JPH0749808B2 - 高速回転機械の滑り軸受用潤滑油排出装置 - Google Patents
高速回転機械の滑り軸受用潤滑油排出装置Info
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- JPH0749808B2 JPH0749808B2 JP61207630A JP20763086A JPH0749808B2 JP H0749808 B2 JPH0749808 B2 JP H0749808B2 JP 61207630 A JP61207630 A JP 61207630A JP 20763086 A JP20763086 A JP 20763086A JP H0749808 B2 JPH0749808 B2 JP H0749808B2
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- bearing
- shaft
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/18—Lubricating arrangements
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/60—Fluid transfer
- F05D2260/601—Fluid transfer using an ejector or a jet pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/60—Fluid transfer
- F05D2260/602—Drainage
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高速回転機械特にターボ機械の回転軸のた
めの滑り軸受における漏油のない潤滑油排出装置に関す
る。
めの滑り軸受における漏油のない潤滑油排出装置に関す
る。
ターボ機械特に蒸気タービンのための周知の滑り軸受
(ラジアル軸受又はアキシャル軸受又は両軸受の組み合
わせ)は一般に軸受の両端面の範囲に、滑り軸受面に加
圧して供給される潤滑油が外に向かって流出するのを防
ぐ非接触の軸封止部を有する。その際軸封止部の封止性
が特に問題となる。軸封止部はできるだけ漏れがあって
はならない。潤滑油の排出の問題はこの目標とする無漏
油に密に関係している。このために滑り軸受は少なくと
も一側に集油環状路を有する。この集油環状路は少なく
とも一つの流出口を経て油捕集装置の中に開口し、この
油捕集装置は油槽又は潤滑油循環路に結合されている。
(ラジアル軸受又はアキシャル軸受又は両軸受の組み合
わせ)は一般に軸受の両端面の範囲に、滑り軸受面に加
圧して供給される潤滑油が外に向かって流出するのを防
ぐ非接触の軸封止部を有する。その際軸封止部の封止性
が特に問題となる。軸封止部はできるだけ漏れがあって
はならない。潤滑油の排出の問題はこの目標とする無漏
油に密に関係している。このために滑り軸受は少なくと
も一側に集油環状路を有する。この集油環状路は少なく
とも一つの流出口を経て油捕集装置の中に開口し、この
油捕集装置は油槽又は潤滑油循環路に結合されている。
静止状態(起動)から運転回転数に至る広い回転数範囲
における滞留のない潤滑油の排出の問題は、特に運転時
に軸受部に例えば40m/sの高い周速が生じるような滑り
軸受に支えられた高速回転機械の回転軸において生じ
る。このような高速回転機械としては特にターボ機械、
特にその運転回転数が一般に1500rpm(原子力発電所の
蒸気タービン)又は3000rpm(火力発電所の蒸気タービ
ン)である蒸気タービンがあげられる。アメリカ合衆国
においては相当回転数は60Hzの電源周波数のために1800
rpm又は3800rpmとなる。回転軸のこの高い周速において
潤滑油は回転軸の周囲から遠心力によりはね飛ばされ、
泡を形成する傾向が強い。潤滑油は迅速に排出しなけれ
ばならない。なぜならばさもないと集油環状路に油の滞
留が起こるおそれがあるからである。
における滞留のない潤滑油の排出の問題は、特に運転時
に軸受部に例えば40m/sの高い周速が生じるような滑り
軸受に支えられた高速回転機械の回転軸において生じ
る。このような高速回転機械としては特にターボ機械、
特にその運転回転数が一般に1500rpm(原子力発電所の
蒸気タービン)又は3000rpm(火力発電所の蒸気タービ
ン)である蒸気タービンがあげられる。アメリカ合衆国
においては相当回転数は60Hzの電源周波数のために1800
rpm又は3800rpmとなる。回転軸のこの高い周速において
潤滑油は回転軸の周囲から遠心力によりはね飛ばされ、
泡を形成する傾向が強い。潤滑油は迅速に排出しなけれ
ばならない。なぜならばさもないと集油環状路に油の滞
留が起こるおそれがあるからである。
この発明の課題は、あらゆる運転状態すなわち静止状態
から始まり起動回転数(一般に10rpm)を経て運転回転
数(一般に3000rpm)に至るまでの起こり得る回転数の
全範囲において、滑り軸受面から流出する潤滑油の迅速
な排出を保証するような装置を提供することにある。特
に油の泡が発生しても油のいかなる滞留も生じないよう
に油の迅速な排出をこの装置により保証しようとするも
のである。別の課題は、軸封止部の漏油収集室からの漏
油を更によく排出するために、潤滑油の主流の迅速な排
出力を利用するように前記の装置を構成することにあ
る。
から始まり起動回転数(一般に10rpm)を経て運転回転
数(一般に3000rpm)に至るまでの起こり得る回転数の
全範囲において、滑り軸受面から流出する潤滑油の迅速
な排出を保証するような装置を提供することにある。特
に油の泡が発生しても油のいかなる滞留も生じないよう
に油の迅速な排出をこの装置により保証しようとするも
のである。別の課題は、軸封止部の漏油収集室からの漏
油を更によく排出するために、潤滑油の主流の迅速な排
出力を利用するように前記の装置を構成することにあ
る。
この課題はこの発明に基づき、高速回転機械の回転軸の
滑り軸受における漏油のない潤滑油排出装置であって、
滑り面に加圧して供給される潤滑油が軸受の両端面の範
囲で外に向かって流出するのを防ぐ非接触の軸封止部
と、回転軸に沿って分解された軸受ブッシュの少なくと
も一端面上に軸封止部と軸受の端面との間に配置された
集油環状路とを備え、集油環状路が少なくとも一つの油
流出口を経て油槽又は潤滑油循環路と結合されている油
捕集装置に通じており、軸封止部が軸方向に相互に間隔
を置いて設けられた複数の封止リングを備え、この封止
リングが封止室のリング壁の内周上に配置されかつその
封止先端で回転軸の外周を狭い隙間をもって囲み、その
際封止室が集油環状路の軸方向手前に置かれている潤滑
油排出装置において、油流出口を形成するために、集油
環状路の外周壁の一部がスリットの形の開口を有してお
り、この開口は集油環状路の外側輪郭の少なくとも最も
低い点から回転軸の回転方向に見て高くとも前記外側輪
郭の軸受ブッシュ継目により制限される個所まで広がる
角度範囲にまたがっており、この開口にはその出口断面
に相応して寸法を選ばれた流入口を備えた油捕集箱が封
止接続され、封止室が、そのリング壁の封止リングの間
の中間空間に配置された多数の油流出孔を経て漏油収集
室に通じており、この収集室は封止室の下側のリング壁
の半部の少なくとも主な部分を外に向かって封止して囲
み、軸方向に向いた吸い出し孔と吸引作用を発生するノ
ズルとを経て排出油流を導く開口に通じていることによ
り解決される。有利な実施態様は特許請求の範囲第2項
以下に記載されている。
滑り軸受における漏油のない潤滑油排出装置であって、
滑り面に加圧して供給される潤滑油が軸受の両端面の範
囲で外に向かって流出するのを防ぐ非接触の軸封止部
と、回転軸に沿って分解された軸受ブッシュの少なくと
も一端面上に軸封止部と軸受の端面との間に配置された
集油環状路とを備え、集油環状路が少なくとも一つの油
流出口を経て油槽又は潤滑油循環路と結合されている油
捕集装置に通じており、軸封止部が軸方向に相互に間隔
を置いて設けられた複数の封止リングを備え、この封止
リングが封止室のリング壁の内周上に配置されかつその
封止先端で回転軸の外周を狭い隙間をもって囲み、その
際封止室が集油環状路の軸方向手前に置かれている潤滑
油排出装置において、油流出口を形成するために、集油
環状路の外周壁の一部がスリットの形の開口を有してお
り、この開口は集油環状路の外側輪郭の少なくとも最も
低い点から回転軸の回転方向に見て高くとも前記外側輪
郭の軸受ブッシュ継目により制限される個所まで広がる
角度範囲にまたがっており、この開口にはその出口断面
に相応して寸法を選ばれた流入口を備えた油捕集箱が封
止接続され、封止室が、そのリング壁の封止リングの間
の中間空間に配置された多数の油流出孔を経て漏油収集
室に通じており、この収集室は封止室の下側のリング壁
の半部の少なくとも主な部分を外に向かって封止して囲
み、軸方向に向いた吸い出し孔と吸引作用を発生するノ
ズルとを経て排出油流を導く開口に通じていることによ
り解決される。有利な実施態様は特許請求の範囲第2項
以下に記載されている。
この発明により得られる長所はとりわけ、静止状態にお
いても、起動回転数から運転回転数に至るあるゆる回転
数範囲においても、潤滑油が油捕集箱の案内壁により下
に向かう流出路へ方向転換され、その際軸回転数が増加
すると共に扇形に配置された案内壁のうち回転軸の回転
方向に見て高く置かれたものがますます効果を発揮し、
一方低回転数では下側の案内壁が有効となることにあ
る。それにより油泡の迅速な排出が助長され、油流中の
渦形成が避けられる。油補集箱は特に垂直な流出路に開
口し、この流出路自体は軸受ハウジングに開口し、油は
この軸受ハウジングから集油槽に排出される。しかしな
がら流出路が集油槽に直接接続されると更に有利であ
る。こうするば油流の空気にさらされる表面が著しく減
少し(軸受ハウジングに油の飛散と油霧が生じない)、
このことはここでも油回収の出費を低減し又は潤滑油の
寿命を増大する。軸封止部の封止性の主な改善は、封止
先端の間に封止室にたまった漏油が孔を経て分離された
リング状の漏油収集室に流れ込むことにより達成され、
その際この収集室からの油の排出は水ジェットポンプの
原理に基づき作動する吸引キャップにより行われる。こ
の吸引キャップの吸引側は軸方向孔を介して収集室に接
続され、円錐形又はくさび形の輪郭を有するノズルとし
て流出油流中に配置されている。この流出油流中で吸引
キャップにより生じる流路の絞りにより流速の局部的な
増加、従って吸引作用が得られる。従って漏油収集室か
らの漏油は吸引キャップを通って流出油流中に搬送さ
れ、その際油ばかりでなく油の泡も全部排出されること
になる。
いても、起動回転数から運転回転数に至るあるゆる回転
数範囲においても、潤滑油が油捕集箱の案内壁により下
に向かう流出路へ方向転換され、その際軸回転数が増加
すると共に扇形に配置された案内壁のうち回転軸の回転
方向に見て高く置かれたものがますます効果を発揮し、
一方低回転数では下側の案内壁が有効となることにあ
る。それにより油泡の迅速な排出が助長され、油流中の
渦形成が避けられる。油補集箱は特に垂直な流出路に開
口し、この流出路自体は軸受ハウジングに開口し、油は
この軸受ハウジングから集油槽に排出される。しかしな
がら流出路が集油槽に直接接続されると更に有利であ
る。こうするば油流の空気にさらされる表面が著しく減
少し(軸受ハウジングに油の飛散と油霧が生じない)、
このことはここでも油回収の出費を低減し又は潤滑油の
寿命を増大する。軸封止部の封止性の主な改善は、封止
先端の間に封止室にたまった漏油が孔を経て分離された
リング状の漏油収集室に流れ込むことにより達成され、
その際この収集室からの油の排出は水ジェットポンプの
原理に基づき作動する吸引キャップにより行われる。こ
の吸引キャップの吸引側は軸方向孔を介して収集室に接
続され、円錐形又はくさび形の輪郭を有するノズルとし
て流出油流中に配置されている。この流出油流中で吸引
キャップにより生じる流路の絞りにより流速の局部的な
増加、従って吸引作用が得られる。従って漏油収集室か
らの漏油は吸引キャップを通って流出油流中に搬送さ
れ、その際油ばかりでなく油の泡も全部排出されること
になる。
次にこの発明に基づく潤滑油排出装置の一実施例を示す
図面によりこの発明を詳細に説明する。
図面によりこの発明を詳細に説明する。
図示されていない蒸気タービンの第1図に示す軸線1.0
を有する回転軸1はラジアル軸受として構成された滑り
軸受2に支持され、図示の実施例では250mmの直径を有
し、これは3000rpmの運転回転数において約40m/sの周速
に相当する。このように高い周速においては滑り軸受2
の両端面の範囲における潤滑油の排出及び軸の封止が特
に問題となる。回転軸1の滑り面は符号1.1により示さ
れ、滑り軸受2の滑り面は符号2.1により示されてい
る。滑り軸受2は上下の半殻状軸受ブッシュ2a、2bから
成り、これらの軸受ブッシュはその内周上に滑り面2.1
を有しかつ特に軸に沿った継目でフランジ結合されてい
る(図示されていない)。両軸受ブッシュ2a、2bを囲む
軸受外輪3は、第1図におけるその下側範囲において凸
球形の調節面3.1により軸受台4の相応の凹球形の対向
面4.1上に、滑り軸受2のためのいわゆる球面調節の可
能性をもたせて支持されれおり、その際軸受台4は略示
した基礎横桁5上に固定されている。軸受ブッシュ2a、
2bはその内周の近くに図示されていない油流路を備え
る。この油流路は回転軸1の滑り面1.1と滑り軸受2の
滑り面2.1の間の隙間6に開口する油出口を有し、その
際油流路の流入側に供給された潤滑油はこの油出口を通
って回転軸1の全周にわたり一様に軸受隙間6に到達す
る。この発明では油流路の形式は特に問題にせず、また
軸受が2分割されているか3分割されているかどうかも
問題にしてない。これに対し滑り軸受の滑り面2.1と回
転軸1の滑り面1.1との間の隙間6に導かれた潤滑油
が、滑り軸受2の両端面6.1、6.2から流出する際に、で
きるだけ漏れがなくかつ停滞することなく迅速に排出さ
れることだけが問題となる。潤滑油については、回転軸
1が静止状態から起動回転数に又は起動回転数から運転
回転数にもたらされるときに、滑り軸受2の滑り面2.1
の下側範囲の隙間6に導入される軸受摩擦を小さく保つ
ために用いられる軸持ち上げ装置の潤滑油もまた問題と
なるが、その際或る軸回転数以上では軸持ち上げ装置の
潤滑油はもはや必要ではなくなる。なぜならば隙間への
潤滑油の吸い込みは流体動力学的な圧力形成に基づいて
十分になるからである。いずれにしても給油量は相当な
量である。なぜならば潤滑油はその劣化を遅らせるため
に温度が上がり過ぎることが許されず、それ故に冷却用
の油成分も必要とするからである。
を有する回転軸1はラジアル軸受として構成された滑り
軸受2に支持され、図示の実施例では250mmの直径を有
し、これは3000rpmの運転回転数において約40m/sの周速
に相当する。このように高い周速においては滑り軸受2
の両端面の範囲における潤滑油の排出及び軸の封止が特
に問題となる。回転軸1の滑り面は符号1.1により示さ
れ、滑り軸受2の滑り面は符号2.1により示されてい
る。滑り軸受2は上下の半殻状軸受ブッシュ2a、2bから
成り、これらの軸受ブッシュはその内周上に滑り面2.1
を有しかつ特に軸に沿った継目でフランジ結合されてい
る(図示されていない)。両軸受ブッシュ2a、2bを囲む
軸受外輪3は、第1図におけるその下側範囲において凸
球形の調節面3.1により軸受台4の相応の凹球形の対向
面4.1上に、滑り軸受2のためのいわゆる球面調節の可
能性をもたせて支持されれおり、その際軸受台4は略示
した基礎横桁5上に固定されている。軸受ブッシュ2a、
2bはその内周の近くに図示されていない油流路を備え
る。この油流路は回転軸1の滑り面1.1と滑り軸受2の
滑り面2.1の間の隙間6に開口する油出口を有し、その
際油流路の流入側に供給された潤滑油はこの油出口を通
って回転軸1の全周にわたり一様に軸受隙間6に到達す
る。この発明では油流路の形式は特に問題にせず、また
軸受が2分割されているか3分割されているかどうかも
問題にしてない。これに対し滑り軸受の滑り面2.1と回
転軸1の滑り面1.1との間の隙間6に導かれた潤滑油
が、滑り軸受2の両端面6.1、6.2から流出する際に、で
きるだけ漏れがなくかつ停滞することなく迅速に排出さ
れることだけが問題となる。潤滑油については、回転軸
1が静止状態から起動回転数に又は起動回転数から運転
回転数にもたらされるときに、滑り軸受2の滑り面2.1
の下側範囲の隙間6に導入される軸受摩擦を小さく保つ
ために用いられる軸持ち上げ装置の潤滑油もまた問題と
なるが、その際或る軸回転数以上では軸持ち上げ装置の
潤滑油はもはや必要ではなくなる。なぜならば隙間への
潤滑油の吸い込みは流体動力学的な圧力形成に基づいて
十分になるからである。いずれにしても給油量は相当な
量である。なぜならば潤滑油はその劣化を遅らせるため
に温度が上がり過ぎることが許されず、それ故に冷却用
の油成分も必要とするからである。
次に第1図に示す滑り軸受2の右側端面範囲を詳細に考
察する(左側端面範囲も同一に又は同様に構成でき
る)。軸封止部7(第1図の左側部分では軸封止部の輪
郭だけが示されている)により囲まれた空間は全体を符
号8で示され、この空間8の一部は集油環状路8.1から
成る。集油環状路8.1は回転軸1を一定の軸方向長さa1
(この場合20mm)にわたり囲んでいる。集油環状路8.1
は回転軸1の下側範囲に配置された油流出口9を経て油
捕集装置10に開口する。油捕集装置10は流出路104.1、1
04.2を経て図示されていない方法で油槽又は潤滑油循環
路に結合されている。その際例えば潤滑油は油捕集装置
10からまず軸受ハウジングに、そして軸受ハウジングか
ら落差をもって集油槽に導かれるが、この構成は従来技
術から周知であるので図示されていない。
察する(左側端面範囲も同一に又は同様に構成でき
る)。軸封止部7(第1図の左側部分では軸封止部の輪
郭だけが示されている)により囲まれた空間は全体を符
号8で示され、この空間8の一部は集油環状路8.1から
成る。集油環状路8.1は回転軸1を一定の軸方向長さa1
(この場合20mm)にわたり囲んでいる。集油環状路8.1
は回転軸1の下側範囲に配置された油流出口9を経て油
捕集装置10に開口する。油捕集装置10は流出路104.1、1
04.2を経て図示されていない方法で油槽又は潤滑油循環
路に結合されている。その際例えば潤滑油は油捕集装置
10からまず軸受ハウジングに、そして軸受ハウジングか
ら落差をもって集油槽に導かれるが、この構成は従来技
術から周知であるので図示されていない。
第1図の油流出口9を形成するために、第2図に示すよ
うに集油環状路8.1の円環状の外周壁80は円弧の一部が
スリット形の開口90の形で開放されている。開口90は周
方向においてフライス切削縁(上縁81a、下縁81b)によ
り画成されている。その際切削縁の上縁81aをほぼ水平
に延び、下縁81bは水平に対し10゜の傾斜角を有し、高
回転数の場合に破線の矢印f1で示したように扇形に噴出
する油F1と低回転数の集油環状路8.1から流出する油流
(白抜き矢印f2)とが、開口90の後に接続された油捕集
箱100に容易に導かれるようになっている。これと同じ
ことが開口90中に外周壁80のプリズム形に残っている部
分片80.1の上下の境界縁81c、81dに対しても適用され
る。部分片80.1は油捕集箱100を取り付ける際に間隔片
として働き、固定用ボルト16(第1図参照)のための貫
通孔80.2を備えている。この部分片80.1は噴出油F1を部
分噴射に分割する働きをする。
うに集油環状路8.1の円環状の外周壁80は円弧の一部が
スリット形の開口90の形で開放されている。開口90は周
方向においてフライス切削縁(上縁81a、下縁81b)によ
り画成されている。その際切削縁の上縁81aをほぼ水平
に延び、下縁81bは水平に対し10゜の傾斜角を有し、高
回転数の場合に破線の矢印f1で示したように扇形に噴出
する油F1と低回転数の集油環状路8.1から流出する油流
(白抜き矢印f2)とが、開口90の後に接続された油捕集
箱100に容易に導かれるようになっている。これと同じ
ことが開口90中に外周壁80のプリズム形に残っている部
分片80.1の上下の境界縁81c、81dに対しても適用され
る。部分片80.1は油捕集箱100を取り付ける際に間隔片
として働き、固定用ボルト16(第1図参照)のための貫
通孔80.2を備えている。この部分片80.1は噴出油F1を部
分噴射に分割する働きをする。
開口90は回転軸のα≒75゜の角度範囲にまたがってい
る。この角度範囲αは少なくとも集油環状路8.1の外側
輪郭82の測量的に最も低い点82.0で始まり、回転軸1の
回転方向f3の方向に見て少なくとも軸受ブッシュ2a、2b
の継目200の面にできるだけ近くにある個所11まで延び
ている。第2図では搬出油F1は、回転軸1の最高運転回
転数の際に回転軸1の下面からほぼ角度範囲βの範囲で
遠心力により飛ばされる噴出油の衝突域の最高点を用い
て示されているが、この扇形の輪郭に限定されるもので
はない。回転軸1の下面における角度範囲βは第2図の
実施例では約45゜となっており、しかも垂直な軸線平面
の両側にそれぞれ約22.5゜となっているが、この値も固
定的なものではない。回転軸1の表面上の油噴出の出発
点12は回転軸1の周速の増加と共に遠心力の作用により
回転方向に移動するので、斜め下向きの油噴出線f11で
始まり斜め上向きの油噴出線f15に達する図示の扇形の
広がりを生じる。回転軸の起動時等の低速回転時の潤滑
油は、流量が多いときでも白抜き矢印f2により示すよう
に低速で油捕集箱100の下側流入範囲に流れ込む。
る。この角度範囲αは少なくとも集油環状路8.1の外側
輪郭82の測量的に最も低い点82.0で始まり、回転軸1の
回転方向f3の方向に見て少なくとも軸受ブッシュ2a、2b
の継目200の面にできるだけ近くにある個所11まで延び
ている。第2図では搬出油F1は、回転軸1の最高運転回
転数の際に回転軸1の下面からほぼ角度範囲βの範囲で
遠心力により飛ばされる噴出油の衝突域の最高点を用い
て示されているが、この扇形の輪郭に限定されるもので
はない。回転軸1の下面における角度範囲βは第2図の
実施例では約45゜となっており、しかも垂直な軸線平面
の両側にそれぞれ約22.5゜となっているが、この値も固
定的なものではない。回転軸1の表面上の油噴出の出発
点12は回転軸1の周速の増加と共に遠心力の作用により
回転方向に移動するので、斜め下向きの油噴出線f11で
始まり斜め上向きの油噴出線f15に達する図示の扇形の
広がりを生じる。回転軸の起動時等の低速回転時の潤滑
油は、流量が多いときでも白抜き矢印f2により示すよう
に低速で油捕集箱100の下側流入範囲に流れ込む。
開口90上にはその出口断面91に相応して寸法を選ばれた
流入口101を有する油捕集箱100が封止接続されるが、こ
れについては後に詳述する。噴出油F1の分割のために、
及びその個々の油噴出線f1又はf11ないしf15の方向転換
のために、及び白抜き矢印f2に示す油流の方向転換のた
めに、油捕集箱100の油流室102は最初は回転軸1の外周
に対して接線方向に延び次いで弓形に下降している案内
壁103aないし103dにより並列に接続された複数の油流路
に、この場合には相互に並列に接続された三つの油流路
102.1、102.2、102.3に分割される。その際案内壁103a
と103bは内側案内壁であり、これに対して案内壁103cと
103dは外側案内壁である。これらの外側案内壁は油流室
102の全容積と外側の両油流路102.1と102.3とを外に向
かって画成する。油流路102.1、102.2および102.3を備
えた油流室102は下に向かう1つの排油路部104の中に開
口する。排油路部104は捕集箱100の出口105に溶接され
ている。第1図に示す軸線1.0の方向では油捕集装置10
(第2図の油捕集箱100)は集油環状路8.1の小さい幅に
応じて僅かの寸法を有しているに過ぎない。板から成る
その両端面壁106の面平行な広がりが示すように、油捕
集装置10は平らな箱として形成される。
流入口101を有する油捕集箱100が封止接続されるが、こ
れについては後に詳述する。噴出油F1の分割のために、
及びその個々の油噴出線f1又はf11ないしf15の方向転換
のために、及び白抜き矢印f2に示す油流の方向転換のた
めに、油捕集箱100の油流室102は最初は回転軸1の外周
に対して接線方向に延び次いで弓形に下降している案内
壁103aないし103dにより並列に接続された複数の油流路
に、この場合には相互に並列に接続された三つの油流路
102.1、102.2、102.3に分割される。その際案内壁103a
と103bは内側案内壁であり、これに対して案内壁103cと
103dは外側案内壁である。これらの外側案内壁は油流室
102の全容積と外側の両油流路102.1と102.3とを外に向
かって画成する。油流路102.1、102.2および102.3を備
えた油流室102は下に向かう1つの排油路部104の中に開
口する。排油路部104は捕集箱100の出口105に溶接され
ている。第1図に示す軸線1.0の方向では油捕集装置10
(第2図の油捕集箱100)は集油環状路8.1の小さい幅に
応じて僅かの寸法を有しているに過ぎない。板から成る
その両端面壁106の面平行な広がりが示すように、油捕
集装置10は平らな箱として形成される。
第2図から分かるように、油流室102特に中央の油流路1
02.2は油流方向(矢印f4)に流入口101の断面から出口1
05に至るまで先細になっている。それにより油の噴出線
f11ないしf15は矢印f4の方向に次第に集められるので、
油流室102は出口105においてほぼ油により満たされる。
案内壁103aないし103d(全体として符号103で表わされ
ている)が最初は回転軸1の外周に対して接線方向に延
び、次に弓形に下降していることは、案内壁103が高速
回転時の噴出油F1又は低速回転時の油流f2の接線方向と
ほとんど同方向を向き、できるだけ少ない流れ抵抗で油
捕集箱100へ潤滑油が導入されることを意味している。
この油捕集箱100に続く範囲においては、油流の下方へ
の方向転換のための案内壁103の弓形の湾曲が特に第2
図に示すように垂直方向になっている。勿論斜め下向き
への方向転換もまた可能である。油捕集箱100の方向転
換経路に引き続いて第1図に示すように、排油路部104
が流出路104.1を介してこれより大きい断面を有する流
出路104.2へと続く。第2図に示すように油捕集箱100を
油流方向に細くすると、湾曲したメガホンのような箱輪
郭が得られるので有利である。これに対して両端面壁10
6を近づけることにより細くするのは好ましくない。な
ぜならば端面壁の面平行性は正確な組み立てと保持の理
由から望ましいからである。また第5図に示すように油
捕集箱100は溶接構造の薄い板(2mm)から構成すること
ができる。また第1図に示すように油捕集装置100の集
油環状路8.1への封止接続を達成するために、油捕集装
置10の両端面壁106の縁部範囲はポケット状空間13、14
に挿入される。その際ポケット状空間13は下側軸受ブッ
シュ2bの端面状のフライス切削部と、外周壁80の対向す
る端面とにより形成される。これに向かい合ったポケッ
ト状空間14は弧状のフライス切削部又は段を付けた縁部
と、リング状の端面壁71に対して端面壁106の壁厚の間
隔を置いて固定用ボルト16により保持された弧状の桟17
とにより形成される。第1図に示す固定用ボルト16は、
アングルリング70の上下半部70a、70b(第2図)のため
の軸受ブッシュ2a、2bのめくらねじ孔15にそれぞれねじ
込まれたその他の固定ボルトと同一の孔配置円上に置か
れている。アングルリング70の両半部70a、70bは同様に
上下の半部からなるリング壁72の継目上に溶接された突
出片74a、74b(第2図及び第7図)を用いて封止して締
め合わされている。ポケット状空間13、14の範囲におけ
る隙間を小さくすることにより、油捕集装置10のこの範
囲における油密な接続が達成できる。
02.2は油流方向(矢印f4)に流入口101の断面から出口1
05に至るまで先細になっている。それにより油の噴出線
f11ないしf15は矢印f4の方向に次第に集められるので、
油流室102は出口105においてほぼ油により満たされる。
案内壁103aないし103d(全体として符号103で表わされ
ている)が最初は回転軸1の外周に対して接線方向に延
び、次に弓形に下降していることは、案内壁103が高速
回転時の噴出油F1又は低速回転時の油流f2の接線方向と
ほとんど同方向を向き、できるだけ少ない流れ抵抗で油
捕集箱100へ潤滑油が導入されることを意味している。
この油捕集箱100に続く範囲においては、油流の下方へ
の方向転換のための案内壁103の弓形の湾曲が特に第2
図に示すように垂直方向になっている。勿論斜め下向き
への方向転換もまた可能である。油捕集箱100の方向転
換経路に引き続いて第1図に示すように、排油路部104
が流出路104.1を介してこれより大きい断面を有する流
出路104.2へと続く。第2図に示すように油捕集箱100を
油流方向に細くすると、湾曲したメガホンのような箱輪
郭が得られるので有利である。これに対して両端面壁10
6を近づけることにより細くするのは好ましくない。な
ぜならば端面壁の面平行性は正確な組み立てと保持の理
由から望ましいからである。また第5図に示すように油
捕集箱100は溶接構造の薄い板(2mm)から構成すること
ができる。また第1図に示すように油捕集装置100の集
油環状路8.1への封止接続を達成するために、油捕集装
置10の両端面壁106の縁部範囲はポケット状空間13、14
に挿入される。その際ポケット状空間13は下側軸受ブッ
シュ2bの端面状のフライス切削部と、外周壁80の対向す
る端面とにより形成される。これに向かい合ったポケッ
ト状空間14は弧状のフライス切削部又は段を付けた縁部
と、リング状の端面壁71に対して端面壁106の壁厚の間
隔を置いて固定用ボルト16により保持された弧状の桟17
とにより形成される。第1図に示す固定用ボルト16は、
アングルリング70の上下半部70a、70b(第2図)のため
の軸受ブッシュ2a、2bのめくらねじ孔15にそれぞれねじ
込まれたその他の固定ボルトと同一の孔配置円上に置か
れている。アングルリング70の両半部70a、70bは同様に
上下の半部からなるリング壁72の継目上に溶接された突
出片74a、74b(第2図及び第7図)を用いて封止して締
め合わされている。ポケット状空間13、14の範囲におけ
る隙間を小さくすることにより、油捕集装置10のこの範
囲における油密な接続が達成できる。
油捕集箱100の入口側では、封止がゴム弾性的に封止縁1
8により油捕集箱100の下側の範囲で、また封止縁19によ
り油捕集箱100の上側の範囲で行われる。下側の封止縁1
8は部分室108のほぼL字形に曲げられた収容ポケットに
配置され、部分室108の室空間は断面図においてほぼ三
角形であり、油流の寄せて来る方向に向かって入口孔10
8.1を有し、また油の流れ去る方向に向かって出口孔10
8.2を有する。この部分室108にはポケット状空間13、14
からの漏油が入口孔108.1を経て収容され、出口孔108.2
を経て主な流れに再び放出される。上側の封止縁19は相
応にほぼL字形に曲げられた周囲壁の自由な脚の端部上
に、しかも同様に上側の部分室107の収容ポケットに保
持されている。両封止縁18、19は組み立てた状態におい
て初期応力をもって外周壁80に向かって押されるので、
封止縁は弾性により封止して図示のように外周壁80に接
触する。上側の部分室107に入り込んだ潤滑油は重力に
基づいて主流中に戻る。
8により油捕集箱100の下側の範囲で、また封止縁19によ
り油捕集箱100の上側の範囲で行われる。下側の封止縁1
8は部分室108のほぼL字形に曲げられた収容ポケットに
配置され、部分室108の室空間は断面図においてほぼ三
角形であり、油流の寄せて来る方向に向かって入口孔10
8.1を有し、また油の流れ去る方向に向かって出口孔10
8.2を有する。この部分室108にはポケット状空間13、14
からの漏油が入口孔108.1を経て収容され、出口孔108.2
を経て主な流れに再び放出される。上側の封止縁19は相
応にほぼL字形に曲げられた周囲壁の自由な脚の端部上
に、しかも同様に上側の部分室107の収容ポケットに保
持されている。両封止縁18、19は組み立てた状態におい
て初期応力をもって外周壁80に向かって押されるので、
封止縁は弾性により封止して図示のように外周壁80に接
触する。上側の部分室107に入り込んだ潤滑油は重力に
基づいて主流中に戻る。
既に述べたように、油流f2の運動エネルギーは非常に有
効な漏油吸い出しのためのエネルギーとして利用でき
る。これを説明するために次に第1図に示す軸封止部7
に立ち入って述べよう。
効な漏油吸い出しのためのエネルギーとして利用でき
る。これを説明するために次に第1図に示す軸封止部7
に立ち入って述べよう。
封止室は符号8.2を付けられている。この封止室には封
止リング73が設けられ、これらの封止リングはその封止
先端で回転軸1を狭い隙間でもって囲む。軸方向に相互
に間隔を置いて設けられた四つの封止リング73が第1図
に示されている。封止室8.2は第1図に示すように集油
環状路8.1の手前に置かれている。封止室8.2は多数の油
流出孔20(特に第1図の下側部分及び第2図の右側部
分、第3図参照)を経て漏油収集室21と連通しており、
この収集室21は第3図に示すようにアーチ状の周囲壁2
1.1とアーチ状輪郭に相応する端面壁21.2(第6図参
照)とにより構成されている。周囲壁21.1は、下側のア
ングルリング半部70bの下側の両突出片74bから出発し
て、リング壁72の外周の下側半部の全体を実際上囲む。
油流出孔20はリング壁72の下側半部中に配置され(第2
図、第3図参照)、封止リング73の間の中間空間22に通
じており(第1図参照)、好ましくは第2図に示すよう
に半径方向に延びている。周囲壁21.1と端面壁21.2とは
相互にかつアングルリング70の両壁71、72に溶接されて
いる(第6図参照)。漏油収集室21は軸方向に向いた吸
い出し孔23を経て吸引作用を発生するノズルに開口し、
このノズルは吸引キャップ24の形で流出油流f2中に存在
する(第1図、第4図参照)。特に第10図に示すように
吸引キャップ24は中空体の半殻、この場合は片側に迎流
先端を有する中空円筒半部から成る。流出油流の寄せて
来る方向f5に円錐形又はくさび形の迎流先端24.1が存在
し、半殻状の円筒24.2が直接寄せて来る流れに対して吸
い出し孔23の開口を覆い、かつ流出油流の流れ去る方向
f50に開放されていることが重要である。吸引キャップ
は必ずしも半殻状の丸屋根を有する必要はない。むしろ
吸引キャップが中空室を形成し、この中空室が流出油流
による直接寄せて来る流れに対して遮へいされており、
それにより吸引キャップの外周上の流速の局所的な増加
により吸い出し孔23に連通するその内部空間に対して吸
引作用が生じることが重要である。第8図及び第9図
に、中空に孔開けされその一端に特に円錐形の迎流先端
241を備えた円筒形の完全体240からの、吸引キャップの
適当な製造方法が示されている。そして中空体は好まし
くは対称な二つの半部に分割され、その際切断はx軸又
はy軸に沿って行うことができる。しかし吸引キャップ
24は冷間成形により平らな板から製作することもでき
る。
止リング73が設けられ、これらの封止リングはその封止
先端で回転軸1を狭い隙間でもって囲む。軸方向に相互
に間隔を置いて設けられた四つの封止リング73が第1図
に示されている。封止室8.2は第1図に示すように集油
環状路8.1の手前に置かれている。封止室8.2は多数の油
流出孔20(特に第1図の下側部分及び第2図の右側部
分、第3図参照)を経て漏油収集室21と連通しており、
この収集室21は第3図に示すようにアーチ状の周囲壁2
1.1とアーチ状輪郭に相応する端面壁21.2(第6図参
照)とにより構成されている。周囲壁21.1は、下側のア
ングルリング半部70bの下側の両突出片74bから出発し
て、リング壁72の外周の下側半部の全体を実際上囲む。
油流出孔20はリング壁72の下側半部中に配置され(第2
図、第3図参照)、封止リング73の間の中間空間22に通
じており(第1図参照)、好ましくは第2図に示すよう
に半径方向に延びている。周囲壁21.1と端面壁21.2とは
相互にかつアングルリング70の両壁71、72に溶接されて
いる(第6図参照)。漏油収集室21は軸方向に向いた吸
い出し孔23を経て吸引作用を発生するノズルに開口し、
このノズルは吸引キャップ24の形で流出油流f2中に存在
する(第1図、第4図参照)。特に第10図に示すように
吸引キャップ24は中空体の半殻、この場合は片側に迎流
先端を有する中空円筒半部から成る。流出油流の寄せて
来る方向f5に円錐形又はくさび形の迎流先端24.1が存在
し、半殻状の円筒24.2が直接寄せて来る流れに対して吸
い出し孔23の開口を覆い、かつ流出油流の流れ去る方向
f50に開放されていることが重要である。吸引キャップ
は必ずしも半殻状の丸屋根を有する必要はない。むしろ
吸引キャップが中空室を形成し、この中空室が流出油流
による直接寄せて来る流れに対して遮へいされており、
それにより吸引キャップの外周上の流速の局所的な増加
により吸い出し孔23に連通するその内部空間に対して吸
引作用が生じることが重要である。第8図及び第9図
に、中空に孔開けされその一端に特に円錐形の迎流先端
241を備えた円筒形の完全体240からの、吸引キャップの
適当な製造方法が示されている。そして中空体は好まし
くは対称な二つの半部に分割され、その際切断はx軸又
はy軸に沿って行うことができる。しかし吸引キャップ
24は冷間成形により平らな板から製作することもでき
る。
第3図及び第4図は、漏油収集室21の下側範囲における
吸い出し孔23の配置と、吸引キャップ24のこの吸い出し
孔23への対応位置を示す。
吸い出し孔23の配置と、吸引キャップ24のこの吸い出し
孔23への対応位置を示す。
第1図はこの発明に基づく潤滑油排出装置の一実施例の
縦断面図、第2図の左右半部はそれぞれ第1図に示す装
置の切断線II/1−II/1、II/2−II/2による断面図、第3
図は第1図に示す漏油捕集室の切断線III−IIIによる断
面図、第4図は第1図に示す吸引キャップを矢印IVから
見た図、第5図は第2図の切断線V−Vによる油捕集箱
の断面図、第6図は第2図の切断線VI−VIによる漏油収
集室の断面図、第7図は第2図の矢印VIIから見た図、
第8図と第9図はそれぞれ吸引キャップの半製品の側面
図と正面図、第10図は第4図に示す吸引キャップの斜視
図、第11図は第1図に示す装置を矢印XIから見た図であ
る。 1……回転軸、1.0……軸線、1.1、2.1……滑り面、8.1
……軸受端面壁、7……軸封止部、8.1……集油環状
路、8.2……封止室、9……油流出口、10……油捕集装
置、18、19……封止縁、20……油流出孔、21……漏油収
集室、23……吸い出し孔、24……ノズル、72……リング
壁、73……封止リング、80……外周壁、82……集油環状
路の外側輪郭、90……開口、100……油捕集箱、101……
流入口、102……油流室、102.1ないし102.3……油流
路、103aないし103d……案内壁、104……排油路部。
縦断面図、第2図の左右半部はそれぞれ第1図に示す装
置の切断線II/1−II/1、II/2−II/2による断面図、第3
図は第1図に示す漏油捕集室の切断線III−IIIによる断
面図、第4図は第1図に示す吸引キャップを矢印IVから
見た図、第5図は第2図の切断線V−Vによる油捕集箱
の断面図、第6図は第2図の切断線VI−VIによる漏油収
集室の断面図、第7図は第2図の矢印VIIから見た図、
第8図と第9図はそれぞれ吸引キャップの半製品の側面
図と正面図、第10図は第4図に示す吸引キャップの斜視
図、第11図は第1図に示す装置を矢印XIから見た図であ
る。 1……回転軸、1.0……軸線、1.1、2.1……滑り面、8.1
……軸受端面壁、7……軸封止部、8.1……集油環状
路、8.2……封止室、9……油流出口、10……油捕集装
置、18、19……封止縁、20……油流出孔、21……漏油収
集室、23……吸い出し孔、24……ノズル、72……リング
壁、73……封止リング、80……外周壁、82……集油環状
路の外側輪郭、90……開口、100……油捕集箱、101……
流入口、102……油流室、102.1ないし102.3……油流
路、103aないし103d……案内壁、104……排油路部。
Claims (7)
- 【請求項1】高速回転機械の回転軸(1)の滑り軸受
(2)における漏油のない潤滑油排出装置であって、滑
り面(1.1、2.1)に加圧して供給される潤滑油が軸受
(2)の両端面(6.1、6.2)の範囲で外に向かって流出
するのを防ぐ非接触の軸封止部(7)と、回転軸(1)
に沿って分解された軸受ブッシュ(2a、2b)の少なくと
も一端面上に軸封止部(7)と軸受(2)の端面(6.
1、6.2)との間に配置された集油環状路(8.1)とを備
え、集油環状路(8.1)が少なくとも一つの油流出口
(9)を経て油槽又は潤滑油循環路と結合されている油
捕集装置(10)に通じており、軸封止部(7)が軸方向
に相互に間隔を置いて設けられた複数の封止リング(7
3)を備え、この封止リング(73)が封止室(8.2)のリ
ング壁(72)の内周上に配置されかつその封止先端で回
転軸(1)の外周を狭い隙間をもって囲み、その際封止
室(8.2)が集油環状路(8.1)の軸方向手前に置かれて
いる潤滑油排出装置において、油流出口(9)を形成す
るために、集油環状路(8.1)の外周壁(80)の一部が
スリットの形の開口(90)を有しており、この開口(9
0)は集油環状路(8.1)の外側輪郭(82)の少なくとも
最も低い点(82.0)から回転軸(1)の回転方向(f3)
に見て高くとも前記外側輪郭(82)の軸受ブッシュ継目
(200)により制限される個所(11)まで広がる角度範
囲(α)にまたがっており、この開口(90)にはその出
口断面(91)に相応して寸法を選ばれた流入口(101)
を備えた油捕集箱(100)が封止接続され、封止室(8.
2)が、そのリング壁(72)の封止リング(73)の間の
中間空間(22)に配置された多数の油流出孔(20)を経
て漏油収集室(21)に通じており、この収集室(21)は
封止室(8.2)の下側のリング壁(72)の半部の少なく
とも主な部分を外に向かって封止して囲み、軸方向に向
いた吸い出し孔(23)と吸引作用を発生するノズル(2
4)とを経て排出油流を導く開口(90)に通じているこ
とを特徴とする高速回転機械の滑り軸受用潤滑油排出装
置。 - 【請求項2】回転軸(1)の下面から遠心力で飛ばされ
た噴出油(F1)の分割とその油の噴射線(f1;f11ないし
f15)の方向転換のために、油捕集箱(100)の油流出室
(102)が回転軸(1)の接線方向に延び弓形に下降す
る案内壁(103aないし103d)により並列に接続された複
数の油流路(102.1ないし102.3)に分解され、これらの
油流路の先端が下向きの共通の排油路部(104)に開口
していることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
装置。 - 【請求項3】油流室(102)と油流路(102.1ないし102.
3)の少なくとも一部分(102.2)とが油流方向に見て流
入口(101)の断面から排油路部(104)との接続部に至
るまで先細に形成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第2項記載の装置。 - 【請求項4】回転軸(1)の軸線(1.0)方向に見て油
捕集箱(100)の輪郭が湾曲したメガホンのように先細
になっていることを特徴とする特許請求の範囲第2項記
載の装置。 - 【請求項5】ノズルが吸引キャップ(24)として形成さ
れた中空体の半殻から成り、この中空体が油の流れて来
る方向に円錐形又はくさび形の迎流先端(24.1)を有
し、その半殻状の円筒(24.2)により吸い込み口(23)
を直接寄せて来る流れに対して覆い、かつ油の流れ去る
方向(f50)に向かって開放されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれか1項に
記載の装置。 - 【請求項6】油捕集箱(100)の入口側がゴム弾性を有
する封止縁(18、19)により封止され、この封止縁が油
捕集箱(100)の組み立て状態において初期応力のもと
に集油環状路(8.1)の外周壁(80)に向かって押圧さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
第5項のいずれか1項に記載の装置。 - 【請求項7】下側の封止縁(18)が部分室(108)のほ
ぼL字形に曲げられた収容ポケットに配置され、その部
分室空間が断面図においてほぼ三角形であり、油の流れ
て来る方向に向かって入口孔(108.1)を有し、油の流
れ去る方向に向かって出口孔(108.2)を有し、油流(f
2)によって生じる吸引作用により室の中に集まった漏
油を吸い出しできるように構成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第6項記載の装置。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3532043 | 1985-09-09 | ||
DE3532043.5 | 1985-09-09 | ||
DE19853542316 DE3542316A1 (de) | 1985-09-09 | 1985-11-29 | Einrichtung zur leckoel-freien lageroel-abfuehrung an gleitlagern fuer umlaufende wellen hochtouriger maschinen |
DE3542316.1 | 1985-11-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6262021A JPS6262021A (ja) | 1987-03-18 |
JPH0749808B2 true JPH0749808B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=25835779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61207630A Expired - Lifetime JPH0749808B2 (ja) | 1985-09-09 | 1986-09-03 | 高速回転機械の滑り軸受用潤滑油排出装置 |
Country Status (8)
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