(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧オイル用の排出口が備えられているオイル槽（４８）を有する、定置型のガスタービン（１０）用の油圧軸受（４４）であって、
前記排出口は、前記オイル槽（４８）内に設けられた排出開口部（５０）と、該排出開口部（５０）に接続する排出管（５２）と、を備える油圧軸受（４４）において、
油圧オイルが排出される際に、中心空気柱を有する環状流を前記排出管（５２）内に引き起こす手段が備わっており、
前記手段は、前記排出開口部（５０）の周囲に設けられた誘導要素（５４）を備え、該誘導要素（５４）は、前記排出開口部（５０）の半径方向に対して斜めに設けられていることを特徴とする油圧軸受（４４）。
【請求項２】
油圧オイル用の排出口が備えられているオイル槽（４８）を有する、定置型のガスタービン（１０）用の油圧軸受（４４）であって、
前記排出口は、前記オイル槽（４８）内に設けられた排出開口部（５０）と、該排出開口部（５０）に接続する排出管（５２）と、を備える油圧軸受（４４）において、
油圧オイルが排出される際に、中心空気柱を有する環状流を前記排出管（５２）内に引き起こす手段が備わっており、
前記手段が、交互にずらして並べられた遮断物を備えることを特徴とする油圧軸受（４４）。
【請求項３】
前記誘導要素（５４）は、円板状のプレート（５６）の下側に設けられている、請求項１に記載の油圧軸受（４４）。
【請求項４】
前記環状流は、接線方向の流れ成分を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の油圧軸受（４４）。
【請求項５】
前記手段が、前記排出管（５２）の中へと延伸する、該排出管（５２）と同軸のパイプ（６０）を備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の油圧軸受（４４）。
【請求項６】
前記円板状のプレート（５６）は、前記パイプ（６０）が接続する中央開口部（５８）を備える、請求項３を引用する請求項５に記載の油圧軸受（４４）。
【請求項７】
前記パイプ（６０）は、前記プレート（５６）を貫通して延伸する、請求項６に記載の油圧軸受（４４）。
【請求項８】
前記オイル槽（４８）は、前記ガスタービン（１０）のロータ（１４）を受容し軸受するために使われる軸受本体の一部である、請求項１から７のいずれか１項に記載の油圧軸受（４４）。
【請求項９】
前記排出開口部（５０）は円形に構成され、かつ前記オイル槽（４８）の底部（４７）に設けられており、前記排出開口部（５０）に接続する前記排出管（５２）は、下方に延伸する、請求項１から８のいずれか１項に記載の油圧軸受（４４）。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の油圧軸受（４４）を有するガスタービン（１０）であって、前記排出口が、軸受支持支柱（４２）を通って延伸するガスタービン（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイル槽と油圧オイル用の排出口とを有する、定置ガスタービン用の油圧軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
当該分野に係る、ガスタービン用の油圧軸受は、たとえば特許文献１から知られている。この油圧軸受は、狭い構造空間で、油圧オイルの確実な排出を保証する。そのために浮遊シールを使って、潤滑流体の２つの流れの間に圧力差が作られ、この圧力差によって、潤滑オイルを高速で排出パイプに排出できる。
【０００３】
潤滑流体の連続排出を達成するために、特許文献２から、潤滑流体を接線方向で排出パイプに流入させることが知られている。しかしながらこの構成は、比較的マッシブなオイル槽を必要とし、不利に思われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０２／０２９１３号
【特許文献２】欧州特許出願公開第２１６３７３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、定置ガスタービン用の代替的油圧軸受であって、同様にコンパクトな構造で、かつガスタービンの駆動状況や内部の軸受圧力に関係なく、ジャッキオイルシステムおよび／あるいは潤滑オイルシステムの油圧オイルの確実な排出を常に保証する代替的油圧軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の基礎になっている課題は、特許請求項１の特徴に従った油圧軸受によって解決される。油圧軸受の有利な形態は、従属請求項に挙げられている。
【０００７】
本発明に従えば、当該分野に係る油圧軸受は、油圧オイルが排出される際に、中心空気柱を有する環状流を排出管内に作り出す手段が装備されている。言い換えると、当該手段は、油圧オイルが排出管の壁に沿って旋回しながら流れるようにし、その結果、排出管の内部に中心空気柱が形成され得、当該中心空気柱は、不連続に排出されることと、繰り返されるオイル詰まりが排出管に形成されることを、確実に防止する。これによって、油圧軸受のオイル槽と後置された排出装置との間で空気交換が行われ、これにより、ガスタービンの駆動圧もしくは軸受内圧とは関係のない、より高速での油圧オイルの連続的な排出が確実に保証される。通常はその際、排出管は、少なくともオイル槽の側に、水平面に対してほとんど垂直な立下り管として形成されているので、油圧オイルに作用する重力が、排出を引き起こす。本発明によれば、排出管の断面を拡大する必要はない。
【０００８】
油圧軸受の第１の有利なさらなる一形態に従えば、本手段は、排出開口部の周囲に設けられた誘導要素を備え、当該誘導要素は、排出開口部の半径方向に対して斜めに設けられている。誘導要素は、せいぜい、排出開口部に垂直に流れ込む油圧オイル流を阻むもしくは妨げる。誘導要素は、油圧オイルが排出開口部に接線方向で流入せざるを得なくし、かつ油圧オイルが渦を巻くようにして旋回しながら流入するようにする。したがって誘導要素は、排出する油圧オイルに、記述された接線方向の速度コンポーネントを付与する旋回体を形成する。それに伴う遠心力ゆえに、排出する油圧オイルは、好ましくは排出管の壁に接して流れるので、その中央に、圧力補償のための中心空気柱が形成され得る。それによって空気柱は、油圧オイルの断続的な排出が起こらないようにする。本手段が、交互にずらして並べられた遮断物を備えれば、同様のことが達成される。
【０００９】
有利なさらなる一形態に従えば、誘導要素は、円板状のプレートの下側に固定されている。それによって誘導要素は、互いに常に同じように配列されており、相対的移動から守られている。確実な長時間駆動が、それによって保証される。誘導要素とプレートとは、槽側で現行の油圧軸受にはめ込まれ得るインサートの一部である。これにより、現行の油圧軸受の追加装備が容易になる。
【００１０】
特に有利なのは、本手段が、排出管の中へと延伸する、排出管と同軸のパイプを備える形態である。このパイプは、オイル戻り管内の空気とオイル槽内の空気との間の連絡を常に構築する中空ハブを形成する。これによっても、排出管におけるもしくは排出管を通っての、繰り返されるオイル詰まりの形成とそれに伴う不連続な排出の形成とが防止される。
【００１１】
特に好ましいのは、円板状のプレートが、そこからパイプが排出管へと延伸する中央開口部を備える形態である。そのように形成されたインサートは、現行の油圧軸受にも容易に追加装備され得る。
【００１２】
円形の排出開口部が、オイル槽の平坦な底部に設けられていて、かつ排出管がそこから始まって下方に延伸していれば、局所的な収集領域を有するコンパクトな油圧軸受が提示され得る。
【００１３】
実用的にはオイル槽は、ガスタービンのロータを受容し軸受するために使われる軸受本体の一部である。特に好ましいのは、定置ガスタービンにおける油圧軸受の使用法であって、排出管が軸受支持支柱を通って延伸する使用法である。
【００１４】
本発明のさらなる利点と特徴は、後続の図に基づいて解説される。図に示されるのは以下である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ガスタービンの長手方向の部分断面図である。
【図２】ガスタービンの油圧軸受の縦断面の部分図である。
【図３】排出開口部にはめ込まれたインサートを有する油圧軸受のオイル槽の概略的縦断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶの線で切断されたインサートの横断面図である。
【図５】誘導要素の構造が変わっただけの、図４と同様の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、定置ガスタービン１０の長手方向の部分断面図を示している。ガスタービン１０は内部に、タービンロータとも呼ばれる、回転軸１２回りに回転軸受されるロータ１４を備える。ロータ１４に沿って、吸込ハウジング１６と、軸流圧縮機１８と、互いに回転対称的に設けられているバーナー２２を有するトーラス状のリング燃焼チャンバ２０と、タービンユニット２４と、排ガスハウジング２６とが連続している。リング燃焼チャンバ２０を有する代わりに、ガスタービンは、１以上のバーナーを有する複数の管状燃焼チャンバが装備されていてもよい。
【００１７】
軸流圧縮機１８は、中でカスケード状に連続する、動翼環と静翼環とから成る圧縮機段を有する、リング状に形成された圧縮機通路２５を備える。ロータ１４に設けられている動翼２７は、圧縮機通路２５の通路外壁と向かい合っている。圧縮機通路２５は、圧縮機出口ディフューザ３６を介して、プレナム３８に合流する。その中には、タービンユニット２４のリング状の高温ガス路３０と連通する燃焼室２８を有する燃焼チャンバ２０が備わっている。
【００１８】
タービンユニット２４において、互いに前後して接続されている４つのタービン段３２が設けられている。ロータ１４には、ジェネレータあるいは作業機械（それぞれ図示されず）が連結されている。しかしながらタービン段３２の数は、本発明にとっては些細なことである。
【００１９】
ガスタービン１０の駆動時に、軸流圧縮機１８は、圧縮されるべき媒体として周囲空気３４を、吸込ハウジング１６を通して吸込み、この周囲空気を圧縮する。圧縮空気は、圧縮機出口ディフューザ３６を通ってプレナム３８に送られ、そこからバーナー２２に流入する。バーナー２２を介して、燃焼物質も燃焼室２８に届く。そこで燃焼物質は、圧縮空気を加えられて、燃焼されて高温ガスＭになる。続いて高温ガスＭは、高温ガス路３０に流れ込み、そこで高温ガスＭは、タービンユニット２４のタービン翼で作業をして減圧される。その間に放出されるエネルギーは、ロータ１４によって受容され、一方では軸流圧縮機１８を駆動するために、他方では作業機械あるいは発電機を駆動するために、利用される。
【００２０】
ガスタービン１０のロータ１４は、そのタービン側の端部で、周囲に沿って分散された複数の軸受支持支柱４２によってハウジング２６に支持されている。そのために、実施例に従えば油圧軸受４４が、軸受支持支柱４２の中心に配置されている。油圧軸受４４は、対応する軸受胴を有するラジアル軸受として構成されており、当該軸受胴内に、ロータ１４が、油圧オイルを使って流体力学的に滑り軸受けされている。軸受胴は、軸受本体４６（図２）の内部に設けられており、当該軸受本体４６は、水平面４９に対して下部領域に、オイル槽４８を形成する。言い換えると、オイル槽４８は、軸受本体４６の一部である。
【００２１】
ガスタービン１０の駆動中に、ロータ１４を持ち上げてロータ１４を流体力学的に軸受するために、軸受胴とロータ摺動面との間に押し入れられた油圧オイルが、オイル槽４８に集められる。その際油圧オイルは、オイル槽に作用する重力によって、オイル槽４８の中に流れ込む。オイル槽４８の底部４７には、円形の排出開口部５０が設けられており、当該排出開口部５０に、垂直のつまり土台に向かって延びる排出管５２が設けられている。示された実施例においては、排出管５２は、ガスタービンの半径方向に対してわずかに傾いてはめ込まれており、ガスタービン１０の下半分に設けられた軸受支持支柱４２（図２で示されず）を通って延伸している。
【００２２】
排出管５２における繰り返されるオイル詰まりの形成と、それに伴う不安定な排油とを回避するために、インサート５５が備えられている。インサート５５は、図２においては単に概略的に表わされており、中央開口部５８を有する円板状のプレート５６と、開口部から遠ざかるパイプ６０とを備える。パイプ６０は、下方に、排出管５２にまで入り込んで延伸している。しかもインサート５５は、プレート５６の下側、すなわち排出開口部５０に対向するプレート５６の側に、排出開口部５０の周囲にわたって均等に分散する支持体を備え（図４）、当該支持体は、槽底部４７の上に装着されている。インサート５５とその構成部材も、図２において、単に縦断面図で表わされている。
【００２３】
排出開口部５０にもしくはその中に設けられたインサート５５を有するオイル槽４８の構成は、図３において概略的に表わされている。油圧軸受４４に注油するために注入される油圧オイルは、使用後確実に油圧軸受４４から運び出されなくてはならない。多量の油圧オイルをオイル槽４８から連続して排出させるのを保証するために、これを引き起こす２つの手段が、インサート５５を使って備えられている。一方で、支持体が誘導要素５４として形成されている。当該誘導要素５４は、排出される油圧オイルが、主に半径方向に円形の排出開口部５０に流れ込むのを防ぐ。誘導要素５４は、排出される油圧オイルを排出開口部５０に接線方向で（図４、図５）誘導するので、油圧オイルはその後、排出管５２の中で旋回しながら排出される。これによって、油圧オイルは、排出管５２の壁に接触することになる。それにより、排出管５２の中心６２に中心空気柱が形成され得、当該中心空気柱は、排出管５２に接続する排出装置と、オイル槽４８とを結び付ける。中心空気柱の形成は他方で、パイプ６０が備わっていることによっても達成されもしくは促進される。この手段も、場合によっては、時々排出量がより減少して繰り返されるオイル詰まりを形成させる、排出管５２を完全に貫流する油圧オイル流が、排出開口部５０の中心に生じるのを防ぐ。
【００２４】
図５に記載の形態に従った誘導要素５４は、デカルト座標軸に対して斜めではなく平行もしくは垂直に、しかもずらされて配列されている点においてのみ、図４に記載の形態に従った誘導要素５４と異なる。そのような手段によっても、接線方向の流れ成分を有するリング状の排出流を達成できる。
【００２５】
誘導要素５４の高さＨは、駆動中にオイル槽４８内で最大限に見込まれ得るオイルの水位よりも高い。それによって保証されるのは、油圧オイルが、プレート５６に設けられた中央開口部５８を通って流入し、続いてパイプ６０を通って排出管５２に排出され得ないことである。パイプ６０が、表わされているよりもさらに上方に、空間へと延伸し得ることも考えられ得る。プレート５６を貫通して延伸するそのようなパイプによって、油圧オイルがパイプを通って排出されるのを、特に効果的に防ぐ。
【００２６】
同時に誘導要素５４は、排出管５２に対して同軸状に設けられているパイプ６０が、リング状のプレート５６を介して固定され得る支持支柱としても形成されていてよい。
【００２７】
特に、中心空気柱を有する油圧オイルの環状流を油圧軸受４４の排出管５２内に形成するために、２つの手段を同時に用いることによって、ガスタービン１０の駆動状態とは関係なく、かつ軸受内部空間とオイルシステムの排出装置との間の圧力差とに関係なく、垂直の排油時に、油圧オイルの必要な流出量が常に保証されることが、特に確実に達成される。
【００２８】
全体として、本発明は、油圧オイル用の排出口が備えられているオイル槽４８を有する油圧軸受であって、排出口が、オイル槽４８内に設けられた排出開口部５０と、排出開口部５０に接続する排出管５２とを備える、油圧軸受に関する。確実かつ重力によってのみ行われる油圧オイルの排出を可能にするために、排出管５２内で、中心空気柱を有する環状流として油圧オイルを排出させる手段が、備わっている。
【符号の説明】
【００２９】
１０  定置ガスタービン、１２  回転軸、１４  ロータ、１６  吸込ハウジング、１８  軸流圧縮機、２０  リング燃焼チャンバ、２２  バーナー、２４  タービンユニット、２５  圧縮機通路、２６  排ガスハウジング、２７  動翼、２８  燃焼室、３０  高温ガス路、３２  タービン段、３４  周囲空気、３６  圧縮機出口ディフューザ、３８  プレナム、４２  軸受支持支柱、４４  油圧軸受、４６  軸受本体、４７  底部、４８  オイル槽、４９  水平面、５０  排出開口部、５２  排出管、５４  誘導要素、５５  インサート、５６  プレート、５８  中央開口部、６０  パイプ、６２  中心、Ｈ  高さ、Ｍ  高温ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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