KR20150119340A

KR20150119340A - 회전축 지지 구조

Info

Publication number: KR20150119340A
Application number: KR1020157025362A
Authority: KR
Inventors: 에이이치 츠츠미; 다카히로 곤도
Original assignee: 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2015-10-23
Also published as: CN105190061B; JP2014181774A; WO2014147878A1; US9759255B2; CN105190061A; KR101682847B1; JP6222952B2; DE112013006848T5; US20160032963A1

Abstract

보다 장기간 회전축을 지지할 수 있는 회전축 지지 구조를 제공하는 것을 과제로 한다. 회전축 지지 구조는, 직경 방향 외측으로 돌출된 스러스트 칼라가 형성된 회전축을 지지하는 회전축 지지 구조로서, 스러스트 칼라와 대면하며, 스러스트 칼라의 회전축의 축방향에 직교하는 면을 지지면에서 지지하는 스러스트 베어링과, 지지면의 스러스트 칼라와는 반대측의 면측으로부터 축방향으로 스러스트 베어링을 지지하는 지지 기구를 갖는다. 지지 기구의 스러스트 베어링의 단부면에 대면하는 측은 회전축이 경사지는 방향에 대해 직교하는 방향으로 경사져 있다.

Description

회전축 지지 구조{ROTARY SHAFT SUPPORTING STRUCTURE}

본 발명은 회전축을 스러스트 방향으로 지지하는 회전축 지지 구조에 관한 것이다.

가스 터빈, 증기 터빈 등의 회전 기계는 회전축을 회전시키는 기구이다. 이러한 회전축을 갖는 회전 기계에서는, 스러스트력을 받아, 스러스트 방향의 회전축에 평행인 방향의 위치를 규제하기 위해서 스러스트 베어링을 마련하고 있는 것이 있다. 또한, 스러스트 베어링은 장착 위치를 조정하기 위한 기구를 마련하는 경우가 있다.

여기서, 특허문헌 1에는, 스러스트 베어링은, 장착되는 베어링 케이스와의 사이에 조정 라이너를 마련하여 베어링 케이스에 대한 장착 위치를 조정하는 것이 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제 2002-70853 호 공보

그런데, 조정 라이너는, 스러스트 베어링을 베어링 케이스 내에 장착할 때, 적정하고 균일한 두께의 부재를 이용하여, 스러스트 베어링의 축방향의 위치를 조정하는 것을 목적으로 한 것이다. 따라서, 조정 라이너 등의 조정 기구를 마련하고, 회전축에 대해 스러스트 베어링을 장착한 경우에도, 축이나 케이싱의 열신장 또는 축의 자중 등에 의해 회전축이 휘어 경사가 생긴다. 그 때문에, 스러스트 베어링의 회전축과의 접촉면의 부하가 불균일하게 되어, 접촉면의 일부에 다른 부분보다 큰 부하가 작용하는 경우가 있다. 스러스트 베어링의 일부의 부하가 커져서, 스러스트 베어링이 손상되어 회전축을 지지할 수 없게 되면, 가스 터빈, 증기 터빈 등의 회전 기계를 운전할 수 없게 될 우려가 있다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하는 것으로서, 보다 장기간 회전축을 지지할 수 있는 회전축 지지 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회전축 지지 구조는, 직경 방향 외측으로 돌출된 스러스트 칼라가 형성된 회전축을 지지하는 회전축 지지 구조로서, 상기 스러스트 칼라와 대면하며, 상기 스러스트 칼라의 상기 회전축의 축방향에 직교하는 면을 지지면에서 지지하는 스러스트 베어링과, 상기 지지면의 상기 스러스트 칼라와는 반대측의 면측으로부터 상기 축방향으로 상기 스러스트 베어링을 지지하는 지지 기구를 갖고, 상기 지지 기구의 상기 스러스트 베어링의 단부면에 대면하는 측은, 상기 회전축이 경사지는 방향에 대해 직교하는 방향으로 경사져 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 회전축의 회전 방향에서, 스러스트 베어링의 일부에 하중이 집중되는 것을 억제할 수 있어서, 스러스트 베어링의 수명을 보다 길게 할 수 있다. 이에 의해, 보다 장기간 회전축을 지지할 수 있다.

본 발명의 회전축 지지 구조에서는, 상기 스러스트 베어링은, 상기 스러스트 칼라를 사이에 두고 상기 스러스트 칼라의 축방향에 직교하는 2개의 면인 상류측의 면 및 하류측의 면의 각각에 대면하여 상기 축방향의 양측에 배치되며, 상기 지지 기구는, 상기 회전축의 연장 방향에 있어서, 상기 스러스트 칼라의 하류측에 배치된 상기 스러스트 베어링의 더욱 하류측에 배치된 제 1 지지 기구와, 상기 스러스트 칼라의 상류측에 배치된 상기 스러스트 베어링의 더욱 상류측에 배치된 제 2 지지 기구로 이루어지며, 상기 제 1 지지 기구는, 상류측을 향하는 면이 상기 스러스트 칼라의 하류측에 배치된 상기 스러스트 베어링의 상기 축방향의 단부면에 대면하고, 직경 방향의 하측을 향함에 따라서, 상류측을 향하는 방향으로 경사지도록 배치되며, 상기 제 2 지지 기구는, 상기 축방향의 하류측을 향하는 면이 상기 스러스트 칼라의 상류측에 배치된 상기 스러스트 베어링의 상기 축방향의 단부면에 대면하고, 직경 방향 상측을 향함에 따라서, 상기 축방향의 하류측을 향하는 방향으로 경사지도록 배치되어 있어도 좋다.

본 발명에 의하면, 회전축의 스러스트 방향의 양단을 스러스트 베어링 및 지지 기구로 지지할 수 있어서, 스러스트력이 어느 방향으로 작용해도, 스러스트 베어링의 일부에 하중이 집중되는 것을 억제할 수 있어서, 스러스트 베어링의 수명을 보다 길게 할 수 있다.

본 발명의 회전축 지지 구조에서는, 상기 지지 기구는 상기 스러스트 베어링에 고정된 조정 라이너를 포함하며, 상기 조정 라이너는 상기 회전축 주위의 직경 방향의 단부로부터 직경 방향의 반대측의 단부를 향하여 두께가 서서히 변화해도 좋다.

본 발명에 의하면, 조정 라이너에 의해 스러스트 베어링의 방향을 조정함으로써, 회전축의 회전 방향에서, 스러스트 베어링의 일부에 하중이 집중되는 것을 억제할 수 있어서, 스러스트 베어링의 수명을 보다 길게 할 수 있다.

본 발명의 회전축 지지 구조에서는, 상기 제 1 지지 기구 및 상기 제 2 지지 기구는 각각 상기 스러스트 베어링에 고정된 조정 라이너를 포함하며, 상기 조정 라이너는 상기 회전축 주위의 직경 방향의 단부로부터 직경 방향의 반대측의 단부를 향하여 두께가 서서히 변화하며, 상기 제 1 지지 기구의 상기 조정 라이너는 상기 제 2 지지 기구의 상기 조정 라이너에 대해 직경 방향의 두께 변화가 역방향이 되도록 배치되어 있어도 좋다.

본 발명에 의하면, 제 1 지지 기구와 제 2 지지 기구의 서로 대면하는 면이 서로 평행하게 된다. 그 때문에, 지지 기구와 스러스트 베어링은 균일한 면에서 접촉할 수 있어서, 스러스트 칼라를 거쳐서 균일한 스러스트 하중을 전달할 수 있다.

본 발명의 회전축 지지 구조에서는, 상기 지지 기구는, 상기 회전축이 내부에 보지되며, 또한, 상기 스러스트 베어링의 상기 지지면과는 반대측의 면측에 배치된 케이싱과, 상기 케이싱에 삽입되며, 상기 스러스트 베어링측의 단부면이 상기 스러스트 베어링과 접촉한 복수의 볼트를 갖는 조정 기구를 갖고, 상기 조정 기구는, 복수의 상기 볼트가 상기 회전축 주위에 배치되며, 상기 케이싱으로부터 돌출되는 이동량이 상기 회전축 주위의 위치에 따라서 변화해도 좋다.

본 발명에 의하면, 볼트의 위치에 따라 스러스트 베어링의 방향을 조정함으로써, 회전축의 회전 방향에서, 스러스트 베어링의 일부에 하중이 집중되는 것을 억제할 수 있어서, 스러스트 베어링의 수명을 보다 길게 할 수 있다. 또한, 미세 조정을 간단하게 실행할 수 있다.

본 발명의 회전축 지지 구조에서는, 상기 지지 기구는, 상기 회전축이 내부에 보지되며, 또한, 상기 스러스트 베어링의 상기 지지면과는 반대측의 면측에 배치된 케이싱을 갖고, 상기 케이싱은 상기 스러스트 베어링을 상기 지지면과는 반대측의 면으로부터 지지하며, 해당 지지하는 면이 연직 방향에 대해 경사져도 좋다.

본 발명에 의하면, 케이싱을 가공하는 것에 의해 스러스트 베어링의 방향을 조정함으로써, 회전축의 회전 방향에서, 스러스트 베어링의 일부에 하중이 집중되는 것을 억제할 수 있어서, 스러스트 베어링의 수명을 보다 길게 할 수 있다.

본 발명의 회전축 지지 구조에서는, 상기 지지 기구는 상기 스러스트 베어링의 상기 지지면을 포함하며, 상기 지지면은 연직 방향에 대해 경사져도 좋다.

본 발명에 의하면, 스러스트 베어링을 가공하는 것에 의해 스러스트 베어링의 방향을 조정함으로써, 회전축의 회전 방향에서, 스러스트 베어링의 일부에 하중이 집중되는 것을 억제할 수 있어서, 스러스트 베어링의 수명을 보다 길게 할 수 있다.

본 발명의 회전축 지지 구조에서는, 상기 스러스트 베어링은, 상기 지지면에 배치되고, 상기 회전축의 둘레 방향으로 복수 배치되며, 상기 스러스트 칼라와 슬라이딩하는 패드와, 상기 지지면의 반대측의 면으로부터 상기 패드를 지지하며, 상기 지지 기구에 지지되는 패드 지지 수단을 갖고, 상기 패드 지지 수단은 상기 패드를 상기 회전축에 수직인 면에 대해 이동 가능한 상태로 지지해도 좋다.

본 발명에 의하면, 패드를 이동 가능한 상태로 함으로써, 패드의 이동에 의해서도, 회전축의 회전 방향에서, 스러스트 베어링의 일부에 하중이 집중되는 것을 억제할 수 있어서, 스러스트 베어링의 수명을 보다 길게 할 수 있다.

본 발명의 회전축 지지 구조에 의하면, 스러스트 베어링을 지지하는 지지 기구의 단부면을 회전축의 경사에 맞추어 경사지게 함으로써, 스러스트 베어링을 회전축에 맞추어 경사지게 할 수 있다. 이에 의해, 회전축의 회전 방향에서, 스러스트 베어링의 일부에 하중이 집중되는 것을 억제할 수 있어서, 스러스트 베어링의 수명을 보다 길게 할 수 있다. 또한, 보다 장기간 회전축을 지지할 수 있다.

도 1은 회전축 지지 구조의 일 실시예인 스러스트 베어링 기구를 구비하는 가스 터빈의 개략 구성을 도시하는 모식도,
도 2는 본 실시예의 스러스트 베어링 기구의 개략 구성을 도시하는 단면도,
도 3은 본 실시예의 스러스트 베어링 기구의 개략 구성을 도시하는 단면도,
도 4는 본 실시예의 스러스트 베어링의 개략 구성을 도시하는 정면도,
도 5는 도 4에 도시하는 스러스트 베어링의 일부를 도시하는 사시도,
도 6은 도 4에 도시하는 스러스트 베어링의 일부를 도시하는 측면 전개도,
도 7은 본 실시예의 제 1 지지 기구에 따른 조정 라이너의 개략 구성을 도시하는 정면도,
도 8은 도 7에 도시하는 조정 라이너의 개략 구성을 도시하는 측면도,
도 9는 본 실시예의 제 2 지지 기구에 따른 조정 라이너의 개략 구성을 도시하는 정면도,
도 10은 도 9에 도시하는 조정 라이너의 개략 구성을 도시하는 측면도,
도 11은 본 실시예의 스러스트 베어링 기구의 기능을 설명하기 위한 설명도,
도 12는 비교예의 스러스트 베어링 기구의 기능을 설명하기 위한 설명도,
도 13은 변형예의 조정 라이너의 개략 구성을 도시하는 정면도,
도 14는 도 13에 도시하는 조정 라이너의 개략 구성을 도시하는 측면도,
도 15는 다른 실시예의 스러스트 베어링 기구의 개략 구성을 도시하는 단면도,
도 16은 도 15에 도시하는 스러스트 베어링 기구의 지지 기구를 확대하여 도시하는 단면도,
도 17은 다른 실시예의 스러스트 베어링 기구의 개략 구성을 도시하는 단면도,
도 18은 다른 실시예의 스러스트 베어링 기구의 개략 구성을 도시하는 단면도.

이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 회전축 지지 구조의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 또한, 실시예가 복수 있는 경우에는, 각 실시예를 조합하여 구성하는 것도 포함하는 것이다.

이하의 실시예에서는, 가스 터빈의 회전축을 베어링 장치로 지지하는 경우로 하여 설명한다. 베어링 장치는 본 실시예의 회전 지지 구조의 일 예인 스러스트 베어링 기구를 구비하고 있다. 회전 지지 구조의 일 예인 스러스트 베어링 기구는 회전축을 스러스트 방향(회전축의 축방향)으로 지지하는 기구이며, 케이싱과 회전축 사이에 배치되어 있다. 스러스트 베어링 기구는 회전축의 스러스트 칼라의 축방향의 2개의 단부면과 각각 대면하는 스러스트 베어링과, 각각의 스러스트 베어링과 케이싱 사이에 배치된 지지 기구를 갖는다. 스러스트 베어링은 스러스트 칼라로부터의 하중을 지지하는 복수의 베어링 패드와, 베어링 패드를 지지하는 레벨링 기구와, 베어링을 수납하는 하우징을 갖는다. 또한, 지지 기구는 스러스트 베어링에 대응하여 각각 배치된 조정 라이너를 포함하고 있다.

실시예

도 1은 회전축 지지 구조의 일 실시예인 스러스트 베어링 기구를 구비하는 가스 터빈의 개략 구성을 도시하는 모식도이다. 가스 터빈(10)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 압축기(12)와, 연소기(14)와, 터빈(16)과, 베어링 장치(18)와, 베어링 장치(19)와, 회전축(20)을 갖는다. 가스 터빈(10)의 각 부(部)는 케이싱(24)의 내부에 배치되어 있다. 가스 터빈(10)은 압축기(12)의 일부와 터빈(16)의 일부가 회전축(20)에 고정되며, 회전축(20)과 함께 회전한다. 압축기(12)는 공기를 도입하여 압축한다. 압축기(12)에서 압축된 공기는 연소기(14)에 공급된다. 연소기(14)는 압축기(12)에서 압축된 공기에 연료를 혼합하여 연소 가스(G)를 발생시킨다.

터빈(16)은 연소기(14)에서 발생한 연소 가스(G)를 그 내부에 도입하고 팽창시켜 회전축(20)에 마련된 동익(22)에 불어넣음으로써, 연소 가스(G)의 열에너지를 기계적인 회전 에너지로 변환하여 동력을 발생시킨다.

구체적으로는, 터빈(16)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 회전축(20)과, 회전축(20)측에 마련된 복수의 동익(22)과, 회전축(20) 및 동익(22)을 수용하는 케이싱(24)과, 케이싱(24)측에 고정된 복수의 정익(26)을 구비한다. 터빈(16)은, 동익(22)과 정익(26)이 회전축(20)의 축방향으로 교대로 배열되어 있다. 동익(22)은 연소기(14)로부터 분사되어 회전축(20)의 축방향으로 흐르는 연소 가스(G)에 의해 회전축(20)을 회전시킨다. 회전축(20)의 회전 에너지는 회전축(20)에 연결된 기구, 예컨대 발전기에 의해 취출된다.

베어링 장치(18)는 회전축(20)의 압축기(12)측의 단부에 마련되어 있다. 베어링 장치(18)는 저널 베어링 기구(30)와, 스러스트 베어링 기구(40)와, 윤활유 공급 기구(41)를 갖는다. 저널 베어링 기구(30)는 케이싱(24)에 고정되어 있으며, 회전축(20)의 직경 방향의 하중을 받아, 케이싱(24)에 대한 회전축(20)의 직경 방향의 이동을 규제한다. 스러스트 베어링 기구(40)는 케이싱(24)에 고정되어 있으며, 회전축(20)의 축방향의 하중을 받아, 케이싱(24)에 대한 회전축(20)의 축방향의 이동을 규제한다. 윤활유 공급 기구(41)는 저널 베어링 기구(30)와 스러스트 베어링 기구(40)에 윤활유를 공급하고, 회수하여, 윤활유를 순환시킨다.

베어링 장치(19)는 회전축(20)의 터빈(16)측의 단부에 마련되어 있다. 베어링 장치(19)는 저널 베어링 기구(30)와 윤활유 공급 기구(42)를 갖는다. 저널 베어링 기구(30)는 케이싱(24)에 고정되어 있으며, 회전축(20)의 직경 방향의 하중을 받아, 케이싱(24)에 대한 회전축(20)의 직경 방향의 이동을 규제한다. 윤활유 공급 기구(42)는 저널 베어링 기구(30)에 윤활유를 공급하고, 회수하여, 윤활유를 순환시킨다. 가스 터빈(10)은 이상과 같은 구성이며, 베어링 장치(18, 19)가 회전축(20)을 케이싱(24)에 대해 지지하고 있다.

다음에, 도 2 내지 도 12를 이용하여, 회전축(20)을 지지하는 회전축 지지 구조의 일 예인 스러스트 베어링 기구(40)에 대해 설명한다. 또한, 본 실시예에서는, 구성을 알기 쉽게 도시하기 위해서, 각 부의 연직 방향, 수평 방향에 대해 경사져 있는 부분을 실제의 경사보다 크게, 즉 경사각을 크게 하여 도시하고 있다. 우선, 도 2 및 도 3을 이용하여, 스러스트 베어링 기구(40)의 개략 구성에 대해 설명한다. 도 2는 본 실시예의 스러스트 베어링 기구의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 도 3은 본 실시예의 스러스트 베어링 기구의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 축방향이란, 회전축(20)이 연장되는 방향(도 1에 나타내는 X축방향)을 가리키며, 직경 방향이란, 회전축(20)에 대해 직교하는 방향(도 1에 있어서의 Z축방향 및 Y축방향)을 의미한다. 또한, 직경 방향의 외측이란, 회전축(20)으로부터 멀어지는 방향을 말하며, 직경 방향의 내측이란, 회전축(20)에 근접하는 방향을 의미한다. 또한, 편의상, 도 1의 지면 상에서 우측 방향을 하류측(압축기(12)측에서 터빈(16)측을 보는 방향)이라 하며, 좌측 방향을 상류측(터빈(16)측에서 압축기(12)측을 보는 방향)이라 한다. 또한, 연직 방향이란, 수평면에 대해 수직인 방향을 말한다. 또한, 본 실시예의 스러스트 베어링 기구(40)는 회전축(20)의 중심보다 상류측에 배치되어 있다. 따라서, 회전축(20)은 스러스트 베어링 기구(40)의 설치 위치보다 상류측의 부분이 짧아지고, 하류측의 부분이 길어진다.

스러스트 베어링 기구(40)는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 회전축(20)에 마련된 스러스트 칼라(50)에 대응하여 배치되어 있다. 스러스트 칼라(50)는 회전축(20)으로부터 직경 방향 외측으로 돌출되어 있다. 또한, 스러스트 베어링 기구(40)는 축방향의 양단이 케이싱(24)에 끼여 있다. 즉, 스러스트 베어링 기구(40)는 축방향의 양단이 케이싱(24)에 고정됨으로써, 축방향의 위치가 고정된다. 스러스트 베어링 기구(40)는 스러스트 베어링(52, 54)과 지지 기구(56)를 갖는다.

스러스트 베어링(52, 54)은 스러스트 칼라(50)를 사이에 두고 축방향의 상류측 및 하류측에 배치되어 있다. 스러스트 베어링(52)은 축방향에 있어서 스러스트 칼라(50)보다 하류측에 배치되어 있으며, 스러스트 칼라(50)의 회전축(20)에 직교 하는 면과 대면하고 있다. 스러스트 베어링(54)은 축방향에 있어서 스러스트 칼라(50)보다 상류측에 배치되어 있으며, 스러스트 칼라(50)의 회전축(20)의 상류측의 면과 대면하고 있다.

다음에, 도 4 내지 도 6을 이용하여 스러스트 베어링에 대해 설명한다. 또한, 스러스트 베어링(52)과 스러스트 베어링(54)은 배치되는 위치가 다를 뿐 동일한 구성이므로, 스러스트 베어링(54)을 이용하여 설명한다. 도 4는 본 실시예의 스러스트 베어링의 개략 구성을 도시하는 정면도이다. 도 5는 도 4에 도시하는 스러스트 베어링의 일부를 도시하는 사시도이다. 도 6은 도 4에 도시하는 스러스트 베어링의 일부를 도시하는 측면 전개도이다.

스러스트 베어링(54)은 스러스트 칼라(50)의 회전축(20)에 직교하는 면과 대면하여 배치되어 있으며, 축방향의 스러스트 하중을 부담하여, 스러스트 칼라(50)의 축방향으로의 이동을 규제한다. 스러스트 베어링(54)은, 이른바 레벨링 기능을 갖는 틸팅 패드 베어링이며, 스러스트 칼라(50)로부터의 하중을 지지하는 복수의 베어링 패드(틸팅 패드)(70)와, 베어링 패드(70)를 지지하는 레벨링 기구(72)와, 베어링을 수납하는 하우징(74)을 갖는다. 레벨링 기구(72)는 베어링 패드(70)로부터의 하중을 받는 상부 레벨링 플레이트(76)와, 상부 레벨링 플레이트(76)로부터의 하중을 받는 하부 레벨링 플레이트(78)와, 상부 레벨링 플레이트(76)와 하부 레벨링 플레이트(78) 사이에 배치되며, 양자로부터 받는 하중을 전달하는 접속 핀(80)과, 하우징(74)에 대한 하부 레벨링 플레이트(78)의 이동을 구속하는 이동 방지 핀(82)을 갖는다.

복수의 베어링 패드(70)는 동일 형상이며, 스러스트 칼라(50)와 대면하는 위치에 회전축(20)을 중심으로 하여 둘레 방향(원주방향)으로 등간격으로 회전축 중심(C)에 대해 대칭으로 배치되어 있다. 베어링 패드(70)에는, 윤활유 공급 기구(41)로부터 윤활유가 공급되며, 스러스트 칼라(50)와 대면하는 면에 윤활유막이 형성된다. 이에 의해, 베어링 패드(70)와 스러스트 칼라(50) 사이에는 윤활유막이 형성되어, 스러스트 칼라(50)의 회전시에 스러스트 칼라(50)와 베어링 패드(70) 사이에 생기는 마찰 등을 저감할 수 있다. 베어링 패드(70)는 스러스트 칼라(50)와 대면하는 면과는 반대측의 면, 즉, 상부 레벨링 플레이트(76)와 대면하는 면의 중앙부 부근에 피봇(71)을 갖는다. 피봇(71)은 볼록 구면 형상의 지지구이며, 상부 레벨링 플레이트(76)와 접촉한다. 베어링 패드(70)는 피봇(71)을 거쳐서 상부 레벨링 플레이트(76)와 접촉함으로써, 상부 레벨링 플레이트(76)에 대해 피봇(71)을 중심으로 경사 운동 가능하게 된다. 여기서, 베어링 패드(70)와 상부 레벨링 플레이트(76) 사이에는 후술하는 이동 방지 핀(82)과 마찬가지의 동반 회전 방지 수단이 마련되어 있다.

하우징(74)은, 스러스트 칼라(50)로부터 베어링 패드(70)에 하중이 전달되며, 나아가 상부 레벨링 플레이트(76), 접속 핀(80) 및 하부 레벨링 플레이트(78)를 거쳐서 전달된 하중을 받아들이는 지지 부재, 지지 구조물 또는 지지 기반이다. 하우징(74)은 스러스트 칼라(50)와 대면하는 면과 축방향으로 반대측의 면에 위치하는 부재이다. 조정 라이너(60)는 축방향의 상류측으로부터 하우징(74)에 고정되어 있다.

레벨링 기구(72)는 베어링 패드(70)와 하우징(74) 사이에 배치되며, 상부 레벨링 플레이트(76)와 하부 레벨링 플레이트(78)를 갖는다. 상부 레벨링 플레이트(76)와 하부 레벨링 플레이트(78)는 회전축(20)의 둘레 방향에서 교대로 배치되어 있다. 하부 레벨링 플레이트(78)는 하우징(74)측의 면의 중앙부에 피봇(84)을 갖는다. 피봇(84)은 볼록 구면 형상의 지지구이며, 하우징(74)과 접촉되어 있다. 하부 레벨링 플레이트(78)는 피봇(84)의 하우징(74)의 상면과의 접점을 중심으로 하여 경사 운동 가능하다.

레벨링 기구(72)는 상부 레벨링 플레이트(76)와 하부 레벨링 플레이트(78) 사이에 접속 핀(80)을 갖는다. 상부 레벨링 플레이트(76)와 하부 레벨링 플레이트(78)는 각각 회전축(20)의 회전 방향의 단부에 하중 받이 돌출부(76a, 78a)가 마련되어 있다. 접속 핀(80)은 원기둥 형상이며, 상부 레벨링 플레이트(76)와 하부 레벨링 플레이트(78)의 하중 받이 돌출부(76a, 78a)의 사이에, 직경 방향이 원기둥의 축방향이 되는 방향으로 배치되어 있다. 또한, 각 상부 레벨링 플레이트(76), 각 접속 핀(80) 및 각 하부 레벨링 플레이트(78)는 회전축(20)을 중심으로 하여 대칭으로 배치되어 있다. 하부 레벨링 플레이트(78)의 하면에는 오목 구멍(78b)이 형성되어 있으며, 이 오목 구멍(78b)에 들어가는 형상의 이동 방지 핀(82)이 하우징(74)에 마련되어 있다.

레벨링 기구(72)는, 베어링 패드(70)로부터의 하중이 피봇(71), 상부 레벨링 플레이트(76), 접속 핀(80), 하부 레벨링 플레이트(78), 피봇(84)을 거쳐서 하우징(74)에 전달된다.

스러스트 베어링(54)은 스러스트 칼라(50)로부터의 하중을 베어링 패드(70)로 받아, 스러스트 칼라(50)의 축방향의 위치를 규제한다. 또한, 스러스트 베어링(54)은 미끄럼 베어링이며, 베어링 패드(70)는, 스러스트 칼라(50)가 회전해도 축방향으로 회전하지 않는 상태로 스러스트 칼라(50)를 지지한다. 또한, 스러스트 베어링(54)은 상부 레벨링 플레이트(76), 접속 핀(80) 및 하부 레벨링 플레이트(78)의 조합에 의해, 상부 레벨링 플레이트(76)와 하부 레벨링 플레이트(78)가 둘레 방향으로 연동하여, 베어링 패드(70)의 위치를 조정할 수 있어서, 회전축(20)의 둘레 방향에서, 베어링 패드(70)의 부담 하중을 균등화시킬 수 있다.

다음에, 도 2 및 도 3에 더하여 도 7 내지 도 12를 이용해서 지지 기구(56)에 대해 설명한다. 도 7은 본 실시예의 제 1 지지 기구에 따른 조정 라이너의 개략 구성을 도시하는 정면도이다. 도 8은 도 7에 도시하는 조정 라이너의 개략 구성을 도시하는 측면도이다. 도 9는 본 실시예의 제 2 지지 기구에 따른 조정 라이너의 개략 구성을 도시하는 정면도이다. 도 10은 도 9에 도시하는 조정 라이너의 개략 구성을 도시하는 측면도이다. 도 11은 본 실시예의 스러스트 베어링 기구의 기능을 설명하기 위한 설명도이다. 도 12는 비교예의 스러스트 베어링 기구의 기능을 설명하기 위한 설명도이다.

지지 기구(56)는 2개의 조정 라이너(제 1 지지 기구)(58)와 조정 라이너(제 2 지지 기구)(60)를 조합하여 이용하는 구조이다. 2개의 조정 라이너(58, 60)는 동일 형상이어도 좋지만, 장착 방법이 다르다. 즉, 케이싱(24) 내에 스러스트 베어링(52, 54)을 장착할 때, 축의 경사에 맞추어, 조정 라이너(58, 60)의 직경 방향의 두께 변화의 방향이 서로 역방향이 되도록 장착할 필요가 있다. 또한, 축이 경사지는 경우에도, 스러스트 베어링(52, 54)을 수납한 케이싱(24)은 항상 수평면(수평도)이 유지되어 있다. 본 실시예의 케이싱(24)은 스러스트 베어링(52)을 축방향으로 지지하는 축방향의 하류측의 단부면이 수평면에 직교하는 면이 되며, 스러스트 베어링(54)을 축방향으로 지지하는 축방향의 상류측의 단부면이 수평면에 직교하는 면이 된다. 이하에 조정 라이너의 차이를 포함하여, 조정 라이너의 구조를 설명한다.

조정 라이너(58)는 스러스트 베어링(52)의 축방향의 하류측의 면에 배치되며, 스러스트 베어링(52)에 고정되어 있다. 조정 라이너(58)는 축방향의 하류측의 면이 케이싱(24)과 접촉하고 있다. 조정 라이너(58)는 축방향의 단부가 각각 스러스트 베어링(52)과 케이싱(24)에 접촉함으로써, 케이싱(24)에 대한 스러스트 베어링(52)의 축방향의 위치를 소정의 위치로 하고 있다.

조정 라이너(58)는, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 회전축(20)을 중심으로 환상으로 형성되며, 직경 방향의 일방의 둘레 방향 단부면으로부터 타방의 둘레 방향 단부면을 향하여 회전축 중심(C)을 통과하고 직경 방향 양측의 둘레 방향 단부면을 연결하는 선을 따라서 두께가 균일하게 변화한다. 조정 라이너(58)는 둘레 방향에 있어서 환상 부재(58a)와 환상 부재(58b)의 2개로 분할된 부재이다. 조정 라이너(58)는 2개의 환상 부재(58a, 58b)의 직경 방향에 형성된 면인 분할면(59)끼리를 접하여 배치함으로써, 전체적으로 1개의 링 형상이 된다. 여기서, 분할면(59)은 수평 방향(케이싱(24)의 수평면에 평행인 방향)(90)에 대해 소정 각도 경사진 위치로 한다. 이에 의해, 장착시에, 2개의 환상 부재(58a, 58b)를 올바른 배치로 장착하기 쉽게 할 수 있다.

조정 라이너(58)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 직경 방향의 일방의 둘레 방향 단부면으로부터 타방의 둘레 방향 단부면을 향하여 회전축 중심(C)을 통과하고 직경 방향 양측의 둘레 방향 단부면을 연결하는 선을 따라서 두께가 변화한다. 구체적으로는, 조정 라이너(58)는, 도 8의 지면 상에서 직경 방향 상측으로부터 직경 방향 하측을 향함에 따라서 두께가 두꺼워지는 형상이며, 직경 방향 상측의 둘레 방향 단부면의 두께(최소 두께)(L1)와 직경 방향 하측의 둘레 방향 단부면의 두께(최대 두께)(L2)의 관계가 L1＜L2가 된다. 또한, 조정 라이너(58)는 하류측을 향하는 단부면(58m)이 케이싱(24)의 수평면에 수직인 면이 되고, 상류측을 향하는 단부면(58n)이 케이싱(24)의 수평면에 수직인 면에 대해 경사진 면이 된다. 단부면(58m)은 조정 라이너(58)의 축방향의 하류측의 단부면이다. 또한, 단부면(58n)은 조정 라이너(58)의 축방향의 상류측의 단부면이다.

이에 의해, 조정 라이너(58)는, 하류측을 향하는 단부면(58m)이 케이싱(24)의 수평면에 수직인 면에 접하고 있다. 또한, 케이싱(24)의 수평면에 수직인 면에 대해 경사진 상류측을 향하는 단부면(58n)은 스러스트 베어링(52)에 고정된다. 따라서, 스러스트 베어링(52)의 축방향의 상류측 및 하류측을 향하는 면은 케이싱(24)의 수평면에 대해 경사진 방향을 가질 수 있다.

조정 라이너(60)는 스러스트 베어링(54)의 축방향의 상류측의 면에 배치되며, 스러스트 베어링(54)에 축방향으로부터 고정되어 있다. 조정 라이너(60)는 축방향의 상류측의 면이 케이싱(24)과 접촉하고 있다. 조정 라이너(60)는 축방향의 단부면(60m, 60n)이 각각 스러스트 베어링(54)과 케이싱(24)에 접촉함으로써, 케이싱(24)에 대한 스러스트 베어링(54)의 축방향의 위치를 소정의 위치로 하고 있다.

조정 라이너(60)는, 도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 회전축(20)을 중심으로 환상으로 형성되며, 직경 방향의 일방의 둘레 방향 단부면으로부터 타방의 둘레 방향 단부면을 향하여 회전축 중심(C)을 통과하고 직경 방향 양측의 둘레 방향 단부면을 연결하는 선을 따라서 두께가 균일하게 변화한다. 조정 라이너(60)는 둘레 방향에서 환상 부재(60a)와 환상 부재(60b)의 2개로 분할된 부재이다. 조정 라이너(60)는 2개의 환상 부재(60a, 60b)의 직경 방향으로 분할된 면인 분할면(61)을 서로 접하여 배치함으로써, 전체적으로 1개의 링 형상이 된다.

여기서, 분할면(61)은 수평 방향(케이싱의 수평면에 평행인 방향)(90)에 대해 소정 각도 경사진 위치로 한다. 이에 의해, 장착시에, 2개의 환상 부재(60a, 60b)를 올바른 배치로 장착하기 쉽게 할 수 있다.

조정 라이너(60)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 직경 방향의 일방의 둘레 방향 단부면으로부터 타방의 둘레 방향 단부면을 향하여 회전축 중심(C)을 통과하고 직경 방향 양측의 둘레 방향 단부면을 연결하는 선을 따라서 두께가 변화한다. 구체적으로는, 조정 라이너(60)는, 도 10의 지면 상에서 직경 방향 상측으로부터 직경 방향 하측을 향함에 따라서 두께가 얇아지는 형상이며, 직경 방향 상측의 둘레 방향 단부면의 두께(최대 두께)(L3)와 직경 방향 하측의 둘레 방향 단부면의 두께(최소 두께)(L4)의 관계가 L4＜L3가 된다. 또한, 조정 라이너(60)는 상류측을 향하는 단부면(60n)이 케이싱(24)의 수평면에 수직인 면에 평행인 면이 되며, 하류측을 향하는 단부면(60m)이 케이싱(24)의 수평면에 수직인 면에 대해 경사진 면이 된다. 단부면(60m)은 조정 라이너(60)의 축방향의 하류측의 단부면이다. 또한, 단부면(60n)은 조정 라이너(60)의 축방향의 상류측의 단부면이다.

이에 의해, 조정 라이너(60)는 상류측을 향하는 단부면(60n)이 케이싱(24)의 수평면에 수직인 면에 접하면서, 하류측을 향하는 단부면(60m)은 케이싱(24)의 수평면에 수직인 면에 대해 경사진 면을 형성하는 스러스트 베어링(54)에 고정된다. 따라서, 스러스트 베어링(54)의 축방향의 상류측 및 하류측을 향하는 단부면은 케이싱(24)의 수평면에 대해 경사진 방향을 가질 수 있다.

스러스트 베어링 기구(회전축 지지 구조)(40)는 2개의 조정 라이너(58, 60)의 장착 위치를, 회전축 중심(C)을 통과하는 선을 따른 직경 방향의 두께 변화가 서로 역방향이 되도록 장착한다. 예컨대, 조정 라이너(58)의 축방향의 최소 두께(L1)를 갖는 둘레 방향 단부의 위치와, 조정 라이너(60)의 최대 두께(L3)의 둘레 방향 단부의 위치가 둘레 방향에서 일치하도록 조정 라이너(58, 60)를 장착하면 좋다. 이와 같이 장착하면, 조정 라이너(58)의 축방향의 최대 두께(L2)를 갖는 둘레 방향 단부의 위치와, 조정 라이너(60)의 축방향의 최소 두께(L4)를 갖는 둘레 방향 단부의 위치도 둘레 방향에서 일치한다. 즉, 이와 같이 조정 라이너(58, 60)를 조합하여 장착하는 것에 의해, 조정 라이너(58)의 스러스트 베어링(52)측의 면(상류측을 향하는 단부면(58n))과 조정 라이너(60)의 스러스트 베어링(54)측의 면(하류측을 향하는 단부면(60m))을 경사지게 할 수 있다. 또한, 조정 라이너의 단부면(58n, 60m)을 경사지게 함으로써 서로 평행인 면을 형성할 수 있어서, 스러스트 베어링(52, 54)의 스러스트 칼라(50)와의 접촉면을 케이싱(24)의 수평면에 수직인 면에 대해 경사지고, 또한 서로 평행인 면으로 할 수 있다.

여기서, 도 11에 도시하는 바와 같이, 회전축(20)은 수평 방향(90)으로 배치해도 열신장이나 자중 등에 의해 휜다. 이 때문에, 케이싱(24)의 수평면에 수직인 면(92)에 대해 스러스트 칼라(50)의 회전축(20)의 축방향의 중심을 통과하는 회전축(20)에 수직인 면(기준면)(94)이 소정 각도 경사진 상태가 된다. 구체적으로는, 회전축(20)은 축방향에서 상류측으로부터 하류측을 향함에 따라서 직경 방향 하측을 향하는 방향으로 경사진다. 이에 의해, 스러스트 칼라(50)는 회전축(20)에 대해 기준면(94)이 직경 방향 상측으로부터 직경 방향 하측을 향함에 따라서 회전축(20)의 상류측으로 이동하는 방향으로 경사져 있다.

여기서, 스러스트 베어링 기구(40)는, 조정 라이너(58 60)를, 케이싱(24)의 수평면에 수직인 면에 설치하고 또한 스러스트 베어링(52, 54)과 접촉하는 면을 기준면(94)과 동일한 방향으로 경사지게 하고 있다. 즉, 조정 라이너(58 60)의 스러스트 베어링(52, 54)에 접촉하는 측의 면이, 회전축(20)이 경사지는 방향에 대해 직교하는 방향으로 경사진다. 이에 의해, 스러스트 베어링(52, 54)의 스러스트 칼라(50)와 대면하는 면을 스러스트 칼라(50)의 경사에 맞추어 경사지게 할 수 있다.

이에 의해, 스러스트 베어링 기구(40)는 스러스트 칼라(50)로부터 스러스트 베어링(52, 54), 구체적으로는 베어링 패드(70)에 가해지는 하중을 회전축(20)의 둘레 방향에서 보다 균일화할 수 있다.

예컨대, 도 12에 도시하는 바와 같이, 조정 라이너(96, 98)를 둘레 방향으로 두께가 일정한 형상으로 한 경우, 스러스트 베어링(52, 54)의 스러스트 칼라(50)와 대면하는 면이 케이싱(24)의 수평면에 수직인 면(92)과 평행인 면이 되며, 대면하는 스러스트 칼라(50)의 직경 방향의 면(축방향으로 직교하는 면)과는 평행하게 되지 않는다. 따라서, 스러스트 칼라(50)로부터의 하중이 스러스트 베어링(52)의 직경 방향 상측의 일부와 스러스트 베어링(54)의 직경 방향 하측의 일부에 집중되어, 회전축(20)의 둘레 방향에서 하중이 불균일하게 된다.

이에 반하여, 본 실시예의 스러스트 베어링 기구(40)는, 상술한 바와 같이, 스러스트 칼라(50)로부터 스러스트 베어링(52, 54)에 대해 가해지는 하중을 회전축(20)의 둘레 방향에서 보다 균일화할 수 있기 때문에, 스러스트 베어링(52, 54)의 일부에 하중이 집중되고, 일부의 베어링 패드(70)의 메탈 온도가 상승하여, 베어링이 손상되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 가스 터빈 전체적으로의 내구성을 향상시켜 수명을 길게 할 수 있다.

도 13은 변형예의 조정 라이너의 개략 구성을 도시하는 정면도이다. 도 14는 도 13에 도시하는 조정 라이너의 개략 구성을 도시하는 측면도이다. 도 13 및 도 14에 도시하는 조정 라이너(102)는, 상술한 조정 라이너와 마찬가지로 직경 방향의 위치에 따라서 두께가 변화하는 경사부(104)와, 경사부(104)에 비해 두께가 얇고 직경 방향의 위치에 관계없이 두께가 일정한 오목부(106)가 둘레 방향으로 교대로 배치되어 있다. 조정 라이너(102)는 둘레 방향의 위치에 따라서 스러스트 베어링과 접촉하는 부분과 접촉하지 않는 부분이 교대로 마련된다. 이와 같이, 조정 라이너는 둘레 방향의 전체 둘레가 스러스트 베어링 또는 케이싱과 접촉하고 있을 필요는 없으며, 스러스트 베어링과 케이싱의 상대 위치를 소정의 위치로 할 수 있고, 스러스트 베어링의 축을 수평 방향에 대해, 회전축(20)의 자중 등의 경사에 맞춘 방향으로 경사지게 할 수 있으면 좋다. 또한, 본 변형예에 나타내는 조정 라이너(102)는 어느 지지 기구(제 1 지지 기구, 제 2 지지 기구)에도 사용할 수 있지만, 2개의 조정 라이너의 장착 방향을 직경 방향의 두께 변화가 서로 역방향이 되도록 장착한 1조의 조정 라이너를 조합하여 사용할 필요가 있다.

여기서, 상기 실시예에서는, 조정 라이너에 의해, 스러스트 베어링의 축을 수평 방향에 대해, 회전축(20)의 자중 등에 의한 경사에 맞춘 방향으로 경사지게 하여, 스러스트 칼라로부터 스러스트 베어링에 가해지는 하중이 일부에 집중되는 것을 억제했지만, 위치를 조정하는 기구는 이것에 한정되지 않는다. 지지 기구는 스러스트 베어링의 스러스트 칼라와 접촉하는 면을, 케이싱의 수평면에 수직인 면에 대해, 소정의 방향(상술한 방향)으로 경사지게 할 수 있으면 좋으며, 여러 가지의 기구를 이용할 수 있다.

도 15는 다른 실시예의 스러스트 베어링 기구의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 도 16은 도 15에 도시하는 스러스트 베어링 기구의 지지 기구를 확대하여 도시하는 단면도이다. 도 15 및 도 16에 도시하는 지지 기구(110)는 조정 라이너(111)와 볼트(112)를 갖는다. 조정 라이너(111)는 두께가 일정한 링 형상의 부재이다. 볼트(112)는 케이싱(114)에 형성된 볼트 구멍(116)에 삽입되어 있다. 볼트(112)와 볼트 구멍(116)은 둘레 방향으로 소정의 간격을 두고 복수 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 볼트(112)와 볼트 구멍(116)이 스러스트 베어링(52)의 방향을 조정하는 조정 기구가 된다.

볼트(112)는, 조정 라이너(111)측의 단부가 케이싱(114)보다 조정 라이너(111)측으로 돌출되며, 돌출되어 있는 단부가 조정 라이너(111)와 접촉한다. 본 실시예의 볼트(112)는, 조정 라이너(111)측의 단부가 케이싱(114)보다 거리(L5)만큼 조정 라이너(111)측으로 돌출되어 있다. 지지 기구(110)는, 볼트(112)가 케이싱(114)으로부터 축방향으로 돌출되는 양을 둘레 방향 또는 직경 방향의 위치에 따라서 변경할 수 있다. 그 결과, 볼트(112)가 접촉하는 조정 라이너(111)의 케이싱(114)의 수평면에 수직인 면에 대한 방향 즉 경사를 조정할 수 있다. 즉, 지지 기구(110)는 볼트(112)의 축방향의 이동량에 의해 조정 라이너(111)의 방향을 조정함으로써, 스러스트 베어링(52)의 방향을 케이싱(114)의 수평면에 수직인 면에 대해 경사진 방향으로 할 수 있다.

이와 같이, 지지 기구(110)는 볼트(112)를 이용한 구성이라고 해도, 상기와 마찬가지로 스러스트 베어링을 경사지게 할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 조정 라이너(111)를 배치했지만, 조정 라이너(111)를 마련하지 않고 볼트(112)를 스러스트 베어링(52)의 축방향의 하류측의 면에 접촉시켜도 좋다. 또한, 지지 기구(110)는 볼트(112)의 둘레 방향의 위치에 따라서, 돌출되는 이동량을 변화시킴으로써, 경사를 조정할 수 있기 때문에, 조정을 간단하게 실행할 수 있다. 또한, 도 15에 있어서, 본 실시예에 도시하는 지지 기구(110)를 기능시키기 위해서는, 스러스트 칼라(50)를 사이에 두고 축방향의 하류측에 배치된 지지 기구(110)에 대해, 축방향의 상류측에 지지 기구(120)를 마련할 필요가 있다. 다만, 지지 기구(120)는 지지 기구(110)와 동일한 구조이면 좋지만, 볼트(112)에 상당하는 볼트(122)는 축방향의 상류측으로부터 하류측을 향하여 조정 라이너(121)에 접촉시키는 구조로 할 필요가 있다. 볼트(122)는 케이싱(124)에 형성된 볼트 구멍에 삽입되어 있다. 상기 2개의 지지 기구(110, 120)를 1조의 지지 기구로서 조합하고, 스러스트 칼라(50)를 사이에 두고 배치하며, 조정 라이너(111, 121)의 볼트(112, 122)가 접촉하는 면의 경사를 서로 직경 방향으로 역방향이 되도록 조정하여 사용하면 좋다.

도 17은 다른 실시예의 스러스트 베어링 기구의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 도 17에 도시하는 지지 기구(150)는 조정 라이너(111)와, 케이싱(152)의 축방향의 상류측의 단부면(154)을 갖는다. 조정 라이너(111)는 두께가 일정한 링 형상의 부재이다. 케이싱(152)의 단부면(154)은 조정 라이너(111)와 접촉하는 면, 즉, 스러스트 베어링(52)과 대면하는 면이다. 단부면(154)은 케이싱(152)의 수평면에 수직인 면에 대해 각도(θ)만큼 경사져 있다.

지지 기구(150)는, 이와 같이, 케이싱(152)의 단부면(154)을 케이싱(152)의 수평면에 수직인 면(92)에 대해 각도(θ)만큼 경사지게 함으로써, 단부면(154)에 접촉하는 조정 라이너(111) 및 스러스트 베어링(52)을 케이싱(152)의 수평면에 수직인 방향에 대해 각도(θ)만큼 경사지게 할 수 있다. 또한, 각도(θ)는 상술한 실시예와 동일한 경사 각도이다.

도 18은 다른 실시예의 스러스트 베어링 기구의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 도 18에 도시하는 지지 기구(160)는 조정 라이너(111)와, 스러스트 베어링(162)의 단부면(164)을 갖는다. 조정 라이너(111)는 두께가 일정한 링 형상의 부재이다. 스러스트 베어링(162)의 단부면(164)은 조정 라이너(111)와 접촉하는 면, 즉, 조정 라이너(111)와 대면하는 면이다. 단부면(164)은 케이싱(24)의 수평면에 수직인 방향에 대해 각도(θ)만큼 경사져 있다.

지지 기구(160)는, 이와 같이, 스러스트 베어링(162)의 단부면(164)을 케이싱(24)의 수평면에 수직인 면(92)에 대해 각도(θ)만큼 경사지게 함으로써, 단부면(164)에 접촉하는 조정 라이너(111) 및 스러스트 베어링(162)이 케이싱(24)의 수평면에 수직인 면(92)에 평행한 면이어도, 스러스트 베어링(162)이 각도(θ)만큼 경사지게 할 수 있다. 또한, 각도(θ)는 상술한 실시예와 마찬가지의 경사 각도이다.

도 17 및 도 18에 도시하는 지지 기구(150, 160)에 있어서, 본래의 지지 기구로서 기능시키기 위해서는, 스러스트 칼라를 사이에 두고 축방향의 상류측 및 하류측에 동일한 구조의 지지 기구를 배치하여, 1조의 지지 기구로서 사용해도 좋다. 또한, 본 실시예에서도, 스러스트 칼라를 사이에 두고 축방향의 상류측 및 하류측에 배치된 조정 라이너의 경사가 서로 직경 방향으로 역방향이 되도록 배치하면 좋다.

또한, 도 17 및 도 18에 도시하는 바와 같이 케이싱이나 스러스트 베어링의 단부면에 경사를 마련하는 것으로도 스러스트 베어링을 장수명화 시킬 수 있지만, 직경 방향으로 두께가 변화하는 조정 라이너를 이용하여 경사를 마련함으로써, 간단하게 조정할 수 있다.

10 : 가스 터빈 12 : 압축기
14 : 연소기 16 : 터빈
18, 19 : 베어링 장치 20 : 회전축
22 : 동익 24 ; 케이싱
26 : 정익 30 : 저널 베어링 기구
40 : 스러스트 베어링 기구(회전축 지지 구조)
50 : 스러스트 칼라 52, 54 : 스러스트 베어링
56, 110 : 지지 기구 58 : 조정 라이너(제 1 지지 기구)
60 : 조정 라이너(제 2 지지 기구) 70 : 베어링 패드
71, 84 : 피봇 72 : 레벨링 기구
76 : 상부 레벨링 플레이트 78 : 하부 레벨링 플레이트
80 : 접속 핀 82 : 이동 방지 핀
74 : 하우징 102 : 조정 라이너

Claims

직경 방향 외측으로 돌출된 스러스트 칼라가 형성된 회전축을 지지하는 회전축 지지 구조에 있어서,
상기 스러스트 칼라와 대면하며, 상기 스러스트 칼라의 상기 회전축의 축방향으로 직교하는 면을 지지면에서 지지하는 스러스트 베어링과,
상기 지지면의 상기 스러스트 칼라와는 반대측의 면측으로부터 상기 축방향으로 상기 스러스트 베어링을 지지하는 지지 기구를 갖고,
상기 지지 기구의 상기 스러스트 베어링의 단부면에 대면하는 측은 상기 회전축이 경사지는 방향에 대해 직교하는 방향으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는
회전축 지지 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 스러스트 베어링은, 상기 스러스트 칼라를 사이에 두고 상기 스러스트 칼라의 축방향에 직교하는 2개의 면인 상류측의 면 및 하류측의 면의 각각 대면하여 상기 축방향의 양측에 배치되며,
상기 지지 기구는, 상기 회전축의 연장 방향에 있어서, 상기 스러스트 칼라의 하류측에 배치된 상기 스러스트 베어링의 더욱 하류측에 배치된 제 1 지지 기구와, 상기 스러스트 칼라의 상류측에 배치된 상기 스러스트 베어링의 더욱 상류측에 배치된 제 2 지지 기구로 이루어지며,
상기 제 1 지지 기구는, 상류측을 향하는 면이 상기 스러스트 칼라의 하류측에 배치된 상기 스러스트 베어링의 상기 축방향의 단부면에 대면하고, 직경 방향의 하측을 향함에 따라서 상류측을 향하는 방향으로 경사지도록 배치되며,
상기 제 2 지지 기구는, 상기 축방향의 하류측을 향하는 면이 상기 스러스트 칼라의 상류측에 배치된 상기 스러스트 베어링의 상기 축방향의 단부면에 대면하고, 직경 방향 상측을 향함에 따라서 상기 축방향의 하류측을 향하는 방향으로 경사지도록 배치된 것을 특징으로 하는
회전축 지지 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지 기구는 상기 스러스트 베어링에 고정된 조정 라이너를 포함하며,
상기 조정 라이너는 상기 회전축 주위의 직경 방향의 단부로부터 직경 방향의 반대측의 단부를 향하여 두께가 서서히 변화하는 것을 특징으로 하는
회전축 지지 구조.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 지지 기구 및 상기 제 2 지지 기구는 각각 상기 스러스트 베어링에 고정된 조정 라이너를 포함하며,
상기 조정 라이너는 상기 회전축 주위의 직경 방향의 단부로부터 직경 방향의 반대측의 단부를 향하여 두께가 서서히 변화하며,
상기 제 1 지지 기구의 상기 조정 라이너는 상기 제 2 지지 기구의 상기 조정 라이너에 대해 직경 방향의 두께 변화가 역방향이 되도록 배치된 것을 특징으로 하는
회전축 지지 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지 기구는,
상기 회전축이 내부에 보지되며, 또한, 상기 스러스트 베어링의 상기 지지면과는 반대측의 면측에 배치된 케이싱과,
상기 케이싱에 삽입되며, 상기 스러스트 베어링측의 단부면이 상기 스러스트 베어링과 접촉한 복수의 볼트를 갖는 조정 기구를 갖고,
상기 조정 기구는, 복수의 상기 볼트가 상기 회전축 주위에 배치되며, 상기 케이싱으로부터 돌출되는 이동량이 상기 회전축 주위의 위치를 따라서 변화하는 것을 특징으로 하는
회전축 지지 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지 기구는, 상기 회전축이 내부에 보지되며, 또한, 상기 스러스트 베어링의 상기 지지면과는 반대측의 면측에 배치된 케이싱을 갖고,
상기 케이싱은, 상기 스러스트 베어링을 상기 지지면과는 반대측의 면으로부터 지지하며, 상기 지지하는 면이 직경 방향에 대해 경사져 있는 것을 특징으로 하는
회전축 지지 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지 기구는 상기 스러스트 베어링의 상기 지지면을 포함하고,
상기 지지면은 연직 방향에 대해 경사져 있는 것을 특징으로 하는
회전축 지지 구조.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스러스트 베어링은,
상기 지지면에 배치되고, 상기 회전축의 둘레 방향으로 복수 배치되며, 상기 스러스트 칼라와 슬라이딩하는 패드와,
상기 지지면의 반대측의 면으로부터 상기 패드를 지지하며, 상기 지지 기구에 지지되는 패드 지지 수단을 갖고,
상기 패드 지지 수단은 상기 패드를 상기 회전축에 수직인 면에 대해 이동 가능한 상태로 지지하는 것을 특징으로 하는
회전축 지지 구조.