特開 2023-160751 ユニークな給油配置のジャーナル軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023160751

(43)【公開日】2023-11-02

(54)【発明の名称】ユニークな給油配置のジャーナル軸受

(51)【国際特許分類】

   F01D 25/16 20060101AFI20231026BHJP

   F16C 17/02 20060101ALI20231026BHJP

   F16N 7/38 20060101ALI20231026BHJP

   F16N 31/00 20060101ALI20231026BHJP

   F16N 29/02 20060101ALI20231026BHJP

【ＦＩ】

F01D25/16 A

F16C17/02 Z

F16N7/38 C

F16N31/00 A

F16N31/00 B

F16N29/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023061938

(22)【出願日】2023-04-06

(31)【優先権主張番号】63/363,429

(32)【優先日】2022-04-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(72)【発明者】

【氏名】シャロウ、エドワード ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】スワート、トーマス ダブリュー．

(72)【発明者】

【氏名】メンドーサ バレラ、ヘラルド

【テーマコード（参考）】

3J011

【Ｆターム（参考）】

3J011AA06

3J011BA02

3J011BA13

3J011JA02

3J011KA02

3J011PA03

3J011RA03

(57)【要約】

【課題】構成の異なる複数のタービンエンジンからなるタービンフリート全体でレトロフィットによって均一な供給配置をもたらす。
【解決手段】
ジャーナル軸受アセンブリ（１００）の第２の側（２１０）に外部給油ポート（２２０）を形成し、第１の側（２００）の内部給油ポート（２５０）と連通する供給穴（２４０）から第２の側（２１０）の外部給油ポート（２２０）まで接続穴（２３０）を穴あけ加工することによって、外部給油ポート（２２０）をジャーナル軸受アセンブリ（１００）の第１の側（２００）から第２の側（２１０）に移動する。ジャーナル軸受アセンブリ（１００）は、外側シェル（１５０）と、外側シェル（１５０）の第１の側（２００）の内部給油ポート（２５０）と、外側シェル（１５０）の第２の側（２１０）にある外部給油ポート（２２０）と、内部給油ポート（２５０）及び外部給油ポート（２２０）と連通する接続穴（２３０）とを含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

タービンエンジン（１０）のロータ軸（４５）で使用するためのジャーナル軸受アセンブリ（１００）であって、
外側シェル（１５０）と、
前記外側シェル（２５０）の第１の側（２００）の内部給油ポート（２５０）と、
前記外側シェル（２５０）の第２の側（２１０）の外部給油ポート（２２０）と、
前記内部給油ポート（２５０）及び前記外部給油ポート（２２０）と連通する接続穴（２３０）と
を含むジャーナル軸受アセンブリ（１００）。

【請求項2】

前記外側シェル（１５０）が上半部（１１０）及び下半部（１２０）を含む、請求項１に記載のジャーナル軸受アセンブリ（１００）。

【請求項3】

前記外側シェル（１５０）が内側軸受面（１７０）を含む、請求項１に記載のジャーナル軸受アセンブリ（１００）。

【請求項4】

前記内側軸受面（１７０）が軸開口（１８０）を含む、請求項３に記載のジャーナル軸受アセンブリ（１００）。

【請求項5】

前記内部給油ポート（２５０）が前記内側軸受面（１７０）と連通している、請求項３に記載のジャーナル軸受アセンブリ（１００）。

【請求項6】

前記軸開口（１８０）を通して前記ロータ軸（４５）が収容されている、請求項４に記載のジャーナル軸受アセンブリ（１００）。

【請求項7】

前記内側軸受面（１７０）と連通する内部排油ポート（２６０）をさらに含む、請求項３に記載のジャーナル軸受アセンブリ（１００）。

【請求項8】

前記内部排油ポート（２６０）が、前記外側シェル（１５０）の第２の側（２１０）に位置する、請求項７に記載のジャーナル軸受アセンブリ（１００）。

【請求項9】

前記内部排油ポート（２６０）と連通する排油穴（２７０）をさらに含む、請求項７に記載のジャーナル軸受アセンブリ（１００）。

【請求項10】

前記外側シェル（１５０）が、その上に配置される複数の支持パッド（１６０）を含む、請求項９に記載のジャーナル軸受アセンブリ（１００）。

【請求項11】

前記排油穴（２７０）が、前記複数の支持パッド（１５０）から分離されている、請求項１０に記載のジャーナル軸受アセンブリ（１００）。

【請求項12】

前記内部給油ポート（２５０）及び前記接続穴（２３０）と連通する供給穴（２４０）をさらに含む、請求項１に記載のジャーナル軸受アセンブリ（１００）。

【請求項13】

前記接続穴（２３０）が、その上にキャップ（２９０）を含む、請求項１に記載のジャーナル軸受アセンブリ（１００）。

【請求項14】

当該ジャーナル軸受アセンブリの内部を通る油の流れ（２８０）をさらに含む、請求項１に記載のジャーナル軸受アセンブリ（１００）。

【請求項15】

外部給油ポート（２２０）をジャーナル軸受アセンブリ（１００）の第１の側（２００）から第２の側（２１０）に移動する方法であって、
第２の側（２１０）に外部給油ポート（２２０）を形成するステップと、
第１の側（２００）の内部給油ポート（２５０）と連通する供給穴（２４０）から第２の側（２１０）の外部給油ポート（２２０）まで接続穴（２３０）を穴あけ加工するステップと
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願及びその成果として特許は、広義には回転機械に関し、さらに具体的には、製造業者が異なり構成の異なる複数の蒸気タービンエンジンのフリート全体で均一な給油ポートをもたらすユニークな給油配置を有するレトロフィットジャーナル軸受アセンブリに関する。

【背景技術】

【0002】

蒸気タービンエンジンなどでは、複数の圧力セクションを貫通する回転軸を支持するために複数のジャーナル軸受が常用される。油又は他の種類の潤滑剤が軸受の内面と軸との間に流すことがある。油その他の潤滑剤は、給油ポートを介してジャーナル軸受に入り、ロータ軸の周りを流れ、排油ポートを介して排出される。タービン製造業者が異なると、給油ポートが異なる位置に配置されることがある。例えば、ある製造業者は給油ポートを上向き側に配置し、他の製造業者は給油ポートを下向き側に配置することがある。しかし、全体的な運転及び保守効率を向上させるため、蒸気タービンエンジンなどのフリート全体で均一性をもたせることが望ましい。好ましくは、こうしたレトロフィットは、他の形式のタービンエンジン部品の現場改修をほとんど必要とせずに、最小限のダウンタイムで達成し得る。

【発明の概要】

【0003】

そこで、本出願及びその成果として特許は、タービンエンジンのロータ軸で使用するためのジャーナル軸受アセンブリを提供する。本ジャーナル軸受アセンブリは、外側シェルと、外側シェルの第１の側の内部給油ポートと、外側シェルの第２の側の外部給油ポートと、内部給油ポート及び外部給油ポートと連通する接続穴とを含む。

【0004】

本出願及びその成果として特許は、さらに、外部給油ポートをジャーナル軸受アセンブリの第１の側から第２の側に移動する方法を提供する。本方法は、第２の側に外部給油ポートを形成するステップと、第１の側の内部給油ポートと連通する供給穴から第２の側の外部給油ポートまで接続穴を穴あけ加工するステップとを含む。

【0005】

本出願及びその成果として特許は、さらに、蒸気タービンエンジンを提供する。蒸気タービンエンジンは、複数の圧力セクションと、それらの圧力セクションを貫通するロータ軸と、ロータ軸を支持する複数のジャーナル軸受アセンブリとを含む。ジャーナル軸受アセンブリは、その第１の側の内部給油ポートと、その第２の側の外部給油ポートとを含む。

【0006】

本出願及びその成果として特許の上記その他の特徴及び改良については、以下の詳細な説明を図面及び特許請求の範囲の記載と併せて参照することにより、当業者には明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】複数の圧力セクションとロータ軸と複数のジャーナル軸受とを備える例示的な蒸気タービンエンジンの概略図。

【図2】本願に記載のジャーナル軸受アセンブリの分解図。

【図3】図２のジャーナル軸受アセンブリの部分断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照するが、図面を通して同様の部材には同様の符号を付した。図１は、蒸気タービン１０の一例の概略図を示す。概説すると、蒸気タービン１０は、高圧セクション１５と中圧セクション２０とを含むことがある。他のセクションでの他の圧力も使用し得る。外側シェル又はケーシング２５は、上半セクション３０と下半セクション３５とに軸方向に分割し得る。ケーシング２５の中央セクション４０は、高圧蒸気入口４５及び中圧蒸気入口５０を含んでいてもよい。ケーシング２５内で、高圧セクション１５及び中圧セクション２０をロータ軸５５の周りに配置し得る。ロータ軸５５は、複数のジャーナル軸受６０によって支持し得る。蒸気シールユニット６５をジャーナル軸受６０の各々の中央よりに配置してもよい。環状セクション仕切り７０が、中央セクション４０からロータに向かって半径方向内向きに延在していてもよい。環状セクション仕切り７０は、複数のパッキンケーシング７５を含んでいてもよい。その他の部品及びその他の構成も使用し得る。

【0009】

運転中、高圧蒸気入口４５は、蒸気源から高圧高温の蒸気を受け取る。蒸気は高圧セクション１５に導かれ、ロータ軸５５の回転によって蒸気から仕事を抽出する。蒸気は高圧セクション１５を出て、次いで再加熱のため蒸気源に戻してもよい。再熱蒸気は、次いで中圧蒸気入口５０に導くことができる。蒸気は、高圧セクション１５に入る蒸気よりも低圧ではあるが高圧セクション１５に入る蒸気の温度とほぼ等しい温度で、中圧セクション２０に戻すことができる。

【0010】

図２は、本願に記載のジャーナル軸受アセンブリ１００の分解図を示す。概説すると、ジャーナル軸受アセンブリ１００は、第１の半部又は上半部１１０と、第２の半部又は下半部１２０とを含んでいてもよい。上半部１１０及び下半部１２０は、複数のボルト１３０その他の留め具で固定し得る。上半部１１０及び下半部１２０は、外側シェル１５０に形成された複数の支持パッド陥凹部１４０を有していてもよい。そこに支持パッド１６０を固定してもよい。支持パッド１６０は、全体的な支持構造の一部であってもよい。内側軸受面１７０は、軸開口１８０を画成する。軸開口１８０は、所期のロータ軸５５の構成に応じた寸法とすることができる。その他の部品及びその他の構成も使用し得る。

【0011】

図３は、蒸気タービン１０（発電機端とは反対側）から観たジャーナル軸受アセンブリ１００の断面図を示し、ロータ軸５５の回転方向を矢印１９０で示す。この方向から観て、外側シェル１５０は、第１の側又は左側２００と、第２の側又は右側２１０とを有する。ジャーナル軸受アセンブリ１００は、外部給油ポート２２０を外側シェル１５０の下半部１２０の右側２１０に有していてもよい。左側２００の既存の供給穴２４０から右側２１０の外部給油ポート２２０まで、外側シェル１５０の下半部１２０を通して接続穴２３０を穴あけ加工してもよい。既存の供給穴２４０は、内部給油ポート２５０と連通している。内部給油ポート２５０は、内側軸受面１７０を貫通して、軸開口１８０と連通していてもよい。外部給油ポート２２０と内部給油ポート２５０は、ジャーナル軸受アセンブリ１００全体の両側にある。

【0012】

内部排油ポート２６０は、内部給油ポート２５０と反対側の軸開口１８０の右側に配置してもよい。内部排油ポート２６０は、排油穴２７０と連通している。排油穴２７０は、軸開口１８０から油の流れを排液するように他の構成要素と連通している。その他の部品及びその他の構成も使用し得る。

【0013】

使用に際して、油２８０その他の種類の潤滑剤の流れは、外部給油ポート２２０に入り、接続穴２３０、供給穴２４０及び内部給油ポート２５０を順次通って軸開口１８０に流れ込み、そこでのロータ軸５５の円滑な回転をもたらすことができる。このように、流入する油２８０の流れは、右側２１０の外部給油ポート２２０から始まり、左側２００の内部給油ポート２５０へと流れる。油２８０の流れは、内側軸受面１７０に沿ってロータ軸５５の回転方向１９０に進み、内部排油ポート２６０及び排油穴２７０を通って出る。

【0014】

既存のジャーナル軸受６０をレトロフィットして外部給油ポート２２０をジャーナル軸受アセンブリ１００の右側２１０に配置するために、外部給油ポート２２０を外側シェル１５０に穴あけ加工その他の方法で形成してもよい（或いは、従前の排液ポートなどの既存のポートを利用してもよい）。外部給油ポート２２０と既存の供給穴２４０とを接続するために接続穴２３０を穴あけ加工してもよい。接続穴２３０を塞ぐためにキャップ２９０を外側シェル１５０内に配置してもよい。排油穴２７０も同様に、内部排油ポート２６０から、軸方向に外側シェル１５０から出るように穴あけ加工し得る（従来の軸受支持構造との界面まで半径方向に延在していた既存の通路とは対照的に）。

【0015】

本ジャーナル軸受アセンブリ１００は、こうして、外部給油ポート２２０及び内部給油ポート２５０を外側シェル１５０の両側に配置することができるようになる。さらに、軸受支持構造を貫通する外部排油ポートは必要なく、現場での改修が不要となる。ジャーナル軸受アセンブリ１００は、このように、蒸気タービン１０のフリート全体に均一性を提供する。蒸気タービン１０に関してジャーナル軸受アセンブリ１００を説明してきたが、本ジャーナル軸受アセンブリ１００は、ガスタービンエンジンその他のタイプの回転機械にも適用できる。

【0016】

以上の説明は、本出願及びその成果として特許の幾つかの実施形態に関するものにすぎない。当業者であれば、以下の特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想及び技術的範囲並びにその均等の範囲から逸脱せずに、様々な変更及び修正をなすことができる。

【符号の説明】

【0017】

１０ タービンエンジン
４５ ロータ軸
１００ ジャーナル軸受アセンブリ
１１０ 上半部
１２０ 下半部
１５０ 外側シェル
１７０ 内側軸受面
１８０ 軸開口
２００ 外側シェルの第１の側
２１０ 外側シェルの第２の側
２２０ 外部給油ポート
２３０ 接続穴
２５０ 内部給油ポート

【図1】

【図2】

【図3】

【外国語明細書】