JPWO2014162594A1 - Thrust bearing device, lubricating oil supply method thereof, rotating machine and steam turbine - Google Patents
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Abstract
本発明は、パッド面の最高温度を許容値以下に保持しながら供給する潤滑油の供給量を低減することができるスラスト軸受装置を提供する。本発明のスラスト軸受装置は、回転軸の外周側に設置され、軸受ベースに固定されているスラストカラーを介して前記回転軸の軸方向荷重を受けるスラスト軸受装置であって、前記スラスト軸受は、前記スラストカラーと軸方向に対向する複数のパッド面を有するスラストプレートを備え、前記パッド面上流の内周側には、内周側に開口部をもつ油溝が形成されると共に、前記パッド面上流の外周側には給油ランド部が形成され、かつ、前記給油ランド部には、外部からの潤滑油を導く連通孔が接続されていることを特徴とする。The present invention provides a thrust bearing device capable of reducing the supply amount of lubricating oil supplied while maintaining the maximum temperature of the pad surface below an allowable value. A thrust bearing device according to the present invention is a thrust bearing device that is installed on the outer peripheral side of a rotating shaft and receives an axial load of the rotating shaft via a thrust collar fixed to a bearing base, the thrust bearing comprising: A thrust plate having a plurality of pad surfaces opposed to the thrust collar in the axial direction; an oil groove having an opening on the inner peripheral side is formed on the inner peripheral side upstream of the pad surface; and the pad surface An oil supply land portion is formed on the upstream outer peripheral side, and a communication hole for guiding lubricating oil from the outside is connected to the oil supply land portion.
Description
本発明はスラスト軸受装置及びその潤滑油供給方法並びに回転機械と蒸気タービンに係り、特に、回転軸の軸方向荷重を受けるとともに回転軸の軸方向変位を抑えるものに好適なスラスト軸受装置及びその潤滑油供給方法並びに回転機械と蒸気タービンに関する。 The present invention relates to a thrust bearing device, a lubricating oil supply method thereof, a rotating machine, and a steam turbine, and more particularly to a thrust bearing device suitable for receiving an axial load of a rotating shaft and suppressing axial displacement of the rotating shaft, and the lubrication thereof. The present invention relates to an oil supply method, a rotating machine, and a steam turbine.
一般に、火力発電設備等で用いられる蒸気タービンは、回転軸を介して発電機と連結されている。この回転軸は、水平方向へ伸びるように設置されており、その回転軸の自重を含む径方向荷重を受ける複数のジャーナル軸受が設けられている。また、蒸気タービンにおいては、回転軸の回転速度や負荷状態によって流体力が変動しており、この流体力によって回転軸の軸方向荷重も生じる。そのため、この回転軸の軸方向荷重を受けるとともに回転軸の軸方向変位を抑えるスラスト軸受が設けられている。 Generally, a steam turbine used in a thermal power generation facility or the like is connected to a generator via a rotating shaft. The rotating shaft is installed so as to extend in the horizontal direction, and a plurality of journal bearings that receive a radial load including the weight of the rotating shaft are provided. In the steam turbine, the fluid force fluctuates depending on the rotation speed and load state of the rotation shaft, and an axial load on the rotation shaft is also generated by the fluid force. Therefore, a thrust bearing is provided that receives the axial load of the rotating shaft and suppresses the axial displacement of the rotating shaft.
上述したスラスト軸受として、部品点数が少なくコストが低い型式として、特許文献1や非特許文献1に示すようなテーパランド軸受がある。 As the above-described thrust bearing, there is a taper land bearing as shown in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 as a model with a small number of parts and low cost.
特許文献1には、軸受軸芯から半径方向に向かって傾斜し、平坦部を形成するランド部の平坦部にポートを穿設し、上記ポートにおいて傾斜するランド部よりも油膜圧力を高くするようにして、負荷能力が著しく低下する低回転数においても、負荷能力の著しい低下を防止するスラスト軸受が記載されている。 In Patent Document 1, a port is formed in a flat portion of a land portion that is inclined in the radial direction from the bearing shaft and forms a flat portion, and the oil film pressure is made higher than that of the land portion inclined in the port. Thus, there is described a thrust bearing that prevents a significant decrease in load capacity even at a low rotational speed at which the load capacity significantly decreases.
また、非特許文献1には、テーパランド軸受に供給された潤滑油は放射状に設けられた油溝に流入した後に、回転軸に取り付けられたスラストカラーの回転に伴い、スラストカラーとスラスト軸受パッド面(テーパ部とランド部から形成される)との間に流入して油膜を形成し、このとき、せん断力により、潤滑油の温度が上昇するため、パッド面におけるスラストカラーの回転方向上流側では、潤滑油の温度が比較的低いものの、パッド面における回転軸の回転方向下流側では、潤滑油の温度が比較的高くなる。即ち、パッド面の潤滑油には、周方向の温度分布が生じることが記載されている。 Further, in Non-Patent Document 1, the lubricating oil supplied to the taper land bearing flows into oil grooves provided radially, and then, along with the rotation of the thrust collar attached to the rotating shaft, the thrust collar and the thrust bearing pad. Flowing between the surface (formed from the taper portion and land portion) to form an oil film. At this time, the temperature of the lubricating oil rises due to the shearing force, so the upstream side of the thrust collar in the rotational direction on the pad surface Then, although the temperature of the lubricating oil is relatively low, the temperature of the lubricating oil is relatively high on the downstream side in the rotation direction of the rotating shaft on the pad surface. That is, it is described that a circumferential temperature distribution occurs in the lubricating oil on the pad surface.
しかしながら、上述した特許文献1及び非特許文献1に記載された従来技術では、油溝に流入する潤滑油は、供給された低温の潤滑油と、他のパッド面において高温となった排油とが混合したものであり、パッド面に流入する潤滑油の温度が必ずしも十分に低いものとはならない。このため、油溝での潤滑油温度低減のためには給油量を多くする必要があり、給油量の面で改善の余地があった。 However, in the prior art described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 described above, the lubricating oil that flows into the oil groove includes the supplied low-temperature lubricating oil and the exhaust oil that has reached a high temperature on the other pad surface. The temperature of the lubricating oil flowing into the pad surface is not necessarily low enough. For this reason, in order to reduce the lubricating oil temperature in the oil groove, it is necessary to increase the amount of oil supplied, and there is room for improvement in terms of the amount of oil supplied.
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、パッド面の最高温度を許容値以下に保持しながら供給する潤滑油の供給量を低減することができるスラスト軸受装置及びその潤滑油供給方法並びに回転機械と蒸気タービンを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide a thrust bearing device capable of reducing the supply amount of lubricating oil supplied while maintaining the maximum temperature of the pad surface below an allowable value, and An object of the present invention is to provide a lubricating oil supply method, a rotating machine, and a steam turbine.
本発明のスラスト軸受装置は、上記目的を達成するために、回転軸の外周側に設置され、軸受ベースに固定されているスラストカラーを介して前記回転軸の軸方向荷重を受けるスラスト軸受装置であって、前記スラスト軸受は、前記スラストカラーと軸方向に対向する複数のパッド面を有するスラストプレートを備え、前記パッド面上流の内周側には、内周側に開口部をもつ油溝が形成されると共に、前記パッド面上流の外周側には給油ランド部が形成され、かつ、前記給油ランド部には、外部からの潤滑油を導く連通孔が接続されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the thrust bearing device of the present invention is a thrust bearing device that is installed on the outer peripheral side of the rotating shaft and receives the axial load of the rotating shaft through a thrust collar fixed to the bearing base. The thrust bearing includes a thrust plate having a plurality of pad surfaces that are axially opposed to the thrust collar, and an oil groove having an opening on the inner peripheral side is provided on the inner peripheral side upstream of the pad surface. In addition, an oil supply land portion is formed on the outer peripheral side upstream of the pad surface, and a communication hole for guiding lubricating oil from the outside is connected to the oil supply land portion.
また、本発明の回転機械は、上記目的を達成するために、回転軸の軸方向荷重を受けるスラスト軸受装置を備えた回転機械であって、前記スラスト軸受装置として、上記構成のスラスト軸受装置を用いたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a rotating machine according to the present invention is a rotating machine including a thrust bearing device that receives an axial load of a rotating shaft, and the thrust bearing device having the above-described configuration is used as the thrust bearing device. It is used.
また、本発明の蒸気タービンは、上記目的を達成するために、蒸気圧力にそれぞれ対応した高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンで構成され、前記高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンと発電機が回転軸を介して連結されていると共に、前記回転軸の径方向荷重を受ける複数のジャーナル軸受装置と、前記回転軸の軸方向荷重を受けるスラスト軸受装置を備えている蒸気タービンであって、前記スラスト軸受装置は、上記構成のスラスト軸受装置であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the steam turbine according to the present invention includes a high-pressure turbine, an intermediate-pressure turbine, and a low-pressure turbine that respectively correspond to the steam pressure. A steam turbine including a plurality of journal bearing devices connected via a rotating shaft and receiving a radial load of the rotating shaft; and a thrust bearing device receiving an axial load of the rotating shaft, The thrust bearing device is a thrust bearing device configured as described above.
更に、本発明のスラスト軸受装置の潤滑油供給方法は、上記目的を達成するために、回転軸の外周側に設置され、軸受ベースに固定されているスラストカラーを介して前記回転軸の軸方向荷重を受けるスラスト軸受装置に潤滑油を供給する方法であって、前記スラストカラーと軸方向に対向する複数のパッド面上流の油膜温度上昇が小さい内周側には、前記パッド面から流出する温度の高い潤滑油を還流させて、前記パッド面内周側に形成された油溝から潤滑油を供給し、かつ、前記パッド面上流の温度上昇が大きい外周側には、外部からの低温の潤滑油が、前記パッド面上流の外周側に形成されている給油ランド部から供給されることを特徴とする。 Furthermore, in order to achieve the above object, the method of supplying the lubricating oil for the thrust bearing device according to the present invention provides an axial direction of the rotary shaft via a thrust collar installed on the outer peripheral side of the rotary shaft and fixed to the bearing base. A method of supplying lubricating oil to a thrust bearing device that receives a load, and a temperature that flows out from the pad surface on an inner peripheral side where an increase in oil film temperature upstream of the plurality of pad surfaces facing the thrust collar in the axial direction is small. The lubricating oil is fed back from the oil groove formed on the inner peripheral side of the pad surface, and the outer peripheral side having a large temperature rise upstream of the pad surface is lubricated at a low temperature from the outside. The oil is supplied from an oil supply land portion formed on the outer peripheral side upstream of the pad surface.
本発明によれば、パッド面の最高温度を許容値以下に保持しながら供給する潤滑油の供給量を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the supply amount of lubricating oil to be supplied while keeping the maximum temperature of the pad surface below an allowable value.
以下、図示した実施例に基づいて本発明のスラスト軸受装置及びその潤滑油供給方法並びに回転機械と蒸気タービンを説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。 Hereinafter, based on the illustrated embodiment, a thrust bearing device of the present invention, a lubricating oil supply method thereof, a rotating machine, and a steam turbine will be described. In addition, in each Example, the same code | symbol is used for the same component.
図1及び図2に、本発明のスラスト軸受装置の実施例1を示す。 1 and 2 show a first embodiment of a thrust bearing device of the present invention.
該図に示す如く、本実施例のスラスト軸受装置100は、回転軸1の外周側に設置され、軸受ベース3に固定されているスラストカラー2を介して回転軸1の軸方向荷重を受けるように構成されている。
As shown in the figure, the thrust bearing
即ち、本実施例のスラスト軸受装置100は、軸受ベース3に固定された略円環状のスラストプレート4を備え、回転軸1の外周側にはスラストカラー2が設けられ、回転軸1とスラストカラー2が一体となって回転するようになっており、スラストプレート4は、このスラストカラー2と軸方向に対向するように配置されている。
That is, the thrust bearing
また、スラストプレート4のスラストカラー2との対向面(摺動面)には、周方向に沿ってテーパ部11及びランド部12から成るパッド面10が、周方向に複数個形成されている。パッド面10のテーパ部11は、回転軸1の回転方向に沿って高くなる傾斜面が形成され、パッド面10のランド部12は、テーパ部11の最も高い位置に連続して形成された平坦面が形成されている。
A plurality of
そして、本実施例では、周方向に複数個形成されている各パッド面10の周方向の境界部であるテーパ部11の最も低い位置の内周側には、内周側に開口部を持つ油溝9が形成されており、その外周側には、給油ランド20部が形成されている。給油ランド20部には給油溝8が形成されており、この給油溝8には連通孔7が設けられている。この連通孔7は、軸受ベース3内に設けられた油供給孔6の一端に通じている。油供給孔6の他方の端部は、軸受ベース3の外周部に設けられた油供給溝5に接続されている。
In the present embodiment, an opening is provided on the inner peripheral side at the innermost side of the lowest position of the
次に、本実施例の構成による動作を説明する。 Next, the operation according to the configuration of this embodiment will be described.
先ず、外部の図示しないポンプなどにより昇圧された潤滑油は、軸受ベース3の外周に設けられた油供給溝5に導かれる。油供給溝5に導かれた潤滑油は、全周の圧力がほぼ一定となるように油供給溝5内を満たした後、油供給溝5に複数設けられた油供給孔6及びそれに接続される連通孔7を通り、給油溝8に流入する。給油溝8に供給された潤滑油は、スラストカラー2の回転に伴い、テーパ部11及びランド部12から成るパッド面10へと流れる。
First, the lubricating oil whose pressure has been increased by an external pump (not shown) or the like is guided to an
このとき、テーパ部11においては、スラストカラー2との隙間が徐々に狭まるので、くさび効果により動圧が発生する。この動圧はランド部12においても保持されるので、パッド面10の広い範囲において高圧な油膜が形成されることになる。この油膜により、スラストプレート4は、スラストカラー2の回転を阻害することなく、スラストカラー2からの軸方向荷重を支えることが可能となる。
At this time, since the gap between the
パッド面10の油膜の流れは図2中矢印a、b及びcで示すようになっている。即ち、パッド面10の半径方向中央では、矢印cで示すように、半径方向位置は一定のままで周方向へと流れる。これに対し、パッド面10の半径方向中央よりも外周側の流れは、矢印aで示すように、油膜の圧力により外周側へと押し出される。同様に、パッド面10の半径方向中央よりも内周側の流れは、矢印bで示すように、油膜の圧力により内周側へと押し出される。内周側へと押し出された潤滑油は、スラストカラー2とのせん断により与えられる遠心力の影響により、回転方向下流の油溝9に流れ込む。油溝9に溜まった潤滑油も、給油溝8に供給された潤滑油と同様に、スラストカラー2の回転に伴いパッド面10へと流れ、油膜の一部を形成する。
The flow of the oil film on the
次に、本実施例の作用効果について、図3及び図4を用いて説明する。 Next, the effect of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図3は、図2のA−A断面におけるスラストプレート4の断面(図3の下段)及び油膜の周方向温度分布(図3の上段)を示し、図4は、図2のB−B断面におけるスラストプレート4の断面(図4の下段)及び油膜の周方向温度分布(図4の上段)を示す。 3 shows a cross section of the thrust plate 4 (lower part of FIG. 3) and a circumferential temperature distribution of the oil film (upper part of FIG. 3) in the AA cross section of FIG. 2, and FIG. 4 shows a BB cross section of FIG. The cross section of the thrust plate 4 in FIG. 4 (lower stage in FIG. 4) and the circumferential temperature distribution of the oil film (upper stage in FIG. 4) are shown.
図3の上段の横軸は、スラストプレート4の周方向位置を表し、縦軸は、そのスラストプレート4の周方向位置における油膜の温度を表す。図3の下段は、スラストプレート4の点線A−Aに沿った断面を外周側から見た状態を表す。同様に、図4の上段の横軸は、スラストプレート4の周方向位置を表し、縦軸は、そのスラストプレート4の周方向位置における油膜の温度を表す。図4の下段は、スラストプレート4の点線B−Bに沿った断面を外周側から見たものである。 3 represents the circumferential position of the thrust plate 4 and the vertical axis represents the temperature of the oil film at the circumferential position of the thrust plate 4. The lower part of FIG. 3 represents the state which looked at the cross section along the dotted line AA of the thrust plate 4 from the outer peripheral side. Similarly, the upper horizontal axis of FIG. 4 represents the circumferential position of the thrust plate 4, and the vertical axis represents the temperature of the oil film at the circumferential position of the thrust plate 4. The lower part of FIG. 4 is a cross section taken along the dotted line BB of the thrust plate 4 as seen from the outer peripheral side.
まず、図3を用いてパッド面10の半径方向中央よりも外周側である図2の点線A−A上の油膜温度について説明する。
First, the oil film temperature on the dotted line AA in FIG. 2, which is the outer peripheral side of the
通常、テーパ部11及びランド部12においては、スラストカラー2の回転によるせん断発熱により油膜温度は回転方向に進むにつれて上昇し、温度T2aに達する。その後、ランド部12の後端部に接続して設けられた給油ランド部20の給油溝8に流入すると、連通孔7から供給される温度T0の潤滑油と混合するため、温度はT1aに低下する。給油溝8からテーパ部11へ流出すると再度温度は上昇し、温度T2aに達した後に上記を繰り返す。
Normally, in the
次に、図4を用いて、パッド面10の半径方向中央よりも内周側である図2の点線B−B上の油膜温度について説明する。
Next, the oil film temperature on the dotted line BB in FIG. 2 that is on the inner peripheral side of the
通常、テーパ部11及びランド部12においては,スラストカラー2の回転によるせん断発熱により油膜温度は回転方向に進むにつれて上昇し,温度T2bに達する。図2中の矢印b´のように、ランド部12の下流側に設けられた油溝9においては、上流側のパッド面10から内周側に流出した潤滑油が流入しており、これと混合した油膜温度はT1bまで低下する。油溝9からテーパ部11へ流出すると再度温度は上昇し、温度T2bに達した後に上記を繰り返す。
Normally, in the
ここで、各部の温度を比較する。まず、T2aとT2bはほぼ同じである。点線A−A上の給油溝8において混入する潤滑油の温度T0に対し、点線B−B上の油溝9において混入する図2に矢印b´で示す潤滑油の温度は高いため、T1a<T1bとなる。テーパ部11及びランド部12における温度上昇は、周速に比例するため、外周側の点線A−Aの方が内周側の点線B−Bよりも大きく、(T2a−T1a)>(T2b−T1b)となる。上記したT1aとT1bの大小関係と合わせると、T2aとT2bはほぼ同じとなる。
Here, the temperature of each part is compared. First, T2a and T2b are almost the same. Since the temperature of the lubricating oil mixed in the
従来は、テーパ部11に流入する油膜の温度が、外周側(T1a)と内周側(T1b)とでほぼ同一となるように、内周、外周ともに低温(T0)の潤滑油が供給されていたため、T2a>T2bとなっていた。給油量は、T2aが許容値以下となるように設定されるため、T2bは必要以上に低下しており、この分の給油量は過剰なものと言える。
Conventionally, low temperature (T0) lubricating oil is supplied to the inner and outer circumferences so that the temperature of the oil film flowing into the tapered
これに対し本実施例では、外周側のみに低温(T0)の潤滑油を供給し、T2aを必要な分だけ低下させるに十分な潤滑油を供給するため、必要最低限の給油量とすることができる。 On the other hand, in this embodiment, low temperature (T0) lubricating oil is supplied only to the outer peripheral side, and sufficient lubricating oil is supplied to reduce T2a by a necessary amount. Can do.
即ち、油膜温度上昇が大きい外周側に外部からの低温の潤滑油を供給する一方で、油膜温度上昇が小さい内周側はパッド面10から流出し、温度が高くなっている潤滑油を還流させて油溝9から供給している。このように、内周側には外部からの潤滑油を供給しないため、全体の給油量を低減できる。
That is, while supplying low-temperature lubricating oil from the outside to the outer peripheral side where the oil film temperature rise is large, the inner peripheral side where the oil film temperature rise is small flows out of the
従って、本実施例とすることにより、パッド面の最高温度を許容値以下に保持しながら供給する潤滑油の供給量を低減することができる。 Therefore, by using the present embodiment, it is possible to reduce the supply amount of the lubricating oil supplied while keeping the maximum temperature of the pad surface below the allowable value.
なお、ランド部12と、隣接する給油ランド部20との間に溝を設けても良い。溝が無い場合、給油ランド部20の高い油膜圧力の影響を受けて給油溝8の圧力が高くなり、連通孔7からの流れが阻害される可能性がある。溝がある場合には、給油溝8の圧力を低く保つことが可能であり、連通孔7からの流れを阻害しない効果がある。
A groove may be provided between the
図5及び図6に、本発明のスラスト軸受装置の実施例1を示す。 5 and 6 show a first embodiment of the thrust bearing device of the present invention.
該図に示す本実施例では、スラストプレート4の内径が、図5に示すように、表面側(スラストカラー2側)に向かって大きくなっていると共に、図6に示すように、給油溝8の下流側が開放されているものである。
In the present embodiment shown in the figure, the inner diameter of the thrust plate 4 increases toward the surface side (thrust
即ち、内面側(軸受ベース3側)の回転軸1の軸中心とスラストプレート4までの距離L2から表面側(スラストカラー2側)の回転軸1の軸中心とスラストプレート4までの距離L1に向かって大きく(L1>L2)なっていると共に、給油溝8の下流側が開放されている構成となっている。他の構成は、実施例1と同様である。
That is, the distance L2 from the axis center of the rotating shaft 1 on the inner surface side (bearing base 3 side) and the thrust plate 4 to the distance L1 from the axis center of the rotating shaft 1 on the surface side (thrust
このような本実施例によれば、スラストプレート4の内径が、表面側に向かって大きくなっているため(L1>L2)、図6中に矢印b´で示すような、上流側のパッド面10から内周側に流出した潤滑油を効率よく油溝9に流入させることができる。また、給油溝8の下流側が開放されているため、通油孔7から流出する外部からの低温の潤滑油量が多くなる。
According to this embodiment, since the inner diameter of the thrust plate 4 increases toward the surface side (L1> L2), the upstream pad surface as indicated by the arrow b ′ in FIG. Lubricating oil that has flowed out from 10 to the inner peripheral side can be efficiently introduced into the
即ち、図7に示すように、給油溝8における温度低下を、実施例1で得られたT1aよりも低いT1a´まで下げることができるものである。
That is, as shown in FIG. 7, the temperature drop in the
このような本実施例の構成であっても、実施例1と同様な効果を得ることができる。 Even with this configuration of the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
次に、上述したスラスト軸受装置100を備えた回転機械の一例を、図8を用いて説明する。図8は、上述したスラスト軸受装置100を備えた蒸気タービンの構成を表す図である。
Next, an example of a rotary machine provided with the above-described
該図において、蒸気タービンは、蒸気圧力にそれぞれ対応した高圧タービン30、中圧タービン31及び低圧タービン32で構成されており、これら高圧タービン30、中圧タービン31及び低圧タービン32と発電機33が回転軸1を介して連結されている。そして、回転軸1の径方向荷重を受ける複数のジャーナル軸受装置34と、回転軸1の軸方向荷重を受ける上述したスラスト軸受装置100が設けられている。
In the figure, the steam turbine is composed of a high-
このような蒸気タービンにおいては、スラスト軸受装置100への給油量の低減により、給油のための補機や付属品(例えば、ポンプや配管など)を小型化することができる。そのため、蒸気タービンのコンパクト化を図ることができる。
In such a steam turbine, by reducing the amount of oil supplied to the
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
1…回転軸、2…スラストカラー、3…軸受ベース、4…スラストプレート、5…油供給溝、6…油供給孔、7…連通孔、8…給油溝、9…油溝、10…パッド面、11…テーパ部、12…ランド部、20…給油ランド部、30…高圧タービン、31…中圧タービン、32…低圧タービン、33…発電機、34…ジャーナル軸受、100…スラスト軸受装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotary shaft, 2 ... Thrust collar, 3 ... Bearing base, 4 ... Thrust plate, 5 ... Oil supply groove, 6 ... Oil supply hole, 7 ... Communication hole, 8 ... Oil supply groove, 9 ... Oil groove, 10 ...
Claims (9)
前記スラスト軸受は、前記スラストカラーと軸方向に対向する複数のパッド面を有するスラストプレートを備え、前記パッド面上流の内周側には、内周側に開口部をもつ油溝が形成されると共に、前記パッド面上流の外周側には給油ランド部が形成され、かつ、前記給油ランド部には、外部からの潤滑油を導く連通孔が接続されていることを特徴とするスラスト軸受装置。A thrust bearing device that is installed on the outer peripheral side of the rotating shaft and receives an axial load of the rotating shaft through a thrust collar fixed to a bearing base,
The thrust bearing includes a thrust plate having a plurality of pad surfaces opposed to the thrust collar in the axial direction, and an oil groove having an opening on the inner peripheral side is formed on the inner peripheral side upstream of the pad surface. The thrust bearing device is characterized in that an oil supply land portion is formed on the outer peripheral side upstream of the pad surface, and a communication hole for guiding lubricating oil from the outside is connected to the oil supply land portion.
前記パッド面は、前記スラストカラーとの対向面に、回転方向に沿って高くなる傾斜面を形成するテーパ部と、該テーパ部の最も高い位置に連続した平坦面を形成するランド部とから成り、前記油溝は、前記テーパ部の最も低い位置の内周側に形成され、かつ、前記給油ランド部は、前記油溝の外周側に形成されていることを特徴とするスラスト軸受装置。The thrust bearing device according to claim 1,
The pad surface includes a taper portion that forms an inclined surface that rises in the rotation direction on a surface facing the thrust collar, and a land portion that forms a flat surface continuous at the highest position of the taper portion. The thrust groove device is characterized in that the oil groove is formed on the inner peripheral side of the lowest position of the taper portion, and the oil supply land portion is formed on the outer peripheral side of the oil groove.
前記油溝及び給油ランド部は、前記複数のパッド面の周方向の境界部分に形成されていることを特徴とするスラスト軸受装置。The thrust bearing device according to claim 1 or 2,
The thrust bearing device according to claim 1, wherein the oil groove and the oil supply land portion are formed at a boundary portion in a circumferential direction of the plurality of pad surfaces.
前記給油ランド部は、給油溝と、該給油溝に設けられた連通孔とから成り、前記連通孔は、前記軸受ベース内に設けられた油供給孔の一端と接続され、前記油供給孔の他端は、前記軸受ベースの外周部に設けられた油供給溝に接続されていることを特徴とするスラスト軸受装置。The thrust bearing device according to any one of claims 1 to 3,
The oil supply land portion includes an oil supply groove and a communication hole provided in the oil supply groove, and the communication hole is connected to one end of an oil supply hole provided in the bearing base. A thrust bearing device, wherein the other end is connected to an oil supply groove provided on an outer peripheral portion of the bearing base.
前記スラストプレートの内径は、表面側に向かって大きくなっていることを特徴とするスラスト軸受装置。The thrust bearing device according to any one of claims 1 to 4,
A thrust bearing device, wherein an inner diameter of the thrust plate increases toward the surface side.
前記給油溝の下流側が開放されていることを特徴とするスラスト軸受装置。The thrust bearing device according to claim 4 or 5,
A thrust bearing device, wherein a downstream side of the oil supply groove is opened.
前記スラスト軸受装置として、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のスラスト軸受装置を用いたことを特徴とする回転機械。A rotary machine including a thrust bearing device that receives an axial load of a rotary shaft,
A rotary machine using the thrust bearing device according to any one of claims 1 to 6 as the thrust bearing device.
前記スラスト軸受装置は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のスラスト軸受装置であることを特徴とする蒸気タービン。A high-pressure turbine, an intermediate-pressure turbine, and a low-pressure turbine respectively corresponding to the steam pressure, the high-pressure turbine, the intermediate-pressure turbine, the low-pressure turbine and a generator are connected via a rotating shaft, and the radial direction of the rotating shaft A steam turbine comprising a plurality of journal bearing devices for receiving a load and a thrust bearing device for receiving an axial load of the rotary shaft;
The said thrust bearing apparatus is a thrust bearing apparatus of any one of Claim 1 thru | or 6, The steam turbine characterized by the above-mentioned.
前記スラストカラーと軸方向に対向する複数のパッド面上流の油膜温度上昇が小さい内周側には、前記パッド面から流出する温度の高い潤滑油を還流させて、前記パッド面内周側に形成された油溝から潤滑油を供給し、かつ、前記パッド面上流の温度上昇が大きい外周側には、外部からの低温の潤滑油が、前記パッド面上流の外周側に形成されている給油ランド部から供給されることを特徴とするスラスト軸受装置の潤滑油供給方法。A method of supplying lubricating oil to a thrust bearing device that receives an axial load of the rotating shaft through a thrust collar installed on the outer peripheral side of the rotating shaft and fixed to a bearing base,
Formed on the inner peripheral side of the pad surface by recirculating high temperature lubricating oil flowing out from the pad surface to the inner peripheral side where the oil film temperature rises upstream of the plurality of pad surfaces facing the thrust collar in the axial direction is small The lubricating oil is supplied from the formed oil groove, and on the outer peripheral side where the temperature rise upstream of the pad surface is large, the low temperature lubricating oil from the outside is formed on the outer peripheral side upstream of the pad surface. A lubricating oil supply method for a thrust bearing device, characterized in that the lubricating oil is supplied from a portion.
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