JP6472735B2 - すべり軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、ポンプやコンプレッサなどの回転流体機械の軸受として好適に使用されるすべり軸受装置に係り、例えば、先行待機運転ポンプのようなドライ条件で運転管理を行うポンプなどで、回転軸外周の高速化に対応したすべり軸受装置に関する。

近年の先行待機運転ポンプの状況により、背景技術の一例を説明する。
近年、都市化の進展により、緑地の減少及び路面のコンクリート化、アスファルト化の拡大が進むことでヒートアイランド現象が発生し、いわゆるゲリラ豪雨と呼ばれる局所的な集中豪雨が都市部で頻発している。局所的な大量の降雨は、コンクリート化、アスファルト化した路面では、地中に吸収されることなくそのまま水路に導かれる。その結果、大量の雨水が、短時間のうちに排水機場に流入する。

頻発するこのような集中豪雨によってもたらされる大量の雨水の速やかな排水に備えるために排水機場に設置する排水ポンプでは、始動遅れによる浸水被害が生じないよう、雨水が排水機場に到達する前に予め始動させておく先行待機運転が行われている。

図１は、先行待機運転を行う立軸ポンプの部分概略図である。排水機場の水槽１００には、縦方向に配置された回転軸１０の先端にインペラ２２を備え、インペラ２２に水と共に空気を吸い込ませることにより、水槽１００の水位が最低運転水位ＬＷＬ以下であっても運転（先行待機運転）を継続することが可能な立軸ポンプ３が配置されている。この立軸ポンプ３には、インペラ２２の入口側の吸い込みベル２７の側面部に貫通孔５が設けられており、この貫通孔５には、外気に接する開口６ａを備えた空気管６が取付けられている。これにより、この立軸ポンプ３では貫通孔５を介して立軸ポンプ３内に供給する空気の供給量を水位に応じて変化させ、最低運転水位ＬＷＬ以下で立軸ポンプ３の排水量がコントロールされる。

図２は、先行待機運転の運転状態を説明する図である。例えば大都市の雨水排水用として、吸込水位に関係なく降雨情報等により予め立軸ポンプを始動しておく（Ａ：気中運転）。低水位の状態から水位が上昇するに従って、インペラの位置まで水位が達し、立軸ポンプは空運転（気中運転）からインペラで水を撹拌する運転（Ｂ：気水撹拌運転）、さらに貫通孔を経て供給される空気を水と共に吸い込ませつつ水量を徐々に増やす運転（Ｃ：気水混合運転）を経て１００％水の排出を行う全量運転（Ｄ：定常運転）へ移行する。また、高水位から水位が低下するときは、全量運転から貫通孔を経て供給する空気を水と共に吸い込ませつつ水量を徐々に減らす運転（Ｃ：気水混合運転）へ移行する。水位がＬＬＷＬ近くに至ると、水を吸い込まず排水もしない運転（Ｅ：エアロック運転）へ移行する。これら５つの特徴ある運転を総称して先行待機運転という。なお、ポンプ始動は、ケーシング下端よりも低い水位ＬＬＬＷＬから開始する。

図３は、図１に示した先行待機運転を行う立軸ポンプ３の全体を示す断面図である。なお、図２に示した貫通孔５及び空気管６は図示省略されている。
図３に示すように、立軸ポンプ３は、ポンプ設置床に設置固定される吐出エルボ３０と、この吐出エルボ３０の下端に接続されるケーシング２９と、ケーシング２９の下端に接続されるとともにインペラ２２を内部に格納する吐出ボウル２８と、吐出ボウル２８の下端に接続されるとともに水を吸い込むための吸い込みベル２７とを備えている。

立軸ポンプ３のケーシング２９、吐出ボウル２８、及び吸い込みベル２７の径方向略中心部には、上下二本の軸が軸継手２６によって互いに接続されることにより形成された一本の回転軸１０が配置されている。
回転軸１０は、支持部材を介してケーシング２９に固定されている上部軸受３２と、支持部材を介して吐出ボウル２８に固定されている下部軸受３３によって支持されている。回転軸１０の一端側（吸い込みベル２７側）には、水をポンプ内に吸い込むためのインペラ２２が接続されている。回転軸１０の他端側は、吐出エルボ３０に設けられた孔を通って立軸ポンプ３の外部へ延び、インペラ２２を回転させる図示しないエンジンやモータ等の駆動機へ接続される。
回転軸１０と吐出エルボ３０に設けられた孔との間には、フローティングシール、グランドパッキンまたはメカニカルシール等の軸シール３４が設けられており、軸シール３４により立軸ポンプ３が扱う水が立軸ポンプ３の外部に流出することを防止する。

駆動機は、保守点検を容易に行うことができるように陸上に設けられる。駆動機の回転は回転軸１０に伝達され、インペラ２２を回転させることができる。インペラ２２の回転によって水は吸込みベル２７から吸い込まれ、吐出ボウル２８、ケーシング２９を通過して吐出エルボ３０から吐出される。

図４は、図３に示した軸受３２，３３に適用される従来の軸受装置の拡大図である。図５は、図４に示す軸受装置に設置されたすべり軸受の斜視図である。図４に示すように、従来の軸受装置は、回転軸１０の外周に、ステンレス鋼、セラミックス、焼結金属又は表面改質された金属からなるスリーブ１１を有している。スリーブ１１の外周側には、中空円筒の樹脂材料、セラミックス、焼結金属又は表面改質された金属からなるすべり軸受１が設けられている。スリーブ１１の外周面は、すべり軸受１の内周面（すべり面）と非常に狭いクリアランスを介して対面し、すべり軸受１に対して摺動するように構成されている。すべり軸受１は、金属又は樹脂からなる軸受ケース１２によりつば部１２ａを介してポンプのケーシング２９（図３参照）等へ繋がる支持部材１３に固定されている。図５に示すように、すべり軸受１は中空円筒状の形状を有しており、内周面１ａがスリーブ１１の外周面と対面し、外周面１ｂが軸受ケース１２に嵌合される。

図３に示した立軸ポンプ３は、ポンプ起動時には大気中で運転される。すなわち、軸受３２，３３は液体の潤滑のないドライ条件で運転される。ここでドライ条件とは、ポンプ運転中の軸受３２，３３の雰囲気が、液体の潤滑がない大気中である条件をいい、ドライ運転とはその条件で運転することをいう。また、図４に示した軸受３２，３３は軸受に通水した排水条件でも運転される。ここで、排水条件とは、ポンプ運転中の軸受３２，３３の雰囲気が、土砂等の異物（スラリー）が混入した水中である条件をいい、排水運転とはその条件で運転すること、例えば気水混合運転、全量運転、エアロック運転等をいう。このような条件で軸受３２，３３が使用される。
尚、図３における立軸ポンプ３は、回転軸１０について、軸受３２，３３が２箇所配置されているが、回転軸１０の長さが長くなれば、それに応じてより多くの軸受が配置される。

ところで、近年、ポンプの大容量化が更に進んでおり、それに伴い軸径を太くするようになってきた。そのため、軸受の摺動面の速度は高速化した。
また、ポンプ機場はより深い地下に配置されるようになり、それに応じた先行待機ポンプも長軸化と高揚程化が必要とされてきている。高揚程化に対応するには、回転数をあげる必要があり、また、長軸化に応じて軸径を太くし、剛性を高める必要が生まれてきた。
しかしながら、軸径を太くし、回転数を上げることにより、新たな技術的課題が発生する虞がある。図６（ａ），（ｂ）は、ポンプ運転時における回転軸１０、スリーブ１１およびすべり軸受１の状態を示す模式的断面図である。ドライ運転においては、回転軸が従来に比べて高速で回転するので、軸受３２，３３におけるすべり軸受１と、回転軸１０に取り付けたスリーブ１１が摺動する際に、接触部で多大な摩擦熱が発生しやすくなり、そこで局所的に高温となる虞がある。図６（ａ），（ｂ）において斜線部は局所的に高温になる部分である。

このような回転軸に取り付けたスリーブの局所的な高温化は、軸受１の高温化および膨張を引起す虞があるが、ポンプの回転軸１０は軸径が太くなり、あるいは長軸化しているので、むしろ、図６（ａ）に示すように、回転軸１０の局所的な膨張により回転軸がわずかに曲がる虞があり、それによりポンプの回転部分と固定部分の干渉による振動や、軸受荷重の増加が起こりやすくなる。すなわち、回転体としてのアンバランス方向に接触し、この接触部が発熱するために軸断面に温度分布が生じ、熱膨張のために軸が曲がる。この際、曲がりにより回転体重心がずれるために回転体全体のアンバランスが徐々に大きくなっていく。また、曲がりにより軸受の当たり方が変化し、各軸受の温度勾配が変化する場合もある。
さらに、軸曲がりによる変位が軸受すきまより大きくなると、図６（ｂ）に示すように、逆位相の２点接触状態となり、曲げ変位が拘束される。さらに熱膨張が続くために押付荷重が上昇するが、荷重上昇⇒発熱量増加⇒熱曲がり加速⇒荷重上昇といった悪循環に陥り、加速度的に軸受温度が上昇する。

そこで、回転軸の曲がりを低減したり、回転軸の高温化する接触部を冷却したりする機能を有する装置あるいは構造が求められる。これらは、大掛かりで複雑な装置ではなく、ポンプ効率への影響、冷却設備とポンプとの組立・分離・調整などの様々な影響を克服した簡便なものが求められる。

以上は、先行待機の例であるが、他にも横軸多段ポンプ、コンプレッサや蒸気タービンなどでも大容量化、高速回転化は進んでおり、これらの機器のラビリンスシール部などの回転部分と固定部分の間隔が狭い部分において、上記説明したような、回転軸の局所的な高温化による回転軸の曲がりと、それに伴う振動（ラビング振動）の発生が危惧されている。

そこで、本発明者らは、このような問題に鑑み、先に特願２０１４−１２９６８８（２０１４年６月２４日出願）の特許出願（未公開）において、回転流体機械の回転軸の支持に使用され、軸受すべり面が大気中に露出するドライ条件で使用されるすべり軸受装置であって、回転軸の外周に固定されたスリーブと、そのスリーブに摺接する軸受すべり面を有したすべり軸受とを備え、スリーブは、回転軸側から断熱層、伝熱層、摺動層の順序で積層した三層構造からなるすべり軸受装置と、回転流体機械の回転軸の支持に使用され、軸受すべり面が大気中に露出するドライ条件で使用されるすべり軸受装置であって、回転軸の外周に固定されたスリーブと、そのスリーブが摺接する軸受すべり面を有したすべり軸受とを備え、スリーブは、回転軸を環状に囲む摺動層と伝熱層があり、摺動層と伝熱層の互いの端部は接しているすべり軸受装置とを提案した。

これらの構造は、回転軸の摺動層表面で発生した摺動摩擦熱が、伝熱性のよい材料による伝熱層に伝わると、伝熱層によって迅速に周方向および軸方向に摺動摩擦熱が拡散し、また、同時に半径方向には断熱性のよい材料によって断熱層を設けることにより、回転軸での摺動摩擦熱の移動を遅らせることができ、これらの効果により、回転軸における局所的な高温化を緩和し、周方向の温度差が付きにくくすることで、熱膨張による軸曲がりを低減することを目的としたものである。また、摺動層と伝熱層の互いの端部は接していることで、接触部の熱を伝熱層に分散して放熱することができ、熱を早く拡散させることができるため、摺動材料の発熱部の温度上昇を緩和することを目的としたものである。

しかしながら、これらの構造には、摺動層の局所高温化する場所から、伝熱層に熱を伝える最短距離は摺動層の厚みであり、摺動層の熱伝導率は小さいので、摺動摩擦による発熱の激しい場合や、摺動層の厚みが必要な場合には、摺動層の局所的な高温化が進行する。
このことにより、摺動層及び、すべり軸受が損傷する虞がある。したがって、摺動層の摺動摩擦による局部高温化を低減する必要があるが、摺動層の局部高温化する場所は予めどこに発生するかわからないので、摺動層のどこで高温化しても対応できるようにしなければならない。

さらに加えて、摺動層、伝熱層、断熱層、及び軸は、互いに性質の異なる材料でできており、これらの各々の熱膨張係数は異なる。常温で組み上がった状態で互いに遊びのない嵌めあいであったとしても、温度が上昇するにつれて各材料の膨張の程度の差が大きくなる。即ち、外層の熱膨張係数が、その内層の熱膨張係数より大きい場合には、両者の間に隙間が生じ易くなり、外層の熱膨張係数が、その内層の熱膨張係数より小さい場合には、外層の材料は内層の材料の膨張により破損したり、あるいは内層の材料が軸方向に延伸したりする虞がある。

また、構造的に見た場合、熱伝導率の高い伝熱層は、比較的全周にわたって均等に温度上昇するので、伝熱層は均等に熱膨張する。しかしながら、摺動層は熱伝導率が小さいので、高温化した部分以外は温度が上昇していない状態であるので、膨張する箇所も偏在している。したがって、伝熱層の熱膨張によるストレスは、摺動層の熱膨張の少ない箇所に集中する。

一方、回転軸はステンレス製であるので、回転軸の熱膨張係数は伝熱層に用いられる材料の熱膨張係数と比較的近いが、回転軸と伝熱層の間には断熱層があるので、伝熱層が摺動層の摩擦熱の流入によって温度上昇しても、回転軸の温度はそれに追随しない。そのため、回転軸の熱膨張は、伝熱層の熱膨張より少ない。したがって、摺動による回転方向の力がかかる部分でありながら、全体的に膨張する伝熱層と回転軸の間に隙間が生じる虞がある。
さらに、このように、３層構造は使用温度範囲に応じて各層の熱膨張、熱収縮による寸法の違いや、熱の伝達に必要な厚みを考慮すると設計が難しく、また組立も難しいので、より簡単な構造が求められていた。

特開２０００−３５２３９６号公報 特開２００５−３６６９２号公報 特開平８−２４８４８３号公報

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、回転流体機械において、回転軸の軸径の拡大化あるいは軸の長軸化が進み、軸外周の周速がより高速化しても、すべり軸受と軸の接触部の摩擦熱に伴う局部的高温化を低減し、接触部の熱を速やかに分散して放熱する機能を有するとともに、より簡便な構造のすべり軸受装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明のすべり軸受装置は、回転流体機械の回転軸の支持に使用され、軸受すべり面が大気中に露出するドライ条件で使用されるすべり軸受装置であって、前記回転軸の外周に固定されたスリーブと、前記スリーブが摺接する軸受すべり面を有したすべり軸受とを備え、前記スリーブは、回転軸側から断熱層、摺動層の順序で積層した二層構造からなり、前記摺動層の軸方向の端部に伝熱層を配置し、前記摺動層に、前記伝熱層に接する伝熱流路を設けたことを特徴とする。

本発明の好ましい態様によれば、前記伝熱流路は、前記摺動層より熱伝導率が大きいことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記摺動層の軸方向の両端部に伝熱層を配置したことを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記伝熱流路は、前記摺動層の円周方向に間隔をおいて複数個配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記伝熱流路は、前記摺動層の軸方向に沿って配置されているか又は前記摺動層の軸方向に対して傾斜して配置されていることを特徴とする。

本発明の好ましい態様によれば、前記伝熱流路は、頂辺と底辺とを有する多角形の断面形状を有し、前記頂辺は前記摺動層の外周に露出しているか又は前記摺動層の外周より半径方向内方の位置にあり、前記底辺は前記摺動層内において前記回転軸に対向した位置にあることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記多角形は、頂辺の長さがゼロの三角形を含むことを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記伝熱流路は、略円形の断面形状又は略半円形の断面形状を有することを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記摺動層の軸方向の両端部より内側の位置に、前記軸方向と略直交する方向に円環状の伝熱環路を設けたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記伝熱環路は、前記摺動層より熱伝導率が大きいことを特徴とする。

本発明の回転流体機械は、上記すべり軸受装置を用いたことを特徴とする。
本発明のポンプは、上記すべり軸受装置を用いたことを特徴とする。
本発明の回転流体機械用スリーブは、回転流体機械の回転軸に装着されるスリーブであって、前記スリーブは、回転軸側から断熱層、摺動層の順序で積層した二層構造からなり、前記摺動層の軸方向の端部に伝熱層を配置し、前記摺動層の外周側に、前記伝熱層に接する伝熱流路を設けたことを特徴とする。

本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
（１）内周から外周に断熱層、摺動層の順序で積層した二層構造のスリーブを回転軸の外周に設けた構造において、摺動層の軸方向の端部に伝熱層を配置し、摺動層に伝熱層に接する伝熱流路を設けたので、より簡便な構造のすべり軸受装置となるとともに、すべり軸受と軸の接触部の摩擦熱に伴う局所的な高温化が摺動層表面のどこで発生しても、摺動層から伝熱層に伝熱するだけでなく発熱部に最寄り（近く）の伝熱流路を介して伝熱するので、速やかに熱を拡散させることができる。
（２）回転流体機械において、回転軸の軸径の拡大化あるいは軸の長軸化が進み、軸外周の周速がより高速化しても、すべり軸受と軸の接触部の摩擦熱に伴う局部的高温化を低減し、接触部の熱を速やかに分散して放熱する機能を有するとともに、より簡便な構造のすべり軸受装置を提供することができる。

図１は、先行待機運転を行う立軸ポンプの部分概略図である。 図２は、先行待機運転の運転状態を説明する図である。 図３は、図１に示した先行待機運転を行う立軸ポンプの全体を示す断面図である。 図４は、図３に示した軸受に適用される従来の軸受装置の拡大図である。 図５は、図４に示す軸受装置に設置されたすべり軸受の斜視図である。 図６（ａ），（ｂ）は、ポンプ運転時における回転軸およびすべり軸受の状態を示す模式的断面図である。 図７は、背景技術に係るすべり軸受装置の基本構成を示す断面図である。 図８は、図７の三層構造のスリーブを拡大した模式図である。 図９は、本発明のすべり軸受装置の軸方向に切断した断面図である。 図１０（ａ）は、回転軸及びスリーブの外観図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 図１１は、図１０（ａ），（ｂ）に示すスリーブにおける発熱部からの伝熱を模式的に示す図である。 図１２は、図１０（ａ），（ｂ）に示すスリーブにおける発熱部からの伝熱を模式的に示す図である。 図１３は、本発明に係るすべり軸受装置のスリーブの別の態様における発熱部からの伝熱を模式的に示す図である。 図１４（ａ），（ｂ）は、本発明に係るすべり軸受装置のスリーブの更に別の態様を示す図である。 図１５（ａ），（ｂ）は、本発明に係るすべり軸受装置のスリーブの更に別の態様を示す図である。 図１６（ａ），（ｂ）は、本発明に係るすべり軸受装置のスリーブの更に別の態様を示す図である。 図１７は、本発明に係るすべり軸受装置のスリーブの更に別の態様を示す図である。 図１８は、摺動層の外周に設置された伝熱流路の変形例を示す模式図である。

本発明に係るすべり軸受装置の理解を容易にするため、先に背景技術で説明した特願２０１４−１２９６８８において提案されているすべり軸受装置を図７および図８を参照して説明し、続いて本発明に係るすべり軸受装置の実施形態を図９乃至図１８を参照して説明する。図７乃至図１８において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図７は、背景技術に係るすべり軸受装置の基本構成を示す断面図である。当該軸受装置は、例えば図３に示した軸受３２，３３に適用される。図７に示すように、軸受装置は、回転軸１０の外周に、各層が異なる性質をもつ同心の三層構造からなるスリーブ１１を有している。スリーブ１１は回転軸１０に固定されており、回転軸１０の回転に伴って回転する。スリーブ１１の外周に相対してすべり軸受１がスリーブ１１を囲んで配置されている。すべり軸受１は、ポンプケーシングなどに接続している支持部材１３に軸受ケース１２を介して固定されている。

図７に示すように、スリーブ１１は、回転軸側から断熱層１１Ａ、伝熱層１１Ｂ、摺動層１１Ｃに積層しており、摺動層１１Ｃの外周がすべり軸受１の内周と相対している。断熱層１１Ａとは、材料自体の断熱特性を利用する場合も、材料自体は断熱性はなくても構造的に断熱特性を持たせた場合も含んでいる。

断熱層１１Ａは、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＥＰ（エポキシ樹脂）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の樹脂及びその複合材料及び／又はＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、ＥＰＤＭ等のゴムからなる。これらの材料の熱膨張係数はおおむね数十〜百数十（×10^-6/℃）である。
伝熱層１１Ｂは、銅、金、銀、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属及びその合金、又は炭素及びその複合材料からなる。これらの材料の熱膨張係数はおおむね１０〜２０（×10^-6/℃）である。
摺動層１１Ｃは、樹脂及びその複合材料、ステンレス鋼、セラミックス、焼結金属、表面改質された金属、炭素及びその複合材料からなる。これらの材料の熱膨張係数は、ステンレス鋼のように１０〜２０（×10^-6/℃）のものもあるが、セラミックス、焼結金属のように１０（×10^-6/℃）以下のものもある。
尚、回転軸は、ステンレス鋼である。

各層の特徴は、伝熱層１１Ｂは、回転軸１０、摺動層１１Ｃ、断熱層１１Ａのどれよりも熱伝達が良い。すなわち熱伝達係数が大きい。そして、伝熱層１１Ｂは、その外周の摺動層１１Ｃと接触面積を多くするよう密着している。この構造のため、摺動層１１Ｃのいかなる所に、局部的に摩擦熱が発生し高温になっても、伝熱層１１Ｂが熱を伝えやすいので伝熱層１１Ｂを通じて速やかに伝熱層全体に熱が拡散し、伝熱層全体が均等に温度上昇するようになる。

断熱層１１Ａは、回転軸１０、摺動層１１Ｃ、に比べて熱伝達が悪い。すなわち熱伝達係数が小さい。このため、摺動層１１Ｃで局所的に発生する摩擦熱が回転軸１０までの伝熱ルートの最短距離だけを通して回転軸１０に熱を伝えることを防ぐ。伝熱層１１Ｂから熱が回転軸１０に容易に伝わらないようにするため、伝熱層１１Ｂの面と回転軸１０の面の間に断熱層１１Ａは介在し、伝熱層１１Ｂが回転軸１０に密着することを妨げている。なお、図示するように、断熱層１１Ａの端部にフランジ状に半径方向外側に延びる部分を形成し、伝熱層１１Ｂと回転軸との直接接触および摺動層１１Ｃと回転軸１０との直接接触を防止するようにしてもよい。

伝熱層１１Ｂから熱が回転軸１０に容易に伝わらないので、摺動層１１Ｃから伝熱される熱は、いったん伝熱層１１Ｂに溜まり、伝熱層１１Ｂの部位全体で均等に温度上昇できる。
摺動層１１Ｃの摩擦熱に応じて伝熱層１１Ｂの温度が均等に上昇し、回転軸１０との温度差が次第につくと、その温度差と断熱層１１Ａの熱伝達率にみあった熱が回転軸１０に流れる。摩擦熱が一定になれば、伝熱層１１Ｂと回転軸１０の温度差は一定となる。断熱層１１Ａの熱伝達率が小さいほど、温度差は大きくなり、回転軸１０の温度上昇は小さくなる。

ところで、この構造にはいくつかの課題がある。図８は図７の三層構造のスリーブを拡大した模式図である。この構造では、摺動層１１Ｃの局所高温化する場所から、伝熱層１１Ｂに熱を伝える最短距離は摺動層１１Ｃの厚みであり、熱は白抜き矢印で示したように伝熱層１１Ｂに伝わる。ところが、摺動層１１Ｃの熱伝導率は小さいので、摺動摩擦による発熱の激しい場合や、摺動層１１Ｃの厚みが必要な場合には、摺動層１１Ｃの局所的な高温化が進行する。
このことにより、摺動層１１Ｃ及び、すべり軸受１が損傷する虞がある。

次に、熱膨張に関しては、概念的な話として、直径が１ｍ程度の回転軸で、摺動摩擦により起動前の停止時の温度から１００℃温度上昇する場合、熱膨張係数が１×10^-6/℃の材料であれば、約０．１ｍｍ延びる。このことを、伝熱層や回転軸にあてはめると、両者の材料は熱膨張係数がほぼ同じで10×10^-6/℃なので、同じように温度上昇すれば、約1〜２ｍｍ延びることになる。

ところが、回転軸と伝熱層の間には断熱層があるので、回転軸の温度上昇は伝熱層の温度上昇に比べて非常に小さくなり、膨張もそれに応じている。一方、伝熱層の材料は熱伝導率が非常に高いため、摺動層に生じた摩擦熱が伝熱層に伝えられると速やかに熱が伝熱層全域にいきわたり、したがって伝熱層は温度分布が比較的均等な状態を保ちつつ全体的に温度上昇するので、均等に熱膨張する。そのため、摺動により回転方向の力がかかるにもかかわらず、伝熱層と回転軸の間に隙間が生じる虞がある。

また、摺動層の材料は熱膨張係数も熱伝導率も伝熱層の材料よりも小さい。摺動層は、摩擦熱により温度上昇する部分の他は、あまり温度上昇しないので、さらに熱膨張しない。一方、伝熱層の材料は熱伝導率が非常に高く、伝熱層は温度分布が比較的均等に温度上昇するので、均等に熱膨張する。そのため、伝熱層の材料の膨張によるストレスが、摺動層において温度上昇しない膨張しない箇所に集中する虞がある。

そこで、本発明者らは、以上の問題を改善することができる本発明のすべり軸受装置を創案したものである。図９乃至図１２は、本発明のすべり軸受装置の一実施態様を示す図である。なお、図９以降の図面では、断熱層１１Ａ、伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’、摺動層１１Ｃ、伝熱流路１１Ｄ等を斜線や網掛け等を用いて区別している。
図９は本発明のすべり軸受装置の軸方向に切断した断面図である。図１０（ａ）は、回転軸及びスリーブの外観図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
図９に示すように、本発明のすべり軸受装置は、回転軸１０の外周に、各層が異なる性質をもつ同心の二層構造からなるスリーブ１１を有している。スリーブ１１は回転軸１０に固定されており、回転軸１０の回転に伴って回転する。スリーブ１１の外周に相対してすべり軸受１がスリーブ１１を囲んで配置されている。すべり軸受１は、ポンプケーシングなどに接続している支持部材１３に軸受ケース１２を介して固定されている。

図９に示すように、本発明では、スリーブ１１の構造は、基本的には回転軸側から断熱層１１Ａ、摺動層１１Ｃが積層した同心の二層構造である。ただし、摺動層１１Ｃは軸方向の両端面は、回転軸１０を取り囲む環状の伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’の端面に接触している。断熱層１１Ａは回転軸１の外周に密着し、摺動層１１Ｃは断熱層１１Ａの外周に密着している。また、断熱層１１Ａの外周には伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’が密着している。断熱層１１Ａは、回転軸１０、摺動層１１Ｃ、伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に比べて熱伝達が悪い。すなわち熱伝達係数が小さい。このため、摺動層１１Ｃで局所的に発生する摩擦熱が回転軸１０に直接伝えられて、回転軸の温度が偏在化することや、後述するように伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に流入した摩擦熱が回転軸１０に直接伝えられて、回転軸の温度が偏在化することを防ぐ。

図１０（ａ），（ｂ）に示すように、摺動層１１Ｃの外周には、図示例では６か所であるが、複数の伝熱流路１１Ｄが配置され、各伝熱流路１１Ｄは軸方向に延びて伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に接触している。伝熱流路１１Ｄは、後述するように摺動層１１Ｃに用いられる材料より熱伝導率の高い材料で構成され、各伝熱流路１１Ｄの面は、摺動層１１Ｃと密着している。
伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’は、熱容量を大きくとり、外表面に放熱部１１Ｂａ，１１Ｂａを設けている。摺動層１１Ｃにおける摩擦熱は、直接伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’へ、または伝熱流路１１Ｄを介して伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’へ伝熱し、放熱部１１Ｂａ，１１Ｂａにより外気に放熱される。
尚、伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’は、構造上の制約や、放熱部の性能により、必ずしも両方必要なわけではなく、伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’のどちらか一方でも構わない。

断熱層１１Ａは、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＥＰ（エポキシ樹脂）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の樹脂及びその複合材料及び／又はＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、ＥＰＤＭ等のゴムからなる。但し、断熱層１１Ａとは、材料自体の断熱特性を利用する場合も、材料自体は断熱性はなくても構造的に断熱特性を持たせた場合も含んでいる。
伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’と伝熱流路１１Ｄは、必ずしも同じ材料でなくてもよいが、銅、金、銀、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属及びその合金、又は炭素及びその複合材料からなる。
摺動層１１Ｃは、樹脂及びその複合材料、ステンレス鋼、セラミックス、焼結金属、表面改質された金属、炭素及びその複合材料からなる。尚、回転軸は、ステンレス鋼である。
但し、温度条件により伝熱流路１１Ｄが摺動層１１Ｃの外表面から突出することを避けるように、伝熱流路１１Ｄと摺動層１１Ｃの熱膨張係数は、同等程度であることが好ましく、両者に差がある場合には、熱膨張係数の小さい方に対して他方が大きくとも３倍以内の範囲で選ばれることが好ましい。
また、摺動層１１Ｃの熱膨張係数は、回転軸１０の熱膨張係数と比べて同等以下であるように選ぶことで、温度上昇した時に両者の間に隙間が生じる虞がなくなる。

各層の特徴は、伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’及び伝熱流路１１Ｄが、回転軸１０、摺動層１１Ｃ、断熱層１１Ａのどれよりも熱伝達が良いことである。すなわち熱伝達係数が大きい。
伝熱流路１１Ｄは、図１０（ａ），（ｂ）において見られるように深さｄ、幅ｗ、長さＨの略直方体である。摺動層１１Ｃの外周に周方向に均等な角度で深さｄ、幅ｗの溝が軸方向に設けられ、その溝表面に密着するように伝熱流路１１Ｄが備えられる。

伝熱流路１１Ｄの幅ｗは、隣り合う伝熱流路１１Ｄの間隔Ｉよりも小さい。隣り合う伝熱流路１１Ｄの間隔Ｉは、どの隣り合う伝熱流路Ｄにおいても同等の長さであることが好ましく、各伝熱流路１１Ｄの幅ｗは互いに同等の長さであることが好ましい。さらに言えば、各伝熱流路１１Ｄの位置は、軸心の周方向に均等な角度で配置されることが好ましい。
このようにすると、図１１に示すように、摺動層１１Ｃの表面における摩擦熱（発熱部）は、二つの最寄り（近く）の伝熱流路１１Ｄと伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に囲まれているので、摺動層１１Ｃのどこで局所高温化しても最寄り（近く）の伝熱流路１１Ｄまでの距離が比較的均等であるので、接触部の熱を速やかに分散して放熱でき、接触部の局所に熱が偏らないようにすることができる。

したがって、構造としては、摺動層１１Ｃと断熱層１１Ａによる二層構造をとることができ、摺動層１１Ｃと断熱層１１Ａの間に伝熱層がないので、摺動層１１Ｃの熱膨張係数を回転軸１０の熱膨張係数の同等以下であるように選ぶことで、従来のような伝熱層と回転軸の間に隙間が生じる虞がなくなり、温度上昇した時に摺動層１１Ｃと回転軸１０の間に隙間が生じる虞がなくなる。
また、二層構造をとることで、三層構造に比べて設計や組み立てが簡単になる。伝熱流路Ｄは直方体であり、摺動層１１Ｃの溝も簡単な形状であるので、材料の加工及び組立も容易である。

伝熱流路１１Ｄの幅ｗ、深さｄによる、熱流路断面積ｗ×ｄは、想定される摩擦熱と、摺動部の温度上昇の許容値により決められる。
伝熱性能だけを考えれば、摺動層１１Ｃの表面における任意の位置における摩擦熱を、いち早く伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に発散するには、伝熱流路Ｄの数を増やし、隣り合う伝熱流路１１Ｄの間隔Ｉをより短くし、伝熱流路１１Ｄの幅ｗ、深さｄをより長くとる方が好ましい。
しかしながら、伝熱流路１１Ｄが摺動層１１Ｃの表面に多く占めると、摺動負荷に対する軸受の性能が低下する。
したがって、伝熱流路１１Ｄの数、隣り合う伝熱流路１１Ｄの間隔Ｉ、伝熱流路１１Ｄの幅ｗは、摺動層１１Ｃの軸方向長さＨとともに、摺動負荷も考慮して決められる。

図１１および図１２は、図１０（ａ），（ｂ）に示すスリーブ１１における発熱部からの伝熱を模式的に示す図である。
図１１および図１２に示すように、摺動層１１Ｃの表面における摩擦熱（発熱部）は、二つの最寄り（近く）の伝熱流路１１Ｄと伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に囲まれているので、これらに向けて流れる。熱伝導は、発熱部からの距離に反比例するので、発熱部に近いほど熱流れは多い。
伝熱層１１Ｂから伝熱層１１Ｂ’までの距離、すなわち伝熱流路１１Ｄの長さＨに対して、仮に、隣り合う伝熱流路１１Ｄの間隔Ｉを等しくした場合、摺動層１１Ｃの発熱部から伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に伝熱するルートが、発熱部から直接伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に伝熱するルート（中央の白抜き矢印で示す）と、隣り合う伝熱流路１１Ｄを介して伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に伝熱するルート（左右の白抜き矢印で示す）の二つになり、伝熱流路１１Ｄがない場合に比べて約２倍の熱量を伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に伝熱することが可能になる。したがって、摺動層１１Ｃの発熱部の温度上昇幅も半分近くに抑えることが可能になる。

このように、伝熱流路１１Ｄの長さＨに対して、隣り合う伝熱流路１１Ｄの間隔Ｉをどの程度にするかにより、摺動層１１Ｃの発熱部から伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に伝熱する量、および摺動層の発熱部の温度上昇幅も決めることができる。

また、熱伝導は、熱流方向に垂直な断面積に比例する。直方体の伝熱流路においては深さｄは深い方が熱流方向に垂直な断面積を伝熱流路１１Ｄに増やすことができ、より多くの熱量を受け取ることができる。その意味では、深さｄは摺動層１１Ｃの径方向の厚み相当までにしてもよい。
しかしながら、摺動層１１Ｃの熱伝導率は、伝熱流路１１Ｄの熱伝導率に比べて一桁以上小さいので、深さｄは摺動層１１Ｃの径方向の厚みの半分から１／３としてもかまわない。同様に、伝熱流路１１Ｄの深さｄと幅ｗの積による伝熱流路１１Ｄの断面積は、それほど大きくとらなくても、熱を伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に輸送する際の妨げにはならないので、伝熱流路１１Ｄの幅ｗは、摺動層１１Ｃの径方向の厚み程度から、厚みの１／４程度でも構わない。

図１３は、本発明に係るすべり軸受装置のスリーブの別の態様における発熱部からの伝熱を模式的に示す図である。図１３に示す態様は、伝熱流路１１Ｄの断面形状が、頂辺とそれより長い底辺をもつ図形で、頂辺が摺動層１１Ｃの外周に向いて略接し、底辺が回転軸中心に対向し周方向に広がって摺動層１１Ｃ内に配置されている態様の一つで、伝熱流路１１Ｄを略三角柱状の形状としたものである。
伝熱流路１１Ｄの三角柱の断面は、二等辺三角形で二等辺による頂点が摺動層１１Ｃの外周に向いて略接している。図示例の場合、頂辺は長さゼロである。二等辺でない底辺は、二等辺の各辺よりも長く、回転軸中心に対向し周方向に広がっている。

摺動層１１Ｃにおける伝熱流路１１Ｄに密着して伝熱流路１１Ｄに対応する孔または溝は、切削加工により形成される。三角柱からなる伝熱流路１１Ｄの各面は、摺動層１１Ｃに密着している。このような構造にすると、二等辺三角形の底辺の端部が、摺動層１１Ｃの発熱部に向けて近づく格好で張り出し、二等辺によって作られる三角柱の面も図１３に示すように発熱部からの熱流の方向に略垂直な断面として広く占めることができるので、伝熱流路１１Ｄは、発熱部からの熱をより効率よく受け取ることができる。
また、伝熱流路１１Ｄの頂辺が摺動層１１Ｃの外周表面に向いて略接する構造であるので、頂辺に所定の長さを持たせることにより、摺動層１１Ｃの外周表面を摺動に適した強度と硬度の材料で極力覆い、摩耗に強いスリーブにすることができる。

図１４（ａ），（ｂ）は、本発明に係るすべり軸受装置のスリーブの更に別の態様を示す図である。図１４（ａ）は、回転軸及びスリーブの外観図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１４（ａ），（ｂ）に示す態様は、伝熱流路１１Ｄの断面形状が、頂辺とそれより長い底辺をもつ図形で、頂辺が摺動層１１Ｃの外周に向いて略接し、底辺が回転軸中心に対向し周方向に広がって摺動層１１Ｃ内に配置されている別の態様の一つで、伝熱流路１１Ｄを略凸型の断面の八角柱状の形状としたものである。
凸型の頂辺が摺動層１１Ｃの外周に向いて略接し、凸型の底辺は回転軸中心に対向し周方向に広がっている。

図１４（ａ），（ｂ）に示すように構成しても、図１３に示す態様における断面が二等辺三角形の場合と同じように、底辺の端部が、摺動層１１Ｃの発熱部に向けて近づく形態で張り出し、凸形状の頂辺と底辺を除く辺によって作られる柱状体の面も、発熱部からの熱流の方向に垂直な断面として広く占めることができるので、伝熱流路１１Ｄは、発熱部からの熱をより効率よく受け取ることができる。
また、伝熱流路１１Ｄの頂辺が摺動層１１Ｃの外周表面に向いて略接する構造であるので、摺動層１１Ｃの外周表面を摺動に適した強度と硬度の材料で極力覆い、摩耗に強いスリーブにすることができる。
さらに、図１４（ａ），（ｂ）に示したように、伝熱流路１１Ｄが配置される部分において、摺動層１１Ｃを二つ割れに分割可能に加工しても、伝熱流路１１Ｄの断面形状による楔効果があるので、スリーブの分解組立が容易に確実に行える。

以上、伝熱流路１１Ｄの断面形状が、頂辺とそれより長い底辺をもつ図形で、頂辺が摺動層１１Ｃの外周に向いて略接し、底辺が回転軸中心に対向し周方向に広がって摺動層１１Ｃ内に配置されている例を、図１３および図１４（ａ），（ｂ）において示したが、これに限るものではなく、伝熱流路１１Ｄの断面形状が、台形の形状、半円形状のもの（この場合、弧の両端を結ぶ直線が底辺、底辺に対向する円弧の頂上が頂辺になる）も含まれる。

図１５（ａ），（ｂ）は、本発明に係るすべり軸受装置のスリーブの更に別の態様を示す図である。図１５（ａ）は、回転軸及びスリーブの外観図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１５（ａ），（ｂ）に示す態様は、伝熱流路１１Ｄを略円柱形状としたものである。
図１５（ａ），（ｂ）に示すように構成すると、摺動層１１Ｃにおける切削加工はキリ孔加工であり、また、円柱状の伝熱流路１１Ｄも市販品を用いることが可能であるので、組立は更に容易になり、製作期間の短縮やコストの低減に寄与する。

図１６（ａ），（ｂ）および図１７は、本発明に係るすべり軸受装置のスリーブの更に別の態様を示す図である。図１６（ａ）は、回転軸及びスリーブの外観図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１７は、図１６（ａ），（ｂ）に示すスリーブを備えた本発明のすべり軸受装置の軸線に平行な断面図である。図１６（ａ），（ｂ）および図１７に示す態様は、摺動層１１Ｃの軸方向長さＨが長い場合に、その軸方向の中間位置の外周に伝熱環路１１Ｅを設けたものである。

図１６（ａ），（ｂ）および図１７に示すように、摺動層１１Ｃの外周には、図示例では６か所であるが、複数の伝熱流路１１Ｄが配置され、各伝熱流路１１Ｄは軸方向に延びて伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に接触している。本例では、摺動層１１Ｃの軸方向長さＨが長いので、その軸方向の中間位置の外周に、円環状の伝熱環路１１Ｅを設けている。伝熱環路１１Ｅは、伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’および伝熱流路１１Ｄと同等の熱伝導率を有した材料から形成されている。このような伝熱環路１１Ｅを摺動層１１Ｃの軸方向に適宜配置することにより、伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に通じる熱流路が均等に配置されるので、摺動層１１Ｃのいかなる場所で発熱しても、速やかに伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に熱を流すことが可能になり、摺動層１１Ｃに局所的に発生する摺動摩擦とそれによる局所的な高温化を緩和することが可能になる。

図１８は、摺動層１１Ｃの外周に設置された伝熱流路１１Ｄの変形例を示す模式図である。図１８に示す態様は、伝熱流路１１Ｄを、軸方向に平行に伸ばすのではなく、軸方向と角度θをなして、摺動層１１Ｃの外周側に螺旋を描いて伸ばし、伝熱流路１１Ｄの両端部を伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に接続するようにしたものである。その他の構成については、これまで説明した構成を用いることができる。
このように軸方向と角度θをとることにより、隣り合う伝熱流路１１Ｄ間の最短距離が短くとれるので、摺動層１１Ｃの発熱部から最寄り（近く）の伝熱流路１１Ｄまでの距離がより短くとれるので、より速やかに伝熱層１１Ｂ，１１Ｂ’に熱を流すことが可能になり、摺動層１１Ｃに局所的に発生する摺動摩擦とそれによる局所的な高温化を緩和することが可能になる。

図９乃至図１８に示す本発明に係るすべり軸受装置は、図３に示した軸受３２，３３に適用される。
図３に示した立軸ポンプ３は、ポンプ起動時には大気中で運転される。すなわち、軸受３２，３３は液体の潤滑のないドライ条件で運転される。ここでドライ条件とは、ポンプ運転中の軸受３２，３３の雰囲気が、液体の潤滑がない大気中である条件をいい、ドライ運転とはその条件で運転することをいう。また、図４に示した軸受３２，３３は軸受に通水した排水条件でも運転される。ここで、排水条件とは、ポンプ運転中の軸受３２，３３の雰囲気が、土砂等の異物（スラリー）が混入した水中である条件をいい、排水運転とはその条件で運転すること、例えば気水混合運転、全量運転、エアロック運転等をいう。このような条件で軸受３２，３３が使用される。

本発明によれば、立軸ポンプ３において、これまで説明したスリーブ構造をもつすべり軸受装置を備えるので、回転軸径の拡大化あるいは軸の長軸化が進み、軸外周の周速がより高速化しても、すべり軸受１と回転軸１０の接触部の摩擦熱に伴う回転軸１０の局部的高温化による軸の曲がりを低減するとともに、接触部の熱をよりすみやかに分散して放熱することができるようになるので、すべり軸受１の熱による損傷が低減できる。

以上、本発明に係る具体的実施例を先行待機ポンプを一例として説明した。
ところで、本発明に係るスリーブ、あるいは摺動層と伝熱層の互いの端部が接した状態で摺動層と伝熱層が回転軸を環状に囲む構造のスリーブは、すべり軸受だけでなく、例えば、コンプレッサや蒸気タービンなどの液体の潤滑のない条件で運転する回転流体機械の回転軸に装着してラビリンスシール部などに用いることができる。また、立軸に限らず横軸回転機械にも用いられる。このようにすることにより、スリーブの高温化、回転軸の曲がりをおさえ、回転流体機械の大容量化や、高速回転化を行うことができる。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。

１ すべり軸受
１ａ 内周面
１ｂ 外周面
３ 立軸ポンプ
５ 貫通孔
６ 空気管
６ａ 開口
１０ 回転軸
１１ スリーブ
１１Ａ 断熱層
１１Ｂ 伝熱層
１１Ｂ’ 伝熱層
１１Ｂａ 放熱部
１１Ｃ 摺動層
１１Ｄ 伝熱流路
１１Ｅ 伝熱環路
１２ 軸受ケース
１２ａ つば部
１３ 支持部材
２２ インペラ
２６ 軸継手
２７ 吸い込みベル
２８ 吐出ボウル
２９ ケーシング
３０ 吐出エルボ
３２ 上部軸受
３３ 下部軸受
３４ 軸シール
１００ 水槽

Claims (13)

1. 回転流体機械の回転軸の支持に使用され、軸受すべり面が大気中に露出するドライ条件で使用されるすべり軸受装置であって、
   前記回転軸の外周に固定されたスリーブと、
   前記スリーブが摺接する軸受すべり面を有したすべり軸受とを備え、
   前記スリーブは、回転軸側から断熱層、摺動層の順序で積層した二層構造からなり、
   前記摺動層の軸方向の端部に伝熱層を配置し、
   前記摺動層に、前記伝熱層に接する伝熱流路を設けたことを特徴とするすべり軸受装置。
2. 前記伝熱流路は、前記摺動層より熱伝導率が大きいことを特徴とする請求項１記載のすべり軸受装置。
3. 前記摺動層の軸方向の両端部に伝熱層を配置したことを特徴とする請求項１記載のすべり軸受装置。
4. 前記伝熱流路は、前記摺動層の円周方向に間隔をおいて複数個配置されていることを特徴とする請求項１記載のすべり軸受装置。
5. 前記伝熱流路は、前記摺動層の軸方向に沿って配置されているか又は前記摺動層の軸方向に対して傾斜して配置されていることを特徴とする請求項４記載のすべり軸受装置。
6. 前記伝熱流路は、頂辺と底辺とを有する多角形の断面形状を有し、前記頂辺は前記摺動層の外周に露出しているか又は前記摺動層の外周より半径方向内方の位置にあり、前記底辺は前記摺動層内において前記回転軸に対向した位置にあることを特徴とする請求項４または５に記載のすべり軸受装置。
7. 前記多角形は、頂辺の長さがゼロの三角形を含むことを特徴とする請求項６記載のすべり軸受装置。
8. 前記伝熱流路は、略円形の断面形状又は略半円形の断面形状を有することを特徴とする請求項４または５に記載のすべり軸受装置。
9. 前記摺動層の軸方向の両端部より内側の位置に、前記軸方向と略直交する方向に円環状の伝熱環路を設けたことを特徴とする請求項１記載のすべり軸受装置。
10. 前記伝熱環路は、前記摺動層より熱伝導率が大きいことを特徴とする請求項９記載のすべり軸受装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のすべり軸受装置を用いたことを特徴とする回転流体機械。
12. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のすべり軸受装置を用いたことを特徴とするポンプ。
13. 回転流体機械の回転軸に装着されるスリーブであって、
    前記スリーブは、回転軸側から断熱層、摺動層の順序で積層した二層構造からなり、
    前記摺動層の軸方向の端部に伝熱層を配置し、
    前記摺動層の外周側に、前記伝熱層に接する伝熱流路を設けたことを特徴とする回転流体機械用スリーブ。