WO2020137688A1 - 軸受装置、回転機械、及びノズル - Google Patents

軸受装置、回転機械、及びノズル Download PDF

Info

Publication number
WO2020137688A1
WO2020137688A1 PCT/JP2019/049372 JP2019049372W WO2020137688A1 WO 2020137688 A1 WO2020137688 A1 WO 2020137688A1 JP 2019049372 W JP2019049372 W JP 2019049372W WO 2020137688 A1 WO2020137688 A1 WO 2020137688A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nozzle
upstream side
bearing device
rotating shaft
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/049372
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
拓造 鴫原
秀一 諫山
千尋 吉峰
真平 横山
脇　勇一朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd filed Critical Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority to US17/414,411 priority Critical patent/US11692587B2/en
Priority to KR1020217017962A priority patent/KR102582879B1/ko
Priority to GB2108218.5A priority patent/GB2594811B/en
Priority to JP2020563112A priority patent/JP7148638B2/ja
Publication of WO2020137688A1 publication Critical patent/WO2020137688A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/03—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings
    • 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
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/1045—Details of supply of the liquid to the bearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/108—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid with a plurality of elements forming the bearing surfaces, e.g. bearing pads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C37/00—Cooling of bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/23—Gas turbine engines

Definitions

  • the present invention relates to a bearing device, a rotating machine, and a nozzle.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-248015 filed in Japan on December 28, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • bearing devices used for steam turbines, gas turbines, compressors, etc. are known (see, for example, Patent Document 1).
  • the bearing device includes a plurality of bearing pads that are spaced apart from each other in the circumferential direction of the rotating shaft.
  • a tilting pad bearing is known as such a bearing device.
  • each bearing pad is swingably supported from the outer peripheral side by a pivot (support portion).
  • An oil film of the lubricating oil supplied from the nozzle is formed on the sliding portion between the rotary shaft and the pad surface.
  • a part of the lubricating oil supplied from the nozzle may be supplied to the sliding part again as carryover oil via the upper half of the bearing as the rotor rotates. is there. Since air is mixed in the carry-over oil as voids, low-frequency vibration occurs in some cases as a result of lack of oil in the sliding portion.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a bearing device, a rotating machine, and a nozzle that can suppress oil shortage in a sliding portion.
  • a bearing device includes a bearing pad that supports an outer peripheral surface of a rotating shaft so as to be rotatable about an axis of the rotating shaft, and the bearing pad is disposed on an upstream side in a rotating direction of the rotating shaft of the bearing pad.
  • a nozzle having a supply hole for supplying lubricating oil to the outer peripheral surface of the rotating shaft, a pair of nozzles facing the outer peripheral surface of the rotating shaft on the upstream side in the rotating direction of the nozzle, and on both sides in the axial direction of the nozzle.
  • a side plate in which at least one of the pair is provided with a discharge hole penetrating the one in the axial direction, and a circumferential position between the supply hole and the discharge hole, the upstream side in the rotation direction.
  • a guide surface facing the side and extending in the axial direction along the outer peripheral surface of the rotating shaft.
  • the nozzle may extend in the axial direction across the pair of side plates, and the guide surface may be a surface of the nozzle that faces the upstream side in the rotation direction.
  • the guide surface is formed on the nozzle itself, it is not necessary to separately provide a member for forming the guide surface, and the number of parts can be reduced.
  • the nozzle has a block surface that is connected to a radially outer side of the rotation shaft in the guide surface and that extends toward the upstream side in the rotational direction at the radially outer side of the discharge hole. May be.
  • the carry-over oil reaching the guide surface can be blocked from the radial outside by the block surface. Therefore, it is possible to smoothly guide the carryover oil in the axial direction through the guide surface without inadvertently flowing out.
  • the radially inner end portion of the guide surface may extend toward the rotational direction upstream side toward the radially inner side.
  • the carry-over oil can be introduced onto the guide surface by scraping the carry-over oil from the outer peripheral surface of the rotor at the radially inner end of the guide surface.
  • a rotary machine includes the rotary shaft and the bearing device according to any one of the above aspects that supports the rotary shaft around the axis.
  • a nozzle according to one aspect of the present invention includes an opposing surface that faces an outer peripheral surface of a rotating shaft that rotates around an axis and has a supply hole through which lubricating oil is discharged, and a rotation of the rotating shaft on the opposing surface.
  • Nozzle main body having a guide surface that is connected to the upstream side in the radial direction and extends radially outward while facing the upstream side in the rotation direction, and the nozzle body that is connected to the radial outside of the guide surface and faces the radial inside
  • a block body having a block surface extending toward the upstream side in the direction.
  • the facing surface of the nozzle body faces the rotating shaft.
  • the upstream bearing pad and the downstream bearing pad are separated. Therefore, the high temperature atmosphere around the carryover oil does not reach the bearing pad on the downstream side. As a result, it is possible to suppress the possibility that the temperature of the bearing pad on the downstream side will rise.
  • a plurality of supply holes may be arranged in the axial direction to form a supply hole group, and the plurality of supply hole groups may be provided at intervals in the circumferential direction.
  • the plurality of supply holes may be arranged so as to be alternately located in the circumferential direction from one side to the other side in the axial direction.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 3.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG. 3.
  • a steam turbine 1 (rotary machine) according to a first embodiment of the present invention is an external combustion engine that extracts steam energy as rotary power, and is used for a generator or the like in a power plant. Is.
  • the steam turbine 1 includes a turbine casing 2, a rotary shaft 10 extending along an axis O so as to penetrate the turbine casing 2, a stationary blade 3 held by the turbine casing 2, and a moving shaft provided on the rotary shaft 10.
  • the blade 4 and the bearing portion 20 that supports the rotating shaft 10 rotatably around the axis O are provided.
  • the bearing portion 20 includes a thrust bearing 21 and a bearing device 30, and rotatably supports the rotating shaft 10.
  • the rotary shaft 10 has a columnar shape extending around the axis O.
  • the rotating shaft 10 extends in the direction of the axis O with respect to the turbine casing 2.
  • a thrust collar 11 is formed on a part of the rotary shaft 10.
  • the thrust collar 11 has a disc shape with the axis O as the center, and integrally projects from the main body of the rotary shaft 10 to the outside in the radial direction of the rotary shaft 10 so as to form a flange shape.
  • the thrust bearing 21 supports the thrust collar 11 slidably from both sides in the axis O direction.
  • the bearing device 30 which is the bearing device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the bearing device 30 includes a carrier ring 40, a plurality of pivots 45, a plurality (two) of bearing pads 50, a guide metal 60 (side plate), an upper half cover 70, a downstream side nozzle 75, and an upstream side. And a nozzle 80 (nozzle).
  • the carrier ring 40 covers the rotary shaft 10 from the outer peripheral side by forming an annular shape around the axis O.
  • the carrier ring 40 has a carrier ring body 41 and a side ring 42.
  • the carrier ring main body 41 covers the outer peripheral surface of the rotating shaft 10 from the outside through a gap.
  • the side rings 42 cover the space from both sides in the axis O direction of the carrier ring body 41.
  • the side ring 42 has an annular shape centered on the axis O.
  • a plurality of pivots 45 are provided on the inner peripheral surface of the carrier ring body 41.
  • the pivot 45 is provided to support a bearing pad described later.
  • Each pivot 45 projects radially inward with respect to the axis O from the inner peripheral surface of the carrier ring body 41.
  • Each pivot 45 is tapered gradually from the outer side to the inner side in the radial direction.
  • two pivots 45 are arranged at intervals in the circumferential direction. More specifically, these pivots 45 are provided in the lower half of the carrier ring body 41.
  • the lower half part referred to here indicates a region below the axis O when the axis O extends in the horizontal direction.
  • the bearing pads 50 are provided at the circumferential positions different from each other in the circumferential direction of the rotating shaft 10 in the same number as the pivots 45 so as to correspond to the pivots 45.
  • two bearing pads 50 and two pivots 45 are provided.
  • Each bearing pad 50 has an arcuate shape in a cross-sectional view orthogonal to the axis O of the rotating shaft 10 and has a curved plate shape with a uniform radial dimension.
  • An outer peripheral surface of the bearing pad 50 facing outward in the radial direction is a back surface 51 supported by the tip of the pivot 45.
  • the bearing pad 50 can swing about the tip of the pivot 45 as a fulcrum. This constitutes a so-called diluting mechanism.
  • the back surface 51 of the bearing pad 50 and the tip of the pivot 45 are in point contact with each other.
  • the inner peripheral surface of the bearing pad 50 is a pad surface 52 facing the rotating shaft 10.
  • the pad surface 52 slidably supports the outer peripheral surface of the rotating shaft 10 via the lubricating oil.
  • the pad surface 52 has an arc shape that is recessed radially outward when viewed from the axis O direction, and extends in the axis O direction while maintaining the arc shape.
  • the bearing pad 50 has a base portion formed of steel or the like on the outer peripheral side, and white metal is laminated on the inner peripheral side of the base portion.
  • the pad surface 52 is formed of white metal.
  • the guide metal 60 is fixed to the upper half of the inner peripheral surface of the carrier ring body 41 via the upper half cover 70.
  • the guide metal 60 does not support the load of the rotating shaft 10 and is provided to prevent the rotating shaft 10 from jumping up.
  • the guide metal 60 is an arc-shaped member that extends in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the carrier ring body 41.
  • An outer peripheral surface of the guide metal 60 is fixed to the carrier ring body 41, and an inner peripheral surface of the guide metal 60 faces the outer peripheral surface of the rotating shaft 10 with a gap.
  • the inner peripheral surface of the guide metal 60 has an arc shape centered on the axis O when viewed from the direction of the axis O. As will be described later in detail, two guide metals 60 are provided at intervals in the axis O direction.
  • the upper half cover 70 is provided on the outer peripheral side of the guide metal 60 to fix the guide metal 60 to the inner peripheral surface of the carrier ring body 41.
  • the upper half cover 70 has an arc shape centered on the axis O.
  • the end of the upper half cover 70 on the downstream side of the rotation direction T is located on the upstream side of the rotation direction T with respect to the end of the guide metal 60 on the downstream side of the rotation direction T. That is, a space surrounded by the carrier ring body 41, the guide metal 60, and the upper half cover 70 is formed at the end portion.
  • the downstream side nozzle 75 and the upstream side nozzle 80 have a role of supplying lubricating oil between the bearing pad 50 and the rotary shaft 10.
  • the downstream nozzle 75 and the upstream nozzle 80 are provided on the upstream side in the rotation direction T of the rotary shaft 10 in each bearing pad 50.
  • the downstream nozzle 75 and the upstream nozzle 80 discharge the lubricating oil supplied from the outside toward the downstream side in the rotation direction T.
  • the upstream nozzle 80 has a nozzle body 81 and a block body 90.
  • the nozzle body 81 extends in the radial direction with respect to the axis O.
  • the block body 90 projects in the circumferential direction from the upstream side of the nozzle body 81 in the rotation direction T.
  • the block body 90 is provided to fill the above-described space (the space surrounded by the carrier ring body 41, the guide metal 60, and the upper half cover 70). Further, since the upstream nozzle 80 has the block body 90, it is possible to form a plurality of rows of supply holes 85, which will be described later, and therefore it is possible to secure a sufficient amount of oil supply per one upstream nozzle 80.
  • the nozzle body 81 extends in the direction of the axis O from the side ring 42 on one side to the side ring 42 on the other side. That is, the nozzle body 81 faces the guide metal 60 from the downstream side.
  • a surface of the nozzle body 81 facing inward in the radial direction is a facing surface 82 that faces the outer peripheral surface of the rotating shaft 10.
  • a recess 83 is formed on the facing surface 82 so as to be recessed radially outward.
  • a plurality of supply holes 85 arranged at intervals in the axis O direction are formed. Each supply hole 85 communicates with an internal flow path 84 (see FIG. 4) formed inside the nozzle body 81. The lubricating oil guided through the internal flow path 84 is discharged toward the outer peripheral surface of the rotating shaft 10 through the supply hole 85.
  • a surface of the nozzle body 81 facing the upstream side in the rotation direction T is a guide surface 86.
  • the radially outer edge of the guide surface 86 is connected to the downstream edge of the inner peripheral surface (block surface 91) of the block body 90 in the rotation direction T.
  • the block surface 91 extends toward the upstream side in the rotation direction T.
  • a discharge hole 61 that penetrates the guide metal 60 in the direction of the axis O is formed at a position on the guide metal 60 that overlaps the block body 90 in the circumferential direction.
  • the discharge hole 61 may be formed in at least one of the two (pair) guide metals 60. In this embodiment, an example in which the discharge holes 61 are formed in both of the pair of guide metals 60 will be described.
  • Each discharge hole 61 is opened upstream of the guide surface 86 of the nozzle body 81 in the rotation direction T.
  • lubricating oil is supplied between the rotary shaft 10 and the bearing pad 50 by the downstream nozzle 75 and the upstream nozzle 80.
  • the lubricating oil forms an oil film between the outer peripheral surface of the rotating shaft 10 and the pad surface 52 of the bearing pad 50.
  • the rotating shaft 10 is slidably supported on the pad surface 52 by this oil film.
  • the bearing pad 50 is provided only on the lower half side. Therefore, part of the lubricating oil supplied from the downstream side nozzle 75 and the upstream side nozzle 80 passes through the upper half of the bearing device 30 as the rotary shaft 10 rotates, and again as carryover oil on the pad surface 52. May be supplied to. Since air is mixed as voids in such carry-over oil, oil shortage on the pad surface 52 may occur in some cases. As a result, low-frequency vibration may occur on the rotary shaft 10.
  • the guide surface 86 is formed on the nozzle body 81 of the upstream nozzle 80, and the discharge hole 61 is formed on the guide metal 60.
  • the carry-over oil attached to the outer peripheral surface of the rotary shaft 10 reaches the guide surface 86, the carry-over oil is guided by the guide surface 86 so as to spread on both sides in the axis O direction.
  • the carryover oil is discharged to the end portion side of the bearing device 30 in the direction of the axis O through the discharge hole 61 formed in the guide metal 60. Therefore, it is possible to prevent the carry-over oil from being introduced again between the bearing pad 50 and the rotary shaft 10 along with the lubricating oil newly supplied from the supply hole 85 of the nozzle.
  • the guide surface 86 is formed on the nozzle body 81 itself, it is not necessary to separately provide a member for forming the guide surface 86, and the number of parts can be reduced.
  • the carryover oil that has reached the guide surface 86 can be blocked from the radial outside by the block surface 91. Therefore, it is possible to smoothly guide the carryover oil in the axial direction through the guide surface 86 without inadvertently flowing out.
  • the facing surface 82 of the nozzle body 81 faces the rotating shaft 10.
  • the upstream bearing pad 50 and the downstream bearing pad 50 are separated. Therefore, the high temperature atmosphere around the carry-over oil flowing out from the bearing pad 50 on the upstream side does not reach the bearing pad 50 on the downstream side. As a result, it is possible to suppress the possibility that the temperature of the bearing pad 50 on the downstream side will rise.
  • the guide surface 100 of the nozzle body 81 has a flat portion 101 and a scraping portion 102.
  • the flat portion 101 When viewed from the direction of the axis O, the flat portion 101 extends in the radial direction with respect to the axis O.
  • the radially outer edge of the flat portion 101 is connected to the downstream edge of the block surface 91 in the rotation direction T.
  • the scraping portion 102 which is an end portion on the radially inner side of the guide surface 100, extends toward the upstream side in the rotational direction T toward the radially inner side. That is, the scraping portion 102 is formed so as to taper toward the upstream side in the rotation direction T.
  • the end surface on the radially inner side of the scraping portion 102 is curved in an arc shape along the circumferential curved surface formed by the outer peripheral surface of the rotating shaft 10. Further, the radially outer edge of the scraping portion 102 and the radially inner edge of the flat portion 101 are connected to each other so as to form a smooth curved surface.
  • the carry-over oil can be introduced onto the guide surface 100 by scraping the carry-over oil from the outer peripheral surface of the rotating shaft 10 at the radially inner end of the guide surface 100.
  • the carryover oil can be more positively guided toward the discharge hole 61.
  • the bearing device 30B according to the present embodiment differs from the above-described embodiments in that four bearing pads 50 and four pivots 45 supporting the bearing pads 50 are provided. That is, in this embodiment, the four bearing pads 50 are arranged at intervals in the circumferential direction.
  • the upstream nozzle 80 described above is provided on the upstream side of each bearing pad 50. Further, a downstream side nozzle 75 is provided on the downstream side of each bearing pad 50.
  • the bearing device 30B since the bearing device 30B includes the four bearing pads 50, the load of the rotating shaft 10 is stabilized in a wider range in the circumferential direction. Can be supported positively. Moreover, since the upstream nozzle 80 and the downstream nozzle 75 are provided in each bearing pad 50, the lubricating oil can be stably supplied to each bearing pad 50.
  • the third embodiment of the present invention has been described above. Note that various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present invention.
  • the upstream nozzle 80 is arranged on the downstream side of the downstream nozzle 75 has been described.
  • the upstream nozzle 80 may be provided on the upstream side of the downstream nozzle 75.
  • FIGS. 8 and 9 can be adopted.
  • the plurality of supply holes 85 are arranged in the axial direction to form one supply hole group g, and the plurality of supply hole groups g are provided at intervals in the circumferential direction.
  • the configuration in which the two supply hole groups g are provided is shown, but it is also possible to adopt the configuration in which three or more supply hole groups g are provided.
  • the plurality of supply hole groups g are provided at intervals in the circumferential direction, more oil can be stably supplied to the bearing pad 50. Further, conventionally, when the amount of oil supplied from the nozzle is insufficient, a new nozzle is added to compensate for the shortage. However, according to the above configuration, it is possible to stably secure the amount of oil supply by forming a plurality of supply hole groups g in one nozzle (upstream side nozzle 80) without increasing the number of nozzles in this way. it can.
  • the plurality of supply holes 85 are arranged so as to be alternately positioned in the circumferential direction from one side to the other side in the axis O direction. In other words, in the example of the figure, the plurality of supply holes 85 are arranged in a staggered pattern.
  • the upstream nozzle 80 has been described as an application target of the present invention.
  • the downstream nozzle 75 it is also possible to apply the downstream nozzle 75 to the application.
  • the guide metal is not provided on both sides of the downstream nozzle 75 in the axis O direction. Therefore, it is desirable to form a discharge hole in the side ring 42 of the carrier ring 40 and discharge the carryover oil to the outside from this discharge hole.
  • each of the bearing devices 30 and 30B includes two or four bearing pads 50 .
  • the number of bearing pads 50 is not limited to the above, and it is also possible to adopt a configuration including, for example, three or five or more bearing pads 50. It is also possible to adopt a configuration in which a plurality of the above-mentioned upstream side nozzles 80 are provided between adjacent bearing pads 50 at intervals in the circumferential direction.
  • the bearing device 30 is applied to the steam turbine 1 as a rotating machine.
  • the specific example of the rotary machine is not limited to the steam turbine 1, and the bearing device 30 can be applied to other mechanical devices including a gas turbine, a compressor, and the like.

Landscapes

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

Abstract

回転軸の外周面を該回転軸の軸線回りに回転可能に支持する軸受パッド（５０）と、軸受パッド（５０）における回転軸の回転方向（Ｔ）上流側に配置されて回転軸の外周面に潤滑油を供給する供給孔（８５）を有するノズル（８０）と、ノズル（８０）の回転方向（Ｔ）上流側で回転軸の外周面に対向して、かつ、ノズル（８０）の軸線方向両側に一対が配置されて、一対のうちの少なくとも一方に該一方を軸線方向に貫通する排出孔（６１）が形成されたサイドプレート（６０）と、供給孔（８５）と排出孔（６１）との間の周方向位置で、回転方向（Ｔ）上流側を向くとともに回転軸の外周面に沿って軸線方向に延びる案内面（８６）と、を有する。

Description

軸受装置、回転機械、及びノズル
　本発明は、　軸受装置、回転機械、及びノズルに関する。本願は、２０１８年１２月２８日に、日本に出願された特願２０１８－２４８０１５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　例えば蒸気タービン、ガスタービン、コンプレッサ等に用いられる軸受装置が知られている（例えば特許文献１参照）。軸受装置は、回転軸の周方向に離間して配置された複数の軸受パッドを備えている。このような軸受装置として、ティルティングパッド軸受が知られている。ティルティングパッド軸受では、各軸受パッドが外周側からピボット（支持部）によって揺動可能に支持されている。回転軸とパッド面との間の摺動部には、ノズルから供給された潤滑油の油膜が形成されている。
特開２０１７－０７８４７６号公報
　ところで、上記のような軸受装置では、ノズルから供給された潤滑油の一部は、ロータの回転に伴って軸受上半部を経由し、キャリーオーバ油として再度摺動部に供給されることがある。このようなキャリーオーバ油には空気がボイドとして混入されているため、場合によっては、摺動部での油不足が生じる結果、低周波振動が発生する。
　本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、摺動部での油不足を抑制することができる軸受装置、回転機械、及びノズルを提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る軸受装置は、回転軸の外周面を該回転軸の軸線回りに回転可能に支持する軸受パッドと、該軸受パッドにおける前記回転軸の回転方向上流側に配置されて前記回転軸の外周面に潤滑油を供給する供給孔を有するノズルと、前記ノズルの前記回転方向上流側で前記回転軸の外周面に対向して、かつ、前記ノズルの前記軸線方向両側に一対が配置されて、一対のうちの少なくとも一方に該一方を前記軸線方向に貫通する排出孔が形成されたサイドプレートと、前記供給孔と前記排出孔との間の周方向位置で、前記回転方向上流側を向くとともに前記回転軸の外周面に沿って前記軸線方向に延びる案内面と、を有する。
　上記構成では、回転軸の外周面に付着しているキャリーオーバ油が案内面に到達すると、該案内面によって軸線方向に案内される。その結果、キャリーオーバ油は、サイドプレートに形成された排出孔を介して、軸受装置の軸線方向の端部側に排出される。よって、キャリーオーバ油が、ノズルの供給孔から新たに供給される潤滑油とともに軸受パッドと回転軸との間に導入されてしまうことを抑制することができる。
　上記軸受装置では、前記ノズルは、前記一対のサイドプレートにわたって前記軸線方向に延びており、前記案内面は、前記ノズルにおける前記回転方向上流側を向く面であってもよい。
　上記構成によれば、ノズル自体に案内面が形成されているため、別途案内面を形成する部材を設ける必要がなく、部品点数の削減を図ることができる。
　上記軸受装置では、前記ノズルは、前記案内面における前記回転軸の径方向外側に接続されているとともに、前記排出孔の前記径方向外側で前記回転方向上流側に向かって延びるブロック面を有してもよい。
　上記構成によれば、案内面に到達したキャリーオーバ油は、ブロック面によって径方向外側からブロックすることできる。そのため、キャリーオーバ油が不用意に流れ出てしまうことなく、該キャリーオーバ油を案内面を介して軸線方向に円滑に案内することができる。
　上記軸受装置では、前記案内面における前記径方向内側の端部が、前記径方向内側に向かうに従って前記回転方向上流側に向かって延びていてもよい。
　上記構成によれば、案内面の径方向内側の端部でロータの外周面からキャリーオーバ油を掻き取るようにして該案内面上に導入することができる。
　本発明の一態様に係る回転機械は、前記回転軸と、該回転軸を前記軸線回りに支持する上記いずれか一の態様に係る軸受装置と、を備える。
　上記構成によれば、安定的に運用することが可能な回転機械を提供することができる。
　本発明の一態様に係るノズルは、軸線回りに回転する回転軸の外周面に対向するとともに潤滑油が吐出される供給孔が形成された対向面、及び、該対向面における前記回転軸の回転方向上流側に接続されて前記回転方向上流側を向きながら径方向外側に向かって延びる案内面を有するノズル本体と、前記案内面における径方向外側に接続されて前記径方向内側を向きながら前記回転方向上流側に向かって延びるブロック面を有するブロック体と、を備える。
　上記構成によれば、ノズル本体の対向面が回転軸に対向している。これにより、上流側の軸受パッドと下流側の軸受パッドとが分断される。そのため、キャリーオーバ油の周囲の高温の雰囲気が、下流側の軸受パッドに到達することがない。その結果、下流側の軸受パッドの温度が上昇してしまう可能性を抑制することができる。
　上記ノズルでは、複数の前記供給孔が前記軸線方向に配列されることで供給孔群を形成し、該供給孔群は周方向に間隔をあけて複数設けられていてもよい。
　上記構成によれば、供給孔群が周方向に間隔をあけて複数設けられていることから、軸受パッドにより多くの油を安定的に供給することができる。また、従来はノズルからの給油量が不足している場合、ノズルを新たに増設することで不足を補っていた。しかしながら、上記構成によれば、このようにノズルを増設することなく、１つのノズルに複数の供給孔群を形成することのみによって給油量を安定的に確保することができる。
　上記ノズルでは、複数の前記供給孔が前記軸線方向一方側から他方側に向かうに従って周方向に交互に位置するように配置されていてもよい。
　上記構成によれば、複数の供給孔が周方向に交互に位置するように配置されていることから、軸受パッドにより多くの油を安定的に供給することができる。
　本発明によれば、摺動部での油不足を抑制することができる軸受装置及び回転機械を提供することができる。
第一実施形態に係る軸受装置を備えた蒸気タービンの模式的な縦断面図である。 第一実施形態に係る軸受装置の軸線に直交する断面図である。 第一実施形態に係る軸受装置を径方向内側から見た展開図である。 図３のＡ－Ａ線における断面図である。 図３のＢ－Ｂ線における断面図である。 第二実施形態に係る軸受装置の要部における軸線に直交する断面図である。 第三実施形態に係る軸受装置の軸線に直交する断面図である。 各実施形態の変形例に係るノズルの構成を示す図である。 各実施形態の他の変形例に係るノズルの構成を示す図である。
［第一実施形態］
　　図１に示すように、本発明の第一実施形態に係る蒸気タービン１（回転機械）は、蒸気のエネルギーを回転動力として取り出す外燃機関であって、発電所における発電機等に用いられるものである。
　蒸気タービン１は、タービンケーシング２と、該タービンケーシング２を貫通するように軸線Ｏに沿って延びる回転軸１０と、タービンケーシング２に保持された静翼３と、回転軸１０に設けられた動翼４と、回転軸１０を軸線Ｏ回りに回転可能に支持する軸受部２０とを備えている。軸受部２０は、スラスト軸受２１及び軸受装置３０を備えており、回転軸１０を回転可能に支持している。
　回転軸１０は、軸線Ｏを中心として延びる円柱形状をなしている。回転軸１０は、タービンケーシング２に対して軸線Ｏ方向に延在している。回転軸１０の一部には、スラストカラー１１が形成されている。スラストカラー１１は、軸線Ｏを中心として円板形状をなしており、フランジ状をなすように回転軸１０の本体から回転軸１０の径方向外側に一体的に張り出している。スラスト軸受２１は、スラストカラー１１を軸線Ｏ方向両側から摺動可能に支持している。
　このような蒸気タービン１では、タービンケーシング２内に導入される蒸気が静翼３及び動翼４の間の流路を通過する。この際、蒸気が動翼４を回転させることで該動翼４に伴って回転軸１０が回転し、該回転軸１０に接続された発電機等の機械に動力（回転エネルギー）が伝達される。
　次に、本実施形態の軸受装置である軸受装置３０について、図２を参照して説明する。軸受装置３０は、キャリアリング４０と、複数のピボット４５と、複数（２つ）の軸受パッド５０と、ガイドメタル６０（サイドプレート）と、上半カバー７０と、下流側ノズル７５と、上流側ノズル８０（ノズル）と、を備えている。
　キャリアリング４０は、軸線Ｏを中心とする円環状をなすことで、回転軸１０を外周側から覆っている。キャリアリング４０は、キャリアリング本体４１と、サイドリング４２と、を有している。キャリアリング本体４１は、回転軸１０の外周面に対して隙間を介して当該回転軸１０を外側から覆っている。サイドリング４２は、キャリアリング本体４１の軸線Ｏ方向両側から上記の空間を覆っている。サイドリング４２は、軸線Ｏを中心とする円環状をなしている。
　キャリアリング本体４１の内周面上には、複数のピボット４５が設けられている。ピボット４５は、後述する軸受パッドを支持するために設けられている。各ピボット４５は、キャリアリング本体４１の内周面から軸線Ｏに対する径方向内側に向かって突出している。各ピボット４５は、径方向外側から内側に向かうに従って次第に先細りしている。本実施形態では、２つのピボット４５が周方向に間隔をあけて配列されている。より具体的には、これらピボット４５は、キャリアリング本体４１における下半部に設けられている。なお、ここで言う下半部とは、軸線Ｏが水平方向に延びている場合において、当該軸線Ｏよりも下方の領域を指している。
　軸受パッド５０は、回転軸１０の周方向に間隔をあけて互いに異なる周方向位置に、ピボット４５と対応するように該ピボット４５と同数が設けられている。本実施形態では、２つの軸受パッド５０と、２つのピボット４５が設けられている。各軸受パッド５０は、回転軸１０の軸線Ｏに直交する断面視において円弧状をなし、かつ、径方向の寸法が一様な湾曲板形状をなしている。軸受パッド５０における径方向外側を向く外周面は、上記ピボット４５の先端によって支持される裏面５１とされている。軸受パッド５０はピボット４５の先端を支点として揺動可能とされている。これにより、いわゆるディルティング機構が構成されている。軸受パッド５０の裏面５１と、ピボット４５の先端とは点接触している。
　軸受パッド５０の内周面は、回転軸１０に対向するパッド面５２とされている。パッド面５２と回転軸１０との間に潤滑油が介在されることで、パッド面５２は当該潤滑油を介して回転軸１０の外周面を摺動可能に支持している。パッド面５２は、軸線Ｏ方向から見て径方向外側に凹む円弧状をなしており、当該円弧形状を維持したまま軸線Ｏ方向に延在している。軸受パッド５０は、外周側の部分が鋼材等から形成された基部とされており、当該基部の内周側にホワイトメタルが積層されている。パッド面５２はホワイトメタルによって形成されている。
　ガイドメタル６０は、キャリアリング本体４１の内周面の上半部に、上半カバー７０を介して固定されている。ガイドメタル６０は、回転軸１０の荷重を支持するものではなく、回転軸１０の飛び上がりを防ぐために設けられている。ガイドメタル６０は、キャリアリング本体４１の内周面に周方向に延びる円弧状の部材である。ガイドメタル６０は、外周面がキャリアリング本体４１に固定され、内周面が回転軸１０の外周面に隙間をあけて対向している。ガイドメタル６０の内周面は軸線Ｏ方向から見て、該軸線Ｏを中心とした円弧状をなしている。詳しくは後述するが、ガイドメタル６０は、軸線Ｏ方向に間隔をあけて２つ設けられている。
　上半カバー７０は、ガイドメタル６０の外周側に設けられることで、当該ガイドメタル６０をキャリアリング本体４１の内周面に固定している。上半カバー７０は、軸線Ｏを中心とする円弧状をなしている。回転方向Ｔの下流側における上半カバー７０の端部は、回転方向Ｔの下流側におけるガイドメタル６０の端部よりも、回転方向Ｔの上流側に位置している。即ち、当該端部では、キャリアリング本体４１、ガイドメタル６０、及び上半カバー７０に囲まれた空間が形成されている。
　下流側ノズル７５、及び上流側ノズル８０は、軸受パッド５０と回転軸１０との間に潤滑油を供給する役割を有する。下流側ノズル７５、及び上流側ノズル８０は、各軸受パッド５０における回転軸１０の回転方向Ｔ上流側に設けられている。下流側ノズル７５、及び上流側ノズル８０は、外部から供給される潤滑油を回転方向Ｔ下流側に向かって吐出する。
　上流側ノズル８０は、ノズル本体８１と、ブロック体９０と、を有している。ノズル本体８１は、軸線Ｏに対する径方向に延びている。ブロック体９０は、ノズル本体８１における回転方向Ｔの上流側から周方向に突出している。ブロック体９０は、上述した空間（キャリアリング本体４１、ガイドメタル６０、及び上半カバー７０に囲まれた空間）を埋めるために設けられている。また、上流側ノズル８０がブロック体９０を有することで、後述する供給孔８５を複数列形成することができるため、１つの上流側ノズル８０当たりの給油量を十分に確保することもできる。
　図３から図５に示すように、ノズル本体８１は、一方側のサイドリング４２から他方側のサイドリング４２にかけて軸線Ｏ方向に延びている。つまり、ノズル本体８１は、ガイドメタル６０に対して下流側から対向している。ノズル本体８１における径方向内側を向く面は、回転軸１０の外周面に対向する対向面８２とされている。対向面８２上には、径方向外側に向かって凹む凹部８３が形成されている。さらに、この凹部８３の底面（径方向外側の面）上には、軸線Ｏ方向に間隔をあけて配列された複数の供給孔８５が形成されている。各供給孔８５は、ノズル本体８１の内部に形成された内部流路８４（図４参照）に連通している。内部流路８４を通じて導かれた潤滑油は、供給孔８５を経て、回転軸１０の外周面に向かって吐出される。
　ノズル本体８１における回転方向Ｔの上流側を向く面は案内面８６とされている。案内面８６の径方向外側の端縁は、ブロック体９０の内周面（ブロック面９１）の回転方向Ｔにおける下流側の端縁と接続されている。ブロック面９１は、回転方向Ｔの上流側に向かって延びている。
　ガイドメタル６０におけるブロック体９０と周方向で重なる位置には、当該ガイドメタル６０を軸線Ｏ方向に貫通する排出孔６１が形成されている。なお、排出孔６１は、２つ（一対）のガイドメタル６０のうち、少なくとも一方に形成されていればよい。本実施形態では、一対のガイドメタル６０の両方に排出孔６１が形成されている例について説明する。各排出孔６１は、ノズル本体８１の案内面８６よりも回転方向Ｔの上流側に開口している。
　続いて、本実施形態に係る軸受装置３０の動作について説明する。蒸気タービン１の運転に伴って回転軸１０が回転すると、回転軸１０と軸受パッド５０との間には、上記の下流側ノズル７５及び上流側ノズル８０によって潤滑油が供給される。潤滑油は、回転軸１０の外周面と軸受パッド５０のパッド面５２との間に油膜を形成する。この油膜によって、回転軸１０は、パッド面５２上で摺動可能に支持される。
　ここで、上記の軸受装置３０では、軸受パッド５０が下半側のみに設けられている。したがって、下流側ノズル７５及び上流側ノズル８０から供給された潤滑油の一部は、回転軸１０の回転に伴って軸受装置３０の上半部を経由し、キャリーオーバ油として再度パッド面５２上に供給されることがある。このようなキャリーオーバ油には空気がボイドとして混入されているため、場合によっては、パッド面５２での油不足が生じる可能性がある。その結果、回転軸１０に低周波振動が発生する虞がある。
　そこで、本実施形態に係る軸受装置３０では、上述のように上流側ノズル８０のノズル本体８１に案内面８６が形成されているとともに、ガイドメタル６０に排出孔６１が形成されている。これにより、回転軸１０の外周面に付着しているキャリーオーバ油が案内面８６に到達すると、該案内面８６によって軸線Ｏ方向両側に広がるように案内される。その結果、キャリーオーバ油は、ガイドメタル６０に形成された排出孔６１を介して、軸受装置３０の軸線Ｏ方向の端部側に排出される。よって、キャリーオーバ油が、ノズルの供給孔８５から新たに供給される潤滑油に伴って再び軸受パッド５０と回転軸１０との間に導入されてしまうことを抑制することができる。
　さらに、上記構成によれば、ノズル本体８１自体に案内面８６が形成されているため、別途案内面８６を形成する部材を設ける必要がなく、部品点数の削減を図ることができる。
　加えて、上記構成によれば、案内面８６に到達したキャリーオーバ油は、ブロック面９１によって径方向外側からブロックすることできる。そのため、キャリーオーバ油が不用意に流れ出てしまうことなく、該キャリーオーバ油を案内面８６を介して軸線方向に円滑に案内することができる。
　さらに加えて、上記構成によれば、ノズル本体８１の対向面８２が回転軸１０に対向している。これにより、上流側の軸受パッド５０と下流側の軸受パッド５０とが分断される。そのため、上流側の軸受パッド５０から流れ出たキャリーオーバ油の周囲の高温の雰囲気が、下流側の軸受パッド５０に到達することがない。その結果、下流側の軸受パッド５０の温度が上昇してしまう可能性を抑制することができる。
　以上、本発明の第一実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
［第二実施形態］
　次に、本発明の第二実施形態について、図６を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。同図に示すように、本実施形態では、ノズル本体８１における案内面１００は、平坦部１０１と、掻き取り部１０２と、を有している。軸線Ｏ方向から見て、平坦部１０１は、軸線Ｏに対する径方向に延びている。平坦部１０１の径方向外側の端縁は、回転方向Ｔにおけるブロック面９１の下流側の端縁に接続されている。一方で、案内面１００における径方向内側の端部である掻き取り部１０２は、径方向内側に向かうに従って回転方向Ｔの上流側に向かって延びている。即ち、掻き取り部１０２は、回転方向Ｔの上流側に向かって先細りとなるように突出している。掻き取り部１０２の径方向内側の端面は、回転軸１０の外周面がなす円周曲面に沿って円弧状に湾曲している。また、掻き取り部１０２の径方向外側の端縁と、平坦部１０１の径方向内側の端縁とは、滑らかな曲面状となるように互いに接続されている。
　この構成によれば、案内面１００の径方向内側の端部で回転軸１０の外周面からキャリーオーバ油を掻き取るようにして該案内面１００上に導入することができる。その結果、上記の排出孔６１に向かってキャリーオーバ油をさらに積極的に導くことができる。これにより、キャリーオーバ油が、ノズルの供給孔８５から新たに供給される潤滑油に伴って再び軸受パッド５０と回転軸１０との間に導入されてしまう可能性をさらに低減することができる。
　以上、本発明の第二実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
［第三実施形態］
　続いて、本発明の第三実施形態について、図７を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。同図に示すように、本実施形態に係る軸受装置３０Ｂでは、上述の軸受パッド５０、及びこれを支持するピボット４５がそれぞれ４つずつ設けられている点で上記の各実施形態とは異なる。つまり、本実施形態では、４つの軸受パッド５０が、周方向に間隔をあけて配列されている。各軸受パッド５０の上流側には、上述した上流側ノズル８０がそれぞれ設けられている。また、各軸受パッド５０の下流側には、下流側ノズル７５がそれぞれ設けられている。
　この構成によれば、上述の各実施形態で説明した作用効果に加えて、軸受装置３０Ｂが４つの軸受パッド５０を備えていることから、周方向におけるさらに広い範囲で回転軸１０による荷重を安定的に支持することができる。また、各軸受パッド５０にそれぞれ上流側ノズル８０と下流側ノズル７５が設けられていることから、それぞれの軸受パッド５０に対して安定的に潤滑油を供給することができる。
　以上、本発明の第三実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
　例えば、上記の第三実施形態では、下流側ノズル７５の下流側に上流側ノズル８０が配置されている例について説明した。しかしながら、上流側の軸受パッド５０から排出されるキャリーオーバ油による影響を回避する上では、下流側ノズル７５の上流側に上流側ノズル８０を設ける構成を採ることも可能である。
　また、既設の従来型の軸受装置に対して改修を施す場合には、既存の複数のノズルのうち、一部のみを上述の上流側ノズル８０（ブロック型ノズル）に変更した構成を採ることも可能である。この構成によっても、上述したものと同様の作用効果を得ることができる。
　また、各実施形態に共通する変形例として、図８と図９に示す構成を採ることも可能である。図８の例では、複数の供給孔８５が軸線方向に配列されることで１つの供給孔群ｇを形成しているとともに、当該供給孔群ｇが周方向に間隔をあけて複数設けられている。なお、同図の例では、２つの供給孔群ｇが設けられている構成を示しているが、３つ以上の供給孔群ｇが設けられた構成を採ることも可能である。
　上記構成によれば、供給孔群ｇが周方向に間隔をあけて複数設けられていることから、軸受パッド５０により多くの油を安定的に供給することができる。また、従来はノズルからの給油量が不足している場合、ノズルを新たに増設することで不足を補っていた。しかしながら、上記構成によれば、このようにノズルを増設することなく、１つのノズル（上流側ノズル８０）に複数の供給孔群ｇを形成することのみによって給油量を安定的に確保することができる。
　さらに、図９の例では、複数の供給孔８５が軸線Ｏ方向一方側から他方側に向かうに従って周方向に交互に位置するように配置されている。言い換えれば、同図の例では、複数の供給孔８５が千鳥格子状（staggerred）に配列されている。
　上記構成によれば、複数の供給孔８５が周方向に交互に位置するように配置されていることから、軸受パッド５０により多くの油を安定的に供給することができる。
　なお、上記の各実施形態では、上流側ノズル８０を本発明の適用対象として説明した。しかしながら、下流側ノズル７５をその適用対象とすることも可能である。なお、この場合、下流側ノズル７５の軸線Ｏ方向両側には上記のガイドメタルが設けられていない。そこで、キャリアリング４０のサイドリング４２に排出孔を形成し、この排出孔から外部にキャリーオーバ油を排出する構成を採ることが望ましい。
　加えて、上記の各実施形態では、ノズル本体８１に案内面８６を形成した例について説明した。しかしながら、案内面８６を有する部材を、ノズル本体８１とは別に設け、これによってキャリーオーバ油を案内する構成を採ることも可能である。
　さらに加えて、上記の各実施形態では、軸受装置３０，３０Ｂが、それぞれ２つ、又は４つの軸受パッド５０を備えている例について説明した。しかしながら、軸受パッド５０の個数は上記に限定されず、例えば３つや５つ以上の軸受パッド５０を備える構成を採ることも可能である。また、上述した上流側ノズル８０を隣接する軸受パッド５０同士の間に、周方向に間隔をあけて複数設ける構成を採ることも可能である。
　さらに、上記の各実施形態では、軸受装置３０を回転機械としての蒸気タービン１に適用した例について説明した。しかしながら、回転機械の具体例は蒸気タービン１に限定されず、ガスタービンや圧縮機等を含む他の機械装置に軸受装置３０を適用することも可能である。
　上記の軸受装置によれば、摺動部での油不足を抑制することができる。
１　　 蒸気タービン
２　　 タービンケーシング
３　　 静翼
４　　 動翼
１０　 回転軸
１１　 スラストカラー
２０　 軸受部
２１　 スラスト軸受
３０　 ジャーナル軸受（軸受装置）
４０　 キャリアリング
４１　 キャリアリング本体
４２　 サイドリング
４５　 ピボット
５０　 軸受パッド
５１　 裏面
５２　 パッド面
６０　 ガイドメタル（サイドプレート）
６１　 排出孔
７０　 上半カバー
７５　 下流側ノズル
８０　 上流側ノズル
８１　 ノズル本体
８２　 対向面
８３　 凹部
８４　 内部流路
８５　 供給孔
８６　 案内面
９０　 ブロック体
９１　 ブロック面
１００ 案内面
１０１ 平坦部
１０２ 掻き取り部
Ｏ　　 軸線
Ｔ　　 回転方向

Claims (8)

  1. 　回転軸の外周面を該回転軸の軸線回りに回転可能に支持する軸受パッドと、
    　該軸受パッドにおける前記回転軸の回転方向上流側に配置されて前記回転軸の外周面に潤滑油を供給する供給孔を有するノズルと、
    　前記ノズルの前記回転方向上流側で前記回転軸の外周面に対向して、かつ、前記ノズルの前記軸線方向両側に一対が配置されて、一対のうちの少なくとも一方に該一方を前記軸線方向に貫通する排出孔が形成されたサイドプレートと、
    　前記供給孔と前記排出孔との間の周方向位置で、前記回転方向上流側を向くとともに前記回転軸の外周面に沿って前記軸線方向に延びる案内面と、
    を有する軸受装置。
  2. 　前記ノズルは、前記一対のサイドプレートにわたって前記軸線方向に延びており、
    　前記案内面は、前記ノズルにおける前記回転方向上流側を向く面である請求項１に記載の軸受装置。
  3. 　前記ノズルは、前記案内面における前記回転軸の径方向外側に接続されているとともに、前記排出孔の前記径方向外側で前記回転方向上流側に向かって延びるブロック面を有する請求項２に記載の軸受装置。
  4. 　前記案内面における前記径方向内側の端部が、前記径方向内側に向かうに従って前記回転方向上流側に向かって延びている請求項１から３のいずれか一項に記載の軸受装置。
  5. 　前記回転軸と、
    　該回転軸を前記軸線回りに支持する請求項１から４のいずれか一項に記載の軸受装置と、
    を備える回転機械。
  6. 　軸線回りに回転する回転軸の外周面に対向するとともに潤滑油が吐出される供給孔が形成された対向面、及び、該対向面における前記回転軸の回転方向上流側に接続されて前記回転方向上流側を向きながら径方向外側に向かって延びる案内面を有するノズル本体と、
    　前記案内面における径方向外側に接続されて前記径方向内側を向きながら前記回転方向上流側に向かって延びるブロック面を有するブロック体と、
    を備えるノズル。
  7. 　複数の前記供給孔が前記軸線方向に配列されることで供給孔群を形成し、
    　該供給孔群は周方向に間隔をあけて複数設けられている請求項６に記載のノズル。
  8. 　複数の前記供給孔が前記軸線方向一方側から他方側に向かうに従って周方向に交互に位置するように配置されている請求項６に記載のノズル。 
PCT/JP2019/049372 2018-12-28 2019-12-17 軸受装置、回転機械、及びノズル Ceased WO2020137688A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/414,411 US11692587B2 (en) 2018-12-28 2019-12-17 Bearing device, rotating machine, and nozzle
KR1020217017962A KR102582879B1 (ko) 2018-12-28 2019-12-17 베어링 장치, 회전 기계, 및 노즐
GB2108218.5A GB2594811B (en) 2018-12-28 2019-12-17 Bearing device, rotating machine, and nozzle
JP2020563112A JP7148638B2 (ja) 2018-12-28 2019-12-17 軸受装置、及び回転機械

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-248015 2018-12-28
JP2018248015 2018-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020137688A1 true WO2020137688A1 (ja) 2020-07-02

Family

ID=71129753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/049372 Ceased WO2020137688A1 (ja) 2018-12-28 2019-12-17 軸受装置、回転機械、及びノズル

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11692587B2 (ja)
JP (1) JP7148638B2 (ja)
KR (1) KR102582879B1 (ja)
GB (1) GB2594811B (ja)
WO (1) WO2020137688A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58180815A (ja) * 1982-04-15 1983-10-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd テイルテイングパツド軸受
JP2000274432A (ja) * 1999-03-19 2000-10-03 Toshiba Corp パッド型ジャーナル軸受
JP2012172729A (ja) * 2011-02-18 2012-09-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸受装置及び回転機械
JP2016145587A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 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

Family Cites Families (7)

* 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
JP4764486B2 (ja) * 2009-02-27 2011-09-07 三菱重工業株式会社 ジャーナル軸受
JP5936725B1 (ja) 2015-01-30 2016-06-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ジャーナル軸受装置、及び、回転機械
JP2017078476A (ja) 2015-10-21 2017-04-27 株式会社日立製作所 ティルティングパッド軸受装置
JP6920026B2 (ja) * 2016-02-29 2021-08-18 三菱パワー株式会社 ジャーナル軸受および回転機械
JP6849310B2 (ja) * 2016-02-29 2021-03-24 三菱パワー株式会社 ジャーナル軸受および回転機械
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58180815A (ja) * 1982-04-15 1983-10-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd テイルテイングパツド軸受
JP2000274432A (ja) * 1999-03-19 2000-10-03 Toshiba Corp パッド型ジャーナル軸受
JP2012172729A (ja) * 2011-02-18 2012-09-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸受装置及び回転機械
JP2016145587A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 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

Also Published As

Publication number Publication date
JP7148638B2 (ja) 2022-10-05
GB202108218D0 (en) 2021-07-21
KR20210089745A (ko) 2021-07-16
KR102582879B1 (ko) 2023-09-25
GB2594811A (en) 2021-11-10
JPWO2020137688A1 (ja) 2021-11-04
GB2594811B (en) 2023-04-12
US20220090625A1 (en) 2022-03-24
US11692587B2 (en) 2023-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102115856B1 (ko) 저널 베어링 및 회전 기계
JP7000010B2 (ja) ジャーナル軸受および回転機械
US10508565B2 (en) Journal bearing and rotary machine
WO2020026863A1 (ja) 軸受装置及びターボ過給機
KR102240987B1 (ko) 베어링 장치 및 회전기계
US10451105B2 (en) Journal bearing and rotary machine
WO2020144733A1 (ja) 軸受装置及びこれを備えたターボチャージャ
JP7148638B2 (ja) 軸受装置、及び回転機械
US10514062B2 (en) Journal device and rotary machine
JP5922808B1 (ja) 軸受装置および軸受装置の据付方法
JP6437838B2 (ja) ジャーナル軸受及び回転機械
JP7511432B2 (ja) 軸受装置
JP5812973B2 (ja) ジャーナル軸受及び蒸気タービン
WO2017150500A1 (ja) ジャーナル軸受および回転機械
JP6403593B2 (ja) ジャーナル軸受及び回転機械
JP6403594B2 (ja) ジャーナル軸受及び回転機械
US20250223911A1 (en) Shaft sealing device and rotary machine
JP6399698B2 (ja) 軸受装置、回転機械

Legal Events

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

Ref document number: 19904979

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 202108218

Country of ref document: GB

Kind code of ref document: A

Free format text: PCT FILING DATE = 20191217

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2108218.5

Country of ref document: GB

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020563112

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

Ref document number: 20217017962

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19904979

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2108218.5

Country of ref document: GB