JP2014196788A - 回転軸支持構造及び回転機械 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油が他の機器に影響を与えることを抑制することができる回転軸支持構造及び回転機械を提供することにある。【解決手段】回転軸支持構造（ジャーナル軸受機構）３０は、回転軸２０を支持し、回転軸２０と対面する面に直接潤滑方式により潤滑油Ｌが供給され、回転軸２０とサイドプレート５５、５６の間の隙間から排出された潤滑油Ｌのミストを回収する吸引機構を保有するキャビティ３２内に配置された軸受（ジャーナル軸受）５０と、軸受５０の回転軸の軸方向の端面側で、かつ、回転軸の鉛直方向上側に配置された少なくとも１つの飛散防止板５２、５４と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、回転軸をラジアル方向に支持する回転軸支持構造及び回転機械に関するものである。

ガスタービン、蒸気タービン等の回転機械は、回転軸を回転させる機構である。このような回転軸を有する回転機械では、ラジアル方向の力を受け、ラジアル方向の位置を規制するためにジャーナル軸受（ラジアル軸受）を設けているものがある（特許文献１参照）。

ここで、特許文献１に記載のジャーナル軸受は、回転軸の回転時にロータとステータとの間の抵抗を低減するために、直接潤滑方式により軸受パッドの表面に直接潤滑油を供給する機構を備えている。また、特許文献２には、潤滑油ミストを回収する機構として、軸受カバーと軸受カバーで形成されたキャビティ内の空気を排出するためのダクトを設けることが記載されている。

軸受の潤滑方式における直接潤滑方式とは、軸受パッドの表面に給油ノズル等を用いて直接潤滑油を供給して、軸方向に排油する方法である。この方式による回転軸廻りの潤滑油の流れを、図１３および図１４を用いて説明する。図１３は、回転軸の軸方向から見た潤滑油の流れ図を示す。図１４は、回転軸の径方向から見た潤滑油の流れ図を示す。潤滑油は、回転機械に組み込まれた図示していない潤滑油循環機構に配置された供給ポンプから配管を介して軸受機構に供給される。

図１３は、一例としてジャーナル軸受の回転軸の軸方向から見た断面図を示している。軸受１５０は、上部キャリアリング１６１ａと下部キャリアリング１６１ｂとを有するキャリアリング１６１と、キャリアリング１６１の回転軸２０側に配置された上部軸受パッド１６３と、下部軸受パッド１６４と、給油ノズル１６６と、を有する。潤滑油Ｌは、軸受１５０の下部キャリアリング１６１ｂに設けられた油供給穴１６７から油通路１６５に供給され、下部キャリアリング１６１ｂ内の回転軸２０の周方向に設けられた油通路１６５を経て、下部軸受パッド１６４に配置された給油ノズル１６６から回転軸２０の表面に排出される。給油ノズル１６６は、周方向に複数配置されている。

図１４に示すように、油ノズル１６６から回転軸２０の表面と軸受１５０の内周面の間の隙間に排出された潤滑油Ｌは、回転軸２０の表面に沿って軸方向の上流側及び下流側に流れる。軸受１５０の軸方向の両端は、回転軸廻りの全周をサイドプレート１５５、１５６で覆われている。潤滑油Ｌは、サイドプレート１５５、１５６と回転軸２０の表面の隙間から軸受が配置された軸受カバー内のキャビティ内に排出される。キャビティは、軸受カバーから外部に潤滑油の油ミスト等が漏れ出ないよう、潤滑油循環機構から吸引されて、減圧状態に保持されている。軸受１５０から排出された潤滑油Ｌは、キャビティ内の底部に油ドレンＤＲとして溜められ、潤滑油循環機構に戻されて循環使用される。また、キャビティ中の油ミストは、キャビティ内に設置された吸引口を有する吸引機構により吸引され、回収される。

特開２０１０−２０３４８１号公報 特開２００５−２４０６９１号公報

ところで、図１４に示すように、軸受から排出された潤滑油は、サイドプレート１５５、１５６と回転軸の隙間からキャビティに排出されるが、回転軸２０が高速で回転している場合、排出された潤滑油Ｌは、油ドレンＤＲとしてキャビティの底部に流下せずに、回転軸２０の高速回転と共に回転軸２０の廻りに連れ廻りして、遠心力により回転軸に直交する径方向に飛散する現象が発生する。すなわち、潤滑油がサイドプレート１５５、１５６から排出された直後に、遠心力によりサイドプレート１５５、１５６の側壁に沿って径方向の外側方向に流れ、サイドプレート１５５、１５６の端部の全周からキャビティ中に飛散する。キャビティの上方に飛び散った飛沫油ＳＬの一部が、吸引口に流入して、吸引機構を閉塞させ、回転機械の運転ができなくなる恐れがある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、潤滑油の飛散による閉塞等を回避して、潤滑油が吸引機構等の他の機器に影響を与えることを抑制して、長期に渡り安定して運転することができる回転軸支持構造及び回転機械を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の回転軸支持構造は、回転軸を支持し、前記回転軸と対面する面に直接潤滑方式により潤滑油が供給され、前記回転軸から漏洩した前記潤滑油のミストを回収する吸引機構を保有するキャビティ内に配置された軸受と、前記軸受の前記回転軸の軸方向の端面側で、かつ、前記回転軸の鉛直方向上側に配置された少なくとも１つの飛散防止板を有すること、を特徴とする。

本発明によれば、飛散防止板により、軸受と回転軸の間から軸方向に排出された潤滑油が、鉛直方向上側に飛散することを抑制することができる。これにより、潤滑油による閉塞等の他の機器に影響を与えることを抑制することができ、回転機械を長期に渡り安定して運転することができる。

本発明の回転軸支持構造では、前記飛散防止板は、前記軸受に固定されてもよい。

本発明によれば、飛散防止板を簡単に装着することができ、かつ、軸受に対して、所望の位置に設置しやすくなる。

本発明の回転軸支持構造は、２つの飛散防止板を備え、１つの飛散防止板が前記軸受の前記回転軸の軸方向の一方の端面側に配置され、他の１つの飛散防止板が前記軸受の前記回転軸の軸方向の他方の端面側に配置されてもよい。

本発明によれば、軸受の軸方向の両端に飛散防止板を設けることで、潤滑油が飛散することをより抑制することができる。

本発明の回転軸支持構造では、前記飛散防止板は、前記回転軸の径方向内側の端面に、径方向内側に向かうにしたがって、軸方向において前記軸受から離れる向きに傾斜した傾斜部を有してもよい。

従って、鉛直方向下側に潤滑油を案内することができ、潤滑油が飛散することをより抑制することができる。

本発明の回転軸支持構造では、前記飛散防止板は、前記回転軸の接線を回転方向に沿った向きに伸ばした場合、水平方向または水平方向よりも鉛直方向上側に傾斜した接線と、傾斜部の内周面が形成する内周領域とが、軸方向から飛散防止板を見て、重なるように配置されていてもよい。

従って、潤滑油が鉛直方向上側に飛散されることをより確実に抑制することができる。

本発明の回転軸支持構造では、前記軸受は、ジャーナル軸受であってもよい。

上記の目的を達成するための本発明の回転機械は、上記のいずれかに記載の回転軸支持構造と、を有する。

本発明によれば、他の機器に影響を与えることを抑制することができ、回転機械を長期に渡り安定して運転させることができる。

本発明の回転軸支持構造及び回転機械によれば、飛散防止板により、軸受と回転軸の間から軸方向に排出された潤滑油が、鉛直方向上側に飛散することを抑制することができる。これにより、潤滑油を鉛直方向下側に落すことができ、他の機器に影響を与えることを抑制することができる。その結果、回転機械を長期に渡り安定して運転することができる。

図１は、回転軸支持構造の一実施例であるジャーナル軸受機構を備えるガスタービンの概略構成を示す模式図である。 図２は、本実施例のジャーナル軸受機構の回転軸の径方向から見た概略構成を示す断面図である。 図３は、本実施例のジャーナル軸受機構の回転軸の軸方向から見た概略構成を示す断面図である。 図４は、本実施例のジャーナル軸受機構の回転軸の径方向から見た概略構成を示す断面図である。 図５は、本実施例の一方の飛散防止板の概略構成を示す正面図である。 図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。 図７は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。 図８は、本実施例の他方の飛散防止板の概略構成を示す正面図である。 図９は、図８のＣ−Ｃ線断面図である。 図１０は、本実施例の飛散防止板の機能を説明する説明図である。 図１１は、本実施例の飛散防止板の機能を説明する説明図である。 図１２は、本実施例の飛散防止板の機能を説明する説明図である。 図１３は、回転軸の軸方向から見た潤滑油の流れ図を示す。 図１４は、回転軸の径方向から見た潤滑油の流れ図を示す。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る回転軸支持構造の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。本実施例では、好適な実施例として、回転機械をガスタービンとした場合として説明するが、ガスタービン以外の回転機械、例えば蒸気タービンや、各種原動機およびポンプ等に用いることができる。本実施例の回転軸支持構造は、装置構成が大きくなるガスタービンに用いる場合により好適な効果を得ることができる。

図１は、回転軸支持構造の一実施例であるジャーナル軸受機構を備えるガスタービンの概略構成を示す模式図である。ガスタービン１０は、図１に示すように、圧縮機１２と、燃焼器１４と、タービン１６と、軸受装置１８と、軸受装置１９と、回転軸２０と、を有する。ガスタービン１０の各部は、ケーシング２４の内部に配置されている。ガスタービン１０は、圧縮機１２の一部とタービン１６の一部とが回転軸２０に固定され、回転軸２０とともに回転する。圧縮機１２は、空気を取り入れて圧縮する。圧縮機１２で圧縮された空気は、燃焼器１４に供給される。燃焼器１４は、圧縮機１２で圧縮された空気に燃料を混合して燃焼ガスＧを発生させる。

タービン１６は、燃焼器１４で発生した燃焼ガスＧをその内部に導入して膨張させて回転軸２０に設けられた動翼２２に吹き付けることで、燃焼ガスＧの熱エネルギーを機械的な回転エネルギーに変換して動力を発生させる。

具体的には、タービン１６は、図１に示すように、回転軸２０と、回転軸２０側に設けられた複数の動翼２２と、回転軸２０及び動翼２２を収容するケーシング２４と、ケーシング２４側に固定された複数の静翼２６とを備える。タービン１６は、動翼２２と静翼２６とが、回転軸２０の軸方向に交互に配列されている。動翼２２は、燃焼器１４から噴射されて回転軸２０の軸方向に流れる燃焼ガスＧによって回転軸２０を回転させる。回転軸２０の回転エネルギーは、回転軸２０に連結された機構、例えば発電機により取り出される。なお、以下の説明において、タービン１６から圧縮機１２を見る側（図１の紙面上で左側）を上流側と呼び、圧縮機１２側からタービン１６を見る側（図１の紙面上で右側）を下流側と呼ぶ。また、回転軸２０が延伸する方向を軸方向と呼び、軸方向に直交する方向を径方向と呼ぶ。また、回転軸２０の軸中心Ｐが延伸する方向を水平方向と呼ぶ。さらに、水平面に対して垂直な方向を鉛直方向と呼ぶ。

軸受装置１８は、回転軸２０の圧縮機１２よりも上流側に配置されている。軸受装置１８は、ジャーナル軸受機構３０と、スラスト軸受機構４０と、潤滑油循環機構４１と、吸引機構４８と、を有する。ジャーナル軸受機構３０は、ケーシング２４に固定されており、回転軸２０の径方向の荷重を受け、ケーシング２４に対する回転軸２０の径方向の移動を規制する。スラスト軸受機構４０は、ケーシング２４に固定されており、回転軸２０の軸方向の荷重を受け、ケーシング２４に対する回転軸２０の軸方向の移動を規制する。潤滑油循環機構４１は、ジャーナル軸受機構３０とスラスト軸受機構４０に潤滑油を供給し、回収して、潤滑油を循環させる。また、吸引機構４８は、ジャーナル軸受機構３０を収容する軸受カバー３１により形成される空間（キャビティ３２）の空気を吸引して、潤滑油の油ミストを回収するために設けられる。潤滑油循環機構４１には、図示していない排気ファン等が設けられ、空間中の空気を吸引して、空間内を減圧下に維持している。吸引機構４８から潤滑油循環機構４１に送られた空気中に含まれた油ミストは、空気中から分離され、ジャーナル軸受で回収された油ドレンＤＲと共に潤滑油循環機構４１内に貯留される。回収された潤滑油Ｌは、図示していない供給ポンプで軸受機構に加圧供給される。これにより、吸引機構４８は、ジャーナル軸受機構３０に形成された空間内の空気に混入した潤滑油のミストを回収し、潤滑油循環機構４１に戻すことができる。吸引機構４８により、空間内の空気を吸引することで、空間内が常に減圧下に維持され、油ミストが軸受カバーから外部に漏れ出すことを防止できる。

軸受装置１９は、回転軸２０のタービン１６側の端部に設けられている。軸受装置１９は、ジャーナル軸受機構３０と、潤滑油循環機構４２と、吸引機構４９と、を有する。ジャーナル軸受機構３０は、ケーシング２４に固定されており、回転軸２０の径方向の荷重を受け、ケーシング２４に対する回転軸２０の径方向の移動を規制する。潤滑油循環機構４２は、ジャーナル軸受機構３０に潤滑油を供給し、回収して、潤滑油を循環させる。吸引機構４９は、吸引機構４８と同じ機能を備え、ジャーナル軸受機構３０に形成されたキャビティ３２内の空気を吸引することで、油ミストがジャーナル軸受のキャビティ３２から外部に漏れ出すことを防止することができる。ガスタービン１０は、以上のような構成であり、軸受装置１８、１９が回転軸２０をケーシング２４に対して支持している。

次に、図２から図１２を用いて、回転軸を支持する回転軸支持構造の一例であるジャーナル軸受機構３０について説明する。なお、本実施例では、軸受装置１８のジャーナル軸受機構３０について説明するが、軸受装置１９のジャーナル軸受機構３０も同様の構成とすることが好ましい。まず、図１及び図２を用いて、ジャーナル軸受機構３０の概略構成について説明する。図２は、本実施例のジャーナル軸受機構の概略構成を示す断面図である。

ジャーナル軸受機構３０は、図１に示すように、周囲がケーシング２４で囲まれている。ジャーナル軸受機構３０は、図２に示すように、軸受カバーに囲われて配置されており、ジャーナル軸受５０と、サイドプレート５５、５６と、飛散防止板５２、５４と、を有する。ジャーナル軸受５０を収容した軸受カバー３１で囲まれた空間は、キャビティ３２を形成している。

ジャーナル軸受（軸受）５０は、回転軸２０の外周に配置され、内周面が回転軸２０と対面している。ジャーナル軸受５０は、ケーシング２４に固定されている。ジャーナル軸受５０は、潤滑油循環機構４１から潤滑油Ｌが供給される。ジャーナル軸受５０は、供給された潤滑油Ｌにより回転軸２０との間に潤滑油膜を形成する。供給された潤滑油は、ジャーナル軸受と回転軸２０の間の隙間から油ドレンＤＲとして排出され、基本的に回転軸２０から鉛直方向下に落下し、キャビティ３２の底に貯留される。回収された油ドレンＤＲは、潤滑油循環機構４１で回収された油ミストと一緒にして、再循環、再使用される。また、サイドプレート５５、５６は、回転軸２０の廻りのジャーナル軸受５０の全周を軸方向から覆うように、ジャーナル軸受５０の軸方向の両端に取付けられている。

飛散防止板５２は、ジャーナル軸受５０の軸方向の上流側、つまり、スラスト軸受機構４０側の面に固定されている。飛散防止板５４は、ジャーナル軸受５０の軸方向の下流側の面に固定されている。なお、飛散防止板５２、５４の形状、機能については、後述する。次に、吸引機構４８は、ジャーナル軸受５０が配置されているキャビティ３２内で、ジャーナル軸受５０の鉛直方向上側の空間内に、吸引口４８ａが形成されている。なお、吸引口４８ａの位置は、径方向ではジャーナル軸受５０の外周側で、軸方向ではジャーナル軸受５０の軸方向厚さの中間のキャビティ３２内が好ましい。この位置であれば、飛沫油ＳＬが直接吸引口４８ａに流入するおそれはない。

次に、図３及び図４を用いて、ジャーナル軸受５０について概略構造を説明する。図３は、本実施例の直接潤滑方式が適用されたジャーナル軸受５０の概略構成を示す正面図である。ジャーナル軸受５０は、ティルティングパッドジャーナル軸受であり、キャリアリング６１と、上部軸受パッド６３と、下部軸受パッド６４と、給油ノズル６６と、を有する。

軸受のハウジングであるキャリアリング６１は、上部キャリアリング６１ａと、下部キャリアリング６１ｂと、からなる。上部キャリアリング６１ａと、下部キャリアリング６１ｂと、は、ボルト締結等で連結されている。上部軸受パッド６３は、本軸受の軸方向の両端に各１個ずつ配置され、外周面が上部キャリアリング６１ａの内周面に接している。下部軸受パッド６４は、その外周面が下部キャリアリング６１ｂの内周面に接して、径方向の内側に配置されている。

上部軸受パッド６３と下部軸受パッド６４には、周方向の両端部及び中間部の内周面側に複数の給油ノズル６６が設けられている。それぞれの給油ノズル６６は、軸方向に回転軸に平行に配置されている。下部キャリアリング６１ｂには、ジャーナル軸受５０に潤滑油を供給するため、油供給穴６７が設けられている。また、油供給穴６７は、上部キャリアリング６１ａおよび下部キャリアリング６１ｂの内周側の周方向に穿孔された油通路６５に接続されている。さらに、油通路６５は、径方向の内方側に分岐して給油ノズル６６に連通している。給油ノズル６６は、回転軸２０の内周面側に、複数の開口を有している。なお、上述の構造は、直接潤滑方式のジャーナル軸受の構造の一例であり、直接潤滑方式のジャーナル軸受であれば、他の公知の構造でもよく、例えば、特許文献１に示す構造でもよい。

次に、図２に加え、図５から図１２を用いて、飛散防止板５２、５４について説明する。図５は、本実施例の一方の飛散防止板の概略構成を示す正面図である。図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。図７は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。図８は、本実施例の他方の飛散防止板の概略構成を示す正面図である。図９は、図８のＣ−Ｃ線断面図である。図１０から図１２は、それぞれ、本実施例の飛散防止板の機能を説明する説明図である。

飛散防止板５２は、図２及び図５に示すように、ジャーナル軸受５０に対して軸方向の上流側に配置され、内径が回転軸２０よりも大きく、外径がジャーナル軸受５０の外径と略同じリング形状の部材である。さらに、飛散防止板５２は、回転軸２０の軸廻りの方向（回転方向）において、半円（１８０度）分に切断した形状である。つまり、飛散防止板５２は、回転方向における配置領域が全周の半分となる。飛散防止板５２は、回転方向における２つの端面７９を結んだ線が、水平方向に対して傾斜した状態でジャーナル軸受５０の鉛直方向上側部分を覆っている。具体的には、２つの端面７９を軸方向の上流側から見た場合、水平方向から回転方向に対して逆方向に一定角度回転させた状態となる。

飛散防止板５２は、図５及び図６に示すように、径方向外側の環状板材部分が基部７０となり、ジャーナル軸受５０と接触している。飛散防止板５２は、基部７０よりも径方向内側の部分が、基部７０に対して傾斜した傾斜部７２となる。傾斜部７２は、径方向内側に向かうにしたがって、基部７０が固定されているジャーナル軸受５０から軸方向に離れる向きに傾斜している。傾斜部７２の回転軸２０に対面する側の内周面７２ａは、基部７０の内周端７０ａに連接している。また、傾斜部７２の軸方向上流側の先端には、鋭角状の先端部７２ｂが形成されている。

また、飛散防止板５２は、図５及び図７に示すように、回転方向の後方側において、水平方向に突起部７４が設けられている。突起部７４は、基部７０及び傾斜部７２のジャーナル軸受５０と接触している面とは軸方向の反対側の面に配置されており、基部７０の面から回転軸２０の軸方向に突出している。また、突起部７４は、基部７０の径方向外側の端部よりもさらに径方向の外側に突出している。また、飛散防止板５２は、基部７０に飛散防止板５２をジャーナル軸受５０に締結するためのボルトを挿入するボルト穴７８が複数設けられている。

飛散防止板５４は、図２及び図８に示すように、ジャーナル軸受５０に対して軸方向の下流側に配置され、内径が回転軸２０よりも大きく、外径がジャーナル軸受５０の外径と略同じリング形状の部材である。さらに、飛散防止板５４は、回転軸２０の軸廻りの方向（回転方向）において、半円（１８０度）分に切断した形状である。つまり、飛散防止板５４も、回転方向における配置領域が全周の半分となる。飛散防止板５４は、回転方向における２つの端面８９を結んだ線が、水平方向に対して傾斜した状態でジャーナル軸受５０の鉛直方向上側部分を覆っている。具体的には、２つの端面８９を軸方向の下流側から見た場合、水平方向から回転方向に対して逆方向に一定角度回転させた状態となる。したがって、飛散防止板５４は、軸方向から見た場合に、回転方向における配置位置が飛散防止板５２と重なる。

飛散防止板５４は、基本的な断面形状が飛散防止板５２と同様の形状となる。具体的には、飛散防止板５４は、基本的な断面形状が図６に示すＡ−Ａ線断面と同様の形状となる。飛散防止板５４は、径方向外側の環状板材部分が基部８０となり、ジャーナル軸受５０と接触している。飛散防止板５４は、基部８０よりも径方向内側の部分は、基部８０に対して傾斜した傾斜部８２となる。傾斜部８２は、径方向内側に向かうにしたがって、基部８０が固定されているジャーナル軸受５０から軸方向に離れる向きに傾斜している。傾斜部８２の形状は、傾斜部７２と実質同じ形状である。

また、飛散防止板５４は、図８及び図９に示すように、鉛直方向の最も下側となる位置に突起部８４が設けられている。突起部８４は、基部８０及び傾斜部８２のジャーナル軸受５０と接触している面とは軸方向の反対側の面に配置されており、基部８０の面から回転軸２０の軸方向に突出している。また、飛散防止板５４は、基部８０に飛散防止板５４をジャーナル軸受５０に締結するためのボルトを挿入するボルト穴８８が複数設けられている。

飛散防止板５２、５４は、前述のような形状である。ジャーナル軸受機構３０は、図１０から図１２に示すように飛散防止板５２、５４を設けることで、回転軸２０とジャーナル軸受５０との間から軸方向に排出され潤滑油Ｌが、飛沫油ＳＬとして回転軸２０に対して鉛直方向上側に飛散することを抑制することができる。すなわち、上述の図１４に示す軸受１５０で説明したように、ジャーナル軸受５０に供給された潤滑油Ｌは、軸方向の両端に配置されたサイドプレート５５、５６と回転軸２０との間の隙間から回転軸２０に沿って飛散防止板５２、５４側に排出される。さらに、図１０、図１１及び図１４に示すように、サイドプレート５５、５６から排出された潤滑油Ｌは、回転軸２０の遠心力でサイドプレート５５，５６の側壁に沿って、全ての径方向の外側方向に飛散しようとする（矢印１０２）。飛散防止板５２で囲われた領域の場合、回転軸２０の表面に沿って流出した潤滑油Ｌは、図１２の矢印１０２に示すように、一旦サイドプレート５５の側壁に沿って径方向外側方向に流れる。潤滑油Ｌは、サイドプレート５５の側壁に沿って径方向外側方向に流れた後、基部７０の内周端７０ａ及び傾斜部７２の内周面７２ａに衝突して、矢印１０３に示すように、傾斜部７２の傾斜する径方向内側に折り返す流れを形成する。従って、傾斜部７２の先端部７２ｂを離れた潤滑油Ｌが、先端部７２ｂから傾斜部の外周面に沿って径方向の外側を流れて、飛沫油ＳＬとして飛散することはない。ここで、本実施例において、図１０及び図１１に示すように、回転軸２０は矢印１０１の方向に回転しているため、排出された潤滑油Ｌは、回転軸２０の表面に沿って、軸方向に排出されると共に、回転軸２０の遠心力により、回転軸２０の表面の接線方向、かつ、回転方向前方側の方向である、矢印１０２の方向に排出される。

ジャーナル軸受機構３０は、図１０及び図１１に示すように、リング状の半円分の形状となる飛散防止板５２、５４が水平鉛直方向上側の半分を覆う位置から所定角度回転させた位置に配置されている。本実施例では、飛散防止板５２、５４を９０度以下の角度で回転させている。具体的には、飛散防止板５２、５４は、軸方向から飛散防止板５２、５４を見た場合、傾斜部７２、８２の内周面７２ａ、８２ａが形成する領域、すなわち、基部７０の内周端７０ａと傾斜部７２の径方向先端部７２ｂで囲まれた領域（内周領域）とが、回転軸２０の表面の接線重なる領域に配置されることが好ましい。回転軸２０の表面から離れた潤滑油の流線が形成する矢印１０２の中で、水平方向に対して鉛直方向の上方を向く接線が、傾斜部７２の内周面７２ａに衝突するような角度で取り付けられていればよい。つまり、図１０において、回転方向の最前方側の基部７０の内周端７０ａと端面７９の交差する内周縁７９ａを通る接線となる矢印１０２ａが、水平方向に対して平行か又は鉛直方向の下向きとなる取付け角度であればよい。

これにより、飛散防止板５２、５４は、水平方向または水平方向よりも鉛直方向上側に排出された潤滑油を、図１２に示すように、傾斜部７２（８２）の内周面７２ａ（８２ａ）に接触させることができる。傾斜部７２（８２）の内周面７２ａ（８２ａ）に接触した潤滑油は、進行方向が径方向外向きの流れから反対向きの流れとなる。つまり、潤滑油は、傾斜部７２（８２）により、水平方向または水平方向よりも鉛直方向下側に傾いた向きで、かつ、径方向内側の向きに流れが変えられ、油ドレンＤＲとしてキャビティ３２の底部に落下する。

なお、図１０において、飛散防止板５２がない回転軸２０の鉛直方向の下側の領域の場合、大半の潤滑油の流線が形成する接線となる矢印１０２の方向は、水平方向に対して回転方向に下向きとの方向となるので、潤滑油がキャビティ３２内に飛沫油ＳＬとなって飛散するおそれはない。但し、飛散防止板５２は、傾斜部７２の内周面７２ａの回転方向の最後方側の端面７９と交差する内周端７９ｂを通る接線となる矢印１０２ｂが、水平方向に対して平行か又は鉛直方向の下向きとなる取付け角度が好ましい。

このように、ジャーナル軸受機構３０は、飛散防止板５２、５４を設けることで、ジャーナル軸受５０と回転軸２０との間から排出され、径方向外側方向に飛散する潤滑油を水平方向に対して鉛直方向下側に案内することができる。つまり、飛散防止板５２、５４で径方向に飛散する潤滑油を鉛直方向下側に案内することで、ジャーナル軸受５０の径方向よりも外側において、潤滑油が鉛直方向上側に排出され、飛沫油ＳＬとしてキャビティ３２内に飛散することを抑制することができる。回転軸２０から鉛直方向下方に流下した潤滑油は、油ドレンＤＲとしてキャビティ３２の底部に貯留され、潤滑油循環機構４１、４２に返送される。

これにより、ジャーナル軸受５０の周囲に配置されている他の機器に影響を与えることを抑制することができる。例えば、本実施例のように、ジャーナル軸受５０が配置された空間の空気を吸引し、吸引機構４８を設けた場合であっても、吸引口４８ａの周辺に飛散した潤滑油が到達することを抑制することができる。これにより吸引機構４８は、ミスト状の潤滑油を含む空気の吸引時に液滴の潤滑油である飛沫油ＳＬを吸引してしまうことを抑制することができる。これにより、吸引機構４８が飛沫油ＳＬを吸引してしまい、吸引口４８ａ等が閉塞してしまうことを抑制することができる。これにより、潤滑油による閉塞等の他の機器に影響を与えることを抑制することができ、回転機械を長期に渡り安定して運転することができる。

また、本実施例のように、飛散防止板５２、５４に傾斜部７２、８２を設けることで、飛散防止板５２、５４でより高確率で潤滑油を捕らえることができ、さらに、鉛直方向下側に潤滑油を案内することができる。これにより、潤滑油が他の機器に影響を与える恐れを低減することができる。これにより、潤滑油による閉塞等の他の機器に影響を与えることを抑制することができ、回転機械を長期に渡り安定して運転することができる。

また、飛散防止板５２、５４は、突起部７４、８４を設けることで、他の部分で反射した潤滑油等が鉛直方向上側に跳ね返ってきた場合でも、鉛直方向上側に移動することを遮ることができる。これにより、潤滑油が他の機器に影響を与える恐れをより低減することができる。なお、突起部７４、８４は、回転方向に複数配置してもよい。

なお、飛散防止板は、上記各種効果を得ることができるため、本実施例の各種形状を備えることが好ましいが、これに限定されない。例えば、飛散防止板の回転方向において配置する範囲は、回転軸の表面から離れた潤滑油の流線が形成する接線が、飛散防止板の内周領域に重なるという条件を満たす限り、１８０度に限定されない。９０度でも１７０度でも２５０度でもよい。なお、飛散防止板は、１８０度とすることで、水平方向または水平方向よりも鉛直方向上側に傾いた向きで排出される潤滑油を好適に捕らえることができる。また、飛散防止板は、傾斜部、突起部を設けていることが好ましいが、これに限定されない。傾斜部に換えて、軸方向に平行な遮蔽部を設けてもよい。また、飛散防止板の径方向内側の面の形状は、断面が直線となっても曲線となっても、その組み合わせでもよい。

また、ジャーナル軸受機構は、本実施例のように軸方向の両端のそれぞれに飛散防止板を配置することが好ましいが、一方側のみに設けてもよい。また、ジャーナル軸受機構は、吸引機構を備えている場合、軸方向において、吸引口が設けられている側のジャーナル軸受の端面には、飛散防止板を設けることが好ましい。これにより、吸引口に潤滑油が到達することを好適に抑制することができる。

また、本実施例のジャーナル軸受機構は、飛散防止板をジャーナル軸受に固定したが、これに限定されない。飛散防止板は、ジャーナル軸受と回転軸の間から排出される潤滑油の飛散を防止できればよく、ジャーナル軸受以外の部品で支持されていてもよい。例えば、ケーシングに固定されていてもよい。

本実施例のようにジャーナル軸受機構を回転軸支持構造とすることで、排出される潤滑油の影響をより好適に抑制することができる。なお、回転軸支持機構としては、ジャーナル軸受機構に限定されず、スラスト軸受機構に設けてもよい。

１０ ガスタービン
１２ 圧縮機
１４ 燃焼器
１６ タービン
１８、１９ 軸受装置
２０ 回転軸
２２ 動翼
２４ ケーシング
２６ 静翼
３０ ジャーナル軸受機構（回転軸支持機構）
３１ 軸受カバー
３２ キャビティ
４０ スラスト軸受機構
４１、４２ 潤滑油循環機構
４８ 吸引機構
４８ａ 吸引口
５０ 軸受（ジャーナル軸受）
５２、５４ 飛散防止板
５５、５６ サイドプレート
６１ キャリアリング
６１ａ 上部キャリアリング
６１ｂ 下部キャリアリング
６３ 上部軸受パッド
６４ 下部軸受パッド
６５ 油通路
６６ 給油ノズル
６７ 油供給穴
７０ 基部
７０ａ 内周端
７２、８２ 傾斜部
７２ａ、８２ａ 内周面
７２ｂ 先端部
７４、８４ 突起部
７８ ボルト穴
７９ 端面
７９ａ 内周縁
７９ｂ 内周端

Claims (7)

1. 回転軸を支持し、
   前記回転軸と対面する面に直接潤滑方式により潤滑油が供給され、前記回転軸から漏洩した前記潤滑油のミストを回収する吸引機構を保有するキャビティ内に配置された軸受と、
   前記軸受の前記回転軸の軸方向の端面側で、かつ、前記回転軸の鉛直方向上側に配置された少なくとも１つの飛散防止板を有することを特徴とする回転軸支持構造。
2. 前記飛散防止板は、前記軸受に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の回転軸支持構造。
3. 前記回転軸支持構造は２つの飛散防止板を備え、１つの飛散防止板が前記軸受の前記回転軸の軸方向の一方の端面側に配置され、
   他の１つの飛散防止板が前記軸受の前記回転軸の軸方向の他方の端面側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転軸支持構造。
4. 前記飛散防止板は、前記回転軸の径方向内側の端面に、径方向内側に向かうにしたがって、軸方向において前記軸受から離れる向きに傾斜した傾斜部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転軸支持構造。
5. 前記飛散防止板は、前記回転軸の接線を回転方向に沿った向きに伸ばした場合、水平方向または水平方向よりも鉛直方向上側に傾斜した接線と、前記傾斜部の内周面が形成する内周領域とが、軸方向から前記飛散防止板を見て重なるように配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回転軸支持構造。
6. 前記軸受は、ジャーナル軸受であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の回転軸支持構造。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の回転軸支持構造、を有する回転機械。
   

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