(57)【要約】【課題】  タービンロータとタービンステータとの間の相対伸びが減少し、こうしてこれら部品間のクリアランスを縮小できるようにガスタービンのロータの支承装置を構成することである。【解決手段】  圧縮機部（１）とタービン部（３）とを含むガスタービンのロータ（５）が１つの軸線方向スラスト軸受（１９）と２つの半径方向支持軸受（１６、１７）とで支承されている。一方の支持軸受（１６）が圧縮機部（１）の入口領域に配置され、他方の支持軸受（１７）がスラスト軸受（１９）と一緒にタービン部（３）の領域に配置されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機部（１）とタービン部（３）とを備えたガスタービンのロータ（５）を支承するための装置であって、ロータ（５）が１つの軸線方向スラスト軸受（１９）と２つの半径方向支持軸受（１６、１７）とで支承され、そのうち一方の支持軸受（１６）が圧縮機部（１）の入口領域に配置され、他方の支持軸受（１７）がタービン部（３）の領域に配置されているものにおいて、スラスト軸受（１９）がタービン部（３）の領域に配置されていることを特徴とするガスタービンのロータを支承するための装置。
【請求項２】
スラスト軸受（１９）がタービン部（３）の領域に支持軸受（１７）と一緒に配置されていることを特徴とする、請求項１記載のガスタービンのロータ（５）を支承するための装置。
【請求項３】
軸受（１６、１７、１９）として傾動切片軸受が配置されていることを特徴とする、請求項１記載のガスタービンのロータ（５）を支承するための装置。
【請求項４】
軸受（１６、１７、１９）として滑り面軸受が配置されていることを特徴とする、請求項１記載のガスタービンのロータ（５）を支承するための装置。
【請求項５】
軸受（１６、１７、１９）として磁気軸受が使用されることを特徴とする、請求項１記載のガスタービンのロータ（５）を支承するための装置。
【請求項６】
支持軸受（１６、１７）として滑り面軸受が配置され、スラスト軸受として傾動切片軸受が設けられていることを特徴とする、請求項１記載のガスタービンのロータ（５）を支承するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機部とタービン部とを備えたガスタービンのロータを支承するための装置であって、ロータが１つの軸線方向スラスト軸受と２つの半径方向支持軸受とで支承され、そのうち一方の支持軸受が圧縮機部の入口領域に配置され、他方の支持軸受がタービン部の領域に配置されている装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のガスタービンプラント（非特許文献１）にはロータを軸線方向で固定するためのスラスト軸受が圧縮機部の入口領域に配置されている。その理由は圧縮機部の入口領域ではスペース需要が比較的好都合であり、そこではスラスト軸受が比較的容易に接近可能であるからである。スラスト軸受は半径方向支持軸受に比べてかなり多くの油を必要とするので、給油管路と排油管路は圧縮機部の入口領域に比較的簡単に収容できる。
【０００３】
ガスタービンの運転中にその構造部材は加熱されることになる。そして、構造部材の異なる加熱はガスタービンのロータ構成要素とステータ構成要素との間に軸線方向相対摺動をもたらす。軸線方向相対摺動はタービン部材とスラスト軸受との距離に伴って増大し、側板のない円錐形翼の場合、ガスタービンの静止状態から運転状態に移行する間、動翼とステータ壁との間のクリアランスを増大させる。
【０００４】
【非特許文献１】Ｃｈ．  Ｌｅｃｈｎｅｒ／Ｊ．  Ｓｅｕｍｅ、設置形ガスタービン、シュプリンガー出版社、２００３、７２０〜７２３頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、タービンロータとタービンステータとの間の相対伸びが減少し、こうしてこれら部品間のクリアランスを縮小できるように冒頭に述べたガスタービンのロータの支承装置を構成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために、請求項１記載の本発明に係る装置は、圧縮機部とタービン部とを備えたガスタービンのロータを支承するための装置であって、ロータが１つの軸線方向スラスト軸受と２つの半径方向支持軸受とで支承され、そのうち一方の支持軸受が圧縮機部の入口領域に配置され、他方の支持軸受がタービン部の領域に配置されているものにおいて、スラスト軸受がタービン部の領域に配置されてことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る装置は、請求項１記載のものにおいて、スラスト軸受がタービン部の領域に支持軸受と一緒に配置されていることを特徴とする。
また、本発明に係る装置は、請求項１記載のものにおいて、軸受として傾動切片軸受が配置されていることを特徴とする。
さらにまた、本発明に係る装置は、請求項１記載のものにおいて、軸受として滑り面軸受が配置されていることを特徴とする。
さらにまた、本発明に係る装置は、請求項１記載のものにおいて軸受として磁気軸受が使用されることを特徴とする。
そしてまた、本発明に係る装置は、請求項１記載のものにおいて、支持軸受として滑り面軸受が配置され、スラスト軸受として傾動切片軸受が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
スラスト軸受をガスタービン圧縮機部の入口領域に配置することに従来十分な理由があったのではあるが、効率向上等の観点から本発明によればスラスト軸受がタービン部の領域に移された。
【０００９】
スラスト軸受をタービン側に配置することによってタービン部の軸線方向伸びはごく僅かとなる。これにより、静止状態から運転状態に移行する間に動翼とステータ壁との間に生じるクリアランスは低減される。クリアランスが低減すると流れ損失が減少し、従って効率が高まる。
【００１０】
同時に、スラスト軸受用に必要な大量の油はタービン部の高温領域において軸受ハウジングの集中的冷却用に利用することができる。軸受ハウジングのこのような集中的冷却は、タービン入口温度上昇を求める要請に対応するのに一緒に寄与する。
【００１１】
タービン部領域におけるスラスト軸受と支持軸受は基本的に個別に実施することができる。しかし、支持軸受とスラスト軸受が一緒にタービン部領域に配置されていることも有利である。
【００１２】
軸受として主に傾動切片軸受が、または滑り面軸受も、設けられている。さらに、有利には磁気軸受等の無潤滑軸受を配置することができる。特別な配置用に支持軸受を滑り面軸受として実施する一方、スラスト軸受を傾動切片軸受として構成しておくことができる。
【００１３】
本発明の１実施例が図面に示してあり、以下で詳しく説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施態様につき、その実施例を示した図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１５】
ガスタービンは圧縮機部１と燃焼室２とタービン部３とからなる。タービンハウジング４の内部を回転するロータ５は圧縮機部１およびタービン部３内でディスク６、７で構成されている。圧縮機部１のディスク６はボルト８によって互いに、そして端部９およびロータ中央部１０と結合されている。タービン部３のディスク７はやはりディスクを貫通するボルト１１によって互いに、そしてロータ中央部１０と結合されている。ディスク６、７はその周面に動翼１２、１３を担持している。動翼１２、１３の間に配置される静翼１４、１５はタービンハウジング４の壁に固着されている。
【００１６】
ロータ５は２つの半径方向支持軸受１６、１７内で支承されている。一方の支持軸受１６が圧縮機部１の入口領域に配置され、ロータ５の端部９を取り囲む一方、他方の支持軸受１７はタービン部３の領域に設けられ、ロータ中央部１０を取り囲む。タービン部３の領域にやはり配置されるスラスト軸受１９はロータ５の軸線方向荷重を捕捉する。軸受に供給される潤滑油はタービン部３の側から送油穴と給油管路および排油管路とを介して用意される。潤滑油は同時に軸受装置の集中的冷却をもたらす。
【００１７】
軸受装置は主に傾動切片軸受を含む。しかし多面滑り軸受、転がり軸受、磁気軸受または別の種類の軸受も使用することができる。
【００１８】
スラスト軸受１９が従来の構造様式から離れて高温タービン部３の領域に配置されているので、ロータ５の熱に起因した軸線方向長さの伸びはタービン領域に限定される。いかなる利点をもたらすかは図３ａ、図３ｂに概略示してある。タービン部３の動翼１３は円錐形であり、外側側板なしに実施されている。ガスタービンの静止状態のとき、回転する動翼１３の先端と固定タービンハウジング４の壁との間に所定寸法Δｒのクリアランス２０がある（図３ａ）。ガスタービンが静止状態から運転状態（図３ｂ）に移されると、ロータ５は温度負荷のゆえに軸線方向で熱的長さ伸びΔｌを受ける。
【００１９】
タービン部３の圧縮機部１に近い方の側に‐予定されたように‐スラスト軸受１９が配置されていると、円錐形動翼１３の場合軸線方向長さ伸びΔｌによって、クリアランス２０は値Δｒ＊だけ増大して値Δｒ’となる。クリアランス２０のこのような増大は流れ損失を生じ、従ってガスタービンの効率低下をもたらす。本発明によりスラスト軸受１９をタービン部３の領域に配置することによって、ロータ５の軸線方向長さ伸びに基づくクリアランス２０の増大は狭い限界内に抑えることができ、これによりガスタービンの効率改善が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ガスタービンの半分の縦断面図である。
【図２】タービン側軸受装置を細部図として示す。
【図３ａ】タービン静止状態時の動翼を示す。
【図３ｂ】タービン運転状態時の動翼を示す。
【符号の説明】
【００２１】
１      圧縮部
３      タービン部
５      ロータ
１６    半径方向支持軸受
１７    同上
１９    軸線方向スラスト軸受
【図１】
2005180436.tif 000003
【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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