WO2014155798A1 - 回転軸支持構造及び回転機械 - Google Patents

回転軸支持構造及び回転機械 Download PDF

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WO2014155798A1
WO2014155798A1 PCT/JP2013/078619 JP2013078619W WO2014155798A1 WO 2014155798 A1 WO2014155798 A1 WO 2014155798A1 JP 2013078619 W JP2013078619 W JP 2013078619W WO 2014155798 A1 WO2014155798 A1 WO 2014155798A1
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bearing
rotating shaft
lubricating oil
rotary shaft
support structure
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PCT/JP2013/078619
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栄一 堤
隆博 近藤
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三菱重工業株式会社
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    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/23—Gas turbine engines

Definitions

  • the present invention relates to a rotary shaft support structure and a rotary machine for supporting a rotary shaft in a radial direction.
  • a rotating machine such as a gas turbine or a steam turbine is a mechanism that rotates a rotating shaft.
  • Some rotating machines having such a rotating shaft are provided with a journal bearing (radial bearing) in order to receive a force in the radial direction and to regulate the position in the radial direction (see Patent Document 1).
  • journal bearing described in Patent Document 1 has a mechanism for supplying lubricating oil directly to the surface of the bearing pad by direct lubrication in order to reduce the resistance between the rotor and the stator when the rotation shaft rotates.
  • Patent Document 2 describes that a duct for discharging air in a cavity formed by a bearing cover and a bearing cover is provided as a mechanism for collecting lubricating oil mist.
  • the direct lubrication system in the lubrication system of a bearing is a method of supplying lubricating oil directly to the surface of a bearing pad using an oil supply nozzle etc., and draining oil in the axial direction.
  • the flow of the lubricating oil around the rotating shaft according to this method will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
  • FIG. 13 shows a flow chart of the lubricating oil as viewed from the axial direction of the rotating shaft.
  • FIG. 14 shows a flow chart of the lubricating oil viewed from the radial direction of the rotating shaft.
  • the lubricating oil is supplied to the bearing mechanism through a pipe from a supply pump disposed in a lubricating oil circulation mechanism (not shown) incorporated in the rotary machine.
  • FIG. 13 shows a cross-sectional view as seen from the axial direction of the rotation shaft of the journal bearing as an example.
  • the bearing 150 includes a carrier ring 161 having an upper carrier ring 161a and a lower carrier ring 161b, an upper bearing pad 163 disposed on the rotary shaft 20 side of the carrier ring 161, a lower bearing pad 164, and a refueling nozzle 166; Have.
  • the lubricating oil L is supplied from the oil supply hole 167 provided in the lower carrier ring 161b of the bearing 150 to the oil passage 165 and passes through the oil passage 165 provided in the circumferential direction of the rotary shaft 20 in the lower carrier ring 161b. It is discharged to the surface of the rotating shaft 20 from a refueling nozzle 166 disposed on the lower bearing pad 164.
  • a plurality of fueling nozzles 166 are arranged in the circumferential direction.
  • the lubricating oil L discharged from the oil supply nozzle 166 into the gap between the surface of the rotating shaft 20 and the inner circumferential surface of the bearing 150 is axially upstream along the surface of the rotating shaft 20 and It flows downstream. Both axial ends of the bearing 150 are covered with side plates 155 and 156 all around the rotation axis.
  • the lubricating oil L is discharged from the gap between the side plates 155 and 156 and the surface of the rotating shaft 20 into the cavity in the bearing cover in which the bearing is disposed.
  • the cavity is sucked from the lubricating oil circulation mechanism so as to prevent leakage of the lubricating oil mist and the like from the bearing cover to the outside, and the cavity is maintained in a reduced pressure state.
  • the lubricating oil L discharged from the bearing 150 is stored at the bottom of the cavity as an oil drain DR, returned to the lubricating oil circulation mechanism, and circulated and used. Also, the oil mist in the cavity is aspirated and recovered by a suction mechanism having a suction port installed in the cavity.
  • the lubricating oil discharged from the bearing is discharged to the cavity from the gap between the side plates 155 and 156 and the rotating shaft, it is discharged when the rotating shaft 20 is rotating at high speed.
  • the lubricating oil L does not flow down to the bottom of the cavity as the oil drain DR, but is carried around the rotating shaft 20 along with the high speed rotation of the rotating shaft 20 and is scattered in the radial direction orthogonal to the rotating shaft by centrifugal force. The phenomenon occurs.
  • the lubricating oil immediately after the lubricating oil is discharged from the side plates 155, 156, it flows radially outward along the side walls of the side plates 155, 156 by centrifugal force, from the entire circumference of the end of the side plates 155, 156 Scatter into the cavity. A part of the splash oil SL splattered to the upper side of the cavity may flow into the suction port to block the suction mechanism, which may make it impossible to operate the rotary machine.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, prevents clogging due to splashing of lubricating oil, and prevents the lubricating oil from affecting other devices such as a suction mechanism, and is stable over a long period of time It is an object of the present invention to provide a rotary shaft support structure and a rotary machine which can be operated.
  • the rotary shaft support structure according to the present invention for achieving the above object supports the rotary shaft, and the lubricating oil is supplied directly to the surface facing the rotary shaft by the lubrication method, and the lubricating oil leaked from the rotary shaft
  • the scattering prevention plate can suppress the lubricant oil axially discharged from between the bearing and the rotating shaft from scattering in the vertical direction. As a result, it is possible to suppress the influence on other devices such as the blockage by the lubricating oil, and the rotary machine can be stably operated for a long time.
  • the anti-scattering plate may be fixed to the bearing.
  • the shatterproof plate can be easily mounted, and the bearing can be easily installed at a desired position.
  • the rotary shaft support structure of the present invention comprises two anti-scattering plates, one anti-scattering plate being disposed on one end face side in the axial direction of the rotating shaft of the bearing, and another anti-scattering plate being You may arrange
  • the anti-scattering plates at both ends in the axial direction of the bearing, it is possible to further suppress the scattering of the lubricating oil.
  • the anti-scattering plate has, at the radial inner end surface of the rotary shaft, an inclined portion which is inclined in a direction away from the bearing in the axial direction toward the radial inner side.
  • the lubricating oil can be guided to the lower side in the vertical direction, and scattering of the lubricating oil can be further suppressed.
  • the anti-scattering plate is a horizontal line or a tangential line inclined upward in the vertical direction with respect to the horizontal direction when the tangential line of the rotational axis is extended in a direction along the rotational direction;
  • the inner circumferential region formed by the inner circumferential surface of the second may be disposed so as to overlap with each other as viewed from the axial direction.
  • the lubricant oil can be more reliably suppressed from being splashed upward in the vertical direction.
  • the bearing may be a journal bearing.
  • the rotary machine of the present invention for achieving the above object has a rotary shaft support structure described in any of the above.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress affecting another apparatus and can operate a rotary machine stably over a long period of time.
  • the scattering prevention plate can suppress the lubricating oil axially discharged from between the bearing and the rotary shaft from scattering vertically upward.
  • the lubricating oil can be dropped to the lower side in the vertical direction, and the influence on other devices can be suppressed.
  • the rotary machine can be operated stably for a long time.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a schematic configuration of a gas turbine provided with a journal bearing mechanism which is an embodiment of a rotary shaft support structure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the journal bearing mechanism of the present embodiment as viewed from the radial direction of the rotation shaft.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the journal bearing mechanism of the present embodiment as viewed from the axial direction of the rotation shaft.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the journal bearing mechanism of the present embodiment as viewed from the radial direction of the rotation shaft.
  • FIG. 5 is a front view which shows schematic structure of one scattering prevention plate of a present Example.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 8 is a front view showing a schematic configuration of the other scattering prevention plate of the present embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
  • FIG. 10 is an explanatory view for explaining the function of the anti-scattering plate of this embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory view for explaining the function of the anti-scattering plate of this embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory view for explaining the function of the anti-scattering plate of this embodiment.
  • FIG. 13 shows a flow chart of the lubricating oil as viewed from the axial direction of the rotating shaft.
  • FIG. 14 shows a flow chart of the lubricating oil viewed from the radial direction of the rotating shaft.
  • a rotary shaft support structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
  • the present invention is not limited to the embodiments, and in the case where there are a plurality of embodiments, the present invention also includes those configured by combining the respective embodiments.
  • the rotary machine is a gas turbine
  • the present invention can be used for a rotary machine other than a gas turbine, such as a steam turbine, various types of prime movers and pumps.
  • the rotary shaft support structure of the present embodiment can obtain more preferable effects when used in a gas turbine having a large apparatus configuration.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a schematic configuration of a gas turbine provided with a journal bearing mechanism which is an embodiment of a rotary shaft support structure.
  • the gas turbine 10 has a compressor 12, a combustor 14, a turbine 16, a bearing device 18, a bearing device 19, and a rotating shaft 20.
  • Each part of the gas turbine 10 is disposed inside the casing 24.
  • a part of the compressor 12 and a part of the turbine 16 are fixed to the rotating shaft 20 and rotates with the rotating shaft 20.
  • the compressor 12 takes in air and compresses it.
  • the air compressed by the compressor 12 is supplied to the combustor 14.
  • the combustor 14 mixes fuel with the air compressed by the compressor 12 to generate combustion gas G.
  • the turbine 16 introduces the combustion gas G generated in the combustor 14 into the inside thereof, expands it, and blows it onto the moving blades 22 provided on the rotating shaft 20, whereby the thermal energy of the combustion gas G is mechanically rotated energy To generate power.
  • the turbine 16 includes a rotating shaft 20, a plurality of moving blades 22 provided on the rotating shaft 20 side, and a casing 24 that accommodates the rotating shaft 20 and the moving blades 22; And a plurality of stationary blades 26 fixed to the casing 24 side.
  • the moving blades 22 and the stationary blades 26 are alternately arranged in the axial direction of the rotation shaft 20.
  • the moving blades 22 rotate the rotating shaft 20 by the combustion gas G which is injected from the combustor 14 and flows in the axial direction of the rotating shaft 20.
  • the rotational energy of the rotating shaft 20 is extracted by a mechanism connected to the rotating shaft 20, such as a generator.
  • the side from which the compressor 12 is viewed from the turbine 16 is referred to as the upstream side, and the side from which the turbine 16 is viewed from the compressor 12 side (right side in FIG. 1). Is called downstream.
  • the direction in which the rotation shaft 20 extends is referred to as an axial direction, and the direction orthogonal to the axial direction is referred to as a radial direction.
  • the direction in which the axial center P of the rotating shaft 20 extends is referred to as the horizontal direction.
  • the direction perpendicular to the horizontal plane is called the vertical direction.
  • the bearing device 18 is disposed upstream of the compressor 12 of the rotating shaft 20.
  • the bearing device 18 has a journal bearing mechanism 30, a thrust bearing mechanism 40, a lubricating oil circulation mechanism 41, and a suction mechanism 48.
  • the journal bearing mechanism 30 is fixed to the casing 24, receives a load in the radial direction of the rotating shaft 20, and restricts the radial movement of the rotating shaft 20 with respect to the casing 24.
  • the thrust bearing mechanism 40 is fixed to the casing 24, receives an axial load of the rotary shaft 20, and restricts axial movement of the rotary shaft 20 with respect to the casing 24.
  • the lubricating oil circulation mechanism 41 supplies and recovers lubricating oil to the journal bearing mechanism 30 and the thrust bearing mechanism 40, and circulates the lubricating oil.
  • the suction mechanism 48 is provided to suction air in a space (cavity 32) formed by the bearing cover 31 that accommodates the journal bearing mechanism 30, and recover the oil mist of the lubricating oil.
  • the lubricating oil circulation mechanism 41 is provided with an exhaust fan or the like (not shown), and sucks the air in the space to maintain the inside of the space under reduced pressure.
  • the oil mist contained in the air sent from the suction mechanism 48 to the lubricating oil circulation mechanism 41 is separated from the air and stored in the lubricating oil circulation mechanism 41 together with the oil drain DR collected by the journal bearing.
  • the recovered lubricating oil L is pressurized and supplied to the bearing mechanism by a supply pump (not shown).
  • the suction mechanism 48 can recover the mist of the lubricating oil mixed in the air in the space formed in the journal bearing mechanism 30 and return it to the lubricating oil circulation mechanism 41.
  • the suction mechanism 48 By suctioning the air in the space by the suction mechanism 48, the inside of the space is always maintained under reduced pressure, and oil mist can be prevented from leaking out of the bearing cover.
  • the bearing device 19 is provided at an end of the rotary shaft 20 on the turbine 16 side.
  • the bearing device 19 has a journal bearing mechanism 30, a lubricating oil circulation mechanism 42, and a suction mechanism 49.
  • the journal bearing mechanism 30 is fixed to the casing 24, receives a load in the radial direction of the rotating shaft 20, and restricts the radial movement of the rotating shaft 20 with respect to the casing 24.
  • the lubricating oil circulation mechanism 42 supplies lubricating oil to the journal bearing mechanism 30, recovers it, and circulates the lubricating oil.
  • the suction mechanism 49 has the same function as the suction mechanism 48 and sucks the air in the cavity 32 formed in the journal bearing mechanism 30 to prevent the oil mist from leaking out of the cavity 32 of the journal bearing. be able to.
  • the gas turbine 10 is configured as described above, and the bearing devices 18 and 19 support the rotating shaft 20 with respect to the casing 24.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the journal bearing mechanism of the present embodiment.
  • the journal bearing mechanism 30 is surrounded by a casing 24 as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the journal bearing mechanism 30 is disposed so as to be surrounded by a bearing cover, and includes a journal bearing 50, side plates 55, 56 and anti-scattering plates 52, 54. A space surrounded by a bearing cover 31 accommodating the journal bearing 50 forms a cavity 32.
  • the journal bearing (bearing) 50 is disposed on the outer periphery of the rotating shaft 20, and the inner peripheral surface faces the rotating shaft 20.
  • the journal bearing 50 is fixed to the casing 24.
  • the journal bearing 50 is supplied with lubricating oil L from the lubricating oil circulation mechanism 41.
  • the journal bearing 50 forms a lubricating oil film with the rotating shaft 20 by the supplied lubricating oil L.
  • the supplied lubricating oil is drained from the gap between the journal bearing and the rotating shaft 20 as an oil drain DR, basically falls vertically downward from the rotating shaft 20 and is stored at the bottom of the cavity 32.
  • the collected oil drain DR is recycled and reused together with the oil mist collected by the lubricating oil circulation mechanism 41.
  • the side plates 55 and 56 are attached to both axial ends of the journal bearing 50 so as to cover the entire circumference of the journal bearing 50 around the rotation shaft 20 from the axial direction.
  • the anti-scattering plate 52 is fixed to the axial upstream side of the journal bearing 50, that is, the surface on the thrust bearing mechanism 40 side.
  • the anti-scattering plate 54 is fixed to the downstream surface of the journal bearing 50 in the axial direction.
  • the shapes and functions of the shatterproof plates 52 and 54 will be described later.
  • a suction port 48a is formed in the space vertically above the journal bearing 50 in the cavity 32 in which the journal bearing 50 is disposed.
  • the position of the suction port 48a is preferably on the outer peripheral side of the journal bearing 50 in the radial direction and in the middle cavity 32 of the axial thickness of the journal bearing 50 in the axial direction. In this position, there is no possibility that the spray oil SL will flow directly into the suction port 48a.
  • FIG. 3 is a front view showing a schematic configuration of a journal bearing 50 to which the direct lubrication system of this embodiment is applied.
  • the journal bearing 50 is a tilting pad journal bearing, and has a carrier ring 61, an upper bearing pad 63, a lower bearing pad 64, and a refueling nozzle 66.
  • the carrier ring 61 which is a housing of the bearing, includes an upper carrier ring 61a and a lower carrier ring 61b.
  • the upper carrier ring 61a and the lower carrier ring 61b are connected by bolt fastening or the like.
  • One upper bearing pad 63 is disposed at each axial end of the bearing, and the outer circumferential surface is in contact with the inner circumferential surface of the upper carrier ring 61 a.
  • the lower bearing pad 64 is disposed radially inward with the outer peripheral surface thereof in contact with the inner peripheral surface of the lower carrier ring 61b.
  • the upper bearing pad 63 and the lower bearing pad 64 are provided with a plurality of fueling nozzles 66 at both end portions in the circumferential direction and on the inner peripheral surface side of the middle portion. Each refueling nozzle 66 is disposed in parallel to the rotation axis in the axial direction.
  • the lower carrier ring 61 b is provided with an oil supply hole 67 for supplying lubricating oil to the journal bearing 50. Further, the oil supply hole 67 is connected to an oil passage 65 which is bored in the circumferential direction on the inner peripheral side of the upper carrier ring 61a and the lower carrier ring 61b. Further, the oil passage 65 branches radially inward and communicates with the fueling nozzle 66.
  • the fueling nozzle 66 has a plurality of openings on the inner peripheral surface side of the rotating shaft 20.
  • the above-mentioned structure is an example of the structure of a direct lubrication type journal bearing, and as long as it is a direct lubrication type journal bearing, another known structure may be used.
  • the structure shown in Patent Document 1 may be used.
  • FIG. 5 is a front view which shows schematic structure of one scattering prevention plate of a present Example.
  • 6 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 8 is a front view showing a schematic configuration of the other scattering prevention plate of the present embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 10 to 12 are explanatory views for explaining the function of the anti-scattering plate of this embodiment.
  • the anti-scattering plate 52 is disposed on the upstream side in the axial direction with respect to the journal bearing 50 as shown in FIGS. 2 and 5 and has an inner diameter larger than that of the rotary shaft 20 and an outer diameter equal to the outer diameter of the journal bearing 50. It is a member of substantially the same ring shape. Furthermore, the shatterproof plate 52 has a shape cut into a semicircle (180 degrees) in the direction (rotational direction) around the axis of the rotary shaft 20. That is, the arrangement area of the shatterproof plate 52 in the rotational direction is half of the entire circumference.
  • the anti-scattering plate 52 covers a vertically upper portion of the journal bearing 50 in a state where a line connecting two end surfaces 79 in the rotational direction is inclined with respect to the horizontal direction. Specifically, when the two end faces 79 are viewed from the upstream side in the axial direction, they are rotated from the horizontal direction by a predetermined angle in the opposite direction to the rotational direction.
  • the radially outer annular plate portion of the anti-scattering plate 52 serves as the base 70 and is in contact with the journal bearing 50.
  • a portion radially inward of the base 70 is an inclined portion 72 which is inclined with respect to the base 70.
  • the inclined portion 72 is inclined in the axial direction away from the journal bearing 50 to which the base 70 is fixed as it goes radially inward.
  • the inner circumferential surface 72 a of the inclined portion 72 facing the rotation shaft 20 is connected to the inner circumferential end 70 a of the base 70. Further, at the tip on the upstream side in the axial direction of the inclined portion 72, a tip portion 72b having an acute angle is formed.
  • the shatterproof plate 52 is provided with protrusions 74 in the horizontal direction on the rear side in the rotational direction.
  • the protrusion 74 is disposed on the surface opposite to the surface of the base 70 and the inclined portion 72 in contact with the journal bearing 50 in the axial direction, and protrudes in the axial direction of the rotation shaft 20 from the surface of the base 70.
  • the protrusion 74 protrudes further to the outside in the radial direction than the end on the outside in the radial direction of the base 70.
  • a plurality of bolt holes 78 for inserting bolts for fastening the shatterproof plate 52 to the journal bearing 50 are provided in the base portion 70.
  • the anti-scattering plate 54 is disposed on the downstream side in the axial direction with respect to the journal bearing 50 as shown in FIGS. 2 and 8 and has an inner diameter larger than that of the rotary shaft 20 and an outer diameter equal to the outer diameter of the journal bearing 50. It is a member of substantially the same ring shape. Furthermore, the shatterproof plate 54 has a shape cut into a semicircle (180 degrees) in the direction (rotational direction) around the axis of the rotary shaft 20. That is, the arrangement area of the shatterproof plate 54 in the rotational direction is also half of the entire circumference.
  • the anti-scattering plate 54 covers the vertically upper portion of the journal bearing 50 in a state in which a line connecting two end surfaces 89 in the rotational direction is inclined with respect to the horizontal direction. Specifically, when the two end faces 89 are viewed from the downstream side in the axial direction, they are rotated from the horizontal direction by a predetermined angle in the opposite direction to the rotational direction. Therefore, the arrangement position in the rotational direction of the shatterproof plate 54 overlaps the shatterproof plate 52 when viewed from the axial direction.
  • the scattering prevention plate 54 has a basic cross-sectional shape similar to that of the scattering prevention plate 52.
  • the shatterproof plate 54 has a basic cross-sectional shape similar to that of the cross section along the line AA shown in FIG.
  • the radially outer annular plate portion of the shatterproof plate 54 serves as the base 80 and is in contact with the journal bearing 50.
  • the portion of the shatterproof plate 54 radially inward of the base 80 is an inclined portion 82 inclined with respect to the base 80.
  • the inclined portion 82 is inclined in the axial direction away from the journal bearing 50 to which the base 80 is fixed as it goes radially inward.
  • the shape of the sloped portion 82 is substantially the same as the shape of the sloped portion 72.
  • the shatterproof plate 54 is provided with a projection 84 at the lowermost position in the vertical direction.
  • the projection 84 is disposed on the surface opposite to the surface of the base 80 and the inclined portion 82 in contact with the journal bearing 50 in the axial direction, and protrudes in the axial direction of the rotation shaft 20 from the surface of the base 80 There is.
  • a plurality of bolt holes 88 for inserting bolts for fastening the shatterproof plate 54 to the journal bearing 50 are provided in the base 80.
  • the anti-scattering plates 52, 54 are shaped as described above.
  • the journal bearing mechanism 30 is provided with the anti-scattering plates 52 and 54 as shown in FIGS. 10 to 12 so that the lubricating oil L axially discharged from between the rotating shaft 20 and the journal bearing 50 is splashed oil. It can suppress scattering to the perpendicular direction upper side with respect to the rotating shaft 20 as SL. That is, as described in the bearing 150 shown in FIG. 14 described above, the lubricating oil L supplied to the journal bearing 50 is a gap between the side plates 55 and 56 arranged at both ends in the axial direction and the rotating shaft 20 The discharge prevention plates 52 and 54 are discharged along the rotation shaft 20 from the above. Furthermore, as shown in FIGS.
  • the lubricating oil L discharged from the side plates 55, 56 has all the diameters along the side walls of the side plates 55, 56 by the centrifugal force of the rotating shaft 20. It tries to fly in the outward direction of the direction (arrow 102). In the case of the area surrounded by the anti-scattering plate 52, the lubricating oil L that has flowed out along the surface of the rotating shaft 20 is temporarily directed radially outward along the side wall of the side plate 55, as shown by arrow 102 in FIG.
  • the lubricating oil L flows radially outward along the side wall of the side plate 55, and then collides with the inner peripheral end 70 a of the base 70 and the inner peripheral surface 72 a of the inclined portion 72, as shown by the arrow 103, A flow is formed such that the inclined portion 72 is turned inward in the inclined radial direction. Therefore, the lubricating oil L leaving the tip end portion 72b of the inclined portion 72 does not flow from the tip end portion 72b along the outer peripheral surface of the inclined portion in the radial direction and scatter as the splash oil SL.
  • the journal bearing mechanism 30 is rotated by a predetermined angle from the position where the anti-scattering plates 52 and 54 in the shape of ring semicircle cover the upper half in the horizontal and vertical direction. It is arranged.
  • the scattering prevention plates 52 and 54 are rotated at an angle of 90 degrees or less.
  • the shatterproof plates 52 and 54 are formed by the inner circumferential surfaces 72a and 82a of the inclined portions 72 and 82, that is, the inside of the base 70.
  • a region (inner circumferential region) surrounded by the circumferential end 70 a and the radial tip portion 72 b of the inclined portion 72 be disposed in a region overlapping with a tangent of the surface of the rotation shaft 20.
  • the angle at which the tangent line facing upward in the vertical direction with respect to the horizontal direction collides with the inner circumferential surface 72a of the inclined portion 72 It should just be attached by. That is, in FIG.
  • the arrow 102a which is a tangent line passing through the inner peripheral edge 79a where the inner peripheral end 70a of the frontmost side base 70 and the end surface 79 intersect in the rotational direction is parallel to the horizontal direction or downward in the vertical direction.
  • the mounting angle may be
  • the scattering prevention plates 52, 54 have lubricating oil that has been discharged to the upper side in the horizontal direction or in the vertical direction than the horizontal direction, the inner peripheral surface 72a (82a) of the inclined portion 72 (82). Can be in contact with The lubricating oil in contact with the inner circumferential surface 72a (82a) of the inclined portion 72 (82) has a flow in the opposite direction from the flow outward in the radial direction. That is, the lubricating oil is changed in flow by the inclined portion 72 (82) in a direction inclined to the vertical direction lower side than the horizontal direction or the horizontal direction and to the radial inner direction, and the cavity 32 as the oil drain DR. Falls to the bottom of the
  • the journal bearing mechanism 30 is provided with the anti-scattering plates 52 and 54, so that the lubricating oil discharged from between the journal bearing 50 and the rotating shaft 20 and scattered in the radially outward direction is directed against the horizontal direction. It can be guided downward in the vertical direction. That is, by guiding the lubricating oil scattered in the radial direction by the scattering prevention plates 52 and 54 to the lower side in the vertical direction, the lubricating oil is discharged to the upper side in the vertical direction outside the radial direction of the journal bearing 50. It can suppress scattering in the cavity 32 as SL.
  • the lubricating oil that has flowed downward downward from the rotation shaft 20 is stored as oil drain DR at the bottom of the cavity 32 and is returned to the lubricating oil circulation mechanisms 41 and 42.
  • the suction mechanism 48 can suppress suction of the splash oil SL, which is the lubricating oil of the droplets, at the time of suction of the air containing the misty lubricating oil.
  • the suction mechanism 48 suctions the spray oil SL, which can prevent the suction port 48 a and the like from being blocked.
  • the anti-scattering plates 52 and 54 can catch lubricating oil with a higher probability, and further, they are lowered in the vertical direction.
  • the lubricating oil can be guided to the side. This can reduce the possibility of lubricating oil affecting other devices. As a result, it is possible to suppress the influence on other devices such as the blockage by the lubricating oil, and the rotary machine can be stably operated for a long time.
  • the shatterproof plates 52 and 54 prevent the lubricating oil or the like reflected at other portions from moving upward in the vertical direction even when bouncing back upward in the vertical direction. Can. This can further reduce the possibility of the lubricating oil affecting other devices.
  • a plurality of protrusions 74 and 84 may be arranged in the rotational direction.
  • a scattering prevention board is equipped with the various shapes of a present Example, It is not limited to this.
  • the range in which the anti-scattering plate is disposed in the rotational direction is 180 degrees as long as the tangent line formed by the flow line of the lubricating oil away from the surface of the rotating shaft meets the inner circumferential region of the anti-scattering plate. It is not limited. It may be 90 degrees, 170 degrees or 250 degrees.
  • the scattering prevention plate can catch the lubricating oil discharged
  • the scattering prevention board is provided with the inclined part and the projection part, it is not limited to this.
  • a shield parallel to the axial direction may be provided.
  • the shape of the radially inner surface of the anti-scattering plate may be a straight line, a curved line, or a combination thereof.
  • journal bearing mechanism only in one side.
  • the journal bearing mechanism includes a suction mechanism
  • a shatterproof plate on the end face of the journal bearing on the side where the suction port is provided in the axial direction.
  • journal bearing mechanism of a present Example fixed the anti-scattering plate to a journal bearing, it is not limited to this.
  • the anti-scattering plate may be supported by parts other than the journal bearing as long as it can prevent the lubricating oil discharged from between the journal bearing and the rotary shaft from scattering.
  • it may be fixed to the casing.
  • the journal bearing mechanism By setting the journal bearing mechanism to the rotary shaft support structure as in this embodiment, the influence of the discharged lubricating oil can be more suitably suppressed.
  • the rotary shaft support structure is not limited to the journal bearing mechanism, and may be provided on the thrust bearing mechanism.

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Abstract

　潤滑油が他の機器に影響を与えることを抑制することができる回転軸支持構造及び回転機械を提供することにある。回転軸支持構造（ジャーナル軸受機構）３０及びこれを有する回転機械は、回転軸２０を支持し、回転軸２０と対面する面に直接潤滑方式により潤滑油Ｌが供給され、回転軸２０とサイドプレート５５、５６の間の隙間から排出された潤滑油Ｌのミストを回収する吸引機構を保有するキャビティ３２内に配置された軸受（ジャーナル軸受）５０と、軸受５０の回転軸の軸方向の端面側で、かつ、回転軸の鉛直方向上側に配置された少なくとも１つの飛散防止板５２、５４と、を有する。

Description

回転軸支持構造及び回転機械
　本発明は、回転軸をラジアル方向に支持する回転軸支持構造及び回転機械に関するものである。
　ガスタービン、蒸気タービン等の回転機械は、回転軸を回転させる機構である。このような回転軸を有する回転機械では、ラジアル方向の力を受け、ラジアル方向の位置を規制するためにジャーナル軸受（ラジアル軸受）を設けているものがある（特許文献１参照）。
　ここで、特許文献１に記載のジャーナル軸受は、回転軸の回転時にロータとステータとの間の抵抗を低減するために、直接潤滑方式により軸受パッドの表面に直接潤滑油を供給する機構を備えている。また、特許文献２には、潤滑油ミストを回収する機構として、軸受カバーと軸受カバーで形成されたキャビティ内の空気を排出するためのダクトを設けることが記載されている。
　軸受の潤滑方式における直接潤滑方式とは、軸受パッドの表面に給油ノズル等を用いて直接潤滑油を供給して、軸方向に排油する方法である。この方式による回転軸廻りの潤滑油の流れを、図１３および図１４を用いて説明する。図１３は、回転軸の軸方向から見た潤滑油の流れ図を示す。図１４は、回転軸の径方向から見た潤滑油の流れ図を示す。潤滑油は、回転機械に組み込まれた図示していない潤滑油循環機構に配置された供給ポンプから配管を介して軸受機構に供給される。
　図１３は、一例としてジャーナル軸受の回転軸の軸方向から見た断面図を示している。軸受１５０は、上部キャリアリング１６１ａと下部キャリアリング１６１ｂとを有するキャリアリング１６１と、キャリアリング１６１の回転軸２０側に配置された上部軸受パッド１６３と、下部軸受パッド１６４と、給油ノズル１６６と、を有する。潤滑油Ｌは、軸受１５０の下部キャリアリング１６１ｂに設けられた油供給穴１６７から油通路１６５に供給され、下部キャリアリング１６１ｂ内の回転軸２０の周方向に設けられた油通路１６５を経て、下部軸受パッド１６４に配置された給油ノズル１６６から回転軸２０の表面に排出される。給油ノズル１６６は、周方向に複数配置されている。
　図１４に示すように、給油ノズル１６６から回転軸２０の表面と軸受１５０の内周面の間の隙間に排出された潤滑油Ｌは、回転軸２０の表面に沿って軸方向の上流側及び下流側に流れる。軸受１５０の軸方向の両端は、回転軸廻りの全周をサイドプレート１５５、１５６で覆われている。潤滑油Ｌは、サイドプレート１５５、１５６と回転軸２０の表面の隙間から軸受が配置された軸受カバー内のキャビティ内に排出される。キャビティは、軸受カバーから外部に潤滑油の油ミスト等が漏れ出ないよう、潤滑油循環機構から吸引されて、減圧状態に保持されている。軸受１５０から排出された潤滑油Ｌは、キャビティ内の底部に油ドレンＤＲとして溜められ、潤滑油循環機構に戻されて循環使用される。また、キャビティ中の油ミストは、キャビティ内に設置された吸引口を有する吸引機構により吸引され、回収される。
特開２０１０－２０３４８１号公報 特開２００５－２４０６９１号公報
　ところで、図１４に示すように、軸受から排出された潤滑油は、サイドプレート１５５、１５６と回転軸の隙間からキャビティに排出されるが、回転軸２０が高速で回転している場合、排出された潤滑油Ｌは、油ドレンＤＲとしてキャビティの底部に流下せずに、回転軸２０の高速回転と共に回転軸２０の廻りに連れ廻りして、遠心力により回転軸に直交する径方向に飛散する現象が発生する。すなわち、潤滑油がサイドプレート１５５、１５６から排出された直後に、遠心力によりサイドプレート１５５、１５６の側壁に沿って径方向の外側方向に流れ、サイドプレート１５５、１５６の端部の全周からキャビティ中に飛散する。キャビティの上方に飛び散った飛沫油ＳＬの一部が、吸引口に流入して、吸引機構を閉塞させ、回転機械の運転ができなくなる恐れがある。
　本発明は、上述した課題を解決するものであり、潤滑油の飛散による閉塞等を回避して、潤滑油が吸引機構等の他の機器に影響を与えることを抑制して、長期に渡り安定して運転することができる回転軸支持構造及び回転機械を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するための本発明の回転軸支持構造は、回転軸を支持し、前記回転軸と対面する面に直接潤滑方式により潤滑油が供給され、前記回転軸から漏洩した前記潤滑油のミストを回収する吸引機構を保有するキャビティ内に配置された軸受と、前記軸受の前記回転軸の軸方向の端面側で、かつ、前記回転軸の鉛直方向上側に配置された少なくとも１つの飛散防止板を有すること、を特徴とする。
　本発明によれば、飛散防止板により、軸受と回転軸の間から軸方向に排出された潤滑油が、鉛直方向上側に飛散することを抑制することができる。これにより、潤滑油による閉塞等の他の機器に影響を与えることを抑制することができ、回転機械を長期に渡り安定して運転することができる。
　本発明の回転軸支持構造では、前記飛散防止板は、前記軸受に固定されてもよい。
　本発明によれば、飛散防止板を簡単に装着することができ、かつ、軸受に対して、所望の位置に設置しやすくなる。
　本発明の回転軸支持構造は、２つの飛散防止板を備え、１つの飛散防止板が前記軸受の前記回転軸の軸方向の一方の端面側に配置され、他の１つの飛散防止板が前記軸受の前記回転軸の軸方向の他方の端面側に配置されてもよい。
　本発明によれば、軸受の軸方向の両端に飛散防止板を設けることで、潤滑油が飛散することをより抑制することができる。
　本発明の回転軸支持構造では、前記飛散防止板は、前記回転軸の径方向内側の端面に、径方向内側に向かうにしたがって、軸方向において前記軸受から離れる向きに傾斜した傾斜部を有してもよい。
　従って、鉛直方向下側に潤滑油を案内することができ、潤滑油が飛散することをより抑制することができる。
　本発明の回転軸支持構造では、前記飛散防止板は、前記回転軸の接線を回転方向に沿った向きに伸ばした場合、水平方向または水平方向よりも鉛直方向上側に傾斜した接線と、傾斜部の内周面が形成する内周領域とが、軸方向から飛散防止板を見て、重なるように配置されていてもよい。
　従って、潤滑油が鉛直方向上側に飛散されることをより確実に抑制することができる。
　本発明の回転軸支持構造では、前記軸受は、ジャーナル軸受であってもよい。
　上記の目的を達成するための本発明の回転機械は、上記のいずれかに記載の回転軸支持構造と、を有する。
　本発明によれば、他の機器に影響を与えることを抑制することができ、回転機械を長期に渡り安定して運転させることができる。
　本発明の回転軸支持構造及び回転機械によれば、飛散防止板により、軸受と回転軸の間から軸方向に排出された潤滑油が、鉛直方向上側に飛散することを抑制することができる。これにより、潤滑油を鉛直方向下側に落すことができ、他の機器に影響を与えることを抑制することができる。その結果、回転機械を長期に渡り安定して運転することができる。
図１は、回転軸支持構造の一実施例であるジャーナル軸受機構を備えるガスタービンの概略構成を示す模式図である。 図２は、本実施例のジャーナル軸受機構の回転軸の径方向から見た概略構成を示す断面図である。 図３は、本実施例のジャーナル軸受機構の回転軸の軸方向から見た概略構成を示す断面図である。 図４は、本実施例のジャーナル軸受機構の回転軸の径方向から見た概略構成を示す断面図である。 図５は、本実施例の一方の飛散防止板の概略構成を示す正面図である。 図６は、図５のＡ－Ａ線断面図である。 図７は、図５のＢ－Ｂ線断面図である。 図８は、本実施例の他方の飛散防止板の概略構成を示す正面図である。 図９は、図８のＣ－Ｃ線断面図である。 図１０は、本実施例の飛散防止板の機能を説明する説明図である。 図１１は、本実施例の飛散防止板の機能を説明する説明図である。 図１２は、本実施例の飛散防止板の機能を説明する説明図である。 図１３は、回転軸の軸方向から見た潤滑油の流れ図を示す。 図１４は、回転軸の径方向から見た潤滑油の流れ図を示す。
　以下に添付図面を参照して、本発明に係る回転軸支持構造の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。本実施例では、好適な実施例として、回転機械をガスタービンとした場合として説明するが、ガスタービン以外の回転機械、例えば蒸気タービンや、各種原動機およびポンプ等に用いることができる。本実施例の回転軸支持構造は、装置構成が大きくなるガスタービンに用いる場合により好適な効果を得ることができる。
　図１は、回転軸支持構造の一実施例であるジャーナル軸受機構を備えるガスタービンの概略構成を示す模式図である。ガスタービン１０は、図１に示すように、圧縮機１２と、燃焼器１４と、タービン１６と、軸受装置１８と、軸受装置１９と、回転軸２０と、を有する。ガスタービン１０の各部は、ケーシング２４の内部に配置されている。ガスタービン１０は、圧縮機１２の一部とタービン１６の一部とが回転軸２０に固定され、回転軸２０とともに回転する。圧縮機１２は、空気を取り入れて圧縮する。圧縮機１２で圧縮された空気は、燃焼器１４に供給される。燃焼器１４は、圧縮機１２で圧縮された空気に燃料を混合して燃焼ガスＧを発生させる。
　タービン１６は、燃焼器１４で発生した燃焼ガスＧをその内部に導入して膨張させて回転軸２０に設けられた動翼２２に吹き付けることで、燃焼ガスＧの熱エネルギーを機械的な回転エネルギーに変換して動力を発生させる。
　具体的には、タービン１６は、図１に示すように、回転軸２０と、回転軸２０側に設けられた複数の動翼２２と、回転軸２０及び動翼２２を収容するケーシング２４と、ケーシング２４側に固定された複数の静翼２６とを備える。タービン１６は、動翼２２と静翼２６とが、回転軸２０の軸方向に交互に配列されている。動翼２２は、燃焼器１４から噴射されて回転軸２０の軸方向に流れる燃焼ガスＧによって回転軸２０を回転させる。回転軸２０の回転エネルギーは、回転軸２０に連結された機構、例えば発電機により取り出される。なお、以下の説明において、タービン１６から圧縮機１２を見る側（図１の紙面上で左側）を上流側と呼び、圧縮機１２側からタービン１６を見る側（図１の紙面上で右側）を下流側と呼ぶ。また、回転軸２０が延伸する方向を軸方向と呼び、軸方向に直交する方向を径方向と呼ぶ。また、回転軸２０の軸中心Ｐが延伸する方向を水平方向と呼ぶ。さらに、水平面に対して垂直な方向を鉛直方向と呼ぶ。
　軸受装置１８は、回転軸２０の圧縮機１２よりも上流側に配置されている。軸受装置１８は、ジャーナル軸受機構３０と、スラスト軸受機構４０と、潤滑油循環機構４１と、吸引機構４８と、を有する。ジャーナル軸受機構３０は、ケーシング２４に固定されており、回転軸２０の径方向の荷重を受け、ケーシング２４に対する回転軸２０の径方向の移動を規制する。スラスト軸受機構４０は、ケーシング２４に固定されており、回転軸２０の軸方向の荷重を受け、ケーシング２４に対する回転軸２０の軸方向の移動を規制する。潤滑油循環機構４１は、ジャーナル軸受機構３０とスラスト軸受機構４０に潤滑油を供給し、回収して、潤滑油を循環させる。また、吸引機構４８は、ジャーナル軸受機構３０を収容する軸受カバー３１により形成される空間（キャビティ３２）の空気を吸引して、潤滑油の油ミストを回収するために設けられる。潤滑油循環機構４１には、図示していない排気ファン等が設けられ、空間中の空気を吸引して、空間内を減圧下に維持している。吸引機構４８から潤滑油循環機構４１に送られた空気中に含まれた油ミストは、空気中から分離され、ジャーナル軸受で回収された油ドレンＤＲと共に潤滑油循環機構４１内に貯留される。回収された潤滑油Ｌは、図示していない供給ポンプで軸受機構に加圧供給される。これにより、吸引機構４８は、ジャーナル軸受機構３０に形成された空間内の空気に混入した潤滑油のミストを回収し、潤滑油循環機構４１に戻すことができる。吸引機構４８により、空間内の空気を吸引することで、空間内が常に減圧下に維持され、油ミストが軸受カバーから外部に漏れ出すことを防止できる。
　軸受装置１９は、回転軸２０のタービン１６側の端部に設けられている。軸受装置１９は、ジャーナル軸受機構３０と、潤滑油循環機構４２と、吸引機構４９と、を有する。ジャーナル軸受機構３０は、ケーシング２４に固定されており、回転軸２０の径方向の荷重を受け、ケーシング２４に対する回転軸２０の径方向の移動を規制する。潤滑油循環機構４２は、ジャーナル軸受機構３０に潤滑油を供給し、回収して、潤滑油を循環させる。吸引機構４９は、吸引機構４８と同じ機能を備え、ジャーナル軸受機構３０に形成されたキャビティ３２内の空気を吸引することで、油ミストがジャーナル軸受のキャビティ３２から外部に漏れ出すことを防止することができる。ガスタービン１０は、以上のような構成であり、軸受装置１８、１９が回転軸２０をケーシング２４に対して支持している。
　次に、図２から図１２を用いて、回転軸を支持する回転軸支持構造の一例であるジャーナル軸受機構３０について説明する。なお、本実施例では、軸受装置１８のジャーナル軸受機構３０について説明するが、軸受装置１９のジャーナル軸受機構３０も同様の構成とすることが好ましい。まず、図１及び図２を用いて、ジャーナル軸受機構３０の概略構成について説明する。図２は、本実施例のジャーナル軸受機構の概略構成を示す断面図である。
　ジャーナル軸受機構３０は、図１に示すように、周囲がケーシング２４で囲まれている。ジャーナル軸受機構３０は、図２に示すように、軸受カバーに囲われて配置されており、ジャーナル軸受５０と、サイドプレート５５、５６と、飛散防止板５２、５４と、を有する。ジャーナル軸受５０を収容した軸受カバー３１で囲まれた空間は、キャビティ３２を形成している。
　ジャーナル軸受（軸受）５０は、回転軸２０の外周に配置され、内周面が回転軸２０と対面している。ジャーナル軸受５０は、ケーシング２４に固定されている。ジャーナル軸受５０は、潤滑油循環機構４１から潤滑油Ｌが供給される。ジャーナル軸受５０は、供給された潤滑油Ｌにより回転軸２０との間に潤滑油膜を形成する。供給された潤滑油は、ジャーナル軸受と回転軸２０の間の隙間から油ドレンＤＲとして排出され、基本的に回転軸２０から鉛直方向下に落下し、キャビティ３２の底に貯留される。回収された油ドレンＤＲは、潤滑油循環機構４１で回収された油ミストと一緒にして、再循環、再使用される。また、サイドプレート５５、５６は、回転軸２０の廻りのジャーナル軸受５０の全周を軸方向から覆うように、ジャーナル軸受５０の軸方向の両端に取付けられている。
　飛散防止板５２は、ジャーナル軸受５０の軸方向の上流側、つまり、スラスト軸受機構４０側の面に固定されている。飛散防止板５４は、ジャーナル軸受５０の軸方向の下流側の面に固定されている。なお、飛散防止板５２、５４の形状、機能については、後述する。次に、吸引機構４８は、ジャーナル軸受５０が配置されているキャビティ３２内で、ジャーナル軸受５０の鉛直方向上側の空間内に、吸引口４８ａが形成されている。なお、吸引口４８ａの位置は、径方向ではジャーナル軸受５０の外周側で、軸方向ではジャーナル軸受５０の軸方向厚さの中間のキャビティ３２内が好ましい。この位置であれば、飛沫油ＳＬが直接吸引口４８ａに流入するおそれはない。
　次に、図３及び図４を用いて、ジャーナル軸受５０について概略構造を説明する。図３は、本実施例の直接潤滑方式が適用されたジャーナル軸受５０の概略構成を示す正面図である。ジャーナル軸受５０は、ティルティングパッドジャーナル軸受であり、キャリアリング６１と、上部軸受パッド６３と、下部軸受パッド６４と、給油ノズル６６と、を有する。
　軸受のハウジングであるキャリアリング６１は、上部キャリアリング６１ａと、下部キャリアリング６１ｂと、からなる。上部キャリアリング６１ａと、下部キャリアリング６１ｂと、は、ボルト締結等で連結されている。上部軸受パッド６３は、本軸受の軸方向の両端に各１個ずつ配置され、外周面が上部キャリアリング６１ａの内周面に接している。下部軸受パッド６４は、その外周面が下部キャリアリング６１ｂの内周面に接して、径方向の内側に配置されている。
　上部軸受パッド６３と下部軸受パッド６４には、周方向の両端部及び中間部の内周面側に複数の給油ノズル６６が設けられている。それぞれの給油ノズル６６は、軸方向に回転軸に平行に配置されている。下部キャリアリング６１ｂには、ジャーナル軸受５０に潤滑油を供給するため、油供給穴６７が設けられている。また、油供給穴６７は、上部キャリアリング６１ａおよび下部キャリアリング６１ｂの内周側の周方向に穿孔された油通路６５に接続されている。さらに、油通路６５は、径方向の内方側に分岐して給油ノズル６６に連通している。給油ノズル６６は、回転軸２０の内周面側に、複数の開口を有している。なお、上述の構造は、直接潤滑方式のジャーナル軸受の構造の一例であり、直接潤滑方式のジャーナル軸受であれば、他の公知の構造でもよく、例えば、特許文献１に示す構造でもよい。
　次に、図２に加え、図５から図１２を用いて、飛散防止板５２、５４について説明する。図５は、本実施例の一方の飛散防止板の概略構成を示す正面図である。図６は、図５のＡ－Ａ線断面図である。図７は、図５のＢ－Ｂ線断面図である。図８は、本実施例の他方の飛散防止板の概略構成を示す正面図である。図９は、図８のＣ－Ｃ線断面図である。図１０から図１２は、それぞれ、本実施例の飛散防止板の機能を説明する説明図である。
　飛散防止板５２は、図２及び図５に示すように、ジャーナル軸受５０に対して軸方向の上流側に配置され、内径が回転軸２０よりも大きく、外径がジャーナル軸受５０の外径と略同じリング形状の部材である。さらに、飛散防止板５２は、回転軸２０の軸廻りの方向（回転方向）において、半円（１８０度）分に切断した形状である。つまり、飛散防止板５２は、回転方向における配置領域が全周の半分となる。飛散防止板５２は、回転方向における２つの端面７９を結んだ線が、水平方向に対して傾斜した状態でジャーナル軸受５０の鉛直方向上側部分を覆っている。具体的には、２つの端面７９を軸方向の上流側から見た場合、水平方向から回転方向に対して逆方向に一定角度回転させた状態となる。
　飛散防止板５２は、図５及び図６に示すように、径方向外側の環状板材部分が基部７０となり、ジャーナル軸受５０と接触している。飛散防止板５２は、基部７０よりも径方向内側の部分が、基部７０に対して傾斜した傾斜部７２となる。傾斜部７２は、径方向内側に向かうにしたがって、基部７０が固定されているジャーナル軸受５０から軸方向に離れる向きに傾斜している。傾斜部７２の回転軸２０に対面する側の内周面７２ａは、基部７０の内周端７０ａに連接している。また、傾斜部７２の軸方向上流側の先端には、鋭角状の先端部７２ｂが形成されている。
　また、飛散防止板５２は、図５及び図７に示すように、回転方向の後方側において、水平方向に突起部７４が設けられている。突起部７４は、基部７０及び傾斜部７２のジャーナル軸受５０と接触している面とは軸方向の反対側の面に配置されており、基部７０の面から回転軸２０の軸方向に突出している。また、突起部７４は、基部７０の径方向外側の端部よりもさらに径方向の外側に突出している。また、飛散防止板５２は、基部７０に飛散防止板５２をジャーナル軸受５０に締結するためのボルトを挿入するボルト穴７８が複数設けられている。
　飛散防止板５４は、図２及び図８に示すように、ジャーナル軸受５０に対して軸方向の下流側に配置され、内径が回転軸２０よりも大きく、外径がジャーナル軸受５０の外径と略同じリング形状の部材である。さらに、飛散防止板５４は、回転軸２０の軸廻りの方向（回転方向）において、半円（１８０度）分に切断した形状である。つまり、飛散防止板５４も、回転方向における配置領域が全周の半分となる。飛散防止板５４は、回転方向における２つの端面８９を結んだ線が、水平方向に対して傾斜した状態でジャーナル軸受５０の鉛直方向上側部分を覆っている。具体的には、２つの端面８９を軸方向の下流側から見た場合、水平方向から回転方向に対して逆方向に一定角度回転させた状態となる。したがって、飛散防止板５４は、軸方向から見た場合に、回転方向における配置位置が飛散防止板５２と重なる。
　飛散防止板５４は、基本的な断面形状が飛散防止板５２と同様の形状となる。具体的には、飛散防止板５４は、基本的な断面形状が図６に示すＡ－Ａ線断面と同様の形状となる。飛散防止板５４は、径方向外側の環状板材部分が基部８０となり、ジャーナル軸受５０と接触している。飛散防止板５４は、基部８０よりも径方向内側の部分は、基部８０に対して傾斜した傾斜部８２となる。傾斜部８２は、径方向内側に向かうにしたがって、基部８０が固定されているジャーナル軸受５０から軸方向に離れる向きに傾斜している。傾斜部８２の形状は、傾斜部７２と実質同じ形状である。
　また、飛散防止板５４は、図８及び図９に示すように、鉛直方向の最も下側となる位置に突起部８４が設けられている。突起部８４は、基部８０及び傾斜部８２のジャーナル軸受５０と接触している面とは軸方向の反対側の面に配置されており、基部８０の面から回転軸２０の軸方向に突出している。また、飛散防止板５４は、基部８０に飛散防止板５４をジャーナル軸受５０に締結するためのボルトを挿入するボルト穴８８が複数設けられている。
　飛散防止板５２、５４は、前述のような形状である。ジャーナル軸受機構３０は、図１０から図１２に示すように飛散防止板５２、５４を設けることで、回転軸２０とジャーナル軸受５０との間から軸方向に排出された潤滑油Ｌが、飛沫油ＳＬとして回転軸２０に対して鉛直方向上側に飛散することを抑制することができる。すなわち、上述の図１４に示す軸受１５０で説明したように、ジャーナル軸受５０に供給された潤滑油Ｌは、軸方向の両端に配置されたサイドプレート５５、５６と回転軸２０との間の隙間から回転軸２０に沿って飛散防止板５２、５４側に排出される。さらに、図１０、図１１及び図１２に示すように、サイドプレート５５、５６から排出された潤滑油Ｌは、回転軸２０の遠心力でサイドプレート５５、５６の側壁に沿って、全ての径方向の外側方向に飛散しようとする（矢印１０２）。飛散防止板５２で囲われた領域の場合、回転軸２０の表面に沿って流出した潤滑油Ｌは、図１２の矢印１０２に示すように、一旦サイドプレート５５の側壁に沿って径方向外側方向に流れる。潤滑油Ｌは、サイドプレート５５の側壁に沿って径方向外側方向に流れた後、基部７０の内周端７０ａ及び傾斜部７２の内周面７２ａに衝突して、矢印１０３に示すように、傾斜部７２の傾斜する径方向内側に折り返す流れを形成する。従って、傾斜部７２の先端部７２ｂを離れた潤滑油Ｌが、先端部７２ｂから傾斜部の外周面に沿って径方向の外側を流れて、飛沫油ＳＬとして飛散することはない。ここで、本実施例において、図１０及び図１１に示すように、回転軸２０は矢印１０１の方向に回転しているため、排出された潤滑油Ｌは、回転軸２０の表面に沿って、軸方向に排出されると共に、回転軸２０の遠心力により、回転軸２０の表面の接線方向、かつ、回転方向前方側の方向である、矢印１０２の方向に排出される。
　ジャーナル軸受機構３０は、図１０及び図１１に示すように、リング状の半円分の形状となる飛散防止板５２、５４が水平鉛直方向上側の半分を覆う位置から所定角度回転させた位置に配置されている。本実施例では、飛散防止板５２、５４を９０度以下の角度で回転させている。具体的には、飛散防止板５２、５４は、軸方向から飛散防止板５２、５４を見た場合、傾斜部７２、８２の内周面７２ａ、８２ａが形成する領域、すなわち、基部７０の内周端７０ａと傾斜部７２の径方向の先端部７２ｂで囲まれた領域（内周領域）とが、回転軸２０の表面の接線と重なる領域に配置されることが好ましい。回転軸２０の表面から離れた潤滑油の流線が形成する矢印１０２の中で、水平方向に対して鉛直方向の上方を向く接線が、傾斜部７２の内周面７２ａに衝突するような角度で取り付けられていればよい。つまり、図１０において、回転方向の最前方側の基部７０の内周端７０ａと端面７９の交差する内周縁７９ａを通る接線となる矢印１０２ａが、水平方向に対して平行か又は鉛直方向の下向きとなる取付け角度であればよい。
　これにより、飛散防止板５２、５４は、水平方向または水平方向よりも鉛直方向上側に排出された潤滑油を、図１２に示すように、傾斜部７２（８２）の内周面７２ａ（８２ａ）に接触させることができる。傾斜部７２（８２）の内周面７２ａ（８２ａ）に接触した潤滑油は、進行方向が径方向外向きの流れから反対向きの流れとなる。つまり、潤滑油は、傾斜部７２（８２）により、水平方向または水平方向よりも鉛直方向下側に傾いた向きで、かつ、径方向内側の向きに流れが変えられ、油ドレンＤＲとしてキャビティ３２の底部に落下する。
　なお、図１０において、飛散防止板５２がない回転軸２０の鉛直方向の下側の領域の場合、大半の潤滑油の流線が形成する接線となる矢印１０２の方向は、水平方向に対して回転方向に下向きの方向となるので、潤滑油がキャビティ３２内に飛沫油ＳＬとなって飛散するおそれはない。但し、飛散防止板５２は、傾斜部７２の内周面７２ａの回転方向の最後方側の端面７９と交差する内周端７９ｂを通る接線となる矢印１０２ｂが、水平方向に対して平行か又は鉛直方向の下向きとなる取付け角度が好ましい。
　このように、ジャーナル軸受機構３０は、飛散防止板５２、５４を設けることで、ジャーナル軸受５０と回転軸２０との間から排出され、径方向外側方向に飛散する潤滑油を水平方向に対して鉛直方向下側に案内することができる。つまり、飛散防止板５２、５４で径方向に飛散する潤滑油を鉛直方向下側に案内することで、ジャーナル軸受５０の径方向よりも外側において、潤滑油が鉛直方向上側に排出され、飛沫油ＳＬとしてキャビティ３２内に飛散することを抑制することができる。回転軸２０から鉛直方向下方に流下した潤滑油は、油ドレンＤＲとしてキャビティ３２の底部に貯留され、潤滑油循環機構４１、４２に返送される。
　これにより、ジャーナル軸受５０の周囲に配置されている他の機器に影響を与えることを抑制することができる。例えば、本実施例のように、ジャーナル軸受５０が配置された空間の空気を吸引し、吸引機構４８を設けた場合であっても、吸引口４８ａの周辺に飛散した潤滑油が到達することを抑制することができる。これにより吸引機構４８は、ミスト状の潤滑油を含む空気の吸引時に液滴の潤滑油である飛沫油ＳＬを吸引してしまうことを抑制することができる。これにより、吸引機構４８が飛沫油ＳＬを吸引してしまい、吸引口４８ａ等が閉塞してしまうことを抑制することができる。これにより、潤滑油による閉塞等の他の機器に影響を与えることを抑制することができ、回転機械を長期に渡り安定して運転することができる。
　また、本実施例のように、飛散防止板５２、５４に傾斜部７２、８２を設けることで、飛散防止板５２、５４でより高確率で潤滑油を捕らえることができ、さらに、鉛直方向下側に潤滑油を案内することができる。これにより、潤滑油が他の機器に影響を与える恐れを低減することができる。これにより、潤滑油による閉塞等の他の機器に影響を与えることを抑制することができ、回転機械を長期に渡り安定して運転することができる。
　また、飛散防止板５２、５４は、突起部７４、８４を設けることで、他の部分で反射した潤滑油等が鉛直方向上側に跳ね返ってきた場合でも、鉛直方向上側に移動することを遮ることができる。これにより、潤滑油が他の機器に影響を与える恐れをより低減することができる。なお、突起部７４、８４は、回転方向に複数配置してもよい。
　なお、飛散防止板は、上記各種効果を得ることができるため、本実施例の各種形状を備えることが好ましいが、これに限定されない。例えば、飛散防止板の回転方向において配置する範囲は、回転軸の表面から離れた潤滑油の流線が形成する接線が、飛散防止板の内周領域に重なるという条件を満たす限り、１８０度に限定されない。９０度でも１７０度でも２５０度でもよい。なお、飛散防止板は、１８０度とすることで、水平方向または水平方向よりも鉛直方向上側に傾いた向きで排出される潤滑油を好適に捕らえることができる。また、飛散防止板は、傾斜部、突起部を設けていることが好ましいが、これに限定されない。傾斜部に換えて、軸方向に平行な遮蔽部を設けてもよい。また、飛散防止板の径方向内側の面の形状は、断面が直線となっても曲線となっても、その組み合わせでもよい。
　また、ジャーナル軸受機構は、本実施例のように軸方向の両端のそれぞれに飛散防止板を配置することが好ましいが、一方側のみに設けてもよい。また、ジャーナル軸受機構は、吸引機構を備えている場合、軸方向において、吸引口が設けられている側のジャーナル軸受の端面には、飛散防止板を設けることが好ましい。これにより、吸引口に潤滑油が到達することを好適に抑制することができる。
　また、本実施例のジャーナル軸受機構は、飛散防止板をジャーナル軸受に固定したが、これに限定されない。飛散防止板は、ジャーナル軸受と回転軸の間から排出される潤滑油の飛散を防止できればよく、ジャーナル軸受以外の部品で支持されていてもよい。例えば、ケーシングに固定されていてもよい。
　本実施例のようにジャーナル軸受機構を回転軸支持構造とすることで、排出される潤滑油の影響をより好適に抑制することができる。なお、回転軸支持構造としては、ジャーナル軸受機構に限定されず、スラスト軸受機構に設けてもよい。
　１０　ガスタービン
　１２　圧縮機
　１４　燃焼器
　１６　タービン
　１８、１９　軸受装置
　２０　回転軸
　２２　動翼
　２４　ケーシング
　２６　静翼
　３０　ジャーナル軸受機構（回転軸支持構造）
　３１　軸受カバー
　３２　キャビティ
　４０　スラスト軸受機構
　４１、４２　潤滑油循環機構
　４８　吸引機構
　４８ａ　吸引口
　５０　軸受（ジャーナル軸受）
　５２、５４　飛散防止板
　５５、５６　サイドプレート
　６１　キャリアリング
　６１ａ　上部キャリアリング
　６１ｂ　下部キャリアリング
　６３　上部軸受パッド
　６４　下部軸受パッド
　６５　油通路
　６６　給油ノズル
　６７　油供給穴
　７０　基部
　７０ａ　内周端
　７２、８２　傾斜部
　７２ａ、８２ａ　内周面
　７２ｂ　先端部
　７４、８４　突起部
　７８　ボルト穴
　７９　端面
　７９ａ　内周縁
　７９ｂ　内周端

Claims (7)

  1. 　回転軸を支持し、
    　前記回転軸と対面する面に直接潤滑方式により潤滑油が供給され、前記回転軸から漏洩した前記潤滑油のミストを回収する吸引機構を保有するキャビティ内に配置された軸受と、
    前記軸受の前記回転軸の軸方向の端面側で、かつ、前記回転軸の鉛直方向上側に配置された少なくとも１つの飛散防止板を有することを特徴とする回転軸支持構造。
  2. 　前記飛散防止板は、前記軸受に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の回転軸支持構造。
  3. 　前記回転軸支持構造は２つの飛散防止板を備え、１つの飛散防止板が前記軸受の前記回転軸の軸方向の一方の端面側に配置され、
    　他の１つの飛散防止板が前記軸受の前記回転軸の軸方向の他方の端面側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転軸支持構造。
  4. 　前記飛散防止板は、前記回転軸の径方向内側の端面に、径方向内側に向かうにしたがって、軸方向において前記軸受から離れる向きに傾斜した傾斜部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転軸支持構造。
  5. 　前記飛散防止板は、前記回転軸の接線を回転方向に沿った向きに伸ばした場合、水平方向または水平方向よりも鉛直方向上側に傾斜した接線と、前記傾斜部の内周面が形成する内周領域とが、軸方向から前記飛散防止板を見て重なるように配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回転軸支持構造。
  6. 　前記軸受は、ジャーナル軸受であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の回転軸支持構造。
  7. 　請求項１から６のいずれか一項に記載の回転軸支持構造、を有する回転機械。
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