(57)【要約】【課題】潤滑油の高温状態の時間を短縮して潤滑油の劣化を抑えることを目的とする。【解決手段】回転軸１２の外周面に沿って周設された軸受パッド２０が備えられ、軸受パッド２０と回転軸１２との間に潤滑油Ｘを介在させた状態で回転軸１２を径方向から支持する軸受部２と、軸受パッド２０と回転軸１２との間のうち、第一閾値温度よりも高温となる高温部分から排出された潤滑油Ｘ１を冷却する第一冷却手段５と、軸受部２を収容すると共に、軸受パッド２０と回転軸１２との間のうち、第二閾値温度よりも低温となる低温部分から排出された潤滑油Ｘ２、及び、第一冷却手段５によって冷却された潤滑油Ｘ２をそれぞれ貯留する軸受箱３と、軸受箱３内の潤滑油Ｘを回収して軸受パッド２０と回転軸１２との間に再供給する潤滑油循環経路４と、潤滑油循環経路４の途中に設けられて潤滑油循環経路４を流通する潤滑油Ｘを冷却する第二冷却手段６と、を備える。【選択図】図２
2011038605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の外周面に沿って周設された軸受パッドが備えられ、該軸受パッドと前記回転軸との間に潤滑油を介在させた状態で前記回転軸を径方向から支持する軸受部と、
該軸受パッドと前記回転軸との間のうち、予め定めた第一閾値温度よりも前記潤滑油の温度が高温になる高温部分から排出された潤滑油を冷却する第一冷却手段と、
前記軸受部を収容すると共に、前記軸受パッドと前記回転軸との間のうち、前記第一閾値温度よりも予め低く定めた第二閾値温度よりも前記潤滑油の温度が低温になる低温部分から排出された潤滑油、及び、前記第一冷却手段によって冷却された潤滑油をそれぞれ貯留する軸受箱と、
該軸受箱内の潤滑油を回収して前記軸受パッドと前記回転軸との間に再供給する潤滑油循環経路と、
該潤滑油循環経路の途中に設けられて該潤滑油循環経路を流通する潤滑油を冷却する第二冷却手段と、
を備えることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受装置において、
前記第一冷却手段として、前記第二冷却手段によって冷却された前記潤滑油の一部を噴射するノズルが、前記高温部分から排出された潤滑油に向けて設けられていることを特徴とする軸受装置。
【請求項３】
請求項１に記載の軸受装置において、
前記第一冷却手段として、前記高温部分から排出された潤滑油に向けて送風するファンが設けられていることを特徴とする軸受装置。
【請求項４】
請求項１に記載の軸受装置において、
前記第一冷却手段として、前記第一冷却手段として、熱を放散させる放熱板が、前記高温部分から排出された潤滑油の流路に近接させて設けられていることを特徴とする軸受装置。
【請求項５】
請求項１に記載の軸受装置において、
前記第一冷却手段として、内部に水が流通する水熱交換器を有する水冷式クーラーが備えられ、
前記水熱交換器が、前記高温部分から排出された潤滑油の流路に近接させて設けられていることを特徴とする軸受装置。
【請求項６】
請求項５に記載の軸受装置において、
前記第二冷却手段として、前記潤滑油循環経路を流通する潤滑油を冷却する水冷式クーラーが備えられ、
前記第一冷却手段の水冷式クーラーに供給される水と前記第二冷却手段の水冷式クーラーに供給される水とが同一の水供給源から供給されていることを特徴とする軸受装置。
【請求項７】
請求項１に記載の軸受装置において、
前記第一冷却手段として、潤滑油と同種の油が流通する油熱交換器を有する油冷式クーラーが備えられ、
前記油熱交換器が、前記高温部分から排出された潤滑油の流路に近接させて設けられていることを特徴とする軸受装置。
【請求項８】
請求項７に記載の軸受装置において、
前記第二冷却手段によって冷却された前記潤滑油の一部が前記油熱交換器に供給され、該油熱交換器を流通した潤滑油が前記潤滑油循環経路に戻されることを特徴とする軸受装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載される軸受装置によって、前記回転軸が径方向に支持されてい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、回転軸を支持する軸受装置及び回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば蒸気タービンやガスタービン、ポンプ等に用いられる軸受装置として、一般に、回転軸（ロータ）の外周に複数の軸受パッドが周設され、これら複数の軸受パッドによって回転軸又はその回転軸に設けられたランナーが支持されていると共に、軸受パッドと回転軸（又はランナー）との間に潤滑油が介在された構成の軸受装置が知られている。詳しく説明すると、この軸受装置には、複数の軸受パッドを有する軸受部と、この軸受部を収容すると共に軸受パッドと回転軸との間から排出された潤滑油を貯留する軸受箱と、軸受箱内の潤滑油を回収して軸受パッドと回転軸との間に再供給する潤滑油循環経路と、潤滑油循環経路中に介装されて潤滑油循環経路を流通する潤滑油を冷却する冷却手段と、が備えられている。上記した潤滑油循環経路には、潤滑油を貯留するタンクと、潤滑油を送るポンプとが備えられている。このような軸受装置によれば、軸受パッドと回転軸との間から排出された潤滑油は、軸受箱内に一旦貯留され、その軸受箱内から潤滑油循環経路に流入し、タンク内に流入して貯留される。その後、そのタンク内の潤滑油がポンプによって冷却手段に送られ、冷却手段によって冷却された後、再び軸受パッドと回転軸との間に供給される。
【０００３】
上記した潤滑油は、高温になるほど劣化し易くなる。例えば、下記非特許文献１に示されているように、潤滑油の温度が６０℃を超えると潤滑油の酸化は急速的に高くなり、１００℃を超えると１０℃上昇するごとに酸化が２倍になって潤滑油の酸化が加速的に進行する。
このような潤滑油の高温劣化の問題を鑑みて、従来、例えば下記特許文献１に記載されているような、潤滑油の温度を低下させる構成の軸受装置が提案されている。この軸受装置は、回転軸を軸方向から支持するスラスト軸受において、パッド間の内周側から外周側への潤滑油の流れを積極的に形成する構成となっている。このような軸受装置によれば、軸受パッド間を流れる低温の潤滑油が、軸受パッドから流出する高温の潤滑油に合流し、その後、隣接する軸受パッドとランナーとの間に流入するので、潤滑油の温度上昇を抑制することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「作動油ハンドブック」、株式会社潤滑通信社、昭和６０年６月１８日発行、ｐ．１９３
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３２５４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、回転軸を径方向から支持するジャーナル軸受では、回転軸からの荷重を受ける下側部分において潤滑油の温度が上昇し易く、反対に上側部分においては潤滑油の温度が上昇しにくい。
また、パッド面積を小さくした高面圧軸受では、軸受損失及び油量を大幅に低減させることができるが、面圧が高くて油量も少ないため、下側の軸受パッドと回転軸との間から排出される潤滑油の温度は通常の軸受よりも高くなり、下側の軸受パッドから排出される潤滑油の温度が１００℃を超えるおそれがある。
【０００７】
しかしながら、上記したような従来の軸受装置では、上側の軸受パッドから排出された比較的低温の潤滑油と下側の軸受パッドから排出された高温の潤滑油とが、軸受箱の内側で混合された後、潤滑油循環経路に流入してタンクに貯留され、その後、ポンプで送られる途中で冷却手段で冷却されるので、潤滑油の高温状態の時間が長く、劣化し易いという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、潤滑油の高温状態の時間を短縮して潤滑油の劣化を抑えることができる軸受装置及び回転機械を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る軸受装置及び回転機械は、上記した課題を解決するべく、下記の特徴を有する。
すなわち、本願に係る軸受装置は、回転軸の外周面に沿って周設された軸受パッドが備えられ、該軸受パッドと前記回転軸との間に潤滑油を介在させた状態で前記回転軸を径方向から支持する軸受部と、該軸受パッドと前記回転軸との間のうち、予め定めた第一閾値温度よりも前記潤滑油の温度が高温になる高温部分から排出された潤滑油を冷却する第一冷却手段と、前記軸受部を収容すると共に、前記軸受パッドと前記回転軸との間のうち、前記第一閾値温度よりも予め低く定めた第二閾値温度よりも前記潤滑油の温度が低温になる低温部分から排出された潤滑油、及び、前記第一冷却手段によって冷却された潤滑油をそれぞれ貯留する軸受箱と、該軸受箱内の潤滑油を回収して前記軸受パッドと前記回転軸との間に再供給する潤滑油循環経路と、該潤滑油循環経路の途中に設けられて該潤滑油循環経路を流通する潤滑油を冷却する第二冷却手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
このような特徴により、軸受パッドと回転軸との間のうち、第二閾値温度よりも低温となる低温部分に介在された低温の潤滑油は、軸受パッドと回転軸との間から排出されて、そのまま軸受箱の内部の底に落ちる。一方、軸受パッドと回転軸との間のうち、第一閾値温度よりも高温となる高温部分に介在された高温の潤滑油は、軸受パッドから排出された後、直ちに第一冷却手段で冷却され、その後、軸受箱の内部の底に落ちる。そして、低温部分から排出された潤滑油と第一冷却手段で冷却された潤滑油とは軸受箱内において混合され、その軸受箱内の潤滑油は潤滑油循環経路に流入し、第二冷却手段で冷却された後、軸受パッドと回転軸との間に再び供給される。
【００１１】
また、本発明に係る軸受装置は、前記第一冷却手段として、前記第二冷却手段によって冷却された前記潤滑油の一部を噴射するノズルが、前記高温部分から排出された潤滑油に向けて設けられていることが好ましい。
これにより、第二冷却手段によって冷却された低温の潤滑油の一部がノズルから噴射され、この噴射された低温の潤滑油が、高温部分から排出された高温の潤滑油に吹き付けられる。その結果、前記した高温の潤滑油が冷却されてその潤滑油の温度が低下する。
【００１２】
また、本発明に係る軸受装置は、前記第一冷却手段として、前記高温部分から排出された潤滑油に向けて送風するファンが設けられていてもよい。
これにより、ファンによる送風が、高温部分から排出された高温の潤滑油に吹き付けられる。その結果、前記した高温の潤滑油が冷却され、軸受箱の内部の底に落ちる潤滑油の温度が低下する。
【００１３】
また、本発明に係る軸受装置は、前記第一冷却手段として、熱を放散させる放熱板が、前記高温部分から排出された潤滑油の流路に近接させて設けられていてもよい。
これにより、高温部分から排出された高温の潤滑油の熱が放熱板を介して放熱される。その結果、前記した高温の潤滑油が冷却され、軸受箱の内部の底に落ちる潤滑油の温度が低下する。
【００１４】
また、本発明に係る軸受装置は、前記第一冷却手段として、内部に水が流通する水熱交換器を有する水冷式クーラーが備えられ、前記水熱交換器が、前記高温部分から排出された潤滑油の流路に近接させて設けられていてもよい。
これにより、水熱交換器において、高温部分から排出された潤滑油と水熱交換器内を流通する水との間で熱交換が行われる。その結果、前記した高温の潤滑油が冷却され、軸受箱の内部の底に落ちる潤滑油の温度が低下する。
さらに、この軸受装置において、前記第二冷却手段として、前記潤滑油循環経路を流通する潤滑油を冷却する水冷式クーラーが備えられ、前記第一冷却手段の水冷式クーラーに供給される水と前記第二冷却手段の水冷式クーラーに供給される水とが同一の水供給源から供給されていることが好ましい。
これにより、共通の水供給源から第一冷却手段の水冷式クーラー及び第二冷却手段の水冷式クーラーに水がそれぞれ供給されるので、各水冷式クーラーに水を供給する設備が簡略化される。
【００１５】
また、本発明に係る軸受装置は、前記第一冷却手段として、潤滑油と同種の油が流通する油熱交換器を有する油冷式クーラーが備えられ、前記油熱交換器が、前記高温部分から排出された潤滑油の流路に近接させて設けられていることが好ましい。
これにより、高温部分から排出された潤滑油と油熱交換器内を流通する低温の油との間で熱交換が行われる。その結果、前記した高温の潤滑油が冷却され、軸受箱の内部の底に落ちる潤滑油の温度が低下する。このとき、仮に、第一冷却手段の油が軸受箱内に漏出した場合であっても、潤滑油と同種の油であるので、潤滑油が変質することがない。
さらに、この軸受装置において、前記第二冷却手段によって冷却された前記潤滑油の一部が前記油熱交換器に供給され、該油熱交換器を流通した潤滑油が前記潤滑油循環経路に戻されることが好ましい。
これにより、第二冷却手段によって冷却された低温の潤滑油の一部が油熱交換器に送られ、この油熱交換器において、高温部分から排出された潤滑油との間で熱交換が行われ、油熱交換器内を流通する潤滑油の温度が上昇する。この潤滑油は、潤滑油循環経路に戻され、第二冷却手段によって再度冷却される。
【００１６】
また、本発明に係る回転機械は、上記したいずれかの軸受装置によって、前記回転軸が径方向に支持されていることを特徴としている。
このような特徴により、上述したように、軸受パッドと回転軸との間のうち、第一閾値温度よりも高温となる高温部分に介在された高温の潤滑油が、軸受パットから排出された直後に冷却される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る軸受装置によれば、第一閾値温度よりも高温となる高温部分から排出された高温の潤滑油は、第一冷却手段で早期に冷却されるので、潤滑油の高温状態の時間が短縮され、潤滑油の劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る回転機械の実施の形態の一つであるタービンを模式的に表した図である。
【図２】本発明に係る軸受装置の第１の実施の形態を説明するための軸受装置の断面図である。
【図３】本発明に係る軸受装置の第２の実施の形態を説明するための軸受装置の断面図である。
【図４】本発明に係る軸受装置の第３の実施の形態を説明するための軸受装置の断面図である。
【図５】本発明に係る軸受装置の第４の実施の形態を説明するための軸受装置の断面図である。
【図６】本発明に係る軸受装置の第５の実施の形態を説明するための軸受装置の断面図である。
【図７】本発明に係る軸受装置の変形例を説明するための軸受装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る軸受装置及び回転機械の実施の形態について、図面に基いて説明する。
なお、図１に示す鎖線Ｏは後述する回転軸１２の中心軸線を示しており、本実施の形態では、以下、単に「軸線Ｏ」と記す。また、本発明においては、軸線Ｏに沿った方向を「軸方向」とし、軸線Ｏに直交する方向を「径方向」とし、軸線Ｏ回りの方向を「周方向」とする。
【００２０】
［回転機械］
まず、本発明に係る回転機械の実施の形態として、タービン１について図１に基づいて説明する。
図１に示すように、タービン１は、蒸気やガス等の流体を羽根車（動翼）に当てて流体のエネルギーを回転運動に変換して動力を得る原動機であり、その概略構成としては、複数の羽根車を有するタービン本体１１と、タービン本体１１において発生した動力を出力する回転軸１２（ロータ）と、回転軸１２を軸回転可能に径方向に支持するジャーナル軸受装置１０（軸受装置）と、回転軸１２を軸回転可能に軸方向に支持するスラスト軸受装置１３とを備えている。
【００２１】
タービン本体１１は、流体が流入して羽根車に当たることで動力を発生させる動力発生部であり、その概略構成としては、例えば回転軸１２に突設された複数の動翼（羽根車）と、複数の動翼を収容するケーシングと、ケーシングの内周面に突設された静翼と、を備えている。複数の動翼は、回転軸１２を中心にして放射状に配設されており、複数の動翼と複数の静翼とは軸方向に交互に配設されている。
【００２２】
［軸受装置］
（第１の実施の形態）
次に、本発明に係る軸受装置の第１の実施の形態として、上記したジャーナル軸受装置１０について図２に基づいて説明する。
図２に示すように、ジャーナル軸受装置１０は、回転軸１２の外周に周設されて回転軸１２を軸回転可能に支持する軸受部２と、軸受部２を収容する軸受箱３と、後述する潤滑油Ｘを循環させる潤滑油循環経路４と、後述する潤滑油Ｘを冷却する第一冷却手段５及び第二冷却手段６と、潤滑油Ｘを貯留するタンク７と、潤滑油Ｘを送るポンプ８と、を備えている。
【００２３】
軸受部２の概略構成としては、回転軸１２の外周に配設された複数の軸受パッド２０と、複数の軸受パッド２０を保持する軸受ハウジング２１と、を備えている。
【００２４】
軸受パッド２０は、回転軸１２の外周面に潤滑油Ｘを介して摺接されたパッドであり、回転軸１２の外周面に沿って断面視円弧状に形成された支持面２２を有している。複数の軸受パッド２０は、隣り合う軸受パッド２０の間に隙間をあけて周方向に沿って均等に配置されている。
【００２５】
軸受ハウジング２１は分割可能な円環状の部材であり、この軸受ハウジング２１の内側に回転軸１２が挿通されている。この軸受ハウジング２１の内径は回転軸１２の外径よりも大きく、軸受ハウジング２１の内周面と回転軸１２の外周面との間には隙間があけられている。また、軸受ハウジング２１の内周面には全周に亘って延在する断面視凹形状の凹溝２３が形成されており、この凹溝２３の内側に上記した複数の軸受パッド２０が収容されている。また、軸受ハウジング２１の上部には、軸受ハウジング２１の外周面から凹溝２３の内面に亘って貫通した潤滑油注入口２４が形成されており、この潤滑油注入口２４から凹溝２３内に流入した潤滑油Ｘが軸受パッド２０の支持面２２と回転軸１２の外周面との間に流入される。
【００２６】
軸受箱３は、上記した軸受部２を囲うと共にその軸受部２を支持する箱体であり、また、受部２から排出された潤滑油Ｘを受ける受け皿として機能するものである。この軸受箱３の軸方向両側の端壁部３０，３０には、回転軸１２が挿通される挿通孔３１がそれぞれ形成されている。軸受箱３の下壁部３２には、軸受部２を支持する台座３３が突設されていると共に、軸受箱３の内側に貯留された潤滑油Ｘを排出する排出口３４が形成されている。軸受箱３の上壁部３５には、軸受部２を上側から押さえる押さえ部３６が垂設されている。
潤滑油Ｘが貯留される。
【００２７】
タンク７は、軸受箱３内から排出された潤滑油Ｘを一時貯留する容器であり、潤滑油循環経路４の途中に介装されている。このタンク７には、潤滑油Ｘを流入させる流入口７０と潤滑油Ｘを流出させる流出口７１とがそれぞれ設けられており、軸受箱３内から排出された潤滑油Ｘが流入口７０からタンク７内に流入し、このタンク７内の潤滑油Ｘが流出口７１から流出する。
【００２８】
ポンプ８は、タンク７内の潤滑油Ｘを吸い込んで軸受部２に向けて送り出す流体機械であり、潤滑油Ｘを吸い込む吸込口８０と、潤滑油Ｘを吐出する吐出口８１と、を有している。このポンプ８は、潤滑油循環経路４のうち、タンク７の下流側の部分に介装されている。
【００２９】
潤滑油循環経路４は、潤滑油Ｘを流通させる流通路であり、軸受箱３内の潤滑油Ｘを回収して軸受パッド２０と回転軸１２との間に再供給する流通路である。詳しく説明すると、潤滑油循環経路４は、軸受箱３の排出口３４とタンク７の流入口７０とを接続する第一流路４０と、タンク７の流出口７１とポンプ８の吸込口８０とを接続する第二流路４１と、ポンプ８の吐出口８１と軸受部２の潤滑油注入口２４とを接続する第三流路４２と、を備えている。なお、図２では潤滑油循環経路４を模式的に示しており、潤滑油循環経路４の各流路４０〜４２の位置や形状、本数等は他の設備や部材との取り合いに応じて適宜変更可能である。
【００３０】
第二冷却手段６は、潤滑油循環経路４の途中に設けられて潤滑油循環経路４を流通する潤滑油Ｘを冷却する冷却器であり、例えば水冷式クーラー等が用いられる。詳しく説明すると、第二冷却手段６は、潤滑油循環経路４のうちのポンプ８の下流側の部分、つまり上記した第三流路４２に配設されている。この第二冷却手段６によって第三流路４２を流通する潤滑油Ｘが第二冷却手段６を通過する過程で冷却される。
【００３１】
第一冷却手段５は、軸受パッド２０と回転軸１２との間のうち、予め定めた第一閾値温度よりも潤滑油Ｘの温度が高温になる高温部分から排出された高温の潤滑油（高温排油Ｘ１）を冷却する冷却手段である。具体的に説明すると、第一冷却手段５として、上記した第二冷却手段６によって冷却された潤滑油Ｘの一部（冷却用噴射油Ｘ３）を噴射するノズル５０が、上記した高温排油Ｘ１に向けて設けられている。このノズル５０は、高温排油Ｘ１に対して冷却用噴射油Ｘ３を吹き付ける噴射ノズルであり、軸受箱３の内側に配設されている。このノズル５０は、上記した潤滑油循環経路４の第三流路４２から分岐した分岐管５１を介して潤滑油循環経路４に接続されている。分岐管５１は、第三流路４２のうち、第二冷却手段６よりも下流側の部分から分岐され、軸受箱３の壁部（端壁部３０）を貫通して軸受箱３の内側に延設されている。
【００３２】
なお、上記した「高温部分」とは、軸受パッド２０と回転軸１２との間で圧縮力が作用する部分であり、具体的には、回転軸１２の下側半分の部分のうち、潤滑油Ｘの温度が、予め定めた第一閾値温度（潤滑油Ｘの劣化が加速的に進行する温度、例えば１００℃）を超えることが実験（計測）や模擬計算等で判明している箇所が前記した高温部分となる。一方、軸受パッド２０と回転軸１２との間のうち、予め低く定めた第二閾値温度（潤滑油Ｘの劣化が急速に高くなる温度であって第一閾値温度よりも低い温度、例えば６０℃）よりも潤滑油Ｘの温度が低温になる「低温部分」となり、この低温部分から排出された潤滑油Ｘは、高温排油Ｘ１に比べて温度が低い低温排油Ｘ２となる。上記した「低温部分」とは、軸受パッド２０と回転軸１２との間のうち、潤滑油Ｘの温度が第二閾値温度を下回ることが実験（計測）や模擬計算等で判明している箇所である。
【００３３】
また、ジャーナル軸受装置１０には、軸受部２から排出される潤滑油Ｘのうち、上記した高温部分から排出された高温排油Ｘ１を低温排油Ｘ２と区別して収集する高温潤滑油収集手段９が備えられている。具体的に説明すると、ジャーナル軸受装置１０には、高温潤滑油収集手段９として、軸受ハウジング２１の下側半分と回転軸１２との間から漏出する高温排油Ｘ１が流入する受け部９０が設けられている。この受け部９０は、上方に向けて開放された漏斗状の受け皿であり、軸受箱３内における回転軸１２の下方に配設されていると共に軸受ハウジング２１に対して軸方向に隣接させて配設されている。この受け部９０の上端は、軸受ハウジング２１の内縁の下端と回転軸１２の下端との隙間に横並びに配置されている。また、受け部９０には、受け部９０内の高温排油Ｘ１を流出させる流出口９１が設けられている。なお、受け部９０は、軸受ハウジング２１の軸方向の両側にそれぞれ配設されており、これらの受け部９０の下方に上記したノズル５０がそれぞれ配設されている。
【００３４】
次に、上記した構成からなるジャーナル軸受装置１０の作用について説明する。
【００３５】
軸受パッド２０と回転軸１２との間のうち、第二閾値温度よりも低温となる低温部分に介在された潤滑油（低温排油Ｘ２）は、軸受ハウジング２１の内周面と回転軸１２の外周面との隙間を通って軸受ハウジング２１の軸方向外側に漏出する。この低温排油Ｘ２は、回転軸１２の外周面に沿って流れて、そのまま軸受箱３の内部の底に落とされる。
【００３６】
また、軸受パッド２０と回転軸１２との間のうち、上記した第一閾値温度よりも高温となる高温部分に介在された潤滑油（高温排油Ｘ１）は、軸受ハウジング２１の内周面と回転軸１２の外周面との隙間を通って軸受ハウジング２１の軸方向外側に漏出する。この高温排油Ｘ１は、軸受ハウジング２１に隣接して配設された受け部９０の内側に流入して一旦収集され、その受け部９０の流出口９１から流出する。このとき、第二冷却手段６によって冷却された低温の冷却用噴射油Ｘ３が第一冷却手段５のノズル５０から噴射され、受け部９０から流出した高温排油Ｘ１に低温の潤滑油Ｘが吹き付けられる。これにより、高温排油Ｘ１が、軸受パッド２０と回転軸１２との間から排出された直後に選択的に冷却され、高温排油Ｘ１の温度が早期に低下する。そして、この冷却された高温排油Ｘ１とノズル５０から噴射された潤滑油Ｘとは、軸受箱３の内部の底にそれぞれ落とされ、上記した低温排油Ｘ２と軸受箱３の内部の底において混合される。
【００３７】
そして、この軸受箱３の内部の底に貯留された潤滑油Ｘ（高温排油Ｘ１と低温排油Ｘ２とを混合した潤滑油）は、排出口３４から潤滑油循環経路４の第一流路４０内に流入し、第一流路４０内を流通してタンク７の流入口７０からタンク７内に流入し、このタンク７内に一時貯留される。
【００３８】
そして、タンク７の潤滑油Ｘは、タンク７の流出口７１から第二流路４１内に流入し、第二流路４１内を流通してポンプ８の吸込口８０からポンプ８内に吸い込まれる。ポンプ８内に吸い込まれた潤滑油Ｘは、ポンプ８の吐出口８１から吐出されて第三流路４２内に流入し、第三流路４２内を流通する。そして、第二冷却手段６を通過する際に、第二冷却手段６によって冷却され、潤滑油Ｘの温度は低下する。この低温の潤滑油Ｘは、第三流路４２内を流通して、軸受部２の潤滑油注入口２４から凹溝２３内に流入する。そして、その潤滑油Ｘは、軸受パッド２０の支持面２２と回転軸１２の外周面との間に流入し、軸受パッド２０と回転軸１２との間に潤滑油Ｘが再供給される。
【００３９】
また、第二冷却手段６によって冷却された低温の潤滑油Ｘのうちの一部が冷却用噴射油Ｘ３として分岐管５１に流入し、その冷却用噴射油Ｘ３が分岐管５１内を通ってノズル５０に送られ、ノズル５０から上記した高温排油Ｘ１に向けて噴射される。
【００４０】
上記した構成からなるジャーナル軸受装置１０によれば、第一閾値温度よりも高温となる高温部分から排出された高温排油Ｘ１は、第一冷却手段５で早期に冷却されるので、潤滑油Ｘ（高温排油Ｘ１）の高温状態の時間が短縮され、潤滑油Ｘの劣化を抑えることができる。
また、高温潤滑油収集手段９によって高温排油Ｘ１を収集し、高温排油Ｘ１を選択的に冷却するので、高温排油Ｘ１を少ない冷却用噴射油Ｘ３で効率的に冷却することができる。
【００４１】
また、ノズル５０から噴射される冷却用噴射油Ｘ３によって高温排油Ｘ１を冷却するので、少量の潤滑油Ｘ（冷却用噴射油Ｘ３）で効果的に高温排油Ｘ１を冷却することができる。これにより、潤滑油Ｘの増量によるコストアップを低減させることができる。また、循環する潤滑油Ｘを利用して高温排油Ｘ１を冷却するので、新たな油供給系統を追加する必要がなく、ジャーナル軸受装置１０の小型化及び設備の簡略化を図ることができる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明に係る軸受装置の第２の実施の形態について図３に基づいて説明する。
なお、本実施の形態において上述した第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４３】
本実施の形態におけるジャーナル軸受装置１１０には、第一冷却手段１０５として、軸受パッド２０と回転軸１２との間のうち、第一閾値温度よりも高温となる高温部分から排出された高温排油Ｘ１に向けて送風するファン１５０が設けられている。このファン１５０は、高温排油Ｘ１を空冷するための送風機であり、受け部９０の流出口９１の下方に向けて配設されている。なお、図３に示すファン１５０は、軸受箱３の内側に配設されて軸受箱３内の空気を高温排油Ｘ１に吹き付ける構成になっているが、軸受箱３の壁部（端壁部３０等）に形成された開口の内側にファンを設置し、外気（軸受箱３の外部の空気）を高温排油Ｘ１に吹き付ける構成にすることも可能である。
【００４４】
上記した第一冷却手段１０５を備えるジャーナル軸受装置１１０では、上述した高温部分に介在された潤滑油（高温排油Ｘ１）が、軸受ハウジング２１の内周面と回転軸１２の外周面との隙間を通って漏出して受け部９０の内側に流入し、その受け部９０の流出口９１から流出する。このとき、ファン１５０によって流出口９１から流出する高温排油Ｘ１に向けて送風され、高温排油Ｘ１に風が吹き付けられる。このように、高温排油Ｘ１が、軸受パッド２０と回転軸１２との間から排出された直後に選択的に冷却され、高温排油Ｘ１の温度が早期に低下する。
【００４５】
上記したジャーナル軸受装置１１０によれば、潤滑油Ｘを用いることなく高温排油Ｘ１を早期に冷却することができる。これにより、余分な潤滑油Ｘが不要となり、潤滑油Ｘの増量によるコストアップを抑えることができる。また、循環する潤滑油Ｘを増量させたり潤滑油Ｘの配管を追加変更したりする必要がないため、既存のジャーナル軸受装置をほぼそのまま利用して上記したジャーナル軸受装置１１０を製作することが可能であり、本発明に係るジャーナル軸受装置１１０を低コストで提供することができる。
【００４６】
（第３の実施の形態）
次に、本発明に係る軸受装置の第３の実施の形態について図４に基づいて説明する。
なお、本実施の形態において上述した第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４７】
本実施の形態におけるジャーナル軸受装置２１０には、第一冷却手段２０５として、熱を放散させる放熱板２５０が、上記した高温部分から排出された高温排油Ｘ１の流路９２に近接させて設けられている。詳しく説明すると、上記した受け部９０には、収集された潤滑油Ｘを軸受箱３の内部の底に向けて流通させる管状の流路９２が接続されている。一方、この流路９２に隣接する軸受箱３の壁部（例えば端壁部３０）に開口３７が形成され、この開口３７の内側に放熱板２５０が設置されている。この放熱板２５０は、流路９２に隣接されていると共に軸受箱３の外部に露出されている。なお、図４に示す放熱板２５０は、軸受箱３の外部に露出されて軸受箱３の外部に熱を逃がす構成となっているが、軸受箱３の内側に放熱板２５０が配設されて軸受箱３内で放熱させる構成にすることも可能である。
【００４８】
上記した第一冷却手段２０５を備えるジャーナル軸受装置２１０では、上述した高温部分に介在された潤滑油（高温排油Ｘ１）が、軸受ハウジング２１の内周面と回転軸１２の外周面との隙間を通って漏出して受け部９０の内側に流入し、その受け部９０の流路９２内を流通して軸受箱３の内部の底に落とされる。このとき、流路９２内を流通する高温排油Ｘ１の熱が、流路９２の管壁を介して放熱板２５０に伝達され、放熱板２５０から軸受箱３の外部に放散される。つまり、軸受パッド２０と回転軸１２との間から排出された高温排油Ｘ１は、流路９２内を流通する過程で放熱板２５０によって熱が奪われて冷却される。このように、高温排油Ｘ１が、軸受パッド２０と回転軸１２との間から排出された直後に選択的に冷却され、高温排油Ｘ１の温度が早期に低下する。
【００４９】
上記したジャーナル軸受装置２１０によれば、潤滑油Ｘを用いることなく高温排油Ｘ１を早期に冷却することができる。これにより、余分な潤滑油Ｘが不要となり、潤滑油Ｘの増量によるコストアップを抑えることができる。また、循環する潤滑油Ｘを増量させたり潤滑油Ｘの配管を追加変更したりする必要がないため、既存のジャーナル軸受装置をほぼそのまま利用して上記したジャーナル軸受装置２１０を製作することが可能であり、本発明に係るジャーナル軸受装置２１０を低コストで提供することができる。
【００５０】
（第４の実施の形態）
次に、本発明に係る軸受装置の第４の実施の形態について図５に基づいて説明する。
なお、本実施の形態において上述した第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５１】
本実施の形態におけるジャーナル軸受装置３１０には、第一冷却手段３０５として、水冷式クーラー３５０が備えられている。この水冷式クーラー３５０は、内部に水が流通する水熱交換器３５１を有する冷却器であり、水熱交換器３５１において上記した水との間で熱交換を行うことで対象物を冷却する装置である。詳しく説明すると、上記した受け部９０には、収集された潤滑油Ｘを軸受箱３の内部の底に向けて流通させる管状の流路９３が接続されており、この流路９３に近接させて上記した水熱交換器３５１が配設されている。この水熱交換器３５１には、当該水熱交換器３５１に水を供給する給水管３５２と、水熱交換器３５１から流出した水を排出する排水管３５３と、がそれぞれ接続されている。一方、ジャーナル軸受装置３１０には、第二冷却手段３０６として、潤滑油循環経路４の第三流路４２に近接させて設けられた水熱交換器３６１を有する水冷式クーラー３６０が備えられている。この水冷式クーラー３６０の水熱交換器３６１には、当該水熱交換器３６１に水を供給する給水管３６２と、水熱交換器３６１から流出した水を排出する排水管３６３と、がそれぞれ接続されている。上記した第一冷却手段３０５の給水管３５２と第二冷却手段３０６の給水管３６２とは、共通の水供給源３００にそれぞれ接続されており、上記した第一冷却手段３０５の水熱交換器３５１に供給される水と第二冷却手段３０６の水熱交換器３６１に供給される水とは同一の水供給源３００から供給されている。なお、第一冷却手段３０５の給水管及び第二冷却手段３０６の給水管のうちのいずれか一方が、水供給源３００に直接接続され、他方の給水管が水供給源３００に直接接続されずに一方の給水管から分岐された構成であってもよい。
【００５２】
上記した第一冷却手段３０５を備えるジャーナル軸受装置３１０では、上述した高温部分に介在された潤滑油（高温排油Ｘ１）が、軸受ハウジング２１の内周面と回転軸１２の外周面との隙間を通って漏出して受け部９０の内側に流入し、その受け部９０の流路９３内を流通して軸受箱３の内部の底に落とされる。このとき、流路９３内を流通する高温排油Ｘ１と第一冷却手段３０５の水熱交換器３５１内を流通する水との間で熱交換が行われ、高温排油Ｘ１の熱が水熱交換器３５１内の水に伝達されて高温排油Ｘ１が冷却される。このように、高温排油Ｘ１が、軸受パッド２０と回転軸１２との間から排出された直後に選択的に冷却され、高温排油Ｘ１の温度が早期に低下する。
【００５３】
上記したジャーナル軸受装置３１０によれば、潤滑油Ｘを用いることなく高温排油Ｘ１を早期に冷却することができる。これにより、余分な潤滑油Ｘが不要となり、潤滑油Ｘの増量によるコストアップを抑えることができる。また、水による熱交換によって高温排油Ｘ１を冷却するため、高温排油Ｘ１の温度を大幅に低減させることができ、潤滑油Ｘの劣化をより確実に抑えることができる。
【００５４】
また、第一冷却手段３０５の水熱交換器３５１に供給される水と第二冷却手段３０６の水熱交換器３６１に供給される水とが同一の水供給源３００から供給されているので、水を供給する設備が簡略化され、ジャーナル軸受装置３１０の省スペース化及びコストダウンを図ることができる。
【００５５】
（第５の実施の形態）
次に、本発明に係る軸受装置の第５の実施の形態について図６に基づいて説明する。
なお、本実施の形態において上述した第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５６】
本実施の形態におけるジャーナル軸受装置４１０には、第一冷却手段４０５として、油冷式クーラー４５０が備えられている。この油冷式クーラー４５０は、内部に潤滑油Ｘと同種の油が流通する油熱交換器４５１を有する冷却器であり、油熱交換器４５１において上記した油との間で熱交換を行うことで対象物を冷却する装置である。詳しく説明すると、上記した受け部９０には、収集された潤滑油Ｘを軸受箱３の内部の底に向けて流通させる管状の流路９３が接続されており、この流路９３に近接させて上記した油熱交換器４５１が配設されている。この油熱交換器４５１の内部には、上記した第二冷却手段６によって冷却された潤滑油Ｘの一部（冷却用熱交換油Ｘ４）が流通され、この冷却用熱交換油Ｘ４と流路９３内の高温排油Ｘ１との間で熱交換が行われることで、高温排油Ｘ１が冷却される。この油熱交換器４５１には、上記した潤滑油循環経路４の第三流路４２から分岐した給油管４５２と、上記したタンク７に向けて配管された排油管４５３と、がそれぞれ接続されている。上記した給油管４５２は、第三流路４２のうち、第二冷却手段６よりも下流側の部分から分岐され、軸受箱３の壁部（端壁部３０）を貫通して軸受箱３の内側に延設されて油熱交換器４５１に接続されている。なお、上記した排油管４５３は、タンク７に接続されていなくてもよく、例えば、潤滑油循環経路４の第一流路４０や第二流路４１に合流されていてもよく、或いは、軸受箱３の内部の底に向けて開放されていてもよい。
【００５７】
上記した第一冷却手段４０５を備えるジャーナル軸受装置４１０では、第二冷却手段６によって冷却された潤滑油Ｘの一部が冷却用熱交換油Ｘ４として潤滑油循環経路４の第三流路４２から給油管４５２に流入し、この給油管４５２内を流通して油熱交換器４５１に供給される。一方、上述した高温部分に介在された潤滑油（高温排油Ｘ１）が、軸受ハウジング２１の内周面と回転軸１２の外周面との隙間を通って漏出して受け部９０の内側に流入し、その受け部９０の流路９３内を流通して軸受箱３の内部の底に落とされる。このとき、流路９３内を流通する高温排油Ｘ１と第一冷却手段４０５の油熱交換器４５１内を流通する冷却用熱交換油Ｘ４との間で熱交換が行われ、高温排油Ｘ１の熱が油熱交換器４５１内の冷却用熱交換油Ｘ４に伝達されて高温排油Ｘ１が冷却される。このように、高温排油Ｘ１が、軸受パッド２０と回転軸１２との間から排出された直後に選択的に冷却され、高温排油Ｘ１の温度が早期に低下する。また、高温排油Ｘ１の熱が伝達された熱交換後の冷却用熱交換油Ｘ４は、排油管４５３内を流通してタンク７の内部に放出される。
【００５８】
上記したジャーナル軸受装置４１０によれば、仮に、第一冷却手段４０５の冷却用熱交換油Ｘ４が軸受箱３内に漏出した場合であっても、潤滑油Ｘと同種の油であるので、潤滑油Ｘが変質することがない。これにより、潤滑油Ｘに対する異種混入によるジャーナル軸受装置４１０の不具合を防止することができる。
【００５９】
また、循環する潤滑油Ｘの一部（冷却用熱交換油Ｘ４）を利用して第一冷却手段４０５において高温排油Ｘ１が冷却されるので、新たな油供給系統を追加する必要がなく、ジャーナル軸受装置１０の小型化及び設備の簡略化を図ることができる。
【００６０】
以上、本発明に係る軸受装置及び回転機械の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記した実施の形態では、冷却用噴射油Ｘ３を受ける受け部９０が、軸受箱３内における回転軸１２の下方に配設されていると共に軸受ハウジング２１に対して軸方向に隣接させて配設されており、軸受ハウジング２１の下側半分の内周面と回転軸１２の下側半分の外周面との間から漏出する高温排油Ｘ１を上記した受け部９０で受けて収集しているが、本発明は、図７に示すように、軸受パッド５２０に形成された排油ポート５２５内を通って排出された高温排油Ｘ１を受け部９０で受けて収集することも可能である。詳しく説明すると、軸受部５０２には、回転軸１２の外周に周設された軸受パッド５２０が備えられており、この軸受パッド５２０は、軸受箱３の下壁部３２に突設された台座５３３とその台座５３３にボルト等の締結手段で締結された軸押さえ部５３４との間に挟持されている。軸受パッド５２０の内周面のうち、軸方向の両側部分には、周方向に延在する凹溝５２６に２本平行に延設されており、これら一対の凹溝５２６の間の部分が、潤滑油Ｘを介して回転軸１２の外周面に摺接される支持面５２２となっている。また、軸受パッド５２０の下部には、凹溝５２６の底面から軸受パッド５２０の下面（外周面の下側部分）にかけて延在する排油ポート５２５が穿孔されている。そして、この排油ポート５２５の軸受パッド５２０の下面側の開口の下方に受け部９０が配設されている。
【００６１】
上記した構成の軸受部５０２を有するジャーナル軸受装置５１０では、軸受パッド５２０の支持面５２２と回転軸１２の外周面との間のうち、第一閾値温度よりも高温となる高温部分に介在された高温排油Ｘ１は、軸受パッド５２０の下側の内周面と回転軸１２の下側の外周面との隙間が狭くなるため、軸受パッド５２０の軸方向の端部内縁から漏出することなく、上記した凹溝５２６内に流入する。そして、凹溝５２６内に流入した高温排油Ｘ１は、排油ポート５２５を通って受け部９０の内側に放出される。一方、受パッド５２０の支持面５２２と回転軸１２の外周面との間のうち、第二閾値温度よりも低温となる低温部分に介在された低温排油Ｘ２は、軸受パッド５２０の上側の内周面と回転軸１２の上側の外周面との隙間が広くなるため、上記した凹溝５２６内に流入することなく、軸受パッド５２０の軸方向の端面内縁から漏出し、回転軸１２の外周面に沿って流れ落ちて軸受箱３の内部の底に落ちる。以上により、高温排油Ｘ１が低温排油Ｘ２と区別して収集される。
上記した構成からなるジャーナル軸受装置５１０によれば、高温排油Ｘ１を低温排油Ｘ２とより精密に区別して収集することができ、高温排油Ｘ１の選択的な冷却をより確実に行うことができる。
【００６２】
また、上記した実施の形態では、潤滑油循環経路４にタンク７及びポンプ８が介装された構成となっているが、本発明は、タンク７及びポンプ８を適宜変更又は省略することが可能である。
また、上記した実施の形態では、高温排油Ｘ１を受ける受け部９０が備えられているが、本発明は、受け部９０を省略することも可能である。
【００６３】
また、上記した第４の実施の形態では、共通の水供給源３００から第一冷却手段３０５の水冷式クーラー３５０及び第二冷却手段３０６の水冷式クーラー３６０に水がそれぞれ供給される構成となっているが、本発明は、第一冷却手段３０５の水冷式クーラー３５０及び第二冷却手段３０６の水冷式クーラー３６０に対して異なる水供給源から水がそれぞれ供給される構成とすることも可能である。
【００６４】
また、上記した第５の実施の形態では、第二冷却手段６によって冷却された潤滑油Ｘの一部が第一冷却手段４０５の油熱交換器４５１に供給され、その油熱交換器４５１を流通した潤滑油（冷却用熱交換油Ｘ４）が潤滑油循環経路４（タンク７）に戻される構成となっているが、本発明は、冷却用熱交換油Ｘ４を循環させる油系統が潤滑油循環経路４と別に設けられていてもよい。
【００６５】
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  タービン（回転機械）
２  軸受部
３  軸受箱
４  潤滑油循環経路
５  第一冷却手段
６  第二冷却手段
１０  ジャーナル軸受装置（軸受装置）
１２  回転軸
２０  軸受パッド
５０  ノズル
９２  流路
９３  流路
１１０  ジャーナル軸受装置（軸受装置）
１０５  第一冷却手段
１５０  ファン
２０５  第一冷却手段
２１０  ジャーナル軸受装置（軸受装置）
２５０  放熱板
３００  水供給源
３０５  第一冷却手段
３０６  第二冷却手段
３１０  ジャーナル軸受装置（軸受装置）
３５０  水冷式クーラー
３５１  水熱交換器
３６０  水冷式クーラー
４０５  第一冷却手段
４１０  ジャーナル軸受装置（軸受装置）
４５０  油冷式クーラー
４５１  油熱交換器
５０２  軸受部
５１０  ジャーナル軸受装置（軸受装置）
５２０  軸受パッド
Ｘ  潤滑油
Ｘ１  高温排油（潤滑油）
Ｘ２  低温排油（潤滑油）
Ｘ３  冷却用噴射油（潤滑油）
Ｘ４  冷却用熱交換油（潤滑油）
【図１】
2011038605.tif 000003
【図２】
2011038605.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011038605.tif 000006
【図５】
2011038605.tif 000007
【図６】
2011038605.tif 000008
【図７】
2011038605.tif 000009