JP6818668B2 - Tilting pad journal bearing and centrifugal compressor using it - Google Patents

Tilting pad journal bearing and centrifugal compressor using it Download PDF

Info

Publication number
JP6818668B2
JP6818668B2 JP2017181369A JP2017181369A JP6818668B2 JP 6818668 B2 JP6818668 B2 JP 6818668B2 JP 2017181369 A JP2017181369 A JP 2017181369A JP 2017181369 A JP2017181369 A JP 2017181369A JP 6818668 B2 JP6818668 B2 JP 6818668B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pad
bearing
journal bearing
housing
tilting pad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017181369A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019056429A (en
Inventor
真 辺見
真 辺見
高橋 直彦
直彦 高橋
智彬 山下
智彬 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Industrial Products Ltd
Original Assignee
Hitachi Industrial Products Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Industrial Products Ltd filed Critical Hitachi Industrial Products Ltd
Priority to JP2017181369A priority Critical patent/JP6818668B2/en
Publication of JP2019056429A publication Critical patent/JP2019056429A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6818668B2 publication Critical patent/JP6818668B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、ティルティングパッドジャーナル軸受及びこれを用いた遠心圧縮機に関する。 The present invention relates to a tilting pad journal bearing and a centrifugal compressor using the same.

遠心圧縮機のような高速回転機械においては、例えば、非特許文献1に示されるようなティルティングパッドジャーナル軸受が使用される。このティルティングパッドジャーナル軸受は、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を有している。そして、複数パッドの内周面との間(摺動部)に油膜を形成することにより、回転軸とパッドとの接触を防止しつつ、回転軸の径方向荷重を負担するようになっている。 In a high-speed rotating machine such as a centrifugal compressor, for example, a tilting pad journal bearing as shown in Non-Patent Document 1 is used. This tilting pad journal bearing has a plurality of pads arranged on the outer peripheral side of the rotating shaft and provided so as to be swingable. By forming an oil film between the inner peripheral surfaces of the plurality of pads (sliding portion), the radial load of the rotating shaft is borne while preventing contact between the rotating shaft and the pads. ..

このようなティルティングパッドジャーナル軸受においては、油膜においてせん断発熱により油膜温度が上昇する。特に、遠心圧縮機など高速回転の機械においては、軸表面の速度(以下「周速」という。)が高く、温度上昇も大きいため、軸受の損傷を引き起こす可能性がある。これを回避するため、パッドを冷却する流路をパッド内に設けた構造を有するものなどがある(例えば特許文献1)。 In such a tilting pad journal bearing, the oil film temperature rises due to shear heat generation in the oil film. In particular, in a high-speed rotating machine such as a centrifugal compressor, the speed of the shaft surface (hereinafter referred to as "peripheral speed") is high and the temperature rise is large, which may cause damage to the bearing. In order to avoid this, some have a structure in which a flow path for cooling the pad is provided in the pad (for example, Patent Document 1).

特開2016−109269号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-109269

(社)日本トライボロジー学会編、トライボロジーハンドブック、養賢堂(2001)、p53−57Japan Tribology Society, Tribology Handbook, Yokendo (2001), p53-57

特許文献1に記載のティルティングパッド軸受のように、冷却のためにパッド内に流路を設けた構造は、加工が困難であるという課題があった。 A structure in which a flow path is provided in the pad for cooling, such as the tilting pad bearing described in Patent Document 1, has a problem that it is difficult to process.

本発明の目的は、構造が単純で、加工が容易であり、かつ、軸受パッドを効果的に冷却し、高周速条件下においても軸受温度を低く維持することができる、信頼性の高いティルティングパッドジャーナル軸受を提供することにある。 An object of the present invention is a highly reliable tilt that has a simple structure, is easy to process, can effectively cool the bearing pad, and can keep the bearing temperature low even under high peripheral speed conditions. To provide ting pad journal bearings.

本発明のティルティングパッドジャーナル軸受は、回転軸の外周側に配置された複数のパッドと、パッドが揺動可能なように支持する円筒状のハウジングと、回転軸との間隙を有する状態でハウジングの軸方向端部に設けられたシール部と、を備え、パッドは、凹部を有し、ハウジングの内壁部には、給油孔を有する凸部が凹部に対向するように配置され、給油孔は、凹部に向かって潤滑油を供給するように配置されている。 The tilting pad journal bearing of the present invention has a plurality of pads arranged on the outer peripheral side of the rotating shaft, a cylindrical housing that supports the pads so that they can swing, and a housing having a gap between the rotating shafts. The pad is provided with a sealing portion provided at the axial end portion of the housing, and the inner wall portion of the housing is arranged such that a convex portion having a lubrication hole faces the recess. , Arranged to supply lubricating oil towards the recess.

本発明によれば、周速が高く油膜での発熱が多い条件においても、軸受温度を低く保つことができる、信頼性の高いティルティングパッドジャーナル軸受を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a highly reliable tilting pad journal bearing capable of keeping the bearing temperature low even under the condition that the peripheral speed is high and the oil film generates a lot of heat.

本発明のティルティングパッドジャーナル軸受を示す概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which shows the tilting pad journal bearing of this invention. 実施例1のティルティングパッドジャーナル軸受の詳細な構造を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the detailed structure of the tilting pad journal bearing of Example 1. FIG. 図2の軸受パッド2a及び凸部3を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the bearing pad 2a and the convex part 3 of FIG. 図2の変形例を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the modification of FIG. 実施例2のティルティングパッドジャーナル軸受の詳細な構造を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the detailed structure of the tilting pad journal bearing of Example 2. FIG. 図5の軸受パッド2a及び凸部3を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the bearing pad 2a and the convex part 3 of FIG. 実施例3のティルティングパッドジャーナル軸受の詳細な構造を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the detailed structure of the tilting pad journal bearing of Example 3. FIG. 図7の軸受パッド2a及び凸部3を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the bearing pad 2a and the convex part 3 of FIG. 凸部の上面部に縁部を設けた例を示す上面図である。It is a top view which shows the example which provided the edge part on the upper surface part of the convex part. 凸部の上面部に縁部を設けた例を示す上面図である。It is a top view which shows the example which provided the edge part on the upper surface part of the convex part. 凸部の上面部に縁部を設けた例を示す上面図である。It is a top view which shows the example which provided the edge part on the upper surface part of the convex part.

以下、本発明に係るティルティングパッドジャーナル軸受の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the tilting pad journal bearing according to the present invention will be described.

(1)前記ティルティングパッドジャーナル軸受は、回転軸の外周側に配置された複数のパッドと、パッドが揺動可能なように支持する円筒状のハウジングと、回転軸との間隙を有する状態でハウジングの軸方向端部に設けられたシール部と、を備え、パッドは、凹部を有し、ハウジングの内壁部には、給油孔を有する凸部が凹部に対向するように配置され、給油孔は、凹部に向かって潤滑油を供給するように配置されている。 (1) The tilting pad journal bearing has a plurality of pads arranged on the outer peripheral side of the rotating shaft, a cylindrical housing that supports the pads so that they can swing, and a gap between the rotating shafts. A seal portion provided at the axial end of the housing is provided, the pad has a concave portion, and a convex portion having an oil supply hole is arranged on the inner wall portion of the housing so as to face the concave portion. Is arranged to supply lubricating oil toward the recess.

このような構成により、給油孔から供給される潤滑油は、相対するパッドの凹部(外周面の一部)に向かって噴出する。この流れにより、パッドの外周面を効果的に冷却することができる。そして、高周速条件下においても、軸受温度を低くすることができる。 With such a configuration, the lubricating oil supplied from the oil supply holes is ejected toward the recesses (part of the outer peripheral surface) of the opposing pads. This flow can effectively cool the outer peripheral surface of the pad. The bearing temperature can be lowered even under high peripheral speed conditions.

(2)前記ティルティングパッドジャーナル軸受においては、凹部及び凸部の少なくとも一方には、縁部が設けられ、縁部は、凹部と凸部との間隙における潤滑油の主流が回転軸の回転方向となるように、流路抵抗として機能するものであることが望ましい。 (2) In the tilting pad journal bearing, an edge portion is provided on at least one of the concave portion and the convex portion, and the main flow of lubricating oil in the gap between the concave portion and the convex portion is the rotation direction of the rotation axis. It is desirable that it functions as a flow path resistance so as to be.

(3)前記ティルティングパッドジャーナル軸受においては、縁部は、凹部及び凸部の少なくとも一方における回転軸の回転方向の上流部に設けられていることが望ましい。 (3) In the tilting pad journal bearing, it is desirable that the edge portion is provided at an upstream portion in the rotation direction of the rotation shaft at at least one of the concave portion and the convex portion.

(4)前記ティルティングパッドジャーナル軸受においては、縁部は、凹部及び凸部の少なくとも一方における回転軸の中心線方向の端部に設けられていることが望ましい。 (4) In the tilting pad journal bearing, it is desirable that the edge portion is provided at the end portion of at least one of the concave portion and the convex portion in the direction of the center line of the rotation axis.

(5)前記ティルティングパッドジャーナル軸受においては、パッドの摺動面は、凹部による切り欠き部を有することが望ましい。 (5) In the tilting pad journal bearing, it is desirable that the sliding surface of the pad has a notch portion due to a recess.

(6)前記ティルティングパッドジャーナル軸受においては、凸部の下流側端部は、パッドの下流側端部よりも下流側に張り出していることが望ましい。 (6) In the tilting pad journal bearing, it is desirable that the downstream end of the convex portion projects to the downstream side of the downstream end of the pad.

(7)前記ティルティングパッドジャーナル軸受においては、給油孔の中心軸は、凹部の対向面に略垂直に交わるように構成されていることが望ましい。 (7) In the tilting pad journal bearing, it is desirable that the central axis of the oil supply hole is configured to intersect the facing surface of the recess substantially perpendicularly.

(8)前記ティルティングパッドジャーナル軸受は、遠心圧縮機に適用することができる。 (8) The tilting pad journal bearing can be applied to a centrifugal compressor.

以下、図面を参照して、本発明に係る実施例について説明する。 Hereinafter, examples according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、ティルティングパッドジャーナル軸受の全体構造を示したものである。 FIG. 1 shows the overall structure of a tilting pad journal bearing.

本図に示すように、ティルティングパッドジャーナル軸受100は、回転軸1の周り(外周側)に5個の軸受パッド2a、2b、2c、2d、2e(複数の軸受パッド)を配置した構成を有する。各軸受パッド2a、2b、2c、2d、2eの背面部には、曲率を有するピボット4が取り付けられている。各ピボット4は、軸受ハウジング5(単に「ハウジング」ともいう。)と点、線又は面で接触している。これにより、各軸受パッド2a、2b、2c、2d、2eは、ピボット4を介して軸受ハウジング5により支えられている。なお、ピボット4は、軸受ハウジング5の内壁部に設け、軸受パッド2a、2b、2c、2d、2eを点、線又は面で支える構造としてもよい。なお、軸受パッドは、単に「パッド」ともいう。 As shown in this figure, the tilting pad journal bearing 100 has a configuration in which five bearing pads 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e (plurality of bearing pads) are arranged around the rotating shaft 1 (outer peripheral side). Have. A pivot 4 having a curvature is attached to the back surface of each bearing pad 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e. Each pivot 4 is in point, line or surface contact with the bearing housing 5 (also simply referred to as the "housing"). As a result, the bearing pads 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e are supported by the bearing housing 5 via the pivot 4. The pivot 4 may be provided on the inner wall portion of the bearing housing 5 and may have a structure in which the bearing pads 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e are supported by points, lines, or surfaces. The bearing pad is also simply referred to as a "pad".

軸受ハウジング5には、油槽110から主給油管130を通って流れてくる潤滑油を、軸受ハウジング5の周方向に沿って流すためのハウジング外周溝50が設けられている。主給油管130には、ポンプ120が設けてあり、油槽110から軸受ハウジング5に潤滑油を送るようになっている。 The bearing housing 5 is provided with a housing outer peripheral groove 50 for flowing the lubricating oil flowing from the oil tank 110 through the main oil supply pipe 130 along the circumferential direction of the bearing housing 5. A pump 120 is provided in the main oil supply pipe 130 so as to send lubricating oil from the oil tank 110 to the bearing housing 5.

各軸受パッド2a、2b、2c、2d、2eには、凹部7が設けられている。そして、この凹部7に対向する軸受ハウジング5の内壁部には、凸部3が設けられている。軸受ハウジング5には、ハウジング外周溝50から軸受パッド2a、2b、2c、2d、2eの背面部に潤滑油を分配するための給油孔8が設けられている。そして、給油孔8は、凸部3も貫通している。凸部3と各軸受パッド2a、2b、2c、2d、2eとの間には、それぞれ、空間10が設けられている。 Recessions 7 are provided in the bearing pads 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e. A convex portion 3 is provided on the inner wall portion of the bearing housing 5 facing the concave portion 7. The bearing housing 5 is provided with a lubrication hole 8 for distributing lubricating oil from the outer peripheral groove 50 of the housing to the back surfaces of the bearing pads 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e. The oil supply hole 8 also penetrates the convex portion 3. Spaces 10 are provided between the convex portion 3 and the bearing pads 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e, respectively.

図2は、図1のティルティングパッドジャーナル軸受を部分的に拡大して示したものである。 FIG. 2 is a partially enlarged view of the tilting pad journal bearing of FIG.

図2において、ティルティングパッドジャーナル軸受は、回転軸1と軸受ハウジング5との間(回転軸1の外周側)に配置された複数の軸受パッド2a、2bを有する。軸受パッド2a、2bに付設されたピボット4は、軸受ハウジング5の内壁部に接している。これにより、軸受パッド2a、2bが揺動可能となっている。軸受ハウジング5の軸方向端部には、シール部(図示していない。)が設けられている。そして、シール部の内周面は、回転軸1との間隙を有する状態となっている。軸受パッド2aは、凹部7を有している。凹部7は、軸受パッド2aの一部を切り欠いた形状を有する。 In FIG. 2, the tilting pad journal bearing has a plurality of bearing pads 2a and 2b arranged between the rotating shaft 1 and the bearing housing 5 (on the outer peripheral side of the rotating shaft 1). The pivot 4 attached to the bearing pads 2a and 2b is in contact with the inner wall portion of the bearing housing 5. As a result, the bearing pads 2a and 2b can swing. A seal portion (not shown) is provided at the axial end portion of the bearing housing 5. The inner peripheral surface of the seal portion is in a state of having a gap with the rotation shaft 1. The bearing pad 2a has a recess 7. The recess 7 has a shape in which a part of the bearing pad 2a is cut out.

一方、軸受ハウジング5の内壁部には、凸部3が設けられている。凸部3は、給油孔8を有している。凹部7の一部と凸部3の一部である対向面13とは、略平行に対向している。言い換えると、凹部7の一部と凸部3の一部である対向面13との間隙は、軸受パッド2aの揺動により変動するが、どの部分においてもほぼ等しい距離となっている。凹部7のピボット4側には、縁部17が設けられている。縁部17と凸部3の側面部との間には、狭隘部が形成されている。この狭隘部は、凹部7と対向面13との距離よりも狭くなっている。 On the other hand, a convex portion 3 is provided on the inner wall portion of the bearing housing 5. The convex portion 3 has a refueling hole 8. A part of the concave portion 7 and a facing surface 13 which is a part of the convex portion 3 face each other substantially in parallel. In other words, the gap between a part of the concave portion 7 and the facing surface 13 which is a part of the convex portion 3 fluctuates due to the swing of the bearing pad 2a, but the distance is almost the same in all the portions. An edge portion 17 is provided on the pivot 4 side of the recess 7. A narrow portion is formed between the edge portion 17 and the side surface portion of the convex portion 3. This narrow portion is narrower than the distance between the recess 7 and the facing surface 13.

図3は、図2の軸受パッド2a及び凸部3を示す分解斜視図である。 FIG. 3 is an exploded perspective view showing the bearing pad 2a and the convex portion 3 of FIG.

図3に示すように、軸受パッド2aの凹部7は、回転軸1の中心線方向の両端部に縁部27を有している。凸部3は、2つの縁部27の間に挟まれる形で、凹部7に挿入される。縁部27と凸部3との間にも、狭隘部が形成される。 As shown in FIG. 3, the recesses 7 of the bearing pad 2a have edge portions 27 at both ends in the center line direction of the rotating shaft 1. The convex portion 3 is inserted into the concave portion 7 so as to be sandwiched between the two edge portions 27. A narrow portion is also formed between the edge portion 27 and the convex portion 3.

図2において、回転軸1は、矢印Rで示す回転方向に回転する。 In FIG. 2, the rotation shaft 1 rotates in the rotation direction indicated by the arrow R.

回転軸1と、軸受ハウジング5と、回転軸1と間隙を保ちながら軸受ハウジング5の軸方向端部の内周面に設けられるシール(図示せず)と、がなすパッド収納空間内には、潤滑油が満たされている。パッド収納空間に供給される潤滑油は、軸受ハウジング5の外周側に形成された環状の給油流路(図1のハウジング外周溝50)と、凸部3の内部に設けられた給油孔8とを介して、凹部7に向かって噴出するようになっている。供給された潤滑油は、上記の狭隘部が流路抵抗となるため、矢印Yの方向に流れる。 In the pad storage space formed by the rotating shaft 1, the bearing housing 5, and the seal (not shown) provided on the inner peripheral surface of the axial end of the bearing housing 5 while maintaining a gap with the rotating shaft 1. Lubricating oil is filled. The lubricating oil supplied to the pad storage space includes an annular oil supply flow path (housing outer peripheral groove 50 in FIG. 1) formed on the outer peripheral side of the bearing housing 5 and an oil supply hole 8 provided inside the convex portion 3. It is designed to eject toward the recess 7 via the. The supplied lubricating oil flows in the direction of the arrow Y because the narrow portion becomes a flow path resistance.

回転軸1は、回転軸1と軸受パッド2aの内周面との間にある潤滑油(油膜)の圧力によって持ち上げられ、軸受パッド2aに直接接触することなく支持されるようになっている。回転軸1の矢印Rの方向への回転に伴い、回転軸1と軸受パッド2aの内周面との間にある潤滑油は、矢印Xの方向に流れる。また、回転軸1の回転に伴い、油膜の内部には、せん断応力が生じ、その結果、発熱する(せん断発熱)。凸部3と各軸受パッド2bとの間に形成された空間10にある潤滑油は、回転軸1の運動により、矢印Zで示すような渦状の流れが誘起される。 The rotating shaft 1 is lifted by the pressure of the lubricating oil (oil film) between the rotating shaft 1 and the inner peripheral surface of the bearing pad 2a, and is supported without directly contacting the bearing pad 2a. As the rotating shaft 1 rotates in the direction of the arrow R, the lubricating oil between the rotating shaft 1 and the inner peripheral surface of the bearing pad 2a flows in the direction of the arrow X. Further, as the rotation shaft 1 rotates, a shear stress is generated inside the oil film, and as a result, heat is generated (shear heat generation). The lubricating oil in the space 10 formed between the convex portion 3 and each bearing pad 2b induces a spiral flow as shown by the arrow Z by the movement of the rotating shaft 1.

なお、図2に示すように、潤滑油が狭隘部に向かう際には、流れが屈曲することになる。言い換えると、狭隘部の上流側には、屈曲部が形成されている。したがって、この屈曲部も、潤滑油の流路抵抗となる。 As shown in FIG. 2, when the lubricating oil moves toward the narrow portion, the flow bends. In other words, a bent portion is formed on the upstream side of the narrow portion. Therefore, this bent portion also becomes a flow path resistance of the lubricating oil.

次に、本実施形態の作用効果について説明する。 Next, the action and effect of this embodiment will be described.

図2に示す構成においては、冷却媒体である潤滑油は、矢印Yに示すように、給油孔8を介して、凹部7に向かって噴出し、凹部7に衝突する。これにより、軸受パッド2aが冷却される。潤滑油は、衝突噴流となるため、熱伝達率が高く、効果的な冷却が可能となる。 In the configuration shown in FIG. 2, the lubricating oil, which is the cooling medium, is ejected toward the recess 7 through the oil supply hole 8 and collides with the recess 7, as shown by the arrow Y. As a result, the bearing pad 2a is cooled. Since the lubricating oil becomes a collision jet, it has a high heat transfer coefficient and enables effective cooling.

さらに、軸受パッド2aの凹部7と対向面13との間隙の周囲三方(上流部及び側方部)には、屈曲部(狭隘部)が設けられている。このため、パッド収納空間に滞留している高温度の潤滑油は、当該間隙に混入しにくい状態となっている。よって、給油孔8から噴出する潤滑油は、外部の給油装置(図1参照)から吐出された際の温度からそれほど上昇することなく、低温度のまま軸受パッド2aの凹部7を冷却することができる。これにより、周速の高い条件においても軸受温度を低く保つことができ、信頼性の高い軸受を提供することができる。また、この軸受を遠心圧縮機に適用すると、回転速度を増加することができるため、高圧の遠心圧縮機を実現することができる。 Further, bent portions (narrow portions) are provided on three sides (upstream portion and side portions) around the gap between the recess 7 of the bearing pad 2a and the facing surface 13. Therefore, the high-temperature lubricating oil staying in the pad storage space is difficult to be mixed in the gap. Therefore, the lubricating oil ejected from the refueling hole 8 can cool the recess 7 of the bearing pad 2a at a low temperature without rising so much from the temperature when it is discharged from the external refueling device (see FIG. 1). it can. As a result, the bearing temperature can be kept low even under the condition of high peripheral speed, and a highly reliable bearing can be provided. Further, when this bearing is applied to a centrifugal compressor, the rotation speed can be increased, so that a high-pressure centrifugal compressor can be realized.

図4は、図2の変形例を示したものである。 FIG. 4 shows a modified example of FIG.

図4において図2と異なる点は、凸部3の給油孔8の中心軸(一点鎖線)が凹部7の対向面に略垂直に交わるように構成されている点である。これにより、潤滑油の衝突噴流の熱伝達率が更に高くなる。これにより、軸受パッド2aの冷却が促進される。ここで、「略垂直」は、回転軸1が回転している状態で、揺動する軸受パッド2aがほぼ安定する位置を基準として定めるものである。 The difference from FIG. 2 in FIG. 4 is that the central axis (dashed line) of the oil supply hole 8 of the convex portion 3 is configured to intersect the facing surface of the concave portion 7 substantially perpendicularly. As a result, the heat transfer coefficient of the collision jet of the lubricating oil is further increased. As a result, cooling of the bearing pad 2a is promoted. Here, "substantially vertical" is defined based on a position where the swinging bearing pad 2a is substantially stable while the rotating shaft 1 is rotating.

本実施例については、図5及び図6により説明する。なお、本実施例において、上記実施例1と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 This embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. In this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図5は、実施例2のティルティングパッドジャーナル軸受の詳細な構造を示す部分断面図である。 FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a detailed structure of the tilting pad journal bearing of the second embodiment.

図6は、図5の軸受パッド2a及び凸部3を示す分解斜視図である。 FIG. 6 is an exploded perspective view showing the bearing pad 2a and the convex portion 3 of FIG.

図5において図2と異なる点は、軸受パッド2aの凹部7が軸受パッド2aの摺動面9に及んでいる点である。 The difference from FIG. 2 in FIG. 5 is that the recess 7 of the bearing pad 2a extends to the sliding surface 9 of the bearing pad 2a.

図6に示すように、摺動面9の一部が切り欠かれた形状となっている。言い換えると、軸受パッド2aの凹部7と、軸受パッド2aが回転軸1と相対する摺動面9とは交差している。ここで、摺動面9の切り欠かれた部分は、凹部7による「切り欠き部」である。 As shown in FIG. 6, a part of the sliding surface 9 is cut out. In other words, the recess 7 of the bearing pad 2a and the sliding surface 9 where the bearing pad 2a faces the rotating shaft 1 intersect. Here, the notched portion of the sliding surface 9 is a "notched portion" due to the recess 7.

図5においては、図2の場合よりも、回転軸1と軸受パッド2aの内周面との間にある油膜から流出する高温度の潤滑油(矢印X)が、給油される低温度の潤滑油(矢印Y)と混合され易くなる。これにより、下流側の軸受パッド2bの油膜入口温度を低減させる効果がある。 In FIG. 5, the high temperature lubricating oil (arrow X) flowing out from the oil film between the rotating shaft 1 and the inner peripheral surface of the bearing pad 2a is lubricated at a lower temperature than in the case of FIG. It becomes easy to mix with oil (arrow Y). This has the effect of reducing the oil film inlet temperature of the bearing pad 2b on the downstream side.

このように、油膜入口温度を低減させることによっても、軸受パッド2aの油膜温度を低減することが可能となり、周速の高い条件においても軸受温度を低く保つことができ、信頼性の高い軸受を提供することができる。また、この軸受を遠心圧縮機に適用すると、回転速度を増加することができるため、高圧の遠心圧縮機を実現することができる。 By reducing the oil film inlet temperature in this way, it is possible to reduce the oil film temperature of the bearing pad 2a, and the bearing temperature can be kept low even under high peripheral speed conditions, so that a highly reliable bearing can be obtained. Can be provided. Further, when this bearing is applied to a centrifugal compressor, the rotation speed can be increased, so that a high-pressure centrifugal compressor can be realized.

本実施例については、図7及び図8により説明する。なお、本実施例において、上記実施例1と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 This embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. In this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図7は、実施例3のティルティングパッドジャーナル軸受の詳細な構造を示す部分断面図である。 FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a detailed structure of the tilting pad journal bearing of the third embodiment.

図8は、図7の軸受パッド2a及び凸部3を示す分解斜視図である。 FIG. 8 is an exploded perspective view showing the bearing pad 2a and the convex portion 3 of FIG. 7.

図7において図2と異なる点は、凸部3の下流側端部(図中右端部)が軸受パッド2aの下流側端部(図中右端部)よりも右方に張り出し、空間10の幅が狭くなっている点である。言い換えると、凸部3(給油手段)の後端部は、軸受パッド2aの後端部よりも下流側に延伸している。 The difference from FIG. 2 in FIG. 7 is that the downstream end (right end in the figure) of the convex portion 3 projects to the right of the downstream end (right end in the figure) of the bearing pad 2a, and the width of the space 10 is wide. Is the point that is narrowing. In other words, the rear end portion of the convex portion 3 (refueling means) extends downstream from the rear end portion of the bearing pad 2a.

図8に示すように、軸受パッド2aの形状は、図3に示すものと同じである。一方、凸部3においては、対向面13が図3に示すものと同様の形状を有するとともに、最も高い部分が平面部となっている。 As shown in FIG. 8, the shape of the bearing pad 2a is the same as that shown in FIG. On the other hand, in the convex portion 3, the facing surface 13 has the same shape as that shown in FIG. 3, and the highest portion is a flat portion.

図7に示すように、凸部3の張り出しにより、空間10の幅が狭くなっているため、凸部3と軸受パッド2bとの間に発生する渦状の流れ(矢印Z)は小さくなる。よって、この渦状の流れを誘起するために必要なエネルギーに相当する損失を低減することが可能となる。したがって、この軸受を適用する回転機械の効率を向上させることができる。 As shown in FIG. 7, since the width of the space 10 is narrowed due to the overhang of the convex portion 3, the spiral flow (arrow Z) generated between the convex portion 3 and the bearing pad 2b becomes small. Therefore, it is possible to reduce the loss corresponding to the energy required to induce this spiral flow. Therefore, the efficiency of the rotating machine to which this bearing is applied can be improved.

以上のように、周速の高い条件においても軸受温度を低く保つことができ、信頼性の高い軸受を提供することができる。また、この軸受を遠心圧縮機に適用すると、回転速度を増加することができるため、高圧を発生する遠心圧縮機を実現することができる。 As described above, the bearing temperature can be kept low even under the condition of high peripheral speed, and a highly reliable bearing can be provided. Further, when this bearing is applied to a centrifugal compressor, the rotation speed can be increased, so that a centrifugal compressor that generates high pressure can be realized.

なお、実施例1〜3においては、軸受パッド2aの縁部17と凸部3の側面部との間に狭隘部が形成された構成について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、縁部17と対向面13との間に狭隘部が形成された構成を有するものであってもよい。言い換えると、縁部17が対向面13の上方に配置された構成であってもよい。 In Examples 1 to 3, a configuration in which a narrow portion is formed between the edge portion 17 of the bearing pad 2a and the side surface portion of the convex portion 3 has been described, but the present invention is limited thereto. Instead, it may have a structure in which a narrow portion is formed between the edge portion 17 and the facing surface 13. In other words, the edge portion 17 may be arranged above the facing surface 13.

以下、凸部3の上面部(対向面13)に縁部(凸部)を設けた変形例について図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、図中の左側は、回転軸の回転によって生じる潤滑油の流れの上流側である。 Hereinafter, a modified example in which an edge portion (convex portion) is provided on the upper surface portion (opposing surface 13) of the convex portion 3 will be described with reference to the drawings. In the following description, the left side in the drawing is the upstream side of the flow of lubricating oil generated by the rotation of the rotating shaft.

図9は、上流側に縁部を設けた例を示したものである。 FIG. 9 shows an example in which an edge portion is provided on the upstream side.

本図においては、凸部3の対向面13(上面部)の上流側に縁部23が設けられている。これにより、対向する軸受パッドの凹部(例えば図8における凹部7)と縁部23との間に狭隘部が形成される。 In this figure, an edge portion 23 is provided on the upstream side of the facing surface 13 (upper surface portion) of the convex portion 3. As a result, a narrow portion is formed between the concave portion of the bearing pad facing each other (for example, the concave portion 7 in FIG. 8) and the edge portion 23.

図10は、潤滑油の流れに平行する縁部を設けた例を示したものである。 FIG. 10 shows an example in which an edge portion parallel to the flow of the lubricating oil is provided.

本図においては、凸部3の対向面13(上面部)において回転軸の中心線方向の両端部に縁部23が設けられている。これにより、対向する軸受パッドの凹部(例えば図8における凹部7)と縁部23との間に狭隘部が形成される。 In this figure, edge portions 23 are provided at both ends in the direction of the center line of the rotation axis on the facing surface 13 (upper surface portion) of the convex portion 3. As a result, a narrow portion is formed between the concave portion of the bearing pad facing each other (for example, the concave portion 7 in FIG. 8) and the edge portion 23.

図11は、下流側を除く3つの端部に縁部を設けた例を示したものである。 FIG. 11 shows an example in which edges are provided at three ends except the downstream side.

本図においては、凸部3の対向面13(上面部)の上流側、及び回転軸の中心線方向の両端部にコの字状に縁部23が設けられている。これにより、対向する軸受パッドの凹部(例えば図8における凹部7)と縁部23との間に狭隘部が形成される。 In this figure, U-shaped edge portions 23 are provided on the upstream side of the facing surface 13 (upper surface portion) of the convex portion 3 and at both ends in the direction of the center line of the rotation axis. As a result, a narrow portion is formed between the concave portion of the bearing pad facing each other (for example, the concave portion 7 in FIG. 8) and the edge portion 23.

1:回転軸、2a、2b、2c、2d、2e:軸受パッド、3:凸部、4:ピボット、5:軸受ハウジング、7:凹部、8:給油孔、9:摺動面、10:空間、13:対向面、17、23、27:縁部、50:ハウジング外周溝、100:ティルティングパッドジャーナル軸受、110:油槽、120:ポンプ、130:主給油管、X:油膜から流出する潤滑油の流れ、Y:給油孔から流出する潤滑油の流れ、Z:パッド間の渦状の流れ。 1: Rotating shaft, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e: Bearing pad, 3: Convex part, 4: Pivot, 5: Bearing housing, 7: Concave, 8: Lubricant hole, 9: Sliding surface, 10: Space , 13: Facing surface, 17, 23, 27: Edge, 50: Housing outer groove, 100: Tilting pad journal bearing, 110: Oil tank, 120: Pump, 130: Main oil supply pipe, X: Lubricant flowing out from oil film Oil flow, Y: flow of lubricating oil flowing out of the lubrication hole, Z: spiral flow between pads.

Claims (7)

回転軸の外周側に配置された複数のパッドと、
前記パッドが揺動可能なように支持する円筒状のハウジングと、
前記回転軸との間隙を有する状態で前記ハウジングの軸方向端部に設けられたシール部と、を備え、
前記パッドは、凹部を有し、
前記ハウジングの内壁部には、給油孔を有する凸部が前記凹部に対向するように配置され、
前記給油孔は、前記凹部に向かって潤滑油を供給するように配置され、
前記パッドの摺動面は、前記凹部による切り欠き部を有する、ティルティングパッドジャーナル軸受。
Multiple pads arranged on the outer peripheral side of the rotating shaft,
A cylindrical housing that supports the pad so that it can swing,
A seal portion provided at an axial end portion of the housing with a gap from the rotating shaft is provided.
The pad has a recess and
A convex portion having a refueling hole is arranged on the inner wall portion of the housing so as to face the concave portion.
The oil supply holes are arranged so as to supply lubricating oil toward the recesses .
A tilting pad journal bearing in which the sliding surface of the pad has a notch formed by the recess .
回転軸の外周側に配置された複数のパッドと、Multiple pads arranged on the outer peripheral side of the rotating shaft,
前記パッドが揺動可能なように支持する円筒状のハウジングと、A cylindrical housing that supports the pad so that it can swing,
前記回転軸との間隙を有する状態で前記ハウジングの軸方向端部に設けられたシール部と、を備え、A seal portion provided at the axial end portion of the housing with a gap from the rotating shaft is provided.
前記パッドは、凹部を有し、The pad has a recess and
前記ハウジングの内壁部には、給油孔を有する凸部が前記凹部に対向するように配置され、A convex portion having a refueling hole is arranged on the inner wall portion of the housing so as to face the concave portion.
前記給油孔は、前記凹部に向かって潤滑油を供給するように配置され、The oil supply holes are arranged so as to supply lubricating oil toward the recesses.
前記凸部の下流側端部は、前記パッドの下流側端部よりも下流側に張り出している、ティルティングパッドジャーナル軸受。A tilting pad journal bearing in which the downstream end of the convex portion projects downstream of the downstream end of the pad.
前記凹部及び前記凸部の少なくとも一方には、縁部が設けられ、
前記縁部は、前記凹部と前記凸部との間隙における前記潤滑油の主流が前記回転軸の回転方向となるように、流路抵抗として機能するものである、請求項1又は2に記載のティルティングパッドジャーナル軸受。
An edge portion is provided at least one of the concave portion and the convex portion.
The edge portion according to claim 1 or 2, wherein the edge portion functions as a flow path resistance so that the main flow of the lubricating oil in the gap between the concave portion and the convex portion is in the rotation direction of the rotation axis. Tilting pad journal bearing.
前記縁部は、前記凹部及び前記凸部の少なくとも一方における前記回転軸の回転方向の上流部に設けられている、請求項記載のティルティングパッドジャーナル軸受。 The tilting pad journal bearing according to claim 3 , wherein the edge portion is provided at least one of the concave portion and the convex portion in the upstream portion in the rotation direction of the rotation shaft. 前記縁部は、前記凹部及び前記凸部の少なくとも一方における前記回転軸の中心線方向の端部に設けられている、請求項記載のティルティングパッドジャーナル軸受。 The tilting pad journal bearing according to claim 3 , wherein the edge portion is provided at an end portion of the concave portion and at least one of the convex portions in the direction of the center line of the rotating shaft. 前記給油孔の中心軸は、前記凹部の対向面に略垂直に交わるように構成されている、請求項1〜のいずれか一項に記載のティルティングパッドジャーナル軸受。 The tilting pad journal bearing according to any one of claims 1 to 5 , wherein the central axis of the refueling hole is configured to intersect the facing surface of the recess substantially perpendicularly. 請求項1〜のいずれか一項に記載のティルティングパッドジャーナル軸受を備えた、遠心圧縮機。 A centrifugal compressor comprising the tilting pad journal bearing according to any one of claims 1 to 6 .
JP2017181369A 2017-09-21 2017-09-21 Tilting pad journal bearing and centrifugal compressor using it Active JP6818668B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017181369A JP6818668B2 (en) 2017-09-21 2017-09-21 Tilting pad journal bearing and centrifugal compressor using it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017181369A JP6818668B2 (en) 2017-09-21 2017-09-21 Tilting pad journal bearing and centrifugal compressor using it

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019056429A JP2019056429A (en) 2019-04-11
JP6818668B2 true JP6818668B2 (en) 2021-01-20

Family

ID=66107166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017181369A Active JP6818668B2 (en) 2017-09-21 2017-09-21 Tilting pad journal bearing and centrifugal compressor using it

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6818668B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023046974A1 (en) * 2021-09-27 2023-03-30 Voith Patent Gmbh Tilting pad bearing, in particular radial tilting pad bearing

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109958707B (en) * 2019-04-28 2023-11-07 大连三环复合材料技术开发股份有限公司 Low-speed heavy-load composite sliding bearing

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0932848A (en) * 1995-07-19 1997-02-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Tilting pad bearing
JP2003120675A (en) * 2001-10-10 2003-04-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Bearing device and method for controlling lubricant supply in bearing device
JP2016217444A (en) * 2015-05-20 2016-12-22 株式会社日立製作所 Tilting pad bearing device and centrifugal compressor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023046974A1 (en) * 2021-09-27 2023-03-30 Voith Patent Gmbh Tilting pad bearing, in particular radial tilting pad bearing

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019056429A (en) 2019-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3032122B1 (en) Tilting pad bearing
US10415635B2 (en) Tilting pad journal bearing
JP6038088B2 (en) Bearings and bearing pads
EP3032123B1 (en) Tilting pad type journal bearing
JP6101135B2 (en) Bearing device and rotating machine
JP2015007463A (en) Tilting pad bearing
JP2009063015A (en) Tilting pad type journal bearing
JP6434321B2 (en) Tilting pad journal bearing
JP6818668B2 (en) Tilting pad journal bearing and centrifugal compressor using it
WO2015122331A1 (en) Plain bearing and lubricant supply mechanism equipped with same
JP2015209898A (en) Journal bearing device and rotary machine including the same
KR102340555B1 (en) tilting pad bearing
KR102078494B1 (en) Journal bearing and rolling machine
JP6200722B2 (en) Tilting pad bearing device
KR102240987B1 (en) Bearing device and rotating machine
JP6174863B2 (en) Bearing pad, bearing device using the same, and rotating machine
JP2016217364A (en) Tilting pad type journal bearing
JP2019124277A (en) Tilting pad bearing device and rotary machine
JP6798950B2 (en) Tilting pad journal bearing equipment
JP5602122B2 (en) Slide bearing and pump device using the same
KR20180103144A (en) Journal Bearing & Rotating Machinery
JP2016217398A (en) Bearing device
WO2020021866A1 (en) Tilting pad-type journal bearing and rotary machine using same
JP2021131108A (en) bearing
JP2017040341A (en) Connecting rod bearing

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200120

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20200122

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201020

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201027

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201111

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6818668

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150