WO2019092929A1 - 過給機 - Google Patents

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WO2019092929A1
WO2019092929A1 PCT/JP2018/027491 JP2018027491W WO2019092929A1 WO 2019092929 A1 WO2019092929 A1 WO 2019092929A1 JP 2018027491 W JP2018027491 W JP 2018027491W WO 2019092929 A1 WO2019092929 A1 WO 2019092929A1
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WO
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header tank
lubricating oil
disk
stationary disk
air
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/027491
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English (en)
French (fr)
Inventor
貴也 二江
石崎　達也
啓道 大場
西田　英朗
はるな 小野
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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Filing date
Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/14—Lubrication of pumps; Safety measures therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/06—Arrangements of bearings; Lubricating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N23/00—Special adaptations of check valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N7/00—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated
    • F16N7/02—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated with gravity feed or drip lubrication

Definitions

  • the present invention relates to a turbocharger.
  • Priority is claimed on Japanese Patent Application No. 2017-217657, filed Nov. 10, 2017, the content of which is incorporated herein by reference.
  • Some superchargers used for a main ship of a ship, a large generator, etc. have a head tank for storing lubricating oil supplied to bearings.
  • the head tank is generally disposed above the bearing.
  • the lubricating oil is externally supplied to the head tank through the lubricating oil supply pipe, and is supplied to the bearing from the head tank.
  • a check valve is provided at the lubricating oil inlet, and only the flow of oil from the lubricating oil supply pipe toward the head tank is permitted by the check valve.
  • the check valve described in Patent Document 1 is pushed open by the lubricating oil fed from the lubricating oil supply pipe to the head tank during operation of the pump. Therefore, if the pump is stopped during operation of the supercharger and the supply of lubricating oil to the head tank is not performed, the check valve is closed to reduce the backflow of the lubricating oil from the head tank to the lubricating oil supply pipe it can.
  • a turbocharger includes a rotating shaft rotatably supported around a central axis, a turbine wheel provided on a first end side of the rotating shaft, and a rotating wheel of the rotating shaft.
  • a compressor wheel provided at the second end side, a thrust disk extending radially outward from the rotation shaft and rotating integrally with the rotation shaft, and a stationary disk facing the thrust disk in the central axis direction
  • a header tank for storing lubricating oil supplied to the gap between the thrust disk and the stationary disk, a pump for feeding the lubricating oil into the header tank, and lubrication for supplying the lubricating oil to the gap from the header tank
  • the oil supply passage is communicated with the inside and the outside of the header tank, and the air in the header tank is made to the outside as the oil amount of the lubricating oil in the header tank fluctuates.
  • the communication unit communicates between the inside and the outside of the header tank. Therefore, even if the amount of lubricating oil in the header tank fluctuates, The pressure of the air does not change. As a result, a pressure equivalent to the pressure outside the header tank acts on the lubricating oil in the header tank, and the supply of the lubricating oil from the header tank to the gap between the thrust disk and the stationary disk is stably performed. During operation of the supercharger, if the pump is stopped for any reason, the feed of lubricating oil from the pump to the header tank will not be performed.
  • the lubricating oil in the header tank is higher than the opening in the header tank of the communication portion, the lubricating oil flows into the communication pipe, and the communication between the inside and the outside of the header tank through the communication pipe is blocked. May be In this state, when the level of lubricating oil in the header tank decreases, the pressure of air in the header tank decreases. Then, the non-return valve provided in the air introduction part opens. Thus, air is introduced into the header tank from the outside of the header tank through the air introduction unit.
  • the stationary disk according to the first aspect has a flat surface orthogonal to the central axis on the side facing the thrust disk, and the thrust disk is the flat of the stationary disk.
  • a tapered land may be provided on the side opposite to the surface.
  • the header tank is provided with the air introduction portion and the check valve, so that the thrust from the header tank is caused even when the pump is stopped during operation of the turbocharger.
  • the lubricating oil can be stably supplied to the gap between the disk and the stationary disk.
  • the lubricating oil supply passage according to the second aspect is opened to the flat surface of the stationary disk, and a supply port for supplying the lubricating oil to the gap;
  • the flat plate may have an outer peripheral hole opened radially outward of the supply port and having a smaller opening area than the supply port.
  • the flat surface of the stationary disk is formed with a recess continuous from the outer peripheral hole along the flat surface. It is also good. With this configuration, the lubricating oil supplied to the gap between the thrust disk and the stationary disk through the outer peripheral hole passes through the recess and efficiently spreads in the gap between the thrust disk and the stationary disk. Thus, the lubricating oil can be more reliably supplied to the gap between the thrust disk and the stationary disk.
  • the recess according to the fourth aspect may extend radially outward of the central axis from the outer peripheral hole.
  • the stationary disk according to any one of the first to fifth aspects is opposed to the outer peripheral surface of the rotating shaft at an interval in the radial direction of the central axis. It has an inner circumferential surface. Further, a seal portion for suppressing the flow of air between the inner peripheral surface of the stationary disk and the outer peripheral surface of the rotating shaft is provided on the opposite side of the stationary disk with respect to the stationary disk in the central axis direction. It may be provided. With this configuration, when the pump is stopped during operation of the supercharger, the seal portion suppresses the flow of air between the inner circumferential surface of the stationary disk and the outer circumferential surface of the rotating shaft. Can.
  • FIG. 3 is a view showing a configuration of a thrust disk of the thrust bearing, and is a cross-sectional view taken along a line AA of FIG. 2;
  • FIG. 5 is a view showing a tapered land of the thrust disk, which is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 3;
  • FIG. 3 is a view showing a configuration of a stationary disk of the thrust bearing, which is a cross-sectional view taken along a line CC of FIG.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an entire configuration of a turbocharger according to a first embodiment of the present invention.
  • the supercharger 1A of this embodiment includes a rotating shaft 2, a turbine wheel 3, a compressor wheel 4, a radial bearing 5, a thrust bearing 6, and a header tank 40.
  • the supercharger 1A is mounted on a ship, for example, in a posture in which the central axis O of the rotation shaft 2 extends in the horizontal direction.
  • the rotation shaft 2 is rotatably supported around a central axis O by a housing (not shown) of the turbocharger 1A.
  • the rotating shaft 2 is provided by causing the first end 2a and the second end 2b on both sides in the central axis O direction to protrude to the outside of the housing.
  • the turbine wheel 3 is provided on the first end 2 a side of the rotation shaft 2.
  • the turbine wheel 3 rotates integrally with the rotating shaft 2 around the central axis O by the exhaust gas flow discharged from the main engine or the like of the ship.
  • the compressor wheel 4 is provided on the second end 2 b side of the rotating shaft 2.
  • the compressor wheel 4 rotates around the central axis O integrally with the rotating shaft 2.
  • the compressor wheel 4 compresses air introduced from the outside and supplies the compressed air to a master machine or the like.
  • the radial bearing 5 is provided in a housing (not shown) of the turbocharger 1A.
  • a plurality of radial bearings 5 are provided at intervals in the central axis O direction, and rotatably support the rotary shaft 2 around the central axis O.
  • the radial bearing 5 supports a load in the radial direction orthogonal to the central axis O of the rotating shaft 2.
  • Such a radial bearing 5 is formed by a sliding bearing or the like.
  • the thrust bearing 6 is provided in a housing (not shown) of the turbocharger 1A.
  • the thrust bearing 6 supports a load in the direction of the central axis O of the rotating shaft 2.
  • the thrust bearing 6 comprises a thrust disk 20 and a stationary disk 30.
  • the thrust disk 20 is disk-shaped and is formed to extend radially outward from the rotation shaft 2.
  • the thrust disk 20 rotates integrally with the rotating shaft 2.
  • the thrust disk 20 includes a tapered land 22 formed on the side 21 facing the stationary disk 30.
  • FIG. 2 is a view showing configurations of a thrust bearing and a header tank in the first embodiment of the turbocharger.
  • FIG. 3 is a view showing a configuration of a thrust disk of the thrust bearing, and is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 4 is a view showing a tapered land of the thrust disk, and is a cross-sectional view taken along the line B--B of FIG.
  • the tapered land 22 includes a lubricating oil receiving groove 23, an oiling groove 24 and a tapered portion 25.
  • the lubricating oil receiving groove 23 is formed on the radially inner portion of the side surface 21 of the thrust disk 20.
  • the lubricating oil receiving groove 23 is continuous in the circumferential direction around the central axis O.
  • the lubricating oil receiving groove 23 is formed in the side surface 21 of the thrust disk 20 so as to be recessed in a direction away from the stationary disk 30.
  • the oil supply groove 24 is formed to extend radially outward from the lubricating oil receiving groove 23.
  • the oil supply groove 24 is formed in the side surface 21 of the thrust disk 20 so as to be recessed in a direction away from the stationary disk 30.
  • a plurality of fuel grooves 24 are formed in the circumferential direction around the central axis O at intervals.
  • the tapered portion 25 is continuously formed in the circumferential direction from each of the oil supply grooves 24.
  • Each tapered portion 25 is formed to be inclined so as to gradually approach the stationary disk 30 side in the circumferential direction. In other words, each tapered portion 25 is formed so that the recess size from the side surface 21 becomes smaller as it is separated from the oil supply groove 24 in the circumferential direction.
  • the stationary disk 30 is provided at an interval in the central axis O direction with respect to the thrust disk 20.
  • the stationary disk 30 is supported by a bearing support 7 provided in a housing (not shown) of the turbocharger 1A.
  • the stationary disk 30 has a flat surface 31 orthogonal to the central axis O on the side facing the thrust disk 20.
  • the flat surface 31 is formed with a pad portion 32 made of a soft material and capable of sliding contact with the side surface 21 of the thrust disk 20.
  • FIG. 5 is a view showing the configuration of the stationary disk of the thrust bearing, and is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
  • the stationary disk 30 is provided with a lubricating oil supply passage 33.
  • the lubricating oil supply passage 33 supplies the lubricating oil supplied from the header tank 40 to the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30.
  • the lubricating oil supply paths 33 are provided at a plurality of locations at intervals in the circumferential direction on the stationary disk 30.
  • Each lubricating oil supply passage 33 is formed to extend radially in the stationary disk 30.
  • a supply pipe 44 ⁇ / b> C from the header tank 40 is connected to a radially outer end of the lubricating oil supply passage 33.
  • the flat surface 31 of the stationary disk 30 is provided with a supply groove (supply port) 34 continuous in the circumferential direction.
  • the supply groove 34 opens toward the thrust disk 20 side.
  • the supply groove 34 is formed in the flat surface 31 so as to be recessed in the direction away from the thrust disk 20.
  • the radial inner end of the lubricating oil supply passage 33 communicates with the supply groove 34.
  • the lubricating oil receiving groove 23 of the tapered land 22 of the thrust disk 20 and the supply groove 34 of the stationary disk 30 are provided at positions facing each other in the central axis O direction.
  • the header tank 40 stores lubricating oil supplied to the radial bearing 5 and the thrust bearing 6.
  • the header tank 40 is disposed above the radial bearings 5 and the thrust bearings 6 in the vertical direction.
  • a pump 41 for feeding lubricating oil into the header tank 40 is provided outside the header tank 40. Further, supply pipes 44A to 44C (see FIG. 1) for supplying lubricating oil to the radial bearing 5 and the thrust bearing 6 are connected to the header tank 40.
  • the lubricating oil supplied from the header tank 40 to the thrust bearing 6 through the supply pipe 44 C is supplied to the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30 via the lubricating oil supply passage 33 and the supply groove 34.
  • negative pressure is generated in the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30 by the tapered lands 22 formed on the thrust disk 20. Due to this negative pressure, lubricating oil is drawn from the supply groove 34 of the stationary disk 30 into the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30.
  • the lubricating oil in the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30 spreads radially outward due to the action of the centrifugal force by the thrust disk 20 which rotates with the rotating shaft 2.
  • a communication pipe (communication portion) 42 and an air introduction pipe (air introduction portion) 43 are provided in the header tank 40.
  • the communication pipe 42 communicates the inside and the outside of the header tank 40.
  • the communication pipe 42 takes in and out air that increases and decreases in the header tank 40 as the amount of lubricating oil in the header tank 40 fluctuates. That is, when the amount of lubricating oil in the header tank 40 increases, the air in the header tank 40 is discharged to the outside. When the amount of lubricating oil in the header tank 40 decreases, air is taken into the header tank 40 from the outside.
  • the communication pipe 42 has an opening 42 a at an upper portion in the header tank 40.
  • the air introduction pipe 43 introduces air from the outside into the header tank 40 when the pressure of air in the header tank 40 becomes smaller than the pressure of air outside the header tank 40.
  • the air introduction pipe 43 has an opening 43 a at the top in the header tank 40.
  • the opening 43 a of the air introduction pipe 43 may be disposed higher in the header tank 40 than the opening 42 a of the communication pipe 42.
  • a check valve 45 is provided at the opening 43 a of the air introduction pipe 43.
  • the check valve 45 opens only when the pressure of the air in the header tank 40 becomes smaller than the pressure of the air outside the header tank 40. That is, in the state where the pressure in the header tank 40 is the same as the pressure outside the header tank 40 (atmospheric pressure) or in the state where the pressure in the header tank 40 is larger than the pressure outside the header tank 40, the check valve 45 It is closed and shuts off the air introduction pipe 43.
  • lubricating oil is supplied from the header tank 40 to the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30 through the lubricating oil supply path 33. Due to the supply of lubricating oil into the header tank 40 by the pump 41 and the supply of lubricating oil from the header tank 40 to the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30, the amount of lubricating oil in the header tank 40 fluctuates. Along with this, the amount of air in the header tank 40 also fluctuates, but since the inside and the outside of the header tank 40 are in communication with each other through the communication pipe 42, the header tank 40 is in normal operation of the turbocharger 1A. The pressure of the air inside is maintained equal to the pressure outside the header tank 40. Therefore, during normal operation of the turbocharger 1A, the supply of lubricating oil from the header tank 40 to the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30 is stably performed.
  • FIG. 6 is a view showing a state in which the check valve of the header tank is opened in the supercharger. If the pump 41 is stopped for any reason while the supercharger 1A is in operation, feeding of the lubricating oil from the pump 41 into the header tank 40 is not performed. At this time, as shown in FIG. 6, when the level L of the lubricating oil in the header tank 40 is higher than the opening 42a in the header tank 40 of the communication pipe 42, the lubricating oil flows into the communication pipe 42, The communication between the inside and the outside of the header tank 40 through the communication pipe 42 may be interrupted. In this shutoff state, when the level of lubricating oil in the header tank 40 decreases, the pressure of air in the header tank 40 decreases.
  • the check valve 45 provided in the air introduction pipe 43 opens.
  • air is introduced into the header tank 40 from the outside of the header tank 40 through the air introduction pipe 43.
  • the pressure of air in the header tank 40 is prevented from being excessively reduced, and the supply of lubricating oil from the header tank 40 to the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30 is stably performed.
  • the reverse of the air introduction pipe 43 opens.
  • air can be introduced into the header tank 40 from the outside of the header tank 40 through the air introduction pipe 43, and the pressure of the air in the header tank 40 can be prevented from being excessively reduced.
  • the lubricating oil can flow down to the lubricating oil supply passage 33 and the supply groove 34 by its own weight. It is possible to stably and continuously supply the lubricating oil to the gap between the stationary disk 30 and the stationary disk 30.
  • the above-described thrust disk 20 has a tapered land 22 on the side facing the stationary disk 30.
  • the header tank 40 is provided with the air introduction pipe 43 and the check valve 45 in the configuration having the tapered land 22. Therefore, even when the pump 41 is stopped while the supercharger 1A is in operation, lubricating oil can be supplied from the header tank 40 to the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30. As a result, the lubricity of the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30 can be stably maintained.
  • FIG. 7 is a view showing configurations of a thrust bearing and a header tank in the second embodiment of the turbocharger.
  • FIG. 8 is a view showing the configuration of a thrust disk of the above-mentioned thrust bearing, and is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG.
  • the turbocharger 1 ⁇ / b> B provided with the header tank 40 in this embodiment includes the outer peripheral hole 51 and the groove (recess) 52 in the stationary disk 30.
  • the outer peripheral hole 51 extends in the direction of the central axis O and is in communication with each lubricating oil supply passage 33. As a result, a plurality of outer peripheral holes 51 are formed in the stationary disk 30 in the circumferential direction. Each of the outer peripheral holes 51 opens radially outward of the supply groove 34 on the flat surface 31 of the stationary disk 30.
  • the total opening area of the plurality of outer peripheral holes 51 in the flat surface 31 is smaller than the opening area of the supply groove 34 in the flat surface 31.
  • the total opening area of the plurality of outer peripheral holes 51 can be about 1/20 to 1/10 of the opening area of the supply groove 34.
  • the groove 52 is continuously formed radially outward along the flat surface 31 from the outer peripheral hole 51.
  • the groove 52 is formed in the flat surface 31 so as to be recessed in the direction away from the thrust disk 20 in the central axis O direction.
  • the lubricating oil supplied from the outer peripheral hole 51 spreads radially outward in the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30 through the groove 52 by the centrifugal force of the thrust disk 20 which rotates integrally with the rotary shaft 2. Thereby, the lubricity between the thrust disk 20 and the stationary disk 30 is maintained at least in the radially outer portion of the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30.
  • the outer peripheral hole 51 is formed radially outward of the supply groove 34, the lubricating oil supplied from the outer peripheral hole 51 to the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30 is radially inner. A larger centrifugal force acts than the lubricating oil supplied from the supply groove 34.
  • the lubricating oil supplied through the outer peripheral hole 51 can be efficiently spread in the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30. it can.
  • the lubricating oil can be more reliably supplied to the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30.
  • the lubricating oil supplied from the outer peripheral hole 51 has a diameter in the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30 by centrifugal force. It spreads out to the direction outside efficiently. Thus, the lubricating oil can be more reliably supplied to the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30.
  • the thrust disc 20 from the header tank 40 is The lubricating oil can be reliably supplied to the gap between the stationary disk 30 and the stationary disk 30.
  • the groove 52 is formed to extend radially outward of the outer peripheral hole 51, but the invention is not limited thereto.
  • the groove 52 may be formed to extend radially inward from the outer peripheral hole 51.
  • the groove 52 may be formed to extend in the circumferential direction from the outer peripheral hole 51.
  • the case where the groove 52 is formed as the recess is illustrated, but the shape of the recess may be any shape.
  • FIG. 9 is a view showing a configuration of a thrust bearing and a header tank in the third embodiment of the present invention.
  • the supercharger 1 ⁇ / b> C including the header tank 40 in this embodiment includes a seal portion 60 on the opposite side of the stationary disk 30 to the stationary disk 30 in the central axis O direction.
  • the seal portion 60 includes an outer peripheral side convex portion 62 and an inner peripheral side convex portion 63.
  • the stationary disk 30 is formed with an extending portion 61 extending in the direction opposite to the thrust disk 20 along the central axis O direction.
  • the outer circumferential convex portion 62 protrudes radially inward from the extending portion 61.
  • a plurality of outer peripheral side convex portions 62 are provided at intervals in the central axis O direction.
  • the inner circumferential convex portion 63 protrudes radially outward from the outer circumferential surface 2 f of the rotary shaft 2.
  • a plurality of inner peripheral side convex portions 63 are provided at intervals in the central axis O direction.
  • the respective inner peripheral side convex portions 63 are arranged to be shifted in the central axis O direction with respect to the outer peripheral side convex portions 62.
  • the plurality of outer peripheral side convex portions 62 and the plurality of inner peripheral side convex portions 63 constitute a so-called labyrinth seal which is disposed to be engaged with each other.
  • the seal portion 60 when the pump 41 is stopped during operation of the supercharger 1C, the seal portion 60 allows the inner circumferential surface 30g of the stationary disk 30 to be received from the outside of the housing (not shown). It can suppress that air flows in between the outer peripheral surfaces 2f of the rotating shaft 2.
  • the air is generated between the inner peripheral surface 30g of the stationary disk 30 and the outer peripheral surface 2f of the rotary shaft 2 by the seal portion 60. It is possible to suppress the inflow. Thus, air is prevented from being sucked into the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30 from the inner side in the radial direction. Therefore, it is possible to suppress the outflow of the lubricating oil present in the gap between the thrust disk 20 and the stationary disk 30, and maintain the lubricity.
  • the thrust disc 20 from the header tank 40 is The lubricating oil can be reliably supplied to the gap between the stationary disk 30 and the stationary disk 30.
  • seal portion 60 has the labyrinth structure
  • seal portion 60 is not limited to the seal portion having the labyrinth structure, and various seal members and the like can be used.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes the above-described embodiment with various changes added thereto, without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific shape, configuration, and the like described in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate. For example, the outer peripheral hole 51 and the groove 52 shown in the second embodiment and the seal part 60 shown in the third embodiment can be combined.
  • the configuration of the tapered land 22 is not limited to the configuration shown in the above embodiment, and can be changed as appropriate. Furthermore, the configuration of each part of the superchargers 1A, 1B, and 1C can be appropriately changed within the scope of the present invention. In addition, although the case where the use of superchargers 1A, 1B, and 1C was for ships was explained, it is not limited to for ships. For example, the use of the turbochargers 1A, 1B, 1C may be a generator or the like.
  • the present invention is applicable to a turbocharger. According to the present invention, it is possible to reliably supply the lubricating oil from the head tank to the bearing.

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Abstract

過給機（１Ａ）は、スラストディスク（２０）と、静止ディスク（３０）と、ヘッダタンク（４０）と、潤滑油供給路（３３）と、空気導入管（４３）と、逆止弁（４５）と、を備える。潤滑油供給路（３３）は、スラストディスク（２０）と静止ディスク（３０）との隙間に潤滑油を供給する。空気導入管（４３）は、ヘッダタンク（４０）内に外部から空気を導入する。逆止弁（４５）は、空気導入管（４３）に設けられ、ヘッダタンク（４０）内の空気の圧力がヘッダタンク（４０）外の空気の圧力よりも小さくなった場合にのみ開弁する。

Description

過給機
　この発明は、過給機に関する。
　本願は、２０１７年１１月１０日に、日本に出願された特願２０１７－２１７６５７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　船舶の主機や大型の発電機等に用いられる過給機には、軸受に供給する潤滑油を蓄えるヘッドタンクを備えたものがある。ヘッドタンクは、一般に、軸受よりも上方に配置されている。潤滑油は、外部から潤滑油供給管を通してヘッドタンクに供給され、このヘッドタンクから軸受に供給される。
　例えば、ヘッドタンクに潤滑油を供給するポンプが何らかの原因により停止してしまった場合、ヘッドタンク内の潤滑油は、ヘッドタンクから供給管に逆流し、潤滑油潤滑油が軸受に供給されなくなってしまう可能性が有った。
　そこで、特許文献１に記載されたヘッドタンクは、潤滑油入口部に逆止弁を設け、この逆止弁によって潤滑油供給管からヘッドタンクへ向かう油の流れのみを許容するようにしている。この特許文献１に記載された逆止弁は、ポンプの運転中、潤滑油供給管からヘッドタンクに送り込まれる潤滑油によって押し開かれている。そのため、過給機の運転中にポンプが停止してヘッドタンクへの潤滑油の供給が行われなくなると、逆止弁が閉じ、ヘッドタンクから潤滑油供給管に潤滑油が逆流することを低減できる。
実開平４－１２１４３１号公報
　しかしながら、特許文献１は、ポンプが停止することなく過給機が通常運転していても、何らかの原因で逆止弁が閉じてしまうと、潤滑油供給管からヘッドタンクへの潤滑油の供給が行われなくなる。すると、軸受で潤滑油が不足してしまう可能性が有る。
　この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ヘッドタンクから軸受への潤滑油の供給を確実に行うことができる過給機を提供することを目的とする。
　この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
　この発明の第一態様によれば、過給機は、中心軸回りに回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸の第一端部側に設けられたタービンホイールと、前記回転軸の第二端部側に設けられたコンプレッサホイールと、前記回転軸から径方向外側に延び、前記回転軸と一体に回転するスラストディスクと、前記スラストディスクに対して前記中心軸方向で対向する静止ディスクと、前記スラストディスクと前記静止ディスクとの隙間に供給する潤滑油を蓄えるヘッダタンクと、前記ヘッダタンク内に前記潤滑油を送り込むポンプと、前記ヘッダタンクから前記隙間に前記潤滑油を供給する潤滑油供給路と、前記ヘッダタンクの内部と外部とを連通し、前記ヘッダタンク内の前記潤滑油の油量の変動にともなって前記ヘッダタンク内の空気を外部に出し入れする連通部と、前記ヘッダタンク内に外部から空気を導入する空気導入部と、前記空気導入部に設けられ、前記ヘッダタンク内の空気の圧力が前記ヘッダタンク外の空気の圧力よりも小さくなった場合にのみ開弁する逆止弁と、を備える。
　このように構成することで、過給機の通常運転中は、連通部がヘッダタンクの内部と外部とを連通しているので、ヘッダタンク内の潤滑油量が変動しても、ヘッダタンク内の空気の圧力は変動しない。これにより、ヘッダタンク内の潤滑油に、ヘッダタンクの外部と同等の圧力が作用し、ヘッダタンクからスラストディスクと静止ディスクとの隙間への潤滑油の供給は、安定して行われる。
　過給機の運転中に、何らかの原因でポンプが停止した場合、ポンプからヘッダタンクへの潤滑油の送り込みは行われなくなる。このとき、ヘッダタンク内の潤滑油のレベルが、連通部のヘッダタンク内における開口よりも高いと、潤滑油が連通管に流れ込み、連通管を通してのヘッダタンクの内部と外部との連通が遮断される場合がある。この状態で、ヘッダタンク内の潤滑油のレベルが下がると、ヘッダタンク内の空気の圧力が低下する。すると、空気導入部に設けられた逆止弁が開弁する。これにより、空気導入部を通して、ヘッダタンクの外部からヘッダタンク内に空気が導入される。その結果、ヘッダタンク内の空気の圧力が過度に低下することを抑え、過給機の運転中にポンプが停止した場合であっても、ヘッダタンクからスラストディスクと静止ディスクとの隙間への潤滑油の供給を安定して行うことができる。
　この発明の第二態様によれば、第一態様に係る静止ディスクは、前記スラストディスクに対向する側に前記中心軸に直交する平坦面を有し、前記スラストディスクは、前記静止ディスクの前記平坦面に対向する側に、テーパランドを有するようにしてもよい。
　一般に、スラストディスクにテーパランドを有する場合、スラストディスクと静止ディスクとの隙間の径方向内側から空気を吸い込むと、回転軸の回転による遠心力によって、吸い込まれた空気が径方向外側に広がる。すると、スラストディスクと静止ディスクとの隙間への潤滑油も、径方向外側に流出してしまいやすい。これに対し、スラストディスクにテーパランドを有する構成において、ヘッダタンクに空気導入部及び逆止弁を備えることで、過給機の運転中にポンプが停止した場合であっても、ヘッダタンクからスラストディスクと静止ディスクとの隙間への潤滑油の供給を安定して行うことができる。
　この発明の第三態様によれば、第二態様に係る潤滑油供給路は、前記静止ディスクの前記平坦面に開口し、前記隙間に前記潤滑油を供給する供給口と、前記静止ディスクの前記平坦面において前記供給口よりも径方向外側に開口し、前記供給口よりも開口面積が小さい外周孔と、を有するようにしてもよい。
　このように構成することで、過給機が通常運転している場合、ヘッダタンクから潤滑油供給路を通して送り込まれる潤滑油は、供給口から、スラストディスクと静止ディスクとの隙間に供給される。この場合、外周孔は供給口よりも開口面積が小さいので、ヘッダタンクから潤滑油供給路を通して送り込まれる潤滑油は、主に供給口から流れ出る。
　過給機の運転中にポンプが停止し、スラストディスクと静止ディスクとの隙間の径方向内側から空気を吸い込むと、供給口からの潤滑油の供給が行われにくくなるが、このときには、供給口よりも径方向外側に設けられた外周孔を通して、ヘッダタンクからスラストディスクと静止ディスクとの隙間への潤滑油の供給が行われる。
　この発明の第四態様によれば、第三態様に係る過給機において、前記静止ディスクの前記平坦面に、前記外周孔から前記平坦面に沿って連続する凹部が形成されているようにしてもよい。
　このように構成することで、外周孔を通してスラストディスクと静止ディスクとの隙間に供給された潤滑油は、凹部を経て、スラストディスクと静止ディスクとの隙間で効率良く広がる。これにより、スラストディスクと静止ディスクとの隙間への潤滑油の供給を、より確実に行うことができる。
　この発明の第五態様によれば、第四態に係る凹部は、前記外周孔から前記中心軸の径方向外側に延びているようにしてもよい。
　このように構成することで、外周孔を通して供給された潤滑油は、凹部を経て、スラストディスクと静止ディスクとの隙間で径方向外側に効率良く広がる。これにより、スラストディスクと静止ディスクとの隙間への潤滑油の供給を、より確実に行うことができる。
　この発明の第六態様によれば、第一から第五態様の何れか一つの態様に係る静止ディスクは、前記回転軸の外周面に対して前記中心軸の径方向に間隔をあけて対向する内周面を有する。また、前記中心軸方向において前記静止ディスクに対して前記スラストディスクとは反対側に、前記静止ディスクの内周面と前記回転軸の外周面との間に空気が流入することを抑えるシール部が設けられているようにしてもよい。
　このように構成することで、過給機の運転中にポンプが停止した場合に、シール部によって、静止ディスクの内周面と回転軸の外周面との間に空気が流入することを抑えることができる。これにより、スラストディスクと静止ディスクとの隙間の径方向内側から空気が吸い込まれることを抑えることができる。したがって、スラストディスクと静止ディスクとの隙間に存在する潤滑油が流出することを抑え、潤滑性を維持することができる。
　上記過給機によれば、ヘッドタンクから軸受への潤滑油の供給を確実に行うことが可能となる。
この発明の一実施形態における過給機の全体構成を示す模式図である。 上記過給機の第一実施形態におけるスラスト軸受およびヘッダタンクの構成を示す図である。 上記スラスト軸受のスラストディスクの構成を示す図であり、図２のＡ－Ａ線に沿う断面図である。 上記スラストディスクのテーパランドを示す図であり、図３のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。 上記スラスト軸受の静止ディスクの構成を示す図であり、図２のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。 上記過給機において、ヘッダタンクの逆止弁が開いた状態を示す図である。 この発明の第二実施形態におけるスラスト軸受およびヘッダタンクの構成を示す図である。 この発明の第二実施形態におけるスラスト軸受のスラストディスクの構成を示す図であり、図７のＤ－Ｄ線に沿う断面図である。 この発明の第三実施形態におけるスラスト軸受およびヘッダタンクの構成を示す図である。
　以下、この発明の実施形態における過給機を図面に基づき説明する。
（第一実施形態）
　図１は、この発明の第一実施形態における過給機の全体構成を示す模式図である。
　図１に示すように、この実施形態の過給機１Ａは、回転軸２と、タービンホイール３と、コンプレッサホイール４と、ラジアル軸受５と、スラスト軸受６と、ヘッダタンク４０と、を備えている。この過給機１Ａは、例えば、回転軸２の中心軸Ｏが水平方向に延在するような姿勢で船舶に搭載される。
　回転軸２は、過給機１Ａのハウジング（図示無し）に、中心軸Ｏ周りに回転自在に支持される。回転軸２は、中心軸Ｏ方向両側の第一端部２ａと第二端部２ｂとを、ハウジングの外部に突出させて設けられている。
　タービンホイール３は、回転軸２の第一端部２ａ側に設けられている。タービンホイール３は、船舶の主機等から排出される排気ガス流により、中心軸Ｏ周りに回転軸２と一体に回転する。
　コンプレッサホイール４は、回転軸２の第二端部２ｂ側に設けられている。コンプレッサホイール４は、回転軸２と一体に中心軸Ｏ周りに回転する。コンプレッサホイール４は、外部から導入された空気を圧縮し、主機等に供給する。
　ラジアル軸受５は、過給機１Ａのハウジング（図示無し）内に設けられている。ラジアル軸受５は、中心軸Ｏ方向に間隔をあけて複数設けられ、回転軸２を中心軸Ｏ周りに回転自在に支持する。ラジアル軸受５は、回転軸２の中心軸Ｏに直交する径方向の荷重を支持する。このようなラジアル軸受５は、滑り軸受等によって形成される。
　スラスト軸受６は、過給機１Ａのハウジング（図示無し）内に設けられている。スラスト軸受６は、回転軸２の中心軸Ｏ方向の荷重を支持する。スラスト軸受６は、スラストディスク２０と、静止ディスク３０と、を備える。
　図２、図３に示すように、スラストディスク２０は、円盤状で、回転軸２から径方向外側に延びるよう形成されている。スラストディスク２０は、回転軸２と一体に回転する。
　スラストディスク２０は、静止ディスク３０に対向する側の側面２１に形成されたテーパランド２２を備える。
　図２は、上記過給機の第一実施形態におけるスラスト軸受およびヘッダタンクの構成を示す図である。図３は、上記スラスト軸受のスラストディスクの構成を示す図であり、図２のＡ－Ａ線に沿う断面図である。図４は、上記スラストディスクのテーパランドを示す図であり、図３のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。
　図２～図４に示すように、テーパランド２２は、潤滑油受入溝２３と、給油溝２４と、テーパ部２５と、を備える。
　潤滑油受入溝２３は、スラストディスク２０の側面２１の径方向の内側部分に形成されている。潤滑油受入溝２３は、中心軸Ｏ周りの周方向に連続している。潤滑油受入溝２３は、スラストディスク２０の側面２１に、静止ディスク３０から離間する方向に窪んで形成されている。
　給油溝２４は、潤滑油受入溝２３から径方向外側に延びるよう形成されている。給油溝２４は、スラストディスク２０の側面２１に、静止ディスク３０から離間する方向に窪んで形成されている。給油溝２４は、中心軸Ｏ周りの周方向に間隔をあけて複数形成されている。
　テーパ部２５は、各給油溝２４から周方向に連続して形成されている。各テーパ部２５は、周方向で静止ディスク３０側に漸次接近するように傾斜して形成されている。換言すると、各テーパ部２５は、周方向で給油溝２４から離間するにしたがい、側面２１からの窪み寸法が小さくなるように形成されている。
　図２に示すように、静止ディスク３０は、スラストディスク２０に対し、中心軸Ｏ方向に間隔をあけて設けられている。静止ディスク３０は、過給機１Ａのハウジング（図示無し）に設けられた軸受支持部７に支持されている。静止ディスク３０は、スラストディスク２０に対向する側に、中心軸Ｏに直交する平坦面３１を有している。平坦面３１には、軟質材料からなり、スラストディスク２０の側面２１に摺接可能なパッド部３２が形成されている。
　図５は、上記スラスト軸受の静止ディスクの構成を示す図であり、図２のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。
　図２、図５に示すように、静止ディスク３０は、潤滑油供給路３３を備えている。潤滑油供給路３３は、ヘッダタンク４０から供給される潤滑油を、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に供給する。潤滑油供給路３３は、静止ディスク３０において周方向に間隔をあけて複数個所に設けられている。各潤滑油供給路３３は、静止ディスク３０において、径方向に延びるよう形成されている。潤滑油供給路３３の径方向外側の端部には、ヘッダタンク４０からの供給管４４Ｃが接続されている。
　静止ディスク３０の平坦面３１は、周方向に連続する供給溝（供給口）３４を備えている。この供給溝３４は、スラストディスク２０側を向いて開口している。言い換えれば、供給溝３４は、平坦面３１に、スラストディスク２０から離間する方向に窪んで形成されている。この供給溝３４には、潤滑油供給路３３の径方向内側の端部が連通している。スラストディスク２０のテーパランド２２の潤滑油受入溝２３と、静止ディスク３０の供給溝３４とは、中心軸Ｏ方向で互いに対向する位置に設けられている。
　図１に示すように、ヘッダタンク４０は、ラジアル軸受５、スラスト軸受６に供給する潤滑油を蓄える。このヘッダタンク４０は、ラジアル軸受５及びスラスト軸受６よりも鉛直方向で上方に配置されている。
　図２に示すように、ヘッダタンク４０の外部には、ヘッダタンク４０内に潤滑油を送り込むためのポンプ４１が設けられている。また、ヘッダタンク４０には、ラジアル軸受５及びスラスト軸受６のそれぞれに潤滑油を供給する供給管４４Ａ～４４Ｃ（図１参照）が接続されている。
　ヘッダタンク４０から供給管４４Ｃを経てスラスト軸受６に供給される潤滑油は、潤滑油供給路３３及び供給溝３４を介して、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に供給される。このとき、スラストディスク２０に形成されたテーパランド２２により、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に負圧が生じる。この負圧により、静止ディスク３０の供給溝３４からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に潤滑油が吸い出される。スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間の潤滑油は、回転軸２とともに回転するスラストディスク２０による遠心力の作用で、径方向外側に広がっていく。
　また、ヘッダタンク４０には、連通管（連通部）４２と、空気導入管（空気導入部）４３と、が設けられている。
　連通管４２は、ヘッダタンク４０の内部と外部とを連通する。連通管４２は、ヘッダタンク４０内の潤滑油量の変動にともなってヘッダタンク４０内で増減する空気を、外部に出し入れする。すなわち、ヘッダタンク４０内の潤滑油量が増えたときには、ヘッダタンク４０内の空気を外部に排出する。ヘッダタンク４０内の潤滑油量が減ったときには、外部からヘッダタンク４０内に空気を取り込む。連通管４２は、ヘッダタンク４０内の上部に開口部４２ａを有している。
　空気導入管４３は、ヘッダタンク４０内の空気の圧力がヘッダタンク４０外の空気の圧力よりも小さくなった場合に、ヘッダタンク４０内に外部から空気を導入する。空気導入管４３は、ヘッダタンク４０内の上部に開口部４３ａを有している。空気導入管４３の開口部４３ａは、連通管４２の開口部４２ａよりも、ヘッダタンク４０内で高い位置に配置してもよい。
　空気導入管４３の開口部４３ａには、逆止弁４５が設けられている。逆止弁４５は、ヘッダタンク４０内の空気の圧力がヘッダタンク４０外の空気の圧力よりも小さくなった場合にのみ開弁する。すなわち、ヘッダタンク４０内の圧力がヘッダタンク４０外の圧力（大気圧）と同じである状態、又はヘッダタンク４０内の圧力がヘッダタンク４０外の圧力よりも大きい状態では、逆止弁４５は閉じており、空気導入管４３を遮断している。
　このような過給機１Ａが通常運転している場合、ヘッダタンク４０から潤滑油供給路３３を通して、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に潤滑油が供給される。ポンプ４１によるヘッダタンク４０内への潤滑油の供給、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給により、ヘッダタンク４０内の潤滑油量は変動する。これに伴って、ヘッダタンク４０内の空気量も変動するが、連通管４２を介してヘッダタンク４０の内部と外部とが連通しているので、過給機１Ａの通常運転時には、ヘッダタンク４０内の空気の圧力は、ヘッダタンク４０の外部の圧力と同等に維持される。そのため、過給機１Ａの通常運転時には、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給が安定して行われる。
　図６は、上記過給機において、ヘッダタンクの逆止弁が開いた状態を示す図である。
　過給機１Ａの運転中に、何らかの原因でポンプ４１が停止した場合、ポンプ４１からヘッダタンク４０内への潤滑油の送り込みは行われなくなる。このとき、図６に示すように、ヘッダタンク４０内の潤滑油のレベルＬが、連通管４２のヘッダタンク４０内における開口部４２ａよりも高く、潤滑油が連通管４２に流れ込んでいると、ヘッダタンク４０の内部と外部との連通管４２を通しての連通が遮断される場合がある。この遮断状態で、ヘッダタンク４０内の潤滑油のレベルが下がると、ヘッダタンク４０内の空気の圧力が低下する。ヘッダタンク４０内の空気の圧力がヘッダタンク４０外の空気の圧力（大気圧）よりも小さくなると、空気導入管４３に設けられた逆止弁４５が開弁する。これにより、空気導入管４３を通して、ヘッダタンク４０の外部からヘッダタンク４０内に空気が導入される。その結果、ヘッダタンク４０内の空気の圧力が過度に低下することを抑え、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給が安定して行われる。
　上述した第一実施形態のヘッダタンク４０を備えた過給機１Ａでは、ヘッダタンク４０内の空気の圧力がヘッダタンク４０外の空気の圧力よりも小さくなった場合に、空気導入管４３の逆止弁４５が開弁する。これにより、空気導入管４３を通して、ヘッダタンク４０の外部からヘッダタンク４０内に空気が導入され、ヘッダタンク４０内の空気の圧力が過度に低下することを抑制できる。その結果、過給機１Ａの運転中にポンプ４１が停止した場合であっても、自重により潤滑油が潤滑油供給路３３及び供給溝３４に流下可能となるので、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給を安定して継続的に行うことができる。
　また、上述したスラストディスク２０は、静止ディスク３０に対向する側にテーパランド２２を有している。一般に、テーパランド２２を備えた構成の場合、ポンプ４１が停止したときに、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に、ハウジング（図示無し）の外部から空気が吸い込まれて潤滑性が損なわれる場合がある。しかしながら、上述した第一実施形態では、テーパランド２２を有した構成において、ヘッダタンク４０に空気導入管４３及び逆止弁４５を備えている。そのため、過給機１Ａの運転中にポンプ４１が停止した場合であっても、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給を行うことができる。その結果、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間の潤滑性を安定して維持することができる。
（第二実施形態）
　次に、この発明に係る第二実施形態を図面に基づき説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態に対し、外周孔５１及び溝５２を備える構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
　図７は、上記過給機の第二実施形態におけるスラスト軸受およびヘッダタンクの構成を示す図である。図８は、上記スラスト軸受のスラストディスクの構成を示す図であり、図７のＤ－Ｄ線に沿う断面図である。
　図７、図８に示すように、この実施形態におけるヘッダタンク４０を備えた過給機１Ｂは、静止ディスク３０に、外周孔５１と溝（凹部）５２と、を備える。
　外周孔５１は、中心軸Ｏ方向に延び、各潤滑油供給路３３に連通している。これにより、静止ディスク３０には、周方向に複数の外周孔５１が形成されている。これら外周孔５１は、それぞれ静止ディスク３０の平坦面３１において、供給溝３４よりも径方向外側に開口している。平坦面３１におけるこれら複数の外周孔５１の開口面積の合計は、平坦面３１における供給溝３４の開口面積よりも小さい。例えば、複数の外周孔５１の開口面積の合計は、供給溝３４の開口面積に対し、１／２０～１／１０程度とすることができる。
　溝５２は、外周孔５１から平坦面３１に沿って径方向外側に連続して形成されている。溝５２は、平坦面３１において、スラストディスク２０から中心軸Ｏ方向に離間する方向に窪んで形成されている。
　上述した過給機１Ｂが通常運転している場合、ヘッダタンク４０から潤滑油供給路３３を通して、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に潤滑油が供給される。このとき、複数の外周孔５１の開口面積の合計は、供給溝３４の開口面積よりも小さいので、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間には、主に供給溝３４から潤滑油が供給される。
　過給機１Ｂの運転中に、ハウジング（図示無し）の外部から吸い込まれた空気が、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に径方向内側から侵入し、テーパランド２２に噛み込むと、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に生じる負圧が減少する。すると、供給溝３４よりも径方向外側に形成された複数の外周孔５１を通して、潤滑油供給路３３からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間へと潤滑油が供給される。外周孔５１から供給された潤滑油は、回転軸２と一体に回転するスラストディスク２０による遠心力により、溝５２を介して、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間で径方向外側に広がる。これにより、スラストディスク２０と静止ディスク３０との間の潤滑性が、少なくともスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間の径方向外側の部分で維持される。このとき、外周孔５１は、供給溝３４よりも径方向外側に形成されているため、外周孔５１からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に供給された潤滑油には、径方向内側の供給溝３４から供給される潤滑油よりも、より大きな遠心力が作用する。これにより、外周孔５１から供給された潤滑油よりも径方向内側の領域に負圧が生じ、この負圧によって、径方向内側の供給溝３４からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に潤滑油を吸い出す効果も期待される。
　したがって、上述した第二実施形態によれば、供給溝３４よりも径方向外側に外周孔５１を設けることで、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に径方向内側から空気が噛み込んでも、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間の潤滑性を安定して維持することができる。
　また、外周孔５１に連続して平坦面３１に沿って延びる溝５２を備えることで、外周孔５１を通して供給された潤滑油を、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に効率良く広げることができる。これにより、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給を、より確実に行うことができる。
　さらに、溝５２は、外周孔５１から中心軸Ｏの径方向外側に延びているので、外周孔５１から供給された潤滑油は、遠心力により、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間で径方向外側に効率良く広がる。これにより、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給を、より確実に行うことができる。
　また、上記第一実施形態と同様、空気導入管４３及び逆止弁４５を備えることで、過給機１Ｂの運転中にポンプ４１が停止した場合であっても、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給を確実に行うことができる。
　第二実施形態においては、溝５２を外周孔５１の径方向外側に延びるように形成する場合を例示したが、これに限らない。例えば、溝５２は、外周孔５１から径方向内側に延びるように形成してもよい。溝５２は、外周孔５１から周方向に延びるように形成してもよい。
　さらに、第二実施形態では、凹部として溝５２を形成する場合を例示したが、凹部の形状についてはいかなる形状としてもよい。
（第三実施形態）
　次に、この発明の第三実施形態を図面に基づき説明する。以下に説明する第三実施形態においては、第一、第二実施形態に対し、回転軸２と静止ディスク３０との間に、シール部６０を備える構成のみが異なるので、第一、第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
　図９は、この発明の第三実施形態におけるスラスト軸受およびヘッダタンクの構成を示す図である。
　図９に示すように、この実施形態におけるヘッダタンク４０を備えた過給機１Ｃは、中心軸Ｏ方向において静止ディスク３０に対してスラストディスク２０とは反対側に、シール部６０を備える。シール部６０は、外周側凸部６２と、内周側凸部６３と、を備える。
　静止ディスク３０には、中心軸Ｏ方向に沿ってスラストディスク２０と反対側に延びる延伸部６１が形成されている。外周側凸部６２は、延伸部６１から径方向内側に突出している。外周側凸部６２は、中心軸Ｏ方向に間隔をあけて複数設けられている。
　内周側凸部６３は、回転軸２の外周面２ｆから径方向外側に突出している。内周側凸部６３は、中心軸Ｏ方向に間隔をあけて複数設けられている。それぞれの内周側凸部６３は、外周側凸部６２に対し、中心軸Ｏ方向にずれて配置されている。これら複数の外周側凸部６２と複数の内周側凸部６３とは、互いに噛み合うような配置となる、いわゆるラビリンスシールを構成している。
　このようなシール部６０を備えることで、過給機１Ｃの運転中にポンプ４１が停止した場合に、シール部６０によって、ハウジング（図示無し）の外部から、静止ディスク３０の内周面３０ｇと回転軸２の外周面２ｆとの間に空気が流入するのを抑制できる。
　したがって、上述した第三実施形態のヘッダタンク４０を備えた過給機１Ｃによれば、シール部６０によって、静止ディスク３０の内周面３０ｇと回転軸２の外周面２ｆとの間に空気が流入することを抑制できる。これにより、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に径方向内側から空気が吸い込まれることを抑える。したがって、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に存在する潤滑油が流出することを抑え、潤滑性を維持することができる。
　また、上記第一実施形態と同様、空気導入管４３及び逆止弁４５を備えることで、過給機１Ｃの運転中にポンプ４１が停止した場合であっても、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給を確実に行うことができる。
　なお、上述した第三実施形態において、シール部６０がラビリンス構造の場合について説明したが、ラビリンス構造のシール部に限られず、各種のシール部材等を用いることができる。
（その他の変形例）
　なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
　例えば、第二実施形態で示した外周孔５１及び溝５２と、第三実施形態で示したシール部６０とを、兼ね備える構成とすることができる。
　また、テーパランド２２の構成については、上記実施形態で示した構成に限るものではなく、適宜変更することが可能である。
　さらに、過給機１Ａ、１Ｂ、１Ｃの各部の構成は、この発明の主旨の範囲内であれば、適宜変更することが可能である。
　加えて、過給機１Ａ、１Ｂ、１Ｃの用途が船舶用の場合について説明したが、船舶用に限られるものでは無い。例えば、過給機１Ａ、１Ｂ、１Ｃの用途は、発電機等であってもよい。
　この発明は、過給機に適用できる。この発明によれば、ヘッドタンクから軸受への潤滑油の供給を確実に行うことが可能となる。
１Ａ～１Ｃ　過給機
２　回転軸
２ａ　第一端部
２ｂ　第二端部
２ｆ　外周面
３　タービンホイール
４　コンプレッサホイール
５　ラジアル軸受
６　スラスト軸受
７　軸受支持部
２０　スラストディスク
２１　側面
２２　テーパランド
２３　潤滑油受入溝
２４　給油溝
２５　テーパ部
３０　静止ディスク
３０ｇ　内周面
３１　平坦面
３２　パッド部
３３　潤滑油供給路
３４　供給溝（供給口）
４０　ヘッダタンク
４１　ポンプ
４２　連通管（連通部）
４２ａ　開口部
４３　空気導入管（空気導入部）
４３ａ　開口部
４４Ａ～４４Ｃ　供給管
４５　逆止弁
５１　外周孔
５２　溝（凹部）
６０　シール部
６１　延伸部
６２　外周側凸部
６３　内周側凸部
Ｏ　中心軸

Claims (6)

  1. 　中心軸回りに回転自在に支持された回転軸と、
    　前記回転軸の第一端部側に設けられたタービンホイールと、
    　前記回転軸の第二端部側に設けられたコンプレッサホイールと、
    　前記回転軸から径方向外側に延び、前記回転軸と一体に回転するスラストディスクと、
    　前記スラストディスクに対して前記中心軸方向で対向する静止ディスクと、
    　前記スラストディスクと前記静止ディスクとの隙間に供給する潤滑油を蓄えるヘッダタンクと、
    　前記ヘッダタンク内に前記潤滑油を送り込むポンプと、
    　前記ヘッダタンクから前記隙間に前記潤滑油を供給する潤滑油供給路と、
    　前記ヘッダタンクの内部と外部とを連通し、前記ヘッダタンク内の前記潤滑油の油量の変動にともなって前記ヘッダタンク内の空気を外部に出し入れする連通部と、
    　前記ヘッダタンク内に外部から空気を導入する空気導入部と、
    　前記空気導入部に設けられ、前記ヘッダタンク内の空気の圧力が前記ヘッダタンク外の空気の圧力よりも小さくなった場合にのみ開弁する逆止弁と、
    を備える過給機。
  2. 　前記静止ディスクは、前記スラストディスクに対向する側に前記中心軸に直交する平坦面を有し、
    　前記スラストディスクは、前記静止ディスクの前記平坦面に対向する側に、テーパランドを有する請求項１に記載の過給機。
  3. 　前記潤滑油供給路は、
    　前記静止ディスクの前記平坦面に開口し、前記隙間に前記潤滑油を供給する供給口と、
    　前記静止ディスクの前記平坦面において前記供給口よりも径方向外側に開口し、前記供給口よりも開口面積が小さい外周孔と、
    を有する請求項２に記載の過給機。
  4. 　前記静止ディスクの前記平坦面に、前記外周孔から前記平坦面に沿って連続する凹部が形成されている請求項３に記載の過給機。
  5. 　前記凹部は、前記外周孔から前記中心軸の径方向外側に延びている請求項４に記載の過給機。
  6. 　前記静止ディスクは、
    　前記回転軸の外周面に対して前記中心軸の径方向に間隔をあけて対向する内周面を有し、
    　前記中心軸方向において前記静止ディスクに対して前記スラストディスクとは反対側に、前記静止ディスクの内周面と前記回転軸の外周面との間に空気が流入することを抑えるシール部が設けられている請求項１から５の何れか一項に記載の過給機。
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