JPH09196065A - 縦型回転機械の軸受装置 - Google Patents
縦型回転機械の軸受装置Info
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- F16N7/36—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated with feed by pumping action of the member to be lubricated or of a shaft of the machine; Centrifugal lubrication
- F16N7/366—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated with feed by pumping action of the member to be lubricated or of a shaft of the machine; Centrifugal lubrication with feed by pumping action of a vertical shaft of the machine
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Abstract
して、潤滑油消費を低減させるとともに、安定で汚染の
無い稼動を行わせる軸受構造を提供する。 【解決手段】 ほぼ鉛直に配置された回転軸1と、この
回転軸1を支持する軸受3と、この軸受3の少なくとも
下側に配置されたシール部7と、軸受3及びシール部7
の径方向外側に軸受空間6を構成する軸受ハウジング4
とを備え、軸受ハウジング4には、軸受3に潤滑油を供
給する潤滑配管と、下側シール部7の外側に形成した油
だまり12と、油だまり12から潤滑油を排出する油排
出管13と、下側シール部7の下からシール部を介して
軸受空間6にシールガスを供給するシールガス供給手段
と、軸受空間6の上部に開口するシールガス排出配管1
5とが設けられている。
Description
ンなどに用いられる縦型回転機械の軸受装置に関する。
は、軸受が比較的高温に曝される場合が多く、安定した
稼動のために軸受にシール部を設けて安定な潤滑を行わ
せるようにしている(特開昭61−142328号公
報)。この公報の技術は、オイルミストの発生量を少な
くするために、潤滑油排出路とは別に、上方に開口する
シールエアの逃がし通路を形成している。
水槽の上部にガスタービン駆動の揚水ポンプを設置する
場合、従来では駆動タービンを横置きしていたが、これ
では大きな設置スペースを要する。そこで、駆動タービ
ンを縦置きした縦型回転機械の採用が考えられる。しか
しながら、上記公報のような横置きタイプの回転機械の
軸受構造をそのまま利用しても、回転軸を介して下方の
タービンなどに多量の潤滑油が漏れてしまう。この結
果、潤滑油の消費量の増大や潤滑の不安定とともに、タ
ービン側では潤滑油の混入による汚染を招くことになっ
た。
潤滑油の漏れを防止して、潤滑油消費を低減させるとと
もに、安定で汚染の無い稼動を行わせる軸受構造を提供
することである。
解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明
は、ほぼ鉛直に配置された回転軸と、この回転軸を支持
する軸受と、この軸受の少なくとも下側に配置されたシ
ール部と、上記軸受及びシール部の径方向外側に軸受空
間を構成する軸受ハウジングとを備え、上記軸受ハウジ
ングには、上記軸受に潤滑油を供給する配管と、上記下
側シール部の外側に形成した油だまりと、該油だまりか
ら潤滑油を排出する油排出管と、上記下側シール部の下
から上記シール部を介して上記軸受空間にシールガスを
供給するシールガス供給手段と、上記軸受空間の上部に
開口するシールガス排出配管とが設けられていることを
特徴とする縦型回転機械の軸受装置である。
己駆動の圧縮機のようなシールガス供給手段により、下
側シール部の下から上記シール部を介して上記軸受空間
に空気又は窒素などのシールガスで軸封と冷却を行うと
ともに、潤滑配管からの潤滑油で軸受の潤滑を行なう。
ここでオイルミストを含んだシールガスはまず軸受室内
でオイルを分離した後、軸受空間中をシールガス排出配
管に向けて上昇し、その過程でもオイルを分離して油だ
まりに落とす。これは、排油ポンプ等により、例えば上
方から挿入した単数又は複数の油排出管を介して排出さ
れるので、油だまりから溢れることがない。
下から上に向けてシールガスが流入するので、下側シー
ル部を介して油やオイルミストが下方に漏れることはな
い。軸受空間上部に開口するシールガス排出配管を設け
てガスを排出することで、排油ライン/排油ポンプへの
油ミスト及びガスの通過量を減小させることができる。
の軸受ハウジング壁面に上記シールガスを流通させる開
口部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載
の縦型回転機械の軸受装置であり、軸受に付着した潤滑
油が過大な流量のシールガスによって除去されて焼付く
ことを防止し軸受の潤滑と冷却が効率的に行われるよう
にする。請求項3に記載の発明は、上記シールガスを該
シールガスが上記シール部を通過した後に上記油だまり
の上を通るように偏向させる偏向部材が設けられている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の縦型回転機械
の軸受装置であるので、シールガスとオイルの分離が効
率的に行われる。請求項4に記載の発明は、上記シール
部の少なくとも一方がラビリンスシールであることを特
徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の縦型回転
機械の軸受装置である。
シールが回転軸側に形成されていることを特徴とする請
求項1ないし4のいずれかに記載の縦型回転機械の軸受
装置であり、遠心力によりラビリンスシールの先端側に
オイルが集まるので、漏れ出た潤滑油が上方に押しもど
されやすくなりシールと潤滑が良好に行われる。請求項
6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載
の縦型回転機械の軸受装置を用いたことを特徴とする縦
型ガスタービンの軸受装置である。
受装置の一実施例であり、ガスタービンの中央要部のみ
を図示している。図1に図示する部分の上側はコンプレ
ッサC、直下部分がタービンTでその外側が燃焼室Bで
あり、図2はさらにその中心部の拡大図である。
レードなどを取り付けた回転軸1はほぼ鉛直に配置さ
れ、上方でも他の軸受により支持されている。回転軸1
の下部には、段差により小径部2が形成され、その周囲
にローラ軸受3が配置され、これによって回転軸1が支
持されている。このローラ軸受3は、回転軸1下端部全
体を取り囲むように形成された軸受ハウジング4の上部
内壁5に取り付けられており、この軸受ハウジング4は
軸受3の周囲に環状の軸受空間6を構成している。
油配管と潤滑油噴霧ノズル(いずれも図示略)が備えら
れ、ローラ軸受3等必要箇所を潤滑する。軸受3の上下
にはそれぞれシール部(いずれもラビリンスシール)
7,8,9が設けられて、潤滑油の漏洩を防止してい
る。下側のシール部7は、回転軸1に取り付けた筒状の
シール部材10の外側に形成されたシールフィン7aと
軸受ハウジング4の下部内壁11との間に構成されてい
る。上側シール部8,9は軸受ハウジング4の上部内壁
5の内面に形成されたシールフィン8a,9aと回転軸
1の外面の間に形成され、上下2つに分かれている。
又、軸受3の上側の軸受ハウジング壁面にはシールガス
通路20が設けられている。
壁11を堰として、そのすぐ内側に一定量の潤滑油を保
持する環状の油だまり12が形成されている。また、こ
こには潤滑油を排出する排出配管13が軸受ハウジング
4の天板14を貫通して挿入され、これは排油ポンプ
(図示略)につなげられている。
7,8,9の外側から該シール部を介して軸受空間6に
シールガスを供給するシールガス供給手段と、上記軸受
空間6の上部に開口するシールガス排出配管15とが設
けられており、これにより軸受空間6内部をベントエア
が循環するようになっている。シールガス供給手段はコ
ンプレッサCのエアの一部を分岐して導く流路であり、
軸受ハウジング4とこれと同心に取付けられた外側カバ
ー16の間の空間Rから上下に分岐し、下側は軸受ハウ
ジング4の底面を回って下側シール部7から軸受空間6
につながる。また、上側は2つの上側シール部8,9の
間に導かれ、シール部から軸受空間6へつながる。上側
の上シール部9及びカバー16の内端の隙間にそれぞれ
シールガスの一部を逃がすガス通路18,19が設けら
れている。また、シールガス排出配管15はオイルミス
トセパレータを介して外気につなげられている。
作用を説明する。回転軸1の回転に伴い、潤滑油配管か
ら供給され、潤滑油噴霧ノズルから噴霧された潤滑油
は、軸受3の潤滑を行った後、一部は軸受ハウジング4
の壁面に凝着し、重力により滴って下部の油だまり12
に滞留し、一部は軸受空間6内にミストとして浮遊す
る。油だまり12の油は、これに挿入された油排出配管
13より排油ポンプにより排出され、一定レベルに維持
される。
を通過し、下側はシール部材10に形成された突出部
(偏向部材)17に当たって油だまり12に向かい、ま
た、上側は、一部はシールガス通路開口部20を抜けて
油だまり12に向かう。又、一部はロータ軸受3に当た
り、その間を抜けて油だまり12に向かう。シールガス
はこの過程で潤滑油をオイルミストとして含むが、油だ
まり12上で反転して上方に向かう過程でその一部を分
離し、シールガス排出配管15から排出される。このよ
うに、シールガスと潤滑油を分離して排出するので、潤
滑油排油管13及び図示されない排油ポンプのサイズを
小型にできる。
にシールガスを流通させることにより、この部分からオ
イルミストとしての潤滑油、あるいは油だまり12の液
状の潤滑油が回転軸1を介して下方に流出することが防
止され、縦型の回転機械においても安定な潤滑と回転状
態を得ることができ、下方部分の潤滑油による汚染も防
止される。また、下部ラビリンスシール7及び上部ラビ
リンスシール8,9の間隙にシール用ガスを供給し、そ
のガスを軸受空間6に流入させることで軸封効果を向上
させることができる。
回転側にシールフィン7aを設けているので、潤滑油が
下側シール部7に浸入しても遠心力により外側に振り出
され、シールガスにより運ばれて軸受空間6内に戻りや
すくなっている。また、上側シール部8,9に供給され
たガスのうち、一部を上下のシールガス通路18,19
を通じて軸受空間6の外部に逃がすことにより、軸受空
間6に流入するガス量を調整して、過度の流入を防止し
ている。
ば、油だまりによって潤滑油が貯留され、さらにその内
側の下側シール部に下から上に向けてシールガスが流入
するので、下側シール部を介して油やオイルミストが下
方に漏れることはなく、縦型回転機械において潤滑油の
漏れを防止して、潤滑油消費を低減させるとともに、安
定で汚染の無い稼動を行わせることができる。さらに、
軸受空間上部に開口するシールガス排出配管を設けてガ
スを排出することで、排油ライン/排油ポンプへの油ミ
スト及びガスの通過量を減小させ、排油ポンプ等の装置
コストを低減させることができる。
り、ガスタービンの中央要部を示すものである。
Claims (6)
- 【請求項1】 ほぼ鉛直に配置された回転軸と、この回
転軸を支持する軸受と、この軸受の少なくとも下側に配
置されたシール部と、上記軸受及びシール部の径方向外
側に軸受空間を構成する軸受ハウジングとを備え、 上記軸受ハウジングには、上記軸受に潤滑油を供給する
潤滑配管と、上記下側シール部の外側に形成した油だま
りと、該油だまりから潤滑油を排出する油排出管と、上
記下側シール部の下から上記シール部を介して上記軸受
空間にシールガスを供給するシールガス供給手段と、上
記軸受空間の上部に開口するシールガス排出配管とが設
けられていることを特徴とする縦型回転機械の軸受装
置。 - 【請求項2】 上記軸受の上側の軸受ハウジング壁面に
は上記シールガスを流通させる開口部が形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の縦型回転機械の軸受
装置。 - 【請求項3】 上記シールガスを該シールガスが上記シ
ール部を通過した後に上記油だまりの上を通るように偏
向させる偏向部材が設けられていることを特徴とする請
求項1又は2に記載の縦型回転機械の軸受装置。 - 【請求項4】 上記シール部の少なくとも一方がラビリ
ンスシールであることを特徴とする請求項1ないし3の
いずれかに記載の縦型回転機械の軸受装置。 - 【請求項5】 上記ラビリンスシールが回転軸側に形成
されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれ
かに記載の縦型回転機械の軸受装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載の縦
型回転機械の軸受装置を用いたことを特徴とする縦型ガ
スタービンの軸受装置。
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