WO2008020483A1 - Dispositif de palier pour une installation de production de puissance de turbine à gaz, et installation de production de puissance de turbine à gaz - Google Patents

Dispositif de palier pour une installation de production de puissance de turbine à gaz, et installation de production de puissance de turbine à gaz Download PDF

Info

Publication number
WO2008020483A1
WO2008020483A1 PCT/JP2006/316246 JP2006316246W WO2008020483A1 WO 2008020483 A1 WO2008020483 A1 WO 2008020483A1 JP 2006316246 W JP2006316246 W JP 2006316246W WO 2008020483 A1 WO2008020483 A1 WO 2008020483A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sleeve
water
power generation
gas turbine
turbine power
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/316246
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Susumu Nakano
Tomoaki Inoue
Tadaharu Kishibe
Hiroyuki Shiraiwa
Original Assignee
Hitachi, Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi, Ltd. filed Critical Hitachi, Ltd.
Priority to JP2007553809A priority Critical patent/JP4847478B2/ja
Priority to PCT/JP2006/316246 priority patent/WO2008020483A1/ja
Priority to US11/995,945 priority patent/US8459932B2/en
Publication of WO2008020483A1 publication Critical patent/WO2008020483A1/ja

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/06—Arrangements of bearings; Lubricating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/14—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load specially adapted for operating in water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/02—Sliding-contact bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0662—Details of hydrostatic bearings independent of fluid supply or direction of load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0662—Details of hydrostatic bearings independent of fluid supply or direction of load
    • F16C32/067—Details of hydrostatic bearings independent of fluid supply or direction of load of bearings adjustable for aligning, positioning, wear or play
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C37/00—Cooling of bearings
    • F16C37/002—Cooling of bearings of fluid bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/023—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means
    • F16F15/0237—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means involving squeeze-film damping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/80—Size or power range of the machines
    • F05D2250/82—Micromachines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/23—Gas turbine engines

Definitions

  • the present invention relates to a bearing device and a gas turbine power generation facility for a gas turbine power generation facility suitable as a private power generation facility installed in a store or a hospital.
  • a gas turbine power generation facility used as an in-house power generation facility includes a compressor that compresses air, a combustor that mixes and compresses compressed air and fuel, and the combustor. And a generator that converts the rotational power of the turbine into electric energy.
  • a compressor impeller, a turbine impeller, and a generator rotor are provided. It is connected to the same rotating shaft.
  • the bearing is not provided in a high-temperature portion (for example, a compressor and a turbine) where the lubricating oil evaporates. It is arranged on both axial sides of the machine rotor.
  • the compressor impeller and the turbine blade wheel are rotated at high speed in an overhang state arranged outside the bearing, and the natural frequency of the bending vibration mode must be passed as the natural vibration characteristic of the rotating shaft. It was a crap.
  • the power loss of the bearings increased due to the viscosity of the lubricating oil, and the power of the pump that supplies the lubricating oil also increased. As a result, the consumption of power for auxiliary machinery increased and the power generation efficiency was reduced.
  • an O-ring is fitted into an O-ring groove formed in a stationary part facing the outer peripheral part of the bearing to support the bearing by inertia, and an annular gap is provided between the O-ring grooves.
  • a structure is disclosed in which the gap is filled with a lubricating liquid to act as a squeeze film film, and the axial vibration is damped by the damping action of the film film and the spring action of the O-ring (for example, Patent Documents). 1).
  • Patent Documents for example, Patent Documents. 1
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-336917 (see FIG. 5)
  • the water-lubricated bearing is not clearly described, but it is presumed that lubricating water is sealed inside. For this reason, the lubricating water in the bearing may absorb heat from the surroundings and become hot, resulting in a decrease in viscosity and instability.
  • the present invention has been made on the basis of the above-mentioned matters, and an object of the present invention is to provide a bearing device for a gas turbine power generation facility capable of obtaining a shaft vibration damping effect and lubricating and cooling the bearing body. It is to provide a gas turbine power generation facility.
  • the present invention provides a water-lubricated bearing body that rotatably supports a rotor of a generator, a sleeve provided on the outer peripheral side of the bearing body, A bearing device of a gas turbine power generation facility comprising a bearing housing that holds the sleeve via an O-ring while forming an annular clearance channel between the sleeve and an outer peripheral surface, wherein the bearing housing is A water supply hole for supplying water in communication with the gap flow path, and the sleeve includes a water supply hole for communicating with the gap flow path to conduct water to the bearing body, and a water supply hole in the gap flow path.
  • Communication position force It has a drainage hole that communicates and drains at a predetermined distance in the axial direction.
  • an annular clearance channel is formed between the outer peripheral surface of the sleeve and the bearing housing, and water is supplied to the clearance channel from the water supply hole of the bearing housing. Then, a part of the water supplied to the gap channel is guided to the water-lubricated bearing body through the water guide hole of the sleeve. As a result, the bearing body can be lubricated and cooled. On the other hand, the remaining water supplied to the gap channel is drained through the drain hole of the sleeve. At this time, the drainage hole of the sleeve communicates at a position separated by a predetermined distance in the axial direction (for example, about the axial dimension of the bearing body) in the gap flow path.
  • the gap channel force is a minimum value of a channel cross-sectional area in a drainage channel that drains through the drainage hole of the sleeve, from the gap channel to the sleeve.
  • the flow path cross-sectional area in the water conveyance path for conducting water to the bearing body through the water conveyance hole is made smaller than the minimum value.
  • the minimum value of the channel cross-sectional area in the drainage path is set to 30% or less of the minimum value of the channel cross-sectional area in the water conduit.
  • the water supply hole of the bearing housing communicates at a lower position of the gap flow path, and the drainage hole of the sleeve is located at an upper position of the gap flow path.
  • the water supply hole of the bearing housing is provided on the axially inner side of the generator, and the drainage hole of the sleeve is provided on the axially outer side of the generator. .
  • the present invention further includes a turbine impeller for converting gas thermal energy into mechanical energy, and a rotor coaxially connected to the turbine impeller.
  • a generator that converts mechanical energy into electric energy
  • a water-lubricated bearing body that rotatably supports a rotor of the generator, a sleeve provided on an outer peripheral side of the bearing body, and a sleeve
  • a gas turbine power generation facility comprising a bearing device having a bearing housing that holds the sleeve via an o-ring while forming an annular clearance channel between the outer circumferential surface and the bearing housing.
  • the sleeve has a water supply hole that communicates with the gap flow path and feeds water, and the sleeve communicates with the gap flow path and conducts water to the bearing body, and the shaft extends from a communication position of the water supply hole in the gap flow path. Predetermined in direction Having a drain hole for draining communicating at a position away away.
  • the clearance channel force is a minimum value of a channel cross-sectional area in a drainage channel that drains through the discharge hole of the sleeve.
  • the flow path cross-sectional area in the water conveyance path for conducting water to the bearing body through the water conveyance hole is made smaller than the minimum value.
  • the minimum value of the channel cross-sectional area in the drainage path is set to 30% or less of the minimum value of the channel cross-sectional area in the water conduit.
  • the water supply hole of the bearing housing communicates at a lower position of the gap flow path, and the drainage hole of the sleeve is located at an upper position of the gap flow path.
  • the water supply hole of the bearing housing is provided in the axial direction inside of the generator, and the drainage hole of the sleeve is provided in the axial direction outside of the generator.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of one embodiment of a gas turbine power generation facility of the present invention together with a circulating water system.
  • FIG. 2 is a diagram showing a detailed structure of one bearing device constituting one embodiment of the gas turbine power generation facility of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along section III III in FIG.
  • FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change in feed water pressure and a change in bubble removal rate in the gap flow path with respect to the ratio of the cross-sectional area of the drainage hole of the sleeve constituting one embodiment of the gas turbine power generation facility of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a detailed structure of the other bearing device constituting one embodiment of the gas turbine power generation facility of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an embodiment of a gas turbine power generation facility of the present invention together with a circulating water system.
  • the gas turbine power generation facility is a gas turbine power generation facility with a capacity of 100 to 250 kW class used as, for example, a private power generation facility, and compresses the air (atmosphere) sucked through the intake filter 1.
  • a generator 5 that converts part of the rotational power of the engine to electric energy, and a regenerative heat exchanger 6 that uses the exhaust gas from the turbine 5 to heat the compressed air supplied from the compressor 2 to the combustor 3. It is equipped with an exhaust silencer 7 provided on the path for releasing the exhaust gas used in the regeneration heat exchange 6 to the atmosphere.
  • the impeller (not shown) of the compressor 2, the impeller (not shown) of the turbine 4, and the rotor 8 of the generator 5 are connected by a rotating shaft 9, and the rotating shaft 9 can be rotated.
  • Bearing devices 12 and 13 each having bearing bodies 10 and 11 to be supported (see FIGS. 2 to 4 to be described later) are provided.
  • the bearing bodies 10 and 11 are arranged on both outer sides in the axial direction of the rotor 8 of the generator 5, that is, the impeller of the compressor 2 and the impeller of the turbine 4 are arranged outside the bearing bodies 10 and 11.
  • the rotating shaft 9 is rotated at high speed in the placed overhang state.
  • the bearing body 10 receives the radial load of the rotating shaft 9, and the bearing body 11 receives the radial load and axial load of the rotating shaft.
  • a circulating water system 14 for supplying water to the bearing devices 12 and 13 is provided.
  • the circulating water system 14 is provided on the downstream side of the water storage tank 15, the water supply pipe 17 that supplies water from the water storage tank 15 to the bearing devices 12 and 13 by driving the pump 16, and the pump 16 in the water supply pipe 17.
  • a radiator 18, a blower 19 that sends cooling air to the radiator 18, and a drain pipe 20 that returns water from the bearing devices 12 and 13 to the water storage tank 15.
  • the water in the water storage tank 15 is replenished via an external water supply source (not shown) through a supply pipe 22 provided with a stop valve 21! /.
  • FIG. 2 is a radial sectional view showing the detailed structure of the bearing device 12
  • FIG. 3 is an axial sectional view of the bearing device 12 taken along section III III in FIG.
  • the bearing device 12 includes the bearing body 10 that receives the radial load of the rotating shaft 9, a sleeve 23 provided on the outer peripheral side of the bearing body 10, and an outer periphery of the sleeve 23.
  • a bearing housing 26 that holds the sleeve 23 via an O-ring 25 while forming an annular clearance channel 24 between the surface and the surface is provided.
  • the bearing housing 26 is formed with a water supply hole 27 that is connected to the water supply pipe 17 and supplies water to the gap flow path 24.
  • the water supply hole 27 is connected to the shaft of the generator 5 in the gap flow path 24. It is formed at the position inside (in other words, the rotor 8 side of the generator 5, the right side in Fig. 3) and the lower side (the lower side in Fig. 3)! RU
  • a circumferential water guide groove 28 is formed at an axial position corresponding to the communication position of the water supply hole 27 of the bearing housing 26 in the clearance channel 24.
  • the sleeve 23 also has four radial water guide holes 29 that open to the water guide grooves 28, and four axial water guide grooves 30 that are formed on the inner peripheral surface and communicate with the four water guide holes 29, respectively. Further, the sleeve 23 is a predetermined distance in the axial direction from the communication position of the water supply hole 27 of the bearing housing 26 in the clearance channel 24 (in other words, the communication position of the water guide groove 28) (in this embodiment, the bearing body 10).
  • the drain hole 31 is connected to the drain pipe 20 to drain water and is drained, and the drain hole 31 is formed in the gap channel 24 in the axial direction of the generator 5. It is formed on the outer side (in other words, the side opposite to the rotor 8 side of the generator 5, the left side in FIG. 3) and the upper side (upper side in FIG. 3).
  • the bearing body 10 is a tilting pad bearing, for example, and is in contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft 9.
  • Four journal pads 32 with a touch surface formed of peak grease 32a, four pivots 33 (shown only in FIG. 2) that support journal pads 32 2 in a tiltable manner, and these journal pads 32 and pivots 33 are stored.
  • the bearing case 34 is made up of.
  • a circumferential water guide groove 35 communicating with the water guide groove 30 of the sleeve 23 is formed on the outer peripheral surface of the bearing case 34, and four radial water guides respectively communicating between the water guide groove 35 and the journal pad 32 are formed.
  • a hole 36 is formed.
  • the drain hole 31 of the sleeve 23 communicates at a position spaced apart from the communicating position of the water supply hole 27 in the gap channel 24 by a predetermined distance in the axial direction, so that water in the gap channel 24 flows. It acts as a squeeze film film, and the vibration of the film film (squeeze film effect) and the spring action of the O-ring 25 can attenuate the shaft vibration.
  • the vibration of the film film squeeze film effect
  • the spring action of the O-ring 25 can attenuate the shaft vibration.
  • the water in the gap channel 24 flows, it is possible to prevent a decrease in viscosity due to a temperature rise and a reduction in the squeeze film effect due to a mixture of bubbles.
  • the cross-sectional area of the drainage hole 31 of the sleeve 23 is smaller than the cross-sectional area of the gap channel 24, that is, in the drainage path for draining from the gap channel 24 through the drainage hole 31 of the sleeve 23. It is the minimum value of the channel cross-sectional area. Further, the sectional area of the drainage hole 31 of the sleeve 23 is the minimum value of the cross-sectional area of the flow path in the water conveyance path that conducts water from the gap flow path 24 to the bearing body 10 through the water conveyance holes 29 of the sleeve 23 (in this embodiment, 4 For example, 25% of the total cross-sectional area of the four water guide holes 29. The function and effect will be described with reference to FIG.
  • FIG. 4 shows the change in the feed water pressure in the gap channel 24 and the mixture in the gap channel 24 with respect to the ratio (%) of the sectional area of the drain hole 31 based on the total sectional area of the water guide holes 29.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram showing a change in bubble removal rate (%).
  • the ratio of the cross-sectional area of the drain hole 31 of the sleeve 23 is 20% or more, the bubbles in the gap channel 24 are almost removed, but the water supply pressure decreases.
  • a decrease in the water supply pressure in the gap channel 24 is not preferable because it reduces the amount of water introduced to the bearing body 10 and decreases the squeeze film effect described above.
  • the ratio of the cross-sectional area of the drain hole 31 is in the range of about 10% to 30%, and there is a region that satisfies both. Exists.
  • the ratio of the cut-off area of the drain hole 31 is not zero, it is considered more important to secure the water supply pressure considering that the air bubbles in the gap channel 24 are drained by the water flow. You can also. Therefore, it can be said that the ratio of the cross-sectional area of the drain hole 31 is preferably larger than zero and 30% or less.
  • FIG. 5 is an axial sectional view showing the detailed structure of the bearing device 13 and corresponds to FIG. 3 described above.
  • parts that are the same as the bearing device 12 are given the same reference numerals.
  • the bearing device 13 includes the bearing body 11 that receives the radial load and the axial load of the rotating shaft 9, a sleeve 23 provided on the outer peripheral side of the bearing body 11, and the sleeve. And a bearing housing 26 that holds the sleeve 23 via an O-ring 25 while forming an annular clearance channel 24 between the outer peripheral surface of the sleeve 23 and the outer peripheral surface.
  • the bearing housing 26 is formed with a water supply hole 27 that is connected to the water supply pipe 17 and supplies water to the gap flow path 24.
  • the water supply hole 27 is connected to the shaft of the generator 5 in the gap flow path 24. It is formed at the position inside (in other words, the rotor 8 side of the generator 5, the left side in Fig. 5) and the lower side (the lower side in Fig. 5)! RU
  • a circumferential water guide groove 28 is formed on the outer peripheral surface of the sleeve 23 at an axial position corresponding to the communication position of the water supply hole 27 of the bearing housing 26 in the gap channel 24.
  • the sleeve 23 also has four radial water guide holes 29 that open to the water guide grooves 28, and four axial water guide grooves 30 that are formed on the inner peripheral surface and communicate with the four water guide holes 29, respectively.
  • the sleeve 23 is a predetermined distance in the axial direction from the communication position of the water supply hole 27 of the bearing housing 26 in the clearance channel 24 (in other words, the communication position of the water guide groove 28) (in this embodiment, the bearing 23
  • a drain hole 31 is formed which communicates at a distant position and is connected to the drain pipe 20 to drain water.
  • the drain hole 31 is connected to the drain pipe 20 in the gap channel 24. It is formed at a position on the outer side in the axial direction (in other words, on the side opposite to the rotor 8 side of the generator 5, the right side in FIG. 5) and on the upper side (upper side in FIG. 5).
  • the bearing body 11 is, for example, a tilting pad bearing, and can be tilted with four journal pads 32 having a contact surface with the outer peripheral surface of the rotary shaft 9 formed of peak grease 32a and the journal pad 32.
  • 4 bearings (not shown) for supporting the pad 32 and the bearing case 34 for storing the pads 32 and the pivot, and one axial side (left side in FIG. 5) and the other side (right side in FIG. 5) of the bearing case 34 )
  • a plurality of thrust pads 38 that are provided with a stepped portion 9a of the rotating shaft 9 and a contact surface with the thrust collar 37 are formed of a peak grease 38a, and a plurality of pivots that support the thrust pad 38 in an inclined manner ( (Not shown).
  • a circumferential water guide groove 35 communicating with the water guide groove 30 of the sleeve 23 is formed on the outer peripheral surface of the bearing case 3 4, and four radial water guide holes 36 respectively communicating between the water guide groove 35 and the pad 32 are formed. Is formed.
  • the drainage hole 31 of the sleeve 23 communicates with the water supply hole 27 in the gap channel 24 at a position separated by a predetermined distance in the axial direction, so that the water in the gap channel 24 flows and squeezes.
  • Acts as a film film and the vibration of the film film (squeeze film effect) and the spring action of the O-ring 25 can damp the shaft vibration.
  • the vibration of the film film squeeze film effect
  • the spring action of the O-ring 25 can damp the shaft vibration.
  • the cross-sectional area of the drain hole 31 of the sleeve 23 is smaller than the cross-sectional area of the gap channel 24, that is, drains from the gap channel 24 through the drain hole 31 of the sleeve 23. It is the minimum value of the channel cross-sectional area in the drainage channel.
  • the cross-sectional area of the drain hole 31 of the sleeve 23 is the minimum value of the cross-sectional area of the flow path in the water guide path that guides water from the gap flow path 24 to the bearing body 10 through the water guide holes 29 of the sleeve 23 (in this embodiment, The total cross-sectional area of the four water guide holes 29 is smaller than the total cross-sectional area of the four water guide holes 29, for example, 25%. As a result, it is possible to ensure a sufficient water supply pressure in the gap channel 24 and improve the bubble removal rate, thereby preventing a reduction in the squeeze film effect.
  • the shaft vibration damping effect can be obtained, and the bearing bodies 10 and 11 can be lubricated and cooled.
  • the clearance channel 24 shares a channel for supplying lubricating water to the bearing bodies 10 and 11 that have only a squeeze film effect, there is no need to provide a separate channel, thereby reducing the overall size of the apparatus. Can be achieved.
  • the bearing bodies 10 and 11 are of the water lubrication type, the power loss of the bearing bodies 10 and 11 can be reduced and the power generation efficiency can be improved as compared with the case of the oil lubrication type.
  • the water supply hole 27 of the bearing housing 26 is provided at the lower position of the gap flow path 24, and the drain hole 31 of the sleeve 23 is provided at the upper position of the gap flow path 24.
  • the removal rate of bubbles mixed in the gap flow path 24 can be increased.
  • the drain hole 31 of the sleeve 23 on the outer side in the axial direction of the generator 5, it is possible to prevent water from entering the rotor 8 of the generator 5.
  • the bearing bodies 10 and 11 are described as an example of tilting pad bearings.
  • the present invention is not limited to this. That is, for example, a multi-arc shaft may be a tapered land bearing. In these cases, the same effect as described above can be obtained.
  • the drain hole 31 of the sleeve 23 is provided on the outer side in the axial direction of the generator 5 so as to prevent water from entering the rotor 8 of the generator 5.
  • a labyrinth (not shown) is provided on the rotor 8 side of the generator 5 to prevent inundation, the positional relationship between the drain hole 31 and the water supply hole 27 in the sleeve 23 is reversed, that is, the drain hole 31 May be provided inside the generator 5 in the axial direction (rotor 8 side).

Description

明 細 書
ガスタービン発電設備の軸受装置及びガスタービン発電設備
技術分野
[0001] 本発明は、店舗や病院等に設置される自家発電設備として好適なガスタービン発 電設備の軸受装置及びガスタービン発電設備に関する。
背景技術
[0002] 例えば自家発電設備として用いられるガスタービン発電設備は、空気を圧縮する 圧縮機と、この圧縮機力ゝらの圧縮空気と燃料とを混合して燃焼する燃焼器と、この燃 焼器からの燃焼ガスで回転駆動するタービンと、このタービンの回転動力を電気エネ ルギに変換する発電機とを備えており、例えば圧縮機の羽根車、タービンの羽根車、 及び発電機の回転子が同じ回転軸に連結されている。そして、例えば回転軸を回転 可能に支持する軸受として油潤滑式のものを採用する場合、軸受は、潤滑油が蒸発 するような高温部 (例えば圧縮機及びタービン）には設けられないため、発電機の回 転子の軸方向両外側に配設している。そのため、圧縮機の羽根車及びタービンの羽 根車を軸受間の外側に配置したオーバーハング状態で高速回転させることとなり、回 転軸の固有振動特性として曲げ振動モードの固有振動数を通過しなければならなか つた。また、潤滑油の粘性によって軸受の動力損失が大きくなり、さらに潤滑油を供 給するポンプの動力も大きくなつて補機用電力の消費が増大し、発電効率を低下さ せていた。
[0003] そこでこれに対応するため、例えば、軸受の外周部に対向する静止部に形成した Oリング溝に Oリングを嵌合して軸受を弹性支持するとともに、 Oリング溝の間に環状 隙間を形成し、この隙間に潤滑液を充満してスクイズフィルム膜として作用させ、この フィルム膜の減衰作用と Oリングのばね作用とで軸振動を減衰させる構造が開示され ている (例えば、特許文献 1参照)。また、この従来技術では、水潤滑式の軸受を採 用することにより、軸受の動力損失が低減し、発電効率が向上するようになっている。
[0004] 特許文献 1 :特開 2004— 336917号公報（図 5参照）
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、上記従来技術には以下のような改善の余地があった。
すなわち、上記水潤滑式の軸受は、明確に記載されていないが、内部に潤滑水が 封入されていると推定される。そのため、軸受内の潤滑水が周囲から熱を吸収して高 温となり、粘度が低下して不安定になる可能性があった。
[0006] 本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、軸振動の減衰効 果を得るとともに、軸受本体を潤滑し冷却することができるガスタービン発電設備の 軸受装置及びガスタービン発電設備を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0007] (1)上記目的を達成するために、本発明は、発電機の回転子を回転可能に支持す る水潤滑式の軸受本体と、前記軸受本体の外周側に設けたスリーブと、前記スリーブ の外周面との間に環状の隙間流路を形成しつつ、 Oリングを介し前記スリーブを保持 する軸受ハウジングとを備えたガスタービン発電設備の軸受装置であって、前記軸 受ハウジングは、前記隙間流路に連通して給水する給水孔を有し、前記スリーブは、 前記隙間流路に連通して前記軸受本体へ導水する導水孔と、前記隙間流路におけ る前記給水孔の連通位置力 軸方向に所定距離離れた位置で連通して排水する排 水孔とを有する。
[0008] 本発明においては、スリーブの外周面と軸受ハウジングとの間に環状の隙間流路を 形成し、軸受ハウジングの給水孔から隙間流路に給水する。そして、隙間流路に給 水された水の一部は、スリーブの導水孔を経て水潤滑式の軸受本体へ導水する。こ れにより、軸受本体を潤滑するとともに冷却することができる。一方、隙間流路に給水 された水の残りは、スリーブの排水孔を経て排水される。このとき、スリーブの排水孔 は、隙間流路における給水孔の連通位置力 軸方向に所定距離 (例えば軸受本体 の軸方向寸法程度)離れた位置で連通しているので、隙間流路内の水が流水すると ともにスクイズフィルム膜として作用し、このフィルム膜の減衰作用（スクイズフィルム効 果）と Oリングのばね作用で軸振動を減衰させることができる。特に、隙間流路内の水 が流水することにより、温度上昇による粘度の低下や気泡の混在によるスクイズフィル ム効果の低減を防ぐことができる。 [0009] (2)上記（1)において、好ましくは、前記隙間流路力 前記スリーブの排水孔を経 て排水する排水経路における流路断面積の最小値を、前記隙間流路から前記スリー ブの導水孔を経て前記軸受本体へ導水する導水経路における流路断面積の最小 値より小さくする。
[0010] (3)上記（2)において、好ましくは、前記排水経路における流路断面積の最小値を 、前記導水経路における流路断面積の最小値の 30%以下とする。
[0011] (4)上記（1)において、好ましくは、前記軸受ハウジングの給水孔は、前記隙間流 路の下方側位置で連通し、前記スリーブの排水孔は、前記隙間流路の上方側位置 で連通する。
[0012] (5)上記（1)において、好ましくは、前記軸受ハウジングの給水孔は、前記発電機 の軸方向内側に設け、前記スリーブの排水孔は、前記発電機の軸方向外側に設け る。
[0013] (6)上記目的を達成するために、また本発明は、ガス熱エネルギを機械的エネルギ に変換するタービンの羽根車と、前記タービンの羽根車に同軸連結された回転子を 有し、機械的エネルギを電気工ネルギに変換する発電機と、前記発電機の回転子を 回転可能に支持する水潤滑式の軸受本体、前記軸受本体の外周側に設けたスリー ブ、及び前記スリーブの外周面との間に環状の隙間流路を形成しつつ、 oリングを介 し前記スリーブを保持する軸受ハウジングを有する軸受装置とを備えたガスタービン 発電設備であって、前記軸受ハウジングは、前記隙間流路に連通して給水する給水 孔を有し、前記スリーブは、前記隙間流路に連通して前記軸受本体へ導水する導水 孔、及び前記隙間流路における前記給水孔の連通位置から軸方向に所定距離離れ た位置で連通して排水する排水孔を有する。
[0014] (7)上記（6)において、好ましくは、前記隙間流路力 前記スリーブの排出孔を経 て排水する排水経路における流路断面積の最小値を、前記隙間流路から前記スリー ブの導水孔を経て前記軸受本体へ導水する導水経路における流路断面積の最小 値より小さくする。
[0015] (8)上記（7)において、好ましくは、前記排水経路における流路断面積の最小値を 、前記導水経路における流路断面積の最小値の 30%以下とする。 [0016] (9)上記（6)において、好ましくは、前記軸受ハウジングの給水孔は、前記隙間流 路の下方側位置で連通し、前記スリーブの排水孔は、前記隙間流路の上方側位置 で連通する。
[0017] (10)上記（6)において、好ましくは、前記軸受ハウジングの給水孔は、前記発電機 の軸方向内側に設け、前記スリーブの排水孔は、前記発電機の軸方向外側に設け る。
発明の効果
[0018] 本発明によれば、軸振動の減衰効果を得るとともに、軸受本体を潤滑し冷却するこ とがでさる。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明のガスタービン発電設備の一実施形態の全体構成を循環水系統ととも に表す概略図である。
[図 2]本発明のガスタービン発電設備の一実施形態を構成する一方の軸受装置の詳 細構造を表す図である。
[図 3]図 2中断面 III IIIによる断面図である。
[図 4]本発明のガスタービン発電設備の一実施形態を構成するスリーブの排水孔の 断面積の比率に対する隙間流路における給水圧の変化及び気泡除去率の変化を 表す特性図である。
[図 5]本発明のガスタービン発電設備の一実施形態を構成する他方の軸受装置の詳 細構造を表す図である。
符号の説明
[0020] 5 発電機
8 回転子
10 軸受本体
11 軸受本体
12 軸受装置
13 軸受装置
23 スリーブ 24 隙間流路
25 Oリング
26 軸受ハウジング
27 給水孔
28 導水溝
29 導水孔
30 導水溝
31 排水孔
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
[0022] 図 1は、本発明のガスタービン発電設備の一実施形態の全体構成を循環水系統と ともに表す概略図である。
[0023] この図 1において、ガスタービン発電設備は、例えば自家発電設備として用いられ る 100〜250kWクラスの容量のガスタービン発電設備であり、吸気フィルタ 1を介し 吸入した空気 (大気)を圧縮する圧縮機 2と、この圧縮機 2で生成した圧縮空気と燃 料とを混合して燃焼する燃焼器 3と、この燃焼機 3からの燃焼ガスで回転駆動するタ 一ビン 4と、このタービン 4の回転動力の一部を電気工ネルギに変換する発電機 5と、 タービン 5の排ガスを利用して、圧縮機 2から燃焼機 3に供給する圧縮空気を加熱す る再生熱交 6と、この再生熱交 6で利用された排ガスを大気に放出する経 路に設けた排気サイレンサ 7とを備えている。
[0024] 圧縮機 2の羽根車 (図示せず)、タービン 4の羽根車 (図示せず)、及び発電機 5の 回転子 8は回転軸 9で連結され、この回転軸 9を回転可能に支持する軸受本体 10, 11 (後述の図 2〜図 4参照）をそれぞれ備えた軸受装置 12, 13が設けられている。 軸受本体 10, 11は、発電機 5の回転子 8の軸方向両外側に配置されており、すなわ ち圧縮機 2の羽根車及びタービン 4の羽根車を軸受本体 10, 11間の外側に配置し たオーバーハング状態で回転軸 9を高速回転させるようになつている。なお、本実施 形態では、軸受本体 10は回転軸 9の径方向荷重を受け、軸受本体 11は回転軸の径 方向荷重及び軸方向荷重を受けるようになって 、る。 [0025] そして、軸受装置 12, 13へ給水するための循環水系統 14が設けられている。この 循環水系統 14は、貯水タンク 15と、ポンプ 16の駆動によって貯水タンク 15からの水 を軸受装置 12, 13に供給する給水配管 17と、この給水配管 17におけるポンプ 16の 下流側に設けたラジェータ 18と、このラジェータ 18に冷却風を送る送風機 19と、軸 受装置 12, 13からの水を貯水タンク 15に戻す排水配管 20とで構成されている。な お、貯水タンク 15内の水は、止弁 21を設けた補給配管 22を介し外部の給水源（図 示せず)力 補給されるようになって!/、る。
[0026] 図 2は、上記軸受装置 12の詳細構造を表す径方向断面図であり、図 3は、図 2中 断面 III IIIによる軸受装置 12の軸方向断面図である。
[0027] これら図 2及び図 3において、軸受装置 12は、回転軸 9の径方向荷重を受ける上記 軸受本体 10と、この軸受本体 10の外周側に設けたスリーブ 23と、このスリーブ 23の 外周面との間に環状の隙間流路 24を形成しつつ、 Oリング 25を介しスリーブ 23を保 持する軸受ハウジング 26とを備えて 、る。
[0028] 軸受ハウジング 26には、上記給水配管 17に接続されて隙間流路 24に給水する給 水孔 27が形成されており、この給水孔 27は、隙間流路 24における発電機 5の軸方 向内側（言い換えれば、発電機 5の回転子 8側、図 3中右側）かつ下方側（図 3中下 側）の位置に形成されて！、る。
[0029] スリーブ 23の外周面には、隙間流路 24における軸受ハウジング 26の給水孔 27の 連通位置に対応する軸方向位置に、周方向の導水溝 28が形成されている。また、ス リーブ 23は、導水溝 28に開口する 4つの径方向の導水孔 29と、内周面に形成され 4 つの導水孔 29にそれぞれ連通する 4つの軸方向の導水溝 30とを有する。また、スリ ーブ 23は、隙間流路 24における軸受ハウジング 26の給水孔 27の連通位置（言い 換えれば、導水溝 28の連通位置)から軸方向に所定距離 (本実施形態では、軸受 本体 10の軸方向寸法程度)離れた位置で連通し、上記排水配管 20に接続されて排 水する排水孔 31が形成されており、この排水孔 31は、隙間流路 24における発電機 5の軸方向外側（言い換えれば、発電機 5の回転子 8側とは反対側、図 3中左側）か つ上方側（図 3中上側）の位置に形成されている。
[0030] 軸受本体 10は、例えばティルティングパッド軸受であり、回転軸 9の外周面との接 触面がピーク榭脂 32aで形成された 4つのジャーナルパッド 32と、ジャーナルパッド 3 2を傾斜可能にそれぞれ支持する 4つのピボッド 33 (図 2のみ図示）と、これらジャー ナルパッド 32及びピボッド 33を収納する軸受ケース 34とで構成されて 、る。軸受ケ ース 34の外周面には、スリーブ 23の導水溝 30に連通する周方向の導水溝 35が形 成され、この導水溝 35とジャーナルパッド 32間をそれぞれ連通する 4つの径方向の 導水孔 36が形成されている。
[0031] このような軸受装置 12の構成とすることにより、軸受ハウジング 26の給水孔 27から 隙間流路 24に給水された水の一部は、スリーブ 23の導水溝 28、導水孔 29、及び導 水溝 30、軸受本体 10の導水溝 35及び導水孔 36を経てジャーナルパッド 32間に導 水され、ジャーナルパッド 32を潤滑するようになっている。これにより、軸受本体 10を 潤滑するとともに冷却することができる。一方、隙間流路 24に給水された水の残りは 、スリーブ 23の排水孔 31を経て排水される。このとき、スリーブ 23の排水孔 31は、隙 間流路 24における給水孔 27の連通位置から軸方向に所定距離離れた位置で連通 しているので、隙間流路 24内の水が流水するとともにスクイズフィルム膜として作用し 、このフィルム膜の減衰作用（スクイズフィルム効果）と Oリング 25のばね作用で軸振 動を減衰させることができる。特に、隙間流路 24内の水が流水することにより、温度 上昇による粘度の低下や気泡の混在によるスクイズフィルム効果の低減を防ぐことが できる。
[0032] また、本実施形態では、スリーブ 23の排水孔 31の断面積は、隙間流路 24の断面 積より小さぐすなわち隙間流路 24からスリーブ 23の排水孔 31を経て排水する排水 経路における流路断面積の最小値となっている。また、スリーブ 23の排水孔 31の断 面積は、隙間流路 24からスリーブ 23の導水孔 29等を経て軸受本体 10へ導水する 導水経路における流路断面積の最小値 (本実施形態では、 4つの導水孔 29の総断 面積)より小さくなつており、例えば 4つの導水孔 29の総断面積の 25%としている。そ の作用効果について図 4により説明する。
[0033] 図 4は、導水孔 29の総断面積を基準とした排水孔 31の断面積の比率（％)に対し、 隙間流路 24における給水圧の変化及び隙間流路 24内に混入する気泡の除去率（ %)の変化を表す特性図である。 [0034] この図 4に示すように、スリーブ 23の排水孔 31の断面積の比率が 20%以上になる と、隙間流路 24内の気泡がほぼ除去されるものの、給水圧が低下する。隙間流路 24 における給水圧の低下は、軸受本体 10への導水量の低下のほ力、上述したスクイズ フィルム効果の低下をもたらすため、好ましくない。一方、隙間流路 24内の気泡の混 入もスクイズフィルム効果の低下をもたらす。このように隙間流路 24の給水圧の確保 と気泡の除去は相反する要求となる力 好ましくは排水孔 31の断面積の比率が 10 %から 30%程度の範囲で、両者を満足する領域が存在する。また、排水孔 31の断 面積の比率がゼロでなければ、隙間流路 24内の気泡が水の流れに乗って排水され ることを考慮すると、給水圧を確保するほうが重要であると考えることもできる。そのた め、排水孔 31の断面積の比率はゼロより大きぐかつ 30%以下とすることが好ましい と言える。
[0035] 図 5は、上記軸受装置 13の詳細構造を表す軸方向断面図であり、上述した図 3に 相当するものである。なお、この図 5において、上記軸受装置 12と同等の部分には同 一の符号を付す。
[0036] この図 5において、軸受装置 13は、回転軸 9の径方向荷重及び軸方向荷重を受け る上記軸受本体 11と、この軸受本体 11の外周側に設けたスリーブ 23と、このスリー ブ 23の外周面との間に環状の隙間流路 24を形成しつつ、 Oリング 25を介しスリーブ 23を保持する軸受ハウジング 26とを備えて 、る。
[0037] 軸受ハウジング 26には、上記給水配管 17に接続されて隙間流路 24に給水する給 水孔 27が形成されており、この給水孔 27は、隙間流路 24における発電機 5の軸方 向内側（言い換えれば、発電機 5の回転子 8側、図 5中左側）かつ下方側（図 5中下 側）の位置に形成されて！、る。
[0038] スリーブ 23の外周面には、隙間流路 24における軸受ハウジング 26の給水孔 27の 連通位置に対応する軸方向位置に、周方向の導水溝 28が形成されている。また、ス リーブ 23は、導水溝 28に開口する 4つの径方向の導水孔 29と、内周面に形成され 4 つの導水孔 29にそれぞれ連通する 4つの軸方向の導水溝 30とを有する。また、スリ ーブ 23は、隙間流路 24における軸受ハウジング 26の給水孔 27の連通位置（言い 換えれば、導水溝 28の連通位置)から軸方向に所定距離 (本実施形態では、軸受 本体 11の軸方向寸法程度)離れた位置で連通し、上記排水配管 20に接続されて排 水する排水孔 31が形成されており、この排水孔 31は、隙間流路 24における発電機 5の軸方向外側（言い換えれば、発電機 5の回転子 8側とは反対側、図 5中右側）か つ上方側（図 5中上側）の位置に形成されている。
[0039] 軸受本体 11は、例えばティルティングパッド軸受であり、回転軸 9の外周面との接 触面がピーク榭脂 32aで形成された 4つのジャーナルパッド 32と、ジャーナルパッド 3 2を傾斜可能にそれぞれ支持する 4つのピボッド（図示せず）と、これらパッド 32及び ピボットを収納する軸受ケース 34と、この軸受ケース 34の軸方向一方側（図 5中左側 )及び他方側（図 5中右側）〖こ設けられ、回転軸 9の段差部 9a及びスラストカラー 37と の接触面がピーク榭脂 38aで形成された複数のスラストパッド 38と、スラストパッド 38 を傾斜可能に支持する複数のピボット（図示せず)とで構成されて 、る。軸受ケース 3 4の外周面には、スリーブ 23の導水溝 30に連通する周方向の導水溝 35が形成され 、この導水溝 35とパッド 32間をそれぞれ連通する 4つの径方向の導水孔 36が形成さ れている。
[0040] このような軸受装置 13の構成とすることにより、上記軸受装置 12と同様、軸受ハウ ジング 26の給水孔 27から隙間流路 24に給水された水の一部は、スリーブ 23の導水 溝 28、導水孔 29、及び導水溝 30、軸受本体 11の導水溝 35及び導水孔 36を経て ジャーナルパッド 32間に導水され、ジャーナルパッド 32及びスラストパッド 38を潤滑 するようになつている。これにより、軸受本体 11を潤滑するとともに冷却することができ る。一方、隙間流路 24に給水された水の残りは、スリーブ 23の排水孔 31を経て排水 される。このとき、スリーブ 23の排水孔 31は、隙間流路 24における給水孔 27の連通 位置力 軸方向に所定距離離れた位置で連通しているので、隙間流路 24内の水が 流水するとともにスクイズフィルム膜として作用し、このフィルム膜の減衰作用（スクイ ズフィルム効果）と Oリング 25のばね作用で軸振動を減衰させることができる。特に、 隙間流路 24内の水が流水することにより、温度上昇による粘度の低下や気泡の混在 によるスクイズフィルム効果の低減を防ぐことができる。
[0041] なお、上記軸受装置 12と同様、スリーブ 23の排水孔 31の断面積は、隙間流路 24 の断面積より小さぐすなわち隙間流路 24からスリーブ 23の排水孔 31を経て排水す る排水経路における流路断面積の最小値となっている。また、スリーブ 23の排水孔 3 1の断面積は、隙間流路 24からスリーブ 23の導水孔 29等を経て軸受本体 10へ導水 する導水経路における流路断面積の最小値 (本実施形態では、 4つの導水孔 29の 総断面積)より小さくなつており、例えば 4つの導水孔 29の総断面積の 25%としてい る。これにより、隙間流路 24の給水圧を十分に確保するとともに気泡の除去率を向上 させることができ、スクイズフィルム効果の低減を防ぐことができる。
[0042] 以上のように、本実施形態の軸受装置 12, 13においては、軸振動の減衰効果を 得るとともに、軸受本体 10, 11を潤滑し冷却することができる。また、隙間流路 24は 、スクイズフィルム効果を有するだけでなぐ軸受本体 10, 11へ潤滑水を供給する流 路を共用するので、その流路を別途設ける必要がなくなり、装置全体の小型化を図る ことができる。また、軸受本体 10, 11を水潤滑式とするので、例えば油潤滑式とする 場合に比べ、軸受本体 10, 11の動力損失を低減することができ、発電効率を向上さ せることができる。
[0043] また、本実施形態においては、軸受ハウジング 26の給水孔 27を隙間流路 24の下 方側位置に設け、スリーブ 23の排水孔 31を隙間流路 24の上方側位置に設けること により、隙間流路 24内に混在する気泡の除去率を高めることができる。また、スリーブ 23の排水孔 31を発電機 5の軸方向外側に設けることにより、発電機 5の回転子 8へ の浸水を防ぐことができる。
[0044] なお、上記一実施形態においては、軸受本体 10, 11は、ティルティングパッド軸受 とする場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば多円弧軸 受ゃテーパーランド軸受としてもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることが できる。
[0045] また、図 3及び図 5に示すようにスリーブ 23の排水孔 31を発電機 5の軸方向外側に 設け、発電機 5の回転子 8への浸水を防ぐように構成したが、例えば発電機 5の回転 子 8側にラビリンス（図示せず)を設けることで浸水を防ぐようにした場合は、スリーブ 2 3における排水孔 31及び給水孔 27の位置関係を逆に、すなわち排水孔 31を発電 機 5の軸方向内側（回転子 8側）に設けてもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 発電機の回転子を回転可能に支持する水潤滑式の軸受本体と、前記軸受本体の 外周側に設けたスリーブと、前記スリーブの外周面との間に環状の隙間流路を形成 しつつ、 oリングを介し前記スリーブを保持する軸受ハウジングとを備えたガスタービ ン発電設備の軸受装置であって、
前記軸受ハウジングは、前記隙間流路に連通して給水する給水孔を有し、 前記スリーブは、前記隙間流路に連通して前記軸受本体へ導水する導水孔と、前 記隙間流路における前記給水孔の連通位置から軸方向に所定距離離れた位置で 連通して排水する排水孔とを有することを特徴とするガスタービン発電設備の軸受装 置。
[2] 請求項 1記載のガスタービン発電設備の軸受装置において、前記隙間流路から前 記スリーブの排出孔を経て排水する排水経路における流路断面積の最小値を、前 記隙間流路から前記スリーブの導水孔を経て前記軸受本体へ導水する導水経路に おける流路断面積の最小値より小さくすることを特徴とするガスタービン発電設備の 軸受装置。
[3] 請求項 2記載のガスタービン発電設備の軸受装置において、前記排水経路におけ る流路断面積の最小値を、前記導水経路における流路断面積の最小値の 30%以 下とすることを特徴とするガスタービン発電設備の軸受装置。
[4] 請求項 1記載のガスタービン発電設備の軸受装置において、前記軸受ハウジング の給水孔は、前記隙間流路の下方側位置で連通し、前記スリーブの排水孔は、前記 隙間流路の上方側位置で連通することを特徴とするガスタービン発電設備の軸受装 置。
[5] 請求項 1記載のガスタービン発電設備の軸受装置において、前記軸受ハウジング の給水孔は、前記発電機の軸方向内側に設け、前記スリーブの排水孔は、前記発 電機の軸方向外側に設けたことを特徴とするガスタービン発電設備の軸受装置。
[6] ガス熱エネルギを機械的エネルギに変換するタービンの羽根車と、前記タービンの 羽根車に同軸連結された回転子を有し、機械的エネルギを電気工ネルギに変換す る発電機と、前記発電機の回転子を回転可能に支持する水潤滑式の軸受本体、前 記軸受本体の外周側に設けたスリーブ、及び前記スリーブの外周面との間に環状の 隙間流路を形成しつつ、 oリングを介し前記スリーブを保持する軸受ハウジングを有 する軸受装置とを備えたガスタービン発電設備であって、
前記軸受ハウジングは、前記隙間流路に連通して給水する給水孔を有し、 前記スリーブは、前記隙間流路に連通して前記軸受本体へ導水する導水孔、及び 前記隙間流路における前記給水孔の連通位置から軸方向に所定距離離れた位置 で連通して排水する排水孔を有することを特徴とすることを特徴とするガスタービン発 電設備。
[7] 請求項 6記載のガスタービン発電設備において、前記隙間流路から前記スリーブ の排出孔を経て排水する排水経路における流路断面積の最小値を、前記隙間流路 から前記スリーブの導水孔を経て前記軸受本体へ導水する導水経路における流路 断面積の最小値より小さくすることを特徴とするガスタービン発電設備。
[8] 請求項 7記載のガスタービン発電設備において、前記排水経路における流路断面 積の最小値を、前記導水経路における流路断面積の最小値の 30%以下とすること を特徴とするガスタービン発電設備。
[9] 請求項 6記載のガスタービン発電設備において、前記軸受ハウジングの給水孔は、 前記隙間流路の下方側位置で連通し、前記スリーブの排水孔は、前記隙間流路の 上方側位置で連通することを特徴とするガスタービン発電設備。
[10] 請求項 6記載のガスタービン発電設備において、前記軸受ハウジングの給水孔は、 前記発電機の軸方向内側に設け、前記スリーブの排水孔は、前記発電機の軸方向 外側に設けたことを特徴とするガスタービン発電設備。
PCT/JP2006/316246 2006-08-18 2006-08-18 Dispositif de palier pour une installation de production de puissance de turbine à gaz, et installation de production de puissance de turbine à gaz WO2008020483A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007553809A JP4847478B2 (ja) 2006-08-18 2006-08-18 ガスタービン発電設備の軸受装置及びガスタービン発電設備
PCT/JP2006/316246 WO2008020483A1 (fr) 2006-08-18 2006-08-18 Dispositif de palier pour une installation de production de puissance de turbine à gaz, et installation de production de puissance de turbine à gaz
US11/995,945 US8459932B2 (en) 2006-08-18 2006-08-18 Bearing device of gas turbine power generation equipment and gas turbine power generation equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2006/316246 WO2008020483A1 (fr) 2006-08-18 2006-08-18 Dispositif de palier pour une installation de production de puissance de turbine à gaz, et installation de production de puissance de turbine à gaz

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008020483A1 true WO2008020483A1 (fr) 2008-02-21

Family

ID=39082015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/316246 WO2008020483A1 (fr) 2006-08-18 2006-08-18 Dispositif de palier pour une installation de production de puissance de turbine à gaz, et installation de production de puissance de turbine à gaz

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8459932B2 (ja)
JP (1) JP4847478B2 (ja)
WO (1) WO2008020483A1 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010079767A1 (ja) * 2009-01-09 2010-07-15 三菱重工業株式会社 ダンパー構造及び回転機械
JP2013513075A (ja) * 2009-12-02 2013-04-18 シェフラー テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト 転がり軸受装置
JP2013076435A (ja) * 2011-09-30 2013-04-25 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp ジャーナル軸受装置
CN103195812A (zh) * 2013-04-28 2013-07-10 昆明学院 一种中空轴式静压轴承的油腔结构
WO2014103004A1 (ja) * 2012-12-28 2014-07-03 株式会社日立製作所 組合せ軸受装置
CN104141695A (zh) * 2013-05-07 2014-11-12 道儒伯润滑科技南京有限公司 水和谐轴承
JP2016525183A (ja) * 2013-07-26 2016-08-22 ボーグワーナー インコーポレーテッド 線対称の供給キャビティを備えたターボ過給機パージシール
WO2020021822A1 (ja) * 2018-07-26 2020-01-30 株式会社Ihi 軸受構造
CN111692211A (zh) * 2020-06-22 2020-09-22 奚志娴 带有挤压油膜阻尼器的磁悬浮轴承
US20230349421A1 (en) * 2018-06-11 2023-11-02 Trane International Inc. Porous gas bearing

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8459932B2 (en) * 2006-08-18 2013-06-11 Hitachi, Ltd. Bearing device of gas turbine power generation equipment and gas turbine power generation equipment
US8888447B2 (en) * 2009-04-20 2014-11-18 Borgwarner Inc. Anti-rotation method for a rolling element bearing cartridge
JP5529714B2 (ja) * 2010-11-12 2014-06-25 三菱重工業株式会社 電動過給機の回転軸支持構造
EP2643601B1 (en) * 2010-11-23 2019-08-07 Lufkin Industries, LLC Bridge spring centering device for squeeze film dampers
FR2976316B1 (fr) * 2011-06-08 2013-06-14 Snecma Turbomachine comportant un palier flottant de guidage d'un arbre de turbomachine
DE102011087601A1 (de) * 2011-12-01 2013-06-06 Robert Bosch Gmbh Turboverdichter, Brennstoffzellensystem
FR2993024B1 (fr) * 2012-07-06 2014-08-08 Snecma Dispositif de joint d'etancheite de palier de turbomachine avec deux joints elastiques
KR20150074036A (ko) * 2012-10-26 2015-07-01 보르그워너 인코퍼레이티드 유연성 댐퍼를 구비한 유체막 유체 동압적 플랙셔 피벗 틸팅 패드 반부동식 링 저널 베어링
EP3004599B1 (en) * 2013-06-06 2019-10-09 United Technologies Corporation Manifold for gas turbine
FR3011880B1 (fr) * 2013-10-10 2015-10-23 Snecma Dispositif de transfert d'huile entre deux referentiels en rotation l'un par rapport a l'autre, et turbomachine a helices pour aeronef avec un tel dispositif
US20150240830A1 (en) * 2014-02-26 2015-08-27 FS-Elliott Co., LLC Thrust Bearing for a Compressor
US10375901B2 (en) 2014-12-09 2019-08-13 Mtd Products Inc Blower/vacuum
JP7231437B2 (ja) * 2019-02-20 2023-03-01 三菱重工業株式会社 油浴型軸受装置及び回転機械
EP3812595A1 (en) * 2019-10-25 2021-04-28 Sulzer Management AG Multiphase pump with bearing squeeze film damper
EP3865710A1 (de) * 2020-02-11 2021-08-18 BMTS Technology GmbH & Co. KG Verdichter
CN116317305A (zh) * 2023-03-28 2023-06-23 浙江威本工贸有限公司 一种低耗减排的环保式汽车发电机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6034996Y2 (ja) * 1980-06-02 1985-10-18 株式会社東芝 換気扇の防音装置
JP2004183614A (ja) * 2002-12-05 2004-07-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 回転機械
JP2005054779A (ja) * 2003-07-24 2005-03-03 Hitachi Ltd ガスタービン発電設備及びその運転方法
JP2005321035A (ja) * 2004-05-10 2005-11-17 Hitachi Ltd 減衰軸受装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2252495A1 (de) * 1972-10-26 1974-05-02 Skf Kugellagerfabriken Gmbh Hydro- oder aerostatisches lager
JPS54159543A (en) * 1978-06-06 1979-12-17 Toshiba Corp Bearing unit
US4440456A (en) * 1983-03-24 1984-04-03 General Motors Corporation Squeeze film bearing mount
JPS6034996A (ja) 1983-08-05 1985-02-22 Toyo Jozo Co Ltd 〔Νｌｅ↑８，Νｌｅ↑１↑８，Ｔｙｒ↑３↑４〕−ｈ−ＰＴＨ（１−３４）ΝＨ↓２
US4669893A (en) * 1986-02-18 1987-06-02 United Technologies Corporation Annular oil damper arrangement
US5215384A (en) * 1992-04-16 1993-06-01 Dresser-Rand Company Self-centering squeeze film damper bearing
JPH0684021U (ja) * 1993-05-13 1994-12-02 三菱重工業株式会社 軸力支持機構
DE19637116A1 (de) * 1996-09-12 1998-04-02 Mtu Muenchen Gmbh Rotorlager mit Ölspalt zur Schwingungsdämpfung
JP2004336917A (ja) 2003-05-09 2004-11-25 Hitachi Ltd 回転電機およびそれを有するマイクロガスタービン
CN101335473B (zh) * 2003-07-24 2011-04-27 株式会社日立制作所 发电机
US7066651B2 (en) * 2004-07-09 2006-06-27 Rotating Machinery Technology Inc Disc spring centering device for squeeze film dampers
JP3636329B1 (ja) * 2004-08-17 2005-04-06 川崎重工業株式会社 軸受振動減衰機構
US7329048B2 (en) * 2005-07-19 2008-02-12 Rolls-Royce Corporation Self contained squeeze film damping system
US8459932B2 (en) * 2006-08-18 2013-06-11 Hitachi, Ltd. Bearing device of gas turbine power generation equipment and gas turbine power generation equipment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6034996Y2 (ja) * 1980-06-02 1985-10-18 株式会社東芝 換気扇の防音装置
JP2004183614A (ja) * 2002-12-05 2004-07-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 回転機械
JP2005054779A (ja) * 2003-07-24 2005-03-03 Hitachi Ltd ガスタービン発電設備及びその運転方法
JP2005321035A (ja) * 2004-05-10 2005-11-17 Hitachi Ltd 減衰軸受装置

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010159858A (ja) * 2009-01-09 2010-07-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ダンパー構造及び回転機械
US8425118B2 (en) 2009-01-09 2013-04-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Damper structure and rotary machine
WO2010079767A1 (ja) * 2009-01-09 2010-07-15 三菱重工業株式会社 ダンパー構造及び回転機械
JP2013513075A (ja) * 2009-12-02 2013-04-18 シェフラー テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト 転がり軸受装置
US9068593B2 (en) 2009-12-02 2015-06-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rolling bearing arrangement
JP2013076435A (ja) * 2011-09-30 2013-04-25 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp ジャーナル軸受装置
JP5860172B2 (ja) * 2012-12-28 2016-02-16 株式会社日立製作所 組合せ軸受装置
WO2014103004A1 (ja) * 2012-12-28 2014-07-03 株式会社日立製作所 組合せ軸受装置
US9377051B2 (en) 2012-12-28 2016-06-28 Hitachi, Ltd. Duplex bearing device
CN103195812A (zh) * 2013-04-28 2013-07-10 昆明学院 一种中空轴式静压轴承的油腔结构
CN103195812B (zh) * 2013-04-28 2016-07-27 昆明学院 一种中空轴式静压轴承的油腔结构
CN104141695A (zh) * 2013-05-07 2014-11-12 道儒伯润滑科技南京有限公司 水和谐轴承
CN104141695B (zh) * 2013-05-07 2019-11-26 道儒伯润滑科技南京有限公司 水和谐轴承
JP2016525183A (ja) * 2013-07-26 2016-08-22 ボーグワーナー インコーポレーテッド 線対称の供給キャビティを備えたターボ過給機パージシール
US20230349421A1 (en) * 2018-06-11 2023-11-02 Trane International Inc. Porous gas bearing
US11867230B2 (en) * 2018-06-11 2024-01-09 Trane International Inc. Porous gas bearing
WO2020021822A1 (ja) * 2018-07-26 2020-01-30 株式会社Ihi 軸受構造
JPWO2020021822A1 (ja) * 2018-07-26 2021-05-13 株式会社Ihi 軸受構造
US11187267B2 (en) 2018-07-26 2021-11-30 Ihi Corporation Bearing structure
CN111692211A (zh) * 2020-06-22 2020-09-22 奚志娴 带有挤压油膜阻尼器的磁悬浮轴承

Also Published As

Publication number Publication date
US8459932B2 (en) 2013-06-11
JPWO2008020483A1 (ja) 2010-01-07
US20100111681A1 (en) 2010-05-06
JP4847478B2 (ja) 2011-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008020483A1 (fr) Dispositif de palier pour une installation de production de puissance de turbine à gaz, et installation de production de puissance de turbine à gaz
JPS643786Y2 (ja)
JP6070232B2 (ja) 過給機
JP5726095B2 (ja) ハイブリッド排気タービン過給機
JP6184299B2 (ja) ティルティングパッド式スラスト軸受及びこれを備えた回転機械
JP6216337B2 (ja) 一次および二次潤滑油冷却器を備えるガスタービン
GB2497943A (en) Internal combustion engine and waste heat recovery system
JP7035218B2 (ja) 遠心圧縮機及びこの遠心圧縮機を備えたターボチャージャ
JP5846967B2 (ja) 遠心式水蒸気圧縮機およびそれに用いる軸封システム
JP2007309101A (ja) 電動機付き過給機の冷却構造
JP4367628B2 (ja) 電動機一体型ターボチャージャ
US7225626B2 (en) Thermal management of a gas turbine bearing compartment utilizing separate lubrication and cooling circuits
JP2006242008A (ja) ターボチャージャー
JP2005163641A (ja) ターボチャージャ
JP4202845B2 (ja) マイクロタービン発電システム
JP2004183614A (ja) 回転機械
JP6555840B2 (ja) 圧縮機システム
JP2010071120A (ja) ガスタービン発電設備の軸受潤滑剤循環装置
US7753646B1 (en) Systems and methods for cooling bearings
JP2019124277A (ja) ティルティングパッド軸受装置及び回転機械
JP2015028323A (ja) 蒸気タービンシステムおよび蒸気タービン発電プラント
CN106368752A (zh) 一种用于海洋温差发电的氨透平装置
JP2001132737A (ja) 軸受装置、及び、タービン
JP2006174562A (ja) 車両駆動装置
JP2005076463A (ja) ターボチャージャの軸受装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007553809

Country of ref document: JP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 06796557

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11995945

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06796557

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1