(57)【要約】【課題】ガスタービンエンジンの定格回転数での仕事率を向上し、過剰なシール圧（流量）を抑え、アイドル回転時のシール圧を確保する。【解決手段】高圧空気導入用タービン６２を設け、高圧遠心コンプレッサＨＣにより昇圧された高圧かつ高温の空気の一部をシールエアとして軸受箱２１に供給し、インペラ背面室３９と高圧室４６との間の隔壁となるバックプレート３８にノズル６４を設け、インペラ背面室へ高圧空気を補充する。ノズルは高圧空気導入用タービンに対するタービンノズルの作用をし、インペラ背面室の内圧を適正に保ち得ると共に、高圧空気導入用タービンにより２次エアから仕事（エネルギ）を取り出す。２次エアの供給温度を下げることができ、軸受箱の潤滑油の冷却能力を向上し、ギア部材の温度上昇、潤滑油の劣化などを防止して、大型のオイルクーラの設置や潤滑油量の増大が不要となり、ガスタービンエンジンを低コスト化し得る。【選択図】      図２
2004346786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧コンプレッサ並びに低圧タービンが連結されたインナシャフトと、高圧コンプレッサ並びに高圧タービンが連結され且つ前記インナシャフトと二重軸の関係をなすアウタシャフトと、前記インナシャフト並びに前記アウタシャフトの軸端部を個々に支持するための複数の軸受をそれぞれの内部に軸方向に離間配置された複数の軸受箱と、前記高圧コンプレッサから取り出した高圧空気の一部を前記各軸受箱に設けられたシール部に導入するためのシールエア導入手段とを有するガスタービンエンジンの二次エア供給装置であって、
前記シールエア導入手段が、前記アウタシャフトに設けられた第１の通路と、前記第１の通路と連通しかつ前記複数の軸受箱のそれぞれにて前記シール部の外側に至るように設けられた第２の通路と、前記高圧空気の一部を前記第１の通路に導入するべく前記アウタシャフトに設けられた高圧空気導入用タービンとを有することを特徴とするガスタービンエンジンの二次エア供給装置。
【請求項２】
前記高圧コンプレッサから前記高圧タービンに至る間にて前記アウタシャフトと燃焼室とを区画しかつ前記高圧空気導入用タービンを覆うように設けられた隔壁と、前記燃焼室側の高圧空気の一部を前記高圧空気導入用タービンに向けて供給するように前記隔壁に設けられたノズルとを有し、
前記ノズルの噴出方向が前記高圧空気導入用タービンの回転方向に向いていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジンの二次エア供給装置。
【請求項３】
前記高圧コンプレッサの前記高圧空気導入用タービン側に臨む背面に前記高圧コンプレッサ外周側から当該背面側に流入する旋回流を、その旋回を相殺する方向に転向させるための翼が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガスタービンエンジンの二次エア供給装置。
【請求項４】
前記軸受箱における前記第２の通路と前記第１の通路とを連通するように前記アウタシャフトに放射状エア通路を設け、かつ前記放射状エア通路の吹き出し方向を前記アウタシャフトの回転方向に対し後退させたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のガスタービンエンジンの二次エア供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンエンジンの二次エア供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガスタービンエンジンにおいて、低圧コンプレッサ並びに低圧タービンを支持するインナシャフトと、高圧コンプレッサ並びに高圧タービンを支持するアウタシャフトとが、同軸上で内外二重に組み合わされた中空軸で構成されているものがある（例えば、特許文献１参照。）。この場合、アウタ・インナ両シャフトは、それぞれの前後端を個別の軸受で支持されており、それら各軸受の潤滑にあっては、ポンプで圧送された潤滑油を吹き付ける強制潤滑により行うことができる。
【０００３】
この強制潤滑方式においては、アウタ・インナ両シャフトの各前後端に設けられた軸受箱からの滑潤油の漏出を確実に防止するために、コンプレッサで昇圧された高圧空気の一部を、オリフィスなどで調圧・流量制御し、軸受箱のオイルシールの外側に導いて軸受箱の外側の気圧を内側よりも高く保つシールエアとして用いている。また、上記高圧空気の一部をタービンロータの冷却にも利用している。
【０００４】
冷却やシールエアとしての空気（２次エア）の供給にあたっては、供給箇所や必要圧力に応じて圧縮機の中間段もしくは最終段（ＣＤＰ）で抽気したり、境界層吸い出しのためのブリードエアを利用したりすることができる。また、遠心圧縮機の場合、インペラ出口の流れをインペラ背面とケーシングとの間隙に流入させて抽気する方法がある。
【０００５】
【特許文献１】
特表２００１−５０６３４２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した冷却やシールエア用の空気を供給する構造のガスタービンエンジンにあっては、以下の問題点がある。
▲１▼コンプレッサで圧縮した高温高圧空気を推力発生以外の目的で使用するため（２次エア）、エンジン全体としては損失要因となる。
▲２▼コンプレッサで圧縮した空気が高圧なため、オリフィスなどで減圧して供給する必要があり、有効なエネルギを無駄に捨てることになる。
▲３▼高温の圧縮空気がシールエアとして軸受箱に流入すると、潤滑油温度を上昇させることになり、潤滑油の冷却効果の低下、例えばアルミニウム製ケース及び鋼製ギア部材の温度上昇、潤滑油の高温劣化などの要因となる。それを防止するためには大型のオイルクーラの設置や潤滑油量の増加が必要となる。
▲４▼高温の圧縮空気は、タービン冷却エアとしても効率が悪く、抽気量を増大しなければならない。
▲５▼アイドル回転時に所定のシール圧を確保するようにオリフィスなどで調圧・流量制御した場合には、定格回転時に余剰シール圧が発生し、過剰抽気による損失が生じる。
▲６▼多段圧縮機を備える大型機の場合、必要圧力・温度を適正な中間段から抽気することにより余剰圧力を抑え、損失を最小限にすることが可能であるが、小型機、特に遠心圧縮機を使用するものでは一段当たりの圧縮比が大きく、適正圧力・温度での抽気が難しい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、定格回転数での効率を向上すると共に、過剰なシール圧（流量）を抑え、かつアイドル回転時のシール圧を確保し得るガスタービンエンジンを実現するために、本発明に於いては、低圧コンプレッサ（ＬＣ）並びに低圧タービン（ＬＴ）が連結されたインナシャフト（８）と、高圧コンプレッサ（ＨＣ）並びに高圧タービン（ＨＴ）が連結され且つ前記インナシャフト（８）と二重軸の関係をなすアウタシャフト（７）と、前記インナシャフト（８）並びに前記アウタシャフト（７）の軸端部を個々に支持するための複数の軸受（５ｆ・５ｒ・６ｆ・６ｒ）をそれぞれの内部に軸方向に離間配置された複数の軸受箱（２１・２５）と、前記高圧コンプレッサ（ＨＣ）から取り出した高圧空気の一部を前記各軸受箱（２１・２５）に設けられたシール部（３１ａ・３１ｂ・３１ｃ）に導入するためのシールエア導入手段とを有するガスタービンエンジンの二次エア供給装置であって、前記シールエア導入手段が、前記アウタシャフトに設けられた第１の通路（４１）と、前記第１の通路（４１）と連通しかつ前記複数の軸受箱（２１・２５）のそれぞれにて前記シール部（３１ａ・３１ｂ・３１ｃ）の外側に至るように設けられた第２の通路（４５・４８）と、前記高圧空気の一部を前記第１の通路（４１）に導入するべく前記アウタシャフト（７）に設けられた高圧空気導入用タービン（６２）とを有するものとした。
【０００８】
これによれば、各軸受箱のシール部に対するシール圧を供給するためのシールエア導入手段に高圧空気導入用タービンを用いていることから、タービンの作用により定格回転時には高温高圧の供給空気からエネルギを抽出した後にシールエア及び冷却エアを供給するため、定格回転時の余剰シール圧の上昇を抑えることができると共に、高圧コンプレッサで高圧かつ高温になったエアの温度を低下させることができるため軸受の潤滑油温度の上昇を抑えることができる。
【０００９】
特に、前記高圧コンプレッサ（ＨＣ）から前記高圧タービン（ＨＴ）に至る間にて前記アウタシャフト（７）と燃焼室（４６）とを区画しかつ前記高圧空気導入用タービン（６２）を覆うように設けられた隔壁（３８）と、前記燃焼室（４６）側の高圧空気の一部を前記高圧空気導入用タービン（６２）に向けて供給するように前記隔壁（３８）に設けられたノズル（６４）とを有し、前記ノズル（６４）の噴出方向が前記高圧空気導入用タービン（６２）の回転方向に向いていると良い。これによれば、高圧空気導入用タービンに流入させる高圧空気の流れる方向を、高圧空気導入用タービンのエア通路に対して定格回転で適正なインシデンス角となるように、高圧コンプレッサの外周から背面に流入する旋回流とノズルによる噴出流との混合を調節することができ、供給二次エアの圧力及び旋回成分を調整することができる。
【００１０】
また、前記高圧コンプレッサ（ＨＣ）の前記高圧空気導入用タービン（６２）側に臨む背面に前記高圧コンプレッサ（ＨＣ）外周側から当該背面側に流入する旋回流（自由渦）を、その旋回を相殺する方向に転向させるための翼（６１）が設けられていることによれば、翼により旋回成分を相殺する方向に転向させることができ、遠心圧縮機と一体の高圧空気導入用タービンとして機能させることができる。
【００１１】
また、前記軸受箱（２１・２５）における前記第２の通路（４５・４８）と前記第１の通路（４１）とを連通するように前記アウタシャフト（７）に放射状エア通路（３６ｂ）を設け、かつ前記放射状エア通路（３６ｂ）の吹き出し方向を前記アウタシャフト（７）の回転方向に対し後退させたことによれば、回転方向に対して逆（バックワード）となるエア通路の傾きにより、エア通路を半径方向外向きに通過するエアに対して、エア通路がコンプレッサとして作用することを抑制することができる。これにより定格回転時に、エア通路をエアが通過する際に仕事を受けて温度及び圧力が上昇してしまうことを抑制することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明が適用されたガスタービンエンジンとしての複軸バイパスジェットエンジンの模式図である。このエンジン１は、互いの間をストラット２で連結されて同軸上に配置されたそれぞれが円筒状をなすアウタケーシング３とインナケーシング４とを有している。また、同心的に組み合わされた中空軸からなり、それぞれが互いに独立した軸受５ｆ・５ｒ・６ｆ・６ｒをもってケーシングの中心部に支持されたアウタシャフト７とインナシャフト８とを有している。
【００１４】
アウタシャフト７には、その前側（図の左側）に高圧遠心コンプレッサＨＣのインペラホイール９が、そして後側（図の右側）に逆流燃焼室１０のノズルＮに隣接配置された高圧タービンＨＴのタービンホイール１１が、それぞれ一体的に結合されている。
【００１５】
インナシャフト８には、その前端にフロントファン１２が、フロントファン１２の後方に低圧軸流コンプレッサＬＣの動翼を構成するコンプレッサホイール１３が、そして後端に燃焼ガスの噴射ダクト１４中に低圧タービンＬＴの動翼を置いた一対のタービンホイール１５ａ・１５ｂが、それぞれ一体的に結合されている。
【００１６】
フロントファン１２の中心には、ノーズコーン１６が設けられ、フロントファン１２の後方には、アウタケーシング３の内周面にその外端を結合させた静翼１７が配置されている。
【００１７】
インナケーシング４の前端部内周には、低圧軸流コンプレッサＬＣの静翼１８が配置されている。そしてその後方には、フロントファン１２が吸入しかつ低圧軸流コンプレッサＬＣが予圧した空気を高圧遠心コンプレッサＨＣへと送り込むための吸入ダクト１９と、これに連続する高圧遠心コンプレッサＨＣのインペラケーシング２０とが形成されている。また吸入ダクト１９の内周側には、前記したアウタシャフト７並びにインナシャフト８の各前端部を支持する前側軸受５ｆ・６ｆの軸受箱２１が結合されている。
【００１８】
フロントファン１２が吸入した空気は、その一部が上記のように低圧軸流コンプレッサＬＣを経て高圧遠心コンプレッサＨＣへと送り込まれる。そしてその残りの比較的低速かつ大量の空気は、アウタケーシング３とインナケーシング４との間に形成されたバイパスダクト２２から後方へ噴射され、エンジンバイパス側での推力となる。
【００１９】
高圧遠心コンプレッサＨＣの外周部には、ディフューザ２３が結合されている。ディフューザ２３により、その直後に設けられた逆流燃焼室１０へ高圧の空気が送り込まれるようになっている。その逆流燃焼室１０では、その後端面に設けられた燃料噴射ノズル２４から噴射された燃料とディフューザ２３から送り込まれた高圧空気とを混合して燃焼させる。そして後方を向くノズルＮから噴射ダクト１４を経て大気中へ噴射する燃焼ガスにより、エンジンコア側での推力を得る。
【００２０】
なお、噴射ダクト１４の内周側には、前記したアウタシャフト７並びにインナシャフト８の後端部を支持する各後側軸受５ｒ・６ｒの軸受箱２５が結合されている。
【００２１】
このエンジン１のアウタシャフト７には、図示されていないギア機構を介してスタータモータ２６の出力軸が連結されている。このスタータモータ２６を駆動すると、高圧遠心コンプレッサＨＣのインペラホイール９がアウタシャフト７と共に駆動され、高圧空気が逆流燃焼室１０へ送り込まれる。この高圧空気と燃料とを混合して燃焼させると、その燃焼ガスの噴射圧で高圧タービンＨＴのタービンホイール１１並びに低圧タービンＬＴのタービンホイール１５ａ・１５ｂが駆動される。この高圧タービンホイール１１の回転力で高圧遠心コンプレッサＨＣのインペラホイール９が、そして低圧タービンホイール１５ａ・１５ｂの回転力でフロントファン１２及び低圧軸流コンプレッサＬＣのコンプレッサホイール１３が、それぞれ駆動される。そして燃焼ガスの噴射圧で高圧タービンホイール１１並びに低圧タービンホイール１５ａ・１５ｂが駆動されると、燃料供給量と吸入空気量との自己フィードバック的釣り合いに応じて定まる状態でエンジン１が回転を継続することとなる（定格回転）。
【００２２】
図２に詳細に示すように、前側軸受箱２１には、アウタシャフト７の前端部を支持する前側軸受５ｆ並びにインナシャフト８の前端部を支持する前側軸受６ｆの支持部が、軸方向に適宜な間隔をおいて形成されている。また図３に詳細に示すように、後側軸受箱２５には、アウタシャフト７の後端部を支持する後側軸受５ｒ並びにインナシャフト８の後端部を支持する後側軸受６ｒの支持部が、軸方向に適宜な間隔をおいて形成されている。
【００２３】
これら前側軸受箱２１におけるアウタシャフト７の前側軸受５ｆの後方並びにインナシャフト８の前側軸受６ｆの前方に隣接する部位と、後側軸受箱２５におけるアウタシャフト７の後側軸受５ｒの前方並びにインナシャフト８の後側軸受６ｒの後方に隣接する部位とには、各軸受に供給された潤滑油が各軸受箱２１・２５の外へ漏出することを防止するためのシール部としての各フローティング・リング・シール３１ａ〜３１ｃおよびラビリンスシール３２ａ〜３２ｄが設けられている。
【００２４】
また、アウタシャフト７の前端部には、前側軸受５ｆのインナレース並びにスタータ用ベベルギア３３が結合されると共に、インペラホイール９の軸方向前端部がスプライン結合している。インペラホイール９の背面の軸心部には、カービックカプリング３４ａ・３４ｂをその両端に備えた中空連結軸３５を介してタービンホイール１１の前面の軸心部が連結されている。そしてタービンホイール１１の背面の軸心部は、アウタシャフト７後端の軸受支持部に隣接して嵌着されたカラー３６に対し、カービックカプリング３４ｃを介して結合されている。
【００２５】
上記のインペラホイール９、中空連結軸３５、タービンホイール１１、カラー３６、およびアウタシャフト７後端部を支持する後側軸受５ｒのインナレースを、この順にアウタシャフト７に取り付けてベアリングナット３７を締め込むことにより、アウタシャフト７に適宜な初期張力が加えられる。
【００２６】
インペラホイール９の背面側には、燃焼室１０側に対して隔壁としてのバックプレート３８で仕切られたインペラ背面室３９が画成されており、高圧遠心コンプレッサＨＣの吐出圧がこのインペラ背面室３９に作用するようになっている。また、インペラホイール９の背面には、図４に併せて示されるように、半径方向に対して傾斜しかつ放射状に配置された複数の翼６１が設けられている。なお、翼６１は、インペラホイール９の回転方向（図の矢印Ｒ）に前傾しており、インペラホイール外周側から流入する旋回流（自由渦）を、その旋回成分を相殺する方向（バックワード）に転向させている。これにより、上記吐出圧の作用によりインペラ背面室３９に流入する旋回流が軸心側に流れ込むにしたがって、その流れからエネルギを抽出するタービンとしての機能を果たす。
【００２７】
中空連結軸３５には、図５に併せて示されるように、放射状流入通路をもつ高圧空気導入用タービン６２が同軸に形成されている。高圧空気導入用タービン６２内には、中空連結軸３５の内周面とフランジ部の外周面とに開口する複数のエア通路６２ａが放射状に配設されている。なお、エア通路６２ａは、図６に示されるように、高圧空気導入用タービン６２の回転方向（図の矢印Ｒ）に対して流れを回転方向とは逆に転向させるように形成されている。このようにして、高圧空気導入用タービン６２をラジアル若しくはアキシャルタービンとして形成し、供給エアからエネルギを抽出しつつシールエアおよび冷却用エアを供給する。なお、図示例では、この高圧空気導入用タービン６２を上記翼６１と併設した状態を示しているが、高圧空気導入用タービン６２を設けるだけでも充分な効果があり、必ずしも翼６１を併設する必要はない。また図９の如く、翼６１と同様な翼７１を高圧空気導入用タービン６２と周方向環状部材６３との間に設けてタービンの高負荷を図る構成としても良い。
【００２８】
また、バックプレート３８の延長部が高圧空気導入用タービン６２の外周側を外囲するように設けられていると共に、その内周面には、高圧空気導入用タービン６２の外周面に対して所定の隙間をあけて対峙する周方向環状部材６３が固設されている。この周方向環状部材６３には、逆流燃焼室１０が置かれた高圧室４６の高圧空気を高圧空気導入用タービン６２に向けて噴出するべく、高圧空気導入用タービン６２に向けて先細りに形成されかつ周方向に等ピッチ間隔で配置された複数のノズル６４が設けられている。このようにしてバックプレート３８（隔壁）に設けられたノズル６４は、流量調整用オリフィスとして作用し、またその噴出方向は図６に良く示されるように高圧空気導入用タービン６２の回転方向（図の矢印Ｒ）に向けられている。なお、周方向環状部材６３の内周には周方向溝６３ａが設けられ、これによりタービン入り口空間が形成されている。
【００２９】
インペラホイール９の軸心部内周面とアウタシャウト７の外周面との間にはシールエア導入手段を構成する第１の通路としての空隙４１が形成されており、上記高圧空気導入用タービン６２のエア通路６２ａが空隙４１に向けて開口している。この空隙４１と、インペラホイール９の背面とバックプレート３８との間のインペラ背面室３９とが、エア通路６２ａを介して連通している。また、アウタシャフト７における高圧空気導入用タービン６２の高圧コンプレッサＨＣ側とは相反する側に向けて周方向環状部材６３の一部が延出しており、その延出端部とアウタシャフト７との間にラビリンスシール３２ｅが設けられている。
【００３０】
これにより、インペラホイール９の外周側からインペラ背面室３９に流入する旋回流が、高圧空気導入用タービン６２と周方向環状部材６３との隙間からエア通路６２ａを介して空隙４１へ流入し得る。このようにしてシールエア導入手段が構成されている。
【００３１】
図２に示されるように、インペラホイール９のスプライン嵌合部には軸方向溝４２が設けられ、インペラホイール９の軸心部前端に配設されたラビリンスシール３２ｂを備えたカラー４３には、空隙４１（中空連結軸３５の内側）と前側軸受箱２１の後部内側とを連通するオリフィス４４が設けられている。
【００３２】
前側軸受箱２１内には、その周方向に対して概ね等分割する位置に、軸受箱２１の前後を相互に連通させる第２の通路としての通路４５が複数設けられている。この通路４５の断面積は、上記のオリフィス４４の断面積に比して十分に大きくされている。
【００３３】
このガスタービンエンジンにおいて、高圧遠心コンプレッサＨＣにより昇圧された高圧空気は、その大部分がディフューザ２３を通して高圧室４６に流入し、その残りの一部がインペラホイール９の外周からインペラ背面室３９に流入する。その高圧空気およびノズル６４から噴出された空気が、上記したようにインペラ背面室３９に設けられた高圧空気導入用タービン６２からインペラホイール９の軸心部内周面とアウタシャウト７の外周面との間に連なる空隙４１に流入する。
【００３４】
そして、空隙４１に流入した高圧空気が、軸方向溝４２およびオリフィス４４を経て、前側軸受箱２１内でアウタシャフト７の前端部を支持する前側軸受５ｆの後方に位置するフローティング・リング・シール３１ｂの装着部に流入する。これに続いて、前側軸受箱２１の前後を連通する通路４５を経て、前側軸受箱２１内でインナシャフト８の前端部を支持する前側軸受６ｆの前方に位置するフローティング・リング・シール３１ａの装着部に流入する。
【００３５】
このようにして、前側軸受箱２１内の前後に位置するフローティング・リング・シール３１ａ・３１ｂの装着部に流入した高圧空気により、前側軸受箱２１の外圧が内圧より高く保たれ、前側軸受箱２１内の潤滑油が漏出することが防止される。このシール圧は、ラビリンスシール３２ａ・３２ｂで封止されている。
【００３６】
なお、インペラ背面室３９と高圧室４６との間の隔壁となるバックプレート３８には上記したノズル６４が設けられており、インペラ背面室３９へ高圧室４６から高圧空気を補充することができるようになっている。このノズル６４は、上記したように流量調整用オリフィスの作用をすることから、ノズル６４の形状を適宜設計することにより、軸全体の圧力バランスに大きな影響を及ぼすインペラ背面室３９の内圧を適正に保つことができる。
【００３７】
このように高圧空気導入用タービン６２を設けたことにより、高圧遠心コンプレッサＨＣにより昇圧された高圧かつ高温の空気の一部（２次エア）をシールエアとして軸受箱２１に供給する場合に、高圧空気導入用タービン６２により２次エアから仕事（エネルギ）を取り出すことになり、２次エアの供給温度を下げることができる。それにより、軸受箱２１の潤滑油の冷却効果を向上できるため、例えばアルミニウム製ケース及び鋼製ギア部材の温度上昇、潤滑油の劣化などを防止し得る。したがって、大型のオイルクーラの設置や潤滑油量の増大が不要となり、ガスタービンエンジンを低コスト化し得る。
【００３８】
また、高圧空気導入用タービン６２の流量特性をエア通路６２ａの形状などを適宜設計することにより任意に設定できる。これにより、本ガスタービンエンジンの定格回転で効率良く仕事を取り出すと共に、過剰なシール圧（流量）を抑えて、アイドル回転数（Ｏｆｆ−ｄｅｓｉｇｎ）でのシール圧を確保することを容易に行うことができる。
【００３９】
また、インペラ背面室３９でインペラホイール９の外周側から流入する旋回流（自由渦）を、インペラホイール９の背面に設けられたタービン翼通路を通過させることによってエネルギの抽出を行った後にエア通路６２ａに流入させると共に、高圧室４６の高圧空気をノズル６４により高圧空気導入用タービン６２の回転方向に噴出することにより、両者を混合してなる高圧空気をエア通路６２ａに流入している。この混合を調節することにより、高圧空気導入用タービン６２に流入させる高圧空気の流れる方向を、高圧空気導入用タービン６２のエア通路６２ａに対して定格回転で適正なインシデンス角となるようにして、エア通路６２ａへの流入高圧空気の圧力及び旋回成分を調整することができる。
【００４０】
上記では前側軸受箱２１へのシールエアの供給経路についてのみ説明したが、これは後側軸受箱２５についても同様に実施可能である。その場合には、図３に示したように、カラー３６におけるアウタシャフト７の後端部を支持する後側軸受５ｒの前方にＴ字状断面形状の半径方向外向きフランジ部３６ａを一体に形成し、そのフランジ部３６ａ内にエア通路３６ｂを設ける。フランジ部３６ａのＴ字状断面形状における両つば部にはそれぞれラビリンスシール３２ｃを設け、それら一対のラビリンスシール３２ｃの間にエア通路３６ｂが開口させることにより、カラー３６の内周面とアウタシャフト７の外周面との間に形成される空隙と一対のラビリンスシール３２ｃの中間とを連通する。また、インナシャフト８の後端部を支持する後側軸受６ｒの後方に配設されたフローティング・リング・シール３１ｃとこれに隣接するラビリンスシール３２ｄとの間の部分に連通する通路４８を、後側軸受箱２５の適所に設ければ良い。
【００４１】
なお、前後の軸受箱２１・２５の内側は、アウタシャフト７の内周面とインナシャフト８の外周面との間に形成された空隙４９を介して互いに連通しており、後部軸受箱２５の軸受５ｒ・６ｒを潤滑した潤滑油の一部とラビリンスシール３２ｃおよびフローティング・リング・シール３１ｃから侵入したシールエアとは前記空隙４９を通って前方軸受箱２１に流入した後、例えばアウタシャフト７の軸端に設けられたベベルギア３３に噛み合う駆動用ベベルギアの軸に沿って設けられたドレン孔（図示せず）を介してスタータモータ２６に連結されたギアボックスＧＢに導かれ、ギアボックスＧＢ内に設けられた油分分離装置（図示せず）で油分を除去した上でバイパスダクト２２から大気中に放出される。
【００４２】
他方、高圧室４６に流入した高圧空気の一部は、隔壁３８に設けられたオリフィス６５で流量調整され、高圧タービンＨＴのタービンホイール１１の前面に対向配置されたシュラウド５０で案内されてタービンホイール１１のディスク部５１の前面に沿って流れる。タービンホイール１１のディスク部５１の外周部にはタービンブレード５３が結合されており、上記の空気流により、ディスク部５１とタービンブレード５３との結合部の前面側が冷却される。
【００４３】
一方、カラー３６には半径方向孔５５が形成されており、中空連結軸３５並びに高圧タービンＨＴの軸心部内周面とアウタシャウト７の外周面との間の空隙４１に流入した高圧空気が、高圧タービンＨＴのタービンホイール１１の後方へ吹き抜けるようになっている。これにより、ディスク部５１とタービンブレード５３との結合部の背面側が冷却される。ディスク部５１とタービンブレード５３との結合部を冷却した空気は、ディスク部５１の前後面に対向配置されたシュラウド５０・５６に案内され、逆流燃焼室１０のノズルＮから噴出する燃焼ガスに引かれて噴射ダクト１４から排出される。
【００４４】
上記したフランジ部３６ａ内に設けられたエア通路３６ｂは、図７及び図８に併せて示されるように、カラー３６の内周面と一対のラビリンスシール３２ｃの中間とを連通しかつ複数本配設されている。これにより、カラー３６の内周面とアウタシャフト７の外周面との間に形成される空隙と空隙４１とが、タービンホイール１１のディスク部５１の内周面とアウタシャフト７の外周面との隙間を介して連通している。
【００４５】
また、後側軸受箱２５の前側部分がフランジ部３６ａの上記つば部と対峙するようにされており、フランジ部３６ａのＴ字状断面形状における両つば部にそれぞれラビリンスシール３２ｃが設けられている。なお、タービンホイール１１のディスク部５１の背面に対して対峙するバックプレートが後側軸受箱２５から延長して形成されている。
【００４６】
空隙４１内の高圧空気はエア通路３６ｂを介して通路４８に流入し、その流入空気が、通路４８により案内されて後側軸受６ｒ側のフローティング・リング・シール３１ｃ部分に至る。
【００４７】
このフランジ部３６ａに設けたエア通路３６ｂは、カラー３６の軸心に対して放射状に配設されていると共に、図８に示されるように、カラー３６の回転方向（図の矢印Ｒ）に対して外周側を後傾させるように形成されている。この回転方向に対して逆（バックワード）となるエア通路３６ｂの傾きにより、エア通路３６ｂを半径方向外向きに通過するエアに対して、エア通路３６ｂがコンプレッサとして作用することを抑制することができる。
【００４８】
これにより、エア通路３６ｂをフランジ部３６の内周側から外周側に向けて通過するエアが、オリフィスとなるエア通路３６ｂを通過する際に仕事を受けて温度及び圧力が上昇してしまうことを抑制することができる。その結果、高圧空気導入用タービン６２で温度を下げたシールエアの温度を上げることなく用いることができると共に、高回転時のシール圧力の上昇も抑制され、定格回転時のベント（ＶＥＮＴ）量及びオイル消費量を低減できる。また、エア通路３６ｂを放電加工等によって所定の曲率を備えた通路に形成しても良い。このようにすれば、内径部での応力集中を緩和すると共に、所望の転向角を備えたエア通路を形成することができる。
【００４９】
【発明の効果】
このように本発明によれば、高圧空気導入用タービンの作用により、定格回転時の余剰シール圧の上昇を抑えることができると共に、高圧コンプレッサで高圧かつ高温になったエアの温度を低下させることができるため軸受の潤滑油温度の上昇を抑えることができる。特に、高圧空気をノズルを介して高圧空気導入用タービンに供給して、高圧空気導入用タービンのエア通路に対して定格回転で適正なインシデンス角となるように、高圧コンプレッサ背面の旋回流とノズルによる噴出流との混合を調節することにより、シールエアの圧力及び旋回成分を調整することができるため、適切な圧力及び温度のシールエアおよび冷却エアを導入することができる。また、遠心圧縮機背面に翼を設けることにより、遠心圧縮機外周部から同背面に流入する旋回流（自由渦）に対しても同様にエネルギを抽出しつつ適切な圧力・温度のシールエアおよび冷却エアを供給することができる。
【００５０】
さらに、軸受箱へのシールエアを、アウタシャフトに設けた放射状エア通路を介して供給し、そのエア通路を回転方向に対して逆（バックワード）となるように傾けることにより、エア通路をエアが通過する際に仕事を受けて温度及び圧力が上昇してしまうことを抑制することができるため、高圧空気導入用タービンで温度を下げたシールエアの温度を上げることなく用いることができると共に、高回転時のシール圧力の上昇も抑制され、定格回転時のベント量及びオイル消費量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたジェットエンジンの模式図
【図２】図１に示したジェットエンジンの高圧コンプレッサ及び高圧タービンの部分的拡大断面図
【図３】図１に示したジェットエンジンの低圧タービン側の部分的拡大断面図
【図４】高圧コンプレッサの背面を示す図。
【図５】高圧空気導入用タービン及びノズルを示す要部破断斜視図。
【図６】図５の矢印ＶＩ−ＶＩ線に沿って見た断面図。
【図７】カラーに設けた外向フランジ部を示す要部破断斜視図。
【図８】図７の矢印ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って見た断面図。
【図９】高圧空気導入用タービンの他の例を示す要部拡大断面図。
【符号の説明】
ＬＣ  低圧コンプレッサ
ＬＴ  低圧タービン
ＨＣ  高圧コンプレッサ
ＨＴ  高圧タービン
５ｆ・５ｒ・６ｆ・６ｒ  軸受
７  アウタシャフト
８  インナシャフト
２１  前側軸受箱
２５  後側軸受箱
３１ａ〜３１ｃ  シール
３６ｂ  エア通路
３８  バックプレート（隔壁）
４１  第１の通路
４５・４８  第２の通路
４６  燃焼室
６１  翼
６２  高圧空気導入用タービン
６４  ノズル
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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