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公開番号2024164250
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-26
出願番号2024148242,2022121269
出願日2024-08-30,2017-09-13
発明の名称ガスタービン発電機、ハイブリッド電気自動車(HEV)または電気自動車(EV)、及びガスタービン発電機を動作させる方法
出願人デルタ・コスワース・リミテッド
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F01D 25/16 20060101AFI20241119BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】ガスタービン発電機用のベアリング装置に関する。
【解決手段】ガスタービン発電機(10)が、発電機(10)の回転子(20)を有するシャフト(30)と、コンプレッサホイール(16)と、それに固定されたタービンホイール(18)とを含む半径流ガスタービン発電機(10)。シャフト(30)は、回転子(20)とコンプレッサホイール(16)との間にあるシャフト(30)上の軸方向位置に設けられた単一ベアリング装置によって回転するように支持されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半径流ガスタービン発電機において、前記発電機の回転子と、それに固定された前記ガスタービンのコンプレッサホイールおよびタービンホイールとを有するシャフトを含み、前記シャフトは単一ベアリング装置によって回転するように支持されており、前記単一ベアリング装置は、前記回転子と前記コンプレッサホイールとの間にある前記シャフト上の軸方向位置に設けられた、半径流ガスタービン発電機。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記単一ベアリング装置は、２つ以上の機械的接触ベアリングを含む、請求項１に記載のガスタービン発電機。
【請求項３】
前記機械的接触ベアリングは、転動体ベアリングである、請求項２に記載のガスタービン発電機。
【請求項４】
前記ベアリング装置の前記ベアリングは、前記ベアリング間の所定の関係を維持するモジュール内に設けられた、請求項２または３に記載のガスタービン発電機。
【請求項５】
前記ベアリングは、スリーブ内に取り付けられた、請求項４に記載のガスタービン発電機。
【請求項６】
前記ベアリングは、前記スリーブ内に互いに間隔を置いて取り付けられた、請求項５に記載のガスタービン発電機。
【請求項７】
弾性部材が前記スリーブ内の前記ベアリング間に配置された、請求項６記載のガスタービン発電機。
【請求項８】
前記弾性部材は、コイルばねである、請求項７に記載のガスタービン発電機。
【請求項９】
前記コイルばねは、前記ばねの第１端部が前記ベアリングに当接し、前記ばねの反対側の端部が前記スリーブに設けられたシートに当接するように前記スリーブ内に配置された、請求項８に記載のガスタービン発電機。
【請求項１０】
前記ベアリング装置が空冷式である、請求項１記載のガスタービン発電機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はガスタービン発電機に関し、特にガスタービン発電機用のベアリング装置に関する。より具体的には、本発明は、限定はしないが、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）または電気自動車（ＥＶ）用のレンジエクステンダ装置に使用するのに適したガスタービン発電機に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、発電を含む様々な用途で使用されている。電力を発生させるために、ガスタービンエンジンは直流発電機または交流発電機などの発電機に結合されている。ガスタービンおよび発電機は、ギアボックス等の変速装置を介して互いに間接的に結合されることができる。あるいは、ガスタービンと発電機とを直接結合して、ガスタービンと発電機とが同じ速度で回転するようにされることもできる。ガスタービンコンプレッサおよびタービン要素は、軸流型または半径流型であってもよい。半径流要素が使用される場合、単段コンプレッサおよび単段タービンのみを使用することが通常可能であり、得られる短いアセンブリは、これらの回転要素をより冷たいコンプレッサ側に隣接する支持ベアリングと共にオーバーハング配置で取り付けられることを可能にする。
【０００３】
コンプレッサ、タービン、および発電機が直接結合されて同じ速度で回転する場合、結果として生じる回転アセンブリは、機械に固有の、重量、推力、および他の負荷に抵抗するためにベアリングシステムによって支持される。オーバーハング型直接駆動ガスタービン発電機に関する既知の技術では、２つのベアリングが使用され、これらのベアリングは発電機の何れかの側に配置されている。そのような配置では、コンプレッサおよびタービンはベアリングに対してオーバーハングしている一方で、発電機の回転要素は２つのベアリングの間で支持されている。そのような配置は、例えば、米国特許出願公開第２００２／００８４７０２号に記載されている。
【０００４】
既知の技術の更なる特徴は、ベアリングに潤滑と冷却の両方を行うオイルの供給を維持する潤滑システムをベアリングに設けることができることである。ガスタービンの典型的な回転速度は高いため、ベアリングの正しい潤滑および冷却は適切なベアリングの寿命を達成するために重要である。
【０００５】
ベアリングを潤滑する必要性を排除する代替解決策は、例えば、先行技術文献ＵＳ２００６／０２４１７８およびＵＳ６１９８１７４に開示されている。米国特許出願公開第２００６／０２４１７８号明細書は、発電機のいずれかの側のシャフト上に配置された２つのエアフォイルベアリングの使用を記載している。同様のエアフォイルベアリング装置が米国特許第６１９８１７４号に記載されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、半径流ガスタービン発電機が提供され、ガスタービン発電機は、発電機の回転子と、コンプレッサホイールと、それに固定されたガスタービンのタービンホイールとを有するシャフトを含んでおり、シャフトは単一ベアリング装置により回転するように支持されており、単一ベアリング装置は、発電機の回転子とコンプレッサホイールとの間にあるシャフト上の軸方向位置に設けられる。
【０００７】
シャフト上の中間位置に単一ベアリング装置を設けることは、ベアリング装置の両側から延びるシャフト部分をもたらす。当業者には理解されるように、ベアリング装置の両側
から延びるシャフト部分はそれらのそれぞれの遠位端では支持されていない。したがって、単一ベアリング装置は、シャフトに対する唯一の回転支持を提供する。単一ベアリング装置の使用は、シャフト上の他の軸方向位置における追加のベアリングの必要性を排除することによってガスタービン発電機の複雑さを軽減する。これにより、シャフトは単一ベアリング装置によって単一の位置で支持される。
【０００８】
単一ベアリング装置は、１つ以上のベアリングを含み得る。そのベアリングまたは各ベアリングは、機械的接触ベアリングとすることができる。
シャフト部分の一方は発電機の回転子を保持し、シャフト部分の他方はコンプレッサおよびタービンホイールを保持する。このように、回転子、コンプレッサ、およびタービンホイールは、ベアリング装置の両側にオーバーハングされている。
【０００９】
ベアリング装置は、２つ以上の機械的接触ベアリングを含んでいてもよい。ベアリングは、ベアリング間の所定の空間的関係を維持するモジュールまたはサブアセンブリに設けられてもよい。そのようなモジュールは、単一ユニットとしてベアリングの取り付けおよび取り外しを容易にすることができる。ベアリングは、スペーサによってモジュールまたはサブアセンブリ内で分離されることができる。
【００１０】
ベアリングは、スリーブとして構成されたモジュール内に取り付けられることができる。そのような実施形態では、ベアリングは、スリーブ内で互いに離間した関係で取り付けられてもよい。コイルばねの形態の弾性部材をスリーブ内のベアリング間に配置することができる。コイルばねは、ばねの第１端部がベアリングに当接し、ばねの反対側の端部がスリーブに設けられたシートに当接するようにスリーブ内に配置されてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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