JP6261999B2

JP6261999B2 - Thrust bearing and turbine

Info

Publication number: JP6261999B2
Application number: JP2014017993A
Authority: JP
Inventors: 真平横山; 佐野　岳志; 岳志佐野; 杼谷　直人; 直人杼谷; 侑樹角
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2034-01-31
Also published as: JP2015145687A

Description

本発明は、回転軸を軸方向（スラスト方向）に支持するスラスト軸受及びタービンに関するものである。 The present invention relates to a thrust bearing and a turbine that support a rotating shaft in an axial direction (thrust direction).

従来、回転軸に固定されたスラストディスク（スラストカラー）と、静止部材側の軸受パッドとの間に潤滑膜を形成し荷重を支持するスラスト軸受装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このスラスト軸受装置は、スラストディスクと軸受パッドとの間に潤滑流体を直接噴出する、直接潤滑方式となっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a thrust bearing device is known in which a lubricating film is formed between a thrust disk (thrust collar) fixed to a rotating shaft and a bearing pad on a stationary member side to support a load (see, for example, Patent Document 1). ). This thrust bearing device is a direct lubrication system in which a lubricating fluid is directly jetted between a thrust disk and a bearing pad.

特開２００５−２８２６９２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-282692

ここで、特許文献１のような直接潤滑方式のスラスト軸受では、スラストカラーと軸受パッドとの間に潤滑流体を直接噴射することから、噴射する潤滑流体が不足してしまうと、スラストカラーと軸受パッドとが摺動の熱によって温度上昇してしまう。 Here, in the direct lubrication type thrust bearing as in Patent Document 1, since the lubricating fluid is directly injected between the thrust collar and the bearing pad, if the lubricating fluid to be injected becomes insufficient, the thrust collar and the bearing The temperature of the pad increases due to the heat of sliding.

この場合、特許文献１のスラスト軸受では、スラストカラーの外周部を軸受パッドの外周よりも外側に突出させ、突出させたスラストカラーの外周部を潤滑流体で冷却することにより、スラストカラーを冷却している。しかしながら、特許文献１のスラスト軸受では、スラストカラーを外周部に突出させなければならず、装置構成が大きくなってしまい、また、スラストカラーの外周部を冷却するための構成を設けなければならず、装置構成が複雑となってしまう。 In this case, in the thrust bearing of Patent Document 1, the thrust collar is cooled by causing the outer periphery of the thrust collar to protrude outward from the outer periphery of the bearing pad and cooling the outer periphery of the thrust collar with the lubricating fluid. ing. However, in the thrust bearing of Patent Document 1, the thrust collar has to protrude to the outer peripheral portion, the device configuration becomes large, and a configuration for cooling the outer peripheral portion of the thrust collar must be provided. The device configuration becomes complicated.

そこで、本発明は、簡易な構成で、スラストカラー及び軸受パッドの温度上昇を抑制することができるスラスト軸受及びタービンを提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the thrust bearing and turbine which can suppress the temperature rise of a thrust collar and a bearing pad by simple structure.

本発明のスラスト軸受は、回転軸の径方向外側に突出し、前記回転軸の周方向に亘って設けられるスラストカラーに、前記回転軸の軸方向において対向するスラスト軸受であって、前記軸方向において前記スラストカラーと対向し、前記周方向に沿って所定の隙間を空けて設けられる複数の軸受パッドと、前記周方向に隣り合う前記軸受パッド同士の前記隙間に設けられ、前記スラストカラーと前記軸受パッドとの間に潤滑流体を供給する複数の潤滑流体供給孔が形成される潤滑流体供給ノズルと、を備え、前記複数の前記潤滑流体供給孔は、前記径方向に所定の間隔を空けて並べて一列に設けられたものが、前記周方向に複数列に並べて設けられており、複数列の前記潤滑流体供給孔のうち、一列の前記各潤滑流体供給孔は、他の一列の隣り合う前記潤滑流体供給孔同士の間に位置するように、前記径方向に位置ずれして設けられていることを特徴とする。 A thrust bearing according to the present invention is a thrust bearing that protrudes radially outward of a rotating shaft and faces a thrust collar provided along the circumferential direction of the rotating shaft in the axial direction of the rotating shaft, A plurality of bearing pads facing the thrust collar and provided with a predetermined gap along the circumferential direction, and provided in the gap between the bearing pads adjacent in the circumferential direction, the thrust collar and the bearing A plurality of lubricating fluid supply nozzles in which a plurality of lubricating fluid supply holes for supplying a lubricating fluid to the pad are formed, and the plurality of lubricating fluid supply holes are arranged at predetermined intervals in the radial direction. What is provided in one row is arranged in a plurality of rows in the circumferential direction, and among the plurality of rows of lubricating fluid supply holes, each row of the lubricating fluid supply holes is adjacent to the other row. It said to be located between the adjacent lubricant supply hole that fits, and being provided at a position displaced in the radial direction.

この構成によれば、複数列の潤滑流体供給孔の径方向における間隔を、各列の潤滑流体供給孔の径方向における間隔に比して短いものとすることができる。このため、径方向に亘ってまんべんなく潤滑流体を供給することができることから、スラストカラーと軸受パッドとの間に潤滑流体を不足なく供給することができ、スラストカラーと軸受パッドとの間の温度上昇を、簡易な構成で抑制することができる。 According to this configuration, the radial intervals of the plurality of rows of lubricating fluid supply holes can be made shorter than the radial intervals of the lubricating fluid supply holes of each row. For this reason, since the lubricating fluid can be supplied evenly in the radial direction, the lubricating fluid can be supplied between the thrust collar and the bearing pad without a shortage, and the temperature rise between the thrust collar and the bearing pad. Can be suppressed with a simple configuration.

また、前記軸受パッドに対する前記回転軸の相対的な回転方向において、前記回転方向の上流側に位置する一列の前記潤滑流体供給孔の数は、前記回転方向の下流側に位置する一列の前記潤滑流体供給孔の数と比べて多いことが好ましい。 Further, in the relative rotation direction of the rotary shaft with respect to the bearing pad, the number of the lubrication fluid supply holes located in the upstream in the rotation direction is equal to the number of the lubrication fluid supply holes located in the downstream in the rotation direction. The number is preferably larger than the number of fluid supply holes.

この構成によれば、上流側に位置する一列の潤滑流体供給孔の数を、下流側に位置する一列の潤滑流体供給孔の数よりも多くすることができる。このとき、上流側に位置する一列の潤滑流体供給孔から供給された潤滑流体は、スラストカラーと軸受パッドとの間に流入し易い。一方で、下流側に位置する一列の潤滑流体供給孔から供給された潤滑流体は、軸受パッドの周囲に流入し易い。このため、スラストカラーと軸受パッドとの間へ供給する潤滑流体の供給量を多くすることができるため、スラストカラーと軸受パッドとの間の温度上昇を、より好適に抑制することができる。 According to this configuration, the number of the lubricating fluid supply holes in one row located on the upstream side can be made larger than the number of the lubricating fluid supply holes in one row located on the downstream side. At this time, the lubricating fluid supplied from the one row of lubricating fluid supply holes located on the upstream side easily flows between the thrust collar and the bearing pad. On the other hand, the lubricating fluid supplied from the one row of lubricating fluid supply holes located on the downstream side easily flows around the bearing pad. For this reason, since the supply amount of the lubricating fluid supplied between the thrust collar and the bearing pad can be increased, the temperature rise between the thrust collar and the bearing pad can be more suitably suppressed.

また、前記軸受パッドに対する前記回転軸の相対的な回転方向において、前記回転方向の下流側に位置する一列の前記潤滑流体供給孔の数は、前記回転方向の上流側に位置する一列の前記潤滑流体供給孔の数と比べて多いことが好ましい。 In addition, in the relative rotation direction of the rotation shaft with respect to the bearing pad, the number of the lubricating fluid supply holes positioned in the downstream in the rotation direction is equal to the number of the lubrication fluid supply holes positioned in the upstream in the rotation direction. The number is preferably larger than the number of fluid supply holes.

この構成によれば、下流側に位置する一列の潤滑流体供給孔の数を、上流側に位置する一列の潤滑流体供給孔の数よりも多くすることができる。このとき、上流側に位置する一列の潤滑流体供給孔から供給された潤滑流体は、スラストカラーと軸受パッドとの間に流入し易い。一方で、下流側に位置する一列の潤滑流体供給孔から供給された潤滑流体は、軸受パッドの周囲に流入し易い。このため、軸受パッドの周囲に供給する潤滑流体の供給量を多くすることができるため、軸受パッドの周囲の温度上昇を抑制することができる。 According to this configuration, the number of the lubricating fluid supply holes in one row located on the downstream side can be made larger than the number of the lubricating fluid supply holes in a row located on the upstream side. At this time, the lubricating fluid supplied from the one row of lubricating fluid supply holes located on the upstream side easily flows between the thrust collar and the bearing pad. On the other hand, the lubricating fluid supplied from the one row of lubricating fluid supply holes located on the downstream side easily flows around the bearing pad. For this reason, since the supply amount of the lubricating fluid supplied to the circumference | surroundings of a bearing pad can be increased, the temperature rise around a bearing pad can be suppressed.

また、各列の複数の前記潤滑流体供給孔は、前記径方向に隣り合う前記潤滑流体供給孔同士の間の間隔が、前記径方向の外側に向かうにつれて狭くなることが好ましい。 In the plurality of lubricating fluid supply holes in each row, it is preferable that an interval between the lubricating fluid supply holes adjacent in the radial direction becomes narrower toward the outside in the radial direction.

この構成によれば、径方向外側に供給される潤滑流体の供給量を、径方向内側に供給される潤滑流体の供給量に比して多くすることができる。ここで、スラストカラーと軸受パッドとの間において、径方向外側の周長は、径方向内側の周長よりも長くなっており、これにより、径方向外側の周速が径方向内側の周速よりも速くなるために、径方向外側の潤滑流体が、径方向内側よりも不足し易いものとなる。この場合、スラストカラーと軸受パッドとの間には、径方向内側に比して径方向外側に気液二相状態が発生し易いものとなる。このため、気液二相状態となり易い径方向外側に向けて、潤滑流体を多く供給することで、スラストカラーと軸受パッドとの間の径方向外側において、気液二相状態を形成し難いものとし、径方向に亘って潤滑流体を適切に供給することができる。よって、スラストカラーと軸受パッドとの間の温度上昇を抑制することができる。 According to this configuration, the supply amount of the lubricating fluid supplied to the radially outer side can be made larger than the supply amount of the lubricant fluid supplied to the radially inner side. Here, between the thrust collar and the bearing pad, the circumferential length on the radially outer side is longer than the circumferential length on the radially inner side, so that the circumferential speed on the radially outer side becomes the circumferential speed on the radially inner side. Therefore, the lubricating fluid on the radially outer side is more likely to be deficient than on the radially inner side. In this case, a gas-liquid two-phase state is more likely to occur between the thrust collar and the bearing pad on the radially outer side than on the radially inner side. For this reason, it is difficult to form a gas-liquid two-phase state on the radially outer side between the thrust collar and the bearing pad by supplying a large amount of lubricating fluid toward the radially outer side where the gas-liquid two-phase state is likely to occur. The lubricating fluid can be appropriately supplied over the radial direction. Therefore, the temperature rise between the thrust collar and the bearing pad can be suppressed.

また、各列の複数の前記潤滑流体供給孔の開口面積は、前記径方向の外側に向かうにつれて大きくなることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the opening area of the plurality of lubricating fluid supply holes in each row increases as it goes outward in the radial direction.

この構成によれば、径方向外側に供給される潤滑流体の供給量を、径方向内側に供給される潤滑流体の供給量に比して多くすることができる。このため、気液二相状態となり易い径方向外側に向けて、潤滑流体を多く供給することで、スラストカラーと軸受パッドとの間の径方向外側において、気液二相状態を形成し難いものとし、径方向に亘って潤滑流体を適切に供給することができる。よって、スラストカラーと軸受パッドとの間の温度上昇を抑制することができる。 According to this configuration, the supply amount of the lubricating fluid supplied to the radially outer side can be made larger than the supply amount of the lubricant fluid supplied to the radially inner side. For this reason, it is difficult to form a gas-liquid two-phase state on the radially outer side between the thrust collar and the bearing pad by supplying a large amount of lubricating fluid toward the radially outer side where the gas-liquid two-phase state is likely to occur. The lubricating fluid can be appropriately supplied over the radial direction. Therefore, the temperature rise between the thrust collar and the bearing pad can be suppressed.

また、前記回転方向の下流側に位置する一列の前記潤滑流体供給孔の噴射方向と、前記回転方向の上流側に位置する一列の前記潤滑流体供給孔の噴射方向とは、異なる方向となっていることが好ましい。 Further, the injection direction of the one row of the lubricating fluid supply holes located on the downstream side in the rotation direction is different from the injection direction of the one row of the lubricating fluid supply holes located on the upstream side in the rotation direction. Preferably it is.

この構成によれば、回転方向の上流側及び下流側の位置に適した噴射方向とすることができるため、スラストカラーと軸受パッドとの間へ向けて潤滑流体を適切に供給することができ、スラストカラーと軸受パッドとの間の温度上昇を好適に抑制することができる。 According to this configuration, since it is possible to set the injection direction suitable for the upstream and downstream positions in the rotation direction, it is possible to appropriately supply the lubricating fluid between the thrust collar and the bearing pad, A temperature rise between the thrust collar and the bearing pad can be suitably suppressed.

また、前記スラストカラー及び前記軸受パッドは、軸受ケーシングに収容され、前記軸受ケーシングの内部が大気解放され、前記潤滑流体供給ノズルが前記スラストカラーと前記各軸受パッドとの間に前記潤滑流体を直接噴射する直接潤滑型となっていることが好ましい。 The thrust collar and the bearing pad are accommodated in a bearing casing, the interior of the bearing casing is released to the atmosphere, and the lubricating fluid supply nozzle directly passes the lubricating fluid between the thrust collar and each bearing pad. It is preferable to be a direct lubrication type that injects.

この構成によれば、スラストカラーと各軸受パッドとの間に潤滑流体を直接噴射する直接潤滑型のものに適用することができる。 According to this configuration, the present invention can be applied to a direct lubrication type in which a lubricating fluid is directly injected between the thrust collar and each bearing pad.

本発明のタービンは、上記のスラスト軸受を備えることを特徴とする。 A turbine according to the present invention includes the thrust bearing described above.

この構成によれば、スラスト軸受により回転軸の回転負荷による耐性を向上させつつ、回転軸を好適に回転させることができる。 According to this configuration, it is possible to suitably rotate the rotating shaft while improving the resistance due to the rotational load of the rotating shaft by the thrust bearing.

図１は、実施例１のスラスト軸受周りの概略構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration around a thrust bearing of the first embodiment. 図２は、実施例１のスラスト軸受の概略構成を示す正面図である。FIG. 2 is a front view illustrating a schematic configuration of the thrust bearing of the first embodiment. 図３は、実施例１のスラスト軸受の一部を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a part of the thrust bearing of the first embodiment. 図４は、実施例１のスラスト軸受の潤滑油供給ノズルを示す正面図である。FIG. 4 is a front view illustrating the lubricant oil supply nozzle of the thrust bearing of the first embodiment. 図５は、従来のスラスト軸受と実施例１のスラスト軸受とを軸受温度に関して比較しその効果を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing the effect of comparing the conventional thrust bearing and the thrust bearing of Example 1 with respect to the bearing temperature. 図６は、実施例２のスラスト軸受の潤滑油供給ノズルを示す正面図である。FIG. 6 is a front view illustrating a lubricating oil supply nozzle of the thrust bearing of the second embodiment. 図７は、実施例３のスラスト軸受の軸受パッドにおける潤滑油の径方向における分布を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a distribution in the radial direction of the lubricating oil in the bearing pad of the thrust bearing of the third embodiment. 図８は、実施例３のスラスト軸受の潤滑油供給ノズルを示す正面図である。FIG. 8 is a front view showing a lubricating oil supply nozzle of the thrust bearing of the third embodiment. 図９は、実施例４のスラスト軸受の潤滑油供給ノズルを示す正面図である。FIG. 9 is a front view illustrating a lubricating oil supply nozzle of a thrust bearing according to a fourth embodiment.

以下に、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.

図１は、実施例１のスラスト軸受周りの概略構成を示す断面図である。図２は、実施例１のスラスト軸受の概略構成を示す正面図である。図３は、実施例１のスラスト軸受の一部を示す斜視図である。図４は、実施例１のスラスト軸受の潤滑油供給ノズルを示す正面図である。図５は、従来のスラスト軸受と実施例１のスラスト軸受とを軸受温度について比較したときのグラフである。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration around a thrust bearing of the first embodiment. FIG. 2 is a front view illustrating a schematic configuration of the thrust bearing of the first embodiment. FIG. 3 is a perspective view illustrating a part of the thrust bearing of the first embodiment. FIG. 4 is a front view illustrating the lubricant oil supply nozzle of the thrust bearing of the first embodiment. FIG. 5 is a graph when the conventional thrust bearing and the thrust bearing of Example 1 are compared in terms of bearing temperature.

図１に示すように、実施例１に係るスラスト軸受４０は、例えば、ガスタービンまたは蒸気タービン等のタービン６に設けられている。スラスト軸受４０は、タービン６の回転軸であるタービンロータ２０の軸方向における荷重を支持するものである。 As shown in FIG. 1, the thrust bearing 40 according to the first embodiment is provided in a turbine 6 such as a gas turbine or a steam turbine, for example. The thrust bearing 40 supports a load in the axial direction of the turbine rotor 20 that is a rotating shaft of the turbine 6.

タービンロータ２０は、その軸方向が水平方向となるように配置される。このタービンロータ２０は、径方向外側に突出して設けられるスラストカラー５０を含んで構成されている。スラストカラー５０は、タービンロータ２０の外周に周方向に亘って円環状に形成されている。 The turbine rotor 20 is disposed such that its axial direction is the horizontal direction. The turbine rotor 20 includes a thrust collar 50 that protrudes outward in the radial direction. The thrust collar 50 is formed in an annular shape on the outer periphery of the turbine rotor 20 in the circumferential direction.

スラストカラー５０の軸方向の両側には、スラスト軸受４０が一対設けられており、スラストカラー５０、一対のスラスト軸受４０及び後述する潤滑油供給ノズル７６は、軸受ケーシング２４に収容されている。スラストカラー５０及び一対のスラスト軸受４０は、軸受ケーシング２４によって軸方向に固定されている。この軸受ケーシング２４は、その内部が大気解放されている。つまり、軸受ケーシング２４は、密封容器とはなっておらず、その内部に空気が流通することで、大気圧となっている。 A pair of thrust bearings 40 is provided on both axial sides of the thrust collar 50, and the thrust collar 50, the pair of thrust bearings 40, and a lubricating oil supply nozzle 76 described later are accommodated in the bearing casing 24. The thrust collar 50 and the pair of thrust bearings 40 are fixed in the axial direction by the bearing casing 24. The interior of the bearing casing 24 is released to the atmosphere. That is, the bearing casing 24 is not a sealed container, and the atmospheric pressure is obtained by air flowing through the bearing casing 24.

一対のスラスト軸受４０は、スラストカラー５０を挟んで、軸方向の一方側及び他方側にそれぞれ配置されている。このスラスト軸受４０は、軸受パッド（ティルティングパッド）７０を用いた、いわゆるティルティングパッド軸受であり、また、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間に潤滑油（潤滑流体）を直接噴射する直接潤滑型のものとなっている。 The pair of thrust bearings 40 are respectively disposed on one side and the other side in the axial direction with the thrust collar 50 interposed therebetween. The thrust bearing 40 is a so-called tilting pad bearing using a bearing pad (tilting pad) 70, and directly injects lubricating oil (lubricating fluid) directly between the thrust collar 50 and the bearing pad 70. It is a lubrication type.

次に、図１及び図２を参照して、スラスト軸受４０について説明する。なお、軸方向の一方側のスラスト軸受４０と、軸方向の他方側のスラスト軸受４０とは、配置が異なるが、同様の構成となっているため、一方のスラスト軸受４０について説明する。 Next, the thrust bearing 40 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Note that the thrust bearing 40 on one side in the axial direction and the thrust bearing 40 on the other side in the axial direction are different in arrangement, but have the same configuration, so the one thrust bearing 40 will be described.

図１及び図２に示すように、スラスト軸受４０は、スラストカラー５０からの荷重を支持する複数の軸受パッド７０と、各軸受パッド７０を支持するベース７４と、軸受パッド７０とベース７４との間に設けられるレベリング機構７２と、潤滑油を供給する複数の潤滑油供給ノズル（潤滑流体供給ノズル）７６と、を有する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the thrust bearing 40 includes a plurality of bearing pads 70 that support a load from the thrust collar 50, a base 74 that supports each bearing pad 70, and a bearing pad 70 and a base 74. It has a leveling mechanism 72 provided therebetween, and a plurality of lubricating oil supply nozzles (lubricating fluid supply nozzles) 76 that supply lubricating oil.

複数の軸受パッド７０は、スラストカラー５０と軸方向に対向して設けられ、タービンロータ２０の周方向に沿って所定の間隔を空けて並べて配置されている。また、各軸受パッド７０は、扇状に形成されており、スラストカラー５０と対向する面において、径方向外側における周長が長く、径方向内側における周長が短くなっている。スラストカラー５０と各軸受パッド７０との間には、潤滑油供給ノズル７６から潤滑油が供給されることで潤滑油膜が形成され、この潤滑油膜によって、タービンロータ２０の回転時に、スラストカラー５０と各軸受パッド７０との間で生じる摩擦等を低減している。各軸受パッド７０は、図示しないピボットにより、レベリング機構７２に対して傾斜自在に支持される。 The plurality of bearing pads 70 are provided to face the thrust collar 50 in the axial direction, and are arranged side by side at a predetermined interval along the circumferential direction of the turbine rotor 20. Further, each bearing pad 70 is formed in a fan shape, and on the surface facing the thrust collar 50, the circumferential length on the radially outer side is long and the circumferential length on the radially inner side is short. A lubricating oil film is formed between the thrust collar 50 and each bearing pad 70 by supplying lubricating oil from the lubricating oil supply nozzle 76, and this lubricating oil film causes the thrust collar 50 and the bearing pad 70 to rotate when the turbine rotor 20 rotates. Friction generated between the bearing pads 70 is reduced. Each bearing pad 70 is supported to be tiltable with respect to the leveling mechanism 72 by a pivot (not shown).

ベース７４は、スラストカラー５０から軸受パッド７０を介してレベリング機構７２に伝達された荷重を受け止める支持部材である。ベース７４は、円環状に形成され、軸受ケーシング２４に固定される。 The base 74 is a support member that receives a load transmitted from the thrust collar 50 to the leveling mechanism 72 via the bearing pad 70. The base 74 is formed in an annular shape and is fixed to the bearing casing 24.

レベリング機構７２は、複数の軸受パッド７０の位置を調整し、タービンロータ２０の周方向において、複数の軸受パッド７０の負担荷重を均等化させるものである。 The leveling mechanism 72 adjusts the positions of the plurality of bearing pads 70 and equalizes the burden load on the plurality of bearing pads 70 in the circumferential direction of the turbine rotor 20.

図２に示すように、複数の潤滑油供給ノズル７６は、周方向に隣り合う軸受パッド７０同士の間にそれぞれ設けられている。複数の潤滑油供給ノズル７６には、図示しない潤滑油供給装置から潤滑油が供給される。複数の潤滑油供給ノズル７６は、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間へ向けて潤滑油を供給する。複数の潤滑油供給ノズル７６から供給された潤滑油は、タービンロータ２０が所定の回転方向に回転することから、スラストカラー５０と各軸受パッド７０との間の潤滑油は、回転方向の上流側から下流側へ向かって流通する。このため、軸受パッド７０の回転方向の上流側が、潤滑油が流入する入口側となり、軸受パッド７０の回転方向の下流側が、潤滑油が流出する出口側となる。 As shown in FIG. 2, the plurality of lubricating oil supply nozzles 76 are respectively provided between the bearing pads 70 adjacent in the circumferential direction. Lubricating oil is supplied to the plurality of lubricating oil supply nozzles 76 from a lubricating oil supply device (not shown). The plurality of lubricating oil supply nozzles 76 supplies lubricating oil toward the space between the thrust collar 50 and the bearing pad 70. The lubricating oil supplied from the plurality of lubricating oil supply nozzles 76 causes the turbine rotor 20 to rotate in a predetermined rotational direction, so that the lubricating oil between the thrust collar 50 and each bearing pad 70 is upstream in the rotational direction. Circulates from the downstream to the downstream. Therefore, the upstream side in the rotational direction of the bearing pad 70 is an inlet side into which the lubricating oil flows, and the downstream side in the rotational direction of the bearing pad 70 is an outlet side from which the lubricating oil flows out.

図３及び図４に示すように、各潤滑油供給ノズル７６は、正面視方形状に形成されており、径方向に延在して設けられている。各潤滑油供給ノズル７６には、複数の潤滑油供給孔（潤滑流体供給孔）８１が形成されている。複数の潤滑油供給孔８１は、同一形状となる円形開口の孔である。 As shown in FIGS. 3 and 4, each of the lubricant supply nozzles 76 is formed in a front view shape and extends in the radial direction. Each lubricating oil supply nozzle 76 is formed with a plurality of lubricating oil supply holes (lubricating fluid supply holes) 81. The plurality of lubricating oil supply holes 81 are circular openings having the same shape.

複数の潤滑油供給孔８１は、径方向に沿って一定の間隔を空けて並べて一列となる潤滑油供給孔群８２となっており、一列の潤滑油供給孔群８２は、周方向に二列に並べて設けられている。つまり、二列の潤滑油供給孔群８２の潤滑油供給孔８１は、それぞれ径方向に等間隔となっている。また、二列の潤滑油供給孔群８２のうち、一方の一列の潤滑油供給孔群８２ａが、潤滑油供給ノズル７６に隣接する一方の軸受パッド７０の出口側に設けられ、他方の一列の潤滑油供給孔群８２ｂが、潤滑油供給ノズル７６に隣接する他方の軸受パッド７０の入口側に設けられる。換言すれば、一方の一列の潤滑油供給孔群８２ａが、回転方向の上流側に設けられ、他方の一列の潤滑油供給孔群８２ｂが、回転方向の下流側に設けられる。 The plurality of lubricating oil supply holes 81 form a group of lubricating oil supply holes 82 arranged in a row at a constant interval along the radial direction, and the one row of lubricating oil supply holes 82 is arranged in two rows in the circumferential direction. Are arranged side by side. That is, the lubricating oil supply holes 81 of the two rows of lubricating oil supply hole groups 82 are equally spaced in the radial direction. Of the two rows of lubricating oil supply holes 82, one row of lubricating oil supply holes 82 a is provided on the outlet side of one bearing pad 70 adjacent to the lubricating oil supply nozzle 76, and the other row. A lubricating oil supply hole group 82 b is provided on the inlet side of the other bearing pad 70 adjacent to the lubricating oil supply nozzle 76. In other words, one row of lubricating oil supply hole group 82a is provided on the upstream side in the rotational direction, and the other row of lubricating oil supply hole group 82b is provided on the downstream side in the rotational direction.

このとき、潤滑油供給ノズル７６に形成される複数の潤滑油供給孔８１は、径方向に沿って互い違いとなる千鳥状に配置されている。具体的に、径方向において、上流側（出口側）の潤滑油供給孔群８２ａにおける潤滑油供給孔８１は、下流側（入口側）の潤滑油供給孔群８２ｂにおける潤滑油供給孔８１同士の間に位置するように、径方向に位置ずれして設けられている。このため、潤滑油供給孔群８２ａ及び潤滑油供給孔群８２ｂを含む複数の潤滑油供給孔８１は、径方向に隣接する潤滑油供給孔８１同士の間の間隔が、各潤滑油供給孔群８２ａ、８２ｂの径方向に隣接する潤滑油供給孔８１同士の間の間隔に比して短いものとなる。 At this time, the plurality of lubricating oil supply holes 81 formed in the lubricating oil supply nozzle 76 are arranged in a staggered pattern alternately along the radial direction. Specifically, in the radial direction, the lubricating oil supply holes 81 in the upstream (outlet side) lubricating oil supply hole group 82a are formed between the lubricating oil supply holes 81 in the downstream (inlet side) lubricating oil supply hole group 82b. The positions are shifted in the radial direction so as to be located between them. For this reason, the plurality of lubricating oil supply holes 81 including the lubricating oil supply hole group 82a and the lubricating oil supply hole group 82b have a distance between the lubricating oil supply holes 81 adjacent in the radial direction. This is shorter than the interval between the lubricating oil supply holes 81 adjacent to each other in the radial direction of 82a and 82b.

また、上流側（出口側）の潤滑油供給孔群８２ａにおける潤滑油供給孔８１の数は、下流側（入口側）の潤滑油供給孔群８２ｂにおける潤滑油供給孔８１の数に比して多く形成されている。このため、上流側の潤滑油供給孔群８２ａは、径方向における内側及び外側の潤滑油供給孔８１が、最も内側及び最も外側の位置に形成される。 Further, the number of the lubricating oil supply holes 81 in the upstream (outlet side) lubricating oil supply hole group 82a is larger than the number of the lubricating oil supply holes 81 in the downstream (inlet side) lubricating oil supply hole group 82b. Many are formed. Therefore, in the upstream lubricating oil supply hole group 82a, the inner and outer lubricating oil supply holes 81 in the radial direction are formed at the innermost and outermost positions.

また、各潤滑油供給ノズル７６には、複数の潤滑油供給孔８１が形成される面側において、周方向の上流側に形成される上流側テーパ面８５ａと、周方向の下流側に形成される下流側テーパ面８５ｂと、が設けられている。 Each lubricating oil supply nozzle 76 is formed on the surface side where the plurality of lubricating oil supply holes 81 are formed, on the upstream taper surface 85a formed on the upstream side in the circumferential direction and on the downstream side in the circumferential direction. And a downstream tapered surface 85b.

上流側テーパ面８５ａは、径方向に亘って形成され、下流側から上流側へ向かって下り斜面となっており、軸受パッド７０の出口側を向いた面となっている。この上流側テーパ面８５ａには、上記した上流側の潤滑油供給孔群８２ａが設けられている。このため、上流側の潤滑油供給孔群８２ａは、軸受パッド７０の出口側へ向かって潤滑油を直接噴射する。 The upstream taper surface 85 a is formed over the radial direction, is a downward slope from the downstream side to the upstream side, and is a surface facing the outlet side of the bearing pad 70. The upstream taper surface 85a is provided with the above-described upstream lubricating oil supply hole group 82a. For this reason, the lubricating oil supply hole group 82 a on the upstream side directly injects lubricating oil toward the outlet side of the bearing pad 70.

下流側テーパ面８５ｂは、径方向に亘って形成され、上流側から下流側へ向かって下り斜面となっており、軸受パッド７０の入口側を向いた面となっている。この下流側テーパ面８５ｂには、上記した下流側の潤滑油供給孔群８２ｂが設けられている。このため、下流側の潤滑油供給孔群８２ｂは、軸受パッド７０の入口側へ向かって潤滑油を直接噴射する。 The downstream taper surface 85 b is formed over the radial direction, is a downward slope from the upstream side to the downstream side, and is a surface facing the inlet side of the bearing pad 70. The downstream tapered surface 85b is provided with the above-described downstream lubricating oil supply hole group 82b. For this reason, the lubricating oil supply hole group 82 b on the downstream side directly injects the lubricating oil toward the inlet side of the bearing pad 70.

上記の潤滑油供給ノズル７６において、複数の潤滑油供給孔８１からスラストカラー５０及び軸受パッド７０の間へ向かって潤滑油が噴射されると、噴射された潤滑油は、タービンロータ２０が回転していることから、スラストカラー５０の周方向への移動に伴って、回転方向の上流側から下流側へ向かって流通する。このとき、上流側の潤滑油供給孔群８２ａから軸受パッド７０の出口側へ向かって噴射された潤滑油は、スラストカラー５０と軸受パッド７０の間に流通し易くなっている。また、下流側の潤滑油供給孔群８２ｂから軸受パッド７０の入口側へ向かって噴射された潤滑油は、軸受パッド７０の周囲に流通し易くなっている。 In the lubricating oil supply nozzle 76, when the lubricating oil is injected from the plurality of lubricating oil supply holes 81 toward the thrust collar 50 and the bearing pad 70, the turbine rotor 20 rotates as the injected lubricating oil. Therefore, as the thrust collar 50 moves in the circumferential direction, it circulates from the upstream side to the downstream side in the rotational direction. At this time, the lubricating oil sprayed from the upstream lubricating oil supply hole group 82 a toward the outlet side of the bearing pad 70 can easily flow between the thrust collar 50 and the bearing pad 70. In addition, the lubricating oil injected from the lubricating oil supply hole group 82 b on the downstream side toward the inlet side of the bearing pad 70 can easily flow around the bearing pad 70.

次に、図５を参照して、従来の潤滑油供給ノズルを用いたときのスラストカラー５０と軸受パッド７０との間における油温と、実施例１の潤滑油供給ノズル７６を用いたときの軸受温度の比較について説明する。なお、従来の潤滑油供給ノズルは、潤滑油供給孔群８２ａ及び潤滑油供給孔群８２ｂが、径方向において同じ位置となる格子状に配置されたものとなっている。ここで、図５のグラフは、その縦軸が、計測点での軸受温度（℃）となっており、棒グラフにて、従来型と実施例１とを示している。軸受温度に関しては、解析的に求められているこれはそのうちのある条件での解析結果を示している。 Next, referring to FIG. 5, the oil temperature between the thrust collar 50 and the bearing pad 70 when the conventional lubricating oil supply nozzle is used, and the lubricating oil supply nozzle 76 of the first embodiment are used. A comparison of bearing temperatures will be described. The conventional lubricating oil supply nozzle is configured such that the lubricating oil supply hole group 82a and the lubricating oil supply hole group 82b are arranged in a lattice shape at the same position in the radial direction. Here, in the graph of FIG. 5, the vertical axis represents the bearing temperature (° C.) at the measurement point, and the bar graph shows the conventional type and Example 1. Regarding the bearing temperature, it is analytically determined, and this shows the analysis result under certain conditions.

図５に示すように、実施例１の潤滑油供給ノズル７６は、従来の潤滑油供給ノズルと比べて、軸受温度が低下する効能が確認された。 As shown in FIG. 5, the lubricating oil supply nozzle 76 of Example 1 was confirmed to have the effect of lowering the bearing temperature compared to the conventional lubricating oil supply nozzle.

以上のように、実施例１によれば、潤滑油供給ノズル７６に形成される複数の潤滑油供給孔８１を、二列の潤滑油供給孔群８２とし、一方の一列の潤滑油供給孔群８２ａと他方の一列の潤滑油供給孔群８２ｂとを径方向に位置ずれさせて千鳥状とすることができる。このため、潤滑油供給ノズル７６に形成される複数の潤滑油供給孔８１の径方向の間隔を、各潤滑油供給孔群８２ａ、８２ｂにおける径方向の間隔に比して短いものとすることができる。このため、径方向に亘ってまんべんなく潤滑油を供給することができることから、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間に潤滑油を不足なく供給することができ、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間の温度上昇を、簡易な構成で抑制することができる。特に、直接噴射型のスラスト軸受４０に対する温度上昇の抑制を図る場合に有用である。 As described above, according to the first embodiment, the plurality of lubricating oil supply holes 81 formed in the lubricating oil supply nozzle 76 are used as the two rows of lubricating oil supply holes 82, and one row of lubricating oil supply holes is provided. 82a and the other row of lubricating oil supply hole group 82b can be displaced in the radial direction to form a staggered pattern. Therefore, the radial intervals of the plurality of lubricating oil supply holes 81 formed in the lubricating oil supply nozzle 76 may be shorter than the radial intervals in the respective lubricating oil supply hole groups 82a and 82b. it can. For this reason, since the lubricating oil can be supplied evenly in the radial direction, the lubricating oil can be supplied between the thrust collar 50 and the bearing pad 70 without a shortage. The temperature rise in between can be suppressed with a simple configuration. In particular, this is useful for suppressing the temperature rise of the direct injection type thrust bearing 40.

また、実施例１によれば、上流側（出口側）に位置する一列の潤滑油供給孔群８２ａの数を、下流側（入口側）に位置する一列の潤滑油供給孔群８２ｂの数よりも多くすることができる。このとき、上流側に位置する一列の潤滑油供給孔群８２ａから供給された潤滑油は、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間に流入し易い。一方で、下流側に位置する一列の潤滑油供給孔群８２ｂから供給された潤滑油は、軸受パッド７０の周囲に流入し易い。このため、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間へ供給する潤滑油の供給油量を多くすることができるため、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間の温度上昇を、より好適に抑制することができる。 Further, according to the first embodiment, the number of the lubricating oil supply hole groups 82a in a row located on the upstream side (outlet side) is more than the number of the lubricating oil supply hole groups 82b in a row located on the downstream side (inlet side). Can also be more. At this time, the lubricating oil supplied from the row of lubricating oil supply holes 82 a located on the upstream side easily flows between the thrust collar 50 and the bearing pad 70. On the other hand, the lubricating oil supplied from the row of lubricating oil supply holes 82 b located on the downstream side easily flows around the bearing pad 70. For this reason, since the supply amount of the lubricating oil supplied between the thrust collar 50 and the bearing pad 70 can be increased, the temperature rise between the thrust collar 50 and the bearing pad 70 is more suitably suppressed. be able to.

また、実施例１によれば、上流側（出口側）に位置する一列の潤滑油供給孔群８２ａの噴射方向を、軸受パッド７０の出口側へ向かう方向とすることができ、下流側（入口側）に位置する一列の潤滑油供給孔群８２ｂの噴射方向を、軸受パッド７０の入口側へ向かう方向とすることができる。このように、上流側の潤滑油供給孔群８２ａの噴射方向と、下流側の潤滑油供給孔群８２ｂの噴射方向とを異なる方向とすることで、潤滑油供給孔群８２ａ及び潤滑油供給孔群８２ｂが形成される位置に適した噴射方向とすることができる。このため、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間へ向けて潤滑油を適切に供給することができ、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間の温度上昇を好適に抑制することができる。 Further, according to the first embodiment, the injection direction of the row of lubricating oil supply holes 82a located on the upstream side (outlet side) can be set to the direction toward the outlet side of the bearing pad 70, and the downstream side (inlet) The injection direction of the row of lubricating oil supply holes 82b located on the side) can be the direction toward the inlet side of the bearing pad 70. In this way, the lubricating oil supply hole group 82a and the lubricating oil supply hole are made different in the injection direction of the upstream lubricating oil supply hole group 82a and the injection direction of the downstream lubricating oil supply hole group 82b. It can be set as the injection direction suitable for the position where the group 82b is formed. For this reason, lubricating oil can be appropriately supplied toward the space between the thrust collar 50 and the bearing pad 70, and a temperature increase between the thrust collar 50 and the bearing pad 70 can be suitably suppressed.

また、実施例１によれば、温度上昇の抑制を図ることが可能なスラスト軸受４０を、タービン６に適用することができるため、タービンロータ２０の回転負荷による耐性を向上させつつ、タービンロータ２０を好適に回転させることができる。 Further, according to the first embodiment, the thrust bearing 40 capable of suppressing the temperature rise can be applied to the turbine 6, so that the resistance due to the rotational load of the turbine rotor 20 is improved and the turbine rotor 20 is improved. Can be suitably rotated.

なお、実施例１では、潤滑油供給ノズル７６に形成される複数の潤滑油供給孔８１を、二列の潤滑油供給孔群８２ａ、８２ｂとしたが、この構成に限定されず、複数列であればよく、３列以上であってもよい。 In the first embodiment, the plurality of lubricant oil supply holes 81 formed in the lubricant oil supply nozzle 76 are two rows of lubricant oil supply hole groups 82a and 82b. However, the present invention is not limited to this configuration. What is necessary is just three rows or more.

次に、図６を参照して、実施例２に係るスラスト軸受１００について説明する。図６は、実施例２のスラスト軸受の潤滑油供給ノズルを示す正面図である。なお、実施例２では、重複した記載を避けるべく、実施例１と異なる部分について説明すると共に、実施例１と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例１では、上流側の潤滑油供給孔群８２ａにおける潤滑油供給孔８１の数を、下流側の潤滑油供給孔群８２ｂにおける潤滑油供給孔８１の数に比して多くしたが、実施例２では、その配置が逆となっている。 Next, a thrust bearing 100 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a front view illustrating a lubricating oil supply nozzle of the thrust bearing of the second embodiment. In the second embodiment, parts that are different from the first embodiment will be described in order to avoid redundant descriptions, and parts that have the same configuration as the first embodiment will be described with the same reference numerals. In the first embodiment, the number of the lubricating oil supply holes 81 in the upstream lubricating oil supply hole group 82a is larger than the number of the lubricating oil supply holes 81 in the downstream lubricating oil supply hole group 82b. In Example 2, the arrangement is reversed.

つまり、図６に示すように、実施例２に係るスラスト軸受１００において、下流側（入口側）の潤滑油供給孔群８２ｂにおける潤滑油供給孔８１の数は、上流側（出口側）の潤滑油供給孔群８２ａにおける潤滑油供給孔８１の数に比して多く形成されている。このため、下流側の潤滑油供給孔群８２ｂは、径方向における内側及び外側の潤滑油供給孔８１が、最も内側及び最も外側の位置に形成される。 That is, as shown in FIG. 6, in the thrust bearing 100 according to the second embodiment, the number of the lubricating oil supply holes 81 in the lubricating oil supply hole group 82b on the downstream side (inlet side) is the number of lubricating oils on the upstream side (outlet side). The number of the lubricating oil supply holes 81 in the oil supply hole group 82a is larger than that of the lubricating oil supply holes 81a. Therefore, in the downstream lubricating oil supply hole group 82b, the inner and outer lubricating oil supply holes 81 in the radial direction are formed at the innermost and outermost positions.

以上のように、実施例２によれば、下流側（入口側）に位置する一列の潤滑油供給孔群８２ｂの数を、上流側（出口側）に位置する一列の潤滑油供給孔群８２ａの数よりも多くすることができる。このとき、上流側に位置する一列の潤滑油供給孔群８２ａから供給された潤滑油は、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間に流入し易い。一方で、下流側に位置する一列の潤滑油供給孔群８２ｂから供給された潤滑油は、軸受パッド７０の周囲に流入し易い。このため、軸受パッド７０の周囲に供給する潤滑油の供給油量を多くすることができるため、軸受パッド７０の周囲の温度上昇を抑制することができる。 As described above, according to the second embodiment, the number of the lubricating oil supply hole groups 82b in the row located on the downstream side (inlet side) is set to the number of the lubricating oil supply hole groups 82a in the row positioned on the upstream side (outlet side). Can be more than the number of. At this time, the lubricating oil supplied from the row of lubricating oil supply holes 82 a located on the upstream side easily flows between the thrust collar 50 and the bearing pad 70. On the other hand, the lubricating oil supplied from the row of lubricating oil supply holes 82 b located on the downstream side easily flows around the bearing pad 70. For this reason, since the amount of lubricating oil supplied to the periphery of the bearing pad 70 can be increased, the temperature rise around the bearing pad 70 can be suppressed.

次に、図７及び図８を参照して、実施例３に係るスラスト軸受１１０について説明する。図７は、実施例３のスラスト軸受の軸受パッドにおける潤滑油の径方向における分布を示す説明図であり、図８は、実施例３のスラスト軸受の潤滑油供給ノズルを示す正面図である。なお、実施例３でも、重複した記載を避けるべく、実施例１及び２と異なる部分について説明すると共に、実施例１及び２と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例１及び２では、複数の潤滑油供給孔８１が径方向において等間隔となっていたが、実施例３では、複数の潤滑油供給孔８１が径方向において不等の間隔となっている。 Next, the thrust bearing 110 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is an explanatory view showing the radial distribution of the lubricating oil in the bearing pad of the thrust bearing of the third embodiment, and FIG. 8 is a front view showing the lubricating oil supply nozzle of the thrust bearing of the third embodiment. In Example 3, parts different from Examples 1 and 2 will be described in order to avoid duplicated descriptions, and parts having the same configurations as those in Examples 1 and 2 will be described with the same reference numerals. . In the first and second embodiments, the plurality of lubricating oil supply holes 81 are equally spaced in the radial direction, but in the third embodiment, the plurality of lubricating oil supply holes 81 are equally spaced in the radial direction. .

図７に示すように、タービンロータ２０が所定の回転方向に回転すると、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間において、径方向外側の周長は、径方向内側の周長よりも長くなっていることから、径方向外側の周速が径方向内側の周速よりも速くなるために、図７の実線で示すように、径方向外側の潤滑油が、径方向内側よりも不足し易いものとなる。このため、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間には、径方向内側に比して径方向外側に気液二相状態が発生し易い。 As shown in FIG. 7, when the turbine rotor 20 rotates in a predetermined rotational direction, the circumferential length on the radially outer side becomes longer than the circumferential length on the radially inner side between the thrust collar 50 and the bearing pad 70. Therefore, since the circumferential speed on the radially outer side is faster than the circumferential speed on the radially inner side, as shown by the solid line in FIG. 7, the lubricating oil on the radially outer side is more likely to be insufficient than the radially inner side. It becomes. For this reason, a gas-liquid two-phase state is likely to occur between the thrust collar 50 and the bearing pad 70 on the radially outer side as compared with the radially inner side.

このとき、図２に示すように、軸受パッド７０の内径をＲ_ｉとし、軸受パッド７０の外径をＲ_ｏとする。また、軸受パッド７０の内径Ｒ_ｉにおける周速をＶ_ｉとし、軸受パッド７０の外径Ｒ_ｏにおける周速をＶ_ｏとし、回転数をＮとする。さらに、図７に示すように、潤滑油膜の膜厚をｈとする。この場合、軸受パッド７０の外径Ｒ_ｏにおける周速Ｖ_ｏは、「Ｖ_ｏ＝２πＮＲ_ｏ」で表される。また、軸受パッド７０の外径Ｒ_ｏにおいて必要となる供給油量をｑ_ｏとすると、「ｑ_ｏ＝πＮＲ_ｏｈ」で表される。同様に、軸受パッド７０の内径Ｒ_ｉにおける周速Ｖ_ｉは、「Ｖ_ｉ＝２πＮＲ_ｉ」で表される。また、軸受パッド７０の内径Ｒ_ｉにおいて必要となる供給油量をｑ_ｉとすると、「ｑ_ｉ＝πＮＲ_ｉｈ」で表される。 At this time, as shown in FIG. 2, the inner diameter of the bearing pads 70 and R _i, the outside diameter of the bearing pads 70 and R _o. Further, the peripheral speed at the inner diameter R _i of the bearing pad 70 is V _i , the peripheral speed at the outer diameter R _o of the bearing pad 70 is V _o , and the rotational speed is N. Furthermore, as shown in FIG. 7, the film thickness of the lubricating oil film is h. In this case, the peripheral speed V _{o at} the outer diameter R _o of the bearing pad 70 is represented by “V _o = 2πNR _o ”. Further, when the supply oil amount required for the outer diameter R _o of the bearing pad 70 is q _o , it is expressed by “q _o = πNR _o h”. Similarly, the peripheral speed V _{i at} the inner diameter R _i of the bearing pad 70 is represented by “V _i = 2πNR _i ”. In addition, when the supply oil amount required for the inner diameter R _i of the bearing pad 70 is q _i , it is expressed by “q _i = πNR _i h”.

ここで、上記したように、潤滑油膜の膜厚ｈを、径方向に亘って均一にする場合（膜厚ｈが同じである場合）、供給油量ｑ_ｏと供給油量ｑ_ｉとは、「ｑ_ｏ／ｑ_ｉ＝Ｒ_ｉ／Ｒ_ｏ」で表される。つまり、供給油量ｑ_ｏ及び供給油量ｑ_ｉは、外径側の供給油量ｑ_ｏが、内径側の供給油量ｑ_ｉに比して多くなるように、内外径比に応じた供給油量となっている。 Here, as described above, (if the same film thickness h is) the thickness h of the lubricant film, to uniformly over radially, the oil supply amount q _o and the supply oil amount q _i, It is represented by “q _o / q _i = R _i / R _o ”. In other words, supply oil amount q _o and supply oil amount q _i, the supply oil supply amount q _o of the outer diameter side, so that more than the oil supply amount q _i on the inner diameter side, in accordance with the diameter ratio The amount of oil.

上記した供給油量ｑ_ｏと供給油量ｑ_ｉとの関係を満たすために、図８に示すように、実施例３に係るスラスト軸受１１０において、二列の各潤滑油供給孔群８２ａ、８２ｂの潤滑油供給孔８１は、それぞれ径方向に不等の間隔となっている。具体的に、上流側（出口側）の潤滑油供給孔群８２ａにおける複数の潤滑油供給孔８１は、径方向に隣り合う潤滑油供給孔８１同士の間の間隔が、径方向の外側に向かって狭くなっている。同様に、下流側（入口側）の潤滑油供給孔群８２ｂにおける複数の潤滑油供給孔８１は、径方向に隣り合う潤滑油供給孔８１同士の間の間隔が、径方向の外側に向かって狭くなっている。つまり、所定の潤滑油供給孔８１の径方向外側に隣り合う潤滑油供給孔８１との間の間隔は狭くなっており、所定の潤滑油供給孔８１の径方向内側に隣り合う潤滑油供給孔８１との間の間隔は広くなっている。このため、二列の各潤滑油供給孔群８２ａ、８２ｂの潤滑油供給孔８１は、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間において、径方向外側に供給する潤滑油の供給油量が、径方向内側に供給する潤滑油の供給油量よりも多くなるように供給する。このとき、「ｑ_ｏ／ｑ_ｉ＝Ｒ_ｉ／Ｒ_ｏ」の関係式を満足するように、潤滑油供給孔８１同士の間隔が適宜調整される。 To satisfy the relationship between the oil supply amount q _o and oil supply amount q _i as described above, as shown in FIG. 8, the thrust bearing 110 according to the third embodiment, two rows each lubricating oil supply hole group 82a of, 82b The lubricating oil supply holes 81 are unequally spaced in the radial direction. Specifically, in the plurality of lubricating oil supply holes 81 in the upstream (outlet side) lubricating oil supply hole group 82a, the interval between the lubricating oil supply holes 81 adjacent in the radial direction is directed outward in the radial direction. It is narrow. Similarly, in the plurality of lubricating oil supply holes 81 in the lubricating oil supply hole group 82b on the downstream side (inlet side), the interval between the lubricating oil supply holes 81 adjacent in the radial direction is directed outward in the radial direction. It is narrower. That is, the gap between the predetermined lubricating oil supply hole 81 and the adjacent lubricating oil supply hole 81 on the radially outer side is narrow, and the predetermined lubricating oil supply hole 81 is adjacent to the radially inner side of the predetermined lubricating oil supply hole 81. The space | interval between 81 is wide. For this reason, the lubricating oil supply holes 81 of the two groups of lubricating oil supply holes 82a and 82b have a diameter of the lubricating oil supplied radially outward between the thrust collar 50 and the bearing pad 70. Supply the oil so that it is greater than the amount of lubricating oil supplied inward. At this time, the interval between the lubricating oil supply holes 81 is appropriately adjusted so as to satisfy the relational expression of “q _o / q _i = R _i / R _o ”.

以上のように、実施例３によれば、径方向外側に供給される潤滑油の供給油量を、径方向内側に供給される潤滑油の供給油量に比して多くすることができる。このため、気液二相状態となり易い径方向外側に向けて、潤滑油を多く供給することで、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間の径方向外側において、気液二相状態を形成し難いものとし、径方向に亘って潤滑油を適切に供給することができる。よって、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間の温度上昇を抑制することができ、特に、径方向内側に比して径方向外側の温度が上昇することを抑制することができる。 As described above, according to the third embodiment, the amount of lubricating oil supplied to the radially outer side can be increased compared to the amount of lubricating oil supplied to the radially inner side. For this reason, a gas-liquid two-phase state is formed on the radially outer side between the thrust collar 50 and the bearing pad 70 by supplying a large amount of lubricating oil toward the radially outer side, which tends to be a gas-liquid two-phase state. It is difficult to supply the lubricating oil appropriately in the radial direction. Therefore, the temperature rise between the thrust collar 50 and the bearing pad 70 can be suppressed, and in particular, the temperature on the radially outer side can be prevented from rising compared to the radially inner side.

次に、図９を参照して、実施例４に係るスラスト軸受１２０について説明する。図９は、実施例４のスラスト軸受の潤滑油供給ノズルを示す正面図である。なお、実施例４でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から３と異なる部分について説明すると共に、実施例１から３と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例１から３では、複数の潤滑油供給孔８１の開口の形状が同一形状となっていたが、実施例４では、複数の潤滑油供給孔８１の開口の形状が径方向において異なる形状となっている。 Next, a thrust bearing 120 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a front view illustrating a lubricating oil supply nozzle of a thrust bearing according to a fourth embodiment. In Example 4, parts different from Examples 1 to 3 will be described in order to avoid duplicate descriptions, and parts having the same configurations as those in Examples 1 to 3 will be described with the same reference numerals. . In the first to third embodiments, the shapes of the openings of the plurality of lubricating oil supply holes 81 are the same. However, in the fourth embodiment, the shapes of the openings of the plurality of lubricating oil supply holes 81 are different from each other in the radial direction. It has become.

図９に示すように、実施例４に係るスラスト軸受１２０において、二列の各潤滑油供給孔群８２ａ、８２ｂの潤滑油供給孔８１の開口面積は、径方向の外側に向かうにつれて大きくなっている。具体的に、各潤滑油供給孔８１は、円形開口の孔となっていることから、上流側（出口側）の潤滑油供給孔群８２ａにおける複数の潤滑油供給孔８１は、径方向の外側に向かうにつれて、開口直径が大きくなっている。同様に、下流側（入口側）の潤滑油供給孔群８２ｂにおける複数の潤滑油供給孔８１は、径方向の外側に向かうにつれて、開口直径が大きくなっている。つまり、所定の潤滑油供給孔８１の開口直径は、径方向外側に隣り合う潤滑油供給孔８１の開口直径に比して小さくなる一方で、径方向内側に隣り合う潤滑油供給孔８１の開口直径に比して大きくなる。このため、二列の各潤滑油供給孔群８２ａ、８２ｂの潤滑油供給孔８１は、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間において、径方向外側に供給する潤滑油の供給油量が、径方向内側に供給する潤滑油の供給油量よりも多くなるように供給する。このとき、実施例３に記載の「ｑ_ｏ／ｑ_ｉ＝Ｒ_ｉ／Ｒ_ｏ」の関係式を満足するように、潤滑油供給孔８１の開口直径の大きさが適宜調整される。 As shown in FIG. 9, in the thrust bearing 120 according to the fourth embodiment, the opening area of the lubricating oil supply holes 81 of the two rows of the lubricating oil supply hole groups 82a and 82b becomes larger toward the outer side in the radial direction. Yes. Specifically, since each of the lubricating oil supply holes 81 is a hole having a circular opening, the plurality of lubricating oil supply holes 81 in the upstream (exit side) lubricating oil supply hole group 82a are radially outward. The diameter of the opening increases as it goes to. Similarly, the plurality of lubricating oil supply holes 81 in the lubricating oil supply hole group 82b on the downstream side (inlet side) has an opening diameter that increases toward the outside in the radial direction. That is, the opening diameter of the predetermined lubricating oil supply hole 81 is smaller than the opening diameter of the lubricating oil supply hole 81 adjacent to the radially outer side, while the opening of the lubricating oil supply hole 81 adjacent to the radially inner side is smaller. Larger than the diameter. For this reason, the lubricating oil supply holes 81 of the two groups of lubricating oil supply holes 82a and 82b have a diameter of the lubricating oil supplied radially outward between the thrust collar 50 and the bearing pad 70. Supply the oil so that it is greater than the amount of lubricating oil supplied inward. At this time, the size of the opening diameter of the lubricating oil supply hole 81 is appropriately adjusted so as to satisfy the relational expression “q _o / q _i = R _i / R _o ” described in the third embodiment.

以上のように、実施例４によれば、径方向外側に供給される潤滑油の供給油量を、径方向内側に供給される潤滑油の供給油量に比して多くすることができる。このため、気液二相状態となり易い径方向外側に向けて、潤滑油を多く供給することで、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間の径方向外側において、気液二相状態を形成し難いものとし、径方向に亘って潤滑油を適切に供給することができる。よって、スラストカラー５０と軸受パッド７０との間の温度上昇を抑制することができ、特に、径方向内側に比して径方向外側の温度が上昇することを抑制することができる。 As described above, according to the fourth embodiment, the amount of lubricating oil supplied to the radially outer side can be increased compared to the amount of lubricating oil supplied to the radially inner side. For this reason, a gas-liquid two-phase state is formed on the radially outer side between the thrust collar 50 and the bearing pad 70 by supplying a large amount of lubricating oil toward the radially outer side, which tends to be a gas-liquid two-phase state. It is difficult to supply the lubricating oil appropriately in the radial direction. Therefore, the temperature rise between the thrust collar 50 and the bearing pad 70 can be suppressed, and in particular, the temperature on the radially outer side can be prevented from rising compared to the radially inner side.

なお、実施例１から実施例４は、適宜組み合わせが可能であり、例えば、実施例３及び実施例４は、実施例１のように、上流側の潤滑油供給孔群８２ａの潤滑油供給孔８１の数を、下流側の潤滑油供給孔群８２ｂの潤滑油供給孔８１の数に比して多くしてもよいし、実施例２のように、下流側の潤滑油供給孔群８２ｂの潤滑油供給孔８１の数を、上流側の潤滑油供給孔群８２ａの潤滑油供給孔８１の数に比して多くしてもよい。 The first to fourth embodiments can be appropriately combined. For example, in the third and fourth embodiments, the lubricating oil supply holes of the upstream lubricating oil supply hole group 82a as in the first embodiment. The number of 81 may be larger than the number of lubricating oil supply holes 81 of the downstream lubricating oil supply hole group 82b, or the number of the downstream lubricating oil supply hole group 82b as in the second embodiment. The number of the lubricating oil supply holes 81 may be larger than the number of the lubricating oil supply holes 81 in the upstream lubricating oil supply hole group 82a.

６タービン
２０タービンロータ
２４軸受ケーシング
４０スラスト軸受
５０スラストカラー
７０軸受パッド
７２レベリング機構
７４ベース
７６潤滑油供給ノズル
８１潤滑油供給孔
８２潤滑油供給孔群
８２ａ上流側の潤滑油供給孔群
８２ｂ下流側の潤滑油供給孔群
８５ａ上流側テーパ面
８５ｂ下流側テーパ面
１００スラスト軸受（実施例２）
１１０スラスト軸受（実施例３）
１２０スラスト軸受（実施例４） 6 Turbine 20 Turbine rotor 24 Bearing casing 40 Thrust bearing 50 Thrust collar 70 Bearing pad 72 Leveling mechanism 74 Base 76 Lubricating oil supply nozzle 81 Lubricating oil supply hole 82a Lubricating oil supply hole group 82a Upstream lubricating oil supply hole group 82b Downstream side Lubricating oil supply hole group 85a upstream taper surface 85b downstream taper surface 100 thrust bearing (Example 2)
110 Thrust bearing (Example 3)
120 Thrust bearing (Example 4)

Claims

A thrust bearing that protrudes radially outward of the rotating shaft and faces a thrust collar provided across the circumferential direction of the rotating shaft in the axial direction of the rotating shaft;
A plurality of bearing pads facing the thrust collar in the axial direction and provided with a predetermined gap along the circumferential direction;
A lubricating fluid supply nozzle provided in the gap between the bearing pads adjacent in the circumferential direction and having a plurality of lubricating fluid supply holes for supplying a lubricating fluid between the thrust collar and the bearing pad; Prepared,
The plurality of lubricating fluid supply holes, which are arranged in a row at a predetermined interval in the radial direction, are arranged in a plurality of rows in the circumferential direction,
Of the plurality of rows of the lubricating fluid supply holes, each row of the lubricating fluid supply holes is provided so as to be displaced in the radial direction so as to be positioned between the other one row of the adjacent lubricating fluid supply holes. It is,
The thrust bearing , wherein the plurality of lubricating fluid supply holes in each row are narrower as an interval between the lubricating fluid supply holes adjacent in the radial direction is increased outward in the radial direction .

  A thrust bearing that protrudes radially outward of the rotating shaft and faces a thrust collar provided across the circumferential direction of the rotating shaft in the axial direction of the rotating shaft;
  A plurality of bearing pads facing the thrust collar in the axial direction and provided with a predetermined gap along the circumferential direction;
  A lubricating fluid supply nozzle provided in the gap between the bearing pads adjacent in the circumferential direction and having a plurality of lubricating fluid supply holes for supplying a lubricating fluid between the thrust collar and the bearing pad; Prepared,
  The plurality of lubricating fluid supply holes, which are arranged in a row at a predetermined interval in the radial direction, are arranged in a plurality of rows in the circumferential direction,
  Of the plurality of rows of the lubricating fluid supply holes, each row of the lubricating fluid supply holes is provided so as to be displaced in the radial direction so as to be positioned between the other one row of the adjacent lubricating fluid supply holes. And
  The thrust bearing according to claim 1, wherein an opening area of each of the plurality of lubricating fluid supply holes in each row increases toward the outer side in the radial direction.

In the rotational direction of the rotating shaft relative to the bearing pad, the number of the lubricating fluid supply holes in a row located upstream in the rotational direction is equal to the number of the lubricating fluid supply in a row located downstream in the rotational direction. The thrust bearing according to claim 1, wherein the thrust bearing is larger than the number of holes.

In the relative rotation direction of the rotating shaft with respect to the bearing pad, the number of the lubricating fluid supply holes in a row located on the downstream side in the rotational direction is equal to the number of the lubricating fluid supply in the row located on the upstream side in the rotational direction. The thrust bearing according to claim 1, wherein the thrust bearing is larger than the number of holes.

In the relative rotation direction of the rotating shaft with respect to the bearing pad, the injection direction of the row of the lubricating fluid supply holes located on the downstream side in the rotation direction and the row of the lubricating fluid located on the upstream side in the rotation direction The thrust bearing according to any one of claims 1 to 4 , wherein the injection direction of the supply hole is different from the injection direction.

The thrust collar and the bearing pad are accommodated in a bearing casing,
The interior of the bearing casing is open to the atmosphere, and the lubricating fluid supply nozzle is of a direct lubrication type in which the lubricating fluid is directly injected between the thrust collar and the bearing pads. The thrust bearing according to any one of 1 to 5 .

A turbine comprising the thrust bearing according to any one of claims 1 to 6 .