KR20150131153A

KR20150131153A - 후행 에지 냉각 베어링

Info

Publication number: KR20150131153A
Application number: KR1020157028389A
Authority: KR
Inventors: 리차드 리버모어-하디; 베리 블레어
Original assignee: 워케샤 베어링즈 코퍼레이션
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2015-11-24
Also published as: JP6412098B2; EP2971821A1; EP2971821B1; JP2016512313A; WO2014160493A1; CN105408648A; EP2971821A4; CN105408648B; KR102232710B1; US9534637B2; US20140270607A1

Abstract

후행 에지 냉각 베어링은 반경 방향 및 축방향으로 기울어진 패드 베어링을 포함하는(그러나, 이로 제한되지 않음) 다양한 베어링에서 열 전달을 증가시키기 위한 장치의 예시적인 실시예를 제공한다. 예시적인 실시예에서, 후행 에지 냉각 베어링은 선행 및 후행 에지들을 가지는 하나 이상의 저널 패드를 포함할 수 있다. 후행 에지는 내부에 하나 또는 둘 이상의 그루브가 형성된 후행 에지 면을 포함할 수 있다. 내부에 형성된 하나 또는 둘 이상의 통공을 가질 수 있는 스프레이 바는 후행 에지 면에 유체를 전달하도록 후행 에지 면에 인접하게 위치 설정될 수 있다.

Description

후행 에지 냉각 베어링 {TRAILING EDGE COOLED BEARING}

관련 특허 출원들에 관련된 교차-참조

본 출원은 2013년 3월 13일에 출원된 미국 가 특허 출원 제 61/779,025호의 우선권 및 출원 이익을 청구하며, 이 특허 출원은 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.

발명의 분야

본 발명은 베어링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그 안에 냉각 특징물을 구비한 베어링에 관한 것이다.

정부 지원 연구 또는 개발에 관한 진술

본 특허 출원에 개시되고 설명된 발명을 개발하고 안출하는데 연방 정부의 자금이 사용되지 않았음.

순서 목록, 표, 또는 컴퓨터 프로그램을 목록화한 컴팩트 디스크 부록에 관한 진술

해당 사항 없음

다수의 유형의 베어링이 존재한다. 기울어진 패드 저널 베어링은 전형적으로 적절한 작동을 위해 유체 막에 의존한다. 그러나, 유체 막의 온도 및 이 같은 베어링에서의 베어링의 표면의 온도는 베어링의 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 사람들은 유체와 직접 접촉될 수 있는 베어링의 표면을 냉각하는 시도를 하고 있다. 예를 들면, 전체가 인용에 의해 본원에 포함되는 미국 특허 제 6,485,182호는 우회 냉각을 하는 슬리브 베어링을 개시한다.

본 발명의 장점이 용이하게 이해될 수 있도록, 위에서 간략하게 설명된 본 발명의 더욱 특별한 설명은 첨부 도면에서 예시된 구체적인 실시예를 참조하여 이루어질 수 있다. 이러한 도면이 본 발명의 단지 전형적인 실시예를 설명하고 따라서 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 고려되지 않아야 한다는 것을 이해함으로써, 본 발명은 첨부 도면의 사용을 통하여 부가적으로 특별하고 상세하게 기술되고 설명될 것이다.
도 1은 후행 에지 냉각 베어링의 예시된 실시예의 사시도를 제공한다.
도 2는 도 1에 도시된 후행 에지 냉각 베어링의 실시예의 축방향 횡단면도를 제공한다.
도 3은 도 1에 도시된 후행 에지 냉각 베어링의 실시예의 반경 방향 횡단면도를 제공한다.
도 4는 저널 패드에 인접한 도 1에 도시된 실시예의 일 부분의 상세 사시도를 제공한다.
도 5a는 후행 에지 냉각 베어링의 다양한 실시예와 함께 사용될 수 있는 저널 패드의 예시적인 실시예의 사시도를 제공한다.
도 5는 저널 패드의 다양한 실시예와 함께 사용될 수 있는 후행 에지 면의 일 실시예의 상세도를 제공한다.

본 발명의 다양한 실시예가 상세하게 설명되기 전에, 본 발명이 본원의 출원서에서 이후 설명에서 제시되거나 도면들에 예시되는 구성요소들의 배열 및 구성의 세부 사항들로 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시예들을 가질 수 있고 다양한 방식들로 실현되거나 실행될 수 있다. 또한, 장치 또는 요소 방향에 관하여 본원에서 사용된 (예를 들면, "전방", "후방", "상", "하", "상부", "저부", 등과 같은 용어들 같은) 어법 및 전문 용어가 본 발명의 설명을 단순화하기 위해서만 사용되었으며, 단독으로 인용된 장치 또는 요소가 특별한 방향을 가지어야 하는 것을 나타내거나 암시하지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 또한, "제 1", "제 2" 및 "제 3"과 같은 용어는 설명의 목적을 위해 여기서 그리고 첨부된 청구범위에서 사용되며 상대적인 중요성 또는 의미를 나타내거나 암시하고자 하는 것은 아니다.

지금부터 도면을 참조하면, 동일한 도면부호는 수 개의 도면들 내내 대응하는 부분들을 표시하며, 도 1은 후행 에지 냉각 베어링(10)의 예시적인 실시예의 사시도를 제공한다. 도시된 바와 같이, 후행 에지 냉각 베어링(10)은 후행 에지 냉각 베어링(10) 내에 형성된 보어(14)를 중심으로 배치된 하나 또는 둘 이상의 패드(20)들을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 비록 본 개시의 범위가 이렇게 제한되지 않지만, 패드(20)는 저널 패드(20)로서 구성될 수 있다. 따라서, 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "저널 패드(journal pad)"는 본 개시에 따라 구성된 패드(20)를 인용할 때 본 개시의 범주를 결코 저널 패드를 가지는 후행 에지 냉각 베어링(10)으로 제한하지 않는다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예가 주로 기울어진 패드 저널 베어링에 관한 것이지만, 본원에서 개시되고 청구된 바와 같은 후행 에지 냉각 베어링(10)은 이렇게 제한되지 않으며, 일방향이든지 양방향이든지 간에 기울어진 패드 스러스트 또는 저널 베어링들을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 냉각이 요구될 수 있는 어떠한 베어링으로도 확대된다.

도 1에 도시된 후행 에지 냉각 베어링(10)의 예시적인 실시예를 인용할 때, 각각의 저널 패드(20)는 선행 에지(22) 및 후행 에지(24)를 포함할 수 있으며, 이들의 차이는 적어도 후행 에지 냉각 베어링(10)과 경계를 형성하는 회전체(예를 들면, 샤프트)의 회전 방향에 종속할 수 있다. 도 1에서, 예시 목적을 위해 회전 방향에 대한 기준이 반시계 방향이어서, 두 개의 가시적 저널 패드(20)의 좌측 측면은 이들의 후행 에지(24)들을 포함하며 우측 측면은 이들의 선행 에지(22)를 포함한다. 종종 도 1에 도시된 베어링과 같은 베어링에서의 가장 얇은 유체 막 및 최고 온도는 저널 패드(20)의 후행 에지(24)에서 경험된다.

후행 에지 냉각 베어링(10)의 예시적인 실시예의 축방향 횡단면은 도 2에 도시되며 도 3은 이의 반경 방향 횡단면도를 제공한다. 도 3을 특별히 참조하면, 후행 에지 냉각 베어링(10)의 이러한 실시예가 후행 에지 냉각 베어링(10) 위에 위치 설정되는 캡(11a)을 구비한 기계 하우징(11)과 맞물린 상태로 도시된다는 것이 인정될 것이다. 참조 목적을 위해, 도 3의 곡선형 화살표는 (단면도의 좌측 측면으로부터 우측 측면으로 볼 때) 시계 방향이 되는 것으로 샤프트 회전 방향을 표시하며, 이 회전 방향은 아래에서 추가로 상세하게 설명되는 선행 에지(22) 및 후행 에지(24)의 정의에 영향을 미친다. 이러한 예시적인 실시예는 두-부분 설계로서 구성될 수 있으며, 여기서 후행 에지 냉각 베어링은 상부 부분(52) 및 저부 부분(54)으로 이루어지는 본체(main body; 50)를 포함하며 이 부분들은 하나 또는 둘 이상의 체결기(15) 및 상부 및/또는 저부 부분(12a, 12b)에 있는 (태핑될 수 있거나 태핑되지 않을 수 있는) 대응하는 통공을 통해 서로 맞물릴 수 있다. 다수의 용도들에서, 저부 부분(54)은 기계 하우징(11)과 맞물릴 수 있다. 기계적 체결기(예를 들면, 나사, 볼트, 등), 간섭 끼움, 화학적 접착제, 용접, 및/또는 제한 없이 이들의 조합을 포함하는(그러나 이에 제한되지 않음) 임의의 적절한 구조물 및/또는 방법은 후행 에지 냉각 베어링(10)과 기계 및/또는 기계 하우징(11)과 맞물리는데 사용될 수 있다. 부가적으로, 기계적 체결기(예를 들면, 나사, 볼트, 등), 간섭 끼움, 화학적 접착제, 용접, 및/또는 제한 없이 이들의 조합을 포함하는(그러나 이에 제한되지 않음) 임의의 적절한 구조물 및/또는 방법은 본체(50)의 저부 부분(54)과 상부 부분(52)을 맞물리는데 사용될 수 있다.

다른 실시예에서, 후행 에지 냉각 베어링(10)는 단일의 일체형 구조물로서 구성될 수 있으며, 또 다른 실시예에서 후행 에지 냉각 베어링은 세 개 이상의 부분들로 구성될 수 있다. 따라서, 본 개시의 범위는 후행 에지 냉각 베어링(10)을 구성하는데 사용된 부분의 개수에 의해 제한되지 않으며 단일의 일체형 본체(50)를 사용하는 냉각 베어링의 실시예로 확대되고 두 개 또는 세 개 이상의 부분을 사용하는 실시예는 제한 없이 본체(50)를 형성하도록 서로 맞물린다.

지금부터 도 2를 참조하면, 단부판(40)은 본체(50)의 어느 한 축방향 면에 인접하게 위치 설정될 수 있다. 어느 한 단부판(40)은 도 2에 도시된 바와 같이 하나 또는 둘 이상의 체결기(15)를 통해 본체(50)와 맞물릴 수 있다. 그러나, 기계적 체결기(예를 들면, 나사, 볼트, 등), 간섭 끼움, 화학적 접착제, 용접, 및/또는 제한 없이 이들의 조합을 포함하는(그러나 이에 제한되지 않음) 임의의 적절한 구조물 및/또는 방법은 단부판(40)과 본체(50)와 맞물리는데 사용될 수 있다. 각각의 단부판(40)은 이의 내경이 샤프트의 직경과 비교적 매우 근접하게 위치 설정될 수 있도록 구성되는데 이 샤프트 둘레에서 후행 에지 냉각 베어링(10)이 위치 설정될 수 있다. 단부판(40)의 내경과 샤프트의 직경 사이의 차이는 윤활제가 상기 지점에서 후행 에지 냉각 베어링(10)으로부터 배출될 수 있도록 선택될 수 있는 것이 고려된다. 특정 실시예에 대해 이러한 차이는 10 mm로 구성될 수 있지만 다른 실시예에서 이러한 차이는 10 mm를 초과하게 될 것이고, 또 다른 실시예에서 10 mm 미만이 될것이다. 따라서, 본 개시의 범주는 이러한 차이로 결코 제한되지 않으며 제한 없이 윤활제가 후행 에지 냉각 베어링(10)으로부터 배출되는 것을 허용하기 위한 모든 대안적인 구성까지 확대한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "윤활제(lubricant)" 및 "유체(fluid)"는 상호 교체 가능하게 그리고 일반적으로 후행 에지 냉각 베어링(10)의 어떠한 실시예에서 유익한 사용이 될 수 있는 어떠한 유체에도 사용될 수 있다.

본체(50) 및 단부판(40)은 본체(50)의 어느 한 측면 상에 환형부(42)를 형성하도록 구성될 수 있다. 본체(50)는 그 안에 형성된 하나 또는 둘 이상의 채널(51)을 포함할 수 있으며, 채널은 도 2에 도시된 후행 에지 냉각 베어링(10)의 예시적인 실시예에 대해 샤프트의 회전 축선에 대해 축방향으로 지향될 수 있고 이 샤프트에 둘레에 후행 에지 냉각 베어링(10)이 위치 설정될 수 있다. 본체(50)에 형성된 채널(51)들 중 하나 또는 둘 이상의 채널은 본체(50)의 어느 한 축방향 면에 인접하게 형성된 어느 한 환형부(42)와 유체 연통될 수 있다.

하나 또는 둘 이상의 자루(34)는 이의 내경을 따라 다양한 회전 위치들에서 본체(50)와 맞물릴 수 있다. 후행 에지 냉각 베어링(10)의 예시적인 실시예에서, 두 개의 자루(34)는 각각의 저널 패드(20)와 관련될 수 있어 총 4개의 저널 패드(20) 및 8개의 자루(34)가 포함될 수 있다. 그러나, 본원에서 예시되지 않은 후행 에지 냉각 베어링(10)의 다른 실시예에서, 상이한 개수의 자루(34)가 각각의 저널 패드(34)와 관련될 수 있다. 따라서, 본 개시의 범주는 후행 에지 냉각 베어링(10)의 임의의 다른 요소의 개수에 대한 자루(34)의 개수 만큼 임의의 개수로 제한되지 않는다. 더욱이, 저널 패드(20)의 개수, 상대적 배치, 및/또는 구성은 후행 에지 냉각 베어링(10)의 일 실시예로부터 다음 실시예로 변화될 수 있고, 상기 베어링의 몇몇 실시예는 제한 없이 6개의 저널 패드(20), 8개의 저널 패드(20) 또는 홀수의 저널 패드를 포함할 수 있다. 따라서, 본 개시의 범주는 저널 패드(20)의 개수, 방향, 및/또는 구성에 의해 어떠한 방식으로도 제한되지 않는다.

예시적인 실시예에서, (축방향으로 지향될 수 있는) 하나 또는 둘 이상의 체결기(15)는 도 2에 최상으로 도시된 바와 같이, 각각의 자루(34)와 본체(50)를 맞물리고 및/또는 고정하는데 사용될 수 있다. 그러나, 기계적 체결기(예를 들면, 나사, 볼트, 등), 간섭 끼움, 화학적 접착제, 용접, 및/또는 제한 없이 이들의 조합을 포함하는(그러나 이에 제한되지 않음) 임의의 적절한 구조물 및/또는 방법은 각각의 자루(34)와 본체(50)를 맞물리고 및/또는 고정하는데 사용될 수 있다.

각각의 자루(34)의 선단 단부는 본체(50) 내에 위치 설정될 수 있어 자루(34) 내의 내부 경로가 본체(50) 내에 형성된 채널(51)들 중 하나 또는 둘 이상의 채널와 유체 연통될 수 있다. 각각의 자루의 말단부는 스프레이 바(30)와 맞물릴 수 있어 스프레이 바(30) 내에 내부 경로가 자루(34) 내의 내부 경로와 유체 연통될 수 있다. 이와 같이, (후행 에지 냉각 베어링(10)의 특별한 용도에 적합한 어떠한 윤활제 공급 방법 및/또는 장치를 사용하여서도 가압될 수 있는) 윤활제는 본체(50) 내의 고리부(42) 및/또는 채널(51)에 공급될 수 있으며, 윤활제는 자루(34)의 내부를 통하여 상기 자루(34)와 맞물리는 스프레이 바(30)로 통과할 수 있다. 다른 방법 및/또는 장치는 제한 없이 윤활제 및/또는 유체를 스프레이 바(30)에 공급하는데 사용될 수 있으며, 여기서 도시되고 설명된 방법 및/또는 장치는 단지 예시적 목적을 위한 것이고 본 개시의 범주를 제한하는 것을 의미하지 않는다.

복수의 저널 패드(20)는 다양한 위치에서 본체(50)의 내경을 중심으로 이격될 수 있다. 다시, 후행 에지 냉각 베어링(10)의 예시적인 실시예는 본체(50)를 중심으로 동일간격으로 이격된 4개의 저널 패드(20)를 포함할 수 있지만 본 개시의 범주는 이와 같이 제한되지 않으며, 저널 패드(20)의 개수, 상대적 배치, 방향, 및/또는 구성은 후행 에지 냉각 베어링(10)의 일 실시예로부터 다음 실시예로 제한 없이 변화될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 각각의 저널 패드(20)는 볼-및-소켓 구성을 통해 메인 하우징(50)과 맞물릴 수 있다. 이 같은 실시예에서, 저널 패드(20)는 이의 원주 방향 외부 표면 상에 볼(28)로 형성될 수 있고, 상기 볼(28)은 본체(50)에 형성된 소켓(56)에 대응한다. 이러한 구성은 저널 패드(20)가 본체(50)에 대해 이동하고 및/또는 기울어지는 것을 허용한다. 그러나, 후행 에지 냉각 베어링(10)의 다른 실시예는 다른 특징들을 사용하여 본체에 대해 저널 패드(20) 운동 및/또는 기울어짐을 허용한다(예를 들면, 저널 패드(20)와 맞물리는 본체(50)에 형성된 축방향 릿지). 따라서, 본 개시의 범주는 본체(50)와 임의의 저널 패드(20) 사이의 상대적 운동 및/또는 기울어짐을 허용하기 위해 사용된 방법 및/또는 구조에 의해 결코 제한되지 않는다.

스프레이 바(30)는 도 1에 그리고 도 4에 더 상세하게 도시되는 저널 패드(20)의 후행 에지(24)에 인접하게 위치 설정될 수 있다. 스프레이 바(30)는 또한 저널 패드(20)의 선행 에지(22) 상에 위치 설정되도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 도 2의 상부 부분에 도시된 스프레이 바(30)는 저널 패드(20)의 선행 에지(22)에 인접하게 위치 설정될 수 있다. 예시적인 실시예에 대해 도 3에 도시된 바와 같이, 12시, 3시, 6시 및 9시 정각 위치에 가장 근접하게 위치 설정되는 스프레이 바(30)는 스프레이 바가 저널 패드(20)의 선행 에지(22)에 인접하게 위치 설정되도록 구성될 수 있고 나머지 4개의 스프레이 바(30)는 이 스프레이 바가 저널 패드(30)의 후행 에지(24)에 인접하게 위치 설정되도록 구성될 수 있다.

어느 한 스프레이 바(30)는 자루(34)와 맞물리게 될 수 있고, 상기 자루(34)는 이어서 전술된 바와 같이 후행 에지 냉각 베어링(10)의 본체(50)와 맞물리게 될 수 있다. 저널 패드(20)의 후행 에지(24)에 인접한 스프레이 바(30)는 아래에서 더 상세하게 설명된 바와 같이 저널 패드(20)의 후행 에지(24)를 향하여 그리고 특정 실시예에서 후행 에지 면(25)을 향하여 직접 유체를 지향시키도록 구성될 수 있다. 각각의 스프레이 바(30) 및/또는 자루(34)는 그 안에 하나 또는 둘 이상의 통공(32)이 형성될 수 있고, 상기 통공(32)은 스프레이 바(30) 및/또는 자루(34) 내의 내부 통로로부터 특정 방향 또는 특정 방향들로 그리고 통공(32)을 가로질러 공지된 압력 강하를 하는 특정 유체 유동 특성(예를 들면, 속도, 용적 유량, 등)을 가지고 외측으로 유체 유동을 지향시키도록 구성될 수 있다. 특정 실시예에서, 저널 패드(20)의 선행 에지(22)에 인접하게 위치된 스프레이 바(30) 및/또는 자루(34)에는 두 개의 세트들의 통공(32)이 구성될 수 있고, 여기서 제 1 세트의 통공(32)은 샤프트로부터 존재하는 윤활제를 제거하도록 구성될 수 있고 제 2 세트의 통공(32)은 신선한 윤활제를 활성 표면(26) 및/또는 샤프트에 제공하도록 구성될 수 있다. 그러나, 후행 에지 냉각 베어링(10)의 다른 실시예는 제한 없이 임의의 스프레이 바(30) 및/또는 자루(34) 내의 통공(32)의 상이한 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 후행 에지 냉각 베어링(10)의 예시적인 실시예는 선행 에지(22)와 관련된 스프레이 바(30) 및 별개의 요소로서 후행 에지(24)와 관련된 스프레이 바(30)를 도시한다. 그러나, 여기에 도시되지 않은 후행 에지 냉각 베어링(10)의 다른 실시예에서, 하나의 단일 스프레이 바(30) 내의 복수의 통공(32)은 여기서 개시된 스프레이 바(30) 및 그 안의 통공 구성으로서 기능성 및/또는 부가 기능성 중 어느 하나를 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, 단일 스프레이 바(30) 및/또는 그 안의 통공(32)(및/또는 자루(34) 및/또는 그 안의 통공(32))은 샤프트, 선행 에지(22), 후행 에지(24), 후행 에지 면(25), 및/또는 제한 없이 이의 조합으로 유체 유동을 지향시키도록 구성될 수 있다.

냉각 베어링(10)과 함께 사용될 수 있는 저널 패드(20)의 예시적인 실시예의 상세한 사시도가 도 5a에 도시되고 후행 에지 면(25) 상의 그루브(25a)의 하나의 구성의 예시적인 실시예가 도 5b에 상세하게 도시된다. 도 5a에서 샤프트를 위한 회전 방향에 대한 기준은 저널 패드(20) 상에 화살표에 의해 도시되어 저널 패드(20)의 우측 측면은 선행 에지(22)를 포함하고 좌측 측면은 후행 에지(24)를 포함한다. 저널 패드(20)는 앞에서 설명된 바와 같이 선행 에지(22) 및 후행 에지(24)를 포함할 수 있다. 부가적으로, 저널 패드(20)는 저널 패드(20)의 활성 표면(26) 상에 하나 또는 둘 이상의 프로파일(도시안됨)을 포함할 수 있다. 윤활제 경로(도시안됨)는 활성 표면(26) 및/또는 특정 작동 상태 하에서 그 안에 형성된 프로파일들에 윤활제를 지향하도록 저널 패드(20)의 내부 부분에 형성될 수 있다(또는 후행 에지 냉각 베어링의 특정 실시예에 따라, 형성되지 않을 수 있다).

그러나, 본 개시의 범주는 후행 에지 냉각 베어링(10)에 사용된 임의의 저널 패드(20) 내의 윤활제 경로 및/또는 임의의 프로파일의 개수, 구성, 및/또는 방향에 의해 결코 제한되지 않는다. 부가적으로, 하나 또는 둘 이상의 저널 패드(20)는 각각의 온도 센서를 수용하도록 구성된 보어가 형성될 수 있다. 그러나, 이 같은 보어 및/또는 각각의 온도 센서의 존재 또는 부재는 본 개시의 범주를 결코 제한하지 않으며 여기서 개시되고 청구된 후행 에지 냉각 베어링(10)은 온도 센서를 가지는 저널 패드(20) 및 온도 센서가 없는 저널 패드 둘다로 연장한다.

도시된 바와 같이, 후행 에지 면(25)은 그 위에 하나 또는 둘 이상의 그루브(25a)가 형성될 수 있다. 그루브(25a)는 이의 길이를 따라 형성된 복수의 통공(32)을 가지는 스프레이 바(30)에 인접될 수 있고, 이의 실시예는 위에서 상세하게 미리 설명되었다. 특정 실시예에서, 후행 에지 표면(25)에 인접한 각각의 스프레이 바(30) 내의 통공(32)은 그루브(25a)와 정렬될 수 있어 하나의 통공(32)은 후행 에지 면(25) 내의 하나의 그루브(25a)에 대응하고 상기 대응하는 그루브(25a)에 직접 유체를 제공한다. 이러한 스프레이 바(30) 및/또는 그 안에 형성된 (또는 자루(34)에 형성된) 통공(32)은 윤활제와 저널 패드(20) 사이의 열 전달 속도 및/또는 양을 증가시키도록 그루브 내로 충돌하는 윤활제의 속도를 증가하도록 구성될 수 있다.

그루브(25a)는 윤활제가 패드(20)와 열 에너지를 교환하도록 작용할 수 있는 표면적을 증가시키는 기능을 할 수 있다. 일반적으로, 더 깊은 그루브(25a)는 열 교환을 위해 더 넓은 표면적을 제공한다. 그러나, 저널 패드(20)의 상기 부분으로부터 재료를 제거하는 것은 저널 패드(20)의 강도 및/또는 구조적 세기를 위태롭게 할 수 있다.

따라서, 그루브(25a)를 위한 최적 구성은 후행 에지 냉각 베어링(10)의 일 실시예로부터 변화될 것이고 최적 구성은 저널 패드(20)의 편향에 대한 저항 및/또는 원하는 구조적 세기와 원하는 열 전달의 균형을 이루는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 그루브(25a) 또는 그루브(25a)들의 특정 개수, 방향, 상대적 위치, 형상, 기하학적 형상, 치수, 구성 등은 냉각 베어링(10)의 일 실시예로부터 다음 실시예로 변화될 수 있고 본 개시의 범위로 결코 제한되지 않는다. 부가적으로, 임의의 주어진 후행 에지 면(25)에 형성된 그루브(25a) 는 이상적이고 및/또는 균일할 필요가 없다. 스프레이 바(30), 자루(34) 및/또는 그 위의 통공(32)의 배열체는 그루브(25a)에 유체를 효율적으로 전달하도록 구성될 수 있어 원하는 양의 열 전달은 (예를 들면 상이한 스프레이 패턴, 등을 통해) 그루브(25a) 형상 위로 통과하는 주어진 유체 속도에 대해 달성된다.

비록 후행 에지 냉각 베어링 및 이의 다양한 요소의 특정 개수, 방향, 상대적 위치, 형상, 기하학적 형상, 크기, 구성, 등이 냉각 베어링(10)의 일 실시예로부터 다음 실시예로 변화될 수 있지만, 하나의 특정된 예시적인 실시예가 설명될 것이며, 여기서 리스트된 치수들은 단지 예시적인 목적에 대한 것이다. 대략 580 mm의 외경을 가지는 샤프트에 대해, 각각의 단부판(40)의 외경은 1000 mm일 수 있고, 단부판의 내경은 590 mm일 수 있다. 본체(50)의 축방향 폭은 493 mm일 수 있고 각각의 단부판(40)의 축방향 폭은 40 mm일 수 있다. 본체(50)의 외경은 1100 mm일 수 있다.

샤프트와 각각의 저널 패드(20)의 활성 표면(26) 사이의 간격은 0.05 mm일 수 있다. 각각의 저널 패드(20)는 반경 방향 두께가 200 mm일 수 있고 샤프트의 회전 축선을 기초로하여 20 내지 90도의 아크를 포함할 수 있다. 각각의 저널 패드(20)의 축방향 크기는 520 mm일 수 있고 이는 각각의 저널 패드(20)의 두께와 관련하여 후행 에지 면(25)의 표면적을 결정할 수 있다.

96 mm의 길이를 가지는 총 16개의 긴 그루브(25a)는 두 개의 그룹의 8개의 긴 그루브(25a)로 구성될 수 있으며, 여기서 각각의 긴 그루브(25a)의 상부 표면은 활성 표면(26)으로부터 20 mm에 위치 설정될 수 있다. 27 mm의 길이를 가지는 5개의 짧은 그루브(25a)는 두 개의 그룹들의 긴 그루브(25a)들 사이에 위치 설정될 수 있고, 여기서 그루브(25a) 모두가 후행 에지 면(25)의 중심선을 중심으로 동일한 간격으로 이격될 수 있다. 모든 그루브(25a)들은 15 mm의 깊이 및 6 mm의 폭을 가질 수 있고 모든 인접한 그루브(25a)는 11 mm 만큼 서로로부터 이격될 수 있다. 다시, 전술한 크기들은 예시적인 목적만을 위한 것이고 본 개시의 범위를 결코 제한하지 않는다.

저널 패드(20), 그루브(25a), 스프레이 바(30), 및/또는 통공(32)의 개수, 구성, 크기, 기하학적 형상, 및/또는 상대적 위치는 이의 최적 구성이 되는 바와 같이, 후행 에지 냉각 베어링(10)의 일 실시예로부터 다음의 실시예로 변화될 것이다. 따라서, 여기서 개시되고 청구된 바와 같이 후행 에지 냉각 베어링(10)은 상기 요소의 특정 제약에 의해 결코 제한되지 않는다.

여기서 개시되고 청구된 바와 같은 후행 에지 냉각 베어링(10)은 임의의 회전 기계로 확장할 수 있으며, 이에 대해 열 전달에서의 증가가 바람직하고 여기서 도시되고 및/또는 설명된 특정 실시예로 결코 제한되지 않는다. 후행 에지 냉각 베어링(10)의 저널 패드(20), 그루브(25a), 스프레이 바(30), 통공(32) 및/또는 임의의 다른 요소의 최적 개수, 크기, 기하학적 형상, 상대적 위치, 형상 및/또는 구성은 후행 에지 냉각 베어링(10)의 일 실시시예로부터 다음 실시예로 변화될 것이고, 따라서 이의 범주로 결코 제한하지 않는다. 본 개시의 하나 이상의 특징을 사용하여 장치의 다양한 요소는 장치가 사용되는 용도에 적합한 임의의 재료로 형성될 수 있다. 이 같은 재료들은 금속 및 이들의 금속 합금(예를 들면, 크롬 및 지르코늄, 탄소 강, 등을 구비한 구리 합금), 폴리메릭 재료, 및/또는 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

여기서 도시되고 설명된 특정 실시예가 동일한 개수의 저널 패드(20)를 가지는 기울어진 패드 저널 베어링에 관한 것이지만, 후행 에지 냉각 베어링(10)은 후행 에지 냉각 베어링(10)의 다른 요소로부터 동일하게 또는 상이하게 이격된, 상이한 형상 및/또는 방향을 가지는 다양한 요소의 상이한 양 및/또는 다른 방향으로 구성될 수 있다. 따라서, 본 개시의 범주는 상기 요소의 특정 형상, 구성, 및/또는 크기, 및/또는 상기 요소의 상대적 양 및/또는 위치로 결코 제한되지 않는다.

바람직한 실시예가 설명되었지만, 개시된 실시예 및 방법의 다양한 수정 및 대안이 될 바와 같이 본 개시의 다른 특징, 장점, 및/또는 효율은 반드시 당업자에게 발생될 것이며, 이들 모두는 여기서 개시되고 청구된 바와 같이 본 개시의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 달성될 수 있다. 더욱이, 전술된 것의 변형예 및 수정예는 후행 에지 냉각 베어링(10)의 범주 내에 있다. 여기서 개시된 바와 같이 후행 에지 냉각 베어링(10)의 범주가 내용 및/또는 도면으로부터 언급되거나 명백한 개별 특징들 중 하나 또는 둘 이상의 대안적인 조합들 모두로 확장된다. 이러한 상이한 조합들 모두는 후행 에지 냉각 베어링(10)의 다양하고 대안적인 양태를 구성한다. 여기서 설명된 실시예들은 후행 에지 냉각 베어링(10)을 구현하기 위해 공지된 최상의 모드를 설명하고 당업자가 상기 최상의 모드를 사용하는 것을 가능하게 할 것이다. 청구범위는 종래 기술에 의해 허용된 정도로 대안적인 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 개시가 여기서 도시되고 설명된 특정 실시예로 제한되지 않지만 열 교환의 속도 및/또는 양을 증가시키기 위한 모든 유사한 장치들에 적용하는 것이 의도된다. 설명된 실시예로부터 수정예 및 대안예는 본 개시의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 당업자게에 발생할 것이다.

요소 설명	요소 번호
선행 에지 냉각 베어링	10
기계 하우징	11
캡	11a
중심 보어	14
체결기	15

패드	20
선행 에지	22
후행 에지	24
선행 에지 면	25
그루브	25a
활성 표면	26
볼	28

스프레이 바	30
통공	32
자루	34

단부판	40
환형부	42

본체	50
채널	51
상부 부분	52
저부 부분	54
소켓	56

Claims

후행 에지 냉각 베어링으로서,
a. 내부에 채널이 형성된 본체;
b. 상기 본체와 맞물리는 제 1 패드로서, 상기 패드는 선행 에지, 후행 에지, 및 후행 에지 면을 포함하며, 상기 제 1 패드는 상기 본체에 대해 하나 이상의 크기로 가동되는, 제 1 패드;
c. 상기 후행 에지 면에 형성된 복수의 그루브; 및
d. 상기 본체와 맞물리는 스프레이 바로서, 상기 스프레이 바는 상기 채널과 유체 연통되고, 상기 스프레이 바는 통공을 포함하며, 상기 통공 및 상기 스프레이 바는 유체를 상기 후행 에지 면 내의 상기 복수의 그루브들을 향하여 지향시키도록 구성되는, 스프레이 바를 포함하는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 패드는 저널 패드로서 추가로 형성되고, 상기 저널 패드는 상기 본체에 대해 기울어지지 않는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 패드는 기울어진 패드로서 추가로 형성되고 상기 베어링은 스러스트 베어링으로서 추가로 형성되는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 1 항에 있어서,
상기 본체는 상부 부분 및 저부 부분을 더 포함하는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 1 항에 있어서,
상기 본체의 제 1 축방향 면에 인접하게 위치 설정된 제 1 단부판 및 상기 본체의 제 2 축방향 면에 인접하게 위치된 제 2 단부판을 더 포함하는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 5 항에 있어서,
상기 본체의 제 1 축방향 면 및 상기 제 1 단부판은 제 1 환형부를 형성하도록 협동하고, 상기 본체의 상기 제 2 축방향 면 및 상기 제 2 단부판은 제 2 환형부를 형성하도록 협동하는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 환형부 및 상기 제 2 환형부는 상기 본체에 형성된 상기 채널과 유체 연통되는 것으로서 추가로 형성되는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 1 항에 있어서,
자루를 더 포함하고, 상기 자루는 상기 본체와 맞물리고 상기 본체의 채널과 상기 스프레이 바 둘다와 유체 연통하는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 패드는 볼-및-소켓 배열체를 통해 상기 본체와 맞물리는 것으로서 추가로 형성되는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 1 항에 있어서,
상기 베어링은 제 2, 제 3, 및 제 4 패드들을 더 포함하며, 상기 제 2, 제 3, 및 제 4 패드들은 상기 베어링에 대해 회전 가능한 샤프트 둘레에 동일한 간격으로 이격되고, 각각의 상기 패드는 선행 에지, 후행 에지, 및 후행 에지 면을 포함하며, 각각의 상기 패드의 상기 후행 에지 면은 내부에 형성된 복수의 그루브를 포함하는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 10 항에 있어서,
상기 본체와 맞물리는 제 2, 제 3, 및 제 4 스프레이 바를 더 포함하며, 각각의 상기 스프레이 바는 내부에 형성된 복수의 통공을 포함하며, 각각의 상기 스프레이 바는 상기 채널과 유체 연통하고, 상기 제 2 스프레이 바는 유체 유동을 상기 제 2 패드의 상기 후행 에지 면에서 상기 복수의 그루브를 향하여 지향시키도록 구성되며, 상기 제 3 스프레이 바는 유체 유동을 상기 제 3 패드의 상기 후행 에지 면 내의 상기 복수의 그루브를 향하여 지향시키도록 구성되며, 상기 제 4 스프레이 바는 유체 유동을 상기 제 4 패드의 상기 후행 에지 면 내의 상기 복수의 그루브를 향하여 지향시키도록 구성되는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 11 항에 있어서,
제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 자루를 더 포함하며, 상기 제 1 자루는 상기 본체와 맞물리고 상기 본체 내의 상기 채널과 상기 스프레이 바 둘다와 유체 연통하며, 상기 제 2 자루는 상기 본체와 맞물리고 상기 본체 내의 상기 채널과 상기 제 2 스프레이 바 둘다와 유체 연통하며, 상기 제 3 자루는 상기 본체와 맞물리고 상기 본체 내의 상기 채널과 상기 제 3 스프레이 바 둘다와 유체 연통하며, 상기 제 4 자루는 상기 본체와 맞물리고 상기 본체 내의 상기 채널과 상기 제 4 스프레이 바 둘다와 유체 연통하는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 12 항에 있어서,
상기 베어링은 저널 패드 베어링으로서 추가로 형성되고, 상기 패드는 상기 샤프트의 반경에 대응하는 반경을 갖는 내주 표면을 가지는 활성 표면을 더 포함하는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 1 항에 있어서,
상기 베어링은 제 2 , 제 3, 및 제 4 패드들을 더 포함하며, 상기 제 2, 제 3, 및 제 4 패드들은 상기 본체 둘레에 동일 간격으로 이격되고, 상기 본체는 상기 베어링에 대해 회전 가능한 샤프트 둘레에 위치 설정되고, 각각의 상기 패드는 선행 에지, 후행 에지, 활성 표면, 및 후행 에지 면을 포함하며, 각각의 상기 패드의 상기 후행 에지 면은 내부에 형성된 복수의 그루브를 포함하는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 14 항에 있어서,
각각의 상기 패드의 상기 활성 표면은 일반적으로 상기 샤프트의 회전 축선에 대해 수직한 평면으로 지향되는 것으로서 추가로 형성되는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 15 항에 있어서,
상기 본체와 맞물리는 제 2, 제 3, 및 제 4 스프레이 바를 더 포함하고, 각각의 상기 스프레이 바는 내부에 형성된 복수의 통공을 포함하고, 상기 각각의 스프레이 바는 상기 채널과 유체 연통하고, 상기 제 2 스프레이 바는 유체 유동을 상기 제 2 패드의 상기 후행 에지 면 내의 상기 복수의 그루브를 향하여 지향시키도록 구성되며, 상기 제 3 스프레이 바는 유체 유동을 상기 제 3 패드의 상기 후행 에지 면 내에 상기 복수의 그루브를 향하여 지향시키도록 구성되며, 상기 제 4 스프레이 바는 유체 유동을 상기 제 4 패드의 상기 후행 에지 면 내의 상기 복수의 그루브를 향하여 지향시키도록 구성되는,
후행 에지 냉각 베어링.
후행 에지 냉각 베어링으로서,
내부에 채널이 형성된 본체로서, 상기 본체는 기계 하우징과 맞물리도록 구성되고, 상기 본체는 상기 기계 하우징으로부터 돌출하고 상기 기계 하우징에 대해 회전 가능한 샤프트 둘레에 위치 설정될 수 있는, 본체;
b. 상기 본체와 맞물리는 제 1 패드로서, 상기 패드는 선행 에지, 후행 에지, 및 후행 에지 면을 포함하며, 상기 제 1 패드는 상기 본체에 대해 하나 이상의 크기로 가동되는, 제 1 패드;
c. 상기 후행 에지 면에 형성된 복수의 그루브; 및
d. 상기 본체와 맞물리는 스프레이 바로서, 상기 스프레이 바는 상기 채널과 유체 연통되고, 상기 스프레이 바는 통공을 포함하고, 상기 통공 및 상기 스프레이 바는 유체를 상기 후행 에지 면 내의 상기 복수의 그루브를 향하여 지향하도록 구성되는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 17 항에 있어서,
상기 본체와 맞물리는 제 2, 제 3, 및 제 4 스프레이 바들을 더 포함하고, 각각의 상기 스프레이 바는 내부에 형성된 복수의 통공을 포함하며, 각각의 상기 스프레이 바는 상기 채널과 유체 연통되고, 상기 제 2 스프레이 바는 유체 유동을 상기 제 2 패드의 상기 후행 에지 면 내의 상기 복수의 그루브를 향하여 지향시키도록 구성되며, 상기 제 3 스프레이 바는 유체 유동을 상기 제 3 패드의 상기 후행 에지 면 내의 상기 복수의 그루브를 향하여 지향시키도록 구성되며, 상기 제 4 스프레이 바는 유체 유동을 상기 제 4 패드의 상기 후행 에지 면 내의 상기 복수의 그루브를 향하여 지향시키도록 구성되는,
후행 에지 냉각 베어링.
제 18 항에 있어서,
제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 자루들을 더 포함하고, 상기 제 1 자루는 상기 본체와 맞물리고 상기 본체 내의 상기 채널과 상기 스프레이 바 둘다와 유체 연통하며, 상기 제 2 자루는 상기 본체와 맞물리고 상기 본체 내의 상기 채널과 상기 제 2 스프레이 바 둘다와 유체 연통하고, 상기 제 3 자루는 상기 본체와 맞물리고 상기 본체 내의 상기 채널과 상기 제 3 스프레이 바 둘다와 유체 연통하고, 상기 제 4 자루는 상기 본체와 맞물리고 상기 본체 내의 상기 채널과 상기 제 4 스프레이 바 둘다와 유체 연통하는,
후행 에지 냉각 베어링.
열 전달 양을 증가시키는 방법으로서,
a. 패드의 후행 에지 면 내에 복수의 그루브를 형성하는 단계로서, 상기 후행 에지 면은 상기 패드에 인접하고 상기 패드에 대해 회전 가능한 샤프트의 회전의 방향에 의해 형성되는, 단계;
b. 상기 복수의 그루브를 향하여 복수의 미리 결정된 유체 유동 특성들을 가지는 유체 유동을 지향시키는 단계로서, 상기 유체 유동은 상기 패드로부터 열을 추출하는 단계를 포함하는,
열 전달 양을 증가시키는 방법.