（５２）の量を調整するために、前記バルブ（７５）の作動を制御するように構成される、請求項４に記載のシステム（１０）。
【請求項６】
前記コントローラ（７８）は、前記ガスタービンエンジンの始動中に、前記冷却された吐出空気（５２）が前記軸受（５０）に供給されるのを阻止し、前記第２の供給源（５８）からの空気が前記軸受（５０）に供給され得るように、前記バルブ（７５）の作動を制御するように構成される、請求項５に記載のシステム（１０）。
【請求項７】
前記コントローラ（７８）は、前記ガスタービンエンジンの定常状態動作中に、前記第２の供給源（５８）からの空気が前記軸受（５０）に供給されるのを阻止し、前記冷却された吐出空気（５２）が前記軸受（５０）に供給され得るように、前記バルブ（７５）の作動を制御するように構成される、請求項６に記載のシステム（１０）。
【請求項８】
前記コントローラ（７８）は、前記ガスタービンエンジンの停止中に、前記冷却された吐出空気（５２）が前記軸受（５０）に供給されるのを阻止し、前記第２の供給源（５８）からの空気が前記軸受（５０）に供給され得るように、前記バルブ（７５）の作動を制御するように構成される、請求項７に記載のシステム（１０）。
【請求項９】
空気の前記第２の供給源（５８）は、送風機またはファンを含む、請求項５に記載のシステム（１０）。
【請求項１０】
前記吐出空気（５２）の温度は１２１℃未満である、請求項１に記載のシステム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する主題は、ガスタービンエンジンに関し、より具体的には、軸受アセンブリのための軸受加圧源として使用するために、エンジン主流路上の流体を冷却するインタークーラを使用するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、一般に、圧縮機、燃焼器、およびタービンを含む。ガスタービンエンジンは、通常、ロータを支持する軸受アセンブリを含む。軸受アセンブリは、通常、動的封止によってシャフトの周りで封止される。
【０００３】
軸受は、軸受領域の外側に潤滑油が漏れないようにする封止システムを有することができる。軸受が高温ガスによって取り囲まれている場合には、封止システムはさらに、高温ガスの軸受内への取り込みを防止することができる。潤滑油の漏れおよび高温ガスの取り込みを封止するために、清浄で低温の加圧空気を軸受封止に隣接して供給することができる。封止空気の供給源は、別個の外部圧縮機もしくは送風機、または主流路圧縮機抽気であってもよい。封止空気を供給するために外部供給源を利用すると、空気が軸受に供給される前に空気に対して追加の処理（例えば、冷却、フィルタ処理、乾燥）が行われるので、電力要求およびコストが増加することがある。封止空気供給源として圧縮機抽気を使用すると、圧縮機の動作性に影響を及ぼすので、圧縮機設計が複雑になることがある。したがって、より安価な機器および／または電力要求の低減を必要とする改良された空気供給源が必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
出願時の特許請求の範囲に記載される主題と範囲において同等である特定の実施形態が、以下に要約される。これらの実施形態は特許請求する主題の範囲を限定しようとするものではなく、むしろ、これらの実施形態は特許請求する主題の可能性がある形式の概要を提供しようとするものにすぎない。実際、特許請求する主題は、以下に記載する実施形態に類似してもよく、あるいは異なってもよい様々な形態を含むことができる。
【０００５】
第１の実施形態では、システムは、圧縮機、燃焼器、およびタービンを含むガスタービンエンジンを含む。このシステムは、圧縮機から吐出空気を受け取り、吐出空気を冷却するように構成されたインタークーラを含む。このシステムは、インタークーラまたはインタークーラの下流の場所からの冷却された吐出空気の一部をタービン内に配置された軸受に迂回させて、軸受からの流体の漏れを阻止するために軸受を加圧するための第１の導管を含む。
【０００６】
第２の実施形態では、システムは、圧縮機、燃焼器、およびタービンを有するガスタービンエンジンを含む。このシステムは、圧縮機から吐出空気を受け取り、吐出空気を冷却するように構成されたインタークーラを含む。このシステムは、インタークーラまたはインタークーラの下流の場所からの冷却された吐出空気の一部をタービン内に配置された軸受に迂回させて、軸受からの流体の漏れを阻止するために軸受を加圧するように構成された第１の導管を含む。このシステムは、空気の第２の供給源と、第２の供給源に結合され、第２の供給源から空気を受け取り、空気を軸受に供給し、軸受を加圧して、軸受からの流体の漏れを阻止するように構成された第２の導管と、を含む。システムは、第１および第２の導管の両方に沿って配置されたバルブと、バルブに結合されたコントローラと、を含む。コントローラは、ガスタービンエンジンの動作状態に基づいて、第１の導管からの冷却された吐出空気を軸受に供給するか、または第２の導管からの空気を軸受に供給するかを決定する。
【０００７】
第３の実施形態では、方法は、ガスタービンエンジンコントローラであって、１つまたは複数のプロセッサ実行可能ルーチンを符号化するメモリと、メモリによって符号化された１つまたは複数のルーチンにアクセスして実行するようにプログラムされたプロセッサと、を含むガスタービンエンジンコントローラを含む。このルーチンは、実行された場合に、プロセッサに対して、ガスタービンエンジンの動作状態に基づいて、ガスタービンエンジンのタービン内に配置された軸受を加圧して軸受からの流体の漏れを阻止するために、第１の導管からの冷却された吐出空気を軸受に供給するか、または第２の導管からの空気を軸受に供給するかを決定させる。第１の導管はインタークーラまたはインタークーラの下流の場所に結合され、第２の導管は空気の第２の供給源に結合される。このルーチンは、実行された場合に、プロセッサに対して、冷却された吐出空気または空気の一方のみを軸受に供給するように、第１および第２の導管の両方に沿って配置されたバルブの作動を制御させる。
【０００８】
本主題のこれらの、ならびに他の特徴、態様および利点は、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面の全体にわたって、類似する符号は類似する部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】インタークーラ冷却空気を利用するガスタービンシステムおよび軸受アセンブリの一実施形態のブロック図である。
【図２】空気供給源と、流体制御バルブを制御するように構成されたコントローラと、を示すガスタービンシステムの一実施形態のブロック図である。
【図３】空気供給源と、流体制御バルブを制御するように構成されたコントローラと、を示すガスタービンシステムの別の実施形態のブロック図である。
【図４】図２の線４−４に沿った軸受アセンブリの断面図である。
【図５】ガスタービンシステムの動作モードに部分的に基づいて空気供給源の量を制御するためのコンピュータにより実施される方法の一実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下で、特許請求する本主題の１つまたは複数の具体的な実施形態を説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供しようとしても、実際の実施のすべての特徴を本明細書に記載することができるというわけではない。エンジニアリングまたは設計プロジェクトなどの実際の実施の開発においては、開発者の特定の目的を達成するために、例えばシステム関連および事業関連の制約条件への対応など実施に特有の決定を数多くしなければならないし、また、これらの制約条件は実施ごとに異なる可能性があることを理解されたい。さらに、このような開発作業は複雑で時間がかかるかもしれないが、にもかかわらず、この開示の利益を得る当業者にとっては、設計、製作、および製造の日常的な仕事であることを理解されたい。
【００１１】
特許請求する本主題の様々な実施形態の要素を導入する場合に、単数の表現および「前記」は１つまたは複数の要素があることを意味するものである。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であるように意図され、列挙された要素以外のさらなる要素が存在してもよいことを意味する。
【００１２】
開示された実施形態は、軸受アセンブリに加圧された清浄で冷たい空気を供給することに関する。本明細書に開示した実施形態による空気供給源を利用することにより、従来使用されていた高価な機器による空気の使用が回避される。さらに、本明細書に開示した実施形態による空気供給源を利用することにより、いくつかの加圧空気機器およびそれに関連する付属品の必要性を低減することによって、ガスタービンシステムの電力要求を低減する。開示される実施形態は、第１および第２の供給源を含む。第１の空気供給源は、ガスタービンシステムが通常の動作モード（例えば、負荷モード）にあるときに利用することができる。第２の空気供給源は、ガスタービンが始動モードまたは停止モードで動作しているときに利用することができる。コントローラは、第１の空気供給源および第２の空気供給源に関連する１つまたは複数の制御バルブに通信可能に結合される。コントローラは、ガスタービンシステムの動作状態に少なくとも部分的に応じて、第１の空気供給源および／または第２の空気供給源から空気を供給するように制御バルブの作動を制御する。コントローラは、エンジンパラメータ、ならびに／あるいはユーザインターフェースおよび／またはシステム全体に配置されたセンサから受信した入力に基づいて、第１の空気供給源と第２の空気供給源との間で遷移することができる。
【００１３】
第１の空気供給源が使用されるとき、空気供給源は、第１の導管を介して軸受アセンブリに導かれる。第１の空気供給源は、圧縮機の低圧部から吐出され、インタークーラで冷却される吐出空気を含む。吐出空気は、冷却された後に圧縮機の高圧部に逆流する。スクロールに集められた冷却された吐出空気の一部は、第１の導管を介して軸受アセンブリに導かれる。軸受アセンブリは、軸受を加圧するために吐出空気を利用して、潤滑油システムからのオイルの移動を低減する。
【００１４】
第２の空気供給源が使用される場合、空気は、ガスタービンシステム内に配置された送風機またはファンなどの供給源から供給されてもよい。第２の空気供給源は、ガスタービンシステムの始動および／または停止中に利用される。第２の空気供給源は、軸受を封止する以外に、ガスタービンシステムの他の目的のために使用されてもよいことが理解されよう。第２の空気供給源は、第２の導管を介して軸受アセンブリに送られる。第１および第２の導管は、合流して、冷却空気を軸受アセンブリに導く共通の導管を形成することができる。あるいは、第１および第２の導管は完全に分離して、それぞれが空気（例えば、吐出空気、ブロワ空気）を軸受アセンブリに導いてもよい。軸受への空気の流れを調整するために、１つまたは複数の制御バルブが設計されている。１つまたは複数の制御バルブの作動は、コントローラによって制御されて、軸受への空気の流れを調整することができる。空気の温度は、潤滑油システムで使用されるオイルのコーキング温度よりも低く冷却され、オイルコーキングの発生を低減する。
【００１５】
ここで図面を参照すると、図１は、圧縮機によって生成された空気供給源を受け取るガスタービンシステム１０の一実施形態のブロック図を示す。圧縮機１２は、吸気口１６を介して周囲空気１４をガスタービンシステム１０に取り入れる。周囲空気１４は、冷気吸気口などの適切な機構を介して、吸気口１６によってガスタービンシステム１０に取り込まれ、その後に、圧縮機１２への吸気１８の流入が行われる。圧縮機１２は、吸気１８を圧縮し、圧縮機１２内のブレードを回転させることによって加圧空気２０を生成する。圧縮機１２が吸気１８を圧縮すると、圧縮機１２が吸気１８にエネルギーを加え、それによって圧力および温度が上昇して、加圧空気２０が周囲空気１４よりも暖かく、より高圧になる。加圧空気２０は、１つまたは複数の燃料ノズル２２に排出することができ、燃料ノズル２２は、加圧空気２０と燃料２４（例えば、液体燃料および／または天然ガスなどの気体燃料）とを混合して、燃焼に適した空気燃料混合気２６を生成する。
【００１６】
図示するように、加圧空気２０は燃料ノズル２２に入り、燃料２４と混合する。燃料ノズル２２は、空気燃料混合気２６を燃焼器２８内に導く。燃焼器２８は、空気燃料混合気２６を点火して燃焼させ、燃焼生成物３０を生成する。燃焼生成物３０はガスタービン３２に導かれ、そこで燃焼生成物３０が膨張し、ガスタービン３２のブレードをシャフト３４の周りに駆動する。シャフト３４は、ガスタービン３２内に配置された１つまたは複数の軸受アセンブリ５０によって支持される。
【００１７】
ガスタービン３２は、共通シャフト３４によって圧縮機１２に接続されている。圧縮機ベーンまたはブレードは、圧縮機１２の部品として含まれる。圧縮機１２内のブレードはシャフト３４に結合され、シャフト３４はガスタービン３２によって駆動される。シャフト３４は、いくつかの構成要素（例えば、圧縮機１２、ガスタービンシステム１０全体のガスタービン３２）に結合される。最終的には、燃焼生成物３０は排気ガス３８としてガスタービン３２から出て、排気ガス３８は排気出口４０を介してガスタービンシステム１０から出る。いくつかの実施形態では、排気ガス３８を利用して（例えば、再加圧して）、負荷４８を駆動することができる。負荷４８は、発電機、ポンプ、シャフトにより駆動される他の機器などを含むことができる。
【００１８】
本明細書で説明するように、圧縮機１２の下流に配置された軸受アセンブリ５０は、空気供給源５４を利用して軸受を加圧することができる。システム１０は、インタークーラ４６によって冷却され、軸受アセンブリ５０に導かれた後に、圧縮機部からの第１の空気供給源５６（例えば、吐出空気５２の一部）を使用して、潤滑油チャンバ４２からオイルが漏れないように封止を形成することができる。さらに、軸受アセンブリ５０内の冷却された空気を利用することにより、高温ガス（例えば、作動流体）の潤滑油チャンバへの移動が低減される。圧縮機１２からの吐出空気５２は、図２を参照してさらに説明するように、インタークーラ４６または他の大口径構造対内で冷却された後に、スクロール４４（例えば、収集器）を通って圧縮機１２から送られてもよい。いくつかの実施形態では、軸受５０に供給される空気は、第２の供給源５８から供給されてもよい。
【００１９】
図２および図３は、空気供給源５４と、流体制御バルブを制御するように構成されたコントローラと、を示すガスタービンシステム１０の一実施形態のブロック図を示す。理解されるように、軸受アセンブリ５０に導かれる空気供給源５４は、（例えば、圧縮機１２からの）第１の空気供給源５６または第２の空気供給源５８を介して供給されてもよい。第２の空気供給源５８は、送風機、ファン、またはガスタービンシステム１０の他の場所で利用される他の作動機器によって供給される空気を含むことができる。空気が第１の空気供給源５６または第２の空気供給源５８によって供給されるかどうかにかかわらず、空気の温度は冷却される。いくつかの実施形態では、空気の温度は、図４〜図５を参照してさらに説明するように、潤滑油軸受チャンバ内のオイルに関連するコーキング温度の温度よりも低い温度に冷却することができる。
【００２０】
第１の空気供給源５６は、第１の導管６８を介して軸受アセンブリ５０に導くことができる。第１の空気供給源５６は、インタークーラ４６または他の適切な冷却機器により冷却される。インタークーラ４６は、圧縮機１２の低圧部７０から吐出空気５２を受け取る。圧縮機１２の低圧部７０からの吐出空気５２は、熱除去プロセスにおいてインタークーラ４６で冷却される。吐出空気５２がインタークーラ４６を通過した後に、吐出空気５２は圧縮機１２の高圧部７２に戻される。次に、冷却された吐出空気５２は、さらに圧縮されてから、加圧空気２０として排出される。冷却された吐出空気５２の一部７４は、第１の導管６８を介してインタークーラ４６から軸受アセンブリ５０に導かれる。冷却された吐出空気５２の流れは、第１の導管６８に流体結合された第１の空気バルブ７６により制御される。以下で詳細に説明するように、第１の空気バルブ７６はコントローラ７８に通信可能に結合されている。タービン３２は、高圧タービン部８０、中圧タービン部８２、および低圧タービン部８４を含むことができる。タービン３２には、１つまたは複数の軸受アセンブリ５０が使用されてもよく、第１の導管６８を使用して、タービン部のいずれか（例えば、低圧８４、中圧８２、高圧８０）に配置された軸受アセンブリ５０に第１の空気供給源５６を導くことができる。
【００２１】
第２の空気供給源５８は、送風機、ファン、またはガスタービンシステム１０内の他の適切な空気供給源から供給されてもよい。第２の空気供給源５８の全部または一部は、第２の導管８６を介して軸受アセンブリ５０に導かれてもよい。第２の導管８６は、第２の空気供給源５８をタービン３２の任意の部分に導くことができる。第２の導管８６は、第１の空気供給源５６に関して上述したように、タービン部８０、８２、８４のいずれかに配置された任意の軸受アセンブリ５０に第２の空気供給源５８を導くことができることが理解されよう。
【００２２】
第２の導管８６は、第２の導管８６に流体結合された第２の空気バルブ８８を含む。第２の導管８６が第１の導管６８とは別個に示されているが、いくつかの実施形態では、図３に示すように、第１の導管６８と第２の導管８６とが合流して単一の導管を形成し、単一のバルブ７５によって制御されてもよいことが理解される。第１の空気バルブ７６および第２の空気バルブ８８は、コントローラ７８に通信可能に結合されている。単一のコントローラが第１の空気バルブ７６と第２の空気バルブ８８の両方を制御するものとして示されているが、複数のコントローラが空気バルブを制御するために使用されてもよい。さらに、システム１０内の他の機器を制御するために使用されるコントローラを使用して、第１の空気バルブ７６および第２の空気バルブ８８を制御してもよい。
【００２３】
コントローラ７８は、メモリ９０およびプロセッサ９２を含む。コントローラ７８は、空気供給源５４の流れを制御するために、第１の空気バルブ７６、第２の空気バルブ８８、またはこれらの組み合わせを作動させるために使用される。コントローラ７８は、機械可読媒体（例えば、メモリ９０）に格納され、本明細書で開示された技術を実施するためにプロセッサ（例えば、プロセッサ９２）によって使用される非一時的コードまたは命令を含む。特定の実施形態では、コントローラ７８は、メモリ９０を利用して命令（例えば、コード、ルーチン）を格納し、プロセッサ９２（例えば、複数のマイクロプロセッサ、１つもしくは複数の「汎用」マイクロプロセッサ、１つもしくは複数の特殊用途マイクロプロセッサ、および／または他のプロセッサ構成）を利用して命令またはルーチンを実行することができる。コントローラ７８は、エンジン入力、およびシステム１０の他の構成要素（例えば、ユーザインターフェース６６）を含むセンサから１つまたは複数の入力信号を受信する。様々な入力信号は、エンジン出力（例えば、温度、流量）、動作条件、またはシステム１０の動作モードを含むことができる。コントローラは、図４を参照してさらに説明するように、システムの動作モードに基づいて１つまたは複数のタイプの制御方式を利用することができる。図３を参照してさらに説明するように、コントローラ７８を利用して、空気供給源５４（例えば、第１の空気供給源５６、第２の空気供給源５８）の流れを制御し、軸受５０を加圧して、軸受５０からの流体の漏れを低減する。
【００２４】
図４は、図２の線４−４に沿った軸受アセンブリ５０の断面図である。軸受アセンブリ５０は、軸受ハウジング９４内に配置された軸受を含む。軸受アセンブリ５０は、軸受アセンブリ５０全体に配置された１つまたは複数のセンサ９６を含む。センサ９６は、空気温度、オイル温度、空気圧、電力使用量、回転機器の回転速度、回転部品と固定部品との間のクリアランスなどを監視するように構成することができる。センサ９６は、監視された状態を表すデータを出力することができる。コントローラ７８は、センサ９６から信号を受信して、空気供給源５４（例えば、第１の空気供給源５６、第２の空気供給源５８）の流量、温度、および／または圧力を制御することができる。
【００２５】
軸受５０は、前方バッファキャビティ９８と後方バッファキャビティ１００とを含む。バッファキャビティ９８、１００は、潤滑油軸受チャンバに隣接して配置される。空気供給源５４の温度は、潤滑油システム４２に含まれるオイルがコーキングを引き起こす（例えば、圧縮された固形物を形成する）温度よりも低くなるように冷却されることが理解されよう。オイルの温度がオイルが安定したままである温度より高い場合に、コーキングが起こり得る。例えば、オイルは約１９０〜２５０℃、２００〜２３０℃、２１０〜２２０℃、およびこれらの間のすべての温度でコーキングが開始され得る。この例では、空気供給源の温度を１９０℃未満の温度に冷却することが有益である。例えば、空気供給源５４は、約１００〜１６０℃、１１５〜１５０℃、１２０〜１４０℃、およびこれらの間のすべての温度に冷却することができる。軸受アセンブリ５０を通る空気供給源５４の体積流量は、約１５０標準立方フィート／分（ｓｃｆｍ）〜４００ｓｃｆｍ、２００〜３００ｓｃｆｍ、２２０〜２８０ｓｃｆｍ、およびこれらの間のすべての流量の範囲であってもよい。
【００２６】
冷却された空気は、ライン、オリフィス、ノズル、または他の適切な方法により前方バッファキャビティ９８および／または後方バッファキャビティ１００に導入されてもよい。軸受５０に加圧空気供給源５４を導入することは、封止を形成することによって潤滑油チャンバ４２からオイルが漏れないようにするのに役立つ。さらに、軸受アセンブリ５０内の空気供給源５４を利用することにより、高温空気（例えば、作動流体）の軸受５０への移動が低減される。軸受アセンブリ５０に利用される空気供給源５４は、図４を参照してさらに説明するように、ガスタービンシステム１０の動作モードに応じて変化してもよい。
【００２７】
図５は、ガスタービンシステム１０の動作モードに部分的に基づいて空気供給源の量を制御するためのコンピュータにより実施される方法１１０の一実施形態のフローチャートである。この方法は、エンジンパラメータを表す入力および／またはユーザインターフェースからの入力を受信するステップ（ブロック１１２）を含む。この方法は、ガスタービンエンジンの動作モードを決定するためにエンジン入力を利用するステップ（ブロック１１４）を含む。この方法は、始動モードの指示を受信するステップ（ブロック１１６）、動作モードの指示を受信するステップ（ブロック１１８）、または停止モードの指示を受信するステップ（ブロック１２０）を含む。この方法は、システム１０が始動モードで動作している場合に、圧縮機が動作し始めたときに、第２の空気供給源による（例えば、送風機から）冷却空気を第２の導管を介して軸受アセンブリに供給するステップ（ブロック１２２）を含む。この方法は、システム１０が動作モード（例えば、通常の負荷モード）にある場合に、第１の空気供給源による（例えば、圧縮機からの冷却された吐出空気による）冷却空気を軸受アセンブリに供給するステップ（ブロック１２４）を含む。この方法は、システム１０が停止モードで動作している場合に、第２の空気供給源による（例えば、送風機から）冷却空気を第２の導管を介して軸受アセンブリに供給するステップ（ブロック１２６）を含む。この方法は、動作モードに基づいて空気供給源（例えば、第１の空気供給源、第２の空気供給源）の間で遷移するようにバルブの作動を制御するステップ（ブロック１２８）を含む。第１の導管および第２の導管は、空気流を制御するように作動される別個の制御バルブを利用してもよいことが理解されよう。他の実施形態では、第１および第２の導管は合流して、同じバルブによって制御されてもよい。
【００２８】
特許請求される主題の技術的効果は、第１および第２の空気供給源を利用して軸受アセンブリに加圧空気を供給することを含む。第１の空気供給源は、ガスタービンシステムが通常の動作モード（例えば、負荷モード）で動作しているときに利用することができる。第２の空気供給源は、ガスタービンが始動モードまたは停止モードで動作しているときに利用することができる。コントローラは、ガスタービンシステムの動作状態に少なくとも部分的に応じて、第１の空気供給源および／または第２の空気供給源に関連する１つまたは複数の制御バルブに通信可能に結合され、制御バルブの作動を制御して、第１の空気供給源および／または第２の空気供給源からの空気を供給する。第１の空気供給源は、第１の導管を介して軸受アセンブリに導かれる。第１の空気供給源は、圧縮機の低圧部から吐出され、インタークーラで冷却される吐出空気を含む。吐出空気は、冷却された後に圧縮機の高圧部に逆流する。スクロールに集められた冷却された吐出空気の一部は、第１の導管を介して軸受アセンブリに導かれる。第２の空気供給源は、第２の導管を介して軸受アセンブリに送られる。空気の温度は、潤滑油システムで使用されるオイルのコーキング温度よりも低く冷却され、オイルコーキングの発生を低減する。軸受アセンブリは、軸受を加圧するために吐出空気を利用して、潤滑油システムからのオイルの移動を低減する。
【００２９】
本明細書は、特許請求する主題を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本主題を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本主題の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有しており、あるいは特許請求の範囲の文言から実質的に相違しない同等な構造要素を含むならば、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
［実施態様１］
システム（１０）であって、
ガスタービンエンジンであって、
圧縮機（１２）と、
燃焼器（２８）と、
タービン（３２）と
を含むガスタービンエンジンと、
前記圧縮機（１２）からの吐出空気（５２）を受け取り、前記吐出空気（５２）を冷却するように構成されたインタークーラ（４６）と、
前記インタークーラ（４６）または前記インタークーラ（４６）の下流の場所からの前記冷却された吐出空気（５２）の一部（７４）を前記タービン（３２）内に配置された軸受（５０）に迂回させて、前記軸受（５０）からの流体の漏れを阻止するために前記軸受（５０）を加圧するように構成された第１の導管（６８）と
を含むシステム（１０）。
［実施態様２］
前記圧縮機（１２）は、高圧圧縮機（ＨＰＣ）部および低圧圧縮機（ＬＰＣ）部を含み、前記インタークーラ（４６）は、前記ＬＰＣ部から前記吐出空気（５２）を受け取るように構成される、実施態様１に記載のシステム（１０）。
［実施態様３］
前記タービン（３２）は、高圧タービン（ＨＰＴ）部（８０）、中圧タービン（ＩＰＴ）部（８２）、および低圧タービン（ＬＰＴ）部（８４）を含み、前記軸受（５０）は前記ＬＰＴ部内に配置される、実施態様２に記載のシステム（１０）。
［実施態様４］
前記第１の導管（６８）に沿って配置されたバルブ（７５）と、前記バルブ（７５）に結合されたコントローラ（７８）と、を含み、前記コントローラ（７８）は、前記軸受（５０）に供給される前記冷却された吐出空気（５２）の量を調整するために、前記バルブ（７５）の作動を制御するように構成される、実施態様１に記載のシステム（１０）。
［実施態様５］
空気の第２の供給源（５８）と、前記第２の供給源（５８）に結合された第２の導管（８６）と、を含み、前記第２の導管（８６）は、前記第２の供給源（５８）から空気を受け取り、前記空気を前記軸受（５０）に供給して前記軸受（５０）を加圧するように構成され、前記バルブ（７５）は、前記第２の導管（８６）に沿って配置され、前記コントローラ（７８）は、前記軸受（５０）に供給される前記冷却された吐出空気（５２）の量を調整するために、前記バルブ（７５）の作動を制御するように構成される、実施態様４に記載のシステム（１０）。
［実施態様６］
前記コントローラ（７８）は、前記ガスタービンエンジンの始動中に、前記冷却された吐出空気（５２）が前記軸受（５０）に供給されるのを阻止し、前記第２の供給源（５８）からの空気が前記軸受（５０）に供給され得るように、前記バルブ（７５）の作動を制御するように構成される、実施態様５に記載のシステム（１０）。
［実施態様７］
前記コントローラ（７８）は、前記ガスタービンエンジンの定常状態動作中に、前記第２の供給源（５８）からの空気が前記軸受（５０）に供給されるのを阻止し、前記冷却された吐出空気（５２）が前記軸受（５０）に供給され得るように、前記バルブ（７５）の作動を制御するように構成される、実施態様６に記載のシステム（１０）。
［実施態様８］
前記コントローラ（７８）は、前記ガスタービンエンジンの停止中に、前記冷却された吐出空気（５２）が前記軸受（５０）に供給されるのを阻止し、前記第２の供給源（５８）からの空気が前記軸受（５０）に供給され得るように、前記バルブ（７５）の作動を制御するように構成される、実施態様７に記載のシステム（１０）。
［実施態様９］
空気の前記第２の供給源（５８）は、送風機またはファンを含む、実施態様５に記載のシステム（１０）。
［実施態様１０］
前記吐出空気（５２）の温度は１２１℃未満である、実施態様１に記載のシステム（１０）。
［実施態様１１］
システム（１０）であって、
ガスタービンエンジンであって、
圧縮機（１２）と、
燃焼器（２８）と、
タービン（３２）と
を含むガスタービンエンジンと、
前記圧縮機（１２）から吐出空気（５２）を受け取り、前記吐出空気（５２）を冷却するように構成されたインタークーラ（４６）と、
前記インタークーラ（４６）または前記インタークーラ（４６）の下流の場所からの前記冷却された吐出空気（５２）の一部（７４）を前記タービン（３２）内に配置された軸受（５０）に迂回させて、前記軸受（５０）からの流体の漏れを阻止するために前記軸受（５０）を加圧するように構成された第１の導管（６８）と、
空気の第２の供給源（５８）と、
前記第２の供給源（５８）に結合され、前記第２の供給源（５８）から空気を受け取り、前記空気を前記軸受（５０）に供給し、前記軸受（５０）を加圧して、前記軸受（５０）からの流体の漏れを阻止するように構成された第２の導管（８６）と、
前記第１および第２の導管（８６）の両方に沿って配置されたバルブ（７５）と、
前記バルブ（７５）に結合されたコントローラ（７８）であって、前記コントローラ（７８）は、前記ガスタービンエンジンの動作状態に基づいて、前記第１の導管（６８）からの前記冷却された吐出空気（５２）を前記軸受（５０）に供給するか、または前記第２の導管（８６）からの前記空気を前記軸受（５０）に供給するかを決定するように構成される、コントローラ（７８）と
を含むシステム（１０）。
［実施態様１２］
前記コントローラ（７８）は、前記ガスタービンエンジンの始動中に、前記冷却された吐出空気（５２）が前記軸受（５０）に供給されるのを阻止し、前記第２の供給源（５８）からの空気が前記軸受（５０）に供給され得るように、前記バルブ（７５）の作動を制御するように構成される、実施態様１１に記載のシステム（１０）。
［実施態様１３］
前記コントローラ（７８）は、前記ガスタービン（３２）の定常状態動作中に、前記第２の供給源（５８）からの空気が前記軸受（５０）に供給されるのを阻止し、前記冷却された吐出空気（５２）が前記軸受（５０）に供給され得るように、前記バルブ（７５）の作動を制御するように構成される、実施態様１１に記載のシステム（１０）。
［実施態様１４］
前記コントローラ（７８）は、前記ガスタービンエンジンの停止中に、前記冷却された吐出空気（５２）が前記軸受（５０）に供給されるのを阻止し、前記第２の供給源（５８）からの空気が前記軸受（５０）に供給され得るように、前記バルブ（７５）の作動を制御するように構成される、実施態様１１に記載のシステム（１０）。
［実施態様１５］
前記圧縮機（１２）は、高圧圧縮機（１２）（ＨＰＣ）部および低圧圧縮機（１２）（ＬＰＣ）部を含み、前記インタークーラ（４６）は、前記ＬＰＣ部から前記吐出空気（５２）を受け取るように構成される、実施態様１１に記載のシステム（１０）。
［実施態様１６］
前記タービン（３２）は、高圧タービン（ＨＰＴ）部（８０）、中圧タービン（ＩＰＴ）部（８２）、および低圧タービン（ＬＰＴ）部（８４）を含み、前記軸受（５０）は前記ＬＰＴ部内に配置される、実施態様１５に記載のシステム（１０）。
［実施態様１７］
ガスタービンエンジンコントローラ（７８）であって、
１つまたは複数のプロセッサ（９２）実行可能ルーチンを符号化するメモリ（９０）と、
前記メモリ（９０）によって符号化された前記１つまたは複数のルーチンにアクセスして実行するようにプログラムされたプロセッサ（９２）と、を含み、前記ルーチンは、実行された場合に、前記プロセッサ（９２）に対して、
前記ガスタービンエンジンの動作状態に基づいて、前記ガスタービンエンジンのタービン（３２）内に配置された軸受（５０）を加圧して前記軸受（５０）からの流体の漏れを阻止するために、第１の導管（６８）からの冷却された吐出空気（５２）を前記軸受（５０）に供給するか、または第２の導管（８６）からの空気を前記軸受（５０）に供給するかを決定させ、前記第１の導管（６８）はインタークーラ（４６）または前記インタークーラ（４６）の下流の場所に結合され、前記第２の導管（８６）は空気の第２の供給源（５８）に結合され、
前記冷却された吐出空気（５２）または前記空気の一方のみを前記軸受（５０）に供給するように、前記第１および第２の導管（８６）の両方に沿って配置されたバルブ（７５）の作動を制御させる、ガスタービンエンジンコントローラ（７８）。
［実施態様１８］
前記プロセッサ（９２）は、前記ガスタービンエンジンの始動中に、前記冷却された吐出空気（５２）が前記軸受（５０）に供給されるのを阻止し、前記第２の供給源（５８）からの空気が前記軸受（５０）に供給され得るように、前記バルブ（７５）の作動を制御するために前記１つまたは複数のルーチンにアクセスして実行するようにプログラムされる、実施態様１７に記載のガスタービンエンジンコントローラ（７８）。
［実施態様１９］
前記プロセッサ（９２）は、前記ガスタービン（３２）の定常状態動作中に、前記第２の供給源（５８）からの空気が前記軸受（５０）に供給されるのを阻止し、前記冷却された吐出空気（５２）が前記軸受（５０）に供給され得るように、前記バルブ（７５）の作動を制御するように、前記バルブ（７５）の作動を制御するために前記１つまたは複数のルーチンにアクセスして実行するようにプログラムされる、実施態様１７に記載のガスタービンエンジンコントローラ（７８）。
［実施態様２０］
前記プロセッサ（９２）は、前記ガスタービンエンジンの停止中に、前記冷却された吐出空気（５２）が前記軸受（５０）に供給されるのを阻止し、前記第２の供給源（５８）からの空気が前記軸受（５０）に供給され得るように、前記バルブ（７５）の作動を制御するために前記１つまたは複数のルーチンにアクセスして実行するようにプログラムされる、実施態様１７に記載のガスタービンエンジンコントローラ（７８）。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ガスタービンシステム、システム
１２  圧縮機
１４  周囲空気
１６  吸気口
１８  吸気
２０  加圧空気
２２  燃料ノズル
２４  燃料
２６  空気燃料混合気、混合気
２８  燃焼器
３０  燃焼生成物
３２  ガスタービン、タービン
３４  共通シャフト、シャフト
３８  排気ガス
４０  排気出口
４２  潤滑油チャンバ、潤滑油システム
４４  スクロール
４６  インタークーラ
４８  負荷
５０  軸受アセンブリ、軸受
５２  吐出空気
５４  空気供給源、加圧空気供給源
５６  第１の空気供給源
５８  第２の空気供給源、第２の供給源
６６  ユーザインターフェース
６８  第１の導管
７０  低圧部
７２  高圧部
７４  冷却された吐出空気５２の一部
７５  バルブ
７６  第１の空気バルブ
７８  コントローラ
８０  高圧タービン部、タービン部、高圧
８２  中圧タービン部、タービン部、中圧
８４  低圧タービン部、タービン部、低圧
８６  第２の導管
８８  第２の空気バルブ
９０  メモリ
９２  プロセッサ
９４  軸受ハウジング
９６  センサ
９８  前方バッファキャビティ、バッファキャビティ
１００  後方バッファキャビティ、バッファキャビティ
１１０  コンピュータにより実施される方法
１１２  ブロック
１１４  ブロック
１１６  ブロック
１１８  ブロック
１２０  ブロック
１２２  ブロック
１２４  ブロック
１２６  ブロック
１２８  ブロック
【図１】
2019011754.tif 000003
【図２】
2019011754.tif 000004
【図３】
2019011754.tif 000005
【図４】
2019011754.tif 000006
【図５】
2019011754.tif 000007
【外国語明細書】
2019011754000001.pdf