JP2009008083A - ツインファンターボ機械 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術のこれらの問題に対する簡単で、経済的、かつ効果的な解決方法を提供する。
【解決手段】上流と下流の、二重反転ファンを備えたツインファンターボ機械において、二重反転ファンが、下流に位置付けられた少なくとも１つの低圧タービンインペラに１つのファンインペラをそれぞれが連結させる、２つの反転同軸シャフトによって駆動される、ツインファンターボ機械であって、下流ファンインペラがその下流部によってその駆動シャフトに連結されている、ツインファンターボ機械。
【選択図】図２

Description

本発明は、二重反転ファンを備えたツインファンターボ機械に関し、より詳しくは、これらのファンをそれらの駆動シャフトに連結させる要素の特別な構成に関する。

ツインファンの機械設計を組み込んだ、知られているターボ機械では、軸線方向に離隔された２つのファンインペラが、ターボ機械の下流部に位置付けられた低圧タービンシャフトによって反対の方向に回転駆動される。

各低圧タービンシャフトは、その上流端部でファンインペラの駆動シャフトに取り付けられている。上流ファンインペラ駆動シャフトは、上流インペラの下流部に連結され、下流ファンインペラを駆動する駆動シャフトによって取り囲まれている。この駆動シャフトは、円錐台形状の連結壁によって下流ファンインペラの上流部に連結されている。

下流ファン駆動シャフトは、その上流端部で、下流ファンインペラの内部で半径方向に位置決めされた上流軸受によって、またその下流端部で下流軸受によって案内されている。これら２つの軸受は取付け台によってターボ機械のケーシングに連結されている。上流ファンシャフトの上流端部は、上流シャフト間の軸受によって、下流ファンシャフトの上流端部に連結されており、その下流端部は、下流シャフト間軸受によって、下流ファンシャフトの下流端部に連結されている。これら２つのシャフト間の軸受は、上流ファン駆動シャフトを下流ファン駆動シャフトの内部で心合わせする。

このタイプのツインファンの設計は、２つのファンそれぞれの回転速度を、単一ファンのエンジンと比較して半分にすることによって、エンジンによって放たれる厄介なノイズを軽減するという利点を有し、またターボ機械が効果的に改良されるのを可能にする。しかし、従来技術で知られている反転ファンを備えたターボ機械はいくつかの欠点を有する。

具体的に述べると、ターボ機械の動作中、下流ファンインペラがその駆動シャフトに取り付けられている方法は、インペラが遠心力の作用下で最適に心合わせされた状態に保たれることを可能にしない。さらに、下流ファンシャフトを案内する上流軸受を支持している取付け台は、特に上流ファンインペラと下流ファンインペラとから伝えられた負荷に耐えることが可能であるように充分に強固なものである必要がある。このことは、その長さを考慮して、比較的重い取付け台を使用しなければならないことを意味している。

上流案内軸受に上流シャフト間軸受を重ね合わせるということは、２つの軸受の一方の寸法を変更すると、他方の軸受の幾何形状を変更しなければならないということを意味している。さらに、このような変更は、上流案内軸受取付け台が、ターボ機械の内部に向かって延在する下流ファンインペラのバランスウェイトに対して接近していることによって制限される。

案内軸受は、これらの軸受を支持している取付け台に固定されたノズルによって潤滑される。上流シャフト間軸受と下流シャフト間軸受とは、これらの軸受が２つの回転シャフト内に位置付けられて、ノズルの嵌め込みを妨げていることから、これらを潤滑することができない。

１つの解決法は、下流ファン駆動シャフトに遠心式スクープを据え付けることである。このスクープには下流案内軸受取付け台に固定されたノズルによって油が供給される。このスクープによって収集された油は、下流ファン駆動シャフトの壁のオリフィスを通過する。遠心力の作用によって、この油は下流ファン駆動シャフトの円錐台形状の内部壁に沿って流れ、そのようにして下流シャフト間軸受と上流シャフト間軸受とを交代に潤滑する。この解決方法は、ノズルを使用する解決方法よりも効果が低いことが判明している。これは、シャフト間軸受に油プラグが生じる場合があり、これによって軸受の転がり要素が、転がるのではなく滑るようになり、これによって軸受の磨耗を加速化することによる。しかし、この解決法は、各ファンの回転速度が単一ファンターボ機械のシャフトの半分しかないことから、ツインファンターボ機械にとってはなおも有利である。

油を下流シャフト間軸受から上流シャフト間軸受に向けて案内するために、下流ファン駆動シャフトの内部壁を使用すると、この壁に通気口を開けることができなくなる。このことの欠点は、これら２つの駆動シャフト間に相当程度に密閉された閉鎖空間を作り出し、下流ファンを隔てて圧力差を生じることである。この閉鎖空間内で温度の上昇も起こる場合があり、これによって様々な構成要素および潤滑油も昇温する。

軸受間の空間から浮遊された油の一部を回収し、そのようにしてエンジンの油消費量および大気汚染を制限するために、通例油分離手段が使用されている。しかし、上流ファン駆動シャフトと下流ファン駆動シャフトとが半径方向に接近しているということは、上流ファン駆動シャフトに半径方向の通気孔を取り付けているタイプの従来型の油分離手段を、シャフト間の空間で使用することができないということを意味している。これは、このような手段の適正な作動には、半径方向の通気孔の自由端部と下流ファンシャフトの内部壁との間に最小限度の間隔がなければならないことによる。したがって、より複雑で、より高コストの、より扱いにくい手段に頼ることになる。さらに、シャフト間軸受同士の間で、下流ファン駆動シャフトの壁に穴を開けることが可能でないという事実によっても、上流案内軸受取付け台と下流ファン駆動シャフトとの間に油分離システムを据え付けることができなくなる。

本発明の特定の目的は、従来技術のこれらの問題に対する簡単で、経済的、かつ効果的な解決方法を提供することである。

この目的のために、本発明は、上流と下流の、二重反転ファンを備えたツインファンターボ機械において、二重反転ファンが、低圧コンプレッサの上流に取り付けられ、下流に位置付けられた少なくとも１つの低圧タービンインペラに１つのファンインペラをそれぞれが連結させる、２つの二重反転同軸シャフトによって駆動される、ツインファンターボ機械であって、下流ファンのインペラがその下流部によってその駆動シャフトに連結されている、ツインファンターボ機械を提案する。

本発明によれば、下流ファンインペラ駆動シャフトは、このインペラの下流部に、ファンインペラの下に下流ファンインペラを釣り合わせるためのバランスウェイトを収容する充分な空間を残すように取り付けられている。

他の特徴によれば、下流ファンのシャフトの上流部が、下流ファンインペラの下流に位置付けられた軸受によって回転可能に案内されることによって、ターボ機械のケーシングに連結された上流案内軸受取付け台の質量および長さを縮小することを可能にしている。

有利には、軸受の外径は、下流ファンインペラの内径と実質的に等しい。案内軸受の直径を従来技術と比較してより大きくすることによって、負荷をより充分に案内軸受取付け台に伝えると同時に、従来技術の転がり軸受と同様の断面積を有する転がり軸受を保つことが可能になる。反転ファンの低い回転速度によって、軸受の耐用年数を縮小せずにこの変更が行われることが可能になる。

他の特徴によって、下流ファンインペラの下流部は、その駆動シャフトの上流部の環状リムと、ターボ機械の低圧コンプレッサのロータへの連結をもたらしている円錐台形状壁の上流端部とにボルト締めされている。下流ファンインペラの下流で二重にボルト連結するということは、低圧コンプレッサと下流ファンインペラとから構成されるアセンブリを、アセンブリがその駆動シャフトに取り付けられる前に釣り合わせることが可能であるということ、つまり独立して釣り合わされることを意味している。この取り付けの幾何形状も下流ファンインペラを、遠心力の作用にもかかわらず、ターボ機械の動作中に最適に心合わせされた状態に保つことができることを意味している。

有利には、下流ファンシャフトの上流部は、頂点が半径方向外方に導かれ、シャフトを案内する軸受を支承するＶ字形状セクションを形成するように一緒に接合された、上流壁と下流壁の２つの円錐台形状壁を備える。Ｖ字形状は、２つの駆動シャフト同士を半径方向に隔てることができ、したがってシャフト同士の間の空間の容積を拡大して、半径方向の通気孔を伴うタイプの従来型油分離手段が使用されるのを可能にすることを意味している。

上流シャフト間軸受は、下流ファンシャフトの上流円錐台形状壁の上流端部と上流ファンシャフトの上流端部との間に取り付けられている。同様に、下流シャフト間軸受は、下流ファンシャフトの下流円錐台形状壁の下流端部で、ファンの２つの同軸シャフト同士の間に取り付けられており、その潤滑油を回収してそれを、油を上流シャフト間軸受に供給する手段に案内する手段を備える。

本発明の好ましい実施形態では、油を上流軸受に供給する手段は、２つのシャフトの間に取り付けられた油分離手段の中に組み込まれた遠心式スクープと、ターボ機械の軸線に関して正反対であり、遠心式スクープによって供給され、上流シャフト間軸受の内部ナットの中に組み込まれたスクープに供給している、軸方向の管とを備える。

他の特徴によると、下流軸受から油を回収する手段は、下流軸受の外部ナットを上流の方向に延在させる軸方向の円筒形スカートを備える。

下流ファンシャフトの上流部のＶ字形状のために、油は、下流ファンシャフトの内部壁に沿って流れることによって、もはや上流シャフト間軸受に到達することはできない。上流シャフト間軸受への油の供給を再確立するために、下流シャフト間軸受を下流駆動シャフトに取り付けるための外部固定用ナットには、円筒形スカートが嵌め込まれている。円筒形スカートは、下流シャフト間軸受を通過した油を、遠心式スクープまで案内する。遠心式スクープは、上流端部で上流軸受の内部ナットの中に組み込まれたスクープへと通じた管と連通している。

下流ファン駆動シャフトの上流部は、通気口を備えて、下流ファン駆動シャフトを隔てて圧力および温度を釣り合わせることを可能にしている。

下流ファンシャフトの円錐台形状の上流部の上流端部を、円錐台形状キャップによって下流ファンインペラの上流部に連結することができる。このキャップの目的は、空気および油が軸受のまわりを流れてゆく空間を閉鎖し、低圧コンプレッサから出された空気を、この空間を加圧するシステムに向けて搬送することである。このキャップは、これが下流ファンの機械的一体性には役割を果たしていないことから、軽量の材料で作成することができる。

他の特徴によって、円錐台形状のキャップは、その上流端部で、半径方向内向きに延びる環状の壁に連結されており、その半径方向内側端部は、空間を加圧するシステムを形成するように、上流軸受の上流に位置付けられた下流ファン駆動シャフトの一部と同一平面上にある。

この環状壁は、有利には、環状壁の半径方向内側端部で開口し、下流ファンインペラと下流ファンシャフトの円錐台形状上流壁との間に位置した空間の中に通じる通気口を、環状壁の厚み内に形成して備える。したがって、これらのオリフィスを通る空気の流れが、下流から上流の方向に確立されることが可能であって、上流軸受の潤滑油が、円錐台形状キャップの上流に到達することによって、キャビンの通気用空気が出される２次フローダクト内に進入してしまうのを防止する。

非限定的実施例としてここに掲げる以下の記述を読み、添付図面を参照すれば、本発明はより充分に理解され、本発明の他の詳細、利点、および特徴が明らかとなろう。

最初に、従来技術によるツインファンターボ機械の一部を表している図１を参照する。このようなターボ機械は、二重反転ファンインペラ、即ち上流ファンインペラ１０と下流ファンインペラ１２とを備え、これらは、２つの同軸シャフト２０、２２によってターボ機械の軸線１８のまわりで回転可能に駆動され、下流ファンシャフト２２が上流ファンシャフト２０を取り囲んでいる。各ファンインペラは、インペラ１０、１２を回転可能に釣り合わせるための、半径方向内向きに延在するウェイト２４を備える。ファンインペラ１０、１２は、ターボ機械に進入する空気の流れを導く保持ケーシング２６によって外部から取り囲まれている。

２つの上流ファンと下流ファンとは、ターボ機械に進入してくる空気流を導くためのコーン２８の下流に、また、空気流を、矢印Ａによって表している１次空気流と、矢印Ｂによって表している２次空気流とに分割する低圧コンプレッサ３０の上流に取り付けられている。

上流ファンシャフト２０の上流端部は、ネジ／ナットシステム３２によって、上流端部を上流ファンインペラ１０の下流面に連結させる円錐台形状の連結壁３４に取り付けられている。下流ファンシャフト２２の上流端部は、ネジ／ナットシステム３６によって、断面が下流方向に広がってゆく円錐台形状壁３８の上流端部に取り付けられており、この円錐台形状壁３８の下流端部は、ネジ／ナットシステム４０によって、下流ファンインペラ１２の上流面に連結されている。下流ファンインペラ１２の下流部は、円錐台形状壁４２によって、ネジ／ナットシステム４４を介して低圧コンプレッサ３０のロータに連結されている。

上流ファンシャフト２０の回転は、下流ファンシャフト２２によって、上流シャフト間軸受４６と下流シャフト間軸受４８とを介して支持されている。

下流ファンシャフト２２の上流端部に位置決めされた上流案内軸受５０は、ターボ機械のケーシング５４に固定された円錐台形状の支持壁５２に取り付けられている。下流案内軸受５６が、下流ファンシャフト２２の下流端部と、ケーシング５４に固定された軸受取付け台５７との間に挿入されている。

上流シャフト間軸受４６と下流案内軸受５６とは、ボール軸受タイプであり、このことはこれらが軸方向の負荷に耐える能力があることを意味している。一方、下流シャフト間軸受４８と上流案内軸受５０とは、ローラ軸受タイプであって、ターボ機械からの半径方向の負荷に耐えることができる。

第１オイルノズル５８が、円錐台形状の支持壁５２の内部面に固定され、したがって上流案内軸受５０を潤滑することができる。軸受取付け台５７にいずれも固定されている第２オイルノズル６０と第３オイルノズル６２とは、これらの油出口が半径方向内向きに導かれた状態で実質的に半径方向に位置決めされ、これらを使用してそれぞれ下流案内軸受５６と下流シャフト間軸受４８とを潤滑することができる。

下流ファンシャフト２２の下流端部は、上流で下流シャフト間軸受４８に向かって、また下流で、第３ノズル６２から到来した油を回収する遠心式スクープ６６に向かって開口している軸方向オリフィス６４を有する。

下流ファンシャフト２２の下流端部は、この第１低圧タービンシャフト６７の上流端部に締め付けられるナット６８を使用して、低圧タービンシャフト６７（図示せず）に取り付けられている。同様に、上流ファンシャフト２０の下流端部は、締め付けナット６９によって、第１低圧タービンシャフト６７によって取り囲まれた第２低圧タービンシャフト７０に取り付けられている。ナット６８は、軸方向の円筒形スカートを有するが、円筒形スカートは上流方向に延在し、その上流端部で、下流シャフト間軸受４８の下流にある、上流ファンシャフト２０の下流端部に取り付けられた回転シール部７５に当たって密閉している。

ターボ機械の動作中は、燃焼ガスがタービンブレード同士を、したがってシャフト６７、７０を反対方向に回転させる。したがって、上流ファンシャフト２０と下流ファンシャフト２２とは反対方向に回転して、望ましくないノイズを軽減し、単一ファンターボ機械と比較して、効率を高める。

上流シャフト間軸受４６は以下のように潤滑される。第３ノズル６２から到来した油は、遠心式スクープ６６によって回収され、次いで下流ファンシャフト２２内の軸方向オリフィス６４を通過して、下流軸受４８に供給される。

最後に、油は遠心力の作用下で、下流ファンシャフト２２の内部壁に沿って上流に流れ、上流シャフト間軸受４６を潤滑する。

このタイプの機械設計では、バランスウェイト２４が上流案内軸受５０の取付け台５２に接近していることから、上流シャフト間軸受４６と上流案内軸受５０との寸法は極めて僅かにしか変更することができない。さらに、下流ファンシャフト２２に穴を開けて、低圧コンップレッサ３０から逃がされた空気を上流ファンシャフト２０に巡回させることは、潤滑油がこのシャフトに沿って流れることから可能ではない。さらに、２つのファンシャフト２０と２２の間の半径方向の間隔は、半径方向の通気孔のタイプの従来型分離手段を嵌め込むのに充分な大きさはない。

図２および図３に表している本発明は、下流ファンシャフト７１とそのインペラ１２との連結が、インペラ１２の下流部にあるという事実によって、このタイプのツインファン設計の問題を克服する。下流ファンインペラ１２のシャフト７１は、２つの円錐台形状壁７２、７３を有する。これらは上流壁と下流壁であって、一緒に接合されてＶ字状セクションを形成している。Ｖの頂点は半径方向外側に導かれ、下流ファンシャフト７１を案内する案内軸受５０を支承する円筒形プラットフォーム７４を備える。環状リム７６は、Ｖの頂点で延在して、ネジ／ナットシステム７８によって下流ファンインペラ１２の下流面に連結されている。この連結は、下流ファンインペラが遠心力の作用下で心合わせされた状態になっていることを可能にする。第２のボルト連結部４４は、下流ファンインペラ１２の下流面を低圧コンプレッサロータ３０の円錐台形状壁４２に連結している。この二重連結部によって、下流ファンインペラ１２と低圧コンプレッサロータ３０とから構成されるアセンブリが、このアセンブリが下流ファンシャフト７１に取り付けられる前に動的に釣り合わされることが可能になる。

本発明は、上流案内軸受５０が軸方向下流に、かつ半径方向外向きにオフセットされることを可能にする。したがって軸受取付け台５２を短くして、ターボ機械の質量を縮小することができる。この新規の取り付け方法によって、下流ファンインペラ１２の内部の空間を使えるように空けて、バランスウェイト２４を嵌め込むことが可能になる。

上流シャフト間軸受４６は、下流ファンシャフト７１の上流円錐台形状壁７２の上流端部と上流ファンシャフト２０の上流端部との間に取り付けられている。同様に、下流シャフト間軸受４８は、下流ファンシャフト７１の下流円錐台形状壁７３の下流端部と、上流ファンシャフト２０の下流端部との間に取り付けられている。

円錐台形状キャップ８０は、下流ファンシャフト７１の上流円錐台形状壁７２の上流端部を、下流ファンインペラ１２の上流面に連結している。円錐台形状キャップ８０はその上流端部で、下流方向に延在する円筒壁８２と、半径方向内側に延在する環状壁８４とに連結されている。円筒壁８２では、その半径方向内側の面が、下流ファンシャフト７１の上流円錐台形状壁７２の上流端部に対してもたれかかっている。環状壁８４の半径方向内側の端部は、上流ファンシャフト２０の一部と同一平面に位置している。環状壁８４では、その厚みにいくつかの穴８６も開けられている。これらの穴は一方端部で、下流ファンシャフトに実質的に直角に通じ、他方端部で、下流ファンシャフト７１の上流円錐台形状壁７２と下流ファンインペラ１２との間に包含された空洞から作られる穴８８に通じている。従来技術とは対照的に、このキャップ８０は、ターボ機械の動作中に負荷を伝えることに役割を果たしていないので、軽量の材料を使用することが可能である。

下流ファンシャフト７１の幾何形状を変更することは、リング９１によって上流ファンシャフト２０に取り付けられ、２つのファンシャフト２０、７１の間に延在する半径方向の油分離ダクト９０を据え付けることができるということを意味している。具体的に述べると、下流ファンシャフト７１の下流円錐台形状壁７３とダクト９０の半径方向外側端部との間の間隔Ｅが、このタイプの油分離手段の適正な動作に必要な最小限度の距離よりも大きくなる（図３）。

下流ファンシャフト７１のＶ字形状が、下流シャフト間軸受４８からの潤滑油が上流シャフト間軸受４６まで流れることを可能にしないことから、油を循環させる新たな方法が開発されている。この理由のために、下流ファンシャフト７１の下流円錐台形状壁７３の下流端部は、下流シャフト間軸受４８から油を回収する手段を備える。これらの手段は、下流シャフト間軸受４８の外部締め付けナット９４を上流方向に延在させる軸方向円筒スカート９２を備える。

下流ファンシャフト７１に固定されたこれらの回収手段は、油を上流シャフト間軸受４６に搬送する手段と協働する。搬送手段では、下流遠心式スクープ９６が、油分離ダクト９０を保持するリング９１の中に組み込まれている。遠心式スクープ９６は、上流シャフト間軸受４６に向かって延在する２つの管９８に上流で連結されている。これらの管９８は、軸方向に導かれ、あるいは、理想的な構成では、遠心力の作用下で油を加速させるように、僅かに外向きに、下流方向から上流方向に傾斜しているが、これらは半径方向の油分離ダクト９０同士の間に取り付けられている。２つの管９８は、ターボ機械の作動中に上流ファンシャフト２０の釣り合いを失わせないように、ターボ機械の軸線１８に関して正反対となっている。上流遠心式スクープ１００は、上流シャフト間軸受４６を固定する内部アッタチメントナットの中に組み込まれ、上流ファンシャフト２０に固定されている。

管９８はダクト９０同士の間に挿入され、それらを、ダクト９０を保持しているリング９１と保持リング１０３との間に入れ子にすることによって取り付けられる。リング１０２は、上流シャフト間軸受４６を固定するために使用される内部締め付けナットをロックし、リング１０３を上流ファンシャフト２０に対して心合わせし、角度の割り出しをする。ダクト保持リング９１も、上流ファンシャフト２０に対して角度の割り出しがなされている。リング９１および１０３への二重の割り出しによって、管９８同士が正しい角度で互いに平行に据え付けられることが保証される。

下流円錐台形状壁７３の上流端部では、プラットフォーム７４の下に軸線方向の穴１０４が形成され、これらは下流円錐台形状壁７３の両側でそれぞれ開いている。

環状リム７６と下流ファンシャフト７１の下流円錐台形状壁７３とは通気口１０６を有する。

上流シャフト間軸受４６と下流シャフト間軸受４８とは、図４で矢印によって表しているように潤滑される。第３ノズル６２によって油が噴霧され、下流ファンシャフト７１のスクープ６６によって、油が穴６４を通って下流シャフト間軸受４８まで導かれることが可能になる。遠心力の作用下で、下流シャフト間軸受４８を通過している油が回収され、締め付けナット９４の上流端部まで案内され、次いで下流スクープ９６に向けて噴霧される。次いで油は管９８を通過し、油を回収してそれを上流シャフト間軸受４６に供給する上流スクープ１００へと至る。するとこの油は穴と通路のネットワークを通って移動し、油を転がり要素に分配する上流シャフト間軸受４６の内側レースへと至る。上流シャフト間軸受４６の上流に噴霧された油がスクープによって回収され、スクープは油を穴のネットワークに向けて導く。この穴のネットワークによって、油はこの軸受の下流側に向けて戻されて、上流シャフト間軸受４６の下流に噴霧された油と合流することが可能になる。次いで油は、遠心力の作用下で、下流方向に、下流ファンシャフト７１の上流円錐台形状壁７２の内部面全体に広がる。次いで油は、プラットフォーム７４の下に作成された穴１０４を通過し、重力の作用下で、上流案内軸受５０の取付け台５２の内部壁に沿って流れ落ちる。

様々なスクープによって潤滑油が正確に流れることが可能となるように、上流シャフト間軸受４６の内径は、従来技術と比較してより大きくされている。

本発明は、低圧コンプレッサ３０から逃がされた空気が、下流ファンシャフト７１の穴１０６を通って上流ファンシャフト２０まで流れることによって、２つのファンシャフト同士の圧力差を回避すること可能にする（図５）。空気流が、下流ファンインペラ１２と上流円錐台形状壁７２との間に位置付けられた空洞から、加圧オリフィス８８、８６を通って、円錐台形状キャップ８０の環状壁８４の半径方向内側端部に向かって生成される。この流れは、円錐台形状キャップ８０の下流で、上流軸受４６に到達した潤滑油を定位置に保つ。これによってキャップ８０の上流で油の損失が防止される。そうでなければ、そのような損失は、機室の通気用空気が逃がされる２次流れダクトの中に排出される可能性がある。

本発明によるターボ機械のツインファンは以下のように組み立てられる。下流ファンインペラ１２のシャフト７１が案内軸受５０と案内軸受５６とで組み立てられる。このようにして形成されたアセンブリは、案内軸受５０と案内軸受５６との取付け台５２と取付け台５７とを介してターボ機械のケーシング５４に固定される。下流ファンシャフト７１の環状リム７６が、下流ファンインペラ１２の下流部にボルト７８で締め付けられる。下流ファンシャフト７１の下流端部は、ナット６８を使用してその低圧タービンシャフト６７に固定される。上流ファンシャフト２０が、上流転がり軸受４６と下流転がり軸受４８とによって、下流ファンシャフト７１の内部に挿入され、ナット６９を使用して、その下流端部で、その低圧タービンシャフトに７０に固定される。上流ファンシャフト２０の上流端部が上流インペラ１０に取り付けられ、入口コーン２８が、このようにして組み立てられたツインファンの上流に嵌め込まれる。

代替方法として、上流シャフト間軸受４６と下流案内軸受５６は、ローラ軸受タイプとなり、下流シャフト間軸受４８と上流案内軸受５０とはボール軸受タイプとなる。

従来技術によるツインファンターボ機械の部分的概略片側軸方向断面図である。 本発明による上流と下流の二重反転ファンを備えたターボ機械の部分的概略片側軸方向断面図である。 本発明によるツインファンターボ機械の機械設計の概略的軸方向断面拡大図である。 本発明によるツインファンターボ機械を通る空気の流れと軸受の潤滑とを示している、図３と同一の図である。 本発明によるツインファンターボ機械を通る空気の流れと軸受の潤滑とを示している、図３と同一の図である。

符号の説明

１０ 上流ファンインペラ
１２ 下流ファンインペラ
１８ ターボ機械の軸線
２０ 上流ファンシャフト
２２、７１ 下流ファンシャフト
２４ バランスウェイト
２８ コーン
３０ 低圧コンプレッサ
３２、３６、４０、７８ ネジ／ナットシステム
３４、３８、４２ 円錐台形状壁
４４ 第２のボルト連結部
４６ 上流シャフト間軸受
４８ 下流シャフト間軸受
５０ 上流案内軸受
５２、５７ 軸受取付け台
５４ ターボ機械のケーシング
５６ 下流案内軸受
５８ 第１オイルノズル
６０ 第２オイルノズル
６２ 第３オイルノズル
６４ 軸方向オリフィス
６６、１００ 遠心式スクープ
６７ 第１低圧タービンシャフト
６８、６９ 締め付けナット
７０ 第２低圧タービンシャフト
７２ 上流円錐台形状壁
７３ 下流円錐台形状壁
７４ 円筒形プラットフォーム
７５ 回転シール部
７６ 環状リム
７８ ボルト
８０ 円錐台形状キャップ
８２ 円筒壁
８４ 環状壁
８６、８８ 加圧オリフィス
９０ 半径方向の油分離ダクト
９１、１０２ リング
９２ 軸方向円筒スカート
９４ 外部締め付けナット
９６ 下流遠心式スクープ
９８ 管
１０３ 保持リング
１０４ 穴
１０６ 通気口

Claims (13)

1. 上流と下流の、二重反転ファンを備えたツインファンターボ機械にして、二重反転ファンが、低圧コンプレッサの上流に取り付けられ、下流に位置付けられた少なくとも１つの低圧タービンインペラに１つのファンインペラをそれぞれが連結させる、２つの反転同軸シャフトによって駆動される、ツインファンターボ機械であって、下流ファンのインペラがその下流部によってその駆動シャフトに連結されている、ツインファンターボ機械。
2. 下流ファンのシャフトの上流部が、下流ファンインペラの下流に位置付けられた軸受によって回転可能に案内されている、請求項１に記載のターボ機械。
3. 軸受の外径が、下流ファンインペラの内径と実質的に等しい、請求項２に記載のターボ機械。
4. 下流ファンインペラの下流部が、その駆動シャフトの上流部の環状リムと、ターボ機械の低圧コンプレッサのロータへの連結をもたらしている円錐台形状壁の上流端部とにボルト締めされている、請求項１に記載のターボ機械。
5. 下流ファンシャフトの上流部が、頂点が半径方向外方に導かれ、シャフトを案内する軸受を支承するＶ字形状セクションを形成するように一緒に接合された、上流壁と下流壁の２つの円錐台形状壁を備える、請求項１に記載のターボ機械。
6. 上流シャフト間軸受が、下流ファンシャフトの上流円錐台形状壁の上流端部と上流ファンシャフトの上流端部との間に取り付けられている、請求項５に記載のターボ機械。
7. 下流シャフト間軸受が、下流ファンシャフトの下流円錐台形状壁の下流端部で、２つの同軸のシャフトの間に取り付けられ、その潤滑油を回収して油を上流シャフト間軸受に油を供給する手段に案内する手段を備える、請求項６に記載のターボ機械。
8. 油を上流軸受に供給する手段が、２つのシャフトの間に取り付けられた油分離手段の中に組み込まれた遠心式スクープと、ターボ機械の軸線に関して正反対であり、遠心式スクープによって供給され、上流シャフト間軸受の内部ナットの中に組み込まれたスクープに供給している、軸方向の管とを備える、請求項７に記載のターボ機械。
9. 下流軸受から油を回収する手段が、下流軸受の外部ナットを上流の方向に延在させる軸方向の円筒形スカートを備える、請求項７に記載のターボ機械。
10. 下流ファン駆動シャフトの上流部が通気口を備える、請求項１に記載のターボ機械。
11. 下流ファンシャフトの上流円錐台形状壁の上流端部が、円錐台形状キャップによって、下流ファンインペラの上流部に連結されている、請求項５に記載のターボ機械。
12. 円錐台形状キャップがその上流端部で、半径方向内向きに延在する環状壁に連結され、環状壁の半径方向内側端部は、上流軸受の上流に位置付けられた下流ファン駆動シャフトの一部と同一平面上にある、請求項１１に記載のターボ機械。
13. 環状壁が、環状壁の半径方向内側端部で開口して、下流ファンインペラと下流ファンシャフトの円錐台形状上流壁との間に位置した空間の中に通じる通気口を、環状壁の厚み内に形成して備える、請求項１２に記載のターボ機械。

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