KR20170098923A

KR20170098923A - 틸팅 패드 저널 베어링

Info

Publication number: KR20170098923A
Application number: KR1020177020798A
Authority: KR
Inventors: 히로토시 아리하라
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2017-08-30
Also published as: US10094417B2; KR101925231B1; JP6434321B2; US20180003220A1; DE112016000505T5; WO2016121640A1; JP2016138603A

Abstract

회전축과 대향하는 패드(12)의 대향면(12a)의, 회전축의 회전 방향에 있어서의 하류측의 단부 영역에 급유부(24)가 설치되어 있고, 급유부(24)는, 회전축과 대향면(12a) 사이에 윤활유가 말려들어감으로써, 대향면(12a)에 발생하는 압력 분포의 등직선 중, 회전 방향에 있어서 압력 분포의 최고 압력점보다도 하류측 부분을 따라서 형성되어 있다.

Description

틸팅 패드 저널 베어링

본 발명은, 회전축의 둘레에 배치된 복수의 패드로, 회전축을 회전 가능하게 지지하는 틸팅 패드 저널 베어링에 관한 것이다.

회전축이 고속으로 회전하는 회전 기계에 있어서는, 오일 휩이나 오일 훨( whirl)과 같은 불안정한 진동을 억제 가능한 틸팅 패드 저널 베어링이 많이 사용된다. 틸팅 패드 저널 베어링이란, 회전축의 둘레에 배치된 복수의 패드로, 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링이며, 회전축과 패드 사이에 존재하는 윤활유의 유막에 의해 회전축을 받치는 슬라이딩 베어링의 일종이다. 이러한 틸팅 패드 저널 베어링에 있어서는, 회전축에 대향하는 패드의 대향면의 온도가 상승하면, 패드가 소손되어, 베어링으로서 적절하게 기능하지 않게 될 우려가 있다.

그래서, 패드의 대향면의 온도 상승을 억제하기 위한 기술 개발이 행해지고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 패드의 대향면의 온도가 회전축의 회전 방향의 하류측일수록 높아지는 것에 착안하여, 회전 방향 하류측의 단부 영역에 있어서의 대향면의 온도 상승을 억제하기 위한 패드 구조가 개시되어 있다. 구체적으로는, 패드의 대향면(미끄럼 이동면) 중 회전 방향 하류측의 단부 영역(후단부)에 급유홈을 설치함으로써, 이 급유홈으로부터 공급되는 저온의 윤활유에 의해, 대향면의 온도 상승을 억제할 수 있는 것으로 되어 있다.

일본 특허 공개 2009-30704 공보

그러나, 특허문헌 1의 틸팅 패드 저널 베어링에 있어서는, 패드의 대향면에 형성된 급유홈이 패드의 하류측 단부까지 형성되어 있기 때문에, 회전축과 대향면 사이에 존재하는 윤활유의 유로가 패드의 하류측 단부에서 급확대되어, 급유홈에서 부압이 발생한다. 그 결과, 패드의 대향면에 발생하고 있는 회전축을 지지하기 위한 압력이 저하되고, 베어링의 하중 지지 능력이나 유막에 의한 진동 억제 효과가 저하된다는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명에 관한 틸팅 패드 저널 베어링은, 회전축에 대향하는 패드의 대향면의 온도 상승을 억제함과 함께, 패드의 대향면에 있어서의 압력 저하를 억제하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 회전축의 둘레에 배치된 복수의 패드로, 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 틸팅 패드 저널 베어링에 있어서, 상기 회전축과 대향하는 상기 복수의 패드 중, 적어도 하나의 패드의 대향면 중 상기 회전축의 회전 방향에 있어서의 하류측의 단부 영역에 급유부가 설치되어 있고, 상기 급유부는, 상기 회전축과 상기 대향면 사이에 윤활유가 말려들어감으로써, 상기 대향면에 발생하는 압력 분포의 등직선 중, 상기 회전 방향에 있어서 상기 압력 분포의 최고 압력점보다도 하류측 부분을 따라서 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 온도가 높아지기 쉬운 패드의 대향면의 하류측의 단부 영역에 급유부가 형성되어 있기 때문에, 대향면의 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있다. 게다가, 이 급유부는, 회전축과 대향면 사이에 윤활유가 말려들어감으로써 대향면에 발생하는 압력 분포의 등직선을 따라 형성되어 있으므로, 이후에 상세하게 설명한 바와 같이, 대향면에 발생하고 있는 압력이 급유부의 존재에 의해 저하되는 것을 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면, 패드의 대향면의 온도 상승을 억제함과 함께, 패드의 대향면에 있어서의 압력 저하를 억제하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 실시 형태의 틸팅 패드 저널 베어링의 단면도이다.
도 2는 패드의 대향면에 발생하는 압력 분포의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은 패드를 상세하게 나타낸 사시도이다.
도 4는 급유부로서의 급유홈을 나타낸 모식도이다.
도 5는 급유부의 변형예를 나타낸 모식도이다.
도 6은 급유부의 변형예를 나타낸 모식도이다.
도 7은 급유부의 변형예를 나타낸 모식도이다.
도 8은 급유부의 변형예를 나타낸 모식도이다.
도 9는 급유부의 변형예를 나타낸 모식도이다.
도 10은 급유부의 변형예를 나타낸 모식도이다.
도 11은, 급유부가 설치되는 패드를 설명하기 위한 모식도이다.
도 12는, 급유부가 설치되는 패드를 설명하기 위한 모식도이다.

본 발명에 관한 틸팅 패드 저널 베어링의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 틸팅 패드 저널 베어링은, 고속으로 회전하는 회전 기계의 회전축을 지지하기에 적합한 것이다. 회전 기계의 구체예로서는, 압축기와 같이 유체를 압축하는 것, 펌프나 블로워와 같이 유체를 압송하는 것, 또는 터빈과 같이 유체를 팽창시키는 것 등이 있다.

도 1은, 본 실시 형태의 틸팅 패드 저널 베어링의 단면도이며, 회전축의 축방향에 직교하는 단면을 나타낸 것이다. 틸팅 패드 저널 베어링(10)은, 원통 형상의 하우징(11)의 내측에, 둘레 방향으로 복수(본 실시 형태에서는 5개)의 패드(12)가 배치된 구성으로 되어 있고, 회전축(100)을 복수의 패드(12)로 회전 가능하게 지지한다. 패드(12)는, 모식적으로 도시된 지지점(P)에서 하우징(11)의 내주면과 접촉되어 있고, 회전축(100)의 축방향(이하, 간단히 「축방향」이라고 함)에 직교하는 단면 내에서, 지지점(P)을 중심으로 요동할 수 있도록 되어 있다.

하우징(11)의 둘레면에는, 둘레 방향에 있어서 서로 인접하는 2개의 패드(12) 사이에, 하우징(11)의 외주면으로부터 내주면에 걸쳐 관통하는 관통 구멍(11a)이 형성되어 있다. 이후에 상세하게 설명하지만, 이 관통 구멍(11a)을 통해, 틸팅 패드 저널 베어링(10)의 윤활이나 냉각에 사용되는 윤활유가, 하우징(11)의 내부에 공급된다. 또한, 관통 구멍(11a)의 수나 위치는 적절히 변경이 가능하고, 예를 들어 관통 구멍(11a)을 하우징(11)의 둘레면이 아니라 측면에 형성하도록 해도 된다.

회전축(100)과, 회전축(100)에 대향하는 패드(12)의 대향면(12a) 사이의 간극에는, 윤활유가 유입되어, 유막이 형성된다. 회전축(100)이 회전하면, 회전축(100)과 대향면(12a) 사이의 간극에 있어서, 회전축(100)의 회전 방향(이하, 간단히 「회전 방향」이라고 함)의 하류측으로 윤활유가 말려들어감으로써 회전축(100)을 부상시키는 쐐기 효과가 발생한다. 이 때, 회전축(100)과 대향면(12a) 사이에서 윤활유가 회전 방향 하류측으로 흐르지만, 그 때의 점성 마찰에 의해 윤활유의 온도가 상승한다. 이 때문에, 회전 방향 하류측일수록 윤활유의 온도가 높아지고, 그 결과, 패드(12)의 대향면(12a)의 온도도 회전 방향 하류측일수록 높아진다.

패드(12)의 대향면(12a)의 온도가 너무 높아지면, 패드(12)가 소손되고, 틸팅 패드 저널 베어링(10)이 베어링으로서 적절하게 기능하지 않게 될 우려가 있다. 특히, 대향면(12a)에는 유연하며 친화성이 높은 화이트 메탈이 사용되는 경우가 많지만, 화이트 메탈은 융점이 낮기 때문에, 패드의 소손이 발생하기 쉽다. 이러한 문제를 방지하기 위해서, 본 실시 형태에서는, 패드(12)의 대향면(12a) 중 회전 방향 하류측의 단부 영역에, 본 발명의 「급유부」로서 급유홈(24)을 설치하고 있다. 급유홈(24)으로부터 비교적 저온의 윤활유가 공급됨으로써, 대향면(12a)의 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있다.

여기서, 대향면(12a)에 급유홈(24)이 형성되기 전의 상태에서, 회전축(100)과 패드(12)의 대향면(12a) 사이에 윤활유가 말려들어감으로써 대향면(12a)에 발생하는 압력 분포의 일례를 도 2에 나타낸다. 압력 분포의 각 등직선은, 대략 동심원 형상으로 되어 있고, 대향면(12a)의 중앙부에 최고 압력점(Q)을 가지며, 대향면(12a)의 주연부일수록 압력이 낮아지는 분포로 되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 상술한 급유홈(24)은, 대향면(12a) 중, 최고 압력점(Q)보다도 회전 방향 하류측의 영역(R) 내이며, 또한 회전 방향 하류측의 단부로부터 1/4까지의 범위에 있어서, 등직선을 따라 형성되어 있다.

또한, 「등직선을 따라 형성되는」이란, 「등직선의 선 상」이어도, 「인접하는 등직선과 등직선 사이의 영역」이어도 되고, 거의 동일한 압력이 가해지는 영역에 급유부가 설치되어 있는 것을 나타낸다. 이후의 설명에서도 동일하다.

상세하게는, 급유홈(24)은, 주로 축방향을 따라서 연장되는 중앙부(24a)와, 중앙부의 양단부로부터 회전 방향 상류측을 향해 만곡되는 단부(24b)를 갖고, 전체로서는 축방향에 대하여 대칭인 U자 형상으로 되어 있다. 여기서, 급유홈(24)이 「등직선을 따라 형성되는」이란, 급유홈(24)이 등직선에 대략 일치 또는 대략 평행으로 형성되는 것을 의미하고 있으며, 엄밀하게 등직선에 일치하거나 평행이거나 할 필요는 없다. 또한, 본 실시 형태에서는, 급유홈(24)의 윤곽 중, 회전 방향 상류측, 즉 고압력측의 윤곽(24c)이, 등직선에 대략 일치 또는 대략 평행이 되도록, 급유홈(24)을 등직선을 따라 형성하고 있다.

도 3은, 패드(12)를 상세하게 나타낸 사시도이며, 도 4는, 급유부로서의 급유홈(24)을 나타낸 모식도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 패드(12)의 내부에는, 급유홈(24)에 윤활유를 공급하기 위한 주 급유로(21) 및 복수의 부 급유로(22)가 형성되어 있다. 주 급유로(21)는, 패드(12)의 한쪽 측면으로부터 다른쪽 측면을 향해 축방향을 따라서 형성되어 있다. 주 급유로(21)는, 한쪽 측면으로부터 다른쪽 측면까지 관통하는 관통 구멍이 아니라, 다른쪽 측면에 있어서는 개구되어 있지 않고, 폐색되어 있다.

부 급유로(22)는, 주 급유로(21)와 급유홈(24)을 접속시키는 유로이다. 본 실시 형태에서는, 4개의 부 급유로(22)가 급유홈(24)의 저면에 접속되어 있다. 각 부 급유로(22)가 급유홈(24)에 접속되는 부분인 급유구(23)는, 급유홈(24)의 길이 방향(등직선에 따른 방향)에 있어서 대략 등간격으로 형성되어 있다(도 4 참조). 이 때문에, 길이 방향을 따라서 연장되는 급유홈(24)의 전역에 대하여 균일하게 윤활유를 공급할 수 있다. 또한, 급유홈(24)의 길이 방향의 양단부에 급유구(23)를 배치함으로써, 급유홈(24)의 단부까지 확실하게 윤활유를 널리 퍼지게 하는 것이 가능하도록 되어 있다. 또한, 부 급유로(22) 및 급유구(23)의 수나 위치는 적절히 변경이 가능하다.

패드(12)에 형성된 주 급유로(21)에는, 송유관(92)이 접속되어 있다. 송유관(92)은, 적당한 유연성을 갖는 튜브 등으로 구성되어 있고, 펌프(91)로부터 압송되는 윤활유가 흐르고 있다. 송유관(92)은, 주 급유로(21)에 대하여 나사 등의 고정 수단(93)으로 유체 밀폐식으로 고정되어 있다. 또한, 송유관(92)은, 하우징(11)에 형성된 관통 구멍(11a)(도 1 참조)에 삽입 관통되고 있고, 관통 구멍(11a)을 경유하여 하우징(11)의 외부로부터 내부로 도입되어 있다. 관통 구멍(11a)에는, 관통 구멍(11a)과 송유관(92) 사이에서 윤활유가 누출되는 것을 방지하는 시일 부재(도시하지 않음)가 설치되어 있다.

이렇게 구성된 틸팅 패드 저널 베어링(10)에 있어서는, 펌프(91)로부터 압송되는 윤활유가, 송유관(92), 주 급유로(21), 각 부 급유로(22), 각 급유구(23)를 경유하여, 급유홈(24)에 공급된다. 급유홈(24)에 공급된 윤활유는, 회전축(100)과 패드(12)의 대향면(12a) 사이의 간극에서 유막을 형성한다. 전술한 바와 같이, 패드(12)의 대향면(12a)에 있어서는, 회전 방향 하류측일수록 온도가 높아지지만, 회전 방향 하류측의 단부 영역에 형성된 급유홈(24)으로부터 비교적 저온의 윤활유가 공급됨으로써, 회전 방향 하류측에 있어서의 대향면(12a)의 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 급유홈(24)은, 특허문헌 1의 급유홈과 같이 회전 방향 하류측 단부까지 형성되어 있는 것은 아니기 때문에, 급유홈(24)에 큰 부압이 발생하는 경우가 없다. 또한, 급유홈(24)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 패드(12)의 대향면(12a)에 발생하는 압력 분포의 등직선을 따라 형성되어 있다. 즉, 급유홈(24)이 형성되어 있는 부분보다도 고압력측 영역(보다 중앙부에 가까운 영역)에 대해서는, 급유홈(24)이 존재하는 것에 의한 압력 분포의 변화가 억제되어, 고압력측 영역에 있어서, 압력이 급유홈(24)의 존재에 의해 저하되는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 고압력측 영역에서는, 압력을 높은 채로 유지할 수 있어, 대향면(12a)에 있어서의 압력 저하를 효과적으로 억제할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 틸팅 패드 저널 베어링(10)에 의하면, 회전축(100)에 대향하는 패드(12)의 대향면(12a)의 온도 상승을 억제하면서, 대향면(12a)에 있어서의 압력 저하를 억제하는 것이 가능해진다. 그 결과, 대향면(12a)의 소손을 억제할 수 있을 뿐 아니라, 틸팅 패드 저널 베어링(10)의 하중 지지 능력이나, 회전축(100)과 대향면(12a) 사이의 유막에 의한 진동 억제(감쇠) 효과를 유지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 급유홈(급유부)(24)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 압력 분포의 등직선 중, 회전 방향에 있어서 압력 분포의 최고 압력점(Q)보다도 하류측 영역(R)의 부분을 따라서 형성되어 있다. 이와 같이, 급유홈(24)을 최고 압력점(Q)보다도 하류측 영역(R)에만 설치하도록 함으로써, 급유홈(24)의 존재에 의해 유막이 형성되지 않게 되는 영역의 확대를 억제하여, 광범위하게 유막을 형성할 수 있다. 그 결과, 유막에 의한 진동 억제(감쇠) 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 급유홈(24)의 윤곽 중 고압력측의 윤곽(24c)(도 2 참조)이, 등직선에 대략 일치 또는 대략 평행이 되도록, 급유홈(24)이 등직선을 따라 형성되어 있다. 이 때문에, 그 등직선보다도 고압력측 영역에는 급유홈(24)이 존재하지 않게 되고, 고압력측 영역에 있어서의 압력 저하를 보다 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 급유홈(24)을 대향면(12a) 중 회전 방향 하류측의 단부로부터 1/4까지의 범위로 설정하고 있다. 이렇게 급유홈(24)을 설치하는 회전 방향 하류측의 단부 영역을 단부로부터 1/4의 범위로 규정함으로써, 온도 상승이 보다 현저한 영역에서 온도 상승을 억제할 수 있음과 동시에, 압력이 큰 대향면(12a)의 중앙부에 있어서, 급유홈(24)에 의한 압력 분포의 변화 영향을 보다 확실하게 경감시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태와 같이, 급유홈(24)의 길이 방향에 있어서의 단부(24b)(도 2 참조)가 고압력측(중앙부측)을 향해 만곡되어 있으면, 비교적 저온의 윤활유를 축방향의 중앙 영역까지 공급하기 쉬워진다. 이 때문에, 대향면(12a)의 온도 상승을 더 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태와 같이, 송유관(92)이 급유로(21)에 접속되어 있으면, 펌프(91)로부터 공급되는 윤활유의 유압을 유지한 채, 윤활유를 급유홈(24)에 공급할 수 있어, 대향면(12a)에 있어서의 압력 저하를 보다 확실하게 억제할 수 있다.

[변형예]

여기까지 설명한 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 「급유부」로서, 등직선을 따라 형성된 급유홈(24)을 1개 설치하는 것으로 하였다. 그러나, 급유부의 형태는 이것으로 한정되지 않고, 예를 들어 이하에서 설명하는 각 변형예와 같이 급유부를 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상술한 실시 형태나 각 변형예에 있어서 공통되는 구성에 대해서는 적절히 설명을 생략하고, 또한 그 구성에 의해 발휘되는 효과에 대해서도 적절히 설명을 생략한다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 「급유부」로서, 서로 평행한 복수(여기서는 2개)의 급유홈(25, 26)을 설치해도 된다. 여기서, 「평행」이란 엄밀하게 평행할 필요는 없고, 복수의 급유홈(25, 26)이 교차하지 않을 정도로 대략 평행하면 된다. 이렇게 복수의 급유홈(25, 26)을 설치함으로써, 윤활유를 공급할 수 있는 범위가 넓어져, 패드(12)의 대향면(12a)의 온도 상승을 더 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 이렇게 복수의 급유홈(25, 26)이 설치되는 경우에는, 모든 급유홈(25, 26)이, 대향면(12a) 중 회전 방향 하류측의 단부로부터 1/4까지의 범위로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 복수의 급유홈(25, 26) 중, 가장 회전 방향 상류측에 위치하는 급유홈(26)이 등직선을 따라 형성되어 있는 것이 바람직하고, 나아가, 가장 회전 방향 상류측에 위치하는 급유홈(26)의 고압력측(회전 방향 상류측)의 윤곽이, 등직선에 대략 일치 또는 대략 평행으로 되어 있는 것이 보다 바람직하다.

또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 「급유부」로서 설치한 예를 들어 도 4의 급유홈(24)을, 길이 방향에 있어서 복수(여기서는 3개)의 급유홈(27, 28, 29)으로 분할해도 된다. 각 급유홈(27 내지 29)에는, 적어도 하나의 급유구(23)가 설치된다. 이렇게 함으로써, 각 급유홈(27 내지 29)의 길이 방향의 길이가 짧아지고, 각 급유홈(27 내지 29)의 구석구석까지 윤활유를 공급하기 쉬워진다. 또한, 급유구(23)가, 각 급유홈(27 내지 29)의 길이 방향의 양단부에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 「급유부」로서 설치한 예를 들어 도 5의 급유홈(25, 26)을, 각각 길이 방향에 있어서 복수(여기서는 3개)의 급유홈(30, 31, 32) 및 급유홈(33, 34, 35)으로 분할해도 된다. 각 급유홈(30 내지 35)에는, 적어도 하나의 급유구(23)가 설치된다. 이렇게 함으로써, 각 급유홈(30 내지 35)의 길이 방향의 길이가 짧아지고, 각 급유홈(30 내지 35)의 구석구석까지 윤활유를 공급하기 쉬워진다. 또한, 급유구(23)가 각 급유홈(30 내지 35)의 길이 방향의 양단부에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 「급유부」로서, 등직선에 따른 복수의 홈을 연결하여 형성된 폐쇄된 형상의 급유홈(36)을 설치해도 된다. 여기에서는, 일례로서, 도 5의 급유홈(25, 26)을 각각의 길이 방향의 양단부에서 서로 이어나가고, 폐쇄된 형상의 급유홈(36)을 형성하고 있다. 이렇게 함으로써, 급유홈(36)을 광범위에 걸친 것으로 할 수 있으므로, 윤활유를 공급할 수 있는 범위가 넓어져, 패드(12)의 대향면(12a)의 온도 상승을 더 효과적으로 억제할 수 있다. 게다가, 급유홈(36)은 폐쇄된 형상을 갖고 있기 때문에, 적어도 급유구(23)를 1개 설치하면, 급유홈(36) 전체에 윤활유를 널리 퍼지게 할 수 있다. 단, 윤활유를 급유홈(36)에 확실하게 널리 퍼지게 하기 위해서는, 복수의 급유구(23)를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 「급유부」로서, 급유홈이 아니라, 등직선을 따라 형성된 복수의 급유 구멍(37)을 포함하는 급유 구멍열(38)을 설치해도 된다. 즉, 이 변형예에서는, 급유홈은 형성되지 않고, 그 대신에, 부 급유로(22)(도 3 참조)가 패드(12)의 대향면(12a)까지 연장 설치되어 있으며, 대향면(12a)에 있어서의 부 급유로(22)의 개구가 급유 구멍(37)으로서 기능한다. 그리고, 급유 구멍(37)이 등직선을 따라 배열됨으로써, 급유부로서의 급유 구멍열(38)이 구성된다. 급유부를 홈으로 구성하는 경우와 비교하여, 급유부를 급유 구멍(37)의 집합인 급유 구멍열(38)로 함으로써, 급유부의 개구 면적을 작게 할 수 있어, 급유부에 의한 대향면(12a)의 압력 분포에 대한 영향을 보다 경감시킬 수 있다.

또한, 도 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 「급유부」로서, 복수의 급유 구멍열(39, 40)을 설치해도 된다. 이렇게 복수의 급유 구멍열(39, 40)을 설치함으로써, 윤활유를 공급할 수 있는 범위가 넓어져, 패드(12)의 대향면(12a)의 온도 상승을 더 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 이렇게 복수의 급유 구멍열(39, 40)이 설치되는 경우에는, 모든 급유 구멍열(39, 40)이 대향면(12a) 중 회전 방향 하류측의 단부로부터 1/4까지의 범위로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 복수의 급유 구멍열(39, 40) 중, 가장 회전 방향 상류측에 위치하는 급유 구멍열(40)이 등직선을 따라 형성되어 있는 것이 바람직하다.

[기타 실시 형태]

또한, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 한, 상기 실시 형태의 요소를 적절히 조합 또는 다양한 변경을 더하는 것이 가능하다.

예를 들어, 패드(12)의 수나 위치, 또는 구체적 형상 등은 상기 실시 형태에 나타낸 것으로 한정되지 않고, 적절히 변경이 가능하다.

또한, 급유부의 구체적인 구성도 각 변형예를 포함하여 상기 실시 형태에 나타낸 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 급유부로서, 급유홈과 급유 구멍을 조합하는 것도 가능하다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 복수 설치되는 패드(12) 모두에 대하여 급유부(급유홈(24))가 설치되는 것으로 하였다. 그러나, 적어도 회전축(100)에 작용하는 하중을 받치는 패드(12)에 급유부가 설치되어 있으면, 모든 패드(12)에 급유부를 형성할 필요는 없다. 이하, 이 점에 대하여 설명한다.

도 11, 12는, 급유부가 설치되는 패드(12)를 설명하기 위한 모식도이다. 여기에서는, 급유부의 일례로서 급유홈(24)을 도시하고 있지만, 급유부의 형태는 이것으로 한정되지 않고, 각 변형예에 나타낸 것이어도 된다. 회전축(100)에는, 회전축(100)의 자중 외에도, 회전축(100)에 연결되어 있는 기어 등으로부터 힘이 작용하는 경우가 있다. 회전축(100)에 작용하는 하중이란, 이들의 합력을 의미하고, 여기에서는 도 11, 12에 있어서 화살표로 나타내는 방향으로 작용하고 있는 것으로 한다.

도 11은, 회전축(100)에 작용하는 하중을, 5개의 패드(12) 중 가장 하방에 위치하는 2개의 패드(12)로 받치는 경우를 나타내고 있다. 한편, 도 12는, 회전축(100)에 작용하는 하중을, 5개의 패드(12) 중 가장 하방에 위치하는 1개의 패드(12)로 받치는 경우를 나타내고 있다. 도 11과 같이, 회전축(100)에 작용하는 하중을 2개의 패드(12)로 받치는 방식을 LBP(Load Between Pads)라고 하고, 도 12와 같이, 회전축(100)에 작용하는 하중을 1개의 패드(12)로 받치는 방식을 LOP(Load On Pad)라고 한다.

LBP의 경우에는, 하중을 받치는 2개의 패드(12)에 회전축(100)이 밀어붙여지기 때문에, 회전축(100)과 패드(12) 사이의 유막이 얇아지고, 이들 2개 패드(12)의 대향면(12a)이 온도 상승하기 쉬워진다. 그래서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 하중을 받치는 2개의 패드(12)에 급유홈(24)을 설치함으로써, 이 2개 패드(12)의 대향면(12a)에 있어서의 온도 상승과 압력 저하를 억제할 수 있다. 또한, LOP의 경우에는, 하중을 받치는 하나의 패드(12)의 대향면(12a)이 온도 상승하기 쉬워진다. 그래서, 도 12에 나타낸 바와 같이, 하중을 받치는 하나의 패드(12)에 급유홈(24)을 설치함으로써, 이 하나의 패드(12)의 대향면(12a)에 있어서의 온도 상승과 압력 저하를 억제할 수 있다. 이와 같이, 최소한, 회전축(100)에 작용하는 하중을 받치는 패드(12)에 급유부(급유홈(24))를 설치함으로써, 승온되기 쉬운 패드(12)에 있어서의 온도 상승을 효과적으로 억제함과 함께, 하중 지지 능력을 효율적으로 유지할 수 있다.

본 발명을 상세하게 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있음은 당업자에 있어서 명확하다.

본 출원은, 2015년 1월 28일에 출원된 일본 특허 출원(특허 출원 2015-014219)에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 원용된다.

본 발명의 틸팅 패드 저널 베어링은, 회전축에 대향하는 패드의 대향면의 온도 상승과, 패드의 대향면에 있어서의 압력 저하를 억제할 수 있고, 고속 회전 하에서의 진동 억제가 우수하다.

10: 틸팅 패드 저널 베어링
12: 패드
12a: 대향면
21: 주 급유로(급유로)
22: 부 급유로(급유로)
24 내지 36: 급유홈(급유부)
37: 급유 구멍
38 내지 40: 급유 구멍열(급유부)
91: 펌프
92: 송유관
100: 회전축

Claims

회전축의 둘레에 배치된 복수의 패드로, 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 틸팅 패드 저널 베어링에 있어서,
상기 회전축과 대향하는 상기 복수의 패드 중, 적어도 하나의 패드의 대향면 중 상기 회전축의 회전 방향에 있어서의 하류측의 단부 영역에 급유부가 설치되어 있고,
상기 급유부는, 상기 회전축과 상기 대향면 사이에 윤활유가 말려들어감으로써 상기 대향면에 발생하는 압력 분포의 등직선 중, 상기 회전 방향에 있어서 상기 압력 분포의 최고 압력점보다도 하류측 부분을 따라서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 틸팅 패드 저널 베어링.
제1항에 있어서,
상기 하류측 부분은, 상기 대향면 중 상기 회전 방향에 있어서의 하류측 단부로부터 1/4까지의 범위인, 틸팅 패드 저널 베어링.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 급유부로서, 상기 등직선을 따라 형성된 급유홈이 설치되어 있는, 틸팅 패드 저널 베어링.
제3항에 있어서,
상기 급유홈이 서로 평행으로 복수 설치되어 있는, 틸팅 패드 저널 베어링.
제3항에 있어서,
상기 등직선에 따른 방향에 있어서, 상기 급유홈이 복수로 분할되어 있는, 틸팅 패드 저널 베어링.
제4항에 있어서,
상기 등직선에 따른 방향에 있어서, 상기 급유홈이 복수로 분할되어 있는, 틸팅 패드 저널 베어링.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 급유부로서, 상기 등직선에 따른 복수의 홈을 연결하여 형성된 폐쇄된 형상의 급유홈이 설치되어 있는, 틸팅 패드 저널 베어링.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 급유부로서, 상기 등직선을 따라 형성된 복수의 급유 구멍으로 이루어지는 급유 구멍열이 설치되어 있는, 틸팅 패드 저널 베어링.
제8항에 있어서,
상기 급유 구멍열이 복수열 설치되어 있는, 틸팅 패드 저널 베어링.
제1항에 있어서,
상기 복수의 패드 중 상기 회전축에 작용하는 하중을 받치는 패드에, 상기 급유부가 설치되어 있는, 틸팅 패드 저널 베어링.
제1항에 있어서,
상기 패드의 내부에 형성되고, 상기 급유부에 상기 윤활유를 공급하는 급유로에, 펌프로부터 압송되는 상기 윤활유가 흐르는 송유관이 접속되어 있는, 틸팅 패드 저널 베어링.