JP2009257349A - 軸受装置及び回転機械 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受ハウジングに対して軸受パッドを前後に揺動可能とするともに、装置寿命の向上を図り、また、メンテナンスコストを低く抑えることが可能な軸受装置及び回転機械を提供する。
【解決手段】軸受パッド５２を、パッド本体５４と、該パッド本体５４に着脱可能に設けられ、回転軸１０の軸方向Ｍに沿って曲面を呈して該パッド本体５４から軸受ハウジング５１に向かって突出する半球５５とから構成し、軸受ハウジング５１を、ハウジング本体５６と、該ハウジング本体５６に着脱可能に設けられ、前記半球５５が当接するハウジングリング５７（支持部材）とから構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、蒸気タービン、ガスタービン、圧縮機、過給機などの回転機械に適用される軸受装置であって、軸受パッドの破損を防止して、装置寿命の向上及び軸受に係わるメンテナンスコストを低く抑えることが可能な技術に関する。

従来、この種の回転機械に適用される軸受装置として、特許文献１に示されるテイルティングパッド軸受が知られている。この特許文献１に示されるテイルティングパッド軸受は、回転軸が中央部を貫通する軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内にて該回転軸の軸回りに沿って配列して該回転軸を回転自在に支持する複数の軸受パッドとを有している。また、前記軸受パッドは、回転軸の軸方向に沿って湾曲するようにその背面が球面形状に形成されている。
特開昭５８‐８８２２６号公報

ところで、上記特許文献１に示されるテイルティングパッド軸受では、軸受パッドの背面が曲面となっていることから、回転軸の変位に応じて軸受パッドが揺動可能である。しかしながら、前述した軸受パッドと、該軸受パッドの背面に位置する軸受ハウジングとが互いに点接触で支持されることから、該点接触部に応力が集中して、該軸受パッドが損傷し易くなり、損傷に伴う軸受パッドの交換によって、メンテナンスコストが増大するという問題があった。

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、軸受ハウジングに対して軸受パッドを前後に揺動可能とするとともに、装置寿命の向上を図り、また、メンテナンスコストを低く抑えることが可能な軸受装置及び回転機械の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。すなわち、本発明は、回転軸が中央部を貫通する軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内にて前記回転軸の軸回りに沿うように配置されて該回転軸を回転自在に支持する複数の軸受パッドと、を具備する軸受装置であって、前記軸受パッドとして、パッド本体と、該パッド本体に着脱可能に設けられ、前記回転軸の軸方向に沿って曲面を呈して前記パッド本体から前記軸受ハウジングに向かって突出する半球とを有し、また、前記軸受ハウジングとして、ハウジング本体と、該ハウジング本体に着脱可能に設けられ、前記半球が当接する支持部材とを有することを特徴とする。

上記のように構成された軸受装置によれば、軸受パッドのパッド本体に、回転軸の軸方向に沿って曲面を呈して該パッド本体から軸受ハウジングに向かって突出する半球を設けたことから、該半球によって軸受パッド全体が回転軸を含む面内で揺動可能である。このため、軸受ハウジングに対して回転軸のミスアライメントが生じていたとしても、軸受パッドが揺動して追従することとなり、該軸受パッドのパッド本体によって片当りしてしまうことなく、回転軸を支持することができる。これによって、軸受パッド及び回転軸の損傷を防ぐことができるとともに、該軸受パッドと回転軸との間の油膜厚さを均一として、回転軸に対して安定した回転を行わせることができる。

ここで、互いに当接される軸受パッド側の半球と、軸受ハウジング側の支持部材とは、それぞれ着脱可能に設けられているので、半球及び支持部材が摩耗した場合等に、これらを取り外して容易に交換することができる。すなわち、軸受パッドのパッド本体、軸受ハウジングのハウジング本体に影響を与えることなく、半球、支持部材の交換だけで、軸受パッドと軸受ハウジングとの当接箇所のメンテナンスを行うことができ、装置全体の寿命を向上させることができるとともに、メンテナンスコストを低く抑えることができる。

また、本発明では、前記支持部材に、前記半球よりも曲率半径を大として前記軸方向に沿って曲面を呈して、前記半球が当接する凹部を形成することを特徴とする。

上記のように構成された軸受装置によれば、半球が当接する支持部材に、該半球よりも曲率半径を大として回転軸の軸方向に沿って曲面を呈する凹部を形成している。このため、該凹部及び該凹部内に当接される半球によって軸受パッドを軸受ハウジングに対して安定して揺動可能としつつ、半球と支持部材との接触面積を確保して接触面圧を抑えて半球及び支持部材の損傷を防ぎ、メンテナンスコストをより低く抑えることができる。また、接触面積を確保することで接触剛性の向上を図ることができる。

また、本発明では、前記凹部が複数の前記軸受パッドの各前記半球が当接するように前記回転軸の周方向に沿って溝状に形成されたリング状の部材を、前記支持部材としたことを特徴とする。

上記のように構成された軸受装置によれば、リング状の支持部材に、複数のパッドの各半球が当接するように回転軸の周方向に沿って溝状に凹部を形成したので、新たに組み立てる場合、又は摩耗により凹部が摩り減った場合等に、該支持部材の全体を容易に交換することができる。これにより、回転軸の半径方向に沿うパッドの高さ位置を一括で調整することができ、組み立て時、交換時の作業性を向上させることができる。

また、本発明では、前記半球を、前記支持部材を形成する材質よりも硬度の高い材質で形成したことを特徴とする。

上記のように構成された軸受装置によれば、軸受パッドの半球を、軸受ハウジングの支持部材よりも硬度の高い材質で形成したので、支持部材に対して半球の耐久性を高めることができる。このため、支持部材と半球との比較において、複雑な形状で部品コストが高くなる半球の損傷頻度を抑えて、支持部材の交換によって対応することができ、メンテナンスコストをより低く抑えることができる。

また、本発明では、前記半球の設置位置を、前記パッド本体の前記軸方向略中央から偏心して設定したことを特徴とする。

上記のように構成された軸受装置によれば、半球の設置位置を、パッド本体の軸方向略中央から偏心して設定したので、パッド本体において半球が偏心した側と反対側では、回転軸とパッド本体との間に形成される油膜による復元モーメントを大きくすることができる。このため、回転軸に対する軸受パッドの追従性を向上させ、より安定して回転軸を支持しつつ、より確実に片当りを防止することができる。

また、本発明では、前記パッド本体は、重心位置が前記半球の前記設置位置と前記軸方向に略一致するように、該軸方向に断面積を調整することを特徴とする。

上記のように構成された軸受装置によれば、パッド本体の重心位置が前述した半球の設置位置と軸方向に略一致するように、該軸方向に対して該パッド本体の断面積を調整している。このため、上記のとおり軸受パッドの追従性を向上させつつ、回転軸にミスアライメントが生じていない通常時のおける軸受パッドの安定性の向上を図ることができる。

また、本発明では、前記支持部材を、前記半球が当接することによって前記軸方向に沿って撓み変形可能に前記ハウジング本体に支持することを特徴とする。

上記のように構成された軸受装置によれば、半球が当接することによって支持部材が軸方向に沿って撓み変形することで、半球と支持部材の接触面積を確保することができ、接触面圧を抑えて半球及び支持部材の損傷を防ぎ、メンテナンスコストをより低く抑えることができる。また、接触面積を確保することで接触剛性の向上を図ることができる。また、支持部材自身の撓み変形によって半球と支持部材の接触面積を確保することができることから、接触面積を確保するために支持部材の半球との接触する範囲を凹状に加工する必要が無く、部品コストの低減を図ることができる。

また、本発明の回転機械では、上述した軸受装置により前記回転軸を支持することを特徴とする。

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、回転軸に対する軸受パッドの片当りを防止して回転軸を安定的に回転させることができる。

本発明の軸受装置では、軸受パッドが着脱可能な半球を有し、また、軸受ハウジングが着脱可能な支持部材を有することで、軸受ハウジングに対して軸受パッドを前後に揺動可能とするともに、装置寿命の向上を図り、また、メンテナンスコストを低く抑えることができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図３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。

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、ジャーナル軸受装置１００（後述する）によって軸支されている。

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。

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。

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。

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。

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。

ロータ５は、ジャーナル軸受装置１００（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。

次に、図２及び図３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、装置本体（図示略）に固定された軸受架台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円筒形状の軸受ハウジング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る。軸受パッド５２は、軸受ハウジング５１の内周側に環状に形成された収納部５３内に配置されている。また、軸受ハウジング５１の収納部５３内は、潤滑油が満たされる油槽となっている。

複数の軸受パッド５２のそれぞれは、回転軸１０の外周面１０Ａを軸支する支持面５４Ａが内面に形成されかつ回転軸１０の軸回り（イ）に沿うように湾曲形状に形成されたパッド本体５４と、回転軸１０の軸方向Ｍに沿って曲面を呈して該パッド本体５４から軸受ハウジング５１に向かって突出する半球５５とを有するものである。本実施形態では、半球５５は、軸方向Ｍに沿って曲面を呈するとともに、周方向にも曲面を呈している。そして、このように軸方向Ｍ及び周方向に曲面を呈する外周面形状によって、本実施形態の半球５５では、全体として半球状に形成されている。また、前記半球５５は台座５５Ａを有しており、この台座５５Ａによって、パッド本体５４に凹状に形成された取付部５４Ｂに着脱可能に設けられている。

軸受ハウジング５１は、軸受架台５０に支持されて回転軸１０が中央部を貫通する円筒状のハウジング本体５６と、該ハウジング本体５６の内周面にて回転軸１０の軸回り（イ）に環状に形成された溝である取付部５６Ａに着脱可能に設けられたハウジングリング５７とを有するものである。ハウジングリング５７の内周面には凹部５８が形成されている。凹部５８は、回転軸１０の軸回り（イ）に環状に形成された溝であり、断面略円弧状に形成されている。この凹部５８は、回転軸１０の軸方向Ｍに沿う断面形状が、半球５５よりも曲率半径を大とする凹状の曲面を呈しており、該凹状の球面座で半球５５を当接支持する。そして、このようなハウジングリング５７の凹部５８によって、図２に矢印Ａ−Ｂで示すように、該半球５５を軸方向Ｍに対して前後に揺動自在に支持して、該半球５５に固定されるパッド本体５４を、回転軸１０との間の油膜厚さが均一となるように位置調整することができる。

なお、半球５５は、ハウジングリング５７よりも硬度を有している。具体的には、半球５５はＳＮＣＭ（ニッケルクロムモリブデン鋼）の熱処理材により形成され、４５０〜６００ＨＢの硬度を有し、また、ハウジングリング５７はＳＮＣＭ（ニッケルクロムモリブデン鋼）などにより形成され、３００〜３３０ＨＢの硬度を有している。そして、このような材質の半球５５及びハウジングリング５７によって、ハウジングリング５７に対して半球５５の耐久性を高めることができる。

そして、以上のように構成されたジャーナル軸受装置１００では、軸受パッド５２のパッド本体５４に、回転軸１０の軸方向Ｍに沿って曲面を呈して該パッド本体５４から軸受ハウジング５１に向かって突出する半球５５を設けたことから、該半球５５によって軸受パッド５２全体が回転軸１０を含む面内で揺動可能である。このため、軸受ハウジング５１に対して回転軸１０のミスアライメントが生じていたとしても、軸受パッド５２が揺動して追従することとなり、該軸受パッド５２のパッド本体５４によって片当りしてしまうことなく、回転軸１０を支持することができる。これによって、軸受パッド５２及び回転軸１０の損傷を防ぐことができるとともに、該軸受パッド５２と回転軸１０との間の油膜厚さを均一として、回転軸１０に対して安定した回転を行わせることができる。

ここで、互いに当接される軸受パッド５２側の半球５５と、軸受ハウジング５１側のハウジングリング５７とは、それぞれ着脱可能に設けられているので、半球５５及びハウジングリング５７が摩耗した場合等に、これらを取り外して容易に交換することができる。すなわち、軸受パッド５２のパッド本体５４、軸受ハウジング５１のハウジング本体５６に影響を与えることなく、半球５５、ハウジングリング５７の交換だけで、軸受パッド５２と軸受ハウジング５１との当接箇所のメンテナンスを行うことができ、装置全体の寿命を向上させることができるとともに、メンテナンスコストを低く抑えることができる。

また、上記ジャーナル軸受装置１００では、半球５５が当接するハウジングリング５７に、該半球５５よりも曲率半径を大として回転軸１０の軸方向Ｍに沿って曲面を呈する凹部５８を形成している。このため、該凹部５８及び該凹部５８内に当接される半球５５によって軸受パッド５２を軸受ハウジング５１に対して安定して揺動可能としつつ、半球５５とハウジングリング５７との接触面積を確保して接触面圧を抑えて半球５５及びハウジングリング５７の損傷を防ぎ、メンテナンスコストをより低く抑えることができる。また、接触面積を確保することで接触剛性の向上を図ることができる。

また、上記ジャーナル軸受装置１００では、リング状のハウジングリング５７に、複数の軸受パッド５２の各半球５５が当接するように回転軸１０の周方向に沿って溝状に凹部５８を形成したので、新たに組み立てる場合、又は摩耗により凹部５８が摩り減った場合等に、該ハウジングリング５７の全体を容易に交換することができる。これにより、回転軸１０の半径方向に沿うパッドの高さ位置を一括で調整することができ、組み立て時、交換時の作業性を向上させることができる。

また、上記ジャーナル軸受装置１００では、軸受パッド５２の半球５５を、軸受ハウジング５１のハウジングリング５７よりも硬度の高い材質で形成することにより、ハウジングリング５７に対して半球５５の耐久性を高めることができる。このため、ハウジングリング５７と半球５５との比較において、複雑な形状で部品コストが高くなる半球５５の損傷頻度を抑えて、ハウジングリング５７の交換によって対応することができ、メンテナンスコストをより低く抑えることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４を参照して説明する。第２実施形態に係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と構成を異にするのは、パッド本体５４に配置される半球６０の設置位置が、パッド本体５４の軸方向中央位置から、偏心している点である。半球６０の偏心する方向は、具体的には、回転軸１０の中央側から端部側に向かって偏心している。

また、軸受パッド５２のパッド本体５４は、重心位置が前記半球５５の設置位置と軸方向Ｍに略一致するように、該軸方向Ｍに断面積が調整されている。具体的には、このような断面積の調整は、軸方向Ｍに沿うパッド本体５４の一端部（又は他端部、又は両端部でも良い）にて、切欠き６１（あるいは中抜き）を形成することにより行っている。

そして、上記のように構成された軸受装置１０１によれば、半球５５の設置位置を、パッド本体５４の軸方向Ｍの略中央から偏心して設定したので、パッド本体５４において半球５５が偏心した側と反対側となる回転軸１０中央側では、回転軸１０とパッド本体５４との間に形成される油膜による復元モーメントを大きくすることができる。このため、回転軸１０に対する軸受パッド５２の追従性を向上させ、より安定して回転軸１０を支持しつつ、より確実に片当りを防止することができる。

また、上記の軸受装置１０１によれば、パッド本体５４の重心位置が前述した半球５５の設置位置と軸方向Ｍに略一致するように、該軸方向Ｍに対して該パッド本体５４の断面積を調整されている。このため、軸受パッド５２の追従性を向上させつつ、回転軸１０にミスアライメントが生じていない通常時のおける軸受パッド５２の安定性の向上を図ることができる。

ここで、半球６０の設置位置の偏心量についてより詳細に説明する。
図５は、（ａ）が軸受ハウジング５１のハウジングリング５７と軸受パッド５２の半球６０との詳細を示す断面図、（ｂ）がハウジングリング５７の内周面の一部を展開した図を示している。図４及び図５に示すように、軸方向Ｍに曲面となる半球状である半球６０は、詳細には、弾性変形することにより、軸方向Ｍに沿う幅２ａとなる範囲Ｈにて面接触することとなる。なお、幅２ａの大きさは、半球６０及びハウジングリング５７の形状、半球６０及びハウジングリング５７を形成する材質のヤング率、回転軸１０を含むロータ５の重量を含み軸受装置１０１に作用する外力の大きさによって決定される。

そして、パッド本体５４の軸方向Ｍの長さをＬ、半球６０の設置位置からパッド本体５４の軸方向両端部までの長さをＬ１、Ｌ２（Ｌ１＞Ｌ２）とすると、長さＬ１で表わされる半球６０の軸方向Ｍの位置は、接触する範囲Ｈの幅２ａとの関係によって以下の異なる効果を奏する。すなわち、Ｌ１＞（Ｌ／２＋ａ）とすることで、半球６０の設置位置の偏心量は大きくなり、上記のとおり復元モーメントをより大きくすることができる。なお、Ｌ１を大きくしすぎると、偏心している側の端部５４ｃでの片当りの可能性が生じてしまう。また、Ｌ／２＜Ｌ１＜（Ｌ／２＋ａ）とすることで、端部５４ｃにおける片当りを防止しつつ、復元モーメントによる効果を得ることができる。一方で、油膜によって作用する力の作用点が範囲Ｈ内となってしまう場合には、効果的に揺動することができない。しかしながら、油膜によって作用する力の作用点が範囲Ｈ内である場合には片当りの影響が小さいこと、また、端部５４ｃにおける片当りを積極的に防止する観点から、半球６０の設置位置の偏心量を表わす長さＬ１としては、Ｌ／２＜Ｌ１≦（Ｌ／２＋ａ）であることが好ましく、特にＬ１＝（Ｌ／２＋ａ）であることがより好ましい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６を参照して説明する。第３実施形態に係るジャーナル軸受装置１０２が、第１実施形態に示されるジャーナル軸受装置１００と構成を異にするのは、支持手段を構成するハウジングリング５７の構成である。

すなわち、第３実施形態に示されるジャーナル軸受装置１０２では、ハウジングリング７０において軸受パッド５２の半球５５と当接する内周面側に凹部が設けられておらず側断面視して略平坦で、回転軸１０の軸回り（イ）に沿ってのみ曲面となっている。一方、ハウジングリング７０において、半球５５と当接しない外周面側には断面略半円状で、回転軸１０の軸回り（イ）に沿って環状に形成された溝である凹状部７１が設けられている。このため、ハウジングリング７０は、側断面視して、凹状部７１によって軸方向Ｍの両端部側から中央部にかけて次第に部材厚が小さくなるように設定されている。

そして、このようなハウジングリング７０では、凹状部７１によって薄肉になった中央部に、軸受パッド５２の半球５５が当接することによって、回転軸１０の軸方向Ｍに沿って撓み変形することとなる。これにより、半球５５は、撓み変形により凹状となるハウジングリング７０の内周面に支持されることとなり、接触面積を確保して接触面圧を抑えることができる。

このため、半球５５及びハウジングリング５７の損傷を防ぎ、メンテナンスコストをより低く抑えることができる。また、接触面積を確保することで接触剛性の向上を図ることができる。また、ハウジングリング５７自身の撓み変形によって半球５５とハウジングリング５７の接触面積を確保することができることから、接触面積を確保するためにハウジングリング５７の半球５５との接触する範囲を凹状に加工する必要が無い。ここで、ハウジングリング５７の内周面は、半球５５を円滑に揺動可能とするために精密な加工が要求されるが、側断面視して単に平坦な形状とすることができることで、部品コストの低減を図ることができる。

なお、本実施形態では、凹状部７１を半球状としたが、軸受パッド５２の半球５５が当接する箇所のハウジングリング７０に撓みが生じるのであれば、半球状であることに限定されず、断面視コ字状であっても良く、その形状について限定されるものではない。

また、上述した第１〜第３実施形態の構成では、回転機械の一例として、蒸気タービン１の回転軸１０を上記ジャーナル軸受装置１００〜１０２によって軸支したが、蒸気タービンに限定されず、ガスタービン、圧縮機、過給機などの回転機械に適用しても良い。そして、これら、ガスタービン、圧縮機、過給機などの回転機械の回転軸１０を上記ジャーナル軸受装置１００〜１０２によって軸支することで、軸受パッド５２が回転軸１０の軸方向Ｍに対して前後（矢印Ａ−Ｂ方向）に揺動して、該軸受パッド５２のパッド本体５４が、回転軸１０に対して片当りすることが防止される。

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。

本発明が適用される蒸気タービンの概略を示す正面図である。 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を側方視した断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 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断面図である。 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において、（ａ）支持部材と半球とが接触した範囲の詳細を示す断面図、（ｂ）支持部材の半球との接触範囲の詳細を示す内周面側の展開図である。 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断面図である。

符号の説明

１ 蒸気タービン（回転機械）
１０ 回転軸
５１ 軸受ハウジング
５２ 軸受パッド
５４ パッド本体
５５ 半球
５６ ハウジング本体
５７ ハウジングリング（支持部材）
５８ 凹部
６０ 半球
７０ ハウジングリング（支持部材）
７０Ａ 凹部
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

Claims (8)

1. 回転軸が中央部を貫通する軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内にて前記回転軸の軸回りに沿うように配置されて該回転軸を回転自在に支持する複数の軸受パッドと、を具備する軸受装置であって、
   前記軸受パッドは、パッド本体と、該パッド本体に着脱可能に設けられ、前記回転軸の軸方向に沿って曲面を呈して前記パッド本体から前記軸受ハウジングに向かって突出する半球とを有し、
   前記軸受ハウジングは、ハウジング本体と、該ハウジング本体に着脱可能に設けられ、前記半球が当接する支持部材とを有することを特徴とする軸受装置。
2. 前記支持部材には、前記半球よりも曲率半径を大として前記軸方向に沿って曲面を呈して、前記半球が当接する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記支持部材は、前記凹部が複数の前記軸受パッドの各前記半球が当接するように前記回転軸の周方向に沿って溝状に形成されたリング状の部材であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の軸受装置。
4. 前記半球は、前記支持部材を形成する材質よりも硬度の高い材質で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸受装置。
5. 前記半球の設置位置は、前記パッド本体の前記軸方向略中央から偏心して設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の軸受装置。
6. 前記パッド本体は、重心位置が前記半球の前記設置位置と前記軸方向に略一致するように、該軸方向に断面積が調整されていることを特徴とする請求項５に記載の軸受装置。
7. 前記支持部材は、前記半球が当接することによって前記軸方向に沿って撓み変形可能に前記ハウジング本体に支持されていることを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の軸受装置によって前記回転軸を支持することを特徴とする回転機械。

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