KR101088271B1 - 저널 베어링 - Google Patents

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신고 다나카
다카아키 가이코기
가즈하루 히로카와
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Abstract

회전축의 외주면과 패드의 내주면 사이에 방출(공급)되는 윤활유량을 감소시켜, 회전축의 외주면과 패드의 내주면 사이에 있어서의 교반 손실을 감소시키고, 베어링 손실을 감소시킨다. 하반부 캐리어 링(17)의 반경방향 내측에 간격을 두고 배치되고, 회전축의 하중을 받는 복수의 패드(13a, 13b)와, 각 패드(13a, 13b)의 둘레방향에 있어서의 양단부에 각각 배치되고, 각 패드(13a, 13b)의 둘레방향으로의 이동을 구속하는 복수의 패드 스톱(14a, 14b, 14c, 14d, 15)을 구비하고, 패드 스톱(14a, 14b, 14c, 14d, 15) 중, 회전축의 축 회전방향에 있어서 가장 후방측에 위치하는 패드 스톱(15) 이외의 패드 스톱(14a, 14b, 14c, 14d)은, 회전축의 외주면과 패드(13a,13b)의 내주면 사이에 윤활유를 방출하는 급유 노즐로서의 기능을 구비하고 있다.

Description

저널 베어링{JOURNAL BEARING}
본 발명은 증기 터빈, 가스 터빈, 송풍기, 압축기 등의 회전 기계에 이용되는 저널 베어링에 관한 것이다.
증기 터빈, 가스 터빈, 송풍기, 압축기 등의 회전 기계에 이용되는 저널 베어링으로서는, 예를 들어 특허 문헌 1에 개시된 것이 알려져 있다.
일본 실용신안 공개 제 1988-132114 호 공보
또한, 최근에는 캐리어 링(carrier ring)의 반경방향 내측에, 둘레방향을 따라 복수(예를 들면, 4개)의 패드를 배치[보다 자세하게는, 상반부 캐리어 링(본체 상반부)의 반경방향 내측에, 둘레방향을 따라 복수(예를 들면, 2개)의 패드를 배치하고, 하반부 캐리어 링(본체 하반부)의 반경방향 내측에, 둘레방향을 따라 복수(예를 들면, 2개)의 패드를 배치]하는 동시에, 각 패드의 양단부에 각각 1개씩, 합계 8개의 급유 노즐을 배치한 저널 베어링이 제안되어 있다.
그렇지만, 이와 같은 저널 베어링에서는, 하중을 받지 않는(하중이 가해지지 않는) 상반부 캐리어 링에 장착된 급유 노즐로부터도 윤활유가 방출(공급)되기 때문에, 급유량 과다가 되기 쉽고, 로터축(회전축)의 외주면과 패드의 내주면 사이에 있어서의 교반(攪拌) 손실이 증대하여, 베어링 손실이 증대해 버린다는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 회전축의 외주면과 패드의 내주면 사이에 방출(공급)되는 윤활유량을 감소시킬 수 있고, 회전축의 외주면과 패드의 내주면 사이에 있어서의 교반 손실을 감소시킬 수 있으며, 베어링 손실을 감소시킬 수 있는 저널 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서, 이하의 수단을 채용했다.
본 발명에 따른 저널 베어링은, 회전축을 회전 가능하게 베어링 지지하는 저널 베어링으로서, 상반부 캐리어 링 및 하반부 캐리어 링을 구비한 캐리어 링과, 상기 하반부 캐리어 링의 반경방향 내측에 간격을 두고 배치되고, 상기 회전축의 하중을 받는 복수의 패드와, 각 패드의 둘레방향에 있어서의 양단부에 각각 배치되며, 각 패드의 둘레방향으로의 이동을 구속하는 복수의 패드 스톱(pad stop)을 구비하고, 상기 패드 스톱 중, 상기 회전축의 축 회전방향에 있어서 가장 후방측에 위치하는 패드 스톱 이외의 패드 스톱은 상기 회전축의 외주면과 상기 패드의 내주면 사이에 윤활유를 방출하는 급유 노즐로서의 기능을 구비하고 있다.
본 발명에 따른 저널 베어링에 의하면, 회전축의 외주면과 패드의 내주면 사이에 윤활유를 방출(공급)하는 급유 노즐로서의 기능을 갖는 패드 스톱이 종래의 반수 이하가 되고, 회전축의 외주면과 패드의 내주면 사이에 방출(공급)되는 윤활유량이 감소(예를 들면, 35% 감소)하게 된다.
이것에 의해, 회전축의 외주면과 패드의 내주면 사이에 있어서의 교반 손실을 감소시킬 수 있어, 베어링 손실을 감소시킬 수 있다.
상기 저널 베어링에 있어서, 급유 노즐로서의 기능을 구비한 패드 스톱으로부터는, 동량의 윤활유가 방출되도록 구성되어 있으면 더욱 호적하다.
이와 같은 저널 베어링에 의하면, 패드 스톱(급유 노즐)마다 오일량을 조정(설정)할 필요가 없으므로, 구성 및 구조의 간략화를 도모할 수 있어, 제조 가격의 저감화를 도모할 수 있다.
상기 저널 베어링에 있어서, 회전축의 축 회전방향에 있어서 가장 후방측에 위치하는 패드 스톱은, 그 이외의 패드 스톱보다도 적은 양의 윤활유를 방출하고, 베어링 내의 윤활유의 감온(減溫)을 하도록 구성되어 있으면 더욱 호적하다.
이와 같은 저널 베어링에 의하면, 공급하는 윤활유량을 전체적으로 저감하면서, 오일 온도를 낮게 억제하여, 베어링의 건전성을 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 회전 기계는, 회전축의 외주면과 패드의 내주면 사이에 방출(공급)되는 윤활유량을 감소(예를 들면, 35% 감소)시킬 수 있는 저널 베어링을 구비하고 있다.
본 발명에 따른 회전 기계에 의하면, 베어링 하중이 하방측으로만 작용하는 수평으로 설치된 회전 기계에 있어서, 회전축의 외주면과 패드의 내주면 사이에 있어서의 교반 손실을 감소시킬 수 있어, 베어링 손실을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 회전축의 외주면과 패드의 내주면 사이에 방출(공급)되는 윤활유량을 감소시킬 수 있고, 회전축의 외주면과 패드의 내주면 사이에 있어서의 교반 손실을 감소시킬 수 있어, 베어링 손실을 감소시킬 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 저널 베어링의 정면도,
도 2는 도 1의 A-A 화살표에서 본 단면도,
도 3은 도 1의 B-B 화살표에서 본 단면도.
이하, 본 발명에 따른 저널 베어링의 일 실시형태에 대해서, 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 실시형태에 따른 저널 베어링의 정면도, 도 2는 도 1의 A-A 화살표에서 본 단면도, 도 3은 도 1의 B-B 화살표에서 본 단면도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 저널 베어링(10)은 캐리어 링(11)과, 가이드 메탈(12)과, 복수(본 실시형태에서는 2개)의 패드(13)와, 복수(본 실시형태에서는 4개)의 급유 노즐(패드 스톱)(14)과, 1개의 패드 스톱(스토퍼)(15)을 주요 요소로서 구성된 것이다.
캐리어 링(11)은 상반부 캐리어 링(16)과, 하반부 캐리어 링(17)을 구비하고 있고, 상반부 캐리어 링(16)과 하반부 캐리어 링(17)은 조인트 볼트(joint bolt)(도시 생략)를 거쳐서 결합되어 있다.
가이드 메탈(12)은 도 2에 도시하는 바와 같이 축방향으로 2개 나란하게 배치되어 있고, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 그 외주면이 상반부 캐리어 링(16)의 내주면과 접하도록 하여, 상반부 캐리어 링(16)의 반경방향 내측에 볼트(도시 생략)를 거쳐서 고정되어 있다. 이 가이드 메탈(12)은, 로터축(회전축)(20)의 하중을 지탱하는 것이 아니고, 단순히 로터축(20)의 튀어오름을 방지할 뿐이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 패드(13)는 로터축(20)의 축 회전방향 전방측에 위치하는 상류측 패드(13a)와, 로터축(20)의 축 회전방향 후방측에 위치하는 하류측 패드(13b)를 구비하고 있다. 상류측 패드(13a)와 하류측 패드(13b)는, 둘레방향을 따라 나란하게 배치되어 있고, 예를 들면, W87[화이트 메탈(white metal)]이나 S25C로 제작되어 있다. 또한, 상류측 패드(13a)와 하류측 패드(13b)는, 그 외주면이 하반부 캐리어 링(17)의 내주면과 접하는 동시에, 상류측 패드(13a)와 하류측 패드(13b) 사이에 소정의 간극이 형성(마련)되도록 하여, 하반부 캐리어 링(17)의 반경방향 내측에 장착되어 있다. 이들의 패드(13a, 13b)는 틸팅(tilting) 기구를 갖는다.
급유 노즐(14)은 예를 들면, 저면측으로부터 공급된 윤활유를 로터축(20)(도 2 참조)의 외주면과 패드(13)의 내주면 사이에 방출(공급)하는 것이고, 가이드 메탈(12)의 일단부[로터축(20)의 축 회전방향 후방측에 위치하는 하류측의 단부]에 배치된 (제 1) 급유 노즐(14a)과, 상류측 패드(13a)의 양단부[로터축(20)의 축 회전방향 전방측에 위치하는 상류측의 단부 및 로터축(20)의 축 회전방향 후방측에 위치하는 하류측의 단부)에 배치된 (제 2) 급유 노즐(14b) 및 (제 3) 급유 노즐(14c)과, 하류측 패드(13b)의 일단부[로터축(20)의 축 회전방향 전방측에 위치하는 상류측의 단부]에 배치된 (제 4) 급유 노즐(14d)을 구비하고 있다. 그리고, 본 실시형태에 있어서, 각 급유 노즐(14a, 14b, 14c, 14d)에서는 동량의 윤활유가 방출되도록, 즉, 각 급유 노즐(14a, 14b, 14c, 14d)로부터 전체 유량의 25%에 상당하는 윤활유가 동일하게 공급되도록 되어 있다.
급유 노즐(14b, 14c, 14d)은 각각 패드 스톱(스토퍼)으로서의 기능을 갖고 있고, 상류측 패드(13a)는 급유 노즐(14b, 14c)에 의해 둘레방향으로의 이동이 구속(제한)되며, 하류측 패드(13b)는 급유 노즐(14d), 패드 스톱(15)에 의해 둘레방향으로의 이동이 구속(제한)되도록 되어 있다.
또한, 상류측 패드(13a) 및 하류측 패드(13b)의 축방향으로의 이동은 고정 나사(도시하지 않음)를 거쳐서 하반부 캐리어 링(17)의 양쪽 단면에 고정된 사이드 플레이트(side plate; 22)에 의해 구속(제한)되도록 되어 있다.
또한, 급유 노즐은 패드 스톱과 일체로 구성되어 있는 것에 한정되지 않고, 급유 노즐과 패드 스톱은 근접하여 다른 구조체로서 구성되어 있는 것도 포함된다.
본 실시형태에 따른 저널 베어링(10)에 의하면, 로터축(20)의 외주면과 패드(13)의 내주면 사이에 윤활유를 방출하는 급유 노즐(14a, 14b, 14c, 14d)이, 가이드 메탈(12)의 일단부, 상류측 패드(13a)의 양단부 및 하류측 패드(13b)의 일단부에만 배치되어 있고, 급유 노즐(14a, 14b, 14c, 14d)이 종래의 반수 이하가 되어, 로터축(20)의 외주면과 패드(13)의 내주면 사이에 방출되는 윤활유량이 감소(예를 들면, 35% 감소)하게 된다.
이것에 의해, 로터축(20)의 외주면과 패드(13)의 내주면 사이에 있어서의 교반 손실을 감소시킬 수 있어, 베어링 손실을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 저널 베어링(10)에 의하면, 각 급유 노즐(14a, 14b, 14c, 14d)로부터는 동량의 윤활유가 방출되도록 되어 있다.
이것에 의해, 급유 노즐(14a, 14b, 14c, 14d)마다 오일량을 조정(설정)할 필요가 없으므로, 구성 및 구조의 간략화를 도모할 수 있어, 제조 가격의 저감화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 변경·변형이 가능하다.
예를 들면, 급유 노즐(14a)을 없애서(생략하여), 급유 노즐(14b)로부터 전체 유량의 50%에 상당하는 윤활유가 공급되도록 해도 좋다.
또한, 패드 스톱(15)은 윤활유량을 줄이기 위해서 급유하지 않는 구성으로 하고 있다. 그렇지만, 패드 스톱(15)에 급유 노즐을 마련하여, 급유하는 것도 가능하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 오일의 온도가 저하하는 감온 스프레이(spray)로서 이용할 수 있다.
10 : 저널 베어링 11 : 캐리어 링
13 : 패드 13a : 상류측 패드(패드)
13b : 하류측 패드(패드) 14 : 급유 노즐(패드 스톱)
14a : 급유 노즐(패드 스톱) 14b : 급유 노즐(패드 스톱)
14c : 급유 노즐(패드 스톱) 14d : 급유 노즐(패드 스톱)
15 : 패드 스톱 16 : 상반부 캐리어 링
17 : 하반부 캐리어 링 20 : 로터축(회전축)

Claims (5)

  1. 축받이 하중이 하방에만 작용하는 수평으로 설치된 회전 기계에 이용되고, 회전축을 회전 가능하게 축받이 지지하는 저널 베어링에 있어서,
    상반부 캐리어 링 및 하반부 캐리어 링을 구비한 캐리어 링과, 상기 하반부 캐리어 링의 반경방향 내측에만 간격을 두고 배치되고, 상기 회전축의 하중을 받는 복수의 패드와, 각 패드의 둘레방향에 있어서의 양단부에 각각 배치되어, 각 패드의 둘레방향으로의 이동을 구속하는 복수의 패드 스톱을 구비하고,
    상기 패드 스톱 중, 상기 회전축의 축 회전방향에 있어서 가장 후방측에 위치하는 패드 스톱 이외의 패드 스톱은, 상기 회전축의 외주면과 상기 패드의 내주면 사이에 윤활유를 방출하는 급유 노즐로서의 기능을 구비하고 있는
    저널 베어링.
  2. 제 1 항에 있어서,
    급유 노즐로서의 기능을 구비한 패드 스톱으로부터는, 동량의 윤활유가 방출되도록 구성되어 있는
    저널 베어링.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 회전축의 축 회전방향에 있어서 가장 후방측에 위치하는 패드 스톱은, 그 이외의 패드 스톱보다도 적은 양의 윤활유를 방출하고, 베어링내의 윤활유의 감온을 하는
    저널 베어링.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 저널 베어링을 구비하고 있는
    회전 기계.
  5. 제 3 항에 기재된 저널 베어링을 구비하고 있는
    회전 기계.
KR1020117018367A 2009-02-27 2009-11-13 저널 베어링 KR101088271B1 (ko)

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