【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はティルティングパッドを用いた直接給油式のすべり軸受においてティルティングパッドの温度を低減する技術に関し、蒸気タービンやガスタービン、水力タービンなど各種回転機械のスラスト軸受、ジャーナル軸受等に適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
ティルティングパッドを用いた直接給油式のすべり軸受として、特表昭５５−５０１１０６号公報、特開昭５９−１７０２１号公報、特公昭６１−４３５７３号公報、特公昭６２−５６３６２号公報、特公平１−４３８４９号公報、特開平３−１２５０１５号公報、特開２０００−１８６７１２号公報に開示されたものが知られている。この種のすべり軸受は、被支持部材の摺動面に直接、給油ノズルから潤滑油を給油するので、油浴潤滑式のものに比べて、潤滑油の量を低減できるという利点があり、また、潤滑油の攪拌に伴う損失が少ないという利点がある。しかし、潤滑油が被支持部材の摺動面に直接給油されることから、ティルティングパッドの摺動面にホットスポット（局所的に温度が高くなる部分）が生じ、これが高面圧化、高回転化の妨げとなるという問題があるが、この問題は解決されていない。
【０００３】
【特許文献１】
特表昭５５−５０１１０６号公報
【特許文献２】
特開昭５９−１７０２１号公報
【特許文献３】
特公昭６１−４３５７３号公報
【特許文献４】
特公昭６２−５６３６２号公報
【特許文献５】
特公平１−４３８４９号公報
【特許文献６】
特開平３−１２５０１５号公報
【特許文献７】
特開２０００−１８６７１２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題はティルティングパッドを用いた直接給油式のすべり軸受におけるホットスポットの温度を低減することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１発明は、上記課題を解決するすべり軸受であり、ベースリングと、前記ベースリングにリング状に配置された複数のティルティングパッドと、被支持部材の摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズルとを備えるすべり軸受において、前記ベースリングに設けられ、ティルティングパッド毎にパッド背面に潤滑油を直接噴射する冷却ノズルを備えることを特徴とする。
【０００６】
第２発明は、第１発明のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先がパッド背面のうちホットスポット対応部分であることを特徴とする。
【０００７】
第３発明は、第２発明のすべり軸受において、前記ホットスポット対応部分が周囲より薄いことを特徴とする。
【０００８】
第４発明は、第２発明のすべり軸受において、前記ホットスポット対応部分がハニカム構造であることを特徴とする。
【０００９】
第５発明は、第１発明のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先が、パッド背面に代えて、パッド外周面であることを特徴とする。
【００１０】
第６発明は、第５発明のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先がパッド外周面のうちホットスポット対応部分であることを特徴とする。
【００１１】
第７発明は、第２発明または第３発明または第４発明または第６発明のすべり軸受において、ティルティングパッド毎にホットスポットの温度を検出する複数の温度センサと、冷却ノズル毎に流量を調整する複数の流量調節弁と、検出した温度が所定値以下となるように各流量調節弁を制御するコントローラとを備えることを特徴とする。
【００１２】
第８発明は、第１発明または第５発明のすべり軸受において、１つのティルティングパッド当たり複数の冷却ノズルを備え、各ティルティングパッドの複数個所に潤滑油を噴射するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
第９発明は、第８発明のすべり軸受において、ティルティングパッド毎に複数個所の温度を監視する複数の温度センサと、冷却ノズル毎に流量を調節する複数の流量調節弁と、検出した温度が所定値以下となるように各流量調節弁を制御するコントローラとを備えることを特徴とする。
【００１４】
なお、上記第１発明から第９発明のうちいずれかのすべり軸受を蒸気タービンやガスタービン、水力タービンなど各種回転機械に備え、スラスト軸受、ジャーナル軸受等として当該回転機械の回転軸を支持することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
［第１実施例］
図１に本発明の第１実施例に係るすべり軸受を示し、図２に図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面構造を示す。図１中、回転軸５は破断して示している。
【００１７】
図１、図２において、すべり軸受はベースリング１と、複数のティルティングパッド２と、複数の給油ノズル３と、複数の冷却ノズル４とで構成されている。本第１実施例のすべり軸受は、回転軸５のスラスト荷重をスラストカラー６を介して支承している。スラストカラー６は回転軸５に設けられていて、回転軸５と一緒に回転する。
【００１８】
回転軸５は、蒸気タービンやガスタービン、水力タービンなど各種回転機械の回転軸である。潤滑油の飛散防止と回収のために、通常、すべり軸受はスラストカラー６とともにスラストケース等の図示しない適宜なケース部材により覆われている。
【００１９】
ベースリング１はケース部材に支持されて静止しており、その中央部に回転軸５が通る孔が形成されている。複数のティルティングパッド２は、ベースリング１のスラストカラー６に望む面に、リング状に配置されている。また、各ティルティングパッド２は、ピボット等を用いた点状または線状の支点機構７により、リング状の配置方向に関して傾斜（ティルト）可能に支持されている。
【００２０】
各給油ノズル３は、被支持部材であるスラストカラー６の摺動面に潤滑油を直接給油するものであり、回転方向８に関して下流側に向かって薄くなるクサビ形状の油膜がスラストカラー６と各ティルティングパッド２との間に形成される。図２では、簡単のため、給油ノズル３の図示を省略している。
【００２１】
本例では、各給油ノズル３は、隣接するティルティングパッド２同士の隙間に対応する位置毎に、スラストカラー６に向いてベースリング１に設けられている。これにより、潤滑油はティルティングパッド２同士の隙間を通り、スラストカラー６と各ティルティングパッド２との摺動面にリーディングエッジ（入口）から直接給油される。但し、被支持部材の摺動面に潤滑油を直接給油する構造は、これに限られない。
【００２２】
各冷却ノズル４は、パッド背面（ティルティングパッド２の摺動面に対して反対側の面）９に潤滑油を直接噴射するものである。各冷却ノズル４は、ベースリング１のスラストカラー６に望む面に、全てのティルティングパッド２毎に設けられている。各冷却ノズル４の噴射孔の数は１つでも、複数でも良い。
【００２３】
各冷却ノズル４が噴射した潤滑油は、それぞれに対応する各ティルティングパッド２をパッド背面９から冷却する。従って、摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズル３とは別に、パッド背面９に潤滑油を直接噴射する冷却ノズル４を備えることにより、冷却ノズル４がない従来のすべり軸受に比べ、各ティルティングパッド２の温度が低減するので、各ホットスポット１０の温度が低減する。これにより、高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００２４】
本第１実施例では、各冷却ノズル４の潤滑油噴射先が各パッド背面９のうちホットスポット対応部分（ホットスポット１０に軸方向に沿って対応する部分：以下、ホットスポット背面と称する）１１となるように、各冷却ノズル４の位置を設定している。これにより、ホットスポット１０の温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能である。
【００２５】
ホットスポット１０は、ティルティングパッド２の摺動面のうち、回転方向下流側の端部付近に生じ、その位置は実験等により予め知ることができる。従って、ホットスポット背面１１の位置も、各冷却ノズル４を配置すべき位置も、予め知ることができる。
【００２６】
本第１実施例では、回転軸５の回転方向８が図示のように一定方向であると仮定しているので、冷却ノズル４を１つのティルティングパッド２当たり１つ設けているが、回転軸５が正逆両方向に回転するものであれば、回転方向に応じてホットスポット１０の発生場所が異なるので、発生場所に応じて１つのティルティングパッド２当たり冷却ノズル４を２つ設けると良い。この場合、例えば、回転方向に応じて２つの冷却ノズル４を切り替えてホットスポット１０に対応する方の冷却ノズル４のみから潤滑油を噴射させたり、あるいは、回転方向にかかわらず常に２つの冷却ノズル４から潤滑油を噴射させたりすることができる。
【００２７】
回転軸５に両方向のスラスト荷重が生じる場合は、ベースリング１と複数のティルティングパッド２と複数の給油ノズル３と複数の冷却ノズル４からなるすべり軸受を２つ用い、これらをスラストカラー６の両側に配置することで、両方向のスラスト荷重を支承することができる。
【００２８】
［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例に係るすべり軸受を図３を参照して説明する。本第２実施例は、第１実施例と比べると、ティルティングパッド２のホットスポット背面１１を冷却効果が高い構造に変更した点が異なり、他は同じである。図３は図２に相当する断面構造を示しており、図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００２９】
図３に示すように、本第２実施例では、全てのティルティングパッド２について、各ホットスポット背面１１を、そこに凹部あるいは溝１２を形成することで、周囲より薄くしてある。冷却ノズル４はホットスポット背面１１に形成した凹部あるいは溝１２に潤滑油を直接噴射する。これにより、潤滑油が当たる場所が周囲より薄くなって第１実施例に比べてホットスポット１０に近づき、熱伝導が良くなるから、ホットスポット１０をより効果的に冷却することができる。つまり、ホットスポット１０の温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００３０】
［第３実施例］
次に、本発明の第３実施例に係るすべり軸受を図４を参照して説明する。本第３実施例は、第１実施例と比べると、ティルティングパッド２のホットスポット背面１１を冷却効果が高い構造に変更した点が異なり、他は同じである。図４は図２に相当する断面構造を示しており、図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００３１】
図４に示すように、本第３実施例では、全てのティルティングパッド２について、各ホットスポット背面１１をハニカム構造１３に形成している。冷却ノズル４はハニカム構造１３に潤滑油を直接噴射する。ハニカム構造１３は熱伝導が良いので、ホットスポット１０をより効果的に冷却することができる。これにより、ホットスポット１０の温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００３２】
本第３実施例では、ハニカム構造１３はホットスポット背面１１に表面が同一面となるように埋め込まれている。これは、例えば、第２実施例と同様にホットスポット背面１１に凹部あるいは溝を形成し、この部分にハニカム構造１３を形成することで実現できる。
【００３３】
［第４実施例］
次に、本発明の第４実施例に係るすべり軸受を図５を参照して説明する。本第４実施例は、第１実施例と比べると、各ティルティングパッド２のホットポット１０の温度を監視して、ホットスポット１０の温度が所定値以下となるように各冷却ノズル４の噴射量を制御する機構を付加した点が異なり、他は同じである。図５は図２に相当する断面構造と潤滑油噴射流量の制御系とを示しており、図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００３４】
図５に示すように、本第４実施例では、ホットスポット背面１１に潤滑油を噴射する冷却ノズル４をベースリング１に設けることに加えて、ホットスポット１０の温度を検出する温度センサ１４を全てのティルティングパッド２毎に設け、また、流量調節弁１５を全ての冷却ノズル４の潤滑油供給路毎に設けている。そして、各温度センサ１４と各流量調節弁１５をコントローラ１６に接続し、各ホットスポット１０の温度が所定値以下となるように各流量調節弁１５をコントローラ１６で制御する。本第４実施例では、熱電対を温度センサ１４に使用し、ティルティングパッド２のホットポット１０（図１〜図４参照）の最高温度部分になるべく近い場所に埋設している。図５では、簡単のため、ホットスポット１０の図示を省略している。図５中、１９は潤滑油供給系統を示している。
【００３５】
つまり、ホットスポット１０の温度は複数のティルティングパッド２間で必ずしも同じには上昇しないため、各温度センサ１４によりそれに対応するティルティングパッド２のホットスポット１０の温度を監視し、コントローラ１６により、例えば、通常は各冷却ノズル４から一定流量の潤滑油を噴射するように各流量調節弁１５の開度を制御し、いずれかのホットスポット１０の温度が所定値よりも高い場合は、これに対応するホットスポット背面１１に潤滑油を増して噴射するように該当する冷却ノズル４の流量調節弁１５をより大きく開き、ホットスポット１０が所定値の温度を越えないようにする。これにより、全てのホットスポット１０の温度が確実に低減し、高面圧化及び高回転化が可能になる。ホットスポット１０の温度と比較される設定値は、ホットスポット１０毎に異なった値でも、一定値でも良い。
【００３６】
ホットスポット背面１１は、第２実施例（図３）と同様に周囲より薄くても、あるいは、第３実施例（図４）と同様にハニカム構造であっても良い。
【００３７】
図５においては、コントローラ１６はすべり軸受全体で１台としているが、コントローラ１６を適宜分散して設けることが可能である。例えば、１つのティルティングパッド２毎にコントローラ１６を１台設けたり、あるいは、任意の複数のティルティングパッド２毎にコントローラ１６を１台設けることができる。
【００３８】
［第５実施例］
次に、本発明の第５実施例に係るすべり軸受を図６を参照して説明する。本第５実施例は、第１実施例と比べると、冷却ノズル４の数をティルティングパッド２当たり２つ以上の多数とした点が異なり、他は同じである。図６は図２に相当する断面構造を示しており、図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００３９】
図６に示すように、本第５実施例では、１つのティルティングパッド２当たり多数（図６では５個）の冷却ノズル４をベースリング１に設け、各パッド背面９全体を多数の冷却ノズル４からの潤滑油で冷却するようにしている。これにより、各ティルティングパッド２全体の温度が効果的に低減し、従って、各ホットスポット１０の温度が低減する。この場合、多数の冷却ノズル４の中にホットスポット背面１１に潤滑油を直接噴射するものが存在していても、あるいは、存在しなくても良く、いずれの場合も高面圧化及び高回転化が可能である。
【００４０】
［第６実施例］
次に、本発明の第６実施例に係るすべり軸受を図７を参照して説明する。本第６実施例は、第５実施例と比べると、各ティルティングパッド２の温度を複数個所で監視し、個々のティルティングパッド２の温度が全ての監視個所で所定値以下となるように各冷却ノズル４の噴射量を制御する機構を付加した点が異なり、他は同じである。図７は図６に相当する断面構造と潤滑油噴射流量の制御系とを示しており、図６と同じ機能部分には同じ符号を付し、説明の重複を省く。
【００４１】
図７に示すように、本第６実施例では、ティルティングパッド２当たり多数の冷却ノズル４をベースリング１に設けることに加えて、当該ティルティングパッド２に温度センサ１４を冷却ノズル４と同数（図７では５個）設け、また、全ての冷却ノズル４の潤滑油供給路毎に流量調節弁１５を設け、更に、コントローラ１６を設け、温度センサ１４と流量調節弁１５とをコントローラ１６に接続し、ティルティングパッド２の多数個所の温度が全て所定値以下となるように各冷却ノズル４の流量調節弁１５をコントローラ１６で制御する。温度センサ１４の位置と冷却ノズル４の位置とは軸方向に沿って対応させている。本第６実施例では、熱電対を温度センサ１４に使用し、ティルティングパッド２の多数個所に埋設している。図７中、１９は潤滑油供給系統を示す。
【００４２】
図７では、簡単のため、１つのティルティングパッド２について冷却ノズル４と温度センサ１４と流量調節弁１５とコントローラ１６を示し、他のティルティングパッド２については図示を省略しているが、他のティルティングパッド２についても同様に、ティルティングパッド２毎に多数の冷却ノズル４と、これと同数の温度センサ１４と、同じく冷却ノズル４と同数の流量調節弁１５と、コントローラ１６とが設けられる。
【００４３】
つまり、同じティルティングパッド２内でも場所によって温度が異なるため、各ティルティングパッド２の多数個所の温度を温度センサ１４により監視し、ティルティングパッド２毎の各コントローラ１６は、例えば、通常は各冷却ノズル４から一定流量の潤滑油が噴射されるように各流量調節弁１５の開度を制御し、いずれかの個所の温度が所定値よりも高い場合は、パッド背面９のうち高温個所に対応する部分に噴射する潤滑油を増すように、該当する冷却ノズル４の流量調節弁１５をより大きく開くことで、全ての個所が所定値の温度を越えないようにする。これにより、全てのホットスポット１０（図６参照）の温度が確実に低減し、高面圧化及び高回転化が可能である。図７では、簡単のため、ホットスポット１０の図示を省略している。
【００４４】
図７においては、コントローラ１６はティルティングパッド２毎に１台としているが、コントローラ１６を適宜統合することが可能である。例えば、すべり軸受全体でコントローラ１６を１台設けたり、あるいは、任意の複数のティルティングパッド２毎にコントローラ１６を１台設けることができる。
【００４５】
［第７実施例］
次に、本発明の第７実施例に係るスラスト軸受を図８、図９を参照して説明する。本第７実施例は、第１実施例と比べると、パッド背面９に代えて、パッド外周面（ティルティングパッド２の半径方向外側の面）１７に冷却ノズル４から潤滑油を噴射する点が異なり、他は同じである。図８は図１に相当し、図９は図８中のＩＸ−ＩＸ矢視断面構造を示しており、図１及び図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００４６】
本第７実施例では、ベースリング１の外周に環状凸部１ａが、スラストカラー６に望む方向に向いて形成されている。
【００４７】
このようなベースリング１のスラストカラー６に望む面に、複数のティルティングパッド２がリング状に配置されている。各ティルティングパッド２は支点機構７によりティルティングパッド２のリング状の配置方向に関して傾斜可能にされている。各給油ノズル３は隣接するティルティングパッド同士の隙間に対応する位置にてベースリング１のスラストカラー６に望む面に設けられており、潤滑油をスラストカラー６の摺動面にリーディングエッジ（入口）から直接給油する。
【００４８】
各冷却ノズル４は、パッド外周面１７に潤滑油を直接噴射するものであり、ベースリング１の環状凸部１ａの内周面に、全てのティルティングパッド２毎に設けられている。
【００４９】
各冷却ノズル４が噴射した潤滑油は、それぞれに対応する各ティルティングパッド２をパッド外周面１７から冷却する。従って、摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズル３とは別に、パッド外周面１７に潤滑油を直接噴射する冷却ノズル４を備えることにより、冷却ノズル４がない従来のすべり軸受に比べ、各ティルティングパッド２の温度が低減するので、各ホットスポット１０の温度が低減する。これにより、高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００５０】
本第７実施例では、各冷却ノズル４の潤滑油噴射先が各パッド外周面１７のうちホットスポット対応部分（ホットスポット１０に半径方向に沿って対応する部分：以下、ホットスポット外周面と称する）１８となるように、各冷却ノズル４の位置を設定している。これにより、ホットスポット１０の温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能である。
【００５１】
ホットスポット１０は、ティルティングパッド２の摺動面のうち、回転方向下流側の端部付近に生じ、その位置は実験等により予め知ることができる。従って、ホットスポット外周面１８の位置も、各冷却ノズル４を配置すべき位置も、予め知ることができる。
【００５２】
［第７実施例の変形］
ティルティングパッド２のパッド外周面１７またはホットスポット外周面１８を潤滑油で直接冷却する場合、図示しないが、以下のように、第２実施例ないし第６実施例と同様の構成とすることができ、これにより同様の作用効果が得られる。
（１） 第２実施例と同様の変形例：各ティルティングパッド２のホットスポット外周面１８を、そこに溝あるいは凹部（図３の符号１２参照）を形成して周囲よりも薄くする。
（２） 第３実施例と同様の変形例：各ティルティングパッド２のホットスポット外周面１８をハニカム構造（図４の符号１３参照）に形成する。
（３） 第４実施例と同様の変形例：ホットスポット１０の温度を検出する温度センサをティルティングパッド２毎に設け、また、流量調節弁を各冷却ノズル４の潤滑油供給路毎に設けて、各ホットスポット１０の温度が所定値以下となるように各流量調節弁をコントローラで制御する（図５参照）。つまり、所定値より温度が高いホットスポット１０に対応するホットスポット外周面１８に、より多くの潤滑油を噴射する。
（４） 第５実施例と同様の変形例：ベースリング１に、１つのティルティングパッド２当たり多数、冷却ノズル４を設け、各ティルティングパッド２のパッド外周面１７全体を多数の冷却ノズル４から潤滑油を噴射して直接冷却する（図６参照）。
（５） 第６実施例と同様の変形例：各ティルティングパッド２毎に温度センサを冷却ノズル４と同じく多数個所に設け、また、各冷却ノズル４の潤滑油供給路毎に流量調節弁を設けて、ティルティングパッド２の多数個所の温度が全て所定値以下となるように各流量調節弁をコントローラで制御する（図７参照）。つまり、ティルティングパッド２のパッド外周面１７のうち、所定値より温度が高い個所により多くの潤滑油を噴射する。
【００５３】
第１実施例にて説明したと同様、第２〜第４実施例及び第７実施例でも、回転軸５の回転方向８が一定方向であると仮定しているので、冷却ノズル４を１つのティルティングパッド２当たり１つ設けているが、回転軸５が正逆両方向に回転するものであれば、回転方向に応じてホットスポット１０の発生場所が異なるので、ホットスポット１０の発生場所に応じて１つのティルティングパッド２当たり冷却ノズル４を２つ設けると良い。この場合、例えば、回転方向に応じて２つの冷却ノズル４を切り替えてホットスポット１０に対応する方の冷却ノズル４のみから潤滑油を噴射させたり、あるいは、回転方向にかかわらず常に２つの冷却ノズル４から潤滑油を噴射させたりすることができる。第５、第６実施例のように１つのティルティングパッド２当たり冷却ノズル４を多数設ける場合は、多数の冷却ノズル４が平均的に配置されていれば、回転軸５の正逆両方向の回転に対応することができる。
【００５４】
回転軸５に両方向のスラスト荷重が生じる場合は、第２〜第７実施例いずれかのすべり軸受を２つ用い、スラストカラー３の両側に配置することで、両方向のスラスト荷重を支承することができる。
【００５５】
上述した第１〜第７実施例は、個別に実施する他、任意の複数を組み合わせて実施することが可能である。
【００５６】
また、上述した第１〜第７実施例のすべり軸受はいずれも、スラスト軸受だけでなく、蒸気タービンやガスタービン、水力タービンなど各種回転機械の回転軸５に対するジャーナル軸受としても使用できるものである。
【００５７】
上述した本発明のすべり軸受をスラスト軸受あるいはジャーナル軸受等として用いて回転軸５を支持した種々の回転機械は、ティルティングパッド２のホットスポット１０の温度が低減するので、高面圧化及び高回転化が可能である。
【００５８】
【発明の効果】
第１発明は、ベースリングと、前記ベースリングにリング状に配置された複数のティルティングパッドと、被支持部材の摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズルとを備えるすべり軸受において、ティルティングパッド毎にパッド背面に潤滑油を直接噴射する冷却ノズルを前記ベースリングに備えるので、各ティルティングパッドの温度が低減し、従って、各ホットスポットの温度が低減する。これにより、高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００５９】
第２発明は、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先がパッド背面のうちホットスポット対応部分であるので、ホットスポットの温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００６０】
第３発明は、前記ホットスポット対応部分が周囲より薄いので、熱伝導が良く、ホットスポットの温度がより低減する。
【００６１】
第４発明は、前記ホットスポット対応部分がハニカム構造であるので、熱伝導が良く、ホットスポットの温度がより低減する。
【００６２】
第５発明は、前記冷却ノズルが潤滑油をパッド外周面に噴射先するので、各ティルティングパッドの温度が低減し、従って、各ホットスポットの温度が低減する。これにより、高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００６３】
第６発明は、第５発明のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先がパッド外周面のうちホットスポット対応部分であるので、ホットスポットの温度がより低減する。
【００６４】
第７発明は、ティルティングパッド毎にホットスポットの温度を検出する複数の温度センサと、冷却ノズル毎に流量を調整する複数の流量調節弁と、検出した温度が所定値以下となるように各流量調節弁を制御するコントローラとを備えるので、全てのホットスポットの温度が確実に低減する。
【００６５】
第８発明は、１つのティルティングパッド当たり複数の冷却ノズルを備え、各ティルティングパッドの複数個所に潤滑油を噴射するように構成したので、各ティルティングパッド全体の温度が効果的に低減し、従って、各ホットスポットの温度が低減する。
【００６６】
第９発明は、第８発明のすべり軸受において、ティルティングパッド毎に複数個所の温度を監視する複数の温度センサと、冷却ノズル毎に流量を調節する複数の流量調節弁と、検出した温度が所定値以下となるように各流量調節弁を制御するコントローラとを備えるので、全てのホットスポットの温度が確実に低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るすべり軸受を示す図。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】本発明の第２実施例に係るすべり軸受を示す、図２相当の断面図。
【図４】本発明の第３実施例に係るすべり軸受を示す、図２相当の断面図。
【図５】本発明の第４実施例として、図２相当の断面構造と潤滑油噴射流量の制御系とを示す図。
【図６】本発明の第５実施例に係るすべり軸受を示す、図２相当の断面図。
【図７】本発明の第６実施例として、図６相当の断面構造と潤滑油噴射流量の制御系とを示す図。
【図８】本発明の第７実施例に係るすべり軸受を示す図。
【図９】図８中のＩＸ−ＩＸ線断面図。
【符号の説明】
１ ベースリング
１ａ 環状凸部
２ ティルティングパッド
３ 給油ノズル
４ 冷却ノズル
５ 回転軸
６ スラストカラー（被支持部材）
７ 支点
８ 回転方向
９ パッド背面
１０ ホットスポット
１１ ホットスポット背面（パッド背面のうちホットスポット対応部分）
１２ ホットスポット背面に形成した凹部あるいは溝
１３ ハニカム構造
１４ 温度センサ
１５ 流量調節弁
１６ コントローラ
１７ パッド外周面
１８ ホットスポット外周面（パッド外周面のうちホットスポット対応部分）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technology for reducing the temperature of a tilting pad in a direct lubrication type sliding bearing using a tilting pad, and is applied to thrust bearings, journal bearings, etc. of various rotating machines such as a steam turbine, a gas turbine, and a hydraulic turbine. It is useful.
[0002]
[Prior art]
As a direct lubrication type plain bearing using a tilting pad, Japanese Patent Publication No. 55-501106, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-17021, Japanese Patent Publication No. 61-43573, Japanese Patent Publication No. 62-56362, Japanese Patent Publication No. Japanese Unexamined Patent Publication Nos. 1-43849, 3-125015 and 2000-186712 are known. This type of plain bearing supplies lubricating oil directly from the lubrication nozzle to the sliding surface of the supported member, and thus has the advantage that the amount of lubricating oil can be reduced as compared with the oil bath lubrication type. In addition, there is an advantage that the loss accompanying the stirring of the lubricating oil is small. However, since the lubricating oil is directly supplied to the sliding surface of the supported member, a hot spot (a portion where the temperature is locally high) is generated on the sliding surface of the tilting pad, and this causes a high surface pressure and high pressure. There is a problem that hinders rotation, but this problem has not been solved.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-T-55-501106
[Patent Document 2]
JP-A-59-17021
[Patent Document 3]
JP-B-61-43573
[Patent Document 4]
JP-B-62-56362
[Patent Document 5]
Japanese Patent Publication No. 1-43849
[Patent Document 6]
JP-A-3-125015
[Patent Document 7]
JP 2000-186712 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce the temperature of a hot spot in a direct lubrication type slide bearing using a tilting pad.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A first invention is a plain bearing which solves the above-mentioned problem, and directly supplies lubricating oil to a base ring, a plurality of tilting pads arranged in a ring shape on the base ring, and a sliding surface of a supported member. In a sliding bearing including an oil supply nozzle, a cooling nozzle provided on the base ring and directly injecting lubricating oil to a back surface of each tilting pad is provided.
[0006]
According to a second aspect, in the sliding bearing according to the first aspect, the lubricating oil injection destination of the cooling nozzle is a portion corresponding to a hot spot on the back surface of the pad.
[0007]
According to a third aspect, in the sliding bearing according to the second aspect, the portion corresponding to the hot spot is thinner than its surroundings.
[0008]
According to a fourth aspect, in the slide bearing according to the second aspect, the hot spot corresponding portion has a honeycomb structure.
[0009]
According to a fifth aspect, in the sliding bearing according to the first aspect, the lubricating oil injection destination of the cooling nozzle is a pad outer peripheral surface instead of the pad back surface.
[0010]
According to a sixth aspect of the present invention, in the slide bearing according to the fifth aspect, the lubricating oil injection destination of the cooling nozzle is a portion corresponding to a hot spot on an outer peripheral surface of the pad.
[0011]
A seventh invention is the sliding bearing according to the second invention, the third invention, the fourth invention, or the sixth invention, wherein a plurality of temperature sensors for detecting a temperature of a hot spot for each tilting pad and a flow rate are adjusted for each cooling nozzle. A plurality of flow control valves, and a controller that controls each flow control valve so that the detected temperature is equal to or lower than a predetermined value.
[0012]
An eighth invention is characterized in that in the sliding bearing according to the first invention or the fifth invention, a plurality of cooling nozzles are provided for each tilting pad, and a lubricating oil is injected to a plurality of portions of each tilting pad. And
[0013]
According to a ninth aspect, in the sliding bearing according to the eighth aspect, a plurality of temperature sensors for monitoring the temperature at a plurality of locations for each tilting pad, a plurality of flow rate control valves for controlling the flow rate for each cooling nozzle, A controller for controlling each flow rate control valve so as to be equal to or less than a predetermined value.
[0014]
The sliding bearing according to any one of the first to ninth aspects of the present invention may be provided in various rotating machines such as a steam turbine, a gas turbine, and a hydraulic turbine, and may support a rotating shaft of the rotating machine as a thrust bearing, a journal bearing, or the like. Can be.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
[First embodiment]
FIG. 1 shows a sliding bearing according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a cross-sectional structure taken along line II-II in FIG. In FIG. 1, the rotating shaft 5 is shown broken.
[0017]
1 and 2, the sliding bearing includes a base ring 1, a plurality of tilting pads 2, a plurality of refueling nozzles 3, and a plurality of cooling nozzles 4. The slide bearing of the first embodiment supports a thrust load of the rotating shaft 5 via a thrust collar 6. The thrust collar 6 is provided on the rotation shaft 5 and rotates together with the rotation shaft 5.
[0018]
The rotating shaft 5 is a rotating shaft of various rotating machines such as a steam turbine, a gas turbine, and a hydraulic turbine. In order to prevent the lubricating oil from scattering and collecting, the slide bearing is usually covered with a thrust collar 6 and a suitable case member (not shown) such as a thrust case.
[0019]
The base ring 1 is stationary and supported by a case member, and has a hole formed in the center thereof through which the rotating shaft 5 passes. The plurality of tilting pads 2 are arranged in a ring shape on the surface desired for the thrust collar 6 of the base ring 1. Each tilting pad 2 is supported by a point or linear fulcrum mechanism 7 using a pivot or the like so as to be tiltable with respect to the ring-shaped arrangement direction.
[0020]
Each lubrication nozzle 3 is for directly supplying lubricating oil to the sliding surface of the thrust collar 6 as a supported member, and a wedge-shaped oil film that becomes thinner toward the downstream side in the rotation direction 8 has a thrust collar 6 and each lubrication oil. It is formed between the tilting pad 2. In FIG. 2, illustration of the refueling nozzle 3 is omitted for simplicity.
[0021]
In this example, each refueling nozzle 3 is provided on the base ring 1 toward the thrust collar 6 at each position corresponding to the gap between the adjacent tilting pads 2. Thereby, the lubricating oil passes through the gap between the tilting pads 2 and is supplied directly to the sliding surface between the thrust collar 6 and each tilting pad 2 from the leading edge (entrance). However, the structure in which lubricating oil is supplied directly to the sliding surface of the supported member is not limited to this.
[0022]
Each cooling nozzle 4 directly injects lubricating oil to the pad back surface (the surface opposite to the sliding surface of the tilting pad 2) 9. Each cooling nozzle 4 is provided on a surface desired for the thrust collar 6 of the base ring 1 for every tilting pad 2. The number of the injection holes of each cooling nozzle 4 may be one or plural.
[0023]
The lubricating oil injected by each cooling nozzle 4 cools the corresponding tilting pad 2 from the pad back surface 9. Therefore, by providing the cooling nozzle 4 for directly injecting the lubricating oil to the pad back surface 9 separately from the oiling nozzle 3 for directly supplying the lubricating oil to the sliding surface, each of the sliding bearings is compared with the conventional slide bearing without the cooling nozzle 4. Since the temperature of the tilting pad 2 is reduced, the temperature of each hot spot 10 is reduced. Thereby, high surface pressure and high rotation can be achieved.
[0024]
In the first embodiment, the lubricating oil injection destination of each cooling nozzle 4 is a hot spot corresponding portion (a portion corresponding to the hot spot 10 along the axial direction: hereinafter referred to as a hot spot rear surface) 11 of each pad back surface 9. The position of each cooling nozzle 4 is set so that Thereby, the temperature of the hot spot 10 is further reduced, and higher surface pressure and higher rotation can be achieved.
[0025]
The hot spot 10 is generated near the end on the downstream side in the rotation direction on the sliding surface of the tilting pad 2, and its position can be known in advance by an experiment or the like. Therefore, the position of the hot spot back surface 11 and the position where each cooling nozzle 4 should be arranged can be known in advance.
[0026]
In the first embodiment, since the rotation direction 8 of the rotating shaft 5 is assumed to be a fixed direction as shown in the drawing, one cooling nozzle 4 is provided for each tilting pad 2. If 5 rotates in both forward and reverse directions, the hot spots 10 are generated at different locations depending on the direction of rotation. Therefore, it is preferable to provide two cooling nozzles 4 per tilting pad 2 depending on the location. In this case, for example, the two cooling nozzles 4 are switched in accordance with the rotation direction to inject lubricating oil only from the cooling nozzle 4 corresponding to the hot spot 10, or two cooling nozzles are always used regardless of the rotation direction. 4 can inject lubricating oil.
[0027]
When a thrust load is generated in both directions on the rotating shaft 5, two sliding bearings including a base ring 1, a plurality of tilting pads 2, a plurality of oiling nozzles 3, and a plurality of cooling nozzles 4 are used. By arranging on both sides, thrust loads in both directions can be supported.
[0028]
[Second embodiment]
Next, a sliding bearing according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment differs from the first embodiment in that the hot spot back surface 11 of the tilting pad 2 is changed to a structure having a high cooling effect, and the other is the same. FIG. 3 shows a cross-sectional structure corresponding to FIG. 2, and the same functional portions as those in FIG.
[0029]
As shown in FIG. 3, in the second embodiment, the back surface 11 of each hot spot of all the tilting pads 2 is made thinner than the surroundings by forming a recess or groove 12 therein. The cooling nozzle 4 directly injects lubricating oil into a concave portion or a groove 12 formed on the back surface 11 of the hot spot. Thereby, the location where the lubricating oil is applied becomes thinner than the surrounding area and approaches the hot spot 10 as compared with the first embodiment, so that the heat conduction is improved. Therefore, the hot spot 10 can be cooled more effectively. That is, the temperature of the hot spot 10 is further reduced, and higher surface pressure and higher rotation can be achieved.
[0030]
[Third embodiment]
Next, a plain bearing according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is different from the first embodiment in that the hot spot back surface 11 of the tilting pad 2 is changed to a structure having a high cooling effect, and the other is the same. FIG. 4 shows a cross-sectional structure corresponding to FIG. 2, and the same functional portions as in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0031]
As shown in FIG. 4, in the third embodiment, the back surface 11 of each hot spot is formed in the honeycomb structure 13 for all the tilting pads 2. The cooling nozzle 4 directly injects the lubricating oil to the honeycomb structure 13. Since the honeycomb structure 13 has good heat conduction, the hot spot 10 can be cooled more effectively. Thereby, the temperature of the hot spot 10 is further reduced, and higher surface pressure and higher rotation can be achieved.
[0032]
In the third embodiment, the honeycomb structure 13 is buried in the back surface 11 of the hot spot so that the surface is the same. This can be realized, for example, by forming a concave portion or a groove on the back surface 11 of the hot spot and forming the honeycomb structure 13 on this portion as in the second embodiment.
[0033]
[Fourth embodiment]
Next, a plain bearing according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, compared to the first embodiment, the temperature of the hot pot 10 of each tilting pad 2 is monitored, and the injection of each cooling nozzle 4 is performed so that the temperature of the hot spot 10 becomes a predetermined value or less. The difference is that a mechanism for controlling the amount is added, and the others are the same. FIG. 5 shows a cross-sectional structure corresponding to FIG. 2 and a control system of the lubricating oil injection flow rate. The same functional portions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0034]
As shown in FIG. 5, in the fourth embodiment, in addition to providing the cooling nozzle 4 for injecting the lubricating oil to the hot spot back surface 11 on the base ring 1, a temperature sensor 14 for detecting the temperature of the hot spot 10 is provided. It is provided for every tilting pad 2, and a flow control valve 15 is provided for each lubricating oil supply path of every cooling nozzle 4. Then, each temperature sensor 14 and each flow control valve 15 are connected to a controller 16, and each flow control valve 15 is controlled by the controller 16 so that the temperature of each hot spot 10 becomes a predetermined value or less. In the fourth embodiment, a thermocouple is used for the temperature sensor 14 and is buried in a position as close as possible to the highest temperature portion of the hot pot 10 (see FIGS. 1 to 4) of the tilting pad 2. In FIG. 5, illustration of the hot spot 10 is omitted for simplicity. In FIG. 5, reference numeral 19 denotes a lubricating oil supply system.
[0035]
That is, since the temperature of the hot spot 10 does not necessarily rise between the plurality of tilting pads 2, the temperature of the corresponding hot spot 10 of the tilting pad 2 is monitored by each temperature sensor 14, and the controller 16 For example, normally, the opening of each flow control valve 15 is controlled so that a constant flow of lubricating oil is injected from each cooling nozzle 4, and when the temperature of any hot spot 10 is higher than a predetermined value, The flow control valve 15 of the corresponding cooling nozzle 4 is further opened so that the lubricant oil is sprayed onto the back surface 11 of the corresponding hot spot, so that the temperature of the hot spot 10 does not exceed a predetermined value. Thereby, the temperatures of all the hot spots 10 are surely reduced, and high surface pressure and high rotation can be achieved. The set value compared with the temperature of the hot spot 10 may be a different value for each hot spot 10 or a fixed value.
[0036]
The hot spot back surface 11 may be thinner than the surroundings as in the second embodiment (FIG. 3), or may have a honeycomb structure as in the third embodiment (FIG. 4).
[0037]
In FIG. 5, the number of controllers 16 is one for the entire slide bearing, but the controllers 16 can be provided in a distributed manner as appropriate. For example, one controller 16 can be provided for each tilting pad 2, or one controller 16 can be provided for any plurality of tilting pads 2.
[0038]
[Fifth embodiment]
Next, a plain bearing according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fifth embodiment is different from the first embodiment in that the number of cooling nozzles 4 is increased to two or more per tilting pad 2, and the others are the same. FIG. 6 shows a cross-sectional structure corresponding to FIG. 2, and the same functional portions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0039]
As shown in FIG. 6, in the fifth embodiment, a large number (five in FIG. 6) of cooling nozzles 4 are provided for one tilting pad 2 on the base ring 1, and the entire back surface 9 of each pad is provided with a large number of cooling nozzles. Cooling with lubricating oil from 4. Thereby, the temperature of each tilting pad 2 as a whole is effectively reduced, and accordingly, the temperature of each hot spot 10 is reduced. In this case, one of the many cooling nozzles 4 that directly injects the lubricating oil to the hot spot back surface 11 may or may not be present. Is possible.
[0040]
[Sixth embodiment]
Next, a sliding bearing according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the sixth embodiment, as compared with the fifth embodiment, the temperature of each tilting pad 2 is monitored at a plurality of locations, and the temperature of each tilting pad 2 is set to a predetermined value or less at all monitoring locations. The difference is that a mechanism for controlling the injection amount of each cooling nozzle 4 is added, and the other components are the same. FIG. 7 shows a cross-sectional structure corresponding to FIG. 6 and a control system for the lubricating oil injection flow rate, and the same functional parts as in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0041]
As shown in FIG. 7, in the sixth embodiment, in addition to providing a number of cooling nozzles 4 per tilting pad 2 on the base ring 1, temperature sensors 14 are provided on the tilting pad 2 in the same number as the cooling nozzles 4. (Five in FIG. 7), a flow control valve 15 is provided for each lubricating oil supply path of all the cooling nozzles 4, a controller 16 is further provided, and the temperature sensor 14 and the flow control valve 15 are connected to the controller 16. The controller 16 controls the flow rate control valves 15 of the respective cooling nozzles 4 so that the temperatures of a plurality of portions of the tilting pad 2 are all equal to or lower than a predetermined value. The position of the temperature sensor 14 corresponds to the position of the cooling nozzle 4 along the axial direction. In the sixth embodiment, a thermocouple is used for the temperature sensor 14 and is buried at many positions of the tilting pad 2. In FIG. 7, reference numeral 19 denotes a lubricating oil supply system.
[0042]
In FIG. 7, for simplicity, the cooling nozzle 4, the temperature sensor 14, the flow control valve 15, and the controller 16 are shown for one tilting pad 2, and the other tilting pads 2 are not shown, but are not shown. Similarly, a number of cooling nozzles 4, the same number of temperature sensors 14, the same number of cooling nozzles 4 as the number of flow control valves 15, and the controller 16 are provided for each tilting pad 2 in the same manner. Can be
[0043]
That is, since the temperature varies depending on the location even within the same tilting pad 2, the temperature at a number of locations of each tilting pad 2 is monitored by the temperature sensor 14, and each controller 16 for each tilting pad 2 usually has, for example, The opening of each flow control valve 15 is controlled so that a constant flow of lubricating oil is injected from the cooling nozzle 4. If the temperature at any location is higher than a predetermined value, By opening the flow control valve 15 of the corresponding cooling nozzle 4 more widely so as to increase the amount of lubricating oil injected to the corresponding part, the temperature of all parts does not exceed a predetermined value. Thereby, the temperatures of all the hot spots 10 (see FIG. 6) are surely reduced, and a high surface pressure and a high rotation can be achieved. In FIG. 7, the illustration of the hot spot 10 is omitted for simplicity.
[0044]
In FIG. 7, one controller 16 is provided for each tilting pad 2, but the controller 16 can be integrated as appropriate. For example, one controller 16 can be provided for the entire slide bearing, or one controller 16 can be provided for each of a plurality of tilting pads 2.
[0045]
[Seventh embodiment]
Next, a thrust bearing according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The seventh embodiment differs from the first embodiment in that lubricating oil is injected from the cooling nozzle 4 to the pad outer peripheral surface (a surface outside the tilting pad 2 in the radial direction) 17 instead of the pad back surface 9. Different, the others are the same. FIG. 8 corresponds to FIG. 1, and FIG. 9 shows a cross-sectional structure taken along the line IX-IX in FIG. 8. The same reference numerals are given to the same functional portions as those in FIGS. Omit.
[0046]
In the seventh embodiment, an annular convex portion 1a is formed on the outer periphery of the base ring 1 so as to face the direction desired by the thrust collar 6.
[0047]
A plurality of tilting pads 2 are arranged in a ring on the surface desired for the thrust collar 6 of the base ring 1. Each tilting pad 2 can be inclined by a fulcrum mechanism 7 with respect to the ring-shaped arrangement direction of the tilting pad 2. Each lubrication nozzle 3 is provided on a surface desired on the thrust collar 6 of the base ring 1 at a position corresponding to a gap between adjacent tilting pads, and lubricating oil is supplied to the sliding surface of the thrust collar 6 by a leading edge (inlet). ) To refuel directly.
[0048]
Each cooling nozzle 4 is for directly injecting the lubricating oil to the pad outer peripheral surface 17, and is provided for every tilting pad 2 on the inner peripheral surface of the annular convex portion 1 a of the base ring 1.
[0049]
The lubricating oil injected by each cooling nozzle 4 cools the corresponding tilting pad 2 from the pad outer peripheral surface 17. Therefore, by providing the cooling nozzle 4 for directly injecting the lubricating oil to the pad outer peripheral surface 17 in addition to the oiling nozzle 3 for directly supplying the lubricating oil to the sliding surface, compared with the conventional plain bearing without the cooling nozzle 4, Since the temperature of each tilting pad 2 is reduced, the temperature of each hot spot 10 is reduced. Thereby, high surface pressure and high rotation can be achieved.
[0050]
In the seventh embodiment, the lubricating oil jetting destination of each cooling nozzle 4 is a hot spot corresponding portion (a portion corresponding to the hot spot 10 in the radial direction) of each pad outer peripheral surface 17: hereinafter, referred to as a hot spot outer peripheral surface. ), The position of each cooling nozzle 4 is set. Thereby, the temperature of the hot spot 10 is further reduced, and higher surface pressure and higher rotation can be achieved.
[0051]
The hot spot 10 is generated near the end on the downstream side in the rotation direction on the sliding surface of the tilting pad 2, and its position can be known in advance by an experiment or the like. Therefore, the position of the hot spot outer peripheral surface 18 and the position where each cooling nozzle 4 should be arranged can be known in advance.
[0052]
[Modification of Seventh Embodiment]
In a case where the pad outer peripheral surface 17 or the hot spot outer peripheral surface 18 of the tilting pad 2 is directly cooled by the lubricating oil, although not shown, a configuration similar to that of the second to sixth embodiments is provided as follows. Thus, a similar effect can be obtained.
(1) Modification similar to the second embodiment: The outer peripheral surface 18 of the hot spot of each tilting pad 2 is formed with a groove or a concave portion (see reference numeral 12 in FIG. 3) so as to be thinner than the surroundings.
(2) Modification similar to the third embodiment: the outer peripheral surface 18 of the hot spot of each tilting pad 2 is formed in a honeycomb structure (see reference numeral 13 in FIG. 4).
(3) Modification similar to the fourth embodiment: a temperature sensor for detecting the temperature of the hot spot 10 is provided for each tilting pad 2, and a flow control valve is provided for each lubricating oil supply path of each cooling nozzle 4. Then, each flow control valve is controlled by the controller so that the temperature of each hot spot 10 becomes equal to or lower than a predetermined value (see FIG. 5). That is, more lubricating oil is injected to the hot spot outer peripheral surface 18 corresponding to the hot spot 10 having a temperature higher than the predetermined value.
(4) Modification similar to the fifth embodiment: a large number of cooling nozzles 4 are provided for each tilting pad 2 on the base ring 1, and the entire pad outer peripheral surface 17 of each tilting pad 2 is provided with a large number of cooling nozzles 4. And lubricating oil is directly injected to cool (see FIG. 6).
(5) Modification similar to the sixth embodiment: temperature sensors are provided at a number of places like the cooling nozzles 4 for each tilting pad 2, and a flow control valve is provided for each lubricating oil supply path of each cooling nozzle 4. The flow rate control valves are controlled by a controller so that the temperatures at many points of the tilting pad 2 are all equal to or lower than a predetermined value (see FIG. 7). In other words, more lubricating oil is injected into the pad outer peripheral surface 17 of the tilting pad 2 where the temperature is higher than the predetermined value.
[0053]
As described in the first embodiment, also in the second to fourth embodiments and the seventh embodiment, since the rotation direction 8 of the rotating shaft 5 is assumed to be constant, the cooling nozzle 4 is connected to one. One is provided for each tilting pad 2, but if the rotating shaft 5 rotates in both forward and reverse directions, the location of the hot spot 10 differs depending on the rotation direction. It is preferable to provide two cooling nozzles 4 per one tilting pad 2. In this case, for example, the two cooling nozzles 4 are switched in accordance with the rotation direction to inject lubricating oil only from the cooling nozzle 4 corresponding to the hot spot 10, or two cooling nozzles are always used regardless of the rotation direction. 4 can inject lubricating oil. In the case where a large number of cooling nozzles 4 are provided per one tilting pad 2 as in the fifth and sixth embodiments, if a large number of cooling nozzles 4 are arranged on average, the rotation of the rotating shaft 5 in both the forward and reverse directions can be achieved. Can be handled.
[0054]
When a thrust load in both directions occurs on the rotating shaft 5, it is possible to support the thrust load in both directions by using two slide bearings of any of the second to seventh embodiments and disposing them on both sides of the thrust collar 3. it can.
[0055]
The above-described first to seventh embodiments can be implemented individually or in combination with an arbitrary plurality.
[0056]
In addition, any of the above-described slide bearings of the first to seventh embodiments can be used not only as a thrust bearing but also as a journal bearing for a rotating shaft 5 of various rotating machines such as a steam turbine, a gas turbine, and a hydraulic turbine. .
[0057]
Various rotary machines that support the rotary shaft 5 using the above-described slide bearing of the present invention as a thrust bearing or a journal bearing can reduce the temperature of the hot spot 10 of the tilting pad 2, thereby increasing the surface pressure and the height. Rotation is possible.
[0058]
【The invention's effect】
A first invention provides a sliding bearing including a base ring, a plurality of tilting pads arranged in a ring shape on the base ring, and an oil supply nozzle for supplying lubricating oil directly to a sliding surface of a supported member. Since the base ring is provided with a cooling nozzle for directly spraying the lubricating oil on the back surface of each pad, the temperature of each tilting pad is reduced, and thus the temperature of each hot spot is reduced. Thereby, high surface pressure and high rotation can be achieved.
[0059]
According to the second aspect of the present invention, since the lubricating oil injection destination of the cooling nozzle is a portion corresponding to a hot spot on the back surface of the pad, the temperature of the hot spot is further reduced, and higher surface pressure and higher rotation can be achieved.
[0060]
According to the third aspect of the present invention, since the portion corresponding to the hot spot is thinner than the surroundings, heat conduction is good, and the temperature of the hot spot is further reduced.
[0061]
According to the fourth aspect of the present invention, since the hot spot corresponding portion has a honeycomb structure, heat conduction is good and the temperature of the hot spot is further reduced.
[0062]
In the fifth invention, since the cooling nozzle sprays the lubricating oil onto the pad outer peripheral surface, the temperature of each tilting pad is reduced, and therefore, the temperature of each hot spot is reduced. Thereby, high surface pressure and high rotation can be achieved.
[0063]
According to a sixth aspect, in the slide bearing according to the fifth aspect, the lubricating oil injection destination of the cooling nozzle is a portion corresponding to the hot spot on the outer peripheral surface of the pad, so that the temperature of the hot spot is further reduced.
[0064]
According to a seventh aspect of the present invention, there are provided a plurality of temperature sensors for detecting a temperature of a hot spot for each tilting pad, a plurality of flow rate control valves for adjusting a flow rate for each cooling nozzle, and Since the controller for controlling the flow control valve is provided, the temperatures of all the hot spots are surely reduced.
[0065]
According to the eighth invention, since a plurality of cooling nozzles are provided for each tilting pad, and the lubricating oil is injected to a plurality of portions of each tilting pad, the temperature of the entire tilting pad can be effectively reduced. Thus, the temperature of each hot spot is reduced.
[0066]
According to a ninth aspect, in the sliding bearing according to the eighth aspect, a plurality of temperature sensors for monitoring the temperature at a plurality of locations for each tilting pad, a plurality of flow rate control valves for controlling the flow rate for each cooling nozzle, Since a controller for controlling each flow rate control valve so as to be equal to or less than a predetermined value is provided, the temperatures of all the hot spots are surely reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a sliding bearing according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2, showing a sliding bearing according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view corresponding to FIG. 2, showing a sliding bearing according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional structure corresponding to FIG. 2 and a control system of a lubricating oil injection flow rate as a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view, corresponding to FIG. 2, showing a sliding bearing according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view showing a cross-sectional structure corresponding to FIG. 6 and a control system of a lubricating oil injection flow rate as a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view showing a sliding bearing according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG. 8;
[Explanation of symbols]
1 Base ring
1a Annular convex part
2 tilting pad
3 Refueling nozzle
4 Cooling nozzle
5 Rotation axis
6 Thrust collar (supported member)
7 fulcrum
8 Rotation direction
9 pad back
10 hot spots
11 Hot spot back (the hot spot compatible part of the pad back)
12 Concave or groove formed on the back of hot spot
13 Honeycomb structure
14 Temperature sensor
15 Flow control valve
16 Controller
17 Pad outer surface
18 Hot spot outer peripheral surface (the hot spot corresponding part of the pad outer peripheral surface)
