(57)【要約】  一対のスラストランナの間にあるスラスト軸受装置に設けられているスラスト軸受板とスラストランナの間への油の供給量を適切に維持することができるスラスト軸受装置を提供することにある。  回転軸が軸方向に移動した時にスラストランナが遠ざかる側のスラスト軸受板を遠ざかるスラストランナに近づけるようにして、スラストランナとスラスト軸受板との間の隙間を狭めるようにした。スラスト荷重のかからない側のスラスト軸受板とスラストランナの間の隙間を狭めるようにスラスト軸受板が移動するので、この隙間の減少によってこの部分の圧力が上昇し、この分だけ反対側のスラスト軸受板とスラストランナ側に適量の油が供給できで充分な油膜が形成され、且つ給油通路から供給する油の給油量を少なくできる。
2014038080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取り付けられた一対の鍔状のスラストランナと、前記一対のスラストランナの間に設置されると共に支持台によって支持された台金と、前記台金の軸方向の両側面に配置されたスラスト軸受板と、前記スラストランナと前記スラスト軸受板の間に油を供給する給油通路を備えたスラスト軸受装置において、
前記回転軸及び前記一対のスラストランナが軸方向に移動した時に、前記台金から遠ざかる側の前記スラストランナに対応する前記スラスト軸受板を前記遠ざかる側のスラストランナに近づけることを特徴とするスラスト軸受装置。
【請求項２】
回転軸に取り付けられた一対の鍔状のスラストランナと、
前記一対のスラストランナの間に設置される共に支持台によって支持された台金と、
前記台金の軸方向の両側面に配置され、前記スラストランナの移動に応じて前記スラストランナとの間の隙間を調整するようにされたスラスト軸受板と、
前記スラストランナと前記スラスト軸受板との間に油を供給する前記台金に設けられた給油通路と
より構成されたことを特徴とするスラスト軸受装置。
【請求項３】
回転軸に取り付けられた一対の鍔状のスラストランナと、
前記一対のスラストランナの間に設置される共に支持台によって支持された台金と、
前記スラストランナと前記台金の間に配置され、この間で移動可能なスラスト軸受板と、
前記台金の軸方向の両側面に形成され、前記スラスト軸受板の一方面の一部を収容する収容部と、
前記収容部に配置され、前記スラスト軸受板を前記スラストランナ側に向けて移動可能に付勢するばねと、
前記台金に設けられ、前記スラストランナと前記スラスト軸受板の間に油を供する給油通路と
より構成されたことを特徴とするスラスト軸受装置。
【請求項４】
請求項３に記載のスラスト軸受装置において、
前記スラスト軸受板は、前記スラストランナとの間の油圧と前記ばねの付勢力とで決まる位置で前記スラストランナとの距離が定まることを特徴とするスラスト軸受装置。
【請求項５】
請求項３に記載のスラスト軸受装置において、
前記台金の両側面に形成した収容部は、前記台金の周方向に沿った円環状の溝部であり、
前記溝部には前記スラスト軸受板の一方の面に形成した内周側円環状突起と外周側円環状突起が摺動自在に収納され、前記内周側円環状突起と前記外周側円環状突起の間に前記ばねが収納されていることを特徴とするスラスト軸受装置。
【請求項６】
請求項４に記載のスラスト軸受装置において、
前記内周側円環状突起と前記外周側円環状突起の間に収納された前記ばねは圧縮コイルばねであり、この圧縮コイルばねは前記円環状の溝部に所定の間隔を有して配置されていることを特徴とするスラスト軸受装置。
【請求項７】
請求項４に記載のスラスト軸受装置において、
前記内周側円環状突起と前記外周側円環状突起の間に収納された前記ばねは円環状のウェーブワッシャであり、このウェーブワッシャは前記スラスト軸受板を前記スラストランナの方向に予め付勢するように予圧が与えられていることを特徴とするスラスト軸受装置。
【請求項８】
請求項４に記載のスラスト軸受装置において、
前記溝部の内周面と前記内周側円環状突起との間、及び前記溝部の外周面と前記外周側円環状突起との間には低摩擦材料からなる中間リングが配置されていることを特徴とするスラスト軸受装置。
【請求項９】
請求項８に記載のスラスト軸受装置において、
前記中間リングはポリテトラフルオロエチレンを含む材料から成形加工によって得られる円環であることを特徴とするスラスト軸受装置。
【請求項１０】
請求項３に記載のスラスト軸受装置において、
前記回転軸が軸方向の一方側に向けて移動して一方のスラストランナとこれに対応するスラスト軸受板によって形成される隙間Ｇａの長さと、前記回転０が軸方向の他方側に向けて移動して他方ノスラストランナとこれに対応するスラスト軸受板によって形成される隙間Ｇｂの長さとの合計が前記回転軸の軸径に対して所定比率になるように管理されていることを特徴とするスラスト軸受装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のスラスト軸受装置を回転軸に設けたことを特徴とする回転機械。
【請求項１２】
請求項１１に記載の回転機械において、
前記回転機械は、蒸気タービン、ガスタービン、圧縮機、過給機、発電機の少なくとも一つであることを特徴とする回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸気タービン等の回転機械の回転軸を支承する軸受装置に係り、特に回転軸のスラスト方向の移動を規制するスラスト軸受装置とそれを用いた回転機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転機械の一例として蒸気タービン発電機を考えた場合、通常の蒸気タービン発電機は、高圧タービン、中圧タービン、低圧タービン、発電機ロータ、及びこれらを繋ぐ複数の回転軸で構成されている。そして、これらの回転軸に作用する荷重はジャーナル軸受装置、或いはラジアル軸受装置で支持されて効率良く回転できるようになっている。【０００３】
ところで、蒸気タービンは作動流体に高温で高圧の蒸気を用い、この蒸気を膨張させながら出力を発生させるように構成されている。そのため、各蒸気タービンの蒸気入り口と出口における圧力差によって、回転軸にはスラスト力（軸方向力）が発生する。特に、事業用の大型蒸気タービンでは大きな出力となるため、各蒸気タービンの蒸気入り口と蒸気出口の圧力差が大きく、これによって発生するスラスト力もかなり大きなものとなる。【０００４】
そこで、軸受装置においては、一般的に回転軸の荷重を支えるジャーナル軸受装置、或いはラジアル軸受装置に加えてスラスト軸受装置を設け、これにより軸方向に発生するスラスト力に対応している。ここで、回転機械とは蒸気タービンの他にガスタービン、圧縮機、過給機（例えば、自動車用のターボチャージャ）、発電機の回転子等々を意味している。【０００５】
このような回転機械に使用されているスラスト軸受装置に関しては特開昭５２-６７４４２号公報（特許文献１）に記載されている。この特許文献１に記載されているスラスト軸受装置においては、回転軸に削り出しや嵌め合い等の加工によって形成された、回転軸に垂直で互いに平行な一対の鍔状の軸受部材であるスラストランナが設けられている。【０００６】
そして、この一対のスラストランナの間には、台金とこの台金の軸方向両側に取り付けられたスラスト軸受板が配置されている。この台金は外周側に円弧状の支持部を有し、この支持部は回転機械が据え付けされる基礎に設けた円弧状の受部を備えた支持台に載置されている。台金には油供給路が設けられ、一対のスラストランナとスラスト軸受板に油を供給することでスラスト軸受板とスラストランナの間に油膜を形成すると共に潤滑と冷却を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５２-６７４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に示してあるスラスト軸受装置においては以下に述べるような課題があった。本発明を説明する前に特許文献１に示してあるスラスト軸受装置の構成とその課題を説明する。【０００９】
図７に示すスラスト軸受装置は一般にテーパランド型スラスト軸受装置といわれるスラスト軸受装置を縦に断面した時の構成を示している。図において、参照番号１０は回転機械の回転軸であって、この回転軸１０の一部に削り出しや嵌め合い等の加工によって形成された一対の鍔状の軸受部材であるスラストランナ１１Ａ、１１Ｂが設けられている。このスラストランナ１１Ａ、１１Ｂは回転軸１０に固定的に結合されている。【００１０】
スラストランナ１１Ａとスラストランナ１１Ｂの間にはスラスト軸受１２が配置されており、このスラスト軸受１２でスラストランナ１１Ａとスラストランナ１１Ｂの移動を規制し、結果的に回転機械の回転軸１０の軸方向の移動を所定の範囲に規制している。【００１１】
スラスト軸受１２は台金１３と、この台金１３の両側に取り付けたスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂよりなり、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂとスラストランナ１１Ａ、１１Ｂによって回転軸１０の移動を規制している。台金１３の外周部は軸方向に円弧状の支持部１３Ａを有し、この支持部１３Ａは回転機械が据え付けされる基礎に設けた円弧状の受部１５Ａを備えた支持台１５に載置されている。【００１２】
台金１３の内部には給油通路１６が設けられ、回転軸１０の外周面に臨むように開口した２つの分岐した給油口１６Ａ、１６Ｂによって一対のスラストランナ１１Ａ、１１Ｂ及びスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂに油を供給することでスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂとスラストランナ１１Ａ、１１Ｂの間に油膜を形成すると共に潤滑と冷却を行なっている。【００１３】
このような構成からなるスラスト軸受装置において、スラスト荷重が作用して回転軸１０にスラスト方向の移動が生じると図８に示すような状態で回転機械が稼働されることになる。【００１４】
図８の白抜き矢印にあるように、回転軸１０が右側に移動するとスラストランナ１１Ｂとスラスト軸受板１４Ｂの間の隙間Ｇｂに対して、スラストランナ１１Ａとスラスト軸受板１４Ａの間の隙間Ｇａの方が大きくなり、給油口１６Ｂからスラストランナ１１Ｂとスラスト軸受板１４Ｂの間に送られる油の量に対して、給油口１６Ａからスラストランナ１１Ａとスラスト軸受板１４Ａの間に送られる油の量が多くなるような現象を生じる。【００１５】
つまり、スラスト荷重のかからない側のスラスト軸受板１４Ａとスラストランナ１１Ａの間の隙間Ｇａが大きくなるのでこの部分での圧力が低下し、一方、スラスト荷重がかかる側のスラスト軸受板１４Ｂとスラストランナ１１Ｂの間の隙間Ｇｂが小さくなるのでこの部分の圧力は高くなり、結果的に給油通路１６から供給された油はスラスト軸受板１４Ａとスラストランナ１１Ａの方に余計に流れるようになる。【００１６】
このため、スラスト荷重がかかる側のスラスト軸受板１４Ｂとスラストランナ１１Ｂの間の油膜が薄くなり、適切な量の油を供給しようとすると給油通路１６から供給する油の量を増加せねばならなかった。また、油を増加するとこれに伴って無駄な油をスラスト荷重のかからない側のスラスト軸受板１４Ａとスラストランナ１１Ａの間に供給することになり、この点でもこのような現象を対策することが要請されている。【００１７】
このような対策が要請される背景としては、軸受装置を含めた油圧ポンプ等の補機や配管を全体的に捉えて考えた場合に油量を低減するとこれらに必要な費用を低減できることや、軸受装置の総給油量が大きくなると市販のポンプで対応することが難くなり、新たに特別な油圧ポンプを設計、制作することが必要になり製造コストが余計にかかるといったことがある。【００１８】
本発明の目的は、一対のスラストランナの間にあるスラスト軸受装置に設けられているスラスト軸受板とスラストランナの間への油の供給量を適切に維持することができるスラスト軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の特徴は、回転軸が軸方向に移動した時にスラストランナが遠ざかる側のスラスト軸受板を遠ざかるスラストランナに近づけるようにして、スラストランナとスラスト軸受板との間の隙間を狭める、ところにある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、スラスト荷重のかからない側のスラスト軸受板とスラストランナの間の隙間を狭めるようにスラスト軸受板が移動するので、この隙間の減少によってこの部分の圧力が上昇し、この分だけ反対側のスラスト軸受板とスラストランナ側に適量の油が供給できで充分な油膜が形成され、且つ給油通路から供給する油の給油量を少なくできるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例になるスラスト軸受装置の縦断面を示した縦断面図である。
【図２】図１に示したスラスト軸受板の正面図である。
【図３】図１に示すスラスト軸受装置を部分的に切り出した部分断面斜視図である。
【図４】図１に示すスラスト軸受装置にスラスト荷重が作用した時の状態を説明するスラスト軸受装置の縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施例になるスラスト軸受装置の一部拡大断面図である。
【図６】本発明が適用される回転機械の一例として蒸気タービンを用いた発電装置の大まかな構成を示した概略構成図である。
【図７】従来のスラスト軸受装置の縦断面を示した縦断面図である。
【図８】図７に示すスラスト軸受装置にスラスト荷重が作用した時の状態を説明する従来のスラスト軸受装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。尚、従来のスラスト軸受装置と説明した図７と同じ参照番号は同一の構成部品、或いは同様の機能を有する構成部品を示している。
【００２３】
図１乃至図３において、参照番号１０は回転機械の回転軸であって、この回転軸１０の一部に削り出しや嵌め合い等の加工によって形成された一対の鍔状のスラストランナ１１Ａ、１１Ｂが設けられている。このスラストランナ１１Ａ、１１Ｂは回転軸１０に固定的に結合されている。
【００２４】
スラストランナ１１Ａとスラストランナ１１Ｂの間にはスラスト軸受１２が配置されており、このスラスト軸受１２でスラストランナ１１Ａとスラストランナ１１Ｂの移動を規制し、結果的に回転機械の回転軸１０の軸方向の移動を所定の範囲に規制している。
【００２５】
スラスト軸受１２は台金１３と、この台金１３の両側に取り付けたスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂよりなり、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂとスラストランナ１１Ａ、１１Ｂによって回転軸１０の移動を規制している。
【００２６】
スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂは図２にあるように、回転軸１０の周囲に隙間をおいて対向する内周部と外周部を備えた円環状をしており、その間に放射状にテーパ部１４Ｃとランド部１４Ｄを形成している。また、台金１３の外周部は軸方向に円弧状の支持部１３Ａを有し、この支持部１３Ａは回転機械が据え付けされる基礎に設けた円弧状の受部１５Ａを備えた支持台１５に載置されている。
【００２７】
台金１３の内部には給油通路１６が設けられ、回転軸１０の外周面に臨むように開口した２つの分岐した給油口１６Ａ、１６Ｂによって一対のスラストランナ１１Ａ、１１Ｂ及びスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂに油を供給することでスラスト軸受板と軸受部材の間に油膜を形成すると共に潤滑と冷却を行なっている。尚、給油口１６Ａと給油口１６Ｂの間の回転軸１０と台金１３の内周面の間には油シールが設けられており、給油口１６Ａと給油口１６Ｂの間で回転軸１０の外周を油が移動しない構成とされている。
【００２８】
以上は図７に示したスラスト軸受装置と実質同様の構成である。そして、本実施例においては以下に説明する可動式のスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂを設けたところに一つの特徴を有している。
【００２９】
図１及び図３において、台金１３の軸方向（回転軸１０に沿った方向）の両側面のほぼ中央付近に、台金１３の形状に合わせて円環状の溝部１７Ａ、１7Ｂが形成されている。この溝部１７Ａ、１７Ｂはスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂの一方面の収容部の機能を有している。また、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂの他方面はスラストランナ１１Ａ、１1Ｂとの間で油膜を形成する機能を有している。この油膜はスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂの他方面に形成したテーパ部１４Ｃとランド部１４Ｄの働きによって形成されている。このテーパ部１４Ｃとランド部１４Ｄによる油膜形成は特許文献１にもある通り良く知られている。
【００３０】
また、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂの円環状の溝部１７Ａ、１７Ｂに対向する側面の一部には夫々内周側円環状突起部１８Ａ、１８Ｂが形成され、同様に外周側円環状突起部１９Ａ、１９Ｂが形成され、これらは溝部１７Ａ、１７Ｂに収納されている。
【００３１】
内周側円環状突起部１８Ａ、１８Ｂは溝部１７Ａ、１7Ｂの内周側に密着して摺動するように夫々の寸法が決められている。同様に、外周側円環状突起部１９Ａ、１９Ｂも溝部１７Ａ、１7Ｂの外周側に密着して摺動するように夫々の寸法が決められている。したがって、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂは回転軸１０の軸方向に可動式となっており、これによってスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂとスラストランナ１１Ａ、１１Ｂの間の隙間Ｇａ、Ｇｂの長さを調整することができる。
【００３２】
内周側円環状突起部１８Ａ、１８Ｂと外周側円環状突起部１９Ａ、１９Ｂの長さはスラスト軸受板１１Ａ、１１Ｂが最大変位した状態においても溝部１７Ａ、１7Ｂ内に存在する長さに決められている。これによって、給油口１６Ａ、１６Ｂから供給される油が溝部１７Ａ、１7Ｂを通って漏れるのを防止して油の圧力が急速に低下するのを抑制している。
【００３３】
台金１３に形成した溝部１７Ａ、１７Ｂの底面と、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂの内周側円環状突起部１８Ａ、１８Ｂ及び外周側円環状突起部１９Ａ、１９Ｂの間の面には両者を遠ざける弾性体、例えば、圧縮コイルばね２０が配置されている。この圧縮コイルばね２０は予め圧縮された予圧状態で配置されるものである。結果的に台金１３が固定側であるため、圧縮コイルばね２０はスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂをスラストランナ１１Ａ、１１Ｂ側に近づけるような力でスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂを付勢している。
【００３４】
この圧縮コイルばね２０の予圧の程度は給油通路１６からスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂとスラストランナ１１Ａ、１１Ｂの間に給油された油の圧力との関係から決められる。つまり、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂとスラストランナ１１Ａ、１１Ｂの間の油の圧力が所定以上に達すると、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂに作用する力が圧縮コイルばね２０の予圧力以上に達して、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂとスラストランナ１１Ａ、１１Ｂの隙間Ｇａ，Ｇｂを所定の長さになるようにスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂを台金１３側に移動するものである。
【００３５】
したがって、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂとスラストランナ１１Ａ、１１Ｂの間の圧力が同じであれば、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂとスラストランナ１１Ａ、１１Ｂの間の隙間Ｇａ，Ｇｂはほぼ同じ長さに調整されることになる。
【００３６】
圧縮コイルばね２０は円環状の溝部１７Ａ、１７Ｂに等間隔に複数個だけ設けられ、ほぼ均等にスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂをスラストランナ１１Ａ、１１Ｂ側に付勢している。本実施例では圧縮コイルばね２０を用いているが、より均等にスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂをスラストランナ１１Ａ、１１Ｂ側に付勢する場合では円環状のウェーブワッシャ等に予圧を与える構成を採用して用いるようにしても良い。これによれば、台金１３とスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂの間にウェーブワッシャを介装することで簡単に組み立てができる効果が期待できる。もちろん、この場合も台金１３とスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂの間で給油口１６Ａ１６Ｂからの油が漏れないような構成をとることが重要である。例えば、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂの内周側円環状突起部１８Ａ、１８Ｂ、或いは外周側円環状突起部１９Ａ、１９Ｂと同様な構成を採用することも可能である。要は台金１３とスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂの間で給油口１６Ａ１６Ｂからの油が漏れない構造であれば良いものである。
【００３７】
以上のような構成からなるスラスト軸受装置において、回転軸１０が回転しない状態では油膜が形成されずにスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂは圧縮コイルばね２０によってスラストランナ１１Ａ、１１Ｂに接触している。したがって、この状態で回転軸１０を回転するとスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂがスラストランナ１１Ａ、１１Ｂに接触しているので両者の間で摩耗の問題が生じる可能性がある。このため、回転軸１０の回転開始の前に図示しない油圧ポンプを起動して予め給油通路１６から油を供給しておき、圧縮コイルばね２０に抗してスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂを台金１３側に移動させてスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂとスラストランナ１１Ａ、１１Ｂの間に油膜を形成することが望ましい。尚、スラスト軸受板１４Ａ,１４Ｂの表面が耐摩耗性に優れている場合や、設計仕様上で摩耗が問題とならない場合は油圧ポンプの事前の起動は必要条件でない。
【００３８】
そして、蒸気タービンのような回転機械の回転軸１０が回転を始めると、回転軸１０にスラスト荷重が作用して回転軸１０にスラスト方向の移動が生じ、図４に示すような状態で回転機械が稼働されることになる。
【００３９】
図４にあるように、回転軸１０が右側に移動すると台金１３が固定側であるためスラストランナ１１Ｂも右側に移動してスラスト軸受板１４Ｂでその移動位置が規制される。一方、スラストランナ１１Ａも右側に移動するが、この時にはスラストランナ１１Ａはスラスト軸受板１４Ａから遠ざかる方向に移動し、スラストランナ１１Ｂとスラスト軸受板１４Ｂで規制される位置まで移動する。
【００４０】
従来のスラスト軸受装置ではこの時のスラストランナ１１Ｂとスラスト軸受板１４Ｂの隙間Ｇｂに対して、スラストランナ１１Ａとスラスト軸受板１４Ａの間の隙間Ｇａが大きくなり、給油口１６Ｂからスラストランナ１１Ｂとスラスト軸受板１４Ｂの間に送られる油の量に対して、給油口１６Ａからスラストランナ１１Ａとスラスト軸受板１４Ａの間に送られる油の量が多くなるような現象を生じていた。
【００４１】
つまり、スラスト荷重のかからない側のスラスト軸受板１４Ａとスラストランナ１１Ａの間の隙間Ｇａが大きくなるのでこの部分での油の圧力が低下し、一方、スラスト荷重がかかる側のスラスト軸受板１４Ｂとスラストランナ１１Ｂの間の隙間Ｇｂが小さくなるのでこの部分の圧力は高くなり、結果的に給油通路１６から供給された油はスラスト軸受板１４Ａとスラストランナ１１Ａの方に余計に流れるようになる。
【００４２】
しかしながら、本実施例になるスラスト軸受装置においては、スラスト軸受板１１Ａは可動式のため、スラスト軸受板１４Ａとスラストランナ１１Ａの間の圧力が低くなると、圧縮コイルばね２０の付勢力によってスラスト軸受板１４Ａは図面上で右側に移動するようになる。つまり、スラスト軸受板１４Ａは圧縮コイルばね２０による付勢力とスラスト軸受板１４Ａとスラストランナ１１Ａの間の油の圧力とが均衡する位置まで移動することができる。
【００４３】
この結果、スラスト軸受板１４Ａとスラストランナ１１Ａの間の隙間Ｇａの長さが従来のスラスト軸受装置の場合に比べて短くなり、この部分を通る油の量が少なくなる。一方、この分だけスラスト軸受板１４Ｂとスラストランナ１１Ｂに送られる油の量が従来のスラスト軸受装置の場合に比べて多くなり、スラスト軸受板１４Ｂとスラストランナ１１Ｂの間の油量を充分確保することができる。
【００４４】
このように本実施例によれば、スラスト荷重がかかる側のスラスト軸受板１４Ｂとスラストランナ１１Ｂの間の油膜を充分に確保することができると共に、スラスト荷重のかからない側のスラスト軸受板１４Ａとスラストランナ１１Ａの間に無駄な油を供給することがなくなるものである。
【００４５】
尚、本実施例においては台金１３の両側面に円環状の溝部１７Ａ、１７８Ｂを形成しているが、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂに円環状の溝部を形成し、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂに形成した内周側円環状突起部１８Ａ、１８Ｂと外周側円環状突起部１９Ａ、１９Ｂを台金１３の両側面に形成し、これらの間に圧縮コイルばね２０を配置するような構成にすることも可能であり、その得られる効果も同様のものとすることができる。
【００４６】
次に、本実施例を改良したスラスト軸受装置を図５に基づいて説明する。図５において、台金１３の軸方向の両側面のほぼ中央付近に、台金１３の形状に合わせて円環状の溝部１７Ａ、１7Ｂが形成されている。また、スラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂの円環状の溝部１７Ａ、１７Ｂに対向する側の面には内周側円環状突起部１８Ａ、１８Ｂが形成され、同様に外周側円環状突起部１９Ａ、１９Ｂが形成されている。
【００４７】
内周側円環状突起部１８Ａ、１８Ｂの外周面と溝部１７Ａ、１7Ｂの内周面にはこれも円環状の内側中間リング２１が設けられている。同様に外周側円環状突起部１９Ａ、１９Ｂの外周面と溝部１７Ａ、１7Ｂの外周面にはこれも円環状の外側中間リング２２が設けられている。内側中間リング２１及び外側中間リング２２は共に溝部１７Ａ、１7Ｂの内周面及び外周面に接着剤、或いは固定用ボルトによって固定され、回転機械が稼働している状態で動かないように構成されている。これらの内側中間リング２１及び外側中間リング２２は低摩擦材料で構成されており、本実施例では化学的に安定した、ポリテトラフルオロエチレン（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ：ＰＴＦＥ）を含む材料よりなり、成形加工によって円環状に構成されている。
【００４８】
このような内側中間リング２１及び外側中間リング２２を使用すれば、スラスト軸受板１４Ａ，１４Ｂの内周側円環状突起部１８Ａ、１８Ｂと外周側円環状突起部１９Ａ、１９Ｂの摺動運動が円滑に行われ、摺動面の固渋等をなくすことができるのでスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂの軸方向への変位運動を適正に行なうことが可能である。
【００４９】
以上に説明した本実施例のスラスト軸受装置において、スラストランナ１１Ａとスラスト軸受板１４Ａの隙間Ｇａの長さと、スラストランナ１１Ｂとスラスト軸受板１４Ａの隙間Ｇｂの長さは所定の条件の元で管理されている。
【００５０】
本実施例においては、スラストランナ１１Ａ、１１Ｂがスラスト軸受板１４Ａ、１４Ｂに最も近づいた時、つまり、回転軸１０が一方側に向けて移動してスラストランナ１１Ａとスラスト軸受板１４Ａによって形成される隙間Ｇａの長さと、スラストランナ１１Ｂとスラスト軸受板１４Ｂによって形成される隙間Ｇｂの長さとの合計が回転軸１０の軸径に対して所定比率になるように管理されている。この比率は設計的に決められるものであり、この比率は回転機械の性能に影響を及ぼさない程度の移動量である。
【００５１】
図６に本発明になるスラスト軸受装置を適用した回転機械の具体例として蒸気タービンに適用した場合を示している。
【００５２】
図６において、一般的に蒸気タービン発電機においては高圧タービンロータ２３と、中圧タービンロータ２４と、低圧タービンロータ２５が設けられており、これらのタービンロータと発電機ロータ２６が回転軸２８によって連結されている。そして、回転軸２８はそれぞれのタービンロータ２３、２４、２５と発電機ロータ２６の両端にジャーナル軸受装置、或いはラジアル軸受装置２７を配置することで支えられている。そして、本発明になるスラスト軸受装置１２は発電機ロータ２６を除く各タービンロータ２３、２４、２５の間にいずれかの位置に配置されている。
【００５３】
蒸気タービン発電機においては、省エネルギー化、低コスト化等に対する性能要求が求められている。そのため、本発明になるスラスト軸受装置を適用した場合では給油量を大幅に低減することが出来るため、省エネルギー化、低コスト化の要請に対応できるようになる。
【符号の説明】
【００５４】
１０…回転軸、１１Ａ、１１Ｂ…スラストランナ、１２…スラスト軸受、１３…台金、１４Ａ、１４Ｂ…スラスト軸受板、１５…支持台、１６…給油通路、１６Ａ、１６Ｂ…給油口、１７Ａ、１７Ｂ…円環状の溝部、１８Ａ、１８Ｂ…内周側円環状突起部、１９Ａ、１９Ｂ…外周側円環状突起部、２０…圧縮コイルばね、２１…内側中間リング、２２…外側中間リング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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