WO2018029835A1 - 軸受装置および回転機械 - Google Patents

軸受装置および回転機械 Download PDF

Info

Publication number
WO2018029835A1
WO2018029835A1 PCT/JP2016/073666 JP2016073666W WO2018029835A1 WO 2018029835 A1 WO2018029835 A1 WO 2018029835A1 JP 2016073666 W JP2016073666 W JP 2016073666W WO 2018029835 A1 WO2018029835 A1 WO 2018029835A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
rotor shaft
carrier ring
oil
peripheral surface
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/073666
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中野 隆
篠原 種宏
貝漕 高明
脇 勇一朗
小澤 豊
Original Assignee
三菱日立パワーシステムズ株式会社
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 三菱日立パワーシステムズ株式会社 filed Critical 三菱日立パワーシステムズ株式会社
Priority to US16/086,473 priority Critical patent/US10514058B2/en
Priority to PCT/JP2016/073666 priority patent/WO2018029835A1/ja
Priority to DE112016006520.5T priority patent/DE112016006520T5/de
Priority to KR1020187027138A priority patent/KR102058810B1/ko
Priority to CN201680084063.7A priority patent/CN108884861B/zh
Publication of WO2018029835A1 publication Critical patent/WO2018029835A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/1045Details of supply of the liquid to the bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/03Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/1085Channels or passages to recirculate the liquid in the bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/23Gas turbine engines
    • F16C2360/24Turbochargers

Definitions

  • the present disclosure relates to a bearing device and a rotating machine for rotatably supporting a rotating shaft.
  • rotating machines such as steam turbines and gas turbines include a bearing device for rotatably supporting a rotor shaft (rotating shaft).
  • lubricating oil is interposed between the outer peripheral surface of the rotor shaft and the bearing surface of the bearing portion that supports the rotor shaft in order to ensure lubricity therebetween.
  • Patent Document 1 describes a tilting pad bearing configured to support a rotor shaft by a plurality of bearing pads arranged in a circumferential direction of a rotating shaft.
  • lubricating oil is supplied between the outer peripheral surface of the rotor shaft and the bearing surface of the bearing pad from a plurality of oil supply nozzles provided upstream and downstream of the bearing pad.
  • side plates are arranged on both end faces of the lower half carrier ring so as to suppress leakage of the lubricating oil supplied from the oil supply nozzle to the outside.
  • Patent Document 1 does not disclose any specific measures for suppressing the temperature rise of the bearing pad.
  • At least one embodiment of the present invention aims to provide a bearing device and a rotating machine that can effectively suppress the temperature rise of the bearing portion.
  • a bearing device includes: With carrier ring, A first bearing portion provided along the outer periphery of the rotor shaft on the inner peripheral side of the carrier ring; A second bearing portion provided along the outer periphery of the rotor shaft on the inner peripheral side of the carrier ring on the downstream side in the rotational direction of the rotor shaft from the first bearing portion; A pair of side plates installed along the outer periphery of the rotor shaft on both sides in the axial direction of the carrier ring, The region on the carrier ring side of the inner peripheral surface of each side plate extends in the circumferential direction along the side surface of the first bearing portion in at least a part of the extending range of the first bearing portion.
  • a groove is formed, Oil that has flowed into the groove through a gap between the inner peripheral surface of the first bearing portion and the outer peripheral surface of the rotor shaft is guided, and the downstream end of the first bearing portion and the upstream of the second bearing portion An oil guide portion configured to return the oil between the side end portions is further provided.
  • the relatively low temperature oil flowing in the groove extending in the circumferential direction along the side surface of the first bearing portion is separated from the downstream end portion of the first bearing portion by the oil guide portion. It is returned between the upstream end portion of the second bearing portion. Therefore, relatively low temperature oil can be supplied between the inner peripheral surface of the second bearing portion and the outer peripheral surface of the rotor shaft, and the temperature rise of the second bearing portion can be effectively suppressed.
  • the oil guide part includes a rectifying wall provided on each of the side plates so as to protrude toward the carrier ring in the groove,
  • the rectifying wall is inclined with respect to a direction orthogonal to the axial direction of the rotor shaft so as to approach the carrier ring toward the downstream side in the rotational direction of the rotor shaft.
  • the oil guide portion includes the rectifying wall provided on each side plate so as to protrude toward the carrier ring side in the groove, so that the flow of oil flowing through the groove by the rectifying wall The direction can be changed to face the center side in the width direction of the second bearing portion.
  • the rectifying wall is inclined with respect to the direction orthogonal to the axial direction of the rotor shaft so as to approach the carrier ring as it goes downstream in the rotational direction of the rotor shaft, the flow of oil in the groove (side flow) ) Can be smoothly changed without hindering.
  • the oil guide portion includes an internal flow path provided in the side plate so as to communicate between an oil inlet hole and an oil outlet hole respectively opened in the groove,
  • the oil inlet hole is provided to be located on a side of the first bearing portion,
  • the oil outlet hole is provided at a circumferential position between a downstream end portion of the first bearing portion and an upstream end portion of the second bearing portion.
  • the flow of oil (side flow) in the groove passes from the oil inlet hole on the side of the first bearing portion through the internal flow path, and reaches the downstream end of the first bearing portion.
  • an oil outlet hole provided between the first bearing portion and the upstream end portion of the second bearing portion. Therefore, the flow of side flow between the first bearing portion and the second bearing portion is limited to the internal flow passage, and the side flow can be reliably guided from the first bearing portion to the second bearing portion.
  • the groove extends along the outer periphery of the rotor shaft in a circumferential range including an extending range of the first bearing portion and the second bearing portion.
  • the leakage is caused to the side of the first bearing portion through the groove provided in the side plate in the circumferential range including the extending range of the first bearing portion and the second bearing portion.
  • the relatively low temperature oil can be guided downstream toward the upstream end of the second bearing portion.
  • a fin provided on an inner peripheral surface of each of the side plates and extending along the outer periphery of the rotor shaft on both sides in the rotational direction of the rotor shaft across the downstream end portion of the first bearing portion; ,
  • the groove is formed by a recess defined by the fin and an inner peripheral surface of the side plate closer to the carrier ring than the fin.
  • the grooves can be formed with a simple configuration by providing the fins on the inner peripheral surface of the side plate along the outer periphery of the rotor shaft.
  • the portions other than the fins on the outer peripheral surface of the side plate function as grooves, the relatively low temperature leaked sideways from the gap between the inner peripheral surface of the first bearing portion and the outer peripheral surface of the rotor shaft. It is possible to sufficiently secure the flow path cross-sectional area of the groove for guiding the oil.
  • the clearance between the inner peripheral surface of each of the side plates and the outer peripheral surface of the rotor shaft is such that at least a part of the circumferential region in the extending range of the first bearing portion is closer to the first bearing portion. It is narrower than at least a part of the circumferential range upstream from the upstream end and downstream from the downstream end of the second bearing portion.
  • the gap between the inner peripheral surface of the side plate and the outer peripheral surface of the rotor shaft in the circumferential region of at least a part of the extending range of the first bearing portion is relatively small, The oil having a relatively low temperature can be prevented from being discharged to the outside through the gap. Thereby, the flow rate of the relatively low temperature oil (oil flowing in the groove) guided toward the second bearing portion by the oil guide portion can be sufficiently ensured.
  • the bottom surface of the groove is located on the inner side in the radial direction of the carrier ring as compared with the outer peripheral surface of the first bearing portion. According to the configuration of (8) above, since the groove is located on the radially inner side of the carrier ring with respect to the outer peripheral surface of the first bearing portion, the groove is surrounded by the bottom surface and the side surface of the groove of the side plate and the side surface of the first bearing portion. The relatively low temperature oil leaked laterally from the first bearing portion can be received in the space to be stored.
  • a semi-annular bearing portion provided on the inner peripheral side of the upper half region of the carrier ring, and configured to hold down the rotor shaft from above;
  • Each of the first bearing portion and the second bearing portion is a pair of bearing pads provided on the inner peripheral side of the lower half region of the carrier ring and configured to support the rotor shaft from below.
  • a rotating machine includes: The bearing device according to any one of (1) to (9) above; A rotating shaft supported by the bearing device. According to the rotating machine of (10) above, since the temperature rise of the second bearing portion of the bearing device can be suppressed, the rotating machine can be operated smoothly.
  • a relatively low temperature oil flowing in a groove extending in the circumferential direction along the side surface of the first bearing portion is passed between the downstream end portion of the first bearing portion and the second bearing portion. Since the oil is returned to the upstream end of the second bearing portion, relatively low temperature oil can be supplied between the inner peripheral surface of the second bearing portion and the outer peripheral surface of the rotor shaft. Temperature rise can be effectively suppressed.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1. It is a perspective view which shows partially the lower half area
  • FIG. 4 is a development view in which a lower half region of the bearing device shown in FIG. 3 is viewed from a C direction.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line DD of the lower half region of the bearing device shown in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the lower half region of the bearing device shown in FIG. It is a perspective view which shows partially the lower half area
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the lower half region of the bearing device shown in FIG. It is a H direction arrow directional view of the lower half area
  • FIG. 10 is a cross-sectional view (corresponding to FIG. 4) partially showing a lower half region of the bearing device in another embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view (corresponding to FIG. 8) partially showing a lower half region of a bearing device in still another embodiment.
  • upper half in terms such as “upper half” and “upper half region” refers to an upper portion in the vertical direction (gravity direction).
  • lower half in terms such as “lower half” and “lower half region” refers to a lower portion in the vertical direction (gravity direction).
  • FIG. 1 is a cross-sectional view along the axial direction of a bearing device 10 according to an embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 2 is a cross section orthogonal to the axial direction.
  • the axial direction is the direction of the central axis O of the rotor shaft 2 supported by the bearing device 10
  • the radial direction is the radial direction of the rotor shaft 2
  • the circumferential direction is the rotor shaft 2. In the circumferential direction.
  • the bearing device 10 shown in FIGS. 1 and 2 is a tilting pad bearing (journal bearing) that employs a direct lubrication method as a lubrication method (oil supply method), and a first bearing portion (first bearing pad 30) in a lower half region. ) And the second bearing portion (second bearing pad 32).
  • the illustrated bearing device 10 will be described as an example, but the bearing device 10 according to the present embodiment is not limited to this configuration.
  • the bearing device 10 according to another embodiment may be a thrust bearing, or may employ an oil bath method or another lubrication method as a lubrication method.
  • two additional bearing pads may be arranged in the upper half region, and a total of four bearing pads may be attached in the circumferential direction. A configuration in which more than one bearing pad is attached may be used.
  • the rotating machine 1 to which the bearing device 10 according to the present embodiment is applied includes a turbine such as a gas turbine or a steam turbine (for example, a steam turbine of a nuclear power plant) or a turbine for driving a machine, a wind machine such as a wind power generator, Or a supercharger etc. are mentioned.
  • the rotary machine 1 includes a rotor shaft 2 that is rotationally driven, a bearing housing (not shown) that houses the rotor shaft 2, and a bearing device 10 that supports the rotor shaft 2.
  • the bearing device 10 includes a carrier ring 11 attached to a bearing housing (not shown) of the rotating machine 1, a pair of side plates 17 and 18 disposed on both sides in the axial direction of the carrier ring 11, A first bearing pad 30 and a second bearing pad 32 disposed on the inner peripheral side of the carrier ring 11 are provided.
  • the bearing device 10 further includes oil guide portions 40 and 50 (see FIGS. 3 and 7) as a configuration for suppressing the temperature rise of the second bearing pad 32.
  • the configuration including the oil guide portions 40 and 50 will be described later.
  • the carrier ring 11 includes an upper half carrier ring 12 and a lower half carrier ring 13.
  • the upper half carrier ring 12 and the lower half carrier ring 13 have inner circumferential surfaces 12a and 13a and outer circumferential surfaces 12b and 13b, respectively, such that the cross section perpendicular to the axial direction is a semicircular arc.
  • the carrier ring 11 is divided into an upper half carrier ring 12 and a lower half carrier ring 13.
  • the carrier ring 11 may be an integral structure.
  • a pair of side plates 17 and 18 are disposed along the outer periphery of the rotor shaft 2 on both ends of the carrier ring 11 in the axial direction.
  • the side plates 17 and 18 are formed in a disc shape, and a hole through which the rotor shaft 2 passes is formed in the center.
  • guide metals (semi-annular bearing portions) 20 and 21 are attached to the inner peripheral surface 12a in order to mainly suppress the bounce of the rotor shaft 2 from above.
  • a pair of guide metals 20 and 21 are attached to both ends of the upper half carrier ring 12 in the axial direction and inside the side plates 17 and 18 in the axial direction.
  • the guide metals 20 and 21 are formed in a semicircular shape.
  • the guide metals 20, 21 May be provided in the upper half region of the carrier ring 11.
  • the upper half carrier ring 12 and the lower half carrier ring 13 are provided with at least one oil supply nozzle 25 to 29.
  • a total of five oil supply nozzles including three oil supply nozzles 27, a fourth oil supply nozzle 28, and a fifth oil supply nozzle 29 are provided.
  • the first oil supply nozzle 25 and the second oil supply nozzle 26 are arranged side by side in the circumferential direction on the upstream side of the first bearing pad 30 located on the upstream side.
  • a gap may be provided between the second oil supply nozzle 26 and the upstream end of the bearing pad 30.
  • the third oil supply nozzle 27 and the fourth oil supply nozzle 28 are arranged side by side in the circumferential direction between the first bearing pad 30 and the second bearing pad 32 located on the downstream side of the first bearing pad 30. ing.
  • a gap may be provided between the downstream end portion of the first bearing pad 30 and the third oil supply nozzle 27.
  • a gap may be provided between the fourth oil supply nozzle 28 and the upstream end portion of the second bearing pad 32.
  • the fifth oil supply nozzle 29 is disposed on the downstream side of the second bearing pad 32.
  • a gap may be provided between the fifth oil supply nozzle 29 and the second bearing pad 32.
  • a lubricating oil supply passage (not shown) is formed inside the carrier ring 11.
  • the lubricating oil supplied to the lubricating oil supply passage is sent to each of the oil supply nozzles 25 to 29 and is ejected from the oil supply nozzles 25 to 29 in the vicinity of the bearing pads 30 and 32.
  • the 1st bearing pad 30 and the 2nd bearing pad 32 are provided in the inner peripheral side of the lower half carrier ring 13, and are comprised so that the rotor shaft 2 may be supported from the downward direction.
  • the first bearing pad 30 is provided along the outer periphery of the rotor shaft 2 on the inner peripheral side of the lower half carrier ring 13.
  • the second bearing pad 32 is provided along the outer periphery of the rotor shaft 2 on the inner peripheral side of the lower half carrier ring 13 and downstream of the first bearing pad 30 in the rotational direction S of the rotor shaft 2.
  • the first bearing pad 30 and the second bearing pad 32 are provided on the lower half carrier ring 13, the rotor shaft 2 can be appropriately supported by the first bearing pad 30 and the second bearing pad 32.
  • the carrier ring 11 is not a structure divided into the upper half carrier ring 12 and the lower half carrier ring 13 but is an integral structure, or a structure divided into three or more
  • the second bearing pad 32 may be provided in the lower half region of the carrier ring 11.
  • the 1st bearing pad 30 and the 2nd bearing pad 32 point out the two bearing pads adjacent to the circumferential direction, Comprising: It does not point out a specific bearing pad.
  • the most upstream bearing pad becomes the first bearing pad 30,
  • the intermediate bearing pad becomes the second bearing pad 32.
  • the intermediate bearing pad becomes the first bearing pad 30, and the most downstream bearing pad becomes the second bearing pad 32.
  • the oil guide portions 40 and 50 are arranged on the lower half carrier ring 13 side region of the inner peripheral surfaces of the side plates 17 and 18, respectively.
  • Grooves 17b and 18b extending in the circumferential direction along the side surface of the first bearing pad 30 are formed in at least part of the extending range.
  • the grooves 17b and 18b are formed by protruding portions 17a and 18a provided on the inner peripheral surfaces of the side plates 17 and 18, and the side plates 17 and 18a on the lower half carrier ring 13 side of the protruding portions 17a and 18a. It is formed by a recess defined by 18 inner peripheral surfaces.
  • the protrusions 17 a and 18 a extend along the outer periphery of the rotor shaft 2 on both sides in the rotational direction S of the rotor shaft 2 across the downstream end portion of the first bearing pad 30.
  • the grooves (recesses) 17b and 18b can be formed with a simple configuration. Can do.
  • the grooves 17b and 18b may extend along the outer periphery of the rotor shaft 2 in a circumferential range including the extending range of the first bearing pad 30 and the second bearing pad 32. Thereby, in the circumferential direction range including the extending range of the first bearing pad 30 and the second bearing pad 32, the grooves 17 b and 18 b provided in the side plates 17 and 18 are provided to the side of the first bearing pad 30. The leaked relatively low temperature oil can be guided downstream toward the upstream end of the second bearing pad 32.
  • the bottom surfaces of the grooves 17 b and 18 b are located on the inner side in the radial direction of the lower half carrier ring 13 compared to the outer peripheral surface 30 b of the first bearing pad 30. According to this configuration, since the grooves 17b and 18b are located radially inward from the outer peripheral surface 30b of the first bearing pad 30, the oil flowing through the grooves 17b and 18b flows into the outer peripheral surface 30b of the first bearing pad 30. I can prevent that. Note that the bottom surfaces of the grooves 17 b and 18 b may be positioned on the inner side in the radial direction of the lower half carrier ring 13 as compared with the outer peripheral surface 32 b of the second bearing pad 32.
  • the bearing device 10 includes a first bearing at least part of the extending range of the first bearing pad 30 in the region on the lower half carrier ring 13 side of the inner peripheral surfaces of the side plates 17 and 18.
  • Grooves 17b and 18b extending in the circumferential direction along the side surface of the pad 30 are formed.
  • the grooves 17b and 18b are formed by protruding portions 17a and 18a provided on the inner peripheral surfaces of the side plates 17 and 18, and the side plates 17 and 18a on the lower half carrier ring 13 side of the protruding portions 17a and 18a. It is formed by a recess defined by 18 inner peripheral surfaces.
  • the protrusions 17 a and 18 a extend along the outer periphery of the rotor shaft 2 on both sides in the rotational direction S of the rotor shaft 2 across the downstream end portion of the first bearing pad 30.
  • the grooves (recesses) 17b and 18b can be formed with a simple configuration. Can do.
  • the grooves 17b and 18b may extend along the outer periphery of the rotor shaft 2 in a circumferential range including the extending range of the first bearing pad 30 and the second bearing pad 32. Thereby, in the circumferential direction range including the extending range of the first bearing pad 30 and the second bearing pad 32, the grooves 17 b and 18 b provided in the side plates 17 and 18 are provided to the side of the first bearing pad 30. The leaked relatively low temperature oil can be guided downstream toward the upstream end of the second bearing pad 32.
  • the bottom surfaces of the grooves 17 b and 18 b are located on the inner side in the radial direction of the lower half carrier ring 13 compared to the outer peripheral surface 30 b of the first bearing pad 30. According to this configuration, since the grooves 17b and 18b are located radially inward from the outer peripheral surface 30b of the first bearing pad 30, the oil flowing through the grooves 17b and 18b flows into the outer peripheral surface 30b of the first bearing pad 30. I can prevent that. Note that the bottom surfaces of the grooves 17 b and 18 b may be positioned on the inner side in the radial direction of the lower half carrier ring 13 as compared with the outer peripheral surface 32 b of the second bearing pad 32.
  • the gap between the inner peripheral surface of each side plate 17, 18 and the outer peripheral surface of the rotor shaft 2 is in the circumferential region of at least a part of the extended range of the first bearing pad 30.
  • the first bearing pad 30 is narrower than at least part of the circumferential range on the upstream side of the upstream end portion and on the downstream side of the downstream end portion of the second bearing pad 32.
  • the gap between the inner peripheral surface of the side plates 17 and 18 and the outer peripheral surface of the rotor shaft 2 in the circumferential region of at least a part of the extending range of the first bearing portion is made relatively small.
  • the relatively low temperature oil in 17b and 18b can be prevented from being discharged to the outside through the gap. Thereby, the flow rate of the relatively low temperature oil (oil flowing in the groove) guided toward the second bearing pad 32 by the oil guide portions 40 and 50 can be sufficiently secured.
  • the bearing device 10 further includes oil guide portions 40 and 50 in addition to the above configuration.
  • the oil guide portions 40 and 50 guide the oil flowing into the grooves 17 b and 18 b from the gap between the inner peripheral surface 30 a of the first bearing pad 30 and the outer peripheral surface of the rotor shaft 2, and downstream of the first bearing pad 30.
  • the oil is returned between the side end portion and the upstream end portion of the second bearing pad 32.
  • the relatively low temperature oil flowing in the grooves 17b and 18b extending in the circumferential direction along the side surface of the first bearing pad 30 is moved downstream of the first bearing pad 30 by the oil guide portions 40 and 50. It is returned between the end portion and the upstream end portion of the second bearing pad 32. Therefore, relatively low temperature oil can be supplied between the inner peripheral surface of the second bearing pad 32 and the outer peripheral surface of the rotor shaft 2, and the temperature rise of the second bearing pad 32 can be effectively suppressed.
  • the above-described oil supply nozzles (the third oil supply nozzle 27 and the fourth oil supply nozzle 28) are provided between the downstream end portion of the first bearing pad 30 and the upstream end portion of the second bearing pad 32. Yes.
  • the oil ejected from the oil ejection holes 27 b and 28 b of the oil supply nozzles 27 and 28 is supplied between the inner peripheral surface 32 a of the second bearing pad 32 and the outer peripheral surface of the rotor shaft 2.
  • FIG. 3 is a perspective view partially showing a lower half region of the bearing device 10 according to an embodiment.
  • 4 is a developed view of the lower half region of the bearing device 10 shown in FIG. 3 as viewed from the C direction.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line DD of the lower half region of the bearing device 10 shown in FIG. 6 is a cross-sectional view of the lower half region of the bearing device 10 shown in FIG. 3 taken along the line EE.
  • the oil guide portion 40 includes rectifying walls 41 provided on the side plates 17 and 18 so as to protrude toward the lower half carrier ring 13 in the grooves 17b and 18b.
  • the rectifying wall 41 has an inclined surface 41 a that is inclined with respect to a direction orthogonal to the axial direction of the rotor shaft 2 so as to approach the lower half carrier ring 13 toward the downstream side in the rotational direction S of the rotor shaft 2.
  • the rectifying wall 41 has a triangular shape whose one side is an inclined surface 41a in a plan view (in the direction of arrow C in FIG. 3).
  • the rectifying wall 41 may be formed in a plate shape having the inclined surface 41a.
  • the inclined surface 41a has a planar shape.
  • the inclined surface 41a may have a curved surface shape that is convex on the downstream side in the rotation direction S in plan view.
  • the rectifying wall 41 may be located upstream of the second bearing pad 32 in the rotation direction S.
  • the rectifying wall 41 may be located upstream of the second bearing pad 32 and downstream of the first bearing pad 30 in the rotational direction S.
  • the oil guide portion 40 includes the rectifying walls 41 provided on the side plates 17 and 18 so as to protrude toward the lower half carrier ring 13 in the grooves 17b and 18b. 41, the flow direction of the oil flowing through the grooves 17b and 18b can be changed so as to be directed toward the center side in the width direction of the second bearing pad 32. Further, the rectifying wall 41 has an inclined surface 41a inclined with respect to a direction orthogonal to the axial direction of the rotor shaft 2 so as to approach the lower half carrier ring 13 toward the downstream side in the rotational direction S of the rotor shaft 2. Therefore, the flow direction can be smoothly changed without obstructing the oil flow in the grooves 17b and 18b.
  • FIG. 7 is a perspective view partially showing a lower half region of the bearing device 10 according to another embodiment.
  • FIG. 8 is a developed view of the lower half region of the bearing device 10 shown in FIG. 7 as viewed from the F direction.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the lower half region of the bearing device 10 shown in FIG. 10 is a cross-sectional view of the lower half region of the bearing device 10 shown in FIG. 11 is a cross-sectional view (corresponding to FIG. 4) showing a modification of the bearing device 10 shown in FIG. 12 is a cross-sectional view (corresponding to FIG. 8) showing another modification of the bearing device 10 shown in FIG.
  • the oil guide portion 50 is provided inside the side plates 17 and 18 so as to communicate between the oil inlet hole 51 and the oil outlet hole 52 that open in the grooves 17b and 18b, respectively.
  • An internal flow path 53 is provided.
  • the oil inlet hole 51 is provided on the side of the first bearing pad 30. Specifically, the oil inlet hole 51 is open to the bottom surfaces (surfaces facing the rotor shaft 2) of the grooves 17b and 18b, and is provided with at least one.
  • the oil outlet hole 52 is provided at a circumferential position between the downstream end of the first bearing pad 30 and the upstream end of the second bearing pad 32.
  • the oil outlet hole 52 is opened on the bottom surface (the surface facing the rotor shaft 2) of the grooves 17b and 18b, and is provided with at least one or more.
  • the internal flow path 53 includes a plurality of first radial flow paths 53 a extending radially outward from the plurality of oil inlet holes 51 and a radially outward position from the plurality of oil outlet holes 52, respectively.
  • the oil flow (side flow) in the grooves 17 b and 18 b passes from the oil inlet hole 51 on the side of the first bearing pad 30 through the internal flow path 53 and downstream of the first bearing pad 30.
  • the oil outlet hole 52 provided between the side end portion and the upstream end portion of the second bearing pad 32 returns to the grooves 17b and 18b. Therefore, the flow path of the side flow between the first bearing pad 30 and the second bearing pad 32 is limited to the internal flow path 53, and the side flow is reliably transferred from the first bearing pad 30 to the second bearing pad 32 side. Can guide you.
  • the side plates 17 and 18 are provided with flange portions 17e projecting inward in the axial direction from the projecting portions 17a and 18a so as to cross the grooves 17b and 18b on the downstream side of the oil outlet hole 52.
  • 18e is provided. That is, the flange portions 17e and 18e are configured to prevent the oil returned from the oil outlet hole 52 into the grooves 17b and 18b from flowing in the rotation direction S. For this reason, the oil returned from the oil outlet hole 52 into the grooves 17 b and 18 b flows along the axial direction toward the upstream end of the second bearing pad 32. As a result, the low-temperature oil flowing in the grooves 17 b and 18 b can be smoothly guided to the upstream side of the second bearing pad 32.
  • the oil outlet hole 52 may be provided to be inclined so as to face the center side of the bearing device 10 in the axial direction. As a result, the flow direction of the low temperature oil returned from the oil outlet hole 52 into the grooves 17 b and 18 b is changed by the oil outlet hole 52 and smoothly guided to the upstream side of the second bearing pad 32.
  • each side plate 17, 18 may have an opening 54 a on the downstream side of the first bearing pad 30 and on the upstream side of the second bearing pad 32.
  • the protrusions 17a and 18a formed on the side plates 17 and 18 are interrupted on the downstream side of the first bearing pad 30 and on the upstream side of the second bearing pad 32, and the protrusions 17a and 18a.
  • Convex portions 17c, 18c and convex portions 17d, 18d projecting inward in the axial direction from the interrupted end portions are provided.
  • the convex part 17c and the convex part 17d are spaced apart from each other in the circumferential direction, and an opening 54a is formed by the respective wall surfaces of the convex part 17c and the convex part 17d and the inner peripheral surface of the side plate 17.
  • the convex part 18c and the convex part 18d are spaced apart from each other in the circumferential direction, and an opening 54a is formed by the respective wall surfaces of the convex part 18c and the convex part 18d and the inner peripheral surface of the side plate 18.
  • the opening 54a is formed by a recess in which the edge on the inner peripheral surface side of the side plates 17 and 18 is recessed in the radial direction.
  • the relatively low temperature oil flowing in the grooves 17 b and 18 b extending in the circumferential direction along the side surface of the first bearing pad 30 is allowed to flow downstream of the first bearing pad 30. Since the oil is returned between the side end portion and the upstream end portion of the second bearing pad 32, a relatively low temperature oil is provided between the inner peripheral surface 32 a of the second bearing pad 32 and the outer peripheral surface of the rotor shaft 2. And the temperature rise of the second bearing pad 32 can be effectively suppressed.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by modifying the above-described embodiments and forms obtained by appropriately combining these forms.
  • the grooves 17 b and 18 b are formed by the protrusions 17 a and 18 a provided on the side plates 17 and 18.
  • the groove 17b may be formed by the provided fin 17a ′.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view along the axial direction of the side plate 17 in another embodiment.
  • the fin 17 a ′ is provided on the inner peripheral surface of the side plate 17, and rotates the rotor shaft 2 across the downstream end portion of the first bearing pad 30. It extends along the outer periphery of the rotor shaft 2 on both sides in the direction.
  • the groove 17b is formed by a recess defined by the fin, 17a ', and the inner peripheral surface of the side plate 17 on the lower half carrier ring 13 side than the fin 17a'.
  • the side plate 18 is omitted in the figure, the side plate 18 also has a groove 18b formed by fins. According to this configuration, by providing the fins 17 a ′ on the inner peripheral surfaces of the side plates 17 and 18 along the outer periphery of the rotor shaft 2, grooves (concave portions) can be formed with a simple configuration.
  • the portions other than the fins 17 a ′ of the outer peripheral surfaces of the side plates 17 and 18 function as the grooves 17 b and 18 b, a gap between the inner peripheral surface 30 a of the first bearing pad 30 and the outer peripheral surface of the rotor shaft 2. It is possible to sufficiently secure the flow path cross-sectional area of the grooves 17b and 18b for guiding the relatively low temperature oil leaking from the side to the side.
  • the side flow is returned between the downstream end portion of the first bearing pad 30 and the upstream end portion of the second bearing pad 32 by the oil guide portions 40 and 50.
  • the return position of a side flow may be between arbitrary adjacent bearing parts (20, 21, 30, 32).
  • two bearing portions adjacent in the circumferential direction among a plurality of bearing portions including a semi-annular bearing portion (guide metal 20, 21) and a bearing pad (30, 32). You may make it return a side flow in between.
  • FIG. 12 and FIG. 13 two bearing portions adjacent in the circumferential direction among a plurality of bearing portions including a semi-annular bearing portion (guide metal 20, 21) and a bearing pad (30, 32). You may make it return a side flow in between.
  • FIG. 12 and FIG. 13 two bearing portions adjacent in the circumferential direction among a plurality of bearing portions including a semi-annular bearing portion (guide metal 20, 21) and a bearing pad (30, 32). You may make it return a side flow in between.
  • expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained.
  • a shape including a part or the like is also expressed.
  • the expression “comprising”, “including”, or “having” one constituent element is not an exclusive expression that excludes the presence of the other constituent elements.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

軸受装置は、キャリアリングと、前記キャリアリングの内周側においてロータ軸の外周に沿って設けられた第1軸受部と、前記キャリアリングの内周側において前記第1軸受部よりも前記ロータ軸の回転方向下流側に前記ロータ軸の外周に沿って設けられた第2軸受部と、前記キャリアリングの軸方向における両側において、前記ロータ軸の外周に沿って設置された一対のサイドプレートと、を備え、各々の前記サイドプレートの内周面のうち前記キャリアリング側の領域には、前記第1軸受部の延設範囲の少なくとも一部において前記第1軸受部の側面に沿って周方向に延在する溝が形成されており、前記第1軸受部の内周面と前記ロータ軸の外周面との間の隙間から前記溝に流入した油を案内し、前記第1軸受部の下流側端部と前記第2軸受部の上流側端部との間に前記油を戻すように構成された油案内部をさらに備える。

Description

軸受装置および回転機械
 本開示は、回転軸を回転自在に支持するための軸受装置および回転機械に関する。
 一般に、蒸気タービンやガスタービン等の回転機械は、ロータ軸(回転軸)を回転自在に支持するための軸受装置を備えている。通常、ロータ軸の外周面と、該ロータ軸を支持する軸受部の軸受面との間には、これらの間の潤滑性を確保するために潤滑油が介在している。
 例えば、特許文献1には、回転軸の周方向に配置された複数の軸受パッドによってロータ軸を支持するように構成されたティルティングパッド軸受が記載されている。このティルティングパッド軸受においては、軸受パッドの上流側及び下流側に設けられた複数の給油ノズルから、ロータ軸の外周面と軸受パッドの軸受面との間に潤滑油が供給されるようになっている。なお、下半部キャリアリングの両端面にはサイドプレートが配置されており、給油ノズルから供給された潤滑油の外部への漏出を抑制するようになっている。
国際公開第2010/097990号 特開2016-011698号公報 特開2009-063015号公報
 しかしながら、特許文献1に記載されるティルティングパッド軸受においては、ロータ軸の回転に伴って軸受パッドの軸受面とロータ軸の外周面との間を上流側から下流側へ向けて流れる油は、軸受パッドの軸受面又はロータ軸の外周面との摩擦によって昇温する。そのため、下流側の軸受パッドほど摩擦熱が蓄積して高温化した油が流れるので、温度上昇が著しくなる。軸受パッドの過度な温度上昇は軸受装置の動作不良を引き起こす要因の一つとなる可能性があるため、軸受パッドの温度上昇を抑制する技術が求められている。
 この点、特許文献1には、軸受パッドの温度上昇を抑制するための具体的な対策については何ら開示されていない。
 上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、軸受部の温度上昇を効果的に抑制し得る軸受装置および回転機械を提供することを目的とする。
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る軸受装置は、
 キャリアリングと、
 前記キャリアリングの内周側においてロータ軸の外周に沿って設けられた第1軸受部と、
 前記キャリアリングの内周側において前記第1軸受部よりも前記ロータ軸の回転方向下流側に前記ロータ軸の外周に沿って設けられた第2軸受部と、
 前記キャリアリングの軸方向における両側において、前記ロータ軸の外周に沿って設置された一対のサイドプレートと、を備え、
 各々の前記サイドプレートの内周面のうち前記キャリアリング側の領域には、前記第1軸受部の延設範囲の少なくとも一部において前記第1軸受部の側面に沿って周方向に延在する溝が形成されており、
 前記第1軸受部の内周面と前記ロータ軸の外周面との間の隙間から前記溝に流入した油を案内し、前記第1軸受部の下流側端部と前記第2軸受部の上流側端部との間に前記油を戻すように構成された油案内部をさらに備えることを特徴とする。
 上記(1)の軸受装置によれば、第1軸受部の側面に沿って周方向に延在する溝を流れる比較的低温の油が、油案内部によって第1軸受部の下流側端部と第2軸受部の上流側端部との間に戻されるようになっている。そのため、第2軸受部の内周面とロータ軸の外周面との間に比較的低温の油を供給することができ、第2軸受部の温度上昇を効果的に抑制できる。
(2)一実施形態では、上記(1)の構成において、
 前記油案内部は、前記溝内において前記キャリアリング側に迫り出すように各々の前記サイドプレートに設けられた整流壁を含み、
 前記整流壁は、前記ロータ軸の回転方向下流側に向かうにつれて前記キャリアリングに近づくように、前記ロータ軸の軸方向に直交する方向に対して傾斜している。
 上記(2)の構成によれば、油案内部が、溝内においてキャリアリング側に迫り出すように各々のサイドプレートに設けられた整流壁を含むので、整流壁によって、溝を流れる油の流れ方向を第2軸受部の幅方向中央側へ向くように変化させることができる。また、整流壁は、ロータ軸の回転方向下流側に向かうにつれてキャリアリングに近づくように、ロータ軸の軸方向に直交する方向に対して傾斜しているので、溝内における油の流れ(サイドフロー)を阻害せず円滑に流れ方向を変化させることができる。
(3)他の実施形態では、上記(1)又は(2)の構成において、
 前記油案内部は、前記溝にそれぞれ開口する油入口孔および油出口孔との間を連通するように前記サイドプレートの内部に設けられた内部流路を含み、
 前記油入口孔は、前記第1軸受部の側方に位置するように設けられ、
 前記油出口孔は、前記第1軸受部の下流側端部と前記第2軸受部の上流側端部との間の周方向位置に設けられている。
 上記(3)の構成によれば、溝内における油の流れ(サイドフロー)は、第1軸受部の側方の油入口孔から内部流路を通って、第1軸受部の下流側端部と第2軸受部の上流側端部との間に設けられた油出口孔から溝内に戻るようになっている。そのため、第1軸受部と第2軸受部との間のサイドフローの流路を前記内部流路に制限して、第1軸受部から第2軸受部側へ確実にサイドフローを導くことができる。
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(3)の何れかの構成において、
 前記溝は、前記第1軸受部および前記第2軸受部の延設範囲を含む周方向範囲において、前記ロータ軸の外周に沿って延在している。
 上記(4)の構成によれば、第1軸受部および第2軸受部の延設範囲を含む周方向範囲においてサイドプレートに設けられた溝を介して、第1軸受部の側方に漏れ出た比較的低温の油を第2軸受部の上流側端部に向けて下流側に導くことができる。
(5)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(4)の何れかの構成において、
 各々の前記サイドプレートの軸方向における全幅をWとし、前記溝の軸方向幅をWとしたとき、0.15W≦Wを満たす。
 これにより、溝の流路断面積を十分に確保することができ、第1軸受部の内周面とロータ軸の外周面との間の隙間から側方に漏れ出た比較的低温の油を油案内部に向けて下流側に効果的に導くことができる。
(6)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(5)の何れかの構成において、
 各々の前記サイドプレートの内周面に設けられ、前記第1軸受部の下流側端部を挟んで前記ロータ軸の回転方向における両側において前記ロータ軸の外周に沿って延在するフィンをさらに備え、
 前記溝は、前記フィンと該フィンよりも前記キャリアリング側の前記サイドプレートの内周面とで画定される凹部によって形成される。
 上記(6)の構成によれば、ロータ軸の外周に沿ってサイドプレートの内周面にフィンを設けることで、簡素な構成で以って溝(凹部)を形成することができる。また、サイドプレートの外周面のうちフィン以外の部位が溝として機能するため、第1軸受部の内周面とロータ軸の外周面との間の隙間から側方に漏れ出た比較的低温の油を導くための溝の流路断面積を十分に確保することができる。
(7)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(6)の何れかの構成において、
 各々の前記サイドプレートの内周面と前記ロータ軸の外周面との間の隙間は、前記第1軸受部の延設範囲の少なくとも一部の周方向領域の方が、前記第1軸受部の上流側端部よりも上流側、且つ、前記第2軸受部の下流側端部よりも下流側の周方向範囲の少なくとも一部に比べて狭い。
 上記(7)のように、第1軸受部の延設範囲の少なくとも一部の周方向領域におけるサイドプレート内周面とロータ軸外周面との間の隙間を比較的小さくすることで、溝内における比較的低温の油が前記隙間を介して外部に排出されることを抑制できる。これにより、油案内部によって第2軸受部に向けて導かれる比較的低温の油(溝内を流れる油)の流量を十分に確保することができる。
(8)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(7)の何れかの構成において、
 前記溝の底面は、前記第1軸受部の外周面に比べて、前記キャリアリングの半径方向における内側に位置する。
 上記(8)の構成によれば、溝が第1軸受部の外周面よりもキャリアリングの半径方向内側に位置するので、サイドプレートの溝の底面及び側面と第1軸受部の側面とで囲まれる空間に第1軸受部から側方に漏れ出た比較的低温の油を受け入れることができる。
(9)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(8)の何れかの構成において、
 前記キャリアリングの上半領域の内周側に設けられ、前記ロータ軸の跳ね上がりを上方から押さえ込むように構成された半円環軸受部をさらに備え、
 前記第1軸受部および前記第2軸受部は、それぞれ、前記キャリアリングの下半領域の内周側に設けられ、前記ロータ軸を下方から支えるように構成された一対の軸受パッドである。
 上記(9)の構成によれば、キャリアリングの上半領域の内周側に半円環軸受部が設けられているので、半円環軸受部によってロータ軸の跳ね上がりを押さえ込むことができ、ロータ軸の跳ね上がりによる回転機械各部の破損等を防止できる。また、キャリアリングの下半領域に第1軸受部および第2軸受部(一対の軸受パッド)が設けられているので、一対の軸受パッドによってロータ軸を適切に支持できる。
(10)本発明の少なくとも一実施形態に係る回転機械は、
 上記(1)乃至(9)の何れか一に記載の軸受装置と、
 前記軸受装置によって支持される回転軸と、を備えることを特徴とする。
 上記(10)の回転機械によれば、軸受装置の第2軸受部の温度上昇を抑制可能であるため、回転機械の円滑な運転が可能となる。
 本発明の少なくとも一実施形態によれば、第1軸受部の側面に沿って周方向に延在する溝を流れる比較的低温の油を、第1軸受部の下流側端部と第2軸受部の上流側端部との間に戻すようにしたので、第2軸受部の内周面とロータ軸の外周面との間に比較的低温の油を供給することができ、第2軸受部の温度上昇を効果的に抑制できる。
一実施形態に係る軸受装置の軸方向に沿った断面図である。 図1のA-A線断面図である。 一実施形態に係る軸受装置の下半領域を部分的に示す斜視図である。 図3に示した軸受装置の下半領域をC方向から視た展開図である。 図3に示した軸受装置の下半領域のD-D線断面図である。 図3に示した軸受装置の下半領域のE-E線断面図である。 他の実施形態に係る軸受装置の下半領域を部分的に示す斜視図である。 図7に示した軸受装置の下半領域をF方向から視た展開図である。 図7に示した軸受装置の下半領域のG-G線断面図である。 図7に示した軸受装置の下半領域のH方向矢視図である。 他の実施形態におけるサイドプレートの構成例を示す断面図である。 他の実施形態における軸受装置の下半領域を部分的に示す断面図(図4に対応)である。 さらに他の実施形態における軸受装置の下半領域を部分的に示す断面図(図8に対応)である。
 以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
 なお、本明細書において、「上半部」、「上半領域」等の用語中の「上半」とは、鉛直方向(重力方向)における上側の部位を指す。同様に、本明細書において、「下半部」、「下半領域」等の用語中の「下半」とは、鉛直方向(重力方向)における下側の部位を指す。
 最初に、図1及び図2を参照して、幾つかの実施形態に係る軸受装置10に共通の全体構成について説明する。
 図1は、一実施形態に係る軸受装置10の軸方向に沿った断面図である。図2は、図1のA-A線断面図である。なお、図2は軸方向に直交する断面である。また、本実施形態において軸方向とは、軸受装置10に支持されるロータ軸2の中心軸線Oの方向であり、径方向とはロータ軸2の半径方向であり、周方向とはロータ軸2の周方向である。
 図1及び図2に示す軸受装置10は、潤滑方式(給油方式)として直接潤滑方式を採用したティルティングパッド軸受(ジャーナル軸受)であり、下半領域に第1軸受部(第1軸受パッド30)及び第2軸受部(第2軸受パッド32)が配置された構成を有している。以下、図示される軸受装置10について例示的に説明するが、本実施形態に係る軸受装置10はこの構成に限定されるものではない。例えば、他の実施形態に係る軸受装置10は、スラスト軸受であってもよいし、潤滑方式として、油浴方式や他の潤滑方式を採用してもよい。また、他の実施形態においては、上半領域にもさらに2個の軸受パッドが配置され、周方向に計4個の軸受パッドが取り付けられた構成であってもよいし、下半領域に3個以上の軸受パッドが取り付けられた構成であってもよい。
 なお、本実施形態に係る軸受装置10が適用される回転機械1としては、ガスタービンや蒸気タービン(例えば原子力プラントの蒸気タービン)や機械駆動用タービン等のタービン、風力発電装置等の風力機械、または過給機などが挙げられる。
 ここで、回転機械1は、回転駆動されるロータ軸2と、ロータ軸2を収容する軸受ハウジング(不図示)と、ロータ軸2を支持するための軸受装置10と、を備える。
 一実施形態において、軸受装置10は、回転機械1の軸受ハウジング(不図示)に取り付けられたキャリアリング11と、キャリアリング11の軸方向における両側に配置された一対のサイドプレート17,18と、キャリアリング11の内周側に配置された第1軸受パッド30及び第2軸受パッド32と、を備える。
 また、軸受装置10は、第2軸受パッド32の温度上昇を抑制するための構成として、油案内部40,50(図3及び図7参照)をさらに備える。なお、油案内部40,50を含む構成については後述する。
 以下、軸受装置10の各部材の具体的な構成例について説明する。
 キャリアリング11は、上半部キャリアリング12及び下半部キャリアリング13を含む。上半部キャリアリング12及び下半部キャリアリング13は、それぞれ、軸方向に直交する断面が半円弧状となるような内周面12a,13a及び外周面12b,13bを有している。なお、図示される例では、キャリアリング11が上半部キャリアリング12及び下半部キャリアリング13に分割された構成を示しているが、キャリアリング11は一体構造であってもよい。
 キャリアリング11の軸方向の両端側には、ロータ軸2の外周に沿って、一対のサイドプレート17,18が配置されている。サイドプレート17,18は、円板状に形成されており、中央にロータ軸2が貫通する穴が形成されている。これらのサイドプレート17,18によって、後述する給油ノズル25~29から供給される潤滑油の外部への漏出を適度に抑制するようになっている。
 上半部キャリアリング12は、主としてロータ軸2の跳ね上がりを上方から押え込むために、内周面12aにガイドメタル(半円環軸受部)20,21が取り付けられている。例えば、上半部キャリアリング12の軸方向の両端側で且つサイドプレート17,18よりも軸方向において内側に、一対のガイドメタル20,21が取り付けられている。ガイドメタル20,21は、半円形状に形成されている。
 このように、上半部キャリアリング12の内周側にガイドメタル20,21が設けられているので、ガイドメタル20,21によってロータ軸2の跳ね上がりを押さえ込むことができ、ロータ軸2の跳ね上がりによる部品の破損等を防止できる。なお、キャリアリング11が、上半部キャリアリング12及び下半部キャリアリング13に分割された構造ではなく一体構造である場合、あるいは3以上に分割された構造である場合、ガイドメタル20,21は、キャリアリング11の上半領域に設けられていればよい。
 上半部キャリアリング12及び下半部キャリアリング13には、少なくとも一本の給油ノズル25~29が設けられている。
 図2に示す例では、ロータ軸2が図中矢印Sに示すように時計回りに回転する場合、ロータ軸2の回転方向Sにおいて上流側から第1給油ノズル25、第2給油ノズル26、第3給油ノズル27、第4給油ノズル28、第5給油ノズル29を含む計5本の給油ノズルが設けられている。第1給油ノズル25及び第2給油ノズル26は、上流側に位置する第1軸受パッド30よりも上流側に、周方向に並んで配置されている。第2給油ノズル26と軸受パッド30の上流側端部との間には間隙が設けられていてもよい。第3給油ノズル27及び第4給油ノズル28は、第1軸受パッド30と、該第1軸受パッド30よりも下流側に位置する第2軸受パッド32との間に、周方向に並んで配置されている。第1軸受パッド30の下流側端部と第3給油ノズル27との間には間隙が設けられていてもよい。第4給油ノズル28と第2軸受パッド32の上流側端部との間には間隙が設けられていてもよい。第5給油ノズル29は、第2軸受パッド32よりも下流側に配置されている。第5給油ノズル29と第2軸受パッド32との間には間隙が設けられていてもよい。
 キャリアリング11の内部には、潤滑油供給路(不図示)が形成されている。潤滑油供給路に供給された潤滑油は各給油ノズル25~29に送られて、各給油ノズル25~29から軸受パッド30,32の近傍に噴出される。
 第1軸受パッド30および第2軸受パッド32は、下半部キャリアリング13の内周側に設けられ、ロータ軸2を下方から支えるように構成されている。
 第1軸受パッド30は、下半部キャリアリング13の内周側においてロータ軸2の外周に沿って設けられている。
 第2軸受パッド32は、下半部キャリアリング13の内周側において第1軸受パッド30よりもロータ軸2の回転方向Sの下流側にロータ軸2の外周に沿って設けられている。
 このように、下半部キャリアリング13に第1軸受パッド30および第2軸受パッド32が設けられているので、第1軸受パッド30および第2軸受パッド32によってロータ軸2を適切に支持できる。
 なお、キャリアリング11が、上半部キャリアリング12及び下半部キャリアリング13に分割された構造ではなく一体構造である場合、あるいは3以上に分割された構造である場合、第1軸受パッド30および第2軸受パッド32は、キャリアリング11の下半領域に設けられていればよい。
 また、第1軸受パッド30及び第2軸受パッド32は、周方向に隣り合う2個の軸受パッドを指すものであって、特定の軸受パッドを指すものではない。例えば、回転方向Sの上流側から順に3個の軸受パッドが設けられた構成において、最上流の軸受パッド及び中間の軸受パッドに着目した場合、最上流の軸受パッドが第1軸受パッド30となり、中間の軸受パッドが第2軸受パッド32となる。あるいは、中間の軸受パッド及び最下流の軸受パッドに着目した場合、中間の軸受パッドが第1軸受パッド30となり、最下流の軸受パッドが第2軸受パッド32となる。
 次に、図3乃至図13を参照して、油案内部40,50とその周辺構造について具体的に説明する。
 幾つかの実施形態に係る軸受装置10において、油案内部40,50は、各々のサイドプレート17,18の内周面のうち下半部キャリアリング13側の領域に、第1軸受パッド30の延設範囲の少なくとも一部において第1軸受パッド30の側面に沿って周方向に延在する溝17b,18bが形成されている。例えば、溝17b,18bは、各々のサイドプレート17,18の内周面に設けられた突出部17a,18aと、該突出部17a,18aよりも下半部キャリアリング13側のサイドプレート17,18の内周面とで画定される凹部によって形成される。突出部17a,18aは、第1軸受パッド30の下流側端部を挟んでロータ軸2の回転方向Sにおける両側においてロータ軸2の外周に沿って延在している。このように、ロータ軸2の外周に沿ってサイドプレート17,18の内周面に突出部17a,18aを設けることで、簡素な構成で以って溝(凹部)17b,18bを形成することができる。
 溝17b,18bは、第1軸受パッド30および第2軸受パッド32の延設範囲を含む周方向範囲において、ロータ軸2の外周に沿って延在していてもよい。
 これにより、第1軸受パッド30および第2軸受パッド32の延設範囲を含む周方向範囲においてサイドプレート17,18に設けられた溝17b,18bを介して、第1軸受パッド30の側方に漏れ出た比較的低温の油を第2軸受パッド32の上流側端部に向けて下流側に導くことができる。
 溝17b,18bの底面(ロータ軸2の外周面に対向する面)は、第1軸受パッド30の外周面30bに比べて、下半部キャリアリング13の半径方向における内側に位置する。
 この構成によれば、溝17b,18bが第1軸受パッド30の外周面30bよりも径方向内側に位置するので、溝17b,18bを流れる油が第1軸受パッド30の外周面30bに流入することを防げる。
 なお、溝17b,18bの底面は、第2軸受パッド32の外周面32bに比べて、下半部キャリアリング13の半径方向における内側に位置するようにしてもよい。
 また、図4及び図8に示すように、各々のサイドプレート17,18の軸方向における全幅をWとし、溝17b,18bの軸方向幅をWとしたとき、0.15W≦Wを満たすようにしてもよい。
 これにより、溝17b,18bの流路断面積を十分に確保することができ、第1軸受パッド30の内周面30aとロータ軸2の外周面との間の隙間から側方に漏れ出た比較的低温の油を油案内部40,50に向けて下流側に効果的に導くことができる。
 一実施形態における軸受装置10は、各々のサイドプレート17,18の内周面のうち下半部キャリアリング13側の領域に、第1軸受パッド30の延設範囲の少なくとも一部において第1軸受パッド30の側面に沿って周方向に延在する溝17b,18bが形成されている。例えば、溝17b,18bは、各々のサイドプレート17,18の内周面に設けられた突出部17a,18aと、該突出部17a,18aよりも下半部キャリアリング13側のサイドプレート17,18の内周面とで画定される凹部によって形成される。突出部17a,18aは、第1軸受パッド30の下流側端部を挟んでロータ軸2の回転方向Sにおける両側においてロータ軸2の外周に沿って延在している。このように、ロータ軸2の外周に沿ってサイドプレート17,18の内周面に突出部17a,18aを設けることで、簡素な構成で以って溝(凹部)17b,18bを形成することができる。
 溝17b,18bは、第1軸受パッド30および第2軸受パッド32の延設範囲を含む周方向範囲において、ロータ軸2の外周に沿って延在していてもよい。
 これにより、第1軸受パッド30および第2軸受パッド32の延設範囲を含む周方向範囲においてサイドプレート17,18に設けられた溝17b,18bを介して、第1軸受パッド30の側方に漏れ出た比較的低温の油を第2軸受パッド32の上流側端部に向けて下流側に導くことができる。
 溝17b,18bの底面(ロータ軸2の外周面に対向する面)は、第1軸受パッド30の外周面30bに比べて、下半部キャリアリング13の半径方向における内側に位置する。
 この構成によれば、溝17b,18bが第1軸受パッド30の外周面30bよりも径方向内側に位置するので、溝17b,18bを流れる油が第1軸受パッド30の外周面30bに流入することを防げる。
 なお、溝17b,18bの底面は、第2軸受パッド32の外周面32bに比べて、下半部キャリアリング13の半径方向における内側に位置するようにしてもよい。
 また、図4及び図8に示すように、各々のサイドプレート17,18の軸方向における全幅をWとし、溝17b,18bの軸方向幅をWとしたとき、0.15W≦Wを満たすようにしてもよい。
 これにより、溝17b,18bの流路断面積を十分に確保することができ、第1軸受パッド30の内周面30aとロータ軸2の外周面との間の隙間から側方に漏れ出た比較的低温の油を油案内部40,50に向けて下流側に効果的に導くことができる。
 一実施形態において、各々のサイドプレート17,18の内周面とロータ軸2の外周面との間の隙間は、第1軸受パッド30の延設範囲の少なくとも一部の周方向領域の方が、第1軸受パッド30の上流側端部よりも上流側、且つ、第2軸受パッド32の下流側端部よりも下流側の周方向範囲の少なくとも一部に比べて狭い。
 これにより、第1軸受部の延設範囲の少なくとも一部の周方向領域におけるサイドプレート17,18の内周面とロータ軸2の外周面との間の隙間を比較的小さくすることで、溝17b,18b内における比較的低温の油が前記隙間を介して外部に排出されることを抑制できる。これにより、油案内部40,50によって第2軸受パッド32に向けて導かれる比較的低温の油(溝内を流れる油)の流量を十分に確保することができる。
 図3乃至図12に示すように、幾つかの実施形態では、軸受装置10は、上記構成に加えて、油案内部40,50をさらに備える。
 油案内部40,50は、第1軸受パッド30の内周面30aとロータ軸2の外周面との間の隙間から溝17b,18bに流入した油を案内し、第1軸受パッド30の下流側端部と第2軸受パッド32の上流側端部との間に油を戻すように構成されている。
 上記構成によれば、第1軸受パッド30の側面に沿って周方向に延在する溝17b,18bを流れる比較的低温の油が、油案内部40,50によって第1軸受パッド30の下流側端部と第2軸受パッド32の上流側端部との間に戻されるようになっている。そのため、第2軸受パッド32の内周面とロータ軸2の外周面との間に比較的低温の油を供給することができ、第2軸受パッド32の温度上昇を効果的に抑制できる。
 なお、第1軸受パッド30の下流側端部と第2軸受パッド32の上流側端部との間には、上述した給油ノズル(第3給油ノズル27及び第4給油ノズル28)が設けられている。給油ノズル27,28の油噴出孔27b,28bから噴出した油は、第2軸受パッド32の内周面32aとロータ軸2の外周面との間に供給されるようになっている。そのため、サイドプレート17,18の内周面とロータ軸2の外周面との間の隙間から外部へ油が漏れ出るような場合であっても、第2軸受パッド32の内周面32aとロータ軸2の外周面との間に、良好な潤滑性を確保し得る十分な量の油を供給することができる。
 続いて、各実施形態に係る軸受装置10について、それぞれ詳細に説明する。
 図3は、一実施形態に係る軸受装置10の下半領域を部分的に示す斜視図である。図4は、図3に示した軸受装置10の下半領域をC方向から視た展開図である。図5は、図3に示した軸受装置10の下半領域のD-D線断面図である。図6は、図3に示した軸受装置10の下半領域のE-E線断面図である。
 一実施形態に係る軸受装置10において、油案内部40は、溝17b,18b内において下半部キャリアリング13側に迫り出すように各々のサイドプレート17,18に設けられた整流壁41を含む。
 整流壁41は、ロータ軸2の回転方向Sの下流側に向かうにつれて下半部キャリアリング13に近づくように、ロータ軸2の軸方向に直交する方向に対して傾斜した傾斜面41aを有している。図示される例では、整流壁41は、平面視(図3のC方向矢視)において、一辺が傾斜面41aである三角形状を有している。あるいは、図示しないが整流壁41は、傾斜面41aを有する板状に形成されてもよい。また、図示される例では、傾斜面41aは平面形状となっている。あるいは、図示しないが傾斜面41aは、平面視において回転方向Sの下流側に凸の湾曲面形状であってもよい。また、整流壁41は、回転方向Sにおいて、第2軸受パッド32よりも上流側に位置してもよい。あるいは、整流壁41は、回転方向Sにおいて、第2軸受パッド32よりも上流側、且つ、第1軸受パッド30よりも下流側に位置してもよい。
 上記構成によれば、油案内部40が、溝17b,18b内において下半部キャリアリング13側に迫り出すように各々のサイドプレート17,18に設けられた整流壁41を含むので、整流壁41によって、溝17b,18bを流れる油の流れ方向を第2軸受パッド32の幅方向中央側へ向くように変化させることができる。また、整流壁41は、ロータ軸2の回転方向Sの下流側に向かうにつれて下半部キャリアリング13に近づくように、ロータ軸2の軸方向に直交する方向に対して傾斜した傾斜面41aを有しているので、溝17b,18bの内部における油の流れを阻害せず円滑に流れ方向を変化させることができる。
 図7は、他の実施形態に係る軸受装置10の下半領域を部分的に示す斜視図である。図8は、図7に示した軸受装置10の下半領域をF方向から視た展開図である。図9は、図7に示した軸受装置10の下半領域のG-G線断面図である。図10は、図7に示した軸受装置10の下半領域のH-H線断面図である。図11は、図7に示した軸受装置10の変形例を示す断面図(図4に対応)である。図12は、図7に示した軸受装置10の他の変形例を示す断面図(図8に対応)である。
 他の実施形態に係る軸受装置10において、油案内部50は、溝17b,18bにそれぞれ開口する油入口孔51および油出口孔52との間を連通するようにサイドプレート17,18の内部に設けられた内部流路53を含む。油入口孔51は、第1軸受パッド30の側方に位置するように設けられている。具体的には、油入口孔51は、溝17b,18bの底面(ロータ軸2に対向する面)に開口しており、少なくとも一つ以上設けられている。油出口孔52は、第1軸受パッド30の下流側端部と第2軸受パッド32の上流側端部との間の周方向位置に設けられている。具体的には、油出口孔52は、溝17b,18bの底面(ロータ軸2に対向する面)に開口しており、少なくとも一つ以上設けられている。図示される例では、内部流路53は、複数の油入口孔51から径方向外側へそれぞれ延在する複数の第1径方向流路53aと、複数の油出口孔52から径方向外側へそれぞれ延在する複数の第2径方向流路53bと、複数の第1径方向流路53aおよび複数の第2径方向流路53bに連通し、周方向に延在した1本の周方向流路53cと、を含んでいる。
 この実施形態においては、溝17b,18b内における油の流れ(サイドフロー)は、第1軸受パッド30の側方の油入口孔51から内部流路53を通って、第1軸受パッド30の下流側端部と第2軸受パッド32の上流側端部との間に設けられた油出口孔52から溝17b,18b内に戻るようになっている。そのため、第1軸受パッド30と第2軸受パッド32との間のサイドフローの流路を前記内部流路53に制限して、第1軸受パッド30から第2軸受パッド32側へ確実にサイドフローを導くことができる。
 また、一実施形態において、サイドプレート17,18には、油出口孔52よりも下流側において溝17b,18bを横断するように、突出部17a,18aから軸方向内側に張り出したフランジ部17e,18eが設けられている。すなわち、フランジ部17e,18eは、油出口孔52から溝17b,18b内に戻された油が、回転方向Sに流れることを阻止するように構成されている。このため、油出口孔52から溝17b,18b内に戻された油は、第2軸受パッド32の上流側端部へ向けて軸方向に沿って流れる。これにより、溝17b,18b内を流れる低温の油を、第2軸受パッド32の上流側へ円滑に導くことができる。
 他の実施形態では、油出口孔52が、軸方向における軸受装置10の中心側を向くように傾斜して設けられていてもよい。これにより、油出口孔52から溝17b,18b内に戻された低温の油は、油出口孔52によって流れ方向が転換され、第2軸受パッド32の上流側へ円滑に導かれることとなる。
 上記構成において、各サイドプレート17,18には、第1軸受パッド30の下流側、且つ、第2軸受パッド32の上流側に開口部54aが形成されていてもよい。具体的には、サイドプレート17,18に形成された突出部17a,18aは、第1軸受パッド30の下流側、且つ、第2軸受パッド32の上流側において途切れており、突出部17a,18aの途切れた端部から軸方向内側へ向けて突出した凸部17c,18c及び凸部17d,18dが設けられている。凸部17c及び凸部17dは周方向に離間して配置されており、凸部17c及び凸部17dの各壁面とサイドプレート17の内周面とによって開口部54aが形成されている。同様に、凸部18c及び凸部18dは周方向に離間して配置されており、凸部18c及び凸部18dの各壁面とサイドプレート18の内周面とによって開口部54aが形成されている。すなわち、開口部54aは、サイドプレート17,18の内周面側の縁部が径方向に凹んだ凹部から形成されている。そして、開口部54aを介して、第1軸受パッド30の下流側端部と第2軸受パッド32の上流側端部との間の空間と、軸受装置10の外部空間とが、軸方向において連通している。この開口部54aによれば、第1軸受パッド30の内周面30aとロータ軸2の外周面との間においてロータ軸2の周方向に向けて流れる高温の油の一部が、第2軸受パッド32の内周面32aとロータ軸2の外周面との間に流入する前に、サイドプレート17,18に形成された開口部54aを介して排出され、第2軸受パッド32の温度上昇の抑制に寄与する。
 上述したように、本発明の実施形態によれば、第1軸受パッド30の側面に沿って周方向に延在する溝17b,18bを流れる比較的低温の油を、第1軸受パッド30の下流側端部と第2軸受パッド32の上流側端部との間に戻すようにしたので、第2軸受パッド32の内周面32aとロータ軸2の外周面との間に比較的低温の油を供給することができ、第2軸受パッド32の温度上昇を効果的に抑制できる。
 本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
 例えば、図3乃至図10に示す実施形態では、サイドプレート17,18に設けられた突出部17a,18aによって溝17b,18bが形成されているが、図11に示すように、サイドプレート17に設けられたフィン17a’によって溝17bが形成されてもよい。ここで、図11は、他の実施形態におけるサイドプレート17の軸方向に沿った断面図である。上述した図3及び図7、並びに図13を参照して、フィン17a’は、サイドプレート17の内周面に設けられ、第1軸受パッド30の下流側端部を挟んでロータ軸2の回転方向における両側においてロータ軸2の外周に沿って延在する。そして、溝17bは、フィンと17a’と該フィン17a’よりも下半部キャリアリング13側のサイドプレート17の内周面とで画定される凹部によって形成される。なお、同図においてサイドプレート18は省略しているが、サイドプレート18においてもフィンによって溝18bが形成される。この構成によれば、ロータ軸2の外周に沿ってサイドプレート17,18の内周面にフィン17a’を設けることで、簡素な構成で以って溝(凹部)を形成することができる。また、サイドプレート17,18の外周面のうちフィン17a’以外の部位が溝17b,18bとして機能するため、第1軸受パッド30の内周面30aとロータ軸2の外周面との間の隙間から側方に漏れ出た比較的低温の油を導くための溝17b,18bの流路断面積を十分に確保することができる。
 さらに、図3乃至図10に示す実施形態では、油案内部40,50によって、第1軸受パッド30の下流側端部と第2軸受パッド32の上流側端部との間にサイドフローを戻す構成となっているが、サイドフローの戻し位置は、隣接する任意の軸受部(20,21,30,32)の間であってもよい。
 例えば、図12及び図13に示すように、半円環軸受部(ガイドメタル20,21)および軸受パッド(30,32)を含む複数の軸受部のうち、周方向に隣接する2つの軸受部間にサイドフローを戻すようにしてもよい。図12に示す例示的な実施形態では、半円環軸受部(ガイドメタル20,21)と第1軸受パッド30との間、第1軸受パッド30と第2軸受パッド32との間、および、第2軸受パッド32と半円環軸受部(ガイドメタル20,21)との間に整流壁41が設けられている。また、図13に示す例示的な実施形態では、内部流路53を通過した油が、半円環軸受部(ガイドメタル20,21)と第1軸受パッド30との間、第1軸受パッド30と第2軸受パッド32との間、および、第2軸受パッド32と半円環軸受部(ガイドメタル20,21)との間に、それぞれ戻されるようになっている。
 例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
 例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
 例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
 一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
1    回転機械
2    ロータ軸
10   軸受装置
11   キャリアリング
12   上半部キャリアリング
13   下半部キャリアリング
17,18   サイドプレート
17a,18a 突出部
17a’ フィン
17b,18b 溝
20,21   ガイドメタル(半円環軸受部)
25~29   給油ノズル
30   第1軸受パッド
32   第2軸受パッド
40   油案内部
41   整流壁
41a  傾斜面
42a  開口部
43   内部流路
50   油案内部
51   油入口孔
52   油出口孔
53   内部流路
53a  第1径方向流路
53b  第2径方向流路
53c  周方向流路
 
 

Claims (10)

  1.  キャリアリングと、
     前記キャリアリングの内周側においてロータ軸の外周に沿って設けられた第1軸受部と、
     前記キャリアリングの内周側において前記第1軸受部よりも前記ロータ軸の回転方向下流側に前記ロータ軸の外周に沿って設けられた第2軸受部と、
     前記キャリアリングの軸方向における両側において、前記ロータ軸の外周に沿って設置された一対のサイドプレートと、を備え、
     各々の前記サイドプレートの内周面のうち前記キャリアリング側の領域には、前記第1軸受部の延設範囲の少なくとも一部において前記第1軸受部の側面に沿って周方向に延在する溝が形成されており、
     前記第1軸受部の内周面と前記ロータ軸の外周面との間の隙間から前記溝に流入した油を案内し、前記第1軸受部の下流側端部と前記第2軸受部の上流側端部との間に前記油を戻すように構成された油案内部をさらに備えることを特徴とする軸受装置。
  2.  前記油案内部は、前記溝内において前記キャリアリング側に迫り出すように各々の前記サイドプレートに設けられた整流壁を含み、
     前記整流壁は、前記ロータ軸の回転方向下流側に向かうにつれて前記キャリアリングに近づくように、前記ロータ軸の軸方向に直交する方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の軸受装置。
  3.  前記油案内部は、前記溝にそれぞれ開口する油入口孔および油出口孔との間を連通するように前記サイドプレートの内部に設けられた内部流路を含み、
     前記油入口孔は、前記第1軸受部の側方に位置するように設けられ、
     前記油出口孔は、前記第1軸受部の下流側端部と前記第2軸受部の上流側端部との間の周方向位置に設けられたことを特徴とする請求項1又は2に記載の軸受装置。
  4.  前記溝は、前記第1軸受部および前記第2軸受部の延設範囲を含む周方向範囲において、前記ロータ軸の外周に沿って延在していることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の軸受装置。
  5.  各々の前記サイドプレートの軸方向における全幅をWとし、前記溝の軸方向幅をWとしたとき、0.15W≦Wを満たすことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の軸受装置。
  6.  各々の前記サイドプレートの内周面に設けられ、前記第1軸受部の下流側端部を挟んで前記ロータ軸の回転方向における両側において前記ロータ軸の外周に沿って延在するフィンをさらに備え、
     前記溝は、前記フィンと該フィンよりも前記キャリアリング側の前記サイドプレートの内周面とで画定される凹部によって形成されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の軸受装置。
  7.  各々の前記サイドプレートの内周面と前記ロータ軸の外周面との間の隙間は、前記第1軸受部の延設範囲の少なくとも一部の周方向領域の方が、前記第1軸受部の上流側端部よりも上流側、且つ、前記第2軸受部の下流側端部よりも下流側の周方向範囲の少なくとも一部に比べて狭いことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の軸受装置。
  8.  前記溝の底面は、前記第1軸受部の外周面に比べて、前記キャリアリングの半径方向における内側に位置することを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の軸受装置。
  9.  前記キャリアリングの上半領域の内周側に設けられ、前記ロータ軸の跳ね上がりを上方から押さえ込むように構成された半円環軸受部をさらに備え、
     前記第1軸受部および前記第2軸受部は、それぞれ、前記キャリアリングの下半領域の内周側に設けられ、前記ロータ軸を下方から支えるように構成された一対の軸受パッドであることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の軸受装置。
  10.  請求項1乃至9の何れか一項に記載の軸受装置と、
     前記軸受装置によって支持される回転軸と、を備えることを特徴とする回転機械。
     
PCT/JP2016/073666 2016-08-10 2016-08-10 軸受装置および回転機械 WO2018029835A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/086,473 US10514058B2 (en) 2016-08-10 2016-08-10 Bearing device and rotary machine
PCT/JP2016/073666 WO2018029835A1 (ja) 2016-08-10 2016-08-10 軸受装置および回転機械
DE112016006520.5T DE112016006520T5 (de) 2016-08-10 2016-08-10 Lagervorrichtung und Rotationsmaschine
KR1020187027138A KR102058810B1 (ko) 2016-08-10 2016-08-10 베어링 장치 및 회전 기계
CN201680084063.7A CN108884861B (zh) 2016-08-10 2016-08-10 轴承装置及旋转机械

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/073666 WO2018029835A1 (ja) 2016-08-10 2016-08-10 軸受装置および回転機械

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018029835A1 true WO2018029835A1 (ja) 2018-02-15

Family

ID=61161988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/073666 WO2018029835A1 (ja) 2016-08-10 2016-08-10 軸受装置および回転機械

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10514058B2 (ja)
KR (1) KR102058810B1 (ja)
CN (1) CN108884861B (ja)
DE (1) DE112016006520T5 (ja)
WO (1) WO2018029835A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018029834A1 (ja) * 2016-08-10 2018-02-15 三菱日立パワーシステムズ株式会社 軸受装置および回転機械
CN114483780A (zh) * 2021-12-23 2022-05-13 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种径向可倾瓦轴承的热油隔离导流结构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5738447A (en) * 1997-04-01 1998-04-14 Rotating Machinery Technology, Inc. Pad bearing assembly with fluid spray and blocker bar
US20020141670A1 (en) * 2001-03-28 2002-10-03 Nicholas John C. Sleeve bearing with bypass cooling
JP2010203481A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ジャーナル軸受
JP2016011698A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 株式会社日立製作所 ティルティングパッド型ジャーナル軸受
JP2016142311A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3617289A1 (de) * 1986-05-23 1987-11-26 Braunschweiger Huettenwerk Hydrodynamisches radialgleitlager
JP2001132737A (ja) 1999-11-01 2001-05-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸受装置、及び、タービン
JP2006112612A (ja) * 2004-09-15 2006-04-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸受装置
JP4930290B2 (ja) 2007-09-04 2012-05-16 株式会社日立プラントテクノロジー ティルティングパッド型ジャーナル軸受
JP2012011698A (ja) 2010-07-01 2012-01-19 Canon Inc 印刷装置、予約された印刷のスケジューリング方法及びプログラム
DE102012002713A1 (de) * 2012-02-14 2013-08-14 Voith Patent Gmbh Radiallager
JP6037916B2 (ja) 2013-03-29 2016-12-07 三菱日立パワーシステムズ株式会社 回転軸支持構造及び回転機械
JP6101135B2 (ja) 2013-04-03 2017-03-22 三菱重工業株式会社 軸受装置及び回転機械
FR3025577B1 (fr) * 2014-09-05 2016-12-23 Snecma Mecanisme d'entrainement d'organes de reglage de l'orientation des pales

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5738447A (en) * 1997-04-01 1998-04-14 Rotating Machinery Technology, Inc. Pad bearing assembly with fluid spray and blocker bar
US20020141670A1 (en) * 2001-03-28 2002-10-03 Nicholas John C. Sleeve bearing with bypass cooling
JP2010203481A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ジャーナル軸受
JP2016011698A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 株式会社日立製作所 ティルティングパッド型ジャーナル軸受
JP2016142311A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン

Also Published As

Publication number Publication date
KR102058810B1 (ko) 2019-12-23
CN108884861B (zh) 2020-04-21
DE112016006520T5 (de) 2018-11-22
US10514058B2 (en) 2019-12-24
US20190072128A1 (en) 2019-03-07
KR20180115754A (ko) 2018-10-23
CN108884861A (zh) 2018-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4930290B2 (ja) ティルティングパッド型ジャーナル軸受
WO2018029834A1 (ja) 軸受装置および回転機械
WO2016084937A1 (ja) ジャーナル軸受、回転機械
EP2103823B1 (en) Journal bearing device
JP5735715B2 (ja) テスラポンプを備えるメカニカルシールアセンブリ
WO2013046404A1 (ja) 直接潤滑方式ティルティングパッドジャーナル軸受
JP2014202268A (ja) 軸受装置及び回転機械
JP6440516B2 (ja) 軸受装置および回転機械
WO2016051916A1 (ja) 過給機
JP6410006B2 (ja) ティルティングパッド軸受及びターボ圧縮機
WO2018029835A1 (ja) 軸受装置および回転機械
JP5653790B2 (ja) 軸受装置及び回転機械
JP6460818B2 (ja) 軸受装置および回転機械
JP2008151239A (ja) ティルティングパッド型軸受
JP6174863B2 (ja) 軸受パッド、及び、それを用いた軸受装置並びに回転機械
KR20200122496A (ko) 축하중 지지 장치
JP2007309346A (ja) 回転軸支持構造
WO2018123235A1 (ja) ティルティングパッド型ジャーナル軸受
JP2016217364A (ja) ティルティングパッド型ジャーナル軸受
JP6849310B2 (ja) ジャーナル軸受および回転機械
JP2019056429A (ja) ティルティングパッドジャーナル軸受及びこれを用いた遠心圧縮機
JP7000010B2 (ja) ジャーナル軸受および回転機械
JP2006234036A (ja) 液体潤滑フォイル式動圧軸受
KR20210089745A (ko) 베어링 장치, 회전 기계, 및 노즐
JP2018105431A (ja) ジャーナル軸受およびターボチャージャ

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20187027138

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

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

Ref document number: 16912715

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16912715

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1