JP4764486B2 - ジャーナル軸受 - Google Patents

Description

本発明は、蒸気タービン、ガスタービン、送風機、圧縮機等の回転機械に用いられるジャーナル軸受に関するものである。

蒸気タービン、ガスタービン、送風機、圧縮機等の回転機械に用いられるジャーナル軸受としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。

実開昭６３−１３２１１４号公報

また、近年では、キャリアリングの半径方向内側に、周方向に沿って複数（例えば、４個）のパッドを配置（より詳しくは、上半部キャリアリング（本体上半部）の半径方向内側に、周方向に沿って複数（例えば、２個）のパッドを配置し、下半部キャリアリング（本体下半部）の半径方向内側に、周方向に沿って複数（例えば、２個）のパッドを配置）するとともに、各パッドの両端部にそれぞれ１個ずつ、合計８個の給油ノズルを配置したジャーナル軸受が提案されている。
しかしながら、このようなジャーナル軸受では、荷重を受けない（荷重の掛からない）上半部キャリアリングに取り付けられた給油ノズルからも潤滑油が放出（供給）されるため、給油量過多になり易く、ロータ軸（回転軸）の外周面とパッドの内周面との間における攪拌損失が増大し、軸受損失が増大してしまうといった問題点があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、回転軸の外周面とパッドの内周面との間に放出（供給）される潤滑油量を減少させることができ、回転軸の外周面とパッドの内周面との間における攪拌損失を減少させることができて、軸受損失を減少させることができるジャーナル軸受を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係るジャーナル軸受は、軸受け荷重が下方にのみ働く水平に設置された回転機械の回転軸を回転可能に軸受け支持するジャーナル軸受であって、上半部キャリアリングおよび下半部キャリアリングを備えたキャリアリングと、前記下半部キャリアリングの半径方向内側のみに間隔をあけて配置され、前記回転軸の荷重を受ける複数のパッドと、各パッドの周方向における両端部にそれぞれ配置されて、各パッドの周方向への移動を拘束する複数のパッドストップとを備え、前記パッドストップのうち、前記回転軸の軸回転方向において最も後側に位置するパッドストップ以外のパッドストップは、前記回転軸の外周面と前記パッドの内周面との間に潤滑油を放出する給油ノズルとしての機能を備えている。

本発明に係るジャーナル軸受によれば、回転軸の外周面とパッドの内周面との間に潤滑油を放出（供給）する給油ノズルとしての機能を有するパッドストップが従来の半数以下になり、回転軸の外周面とパッドの内周面との間に放出（供給）される潤滑油量が減少する（例えば、３５％減少する）ことになる。
これにより、回転軸の外周面とパッドの内周面との間における攪拌損失を減少させることができ、軸受損失を減少させることができる。

上記ジャーナル軸受において、給油ノズルとしての機能を備えたパッドストップからは、同量の潤滑油が放出されるように構成されているとさらに好適である。

このようなジャーナル軸受によれば、パッドストップ（給油ノズル）毎に油量を調整（設定）する必要がないので、構成および構造の簡略化を図ることができて、製造コストの低減化を図ることができる。

上記ジャーナル軸受において、回転軸の軸回転方向において最も後側に位置するパッドストップは、それ以外のパッドストップよりも少ない量の潤滑油を放出し、軸受内の潤滑油の減温をするように構成されているとさらに好適である。

このようなジャーナル軸受によれば、供給する潤滑油量を全体として低減しつつ、油温度を低く抑え、軸受の健全性を保つことができる。

本発明に係る回転機械は、回転軸の外周面とパッドの内周面との間に放出（供給）される潤滑油量を減少させる（例えば、３５％減少させる）ことができるジャーナル軸受を具備している。

本発明に係る回転機械によれば、軸受け荷重が下方にのみ働く水平に設置された回転機械において、回転軸の外周面とパッドの内周面との間における攪拌損失を減少させることができ、軸受損失を減少させることができる。

本発明によれば、回転軸の外周面とパッドの内周面との間に放出（供給）される潤滑油量を減少させることができ、回転軸の外周面とパッドの内周面との間における攪拌損失を減少させることができて、軸受損失を減少させることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るジャーナル軸受の正面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。

以下、本発明に係るジャーナル軸受の一実施形態について、図１から図３を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係るジャーナル軸受の正面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。

図１に示すように、ジャーナル軸受１０は、キャリアリング１１と、ガイドメタル１２と、複数（本実施形態では２個）のパッド１３と、複数（本実施形態では４個）の給油ノズル（パッドストップ）１４と、１個のパッドストップ（ストッパ）１５とを主たる要素として構成されたものである。
キャリアリング１１は、上半部キャリアリング１６と、下半部キャリアリング１７とを備えており、上半部キャリアリング１６と下半部キャリアリング１７とは、ジョイントボルト（図示せず）を介して結合されている。

ガイドメタル１２は、図２に示すように、軸方向に２つ並んで配置されており、図１および図２に示すように、その外周面が上半部キャリアリング１６の内周面と接するようにして、上半部キャリアリング１６の半径方向内側にボルト（図示せず）を介して固定されている。このガイドメタル１２は、ロータ軸（回転軸）２０の荷重を支えるものではなく、単にロータ軸２０の飛び上がりを防ぐだけのものである。

図１に示すように、パッド１３は、ロータ軸２０の軸回転方向前側に位置する上流側パッド１３ａと、ロータ軸２０の軸回転方向後側に位置する下流側パッド１３ｂとを備えている。上流側パッド１３ａおよび下流側パッド１３ｂは、周方向に沿って並んで配置されており、例えば、Ｗ８７（ホワイトメタル）やＳ２５Ｃで作られている。また、上流側パッド１３ａおよび下流側パッド１３ｂは、その外周面が下半部キャリアリング１７の内周面と接するとともに、上流側パッド１３ａと下流側パッド１３ｂとの間に、所定の隙間が形成される（設けられる）ようにして、下半部キャリアリング１７の半径方向内側に取り付けられている。これらのパッド１３ａ，１３ｂは、ティルティング機構を有する。

給油ノズル１４は、例えば、底面の側から供給された潤滑油を、ロータ軸２０（図２参照）の外周面とパッド１３の内周面との間に放出（供給）するものであり、ガイドメタル１２の一端部（ロータ軸２０の軸回転方向後側に位置する下流側の端部）に配置された（第１の）給油ノズル１４ａと、上流側パッド１３ａの両端部（ロータ軸２０の軸回転方向前側に位置する上流側の端部およびロータ軸２０の軸回転方向後側に位置する下流側の端部）に配置された（第２の）給油ノズル１４ｂおよび（第３の）給油ノズル１４ｃと、下流側パッド１３ｂの一端部（ロータ軸２０の軸回転方向前側に位置する上流側の端部）に配置された（第４の）給油ノズル１４ｄとを備えている。そして、本実施形態において、各給油ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄからは同量の潤滑油が放出されるように、すなわち、各給油ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄから全体流量の２５％に相当する潤滑油が等しく供給されるようになっている。

給油ノズル１４ｂ，１４ｃ，１４ｄはそれぞれ、パッドストップ（ストッパ）としての機能を有しており、上流側パッド１３ａは、給油ノズル１４ｂ，１４ｃにより周方向への移動が拘束（制限）され、下流側パッド１３ｂは、給油ノズル１４ｄ，パッドストップ１５により周方向への移動が拘束（制限）されるようになっている。
また、上流側パッド１３ａおよび下流側パッド１３ｂの軸方向への移動は、止めネジ（図示せず）を介して下半部キャリアリング１７の両端面に固定されたサイドプレート２２により拘束（制限）されるようになっている。
なお、給油ノズルはパッドストップと一体に構成されているものに限らず、給油ノズルとパッドストップは近接して別の構造体として構成されているものも含まれる。

本実施形態に係るジャーナル軸受１０によれば、ロータ軸２０の外周面とパッド１３の内周面との間に潤滑油を放出する給油ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが、ガイドメタル１２の一端部、上流側パッド１３ａの両端部、および下流側パッド１３ｂの一端部のみに配置されており、給油ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが従来の半数以下になり、ロータ軸２０の外周面とパッド１３の内周面との間に放出される潤滑油量が減少する（例えば、３５％減少する）ことになる。
これにより、ロータ軸２０の外周面とパッド１３の内周面との間における攪拌損失を減少させることができ、軸受損失を減少させることができる。

また、本実施形態に係るジャーナル軸受１０によれば、各給油ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄからは同量の潤滑油が放出されるようになっている。
これにより、給油ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ毎に油量を調整（設定）する必要がないので、構成および構造の簡略化を図ることができて、製造コストの低減化を図ることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更・変形が可能である。
例えば、給油ノズル１４ａをなくして（省略して）、給油ノズル１４ｂから全体流量の５０％に相当する潤滑油が供給されるようにしてもよい。
また、パッドストップ１５は、潤滑油量を減らすため給油しない構成としている。しかしながら、パッドストップ１５に、給油ノズルを設け、給油することもできる。このような構成とすることにより、油の温度が低下する減温スプレーとして利用することができる。

１０ ジャーナル軸受
１１ キャリアリング
１３ パッド
１３ａ 上流側パッド（パッド）
１３ｂ 下流側パッド（パッド）
１４ 給油ノズル（パッドストップ）
１４ａ 給油ノズル（パッドストップ）
１４ｂ 給油ノズル（パッドストップ）
１４ｃ 給油ノズル（パッドストップ）
１４ｄ 給油ノズル（パッドストップ）
１５ パッドストップ
１６ 上半部キャリアリング
１７ 下半部キャリアリング
２０ ロータ軸（回転軸）

Claims (4)

1. 軸受け荷重が下方にのみ働く水平に設置された回転機械の回転軸を回転可能に軸受け支持するジャーナル軸受であって、
   上半部キャリアリングおよび下半部キャリアリングを備えたキャリアリングと、前記下半部キャリアリングの半径方向内側のみに間隔をあけて配置され、前記回転軸の荷重を受ける複数のパッドと、各パッドの周方向における両端部にそれぞれ配置されて、各パッドの周方向への移動を拘束する複数のパッドストップとを備え、
   前記パッドストップのうち、前記回転軸の軸回転方向において最も後側に位置するパッドストップ以外のパッドストップは、前記回転軸の外周面と前記パッドの内周面との間に潤滑油を放出する給油ノズルとしての機能を備えていることを特徴とするジャーナル軸受。
2. 給油ノズルとしての機能を備えたパッドストップからは、同量の潤滑油が放出されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のジャーナル軸受。
3. 前記回転軸の軸回転方向において最も後側に位置するパッドストップは、それ以外のパッドストップよりも少ない量の潤滑油を放出し、軸受内の潤滑油の減温をすることを特徴とする請求項１または２に記載のジャーナル軸受。
4. 請求項１乃至３に記載のジャーナル軸受を備えていることを特徴とする回転機械。

Images