JP2014202280A - Bearing device and rotary machine having the same - Google Patents

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貝漕 高明
Takaaki Kaikogi
高明 貝漕
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2300/00Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/30Application independent of particular apparatuses related to direction with respect to gravity
    • F16C2300/34Vertical, e.g. bearings for supporting a vertical shaft

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing device capable of stably supporting a rotor while the rotor is efficiently rotated.SOLUTION: The bearing device comprises a thrust collar 20 provided to project from the outer peripheral surface of a rotor 2 extending along an axis line O; and a plurality of bearing pad groups 30, in which a pad surface is arranged to face the thrust collar 20 in an axis line O direction. In the plurality of bearing pad groups 30, opposite distances h1 and h2 to the thrust collar 20 are arranged differently with each other in the bearing pad groups 30, and most close proximity bearing pad groups 40, which are at least bearing pad groups 30 that approach most the thrust collar 20 in the bearing pad groups 30, comprise a retraction drive part 42 for retracting from the thrust collar 20, the retraction drive part 42 retracting the bearing pad groups when a force applied to the bearing pad groups from the thrust collar 20 exceeds a prescribed threshold value.

Description

本発明は、軸受装置、及び該軸受装置を備える回転機械に関する。   The present invention relates to a bearing device and a rotary machine including the bearing device.

蒸気タービン、ガスタービン、原子力タービン、コンプレッサ、水車、ポンプ等の大型回転機械には、ロータを軸方向に支持する軸受装置として、スラスト軸受が用いられていることが知られている。スラスト軸受は、スラストカラーに対向するように軸受パッドがロータの回転方向である周方向に亘って複数配置されている。スラスト軸受を用いた軸受装置は、油膜を介して軸受パッドでスラストカラーを支持し、ロータを軸線方向に拘束している。   It is known that a thrust bearing is used as a bearing device for supporting a rotor in an axial direction in large rotating machines such as a steam turbine, a gas turbine, a nuclear turbine, a compressor, a water turbine, and a pump. In the thrust bearing, a plurality of bearing pads are arranged across the circumferential direction which is the rotational direction of the rotor so as to face the thrust collar. In a bearing device using a thrust bearing, a thrust collar is supported by a bearing pad via an oil film, and the rotor is restrained in the axial direction.

このような軸受装置として、例えば、特許文献1では、軸受装置に用いられている複数の軸受パッドのうち、一部の軸受パッドのみに過大な力がかかり過ぎないように油圧を利用して一定の力を受けた軸受パッドを移動させ、他の軸受パッドでもスラストカラーを支持する技術が開示されている。このような軸受装置を用いることで、スラストカラーからの力を複数の軸受パッドで均一に分散して受けることができ、特定の軸受パッドに過度な力がかかり損傷してしまうことを防止できる。   As such a bearing device, for example, in Patent Document 1, among a plurality of bearing pads used in the bearing device, constant pressure is applied by using hydraulic pressure so that an excessive force is not applied only to some of the bearing pads. A technique is disclosed in which a bearing pad that receives the above force is moved and the thrust collar is supported by another bearing pad. By using such a bearing device, the force from the thrust collar can be uniformly distributed and received by the plurality of bearing pads, and it is possible to prevent the specific bearing pad from being excessively damaged and damaged.

特許第5000044号公報Japanese Patent No. 5000044

ところで、回転機械のロータからスラストカラーを介してスラスト軸受の軸受パッドが受けることが可能な許容荷重である許容スラスト力は、一般に軸受パッドの大きさに応じて変化する。即ち、軸受パッドの受圧面積が大きくなれば許容スラスト荷重は大きくなり、逆に軸受パッドの受圧面積が小さくなれば許容スラスト荷重も小さくなる。そのため、ロータから大きな力を受ける軸受装置では、軸受パッドを大きくしてスラストカラーと対向する面を大きくする必要がある。   Incidentally, the allowable thrust force, which is the allowable load that can be received by the bearing pad of the thrust bearing through the thrust collar from the rotor of the rotating machine, generally varies depending on the size of the bearing pad. That is, if the pressure receiving area of the bearing pad increases, the allowable thrust load increases. Conversely, if the pressure receiving area of the bearing pad decreases, the allowable thrust load decreases. Therefore, in a bearing device that receives a large force from the rotor, it is necessary to enlarge the bearing pad and increase the surface facing the thrust collar.

しかしながら、軸受パッドを大きくすると、スラストカラーと軸受パッドとの間の摩擦損失が大きくなることで生じるロータの回転効率の低下や、使用する潤滑油の油量の増大等の問題が生じる。一方、軸受パッドを小さくすると、ロータの回転効率は向上するが、上述したようにロータからの大きな力を支持することができず、スラストカラーと対向する軸受パッドの面の温度が上昇し軸受パッドが損傷することで、スラスト軸受の性能が大きく低下してしまい安定してロータを支持することで難しくなるという問題を有している。   However, when the bearing pad is enlarged, problems such as a reduction in the rotational efficiency of the rotor and an increase in the amount of lubricating oil to be used occur due to an increase in friction loss between the thrust collar and the bearing pad. On the other hand, if the bearing pad is made smaller, the rotational efficiency of the rotor is improved, but as described above, a large force from the rotor cannot be supported, and the temperature of the surface of the bearing pad facing the thrust collar rises and the bearing pad increases. As a result of the damage, the performance of the thrust bearing is greatly reduced, and it becomes difficult to stably support the rotor.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、効率的にロータを回転させながら、ロータを安定して支持することが可能な軸受装置、及び該軸受装置を備える回転機械を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a bearing device capable of stably supporting a rotor while efficiently rotating the rotor, and a rotary machine including the bearing device. The purpose is to provide.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の一態様に係る軸受装置は、軸線に沿って延びるロータの外周面から張り出すように設けられたスラストカラーと、該スラストカラーに対してパッド面が前記軸線方向に対向して配置された複数の軸受パッド群とを備え、これら複数の軸受パッド群は、前記スラストカラーとの対向距離が前記軸受パッド群同士で互いに異なるように配置され、前記軸受パッド群のうち少なくとも前記スラストカラーに最も近接した軸受パッド群である最近接軸受パッド群は、前記スラストカラーから後退させる後退駆動部を備え、該後退駆動部は、前記軸受パッド群が前記スラストカラーから受ける力が予め定めた閾値を超えた際に、該軸受パッド群を後退させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
A bearing device according to an aspect of the present invention includes a thrust collar provided so as to protrude from an outer peripheral surface of a rotor extending along an axis, and a pad surface facing the thrust collar in the axial direction. A plurality of bearing pad groups, and the plurality of bearing pad groups are arranged such that the distances between the bearing pad groups are different from each other, and at least the thrust collar of the bearing pad groups is arranged. The closest bearing pad group, which is the closest bearing pad group, includes a retreat drive unit that retreats from the thrust collar, and the retreat drive unit has a predetermined threshold value for the force that the bearing pad group receives from the thrust collar. The bearing pad group is retracted when exceeding.

このような構成によれば、スラストカラーから受ける力が小さいときは、ロータを最近接軸受パッド群のみにてスラストカラーを介して支持することで、ロータに生じる損失を低減することができ、効率良くロータを回転させることができる。そして、スラストカラーから受ける力が予め定めた閾値を超えると、後退駆動部によって軸受パッド群を後退させ、他の軸受パッド群でもスラストカラーを支持することができる。そのため、スラストカラーを介してロータから軸受パッドが受ける力に応じて、スラストカラーを支持する軸受パッドの数を増やすことができ、スラストカラーを支持する軸受パッドの閾値を軸受装置全体として大きくすることができる。その結果、スラストカラーから受ける力が大きくなっても、ロータを支持するために必要な許容スラスト力を軸受装置が有することとなり、ロータを安定して支持することが可能となる。これにより、効率的にロータを回転させながら、ロータを安定して支持するために必要な許容スラスト力を変化させることが可能となる。   According to such a configuration, when the force received from the thrust collar is small, the loss generated in the rotor can be reduced by supporting the rotor via the thrust collar only by the nearest bearing pad group, and the efficiency The rotor can be rotated well. When the force received from the thrust collar exceeds a predetermined threshold value, the bearing pad group can be moved backward by the backward drive unit, and the thrust collar can be supported by another bearing pad group. Therefore, the number of bearing pads that support the thrust collar can be increased according to the force received by the bearing pad from the rotor via the thrust collar, and the threshold of the bearing pad that supports the thrust collar can be increased as a whole bearing device. Can do. As a result, even if the force received from the thrust collar increases, the bearing device has an allowable thrust force necessary to support the rotor, and the rotor can be stably supported. Thereby, it is possible to change the allowable thrust force necessary to stably support the rotor while efficiently rotating the rotor.

また、本発明の他の態様に係る軸受装置は、最近接軸受パッド群は、前記複数の軸受パッド群のうち、前記軸線の径方向の最も内側に配置されていることを特徴とする。   In the bearing device according to another aspect of the present invention, the closest bearing pad group is disposed on the innermost side in the radial direction of the axis among the plurality of bearing pad groups.

このような構成によれば、最近接軸受パッド群が、軸線の径方向の最も内側に配置され、他の軸受パッド群よりもロータからの距離が近くなることで周速を他の軸受パッド群よりも抑えることができる。そして、周速を抑えることで最近接軸受パッド群の受ける力を低減させることができる。これにより、ロータに生じる摩擦損失をより低減させ、より効率的にロータを回転させることが可能となる。   According to such a configuration, the nearest bearing pad group is disposed on the innermost side in the radial direction of the axis, and the circumferential speed is reduced by the distance from the rotor being closer than the other bearing pad group. Than can be suppressed. And the force which the nearest bearing pad group receives can be reduced by suppressing peripheral speed. Thereby, the friction loss generated in the rotor can be further reduced, and the rotor can be rotated more efficiently.

さらに、本発明の他の態様に係る軸受装置は、前記後退駆動部は、前記軸受パッド群を前記パッド面と対向する背面から支持するピストン部と、前記ピストン部を前記軸線方向に摺動可能とするように収容するシリンダ部と、前記シリンダ部内で前記ピストン部を支持するよう充填された作動流体と、前記軸受パッド群が前記スラストカラーから受ける力が予め定めた閾値を超えた際に、前記作動流体を前記シリンダ部から排出させる弁部とを有し、前記ピストン部は、前記作動流体が排出されることで軸線方向に沿って後退することを特徴とする。   Furthermore, in the bearing device according to another aspect of the present invention, the reverse drive unit is capable of sliding the piston part in the axial direction, and a piston part that supports the bearing pad group from the back surface facing the pad surface. When the force that the bearing pad group receives from the thrust collar exceeds a predetermined threshold, the cylinder portion that is accommodated as described above, the working fluid that is filled to support the piston portion in the cylinder portion, A valve portion for discharging the working fluid from the cylinder portion, and the piston portion is retracted along the axial direction when the working fluid is discharged.

このような構成によれば、スラストカラーから最近接軸受パッド群が受ける力を、ピストン部を介してシリンダ部に充填された作動流体が受ける圧力へと変換することできる。そして、スラストカラーから軸受パッドが受ける力が予め定めた閾値を超えたことを、作動流体を介して弁部で検知し作動流体を排出することで軸受パッド群の軸受パッドを後退させる構造として後退駆動部を形成することができる。これにより、後退駆動部を容易に設けることができる。   According to such a configuration, the force received by the nearest bearing pad group from the thrust collar can be converted into the pressure received by the working fluid filled in the cylinder part via the piston part. Then, when the force received by the bearing pad from the thrust collar exceeds a predetermined threshold value, the valve is detected via the working fluid, and the working fluid is discharged to retreat the bearing pads of the bearing pad group. A drive part can be formed. Thereby, a backward drive part can be provided easily.

また、本発明の他の態様に係る軸受装置は、前記シリンダ部は、前記シリンダ部内を複数に区画する絞り部を少なくとも一つ有していることを特徴とする。   In the bearing device according to another aspect of the present invention, the cylinder part includes at least one throttle part that divides the cylinder part into a plurality of parts.

このような構成によれば、軸受パッドからピストン部が受ける力に応じて、作動流体が絞り部によって区画されたシリンダ内を移動することで、小空間ごとに作動流体の量を自動的に変化させることができる。そのため、作動流体が移動し小空間ごとに作動流体の量を変化させることで、ピストン部自体をスラストカラーに追従させるよう傾けることができる。これにより、ロータに軸線に対する傾きにも柔軟に対応することができ、ロータを効率良く回転させることができる。   According to such a configuration, the amount of the working fluid is automatically changed for each small space by moving the working fluid in the cylinder defined by the throttle portion according to the force received by the piston portion from the bearing pad. Can be made. Therefore, by moving the working fluid and changing the amount of the working fluid for each small space, the piston part itself can be tilted to follow the thrust collar. As a result, the rotor can be flexibly adapted to the inclination with respect to the axis, and the rotor can be efficiently rotated.

さらに、本発明の他の態様に係る軸受装置は、前記対向距離を測定する位置測定部と、前記位置測定部が測定した前記対向距離の大きさが予め定めた大きさとなるように、前記後退駆動部が前記軸受パッド群を移動させる量を調整する位置制御部とを有することを特徴とする。   Furthermore, the bearing device according to another aspect of the present invention includes the position measuring unit that measures the facing distance, and the retracting unit so that the size of the facing distance measured by the position measuring unit is a predetermined size. And a position control unit that adjusts an amount by which the driving unit moves the bearing pad group.

このような構成によれば、位置測定部が測定する対向距離に基づいて、軸受パッドをスラストカラーに対して移動させることで、ロータの位置を所望の位置に戻すことができる。これにより、ロータの位置が所望の位置に調整されることで、ロータを軸線方向の位置を最適な位置に保ったまま回転させることが可能となる。   According to such a structure, the position of a rotor can be returned to a desired position by moving a bearing pad with respect to a thrust collar based on the opposing distance which a position measurement part measures. Thereby, the position of the rotor is adjusted to a desired position, so that the rotor can be rotated while the axial position is maintained at the optimum position.

また、本発明の他の態様に係る軸受装置は、前記軸受パッド群と前記スラストカラーとの間に潤滑油を供給する潤滑油供給部と、前記後退駆動部によって前記軸受パッド群が後退することにより、後退した前記軸受パッド群以外の他の軸受パッド群に前記潤滑油供給部から供給される潤滑油の量を調整する潤滑油制御部とを有することを特徴する。   Further, in the bearing device according to another aspect of the present invention, the bearing pad group is moved backward by the lubricating oil supply unit that supplies lubricating oil between the bearing pad group and the thrust collar, and the reverse drive unit. And a lubricating oil control unit for adjusting the amount of lubricating oil supplied from the lubricating oil supply unit to other bearing pad groups other than the retracted bearing pad group.

このような構成によれば、軸受パッド群が後退するまでは、後退した軸受パッド群以外の他の軸受パッド群の軸受パッドとスラストカラーとの隙間が広くあけられていることで、他の軸受パッド群の軸受パッドはスラストカラーを支持しないこととなる。そのため、他の軸受パッド群の軸受パッドによるロータへの摩擦損失を低減することができる。
また、スラストカラーを支持していない軸受パッドに対しては潤滑油を供給する必要が無いため、潤滑油の供給量を低減させることができる。
According to such a configuration, until the bearing pad group is retracted, the clearance between the bearing pad of the other bearing pad group other than the retracted bearing pad group and the thrust collar is wide, so that The bearing pads of the pad group do not support the thrust collar. Therefore, the friction loss to the rotor by the bearing pads of other bearing pad groups can be reduced.
Moreover, since it is not necessary to supply lubricating oil to the bearing pad which does not support the thrust collar, the supply amount of lubricating oil can be reduced.

さらに、本発明の他の態様に係る軸受装置は、前記最近接軸受パッド群の軸受パッドの前記スラストカラーと対向する面の温度を測定する温度監視部と、前記温度監視部が測定した温度が予め定めた温度を超えているかどうかを判定する温度判定部と、前記温度判定部での判定結果に基づいて前記後退駆動部に前記軸受パッド群を後退させる温度制御部とを有することを特徴とする。   Furthermore, the bearing device according to another aspect of the present invention includes a temperature monitoring unit that measures a temperature of a surface of the bearing pad of the closest bearing pad group that faces the thrust collar, and a temperature measured by the temperature monitoring unit. A temperature determination unit that determines whether or not a predetermined temperature is exceeded, and a temperature control unit that causes the reverse drive unit to retract the bearing pad group based on a determination result in the temperature determination unit. To do.

このような構成によれば、最近接軸受パッド群に何らかの異常が生じパッド面が高温となっている場合に、最近接軸受パッド群の軸受パッドのスラストカラーと対向する面の温度に基づいて軸受パッドの異常を検知し後退させることができる。これにより、異常が生じている最近接軸受パッド群でスラストカラーを支持しなくなるため、緊急停止等を行わず継続してロータを回転させてもロータを保護することができ、信頼性の高い軸受装置を容易に形成することが可能となる。   According to such a configuration, when some abnormality occurs in the closest bearing pad group and the pad surface is hot, the bearing is based on the temperature of the surface facing the thrust collar of the bearing pad of the closest bearing pad group. It is possible to detect and reverse the pad abnormality. As a result, the thrust collar is not supported by the nearest bearing pad group in which an abnormality has occurred, so the rotor can be protected even if the rotor is continuously rotated without performing an emergency stop or the like, and a highly reliable bearing The device can be easily formed.

また、本発明の一態様に係る回転機械は、上記の軸受装置を備えることを特徴とする。   A rotating machine according to an aspect of the present invention includes the above-described bearing device.

このような軸受装置を備える回転機械によれば、ロータを効率よく回転させることが可能となり回転機械の効率を向上させることが可能となる。   According to the rotating machine including such a bearing device, the rotor can be efficiently rotated, and the efficiency of the rotating machine can be improved.

本発明の軸受装置によれば、スラストカラーから受ける力が小さいときは最近接軸受パッド群だけでスラストカラーを支持し、スラストカラーから受ける力が大きくなったときは他の軸受パッド群も用いて支持することができため、効率的にロータを回転させながら、必要に応じて許容スラスト力を増加させロータを安定して支持することが可能となる。   According to the bearing device of the present invention, when the force received from the thrust collar is small, the thrust collar is supported only by the nearest bearing pad group, and when the force received from the thrust collar is increased, other bearing pad groups are also used. Since the rotor can be supported, it is possible to stably support the rotor by increasing the allowable thrust force as necessary while efficiently rotating the rotor.

本発明の第一実施形態に係る軸受装置を説明する模式図で、同図(a)は横断面図、同図(b)は軸受装置を軸線方向から見たA−Aにおける縦断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram explaining the bearing apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention, The figure (a) is a cross-sectional view, The figure (b) is a longitudinal cross-sectional view in AA which looked at the bearing apparatus from the axial direction. is there. 本発明の第一実施形態に係る軸受装置のスラスト力と軸受面圧との関係を説明するグラフで、同図(a)は従来のスラスト力と軸受面圧との関係を説明するグラフ、同図(b)は本実施形態の軸受装置におけるスラスト力と軸受面圧との関係を説明するグラフである。The graph explaining the relationship between the thrust force and bearing surface pressure of the bearing apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention, The figure (a) is the graph explaining the relationship between the conventional thrust force and bearing surface pressure, FIG. 5B is a graph for explaining the relationship between the thrust force and the bearing surface pressure in the bearing device of this embodiment. 本発明の第二実施形態に係る軸受装置の一部を説明する横断面図である。It is a cross-sectional view explaining a part of bearing device concerning a second embodiment of the present invention. 本発明の第三実施形態に係る軸受装置の一部を説明する横断面図である。It is a transverse cross section explaining some bearing devices concerning a third embodiment of the present invention. 本発明の第四実施形態に係る軸受装置の一部を説明する模式図で、同図(a)は横断面図、同図(b)は軸受装置を軸線方向から見たB−Bにおける縦断面図である。It is a schematic diagram explaining a part of the bearing device according to the fourth embodiment of the present invention, in which (a) is a cross-sectional view, and (b) is a longitudinal section taken along line BB when the bearing device is viewed from the axial direction. FIG. 本発明の第五実施形態に係る軸受装置の一部を説明する横断面図である。It is a transverse cross section explaining some bearing devices concerning a fifth embodiment of the present invention.

以下、本発明に係る第一実施形態について図1を参照して説明する。
第一実施形態に係る軸受装置3は回転機械に用いられる。回転機械は、蒸気やガス等の流体を羽根車に接触させて流体エネルギーを回転エネルギーに変換することで動力を得る原動機である。ここで、本実施形態における回転機械は、蒸気タービン1であるとして説明を行うが、例えばガスタービンや原子力タービン等であってもよい。
第一実施形態に係る軸受装置3を有する蒸気タービン1は、軸線Oを中心に回転するロータ2と、ロータ2に接続され一体となって回転することで動力を得るタービン本体10と、ロータ2に接続されロータ2を軸線O方向に支持する軸受装置3とを備える。
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
The bearing device 3 according to the first embodiment is used for a rotating machine. A rotating machine is a prime mover that obtains power by bringing a fluid such as steam or gas into contact with an impeller and converting fluid energy into rotational energy. Here, the rotary machine in the present embodiment is described as being the steam turbine 1, but may be a gas turbine, a nuclear turbine, or the like, for example.
A steam turbine 1 having a bearing device 3 according to the first embodiment includes a rotor 2 that rotates about an axis O, a turbine body 10 that is connected to the rotor 2 and rotates integrally with the rotor 2, and the rotor 2. And a bearing device 3 that supports the rotor 2 in the direction of the axis O.

ロータ2は、軸線Oを中心とする円柱形状をなして形成されている。そして、ロータ2は蒸気タービン1に対して軸線O方向に延在しており、蒸気タービン1の回転軸をなしている。ロータ2の外周側には、ロータ2とともに回転し、複数の羽根車である動翼を有するタービン本体10が取り付けられている。
また、タービン本体10の概略構成としては、詳細は図示しないが、例えば、ロータ2に突設された複数の動翼(羽根車)と、複数の動翼を収容するケーシングと、ケーシングの内周面に突設された静翼と、を備えている。上記複数の動翼は、ロータ2を中心にして放射状に配設されており、これら複数の動翼と上記複数の静翼とは軸線O方向に交互に配設されている。タービン本体10は、流体が流入して動翼と静翼とに当たることで動力を発生させる動力発生部となっている。
The rotor 2 is formed in a cylindrical shape centered on the axis O. The rotor 2 extends in the direction of the axis O with respect to the steam turbine 1, and forms the rotation axis of the steam turbine 1. A turbine body 10 that rotates together with the rotor 2 and has moving blades that are a plurality of impellers is attached to the outer peripheral side of the rotor 2.
Although the details of the schematic configuration of the turbine body 10 are not shown, for example, a plurality of moving blades (impellers) projecting from the rotor 2, a casing that accommodates the plurality of moving blades, and an inner periphery of the casing And a stationary blade projecting from the surface. The plurality of moving blades are arranged radially around the rotor 2, and the plurality of moving blades and the plurality of stationary blades are alternately arranged in the direction of the axis O. The turbine main body 10 is a power generation unit that generates power when a fluid flows in and strikes a moving blade and a stationary blade.

図1(a)に示すように、軸受装置3は、ロータ2の外周面から径方向外側に張り出して形成されるスラストカラー20と、スラストカラー20を挟むように対向して配置される複数の軸受パッド群30と、スラストカラー20と複数の軸受パッド群30とを径方向外側から覆う軸受箱60とを備えている。   As shown in FIG. 1 (a), the bearing device 3 includes a thrust collar 20 formed to project radially outward from the outer peripheral surface of the rotor 2, and a plurality of opposingly arranged so as to sandwich the thrust collar 20. A bearing pad group 30, and a bearing box 60 that covers the thrust collar 20 and the plurality of bearing pad groups 30 from the radially outer side are provided.

スラストカラー20は、軸線Oを中心として円板形状をなしており、フランジ状をなすようにロータ2から径方向外側に一体的に張り出している。
複数の軸受パッド群30は、ロータ2の外周面側を周方向に亘って囲んで配置されており、複数の軸受パッド群30のうち軸線Oの径方向の最も内側に配置される最近接軸受パッド群40と、最近接軸受パッド群40よりも軸線Oの径方向外側に配置される他の軸受パッド群30である第二軸受パッド群50とを有している。
The thrust collar 20 has a disk shape with the axis O as the center, and integrally protrudes radially outward from the rotor 2 so as to form a flange shape.
The plurality of bearing pad groups 30 are disposed so as to surround the outer peripheral surface side of the rotor 2 in the circumferential direction, and the closest bearing disposed in the radially innermost direction of the axis O among the plurality of bearing pad groups 30. It has a pad group 40 and a second bearing pad group 50 that is another bearing pad group 30 disposed radially outside the axis O with respect to the closest bearing pad group 40.

最近接軸受パッド群40は、軸線O方向の両側からスラストカラー20を挟むように2カ所設けられ、複数の軸受パッド群30のうち最もロータ2の外周面に近接した位置に配置されている。最近接軸受パッド群40は、スラストカラー20と軸線O方向に対向しロータ2の外周面側を周方向に亘って均等に離間して配置される複数のメイン軸受パッド41と、スラストカラー20に向かってメイン軸受パッド41を支持する後退駆動部42とを有する。   Two closest bearing pad groups 40 are provided so as to sandwich the thrust collar 20 from both sides in the direction of the axis O, and are arranged at positions closest to the outer peripheral surface of the rotor 2 among the plurality of bearing pad groups 30. The closest bearing pad group 40 includes a plurality of main bearing pads 41 that are opposed to the thrust collar 20 in the direction of the axis O and spaced apart from the outer peripheral surface of the rotor 2 in the circumferential direction, and the thrust collar 20. And a backward drive portion 42 that supports the main bearing pad 41.

図1(b)に示すように、メイン軸受パッド41は、スラストカラー20と軸線O方向に沿って対向するパッド面であるメインパッド面411を有する軸受パッドであり、円板状をなしている。メイン軸受パッド41は、メインパッド面411がスラストカラー20から離間するよう複数(本実施形態では例えば、8箇所)設けられており、ロータ2の周方向に亘って互いに均等に離間して配置されている。そして、メイン軸受パッド41では、メインパッド面411とスラストカラー20との間の空間には潤滑油が図示しない潤滑油の給油源から供給されている。   As shown in FIG. 1B, the main bearing pad 41 is a bearing pad having a main pad surface 411 which is a pad surface facing the thrust collar 20 along the direction of the axis O, and has a disk shape. . A plurality of main bearing pads 41 are provided (e.g., eight locations in the present embodiment) so that the main pad surface 411 is separated from the thrust collar 20, and the main bearing pads 41 are equally spaced apart from each other along the circumferential direction of the rotor 2. ing. In the main bearing pad 41, lubricating oil is supplied to a space between the main pad surface 411 and the thrust collar 20 from a lubricating oil supply source (not shown).

後退駆動部42は、メイン軸受パッド41のメインパッド面411と軸線O方向に沿って対向する背面側からメイン軸受パッド41を支持している。後退駆動部42は、スラストカラー20からメイン軸受パッド41が受ける力が予め定めた閾値である設定荷重Lsetを超えた際に、メイン軸受パッド41を後退可能としている。後退駆動部42は、メイン軸受パッド41を直接背面側から支持するピストン部421と、ピストン部421を軸線O方向に摺動可能に収容しているシリンダ部422と、シリンダ部422に作動流体fを供給するポンプ部423と、シリンダ部422内の作動流体fに係る力が予め定めた閾値を超えた際に作動流体fを排出する弁部424とを有している。 The reverse drive unit 42 supports the main bearing pad 41 from the back side facing the main pad surface 411 of the main bearing pad 41 along the axis O direction. The reverse drive unit 42 enables the main bearing pad 41 to be retracted when the force received by the main bearing pad 41 from the thrust collar 20 exceeds a preset load L set which is a predetermined threshold value. The reverse drive part 42 includes a piston part 421 that directly supports the main bearing pad 41 from the back side, a cylinder part 422 that accommodates the piston part 421 so as to be slidable in the direction of the axis O, and a working fluid f in the cylinder part 422. And a valve portion 424 for discharging the working fluid f when the force related to the working fluid f in the cylinder portion 422 exceeds a predetermined threshold value.

ピストン部421は、メインパッド面411と軸線O方向に沿って対向する背面側からメイン軸受パッド41を支持している。ピストン部421は、軸線Oを中心とするリング形状をなして軸線O方向に沿って延在するピストン本体部421aと、ピストン本体部421aとメイン軸受パッド41の背面とを接続するピストン接続部421bと、ピストン本体部421aの内周面及び外周面に配置されるシールリング421cを有する。   The piston portion 421 supports the main bearing pad 41 from the back side facing the main pad surface 411 along the direction of the axis O. The piston portion 421 has a ring shape centered on the axis O and extends along the direction of the axis O, and a piston connection portion 421b that connects the piston body 421a and the back of the main bearing pad 41. And a seal ring 421c disposed on the inner and outer peripheral surfaces of the piston main body 421a.

ピストン本体部421aは、軸線Oを中心とするリング状をなして、ロータ2の外周面に沿って配置されている。ピストン本体部421aは、軸線Oを中心とするリング形状をなすリング部と、軸線Oを中心としリング部よりも径の大きいリング形状をなす第二リング部とが、リング形状の内周面同士が一体となるよう軸線Oに沿って一体に形成され、リング部がスラストカラー20側に配置されていることで外周面が階段状をなしている。また、ピストン部421本体部は、第二リング部の内周面及び外周面にそれぞれシールリング421cが設けられている。
ピストン接続部421bは、ピストン本体部421aのリング部と軸受パッドの背面とを接続している。
シールリング421cは、後述するシリンダ部422の内周面上を摺動可能に当接するよう配置され、ピストン本体部421aの内周面及び外周面に固定されている。
The piston main body 421a is arranged along the outer peripheral surface of the rotor 2 in a ring shape centered on the axis O. The piston main body 421a includes a ring portion having a ring shape centered on the axis O and a second ring portion having a ring shape centered on the axis O and having a diameter larger than that of the ring portion. Are integrally formed along the axis O, and the ring portion is disposed on the thrust collar 20 side, so that the outer peripheral surface has a stepped shape. Moreover, the piston part 421 main-body part is provided with the seal ring 421c in the inner peripheral surface and outer peripheral surface of a 2nd ring part, respectively.
The piston connection part 421b connects the ring part of the piston main body part 421a and the back surface of the bearing pad.
The seal ring 421c is disposed so as to be slidably contacted on an inner peripheral surface of a cylinder portion 422, which will be described later, and is fixed to the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the piston main body portion 421a.

シリンダ部422は、リング状をなしており、内部にピストン部421の形状に対応する空間がスラストカラー20側を開口するよう形成され、ピストン部421を収容している。シリンダ部422は、ピストン部421の内周面及び外周面とシリンダ部422内に形成された空間の内周面とが軸線O方向に摺動可能としている。シリンダ部422は、ピストン部421の径の小さいリング部と対応するよう開口部分が縮径している。即ち、シリンダ部422は、シリンダ部422の開口部分の内径とピストン部421のリング部の外径の形状が対応しており、シリンダ部422の開口部分はピストン部421の第二リング部を通過させない大きさで形成されストッパー422aを形成している。ストッパー422aによって、ピストン部421がシリンダ部422から外れないように設置されている。そして、シリンダ部422内には作動流体fが供給されて充填されており、ピストン部421の軸線O方向の底面部分とピストン部421に設けられたシールリング421cとによって、シリンダ部422内に作動流体fは封止されている。   The cylinder portion 422 has a ring shape, and a space corresponding to the shape of the piston portion 421 is formed therein so as to open the thrust collar 20 side, and the piston portion 421 is accommodated. The cylinder part 422 is configured such that the inner and outer peripheral surfaces of the piston part 421 and the inner peripheral surface of the space formed in the cylinder part 422 can slide in the axis O direction. The cylinder portion 422 has a reduced diameter opening so as to correspond to the ring portion having a small diameter of the piston portion 421. That is, the cylinder part 422 corresponds to the shape of the inner diameter of the opening part of the cylinder part 422 and the outer diameter of the ring part of the piston part 421, and the opening part of the cylinder part 422 passes through the second ring part of the piston part 421. The stopper 422a is formed in a size that is not allowed to be formed. The piston portion 421 is installed so as not to be detached from the cylinder portion 422 by the stopper 422a. The working fluid f is supplied and filled in the cylinder part 422, and the cylinder part 422 is actuated by the bottom surface part of the piston part 421 in the direction of the axis O and the seal ring 421c provided in the piston part 421. The fluid f is sealed.

ポンプ部423は、シリンダ部422の軸線O方向の開口部分と対応する底面部分に接続される供給管423aと、作動流体fを吐出するポンプ423bを有している。ポンプ部423は、供給管423aを介してシリンダ部422内に作動流体fを供給し続けている。   The pump unit 423 includes a supply pipe 423a connected to a bottom surface portion corresponding to the opening portion of the cylinder portion 422 in the axis O direction, and a pump 423b that discharges the working fluid f. The pump part 423 continues to supply the working fluid f into the cylinder part 422 via the supply pipe 423a.

弁部424は、シリンダ部422内から作動流体fを排出させる排出機構である。弁部424は、シリンダ部422内から作動流体fを排出する排出管424aと、作動流体fが受ける圧力に応じて排出管424aの流路断面を任意の広さにするように調整可能な逃し弁424bとを有している。
逃し弁424bは、シリンダ部422内に充填された作動流体fが予め定めた圧力である設定面圧Psetを超えた圧力を受けたことを検知すると、自動的に作動流体fを大量に外部に排出するよう完全に排出管424aの流路断面を広げるように作動する。設定面圧Psetは、最近接軸受パッド群40が受けることが可能な力として予め定めた設定荷重Lsetと対応するよう、最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41が設定荷重Lsetに達した場合に作動流体fが受ける圧力の大きさに設定されている。また、弁部424の逃し弁424bは、シリンダ部422内に供給される作動流体fが一定の量を超えてシリンダ部422に充填されすぎないように、排出管424aの流路を少し開放させており、ポンプ部423から供給される作動流体fがシリンダ部422に過剰に供給されないようポンプ部423からの作動流体fの供給量を制限している。
The valve part 424 is a discharge mechanism that discharges the working fluid f from the cylinder part 422. The valve portion 424 includes a discharge pipe 424a that discharges the working fluid f from the cylinder portion 422, and a relief that can be adjusted so that the flow passage cross section of the discharge pipe 424a has an arbitrary width according to the pressure received by the working fluid f. And a valve 424b.
When the relief valve 424b detects that the working fluid f filled in the cylinder portion 422 has received a pressure exceeding a preset surface pressure Pset which is a predetermined pressure, the relief valve 424b automatically releases a large amount of the working fluid f to the outside. The discharge pipe 424a is completely expanded so as to be discharged. The main bearing pad 41 of the nearest bearing pad group 40 is set to the set load L set so that the set surface pressure P set corresponds to a preset set load L set as a force that the nearest bearing pad group 40 can receive. The pressure is set to the magnitude that the working fluid f receives when it reaches. Further, the relief valve 424b of the valve portion 424 slightly opens the flow path of the discharge pipe 424a so that the working fluid f supplied into the cylinder portion 422 does not exceed a certain amount and is not filled in the cylinder portion 422. The supply amount of the working fluid f from the pump unit 423 is limited so that the working fluid f supplied from the pump unit 423 is not excessively supplied to the cylinder unit 422.

第二軸受パッド群50は、軸線O方向の両側からスラストカラー20を挟むように2カ所設けられ、複数の軸受パッド群30のうち最近接軸受パッド群40をロータ2の径方向外側から周方向に亘って囲むように配置されている軸受パッド群30である。そして、第二軸受パッド群50は、スラストカラー20と軸線O方向に対向しロータ2の外周面側を周方向に亘って均等に離間して配置される複数のサブ軸受パッド51と、サブ軸受パッド51を支持する軸受パッド支持部52とを有する。   The second bearing pad group 50 is provided at two locations so as to sandwich the thrust collar 20 from both sides in the direction of the axis O, and the closest bearing pad group 40 of the plurality of bearing pad groups 30 is circumferentially arranged from the outer side in the radial direction of the rotor 2. It is the bearing pad group 30 arrange | positioned so that it may surround. The second bearing pad group 50 includes a plurality of sub-bearing pads 51 that are opposed to the thrust collar 20 in the direction of the axis O and are spaced apart from the outer peripheral surface of the rotor 2 evenly in the circumferential direction. And a bearing pad support portion 52 that supports the pad 51.

図1(b)に示すように、サブ軸受パッド51は、スラストカラー20と軸線O方向に沿って対向するパッド面であるサブパッド面511を有する軸受パッドであり、メイン軸受パッド41よりの一回り大きい円板状をなしている。サブ軸受パッド51は、メインパッド軸受のメインパッド面411よりもサブパッド面511がスラストカラー20から離間して複数(本実施形態では例えば、8箇所)設けられており、ロータ2の周方向に亘って互いに均等に離間して配置されている。そして、最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41と同様に、サブ軸受パッド51では、サブパッド面511とスラストカラー20との間の空間には潤滑油が図示しない潤滑油の給油源から供給されている。   As shown in FIG. 1 (b), the sub bearing pad 51 is a bearing pad having a sub pad surface 511 that is a pad surface facing the thrust collar 20 along the axis O direction. It has a large disk shape. The sub bearing pad 51 has a plurality of sub pad surfaces 511 spaced apart from the thrust collar 20 rather than the main pad surface 411 of the main pad bearing (for example, eight locations in the present embodiment), and extends in the circumferential direction of the rotor 2. Are evenly spaced from each other. Similarly to the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40, in the sub bearing pad 51, the lubricating oil is supplied to the space between the sub pad surface 511 and the thrust collar 20 from a lubricating oil supply source (not shown). ing.

ここで、スラストカラー20と軸受パッドのパッド面との離間している距離を対向距離hとする。そして、最近接軸受パッド群40におけるスラストカラー20とメインパッド面411との対向距離hを対向距離h1、第二軸受パッド群50におけるスラストカラー20とサブパッド面511との対向距離hを対向距離h2とする。
この対向距離hは、最近接軸受パッド群40における対向距離h1であるスラストカラー20とメインパッド面411との距離の方が、第二軸受パッド群50における対向距離h2であるスラストカラー20とサブパッド面511との距離よりも小さくなるよう配置される。即ち、複数の軸受パッド群30である最近接軸受パッド群40と第二軸受パッド群50では、スラストカラー20との対向距離hである対向距離h1と対向距離h2とが軸受パッド群30同士で互いに異なるように配置されており、最近接軸受パッド群40の対向距離h1が軸受パッド群30のうち最もスラストカラー20に近接して配置されている。
Here, a distance between the thrust collar 20 and the pad surface of the bearing pad is defined as a facing distance h. The opposing distance h between the thrust collar 20 and the main pad surface 411 in the closest bearing pad group 40 is the opposing distance h1, and the opposing distance h between the thrust collar 20 and the sub pad surface 511 in the second bearing pad group 50 is the opposing distance h2. And
The opposing distance h is such that the distance between the thrust collar 20 that is the opposing distance h1 in the closest bearing pad group 40 and the main pad surface 411 is the thrust collar 20 that is the opposing distance h2 in the second bearing pad group 50 and the subpad. It arrange | positions so that it may become smaller than the distance with the surface 511. FIG. That is, in the closest bearing pad group 40 and the second bearing pad group 50 that are the plurality of bearing pad groups 30, the facing distance h1 and the facing distance h2 that are the facing distance h to the thrust collar 20 are the same between the bearing pad groups 30. The bearing distances h <b> 1 of the nearest bearing pad group 40 are arranged closest to the thrust collar 20 in the bearing pad group 30.

軸受パッド支持部52は、後退駆動部42のシリンダ部422と一体となってロータ2の周方向にリング形状に形成されており、サブ軸受パッド51をサブパッド面511と軸線O方向に沿って対向する背面側から支持している。   The bearing pad support part 52 is formed integrally with the cylinder part 422 of the reverse drive part 42 in a ring shape in the circumferential direction of the rotor 2, and faces the sub bearing pad 51 along the axis O direction with respect to the sub pad surface 511. Support from the back side.

軸受箱60は、環状をなし、中心部をロータ2が挿通している。軸受箱60は、最近接軸受パッド群40及び第二軸受パッド群50である複数の軸受パッド群30を径方向の外側から覆うとともに、これら複数の軸受パッド群30を固定している。   The bearing housing 60 has an annular shape, and the rotor 2 is inserted through the center thereof. The bearing housing 60 covers the plurality of bearing pad groups 30 that are the closest bearing pad group 40 and the second bearing pad group 50 from the outside in the radial direction, and fixes the plurality of bearing pad groups 30.

次に、上記第一実施形態の軸受装置3の作用について説明する。
第一実施形態の軸受装置3によれば、蒸気タービン1の運転中にロータ2が軸線O方向の一方側(例えば、図1紙面右方向)に向かって移動すると、スラストカラー20とメインパッド面411との間の潤滑油を介して軸線O方向の一方側に配置された最近接軸受パッド群40はスラストカラー20から力を受ける。これにより、最近接軸受パッド群40は、スラスト軸受として動作し、スラストカラー20を介してロータ2を支持する。この際、最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41が受ける力は、ピストン接続部421bを介してピストン本体部421aを軸線O方向に沿ってシリンダ部422へ押し付けるように軸線に沿って後退させようとする。そのため、ピストン本体部421aによってシリンダ部422内に封止されている作動流体fが圧縮され、作動流体fが圧力を受ける。
Next, the operation of the bearing device 3 of the first embodiment will be described.
According to the bearing device 3 of the first embodiment, when the rotor 2 moves toward one side in the direction of the axis O (for example, rightward in FIG. 1) during operation of the steam turbine 1, the thrust collar 20 and the main pad surface. The closest bearing pad group 40 disposed on one side in the direction of the axis O receives the force from the thrust collar 20 through the lubricating oil between the thrust collars 411 and 411. As a result, the closest bearing pad group 40 operates as a thrust bearing and supports the rotor 2 via the thrust collar 20. At this time, the force received by the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40 is retracted along the axis so as to press the piston main body 421a against the cylinder 422 along the axis O direction via the piston connecting part 421b. Try to. Therefore, the working fluid f sealed in the cylinder part 422 is compressed by the piston main body part 421a, and the working fluid f receives pressure.

その後、さらにロータ2が軸線O方向の一方側に向かって移動しようとすると、最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41は、さらに大きな力を受ける。メイン軸受パッド41が受ける力が大きくなると、メイン軸受パッド41を支持するピストン部421はさらに力を受け、ピストン部421とシリンダ部422との間に充填された作動流体fが受ける圧力も連動して上昇する。そして、メイン軸受パッド41が受ける力が予め定めた設定荷重Lsetを超えると、作動流体fが受ける圧力も設定面圧Psetを超え、弁部424の逃し弁424bが完全に排出管424aの流路断面を広げるように開放される。排出管424aの流路断面を完全に開放し作動流体fを排出することで、作動流体fがシリンダ部422内から大量に排出され、作動流体fが受けていた圧力が解放される。作動流体fがシリンダ部422内から排出されると、ピストン本体部421aが軸線O方向に沿ってスラストカラー20から遠ざかるようにシリンダ部422内を摺動して後退し始める。これにより、後退駆動部42であるピストン部421は、最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41をスラストカラー20から遠ざけるように後退させる。 Thereafter, when the rotor 2 further moves toward one side in the direction of the axis O, the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40 receives a larger force. When the force received by the main bearing pad 41 is increased, the piston portion 421 that supports the main bearing pad 41 receives further force, and the pressure received by the working fluid f filled between the piston portion 421 and the cylinder portion 422 is also interlocked. Rise. When the force received by the main bearing pad 41 exceeds a predetermined set load L set , the pressure received by the working fluid f also exceeds the set surface pressure P set, and the relief valve 424b of the valve portion 424 is completely removed from the discharge pipe 424a. Open to widen the cross section of the flow path. By completely opening the flow passage cross section of the discharge pipe 424a and discharging the working fluid f, the working fluid f is discharged in large quantities from the cylinder portion 422, and the pressure received by the working fluid f is released. When the working fluid f is discharged from the cylinder portion 422, the piston main body portion 421a starts to slide in the cylinder portion 422 so as to move away from the thrust collar 20 along the axis O direction. As a result, the piston portion 421 that is the retreat drive unit 42 retreats the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40 away from the thrust collar 20.

最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41は、作動流体fが排出されると、第二軸受パッド群50のサブ軸受パッド51の位置まで後退する。そのため、最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41のメインパッド面411の対向距離hと、第二軸受パッド群50のサブ軸受パッド51のサブパッド面511の対向距離hが同じとなる。これにより、スラストカラー20から受ける力をメインパッド面411とサブパッド面511との両方で均等に分散して受けて、最近接軸受パッド群40と第二軸受パッド群50との両方でスラストカラー20を支持することとなる。   When the working fluid f is discharged, the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40 moves backward to the position of the sub bearing pad 51 of the second bearing pad group 50. Therefore, the facing distance h of the main pad surface 411 of the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40 and the facing distance h of the sub pad surface 511 of the sub bearing pad 51 of the second bearing pad group 50 are the same. As a result, the force received from the thrust collar 20 is evenly distributed on both the main pad surface 411 and the sub pad surface 511, and the thrust collar 20 is received on both the closest bearing pad group 40 and the second bearing pad group 50. Will be supported.

上記のような軸受装置3によれば、ロータ2の軸線O方向の移動量が小さい場合などのスラストカラー20から最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41が受ける力が小さいときは、最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41のみでスラストカラー20を支持することができる。そのため、スラストカラー20と対向するパッド面がメインパッド面411のみとなり、ロータ2が回転する際のスラストカラー20と対向するパッド面の受圧面積Aを小さくすることができ、スラストカラー20を介してロータ2が軸受パッドによって生じる摩擦損失を低減することができる。その結果、スラストカラー20から受ける力が小さい間は、軸受パッドによって生じる摩擦損失を抑えて、効率良くロータ2を回転させることができる。   According to the bearing device 3 as described above, when the force received by the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40 from the thrust collar 20 is small, such as when the amount of movement of the rotor 2 in the axis O direction is small, the closest The thrust collar 20 can be supported only by the main bearing pad 41 of the bearing pad group 40. Therefore, the pad surface facing the thrust collar 20 is only the main pad surface 411, and the pressure receiving area A of the pad surface facing the thrust collar 20 when the rotor 2 rotates can be reduced. The rotor 2 can reduce friction loss caused by the bearing pads. As a result, while the force received from the thrust collar 20 is small, the friction loss caused by the bearing pad can be suppressed and the rotor 2 can be efficiently rotated.

そして、スラストカラー20から最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41が受ける力が予め定めた閾値である設定荷重Lsetを超えると、後退駆動部42である弁部424の逃し弁424bが作動することによって最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41を後退させ、他の軸受パッド群30である第二軸受パッド群50のサブ軸受パッド51でもスラストカラー20を支持することができる。そのため、ロータ2の軸線O方向の移動量が大きくなる等によってスラストカラー20からメイン軸受パッド41が受ける力が設定荷重Lsetを超えるほど大きくなった場合に、スラストカラー20から受ける力に応じてスラストカラー20を支持する軸受パッドの数をメイン軸受パッド41だけからメイン軸受パッド41及びサブ軸受パッド51という様に増やすことができる。メイン軸受パッド41及びサブ軸受パッド51によってスラストカラー20を支持することで、ロータ2を支持する軸受パッドの大きさを軸受装置3全体として受圧面積Aを大きくすることができる。つまり、スラストカラー20と対向するパッド面がメインパッド面411及びサブパッド面511となり、軸受装置3としてのパッド面を大きくすることができる。 When the force received by the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40 from the thrust collar 20 exceeds a preset load L set which is a predetermined threshold value, the relief valve 424b of the valve portion 424 which is the reverse drive portion 42 is activated. By doing so, the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40 is retracted, and the thrust collar 20 can be supported by the sub-bearing pad 51 of the second bearing pad group 50 which is the other bearing pad group 30. Therefore, when the force received by the main bearing pad 41 from the thrust collar 20 exceeds the set load L set due to an increase in the amount of movement of the rotor 2 in the axis O direction, etc., according to the force received from the thrust collar 20. The number of bearing pads that support the thrust collar 20 can be increased from the main bearing pad 41 to the main bearing pad 41 and the sub bearing pad 51. By supporting the thrust collar 20 with the main bearing pad 41 and the sub-bearing pad 51, the size of the bearing pad that supports the rotor 2 can be increased as the entire bearing device 3 and the pressure receiving area A can be increased. That is, the pad surface facing the thrust collar 20 becomes the main pad surface 411 and the sub pad surface 511, and the pad surface as the bearing device 3 can be enlarged.

ここで、図2(a)に示すように、一般的なスラスト軸受では、軸受パッドの受圧面積Aの大きさが一定である場合、スラストカラー20を介して軸受装置3の軸受パッドが受けることが可能な力であるスラスト力Fは、軸受装置3の軸受パッドが受ける力である軸受面圧Pと比例関係にある。そのため、軸受パッドの軸受面圧Pが限界値である限界面圧に達すると、スラスト力Fは軸受パッドが受けることが可能な許容荷重である許容スラスト力に達する。
そこで、本実施形態では、設定面圧Psetに達するとスラストカラー20を支持する軸受パッドが、メイン軸受パッド41のみから、メイン軸受パッド41及びサブ軸受パッド51となることで受圧面積Aを増加させている。そのため、図2(b)に示すように、設定面圧Psetを超えると受圧面積Aが増加した分だけ、スラスト力Fと軸受面圧Pの関係を示すグラフの勾配が小さくなり、従来の領域aから領域bの部分だけ許容スラスト荷重を向上させることができる。
Here, as shown in FIG. 2 (a), in a general thrust bearing, when the pressure receiving area A of the bearing pad is constant, the bearing pad of the bearing device 3 receives through the thrust collar 20. The thrust force F, which is a force that can be applied, is proportional to the bearing surface pressure P, which is the force received by the bearing pad of the bearing device 3. Therefore, when the bearing surface pressure P of the bearing pad reaches a limit surface pressure that is a limit value, the thrust force F reaches an allowable thrust force that is an allowable load that can be received by the bearing pad.
Therefore, in the present embodiment, when the set surface pressure P set is reached, the bearing pad that supports the thrust collar 20 becomes the main bearing pad 41 and the sub bearing pad 51 from the main bearing pad 41 alone, thereby increasing the pressure receiving area A. I am letting. Therefore, as shown in FIG. 2B, when the set surface pressure P set is exceeded, the gradient of the graph showing the relationship between the thrust force F and the bearing surface pressure P is reduced by the amount by which the pressure receiving area A is increased. The allowable thrust load can be improved only in the area a to the area b.

したがって、スラストカラー20と対向するパッド面の受圧面積Aをスラストカラー20から受ける力に応じて途中から大きくすることで、軸受装置3として許容できるスラスト力Fである許容スラスト力をスラストカラー20から受ける力に応じて大きくすることができる。その結果、スラストカラー20から受ける力が大きくなっても、ロータ2を支持するために必要な許容スラスト力を軸受装置3が有することとなり、ロータ2を安定して支持することができる。つまり、スラストカラー20から最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41が受ける力に応じて、スラストカラー20を支持する軸受パッド群30を増加させることで、効率的にロータ2を回転させながら、必要に応じて許容スラスト力を増加させ、ロータ2を安定して支持することが可能となる。   Therefore, by increasing the pressure receiving area A of the pad surface facing the thrust collar 20 from the middle according to the force received from the thrust collar 20, an allowable thrust force that is an allowable thrust force F for the bearing device 3 is obtained from the thrust collar 20. It can be increased according to the force received. As a result, even if the force received from the thrust collar 20 increases, the bearing device 3 has the allowable thrust force necessary to support the rotor 2, and the rotor 2 can be stably supported. That is, by increasing the bearing pad group 30 that supports the thrust collar 20 according to the force received by the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40 from the thrust collar 20, while efficiently rotating the rotor 2, The allowable thrust force can be increased as necessary, and the rotor 2 can be stably supported.

また、最近接軸受パッド群40を、軸線Oの径方向の最も内側に配置してロータ2に近づけることで、他の軸受パッド群30である第二軸受パッド群50よりも、ロータ2からの距離を近くすることができ、周速を第二軸受パッド群50よりも抑えることができる。軸受パッドに係る力は周速が大きくなれば大きくなるため、周速を抑えることで最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41が受ける力を低減することができる。これにより、最近接軸受パッド群40が受ける力が小さくなることで、ロータ2に生じる摩擦損失をより低減させ、より効率的にロータ2を回転させることが可能となる。   Further, the closest bearing pad group 40 is arranged on the innermost side in the radial direction of the axis O and is brought closer to the rotor 2, so that the second bearing pad group 50, which is another bearing pad group 30, is separated from the rotor 2. The distance can be reduced, and the peripheral speed can be suppressed as compared with the second bearing pad group 50. Since the force related to the bearing pad increases as the peripheral speed increases, the force received by the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40 can be reduced by suppressing the peripheral speed. As a result, the force received by the closest bearing pad group 40 is reduced, whereby the friction loss generated in the rotor 2 can be further reduced and the rotor 2 can be rotated more efficiently.

さらに、作動流体fが受ける圧力が設定面圧Psetを超えたことを弁部424である逃し弁424bが検知し作動流体fを排出することで、最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41を後退させることができる。つまり、後退駆動部42は、スラストカラー20から最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41が受ける力を、ピストン部421を介してシリンダ部422に充填された作動流体fが受ける圧力へと変換することができる。そして、スラストカラー20からメイン軸受パッド41が受ける力が予め定めた閾値である設定荷重Lsetを超えたことを、作動流体fを介して弁部424である逃し弁424bで検知し作動流体fを排出することで最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41を後退させる構造として後退駆動部42を形成することができる。これにより、スラストカラー20からメイン軸受パッド41が受ける力が予め定めた閾値である設定荷重Lsetを超えた時にメイン軸受パッド41を後退させる後退駆動部42を容易に設けることが可能となる。 Further, the relief valve 424b, which is the valve portion 424, detects that the pressure received by the working fluid f exceeds the set surface pressure Pset and discharges the working fluid f, whereby the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40 is discharged. Can be retreated. That is, the reverse drive unit 42 converts the force received by the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40 from the thrust collar 20 into the pressure received by the working fluid f filled in the cylinder unit 422 via the piston unit 421. can do. Then, the fact that the force received by the main bearing pad 41 from the thrust collar 20 exceeds a preset load L set which is a predetermined threshold is detected by the relief valve 424b which is the valve portion 424 via the working fluid f, and the working fluid f As a structure for retracting the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40, the backward drive portion 42 can be formed. Accordingly, it is possible to easily provide the reverse drive unit 42 for moving the main bearing pad 41 backward when the force received by the main bearing pad 41 from the thrust collar 20 exceeds a preset load L set which is a predetermined threshold value.

また、上記のような軸受装置3を用いた回転機械である蒸気タービン1によれば、ロータ2を効率よく回転させることが可能となり回転機械である蒸気タービン1の効率を向上させることが可能となる。   Further, according to the steam turbine 1 that is a rotating machine using the bearing device 3 as described above, the rotor 2 can be efficiently rotated, and the efficiency of the steam turbine 1 that is a rotating machine can be improved. Become.

次に、図3を参照して第二実施形態の軸受装置3について説明する。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第二実施形態の軸受装置3は、最近接軸受パッド群40における対向距離hによってメイン軸受パッド41の位置を調整する点について第一実施形態と相違する。
Next, the bearing device 3 of the second embodiment will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The bearing device 3 of the second embodiment is different from the first embodiment in that the position of the main bearing pad 41 is adjusted by the facing distance h in the closest bearing pad group 40.

即ち、図3に示すように、第二実施形態では、最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41とスラストカラー20との対向距離hを測定する位置測定部301と、位置測定部301によって測定した対向距離hの値に基づいて弁部424である逃し弁424bでの排出管424aの流路断面の大きさを制御する位置制御部302とを有している。なお、図3のおいては、軸線O方向の他方側である紙面左側部分の図示を省略し軸線O方向の一方側のみを図示しているが、スラストカラー20を介して軸線O方向の両側に同様の構造が設けられている。   That is, as shown in FIG. 3, in the second embodiment, the position measuring unit 301 that measures the facing distance h between the main bearing pad 41 and the thrust collar 20 of the closest bearing pad group 40 and the position measuring unit 301 measure the distance. And a position control unit 302 that controls the size of the flow path cross section of the discharge pipe 424a in the relief valve 424b that is the valve unit 424 based on the value of the facing distance h. In FIG. 3, illustration of the left side portion of the paper, which is the other side in the direction of the axis O, is omitted, and only one side in the direction of the axis O is illustrated, but both sides in the direction of the axis O through the thrust collar 20. A similar structure is provided.

位置測定部301は、軸受箱60の内周面から設置されるギャップセンサーであり、スラストカラー20とギャップセンサーとの対向する距離の大きさを測定して位置制御部302へ出力している。
位置制御部302は、位置測定部301から入力されたギャップセンサーとの対向する距離の大きさが予め定めた閾値である規定クリアランスhsetから外れている場合に、弁部424である逃し弁424bを閉塞させる信号を後退駆動部42に出力し、排出管424aの流路断面の大きさを小さくするよう調整している。
The position measuring unit 301 is a gap sensor installed from the inner peripheral surface of the bearing housing 60, measures the size of the distance between the thrust collar 20 and the gap sensor, and outputs the measured distance to the position control unit 302.
The position control unit 302 is a relief valve 424b that is the valve unit 424 when the distance between the position sensor 302 and the gap sensor that is input from the position measurement unit 301 deviates from a predetermined clearance h set that is a predetermined threshold value. Is adjusted to reduce the size of the flow path cross section of the discharge pipe 424a.

次に、上記第二実施形態の軸受装置3の作用について説明する。
第二実施形態の軸受装置3によれば、最近接軸受パッド群40のみでスラストカラー20を支持している状態でロータ2が僅かに軸線O方向に移動した際に、位置測定部301であるギャップセンサーがスラストカラー20と位置測定部301であるギャップセンサーとの対向する距離の大きさを測定する。スラストカラー20と位置測定部301であるギャップセンサーとの対向する距離の大きさを測定することは、スラストカラー20と最近接軸受パッド群40のメインパッド面411との対向距離hを測定することとなる。したがって、位置測定部301が測定した値が予め定めた閾値である規定クリアランスhsetと比較してずれていれば、スラストカラー20と最近接軸受パッド群40のメインパッド面411との対向距離hの大きさがずれていることとなる。そこで、弁部424である逃し弁424bを閉塞させて排出される作動流体fの量を調整しシリンダ部422内に作動流体fを充填させる。つまり、ロータ2の軸線O方向の移動量が、最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41がスラストカラー20から受ける力が設定荷重Lsetに達しない程度の移動量である場合に、位置測定部301から出力された測定値が予め定めた閾値である規定クリアランスhsetをよりも狭くなっていると弁部424である逃し弁424bを完全に閉塞して、ポンプ部423から供給される作動流体fをシリンダ部422に充填させる。その結果、ピストン部421が作動流体fに押されることで、メイン軸受パッド41が軸線Oに沿ってスラストカラー20に向かって前進する。そして、メイン軸受パッド41によってスラストカラー20を押し返すことで、ロータ2の位置が所望の位置に移動され、再び規定クリアランスhsetが維持されている。
Next, the operation of the bearing device 3 of the second embodiment will be described.
According to the bearing device 3 of the second embodiment, when the rotor 2 slightly moves in the direction of the axis O while the thrust collar 20 is supported only by the closest bearing pad group 40, the position measuring unit 301 is used. The gap sensor measures the size of the opposing distance between the thrust collar 20 and the gap sensor as the position measuring unit 301. Measuring the distance between the thrust collar 20 and the gap sensor as the position measuring unit 301 is to measure the distance h between the thrust collar 20 and the main pad surface 411 of the closest bearing pad group 40. It becomes. Therefore, if the value measured by the position measuring unit 301 is deviated from the predetermined clearance h set which is a predetermined threshold value, the facing distance h between the thrust collar 20 and the main pad surface 411 of the closest bearing pad group 40. Will be out of magnitude. Therefore, the amount of the working fluid f discharged by closing the relief valve 424b, which is the valve portion 424, is adjusted to fill the cylinder portion 422 with the working fluid f. That is, when the amount of movement of the rotor 2 in the direction of the axis O is such that the force received by the main bearing pad 41 of the closest bearing pad group 40 from the thrust collar 20 does not reach the set load L set. When the measured value output from the unit 301 is smaller than the predetermined clearance h set which is a predetermined threshold, the relief valve 424b which is the valve unit 424 is completely closed, and the operation supplied from the pump unit 423 is performed. The fluid f is filled in the cylinder portion 422. As a result, the piston portion 421 is pushed by the working fluid f, so that the main bearing pad 41 moves forward along the axis O toward the thrust collar 20. Then, by pushing back the thrust collar 20 by the main bearing pad 41, the position of the rotor 2 is moved to a desired position, and the specified clearance h set is maintained again.

上記のような軸受装置3によれば、位置測定部301であるギャップセンサーが測定するスラストカラー20とギャップセンサーとの対向する距離を介して測定するスラストカラー20と最近接軸受パッド群40のメインパッド面411との対向距離hに基づいて、メイン軸受パッド41をスラストカラー20に対して移動させることで、ロータ2の位置を所望の位置に戻すことができる。例えば、本実施形態のような蒸気タービン1であれば、メイン軸受パッド41によってロータ2の位置が所望の位置に調整されることで、蒸気タービン1におけるロータ2に設けられた動翼と、図示されないケーシングに設けられた静翼との位置が調整されて、動翼と静翼との位置関係を最適なまま保つことができ、蒸気タービン1の性能が低下してしまうことを抑制できる。これにより、ロータ2の位置が所望の位置に調整されることで、ロータ2を軸線O方向の位置を最適な位置に保ったまま回転させることが可能となる。   According to the bearing device 3 as described above, the main portions of the thrust collar 20 and the closest bearing pad group 40 measured through the distance between the thrust collar 20 measured by the gap sensor as the position measuring unit 301 and the gap sensor are opposed to each other. The position of the rotor 2 can be returned to a desired position by moving the main bearing pad 41 with respect to the thrust collar 20 based on the facing distance h with respect to the pad surface 411. For example, in the case of the steam turbine 1 as in the present embodiment, the position of the rotor 2 is adjusted to a desired position by the main bearing pad 41, and the moving blades provided on the rotor 2 in the steam turbine 1 are illustrated. The position of the stationary blade provided in the casing that is not adjusted is adjusted, the positional relationship between the moving blade and the stationary blade can be kept optimal, and the performance of the steam turbine 1 can be prevented from deteriorating. Thereby, the position of the rotor 2 is adjusted to a desired position, so that the rotor 2 can be rotated while the position in the direction of the axis O is maintained at the optimum position.

次に、図4を参照して第三実施形態の軸受装置3について説明する。
第三実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第三実施形態の軸受装置3は、サブ軸受パッド51に供給する潤滑油の量を制御する点について第一実施形態と相違する。
Next, the bearing device 3 of the third embodiment will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The bearing device 3 of the third embodiment is different from the first embodiment in that the amount of lubricating oil supplied to the sub bearing pad 51 is controlled.

即ち、第三実施形態では、図4に示すように、第一実施形態における潤滑油の供給源の代わりに、第二軸受パッド群50のサブパッド面511とスラストカラー20と間に潤滑油を供給する潤滑油供給部304と、潤滑油供給部304から供給される潤滑油の量を調整する潤滑油制御部305とを有する。   That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 4, lubricating oil is supplied between the sub pad surface 511 of the second bearing pad group 50 and the thrust collar 20 instead of the lubricating oil supply source in the first embodiment. And a lubricant control unit 305 that adjusts the amount of lubricant supplied from the lubricant supply unit 304.

潤滑油供給部304は、潤滑油の供給源である潤滑油ポンプ304aと、潤滑油ポンプ304aからの第二軸受パッド群50のサブパッド面511まで潤滑油を供給する供給ノズル304bとを有する。潤滑油供給部304は、供給ノズル304bを介して潤滑油ポンプ304aから供給される潤滑油をサブパッド面511まで供給している。   The lubricating oil supply unit 304 includes a lubricating oil pump 304a that is a supply source of the lubricating oil, and a supply nozzle 304b that supplies the lubricating oil to the sub pad surface 511 of the second bearing pad group 50 from the lubricating oil pump 304a. The lubricating oil supply unit 304 supplies the lubricating oil supplied from the lubricating oil pump 304a to the sub pad surface 511 via the supply nozzle 304b.

潤滑油制御部305は、弁部424が開放したことを検知する開放検知部305aと、供給ノズル304bに設けられる潤滑油弁305bと、開放検知部305aからの出力を受けて潤滑油弁305bを開放させる潤滑油弁駆動部305cとを有する。
開放検知部305aは、弁部424の逃し弁424bが完全に開放されたことを検知してトリガー信号TSを出力する。
潤滑油弁305bは、供給ノズル304bに設けられて供給ノズル304bを閉塞している電磁弁であり、電磁弁が開放されることで供給ノズル304b内に潤滑油を流通可能としている。
潤滑油弁駆動部305cは、開放検知部305aから弁部424の逃し弁424bが開放されたことを検知すると、潤滑油弁305bである電磁弁に信号を入力し通電させることで、電磁弁を開放させる。
The lubricating oil control unit 305 receives the output from the opening detection unit 305a that detects that the valve unit 424 is opened, the lubricating oil valve 305b that is provided in the supply nozzle 304b, and the opening detection unit 305a. And a lubricating oil valve driving unit 305c to be opened.
The opening detection unit 305a detects that the relief valve 424b of the valve unit 424 has been completely opened and outputs a trigger signal TS.
The lubricating oil valve 305b is an electromagnetic valve that is provided in the supply nozzle 304b and closes the supply nozzle 304b, and allows the lubricating oil to flow through the supply nozzle 304b by opening the electromagnetic valve.
When detecting that the relief valve 424b of the valve unit 424 is opened from the opening detection unit 305a, the lubricating oil valve drive unit 305c inputs a signal to the electromagnetic valve that is the lubricating oil valve 305b to energize the electromagnetic valve. Open.

次に、上記第三実施形態の軸受装置3の作用について説明する。
第三実施形態の軸受装置3によれば、最近接軸受パッド群40のみでスラストカラー20を支持している状態では、最近接軸受パッド群40のメインパッド面411とスラストカラー20との間の空間には図示しない潤滑油の供給源によって潤滑油が供給されている。一方、最近接軸受パッド群40のみでスラストカラー20を支持している状態では弁部424の逃し弁424bは完全に開放されていないため、潤滑油弁305bは閉塞したままとなっている。そのため、第二軸受パッド面のサブパッド面511とスラストカラー20との間には、潤滑油は供給されていない。
Next, the operation of the bearing device 3 of the third embodiment will be described.
According to the bearing device 3 of the third embodiment, in a state where the thrust collar 20 is supported only by the closest bearing pad group 40, it is between the main pad surface 411 of the closest bearing pad group 40 and the thrust collar 20. Lubricating oil is supplied to the space by a lubricating oil supply source (not shown). On the other hand, in a state where the thrust collar 20 is supported only by the closest bearing pad group 40, the relief valve 424b of the valve portion 424 is not completely opened, so that the lubricating oil valve 305b remains closed. Therefore, no lubricating oil is supplied between the sub pad surface 511 of the second bearing pad surface and the thrust collar 20.

その後、最近接軸受パッド群40がスラストカラー20から受ける力が大きくなり設定荷重Lsetを超え作動流体fの圧力も設定面圧Psetを超えると、弁部424の逃し弁424bが完全に開放され最近接軸受パッド群40が後退する。弁部424の逃し弁424bが完全に開放されたことを開放検知部305aが検知し、トリガー信号TSを潤滑油弁駆動部305cに出力すると、潤滑油弁駆動部305cから信号が出力され潤滑油弁305bに信号が入力される。潤滑油弁305bである電磁弁は、信号が入力されると通電されて開放され、供給ノズル304b内に潤滑油が流通する。潤滑油は、潤滑油供給部304から供給ノズル304b内を流通してサブパッド面511まで供給される。 Thereafter, when the force received by the nearest bearing pad group 40 from the thrust collar 20 increases and exceeds the set load L set and the pressure of the working fluid f also exceeds the set surface pressure P set , the relief valve 424b of the valve portion 424 is completely opened. Then, the nearest bearing pad group 40 moves backward. When the opening detection unit 305a detects that the relief valve 424b of the valve unit 424 is completely opened and outputs the trigger signal TS to the lubricating oil valve driving unit 305c, a signal is output from the lubricating oil valve driving unit 305c and the lubricating oil A signal is input to the valve 305b. When a signal is input, the electromagnetic valve that is the lubricating oil valve 305b is energized and opened, and the lubricating oil flows through the supply nozzle 304b. The lubricating oil is supplied from the lubricating oil supply unit 304 to the sub pad surface 511 through the supply nozzle 304b.

サブパッド面511に潤滑油が供給されると共に、最近接軸受パッド群40が後退してくることで対向距離h1が第二軸受パッド群50の対向距離h2と同じになることで、第二軸受パッド群50は、潤滑油を介してスラストカラー20から力を受けることができ、スラストカラー20を最近接軸受パッド群40と共に支持する。   When the lubricating oil is supplied to the sub pad surface 511 and the nearest bearing pad group 40 moves backward, the facing distance h1 becomes the same as the facing distance h2 of the second bearing pad group 50, so that the second bearing pad The group 50 can receive a force from the thrust collar 20 via the lubricating oil, and supports the thrust collar 20 together with the closest bearing pad group 40.

上記のような軸受装置3によれば、第二軸受パッド群50のサブパッド面511とスラストカラー20と間の潤滑油は、最近接軸受パッド群40の受ける力が大きくなり弁部424の逃し弁424bが完全に開放されてメイン軸受パッド41が後退するまで供給されないこととなる。つまり、最近接軸受パッド群40のみでスラストカラー20を支持している状態では、スラストカラー20と第二軸受パッド群50の間の空間は、潤滑油が全く介在しない隙間となっている。そのため、最近接軸受パッド群40が後退するまでは、最近接軸受パッド群40以外の他の軸受パッド群である第二軸受パッド群50のサブ軸受パッド51とスラストカラー20との隙間が広くあけられていることで、第二軸受パッド群50のサブ軸受パッド51ではスラストカラー20を支持しないこととなる。そのため、第二軸受パッド群50のサブ軸受パッド51によるロータ2への摩擦損失を低減することができる。
また、最近接軸受パッド群40が後退するまでは、第二軸受パッド群50はスラストカラー20を支持しておらず、スラストカラー20を支持していないサブ軸受パッド51に対しては潤滑油を供給する必要が無いため、潤滑油の供給量を低減することができる。
According to the bearing device 3 as described above, the lubricating oil between the sub pad surface 511 of the second bearing pad group 50 and the thrust collar 20 has a greater force applied to the nearest bearing pad group 40, and the relief valve of the valve portion 424. It will not be supplied until 424b is fully opened and the main bearing pad 41 is retracted. That is, in a state where the thrust collar 20 is supported only by the closest bearing pad group 40, the space between the thrust collar 20 and the second bearing pad group 50 is a gap where no lubricating oil intervenes. Therefore, until the closest bearing pad group 40 moves backward, the gap between the sub bearing pad 51 and the thrust collar 20 of the second bearing pad group 50, which is another bearing pad group other than the closest bearing pad group 40, is wide. As a result, the thrust collar 20 is not supported by the sub-bearing pads 51 of the second bearing pad group 50. Therefore, the friction loss to the rotor 2 by the sub bearing pad 51 of the second bearing pad group 50 can be reduced.
Until the closest bearing pad group 40 moves backward, the second bearing pad group 50 does not support the thrust collar 20, and lubricating oil is applied to the sub-bearing pad 51 that does not support the thrust collar 20. Since there is no need to supply, the supply amount of lubricating oil can be reduced.

次に、図5(a)及び(b)を参照して第四実施形態の軸受装置3について説明する。
第四実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第四実施形態の軸受装置3は、シリンダ部422内に絞り部306を有する点で第一実施形態と相違する。
Next, the bearing device 3 of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b).
In the fourth embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The bearing device 3 according to the fourth embodiment is different from the first embodiment in that a throttle portion 306 is provided in the cylinder portion 422.

即ち、第四実施形態では、図5(a)及び(b)に示すように、シリンダ部422内の空間を周方向に複数に区画する複数の絞り部306を有している。
絞り部306は、シリンダ部422内のリング状の空間を周方向に複数に区画するよう周方向に均等に離間して120°毎に配置されている。絞り部306は、矩形状のオリフィスであり、シリンダ部422の径方向の断面積よりも小さい空間が開口されている。
That is, in the fourth embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B, a plurality of throttle portions 306 that divide the space in the cylinder portion 422 into a plurality of portions in the circumferential direction are provided.
The restricting portion 306 is disposed at 120 ° intervals and equally spaced in the circumferential direction so as to divide the ring-shaped space in the cylinder portion 422 into a plurality of portions in the circumferential direction. The throttle portion 306 is a rectangular orifice, and a space smaller than the radial sectional area of the cylinder portion 422 is opened.

次に、上記第四実施形態の軸受装置3の作用について説明する。
第四実施形態の軸受装置3によれば、絞り部306によってシリンダ部422内の空間は複数の小空間に区画され、各小空間同士は絞り部306の開口部分を介して貫通されている。つまり、シリンダ部422内に充填された作動流体fは、絞り部306を介して区各された各小空間を移動可能とされている。
Next, the operation of the bearing device 3 according to the fourth embodiment will be described.
According to the bearing device 3 of the fourth embodiment, the space in the cylinder portion 422 is partitioned into a plurality of small spaces by the throttle portion 306, and each small space is passed through the opening portion of the throttle portion 306. In other words, the working fluid f filled in the cylinder part 422 can move through the small spaces divided through the throttle part 306.

上記のような軸受装置3によれば、メイン軸受パッド41からピストン部421が受ける力に応じて、作動流体fが絞り部306によって区画されたシリンダ内を移動することで、小空間ごとに作動流体fの量を自動的に変化させることができる。ここで、ロータ2が軸線Oに対して傾いた場合、スラストカラー20も最近接軸受パッド群40に対して傾き、スラストカラー20からメイン軸受パッド41が受ける力は周方向の位置によって異なってくる。しかし、作動流体fが移動し小空間ごとに作動流体fの量を変化させることができることで、ピストン部421自体をスラストカラー20に追従させるよう傾けることができる。これにより、ロータ2に軸線Oに対する傾きにも柔軟に対応することができ、ロータ2を効率良く回転させることができる。
また、作動流体fがシリンダ内を移動可能となることで、後退駆動部42であるシリンダ部422とピストン部421とが作動流体fを介してダンパーとして働くことができる。これにより、ロータ2が軸線Oに対して傾いて振動しても、振動を減衰させて低減させることが可能となる。
According to the bearing device 3 as described above, the working fluid f moves in the cylinder defined by the throttle portion 306 in accordance with the force received by the piston portion 421 from the main bearing pad 41, so that the operation is performed for each small space. The amount of fluid f can be automatically changed. Here, when the rotor 2 is tilted with respect to the axis O, the thrust collar 20 is also tilted with respect to the closest bearing pad group 40, and the force received by the main bearing pad 41 from the thrust collar 20 varies depending on the circumferential position. . However, since the working fluid f moves and the amount of the working fluid f can be changed for each small space, the piston portion 421 itself can be tilted to follow the thrust collar 20. As a result, the rotor 2 can flexibly cope with the inclination with respect to the axis O, and the rotor 2 can be rotated efficiently.
Further, since the working fluid f can move in the cylinder, the cylinder portion 422 and the piston portion 421 that are the backward drive portions 42 can function as dampers via the working fluid f. As a result, even if the rotor 2 is tilted and vibrates with respect to the axis O, the vibration can be attenuated and reduced.

次に、図6を参照して第五実施形態の軸受装置3について説明する。
第五実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第五実施形態の軸受装置3は、最近接軸受パッド群40の温度によって後退駆動部42を制御する点で第一実施形態と相違する。
Next, the bearing device 3 of the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
In the fifth embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The bearing device 3 of the fifth embodiment is different from the first embodiment in that the reverse drive unit 42 is controlled by the temperature of the closest bearing pad group 40.

即ち、第五実施形態では、図6に示すように、メイン軸受パッド41のメインパッド面411の温度を測定する温度監視部307と、温度監視部307で測定した温度が予め定めた温度である規定温度Tsetを超えているか判定する温度判定部308と、規定温度Tsetを超えていると判定された場合に後退駆動部42を完全に後退させる温度制御部309とを有する。 That is, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 6, the temperature monitoring unit 307 that measures the temperature of the main pad surface 411 of the main bearing pad 41, and the temperature measured by the temperature monitoring unit 307 are predetermined temperatures. having a specified temperature T set determining whether it exceeds the temperature determination unit 308, and a temperature control unit 309 to completely retract the retraction driving section 42 when it is determined to exceed the predetermined temperature T set.

温度監視部307は、最近接軸受パッド群40のメインパッド面411に設けられる温度センサーであり、メインパッド面411の温度を測定し、測定した温度の情報を温度判定部308に出力している。温度監視部307には、公知の温度センサーが用いられれば良く、例えば、熱電対が用いられる。
温度判定部308は、温度監視部307が測定し出力した温度の情報が入力されると、予め定めておいた規定温度Tsetと入力された温度情報とを比較し、測定した温度が規定温度Tsetを超えていると判定すると温度制御部309に信号を出力する。規定温度Tsetは、メイン軸受パッド41が焼損してしまう場合の温度など、メイン軸受パッド41に異常が生じていると判断されるような温度に設定されている。
温度制御部309は、温度判定部308から判定結果に基づいて信号が入力されると弁部424である逃し弁424bを完全に開放すると共に、ポンプ部423のポンプ423bを停止させる。
The temperature monitoring unit 307 is a temperature sensor provided on the main pad surface 411 of the closest bearing pad group 40, measures the temperature of the main pad surface 411, and outputs the measured temperature information to the temperature determination unit 308. . As the temperature monitoring unit 307, a known temperature sensor may be used, and for example, a thermocouple is used.
When the temperature information measured and output by the temperature monitoring unit 307 is input, the temperature determination unit 308 compares the predetermined temperature T set determined in advance with the input temperature information, and the measured temperature is the specified temperature. If it is determined that T set is exceeded, a signal is output to the temperature control unit 309. The specified temperature Tset is set to a temperature at which it is determined that an abnormality has occurred in the main bearing pad 41, such as a temperature when the main bearing pad 41 is burned out.
When a signal is input from the temperature determination unit 308 based on the determination result, the temperature control unit 309 completely opens the relief valve 424b, which is the valve unit 424, and stops the pump 423b of the pump unit 423.

次に、上記第五実施形態の軸受装置3の作用について説明する。
第五実施形態の軸受装置3によれば、温度監視部307は、温度センサーによって最近接軸受パッド面のメインパッド面411の温度を測定し、メインパッド面411の温度を常に監視している。そして、温度判定部308に温度監視部307で測定した温度の情報が入力され、測定した温度情報と規定温度Tsetと比較することで、温度判定部308は、メインパッド面411に規定温度Tsetを超えるような温度が働いていないかを判定する。温度判定部308はメインパッド面411の温度が規定温度Tsetを超えていると判断した場合、温度制御部309に信号を送る。温度制御部309は温度判定部308から信号を受けると、弁部424の逃し弁424bを完全に開放することで排出管424aの流路を広げ作動流体fを排出しメイン軸受パッド41を後退させ、スラストカラー20とメイン軸受パッド41との距離を広げている。そして、温度制御部309は、ポンプ部423であるポンプ423bも停止させることで、シリンダ部422内への作動流体fの供給も停止し、シリンダ部422内を空とする。これにより、ピストン部421がシリンダ部422内で完全にスラストカラー方離れるように後退し、メイン軸受パッド41は第二軸受パッド群50であるサブ軸受パッド51よりも後退する。
Next, the operation of the bearing device 3 of the fifth embodiment will be described.
According to the bearing device 3 of the fifth embodiment, the temperature monitoring unit 307 measures the temperature of the main pad surface 411 of the closest bearing pad surface by the temperature sensor, and constantly monitors the temperature of the main pad surface 411. Then, information on the temperature measured by the temperature monitoring unit 307 is input to the temperature determination unit 308, and the temperature determination unit 308 compares the measured temperature information with the specified temperature T set so that the temperature determination unit 308 has the specified temperature T on the main pad surface 411. Judge whether the temperature exceeding set does not work. When the temperature determination unit 308 determines that the temperature of the main pad surface 411 exceeds the specified temperature T set , the temperature determination unit 308 sends a signal to the temperature control unit 309. When the temperature control unit 309 receives a signal from the temperature determination unit 308, the release valve 424 b of the valve unit 424 is completely opened to widen the flow path of the discharge pipe 424 a, discharge the working fluid f, and retract the main bearing pad 41. The distance between the thrust collar 20 and the main bearing pad 41 is increased. The temperature control unit 309 also stops the supply of the working fluid f into the cylinder unit 422 by stopping the pump 423b which is the pump unit 423, and the cylinder unit 422 is emptied. As a result, the piston portion 421 is retracted so as to be completely separated from the thrust collar in the cylinder portion 422, and the main bearing pad 41 is retracted from the sub-bearing pad 51 which is the second bearing pad group 50.

上記のような軸受装置3によれば、最近接軸受パッド群40であるメイン軸受パッド41には何らかの異常が発生してメインパッド面411が高温となっている場合に、メインパッド面411の温度に基づいてメイン軸受パッド41の異常を検知し後退させることができる。一般的に、蒸気タービン1等を運転しロータ2が回転している間に、異物等が侵入して最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41とスラストカラー20との間に挟まると、異物によってメイン軸受パッド41のメインパッド面411とスラストカラー20との間の摩擦が異常に大きくなってしまう。その結果、摩擦熱が大きくなりメインパッド面411の温度が急激に上昇し、スラストカラー20やロータ2が損傷を生じてしまうおそれがある。ところが、メインパッド面411の温度に基づいて、後退駆動部42である弁部424を開放することによってメイン軸受パッド41をサブ軸受パッド51よりも後退させることで、メイン軸受パッド41とスラストカラー20との距離が開き、サブ軸受パッド51のみでスラストカラー20を支持することでメインパッド面411に生じる摩擦熱がなくなる。つまり、異常が生じている最近接軸受パッド群40でスラストカラー20を支持せずに、第二軸受パッド群50のみで支持することとなる。これにより、緊急停止等を行わず継続してロータ2を回転させても異常が生じている最近接軸受パッド群40からロータ2を保護することができ、信頼性の高い軸受装置3を容易に形成することが可能となる。   According to the bearing device 3 as described above, when some abnormality occurs in the main bearing pad 41 which is the closest bearing pad group 40 and the main pad surface 411 is at a high temperature, the temperature of the main pad surface 411 is increased. Therefore, the abnormality of the main bearing pad 41 can be detected and retracted. In general, when the steam turbine 1 or the like is operated and the rotor 2 is rotating, foreign matter or the like enters and is caught between the main bearing pad 41 and the thrust collar 20 of the closest bearing pad group 40. As a result, the friction between the main pad surface 411 of the main bearing pad 41 and the thrust collar 20 becomes abnormally large. As a result, the frictional heat increases and the temperature of the main pad surface 411 increases rapidly, and the thrust collar 20 and the rotor 2 may be damaged. However, based on the temperature of the main pad surface 411, the main bearing pad 41 and the thrust collar 20 are moved backward by moving the main bearing pad 41 from the sub-bearing pad 51 by opening the valve portion 424 that is the backward driving portion 42. Thus, the frictional heat generated on the main pad surface 411 is eliminated by supporting the thrust collar 20 only by the sub bearing pad 51. That is, the thrust collar 20 is not supported by the nearest bearing pad group 40 in which an abnormality has occurred, but is supported only by the second bearing pad group 50. Accordingly, the rotor 2 can be protected from the nearest bearing pad group 40 in which an abnormality has occurred even if the rotor 2 is continuously rotated without performing an emergency stop or the like, and the highly reliable bearing device 3 can be easily obtained. It becomes possible to form.

なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、本実施形態の第一変形例として第一実施形態におけるポンプ部423を有してない軸受装置3が挙げられる。
即ち、第一変形例は、ポンプ部423を有しておらず、予めシリンダ部422内に作動流体fが定量だけ充填されている。そして、弁部424である逃し弁424bは、規定圧力となった場合のみ開放され、設定面圧Psetに満たない場合は完全に閉塞している。
The present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications are allowed without departing from the scope of the present invention. For example, the bearing apparatus 3 which does not have the pump part 423 in 1st embodiment as a 1st modification of this embodiment is mentioned.
That is, the first modification does not have the pump part 423, and the cylinder part 422 is filled with the working fluid f in a predetermined amount in advance. And the relief valve 424b which is the valve part 424 is open | released only when it becomes a regulation pressure, and when not satisfy | filling the setting surface pressure Pset , it is obstruct | occluded completely.

上記のような第一変形例の軸受装置3は、シリンダ部422内の作動流体fが受ける圧力が設定面圧Psetを超えると弁部424である逃し弁424bが開放されて作動流体fが排出されメイン軸受パッド41を後退させる。このような構造とすることで、ポンプ部423を用いず予めシリンダ部422内に充填している作動流体fのみで最近接軸受パッド群40を後退させることができ、より単純な構造で後退駆動部42を形成することができる。 In the bearing device 3 of the first modification as described above, when the pressure received by the working fluid f in the cylinder part 422 exceeds the set surface pressure P set , the relief valve 424b which is the valve part 424 is opened and the working fluid f is received. The main bearing pad 41 is discharged and retracted. By adopting such a structure, the nearest bearing pad group 40 can be moved backward only by the working fluid f filled in the cylinder portion 422 in advance without using the pump portion 423, and the drive is driven backward with a simpler structure. The part 42 can be formed.

また、本実施形態の第二変形例として第二実施形態における位置制御部302が弁部424の逃し弁424bだけでなく、ポンプ部423も制御する軸受装置3が挙げられる。
即ち、第二変形例は、第一変形例と同様に、予めシリンダ部422内に作動流体fが定量だけ充填され、ポンプ部423と同様の構成の第二ポンプ部425を有している。しかしながら、第二ポンプ部425は、ポンプ部423と異なり、位置制御部302からの信号が入力された場合のみシリンダ部422に作動流体fを供給する。
As a second modification of the present embodiment, there is a bearing device 3 in which the position control unit 302 in the second embodiment controls not only the relief valve 424b of the valve unit 424 but also the pump unit 423.
That is, the second modified example has a second pump unit 425 having the same configuration as the pump unit 423 in which the cylinder portion 422 is filled with a predetermined amount of the working fluid f in advance as in the first modified example. However, unlike the pump unit 423, the second pump unit 425 supplies the working fluid f to the cylinder unit 422 only when a signal from the position control unit 302 is input.

上記のような第二変形例の軸受装置3は、位置制御部302が位置測定部301から入力された対向距離hの大きさが予め定めた閾値である規定クリアランスhsetから外れている場合に、弁部424である逃し弁424bを閉塞させる信号を後退駆動部42の弁部424に出力するか、又は、第二ポンプ部425に作動流体fを供給させる信号を出力する。即ち、ロータ2がメイン軸受パッド41に近づいた場合は、第二ポンプ部425を作動させシリンダ部422内に作動流体fを供給し、メイン軸受パッド41を軸線O方向に沿って前進させることで、ロータ2を押し返し位置を戻す。逆に、ロータ2がメイン軸受パッド41から遠ざかった場合は、後退駆動部42である弁部424の逃し弁424bを開放して、シリンダ部422内の作動流体fを排出し、メイン軸受パッド41を軸線O方向に沿って後退させることで、ロータ2を支持する力を弱めてロータ2を引き戻し位置を戻す。そのため、スラストカラー20に対して軸線O方向の一方向側の最近接軸受パッド群40にのみ位置測定部301及び位置制御部302を設ければ、メイン軸受パッド41の位置を調整することでロータ2の位置に最適な位置に戻すことができるようになる。これらにより、より単純な構造で後退駆動部42を形成しながら、作動流体fの供給量を必要最低限に抑えることが可能となる。 In the bearing device 3 according to the second modification as described above, when the position control unit 302 deviates from the specified clearance h set which is a predetermined threshold value, the magnitude of the facing distance h input from the position measurement unit 301 is. A signal for closing the relief valve 424b which is the valve part 424 is output to the valve part 424 of the reverse drive part 42, or a signal for supplying the working fluid f to the second pump part 425 is output. That is, when the rotor 2 approaches the main bearing pad 41, the second pump part 425 is operated to supply the working fluid f into the cylinder part 422, and the main bearing pad 41 is advanced along the axis O direction. Then, the rotor 2 is pushed back to return the position. On the contrary, when the rotor 2 moves away from the main bearing pad 41, the relief valve 424b of the valve part 424 which is the reverse drive part 42 is opened, the working fluid f in the cylinder part 422 is discharged, and the main bearing pad 41 is discharged. Is retracted along the direction of the axis O to weaken the force to support the rotor 2 and return the rotor 2 to the return position. Therefore, if the position measuring unit 301 and the position control unit 302 are provided only in the closest bearing pad group 40 on the one side of the axis O direction with respect to the thrust collar 20, the rotor can be adjusted by adjusting the position of the main bearing pad 41. The position 2 can be returned to the optimum position. Accordingly, it is possible to suppress the supply amount of the working fluid f to the minimum necessary while forming the backward drive unit 42 with a simpler structure.

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、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、クレームの範囲によってのみ限定される。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the configurations and combinations of the embodiments in the embodiments are examples, and the addition and omission of configurations are within the scope not departing from the gist of the present invention. , Substitutions, and other changes are possible. Further, the present invention is not limited by the embodiments, and is limited only by the scope of the claims.

なお、本実施形態における複数の軸受パッド群30は、最近接軸受パッド群40と第二軸受パッド群50との二つだけに限られるわけではなく、第三、第四の軸受パッド群30という様にさらに多くの軸受パッド群30を有していても良い。
また、後退駆動部42は、最近接軸受パッド群40のみに設けられることに限定されるものではなく、例えば、第二軸受パッド群50が有していても良い。なお、第三、第四の軸受パッド群30を有している場合は、それらが後退駆動部42を有していても良い。
さらに、異なる軸受パッド群30の各軸受パッドは、周方向均等に離間して配置しているものに限定されるものではなく、例えば、最近接軸受パッド群40のメイン軸受パッド41と第二軸受パッド群50のサブ軸受パッド51とが同一半径上に配置されていても良い。
また、軸受パッドの形状は円板状に限られるものではなく、円弧状や矩形状をなしていても良い。
さらに、本願発明の軸受装置3が使用される回転機械は、蒸気タービン1に限定されるものではなく、例えば、ガスタービンや原子力タービン等の大型の回転機械から、コンプレッサ等の中・小型の回転機械まで、軸受装置3が必要な種々の回転機械に使用することができる。
In addition, the several bearing pad group 30 in this embodiment is not necessarily restricted to two of the closest bearing pad group 40 and the 2nd bearing pad group 50, but is called the 3rd, 4th bearing pad group 30. In this manner, more bearing pad groups 30 may be provided.
Further, the backward drive unit 42 is not limited to being provided only in the closest bearing pad group 40, and may be included in the second bearing pad group 50, for example. In addition, when it has the 3rd and 4th bearing pad group 30, they may have the backward drive part 42. FIG.
Furthermore, the bearing pads of the different bearing pad groups 30 are not limited to those that are equally spaced in the circumferential direction. For example, the main bearing pad 41 and the second bearing of the closest bearing pad group 40 The sub bearing pads 51 of the pad group 50 may be arranged on the same radius.
Further, the shape of the bearing pad is not limited to a disk shape, and may be an arc shape or a rectangular shape.
Furthermore, the rotary machine in which the bearing device 3 of the present invention is used is not limited to the steam turbine 1, but for example, from a large rotary machine such as a gas turbine or a nuclear turbine to a medium or small rotary machine such as a compressor. Up to a machine, it can be used for various rotating machines that require the bearing device 3.

O…軸線 1…蒸気タービン 2…ロータ 10…タービン本体 3…軸受装置 20…スラストカラー 30…軸受パッド群 40…最近接軸受パッド群 41…メイン軸受パッド 411…メインパッド面 42…後退駆動部 421…ピストン部 421a…ピストン本体部 421b…ピストン接続部 421c…シールリング 422…シリンダ部 422a…ストッパー 423…ポンプ部 423a…供給管 423b…ポンプ 424…弁部 424a…排出管 424b…逃し弁 f…作動流体 50…第二軸受パッド群 51…サブ軸受パッド 511…サブパッド面 52…軸受パッド支持部 60…軸受箱 Lset…設定荷重 Pset…設定面圧 h…対向距離 301…位置測定部 302…位置制御部 hset…規定クリアランス 304…潤滑油供給部 304a…潤滑油ポンプ 304b…供給ノズル 305…潤滑油制御部 305a…開放検知部 305b…潤滑油弁 305c…潤滑油弁駆動部 306…絞り部 307…温度監視部 308…温度判定部 309…温度制御部 Tset…規定温度 425…第二ポンプ部 TS…トリガー信号 P…軸受面圧 F…スラスト O ... axis 1 ... steam turbine 2 ... rotor 10 ... turbine body 3 ... bearing device 20 ... thrust collar 30 ... bearing pad group 40 ... closest bearing pad group 41 ... main bearing pad 411 ... main pad surface 42 ... reverse drive part 421 ... Piston part 421a ... Piston body part 421b ... Piston connection part 421c ... Seal ring 422 ... Cylinder part 422a ... Stopper 423 ... Pump part 423a ... Supply pipe 423b ... Pump 424 ... Valve part 424a ... Drain pipe 424b ... Release valve f ... Activation Fluid 50 ... second bearing pad group 51 ... sub-bearing pad 511 ... sub-pad surface 52 ... bearing pad support 60 ... bearing box L set ... set load P set ... set surface pressure h ... opposed distance 301 ... position measuring unit 302 ... position The control unit h set ... provisions clearance 304 ... lubricating oil supply Section 304a ... Lubricating oil pump 304b ... Supply nozzle 305 ... Lubricating oil control section 305a ... Opening detection section 305b ... Lubricating oil valve 305c ... Lubricating oil valve drive section 306 ... Restriction section 307 ... Temperature monitoring section 308 ... Temperature determination section 309 ... Temperature Control part T set ... Specified temperature 425 ... Second pump part TS ... Trigger signal P ... Bearing surface pressure F ... Thrust

Claims (8)

軸線に沿って延びるロータの外周面から張り出すように設けられたスラストカラーと、
該スラストカラーに対してパッド面が前記軸線方向に対向して配置された複数の軸受パッド群とを備え、
これら複数の軸受パッド群は、前記スラストカラーとの対向距離が前記軸受パッド群同士で互いに異なるように配置され、
前記軸受パッド群のうち少なくとも前記スラストカラーに最も近接した軸受パッド群である最近接軸受パッド群は、前記スラストカラーから後退させる後退駆動部を備え、
該後退駆動部は、前記軸受パッド群が前記スラストカラーから受ける力が予め定めた閾値を超えた際に、該軸受パッド群を後退させることを特徴とする軸受装置。
A thrust collar provided so as to protrude from the outer peripheral surface of the rotor extending along the axis;
A plurality of bearing pad groups in which the pad surface is disposed opposite to the axial direction with respect to the thrust collar;
The plurality of bearing pad groups are arranged such that the distance to the thrust collar is different between the bearing pad groups,
The nearest bearing pad group which is the bearing pad group closest to the thrust collar among the bearing pad group includes a backward drive unit configured to retract from the thrust collar,
The retraction drive unit retreats the bearing pad group when the force received from the thrust collar by the bearing pad group exceeds a predetermined threshold value.
最近接軸受パッド群は、前記複数の軸受パッド群のうち、前記軸線の径方向の最も内側に配置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。   2. The bearing device according to claim 1, wherein the closest bearing pad group is disposed on the innermost side in the radial direction of the axis among the plurality of bearing pad groups. 前記後退駆動部は、前記軸受パッド群を前記パッド面と対向する背面から支持するピストン部と、
前記ピストン部を前記軸線方向に摺動可能とするように収容するシリンダ部と、
前記シリンダ部内で前記ピストン部を支持するよう充填された作動流体と、
前記軸受パッド群が前記スラストカラーから受ける力が予め定めた閾値を超えた際に、前記作動流体を前記シリンダ部から排出させる弁部とを有し、
前記ピストン部は、前記作動流体が排出されることで軸線方向に沿って後退することを特徴とする請求項1又は2に記載の軸受装置。
The backward drive unit includes a piston unit that supports the bearing pad group from a back surface facing the pad surface;
A cylinder portion for accommodating the piston portion so as to be slidable in the axial direction;
A working fluid filled to support the piston portion within the cylinder portion;
A valve part for discharging the working fluid from the cylinder part when a force received from the thrust collar by the bearing pad group exceeds a predetermined threshold value;
The bearing device according to claim 1, wherein the piston part retreats along an axial direction when the working fluid is discharged.
前記シリンダ部は、前記シリンダ部内を複数に区画する絞り部を少なくとも一つ有していることを特徴とする請求項3に記載の軸受装置。   The bearing device according to claim 3, wherein the cylinder part has at least one throttle part that divides the cylinder part into a plurality of parts. 前記対向距離を測定する位置測定部と、
前記位置測定部が測定した前記対向距離の大きさが予め定めた大きさとなるように、前記後退駆動部が前記軸受パッド群を移動させる量を調整する位置制御部とを有す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軸受装置。
A position measuring unit for measuring the facing distance;
And a position control unit that adjusts an amount by which the reverse drive unit moves the bearing pad group so that the size of the facing distance measured by the position measurement unit becomes a predetermined size. The bearing apparatus as described in any one of Claim 1 to 4.
前記軸受パッド群と前記スラストカラーとの間に潤滑油を供給する潤滑油供給部と、
前記後退駆動部によって前記軸受パッド群が後退することにより、後退した前記軸受パッド群以外の他の軸受パッド群に前記潤滑油供給部から供給される潤滑油の量を調整する潤滑油制御部とを有することを特徴する請求項1から5のいずれか一項に記載の軸受装置。
A lubricating oil supply section that supplies lubricating oil between the bearing pad group and the thrust collar;
A lubricating oil control unit that adjusts the amount of lubricating oil supplied from the lubricating oil supply unit to a bearing pad group other than the retreated bearing pad group by retreating the bearing pad group by the retreat drive unit; The bearing device according to claim 1, wherein the bearing device is provided.
前記最近接軸受パッド群の軸受パッドの前記スラストカラーと対向する面の温度を測定する温度監視部と、
前記温度監視部が測定した温度が予め定めた温度を超えているかどうかを判定する温度判定部と、
前記温度判定部での判定結果に基づいて前記後退駆動部に前記軸受パッド群を後退させる温度制御部とを有することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の軸受装置。
A temperature monitoring unit for measuring a temperature of a surface of the nearest bearing pad group facing the thrust collar of the bearing pads;
A temperature determination unit for determining whether the temperature measured by the temperature monitoring unit exceeds a predetermined temperature; and
7. The bearing device according to claim 1, further comprising: a temperature control unit configured to cause the reverse drive unit to retract the bearing pad group based on a determination result in the temperature determination unit.
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の軸受装置を備えることを特徴とする回転機械。   A rotary machine comprising the bearing device according to any one of claims 1 to 6.
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