JP6101135B2 - 軸受装置及び回転機械 - Google Patents
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Description
ここで、一般に、回転軸と軸受面との隙間に供給された潤滑油は、回転軸の回転に伴い、回転軸の回転方向に流動する。従って、回転軸とパッド面との間を流通して昇温した潤滑油は、下流側の軸受パッドと回転軸との間の隙間に流れ込む。
本発明の軸受装置は、軸線回りに回転する回転軸と、該回転軸の外周面を潤滑油を介して支持し、該回転軸の周方向に間隔をあけて配置された複数の軸受パッドと、前記複数の軸受パッドを外周側から覆って支持し、前記潤滑油を外周側に排出する排出部が形成された軸受ケーシングと、前記軸受ケーシングと前記回転軸との間に設けられる環状をなして、前記回転軸の回転及び前記潤滑油の供給に伴って内周側の面が前記回転軸に対して油膜浮上するとともに、前記軸受パッドを軸線方向から挟むように離間して配置された一対のフローティングリングと、前記一対のフローティングリングにわたって軸線方向に延びるように配置され、前記一対の軸受パッドの間で、上流側の軸受パッドのパッド面から流出した潤滑油を、前記排出部に向かって案内する案内面を有する案内部材と、を備えることを特徴とする。
以下、本発明の第一実施形態に係る蒸気タービン50(回転機械)について、図1を参照して説明する。ここで、蒸気タービン50とは、蒸気のエネルギーを回転動力として取り出す外燃機関であって、発電所における発電機等に連結して用いられるものである。
図2及び図3に示すように、軸受装置1は、支持環2の内部に配された環状の軸受ケーシング3と、軸受ケーシング3の内周面に等角度間隔で設けられたピボット4と、各々のピボット4に揺動可能に支持された軸受パッド5と、潤滑油を外周側に案内するための案内ユニット6と、を有する。即ち、ピボット4は、軸受パッド5と軸受ケーシング3との間に介在している。軸受パッド5は、周方向に分割されている。本実施形態では、軸受パッド5は4個に分割されており、各軸受パッド5がそれぞれピボット4によって支持されている。
軸受ケーシング3は、円筒状をなす軸受ケーシング本体7と、軸受ケーシング本体7の軸線方向の両側から装着されている側壁部8とを有している。側壁部8は、軸受ケーシング本体7の軸線方向両端から内周側に立ち上がるように形成されている。
上述した構成により、軸受パッド5は、任意の方向に揺動可能とされている。即ち、ピボット4と軸受パッド5とは、点接触による接触状態であり、回転軸60と軸受装置1との間にミスアライメント(回転軸60の外周面と軸受パッド5のパッド面10との軸方向隙間が不均一になる)が発生した場合には、軸受パッド5が回転軸60に追従することができる。
案内部材15の軸線方向に直交する断面形状は、略三角形状をなしている。具体的には、回転軸60の外周面に沿う内周面19と、回転方向Rにおける上流側の軸受パッド5のパッド面10から流出した潤滑油を、排出孔9に向かって案内するように形成された案内面20と、内周面19と案内面20の下流側の端辺を接続する接続面21とを有している。
接続面21は、内周面19の下流側端部より外周側に立ち上がるように形成された壁面である。
なお、排出孔9の位置はこれに限ることはなく、例えば、軸受ケーシング3の側壁部8に形成されていてもよい。即ち、潤滑油を径方向ではなく軸線方向に排出する構成としてもよい。
蒸気タービン50の作動中、回転する回転軸60と、回転軸60の傾きに応じて傾斜する軸受パッド5のパッド面10との隙間に、給油ノズル11から潤滑油が供給される。回転軸60は、軸受パッド5のパッド面10に形成される油膜によって支持される。
以下、本発明の第二実施形態に係る軸受装置1を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
本実施形態の軸受装置1は、案内面20の形状以外は、第一実施形態の軸受装置1とほぼ同様である。
図6に示すように、本実施形態の案内面20には、潤滑油を軸線方向両側に案内するように、下流側に向かうにしたがって軸線方向の中央部が隆起するように形成されている。
以下、本発明の第二実施形態に係る軸受装置1を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
本実施形態の軸受装置1は、第一実施形態及び第二実施形態の軸受装置1が、各々の軸受パッド5の間に給油ノズル11及び案内部材15が配置されているのに対し、本実施形態の軸受装置1は、軸受パッド5と給油ノズル11の数が減っていることを特徴としている。
例えば、上記各実施形態においては、給油ノズル11が軸受パッド5の上流側に配置された構成となっているが、給油ノズル11を軸受パッド5上の上流側に組み込む構成としてもよい。
2 支持環
3 軸受ケーシング
4 ピボット
5 軸受パッド
6 案内ユニット
7 軸受ケーシング本体
8 側壁部
9 排出孔(排出部)
10 パッド面
11 給油ノズル(潤滑油供給部)
12 潤滑油供給用ポンプ
14 フローティングリング
15 案内部材
16 溝条
17 回り止めピン
19 内周面
20 案内面
21 接続面
50 蒸気タービン
51 タービンケーシング
52 静翼
60 回転軸
61 動翼
70 軸受部
71 スラスト軸受
R 回転方向
Claims (5)
- 軸線回りに回転する回転軸と、
該回転軸の外周面を潤滑油を介して支持し、該回転軸の周方向に間隔をあけて配置された複数の軸受パッドと、
前記複数の軸受パッドを外周側から覆って支持し、前記潤滑油を外周側に排出する排出部が形成された軸受ケーシングと、
前記軸受ケーシングと前記回転軸との間に設けられる環状をなして、前記回転軸の回転及び前記潤滑油の供給に伴って内周側の面が前記回転軸に対して油膜浮上するとともに、前記軸受パッドを軸線方向から挟むように離間して配置された一対のフローティングリングと、
前記一対のフローティングリングにわたって軸線方向に延びるように配置され、前記一対の軸受パッドの間で、上流側の軸受パッドのパッド面から流出した潤滑油を、前記排出部に向かって案内する案内面を有する案内部材と、を備えることを特徴とする軸受装置。 - 前記案内部材は、前記回転軸に対向して該回転軸上を摺動する内周面を有し、
前記内周面はホワイトメタルによって形成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。 - 前記軸受ケーシングは円筒状をなす軸受ケーシング本体と、該軸受ケーシング本体の軸線方向両端から内周側に立ち上がる側壁部とを有し、
前記排出部は、前記軸受ケーシング本体と前記側壁部の少なくとも一方に、軸線方向に離間して形成され、
前記案内面は、潤滑油を軸線方向両側に案内するように、下流側に向かうにしたがって軸線方向の中央部が隆起するように形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の軸受装置。 - 潤滑油を供給する潤滑油供給部及び前記案内部材は、前記軸線を含む水平面よりも上方に位置する軸受パッドの上流側には設けられていないことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の軸受装置。
- 請求項1から4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。
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