JP2017072173A - Tilting-pad journal bearing and turbo machine - Google Patents

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勇樹 見村
Yuki Mimura
勇樹 見村
和徳 池田
Kazunori Ikeda
和徳 池田
平野 俊夫
Toshio Hirano
俊夫 平野
敏夫 森本
Toshio Morimoto
敏夫 森本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tilting-pad journal bearing with high stability.SOLUTION: A tilting-pad journal bearing 100 is configured such that a plurality of circular-arc shaped pads 3, 3, 3are respectively mounted inside a bearing inner ring 4 in an oscillatable manner around supporting points 5, 5, 5of a pad back face, wherein among the plurality of pads, arc angels θb, θc of the second pad 3and third pad 3arranged in a horizontal direction so as to be adjacent to both sides of the first pad 3are made smaller an arc angle θa of the first pad 3arranged right below in a vertical direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、ティルティングパッドジャーナル軸受、及びターボ機械に関する。   Embodiments described herein relate generally to a tilting pad journal bearing and a turbomachine.

蒸気タービンに代表されるターボ機械やそのタービンによって駆動される発電機等の大型高速回転機械の回転軸を安定して支持するジャーナル軸受には、ティルティングパッドジャーナル軸受が採用されている。図17に基づいて従来のティルティングパッドジャーナル軸受の構成を説明する。図17はタービンや発電機の回転軸を安定して支持する従来のティルティングパッドジャーナル軸受を模式的に示す横断面図である。   A tilting pad journal bearing is adopted as a journal bearing that stably supports a rotating shaft of a large-scale high-speed rotating machine such as a turbo machine typified by a steam turbine or a generator driven by the turbine. A configuration of a conventional tilting pad journal bearing will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing a conventional tilting pad journal bearing that stably supports a rotating shaft of a turbine or a generator.

この図17に示すように、ティルティングパッドジャーナル軸受100は、円弧状のパッド3(3、3、3・・・3)と、円弧状に2分割された軸受内輪4(4、4)と、ピボット5(5、5、5・・・5)を備えて構成されている。円弧状のパッド3(3、3、3・・・3)は、回転軸のジャーナル(軸頸部)2の矢視回転方向にほぼ等間隔に配置されており、ジャーナル2を支持している。軸受内輪4(4、4)は、各パッド3、3、3・・・3を外側から囲繞するように支持している。ピボット5(5、5、5・・・5)は、軸受内輪4に取り付けられ、各パッド3、3、3・・・3の背面を支持することによりジャーナル2の動きに対して各パッド3、3、3・・・3を揺動可能にしている。実際には、軸受内輪4の外側には軸受外輪があり、さらに軸受外輪は軸受ケーシングあるいは基礎に固定されるようになっているが、ここでは図示していない。このように構成されたティルティングパッドジャーナル軸受100には潤滑剤として潤滑油が用いられており、この潤滑油は回転するジャーナル2とパッド3との間に発生する摩擦により移動してジャーナル2と各パッド3間に供給されている。 As shown in FIG. 17, the tilting pad journal bearing 100 includes an arc-shaped pad 3 (3 1 , 3 2 , 3 3 ... 3 6 ) and a bearing inner ring 4 (4 1 , 4 2 ) and a pivot 5 (5 1 , 5 2 , 5 3 ... 5 6 ). The arc-shaped pads 3 (3 1 , 3 2 , 3 3 ... 3 6 ) are arranged at substantially equal intervals in the direction of arrow rotation of the journal (shaft neck) 2 of the rotating shaft. I support it. Bearing inner ring 4 (4 1, 4 2) supports so as to surround each pad 3 1, 3 2, 3 3 ... 3 6 from the outside. Pivot 5 (5 1, 5 2, 5 3, ... 5 6), the journal 2 by attached to the bearing inner ring 4, for supporting the back of each pad 3 1, 3 2, 3 3 ... 3 6 are swingable each pad 3 1, 3 2, 3 3 ... 3 6 against movement. Actually, there is a bearing outer ring outside the bearing inner ring 4, and the bearing outer ring is fixed to the bearing casing or the foundation, but it is not shown here. In the tilting pad journal bearing 100 configured as described above, lubricating oil is used as a lubricant, and this lubricating oil is moved by the friction generated between the rotating journal 2 and the pad 3 to move between the journal 2 and the journal 2. It is supplied between the pads 3.

図18に基づいてパッド3の傾き状態およびくさび効果について説明する。図18は複数枚のパッド3のうちの任意の1枚に注目して描いた拡大図である。この図18に示すように、軸受内輪4の内面4aの曲率中心Obと、パッド3の摺動面3aの曲率中心Opと、パッド3の重心Gとを通る一点鎖線で示す直線、すなわちパッド3の中心位置を通る直線L1を引き、さらにパッド3の重心Gからその直線L1に垂直な直線L2を引き、この垂直な直線L2をパッド3の傾き角度(揺動角度)αの基準角度(0°)としている。ここで、パッド3がピボット5を支点として反時計回りに傾くときの角度を正(+)側、逆に時計回りに傾くときの角度を負(−)側と定義すると、ジャーナル2が矢視のように半時計回りに回転する場合、パッド3は反時計回りに傾くため、パッド3の傾き角度αは正(+)になる。   The tilt state of the pad 3 and the wedge effect will be described with reference to FIG. FIG. 18 is an enlarged view drawn paying attention to any one of the plurality of pads 3. As shown in FIG. 18, a straight line indicated by a one-dot chain line passing through the center of curvature Ob of the inner surface 4 a of the bearing inner ring 4, the center of curvature Op of the sliding surface 3 a of the pad 3, and the center of gravity G of the pad 3, that is, the pad 3. A straight line L1 passing through the center position of the pad 3 is drawn, and a straight line L2 perpendicular to the straight line L1 is drawn from the center of gravity G of the pad 3, and this vertical straight line L2 is drawn to the reference angle (0 °). Here, if the angle when the pad 3 is tilted counterclockwise with the pivot 5 as a fulcrum is defined as the positive (+) side, and the angle when the pad 3 is tilted clockwise is defined as the negative (−) side, the journal 2 is viewed in the direction of the arrow. When the pad 3 rotates in the counterclockwise direction, the pad 3 tilts counterclockwise, and the tilt angle α of the pad 3 becomes positive (+).

前述したようにジャーナル2の回転によって潤滑油はジャーナル2とパッド3との隙間Cに供給されるわけであるが、ジャーナル2が高周速で回転するのに対してパッド3は静止しているため、ジャーナル2の摺動面2aとパッド3の潤滑面3aとの隙間Cに供給された潤滑油には、ジャーナル2側とパッド3側とで非常に大きな速度差が発生する。   As described above, the lubricant is supplied to the gap C between the journal 2 and the pad 3 by the rotation of the journal 2, but the pad 3 is stationary while the journal 2 rotates at a high peripheral speed. Therefore, the lubricating oil supplied to the gap C between the sliding surface 2a of the journal 2 and the lubricating surface 3a of the pad 3 causes a very large speed difference between the journal 2 side and the pad 3 side.

潤滑油に速度差が発生すると、潤滑油にせん断力が働き、潤滑油内部に粘性力が発生する。この粘性作用と、ジャーナル2とパッド3の動きから形成されるパッド3の傾き状態によって両者間にくさび効果が発生し、ジャーナル2と、ジャーナル2にかかる荷重を支える3個の下半部のパッド3、3および3との隙間Cに供給された潤滑油には、図17に示すような油膜圧力分布P6、P1およびP2が発生する。 When a speed difference occurs in the lubricating oil, a shearing force acts on the lubricating oil and a viscous force is generated inside the lubricating oil. This wedge action and the tilting state of the pad 3 formed by the movement of the journal 2 and the pad 3 cause a wedge effect between the two, and the lower pad of the journal 2 and the three lower half parts supporting the load applied to the journal 2. Oil film pressure distributions P6, P1 and P2 as shown in FIG. 17 are generated in the lubricating oil supplied to the gap C between 3 6 , 3 1 and 3 2 .

下半部の各パッド3、3および3に発生する油膜圧力分布P6、P1およびP2を全周積分するとジャーナル2にかかる荷重Wに一致する。ここで、最下部(真下)のパッド31について説明すると、パッド3の背面とピボット5との接触点T1が、ジャーナル2の回転に応じて変化する油膜圧力分布P1の中心点の鉛直下方に位置するように自由に移動する。この様な現象は、最下部(真下)のパッド3の両側に隣接するパッド3やパッド3についても同様である。 When the entire circumference integrating the oil film pressure distribution P6, P1 and P2 that occur below the pads 3 6 halves, 3 1 and 3 2 matches the load W applied to the journal 2. Here, to describe the pads 31 of the bottom (underneath), the contact point T1 between the back and the pivot 5 1 of the pad 3 1, vertically below the center point of the oil film pressure distribution P1 which varies in accordance with the rotation of the journal 2 Move freely to be located at. Such behavior is also true for the pad 3 2 and pads 3 6 adjacent to both sides of the pad 3 1 of the bottom (underneath).

このようにして、パッド3は自動調心して全体的に軸受荷重Wを受けるようになり、オイルホイップを発生させる不安定化力の発生を防ぐことができるので、ティルティングパッドジャーナル軸受は自動調心機能を有し安定性に優れ、特に高い安定性が要求される高速回転機械に適応されている。   In this way, the pad 3 is self-aligned and receives the bearing load W as a whole, and can prevent the occurrence of destabilizing force that generates oil whip, so the tilting pad journal bearing is self-aligning. It is functional and excellent in stability, and is particularly suited for high-speed rotating machines that require high stability.

特開2013−29135号公報JP2013-29135A

ところが、近年、蒸気タービンや発電機の大型化、高速化の傾向が増した結果、安定性に優れたティルティングパッドジャーナル軸受といえども不安定振動が発生し易くなってきた。さらに、ターボ機械の性能向上対策から、段落数の増加、漏れ損失の低減、高温、高圧化の傾向が顕著であり、それらは軸系の危険速度の低下、システム減衰の低下、不安定化シール力の増大といった軸系の振動に対して、その安定度を低下する傾向を強めている。   However, in recent years, as the tendency of steam turbines and generators to increase in size and speed has increased, unstable vibrations are likely to occur even in tilting pad journal bearings having excellent stability. Furthermore, as a result of measures to improve the performance of turbomachinery, the number of paragraphs, leakage loss, high temperature, and high pressure are prominent. These include reduction of critical speed of shaft system, reduction of system damping, destabilization seal The tendency to decrease the stability against the vibration of the shaft system such as the increase of force is increasing.

その中で次のような特性をもつ不安定振動が確認されている。負荷依存性があり、負荷が小さい間は全く生じないか、生じていても振幅が小さく問題にならず、負荷が大きくなると、はじめて発生するか、あるいは振幅が急速に成長して激しい振動になり、それ以上負荷を増すことが困難になる。   Among them, unstable vibrations with the following characteristics have been confirmed. There is load dependency, and it does not occur at all while the load is small, or even if it occurs, the amplitude is small and does not matter. When the load becomes large, it occurs for the first time, or the amplitude grows rapidly and vibrates vigorously. It becomes difficult to increase the load any more.

また、振動数が軸系の一次固有振動数に近く、軸の回転速度が一次危険速度を超えて運転されている領域で不安定振動が生じる例が多く、したがって振動数は回転同期振動数よりも低い。このような振動を発生させる原因は作動流体による流体力でありこれを不安定化力と呼び、次式(1)のように連成ばね項でモデル化されることが多い。

Figure 2017072173
In addition, there are many cases where unstable vibration occurs in the region where the vibration frequency is close to the primary natural frequency of the shaft system and the rotation speed of the shaft exceeds the primary critical speed, and therefore the vibration frequency is higher than the rotation synchronization frequency. Is also low. The cause of such vibration is the fluid force by the working fluid, which is called the destabilizing force, and is often modeled by a coupled spring term as in the following equation (1).
Figure 2017072173

そこで、本発明の実施形態は、このような点を考慮してなされたものであり、より安定性の高いティルティングパッドジャーナル軸受を提供することを目的とする。   Therefore, an embodiment of the present invention has been made in consideration of such points, and an object thereof is to provide a tilting pad journal bearing with higher stability.

本実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受は、軸受内輪の内部に円弧状の複数のパッドをパッド背面の支持点まわりに揺動可能に内蔵したティルティングパッドジャーナル軸受において、
前記複数のパッドのうち、垂直方向真下に配置された第1パッドの弧角よりも、前記第1パッドの両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド及び第3パッドの弧角が小さい、ことを特徴とする。
The tilting pad journal bearing according to the present embodiment is a tilting pad journal bearing in which a plurality of arc-shaped pads are incorporated inside a bearing inner ring so as to be swingable around a support point on the back surface of the pad.
Among the plurality of pads, the arc angle of the second pad and the third pad arranged in the horizontal direction adjacent to both sides of the first pad is larger than the arc angle of the first pad arranged directly below the vertical direction. It is small.

本実施形態に係るターボ機械は、複数の静翼翼列が配置されるケーシングと、前記ケーシング内に回転自在に貫通したタービンロータ、及び前記タービンロータに設けられ、前記静翼翼列と交互に配置された複数の動翼翼列を有するタービン回転体と、前記タービンロータのジャーナルを前記ケーシングに対して回転自在に支持するティルティングパッドジャーナル軸受と、を備えたターボ機械であって
前記ティルティングパッドジャーナル軸受は、軸受内輪の内部に円弧状の複数のパッドをパッド背面の支持点まわりに揺動可能に内蔵したティルティングパッドジャーナル軸受であって、
前記複数のパッドのうち、垂直方向真下に配置された第1パッドの弧角よりも、前記第1パッドの両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド及び第3パッドの弧角が小さい、ことを特徴とする。
The turbo machine according to the present embodiment is provided in a casing in which a plurality of stator blade cascades are disposed, a turbine rotor that is rotatably passed through the casing, and the turbine rotor, and is alternately disposed with the stationary blade cascades. A turbomachine comprising: a turbine rotating body having a plurality of rotor blade cascades; and a tilting pad journal bearing that rotatably supports a journal of the turbine rotor with respect to the casing, wherein the tilting pad journal bearing is provided. Is a tilting pad journal bearing in which a plurality of arc-shaped pads are built in a bearing inner ring so as to be swingable around a support point on the back of the pad,
Among the plurality of pads, the arc angle of the second pad and the third pad arranged in the horizontal direction adjacent to both sides of the first pad is larger than the arc angle of the first pad arranged directly below the vertical direction. It is small.

本実施形態によれば、より安定性の高いティルティングパッドジャーナル軸受を提供することことができる。   According to this embodiment, a more stable tilting pad journal bearing can be provided.

第1実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受の下半部を示す断面図。Sectional drawing which shows the lower half part of the tilting pad journal bearing which concerns on 1st Embodiment. 油膜力を得るためシュミレーションについて説明する図。The figure explaining simulation in order to obtain oil film force. 第2実施形態に係るパッドの形状を説明する図。The figure explaining the shape of the pad concerning a 2nd embodiment. 第3実施形態に係るパッドの形状を説明する図。The figure explaining the shape of the pad concerning a 3rd embodiment. 第4実施形態に係るパッドの形状を説明する図。The figure explaining the shape of the pad concerning a 4th embodiment. 従来のティルティングパッドジャーナル軸受の給油構造を説明する図。The figure explaining the oil supply structure of the conventional tilting pad journal bearing. 第5施形態に係る第1パッドの形状を説明する図。The figure explaining the shape of the 1st pad concerning a 5th embodiment. 第6実施形態に係る第1パッドの形状を説明する図。The figure explaining the shape of the 1st pad concerning a 6th embodiment. 第7実施形態に係るパッドの形状を説明する図。The figure explaining the shape of the pad concerning a 7th embodiment. 第3パッドの変形を説明する図。The figure explaining the deformation | transformation of a 3rd pad. ジャーナルと第3パッドとの隙間について説明する図。The figure explaining the clearance gap between a journal and a 3rd pad. ジャーナルとパッドとの隙間を説明する図。The figure explaining the clearance gap between a journal and a pad. 第8実施形態に係るパッドの形状を説明する図。The figure explaining the shape of the pad concerning an 8th embodiment. 第9実施形態に係るパッドの形状を説明する図。The figure explaining the shape of the pad concerning a 9th embodiment. 第10実施形態に係るパッドの形状を説明する図。The figure explaining the shape of the pad concerning a 10th embodiment. 蒸気タービンのタービン回転体の軸線Xを含む断面を示す図。The figure which shows the cross section containing the axis line X of the turbine rotary body of a steam turbine. 従来のティルティングパッドジャーナル軸受を模式的に示す横断面図。The cross-sectional view which shows the conventional tilting pad journal bearing typically. 複数枚のパッドのうちの任意の1枚に注目して描いた拡大図。The enlarged view drawn paying attention to arbitrary one of a plurality of pads.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment does not limit the present invention.

(第1実施形態)
第1実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受は、垂直方向真下に配置された第1パッドの弧角よりも、第1パッドの両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド及び第3パッドの弧角を小さくすることにより、軸受油膜力の異方性をより増加させて不安定振動の発生を防ごうとしたものである。より詳しくを、以下に説明する。
(First embodiment)
The tilting pad journal bearing according to the first embodiment includes a second pad and a third pad disposed in the horizontal direction adjacent to both sides of the first pad rather than the arc angle of the first pad disposed directly below the vertical direction. By reducing the arc angle of the pad, the anisotropy of the bearing oil film force is further increased to prevent the occurrence of unstable vibration. More details will be described below.

(構成)
図1に基づいて、第1実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受100の構成を説明する。なお、各図を通して同一部品や同一要素には同一符号を付し、重複する説明は適宜省略する。図1は、第1実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受100の下半部を示す断面図である。
(Constitution)
Based on FIG. 1, the structure of the tilting pad journal bearing 100 which concerns on 1st Embodiment is demonstrated. Throughout the drawings, the same parts and the same elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted as appropriate. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a lower half portion of a tilting pad journal bearing 100 according to the first embodiment.

この図1に示すように、ティルティングパッドジャーナル軸受100は、円弧状のパッド3(3、32'、3・・・36')と、軸受内輪4と、ピボット5(5、5、5・・・5)とを、備えて構成されている。円弧状のパッド3(3、32'、3・・・36')は、回転軸のジャーナル(軸頸部)2の矢視回転方向にほぼ等間隔に配置されており、ジャーナル2を支持している。ここでは、ジャーナル2は、ターボ機械におけるタービン回転体のジャーナルであり、例えば蒸気タービンにおけるタービンロータのジャーナルである。Wは、ジャーナル2の荷重Wの荷重方向を示しており、垂直方向真下を示している。ここでの荷重方向は重力方向と一到する。 As shown in FIG. 1, the tilting pad journal bearing 100 includes an arc-shaped pad 3 (3 1 , 3 2 ′ , 3 3 ... 3 6 ′ ), a bearing inner ring 4, and a pivot 5 (5 1 5 2 , 5 3 ... 5 6 ). The arc-shaped pads 3 (3 1 , 3 2 ′ , 3 3 ... 3 6 ′ ) are arranged at substantially equal intervals in the direction of rotation of the journal (shaft neck) 2 of the rotating shaft. 2 is supported. Here, the journal 2 is a turbine rotor journal in a turbomachine, for example, a turbine rotor journal in a steam turbine. W indicates the load direction of the load W of the journal 2, and indicates directly below the vertical direction. The load direction here is the direction of gravity.

上述のように、軸受内輪4は、パッド3(3、32'、3・・・36')を外側から囲繞するように支持している。ピボット5(5、5、5・・・5)は、軸受内輪4に取り付けられ、各パッド3、32'、3・・・36'の背面を支持することによりジャーナル2の動きに対して各パッド3、32'、3・・・36''を揺動可能にしている。 As described above, the bearing inner ring 4 supports the pad 3 (3 1 , 3 2 ′ , 3 3 ... 3 6 ′ ) so as to surround from the outside. Pivot 5 (5 1, 5 2, 5 3, ... 5 6) is attached to the bearing inner ring 4, each pad 3 1, 3 2 ', 3 3 ... 3 6' by supporting the back of the Each pad 3 1 , 3 2 ′ , 3 3 ... 3 6 ′ ′ can swing with respect to the movement of the journal 2.

ティルティングパッドジャーナル軸受1の下半部に配置された第1パッド31'、第2パッド32'、および第3パッド36'のうち、垂直方向真下に配置された第1パッド3の弧角θaよりも、第1パッド31の両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド32'及び第3パッド36'それぞれの弧角θb、θcの方が小さい。すなわち、第1パッド3の正面面積よりも第2パッド32'及び第3パッド36'それぞれの正面面積の方が小さく構成されている。ここで、弧角は各パッド3、32'、3・・・36'の周方向の長さを示す角度である。ここでは、例えば図1中の弧角θa、θb、θcで示すように、軸受内輪4の曲率中心と、パッド正面の両端部とを、結ぶ線分間の角度である。この例では、軸受内輪4の曲率中心と、パッド背面の両端部とを、結ぶ線分間の角度も弧角と一到している。また、例えばパッド正面の周方向曲率点と、パッド正面の両端部とを、結ぶ線分間の角度を弧角としてもよい。 Tilting pad first pad 3 1 disposed in the lower half of the journal bearing 1 ', second pad 3 2', and a third of the pad 3 6 ', the first pad 3 disposed beneath vertically 1 The arc angles θb and θc of the second pad 32 and the third pad 36 arranged in the horizontal direction adjacent to both sides of the first pad 31 are smaller than the arc angle θa of the first pad 31. That is, toward the second pad 3 2 ', and the third pad 3 6', respectively the front area is made smaller than the first front area of the pad 3 1. Here, the arc angle is an angle indicating the length in the circumferential direction of each pad 3 1 , 3 2 ′ , 3 3 ... 3 6 ′ . Here, for example, as indicated by arc angles θa, θb, and θc in FIG. 1, the angle is a line segment that connects the center of curvature of the bearing inner ring 4 and both ends of the front surface of the pad. In this example, the angle between the line segments connecting the center of curvature of the bearing inner ring 4 and both ends of the back surface of the pad also reaches the arc angle. Further, for example, an angle between line segments connecting a circumferential curvature point on the front surface of the pad and both end portions on the front surface of the pad may be an arc angle.

(作用)
前述したように、第2パッド32'、第3パッド36'の弧角を小さくしたことにより、ジャーナル2と第2パッド32'、第3パッド36'間に発生する油膜の範囲が、ジャーナル2と第1パッド3間に発生する油膜の範囲よりも小さくなる。これにより、第2パッド32'、第3パッド36'にかかる負荷はより減少している。すなわち、水平方向の油膜力を減少させることで、軸受油膜力の異方性をより増加させている。
(Function)
As described above, the second pad 3 2 ', third pad 3 6' by which to reduce the firing angle of a range of oil film occurs when the journal 2 second pad 3 2 ', third pad 3 6' between but smaller than the range of oil film occurs when the journal 2 between the first pad 3 1. Thereby, the load applied to the second pad 3 2 ′ and the third pad 36 is further reduced. That is, by reducing the oil film force in the horizontal direction, the anisotropy of the bearing oil film force is further increased.

次に、図2に基づいて油膜力を得るためシュミレーションについて説明する。図2は、油膜力を得るためシュミレーションについて説明する図である。この図2において、ジャーナル2と下半部の各パッド3、32'、36'との間には、パッド3内面、すなわちパッド正面とジャーナル2の半径rjの差に相当する間隙Cが形成されている。ジャーナル2は回転する場合、当該ジャーナル2とパッド3との間隙C内に形成される油膜力とジャーナル2の自重とが平衡する位置(破線で示すジャーナルは符号2’の位置)まで下降し、その中心はO1から偏心量eだけ偏心したO2まで移動する。 Next, simulation for obtaining the oil film force will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the simulation for obtaining the oil film force. In FIG. 2, there is a gap C between the journal 2 and the pads 3 1 , 3 2 ′ , 3 6 ′ in the lower half corresponding to the difference between the inner surface of the pad 3, that is, the radius rj between the pad front surface and the journal 2. Is formed. When the journal 2 rotates, the journal 2 descends to a position where the oil film force formed in the gap C between the journal 2 and the pad 3 and the weight of the journal 2 are balanced (the journal indicated by the broken line is the position 2 '). The center moves from O1 to O2 eccentric by an eccentricity amount e.

このときのジャーナル2’と各パッド3との間に形成される間隙h1、h2、h6は次式(2)で表される。

Figure 2017072173
The gaps h1, h2, and h6 formed between the journal 2 ′ and each pad 3 at this time are expressed by the following equation (2).
Figure 2017072173

ここで、εはe/Cを表わし偏心率を意味し、Φは図2の偏心方向O1―O2を基準とした元のジャーナル2との円周方向の角度を示す。また、α6は第3パッド36'の傾きを、β1,β2は第3パッド36'の支点位置からジャーナル2の回転方向後端、前端までの長さを示している。またrjはジャーナル2の半径、Op6は偏心方向O1―O2を結ぶ直線からパッド36'の支点までの角度をそれぞれ示している。 Here, ε represents e / C and means the eccentricity, and Φ represents an angle in the circumferential direction with respect to the original journal 2 with the eccentric direction O1-O2 in FIG. 2 as a reference. Α6 indicates the inclination of the third pad 36 , and β1 and β2 indicate the length from the fulcrum position of the third pad 36 ′ to the rear end and the front end in the rotation direction of the journal 2. Rj represents the radius of the journal 2, and Op6 represents the angle from the straight line connecting the eccentric directions O1-O2 to the fulcrum of the pad 36 ' .

このようなティルティングパッドジャーナル軸受において、ジャーナル2’の自重に対してパッド3ごとに発生する軸受の油膜圧力pは円周方向座標をθ、軸方向座標をzとすると、下記式(3)に示す潤滑方程式から求まる。

Figure 2017072173
In such a tilting pad journal bearing, the oil film pressure p generated for each pad 3 with respect to the weight of the journal 2 'is expressed by the following equation (3), where the circumferential coordinate is θ and the axial coordinate is z. It is obtained from the lubrication equation shown below.
Figure 2017072173

ここで、μは潤滑油の温度、Uはジャーナルの周速度を示す。ティルティングパッドジャーナル軸受100では、パッド面において、パッドのほぼ中央に設置されているピボット回りのモーメントがゼロになるように油膜圧力が発生する。パッドの慣性を無視するとピボットまわりのモーメントの釣り合いより式(4)が得られ、パッドにかかる負荷Wpiと油膜力の釣り合いより式(5)が得られる。

Figure 2017072173
Figure 2017072173
Here, μ represents the temperature of the lubricating oil, and U represents the peripheral speed of the journal. In the tilting pad journal bearing 100, the oil film pressure is generated on the pad surface so that the moment around the pivot installed at the approximate center of the pad becomes zero. If the inertia of the pad is ignored, Equation (4) is obtained from the balance of moments around the pivot, and Equation (5) is obtained from the balance of the load Wpi applied to the pad and the oil film force.
Figure 2017072173
Figure 2017072173

この式(4)、(5)で表わされた理論式を、コンピュータ上でシミュレーションすることにより各パッド3、32'、36'の油膜力を得ることができる。このシュミレーション結果から、真下に位置する第1パッド3の水平方向左右に位置する第2パッド32'および第3パッド36'の弧角を小さくしたことにより、各パッド32'および36'にかかる負荷は減り、主に水平方向の油膜力も減少し、それに伴って真下に位置する第1パッド3にかかる負荷が増え、垂直方向の油膜力が増加する結果が得られている。すなわち軸受油膜力の異方性が増加するのである。このようにティルティングパッドジャーナル軸受100の油膜力は、潤滑方程式(3)から得られた理論式、ピボットまわりのモーメントの釣り合いに関する式(4)およびパッドにかかる負荷と油膜力の釣り合いに関する式(5)をコンピュータ上でシミュレーションすることにより得ることが可能である。 The oil film force of each of the pads 3 1 , 3 2 ′ and 3 6 ′ can be obtained by simulating the theoretical formulas expressed by the equations (4) and (5) on a computer. This simulation results, by having a smaller arc angle of the second pad 3 2 'and the third pad 3 6' located horizontally left and right of the first pad 3 1 positioned just below, each pad 3 2 'and 3 load on the 6 'decreases, mainly oil film force in the horizontal direction is also reduced, the first pad 3 1 load on the positioned just below along with it increased as a result of oil film strength in the vertical direction is increased to obtain . That is, the anisotropy of the bearing oil film force increases. As described above, the oil film force of the tilting pad journal bearing 100 is obtained by the theoretical formula obtained from the lubrication equation (3), the formula (4) regarding the balance of moments around the pivot, and the formula (4) regarding the balance between the load applied to the pad and the oil film force ( 5) can be obtained by simulating on a computer.

(効果)
以上のように、本実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受100によれば、垂直方向真下に配置された第1パッド3の弧角よりも、第1パッドの両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド32'及び第3パッド36'の弧角を小さくすることとした。これにより、第2パッド32'及び第3パッド36'における水平方向の油膜力をより低減することで軸受油膜力の異方性が増加し、作動流体からの不安定化力による不安定振動の発生を防ぐことができ、安定性の良いティルティングパッドジャーナル軸受を提供可能である。
(effect)
As described above, according to the tilting pad journal bearing 100 according to the present embodiment, than the first pad 3 1 of firing angle arranged beneath the vertical direction, the horizontal direction adjacent to both sides of the first pad The arc angle of the arranged second pad 32 ' and third pad 36 ' was reduced. Accordingly, the anisotropy of the bearing oil film force is increased by further reducing the oil film force in the horizontal direction in the second pad 3 2 ', and the third pad 3 6', instability due to destabilizing forces from the working fluid It is possible to provide a tilting pad journal bearing that can prevent the occurrence of vibration and has good stability.

(第2実施形態)
第2実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受は、垂直方向真下に配置された第1パッドの軸方向長さよりも、この第1パッドの両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド及び第3パッドの軸方向長さを短くすることにより、軸受油膜力の異方性をより増加させて不安定振動の発生を防ごうとしたものである。以下、上述した第1実施形態と異なる部分を説明する。
(Second Embodiment)
The tilting pad journal bearing according to the second embodiment includes a second pad disposed in the horizontal direction adjacent to both sides of the first pad, rather than the axial length of the first pad disposed directly below the vertical direction. By shortening the axial length of the third pad, the anisotropy of the bearing oil film force is further increased to prevent the occurrence of unstable vibration. Hereinafter, a different part from 1st Embodiment mentioned above is demonstrated.

(構成)
図3に基づいて第2実施形態に係るパッド3’を説明する。図3は、第2実施形態に係るパッド3’の形状を説明する図である。この図3に示すように、水平方向に配置されたパッドの軸方向長さLを短くしたことで、実施形態1と異なる。すなわち、ティルティングパッドジャーナル軸受1の下半部に配置された第1パッド3、第2パッド32'、および第3パッド36'のうち、垂直方向真下に配置された第1パッド3の軸方向長さLよりも、第1パッド3の両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド32'及び第3パッド36'の軸方向長さを短くし、L’としたのである。
(Constitution)
A pad 3 ′ according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating the shape of the pad 3 ′ according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, the axial length L of the pads arranged in the horizontal direction is shortened, which is different from the first embodiment. That is, among the first pad 3 1 , the second pad 3 2 ′ , and the third pad 3 6 ′ disposed in the lower half of the tilting pad journal bearing 1, the first pad 3 disposed directly below in the vertical direction. than the axial length L of 1, to shorten the axial length of the second pad 3 2 ', and the third pad 3 6' arranged horizontally adjacent to the first sides of the pad 3 1, L 'It was.

また、本実施形態では、弧角θaと、弧角θb、θcとは、同じ角度に構成されている。つまり、第1パッド31'の周方向長さと、第2パッド32'、および第3パッド36'の周方向長さとは、等しく構成されている。 In the present embodiment, the arc angle θa and the arc angles θb and θc are configured to be the same angle. That is, the circumferential length of the first pad 31 ′ and the circumferential length of the second pad 32 and the third pad 36 are configured to be equal.

(作用)
前述したよう、パッド32'、36'の軸方向長さを短くしたことにより、ジャーナル2とパッド32'、36'間に発生する油膜の範囲が、ジャーナル2と第1パッド3間に発生する油膜の範囲よりも小さくなる。これにより、パッド32'、36'にかかる負荷はより減少している。すなわち、水平方向の油膜力を減少させることで、軸受油膜力の異方性をより増加させることが可能である。また、弧角θaと、弧角θb、θcとは、同じ角度に構成されているので、第2パッド32'及び第3パッド36'の周方向の油膜範囲を、従来と同等の範囲にすることが可能である。
(Function)
As described above, the pad 3 2 ', 3 6' by that shorten the axial length of the journal 2 and the pad 3 2 ', 3 6' range of oil film occurs between the journal 2 and the first pad 3 It becomes smaller than the range of the oil film generated between 1 . Thereby, the load applied to the pads 3 2 ′ and 3 6 ′ is further reduced. That is, by reducing the oil film force in the horizontal direction, it is possible to further increase the anisotropy of the bearing oil film force. In addition, since the arc angle θa and the arc angles θb and θc are configured to be the same angle, the circumferential oil film range of the second pad 32 and the third pad 36 is set to a range equivalent to the conventional one. It is possible to

(効果)
以上のように、本実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受100によれば、垂直方向真下に配置された第1パッド3の軸方向長さよりも、第1パッドの両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド32'及び第3パッド36'の軸方向長さを短くすることとした。これにより、これにより、第2パッド32'及び第3パッド36'における水平方向の油膜力をより低減することで軸受油膜力の異方性がより増加し、第1実施形態と同等の効果を得ることができる。また、軸受油膜力の異方性を維持すると共に、第2パッド32'及び第3パッド36'の周方向の油膜範囲を従来と同等の範囲にすることができる。
(effect)
As described above, according to the tilting pad journal bearing 100 according to the present embodiment, than the first axial length of the pad 3 1 arranged beneath the vertical direction, horizontal direction and adjacent to both sides of the first pad it was decided to shorten the axial length of the second pad 3 2 arranged 'and the third pad 3 6' to. As a result, the anisotropy of the bearing oil film force is further increased by further reducing the oil film force in the horizontal direction at the second pad 32 ' and the third pad 36 ' , which is equivalent to that of the first embodiment. An effect can be obtained. Further, while maintaining the anisotropy of the bearing oil film force, the oil film range in the circumferential direction of the second pad 32 ' and the third pad 36 ' can be made equal to the conventional range.

(第3実施形態)
第3実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受は、垂直方向真下に配置された第1パッドの弧角及び軸方向長さよりも、第1パッドの両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド及び第3パッドの弧角を小さくすると共に軸方向長さを短くすることにより、軸受油膜力の異方性をより増加させて不安定振動の発生を防ごうとしたものである。以下、上述した第1実施形態と異なる部分を説明する。
(Third embodiment)
The tilting pad journal bearing according to the third embodiment has a second horizontal arrangement adjacent to both sides of the first pad, rather than the arc angle and axial length of the first pad arranged directly below the vertical direction. By reducing the arc angle of the pad and the third pad and shortening the axial length, the anisotropy of the bearing oil film force is further increased to prevent the occurrence of unstable vibration. Hereinafter, a different part from 1st Embodiment mentioned above is demonstrated.

(構成)
図4に基づいて第3実施形態に係るパッド3’’を説明する。図4は、第3実施形態に係るパッド3’’の形状を説明する図である。この図4に示すように、パッドの軸方向長さLをL’と短くしたことで、実施形態1と異なる。すなわち、ティルティングパッドジャーナル軸受1の下半部に配置されたパッド3、32'、および36'のうち、垂直方向真下に配置された第1パッド3の軸方向長さLよりも、第1パッド3の両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド31'及び第3パッド36'の軸方向長さを短くし、L’としたものである。
(Constitution)
A pad 3 '' according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the shape of the pad 3 ″ according to the third embodiment. As shown in FIG. 4, the length L in the axial direction of the pad is shortened to L ′, which is different from the first embodiment. In other words, the pad 3 1 placed in the lower half of tilting pad journal bearing 1, 3 2 ', and 3 6' of, from the first axial direction of the pad 3 1 length L disposed directly below the vertical direction also, the axial length of the first second pad 3 1 'and the third pad 3 6' arranged horizontally adjacent to both sides of the pad 3 1 shortening is obtained by a L '.

(作用)
前述したよう、パッド32'、36'の弧角を小さくし、且つパッド32'、36'の軸方向長さを短くしたことにより、ジャーナル2とパッド32'、36'間に発生する油膜の範囲が、ジャーナル2とパッド31'間に発生する油膜の範囲よりも小さくなる。これにより、パッド32'、36'にかかる負荷はより減少する。すなわち、水平方向の油膜力を減少させることで、軸受油膜力の異方性をより増加させることが可能である。また、異方性が生じる油膜範囲を維持させた状態で、第2パッド32'及び第3パッド36'の周方向及び軸方向の長さを変更して、第2パッド32'及び第3パッド3を構成可能である。これにより、ジャーナル2の回転及び負荷特性に応じて、第2パッド32'及び第3パッド36'の周方向及び軸方向の油膜範囲を変更可能である。
(Function)
As described above, the pad 3 2 ', 3 6' reduces the firing angle of, and the pad 3 2 ', 3 6' by that shorten the axial length of the journal 2 and the pad 3 2 ', 3 6' The range of the oil film generated between them is smaller than the range of the oil film generated between the journal 2 and the pad 31 . Thereby, the load applied to the pads 3 2 ′ and 3 6 ′ is further reduced. That is, by reducing the oil film force in the horizontal direction, it is possible to further increase the anisotropy of the bearing oil film force. Further, while maintaining the oil film range in which anisotropy occurs, the circumferential length and axial length of the second pad 3 2 ′ and the third pad 36 are changed, and the second pad 3 2 ′ and it is possible to form a third pad 3 6. Thereby, the oil film ranges in the circumferential direction and the axial direction of the second pad 32 ' and the third pad 36 ' can be changed according to the rotation and load characteristics of the journal 2.

(効果)
以上のように、本実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受100によれば、垂直方向真下に配置された第1パッド3の弧角及び軸方向長さよりも、第1パッドの両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド32'及び第3パッド36'の弧角を小さくすると共に、第1パッド3の軸方向長さよりも第2パッド32'及び第3パッド36'の軸方向長さを短くすることとした。これにより、軸受油膜力の異方性がより増加し、作動流体からの不安定化力による不安定振動の発生を防ぐことができる。また、軸受油膜力の異方性を維持すると共に、第2パッド32'及び第3パッド36'の周方向及び軸方向の油膜範囲を変更することができる。
(effect)
As described above, according to the tilting pad journal bearing 100 according to the present embodiment, than the first arc angle of the pad 3 1 and the axial length disposed beneath the vertical direction, adjacent on both sides of the first pad the second pad 3 2 ', and the third pad 3 6' as well as reduce the firing angle of, than the axial length of the first pad 3 1 second pad 3 2 'and a third pad 3 arranged horizontally Te The 6 ' axial length was shortened. Thereby, the anisotropy of the bearing oil film force is further increased, and the occurrence of unstable vibration due to the destabilizing force from the working fluid can be prevented. In addition, while maintaining the anisotropy of the bearing oil film force, the oil film ranges in the circumferential direction and the axial direction of the second pad 32 ' and the third pad 36 ' can be changed.

(第4実施形態)
第4実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受は、垂直方向真下に配置された第1パッドの弧角よりも、第1パッドの両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド及び第3パッドの弧角を小さくすると共に、第1パッドの回転上流側に潤滑油給油孔を配置することで、軸受油膜力の異方性をより増加させる共に軸受損失をより低減しようとしたものである。以下、上述した第1実施形態と異なる部分を説明する。
(Fourth embodiment)
The tilting pad journal bearing according to the fourth embodiment includes a second pad and a third pad disposed in the horizontal direction adjacent to both sides of the first pad, rather than the arc angle of the first pad disposed directly below the vertical direction. By reducing the arc angle of the pad and arranging the lubricating oil supply hole on the upstream side of the rotation of the first pad, the bearing oil film force anisotropy is further increased and the bearing loss is further reduced. . Hereinafter, a different part from 1st Embodiment mentioned above is demonstrated.

(構成)
図5に基づいて第4実施形態に係る第1パッド3を説明する。図5は、第4実施形態に係る第1パッド3の形状を説明する図である。この図5に示すように、第1パッド3の回転上流側に潤滑油給油孔6を配置するこで、実施形態1と異なる。また、軸受内輪4の潤滑油給油孔6に対応する位置に外部給油孔7が設けられている。
(Constitution)
A first pad 3 1 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. Figure 5 is a diagram for explaining a first pad 3 1 shaped according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 5, in this arranging the lubricating oil supply hole 6 in the first rotation upstream side of the pad 3 1, it differs from the first embodiment. An external oil supply hole 7 is provided at a position corresponding to the lubricating oil supply hole 6 of the bearing inner ring 4.

(作用)
図6に基づいて、従来のティルティングパッドジャーナル軸受の給油構造を説明する。図6は、従来のティルティングパッドジャーナル軸受の給油構造を説明する図である。この図6に示すように、給油孔8から矢印9の流れでジャーナル2とパッド3の間を潤滑油が循環しており、軸受内は油で満たされた状態である。本実施形態では、第3パッド36'の弧角が小さくなったことによってできた空間に、第1パッド3の回転上流側にパッド給油孔6を設けた。これにより、外部給油孔7からパッド給油孔6を通って、ジャーナル2と第1パッド3の隙間に必要な分だけ潤滑油を供給することができる。第1パッド3は、ジャーナル2の荷重を最も受けるパッドであるので、効率的に潤滑油を供給することができ、軸受損失をより低減可能である。
(Function)
A conventional oiling structure of a tilting pad journal bearing will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional oiling structure of a tilting pad journal bearing. As shown in FIG. 6, the lubricating oil circulates between the journal 2 and the pad 3 in the flow of the arrow 9 from the oil supply hole 8, and the bearing is in a state filled with oil. In the present embodiment, the space made by the firing angle of the third pad 3 6 'becomes small, and the pad oil supply hole 6 provided in the first rotation upstream side of the pad 3 1. Thus, it is possible to externally supply hole 7 through the pad supply hole 6, to supply the amount corresponding lubricating oil required the journal 2 to the first pad 3 1 of the gap. The first pad 3 1, because it is the most subjected pad load of the journal 2, it is possible to efficiently supply the lubricating oil, it is more possible to reduce the bearing loss.

(効果)
以上のように、本実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受100によれば、垂直方向真下に配置された第1パッド3の弧角よりも、第1パッド3の両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド32'及び第3パッド36'の弧角を小さくする共に、第1パッド3の回転上流側にパッド給油孔6を設けることとした。これにより、第1実施形態と同等の効果を得ることができると共に、荷重を最も受ける第1パッド3に効率的に潤滑油を供給することができ、軸受損失をより低減することができる。
(effect)
As described above, according to the tilting pad journal bearing 100 according to the present embodiment, than the first pad 3 1 of firing angle arranged beneath the vertical direction, the horizontal and adjacent to the first sides of the pad 3 1 both reduce the firing angle of the second pad 3 2 ', and the third pad 3 6' arranged in the direction, it was decided to the first rotation upstream side of the pad 3 1 provided pad oil supply hole 6. Thus, it is possible to obtain the same effect as the first embodiment, it is possible to efficiently supply the lubricating oil to the first pad 3 1 most under load, it is possible to further reduce the bearing loss.

(第5実施形態)
第5実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受は、垂直方向真下に配置された第1パッドの弧角を、他のパッドの弧角よりも大きく構成することで、軸受油膜力の異方性をより増加させようとしたものである。以下、上述した第1実施形態と異なる部分を説明する。
(Fifth embodiment)
In the tilting pad journal bearing according to the fifth embodiment, the anisotropy of the bearing oil film force can be obtained by configuring the arc angle of the first pad arranged directly below the vertical direction to be larger than the arc angle of the other pads. I tried to increase it. Hereinafter, a different part from 1st Embodiment mentioned above is demonstrated.

(構成)
図7に基づいて第5施形態に係る第1パッド31'を説明する。図7は、第5施形態に係る第1パッド31’の形状を説明する図である。この図7に示すように、水平方向に配置された第2パッド3、及び第3パッド3の弧角は従来と同等にし、真下の第1パッド31'のパッド弧角θa’を左右のパッド3、3の弧角より大きくしたものである。すなわち、ジャーナル2の荷重を最も受ける第1パッド31'における弧角が、パッド3(31'、3、3・・・3)のなかの他のパッドの弧角よりも大きく構成されている。なお、真下の第1パッド31'における弧角を大きくすると共に、水平方向に配置された第2パッド3及び第3パッド3の弧角を第1実施形態と同様に小さくしてもよい。
(Constitution)
A first pad 31 ' according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a view for explaining the shape of the first pad 31 ′ according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 7, was equivalent to the second pad 3 2, and arc angle of the third pad 3 6 Conventional disposed horizontally, the first pad 3 1 'of the pad firing angle .theta.a' beneath This is larger than the arc angle of the left and right pads 3 2 , 3 6 . That is, the arc angle at the first pad 3 1 ′ that receives the load of the journal 2 most is larger than the arc angle of the other pads in the pad 3 (3 1 ′ , 3 2 , 3 3 ... 3 6 ). It is configured. Incidentally, with increasing the firing angle of the first pad 3 1 'beneath, even by reducing the firing angle of the second pad 3, second and third pad 3 6 arranged horizontally as in the first embodiment Good.

(作用)
前述したように図7において、第1パッド31’の弧角が大きくなったことにより、ジャーナル2とパッド31’間に発生する油膜の範囲がより大きくなる。これにより、第1パッド31'にかかる負荷は増加する。すなわち、垂直方向の油膜力が増加することで、第1実施形態と同様の作用となり、軸受油膜力の異方性を増加させることが可能となる。このように、相対的に垂直方向の油膜力がより増加することで、軸受油膜力の異方性を増加させることが可能である。また、パッド3(31'、3、3・・・3)のなかの他のパッドの特性を従来と同等に維持可能である。
(Function)
As described above, in FIG. 7, as the arc angle of the first pad 31 increases, the range of the oil film generated between the journal 2 and the pad 31 increases. As a result, the load applied to the first pad 31 increases. That is, by increasing the oil film force in the vertical direction, the same effect as in the first embodiment is obtained, and the anisotropy of the bearing oil film force can be increased. Thus, the anisotropy of the bearing oil film force can be increased by further increasing the oil film force in the vertical direction. Further, the characteristics of the other pads in the pad 3 (3 1 ′ , 3 2 , 3 3 ... 3 6 ) can be maintained at the same level as the conventional one.

(効果)
以上のように、本実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受100によれば、垂直方向真下に配置された第1パッド31'の弧角を、パッド3(31'、3、3・・・3)のなかの他のパッドの弧角よりも大きく構成することとした。これにより、第1パッド3の垂直方向の油膜力がより増加することで軸受油膜力の異方性がより増加し、作動流体からの不安定化力による不安定振動の発生を防ぐことができる。また、パッド3(31'、3、3・・・3)のなかの他のパッドの特性を従来と同等に維持することができる。
(effect)
As described above, according to the tilting pad journal bearing 100 according to the present embodiment, the arc angle of the first pad 3 1 ′ disposed directly below the vertical direction is set to the pad 3 (3 1 ′ , 3 2 , 3 3 .., 3 6 ) larger than the arc angle of the other pads. Thus, that oil film strength of the first pad 3 1 in the vertical direction more increases the anisotropy of the bearing oil film forces by increasing more, preventing the occurrence of unstable vibration by destabilizing forces from the working fluid it can. Further, the characteristics of the other pads in the pad 3 (3 1 ′ , 3 2 , 3 3 ... 3 6 ) can be maintained at the same level as the conventional one.

(第6実施形態)
第6実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受は、垂直方向真下に配置された第1パッドの軸方向長さを、他のパッドの軸方向長さよりも長くすることで、軸受油膜力の異方性をより増加させようとしたものである。以下、上述した第1実施形態と異なる部分を説明する。
(Sixth embodiment)
In the tilting pad journal bearing according to the sixth embodiment, the axial length of the first pad arranged directly below the vertical direction is made longer than the axial length of the other pads, so that the bearing oil film force is anisotropic. It is intended to increase the sex. Hereinafter, a different part from 1st Embodiment mentioned above is demonstrated.

(構成)
図8に基づいて第6実施形態に係る第1パッド31'を説明する。図8は、第6実施形態に係る第1パッド31'の形状を説明する図である。この図8に示すように、水平方向に配置された第2パッド3、及び第3パッド3の軸方向長さLはそのままで、真下の第1パッド31'の軸方向長さL'をより長くくしたものである。すなわち、ジャーナル2の荷重を最も受ける第1パッド31'における軸方向長さが、パッド3(31'、3、3・・・3)のなかの他のパッドの軸方向長さよりも長く構成されている。すなわち、ジャーナル2の荷重を最も受ける第1パッド31''における軸方向長さが、パッド3(31'、3、3・・・3)のなかの他のパッドの軸方向長さよりも大きく構成されている。
(Constitution)
A first pad 31 ' according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a view for explaining the shape of the first pad 31 ′ according to the sixth embodiment. As shown in FIG. 8, the axial length L of the second pad 3, second and third pad 3 6 disposed horizontally unchanged, the axial length of the first pad 3 1 'directly below L 'Is made longer. That is, the axial length of the first pad 3 1 ′ that receives the most load of the journal 2 is the axial length of other pads in the pad 3 (3 1 ′ , 3 2 , 3 3 ... 3 6 ). Longer than that. That is, the axial length of the first pad 3 1 ″ receiving the load of the journal 2 is the axial direction of the other pads in the pad 3 (3 1 ′ , 3 2 , 3 3 ... 3 6 ). It is configured to be larger than the length.

なお、真下のパッド31'における軸方向長さを長くすると共に、左右のパッド3、3の弧角を第1実施形態と同様に小さくしてもよい。また、真下のパッド31'における軸方向長さを長くすると共に、弧角をより大きくしてもよい。 Note that the axial length of the pad 31 1 ′ directly below may be increased, and the arc angles of the left and right pads 3 2 , 3 6 may be reduced as in the first embodiment. In addition, the length in the axial direction of the pad 31 immediately below may be increased and the arc angle may be increased.

(作用)
前述したように、真下に設置されている第1パッド31'の軸方向長さが長くなったことにより、ジャーナル2と第1パッド31'間に発生する油膜の範囲も大きくなる。これにより、第1パッド31'にかかる負荷は増加する。すなわち、垂直方向の油膜力が増加することで、第1実施形態と同様の作用となり、軸受油膜力の異方性を増加させることが可能となる。このように、相対的に第1パッド31'の垂直方向の油膜力がより増加することで、軸受油膜力の異方性をより増加させることが可能である。
(Function)
As described above, since the axial length of the first pad 31 installed directly below becomes longer, the range of the oil film generated between the journal 2 and the first pad 31 increases. As a result, the load applied to the first pad 31 increases. That is, by increasing the oil film force in the vertical direction, the same effect as in the first embodiment is obtained, and the anisotropy of the bearing oil film force can be increased. Thus, the anisotropy of the bearing oil film force can be further increased by relatively increasing the oil film force in the vertical direction of the first pad 31 .

(効果)
以上のように、本実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受100によれば、垂直方向真下に配置された第1パッド31'の軸方向長さを、パッド3(31'、3、3・・・3)のなかの他のパッドの軸方向長さよりも長く構成することとした。これにより、第1パッド31'の垂直方向の油膜力がより増加することで軸受油膜力の異方性がより増加し、作動流体からの不安定化力による不安定振動の発生を防ぐことができる。また、パッド3(31'、3、3・・・3)のなかの他のパッドの特性を従来と同等に維持することができる。
(effect)
As described above, according to the tilting pad journal bearing 100 according to the present embodiment, the axial length of the first pad 3 1 ′ disposed directly below the vertical direction is set to the pad 3 (3 1 ′ , 3 2 , 3 3 ... 3 6 ), which is longer than the axial length of the other pads. As a result, the oil film force in the vertical direction of the first pad 31 ' increases further, so that the anisotropy of the bearing oil film force increases, and the occurrence of unstable vibration due to the destabilizing force from the working fluid is prevented. Can do. Further, the characteristics of the other pads in the pad 3 (3 1 ′ , 3 2 , 3 3 ... 3 6 ) can be maintained at the same level as the conventional one.

(第7実施形態)
第7実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受は、垂直方向真下に配置された第1パッドにおけるパッド背面の周方向曲率半径弧角よりも、第1パッドの両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド及び第3パッドの水平方向に配置された第2パッド及び第3パッドにおけるパッド背面の周方向曲率半径弧角を小さくすることにより、軸受油膜力の異方性をより増加させて不安定振動の発生を防ごうとしたものである。以下、上述した第1実施形態と異なる部分を説明する。
(Seventh embodiment)
The tilting pad journal bearing according to the seventh embodiment is disposed in the horizontal direction adjacent to both sides of the first pad, rather than the circumferential curvature radius arc angle of the back surface of the pad in the first pad disposed directly below the vertical direction. The anisotropy of the bearing oil film force is further increased by reducing the circumferential curvature radius arc angle of the back surface of the pad in the second pad and the third pad arranged in the horizontal direction of the second pad and the third pad. It tries to prevent the occurrence of unstable vibration. Hereinafter, a different part from 1st Embodiment mentioned above is demonstrated.

(構成)
図9乃至12に基づいて第7実施形態に係る第2パッド32'、及び第3パッド36'を説明する。図9は、第7実施形態に係るパッド32'、36'の形状を説明する図である。この図9に示すように、第2パッド32'、及び第3パッド3のパッド背面10、10の周方向曲率半径R1’が第1パッド3の周方向曲率半径R1より小さくなるように構成されている。
(Constitution)
The second pad 3 2 according to the seventh embodiment ', and the third pad 3 6' will be described based on FIGS. 9 to 12. FIG. 9 is a view for explaining the shapes of the pads 3 2 ′ and 3 6 ′ according to the seventh embodiment. As shown in FIG. 9, a second pad 3 2 ', and the third pad 3 pad back 10 2 of 6, 10 6 in the circumferential direction radius of curvature R1' is smaller than the first pad 3 1 of the circumferential radius of curvature R1 It is comprised so that it may become.

(作用)
図10に基づきジャーナル2から圧力Pを受けた際の第3パッド36'の変形を説明する。図10は、第3パッド36'の変形を説明する図である。この図10に示すように、第3パッド36'がジャーナル2から圧力Pを受けた際に、パッド背面10と軸受内輪内面4aの接触による変形量δが発生する。ヘルツの理論によれば、この変形量δと圧力Pの関係は、接触点におけるパッド背面の周方向曲率半径R1、軸方向曲率半径R2、軸受内輪内面の周方向曲率半径R3、軸方向曲率半径R4とすると、式(6)、式(7)で示される。

Figure 2017072173
Figure 2017072173
(Function)
The deformation of the third pad 36 ' when receiving the pressure P from the journal 2 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining a modification of the third pad 36 . As shown in this FIG. 10, when the third pad 3 6 'receives the pressure P from the journal 2, the amount of deformation due to contact pads back 106 and the bearing inner ring inner surface 4a [delta] is generated. According to Hertz's theory, the relationship between the deformation amount δ and the pressure P is as follows: the circumferential curvature radius R1 of the pad back surface at the contact point, the axial curvature radius R2, the circumferential curvature radius R3 of the inner surface of the bearing inner ring, and the axial curvature radius. When R4, it is shown by the formula (6) and the formula (7).
Figure 2017072173
Figure 2017072173

ここで、Eは縦弾性係数、νはポアソン比、λは接触面の曲率がなす角から決まる定数である。このため、パッド背面の周方向曲率半径R1が小さくなるとAが大きくなり、変形量δが大きくなる。変形量δが大きくなると、ジャーナル2と第3パッド36'との隙間が広がる。このことから分かるように、パッド背面の周方向曲率半径R1が小さくなるに従い、同じ圧力Pに対して、変形量δが大きくなる。 Here, E is the longitudinal elastic modulus, ν is the Poisson's ratio, and λ is a constant determined from the angle formed by the curvature of the contact surface. For this reason, when the circumferential curvature radius R1 on the back surface of the pad becomes smaller, A becomes larger and the deformation amount δ becomes larger. When the deformation amount δ increases, the gap between the journal 2 and the third pad 36 increases. As can be seen from this, as the circumferential curvature radius R1 on the back surface of the pad decreases, the deformation amount δ increases for the same pressure P.

図11に基づいて、ジャーナル2と第3パッド36'との隙間C’について説明する。図11は、ジャーナル2と第3パッド36'との隙間C’について説明する図である。この図11においては、rsはジャーナル2の半径、rpは圧力Pがかかる前の中心から第3パッド3の内面、すなわちパッド正面までの距離、rp’は圧力Pがかかった後の中心から第3パッド3のパッド正面までの距離を示している。rp’とrpとの差分が変形量δに対応している。すなわち、圧力Pがかかった後のジャーナル2と第3パッド36'との隙間C’と、圧力Pがかかる前のジャーナル2と第3パッド36'との隙間Cとの差分が変形量δに対応している。 Based on FIG. 11, described 'clearance C between' the journal 2 third pad 3 6. Figure 11 is a diagram for explaining 'clearance C between' the journal 2 third pad 3 6. In FIG. 11, rs is the radius of the journal 2, rp is the inner surface of the third pad 3 6 from the center of before the pressure P applied, that is, the distance to the pad front, rp 'from the center after the pressure is applied P It shows a distance to the pad front of the third pad 3 6. The difference between rp ′ and rp corresponds to the deformation amount δ. That is, a 'gap C between' the journal 2 after under pressure P third pad 3 6, the difference is the amount of deformation of the clearance C between the journal 2 before the pressure P is applied to the third pad 3 6 ' corresponds to δ.

図12に基づいて間隙h1、h2、h6について説明する。図12はジャーナル2とパッド31、2'、36'との隙間を説明する図である。この図12に示すように、ジャーナル2が実際に回転する場合、ジャーナル2はジャーナル2とパッドとの間隙内に形成される油膜力とジャーナル2の自重とが平衡する位置まで下降する。この場合、このジャーナル2の中心はO1から偏心量eだけ偏心したO2まで移動し、ジャーナル2は符号2’で示す状態となる。ジャーナル2’と各パッドとの間に形成される間隙h1、h2、h6は式(8)で表される。

Figure 2017072173
The gaps h1, h2, and h6 will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a view for explaining gaps between the journal 2 and the pads 31 , 3 2 ′ , and 3 6 ′ . As shown in FIG. 12, when the journal 2 actually rotates, the journal 2 descends to a position where the oil film force formed in the gap between the journal 2 and the pad and the weight of the journal 2 are balanced. In this case, the center of the journal 2 moves from O1 to O2 which is eccentric by the eccentric amount e, and the journal 2 is in a state indicated by reference numeral 2 ′. The gaps h1, h2, and h6 formed between the journal 2 ′ and each pad are expressed by Expression (8).
Figure 2017072173

ここで、

Figure 2017072173
here,
Figure 2017072173

を表わし、偏心率を意味する。Φは図12に示すように直線O1―O2を基準とし、直線O1―O2から対象とする第2パッド32’の間隙までの円周方向の角度を示す。式(8)で示すように間隙h1<h2=h6の関係が成り立っている。すなわち、軸受油膜力は隙間が小さいほど大きくなるので、第1パッド3にからる軸受油膜力が一番大きくなる。 Represents the eccentricity. Φ is the basis of the straight line O1-O2, as shown in FIG. 12 shows the circumferential angle from the straight line O1-O2 to the gap of the second pad 3 2 'of interest. As shown in Expression (8), the relationship of gap h1 <h2 = h6 is established. That is, the bearing oil film force becomes larger as the gap is small, Calalou bearing oil film force becomes largest in the first pad 3 1.

さらに、式(6)で示したように、周方向曲率半径R1’をより小さくすることで、変形量δが大きくなる。すなわち、周方向曲率半径R1’をより小さくすることで、間隙C’が大きくなる。これにより、式(8)で示すようにh2、h6と比較してh1がさらに小さくなりパッド1の偏心率εが大きくなる。このことから分かるように、周方向曲率半径R1’をより小さくすることで、第1パッド3にかかる負荷がより増大し、垂直方向の油膜力が大きくなることで軸受油膜力の異方性が増加する。 Further, as shown by the equation (6), the deformation amount δ increases by reducing the circumferential radius of curvature R1 ′. That is, the gap C ′ is increased by reducing the circumferential curvature radius R1 ′. As a result, as shown in Expression (8), h1 is further reduced as compared with h2 and h6, and the eccentricity ε of the pad 1 is increased. As it can be seen from this that, by a smaller circumferential radius of curvature R1 ', load on the first pad 3 1 is more increased, the anisotropy of the bearing oil film force by oil film strength in the vertical direction is increased Will increase.

(効果)
以上のように、本実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受100によれば、垂直方向真下に配置された第1パッド3におけるパッド背面の周方向曲率半径弧角よりも、第1パッド3の両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド32'及び第3パッド36'におけるパッド背面の周方向曲率半径弧角を小さくすることとした。これにより、第2パッド32'及び第3パッド36'の正面とジャーナル2の隙間がより広がることで、軸受油膜力の異方性をより増加させることができ、作動流体からの不安定化力による不安定振動の発生を防ぐことができる。
(effect)
As described above, according to the tilting pad journal bearing 100 according to the present embodiment, than the circumferential radius of curvature firing angle of the pad back to the first pad 3 1 arranged beneath the vertical direction, the first pad 3 1 it was decided to reduce the circumferential curvature radius arc angle of the pad back in the horizontal second pad 3 2 ', and the third pad 3 6' which is the direction in disposed adjacent to both sides. Thus, by front and journal second gap of the second pad 3 2 ', and the third pad 3 6' widens more, it is possible to further increase the anisotropy of the bearing oil film force, instability of the working fluid It is possible to prevent the occurrence of unstable vibration due to the chemical force.

(第8実施形態)
第8実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受は、水平方向に配置された第2パッド及び第3パッドにおけるパッド後方の端部にテーパ部を設けることにより、軸受油膜力の異方性をより増加させて不安定振動の発生を防ごうとしたものである。以下、上述した第1実施形態と異なる部分を説明する。
(Eighth embodiment)
The tilting pad journal bearing according to the eighth embodiment further increases the anisotropy of the bearing oil film force by providing a taper portion at the rear end of the pad in the second and third pads arranged in the horizontal direction. By trying to prevent unstable vibrations from occurring. Hereinafter, a different part from 1st Embodiment mentioned above is demonstrated.

(構成)
図13に基づいて第8実施形態に係るパッド32'、36'を説明する。図13は、第8実施形態に係るパッド32'、3の形状を説明する図である。この図13に示すように、水平方向に配置された第2パッド32'、及び第3パッド3のジャーナルの回転方向に対してパッド後方の端部にテーパ部11を設けたことで、第1乃至第7実施形態と異なる。
(Constitution)
The pads 3 2 ′ and 3 6 ′ according to the eighth embodiment will be described based on FIG. 13, the pad 3 2 'according to the eighth embodiment, is a diagram illustrating the shape of 3 6. As shown in this FIG. 13, by providing the second pad 3 2 ', and the tapered portion 11 at an end portion of the pad behind the rotational direction of the journal of the third pad 3 6 disposed horizontally, Different from the first to seventh embodiments.

(作用)
前述したように、パッド32'、36'の後端にテーパ部11を設けたことで、テーパ部11の範囲にて油膜圧力が発生しなくなり、水平方向に配置された第2パッド32'、及び第3パッド36'の全体にかかる負荷も減少する。すなわち、水平方向の油膜力は減少し軸受油膜力の異方性の増加が可能となる。また、テーパ部11の傾きを調整することで、作動流体、すなわち潤滑油の流れ方の調整も可能である。
(Function)
As described above, by providing the tapered portion 11 at the rear end of the pads 3 2 ′ and 3 6 ′ , the oil film pressure is not generated in the range of the tapered portion 11, and the second pads 3 arranged in the horizontal direction. The load on the entire 2 ' and third pads 36 ' is also reduced. That is, the oil film force in the horizontal direction is reduced and the anisotropy of the bearing oil film force can be increased. Further, by adjusting the inclination of the taper portion 11, it is possible to adjust the flow of the working fluid, that is, the lubricating oil.

(効果)
以上のように、本実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受100によれば、第1パッド3の両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド32'及び第3パッド36'の後端にテーパ部11を設けることとした。これにより、軸受油膜力の異方性が増加し、作動流体からの不安定化力による不安定振動の発生を防ぐことができると共に、潤滑油の流れ方の調整も可能である。
(effect)
As described above, according to the tilting pad journal bearing 100 of this embodiment, the second pad 3 2 disposed horizontally adjacent to the first sides of the pad 3 1 'and the third pad 3 6' The tapered portion 11 is provided at the rear end. As a result, the anisotropy of the bearing oil film force increases, it is possible to prevent the occurrence of unstable vibration due to the destabilizing force from the working fluid, and it is possible to adjust the flow of the lubricating oil.

(第9実施形態)
第9実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受は、水平方向に配置された第2パッド及び第3パッドにおけるパッド前方の端部にテーパ部を設けることにより、軸受油膜力の異方性をより増加させて不安定振動の発生を防ごうとしたものである。以下、上述した第1実施形態と異なる部分を説明する。
(Ninth embodiment)
The tilting pad journal bearing according to the ninth embodiment further increases the anisotropy of the bearing oil film force by providing a tapered portion at the front end of the pad in the second and third pads arranged in the horizontal direction. By trying to prevent unstable vibrations from occurring. Hereinafter, a different part from 1st Embodiment mentioned above is demonstrated.

(構成)
図14に基づいて第9実施形態に係るパッド32'、36'を説明する。図14は、第9実施形態に係るパッド32'、3の形状を説明する図である。この図14に示すように、水平方向に配置された第2パッド32'、第3パッド36'のジャーナルの回転方向に対してパッド前方の端部にテーパ部2を設けたことで、第1乃至第8実施形態と異なる。
(Constitution)
The pads 3 2 ′ and 3 6 ′ according to the ninth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating the shapes of the pads 3 2 ′ and 3 6 according to the ninth embodiment. As shown in this FIG. 14, the second pad 3 2 disposed horizontally ', third pad 3 6' by providing the tapered portion 2 at an end portion of the pad forward with respect to the rotational direction of the journal, Different from the first to eighth embodiments.

(作用)
前述したように、パッド32'、36'の前端にテーパ部12を設けたことで、第8実施形態と同様にテーパ部12の範囲にて油膜圧力が発生しなくなり、水平方向に配置された第2パッド32'、第3パッド3の全体にかかる負荷も減少する。これのより、水平方向の油膜力は減少し軸受油膜力の異方性の増加が可能となる。さらに、ジャーナル2とパッド32'、36'の隙間に流れ込む軸受の潤滑油がテーパ12によって隙間に入り込みやすくなり、軸受油膜の油切れのリスク低減につながる。
(Function)
As described above, by providing the tapered portion 12 at the front ends of the pads 3 2 ′ and 36 , the oil film pressure is not generated in the range of the tapered portion 12 as in the eighth embodiment, and is arranged in the horizontal direction. has been the second pad 3 2 ', the load is also reduced according to the whole of the third pad 3 6. As a result, the oil film force in the horizontal direction is reduced, and the anisotropy of the bearing oil film force can be increased. Furthermore, the lubricating oil of the bearing flowing into the gap between the journal 2 and the pads 3 2 ′ and 3 6 ′ easily enters the gap by the taper 12, leading to a reduction in the risk of running out of the bearing oil film.

(効果)
以上のように、本実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受100によれば、第1パッド3の両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド32'及び第3パッド36'の前端にテーパ部12を設けることとした。これにより、軸受油膜力の異方性が増加し、作動流体からの不安定化力による不安定振動の発生を防ぐことができると共に、ジャーナル2とパッド32'、36'の隙間に流れ込む軸受の潤滑油を増加させることが可能である。
(effect)
As described above, according to the tilting pad journal bearing 100 of this embodiment, the second pad 3 2 disposed horizontally adjacent to the first sides of the pad 3 1 'and the third pad 3 6' The taper portion 12 is provided at the front end of the head. As a result, the anisotropy of the bearing oil film force increases, it is possible to prevent the occurrence of unstable vibration due to the destabilizing force from the working fluid, and the fluid flows into the gap between the journal 2 and the pads 3 2 ′ and 3 6 ′. It is possible to increase the lubricating oil of the bearing.

(第10実施形態)
第10実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受は、水平方向に配置された第2パッド及び第3パッドにおけるパッド前方及び後方の端部にテーパ部を設けることにより、軸受油膜力の異方性をより増加させて不安定振動の発生を防ごうとしたものである。以下、上述した第1実施形態と異なる部分を説明する。
(10th Embodiment)
The tilting pad journal bearing according to the tenth embodiment provides anisotropy of the bearing oil film force by providing tapered portions at the front and rear end portions of the second and third pads arranged in the horizontal direction. It is intended to prevent the occurrence of unstable vibrations by increasing the number. Hereinafter, a different part from 1st Embodiment mentioned above is demonstrated.

(構成)
図15に基づいて第10実施形態に係るパッド32'、36'を説明する。図15は、第10実施形態に係るパッド32'、36'の形状を説明する図である。この図15に示すように、水平方向に配置された第2パッド32'、第3パッド36'のジャーナルの回転方向に対してパッド前方及び後方の端部にテーパ部13及び14を設けたことで、第1乃至第9実施形態と異なる。
(Constitution)
The pads 3 2 ′ and 3 6 ′ according to the tenth embodiment will be described based on FIG. FIG. 15 is a view for explaining the shapes of the pads 3 2 ′ and 3 6 ′ according to the tenth embodiment. As shown in FIG. 15, provided the second pad 3 2 ', third pad 3 6' tapered portions 13 and 14 to the ends of the pad forward and backward with respect to the rotational direction of the journal, which is arranged in the horizontal direction This is different from the first to ninth embodiments.

(作用)
前述したように、パッド332'、36'の前端にテーパ部13を設けたことで、第9実施形態と同様に、ジャーナル2とパッド32'、36'の隙間に流れ込む軸受の潤滑油がテーパ13によって隙間に入り込みやすくなり、軸受油膜の油切れのリスク低減につながる。
(Function)
As described above, the pad 33 2 ', 3 6' by providing the tapered portion 13 at the front end of, similarly to the ninth embodiment, the journal 2 and the pad 3 2 ', 3 6' of the bearing from flowing into the gap The lubricating oil easily enters the gap due to the taper 13 and leads to a reduction in the risk of running out of the bearing oil film.

さらに、テーパ部13及び14の範囲にて油膜圧力が発生しなくなり、左右パッド32'、36'全体にかかる負荷も減少し、水平方向の油膜力は減少し軸受油膜力の異方性の増加が可能となる。 Furthermore, the oil film pressure is not generated within a range of the tapered portion 13 and 14, left and right pads 3 2 ', 3 6' load on the whole is also reduced, the anisotropy of the horizontal oil film force decreases and the bearing oil film force Can be increased.

(効果)
以上のように、本実施形態に係るティルティングパッドジャーナル軸受100によれば、第1パッド3の両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド32'及び第3パッド36'の前端及び後端にテーパ部13,14を設けることとした。これにより、軸受油膜力の異方性の増加をすると共に、ジャーナル2とパッド32'、36'の隙間に流れ込む軸受の潤滑油を増加させことができ、且つ潤滑油の流れ方の調整も可能である。
(effect)
As described above, according to the tilting pad journal bearing 100 of this embodiment, the second pad 3 2 disposed horizontally adjacent to the first sides of the pad 3 1 'and the third pad 3 6' The tapered portions 13 and 14 are provided at the front end and the rear end. Thus, with the increase in the anisotropy of the bearing oil film force, the journal 2 and the pad 3 2 ', 3 6' clearance bearing lubricating oil can increase the flowing in of, and adjustment of the flow direction of the lubricating oil Is also possible.

(第11実施形態)
第11実施形態に係るターボ機械は、軸受油膜力の異方性をより増加させたティルティングパッドジャーナル軸受でジャーナルを支持することにより、タービンロータにおける不安定振動の発生を防ごうとしたものである。より詳しくを、以下に説明する。
(Eleventh embodiment)
The turbo machine according to the eleventh embodiment is intended to prevent the occurrence of unstable vibration in the turbine rotor by supporting the journal with a tilting pad journal bearing in which the anisotropy of the bearing oil film force is further increased. is there. More details will be described below.

(構成)
図16に基づいて本実施の形態におけるターボ機械の一例を説明する。図16は、蒸気タービン30のタービン回転体32の軸線Xを含む断面(子午断面)を示す図である。この図16に示すように、ターボ機械の一例である蒸気タービン30は、ケーシング32と、タービン回転体34と、ティルティングパッドジャーナル軸受100とを備えて構成されている。ケーシング32は作動蒸気を密閉する。タービン回転体34は、軸線が水平方向に沿っており、タービンロータ36と、動翼翼列38とを備えて構成されている。タービンロータ36は、ケーシング32内に回転自在に貫通している。動翼翼列38は、タービンロータ36に設けられている。また、複数の静翼翼列40がケーシング32内に設けられ、タービン回転体34の軸線方向に動翼翼列38と交互に配置されている。本実施の形態による蒸気タービン30は横置きにされており、タービン回転体32の軸線が水平方向に沿っている。ティルティングパッドジャーナル軸受100は、タービンロータ36のジャーナルをケーシング32に対して回転自在に支持する。すなわち、このティルティングパッドジャーナル軸受100は、実施形態1乃至10のいずれかに係るティルティングパッドジャーナル軸受である。
(Constitution)
An example of the turbo machine in the present embodiment will be described based on FIG. FIG. 16 is a view showing a cross section (meridian cross section) including the axis X of the turbine rotor 32 of the steam turbine 30. As shown in FIG. 16, a steam turbine 30 that is an example of a turbo machine includes a casing 32, a turbine rotor 34, and a tilting pad journal bearing 100. The casing 32 seals the working steam. The turbine rotor 34 has an axial line along the horizontal direction, and includes a turbine rotor 36 and a rotor blade cascade 38. The turbine rotor 36 passes through the casing 32 so as to be freely rotatable. The rotor blade cascade 38 is provided in the turbine rotor 36. A plurality of stationary blade cascades 40 are provided in the casing 32, and are arranged alternately with the moving blade cascades 38 in the axial direction of the turbine rotor 34. The steam turbine 30 according to the present embodiment is placed horizontally, and the axis of the turbine rotor 32 is in the horizontal direction. The tilting pad journal bearing 100 rotatably supports the journal of the turbine rotor 36 with respect to the casing 32. That is, the tilting pad journal bearing 100 is a tilting pad journal bearing according to any one of the first to tenth embodiments.

(作用)
タービンロータ36のジャーナルを、軸受油膜力の異方性を増したティルティングパッドジャーナル軸受100で支持するので、タービンロータ36の不安定振動を抑制する。
(Function)
Since the journal of the turbine rotor 36 is supported by the tilting pad journal bearing 100 with increased bearing oil film force anisotropy, unstable vibration of the turbine rotor 36 is suppressed.

(効果)
以上のように、本実施形態に係るターボ機械は、タービンロータ36のジャーナルを、軸受油膜力の異方性を増したティルティングパッドジャーナル軸受100で支持することとした。これにより、作動流体からの不安定化力による不安定振動の発生を防ぐことができ、不安定振動をより抑制したターボ機械を提供可能である。
(effect)
As described above, in the turbo machine according to the present embodiment, the journal of the turbine rotor 36 is supported by the tilting pad journal bearing 100 in which the anisotropy of the bearing oil film force is increased. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of unstable vibration due to the destabilizing force from the working fluid, and it is possible to provide a turbo machine that further suppresses the unstable vibration.

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。   Although several embodiments have been described above, these embodiments are presented as examples only and are not intended to limit the scope of the invention. The novel apparatus described herein can be implemented in various other forms. Various omissions, substitutions, and changes can be made to the form of the apparatus described in the present specification without departing from the gist of the invention. The appended claims and their equivalents are intended to include such forms and modifications as fall within the scope and spirit of the invention.

2:ジャーナル、3、3、3・・・36、1'、32'、36':パッド、4:軸受内輪、5、5、5・・・5:ピボット、6:パッド給油孔、30:蒸気タービン、32:ケーシング、34:タービン回転体、36:タービンロータ、38:動翼翼列、40:静翼翼列、100:ティルティングパッドジャーナル軸受 2: Journal, 3 1, 3 2, 3 3 ... 3 6, 3 1 ', 3 2', 3 6 ': Pad, 4: bearing inner ring, 5 1, 5 2, 5 3 ... 5 6 : Pivot, 6: Pad oil hole, 30: Steam turbine, 32: Casing, 34: Turbine rotor, 36: Turbine rotor, 38: Rotor blade cascade, 40: Stator blade cascade, 100: Tilting pad journal bearing

Claims (11)

軸受内輪の内部に円弧状の複数のパッドをパッド背面の支持点まわりに揺動可能に内蔵したティルティングパッドジャーナル軸受において、
前記複数のパッドのうち、垂直方向真下に配置された第1パッドの弧角よりも、前記第1パッドの両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド及び第3パッドの弧角が小さい、ことを特徴とするティルティングパッドジャーナル軸受。
In a tilting pad journal bearing in which a plurality of arc-shaped pads are incorporated in the inner ring of the bearing so as to be swingable around a support point on the back of the pad,
Among the plurality of pads, the arc angle of the second pad and the third pad arranged in the horizontal direction adjacent to both sides of the first pad is larger than the arc angle of the first pad arranged directly below the vertical direction. Tilting pad journal bearing characterized by being small.
前記第2パッド及び前記第3パッドの軸方向長さを、前記第1パッドの軸方向長さよりも短くしたことを特徴とする請求項1に記載のティルティングパッドジャーナル軸受。   The tilting pad journal bearing according to claim 1, wherein the axial lengths of the second pad and the third pad are shorter than the axial length of the first pad. 前記垂直方向は、前記複数のパッドで支持するジャーナルの荷重方向であり、前記第1パッドは、前記ジャーナルの荷重を最も受けるパッドであることを特徴とする求項1又は2に記載のティルティングパッドジャーナル軸受。   3. The tilting according to claim 1, wherein the vertical direction is a load direction of a journal supported by the plurality of pads, and the first pad is a pad that receives the load of the journal most. Pad journal bearing. 前記第1パッドの前記ジャーナルの回転方向に対して前方の端部に潤滑油の供給孔を設置したことを特徴とする請求項3に記載のティルティングパッドジャーナル軸受。   4. The tilting pad journal bearing according to claim 3, wherein a lubricating oil supply hole is provided at a front end portion of the first pad with respect to a rotation direction of the journal. 5. 軸受内輪の内部に円弧状の複数のパッドをパッド背面の支持点まわりに揺動可能に内蔵したティルティングパッドジャーナル軸受において、
前記複数のパッドで支持するジャーナルの荷重を最も受けるパッドにおけるパッドの弧角が、記複数のパッドの中の他のパッドの弧角よりも大きい、ことを特徴とするティルティングパッドジャーナル軸受。
In a tilting pad journal bearing in which a plurality of arc-shaped pads are incorporated in the inner ring of the bearing so as to be swingable around a support point on the back of the pad,
The tilting pad journal bearing characterized in that an arc angle of a pad in a pad that receives the most load of a journal supported by the plurality of pads is larger than an arc angle of other pads in the plurality of pads.
軸受内輪の内部に円弧状の複数のパッドをパッド背面の支持点まわりに揺動可能に内蔵したティルティングパッドジャーナル軸受において、
前記複数のパッドで支持するジャーナルの荷重を最も受けるパッドにおける軸方向長さが、前記複数のパッドの中の他のパッドの軸方向長さよりも長い、ことを特徴とするティルティングパッドジャーナル軸受。
In a tilting pad journal bearing in which a plurality of arc-shaped pads are incorporated in the inner ring of the bearing so as to be swingable around a support point on the back of the pad,
A tilting pad journal bearing, wherein an axial length of a pad that receives the load of a journal supported by the plurality of pads is longer than an axial length of other pads in the plurality of pads.
前記第2パッドにおけるパッド背面の周方向曲率半径が、前記第1パッドにおけるパッド背面の周方向曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のティルティングパッドジャーナル軸受。   2. The tilting pad journal bearing according to claim 1, wherein a circumferential curvature radius of the pad back surface of the second pad is smaller than a circumferential curvature radius of the pad back surface of the first pad. 前記第2パッドのジャーナルの回転方向に対して後方の端部にテーパを設けることを特徴とする請求項1に記載のティルティングパッドジャーナル軸受。   The tilting pad journal bearing according to claim 1, wherein a taper is provided at a rear end portion with respect to a rotation direction of the journal of the second pad. 前記第2パッドのジャーナルの回転方向に対して前方の端部にテーパを設けることを
特徴とする請求項1に記載のティルティングパッドジャーナル軸受。
The tilting pad journal bearing according to claim 1, wherein a taper is provided at a front end portion with respect to a rotation direction of the journal of the second pad.
前記第2パッドのジャーナルの回転方向に対して前方及び後方の端部にテーパを設けることを特徴とする請求項1に記載のティルティングパッドジャーナル軸受。   2. The tilting pad journal bearing according to claim 1, wherein a taper is provided at front and rear ends with respect to a rotation direction of the journal of the second pad. 複数の静翼翼列が配置されるケーシングと、前記ケーシング内に回転自在に貫通したタービンロータ及び前記タービンロータに設けられ、前記静翼翼列と交互に配置された複数の動翼翼列を有するタービン回転体と、前記タービンロータのジャーナルを前記ケーシングに対して回転自在に支持するティルティングパッドジャーナル軸受と、を備えたターボ機械であって
前記ティルティングパッドジャーナル軸受は、軸受内輪の内部に円弧状の複数のパッドをパッド背面の支持点まわりに揺動可能に内蔵したティルティングパッドジャーナル軸受であって、
前記複数のパッドのうち、垂直方向真下に配置された第1パッドの弧角よりも、前記第1パッドの両側に隣接して水平方向に配置された第2パッド及び第3パッドの弧角が小さい、ことを特徴とするターボ機械。
Turbine rotation having a casing in which a plurality of stationary blade cascades are arranged, a turbine rotor rotatably passing through the casing, and a plurality of rotor blade cascades provided in the turbine rotor and alternately arranged with the stationary blade cascades And a tilting pad journal bearing that rotatably supports a journal of the turbine rotor with respect to the casing, wherein the tilting pad journal bearing has an arc shape inside a bearing inner ring. A tilting pad journal bearing that incorporates a plurality of pads so as to be swingable around a support point on the back of the pad,
Among the plurality of pads, the arc angle of the second pad and the third pad arranged in the horizontal direction adjacent to both sides of the first pad is larger than the arc angle of the first pad arranged directly below the vertical direction. A turbomachine characterized by being small.
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