KR100817220B1 - 공급 윤활유 온도저감을 위한 노즐을 가지는 틸팅 패드저어널 베어링 - Google Patents

공급 윤활유 온도저감을 위한 노즐을 가지는 틸팅 패드저어널 베어링 Download PDF

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김철홍
방경보
김정훈
김영춘
박희주
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두산중공업 주식회사
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Abstract

본 발명의 공급 윤활유 온도저감을 위한 노즐을 가지는 틸팅 패드 저어널 베어링은 케이싱(10)의 하부 내부에 베어링 패드(11)및(12)가 일정간격을 두고 고정핀(13)및(14)에 의해서 고정되고, 베어링 패드(11)및(12)사이에는 노즐(15)이 설치되며, 노즐(15)은 윤활유 공급홀(2)로부터 윤활유를 공급받아 패드 사이에 직접 윤활유를 공급하게 구성된다.
저어널 베어링, 노즐, 패드

Description

공급 윤활유 온도저감을 위한 노즐을 가지는 틸팅 패드 저어널 베어링{Tilting pad journal bearing having a nozzle for lowering a temperature of lubricant oil}
도1은 종래의 틸팅 패드 베어링을 도시하는 도면
도2는 본 발명의 베어링 패드 사이에 설치된 노즐을 도시하는 부분도
도3은 본 발명의 노즐을 도시하는 평면도
도4는 본 발명의 베어링의 회전수 증가에 따른 온도분포를 보여주는 그래프
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 환상홈 2: 공급홀
3: 오리피스 4: 패드
15: 노즐 16: 토출구
본 발명은 공급 윤활유 온도저감을 위한 노즐을 가지는 틸팅 패드 저어널 베어링에 관한 것이다.
종래의 틸팅 패드 저어널 베어링은 도1에 도시된 바와 같이, 베어링의 윤활 유가 외부에서 환상 홈(Annulus Groove)(1)을 통해 공급되면 공급홀(Feed Hole)(2)을 지나 오리피스(3)를 통과한 후 베어링 패드(4)로 공급하게 된다.
일반적으로, 저압과 중압의 발전용 터빈에는 안전성이 우수한 틸팅 패드베어링이 사용된다. 하지만, 축하중이 증가하게 되면 베어링의 직경을 크게 설계해야 한다.
베어링 직경의 증가는 선속도를 증가시키기 때문에 윤활유의 유체마찰로 인해 윤활유의 온도가 상승하게 되고, 베어링 패드의 온도가 상승하게 된다.
상승된 베어링 패드의 온도는 발전소에서는 베어링 자체의 온도에 제한을 주어 운전하기 때문에 급격한 온도상승은 터빈을 정지시키는 경우도 발생하며 터빈의 용량 증대에 따라 베어링의 직경을 크게 설계할 경우, 필수적으로 베어링의 온도상승을 초래하게 된다.
축이 회전하게 되면, 틸팅 패드 베어링의 경우 공급된 윤활유는 패드 선단으로 유입하여 패드 후단으로 흐르게 된다. 후단으로 빠져나온 윤활유는 유체마찰로 인하여 온도가 높게 되어 패드와 패드 선압에서 공급하는 냉각된 윤활유와 섞여 윤활유는 패드 선단으로 유입한다. 결국, 온도가 상승된 윤활유가 공급되므로 실제 공급되는 온도와의 차이로 냉각손실이 발생하게 된다.
따라서, 발전소의 비상정지와 베어링 자체의 건전성을 확보하기 위해서는 베어링의 온도를 일정온도 이하로 낮추어야 한다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 요구에 따라 베어링 패드 사이에 윤활유를 직 접 공급하는 노즐을 가지는 베어링을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 틸팅 패드 저어널 베어링은 케이싱의 하부 내부에 베어링 패드가 일정간격을 두고 고정핀에 의해서 고정되고, 베어링 패드사이에는 노즐이 설치되며, 노즐은 윤활유 공급홀로부터 윤활유를 공급받아 패드 사이에 직접 윤활유를 공급하게 구성된다.
본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
화력발전소에 설치되는 터빈용 베어링은 고속으로 회전하기 때문에 베어링 온도가 80℃ 내지 120℃로 높게 형성되며 베어링의 크기를 증가시킬 경우, 선속도의 증가로 그 이상으로 높게 발생할 수 있다.
통상 베어링 패드의 소재는 베빗으로 베어링 제작사에는 사용온도를 엄격하게 제한하고 있으며 발전소에서는 일반적으로 경보치를 107℃, 긴급정지 온도를 126℃로 정하여 운전하고 있다.
도2에 본 발명의 베어링 패드 사이에 설치된 노즐이 부분도로 도시된다.
베어링의 케이싱(10)의 하부 내부에는 베어링 패드(11)및(12)가 일정간격을 두고 고정핀(13)및(14)에 의해서 고정된다.
베어링 패드(11)및(12)사이에는 노즐(15)이 설치되며, 노즐(15)은 윤활유 공급홀(2)로부터 윤활유를 공급받아 패드 사이에 직접 윤활유를 공급한다.
노즐(15)은 베어링 패드의 선단으로 원활하게 윤활유가 유입될 수 있도록 경사진 부분(17)을 가진다.
도3에는 본 발명의 노즐이 평면도로서 도시된다.
노즐(15)은 베어링의 폭을 가로질러 연장하는 사각형의 몸체를 가지며 그 선단은 토출구(16)를 가진다. 따라서, 패드(11)와 패드(12)사이에 노즐(15)이 설치되면 공급되는 윤활유가 패드(11)의 후단에서 나온 온도가 상대적으로 높은 온도의 윤활유와 혼합되지 않아 열흡수가 줄어 패드(12)의 선단에 직접 냉각된 윤활유를 공급하게 되어 베어링의 패드 온도 상승을 줄이게 된다.
그리고, 노즐(15)을 설치하여 저어널과 함께 회전하는 높은 온도를 가진 윤활유가 노즐(15)에 부딪혀 베어링의 측면으로 배출될 수 있게 한다.
도4에는 본 발명의 베어링의 회전수 증가에 따른 윤활유의 온도분포를 보여주는 그래프가 도시된다.
그래프의 세로축은 윤활유의 온도를 나타내며, 가로축은 각 위치를 나타낸다.
검은색의 삼각형, 원 및 사각형 점들을 이은 그래프는 본 발명의 노즐을 가지는 베어링의 윤활유 온도분포를 나타내며, 흰색의 삼각형, 원 및 사각형 점들을 이은 그래프는 노즐없는 종래의 베어링의 윤활유 온도분포를 나타낸다.
3가지 종류의 베어링에서, 본 발명의 노즐을 가진 베어링이 종래의 베어링보다 윤활유의 온도분포가 낮은 것을 알 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 공급 윤활유 온도저감을 위한 노즐을 가지는 틸팅 패드 저어널 베어링은 베어링 패드 선단으로 공급하는 윤활유 온도 상승을 저 감시키고, 냉각손실을 감소시키며 베어링 패드의 온도상승을 감소시켜 베어링의 건전성을 확보할 수 있게 한다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 베어링 패드 사이에 설치된 노즐은 윤활유공급홀로부터 윤활유를 공급받아 패드 사이에 직접 윤활유를 공급하는 틸팅 패드 저어널 베어링에 있어서,
    상기 노즐(15)은 베어링 패드의 선단으로 곧바로 윤활유가 유입될 수 있도록 경사진 부분(17)을 가지는 틸팅 패드 저어널 베어링.
  3. 제2항에 있어서
    상기 노즐(15)은 베어링의 폭을 가로질러 연장하는 사각형의 몸체를 가지고 그 선단은 토출구(16)를 가지는 틸팅 패드 저어널 베어링.
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