CN105378306B - 可倾瓦轴承及涡轮压缩机 - Google Patents

Abstract

该可倾瓦轴承(1)具备绕旋转轴(300)排列的多个可倾瓦(3)、具有设在与相邻的上述可倾瓦的间隙(S1)对置的位置处的润滑油供给孔(2e)的轴承座(2)、和以夹着上述可倾瓦的方式配置的一对侧板(5)。上述可倾瓦具备具有第1流入开口(7a1)、第2流入开口(8a1)和排出开口(7b1、8b1)以及润滑油在其中流动的内部流路(6)。

Description

可倾瓦轴承及涡轮压缩机

本申请基于2013年8月1日在日本申请的特愿2013－160519号主张优先权，在此引用其内容。

技术领域

本发明涉及可倾瓦轴承及涡轮压缩机。

背景技术

例如，涡轮压缩机的旋转轴被可倾瓦轴承轴支承，可倾瓦轴承具有相对于轴承座可倾动地支承的可倾瓦。这样的可倾瓦轴承是通过绕旋转轴以环状排列的多个可倾瓦对旋转轴进行滑动支承的滑动轴承的一种。

可倾瓦通过旋转轴旋转时的滑动摩擦被加热。因此，例如在专利文献1～3中，在可倾瓦的内部形成用来使用于降低旋转轴的旋转阻力(滑动摩擦)的润滑油流动的内部流路，通过使润滑油流过该流路，进行可倾瓦的冷却。

此外，在专利文献4及5中，公开了一种具备多个可倾瓦、保持可倾瓦的轴承座、和设在可倾瓦的两侧的一对侧板的可倾瓦轴承。在轴承座中，形成有向相邻的可倾瓦的间隙供给润滑油的供油路，在侧板上形成有将润滑油排出的缺口(排油孔)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003－113834号公报

专利文献2：日本特开昭52－137549号公报

专利文献3：日本特开2006－112499号公报

专利文献4：日本特开2010－242842号公报

专利文献5：日本特开2010－242816号公报

发明内容

发明要解决的课题

近年来，涡轮压缩机被大容量化，可倾瓦轴承也被大型化。如果可倾瓦轴承大型化，则当然可倾瓦也被大型化。如果可倾瓦被大型化，则与旋转轴的滑动面变大，或可倾瓦的热容变大，所以有需要更有效率的冷却的情况。

本发明是鉴于上述情况而做出的，目的是使可倾瓦轴承中的可倾瓦的冷却效率提高。

用于解决课题的技术手段

作为用来解决上述课题的技术手段，本发明采用以下的构成。

在本发明的第1技术方案中，可倾瓦轴承具备：多个可倾瓦，相互隔开间隙地绕旋转轴以环状排列；轴承座，从上述旋转轴的径向外侧包围并支承上述多个可倾瓦，并且具有设在与相邻的上述可倾瓦的间隙对置的位置处的润滑油供给孔；一对侧板，在上述旋转轴的轴向上以夹着上述可倾瓦的方式配置。此外，上述可倾瓦具备供润滑油流动的内部流路，所述内部流路具有朝向上述旋转轴的旋转方向的上游侧开口的第1流入开口、朝向上述旋转轴的旋转方向的下游侧开口的第2流入开口、以及在上述旋转轴的轴向上开口的排出开口。

本发明的第2技术方案，在有关上述第1技术方案的可倾瓦轴承中，形成在上述侧板与上述旋转轴的外周面之间的间隙使上述可倾瓦的上述排出开口的至少一部分露出。

本发明的第3技术方案，在有关上述第1或第2技术方案的可倾瓦轴承中，上述侧板被分割为多个零件，在相邻的上述零件之间设有间隙。

本发明的第4技术方案，在有关上述第1～第3的任一项技术方案的可倾瓦轴承中，上述侧板具有使相邻的上述可倾瓦的间隙的至少一部分露出的开口。

本发明的第5技术方案，在有关上述第1～第4的任一项技术方案的可倾瓦轴承中，上述第2流入开口的开口面积比上述第1流入开口的开口面积大。

在本发明的第6技术方案中，涡轮压缩机具备叶轮和连接在该叶轮上的旋转轴。此外，有关上述第1～第5的任一项技术方案的可倾瓦轴承对上述旋转轴进行轴支承。

发明效果

根据本发明，设在可倾瓦中的内部流路具有在旋转轴的旋转方向的上游侧开口的第1流入开口、和在旋转轴的旋转方向的下游侧开口的第2流入开口。因此，在本发明中，润滑油从旋转轴的旋转方向的上游侧和下游侧这两侧流入可倾瓦的内部。因而，能够使较多的润滑油进入到可倾瓦的内部中。进而，在本发明中，从第1流入开口和第2流入开口流入到内部流路中的润滑油不会倒流而是被从在旋转轴的轴向上开口的排出开口排出。因此，在内部流路中能够使润滑油顺畅地流动，能够加快内部流路中的润滑油的流速。因而，根据本发明，由于较多的润滑油在可倾瓦的内部顺畅地流动，所以能够使可倾瓦的冷却效率提高。

附图说明

图1是表示具备本发明的一个实施方式的可倾瓦轴承的涡轮压缩机的一部分的局部剖视图。

图2A是本发明的一个实施方式的可倾瓦轴承的侧视图。

图2B是本发明的一个实施方式的可倾瓦轴承的主视图。

图3A是本发明的一个实施方式的可倾瓦轴承所具备的可倾瓦的主视图。

图3B是从图3A的箭头A方向观察的侧视图。

图3C是从图3A的箭头B方向观察的侧视图。

图4A是本发明的一个实施方式的可倾瓦轴承的变形例所具备的可倾瓦的一侧的侧视图。

图4B是本发明的一个实施方式的可倾瓦轴承的变形例所具备的可倾瓦的另一侧的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图对有关本发明的可倾瓦轴承及涡轮压缩机的一个实施方式进行说明。另外，在以下的图中，为了使各部件成为可识别的大小，适当变更了各部件的比例尺。

图1是表示具备本实施方式的可倾瓦轴承1的涡轮压缩机100的一部分的局部剖视图。涡轮压缩机100具备叶轮200、该叶轮200连接在一端上并在中央部形成有齿轮301的旋转轴300、和轴支承该旋转轴300的本实施方式的可倾瓦轴承1。在图1中，图示了将旋转轴300轴支承的两个可倾瓦轴承1。在位于叶轮200的附近的可倾瓦轴承1与叶轮200之间，设有空气密封400和油密封500。

该涡轮压缩机100是2级式的压缩机，对于旋转轴300的两端部分别设有可倾瓦轴承1、叶轮200、空气密封400和油密封500。但是，在图1中，图示了旋转轴300的右端部的叶轮200、空气密封400和油密封500，省略了左侧的叶轮200、空气密封400和油密封500。此外，在图1中，将覆盖叶轮200等并形成空气(被压缩流体)的流路的轴承座及用来驱动旋转轴300旋转的驱动机构也省略。此外，在图1中，将可倾瓦轴承1以在旋转轴300的周向上切掉了4分之1的状态表示。即，示出了将可倾瓦轴承1的一部分剖开表示的侧视图。

在这样的涡轮压缩机100中，如果通过驱动机构来驱动旋转轴300旋转，则该旋转轴300在被可倾瓦轴承1轴支承的状态下旋转，驱动叶轮200旋转。如果叶轮200被驱动旋转，则供给到轴承座内部的空气被压缩而被向外部排出。

接着，参照图2A至图3C对本实施方式的可倾瓦轴承1详细地说明。

图2A是本实施方式的可倾瓦轴承1的侧视图，图2B是本实施方式的可倾瓦轴承1的主视图。另外，在图2A及图2B中，为了提高可倾瓦轴承1的内部构造的视觉辨识性，以将一部分切断而剖开表示的状态图示。

如这些图所示，本实施方式的可倾瓦轴承1具备轴承座2、多个可倾瓦3、设在各可倾瓦3上的固定销4和两个侧板5。

轴承座2是将多个可倾瓦3以从旋转轴300的径向外侧包围的方式支承的环状的部件。该轴承座2如图2B所示，具备可上下分割的上侧部位2a及下侧部位2b、将这些上侧部位2a及下侧部位2b定位的定位销2c、和将这些上侧部位2a及下侧部位2b连结的螺栓2d。

在这样的轴承座2上，如图2B所示，设有多个从外周面贯通到内周面的润滑油供给孔2e。该润滑油供给孔2e将从未图示的泵等供给的润滑油朝向旋转轴300导引。在本实施方式中，对应于间隙S1的位置而设有润滑油供给孔2e，以对相邻的可倾瓦3的全部间隙S1供给润滑油。即，润滑油供给孔2e设在与相邻的可倾瓦3的间隙对置的位置处。换言之，润滑油供给孔2e与相邻的可倾瓦3的间隙在旋转轴300的径向上并列配置。此外，如图2A所示，润滑油供给孔2e相对于各间隙S1设有两个，这两个润滑油供给孔2e在旋转轴300的轴向上排列。本实施方式的润滑油供给孔2e的内径随着从轴承座2的外周面朝向内周面而减小。即，润滑油供给孔2e在轴承座2的外周面上的开口被设定得比在轴承座2的内周面上的开口大。另外，并不限定于这样的构成，润滑油供给孔2e的内径也可以是恒定的。

多个可倾瓦3相互隔开间隙S1绕旋转轴300以环状排列，滑动支承旋转轴300。该可倾瓦3的表面例如由白合金(巴氏合金)涂层。如图2B所示，在本实施方式中，可倾瓦3在旋转轴300的周向上以等间隔设置有5个。

图3A～图3C是可倾瓦3的放大图。图3A是从旋转轴300的轴向观察的主视图，图3B是从图3A的箭头A方向观察的侧视图，图3C是从图3A的箭头B方向观察的侧视图。此外，旋转轴300的旋转方向在图3A中为左方向(逆时针方向)。另外，在图3A～图3C中，省略了可倾瓦3中供固定销4插入的插入部位(插入孔)。

另外，为了说明的方便，将在图3A中表示的一侧称作正面侧，将其相反侧的面称作背面侧。此外，基于旋转轴300的旋转方向，将图3B所示的一侧称作上游侧，将图3C所示的一侧称作下游侧。

如这些图所示，可倾瓦3是从正面侧看到的形状为沿着旋转轴300的周面弯曲的大致扇形(从扇形去掉了包括其中心的部位后的形状)的块形状的部件，在与旋转轴300的滑动面上被涂层了白合金。换言之，可倾瓦3为使长方体沿着旋转轴300的外周面弯曲的形状。此外，可倾瓦3在正面侧及背面侧分别具有用来卡止到侧板5上的凸部3a。

此外，可倾瓦3具备用来使润滑油流通到内部的内部流路6。在本实施方式中，设在1个可倾瓦3中的内部流路6具备上游侧内部流路7和下游侧内部流路8。上游侧内部流路7设在可倾瓦3的上游侧附近，下游侧内部流路8设在可倾瓦3的下游侧附近。

上游侧内部流路7具备在旋转轴300的周向(一切线方向)上以直线状延伸并在旋转轴300的轴向上并列排列的两个入口流路7a、和在旋转轴300的轴向上以直线状延伸而将可倾瓦3贯通并与各入口流路7a连接的排出流路7b。入口流路7a具备朝向上游侧开口的上游侧流入开口7a1(第1流入开口)，将从上游侧流入开口7a1流入的润滑油向排出流路7b导引。排出流路7b具备在旋转轴300的轴向上的可倾瓦3的两面(正面及背面)上分别开口的排出开口7b1，将从入口流路7a供给的润滑油从排出开口7b1向可倾瓦3的外部排出。

下游侧内部流路8具备在旋转轴300的周向(一切线方向)上以直线状延伸并在旋转轴300的轴向上并列排列的两个入口流路8a、和在旋转轴300的轴向上以直线状延伸而将可倾瓦3贯通并与各入口流路8a连接的排出流路8b。入口流路8a具备朝向下游侧开口的下游侧流入开口8a1(第2流入开口)，将从下游侧流入开口8a1流入的润滑油向排出流路8b导引。排出流路8b具备在旋转轴300的轴向上的可倾瓦3的两面(正面及背面)上分别开口的排出开口8b1，将从入口流路8a供给的润滑油从排出开口8b1向可倾瓦3的外部排出。

这样，在本实施方式中，内部流路6具有朝向旋转轴300的旋转方向的上游侧开口的上游侧流入开口7a1、朝向旋转轴300的旋转方向的下游侧开口的下游侧流入开口8a1、以及在旋转轴300的轴向上开口的排出开口7b1及排出开口8b1。该内部流路6经由上游侧流入开口7a1及下游侧流入开口8a1从旋转轴300的周向使润滑油流入，经由排出开口7b1及排出开口8b1将润滑油在旋转轴300的轴向上排出。

这样的可倾瓦3具有的内部流路6构成为具备在可倾瓦3的表面上具有开口并以直线状延伸的形状的小流路(入口流路7a、排出流路7b、入口流路8a及排出流路8b)。各小流路由于是以直线状延伸的形状，所以能够通过钻头等相对于可倾瓦3容易地形成。

因而，能够容易地制作本实施方式的可倾瓦3。

此外，内部流路6具备设在可倾瓦3的上游侧附近的上游侧内部流路7、和设在可倾瓦3的下游侧附近的下游侧内部流路8。因此，在旋转轴300的周向上，没有设置穿过可倾瓦3的中央部的流路。由于在可倾瓦3的中央部插入固定销4(参照图2B)，所以在本实施方式中能够避开该部位形成内部流路6。由此，不需要将内部流路6的形状做成复杂的形状，可以如上述那样采用能够容易地形成的形状。

固定销4如图2B所示，螺纹接合在轴承座2上，其前端被插入在设于可倾瓦3的中央部的连接孔中。该固定销4前端以留有略微的间隙的方式插入在可倾瓦3中，容许可倾瓦3的略微的倾动(相对于旋转轴300的外周面的倾动)，并限制可倾瓦3的较大的移动(向轴承座2的周向或轴向的较大的移动)。相对于各可倾瓦3设置该固定销4。

侧板5如图2A所示，以从旋转轴300的轴向夹着可倾瓦3的方式配置有两片。在各侧板5的内壁面侧(与可倾瓦3对置的面)上设有凹部5a，侧板5以可倾瓦3的凸部3a卡止在凹部5a中的方式相对于轴承座2被固定。另外，在各侧板5与可倾瓦3之间设有略微的间隙，以便不阻碍可倾瓦3的倾动。

如图2B所示，侧板5为将旋转轴300包围的环形形状。该侧板5的在旋转轴300的径向上的宽度(从与旋转轴300对置的内周部到外周部的长度)设定为，使得在与旋转轴300的外周面之间形成间隙S2，间隙S2使可倾瓦3的排出开口7b1及排出开口8b1的一部分露出。即，在本实施方式中，侧板5在与旋转轴300的外周面之间形成有使可倾瓦3的排出开口7b1及排出开口8b1的一部分露出的间隙S2。换言之，形成在侧板5与旋转轴300的外周面之间的间隙S2使可倾瓦3的排出开口7b1及排出开口8b1的至少一部分露出。另外，间隙S2也可以使排出开口7b1及排出开口8b1全部露出。

此外，侧板5如图2B所示，被划分为上下两个零件5b及零件5c。在零件5b与零件5c之间(相邻的零件之间)设有间隙S3。该间隙S3用于将流入到可倾瓦3与侧板5之间的润滑油容易地向侧板5的外侧排出，降低流体阻力而使润滑油容易流动。

此外，如图2B所示，侧板5具有使相邻的可倾瓦3的间隙S1的一部分露出的开口5d。该开口5d与上述间隙S3同样，用于将流入到可倾瓦3与侧板5之间的润滑油容易地排出到侧板5的外侧，降低流体阻力而使润滑油容易流动。另外，开口5d也可以使间隙S1全部露出。

在具有这样的构成的本实施方式的可倾瓦轴承1中，如果从外部向设在轴承座2上的润滑油供给孔2e供给润滑油，则该润滑油被供给到相邻的可倾瓦3的间隙S1中。

被供给到间隙S1中的润滑油的一部分从设在可倾瓦3上的上游侧流入开口7a1及下游侧流入开口8a1向内部流路6流入。即，在本实施方式中，润滑油从旋转轴300的周向的两侧向可倾瓦3的内部流入。另外，没有流入到内部流路6中的润滑油被向旋转轴300的外周面供给并被导入到旋转轴300与可倾瓦3的滑动面，或被从开口5d向侧板5的外部排出。

流入到内部流路6中的润滑油通过吸热而将可倾瓦3冷却，然后，被从在旋转轴300的轴向上开口的排出开口7b1及排出开口8b1向可倾瓦3的外部排出。被从排出开口7b1及排出开口8b1排出的润滑油在被供给到旋转轴300的外周面上之后，向铅直下方落下而被回收。

根据以上那样的本实施方式的可倾瓦轴承1，设在可倾瓦3中的内部流路6具有在旋转轴300的旋转方向的上游侧开口的上游侧流入开口7a1、和在旋转轴300的旋转方向的下游侧开口的下游侧流入开口8a1。因此，在本实施方式的可倾瓦轴承1中，润滑油从旋转轴300的旋转方向的上游侧和下游侧这两侧流入到可倾瓦3的内部。因此，能够使较多的润滑油流入到可倾瓦3的内部。进而，在本实施方式的可倾瓦轴承1中，从上游侧流入开口7a1和下游侧流入开口8a1流入到内部流路6中的润滑油不会倒流而是被从在旋转轴的轴向上开口的排出开口7b1及排出开口8b1排出。因此，在内部流路6中能够使润滑油顺畅地流动，能够加快内部流路6中的润滑油的流速。因而，根据本实施方式的可倾瓦轴承1，由于较多的润滑油在可倾瓦3的内部顺畅地流动，所以能够使可倾瓦3的冷却效率提高。

此外，在本实施方式的可倾瓦轴承1中，侧板5在与旋转轴300的外周面之间形成使可倾瓦3的排出开口7b1及排出开口8b1的一部分露出的间隙S2。因此，能够顺畅地将润滑油从排出开口7b1及排出开口8b1排出，能够使较多的润滑油流到内部流路6中，所以能够使可倾瓦3的冷却效率进一步提高。

此外，在本实施方式的可倾瓦轴承1中，侧板5被分割为两个零件(零件5b及零件5c)，在相邻的零件之间设有间隙S3。进而，在本实施方式的可倾瓦轴承1中，侧板5具有使相邻的可倾瓦3的间隙S1露出的开口5d。

因此，能够将润滑油容易地排出到侧板5的外侧而降低流体阻力，能够使更多的润滑油容易地流到可倾瓦轴承1的内部中。由此，能够使可倾瓦3等的冷却效率进一步提高。

以上，参照附图对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。在上述实施方式中表示的各构成部件的各形状及组合等是一例，在不脱离本发明的主旨的范围中能够基于设计要求等进行各种变更。

例如，可倾瓦3中，与旋转轴300的旋转方向的上游侧相比，下游侧为高温。作为其原因可以考虑是，随着旋转轴300的旋转，发生沿着其旋转方向的润滑油的流动，从润滑油供给孔2e供给的润滑油随着朝向下游侧，通过与可倾瓦3等的接触被加热，所以在下游侧其冷却能力下降。因此，例如如图4A及图4B所示，也可以是下游侧流入开口8a1的开口面积比上游侧流入开口7a1大。

通过采用这样的构成，能够使向下游侧流入开口8a1流入的润滑油比向上游侧流入开口7a1流入的润滑油多，能够使可倾瓦3的下游侧的冷却效率比上游侧高。由此，能够使可倾瓦3整体的温度变均匀。另外，也可以将下游侧内部流路8(入口流路8a及排出流路8b)的流路直径设定得比上游侧内部流路7(入口流路7a及排出流路7b)的流路直径大。

此外，在上述实施方式中，对排出开口7b1及排出开口8b1的仅一部分在侧板5与旋转轴300的间隙S2中露出的构成进行了说明。

但是，本发明并不限定于此，也可以构成为使排出开口7b1及排出开口8b1的全部在间隙S2中露出。

此外，在上述实施方式中，对侧板5被上下分割为两个零件的构成进行了说明。但是，本发明并不限定于此，也可以将侧板5分割为更多数量的零件。

此外，在上述实施方式中，对设有五个可倾瓦3的构成进行了说明。但是，本发明并不限定于此，关于可倾瓦的数量是任意的。

此外，在上述实施方式中，对2级式的涡轮压缩机进行了说明。但是，本发明并不限定于此，关于涡轮压缩机的级数可以采用一级以上的任意的数量。

工业实用性

本发明能够用于可倾瓦轴承及使用它的涡轮压缩机。

附图标记说明

1 可倾瓦轴承

2 轴承座

2a 上侧部位

2b 下侧部位

2c 销

2d 螺栓

2e 润滑油供给孔

3 可倾瓦

3a 凸部

4 固定销

5 侧板

5a 凹部

5b 零件

5c 零件

5d 开口

6 内部流路

7 上游侧内部流路

7a 入口流路

7a1 上游侧流入开口(第1流入开口)

7b 排出流路

7b1 排出开口

8 下游侧内部流路

8a 入口流路

8a1 下游侧流入开口(第2流入开口)

8b 排出流路

8b1 排出开口

100 涡轮压缩机

200 叶轮

300 旋转轴

301 齿轮

400 空气密封

500 油密封

S1 间隙

S2 间隙

S3 间隙

Claims (6)

1.一种可倾瓦轴承，具备：

多个可倾瓦，相互隔开间隙地绕旋转轴以环状排列；

轴承座，从上述旋转轴的径向外侧包围并支承上述多个可倾瓦，并且具有设在与相邻的上述可倾瓦的间隙对置的位置处的润滑油供给孔；

一对侧板，在上述旋转轴的轴向上以夹着上述可倾瓦的方式配置；

上述可倾瓦具备供润滑油流动的内部流路，所述内部流路具有朝向上述旋转轴的旋转方向的上游侧开口的第1流入开口、朝向上述旋转轴的旋转方向的下游侧开口的第2流入开口、以及在上述旋转轴的轴向上开口的排出开口，在所述旋转轴的周向上，没有设置穿过所述可倾瓦的中央部的流路。

2.如权利要求1所述的可倾瓦轴承，其特征在于，形成在上述侧板与上述旋转轴的外周面之间的间隙使上述可倾瓦的上述排出开口的至少一部分露出。

3.如权利要求1或2所述的可倾瓦轴承，其特征在于，上述侧板被分割为多个零件，在相邻的上述零件之间设有间隙。

4.如权利要求1或2所述的可倾瓦轴承，其特征在于，上述侧板具有使相邻的上述可倾瓦的间隙的至少一部分露出的开口。

5.如权利要求1或2所述的可倾瓦轴承，其特征在于，上述第2流入开口的开口面积比上述第1流入开口的开口面积大。

6.一种涡轮压缩机，具备叶轮和连接在该叶轮上的旋转轴，其特征在于，权利要求1～5中任一项所述的可倾瓦轴承对上述旋转轴进行轴支承。