JP2009185875A - Bearing device and rotary machine - Google Patents

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Takamasa Hirai
孝昌 平井
Sadamu Takahashi
定 高橋
Kyoichi Ikeno
恭一 池野
Naoyuki Nagai
直之 長井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing device for effectively reducing a friction loss during low-speed rotation and agitating loss caused by lubricating oil during high-speed rotation, and to provide a rotary machine. <P>SOLUTION: The bearing device 100 includes a seal member 55 provided at an edge 51A of a bearing housing 51 having a pad storage portion 53 formed inside at least on the lower side opposite to an outer peripheral face 10A as a supported face of a rotating shaft 10 for sealing a clearance 54 to the outer peripheral face 10A of the rotating shaft 10, and a holding means 60 for adjusting the amount of lubricating oil held in the pad storage portion 53 depending on the rotating speed of the rotating shaft 10. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、低速回転時の摩擦損失、及び高速回転時の攪拌損失を低減することができる滑り軸受装置及び回転機械に関する。   The present invention relates to a sliding bearing device and a rotating machine that can reduce friction loss during low-speed rotation and stirring loss during high-speed rotation.

従来、この種の滑り軸受装置として、特許文献1〜3に示されるジャーナル軸受が知られている。これら特許文献に示されるジャーナル軸受は、被支持体となる回転軸が中央部を貫通するように設けられた軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内にて該回転軸の軸回りに沿うように配置された複数のパッドと、を具備するものであって、これらパッドは、内部に潤滑油が充填される軸受ハウジング内のパッド収納部内に収容されている。そして、このようなジャーナル軸受では、パッドと回転軸の外周面との間に潤滑油を介在させることで、該回転軸をパッドに対して滑らせつつ回転自在に軸支する。   Conventionally, the journal bearing shown by patent documents 1-3 is known as this kind of slide bearing device. The journal bearings shown in these patent documents are arranged so that a rotating shaft as a supported body is provided so as to pass through the center portion, and the bearing housing is arranged around the axis of the rotating shaft in the bearing housing. A plurality of pads, and these pads are housed in a pad housing portion in a bearing housing filled with lubricating oil. In such a journal bearing, lubricating oil is interposed between the pad and the outer peripheral surface of the rotating shaft, so that the rotating shaft is rotatably supported while sliding on the pad.

また、上述した文献の中の特許文献2に示されるパッド型ジャーナル軸受では、パッド収納部を内部に形成する軸受ハウジングの端部先端で、かつ回転軸の外周面に対向する側にはオイルシールが設けられており、該オイルシールによってパッド収納部内の潤滑油が流れ出さないように保持している。
特開昭63‐26416号公報 特開昭57‐107428号公報 特開昭58‐180815号公報
Further, in the pad type journal bearing shown in Patent Document 2 in the above-mentioned document, an oil seal is provided at the end of the end of the bearing housing that forms the pad storage portion inside and on the side facing the outer peripheral surface of the rotating shaft. Is provided so that the lubricating oil in the pad storage portion does not flow out by the oil seal.
JP-A 63-26416 JP-A-57-107428 JP 58-180815 A

ところで、上記のような軸受装置では、オイルシールによって軸受ハウジング内のパッド収納部からの潤滑油の排出を防止するようにしているが、回転軸が高速で駆動される場合には、反対に潤滑油が抵抗となって攪拌損失が生じるという問題があった。     By the way, in the bearing device as described above, the oil seal prevents the lubricating oil from being discharged from the pad housing portion in the bearing housing. However, when the rotating shaft is driven at a high speed, the lubricating oil is conversely lubricated. There was a problem that oil caused resistance and stirring loss occurred.

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、低速回転時の摩擦損失とともに、高速回転時の潤滑油による攪拌損失を有効に低減することができる軸受装置及び回転機械の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a bearing device and a rotary machine that can effectively reduce agitation loss due to lubricating oil during high-speed rotation as well as friction loss during low-speed rotation. Objective.

上記課題を解決するために本発明は、潤滑油で満たされる油槽内にて、回転軸の被支持面に対向配置されるとともに、該回転軸の回転方向に間隔を有して配列された複数の軸受パッドによって該回転軸を支持する軸受装置であって、前記パッド収納部を内部に形成する軸受ハウジングの縁部で、かつ前記回転軸の被支持面に対向する側の少なくとも下側に設けられて、該回転軸の前記被支持面との間の間隙を封止するシール部材と、前記パッド収納部内の潤滑油の保持量を、前記回転軸の回転数に応じて調整可能な保持手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a plurality of oil tanks arranged opposite to a supported surface of a rotating shaft and arranged at intervals in the rotation direction of the rotating shaft in an oil tank filled with lubricating oil. A bearing device for supporting the rotating shaft by a bearing pad of the bearing, provided at an edge of a bearing housing forming the pad housing portion therein and at least on a lower side of the rotating shaft facing the supported surface. A sealing member that seals a gap between the rotating shaft and the supported surface, and a holding means that can adjust a holding amount of the lubricating oil in the pad storage portion according to the number of rotations of the rotating shaft. And.

上記構成では、保持手段によって、シール部材で封止されたパッド収納部内の潤滑油の保持量を、回転軸の回転数に応じて調整するようにした。このため、例えば、回転軸が始動された際の低速回転時において、軸受ハウジング内の潤滑油を一定値以上に保持することにより摩擦損失の低減を図ることができる。また、回転軸の駆動が定常化した際の高速回転時において、軸受ハウジング内の潤滑油を一定値以下にまで減少させることができ、潤滑油による攪拌損失を低減することができる。   In the above configuration, the holding amount of the lubricating oil in the pad storage portion sealed with the sealing member is adjusted by the holding means according to the number of rotations of the rotary shaft. For this reason, for example, at the time of low-speed rotation when the rotating shaft is started, friction loss can be reduced by maintaining the lubricating oil in the bearing housing at a certain value or more. In addition, during high-speed rotation when the drive of the rotating shaft becomes steady, the lubricating oil in the bearing housing can be reduced to a certain value or less, and stirring loss due to the lubricating oil can be reduced.

また、本発明では、前記軸受ハウジング内に潤滑油を供給する潤滑油供給部と、前記軸受ハウジング内から潤滑油を排出する潤滑油排出部と、を具備し、前記保持手段は、前記潤滑油供給部からの潤滑油供給、又は前記潤滑油排出部からの潤滑油排出の少なくとも一方を調整する制御部を有することが好ましい。   Further, in the present invention, a lubricating oil supply portion that supplies lubricating oil into the bearing housing and a lubricating oil discharge portion that discharges lubricating oil from the bearing housing are provided, and the holding means includes the lubricating oil It is preferable to have a control unit that adjusts at least one of supply of lubricant from the supply unit or discharge of lubricant from the lubricant discharge unit.

上記構成では、軸受ハウジング内に潤滑油を供給する潤滑油供給部と、前記軸受ハウジング内から潤滑油を排出する潤滑油排出部と、を具備し、これら潤滑油供給部からの供給、潤滑油排出部からの排出の少なくとも一方を保持手段の制御部によって制御している。このため、例えば、回転軸が始動された際の低速回転時において、軸受ハウジング内の潤滑油を一定値以上に保持し、また、回転軸の駆動が定常化した際の高速回転時において、軸受ハウジング内の潤滑油を一定値以下にまで減少させるといった調整も可能となり、これによって低速回転時の摩擦損失、及び高速回転時の潤滑油による攪拌損失を低減することができる。   In the above configuration, a lubricating oil supply unit that supplies the lubricating oil into the bearing housing and a lubricating oil discharge unit that discharges the lubricating oil from the inside of the bearing housing are provided. At least one of the discharges from the discharge unit is controlled by the control unit of the holding means. For this reason, for example, the lubricating oil in the bearing housing is maintained at a certain value or more during low-speed rotation when the rotating shaft is started, and the bearing is used during high-speed rotation when the driving of the rotating shaft becomes steady. Adjustment such as reducing the lubricating oil in the housing to a certain value or less is also possible, thereby reducing friction loss during low-speed rotation and stirring loss due to lubricating oil during high-speed rotation.

また、本発明では、前記潤滑油排出部を、前記軸受ハウジングの縁部と前記回転軸の被支持面との間に形成されて前記パッド収納部内の潤滑油を排出する間隙とし、前記保持手段に、前記軸受ハウジングの縁部と前記回転軸の被支持面との間隙を開閉するように前記シール部材を移動させる駆動部を有し、前記制御部により、前記回転軸の回転数に応じて前記シール部材を移動させて前記軸受ハウジングの縁部と前記回転軸の前記被支持面との間を開放するように構成することが好ましい。   Further, in the present invention, the lubricating oil discharge portion is a gap formed between an edge portion of the bearing housing and a supported surface of the rotating shaft, and discharges the lubricating oil in the pad storage portion, and the holding means A drive unit that moves the seal member so as to open and close a gap between the edge of the bearing housing and the supported surface of the rotary shaft, and the control unit according to the number of rotations of the rotary shaft. It is preferable that the seal member is moved so as to open a space between an edge of the bearing housing and the supported surface of the rotating shaft.

上記構成では、保持手段の駆動部及び制御部によって、潤滑油の潤滑油排出部となる軸受ハウジングの縁部と回転軸の被支持面との間隙が開閉するようにシール部材を移動させることができ、このようなシール部材の開閉制御によって、例えば、回転軸が始動された際の低速回転時において、該シール部材で間隙を閉鎖することにより軸受ハウジング内の潤滑油を一定値以上に保持し、また、回転軸の駆動が定常化した際の高速回転時において、該シール部材の間隙を開口することにより軸受ハウジング内の潤滑油を一定値以下にまで減少させる調整ができる。   In the above configuration, the seal member can be moved by the drive unit and the control unit of the holding unit so that the gap between the edge of the bearing housing serving as the lubricating oil discharge unit of the lubricating oil and the supported surface of the rotating shaft is opened and closed. For example, by controlling the opening and closing of the seal member, the lubricating oil in the bearing housing can be maintained at a certain value or more by closing the gap with the seal member at the time of low-speed rotation when the rotating shaft is started. In addition, at the time of high-speed rotation when the drive of the rotating shaft becomes steady, it is possible to adjust to reduce the lubricating oil in the bearing housing to a certain value or less by opening the gap of the seal member.

また、本発明では、前記シール部材を、前記軸受ハウジングの縁部と前記回転軸の被支持面との間隙内に、該回転軸の軸回りに沿うように設け、前記保持手段の駆動部にて、該シール部材に対する作動油の供給圧を調整することにより、該シール部材が間隙を閉鎖する封止位置と、該シール部材が間隙を開口する開放位置との間で、該シール部材を移動させることが好ましい。   Further, in the present invention, the seal member is provided in the gap between the edge of the bearing housing and the supported surface of the rotary shaft so as to be along the axis of the rotary shaft, and is provided in the drive portion of the holding means. By adjusting the supply pressure of hydraulic oil to the seal member, the seal member is moved between a sealing position where the seal member closes the gap and an open position where the seal member opens the gap. It is preferable to make it.

上記構成では、潤滑油排出部を形成している軸受ハウジングの縁部と回転軸の被支持面との間隙内に、該回転軸の軸回りに沿うようにシール部材を設け、保持手段の駆動部によって、該シール部材に対する作動油の供給圧を調整することにより、該シール部材が間隙を閉鎖する封止位置と、該シール部材が間隙を開口する開放位置との間で、該シール部材を移動させるようにした。このため、回転軸が始動された際の低速回転時において、シール部材が間隙を閉鎖する封止位置に配置することで、軸受ハウジング内の潤滑油を一定値以上に保持することができる。また、回転軸の駆動が定常化した際の高速回転時において、シール部材が間隙を開口する開放位置に配置することで、軸受ハウジング内の潤滑油を一定値以下に減少させる調整ができる。   In the above configuration, the seal member is provided along the axis of the rotating shaft in the gap between the edge of the bearing housing forming the lubricating oil discharge portion and the supported surface of the rotating shaft, and the holding means is driven. By adjusting the supply pressure of hydraulic oil to the seal member by the portion, the seal member is placed between a sealing position where the seal member closes the gap and an open position where the seal member opens the gap. I moved it. For this reason, the lubricating oil in the bearing housing can be held at a certain value or more by arranging the sealing member at the sealing position where the gap is closed during the low-speed rotation when the rotating shaft is started. In addition, when the drive of the rotary shaft becomes steady, the seal member is arranged at an open position where the gap is opened, so that the lubricant in the bearing housing can be adjusted to be reduced below a certain value.

また、本発明では、前記シール部材を、前記軸受ハウジングの縁部と前記回転軸の被支持面との間隙内に、該回転軸の軸回りに沿うように設けられるとともに、該間隙の一部を封止するシール材により形成し、前記保持手段の駆動部により、該シール材が間隙下部を閉鎖する回転軸下方位置と、該シール材が間隙下部を開口する回転軸上方位置との間で、該シール材を移動させることが好ましい。   In the present invention, the seal member is provided in the gap between the edge of the bearing housing and the supported surface of the rotary shaft so as to be along the axis of the rotary shaft, and a part of the gap. Between the lower position of the rotary shaft where the seal material closes the lower gap and the upper position of the rotary shaft where the lower seal opens the lower gap by the drive unit of the holding means. It is preferable to move the sealing material.

上記構成では、軸受ハウジングの縁部と回転軸の被支持面との間隙内に、該回転軸の軸回りに沿うようにかつ該間隙の一部を封止するシール材を設け、保持手段の駆動部により、該シール材が間隙下部を閉鎖する回転軸下方位置と、該シール材が間隙下部を開口する回転軸上方位置との間で、該シール材を移動させるようにした。このため、回転軸が始動された際の低速回転時において、間隙下部を閉鎖する回転軸下方位置に該シール材を配置することで、軸受ハウジング内の潤滑油を一定値以上に保持することができる。また、回転軸の駆動が定常化した際の高速回転時において、間隙下部を開口する回転軸上方位置に該シール材を配置することで、軸受ハウジング内の潤滑油を一定値以下に減少させる調整ができる。   In the above configuration, a sealing material is provided in the gap between the edge of the bearing housing and the supported surface of the rotary shaft so as to be along the axis of the rotary shaft and seal a part of the gap. The drive unit moves the seal material between a position below the rotation shaft where the seal material closes the lower portion of the gap and an upper position of the rotation shaft where the seal material opens the lower portion of the gap. For this reason, the lubricating oil in the bearing housing can be maintained at a certain value or more by arranging the sealing material at a position below the rotating shaft that closes the lower portion of the gap during low-speed rotation when the rotating shaft is started. it can. Also, during high-speed rotation when the drive of the rotary shaft becomes steady, adjustment is made to reduce the lubricating oil in the bearing housing to a certain value or less by arranging the seal material at a position above the rotary shaft that opens the lower part of the gap. Can do.

また、本発明では、前記潤滑油排出部を、前記軸受ハウジングの内周側から外周側まで連通されて、該軸受ハウジング内の潤滑油を排出する潤滑油排出孔から構成し、前記保持手段に、前記潤滑油排出孔に設けられて該潤滑油排出孔を開閉する排油調整弁を有し、前記制御部により、前記排油調整弁を制御して、前記回転軸の回転数に応じて前記排油調整弁を開閉するように構成することが好ましい。   Further, in the present invention, the lubricating oil discharge portion is constituted by a lubricating oil discharge hole which is communicated from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the bearing housing and discharges the lubricating oil in the bearing housing, and is provided in the holding means. A drainage adjusting valve that is provided in the lubricating oil discharge hole and opens and closes the lubricating oil discharge hole, and the control unit controls the drainage oil adjusting valve so as to correspond to the rotational speed of the rotating shaft. It is preferable that the oil discharge adjusting valve is configured to open and close.

上記構成では、潤滑油排出部として、軸受ハウジングの内周側から外周側まで連通されて、該軸受ハウジング内の潤滑油を排出する潤滑油排出孔を設け、保持手段の排油調整弁と制御部によって、回転軸の回転数に応じて該排油調整弁を開閉制御するようにしたので、軸受ハウジング内の潤滑油を常時最適な油量とすることができる。   In the above configuration, the lubricating oil discharge portion is provided with a lubricating oil discharge hole that communicates from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the bearing housing and discharges the lubricating oil in the bearing housing, and controls the oil discharge adjusting valve of the holding means. Since the drain oil regulating valve is controlled to open and close according to the rotational speed of the rotating shaft, the lubricating oil in the bearing housing can always be set to the optimum oil amount.

また、本発明では、前記潤滑油供給部を、前記軸受ハウジングの外周側から内周側まで連通されて、該軸受ハウジングに対して潤滑油を供給する潤滑油供給孔から構成し、前記保持手段に、前記潤滑油供給孔に設けられて該潤滑油供給孔を開閉する給油調整弁を有し、前記制御部により、前記給油調整弁を制御して、前記回転軸の回転数に応じて前記給油調整弁を開閉するように構成することが好ましい。   Further, in the present invention, the lubricating oil supply section is constituted by a lubricating oil supply hole that communicates from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the bearing housing and supplies the lubricating oil to the bearing housing, and the holding means Provided with a lubricating oil supply valve provided in the lubricating oil supply hole for opening and closing the lubricating oil supply hole, and the control unit controls the oil supply adjusting valve to control the oil supply adjusting valve according to the number of rotations of the rotating shaft. It is preferable that the oil supply adjustment valve be configured to open and close.

上記構成では、潤滑油供給部として、軸受ハウジングの外周側から内周側まで連通されて、該軸受ハウジング内の潤滑油を供給する潤滑油供給孔を設け、保持手段の給油調整弁と制御部によって、回転軸の回転数に応じて該給油調整弁を開閉制御したので、軸受ハウジング内の潤滑油を常時最適な油量とすることができる。   In the above configuration, as the lubricating oil supply unit, a lubricating oil supply hole that communicates from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the bearing housing and supplies the lubricating oil in the bearing housing is provided. Thus, since the oil supply adjusting valve is controlled to open and close according to the rotational speed of the rotating shaft, the lubricating oil in the bearing housing can always be set to the optimum oil amount.

また、本発明では、前記制御部にて、前記回転軸の回転速度を検出する検出手段からの信号に基づき、前記排油調整弁、給油調整弁を開閉操作することが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the control unit opens and closes the oil drainage adjustment valve and the oil supply adjustment valve based on a signal from a detection unit that detects the rotational speed of the rotary shaft.

上記構成では、前記保持手段の制御部にて、回転軸の回転数と対応する状態量を検出する検出手段からの検出信号に基づいて潤滑油給油または潤滑油排出を調整するようにした。このため、回転軸の回転数に応じた給油量または排出量制御により、軸受ハウジング内の潤滑油を常時最適な油量とすることができる。   In the above configuration, the control unit of the holding unit adjusts the lubricating oil supply or the lubricating oil discharge based on the detection signal from the detecting unit that detects the state quantity corresponding to the rotation speed of the rotating shaft. For this reason, the lubricating oil in the bearing housing can always be set to the optimum oil amount by controlling the amount of oil supplied or discharged according to the number of rotations of the rotating shaft.

また、本発明では、上述した軸受装置で回転軸を軸支することにより回転機械を構成することを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that a rotating machine is configured by pivotally supporting a rotating shaft with the above-described bearing device.

上記の構成では、ガスタービン、圧縮機、過給機などの回転機械の回転軸を上記軸受装置によって軸支することで、低速回転時の摩擦損失、及び高速回転時の潤滑油による攪拌損失を低減することができるので、回転機器内の効率良い駆動を行うことができ、運転コストを低く抑えることができる。   In the above configuration, the rotation shaft of a rotary machine such as a gas turbine, a compressor, or a supercharger is pivotally supported by the bearing device, so that friction loss during low-speed rotation and stirring loss due to lubricating oil during high-speed rotation are reduced. Since it can reduce, efficient drive in a rotary apparatus can be performed and an operating cost can be restrained low.

本発明によれば、軸受ハウジング内の潤滑油を一定値以上に保持し、また、回転軸の駆動が定常化した際の高速回転時において、軸受ハウジング内の潤滑油を一定値以下にまで減少させることができ、これによって低速回転時の摩擦損失、及び高速回転時の潤滑油による攪拌損失を低減することが可能となる。   According to the present invention, the lubricating oil in the bearing housing is maintained at a certain value or more, and the lubricating oil in the bearing housing is reduced to a certain value or less during high-speed rotation when the drive of the rotating shaft becomes steady. This makes it possible to reduce friction loss during low-speed rotation and stirring loss due to lubricating oil during high-speed rotation.

(第1の実施形態)
本発明の第1実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係わる軸受装置が搭載される回転機械の一例として、蒸気タービン1が示されている。蒸気タービン1は、蒸気タービン1に流入する蒸気(作動流体)の量と圧力を調整する調整弁2と、圧力を保持するケーシング3と、動力を発生する動力発生部4と、動力をコンプレッサー等の機械に伝達するロータ5とを主たる構成としている。
(First embodiment)
1st Embodiment of this invention is described based on FIGS. FIG. 1 shows a steam turbine 1 as an example of a rotating machine on which a bearing device according to this embodiment is mounted. The steam turbine 1 includes an adjustment valve 2 that adjusts the amount and pressure of steam (working fluid) flowing into the steam turbine 1, a casing 3 that maintains pressure, a power generation unit 4 that generates power, and a compressor that supplies power. The main structure is the rotor 5 that transmits to the machine.

調整弁2は、ケーシング3の内部に複数個取り付けられており、それぞれ図示しないボイラから蒸気が流入する調整弁室6と、弁体7と、弁座8とを備えている。弁座8は、略円筒形状をし、その軸心はロータ5の軸心と直交している。また、ロータ5はその回転軸10が、軸受装置100、103によって軸支されているが、これら軸受装置100、103については後述する。   A plurality of regulating valves 2 are attached to the inside of the casing 3, and each includes a regulating valve chamber 6 into which steam flows from a boiler (not shown), a valve body 7, and a valve seat 8. The valve seat 8 has a substantially cylindrical shape, and its axis is orthogonal to the axis of the rotor 5. The rotor 5 has a rotating shaft 10 supported by bearing devices 100 and 103. These bearing devices 100 and 103 will be described later.

弁座8の内径は、ロータ5に向かう方向に徐々に拡大し、先端部は蒸気室11に連通している。弁座8の蒸気室11に対して反対側端部の内面は内側に凸な曲率を持つ曲面9を形成している。弁体7の下部形状は、球体の一部分を形成しており、弁座8の曲面9に接離可能に設けられている。弁体7が、弁座8から離れると蒸気流路が開き、弁座8に接触すると蒸気流路が閉じられることになる。調整弁2は、弁体7の開け閉めにより蒸気流量を制御する。さらに、複数の調整弁2の開閉タイミングを調整して蒸気タービンの出力を制御する。   The inner diameter of the valve seat 8 gradually increases in the direction toward the rotor 5, and the tip portion communicates with the steam chamber 11. The inner surface of the end opposite to the steam chamber 11 of the valve seat 8 forms a curved surface 9 having an inwardly convex curvature. The lower shape of the valve body 7 forms a part of a sphere, and is provided so as to be able to contact and separate from the curved surface 9 of the valve seat 8. When the valve body 7 is separated from the valve seat 8, the steam channel is opened, and when the valve body 7 is in contact with the valve seat 8, the steam channel is closed. The regulating valve 2 controls the steam flow rate by opening and closing the valve body 7. Further, the output of the steam turbine is controlled by adjusting the opening / closing timing of the plurality of regulating valves 2.

蒸気室11は、調整弁2から流入する蒸気を動力発生部4に案内するものであり、略ドーナツ型形状をしている。蒸気室11の蒸気流路は内側に向かって行くに従って狭くなり、かつロータ5の軸心と平行する向きに偏向する。   The steam chamber 11 guides the steam flowing from the regulating valve 2 to the power generation unit 4 and has a substantially donut shape. The steam flow path of the steam chamber 11 becomes narrower toward the inside and is deflected in a direction parallel to the axis of the rotor 5.

動力発生部4は、ケーシング3に固定されたノズル20と、ロータ5に取り付けられた動翼21とを備えている。ノズル20と動翼21との1組を段落といい、本実施形態では6段落備えている。ノズル20は、蒸気通路内で蒸気を膨張させて速度エネルギーを生み、流れの向きを変えて軸の回転方向の運動量を作る作用をする。動翼21は、ノズル20で速度エネルギーに変換された蒸気のエネルギーを吸収して、ロータ5の回転エネルギーに変換する作用をする。   The power generation unit 4 includes a nozzle 20 fixed to the casing 3 and a moving blade 21 attached to the rotor 5. One set of the nozzle 20 and the moving blade 21 is referred to as a paragraph, and in this embodiment, six paragraphs are provided. The nozzle 20 expands the steam in the steam passage to generate velocity energy, and changes the flow direction to create a momentum in the rotational direction of the shaft. The moving blade 21 acts to absorb the energy of the steam converted into the velocity energy by the nozzle 20 and convert it into the rotational energy of the rotor 5.

ノズル20は、放射状に多数配置され、ケーシング3に強固に固定されたリング状の仕切板外輪22と、リング状の仕切板内輪23とで保持されている。仕切板内輪23のロータ5側端部とロータ5との間には、蒸気漏れを防止するシール構造となっている。蒸気圧力の高い段落では、シール構造としてラビリンス構造を採用している。   A large number of nozzles 20 are arranged radially and are held by a ring-shaped partition plate outer ring 22 and a ring-shaped partition plate inner ring 23 that are firmly fixed to the casing 3. Between the rotor 5 side end part of the partition plate inner ring | wheel 23 and the rotor 5, it has the seal structure which prevents a steam leak. In the paragraph with high steam pressure, the labyrinth structure is adopted as the seal structure.

動翼21は、放射状に多数配置され、ロータ5に突出して円筒状に設けられたディスク24の外周部に強固に取り付けられている。最終段の動翼21の先端には、シュラウド25が取り付けられ、仕切板外輪22側のシュラウド25に対向する位置には、蒸気漏れを防止するためのフィンが取り付けられている。   A large number of moving blades 21 are arranged radially, and are firmly attached to the outer peripheral portion of a disk 24 that protrudes from the rotor 5 and is provided in a cylindrical shape. A shroud 25 is attached to the tip of the rotor blade 21 at the final stage, and a fin for preventing steam leakage is attached to a position facing the shroud 25 on the partition plate outer ring 22 side.

ロータ5は、軸受装置100、103(後述する)により回転自在に支持されている。ロータ5は、動力発生部4で発生した動力をコンプレッサー等の機械に伝達する作用をする。ロータ5とケーシング3の間には、蒸気等の漏れを防止するシール構造が設けられている。蒸気タービン1を作動させて仕事を終えた排気蒸気は、排気室26を通って図示しない復水器に送られる。なお、蒸気タービン1には駆動制御部30が設けられており、該駆動制御部30からの信号に基づき、蒸気タービン1内に作動流体となる蒸気の供給が制御されている。   The rotor 5 is rotatably supported by bearing devices 100 and 103 (described later). The rotor 5 acts to transmit the power generated by the power generation unit 4 to a machine such as a compressor. A seal structure is provided between the rotor 5 and the casing 3 to prevent leakage of steam or the like. The exhaust steam that has finished work by operating the steam turbine 1 is sent to a condenser (not shown) through the exhaust chamber 26. The steam turbine 1 is provided with a drive control unit 30, and the supply of steam as a working fluid is controlled in the steam turbine 1 based on a signal from the drive control unit 30.

次に、図2〜図5を参照して、ロータ5の回転軸10に組み付けられたジャーナル軸受装置100について説明する。このジャーナル軸受装置100は、図2及び図3に示されるように、装置本体(図示略)に固定された軸受架台50と、軸受架台50に支持されて被支持体となる回転軸10が中央部を貫通する軸受ハウジング51と、該軸受ハウジング51内にて該回転軸10の軸回り(矢印(イ)方向)に沿うように配置されて該回転軸10の外周面10Aを回転自在に支持する複数の軸受パッド52と、を具備するものであって、軸受ハウジング51内は、潤滑油が満たされる油槽となっている。軸受ハウジング51は全体として円筒形状に形成されており、軸受架台50に嵌合、支持されている。また、軸受ハウジング51の内周側には、回転軸10の軸回り(矢印(イ)で示す)に沿うように複数の軸受パッド52が配置されている。   Next, the journal bearing device 100 assembled to the rotating shaft 10 of the rotor 5 will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 2 and 3, the journal bearing device 100 has a bearing base 50 fixed to the main body (not shown) and a rotating shaft 10 that is supported by the bearing base 50 and serves as a supported body. A bearing housing 51 that penetrates the portion, and an outer peripheral surface 10A of the rotary shaft 10 that is rotatably arranged around the axis of the rotary shaft 10 (in the direction of the arrow (A)) in the bearing housing 51. The bearing housing 51 is an oil tank filled with lubricating oil. The bearing housing 51 is formed in a cylindrical shape as a whole, and is fitted and supported by the bearing mount 50. A plurality of bearing pads 52 are arranged on the inner peripheral side of the bearing housing 51 along the axis of the rotating shaft 10 (indicated by arrows (A)).

軸受ハウジング51には、軸受パッド52が収納される凹状のパッド収納部53が形成されており、このパッド収納部53を内部に形成する軸受ハウジング51の縁部51Aで、かつ回転軸10の被支持面10Aに対向する側には、該被支持面10Aとの間の間隙54を封止するシール部材55が設けられている。該シール部材55は、回転軸10の軸回り(矢印(イ)で示す)に沿うように円弧状に形成された上シール材55A及び下シール材55Bを一組として設けられている。該シール部材55を形成する上シール材55A及び下シール材55Bは、弾性体により形成されたものであって、それぞれ間隙54を開口する上方向、下方向に向けて常時付勢されている。また、軸受ハウジング51にはパッド収納部53に潤滑油を供給して回転軸10の外周面に至らせるための潤滑油供給路56A・56Bが設けられ、軸受ハウジング51と軸受パッド52との間には、軸受パッド52を軸受ハウジング51に位置決め保持するためのピポット57が設けられている。   The bearing housing 51 is formed with a concave pad storage portion 53 in which the bearing pad 52 is stored. The bearing housing 51 includes an edge portion 51A of the bearing housing 51 that forms the pad storage portion 53 therein, and a cover of the rotary shaft 10. A seal member 55 that seals the gap 54 between the support surface 10A and the support surface 10A is provided on the side facing the support surface 10A. The seal member 55 is provided with a set of an upper seal material 55A and a lower seal material 55B that are formed in an arc shape around the axis of the rotary shaft 10 (indicated by an arrow (A)). The upper seal material 55A and the lower seal material 55B that form the seal member 55 are formed of an elastic body, and are always urged upward and downward to open the gap 54, respectively. The bearing housing 51 is provided with lubricating oil supply passages 56A and 56B for supplying the lubricating oil to the pad storage portion 53 to reach the outer peripheral surface of the rotary shaft 10, and between the bearing housing 51 and the bearing pad 52. Is provided with a pivot 57 for positioning and holding the bearing pad 52 in the bearing housing 51.

前記軸受ハウジング51には、パッド収納部53内の潤滑油の保持量を回転軸10の回転数に応じて調整可能な保持手段60が設けられる。この保持手段60は、シール部材55を駆動する駆動部61と、該駆動部61を制御するための制御部62とからなるものである。また、駆動部61は、シール部材55を形成する上シール材55A及び下シール材55Bを近接させるための油圧シリンダ63と、該油圧シリンダ63に対して作動油を供給するためのポンプ64とから構成され、該ポンプ64には、制御部62からの制御信号が入力される。制御部62は、回転軸10の回転数と対応する状態量を検出する検出手段65から出力される検出信号に基づき、該シール部材55に対するポンプ64の作動油供給圧を調整するものであって、該作動油の供給圧調整によって、該シール部材55が間隙54を閉鎖する封止位置と、該シール部材55が間隙54を開口する開放位置との間で、該シール部材55を移動させる。   The bearing housing 51 is provided with a holding means 60 capable of adjusting the amount of lubricating oil held in the pad storage portion 53 in accordance with the rotational speed of the rotary shaft 10. The holding unit 60 includes a drive unit 61 that drives the seal member 55 and a control unit 62 that controls the drive unit 61. The drive unit 61 includes a hydraulic cylinder 63 for bringing the upper seal material 55A and the lower seal material 55B forming the seal member 55 close to each other, and a pump 64 for supplying hydraulic oil to the hydraulic cylinder 63. The pump 64 receives a control signal from the controller 62. The control unit 62 adjusts the hydraulic oil supply pressure of the pump 64 to the seal member 55 based on the detection signal output from the detection means 65 that detects the state quantity corresponding to the rotation speed of the rotary shaft 10. By adjusting the supply pressure of the hydraulic oil, the seal member 55 is moved between a sealing position where the seal member 55 closes the gap 54 and an open position where the seal member 55 opens the gap 54.

なお、シール部材55の上シール材55A及び下シール材55Bは、間隙54を開口する上方向、下方向に向けてそれぞれ付勢された弾性体であり、油圧シリンダ63が作動油を供給した場合に、これら上シール材55A及び下シール材55Bがその付勢力に抗して互いに近接する側に弾性変形することで、間隙54が閉鎖される。また、油圧シリンダ63への作動油供給を停止した場合には、該シール部材55の上シール材55A及び下シール材55Bの弾性力により元の形状に戻って、間隙54が開口されることになる。   Note that the upper seal material 55A and the lower seal material 55B of the seal member 55 are elastic bodies that are urged upward and downward to open the gap 54, respectively, and the hydraulic cylinder 63 supplies hydraulic oil. In addition, the upper seal member 55A and the lower seal member 55B are elastically deformed toward the sides close to each other against the biasing force, thereby closing the gap 54. Further, when the hydraulic oil supply to the hydraulic cylinder 63 is stopped, the gap 54 is opened by returning to the original shape by the elastic force of the upper seal material 55A and the lower seal material 55B of the seal member 55. Become.

また、回転軸10の回転数と対応する状態量を検出する検出手段65としては、例えば、回転軸10の回転速度を検出する回転計が使用される。また、回転軸10がその中心軸線Mに対してどれ程、上方側に変位したかを検出することで、該回転軸10の回転数を間接的に検出しても良い。具体的には、回転静止時には、回転軸10の自重により、回転軸10と軸受パッド52の間隙54がない位置まで回転軸10の上下方向の位置は下がっているが、高速回転時には、潤滑油が循環することで、軸受パッド52下側の油膜厚さが厚くなって油圧が発生して油膜が負荷能力を持つため、くさび膜効果により回転軸10の上下方向の位置が上昇する。そして、このときの軸浮上量を、渦電流式振動計又はレーザ変位計などの検出手段で測定することで、間接的に回転軸10の速度が検出される。従って、これら渦電流式振動計又はレーザ変位計などを、回転軸10の速度を検出する検出手段65として使用しても良い。   In addition, as the detection means 65 that detects the state quantity corresponding to the rotation speed of the rotation shaft 10, for example, a tachometer that detects the rotation speed of the rotation shaft 10 is used. Further, the rotational speed of the rotating shaft 10 may be indirectly detected by detecting how much the rotating shaft 10 is displaced upward with respect to the central axis M. Specifically, when the rotary shaft is stationary, the vertical axis of the rotary shaft 10 is lowered to a position where there is no gap 54 between the rotary shaft 10 and the bearing pad 52 due to its own weight. As the oil film circulates, the oil film thickness below the bearing pad 52 is increased and hydraulic pressure is generated, so that the oil film has a load capability. Therefore, the vertical position of the rotary shaft 10 is raised by the wedge film effect. And the speed of the rotating shaft 10 is indirectly detected by measuring the shaft flying height at this time with detection means, such as an eddy current type vibration meter or a laser displacement meter. Therefore, these eddy current vibrometers or laser displacement meters may be used as the detection means 65 for detecting the speed of the rotating shaft 10.

次に、上述したジャーナル軸受装置100の作用及び制御部62による制御の詳細について図3〜図5を参照して説明する。なお、以下の各ステップは図5のフローチャートに対応している。まず、駆動制御部30からの信号に基づき蒸気タービン1内に作動流体となる蒸気の供給が開始されて該蒸気タービン1の運転が開始されると(ステップS1)、回転軸10が矢印(イ)方向に回転され、このときの回転速度が検出手段65により検出される(ステップS2)。回転速度が低速である場合には、制御部62からは、油圧シリンダ63を作動させるための信号が出力され続け、油圧シリンダ63に対して作動圧が掛かった状態となる(図4の範囲a)。これによって上シール材55A及び下シール材55Bがその付勢力に抗して互いに近接する側に弾性変形して間隙54が閉鎖され、その結果、パッド収納部53内に潤滑油が満たされた状態が保持される。このため、この潤滑油によって回転軸10の被支持面となる外周面と、回転軸10を支持するパッド52との摩擦損失の低減を図ることができる。   Next, the operation of the journal bearing device 100 described above and details of control by the control unit 62 will be described with reference to FIGS. The following steps correspond to the flowchart of FIG. First, when supply of steam as a working fluid is started in the steam turbine 1 based on a signal from the drive control unit 30 and operation of the steam turbine 1 is started (step S1), the rotating shaft 10 is moved to an arrow (i). ) Direction, and the rotation speed at this time is detected by the detecting means 65 (step S2). When the rotational speed is low, a signal for operating the hydraulic cylinder 63 is continuously output from the control unit 62, and the operating pressure is applied to the hydraulic cylinder 63 (range a in FIG. 4). ). As a result, the upper sealing material 55A and the lower sealing material 55B are elastically deformed toward the sides close to each other against the biasing force, and the gap 54 is closed. As a result, the pad storage portion 53 is filled with lubricating oil. Is retained. For this reason, it is possible to reduce the friction loss between the outer peripheral surface serving as the supported surface of the rotating shaft 10 and the pad 52 that supports the rotating shaft 10 by this lubricating oil.

また、制御部62にて、検出手段65からの検出信号に基づき、回転軸10の回転速度が予め設定した設定値を超えたか否かを判断し(ステップS3)、NOである場合に現状を維持し、また、YESである場合に、油圧シリンダ63への作動油供給を停止する(ステップS4〜S5)(図4の範囲b)。そして、このような油圧シリンダ63への作動油の供給停止によって、シール部材55の上シール材55A及び下シール材55Bの弾性力により元の形状に戻って、間隙54が開口され、パッド収納部53内の潤滑油が間隙54を通じて外部に排出される。このため、軸受ハウジング51内の潤滑油の圧力上昇を抑えることができ、これにより潤滑油による攪拌損失の低減を図ることができる。   Further, the control unit 62 determines whether or not the rotational speed of the rotary shaft 10 exceeds a preset setting value based on the detection signal from the detection means 65 (step S3). If it is YES, the supply of hydraulic oil to the hydraulic cylinder 63 is stopped (steps S4 to S5) (range b in FIG. 4). Then, when the supply of hydraulic oil to the hydraulic cylinder 63 is stopped, the original shape is restored by the elastic force of the upper seal material 55A and the lower seal material 55B of the seal member 55, the gap 54 is opened, and the pad storage portion The lubricating oil in 53 is discharged to the outside through the gap 54. For this reason, it is possible to suppress an increase in the pressure of the lubricating oil in the bearing housing 51, thereby reducing agitation loss due to the lubricating oil.

その後、検出手段65の検出信号に基づき、回転軸10の回転速度が予め定めた設定値を下回ったか否かを判断し(ステップS6)、NOの場合に現状の間隙54を開口した状態を維持し、YESの場合に、制御部62から、油圧シリンダ63を作動させるための信号を出力して、油圧シリンダ63に対して作動油を供給する(ステップS7)(図4の範囲c)。これによって上シール材55A及び下シール材55Bがその付勢力に抗して互いに近接する側に弾性変形して間隙54を閉鎖し、パッド収納部53内に潤滑油を満たすようにする。その後、回転軸10が低速となって、停止した場合(ステップS8〜S9)には、本フローチャートを終了する。   Thereafter, based on the detection signal of the detection means 65, it is determined whether or not the rotational speed of the rotary shaft 10 has fallen below a predetermined set value (step S6). If NO, the current gap 54 is maintained open. If YES, the controller 62 outputs a signal for operating the hydraulic cylinder 63 to supply hydraulic oil to the hydraulic cylinder 63 (step S7) (range c in FIG. 4). As a result, the upper seal material 55A and the lower seal material 55B are elastically deformed toward the sides close to each other against the urging force to close the gap 54, so that the pad storage portion 53 is filled with lubricating oil. After that, when the rotation shaft 10 becomes low speed and stops (steps S8 to S9), this flowchart is ended.

上記のように構成されたジャーナル軸受装置100では、軸受ハウジング51の縁部51Aと回転軸10の外周面10Aとの間隙54内に、該回転軸10の軸回り(矢印(イ)方向)に沿うようにシール部材55を設け、保持手段60の駆動部61によって、該シール部材55に対する作動油の供給圧を調整することにより、該シール部材55が間隙54を閉鎖する封止位置と、該シール部材55が間隙を開口する開放位置との間で、該シール部材55を移動させるようにした。このため、回転軸10が始動された際の低速回転時において、シール部材55が間隙54を閉鎖する封止位置に配置することで、軸受ハウジング51内の潤滑油量を一定値以上に保持し、また、回転軸10の駆動が定常化した際の高速回転時において、シール部材55が間隙54を開口する開放位置に配置することで、軸受ハウジング51内の潤滑油量を一定値以下に減少させる調整ができる。これによって低速回転時の摩擦損失、及び高速回転時の潤滑油による攪拌損失を低減できる効果が奏される。   In the journal bearing device 100 configured as described above, in the gap 54 between the edge portion 51A of the bearing housing 51 and the outer peripheral surface 10A of the rotary shaft 10, about the axis of the rotary shaft 10 (in the direction of the arrow (A)). The sealing member 55 is provided along the sealing member 55, and the supply pressure of the hydraulic oil to the sealing member 55 is adjusted by the driving unit 61 of the holding unit 60, thereby the sealing position where the sealing member 55 closes the gap 54, The seal member 55 is moved between the open position where the seal member 55 opens the gap. For this reason, at the time of low speed rotation when the rotating shaft 10 is started, the seal member 55 is disposed at a sealing position where the gap 54 is closed, so that the amount of lubricating oil in the bearing housing 51 is maintained at a certain value or more. In addition, when the drive of the rotary shaft 10 becomes steady, the seal member 55 is disposed at an open position where the gap 54 is opened, so that the amount of lubricating oil in the bearing housing 51 is reduced to a predetermined value or less. Can be adjusted. This produces an effect of reducing friction loss during low-speed rotation and stirring loss due to lubricating oil during high-speed rotation.

なお、シール部材55は、潤滑油の潤滑油排出部となる軸受ハウジング51のほぼ全ての間隙54に設けられているが、このように軸方向(矢印(イ)方向)の全周に亙って設けることは必須では無く、潤滑油が溜まる少なくとも回転軸10の下側に設ければ良い。すなわち、シール部材55の中の下側の下シール材55Bが必須とされる構成で、補助的に設けられる上シール材55Aは構成簡素化のために適宜省略することができる。また、該シール部材55は、ほぼ180度の範囲をそれぞれシールする上シール材55A及び下シール材55Bから構成されているが、これに限定されず、例えば120度の範囲をそれぞれシールする3つのシール材、90度の範囲をそれぞれシールする4つのシール材等、シール部材を3以上に分割しても良い。   The seal member 55 is provided in almost all the gaps 54 of the bearing housing 51 serving as a lubricating oil discharge portion of the lubricating oil. In this way, the sealing member 55 extends over the entire circumference in the axial direction (arrow (A) direction). It is not essential to provide them, and they should be provided at least below the rotating shaft 10 where the lubricating oil accumulates. That is, the lower seal material 55B on the lower side in the seal member 55 is essential, and the upper seal material 55A provided in an auxiliary manner can be omitted as appropriate for simplification of the configuration. Further, the seal member 55 is composed of an upper seal material 55A and a lower seal material 55B that respectively seal a range of approximately 180 degrees. However, the present invention is not limited to this, and for example, three seal members each sealing a range of 120 degrees. The sealing member may be divided into three or more, such as a sealing material and four sealing materials each sealing a 90 degree range.

(第2の実施形態)
本発明の第2実施形態を図6〜図9を参照して説明する。第2実施形態に示されるジャーナル軸受装置101が、第1実施形態のジャーナル軸受装置100と異なるのは保持手段70と、シール部材71との構成についてである。シール部材71は、回転軸10の上半分の間隙54をシールする上シール材71Aと、該回転軸10の下半分の間隙54をシールする下シール材71Bとからなる。上シール材71Aは軸受ハウジング51の縁部51A先端に固定されたものであり、また、下シール材71Bは、軸受ハウジング51の縁部51A先端にて上シール部材71Aと軸方向に位置をずらして設けられており、回転軸10の中心軸線M回りに回転することで下半分の間隙54を開閉可能に設けられている。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The journal bearing device 101 shown in the second embodiment is different from the journal bearing device 100 of the first embodiment in the configuration of the holding means 70 and the seal member 71. The seal member 71 includes an upper seal material 71A for sealing the upper half gap 54 of the rotary shaft 10 and a lower seal material 71B for sealing the lower half gap 54 of the rotary shaft 10. The upper seal material 71A is fixed to the tip of the edge 51A of the bearing housing 51, and the lower seal material 71B is shifted in the axial direction from the upper seal member 71A at the tip of the edge 51A of the bearing housing 51. The lower half gap 54 can be opened and closed by rotating around the central axis M of the rotary shaft 10.

また、保持手段70は、図6に示すように下シール部材71Bを駆動する駆動部72と、該駆動部72を制御するための制御部73とからなるものである。駆動部72は、回転軸10の中心軸線Mと同心となるように図示しない軸受によって軸受ハウジング51に回転自在に支持されかつその内周側に下シール材71Bが固定されたリング部材74と、図示しない減速機を備えたステッピングモータ75と、該ステッピングモータ75の駆動をリング部材74に伝達するための歯車機構76とからなる。また、制御部73では、回転軸10の回転速度を検出する検出手段77からの検出信号に基づき、ステッピングモータ75を駆動することによって、図7(A)に示されるような、下シール材71Bが回転軸10の下側位置にあって該下シール材71Bが間隙54を閉鎖する封止位置と、図7(B)に示されるような、下シール材71Bが回転軸10の上側位置にあって該下シール材71Bが間隙54を開口する開放位置のいずれかに、該下シール材71Bを配置する。 Further, as shown in FIG. 6, the holding means 70 includes a drive unit 72 that drives the lower seal member 71 </ b> B and a control unit 73 that controls the drive unit 72. The drive unit 72 is rotatably supported on the bearing housing 51 by a bearing (not shown) so as to be concentric with the central axis M of the rotary shaft 10, and a ring member 74 having a lower seal material 71B fixed to the inner peripheral side thereof, It comprises a stepping motor 75 having a reduction gear (not shown) and a gear mechanism 76 for transmitting the drive of the stepping motor 75 to the ring member 74. Further, the control unit 73 drives the stepping motor 75 based on the detection signal from the detection unit 77 that detects the rotation speed of the rotating shaft 10, thereby lower seal material 71 </ b> B as shown in FIG. 7A. Is at the lower position of the rotary shaft 10 and the lower seal material 71B closes the gap 54, and the lower seal material 71B is at the upper position of the rotary shaft 10 as shown in FIG. Thus, the lower seal material 71B is disposed at any one of the open positions where the lower seal material 71B opens the gap 54.

このようなジャーナル軸受装置101では制御部73によって駆動部72のステッピングモータ75の駆動が制御されるが、このときの制御フローは、図4の制御フローにおいてステップS4及びステップS7の処理が異なる以外は同じである。すなわち、ステップ1の運転開始時においては、第1実施形態と同様、まず、軸受ハウジング51と回転軸10との間隙54を閉鎖状態(図7(A)に示される状態)としておき、その後、ステップS4ではステップS7では該間隙54を開放状態(図7(B)に示される状態)とするためにステッピングモータ75を駆動させる信号を出力し、また、ステップS7では該間隙54を封止状態(図7(A)に示される状態)とするためにステッピングモータ75を駆動させる信号を出力する。   In such a journal bearing device 101, the driving of the stepping motor 75 of the driving unit 72 is controlled by the control unit 73. The control flow at this time is different from the control flow of FIG. 4 except for the processing of step S4 and step S7. Are the same. That is, at the start of operation in Step 1, as in the first embodiment, first, the gap 54 between the bearing housing 51 and the rotating shaft 10 is set in a closed state (the state shown in FIG. 7A), and then In step S4, in step S7, a signal for driving the stepping motor 75 is output to open the gap 54 (the state shown in FIG. 7B). In step S7, the gap 54 is sealed. In order to obtain the state shown in FIG. 7A, a signal for driving the stepping motor 75 is output.

上記のように構成されたジャーナル軸受装置101では、軸受ハウジング51の縁部51Aと回転軸10の外周面10Aとの間隙54内に、該回転軸10の軸回り(矢印(イ)方向)に沿うようにかつ該間隙54を封止するシール部材71を設け、保持手段70の駆動部72により、該シール部材71の中の下シール材71Bが間隙54の下部を閉鎖する回転軸下方位置(図7(A))と、該シール材71Bが間隙54の下部を開口する回転軸上方位置((図7(B))との間で、該下シール材71Bを移動させるようにしている。このため、回転軸10が始動された際の低速回転時において、間隙54の下部を閉鎖する回転軸下方位置に該シール材71Bを配置しておくことで、軸受ハウジング51内の潤滑油量を一定値以上に保持し、また、回転軸10の駆動が定常化した際の高速回転時において、間隙54の下部を開口する回転軸上方位置に該シール材71Bを配置することで、軸受ハウジング51内の潤滑油量を一定値以下に減少させる調整ができる。これによって第1実施形態と同様に、低速回転時の摩擦損失、及び高速回転時の潤滑油による攪拌損失を低減できる効果が奏される。   In the journal bearing device 101 configured as described above, in the gap 54 between the edge portion 51A of the bearing housing 51 and the outer peripheral surface 10A of the rotary shaft 10, about the axis of the rotary shaft 10 (in the direction of the arrow (A)). A seal member 71 that seals the gap 54 is provided along the rotation shaft, and the lower seal member 71B in the seal member 71 closes the lower portion of the gap 54 by the drive unit 72 of the holding means 70 ( The lower seal material 71B is moved between the position (FIG. 7A) and the position above the rotation axis where the seal material 71B opens the lower portion of the gap 54 (FIG. 7B). For this reason, at the time of low speed rotation when the rotating shaft 10 is started, the sealing material 71B is disposed at a position below the rotating shaft that closes the lower portion of the gap 54, thereby reducing the amount of lubricating oil in the bearing housing 51. Hold above a certain value and When the drive of the rotary shaft 10 becomes steady, the seal material 71B is disposed at a position above the rotary shaft that opens the lower portion of the gap 54, so that the amount of lubricating oil in the bearing housing 51 is a constant value. Adjustments can be made to reduce to the following, whereby the effect of reducing friction loss during low-speed rotation and stirring loss due to lubricating oil during high-speed rotation can be achieved, as in the first embodiment.

なお、上記第2実施形態では、シール部材71を軸方向(矢印(イ)方向)の全周に亙って設けているが、全周に設けることは必須では無く、潤滑油が溜まる少なくとも回転軸10の下側に設ければ良い。すなわち、シール部材71の中の下側の下シール材71Bが必須とされる構成であり、図8及び図9に示されるように、補助的に設けられる上シール材71Aは構成簡素化のために適宜省略し、下シール材71Bによってのみ間隙54をシールしても良い。   In the second embodiment, the seal member 71 is provided over the entire circumference in the axial direction (arrow (A) direction). However, it is not essential to provide the seal member 71, and at least the rotation in which the lubricating oil accumulates is provided. It may be provided on the lower side of the shaft 10. That is, the lower seal material 71B on the lower side in the seal member 71 is indispensable. As shown in FIGS. 8 and 9, the upper seal material 71A provided as an auxiliary is for simplifying the configuration. The gap 54 may be sealed only by the lower sealing material 71B.

(第3の実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を図10〜図13を参照して説明する。第3実施形態に示されるジャーナル軸受装置102が、先の実施形態のジャーナル軸受装置100・101と異なるのは、図10に示すように、軸受ハウジング51の外周側から内周側まで連通されて該軸受ハウジング51に対して潤滑油を供給する潤滑油供給孔80(潤滑油供給部)、軸受ハウジング51の内周側から外周側まで連通されて該軸受ハウジング51内の潤滑油を排出する潤滑油排出孔81(潤滑油排出部)、及びこれら潤滑油供給孔80・潤滑油排出孔81を開閉制御する保持手段82を設け、これらの構成によって軸受ハウジング51内の油量を調整するようにした点である。なお、潤滑油を給排出する潤滑油供給孔80、潤滑油排出孔81として、軸受ハウジング51内の油槽に潤滑油を循環させる既存の機構を利用しても良いし、本発明のために専用のものを設けても良く、適宜選択できるものとする。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The journal bearing device 102 shown in the third embodiment is different from the journal bearing devices 100 and 101 of the previous embodiment in that it is communicated from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the bearing housing 51 as shown in FIG. Lubricating oil supply hole 80 (lubricating oil supply portion) for supplying lubricating oil to the bearing housing 51, and lubrication that communicates from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the bearing housing 51 to discharge the lubricating oil in the bearing housing 51 An oil discharge hole 81 (lubricating oil discharge portion) and holding means 82 for controlling the opening and closing of these lubricating oil supply hole 80 and lubricating oil discharge hole 81 are provided, and the oil amount in the bearing housing 51 is adjusted by these configurations. This is the point. As the lubricating oil supply hole 80 and the lubricating oil discharge hole 81 for supplying and discharging the lubricating oil, an existing mechanism that circulates the lubricating oil in the oil tank in the bearing housing 51 may be used, or dedicated for the present invention. May be provided and can be appropriately selected.

保持手段82は、潤滑油供給孔80に設けられて該潤滑油供給孔80を開閉する給油調整弁83と、該潤滑油排出孔81に設けられて該潤滑油排出孔81を開閉する排油調整弁84と、給油調整弁83に対して潤滑油を供給するためのポンプ85と、回転軸10の回転数に応じて給油調整弁83及び排油調整弁84の開閉を制御する制御部86と、から構成されたものである。制御部86は、回転計などの回転軸10の回転数と対応する状態量を検出する検出手段87からの検出信号に基づき、給油調整弁83、排油調整弁84の開閉及びポンプ85の駆動を制御する。また、軸受ハウジング51の縁部51Aと回転軸10の外周面10Aとの間隙54内に配置されたシール部材88は、該間隙54をシールするように軸受ハウジング51の縁部51Aに対して固定されている。   The holding means 82 is provided in the lubricating oil supply hole 80 and opens and closes the lubricating oil supply hole 80, and the holding oil 82 is provided in the lubricating oil discharge hole 81 and discharges the oil that opens and closes the lubricating oil discharge hole 81. An adjustment valve 84, a pump 85 for supplying lubricating oil to the oil supply adjustment valve 83, and a controller 86 that controls opening and closing of the oil supply adjustment valve 83 and the oil discharge adjustment valve 84 according to the number of rotations of the rotary shaft 10. And is composed of. The control unit 86 opens and closes the oil supply adjustment valve 83 and the oil discharge adjustment valve 84 and drives the pump 85 based on a detection signal from a detection unit 87 that detects a state quantity corresponding to the rotation speed of the rotary shaft 10 such as a tachometer. To control. Further, the seal member 88 disposed in the gap 54 between the edge 51 </ b> A of the bearing housing 51 and the outer peripheral surface 10 </ b> A of the rotating shaft 10 is fixed to the edge 51 </ b> A of the bearing housing 51 so as to seal the gap 54. Has been.

給油調整弁83では、図11(A)に示されるように、回転軸10の低速回転時及び回転停止時に「開」として軸受ハウジング51内に潤滑油を供給し、回転軸10の高速回転時に「閉」として軸受ハウジング51のパッド収納部53内への潤滑油供給を停止する。一方、排油調整弁84では、図11(B)に示されるように、回転軸10の低速回転時及び回転停止時に「閉」として軸受ハウジング51内に潤滑油を保持し、回転軸10の高速回転時に「開」としてパッド収納部53内の潤滑油を排出する。   In the oil supply adjusting valve 83, as shown in FIG. 11 (A), the lubricating oil is supplied into the bearing housing 51 as “open” when the rotating shaft 10 rotates at a low speed and when the rotating shaft stops, and when the rotating shaft 10 rotates at a high speed. As “closed”, the supply of the lubricating oil into the pad storage portion 53 of the bearing housing 51 is stopped. On the other hand, as shown in FIG. 11B, the oil discharge adjusting valve 84 holds the lubricating oil in the bearing housing 51 as “closed” when the rotating shaft 10 rotates at a low speed and stops rotating, and the rotating shaft 10 The lubricating oil in the pad storage portion 53 is discharged as “open” during high-speed rotation.

上述したジャーナル軸受装置102の制御部86の処理について図12を参照して説明する。まず、蒸気タービン1が稼動される前の初期状態においては、給油調整弁83及び排油調整弁84が共に「閉」であり、かつ油槽となるパッド収納部53内に潤滑油が満たされた状態となっている。その後、駆動制御部30からの信号に基づき蒸気タービン1内に作動流体となる蒸気の供給が開始されて該蒸気タービン1の運転が開始されると(ステップS10)、回転軸10が低速回転され(ステップS11)、このときの回転速度が検出手段87により検出され、該検出手段87からの検出信号に基づき、回転軸10の回転速度が予め設定した設定値を超えたか否かを判断する(ステップS12)。この判断結果に基づき、回転速度が低速である場合(ステップS12のNO)には、制御部86から、給油調整弁83を「開」、排油調整弁84を「閉」とする。これにより、軸受ハウジング51内に低速回転時において必要とされる量の潤滑油が満たされることとなり、摩擦損失の低減を図ることができる。   The process of the control part 86 of the journal bearing apparatus 102 mentioned above is demonstrated with reference to FIG. First, in an initial state before the steam turbine 1 is operated, the oil supply adjustment valve 83 and the exhaust oil adjustment valve 84 are both “closed”, and the pad storage portion 53 serving as an oil tank is filled with lubricating oil. It is in a state. After that, when supply of steam as a working fluid is started in the steam turbine 1 based on a signal from the drive control unit 30 and operation of the steam turbine 1 is started (step S10), the rotating shaft 10 is rotated at a low speed. (Step S11), the rotation speed at this time is detected by the detection means 87, and based on the detection signal from the detection means 87, it is determined whether or not the rotation speed of the rotary shaft 10 exceeds a preset setting value ( Step S12). Based on the determination result, when the rotational speed is low (NO in step S12), the control unit 86 sets the oil supply adjustment valve 83 to “open” and the oil discharge adjustment valve 84 to “close”. As a result, the bearing housing 51 is filled with a required amount of lubricating oil during low-speed rotation, and friction loss can be reduced.

その後、検出手段87の検出信号に基づき、回転軸10の回転速度が予め設定した設定値を超えた場合(ステップS12のYES)には、給油調整弁83「閉」、排油調整弁84は「開」として、油槽となるパッド収納部53から潤滑油を排出させ(ステップS13)、この状態で、回転軸10を高速回転させる(ステップS14)。これにより、軸受ハウジング内51内の潤滑油量を減少させて潤滑油の圧力が低下することとなり、潤滑油による攪拌損失の低減を図ることができる。   Then, based on the detection signal of the detection means 87, when the rotational speed of the rotating shaft 10 exceeds a preset set value (YES in step S12), the oil supply adjustment valve 83 “closed” and the oil discharge adjustment valve 84 are As "open", the lubricating oil is discharged from the pad storage portion 53 serving as an oil tank (step S13), and in this state, the rotary shaft 10 is rotated at a high speed (step S14). As a result, the amount of lubricating oil in the bearing housing 51 is reduced, and the pressure of the lubricating oil is lowered, so that the stirring loss due to the lubricating oil can be reduced.

その後、検出手段87の検出信号に基づき、回転軸10の回転速度が予め定めた設定値を下回ったか否かを判断し(ステップS15)、NOの場合に現状を維持し、YESの場合に、給油調整弁83「開」、排油調整弁84は「閉」として、パッド収納部53から潤滑油排出を停止させるとともに、該パッド収納部53内に潤滑油を貯留する(ステップS16)。これにより潤滑油量を増大させて、再び低速回転時における摩擦損失の低減を図ることが可能となる。その後、運転が停止した場合(ステップS17〜S18)には、給油調整弁83及び排油調整弁84を共に「閉」として本フローチャートを終了する。   Thereafter, based on the detection signal of the detection means 87, it is determined whether or not the rotational speed of the rotating shaft 10 has fallen below a predetermined set value (step S15). If NO, the current state is maintained. If YES, The oil supply adjustment valve 83 is “open” and the oil discharge adjustment valve 84 is “closed” to stop the discharge of the lubricating oil from the pad storage portion 53 and store the lubricating oil in the pad storage portion 53 (step S16). As a result, it is possible to increase the amount of lubricating oil and reduce the friction loss during low-speed rotation again. Thereafter, when the operation is stopped (steps S17 to S18), the oil supply adjustment valve 83 and the oil discharge adjustment valve 84 are both “closed”, and this flowchart is ended.

なお、図12のフローチャートは、回転軸10の低速回転時、高速回転時の潤滑油の給排出について述べたものであるが、これに加えて図13に示すように、運転停止時において油槽となるパッド収納部53内に設定量の潤滑油を供給する処理を行っても良い。具体的には、蒸気タービン1の稼動が停止された後(ステップS20)に、給油調整弁83を「開」、排油調整弁84を「閉」として、油槽となるパッド収納部53への潤滑油供給を開始する(ステップS21)。パッド収納部53への潤滑油時間を図示しないタイマーによって計測するとともに、この計測時間が予め設定した設定時間以上となったか否かを判断し(ステップS22)、NOの場合に潤滑油供給を継続し、YESの場合に、パッド収納部53内に一定量の潤滑油が満たされたとして、給油調整弁83及び排油調整弁84を共に「閉」とする。   The flow chart of FIG. 12 describes the supply and discharge of the lubricating oil during the low speed rotation and the high speed rotation of the rotary shaft 10, but in addition to this, as shown in FIG. A process of supplying a set amount of lubricating oil into the pad storage portion 53 may be performed. Specifically, after the operation of the steam turbine 1 is stopped (step S20), the oil supply adjustment valve 83 is set to “open” and the oil discharge adjustment valve 84 is set to “close”, so that the pad storage portion 53 serving as an oil tank is placed. Lubricating oil supply is started (step S21). The lubricating oil time to the pad storage 53 is measured by a timer (not shown), and it is determined whether or not this measuring time is equal to or longer than a preset setting time (step S22). In the case of YES, assuming that a certain amount of lubricating oil is filled in the pad storage portion 53, both the oil supply adjustment valve 83 and the oil discharge adjustment valve 84 are closed.

上記のように構成されたジャーナル軸受装置102では、軸受ハウジング51内の潤滑油を供給する潤滑油供給孔80を潤滑油供給部として設け、かつ該軸受ハウジング51内の潤滑油を排出する潤滑油排出孔81を潤滑油排出部として設けるとともに、これら潤滑油供給孔80及び潤滑油排出孔81をそれぞれ開閉する給油調整弁83・排油調整弁84を、保持手段82の制御部86によって、回転軸10の回転数に応じて開閉制御するようにした。これにより回転軸10が始動された際の低速回転時において、軸受ハウジング51内の潤滑油を一定値以上に保持し、また、回転軸10の駆動が定常化した際の高速回転時において、軸受ハウジング51内の潤滑油を一定値以下に減少させる調整ができる。これによって低速回転時の摩擦損失、及び高速回転時の潤滑油による攪拌損失を低減できる効果が奏される。   In the journal bearing device 102 configured as described above, the lubricating oil supply hole 80 for supplying the lubricating oil in the bearing housing 51 is provided as a lubricating oil supply portion, and the lubricating oil for discharging the lubricating oil in the bearing housing 51 is provided. The discharge hole 81 is provided as a lubricating oil discharge portion, and the oil supply adjusting valve 83 and the oil discharge adjusting valve 84 that open and close the lubricating oil supply hole 80 and the lubricating oil discharge hole 81 are rotated by the control portion 86 of the holding means 82. Opening / closing control is performed according to the rotational speed of the shaft 10. As a result, the lubricating oil in the bearing housing 51 is maintained at a predetermined value or more during low-speed rotation when the rotary shaft 10 is started, and the bearing is used during high-speed rotation when the drive of the rotary shaft 10 becomes steady. Adjustment can be made to reduce the lubricating oil in the housing 51 below a certain value. This produces an effect of reducing friction loss during low-speed rotation and stirring loss due to lubricating oil during high-speed rotation.

なお、本実施形態では、図12のフローチャートにて給油調整弁83、排油調整弁84の開閉制御を同時に行うようにしているが、いずれか一方の調整弁83・84の開閉制御だけを行うようにしても良い。すなわち、図11(A)に示される給油調整弁83の制御、図11(B)に示される排油調整弁84の制御のいずれかを行うことで、回転軸10の低速回転時、高速回転時のパッド収納部53内の潤滑油の油量を調整しても良い。例えば、給油調整弁83のみを開閉制御するジャーナル軸受装置では、低速回転時に給油調整弁83を「開」とすることでパッド収納部53内に潤滑油を貯留し、高速回転時に該給油調整弁83を「閉」とすることで給油を停止してパッド収納部53内の潤滑油を排出するのみとするようにしても良い。また、排油調整弁84のみを開閉制御するジャーナル軸受装置では、低速回転時に排油調整弁84を「閉」とすることでパッド収納部53内に潤滑油を貯留し、高速回転時に該排油調整弁84「開」とすることでパッド収納部53内の潤滑油を排出するようにしても良い。   In the present embodiment, the opening / closing control of the oil supply adjustment valve 83 and the oil discharge adjustment valve 84 is simultaneously performed in the flowchart of FIG. 12, but only the opening / closing control of any one of the adjustment valves 83, 84 is performed. You may do it. That is, by performing either the control of the oil supply adjustment valve 83 shown in FIG. 11 (A) or the control of the oil discharge adjustment valve 84 shown in FIG. 11 (B), the rotary shaft 10 rotates at high speed during low speed rotation. The amount of lubricating oil in the pad storage portion 53 at the time may be adjusted. For example, in a journal bearing device that controls the opening / closing of only the oil supply adjustment valve 83, the oil supply adjustment valve 83 is set to “open” during low-speed rotation to store lubricant in the pad storage portion 53, and the oil supply adjustment valve during high-speed rotation. By setting 83 to “closed”, the oil supply may be stopped and the lubricating oil in the pad storage portion 53 may only be discharged. Further, in the journal bearing device that controls the opening / closing of only the oil drainage adjustment valve 84, the oil drainage adjustment valve 84 is set to “closed” during low-speed rotation so that the lubricating oil is stored in the pad storage portion 53 and is discharged during high-speed rotation. The lubricating oil in the pad storage portion 53 may be discharged by setting the oil adjustment valve 84 to “open”.

また、上記各実施形態はジャーナル軸受装置100〜102について述べたものであるが、同様の構成をスラスト軸受装置103に適用しても良い。この場合、軸受パッド52によって支持される被支持面は、回転軸10の外周面10Aではなく、図1に示されるような回転軸10に一体に固定されたスラストカラー31の端面31Aとなり、該端面31Aに沿う回転軸10の軸回り(矢印(イ)方向)に一定の間隔をおいて該スラスト軸受装置103を配置することとなる。このとき、このスラスト軸受装置103としては、第1〜第3実施形態のいずれの構成を選択することも可能である。図14は、第1実施形態に示される構成を具備したスラスト軸受装置103の例である。なお、本発明に係わる構成のスラスト軸受装置103は、少なくとも回転軸10と一体なスラストカラー31の端面31Aに対向する側の少なくとも下側(下半分)に位置させることを必須とするが、これに限定されず、回転軸10の軸回り(矢印(イ)方向)の全周に設けても良い。   Moreover, although each said embodiment described the journal bearing apparatuses 100-102, you may apply the same structure to the thrust bearing apparatus 103. FIG. In this case, the supported surface supported by the bearing pad 52 is not the outer peripheral surface 10A of the rotating shaft 10, but the end surface 31A of the thrust collar 31 integrally fixed to the rotating shaft 10 as shown in FIG. The thrust bearing device 103 is arranged around the axis of the rotary shaft 10 along the end surface 31A (in the direction of the arrow (A)) at a constant interval. At this time, as the thrust bearing device 103, any configuration of the first to third embodiments can be selected. FIG. 14 is an example of a thrust bearing device 103 having the configuration shown in the first embodiment. The thrust bearing device 103 having the structure according to the present invention is required to be positioned at least on the lower side (lower half) on the side facing the end surface 31A of the thrust collar 31 integral with the rotating shaft 10, but this is essential. It is not limited to this, and it may be provided around the entire circumference of the axis of rotation 10 (arrow (A) direction).

また、上記各実施形態において保持手段の制御部は、検出手段による検出結果に基づいて、回転軸10の回転数が一定値以上となった場合に、潤滑油の保持量を調整する制御を行うものとしたが、これに限るものでは無い。すなわち、回転軸10の回転数の変化に応じて連続的に潤滑油の保持量を変化させるように制御するものとしても良い。   Further, in each of the embodiments described above, the control unit of the holding unit performs control to adjust the holding amount of the lubricating oil when the number of rotations of the rotating shaft 10 exceeds a predetermined value based on the detection result by the detection unit. However, this is not a limitation. That is, control may be performed so that the amount of lubricant retained is continuously changed in accordance with the change in the rotational speed of the rotary shaft 10.

また、上記の実施形態は、回転機械の一例である蒸気タービン1に適用した場合について述べたものであるが、これに限定されず、上述した軸受装置100〜103を、蒸気タービン1以外の圧縮機、過給機などの回転機械に組み込んでも良い。そして、このような圧縮機、過給機などの回転機械においても、低速回転時の摩擦損失、及び高速回転時の潤滑油による攪拌損失を低減でき、その結果、ガスタービン、圧縮機、過給機などの回転機械の軸受の高寿命化を図り、これら回転機器の軸受部分に係わるメンテナンスコストを低く抑えることができる効果が得られる。   Moreover, although said embodiment described the case where it applied to the steam turbine 1 which is an example of a rotary machine, it is not limited to this, The bearing apparatuses 100-103 mentioned above are compression other than the steam turbine 1. It may be incorporated in a rotating machine such as a machine or a supercharger. And in such rotary machines such as compressors and superchargers, friction loss during low-speed rotation and agitation loss due to lubricating oil during high-speed rotation can be reduced. As a result, gas turbines, compressors, superchargers can be reduced. This makes it possible to extend the life of bearings of rotating machines such as machines and to reduce the maintenance cost related to the bearing parts of these rotating devices.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.

本発明は適用される蒸気タービンの概略を示す側面図である。The present invention is a side view showing an outline of a steam turbine to which the present invention is applied. 本発明の第1実施形態として示したジャーナル軸受装置の側方視した断面図である。It is sectional drawing which looked at the journal bearing apparatus shown as 1st Embodiment of this invention from the side. 図2に示すジャーナル軸受装置を正面から見た場合の概略構成図である。It is a schematic block diagram at the time of seeing the journal bearing apparatus shown in FIG. 2 from the front. 本発明の第1の実施形態のジャーナル軸受装置において、軸受ハウジング内の潤滑油量及びシール部材の作動圧と、回転軸の回転速度との関係を示すグラフである。In the journal bearing device of the 1st embodiment of the present invention, it is a graph which shows the relation between the amount of lubricating oil in a bearing housing, the operating pressure of a seal member, and the rotation speed of a rotating shaft. 本発明の第1の実施形態のジャーナル軸受装置において、制御部の制御内容を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the control content of a control part in the journal bearing apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態として示したジャーナル軸受装置の側方視した断面図である。It is sectional drawing seen from the side of the journal bearing apparatus shown as 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態のジャーナル軸受装置のシール部材の動作を説明するための概略図であって、(A)はシール部材71が封止位置にある場合、(B)はシール部材71が開放位置にある場合を示している。It is the schematic for demonstrating operation | movement of the seal member of the journal bearing apparatus of the 2nd Embodiment of this invention, Comprising: (A) is the seal member 71 in a sealing position, (B) is the seal member 71. Is shown in the open position. 本発明の第2の実施形態のジャーナル軸受装置の変形例を示す側方視した断面図である。It is sectional drawing seen from the side which shows the modification of the journal bearing apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 図8に示すジャーナル軸受装置を正面から見た場合の概略構成図である。It is a schematic block diagram at the time of seeing the journal bearing apparatus shown in FIG. 8 from the front. 本発明の第3実施形態として示したジャーナル軸受装置の側方視した断面図である。It is sectional drawing seen from the side of the journal bearing apparatus shown as 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態のジャーナル軸受装置において、(A)軸受ハウジング内の潤滑油量及び給油調整弁と、回転軸の回転速度との関係を示すグラフ、(B)軸受ハウジング内の潤滑油量及び排油調整弁と、回転軸の回転速度との関係を示すグラフである。In the journal bearing device according to the third embodiment of the present invention, (A) a graph showing the relationship between the lubricating oil amount in the bearing housing, the oil supply adjusting valve, and the rotational speed of the rotating shaft, (B) lubrication in the bearing housing. It is a graph which shows the relationship between an oil quantity and a waste oil regulating valve, and the rotational speed of a rotating shaft. 本発明の第3の実施形態のジャーナル軸受装置において、運転時における制御部の制御内容を示すフロー図である。In the journal bearing apparatus of the 3rd Embodiment of this invention, it is a flowchart which shows the control content of the control part at the time of driving | operation. 本発明の第3の実施形態のジャーナル軸受装置において、運転停止直後における制御部の制御内容を示すフロー図である。In the journal bearing device of the 3rd Embodiment of this invention, it is a flowchart which shows the control content of the control part immediately after a driving | operation stop. 本発明をスラスト軸受装置に適用した場合の例を示す側方視した断面図である。It is sectional drawing seen from the side which shows the example at the time of applying this invention to a thrust bearing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 蒸気タービン(回転機械)
10 回転軸(被支持体)
10A 外周面(被支持面)
31 スラストカラー(被支持体)
31A 端面(被支持面)
51 軸受ハウジング
52 軸受パッド
53 パッド収納部
54 間隙(潤滑油排出部)
55 シール部材
56A 潤滑油供給路(潤滑油供給部)
56B 潤滑油供給路(潤滑油供給部)
60 保持手段
61 駆動部
62 制御部
70 保持手段
71 シール部材
72 駆動部
73 制御部
80 潤滑油供給孔(潤滑油供給部)
81 潤滑油排出孔(潤滑油排出部)
82 保持手段
83 給油調整弁
84 排油調整弁
86 制御部
100 ジャーナル軸受装置
101 ジャーナル軸受装置
102 ジャーナル軸受装置
103 スラスト軸受装置
1 Steam turbine (rotary machine)
10 Rotating shaft (supported body)
10A Outer peripheral surface (supported surface)
31 Thrust collar (supported body)
31A End surface (supported surface)
51 Bearing housing 52 Bearing pad 53 Pad storage part 54 Gap (lubricating oil discharge part)
55 Seal member 56A Lubricant supply path (lubricant supply part)
56B Lubricating oil supply path (lubricating oil supply part)
60 holding means 61 driving part 62 control part 70 holding means 71 seal member 72 driving part 73 control part 80 lubricating oil supply hole (lubricating oil supply part)
81 Lubricant drain hole (lubricant drain)
82 Holding means 83 Oil supply adjustment valve 84 Oil discharge adjustment valve 86 Control unit 100 Journal bearing device 101 Journal bearing device 102 Journal bearing device 103 Thrust bearing device

Claims (9)

潤滑油で満たされる油槽内にて、回転軸の被支持面に対向配置されるとともに、該回転軸の回転方向に間隔を有して配列された複数の軸受パッドによって該回転軸を支持する軸受装置であって、
前記パッド収納部を内部に形成する軸受ハウジングの縁部で、かつ前記回転軸の被支持面に対向する側の少なくとも下側に設けられて、該回転軸の前記被支持面との間の間隙を封止するシール部材と、
前記パッド収納部内の潤滑油の保持量を、前記回転軸の回転数に応じて調整可能な保持手段と、を備えることを特徴とする軸受装置。
A bearing that is disposed opposite to a supported surface of a rotating shaft in an oil tank filled with lubricating oil, and supports the rotating shaft by a plurality of bearing pads arranged at intervals in the rotation direction of the rotating shaft. A device,
The gap between the edge of the bearing housing that forms the pad housing portion and at least the lower side on the side facing the supported surface of the rotating shaft, and the supported surface of the rotating shaft A sealing member for sealing
A bearing device comprising: holding means capable of adjusting a holding amount of the lubricating oil in the pad storage portion according to the number of rotations of the rotating shaft.
前記軸受ハウジング内に潤滑油を供給する潤滑油供給部と、前記軸受ハウジング内から潤滑油を排出する潤滑油排出部と、を具備し、
前記保持手段は、前記潤滑油供給部からの潤滑油供給、又は前記潤滑油排出部からの潤滑油排出の少なくとも一方を調整する制御部を有することを特徴とする請求項1に記載される軸受装置。
A lubricating oil supply section that supplies lubricating oil into the bearing housing; and a lubricating oil discharge section that discharges lubricating oil from within the bearing housing,
2. The bearing according to claim 1, wherein the holding unit includes a control unit that adjusts at least one of lubricating oil supply from the lubricating oil supply unit and lubricating oil discharge from the lubricating oil discharge unit. apparatus.
前記潤滑油排出部は、前記軸受ハウジングの縁部と前記回転軸の被支持面との間に形成されて、前記パッド収納部内の潤滑油を排出する間隙であり、
前記保持手段は、前記軸受ハウジングの縁部と前記回転軸の被支持面との間隙を開閉するように前記シール部材を移動させる駆動部を有し、
前記制御部は、前記回転軸の回転数に応じて前記シール部材を移動させて前記軸受ハウジングの縁部と前記回転軸の前記被支持面との間を開放することを特徴とする請求項2に記載される軸受装置。
The lubricating oil discharge part is a gap formed between the edge of the bearing housing and the supported surface of the rotating shaft, and discharging the lubricating oil in the pad storage part,
The holding means has a drive unit that moves the seal member so as to open and close a gap between an edge of the bearing housing and a supported surface of the rotating shaft,
The said control part moves the said sealing member according to the rotation speed of the said rotating shaft, and open | releases between the edge part of the said bearing housing, and the said supported surface of the said rotating shaft. The bearing device described in 1.
前記シール部材は、前記軸受ハウジングの縁部と前記回転軸の被支持面との間隙内に、該回転軸の軸回りに沿うように設けられており、
前記保持手段の駆動部は、該シール部材に対する作動油の供給圧を調整することにより、該シール部材が間隙を閉鎖する封止位置と、該シール部材が間隙を開口する開放位置との間で、該シール部材を移動させることを特徴とする請求項3に記載される軸受装置。
The seal member is provided in the gap between the edge of the bearing housing and the supported surface of the rotary shaft so as to be along the axis of the rotary shaft,
The drive unit of the holding means adjusts the supply pressure of the hydraulic oil to the seal member, so that the seal member closes the gap and the open position where the seal member opens the gap. The bearing device according to claim 3, wherein the seal member is moved.
前記シール部材は、前記軸受ハウジングの縁部と前記回転軸の被支持面との間隙内に、該回転軸の軸回りに沿うように設けられるとともに、該間隙の一部を封止するシール材により形成されており、
前記保持手段の駆動部は、該シール材が間隙下部を閉鎖する回転軸下方位置と、該シール材が間隙下部を開口する回転軸上方位置との間で、該シール材を移動させることを特徴とする請求項3に記載される軸受装置。
The seal member is provided in the gap between the edge of the bearing housing and the supported surface of the rotary shaft so as to be along the axis of the rotary shaft, and seals a part of the gap. Formed by
The drive unit of the holding means moves the seal material between a position below the rotation shaft where the seal material closes the lower portion of the gap and a position above the rotation shaft where the seal material opens the lower portion of the gap. The bearing device according to claim 3.
前記潤滑油排出部は、前記軸受ハウジングの内周側から外周側まで連通されて、該軸受ハウジング内の潤滑油を排出する潤滑油排出孔からなり、
前記保持手段は、前記潤滑油排出孔に設けられて該潤滑油排出孔を開閉する排油調整弁を有し、
前記制御部は、前記排油調整弁を制御して、前記回転軸の回転数に応じて前記排油調整弁を開閉することを特徴とする請求項2に記載される軸受装置。
The lubricating oil discharge portion is communicated from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the bearing housing, and includes a lubricating oil discharge hole for discharging the lubricating oil in the bearing housing,
The holding means has a drainage adjustment valve that is provided in the lubricant discharge hole and opens and closes the lubricant discharge hole;
The bearing device according to claim 2, wherein the control unit controls the oil drainage adjustment valve to open and close the oil drainage adjustment valve according to the number of rotations of the rotating shaft.
前記潤滑油供給部は、前記軸受ハウジングの外周側から内周側まで連通されて、該軸受ハウジングに対して潤滑油を供給する潤滑油供給孔からなり
前記保持手段は、前記潤滑油供給孔に設けられて該潤滑油供給孔を開閉する給油調整弁を有し、
前記制御部は、前記給油調整弁を制御して、前記回転軸の回転数に応じて前記給油調整弁を開閉することを特徴とする請求項2に記載される軸受装置。
The lubricating oil supply portion is connected from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the bearing housing, and includes a lubricating oil supply hole that supplies lubricating oil to the bearing housing. The holding means is connected to the lubricating oil supply hole. An oil supply adjusting valve provided to open and close the lubricating oil supply hole;
The bearing device according to claim 2, wherein the control unit controls the oil supply adjustment valve to open and close the oil supply adjustment valve according to the number of rotations of the rotating shaft.
回転軸の回転数と対応する状態量を検出し検出信号を出力する検出手段を備え、
前記制御部は、該検出手段からの検出信号に基づき、潤滑油給油または潤滑油排出を調整することを特徴とする請求項2〜7のいずれか1項に記載される軸受装置。
A detecting means for detecting a state quantity corresponding to the number of rotations of the rotating shaft and outputting a detection signal;
The bearing device according to any one of claims 2 to 7, wherein the control unit adjusts lubricating oil supply or lubricating oil discharge based on a detection signal from the detecting means.
請求項1〜8のいずれか1項に記載されている軸受装置によって回転軸を軸支することを特徴とする回転機械。   A rotary machine that supports a rotary shaft by the bearing device according to any one of claims 1 to 8.
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