JP2013124756A - スラスト軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】スラストカラーが大きく傾斜した場合でも、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）を均一にして、各軸受パッドのスラスト荷重の分担を均一することなどが可能なスラスト軸受装置を提供する。
【解決手段】スラストカラー２３を、その両側に配設された一対の軸受部２４によって支持し、且つ、軸受部２４は、複数の軸受パッド３２と、軸受パッド３２の背面３２ｂ側に配設された複数の上レべリングプレート３４と複数の下レべリングプレート３５とを有して成る軸受パッド３２のレべリング機構とを備えた構成であるスラスト軸受装置２２Ａにおいて、下レべリングプレート３４の背面３５ｂに油圧ジャッキ３１をそれぞれ設置して、スラストカラー２３から隙間の油膜を介して軸受パッド３２へかかるスラスト荷重を、上レべリングプレート３４及び下レべリングプレート３５を介して、油圧ジャッキ３１で受ける構成とする。
【選択図】図４
【解決手段】スラストカラー２３を、その両側に配設された一対の軸受部２４によって支持し、且つ、軸受部２４は、複数の軸受パッド３２と、軸受パッド３２の背面３２ｂ側に配設された複数の上レべリングプレート３４と複数の下レべリングプレート３５とを有して成る軸受パッド３２のレべリング機構とを備えた構成であるスラスト軸受装置２２Ａにおいて、下レべリングプレート３４の背面３５ｂに油圧ジャッキ３１をそれぞれ設置して、スラストカラー２３から隙間の油膜を介して軸受パッド３２へかかるスラスト荷重を、上レべリングプレート３４及び下レべリングプレート３５を介して、油圧ジャッキ３１で受ける構成とする。
【選択図】図４
Description
本発明は蒸気タービンやガスタービンのロータなどの回転体の回転軸に設けられるスラスト軸受装置に関する。
図１０及び図１１に示すように、蒸気タービンやガスタービンのロータの回転軸１には、スラスト軸受装置２が設けられている。回転軸１は水平に設けられており、この回転軸１の外周面１ａには、円盤状のスラストカラー３が、回転軸１の径方向に突設されている。スラスト軸受装置２は一対の軸受部４を有しており、これらの軸受部４を、回転軸１の軸方向（水平方向：以下、単に軸方向と称する）におけるスラストカラー３の両側に配設することにより、スラストカラー３の側面３ａを支持している。即ち、図１０に矢印Ａ，Ｂで示すような軸方向の荷重（スラスト荷重）を、両側の軸受部４で受ける。
軸受部４は、何れも図１２に示すような構成となっている。即ち、軸受部４は、ハウジング１１に設けられた複数の軸受パッド１２と、複数のピラー１３と、複数の上レべリングプレート１４と、複数の下レべリングプレート１５と、複数の給油片１６とを有して成るものである。
軸受パッド１２は、回転軸１の円周方向（以下、単に円周方向と称する）に等間隔に配列され（図３を参照）、且つ、表面１２ａが軸方向を向いており、軸受パッド１２の表面１２ａとスラストカラー３の側面３ａとの間の隙間（以下、単に隙間と称する）を介して、スラストカラー３の側面３ａに対向している。ピラー１３は、軸受パッド１２の背面１２ｂ側にそれぞれ配設され、円周方向に等間隔に配列されている。軸受パッド１２は、背面１２ｂに形成された凸部１２ｃがピラー１３の表面１３ａに当接しており、この凸部１２ｃを支点として傾斜可能になっている。
上レべリングプレート１４と下レべリングプレート１５は、軸受パッド１２のレべリング機構を構成している。
上レべリングプレート１４は、ピラー１３の背面１３ｂ側にそれぞれ配設され、円周方向に等間隔に配列されている。ピラー１３の背面１３ｂには凸部１３ｃが形成されている一方、上レべリングプレート１４の表面１４ａには凹部１４ｂが形成されており、これらの凸部１３ｃと凹部１４ｂが嵌合している。従って、上レべリングプレート１４は、凹部１４ｂ（凸部１３ｃ）を支点として傾斜可能になっている。
下レべリングプレート１５は、円周方向（図１２の左右方向）において隣り合う上レべリングプレート１４の間に配設され、円周方向に等間隔に配列されている。円周方向における上レべリングプレート１４の端部１４ｃと、円周方向における下レべリングプレート１５の端部１５ａは、互いに軸方向に重なり合って当接している。下レべリングプレート１５の背面１５ｂには凹部１５ｃが形成されている一方、ハウジング１１の裏蓋１１ａには凸部１６が形成されており、これらの凹部１５ｃと凸部１６が嵌合している。従って、下レべリングプレート１５は、凹部１５ｃ（凸部１６）を支点として傾斜可能になっている。
給油片１６は、円周方向において隣り合う軸受パッド１２の間に配設され、円周方向に等間隔に配列されている。給油片１６には給油孔１６ａが形成されており、潤滑油供給系統（図示省略）から給油片１６に供給される潤滑油が、給油孔１６ａから噴出して軸受パッド１２の表面１２ａに供給される。その結果、隙間には、潤滑油の膜（以下、単に油膜と称する）が形成される。従って、スラスト荷重は、スラストカラー３から、隙間の油膜を介して、軸受パッド１２にかかる。
図１０に一点鎖線で示すように、回転軸１が撓みや熱変形などによって傾斜し、これにともなってスラストカラー３が傾斜した場合、レべリング機構がなければ、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）が不均一になり、各軸受パッド１２のスラスト荷重の分担が不均一になる。即ち、隙間が狭くなって油膜が薄くなった軸受パッド１２では、スラスト荷重の分担が大きくなり、隙間が広くなって油膜が厚くなった軸受パッド１２では、スラスト荷重の分担が小さくなる。
これに対して、スラスト軸受装置２には上レべリングプレート１４と下レべリングプレート１５とで構成されたレべリング機構を備えているため、軸受パッド１２をスラストカラー３の傾斜に追従させる（即ちスラストカラー３の傾斜に応じて軸受パッド１２の軸方向の位置を調整する）ことにより（傾斜調整）、隙間を調整することができる。このため、スラストカラー３が傾斜しても、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）を均一して、各軸受パッド１２のスラスト荷重の分担を均一にすることができる。
例えば、図１２において、中央の軸受パッド１２で隙間が狭くなって油膜が薄くなり、スラスト荷重の分担が大きくなった場合、この大きな分担荷重に押されて中央の軸受パッド１２は、その背面１２ｂ側のピラー１３及び上レべリングプレート１４とともに矢印Ｃの如くスラストカラー３から離れる方向に移動する。一方、上レべリングプレート１４の端部１４ｃと下レべリングプレート１５の端部１５ａが当接しているため、中央の軸受パッド１２の隣りの軸受パッド１２は、その背面１２ｂ側の上レべリングプレート１４及びピラー１３とともに矢印Ｄの如くスラストカラー３に近づく方向に移動する。また、この隣りの軸受パッド１２の隙間も狭ければ（油膜が薄ければ）、この隣りの軸受パッド１２はスラストカラー３から離れ、更にその隣の軸受パッド１２（図示せず）がスラストカラー３に近づく。このようなレべリング機構の動作が円周方向の全体に亘って生じる。
即ち、レべリング機構の働きにより、スラストカラー３の傾斜によって隙間が狭くなった軸受パッド１２はスラストカラー３から離れる方向に移動させて当該隙間を広げ、スラストカラー３の傾斜によって隙間が広くなった軸受パッド１２はスラストカラー３に近づく方向に移動させて当該隙間を狭める。かくして、軸受パッド１２がスラストカラー３の傾斜に追従し、円周方向の各位置における隙間が均一になって、各軸受パッド１２のスラスト荷重の分担が均一になる。
なお、上レべリングプレートと下レべリングプレートとで構成されたレべリング機構が装備されているスラスト軸受装置が開示されている先行技術文献としては、下記の特許文献１，２がある。
しかしながら、上記従来のスラスト軸受装置２では、上レべリングプレート１４と下レべリングプレート１５とで構成されたレべリング機構のみによって傾斜調整（隙間調整）を行っているため、スラストカラー３の傾斜が大きい場合には軸受パッド１２を追従させることができない。
このため、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）が不均一になり、各軸受パッド１２のスラスト荷重の分担が不均一になる。その結果、隙間が狭くなって（油膜が薄くなって）スラスト荷重の分担の大きくなった軸受パッド１２では、その温度（メタル温度）が上昇して焼損するおそれがある。
従って本発明は上記の事情に鑑み、スラストカラーが大きく傾斜した場合でも、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）を均一にして、各軸受パッドのスラスト荷重の分担を均一することなどが可能なスラスト軸受装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決する第１発明のスラスト軸受装置は、回転体の回転軸の外周面に突設された円盤状のスラストカラーを、前記スラストカラーの両側に配設された一対の軸受部によって支持し、且つ、前記軸受部は、前記回転軸の円周方向に配列されて前記スラストカラーの側面に隙間を介して対向している複数の軸受パッドと、前記軸受パッドの背面側に配設された複数の上レべリングプレートと複数の下レべリングプレートとを有して成る前記軸受パッドのレべリング機構とを備えた構成であるスラスト軸受装置において、
前記下レべリングプレートの背面に油圧ジャッキをそれぞれ設置して、前記スラストカラーから前記隙間の油膜を介して前記軸受パッドへかかるスラスト荷重を、前記上レべリングプレート及び前記下レべリングプレートを介して、前記油圧ジャッキで受ける構成としたことを特徴とする。
前記下レべリングプレートの背面に油圧ジャッキをそれぞれ設置して、前記スラストカラーから前記隙間の油膜を介して前記軸受パッドへかかるスラスト荷重を、前記上レべリングプレート及び前記下レべリングプレートを介して、前記油圧ジャッキで受ける構成としたことを特徴とする。
また、第２発明のスラスト軸受装置は、第１発明のスラスト軸受装置において、
前記複数の軸受パッドのうちの少なくとも１つの軸受パッドの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって得られる前記の少なくとも１つの軸受パッドの検出温度に基づいて、前記油圧ジャッキのストロークを調整して前記軸受パッドの位置を調整することにより、前記隙間を調整する油圧ジャッキ制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
前記複数の軸受パッドのうちの少なくとも１つの軸受パッドの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって得られる前記の少なくとも１つの軸受パッドの検出温度に基づいて、前記油圧ジャッキのストロークを調整して前記軸受パッドの位置を調整することにより、前記隙間を調整する油圧ジャッキ制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
また、第３発明のスラスト軸受装置は、第１発明のスラスト軸受装置において、
前記複数の軸受パッドのうちの２つの軸受パッドの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって得られる前記の２つの軸受パッドの検出温度と設定温度とを比較し、その結果、前記検出温度の何れか一方又は両方が設定温度以上であると判定した場合には、前記検出温度の差を算出して、この検出温度差と設定温度差とを比較し、その結果、前記検出温度差が前記設定温度差以上であると判定した場合には、前記油圧ジャッキのストロークを調整することによって前記複数の軸受パッドの傾斜調整を行う一方、前記検出温度差が前記設定温度差以上ではないと判定した場合には、前記油圧ジャッキのストロークを調整することによって前記複数の軸受パッドの位置を調整することにより、前記隙間を全体的に広くするように制御する油圧ジャッキ制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
前記複数の軸受パッドのうちの２つの軸受パッドの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって得られる前記の２つの軸受パッドの検出温度と設定温度とを比較し、その結果、前記検出温度の何れか一方又は両方が設定温度以上であると判定した場合には、前記検出温度の差を算出して、この検出温度差と設定温度差とを比較し、その結果、前記検出温度差が前記設定温度差以上であると判定した場合には、前記油圧ジャッキのストロークを調整することによって前記複数の軸受パッドの傾斜調整を行う一方、前記検出温度差が前記設定温度差以上ではないと判定した場合には、前記油圧ジャッキのストロークを調整することによって前記複数の軸受パッドの位置を調整することにより、前記隙間を全体的に広くするように制御する油圧ジャッキ制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
また、第４発明のスラスト軸受装置は、第１〜第３発明の何れか１つのスラスト軸受装置において、前記油圧ジャッキへ作動油を供給する油圧系統の供給ラインに設けた可変絞り機構と、
前記回転軸の軸方向の変位量を検出する変位量検出手段と、
前記変位量検出手段で検出された前記回転軸の軸方向の変位量が、設定変位量以上になったとき、前記可変絞り機構の絞り量を調整することにより、前記回転軸の軸方向の揺動を抑制する可変絞り機構制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
前記回転軸の軸方向の変位量を検出する変位量検出手段と、
前記変位量検出手段で検出された前記回転軸の軸方向の変位量が、設定変位量以上になったとき、前記可変絞り機構の絞り量を調整することにより、前記回転軸の軸方向の揺動を抑制する可変絞り機構制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
第１発明のスラスト軸受装置によれば、回転体の回転軸の外周面に突設された円盤状のスラストカラーを、前記スラストカラーの両側に配設された一対の軸受部によって支持し、且つ、前記軸受部は、前記回転軸の円周方向に配列されて前記スラストカラーの側面に隙間を介して対向している複数の軸受パッドと、前記軸受パッドの背面側に配設された複数の上レべリングプレートと複数の下レべリングプレートとを有して成る前記軸受パッドのレべリング機構とを備えた構成であるスラスト軸受装置において、前記下レべリングプレートの背面に油圧ジャッキをそれぞれ設置して、前記スラストカラーから前記隙間の油膜を介して前記軸受パッドへかかるスラスト荷重を、前記上レべリングプレート及び前記下レべリングプレートを介して、前記油圧ジャッキで受ける構成としたことを特徴としているため、上レべリングプレートと下レべリングプレートとを有して成るレべリング機構によって各軸受パッドの軸方向の位置を調整（即ち隙間調整）することができるだけでなく、油圧ジャッキのストロークを調整することによっても、各軸受パッドの軸方向の位置を調整（即ち隙間調整）することができる。
このため、レべリング機構では対応できない程にスラストカラーが大きく傾斜した場合でも、油圧ジャッキのストロークを調整して、各軸受パッドの軸方向の位置を調整する（軸受パッドをスラストカラーの傾斜に追従させる）ことにより、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）を均一にして、各軸受パッドのスラスト荷重の分担を均一することができる。即ち、スラストカラーの傾斜が小さいときには、レべリング機構による軸受パッドの傾斜調整（隙間調整）で対応し、スラストカラーの傾斜が大きいときには、油圧ジャッキによる軸受パッドの傾斜調整（隙間調整）で対応することができるため、スラストカラーの傾斜に対して幅広く適切に対応することができる。従って、軸受パッドの焼損を確実に防止することができ、スラスト軸受装置の健全性が向上する。
更には、スラストカラーの傾斜に対応した傾斜調整だけでなく、油圧ジャッキによってエンドプレー（隙間）の調整を行うことも可能である。即ち、組み立て後（回転軸にスラスト軸受装置を取り付け後）でも、油圧ジャッキによって隙間調整を行うことができる。このため、回転体を据付後に隙間調整が必要になった場合でも、容易に対応することができる。
また、軸受パッドの背面に直接、油圧ジャッキを設けることも考えられるが、この場合には、組み立て時（回転軸にスラスト軸受装置を取り付けるとき）から、油圧ジャッキに作動油を供給しないと、隙間調整が難しく、組み立て作業に手間がかかる。これに対して、本発明のスラスト軸受装置では、下レべリングプレートの背面に油圧ジャッキを設けることにより、上レべリングプレートと下レべリングプレートとを有して成るレべリング機構も備えた構成になっているため、油圧ジャッキに作動油を供給しなくても、組み立て作業が容易である。
このため、レべリング機構では対応できない程にスラストカラーが大きく傾斜した場合でも、油圧ジャッキのストロークを調整して、各軸受パッドの軸方向の位置を調整する（軸受パッドをスラストカラーの傾斜に追従させる）ことにより、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）を均一にして、各軸受パッドのスラスト荷重の分担を均一することができる。即ち、スラストカラーの傾斜が小さいときには、レべリング機構による軸受パッドの傾斜調整（隙間調整）で対応し、スラストカラーの傾斜が大きいときには、油圧ジャッキによる軸受パッドの傾斜調整（隙間調整）で対応することができるため、スラストカラーの傾斜に対して幅広く適切に対応することができる。従って、軸受パッドの焼損を確実に防止することができ、スラスト軸受装置の健全性が向上する。
更には、スラストカラーの傾斜に対応した傾斜調整だけでなく、油圧ジャッキによってエンドプレー（隙間）の調整を行うことも可能である。即ち、組み立て後（回転軸にスラスト軸受装置を取り付け後）でも、油圧ジャッキによって隙間調整を行うことができる。このため、回転体を据付後に隙間調整が必要になった場合でも、容易に対応することができる。
また、軸受パッドの背面に直接、油圧ジャッキを設けることも考えられるが、この場合には、組み立て時（回転軸にスラスト軸受装置を取り付けるとき）から、油圧ジャッキに作動油を供給しないと、隙間調整が難しく、組み立て作業に手間がかかる。これに対して、本発明のスラスト軸受装置では、下レべリングプレートの背面に油圧ジャッキを設けることにより、上レべリングプレートと下レべリングプレートとを有して成るレべリング機構も備えた構成になっているため、油圧ジャッキに作動油を供給しなくても、組み立て作業が容易である。
第２発明のスラスト軸受装置によれば、第１発明のスラスト軸受装置において、前記複数の軸受パッドのうちの少なくとも１つの軸受パッドの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段によって得られる前記の少なくとも１つの軸受パッドの検出温度に基づいて、前記油圧ジャッキのストロークを調整して前記軸受パッドの位置を調整することにより、前記隙間を調整する油圧ジャッキ制御手段とを備えたことを特徴としているため、軸受パッドの温度に基づいて油圧ジャッキのストローク調整（即ち隙間調整）を行うことができる。このため、軸受パッドの焼損をより確実に防止することができ、スラスト軸受装置の健全性が更に向上する。
更に、第２発明のスラスト軸受装置によれば、第１発明のスラスト軸受装置において、前記複数の軸受パッドのうちの２つの軸受パッドの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段によって得られる前記の２つの軸受パッドの検出温度と設定温度とを比較し、その結果、前記検出温度の何れか一方又は両方が設定温度以上であると判定した場合には、前記検出温度の差を算出して、この検出温度差と設定温度差とを比較し、その結果、前記検出温度差が前記設定温度差以上であると判定した場合には、前記油圧ジャッキのストロークを調整することによって前記複数の軸受パッドの傾斜調整を行う一方、前記検出温度差が前記設定温度差以上ではないと判定した場合には、前記油圧ジャッキのストロークを調整することによって前記複数の軸受パッドの位置を調整することにより、前記隙間を全体的に広くするように制御する油圧ジャッキ制御手段とを備えたことを特徴としているため、検出温度だけでなく、検出温度差も考慮して（軸受パッド温度の上昇が、スラストカラーが大きく傾斜したことに因るものか、エンドプレーの調整不足に因るものかを判断して）、より的確に油圧ジャッキのストローク調整（即ち隙間調整）を行うことができる。このため、軸受パッドの焼損をより確実に防止して、スラスト軸受装置の健全性が更に向上させることができる。
第４発明のスラスト軸受装置によれば、第１〜第３発明の何れか１つのスラスト軸受装置において、前記油圧ジャッキへ作動油を供給する油圧系統の供給ラインに設けた可変絞り機構と、前記回転軸の軸方向の変位量を検出する変位量検出手段と、前記変位量検出手段で検出された前記回転軸の軸方向の変位量が、設定変位量以上になったとき、前記可変絞り機構の絞り量を調整することにより、前記回転軸の軸方向の揺動を抑制する可変絞り機構制御手段とを備えたことを特徴としているため、油圧ジャッキによって軸受パッドの傾斜調整を行うことができるだけでなく、可変絞り機構によって回転軸の揺動を抑えることもできる。
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。
＜実施の形態例１＞
図１〜図５に基づき、本発明の実施の形態例１に係るスラスト軸受装置２２Ａについて説明する。
図１〜図５に基づき、本発明の実施の形態例１に係るスラスト軸受装置２２Ａについて説明する。
図１及び図２に示すように、蒸気タービンやガスタービンのロータの回転軸２１には、本実施の形態例１のスラスト軸受装置２２Ａが設けられている。回転軸２１は水平に設けられており、この回転軸２１の外周面２１ａには、円盤状のスラストカラー２３が、回転軸２１の径方向に突設されている。スラスト軸受装置２２Ａは一対の軸受部２４を有しており、これらの軸受部２４を、回転軸２１の軸方向（水平方向：以下、単に軸方向と称する）におけるスラストカラー２３の両側に配設することにより、スラストカラー２３の側面２３ａを支持している。即ち、図１に矢印Ｈ，Ｉで示すような軸方向の荷重（スラスト荷重）を、両側の軸受部２４で受ける。
そして、本実施の形態例１のスラスト軸受装置２２Ａでは、軸受部２４の背面に油圧ジャッキ３１が設けられている。
図３〜図５に基づき、軸受部２４の構成について詳細に説明する。なお、軸受部２４は何れも図３〜図５に示すような構成になっているため、ここでは一方の軸受部２４の構成について説明し、他方の軸受部２４の構成については説明を省略する。
軸受部２４の基本的な構成は、従来の軸受部４（図１１）と同様である。即ち、図３〜図５に示すように、軸受部２４は、ハウジング４１に設けられた複数（図示例では８個）の軸受パッド３２と、複数（図示例では８個）のピラー３３と、複数（図示例では８個）の上レべリングプレート３４と、複数（図示例では８個）の下レべリングプレート３５と、複数（図示例では８個）の給油片３６と、複数（図示例では８個）の油圧ジャッキ３１とを有して成るものである。
軸受パッド３２は、回転軸２１の円周方向（以下、単に円周方向と称する）に等間隔に配列され（図３）、且つ、表面３２ａが軸方向を向いており、軸受パッド３２の表面３２ａとスラストカラー２３の側面２３ａとの間の隙間（以下、単に隙間と称する）を介して、スラストカラー２３の側面２３ａに対向している。ピラー３３は、軸受パッド３２の背面３２ｂ側にそれぞれ配設され、円周方向に等間隔に配列されている。軸受パッド３２は、背面３２ｂに形成された凸部３２ｃがピラー３３の表面３３ａに当接しており、この凸部３２ｃを支点として傾斜可能になっている。
上レべリングプレート３４と下レべリングプレート３５は、軸受パッド３２のレべリング機構を構成している。
上レべリングプレート３４は、ピラー３３の背面３３ｂ側にそれぞれ配設され、円周方向に等間隔に配列されている。ピラー３３の背面３３ｂには凸部３３ｃが形成されている一方、上レべリングプレート３４の表面３４ａには凹部３４ｂが形成されており、こらの凸部３３ｃと凹部３４ｂが嵌合している。従って、上レべリングプレート３４は、凹部３４ｂ（凸部３３ｃ）を支点として傾斜可能になっている。
なお、本実施の形態例１ではピラー３３を設けているが、これに限定するものでなく、ピラー３３は設けず、軸受パッド３２の凸部３２ｃを、直接、上レべリングプレート３４の表面３４ａに当接させた構造にしてもよい。
なお、本実施の形態例１ではピラー３３を設けているが、これに限定するものでなく、ピラー３３は設けず、軸受パッド３２の凸部３２ｃを、直接、上レべリングプレート３４の表面３４ａに当接させた構造にしてもよい。
下レべリングプレート３５は、円周方向において隣り合う上レべリングプレート３４の間に配設され、円周方向に等間隔に配列されている。円周方向における上レべリングプレート３４の端部３４ｃと、円周方向における下レべリングプレート３５の端部３５ａは、互いに軸方向に重なりあって当接している。
そして、油圧ジャッキ３１は、下レべリングプレート３５の背面３５ｂにそれぞれ配設され、軸受パッド３２のそれぞれに対応している。油圧ジャッキ３１は、本体部（シリンダ部）３１ａがハウジング４１の裏蓋４１ａに固定され、ロッド３１ｂの伸縮方向が軸方向になるように配設されている。ロッド３１ｂの先端面３１ｂ−１は、下レべリングプレート３５の背面３５ｂに当接している。従って、下レべリングプレート３５は、ロッド３１ｂの先端面３１ｂ−１を支点として傾斜可能になっている。また、スラストカラー２３から軸受パッド３２にかかるスラスト荷重は、ピラー３３、上レべリングプレート３４及び下レべリングプレート３５を介して、油圧ジャッキ３１で受ける。
油圧ジャッキ３１へ作動油を供給する油圧系統は、図５に示すように油圧ポンプ５３と、作動油５２を貯留しているタンク５１と、供給ライン（配管）５５及びその分岐ライン（配管）５５ａと、リリーフバルブ５４とを備えた構成になっている。供給ライン５５の下流側は複数（図示例では８つ）の分岐ライン５５ａに分岐され、供給ライン５５の上流側は油圧ポンプ５３の吐出側に接続されている。分岐ライン５５ａの下流側は油圧ジャッキ３１にそれぞれ接続されている。油圧ポンプ５３の吸い込み側はタンク５１内に延びている。従って、油圧ポンプ５３が作動すると、タンク５１内の作動油５２が、供給ライン５５及び分岐ライン５５ａを介して、油圧ジャッキ３１にそれぞれ供給される。
図３及び図４に示すように、給油片３６は、円周方向において隣り合う軸受パッド３２の間に配設され、円周方向に等間隔に配列されている。給油片３６には給油孔３６ａが形成されており、潤滑油供給系統（図示省略）から給油片３６に供給される潤滑油が、給油孔３６ａから噴出して軸受パッド３２の表面３２ａに供給される。その結果、隙間には、潤滑油の膜（以下、単に油膜と称する）が形成される。従って、スラスト荷重は、スラストカラー２３から、隙間の油膜を介して、軸受パッド３２にかかる。
図１に一点鎖線で示すように、回転軸２１が撓みや熱変形などによって傾斜し、これにともなってスラストカラー２３が傾斜した場合、レべリング機構がなければ、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）が不均一になり、各軸受パッド３２のスラスト荷重の分担が不均一になる。即ち、隙間が狭くなって油膜が薄くなった軸受パッド３２では、スラスト荷重の分担が大きくなり、隙間が広くなって油膜が厚くなった軸受パッド３２では、スラスト荷重の分担が小さくなる。
これに対して、スラスト軸受装置２２Ａには上レべリングプレート３４と下レべリングプレート１５とで構成されたレべリング機構を備えているため、軸受パッド３２をスラストカラー２３の傾斜に追従させる（即ちスラストカラー２３の傾斜に応じて軸受パッド１２の軸方向の位置を調整する）ことにより（傾斜調整）、隙間を調整することができる。。このため、スラストカラー２３が傾斜しても、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）を均一にして、各軸受パッド１２のスラスト荷重の分担を均一にすることができる。
例えば、図４において、中央の軸受パッド３２で隙間が狭くなって油膜が薄くなり、スラスト荷重の分担が大きくなった場合、この大きな分担荷重に押されて中央の軸受パッド３２は、その背面３２ｂ側のピラー３３及び上レべリングプレート３４とともに矢印Ｊの如くスラストカラー２３から離れる方向に移動する。一方、上レべリングプレート３４の端部３４ｃと下レべリングプレート３５の端部３５ａが当接しているため、中央の軸受パッド３２の隣りの軸受パッド３２は、その背面３２ｂ側の上レべリングプレート３４及びピラー３３とともに矢印Ｋの如くスラストカラー２３に近づく方向に移動する。また、この隣りの軸受パッド３２の隙間も狭ければ（油膜が薄ければ）、この隣りの軸受パッド３２はスラストカラー２３から離れ、更にその隣の軸受パッド３２（図示せず）がスラストカラー２３に近づく。このようなレべリング機構の動作が円周方向の全体に亘って生じる。
即ち、レべリング機構の働きにより、スラストカラー２３の傾斜によって隙間が狭くなった軸受パッド３２はスラストカラー２３から離れる方向に移動させて当該隙間を広げ、スラストカラー２３の傾斜によって隙間が広くなった軸受パッド３２はスラストカラー２３に近づく方向に移動させて当該隙間を狭める。かくして、軸受パッド３２がスラストカラー２３の傾斜に追従し、円周方向の各位置における隙間が均一になって、各軸受パッド３２のスラスト荷重の分担が均一になる。
そして、スラスト軸受装置２２Ａには油圧ジャッキ３１も装備されているため、スラストカラー２３の傾斜が大きい場合には、油圧ジャッキ３１による軸受パッド３２の傾斜調整を行うこともできる。
即ち、スラストカラー２３の傾斜によって隙間が狭くなった（油膜が薄くなった）軸受パッド３２に対しては、当該軸受パッド３２に対応する油圧ジャッキ３１のロッド３１ｂのストローク（以下、単にストロークと称する）を短くする（ロッド３１ｂを縮退させる）ことにより、当該軸受パッド３２の隙間を広くする（油膜を厚くする）ことができる。一方、スラストカラー２３の傾斜によって隙間が広くなった（油膜が厚くなった）軸受パッド３２に対しては、当該軸受パッド３２に対応する油圧ジャッキ３１のストロークを長くする（ロッド３１ｂを伸長させる）ことにより、当該軸受パッド３２の隙間を狭くする（油膜を薄くする）ことができる。かくして、軸受パッド３２をスラストカラー２３の傾斜に追従させる（即ちスラストカラー２３の傾斜に応じて軸受パッド３２の軸方向の位置を調整する）ことができる（傾斜調整）。
このような油圧ジャッキ３１による傾斜調整（隙間調整）は、例えば、作業員が図５に示す油圧ジャッキ制御装置５６に各油圧ジャッキ３１の目標ストロークを設定（入力）し、油圧ジャッキ制御装置５６が、各油圧ジャッキ３１のストロークを前記目標ストロークとするように各油圧ジャッキ３１を制御する。或いは、作業員が、各油圧ジャッキ３１を直接操作して、各油圧ジャッキ３１のストロークを調整してもよい。
以上のように、本実施の形態例１のスラスト軸受装置２２Ａによれば、ロータの回転軸２１の外周面２１ａに突設された円盤状のスラストカラー２３を、スラストカラー２３の両側に配設された一対の軸受部２４によって支持し、且つ、軸受部２４は、円周方向に配列されてスラストカラー２３の側面２３ａに対向している複数の軸受パッド３２と、軸受パッド３２の背面３２ｂ側に配設された複数の上レべリングプレート３４と複数の下レべリングプレート３５とを有して成る軸受パッド３２のレべリング機構とを備えた構成であるスラスト軸受装置２２Ａにおいて、下レべリングプレート３４の背面３５ｂに油圧ジャッキ３１をそれぞれ設置して、スラストカラー２３から軸受パッド３２へかかるスラスト荷重を、上レべリングプレート３４及び下レべリングプレート３５を介して、油圧ジャッキ３１で受ける構成としたことを特徴としているため、上レべリングプレート３４と下レべリングプレート３５とを有して成るレべリング機構によって各軸受パッド３２の軸方向の位置を調整（即ち隙間調整）することができるだけでなく、油圧ジャッキ３１のストロークを調整することによっても、各軸受パッド３２の軸方向の位置を調整（即ち隙間調整）することができる。
このため、レべリング機構では対応できない程にスラストカラー２３が大きく傾斜した場合でも、油圧ジャッキ３１のストロークを調整して、各軸受パッド３２の軸方向の位置を調整する（軸受パッド３２をスラストカラー２３の傾斜に追従させる）ことにより、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）を均一にして、各軸受パッド３２のスラスト荷重の分担を均一することができる。即ち、スラストカラー２３の傾斜が小さいときには、レべリング機構による軸受パッド３２の傾斜調整（隙間調整）で対応し、スラストカラー２３の傾斜が大きいときには、油圧ジャッキ３１による軸受パッド３２の傾斜調整（隙間調整）で対応することができるため、スラストカラー２３の傾斜に対して幅広く適切に対応することができる。従って、軸受パッド３２の焼損を確実に防止することができ、スラスト軸受装置２２Ａの健全性が向上する。
更には、スラストカラー２３の傾斜に対応した傾斜調整だけでなく、油圧ジャッキ３１によってエンドプレー（隙間）の調整を行うことも可能である。即ち、組み立て後（回転軸２１にスラスト軸受装置２２Ａを取り付け後）でも、油圧ジャッキ３１によって隙間調整を行うことができる。このため、蒸気タービンやガスタービンのロータを据付後に隙間調整が必要になった場合でも、容易に対応することができる。
また、軸受パッドの背面に直接、油圧ジャッキを設けることも考えられるが、この場合には、組み立て時（回転軸にスラスト軸受装置を取り付けるとき）から、油圧ジャッキに作動油を供給しないと、隙間調整が難しく、組み立て作業に手間がかかる。これに対して、本実施の形態例１のスラスト軸受装置２２Ａでは、下レべリングプレート３５の背面３５ｂに油圧ジャッキ３１を設けることにより、上レべリングプレート３４と下レべリングプレート３５とを有して成るレべリング機構も備えた構成になっているため、油圧ジャッキ３１に作動油を供給しなくても、組み立て作業が容易である。
このため、レべリング機構では対応できない程にスラストカラー２３が大きく傾斜した場合でも、油圧ジャッキ３１のストロークを調整して、各軸受パッド３２の軸方向の位置を調整する（軸受パッド３２をスラストカラー２３の傾斜に追従させる）ことにより、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）を均一にして、各軸受パッド３２のスラスト荷重の分担を均一することができる。即ち、スラストカラー２３の傾斜が小さいときには、レべリング機構による軸受パッド３２の傾斜調整（隙間調整）で対応し、スラストカラー２３の傾斜が大きいときには、油圧ジャッキ３１による軸受パッド３２の傾斜調整（隙間調整）で対応することができるため、スラストカラー２３の傾斜に対して幅広く適切に対応することができる。従って、軸受パッド３２の焼損を確実に防止することができ、スラスト軸受装置２２Ａの健全性が向上する。
更には、スラストカラー２３の傾斜に対応した傾斜調整だけでなく、油圧ジャッキ３１によってエンドプレー（隙間）の調整を行うことも可能である。即ち、組み立て後（回転軸２１にスラスト軸受装置２２Ａを取り付け後）でも、油圧ジャッキ３１によって隙間調整を行うことができる。このため、蒸気タービンやガスタービンのロータを据付後に隙間調整が必要になった場合でも、容易に対応することができる。
また、軸受パッドの背面に直接、油圧ジャッキを設けることも考えられるが、この場合には、組み立て時（回転軸にスラスト軸受装置を取り付けるとき）から、油圧ジャッキに作動油を供給しないと、隙間調整が難しく、組み立て作業に手間がかかる。これに対して、本実施の形態例１のスラスト軸受装置２２Ａでは、下レべリングプレート３５の背面３５ｂに油圧ジャッキ３１を設けることにより、上レべリングプレート３４と下レべリングプレート３５とを有して成るレべリング機構も備えた構成になっているため、油圧ジャッキ３１に作動油を供給しなくても、組み立て作業が容易である。
＜実施の形態例２＞
図６，図７及び図８に基づき、本発明の実施の形態例２に係るスラスト軸受装置２２Ｂについて説明する。なお、本実施の形態例２のスラスト軸受装置２２Ｂの全体構成の概要については上記実施の形態例１のスラスト軸受装置２２Ａ（図１，図２を参照）と同様であるため、ここでの図示及び説明は省略する。また、本実施の形態例２のスラスト軸受装置２２Ｂにおいて上記実施の形態例１のスラスト軸受装置２２Ａ（図１〜図５を参照）と同様の部分については、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図６，図７及び図８に基づき、本発明の実施の形態例２に係るスラスト軸受装置２２Ｂについて説明する。なお、本実施の形態例２のスラスト軸受装置２２Ｂの全体構成の概要については上記実施の形態例１のスラスト軸受装置２２Ａ（図１，図２を参照）と同様であるため、ここでの図示及び説明は省略する。また、本実施の形態例２のスラスト軸受装置２２Ｂにおいて上記実施の形態例１のスラスト軸受装置２２Ａ（図１〜図５を参照）と同様の部分については、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図６及び図７に示すように、本実施の形態例２のスラスト軸受装置２２Ｂでは、２つの温度センサ６１Ａ，６１Ｂ（温度検出手段）と、制御装置６２（油圧ジャッキ制御手段）とを備えている。
一方の温度センサ６１Ａは、軸受部２４の最上部に配設された軸受パッド３２（以下、この軸受パッドの符号を３２Ａとも表示する）に設置されている。他方の温度センサ６１Ｂは、軸受部２４の最下部に配設された軸受パッド３２（以下、この軸受パッドの符号を３２Ｂとも表示する）に設置されている。即ち、温度センサ６１Ａ，６１Ｂは、回転軸２１の径方向の両側に位置する（即ち互いに１８０℃回転対称の位置にある）２つの軸受パッド３２Ａ，３２Ｂにそれぞれ設置されている。
全ての軸受パッド３２において、スラストカラー２３の傾斜によって最も温度が高くなる（即ち最も隙間が狭くなる）軸受パッド３２と、最も温度が低くなる（即ち最も隙間が広くなる）軸受パッド３２は、スラスト軸受装置２２Ｂの設計段階で予測することができる。図示例の場合には、最上部の軸受パッド３２Ａと最下部の軸受パッド３２Ｂが、スラストカラー２３の傾斜によって最も温度が高くなる（最も隙間が狭くなる）軸受パッドと最も温度が低くなる（最も隙間が広くなる）軸受パッドであると予測されるため、これらの軸受パッド３２Ａ，３２Ｂに温度センサ６１Ａ，６１Ｂを設置している。
全ての軸受パッド３２において、スラストカラー２３の傾斜によって最も温度が高くなる（即ち最も隙間が狭くなる）軸受パッド３２と、最も温度が低くなる（即ち最も隙間が広くなる）軸受パッド３２は、スラスト軸受装置２２Ｂの設計段階で予測することができる。図示例の場合には、最上部の軸受パッド３２Ａと最下部の軸受パッド３２Ｂが、スラストカラー２３の傾斜によって最も温度が高くなる（最も隙間が狭くなる）軸受パッドと最も温度が低くなる（最も隙間が広くなる）軸受パッドであると予測されるため、これらの軸受パッド３２Ａ，３２Ｂに温度センサ６１Ａ，６１Ｂを設置している。
温度センサ６１Ａでは、軸受パッド３２Ａの温度（メタル温度）Ｔ1を検出して、この検出温度Ｔ1の信号を制御装置６２へ出力する。温度センサ６１Ｂでは、軸受パッド３２Ｂの温度（メタル温度）Ｔ2を検出して、この検出温度Ｔ2の信号を制御装置６２へ出力する。
制御装置６２では、温度センサ６１Ａから入力する軸受パッド３２Ａの検出温度Ｔ1と、温度センサ６１Ｂから入力する軸受パッド３２Ｂの検出温度Ｔ2とに基づいて、隙間調整（傾斜調整又はエンドプレーの調整）を行う。この制御装置６２の処理内容を、図８のフローチャートに基づいて詳述する。なお、図８の各ステップにはＳ１〜Ｓ８の符号を付した。制御装置６２を起動すると、図８にフローチャートに示す処理が、制御装置６２によって繰り返し実行される。
制御装置６２では、ステップＳ１で処理を開始すると、まず、ステップＳ２において、温度センサ６１Ａから送られてくる軸受パッド３２Ａの検出温度Ｔ1の信号と、温度センサ６１Ｂから送られてくる軸受パッド３２Ｂの検出温度Ｔ2の信号とを入力する。一方、制御装置６２には、設定温度Ｔ0と設定温度差ΔＴ0とが予め設定（入力）されている。
エンドプレー（隙間）の調整が適切に行われている場合、スラストカラー２３が傾斜しなければ、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）が均一であり、各軸受パッド３２のスラスト荷重の分担が均一であるため、検出温度差Ｔ1，Ｔ2が設定温度Ｔ0以上になることはない。また、スラストカラー２３が傾斜しても、その傾斜が小さければ、上レべリングプレート１４と下レべリングプレート１５とで構成されるレべリング機構によって傾斜調整（隙間調整）が行われるため、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）がほぼ均一になり、各軸受パッド３２のスラスト荷重の分担がほぼ均一になるため、検出温度差Ｔ1，Ｔ2が設定温度差Ｔ0以上になることはない。
一方、前記レべリング機構だけでは十分な傾斜調整（隙間調整）を行うことができない程に大きくスラストカラー２３が傾斜したときには、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）が不均一になって各軸受パッド３２のスラスト荷重の分担が不均一になり、メタル温度のバラツキが大きくなる。このため、検出温度Ｔ1又は検出温度Ｔ2が設定温度Ｔ0以上になる。
即ち、スラストカラー２３が軸方向の一方へ大きく傾斜した場合には、上の軸受パッド３２Ａの隙間は狭くなり、下の軸受パッド３２Ｂの隙間は広くなるため、検出温度Ｔ1は上昇して設定温度Ｔ0以上になり、検出温度Ｔ2は低下する。スラストカラー２３が軸方向の他方へ大きく傾斜した場合には、下の軸受パッド３２Ｂの隙間は狭くなり、上の軸受パッド３２Ａの隙間は広くなるため、検出温度Ｔ2は上昇して設定温度Ｔ0以上になり、検出温度Ｔ1は低下する。
これらの場合、検出温度Ｔ1と検出温度Ｔ2の温度差ΔＴは大きくなる。従って、温度差ΔＴが設定温度差ΔＴ0以上であれば、スラストカラー２３が大きく傾斜したことが原因で軸受パッド温度が上昇したと推定することができる。
即ち、スラストカラー２３が軸方向の一方へ大きく傾斜した場合には、上の軸受パッド３２Ａの隙間は狭くなり、下の軸受パッド３２Ｂの隙間は広くなるため、検出温度Ｔ1は上昇して設定温度Ｔ0以上になり、検出温度Ｔ2は低下する。スラストカラー２３が軸方向の他方へ大きく傾斜した場合には、下の軸受パッド３２Ｂの隙間は狭くなり、上の軸受パッド３２Ａの隙間は広くなるため、検出温度Ｔ2は上昇して設定温度Ｔ0以上になり、検出温度Ｔ1は低下する。
これらの場合、検出温度Ｔ1と検出温度Ｔ2の温度差ΔＴは大きくなる。従って、温度差ΔＴが設定温度差ΔＴ0以上であれば、スラストカラー２３が大きく傾斜したことが原因で軸受パッド温度が上昇したと推定することができる。
また、エンドプレーの調節が適切ではなくて隙間が全体的に（即ち円周方向の何れの位置においても）狭すぎる場合には、スラストカラー２３の傾斜が小さくても、また、隙間の狭さによってはスラストカラー２３が傾斜していなくても、検出温度Ｔ1又は検出温度Ｔ2が設定温度Ｔ0以上になること、或いは、検出温度Ｔ1及び検出温度Ｔ2が定温度Ｔ0以上になることがある。
この場合、検出温度Ｔ1と検出温度Ｔ2の温度差ΔＴは小さい。従って、温度差ΔＴが設定温度差ΔＴ0よりも小さければ、スラストカラー２３が大きく傾斜したことが原因ではなく、エンドプレーの調節不足により隙間が全体的に狭すぎることが原因で軸受パッド温度が上昇したと推定することができる。
この場合、検出温度Ｔ1と検出温度Ｔ2の温度差ΔＴは小さい。従って、温度差ΔＴが設定温度差ΔＴ0よりも小さければ、スラストカラー２３が大きく傾斜したことが原因ではなく、エンドプレーの調節不足により隙間が全体的に狭すぎることが原因で軸受パッド温度が上昇したと推定することができる。
そこで、まず、次のステップＳ３では、ステップＳ２で入力した検出温度Ｔ1，Ｔ2と、設定温度Ｔ0とを比較し、検出温度Ｔ1が設定温度Ｔ0以上（Ｔ1≧Ｔ0）になったか否か、又は、検出温度Ｔ2が設定温度Ｔ0以上（Ｔ2≧Ｔ0）になったか否か、又は、検出温度Ｔ1及び検出温度Ｔ2が設定温度Ｔ0以上（Ｔ1≧Ｔ0及びＴ2≧Ｔ0）になったか否かを判定する。
ステップＳ３の判定結果がＮＯの場合、即ち検出温度Ｔ1，Ｔ2が何れも設定温度Ｔ0以上ではない（Ｔ1＜Ｔ0及びＴ2＜Ｔ0）と判定した場合には、ステップＳ２へ戻って、再度、温度センサ６１Ａ，６１Ｂから検出温度Ｔ1，Ｔ2の信号を入力する。
一方、ステップＳ３の判定結果がＹＥＳの場合、即ち検出温度Ｔ1と検出温度Ｔ2の何れか一方又は両方が設定温度Ｔ0以上（Ｔ1≧Ｔ0、又は、Ｔ2≧Ｔ0、又は、Ｔ1≧Ｔ0及びＴ2≧Ｔ0）であると判定した場合には、次のステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、ステップＳ２で入力した検出温度Ｔ1と検出温度Ｔ2との差ΔＴ（Ｔ1−Ｔ２又はＴ2−Ｔ1）を算出する。即ち、この検出温度差ΔＴは、検出温度Ｔ1，Ｔ2の何れか高い方から、検出温度Ｔ１，Ｔ２の何れか低い方を差し引いた値（換言すれば、検出温度Ｔ１，Ｔ２の差の絶対値）である。その後、次のステップＳ５へ進む。
ステップＳ５では、ステップＳ４で算出した検出温度差ΔＴと、設定温度差ΔＴ0とを比較し、検出温度差ΔＴが設定温度差ΔＴ0以上（ΔＴ≧ΔＴ0）であるか否かを判定する。
ステップＳ５の判定結果がＹＥＳの場合、即ち検出温度差ΔＴが設定温度差ΔＴ0以上（ΔＴ≧ΔＴ0）であると判定した場合には、次のステップＳ６へ進む。つまり、この場合には、スラストカラー２３が大きく傾斜したことよって、各軸受パッド３２のスラスト荷重の分担が不均一になったことが、軸受パッド温度が上昇した原因であると推定することができるため、ステップＳ６へ進んで傾斜調整を行う。
即ち、ステップＳ６では、油圧ジャッキ３１のストロークを調整することによって、軸受パッド３の傾斜調整（隙間調整）を行うことにより、軸受パッド３２をスラストカラー２３の傾斜に追従させる（即ちスラストカラー２３の傾斜に応じて軸受パッド１２の軸方向の位置を調整する）。
例えば、検出温度Ｔ1が設定温度Ｔ0以上（Ｔ1≧Ｔ0）になった場合（即ち検出温度Ｔ1の方が検出温度Ｔ2よりも高くなった場合）には、温度が高くなった軸受パッド３２Ａに近い方の油圧ジャッキ３１のストロークは短くし、温度が低くなった軸受パッド３２Ｂに近い方の油圧ジャッキ３１のストロークは長くする。その結果、軸受パッド３２Ａやこれに近い方の軸受パッド３２はスラストカラー２３から離れ、軸受パッド３２Ｂやこれに近い方の軸受パッド３２はスラストカラー２３に近づく。その結果、軸受パッド３２がスラストカラー２３の傾斜に追従するため、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）が均一になり、各軸受パッド３２のスラスト荷重の分担が均一になる。
逆に、検出温度Ｔ2が設定温度Ｔ0以上（Ｔ2≧Ｔ0）になった場合（即ち検出温度Ｔ2の方が検出温度Ｔ1よりも高くなった場合）には、温度が高くなった軸受パッド３２Ｂに近い方の油圧ジャッキ３１のストロークは短くし、温度が低くなった軸受パッド３２Ａに近い方の油圧ジャッキ３１のストロークは長くする。その結果、軸受パッド３２Ｂやこれに近い方の軸受パッド３２はスラストカラー２３から離れ、軸受パッド３２Ａやこれに近い方の軸受パッド３２はスラストカラー２３に近づく。その結果、軸受パッド３２がスラストカラー２３の傾斜に追従するため、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）が均一になり、各軸受パッド３２のスラスト荷重の分担が均一になる。
例えば、検出温度Ｔ1が設定温度Ｔ0以上（Ｔ1≧Ｔ0）になった場合（即ち検出温度Ｔ1の方が検出温度Ｔ2よりも高くなった場合）には、温度が高くなった軸受パッド３２Ａに近い方の油圧ジャッキ３１のストロークは短くし、温度が低くなった軸受パッド３２Ｂに近い方の油圧ジャッキ３１のストロークは長くする。その結果、軸受パッド３２Ａやこれに近い方の軸受パッド３２はスラストカラー２３から離れ、軸受パッド３２Ｂやこれに近い方の軸受パッド３２はスラストカラー２３に近づく。その結果、軸受パッド３２がスラストカラー２３の傾斜に追従するため、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）が均一になり、各軸受パッド３２のスラスト荷重の分担が均一になる。
逆に、検出温度Ｔ2が設定温度Ｔ0以上（Ｔ2≧Ｔ0）になった場合（即ち検出温度Ｔ2の方が検出温度Ｔ1よりも高くなった場合）には、温度が高くなった軸受パッド３２Ｂに近い方の油圧ジャッキ３１のストロークは短くし、温度が低くなった軸受パッド３２Ａに近い方の油圧ジャッキ３１のストロークは長くする。その結果、軸受パッド３２Ｂやこれに近い方の軸受パッド３２はスラストカラー２３から離れ、軸受パッド３２Ａやこれに近い方の軸受パッド３２はスラストカラー２３に近づく。その結果、軸受パッド３２がスラストカラー２３の傾斜に追従するため、円周方向の各位置における隙間（油膜の厚さ）が均一になり、各軸受パッド３２のスラスト荷重の分担が均一になる。
なお、このときの各油圧ジャッキ３１のストローク調整量は、制御装置６２に予め設定（入力）しておく。例えば、検出温度Ｔ1，Ｔ2の大きさに応じて各油圧ジャッキ３１のストローク調整量を設定するようにしてもよい。或いは、制御装置６２に予め設定温度差ΔＴ0よりも小さな設定温度差ΔＴ01を設定（入力）しておき、検出温度差ΔＴが設定温度差ΔＴ01以下になるまで、各油圧ジャッキ３１のストロークを調整（短く又は長く）するようにしてもよい。
一方、ステップＳ５の判定結果がＮＯの場合、即ち検出温度差ΔＴが設定温度差ΔＴ0以上ではない（ΔＴ＜ΔＴ0）と判定した場合には、次のステップＳ７へ進む。つまり、この場合には、エンドプレーの調節が適切ではなくて隙間が全体的に狭すぎることが、軸受パッド温度が上昇した原因であると推定することができるため、ステップＳ７へ進んでエンドプレーの調整を行う。
ステップＳ７では、隙間を広げるようにエンドプレー調整を行う。即ち、全ての油圧ジャッキ３１のストロークを調整（短く）することによって、全ての軸受パッド３２がスラストカラー２３から離れるようにすることにより、隙間を全体的に広くする。
なお、このときの各油圧ジャッキ３１のストローク調整量は、制御装置６２に予め設定（入力）しておく。例えば、検出温度Ｔ1，Ｔ2の大きさに応じて各油圧ジャッキ３１のストローク調整量を設定するようにしてもよい。或いは、制御装置６２に予め設定温度Ｔ0よりも小さな設定温度Ｔ01を設定（入力）しておき、設定温度Ｔ0以上になった検出温度Ｔ1又はＴ2或いはＴ1及びＴ2が、設定温度Ｔ01以下になるまで、各油圧ジャッキ３１のストロークを調整（短く）するようにしてもよい。
本実施の形態例２のスラスト軸受装置２２Ｂのその他の構成については、上記実施の形態例１のスラスト軸受装置２２Ａ（図１〜図５）と同様である。
以上のことから、本実施の形態例２のスラスト軸受装置２２Ｂによれば、上記実施の形態例１のスラスト軸受装置２２Ａと同様の作用効果を得ることができる。
更に、本実施の形態例２のスラスト軸受装置２２Ｂによれば、軸受パッド３２Ａ，３２Ｂの温度Ｔ1，Ｔ2を検出する温度センサ６１Ａ，６１Ｂ（温度検出手段）と、温度センサ６１Ａ，６１Ｂによって得られる軸受パッド３２Ａ，３２Ｂの検出温度Ｔ1，Ｔ2に基づいて、油圧ジャッキ３１のストロークを調整して軸受パッド３２の位置を調整することにより、隙間を調整する制御装置６２（油圧ジャッキ制御手段）とを備えたことを特徴としているため、軸受パッド３２Ａ，３２Ｂの温度に基づいて油圧ジャッキのストローク調整（即ち隙間調整）を行うことができる。このため、軸受パッド３２の焼損をより確実に防止することができ、スラスト軸受装置２２Ｂの健全性が更に向上する。
しかも、制御装置６２では、温度センサ６１Ａ，６１Ｂによって得られる２つの軸受パッド３２Ａ，３２Ｂの検出温度Ｔ1，Ｔ2と設定温度Ｔ0とを比較し、その結果、検出温度Ｔ1，Ｔ2の何れか一方又は両方が設定温度Ｔ0以上であると判定した場合には、検出温度Ｔ1，Ｔ2の差ΔＴを算出して、この検出温度差ΔＴと設定温度差ΔＴ0とを比較し、その結果、検出温度差ΔＴが設定温度差ΔＴ0以上であると判定した場合には、油圧ジャッキ３１のストロークを調整することによって複数（図示例では８個）の軸受パッド３２の傾斜調整を行う一方、検出温度差ΔＴが設定温度差ΔＴ0以上ではないと判定した場合には、油圧ジャッキ３１のストロークを調整（短く）することによって複数（図示例では８個）の軸受パッド３２の位置を調整することにより、隙間を全体的に広くするようにように制御することを備えたことを特徴としているため、検出温度Ｔ1，Ｔ2だけでなく、検出温度差ΔＴも考慮して（軸受パッド温度の上昇が、スラストカラー２３が大きく傾斜したことに因るものか、エンドプレーの調整不足に因るものかを判断して）、より的確に油圧ジャッキ３１のストローク調整（即ち隙間調整）を行うことができる。このため、軸受パッド３２の焼損をより確実に防止して、スラスト軸受装置２２Ｂの健全性が更に向上させることができる。
なお、上記では上下２つの軸受パッド３２Ａ，３２Ｂに温度センサ６１Ａ，６１Ｂが設けられている場合について説明したが、これに限定するものではなく、本発明は３つ以上（全部でもよい）の軸受パッド３２に温度センサが設けられている場合にも適用することができる。
この場合、制御装置６２では、例えば、温度センサによって得られる３つ以上の軸受パッド３２の検出温度Ｔのうちの何れか２つの検出温度Ｔ1，Ｔ2を選定して、これらの検出温度Ｔ1，Ｔ2と設定温度Ｔ0とを比較し、その結果、検出温度Ｔ1，Ｔ2の何れか一方又は両方が設定温度Ｔ0以上（Ｔ1≧Ｔ0又はＴ2≧Ｔ0、或いは、Ｔ1≧Ｔ0及びＴ2≧Ｔ0）であると判定した場合には、検出温度Ｔ1，Ｔ2の差ΔＴ（絶対値）を算出して、この検出温度差ΔＴと設定温度差ΔＴ0とを比較し、その結果、検出温度差ΔＴが設定温度差ΔＴ0以上（ΔＴ≧ΔＴ0）であると判定した場合には、油圧ジャッキ３１のストロークを調整することによって複数（図示例では８個）の軸受パッド３２の傾斜調整を行う一方、検出温度差ΔＴが設定温度差ΔＴ0以上ではない（ΔＴ＜ΔＴ0）と判定した場合には、油圧ジャッキ３１のストロークを調整（短く）することによって複数（図示例では８個）の軸受パッド３２の位置を調整することにより隙間を全体的に広くする（エンドプレー調整）ように制御すればよい。
この場合、制御装置６２では、例えば、温度センサによって得られる３つ以上の軸受パッド３２の検出温度Ｔのうちの何れか２つの検出温度Ｔ1，Ｔ2を選定して、これらの検出温度Ｔ1，Ｔ2と設定温度Ｔ0とを比較し、その結果、検出温度Ｔ1，Ｔ2の何れか一方又は両方が設定温度Ｔ0以上（Ｔ1≧Ｔ0又はＴ2≧Ｔ0、或いは、Ｔ1≧Ｔ0及びＴ2≧Ｔ0）であると判定した場合には、検出温度Ｔ1，Ｔ2の差ΔＴ（絶対値）を算出して、この検出温度差ΔＴと設定温度差ΔＴ0とを比較し、その結果、検出温度差ΔＴが設定温度差ΔＴ0以上（ΔＴ≧ΔＴ0）であると判定した場合には、油圧ジャッキ３１のストロークを調整することによって複数（図示例では８個）の軸受パッド３２の傾斜調整を行う一方、検出温度差ΔＴが設定温度差ΔＴ0以上ではない（ΔＴ＜ΔＴ0）と判定した場合には、油圧ジャッキ３１のストロークを調整（短く）することによって複数（図示例では８個）の軸受パッド３２の位置を調整することにより隙間を全体的に広くする（エンドプレー調整）ように制御すればよい。
また、上記では複数の軸受パッド３２に温度センサを設けた場合について説明したが、必ずしもこれに限定するものではなく、少なくと１つの軸受パッドに温度センサが設けられているスラスト軸受装置であれば、本発明を適用することができる。
例えば、スラストカラー２３の傾斜によって最上部の軸受パッド３２Ａの温度が最も高くなることが予測できる場合には、この軸受パッド３２Ａに温度センサ６１Ａを設置するだけでもよい。この場合のスラスト軸受装置は、軸受パッド３２Ａの温度Ｔ1を検出する温度センサ６１Ａ（温度検出手段）と、この温度センサ６１Ａによって得られる軸受パッド３２Ａの検出温度Ｔ1に基づいて、油圧ジャッキ３１のストロークを調整して軸受パッド３２の位置を調整することにより、隙間を調整する制御装置６２（油圧ジャッキ制御手段）とを備えた構成となる。この場合、例えば、温度センサ６１Ａの検出温度Ｔ1と設定温度Ｔ0とを比較し、その結果、検出温度Ｔ１が設定温度Ｔ0以上（Ｔ1≧Ｔ0）であると判定したとき、油圧ジャッキ３１のストロークを調整して隙間を調整する（即ち軸受パッド３２の傾斜調整行う、又は、隙間を広げるようにエンドプレー調整を行う）ように制御することができる。
例えば、スラストカラー２３の傾斜によって最上部の軸受パッド３２Ａの温度が最も高くなることが予測できる場合には、この軸受パッド３２Ａに温度センサ６１Ａを設置するだけでもよい。この場合のスラスト軸受装置は、軸受パッド３２Ａの温度Ｔ1を検出する温度センサ６１Ａ（温度検出手段）と、この温度センサ６１Ａによって得られる軸受パッド３２Ａの検出温度Ｔ1に基づいて、油圧ジャッキ３１のストロークを調整して軸受パッド３２の位置を調整することにより、隙間を調整する制御装置６２（油圧ジャッキ制御手段）とを備えた構成となる。この場合、例えば、温度センサ６１Ａの検出温度Ｔ1と設定温度Ｔ0とを比較し、その結果、検出温度Ｔ１が設定温度Ｔ0以上（Ｔ1≧Ｔ0）であると判定したとき、油圧ジャッキ３１のストロークを調整して隙間を調整する（即ち軸受パッド３２の傾斜調整行う、又は、隙間を広げるようにエンドプレー調整を行う）ように制御することができる。
＜実施の形態例３＞
図９に基づき、本発明の実施の形態例３に係るスラスト軸受装置２２Ｃについて説明する。なお、本実施の形態例３のスラスト軸受装置２２Ｃの全体構成の概要については上記実施の形態例１，２のスラスト軸受装置２２Ａ，２２Ｂ（図１，図２を参照）と同様であるため、ここでの図示及び説明は省略する。また、本実施の形態例３のスラスト軸受装置２２Ｃにおいて上記実施の形態例１，２のスラスト軸受装置２２Ａ，２２Ｂ（図１〜図８を参照）と同様の部分については、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図９に基づき、本発明の実施の形態例３に係るスラスト軸受装置２２Ｃについて説明する。なお、本実施の形態例３のスラスト軸受装置２２Ｃの全体構成の概要については上記実施の形態例１，２のスラスト軸受装置２２Ａ，２２Ｂ（図１，図２を参照）と同様であるため、ここでの図示及び説明は省略する。また、本実施の形態例３のスラスト軸受装置２２Ｃにおいて上記実施の形態例１，２のスラスト軸受装置２２Ａ，２２Ｂ（図１〜図８を参照）と同様の部分については、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図９に示すように、本実施の形態例３のスラスト軸受装置２２Ｂでは、変位センサ７２（変位量検出手段）と、可変絞り機構７２と、制御装置６２（油圧ジャッキ制御手段及び可変絞り機構制御手段）とを備えている。
変位センサ７１は、回転軸２１の端面２１ｂに対向して配設されており、矢印Ｌで示すような回転軸２１の軸方向の変位量Ｗを検出して、この検出変位量Ｗの信号を制御装置６２へ出力する。検出変位量Ｗは、所定の基準位置（例えば回転軸２１が停止しているときの端面２１ｂの位置）からの変位量である。隙間を広げすぎた場合には、蒸気タービンやガスタービンのロータ（回転軸２１）が、軸方向に大きく変位する（即ち揺動する）おそれがあり、この揺動によってスラスト軸受装置２２Ｃが損傷するおそれがある。従って、前記揺動の発生を検知するために変位センサ７１が設けられている。
可変絞り機構７２は、油圧ジャッキ３１へ作動油５２を供給する油圧系統の供給ライン５５に配設されている。即ち、可変絞り機構７２は、油圧ジャッキ３１の油圧系統の上流側に設けられている。可変絞り機構７２は、振動に対するダンパとしての役割を果たすこともできる。
そこで、制御装置６２では、変位センサ７１から入力する回転軸２１の検出変位量Ｗと、制御装置６２に予め設定（入力）されている設定変位量Ｗ0とを比較し、検出変位量Ｗが設定変位量Ｗ0以上になったとき、可変絞り機構７２の絞り量を調整することにより、回転軸２１の軸方向の揺動を抑制する。即ち、可変絞り機構７２の絞り量を調整することよって、ダンパとしての役割を果たす可変絞り機構７２の減衰係数を調整することにより、回転軸２１の軸方向の揺動を抑制する。
なお、このときの可変絞り機構７２の絞り量（調整量）は、制御装置６２に予め設定（入力）しておく。この場合、検出変位量Ｗの大きさに応じて可変絞り機構７２の絞り量（調整量）を設定するようにしてもよい。或いは、制御装置６２に予め設定変位量Ｗ0よりも小さな設定変位量Ｗ01を設定（入力）しておき、検出変位量Ｗが設定変位量Ｗ01以下になるまで、可変絞り機構７２の絞り量を調整するようにしてもよい。
本実施の形態例３のスラスト軸受装置２２Ｃのその他の構成については、上記実施の形態例１，２のスラスト軸受装置２２Ａ，２２Ｂ（図１〜図８）と同様である。
以上のことから、本実施の形態例３のスラスト軸受装置２２Ｃによれば、上記実施の形態例１，２のスラスト軸受装置２２Ａ，２２Ｂと同様の作用効果を得ることができる。
しかも、本実施の形態例３のスラスト軸受装置２２Ｃによれば、油圧ジャッキ３１へ作動油５２を供給する油圧系統の供給ライン５５に設けた可変絞り機構７２と、回転軸２１の軸方向の変位量Ｗを検出する変位センサ７１と、変位センサ７１で検出された回転軸２１の軸方向の変位量Ｗが、設定変位量ΔＷ0以上になったとき、可変絞り機構７２の絞り量を調整することにより、回転軸２１の軸方向の揺動を抑制する制御装置６２とを備えたことを特徴としているため、油圧ジャッキ３１によって軸受パッド３２の傾斜調整を行うことができるだけでなく、可変絞り機構７２によって回転軸２１の揺動を抑えることもできる。
なお、本発明のスラスト軸受装置は、蒸気タービンやガスタービンのロータの回転軸に設置されるスラスト軸受装置に適用して有用なものであるが、これに限定するものではなく、各種の回転体の回転軸に設置されるスラスト軸受装置に適用することができる。
また、上記実施の形態例１〜３では８個の軸受パッドを有するスラスト軸受装置の例を示したが、勿論、これに限定するもではなく、本発明は８個以外の個数（例えば６個、１０個、１２個など）の軸受パッドを有するスラスト軸受装置にも適用することができる。
また、上記実施の形態例１〜３では８個の軸受パッドを有するスラスト軸受装置の例を示したが、勿論、これに限定するもではなく、本発明は８個以外の個数（例えば６個、１０個、１２個など）の軸受パッドを有するスラスト軸受装置にも適用することができる。
本発明は蒸気タービンやガスタービンのロータなどの回転体の回転軸に設けられるスラスト軸受装置に関するものであり、上レべリングプレートと下レべリングプレートとで構成されるレべリング機構だけでは軸受パッドをスラストカラーの傾斜に追従させることができなるおそれがある場合に適用して有用なものである。
２１ 回転軸
２１ａ 外周面
２１ｂ 端面
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ スラスト軸受装置
２３ スラストカラー
２３ａ 側面
２４ 軸受部
３１ 油圧ジャッキ
３１ａ 本体
３１ｂ ロッド
３１ｂ−１ 先端面
３２，３２Ａ，３２Ｂ 軸受パッド
３２ａ 表面
３２ｂ 背面
３２ｃ 凸部
３３ ピラー
３３ａ 表面
３３ｂ 背面
３３ｃ 凸部
３４ 上レべリングプレート
３４ａ 表面
３４ｂ 凹部
３４ｃ 端部
３５ 下レべリングプレート
３５ａ 端部
３５ｂ 背面
３６ 給油片
３６ａ 給油孔
４１ ハウジング
４１ａ 裏蓋
５１ タンク
５２ 作動油
５３ 油圧ポンプ
５４ リリーフバルブ
５５ 供給ライン
５５ａ 分岐ライン
５６ 制御装置
６１Ａ，６１Ｂ 温度センサ
６２ 制御装置
７１ 変位センサ
７２ 可変絞り機構
２１ａ 外周面
２１ｂ 端面
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ スラスト軸受装置
２３ スラストカラー
２３ａ 側面
２４ 軸受部
３１ 油圧ジャッキ
３１ａ 本体
３１ｂ ロッド
３１ｂ−１ 先端面
３２，３２Ａ，３２Ｂ 軸受パッド
３２ａ 表面
３２ｂ 背面
３２ｃ 凸部
３３ ピラー
３３ａ 表面
３３ｂ 背面
３３ｃ 凸部
３４ 上レべリングプレート
３４ａ 表面
３４ｂ 凹部
３４ｃ 端部
３５ 下レべリングプレート
３５ａ 端部
３５ｂ 背面
３６ 給油片
３６ａ 給油孔
４１ ハウジング
４１ａ 裏蓋
５１ タンク
５２ 作動油
５３ 油圧ポンプ
５４ リリーフバルブ
５５ 供給ライン
５５ａ 分岐ライン
５６ 制御装置
６１Ａ，６１Ｂ 温度センサ
６２ 制御装置
７１ 変位センサ
７２ 可変絞り機構
Claims (4)
- 回転体の回転軸の外周面に突設された円盤状のスラストカラーを、前記スラストカラーの両側に配設された一対の軸受部によって支持し、且つ、前記軸受部は、前記回転軸の円周方向に配列されて前記スラストカラーの側面に隙間を介して対向している複数の軸受パッドと、前記軸受パッドの背面側に配設された複数の上レべリングプレートと複数の下レべリングプレートとを有して成る前記軸受パッドのレべリング機構とを備えた構成であるスラスト軸受装置において、
前記下レべリングプレートの背面に油圧ジャッキをそれぞれ設置して、前記スラストカラーから前記隙間の油膜を介して前記軸受パッドへかかるスラスト荷重を、前記上レべリングプレート及び前記下レべリングプレートを介して、前記油圧ジャッキで受ける構成としたことを特徴とするスラスト軸受装置。 - 請求項１に記載のスラスト軸受装置において、
前記複数の軸受パッドのうちの少なくとも１つの軸受パッドの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって得られる前記の少なくとも１つの軸受パッドの検出温度に基づいて、前記油圧ジャッキのストロークを調整して前記軸受パッドの位置を調整することにより、前記隙間を調整する油圧ジャッキ制御手段と、
を備えたことを特徴とするスラスト軸受装置。 - 請求項１に記載のスラスト軸受装置において、
前記複数の軸受パッドのうちの２つの軸受パッドの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって得られる前記の２つの軸受パッドの検出温度と設定温度とを比較し、その結果、前記検出温度の何れか一方又は両方が設定温度以上であると判定した場合には、前記検出温度の差を算出して、この検出温度差と設定温度差とを比較し、その結果、前記検出温度差が前記設定温度差以上であると判定した場合には、前記油圧ジャッキのストロークを調整することによって前記複数の軸受パッドの傾斜調整を行う一方、前記検出温度差が前記設定温度差以上ではないと判定した場合には、前記油圧ジャッキのストロークを調整することによって前記複数の軸受パッドの位置を調整することにより、前記隙間を全体的に広くするように制御する油圧ジャッキ制御手段と、
を備えたことを特徴とするスラスト軸受装置。 - 請求項１〜３の何れか１項に記載のスラスト軸受装置において、
前記油圧ジャッキへ作動油を供給する油圧系統の供給ラインに設けた可変絞り機構と、
前記回転軸の軸方向の変位量を検出する変位量検出手段と、
前記変位量検出手段で検出される前記回転軸の軸方向の変位量が設定変位量以上になったとき、前記可変絞り機構の絞り量を調整することにより、前記回転軸の軸方向の揺動を抑制する可変絞り機構制御手段と、
を備えたことを特徴とするスラスト軸受装置。
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| CN107676377A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-02-09 | 江苏永钢集团有限公司 | 自调心径向止推滑动轴承在线调整装置及其调整方法 |
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-
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- 2011-12-16 JP JP2011275472A patent/JP5863437B2/ja active Active
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| CN107676377B (zh) * | 2017-10-31 | 2023-06-13 | 江苏永钢集团有限公司 | 自调心径向止推滑动轴承在线调整装置及其调整方法 |
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| JP5863437B2 (ja) | 2016-02-16 |
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