JP6184299B2

JP6184299B2 - ティルティングパッド式スラスト軸受及びこれを備えた回転機械

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Publication number: JP6184299B2
Application number: JP2013232028A
Authority: JP
Inventors: 真辺見; 村田　健一; 健一村田; 鈴木　健太; 健太鈴木
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2017-08-23
Anticipated expiration: 2033-11-08
Also published as: EP2878837B1; JP2015094373A; EP2878837A1; US20150132105A1; US9670957B2

Description

本発明は、ティルティングパッド式スラスト軸受及びこれを備えた回転機械に関する。

一般に、火力発電設備等で用いられる蒸気タービンは、回転軸を介して発電機と連結されている。この回転軸は、水平方向へ延在するように設置されており、その回転軸の自重を含む径方向荷重を受ける複数のジャーナル軸受が設けられている。また、蒸気タービンにおいては、回転軸の回転速度や負荷状態によって流体力が変動しており、この流体力によって回転軸の軸方向荷重も生じる。そのため、この回転軸の軸方向荷重を受けるとともに回転軸の軸方向変位を抑えるスラスト軸受が設けられている。

負荷能力が高いスラスト軸受として、ティルティングパッド式スラスト軸受が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載のティルティングパッド式スラスト軸受は、スラストカラーに対向するように回転軸の外周側に配置され、揺動可能に設けられた複数のパッドと、複数のパッドの間に設けられた複数の給油片とを備えている。そして、給油片の給油孔から供給された潤滑油は、スラストカラーの回転に伴い、スラストカラーとパッドの摺動面の間に流入して油膜を形成する。この油膜により、軸方向荷重を支持するようになっている。

特開２０１２−１１７６０８号公報

しかしながら、上記従来技術には次のような改善の余地がある。すなわち、特許文献１には明確に記載されていないものの、スラストカラーとパッドの摺動面の間に供給された潤滑油は、パッドの後端（言い換えれば、周方向下流側）からだけでなく、パッドの外周端（言い換えれば、径方向外側）及び内周端（言い換えれば、径方向内側）からも流出する。そして、パッドの外周端及び内周端から流出した潤滑油が、軸受の外部へ排出される。そのため、そのぶん潤滑油を供給する必要があり、給油量の点で改善の余地があった。

本発明の目的は、給油量を低減できるティルティングパッド式スラスト軸受及びこれを備えた回転機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明は、回転軸の外周側に固定されたスラストカラーを介して、前記回転軸の軸方向荷重を受けるティルティングパッド式スラスト軸受において、前記スラストカラーに対向するように前記回転軸の外周側に配置され、揺動可能に設けられた複数のパッドと、前記複数のパッドの間若しくは前記複数のパッドの摺動面の前縁部に設けられた複数の給油口と、前記パッドの摺動面における幅方向中心よりも内周縁に近づけられた位置で周方向に延在するように形成された流出案内溝と、前記流出案内溝とは独立して、前記給油口より径方向内側に位置するように前記パッドの摺動面の前縁部に形成された流入案内溝とを有し、前記流出案内溝は、前記パッドの摺動面及び後端面に開口し、前記流入案内溝は、前記パッドの後端面における前記流出案内溝の開口と同じ径方向位置を含む開口を形成するように、前記パッドの前端面に開口し、且つ、前記パッドの摺動面における前記流出案内溝の開口と同じ径方向位置より径方向外側の領域を含む開口を形成するように、前記パッドの摺動面に開口する。

第１の発明においては、流出案内溝によって、パッドの内周端からの潤滑油の排出を抑止でき、さらに、その潤滑油を後端側（すなわち、下流側パッドの前端側）に流出させることができる。そして、下流側パッドの流入案内溝によって、上流側パッドの流出案内溝から流出した比較的低温な潤滑油を、下流側パッドの摺動面に供給することができる。したがって、給油量を低減できる。

上記目的を達成するために、第２の発明は、回転軸の外周側に固定されたスラストカラーを介して、前記回転軸の軸方向荷重を受けるティルティングパッド式スラスト軸受において、前記スラストカラーに対向するように前記回転軸の外周側に配置され、揺動可能に設けられた複数のパッドと、前記複数のパッドの間若しくは前記複数のパッドの摺動面の前縁側に形成された複数の給油口と、前記パッドの摺動面における幅方向中心よりも外周縁に近づけられた位置で周方向に延在するように形成された流出案内溝と、前記給油口より径方向外側に位置し、前記流出案内溝とは独立して前記パッドの摺動面の前縁側に形成された流入案内溝とを有し、前記流出案内溝は、前記パッドの摺動面及び後端面に開口し、前記流入案内溝は、前記パッドの後端面における前記流出案内溝の開口と同じ径方向位置を含む開口を形成するように、前記パッドの前端面に開口し、且つ、前記パッドの摺動面における前記流出案内溝の開口と同じ径方向位置より径方向内側の領域を含む開口を形成するように、前記パッドの摺動面に開口する。

第２の発明においては、流出案内溝によって、パッドの外周端からの潤滑油の排出を抑止でき、さらに、その潤滑油を後端側（すなわち、下流側パッドの前端側）に流出させることができる。そして、下流側パッドの流入案内溝によって、上流側パッドの流出案内溝から流出した比較的低温な潤滑油を、下流側パッドの摺動面に供給することができる。したがって、給油量を低減できる。

上記目的を達成するために、第３の発明は、回転軸の外周側に固定されたスラストカラーを介して、前記回転軸の軸方向荷重を受けるティルティングパッド式スラスト軸受において、前記スラストカラーに対向するように前記回転軸の外周側に配置され、揺動可能に設けられた複数のパッドと、前記複数のパッドの間若しくは前記複数のパッドの摺動面の前縁側に形成された複数の給油口と、前記パッドの摺動面における幅方向中心よりも内周縁に近づけられた位置で周方向に延在するように形成された第１の流出案内溝と、前記給油口より径方向内側に位置し、前記第１の流出案内溝とは独立して前記パッドの摺動面の前縁側に形成された第１の流入案内溝と、前記パッドの摺動面における幅方向中心よりも外周縁に近づけられた位置で周方向に延在するように形成された第２の流出案内溝と、前記給油口より径方向外側に位置し、前記第２の流出案内溝とは独立して前記パッドの摺動面の前縁側に形成された第２の流入案内溝とを有し、前記第１の流出案内溝は、前記パッドの摺動面及び後端面に開口し、前記第１の流入案内溝は、前記パッドの後端面における前記第１の流出案内溝の開口と同じ径方向位置を含む開口を形成するように、前記パッドの前端面に開口し、且つ、前記パッドの摺動面における前記第１の流出案内溝の開口と同じ径方向位置より径方向外側の領域を含む開口を形成するように、前記パッドの摺動面に開口し、前記第２の流出案内溝は、前記パッドの摺動面及び後端面に開口し、前記第２の流入案内溝は、前記パッドの後端面における前記第２の流出案内溝の開口と同じ径方向位置を含む開口を形成するように、前記パッドの前端面に開口し、且つ、前記パッドの摺動面における前記第２の流出案内溝の開口と同じ径方向位置より径方向内側の領域を含む開口を形成するように、前記パッドの摺動面に開口する。

第３の発明においては、第１及び第２の流出案内溝によって、パッドの内周端及び外周端からの潤滑油の排出を抑止でき、さらに、その潤滑油を後端側（すなわち、下流側パッドの前端側）に流出させることができる。そして、下流側パッドの第１及び第２の流入案内溝によって、上流側パッドの第１及び第２の流出案内溝から流出した比較的低温な潤滑油を、下流側パッドの摺動面に供給することができる。したがって、給油量を低減できる。

本発明によれば、給油量を低減できる。

本発明の第１の実施形態におけるティルティングパッド式スラスト軸受の構造を表す軸方向断面図である。本発明の第１の実施形態におけるパッドの構造を表す図である。本発明の第１の実施形態におけるパッドの摺動面上の油膜の圧力と潤滑油の流れを示す図である。従来技術における給油量を説明するための図である。本発明の第１の実施形態における給油量を説明するための図である。本発明の第２の実施形態におけるパッドの構造を表す図である。本発明の第３の実施形態におけるパッドの構造を表す図である。本発明の第１の実施形態の一変形例におけるパッドの構造を表す図である。本発明の第２の実施形態の一変形例におけるパッドの構造を表す図である。本発明の第３の実施形態の一変形例におけるパッドの構造を表す図である。本発明の第１の実施形態の他の変形例におけるパッドの構造を表す図である。本発明の第２の実施形態の他の変形例におけるパッドの構造を表す図である。本発明の第３の実施形態の他の変形例におけるパッドの構造を表す図である。本発明のティルティングパッド式スラスト軸受を採用した蒸気タービンの構成を表す概略図である。

本発明の第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態におけるティルティングパッド式スラスト軸受の構造を表す軸方向断面図である。図２は、図１におけるII−II断面矢視図であって、本実施形態におけるパッドの構造を表す図である（便宜上、２つのパッドのみ示すものである）。図３は、本実施形態におけるパッドの摺動面上の油膜の圧力と潤滑油の流れを示す図である。

図１で示すように、回転軸１は、水平方向（図中左右方向）に延在するように設置されている。回転軸１の外周側には一対のスラストカラー２が固定されており、回転軸１とスラストカラー２が一体となって回転するようになっている。ティルティングパッド式スラスト軸受１００は、一対のスラストカラー２を介して回転軸１の軸方向荷重を受けるように構成されている。

スラスト軸受１００は、ペデスタル３で固定された略円環状の軸受ハウジング４と、この軸受ハウジング４の内側で且つ軸方向一方側（図１中右側）及び他方側（図１中左側）にそれぞれ固定された略円環状の軸受ベース５と、一方側のスラストカラー２に対向するように一方側の軸受ベース５の周方向に沿って（言い換えれば、回転軸１の外周側に）配置された複数（本実施形態では８つ）のパッド６と、他方側のスラストカラー２に対向するように他方側の軸受ベース５の周方向に沿って（言い換えれば、回転軸１の外周側に）配置された複数（本実施形態では８つ）のパッド６とを備えている。パッド６は、その背面側（図１中左側）にピボット７が設けられており、このピボット７がピボット受８と接触している。これにより、パッド６が揺動可能に支持されている。

図２で示すように、複数のパッド６の間には、複数の給油管９が設けられている。各給油管９は、回転軸１の径方向に離間して形成された複数（本実施形態では３つ）の給油口１０（ノズル孔）を有している。なお、給油管９は、パッド６の前端側かつ径方向内側に設けられた前端突出部１１と干渉しないように、その径方向外側に配置されている。最外側の給油口１０は、パッド６の幅方向中心Ｌ又は揺動中心（言い換えれば、ピボット７の中心）Ｏより径方向外側に位置している。最内側の給油口１０は、パッド６の幅方向中心Ｌ又は揺動中心Ｏより径方向内側に位置している（すなわち、図中、Ｒ１＜Ｒａ＜Ｒｂ）。

給油管９は、軸受ハウジング４に形成された給油路（図示せず）等を介してポンプ（図示せず）に接続されている。ポンプで昇圧された潤滑油は、給油管９の給油口１０からスラストカラー２に向けて噴出される。そして、スラストカラー２の回転に伴い、スラストカラー２とパッド６の摺動面（言い換えれば、スラストカラー２に対向する対向面）との間に流入する。このとき、パッド６が揺動し、パッド６の摺動面とスラストカラー２との隙間が回転方向に徐々に小さくなるので、くさび効果により動圧が発生し、油膜を形成する。図３中の二点鎖線は油膜圧力の等圧力線を示しているが、パッド６の揺動中心Ｏにて最大圧力となる圧力分布が生じる。この油膜により、スラストカラー２の回転（ひいては、回転軸１の回転）を阻害することなく、スラストカラー２を介して回転軸１の軸方向荷重を支持するようになっている。

ところで、給油管９の給油口１０からパッド６の摺動面に供給された潤滑油は、上述した油膜圧力により、その一部がパッド６の外周側及び内周側に押し流される傾向にある。

そこで、本実施形態では、パッド６の摺動面の内周縁の近傍（すなわち、パッド６の摺動面における幅方向中心Ｃよりも内周縁に近づけられた位置）に、周方向に延在するように流出案内溝１２が形成されている。この流出案内溝１２は、パッド６の摺動面及び後端面に開口している。また、流出案内溝１２とは独立して、給油管９の給油口１０より径方向内側に位置するように、パッド６の前端突出部１１（言い換えれば、パッド６の摺動面の前縁部）に流入案内溝１３が形成されている。この流入案内溝１３は、パッド６の後端面における流出案内溝１２の開口と同じ径方向位置を含む開口を形成するように、パッド６の前端面に開口している。また、流入案内溝１３は、パッド６の摺動面における流出案内溝１２の開口と同じ径方向位置より径方向外側の領域を含む開口を形成するように、パッド６の摺動面に開口している。

これにより、潤滑油の流れは、図３中矢印ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅで示すようになる。具体的に説明すると、矢印ａで示すように、パッド６の摺動面に供給された潤滑油の一部は、パッド６の外周側に押し流され、パッド６の外周端から流出する。矢印ｂで示すように、パッド６の摺動面に供給された潤滑油の一部は、パッド６の外周側に若干押し流されるものの、パッド６の後端から流出する。矢印ｃで示すように、パッド６の摺動面に供給された潤滑油の一部は、パッド６の内周側に若干押し流されるものの、パッド６の後端から流出する。矢印ｄで示すように、パッド６の摺動面に供給された潤滑油の一部は、パッド６の内周側に押し流されるものの、流出案内溝１２を経由して、パッド６の後端から流出する。流出案内溝１２から流出する潤滑油は、比較的低温である。そして、矢印ｅで示すように、上流側パッド６の流出案内溝１２から流出した潤滑油は、下流側パッド６の流入案内溝１３を経由して、下流側パッド６の摺動面に供給されるようになっている。

本実施形態の作用効果を、図４及び図５を用いて説明する。図４は、従来技術（すなわち、流出案内溝１２及び流入案内溝１３を有しない場合）における給油量を説明するための図であり、図５は、本実施形態における給油量を説明するための図である。

従来技術においては、パッドの摺動面に供給された潤滑油は、パッドの後端からだけでなく、パッドの外周端及び内周端からも流出する。パッドの後端から流出した潤滑油は、一部がキャリーオーバとして下流側パッドに供給され、残りが軸受の外部へ排出される。図４中の斜線部分はキャリーオーバの油量であり、白抜部分は排油量Ｑｔである。パッドの外周端から流出した潤滑油は、軸受の外部へ排出されており、排油量Ｑｏである。パッドの内周端から流出した潤滑油は、軸受の外部へ排出されており、排油量Ｑｉ（但し、一般的に、Ｑｉ＜Ｑｏ）である。したがって、全排油量（Ｑｔ＋Ｑｏ＋Ｑｉ）となるため、給油量（Ｑｔ＋Ｑｏ＋Ｑｉ）が必要となる。

一方、本実施形態においては、流出案内溝１２によって、パッド６の内周端からの潤滑油の排出を抑止でき、さらに、その潤滑油を後端側（すなわち、下流側パッド６の前端側）に流出させることができる。そして、下流側パッド６の流入案内溝１３によって、上流側パッド６の流出案内溝１２から流出した比較的低温な潤滑油を、下流側パッド６の摺動面に供給することができる。したがって、パッド６の内周端からの排油量Ｑｉを実質的になくすことができる。その結果、給油量を（Ｑｔ＋Ｑｏ）に低減することができる。

本発明の第２の実施形態を、図６により説明する。図６は、本施形態におけるパッドの構造を表す図である。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

本実施形態では、給油管９Ａは、パッド６Ａの前端側かつ径方向外側に設けられた前端突出部１４と干渉しないように、その径方向内側に配置されている。最内側の給油口１０は、パッド６の幅方向中心Ｌ又は揺動中心Ｏより径方向内側に位置している。最外側の給油口１０は、パッド６の幅方向中心Ｌ又は揺動中心Ｏより径方向外側に位置している（すなわち、図中、Ｒａ＜Ｒｂ＜Ｒ２）。

そして、パッド６Ａの摺動面の外周縁の近傍（すなわち、パッド６Ａの摺動面における幅方向中心Ｃよりも外周縁に近づけられた位置）に、周方向に延在するように流出案内溝１５が形成されている。この流出案内溝１５は、パッド６Ａの摺動面及び後端面に開口している。また、流出案内溝１５とは独立して、給油管９Ａの給油口１０より径方向外側に位置するように、パッド６Ａの前端突出部１４（言い換えれば、パッド６Ａの摺動面の前縁部）に流入案内溝１６が形成されている。この流入案内溝１６は、パッド６Ａの後端面における流出案内溝１５の開口と同じ径方向位置を含む開口を形成するように、パッド６Ａの前端面に開口している。また、流入案内溝１６は、パッド６Ａの摺動面における流出案内溝１５の開口と同じ径方向位置より径方向内側の領域を含む開口を形成するように、パッド６Ａの摺動面に開口している。

これにより、パッド６Ａの摺動面に供給された潤滑油の一部は、パッド６Ａの外周側に押し流されるものの、流出案内溝１５を経由して、パッド６Ａの後端から流出する。流出案内溝１５から流出する潤滑油は、比較的低温である。そして、上流側パッド６Ａの流出案内溝１５から流出した潤滑油は、下流側パッド６Ａの流入案内溝１６を経由して、下流側パッド６Ａの摺動面に供給されるようになっている。

このような本実施形態においては、流出案内溝１５によって、パッド６Ａの外周端からの潤滑油の排出を抑止でき、さらに、その潤滑油を後端側（すなわち、下流側パッド６Ａの前端側）に流出させることができる。そして、下流側パッド６Ａの流入案内溝１６によって、上流側パッド６Ａの流出案内溝１５から流出した比較的低温な潤滑油を、下流側パッド６Ａの摺動面に供給することができる。したがって、パッド６Ａの外周端からの排油量Ｑｏを実質的になくすことができる。その結果、給油量を（Ｑｔ＋Ｑｉ）に低減することができる。

本発明の第３の実施形態を、図７により説明する。図７は、本施形態におけるパッドの構造を表す図である。なお、本実施形態において、上記第１及び第２の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

本実施形態では、給油管９Ｂは、パッド６Ｂの前端突出部１１，１４と干渉しないように、それらの間に配置されている。外側の給油口１０は、パッド６Ｂの幅方向中心又は揺動中心より径方向外側に位置し、内側の給油口１０は、パッド６Ｂの幅方向中心又は揺動中心より径方向内側に位置している。

そして、パッド６Ｂの摺動面の内周縁の近傍に、周方向に延在するように流出案内溝１２が形成されている。この流出案内溝１２は、パッド６Ｂの摺動面及び後端面に開口している。また、流出案内溝１２とは独立して、給油管９Ｂの給油口１０より径方向内側に位置するように、パッド６Ｂの前端突出部１１に流入案内溝１３が形成されている。この流入案内溝１３は、パッド６Ｂの後端面における流出案内溝１２の開口と同じ径方向位置を含む開口を形成するように、パッド６Ｂの前端面に開口している。また、流入案内溝１３は、パッド６Ｂの摺動面における流出案内溝１２の開口と同じ径方向位置より径方向外側の領域を含む開口を形成するように、パッド６Ｂの摺動面に開口している。

これにより、パッド６Ｂの摺動面に供給された潤滑油の一部は、パッド６Ｂの内周側に押し流されるものの、流出案内溝１２を経由して、パッド６Ｂの後端から流出する。流出案内溝１２から流出する潤滑油は、比較的低温である。そして、上流側パッド６Ｂの流出案内溝１２から流出した潤滑油は、下流側パッド６Ｂの流入案内溝１３を経由して、下流側パッド６Ｂの摺動面に供給されるようになっている。

また、パッド６Ｂの摺動面の外周縁の近傍に、周方向に延在するように流出案内溝１５が形成されている。この流出案内溝１５は、パッド６Ｂの摺動面及び後端面に開口している。また、流出案内溝１５とは独立して、給油管９Ｂの給油口１０より径方向外側に位置するように、パッド６Ｂの前端突出部１４に流入案内溝１６が形成されている。この流入案内溝１６は、パッド６Ｂの後端面における流出案内溝１５の開口と同じ径方向位置を含む開口を形成するように、パッド６Ｂの前端面に開口している。また、流入案内溝１６は、パッド６Ｂの摺動面における流出案内溝１５の開口と同じ径方向位置より径方向内側の領域を含む開口を形成するように、パッド６Ｂの摺動面に開口している。

これにより、パッド６Ｂの摺動面に供給された潤滑油の一部は、パッド６Ｂの外周側に押し流されるものの、流出案内溝１５を経由して、パッド６Ｂの後端から流出する。流出案内溝１５から流出する潤滑油は、比較的低温である。そして、上流側パッド６Ｂの流出案内溝１５から流出した潤滑油は、下流側パッド６Ｂの流入案内溝１６を経由して、下流側パッド６Ｂの摺動面に供給されるようになっている。

このような本実施形態においては、流出案内溝１２，１５によって、パッド６Ｂの内周端及び外周端からの潤滑油の排出を抑止でき、さらに、その潤滑油を後端側（すなわち、下流側パッド６Ｂの前端側）に流出させることができる。そして、下流側パッド６Ｂの流入案内溝１３，１６によって、上流側パッド６Ｂの流出案内溝１２，１５から流出した比較的低温な潤滑油を、下流側パッド６Ｂの摺動面に供給することができる。したがって、パッド６Ｂの内周端からの排油量Ｑｉ及び外周端からの排油量Ｑｏを実質的になくすことができる。その結果、給油量をＱｔに低減することができる。

なお、上記第１及び第３の実施形態においては、図示のように、流入案内溝１３は、径方向内側の壁面が周方向に延在するように形成された場合を例にとり、上記第２及び第３の実施形態においては、図示のように、流入案内溝１６は、径方向外側の壁面が周方向に延在するように形成された場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、図８で示す第１の実施形態の一変形例及び図１０で示す第３の実施形態の一変形例のように、パッド６の流入案内溝１３Ａは、径方向内側の壁面が周方向下流側に向かって径方向外側に傾斜するように形成されてもよい。あるいは、図９で示す第２の実施形態の一変形例及び図１０で示す第３の実施形態の一変形例のように、パッド６Ａの流入案内溝１６Ａは、径方向外側の壁面が周方向下流側に向かって径方向内側に傾斜するように形成されてもよい。これらの変形例においては、上記実施形態と比べ、流入案内溝からパッドの摺動面への供給量を増加させることができる。したがって、給油量をさらに低減することができる。

また、上記第１〜第３の実施形態においては、複数のパッドの間に複数の給油管を設けた場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、図１１で示す第１の実施形態の他の変形例のように、パッド６Ｃの摺動面の前縁部で径方向外側に位置するように給油口１７が形成されてもよい。この給油口１７の径方向内側側壁は、パッド６Ｃの幅方向中心Ｌ又は揺動中心Ｏより径方向内側に位置している（すなわち、図中、Ｒ３＜Ｒａ＜Ｒｂ）。そして、流入案内溝１３は、給油口１７より径方向内側に位置するように、パッド６Ｃの摺動面の前縁部に形成されればよい。あるいは、図１２で示す第２の実施形態の他の変形例のように、パッド６Ｄの摺動面の前縁部で径方向内側に位置するように給油口１７Ａが形成されてもよい。この給油口１７Ａの径方向外側側壁は、パッド６Ｄの幅方向中心Ｌ又は揺動中心Ｏより径方向外側に位置している（すなわち、図中、Ｒａ＜Ｒｂ＜Ｒ４）。そして、流入案内溝１６は、給油口１７Ａより径方向外側に位置するように、パッド６Ｄの摺動面の前縁部に形成されればよい。あるいは、図１３で示す第３の実施形態の他の変形例のように、パッド６Ｅの摺動面の前縁部で幅方向中央に位置するように給油口１７Ｂが形成されてもよい。この給油口１７Ｂの径方向内側側壁は、パッド６Ｅの幅方向中心又は揺動中心より径方向内側に位置し、径方向外側側壁は、パッド６Ｅの幅方向中心又は揺動中心より径方向外側に位置している。そして、流入案内溝１３は、給油口１７Ｂより径方向内側に位置するように、パッド６Ｅの摺動面の前縁部に形成されればよい。また、流入案内溝１６は、給油口１７Ｂより径方向外側に位置するように、パッド６Ｅの摺動面の前縁部に形成されればよい。これらの変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

次に、上述したティルティングパッド式スラスト軸受１００を備えた回転機械の一例を、図１４を用いて説明する。図１４は、上述したティルティングパッド式スラスト軸受１００を備えた蒸気タービンの構成を表す図である。

図１４で示すように、蒸気タービンは、蒸気圧力にそれぞれ対応した高圧タービン２０、中圧タービン２１、及び低圧タービン２２で構成されており、これらタービン２０，２１，２２と発電機２３が回転軸１を介して連結されている。そして、回転軸１の径方向荷重を受ける複数のジャーナル軸受２４と、回転軸１の軸方向荷重を受けるスラスト軸受１００が設けられている。

このような蒸気タービンにおいては、スラスト軸受１００への給油量の低減により、給油のための補機や付属品（詳細には、ポンプや配管など）を小型化することができる。そのため、蒸気タービンのコンパクト化を図ることができる。

なお、以上においては、回転軸１が水平方向に延在するように設置されており、ティルティングパッド式スラスト軸受１００が一対のスラストカラー２を介して回転軸１の軸方向荷重を受けるような構成を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、例えば、回転軸が鉛直方向に延在するように設置されており、ティルティングパッド式スラスト軸受が１つのスラストカラーを介して回転軸の軸方向荷重を受けるような構成であってもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。

１回転軸
２スラストカラー
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅパッド
１０給油口
１２流出案内溝
１３，１３Ａ流入案内溝
１５流出案内溝
１６，１６Ａ流入案内溝
１７給油口
１００ティルティングパッド式スラスト軸受

Claims

回転軸の外周側に固定されたスラストカラーを介して、前記回転軸の軸方向荷重を受けるティルティングパッド式スラスト軸受において、
前記スラストカラーに対向するように前記回転軸の外周側に配置され、揺動可能に設けられた複数のパッドと、
前記複数のパッドの間若しくは前記複数のパッドの摺動面の前縁部に設けられた複数の給油口と、
前記パッドの摺動面における幅方向中心よりも内周縁に近づけられた位置で周方向に延在するように形成された流出案内溝と、
前記流出案内溝とは独立して、前記給油口より径方向内側に位置するように前記パッドの摺動面の前縁部に形成された流入案内溝とを有し、
前記流出案内溝は、前記パッドの摺動面及び後端面に開口し、
前記流入案内溝は、前記パッドの後端面における前記流出案内溝の開口と同じ径方向位置を含む開口を形成するように、前記パッドの前端面に開口し、且つ、前記パッドの摺動面における前記流出案内溝の開口と同じ径方向位置より径方向外側の領域を含む開口を形成するように、前記パッドの摺動面に開口したことを特徴とするティルティングパッド式スラスト軸受。
請求項１記載のティルティングパッド式スラスト軸受において、
前記流入案内溝より径方向外側に位置する前記給油口は、前記パッドの幅方向中心又は揺動中心より径方向外側だけでなく径方向内側にも配置されたことを特徴とするティルティングパッド式スラスト軸受。
請求項１記載のティルティングパッド式スラスト軸受において、
前記流入案内溝は、径方向内側の壁面が周方向下流側に向かって径方向外側に傾斜するように形成されたことを特徴とするティルティングパッド式スラスト軸受。
回転軸の外周側に固定されたスラストカラーを介して、前記回転軸の軸方向荷重を受けるティルティングパッド式スラスト軸受において、
前記スラストカラーに対向するように前記回転軸の外周側に配置され、揺動可能に設けられた複数のパッドと、
前記複数のパッドの間若しくは前記複数のパッドの摺動面の前縁部に設けられた複数の給油口と、
前記パッドの摺動面における幅方向中心よりも外周縁に近づけられた位置で周方向に延在するように形成された流出案内溝と、
前記給油口より径方向外側に位置し、前記流出案内溝とは独立して前記パッドの摺動面の前縁部に形成された流入案内溝とを有し、
前記流出案内溝は、前記パッドの摺動面及び後端面に開口し、
前記流入案内溝は、前記パッドの後端面における前記流出案内溝の開口と同じ径方向位置を含む開口を形成するように、前記パッドの前端面に開口し、且つ、前記パッドの摺動面における前記流出案内溝の開口と同じ径方向位置より径方向内側の領域を含む開口を形成するように、前記パッドの摺動面に開口したことを特徴とするティルティングパッド式スラスト軸受。
請求項４記載のティルティングパッド式スラスト軸受において、
前記流入案内溝より径方向内側に位置する前記給油口は、前記パッドの幅方向中心又は揺動中心より径方向内側だけでなく径方向外側にも配置されたことを特徴とするティルティングパッド式スラスト軸受。
請求項４記載のティルティングパッド式スラスト軸受において、
前記流入案内溝は、径方向外側の壁面が周方向下流側に向かって径方向内側に傾斜するように形成されたことを特徴とするティルティングパッド式スラスト軸受。
回転軸の外周側に固定されたスラストカラーを介して、前記回転軸の軸方向荷重を受けるティルティングパッド式スラスト軸受において、
前記スラストカラーに対向するように前記回転軸の外周側に配置され、揺動可能に設けられた複数のパッドと、
前記複数のパッドの間若しくは前記複数のパッドの摺動面の前縁部に設けられた複数の給油口と、
前記パッドの摺動面における幅方向中心よりも内周縁に近づけられた位置で周方向に延在するように形成された第１の流出案内溝と、
前記給油口より径方向内側に位置し、前記第１の流出案内溝とは独立して前記パッドの摺動面の前縁部に形成された第１の流入案内溝と、
前記パッドの摺動面における幅方向中心よりも外周縁に近づけられた位置で周方向に延在するように形成された第２の流出案内溝と、
前記給油口より径方向外側に位置し、前記第２の流出案内溝とは独立して前記パッドの摺動面の前縁部に形成された第２の流入案内溝とを有し、
前記第１の流出案内溝は、前記パッドの摺動面及び後端面に開口し、
前記第１の流入案内溝は、前記パッドの後端面における前記第１の流出案内溝の開口と同じ径方向位置を含む開口を形成するように、前記パッドの前端面に開口し、且つ、前記パッドの摺動面における前記第１の流出案内溝の開口と同じ径方向位置より径方向外側の領域を含む開口を形成するように、前記パッドの摺動面に開口し、
前記第２の流出案内溝は、前記パッドの摺動面及び後端面に開口し、
前記第２の流入案内溝は、前記パッドの後端面における前記第２の流出案内溝の開口と同じ径方向位置を含む開口を形成するように、前記パッドの前端面に開口し、且つ、前記パッドの摺動面における前記第２の流出案内溝の開口と同じ径方向位置より径方向内側の領域を含む開口を形成するように、前記パッドの摺動面に開口したことを特徴とするティルティングパッド式スラスト軸受。
請求項７記載のティルティングパッド式スラスト軸受において、
前記第１の流入案内溝より径方向外側に位置し、且つ前記第２の流入案内溝より径方向外側に位置する前記給油口は、前記パッドの幅方向中心又は揺動中心より径方向外側だけでなく径方向内側にも配置されたことを特徴とするティルティングパッド式スラスト軸受。
請求項７記載のティルティングパッド式スラスト軸受において、
前記第１の流入案内溝は、径方向内側の壁面が周方向下流側に向かって径方向外側に傾斜するように形成され、
前記第２の流入案内溝は、径方向外側の壁面が周方向下流側に向かって径方向内側に傾斜するように形成されたことを特徴とするティルティングパッド式スラスト軸受。
請求項１〜９のいずれか１項記載のティルティングパッド式スラスト軸受を備えたことを特徴とする回転機械。
請求項１０記載の回転機械は、蒸気タービンであることを特徴とする回転機械。