JP3653940B2 - 軸流排気タービンの後部軸受装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、後段の復水器に連なるタービン車室の排気ケーシングが軸流方向に開放した軸流排気タービンの排気側に配した後部軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、この発明の実施対象となる軸流排気タービンの構成概要を図４に示す。図において、１はタービンロータ、２は高圧段部の翼列，３は低圧段部の翼列、４はタービンの高圧側車室を構成する前部ケーシング、５は低圧側の車室を構成する排気ケーシング、６は主蒸気加減弁、７は前部ケーシング４を貫通して前方に引き出したロータ軸１ａの前端を支える前部軸受、８は排気ケーシング５の内方に配置してロータ軸の後端を支える後部軸受、９は後部軸受８の支柱、１０は排気ケーシング５に連ねてその排気側に配置した復水器である。
【０００３】
上記のように軸流排気タービンでは、排気ケーシング５が後段の復水器１０に向けて軸流方向に開放していることから、後部軸受（ジャーナル軸受）８が排気ケーシング内に配置されている。そのために、後部軸受８から潤滑油，オイルミストが軸受台周囲に漏れると、この漏油が排気蒸気流と一緒に復水器１０に流れ込んで様々な障害をもたらすおそれがある。
【０００４】
そこで、従来では後部軸受８に対して、図５に示すような油漏れ防止対策を施した軸受構造を採用している。図５(a),(b) において、１１はジャーナル軸受の軸受メタル、１２は軸受台、１２ａは軸受台１２の外周上面に形成した水平継手フランジ、１３は軸受台１２の上面に被せた軸受台カバー、１３ａは軸受台１２のフランジ１２ａの上に重ねる軸受台カバー１３の水平継手フランジ、１４はオイルシール用の軸封リング、１５は軸受台１２，軸受台カバー１３を包囲した上下二分割構造の外カバー、１６はロータ１に対するグランドパッキン（ラビリンスパッキン）である。なお、従来構造では前記フランジ１２ａ，１３ａの重ね合わせ面はメタルタッチのままボルト締結により気密を保つようにしている。
【０００５】
また、前記構成では、軸受台１２と外カバー１５で囲まれた空間を空気室１７として、該空気室が外カバー１５の底部に開口した導通孔１５ａに均圧導管（図示せず）を接続し、この均圧導管が排気ケーシング５（図３参照）を貫通して大気側に開放されている。
かかる構成により、オイルミストが充満している軸受台１２の内部と主蒸気が流れる排気ケーシング５の内部空間（蒸気の排気通路）との間が、外カバー１５で囲まれた空気室１７で隔離されており、軸受台１２と軸受台カバー１３との接合フランジ面から万一油が漏れた場合でも、油がそのまま主蒸気通路に流出するおそれはなく、漏油は空気室１７の底部から先記した均圧導管を通じて外部に排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した後部軸受装置の従来構造では次記のような問題点がある。すなわち、
(1) 後部軸受８の軸受ボックスが軸受台１２，軸受台カバー１３，および外カバー１５からなる二重構造であることから、その構造が複雑で部品点数も多くてコスト高である。
【０００７】
(2) 後部軸受の保守点検を行う際に、通常は排気ケーシング５を外さず（排気ケーシング５を分解するには大掛かりな作業を要する）に、排気ケーシング５に設けたマンホールから作業員が機内に入って後部軸受８の点検作業を行うようにしている。しかして、図５で述べたように従来の軸受装置は二重構造になっているために、軸受内部の点検にはその段取作業として外カバー１５，および軸受台カバー１３を取り外す必要があって作業に手間と時間が掛かる。
【０００８】
この発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、保守点検作業が簡単に行えるように軸受構造を簡素化しつつ、しかも軸受台からの漏油が排気ケーシングの蒸気通路側に排出されないように改良した軸流排気タービンの後部軸受装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明によれば、ロータ軸を支える排気側のカバー付き軸受台を排気ケーシングの内方に設置した後部軸受装置において、軸受台カバーの水平継手フランジと重なり合う軸受台の水平継手フランジに対し、該フランジの周面に沿って空気溝を形成し、かつ該空気溝に連ねて大気側との間に、軸受台，および排気ケーシングを貫通してその下方に引き出した漏油排出路兼用の導通路を形成する（請求項１）ものとし、具体的には次記のような態様で構成する。
【００１０】
(1) 軸受台の水平継手フランジに対し、空気溝を挟んでフランジ面の内外周に形成した凹溝内にガスケットを布設する（請求項２）。
(2) 軸受台と軸受台カバーで囲まれた軸受の内部空間を大気圧に対して負圧に保つような負圧付与手段を備える。
(3) 空気溝に通じる導通路を大気中に開放する代わりに、導通路を通じて外部から空気溝に加圧空気を加え、軸受台と軸受台カバーに囲まれた空間の内圧に対し空気溝をプラス圧に保持するようにする（請求項４）。
【００１１】
上記の構成によれば、軸受台と軸受台カバーとの間で水平継手フランジに介装した内外二重のガスケットにより封止して軸受台内部からの油漏れを防いでいる。この場合に、軸受台内部を大気圧に対して負圧に保ち、水平継手フランジに形成した空気溝を大気側に開放する、あるいは空気溝を大気側に開放する代わりに外部から加圧空気を加えて強制的にプラス圧に保持することにより、その圧力差の働きにより軸受台側からタービンの排気側への油漏れを効果的に防止できる。しかも、ガスケットの劣化などに起因して軸受台の内部から漏油が万一生じても、その漏油経路の途中で空気溝より導通路を通じて排気ケーシングの外側に排出される。また、この漏油の外部排出を目視確認することで軸受装置に異常が発生したことが判定できる。
【００１２】
しかも、軸受台は軸受台カバーを被せただけの簡単な一重構造であり、軸受台を点検する際には軸受台カバーを外すだけで軸受台内部の様子を点検できてメンテナンス作業が簡単に行える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１〜図３に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図５に対応する同一部材には同じ符号が付してある。
この実施例においては、軸受台１２に被せた軸受台カバー１３との間を次記のようなシール構造で封止し、軸受台側からタービンの排気ケーシング内への油漏れを防ぐようにしている。すなわち、軸受台カバー１３の水平継手フランジ１３ａと重なり合う軸受台１２の水平継手フランジ１２ａの上面には、ロータ１の貫通部を除いてその周面に沿って図２，図３でで示すようにフランジ面に開放した空気溝（凹溝）１８を形成するとともに、該空気溝１８を挟んでその内外周に形成した凹溝内には耐油性のある丸ゴムパッキンなどのガスケット１９が布設されており、このガスケット１９を上下から挟んでフランジ１２ａと１３ａとの間が締結ボルト２０で締め付け固定されている。
【００１４】
また、前記空気溝１８の底面には下向きに導通穴１８ａが開口しており、かつこの導通穴１８ａに連通して漏油排出路兼用の導通管路２１が軸受台１２，および排気ケーシング５（図３参照）を貫通して下方に引出してあり、その管路端が大気中に開放している。なお、軸受台１２の前面とグランドパッキン１６との間には密閉空気室２２を画成し、該空気室２２を経由して前記した分岐溝１８ａと導通管路２１が連通し合うようにしている。
【００１５】
さらに、前記の導通管路２１とは別に、軸受台１２の胴部に接続した導管２３が排気ケーシング５を貫通して外方に引出してあり、この導管２３の大気側開放端に油気吸着フィルタ２４，吸引ファン２５を組み込み、ファン２５の吸引動作により軸受台１２と軸受台カバー１３で囲まれた内部空間の内圧を大気圧より若干低い負圧に保つようにしている。
【００１６】
かかる構成において、常時は軸受台１２の内部は大気圧より低い負圧に保たれているのに対して、軸受台カバー１３との間の継手フランジ面に内周側のガスケット１９を挟んでその外周側に開口している空気溝１８は大気圧に開放されており、その圧力差が加わって軸受台１２からフランジ面を通じてタービンの排気ケーシング内に漏れ出る漏油を抑止している。また、ガスケット１９の劣化，吸引ファン２５の停止などに起因して不測に水平継手フランジ部から油漏れを誘発しても、油は漏油経路の途中に開口している空気溝１８に流れ込み、ここから導通管路２１を通じて外部に排出されるので、漏油が排気ケーシング５の内方に排出されるおそれはない。なお、導通管路２１からの油流出を目視確認することで軸受台１２の異常発生を知ることができる。
【００１７】
また、この発明の応用実施例として、前記した導通管路２１を大気側に開放する代わりに、圧縮空気源から加圧空気を導入し、軸受台１２のフランジ面に形成した空気溝１８を、軸受台１２と軸受台カバー１３で囲まれた空間の内圧に対して強制的にプラス圧に保つようにすることもできる。なお、この場合には前記空間に対する負圧付与手段（図１の導管２３，油気吸着フィルタ２４，吸引ファン２５）を省略することができる。
【００１８】
また、軸受台１２の水平継手フランジ１２ａと軸受台カバー１３の水平フランジ１３ａとの間のシール手段としては、図示例のガスケット構造に限定されるものではなく、丸ゴムパッキンの代わりにシート状ガスケットなどを採用することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の構成によれば、従来構成と比べて次記の効果を奏する。
(1) 後部軸受装置は軸受台に軸受台カバーを被せた一重構造であり、従来の二重構造と比べて構造が簡単で製作費を低減できるとともに、軸受装置を保守点検に際して作業員が排気ケーシング内に入って行う段取り作業も大きな手間を掛けずに楽に行える。
【００２０】
(2) 軸受台からの漏油に対して高い信頼性が確保でき、しかも、軸受台の内部からの漏油が万一生じても、その漏油経路にある空気溝から導通路を通じて排気ケーシングの外側に排出して排気ケーシング内への漏油を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の構成図であり、(a) は後部軸受の軸方向に沿った断面図、(b) は(a) 図における矢視Ｘ−Ｘ断面図
【図２】図１における軸受台の平面図
【図３】図１(b) におけるＡ部の詳細構造を示す拡大断面図
【図４】この発明の実施対象となる軸流排気タービンの概要構成図
【図５】図４における後部軸受の従来構成図であり、(a) は軸方向に沿った断面図、(b) は(a) 図における矢視Ｘ−Ｘ断面図
【符号の説明】
１ タービンロータ
５ 排気ケーシング
８ 後部軸受
１０ 復水器
１２ 軸受台
１２ａ 水平継手フランジ
１３ 軸受台カバー
１３ａ 水平継手フランジ
１６ グランドパッキン
１８ 空気溝
１９ ガスケット（Ｏリング）
２１ 導通管路
２３ 導管
２５ 吸引ファン（負圧付与手段）

Claims (4)

1. 後段の復水器に連なるタービン車室の排気ケーシングが軸流方向に開放した軸流排気タービンの後部軸受装置であり、軸受台を排気ケーシングの内方に設置し、その上面に軸受台カバーを被せたものにおいて、軸受台カバーの水平継手フランジと密着して重なり合う軸受台の水平継手フランジに対し、該フランジの周面に沿って空気溝を形成し、かつ該空気溝に連ねて大気側との間に、軸受台，および排気ケーシングを貫通してその下方に引き出した漏油排出路兼用の導通路を形成したことを特徴とする軸流排気タービンの後部軸受装置。
2. 請求項１記載の後部軸受装置において、軸受台の水平継手フランジに対し、空気溝を挟んでフランジ面の内外周に形成した凹溝内にガスケットを布設したことを特徴とする軸流排気タービンの後部軸受装置。
3. 請求項１記載の後部軸受装置において、軸受台と軸受台カバーで囲まれた軸受の内部空間を大気圧に対して負圧に保つ負圧付与手段を備えたことを特徴とする軸流排気タービンの後部軸受装置。
4. 請求項１記載の後部軸受装置において、導通路を通じて外部から空気溝に加圧空気を加え、軸受台と軸受台カバーに囲まれた空間の内圧に対し空気溝をプラス圧に保持するようにしたことを特徴とする軸流排気タービンの後部軸受装置。

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