(57)【要約】【課題】回転軸と軸受パッドとの間への気泡の入り込みに起因する軸振動の発生を抑制可能なジャーナル軸受の給油量調節装置を提供する。【解決手段】軸受パッド３０，３２に油を供給する給油ユニット２５，２６，２７による給油量を調節するためのバルブ１０２と、ジャーナル軸受１０によって支持される回転軸２の振動の大きさを検出するためのギャップセンサ１０４と、筐体の内圧を検出するための内圧センサ１０６と、ギャップセンサ１０４及び内圧センサ１０６によって検出された軸振動の大きさ及び内圧に基づき、給油ユニット２５，２６，２７による給油量を調節するようにバルブ１０２を制御するための制御装置１０１と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、当該筐体の内部に設けられる少なくとも一つの軸受パッドと、を有するジャーナル軸受の給油量を調節するための装置であって、
前記少なくとも一つの軸受パッドに油を供給する少なくとも一つの給油ユニットによる給油量を調節するための少なくとも一つの給油量調節部と、
前記ジャーナル軸受によって支持される回転軸の振動の大きさ、又は、前記筐体の内圧のうちの少なくとも一方の情報を検出するための少なくとも一つのセンサと、
前記少なくとも一つのセンサによって検出された前記情報に基づき、前記少なくとも一つの給油ユニットによる給油量を調節するように前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するための制御装置と、を備える
ことを特徴とする、ジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つのセンサは、前記回転軸の振動の大きさを検出するための少なくとも一つの振動検出センサを含み、
前記制御装置は、前記少なくとも一つの振動検出センサにより検出された前記振動の大きさが許容範囲を逸脱したときに、前記少なくとも一つのセンサにより検出された前記情報に基づき、前記少なくとも一つの軸受パッドへの給油量を増やすよう前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するように構成される
ことを特徴とする、請求項１に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項３】
前記少なくとも一つのセンサは、前記筐体の内圧を検出するための少なくとも一つの内圧センサを含み、
前記制御装置は、前記少なくとも一つの内圧センサにより検出された内圧に基づき、前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するように構成される
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項４】
前記少なくとも一つのセンサは、前記回転軸の振動の大きさを検出するための少なくとも一つの振動検出センサと、前記筐体の内圧を検出するための少なくとも一つの内圧センサと、を含み、
前記制御装置は、前記少なくとも一つの振動検出センサにより検出された振動の大きさが予め定められた振動閾値以上という第１判定条件、又は、前記少なくとも一つの内圧センサにより検出された内圧が予め定められた内圧閾値以下という第２判定条件のうち少なくとも一つの判定条件を満たしたときに、前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するように構成される
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項５】
前記内圧閾値は大気圧以上の値である
ことを特徴とする、請求項４に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項６】
前記少なくとも一つのセンサは、前記回転軸の振動の大きさを検出するための少なくとも一つの振動検出センサを含み、
前記制御装置は、前記回転軸の回転周波数以下の周波数を抽出するローパスフィルタを備え、当該ローパスフィルタによって抽出された前記回転軸の回転周波数より低い任意の周波数以下の振動レベルに基づき、前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するように構成される
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記少なくとも一つのセンサにより検出された値に基づいて、前記少なくとも一つのセンサにより検出される値が目標値に近づくように前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するように構成された少なくとも一つのフィードバック制御部を含む
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項８】
前記回転軸の回転数、前記回転軸の負荷の大きさ、又は、前記ジャーナル軸受に対する前記回転軸の面圧のうちの少なくとも一つの第２の情報を検出するための少なくとも一つの第２のセンサを備える
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記少なくとも一つのセンサにより検出された前記情報に基づき、前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するための少なくとも一つのフィードバック制御部と、
前記少なくとも一つのセンサにより検出された前記情報、又は、前記第２のセンサにより検出された前記第２の情報のうちの少なくとも一つの情報に基づいて前記少なくとも一つのフィードバック制御部の制御用パラメータを修正するための少なくとも一つのパラメータ修正部と、を備える
ことを特徴とする、請求項８に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、
前記少なくとも一つのセンサにより検出された前記情報に基づき、前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するための少なくとも一つのフィードバック制御部と、
前記少なくとも一つのセンサにより検出された前記情報、又は、前記第２のセンサにより検出された前記第２の情報のうちの少なくとも一つの情報と、当該少なくとも一つの情報に基づいて前記フィードバック制御部により制御された給油量とを記録するための少なくとも一つの記録部と、
当該記録部に記録された値を重回帰分析して回帰式を導出するための少なくとも一つの回帰式導出部と、
当該回帰式導出部により導出された回帰式と、前記少なくとも一つのセンサにより検出された前記情報、又は、前記第２のセンサにより検出された前記第２の情報のうちの少なくとも一つの情報とに基づいて給油量を算出するための少なくとも一つの給油量算出部と、を備え、
前記制御装置は、当該少なくとも一つの給油量算出部において算出された給油量となるように、前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するように構成される
ことを特徴とする、請求項８に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの軸受パッドは、前記回転軸の下半領域に配置された第１軸受パッド及び第２軸受パッドを含み、
前記少なくとも一つの給油ユニットは、前記少なくとも一つの軸受パッドのうちの前記回転軸の回転方向において最上流側に配置された前記第１軸受パッドに給油する第１給油ユニットと、前記第１軸受パッドからみて下流側に配置された前記第２軸受パッドに給油する第２給油ユニットと、を含み、
前記制御装置は、少なくとも前記第１給油ユニットによる前記第１軸受パッドへの給油量を制御するように構成される
ことを特徴とする、請求項１〜１０の何れか１項に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの軸受パッドは、前記回転軸の下半領域に配置された第１軸受パッド及び第２軸受パッドを含み、
前記少なくとも一つの給油ユニットは、前記少なくとも一つの軸受パッドのうちの前記回転軸の回転方向において最上流側に配置された前記第１軸受パッドに給油する第１給油ユニットと、前記第１軸受パッドからみて下流側に配置された前記第２軸受パッドに給油する第２給油ユニットと、を含み、
前記第１給油ユニットに油を供給する第１オイルラインと、当該第１オイルラインとは独立して設けられ、前記第２給油ユニットに油を供給する第２オイルラインと、を備え、
前記少なくとも一つの給油量調節部は、前記第１オイルラインを通じた前記第１給油ユニットによる給油量を、前記第２オイルラインを通じた前記第２給油ユニットによる給油量から独立して調節可能に構成される
ことを特徴とする、請求項１〜１１の何れか１項に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項１３】
前記少なくとも一つの軸受パッドは、前記回転軸の下半領域に配置された第１軸受パッド及び第２軸受パッドを含み、
前記少なくとも一つのセンサは、前記筐体の内圧を検出するための少なくとも一つの内圧センサを含み、
当該少なくとも一つの内圧センサは、前記少なくとも一つの軸受パッドのうちの前記回転軸の回転方向において最上流側に配置された前記第１軸受パッドの上流側に配置される
ことを特徴とする、請求項１〜１２の何れか１項に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項１４】
前記少なくとも一つの軸受パッドは、前記回転軸の下半領域に配置された第１軸受パッド及び第２軸受パッドを含み、
前記少なくとも一つのセンサは、前記筐体の内圧を検出するための少なくとも一つの内圧センサを含み、
当該少なくとも一つの内圧センサは、前記第１軸受パッドと前記第２軸受パッドとの間に配置されることを特徴とする、請求項１〜１３の何れか１項に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項１５】
前記筐体は、
前記少なくとも一つの軸受パッドを支持するキャリアリングと、
前記回転軸の軸方向において前記少なくとも一つの軸受パッドの両側に設けられた一対のサイドプレートと、
前記キャリアリングの上半領域に設けられ、前記回転軸の外周面のうち上側領域を覆うように設けられたガイドメタルと、を備え、
前記少なくとも一つのセンサは、前記筐体の内圧を検出するための少なくとも一つの内圧センサを含み、
当該内圧センサは、前記回転軸と前記キャリアリングと前記一対のサイドプレートのうちの一方のサイドプレートと前記ガイドメタルとにより囲まれて形成される空間に配置される
ことを特徴とする、請求項１〜１４の何れか１項に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの給油量調節部は開度調節可能なバルブを含む
ことを特徴とする、請求項１〜１５の何れか１項に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項１７】
前記少なくとも一つの軸受パッドは、前記回転軸の下半領域に配置された第１軸受パッド及び第２軸受パッドを含み、
前記ジャーナル軸受は直接潤滑式のジャーナル軸受を含む
ことを特徴とする、請求項１〜１６の何れか１項に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７の何れか１項に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置と、
ジャーナル軸受と、を備える
ことを特徴とする、ジャーナル軸受装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載のジャーナル軸受装置と、
前記ジャーナル軸受により支持される回転軸と、を備える
ことを特徴とする、回転機械。
【請求項２０】
筐体と、当該筐体の内部に設けられる少なくとも一つの軸受パッドと、を有するジャーナル軸受の給油量を調節するための方法であって、
前記ジャーナル軸受によって支持される回転軸の振動の大きさ、又は、前記筐体の内圧のうちの少なくとも一つの情報を検出するための少なくとも一つのセンサによって、前記振動の大きさ又は前記内圧の少なくとも一つの情報を検出する状態検出ステップと、
当該状態検出ステップにおいて検出された前記情報に基づいて、前記少なくとも一つの軸受パッドに油を供給するための少なくとも一つの給油ユニットによる給油量を調節するよう、制御装置によって少なくとも一つの給油量調節部を制御する給油量調節ステップと、を含む
ことを特徴とする、ジャーナル軸受の給油量調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ジャーナル軸受の給油量調節装置、ジャーナル軸受装置、回転機械、及び、ジャーナル軸受の給油量調節方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービン、圧縮機等の大型の回転機械に使用される軸受として、ジャーナル軸受が知られている。ジャーナル軸受の一つに、軸受パッドにより回転軸を支持するティルティングパッド軸受がある。ティルティングパッド軸受に備えられる軸受パッドは、回転軸の振動に合わせて傾く。そのため、オイルホイップの原因となる軸受定数クロス項が発生しにくく、安定性に優れるという利点がある。
【０００３】
回転機械では回転軸が高速で回転しているため、回転軸の振動を抑制することが望まれている。そこで、回転機械の軸系の不安定性に着目した技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。
【０００４】
特許文献１には、軸受パッドにより潤滑油を介して回転軸を摺動可能に支持する回転機械の軸心位置制御装置であって、センサから入力される前記回転軸の状態量に基づいて該回転軸の軸心位置を推定する軸心位置推定部と、前記軸心位置推定部が推定した軸心位置に基づいて、該軸心位置が上方に位置するほど給油温度が高くなるように給油温度を設定し、前記潤滑油の温度を調整可能な温度調整部に設定した給油温度を出力する給油温度設定部と、を備える軸心位置制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−８９７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ジャーナル軸受において、軸受パッドには、回転軸との摩擦抵抗を減らすために、回転軸の回転中、油（潤滑油）の供給が行われる。この点について、本発明者らが検討したところ、油の供給量（給油量）が不足した場合、回転軸の回転に伴って回転軸と軸受パッドとの間に入り込む油に、気泡（ボイド）が入り込み易くなることがわかった。そして、回転軸と軸受パッドとの間に気泡が入り込めば、空気が圧縮性の流体であることから、入り込んだ気泡は回転軸と軸受パッドとの間で押し潰されると考えられる。
【０００７】
特に、回転軸と軸受パッドとの間に入り込む気泡の量は経時的に変化すると考えられる。従って、回転軸と軸受パッドとの間に入り込む気泡の量が経時的に変化すれば、回転軸と軸受パッドとの間で圧力分布に経時的な揺らぎが生じることになる。その結果、非同期成分による軸振動が発生し易くなる。
【０００８】
しかし、気泡の入り込みに起因する軸振動の発生については、上記の特許文献１に記載の技術では考慮されていない。そのため、特許文献１に記載の技術では、気泡の入り込みに起因する軸振動の抑制という観点では、依然として課題がある。
【０００９】
本発明の少なくとも一実施形態は、回転軸と軸受パッドとの間への気泡の入り込みに起因する軸振動の発生を抑制可能なジャーナル軸受の給油量調節装置、ジャーナル軸受装置、回転機械、及び、ジャーナル軸受の給油量調節方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係るジャーナル軸受の給油量調節装置は、筐体と、当該筐体の内部に設けられる少なくとも一つの軸受パッドと、を有するジャーナル軸受の給油量を調節するための装置であって、前記少なくとも一つの軸受パッドに油を供給する少なくとも一つの給油ユニットによる給油量を調節するための少なくとも一つの給油量調節部と、前記ジャーナル軸受によって支持される回転軸の振動の大きさ、又は、前記筐体の内圧のうちの少なくとも一方の情報を検出するための少なくとも一つのセンサと、前記少なくとも一つのセンサによって検出された情報に基づき、前記少なくとも一つの給油ユニットによる給油量を調節するように前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するための制御装置と、を備える。
【００１１】
上記（１）の構成によれば、回転軸と軸受パッドとの間に入り込んだ気泡と軸振動との間に成立する上記のような関係を踏まえ、給油量を調節して気泡の入り込みを抑制することで、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。また、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制するために適切な量での給油を行うことができるため、過剰な油による圧力損失の増大を抑制し、回転軸の効率的な回転を行うことができる。
【００１２】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記少なくとも一つのセンサは、前記回転軸の振動の大きさを検出するための少なくとも一つの振動検出センサを含み、前記制御装置は、前記少なくとも一つの振動検出センサにより検出された前記振動の大きさが許容範囲を逸脱したときに、前記少なくとも一つのセンサにより検出された前記情報に基づき、前記少なくとも一つの軸受パッドへの給油量を増やすよう前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するように構成される。
【００１３】
上記（２）の構成によれば、振動が大きくなって許容範囲を逸脱した場合に給油量を増加させて、回転軸と軸受パッドとの間に気泡が入り込むことを抑制することができる。これにより、回転軸と軸受パッドとの間での圧力分布の揺らぎを抑制し、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。
【００１４】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記少なくとも一つのセンサは、前記筐体の内圧を検出するための少なくとも一つの内圧センサを含み、前記制御装置は、前記少なくとも一つの内圧センサにより検出された内圧に基づき、前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するように構成される。
【００１５】
上記（３）の構成によれば、内圧が変化して回転軸と軸受パッドとの間に気泡が入り込み易くなった場合に、給油量の調節を行うことができる。即ち、筐体の内圧が変化し、変化した内圧によって外部から筐体への空気の入り込み易さが変化すれば、筐体内部において回転軸と軸受パッドとの間への空気の入り込み易さも変化する。そこで、内圧が変化した場合に給油量の調節を行うことで、回転軸と軸受パッドとの間への気泡の入り込みを抑制し、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。
【００１６】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の何れか一の構成において、前記少なくとも一つのセンサは、前記回転軸の振動の大きさを検出するための少なくとも一つの振動検出センサと、前記筐体の内圧を検出するための少なくとも一つの内圧センサと、を含み、前記制御装置は、前記少なくとも一つの振動検出センサにより検出された振動の大きさが予め定められた振動閾値以上という第１判定条件、又は、前記少なくとも一つの内圧センサにより検出された内圧が予め定められた内圧閾値以下という第２判定条件のうち少なくとも一つの判定条件を満たしたときに、前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するように構成される。
【００１７】
上記（４）の構成によれば、軸振動の大きさが無視できない程度となった場合、又は、筐体の内圧が低過ぎる結果気泡が回転軸と軸受パッドとの間に入り込み易くなった場合に、回転軸と軸受パッドとの間への気泡の入り込みを抑制することができる。これにより、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。
【００１８】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、前記内圧閾値は大気圧以上の値である。
【００１９】
上記（５）の構成によれば、給油量の調節により、油への気泡の入り込みのリスクを効果的に低減することができる。即ち、筐体の内圧が例えば大気圧未満（負圧）となることで空気が筐体の内部に流れ込み易くなるため、回転軸と軸受パッドとの間に気泡が入り込み易くなるが、このような場合に給油量の調節を行うことで、気泡が入り込みにくくすることができる。
【００２０】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の何れか一の構成において、前記少なくとも一つのセンサは、前記回転軸の振動の大きさを検出するための少なくとも一つの振動検出センサを含み、前記制御装置は、前記回転軸の回転周波数以下の周波数を抽出するローパスフィルタを備え、当該ローパスフィルタによって抽出された前記回転軸の回転周波数より低い任意の周波数以下の振動レベルに基づき、前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するように構成される。
【００２１】
上記（６）の構成によれば、回転軸の固有周波数を除去することができるため、回転軸と軸受パッドとの間に入り込んだ気泡に由来する非同期成分による軸振動を精度良く検出することができる。これにより、給油量を適切に調節し、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。
【００２２】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（６）の何れか一の構成において、前記制御装置は、前記少なくとも一つのセンサにより検出された値に基づいて、前記少なくとも一つのセンサにより検出される値が目標値に近づくように前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するように構成された少なくとも一つのフィードバック制御部を含む。
【００２３】
上記（７）の構成によれば、振動又は内圧のうちの少なくとも一方が目標値から外れてしまった場合（例えば、振動が大き過ぎる、内圧が小さ過ぎる等）、センサにより検出された値に基づいて目標値に近づけることができる。
【００２４】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（７）の何れか一の構成において、前記回転軸の回転数、前記回転軸の負荷の大きさ、又は、前記ジャーナル軸受に対する前記回転軸の面圧のうちの少なくとも一つの第２の情報を検出するための少なくとも一つの第２のセンサを備える。
【００２５】
上記（８）の構成によれば、上記のセンサにより検出される振動及び内圧のような回転軸の状態のほか、回転軸の回転数、回転軸の負荷の大きさ、回転軸の面圧のような他の状態を把握することができる。
【００２６】
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、前記制御装置は、前記少なくとも一つのセンサにより検出された前記情報に基づき、前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するための少なくとも一つのフィードバック制御部と、前記少なくとも一つのセンサにより検出された前記情報、又は、前記第２のセンサにより検出された前記第２の情報のうちの少なくとも一つの情報に基づいて前記少なくとも一つのフィードバック制御部の制御用パラメータを修正するための少なくとも一つのパラメータ修正部と、を備える。
【００２７】
上記（９）の構成によれば、回転数の違い、負荷の違い、面圧の違い等の回転軸の状態に応じてフィードバック制御の制御用パラメータを変更することができる。このため、例えば、ジャーナル軸受を備える蒸気タービンにおいて、蒸気量が変化した場合、回転軸の回転数が変化した場合等においても、給油量を精度良く決定することができる。
【００２８】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、前記制御装置は、前記少なくとも一つのセンサにより検出された前記情報に基づき、前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するための少なくとも一つのフィードバック制御部と、前記少なくとも一つのセンサにより検出された前記情報、又は、前記第２のセンサにより検出された前記第２の情報のうちの少なくとも一つの情報と、当該少なくとも一つの情報に基づいて前記フィードバック制御部により制御された給油量とを記録するための少なくとも一つの記録部と、当該記録部に記録された値を重回帰分析して回帰式を導出するための少なくとも一つの回帰式導出部と、当該回帰式導出部により導出された回帰式と、前記少なくとも一つのセンサにより検出された前記情報、又は、前記第２のセンサにより検出された前記第２の情報のうちの少なくとも一つの情報とに基づいて給油量を算出するための少なくとも一つの給油量算出部と、を備え、前記制御装置は、当該少なくとも一つの給油量算出部において算出された給油量となるように、前記少なくとも一つの給油量調節部を制御するように構成される。
【００２９】
上記（１０）の構成によれば、回転数の違い、負荷の違い、面圧の違い等の回転軸の状態が異なる場合の給油量を学習し、給油量の学習結果に基づいて給油量を決定することができる。これにより、回転軸の状態が変わり、状態が変わる前の運転条件によっては軸振動が大きくなることがあっても、その軸振動が大きくなる前に給油量を調節することができる。これにより、回転軸の状態と連動した適切な給油量調節を行うことができる。
【００３０】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１０）の何れか一の構成において、前記少なくとも一つの軸受パッドは、前記回転軸の下半領域に配置された第１軸受パッド及び第２軸受パッドを含み、前記少なくとも一つの給油ユニットは、前記少なくとも一つの軸受パッドのうちの前記回転軸の回転方向において最上流側に配置された前記第１軸受パッドに給油する第１給油ユニットと、前記第１軸受パッドからみて下流側に配置された前記第２軸受パッドに給油する第２給油ユニットと、を含み、前記制御装置は、少なくとも前記第１給油ユニットによる前記第１軸受パッドへの給油量を制御するように構成される。
【００３１】
上記（１１）の構成によれば、最も上流側に配置された軸受パッドへの給油量を調節することができる。このため、キャリーオーバ油の影響を特に受け易い第１軸受パッドへの給油量を調節することができる。これにより、最も上流側に配置された軸受パッドと回転軸との間への気泡の入り込みを抑制し、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。
【００３２】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１１）の何れか一の構成において、前記少なくとも一つの軸受パッドは、前記回転軸の下半領域に配置された第１軸受パッド及び第２軸受パッドを含み、前記少なくとも一つの給油ユニットは、前記少なくとも一つの軸受パッドのうちの前記回転軸の回転方向において最上流側に配置された前記第１軸受パッドに給油する第１給油ユニットと、前記第１軸受パッドからみて下流側に配置された前記第２軸受パッドに給油する第２給油ユニットと、を含み、前記第１給油ユニットに油を供給する第１オイルラインと、当該第１オイルラインとは独立して設けられ、前記第２給油ユニットに油を供給する第２オイルラインと、を備え、前記少なくとも一つの給油量調節部は、前記第１オイルラインを通じた前記第１給油ユニットによる給油量を、前記第２オイルラインを通じた前記第２給油ユニットによる給油量から独立して調節可能に構成される。
【００３３】
上記（１２）の構成によれば、第１オイルラインに接続される第１給油ユニットによる給油と、第１オイルラインから独立した第２オイルラインに接続される第２給油ユニットによる給油とを、お互いの影響なく独立して行うことができる。これにより、第１給油ユニットと第２給油ユニットとのそれぞれにおいて、精密な給油量制御を行うことができる。また、軸受パッドごとに給油量を変更することができるため、給油量の削減を図り、摩擦損失を小さくすることができる。
【００３４】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１２）の何れか一の構成において、前記少なくとも一つの軸受パッドは、前記回転軸の下半領域に配置された第１軸受パッド及び第２軸受パッドを含み、前記少なくとも一つのセンサは、前記筐体の内圧を検出するための少なくとも一つの内圧センサを含み、当該少なくとも一つの内圧センサは、前記少なくとも一つの軸受パッドのうちの前記回転軸の回転方向において最上流側に配置された前記第１軸受パッドの上流側に配置される。
【００３５】
上記（１３）の構成によれば、給油量が低下した場合に、ロータ自重等を支持するためにより多くの油を軸受パッドに引き込もうとした際の軸受内の圧力低下を検出することができる。中でも、第２軸受パッドは第１軸受パッドからのキャリーオーバ油が流入するため油が不足しにくいが、第１軸受パッドでは給油量の低下による影響が大きい。そのため、第１軸受パッドの上流側の圧力に基づいて給油量を調節することで、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。
【００３６】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１３）の何れか一の構成において、前記少なくとも一つの軸受パッドは、前記回転軸の下半領域に配置された第１軸受パッド及び第２軸受パッドを含み、前記少なくとも一つのセンサは、前記筐体の内圧を検出するための少なくとも一つの内圧センサを含み、当該少なくとも一つの内圧センサは、前記第１軸受パッドと前記第２軸受パッドとの間に配置される。
【００３７】
上記（１４）の構成によれば、第１軸受パッドと第２軸受パッドとの間における既存の空間に内圧センサを配置することができ、空間の有効活用を図ることができる。
【００３８】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１４）の何れか一の構成において、前記筐体は、前記少なくとも一つの軸受パッドを支持するキャリアリングと、前記回転軸の軸方向において前記少なくとも一つの軸受パッドの両側に設けられた一対のサイドプレートと、前記キャリアリングの上半領域に設けられ、前記回転軸の外周面のうち上側領域を覆うように設けられたガイドメタルと、を備え、前記少なくとも一つのセンサは、前記筐体の内圧を検出するための少なくとも一つの内圧センサを含み、当該内圧センサは、前記回転軸と前記キャリアリングと前記一対のサイドプレートのうちの一方のサイドプレートと前記ガイドメタルとにより囲まれて形成される空間に配置される。
【００３９】
上記（１５）の構成によれば、筐体の内部において、回転軸の回転の妨げとならない部位にセンサを配置することができる。
【００４０】
（１６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１５）の何れか一の構成において、前記少なくとも一つの給油量調節部は開度調節可能なバルブを含む。
【００４１】
上記（１６）の構成によれば、簡便な設備で給油量を調節することができる。
【００４２】
（１７）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１６）の何れか一の構成において、前記少なくとも一つの軸受パッドは、前記回転軸の下半領域に配置された第１軸受パッド及び第２軸受パッドを含み、前記ジャーナル軸受は直接潤滑式のジャーナル軸受を含む。
【００４３】
上記（１７）の構成によれば、上半領域のキャリーオーバ油に気泡が入り込んだ場合であっても、給油量を調節することで、回転軸と軸受パッドへの気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。
【００４４】
（１８）幾つかの実施形態に係るジャーナル軸受装置は、上記（１）〜（１７）の何れか１項に記載のジャーナル軸受の給油量調節装置と、ジャーナル軸受と、を備える。
【００４５】
上記（１８）の構成によれば、軸振動を抑えて回転軸を安定して回転可能なジャーナル軸受装置とすることができる。
【００４６】
（１９）幾つかの実施形態に係る回転機械は、上記（１８）に記載のジャーナル軸受装置と、前記ジャーナル軸受により支持される回転軸と、を備える。
【００４７】
上記（１９）の構成によれば、軸振動を抑えて回転軸を安定して回転可能な回転機械とすることができる。
【００４８】
（２０）幾つかの実施形態に係るジャーナル軸受の給油量調節方法は、筐体と、当該筐体の内部に設けられる少なくとも一つの軸受パッドと、を有するジャーナル軸受の給油量を調節するための方法であって、前記ジャーナル軸受によって支持される回転軸の振動の大きさ、又は、前記筐体の内圧のうちの少なくとも一つの情報を検出するための少なくとも一つのセンサによって、前記振動の大きさ又は前記内圧の少なくとも一つの情報を検出する状態検出ステップと、当該状態検出ステップにおいて検出された前記情報に基づいて、前記少なくとも一つの軸受パッドに油を供給するための少なくとも一つの給油ユニットによる給油量を調節するよう、制御装置によって少なくとも一つの給油量調節部を制御する給油量調節ステップと、を含む。
【００４９】
上記（２０）の構成によれば、回転軸と軸受パッドとの間に入り込んだ気泡と軸振動との間に成立する上記のような関係を踏まえ、給油量を調節して気泡の入り込みを抑制することで、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、回転軸と軸受パッドとの間への気泡の入り込みに起因する軸振動の発生を抑制可能なジャーナル軸受の給油量調節装置、ジャーナル軸受装置、回転機械、及び、ジャーナル軸受の給油量調節方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】一実施形態に係る給油量調節装置とジャーナル軸受とを備えるジャーナル軸受装置の模式図であって、ジャーナル軸受の軸方向断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】一実施形態に係る給油量調節装置に備えられる制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】一実施形態に係る給油量調節装置に備えられる制御装置のブロック図である。
【図６】軸振動に基づいて給油量調節を行う際のフローチャートである。
【図７】一実施形態に係る給油量調節装置に備えられる制御装置のブロック図である。
【図８】内圧に基づいて給油量調節を行う際のフローチャートである。
【図９】運転状態に応じてＰＩＤ制御用パラメータを修正する際のブロック図である。
【図１０】回転軸の状態に応じた給油量を学習し、学習した内容に基づいて給油量を決定する制御装置のブロック図である。
【図１１】回転軸の状態に応じた給油量を学習し、学習した内容に基づいて給油量を決定する際のフローチャートである。
【図１２】他の実施形態に係る給油量調節装置とジャーナル軸受とを備えるジャーナル軸受装置の模式図であって、ジャーナル軸受の軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、以下に実施形態として記載されている内容又は図面に記載されている内容は、あくまでも例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、任意に変更することができる。また、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００５３】
図１は、一実施形態に係る給油量調節装置１００とジャーナル軸受１０とを備えるジャーナル軸受装置２００の模式図であって、ジャーナル軸受１０の軸方向断面図である。給油量調節装置１００は、ジャーナル軸受１０の給油量を調節するための装置であるが、図１では、図示の簡略化のために図示していない。図示はしないが、蒸気タービン、圧縮機等の回転機械は、ジャーナル軸受装置２００と、ジャーナル軸受１０により支持される回転軸２とを備えて構成される。
【００５４】
一実施形態の説明において、「軸方向」は、ジャーナル軸受１０に支持される回転軸２の中心軸線Ｐの方向であり、「径方向」は回転軸２の半径方向であり、「周方向」は回転軸２の周方向である。なお、「周方向」は、キャリアリング１１（上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３）の周方向であってもよいし、サイドプレート１７，１８の周方向であってもよい。さらに、本実施形態において「上流側」又は「下流側」とは、回転軸２の回転方向における上流側又は下流側のことをいう。
【００５５】
一実施形態において、ジャーナル軸受１０は、潤滑方式（給油方式）として直接潤滑方式を採用している。そして、回転軸２の下半領域には、最上流に配置された軸受パッド３０（第１軸受パッド）、及び、最下流に配置された軸受パッド３２（第２軸受パッド）の２つの軸受パッドが配置されている。従って、ジャーナル軸受１０は、直接潤滑式の２パッド軸受である。直接潤滑式の２パッド軸受に給油量調節装置１００を適用することで、上半領域のキャリーオーバ油に気泡が入り込んだ場合であっても、軸受パッド３０，３２への給油量を調節し、回転軸と軸受パッドへの気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。ジャーナル軸受１０は、例えば、ティルティングパッド軸受である。
【００５６】
以下、図示されるジャーナル軸受１０について例示的に説明するが、本実施形態に係るジャーナル軸受１０はこの構成に限定されるものではない。例えば、他の実施形態においては、キャリアリング１１の下半領域に３個以上の軸受パッドが取り付けられた構成であってもよい。その場合においても、複数の軸受パッドのうち最上流側に位置する軸受パッドを最上流パッドといい、最下流側に位置する軸受パッドを最下流パッドという。また、キャリアリング１１の下半領域に１個の軸受パッドが取り付けられた構成であってもよい。この場合には、最上流側に位置する軸受パッドと最下流側に位置する軸受パッドとが一致する。
【００５７】
幾つかの実施形態において、ジャーナル軸受１０は、キャリアリング１１と、複数の軸受パッド３０，３２（軸受パッド３２については図１では図示しない）と、一対のサイドプレート１７，１８とを備える。複数の軸受パッド３０，３２は、キャリアリング１１の下半領域の内周側に設けられ、回転軸２を下方から支持するように構成されたものである。一対のサイドプレート１７，１８は、回転軸２の軸方向における複数の軸受パッド３０，３２の両側に設けられたものである。
【００５８】
キャリアリング１１は、軸受ケーシング（図示しない）に支持されており、上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３を含んで構成される。上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３は、それぞれ、軸方向に直交する断面が半円弧状となるような内周面及び外周面を有している。これらのうち、下半部キャリアリング１３（キャリアリング１１）には、軸受パッド３０，３２が支持されている。
【００５９】
なお、図示される例では、キャリアリング１１が上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３に分割された構成を示しているが、キャリアリング１１は一体構造であってもよいし、３以上に分割された構成であってもよい。また、図示されない他の構成のキャリアリング１１においても、中心軸線Ｐを通る水平面より上方側の領域を上方領域といい、下方側の領域を下方領域という。
【００６０】
キャリアリング１１の軸方向の両端側には、回転軸２の外周に沿って、一対のサイドプレート１７，１８が配置されている。サイドプレート１７，１８は、円板状に形成されており、中央に回転軸２が貫通する穴が形成されている。これらのサイドプレート１７，１８によって、図２等を参照しながら後記する給油ユニット２５，２６，２７から供給される油の外部への漏出を適度に抑制することができる。
【００６１】
上半部キャリアリング１２には、主として回転軸２の跳ね上がりを上方から押さえ込むために、内周面にガイドメタル（半円環軸受部）２０，２１が取り付けられている。具体的には、上半部キャリアリング１２（キャリアリング１１の上半領域）の軸方向の両端側で且つサイドプレート１７，１８よりも軸方向において内側に、一対のガイドメタル２０，２１が取り付けられている。また、ガイドメタル２０，２１は、回転軸２の外周面のうち上側領域を覆うように設けられている。ガイドメタル２０，２１は、半円形状に形成されている。
【００６２】
このように、上半部キャリアリング１２の内周側にガイドメタル２０，２１が設けられることで、ガイドメタル２０，２１によって回転軸２の跳ね上がりを押さえ込むことができる。これにより、回転軸２の跳ね上がりによる部品の破損等を防止することができる。なお、キャリアリング１１が、上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３に分割された構造ではなく一体構造である場合、又は３以上に分割された構造である場合、ガイドメタル２０，２１は、キャリアリング１１の上半領域に設けられていればよい。
【００６３】
ガイドメタル２０，２１は、サイドプレート１７，１８から離間して配置されている。また、サイドプレート１７，１８において、回転軸２の近傍は窪んでいる。そして、回転軸２と、上半部キャリアリング１２（キャリアリング１１）と、サイドプレート１７（一対のサイドプレート１７，１８のうちの一方）と、ガイドメタル２１とにより囲まれることで、空間４３が形成されている。なお、この空間４３には、内圧センサ１０６（図１では図示しない）が配置されている。内圧センサ１０６については、図２、図３等を参照しながら後記する。
【００６４】
サイドプレート１７，１８の内周面と回転軸２の外周面との間には、隙間（サイドプレート隙間）４２が設けられている。また、ガイドメタル２０，２１の内周面と回転軸２の外周面との間にも、同様に隙間（ガイドメタル隙間）４４が設けられている。これらの隙間４２，４４が設けられていることで、サイドプレート１７，１８及びガイドメタル２０，２１と、回転軸２との接触を防止することができる。
【００６５】
サイドプレート１８の外側には、ジャーナル軸受１０によって支持される回転軸２の振動（軸振動）の大きさを検出するためのギャップセンサ１０４（振動検出センサ）が配置されている。なお、ギャップセンサ１０４は、後記する空間４３の内部に配置されていてもよい。ギャップセンサ１０４を使用した軸振動の大きさの検出の具体的方法としては、例えば、ＪＩＳ  Ｂ  ０９１０：１９９９、ＩＳＯ  ７９１９−１：１９９６等で規定される方法を適用することができる。このギャップセンサ１０４は、図１において破線で示す電気信号線１０５により、後記する制御装置１０１に接続されている。ギャップセンサ１０４による検出値（軸振動の大きさ）に基づく制御装置１０１による制御は、図４等を参照しながら後記する。
【００６６】
図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。下半部キャリアリング１３の内周面には、軸受パッド３０，３２が下半部キャリアリング１３の内周面に沿って設けられる。そして、回転軸２は、軸受パッド３０，３２により下方から支えられている。軸受パッド３０，３２は、それぞれ、ピボット（図示しない）によって揺動可能に、下半部キャリアリング１３の内周面に支持される。
【００６７】
なお、キャリアリング１１が、上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３に分割された構造ではなく一体構造である場合、あるいは３以上に分割された構造である場合、軸受パッド３０，３２は、キャリアリング１１の下半領域に設けられていればよい。
【００６８】
下半部キャリアリング１３には、３つの給油ユニット２５，２６，２７が設けられている。給油ユニット２５，２６，２７は、軸受パッド３０，３２に給油を行うためのもであり、それぞれ給油ノズル２５ａ，２６ａ，２７ａを備えている。なお、給油ユニットは、２つ以下であってもよいし、４つ以上であってもよい。
【００６９】
回転軸２が図２において矢印Ｓに示すように時計回りに回転する場合、回転軸２の回転方向において、上流側から、給油ユニット２５、給油ユニット２６及び給油ユニット２７の順でこれらが配置される。これらの給油ユニット２５，２６，２７のうち、給油ユニット２５は、最上流に配置された軸受パッド３０よりも上流側に配置されている。また、給油ユニット２６は、最上流の軸受パッド３０の下流側、かつ、最下流に配置された軸受パッド３２の上流側に配置されている。さらに、給油ユニット２７は、最下流に配置された軸受パッド３２の下流側に配置されている。
【００７０】
給油ユニット２５は、上記のように、軸受パッド３０の上流側に配置されている。そのため、給油ユニット２５の給油ノズル２５ａを通じて油（潤滑油）が噴出されると、噴出された油は軸受パッド３０に流れる。そして、回転軸２が矢印Ｓの方向に回転していることで、油は、回転軸２と軸受パッド３０との間に入り込む。なお、回転軸２と軸受パッド３０との間に入り込み、軸受パッド３０の下流側から出てきた油は、一部は落下し、残部は回転軸２と軸受パッド３２との間に配置込む。
【００７１】
また、給油ユニット２６は、上記のように、軸受パッド３０の下流側、かつ、軸受パッド３２の上流側に配置されている。そのため、給油ユニット２６の給油ノズル２６ａを通じて油が噴出されると、噴出された油は軸受パッド３０の下流側及び軸受パッド３２の上流側に流れる。そして、回転軸２が矢印Ｓの方向に回転していることで、油は、回転軸２と軸受パッド３２との間に入り込む。なお、回転軸２と軸受パッド３２との間には、上記のように、上流側の軸受パッド３０から出てきた油（即ち、持ち込みの油）も入り込む。
【００７２】
給油ユニット２７は、上記のように、軸受パッド３２の下流側に配置されている。そのため、給油ユニット２７の給油ノズル２７ａを通じて油が噴出されると、噴出された油は軸受パッド３２の下流側に流れる。また、これとともに、噴出された油は回転軸２の表面に付着する。そして、回転軸２が矢印Ｓの方向に回転していることで、油は、回転軸２の上半領域に付着して軸受パッド３０に到達する。なお、給油ユニット２７により供給された油、及び、軸受パッド３２から出てきた油であって、回転軸２の上半領域を通って軸受パッド３０に到達する油のことを、キャリーオーバ油という。
【００７３】
軸受パッド３０，３２は、上記のように、回転軸２の下半領域に配置されている。そして、軸受パッド３０，３２のうちの回転軸２の回転方向において最上流側に配置された軸受パッド３０（第１軸受パッド）には、給油ユニット２５（第１給油ユニット）により、給油される。また、軸受パッド３０からみて下流側に配置された軸受パッド３２（第２軸受パッド）には、給油ユニット２６（第２給油ユニット）により給油される。そして、一実施形態では、後記する制御装置１０１は、少なくとも、給油ユニット２５による軸受パッド３０への給油量を制御するようになっている。
【００７４】
このように、最も上流側に配置された軸受パッド３０への給油量を調節することで、キャリーオーバ油の影響を特に受け易い軸受パッド３０への給油量を調節することができる。これにより、最も上流側に配置された軸受パッド３０と回転軸２との間への気泡の入り込みを抑制し、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。
【００７５】
給油ユニット２５，２６，２７は、それぞれオイルライン１２２，１２３，１２４に接続される。オイルライン１２２，１２３，１２４は、ポンプ１２１を介して、油を貯留するオイルタンク１２０に接続される。そして、オイルタンク１２０に貯留された油が、オイルライン１２２，１２３，１２４のうちの少なくとも一つを通流することで、給油ユニット２５，２６，２７の給油ノズル２５ａ，２６ａ，２７ａから噴出される。具体的には、給油ユニット２５による給油は、オイルライン１２２を通流した油により行われる。また、給油ユニット２６による給油は、オイルライン１２２と、オイルライン１２２から分岐したオイルライン１２３とを通流した油により行われる。さらに、給油ユニット２７による給油は、オイルライン１２２と、オイルライン１２２から分岐したオイルライン１２３と、オイルライン１２３から分岐したオイルライン１２４とを通流することで行われる。
【００７６】
オイルライン１２２の途中には、軸受パッド３０，３２に油を供給するための給油ユニット２５，２６，２７による給油量を調節するためのバルブ１０２（給油量調節部）が設けられている。バルブ１０２は、モータ１０３の駆動により開度調節可能になっている。バルブ１０２により給油量を調節することで、簡便な設備で給油量を調節することができる。そして、バルブ１０２の開度が調節されることで、オイルライン１２２，１２３，１２４を通流する油の量が調節され、給油ユニット２５，２６，２７による給油量が調節されるようになっている。
【００７７】
モータ１０３の駆動制御（即ち、給油ユニット２５，２６，２７による給油量の調節）は、制御装置１０１により行われる。制御装置１０１とモータ１０３とは、図２において破線矢印で示す電気信号線１０８により接続されている。そして、制御装置１０１からの電気信号がモータ１０３に伝達されることで、モータ１０３の駆動が行われ、給油量が調節されるようになっている。
【００７８】
制御装置１０１による給油量の調節は、電気信号線１０５を介して接続されたギャップセンサ１０４（図１参照）、及び、電気信号線１０７を介して接続された内圧センサ１に０６により検出された値に基づいて行われるようになっている。具体的な制御の内容については、図４等を参照しながら後記する。
【００７９】
ここで、制御装置１０１に接続される内圧センサ１０６の位置について説明する。
【００８０】
図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。内圧センサ１０６は、サイドプレート１７，１８とキャリアリング１１とにより構成される筐体の内部の圧力（即ち筐体の内圧）を検出するものである。具体的には、内圧センサ１０６は、上記のように、回転軸２と、上半部キャリアリング１２と、サイドプレート１７と、ガイドメタル２１とにより囲まれて形成された空間４３に配置されている。空間４３に内圧センサ１０６が配置されていることで、回転軸２の回転の妨げとならない位置に内圧センサ１０６を配置することができる。なお、軸受パッド３０，３２は、この筐体の内部に設けられている。
【００８１】
また、内圧センサ１０６は、回転軸２の下半領域に配置された軸受パッド３０，３２のうち、回転軸２の回転方向において最上流側に配置された軸受パッド３０（第１軸受パッド、図３において二点鎖線で図示）の上流側に配置されている。内圧センサ１０６が軸受パッド３０の上流側に配置されていることで、給油量が低下した場合に、ロータ自重等を支持するためにより多くの油を軸受パッド３０，３２に引き込もうとした際の軸受内の圧力低下を検出することができる。中でも、軸受パッド３２は軸受パッド３０からのキャリーオーバ油が流入するため油が不足しにくいが、軸受パッド３０では給油量の低下による影響が大きい。そのため、軸受パッド３０の上流側の圧力に基づいて給油量を調節することで、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。
ただし、内圧センサ１０６は、軸受パッド３０（第１軸受パッド）と軸受パッド３２（第２軸受パッド）との間に配置されることもできる。これにより、軸受パッド３０と軸受パッド３２との間における既存の空間に内圧センサ１０６を配置することができ、空間の有効活用を図ることができる。
【００８２】
図４は、一実施形態に係る給油量調節装置１００に備えられる制御装置１０１の構成を示すブロック図である。制御装置１０１は、ギャップセンサ１０４及び内圧センサ１０６（いずれか一方のみでもよい）によって検出された振動の大きさ及び内圧（いずれか一方のみでもよい）に基づき、給油ユニット２５，２６，２７による給油量を調節するようにバルブ１０２を制御するためのものである。
【００８３】
制御装置１０１は、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１０１ａと、振動取得部１０１ｂと、内圧取得部１０１ｃと、条件判定部１０１ｄと、ＰＩＤ制御部１０１ｅとを備える。
インターフェイス１０１ａは、上記のギャップセンサ１０４及び内圧センサ１６に接続される電気信号線１０５，１０７と繋がるものである。
【００８４】
振動取得部１０１ｂは、ギャップセンサ１０４により検出された軸振動の大きさをインターフェイス１０１ａを介して取得し、後記する条件判定部１０１ｄに伝達するものである。また、図示はしないが、振動取得部１０１ｂは、回転軸２の回転周波数以下の周波数を抽出するローパスフィルタを有している。そして、振動取得部１０１ｂは、当該ローパスフィルタによって抽出された回転軸２の回転周波数より低い任意の周波数以下の振動レベルを、回転軸２の軸振動として条件判定部１０１ｄ及びＰＩＤ制御部１０１ｅに送信するようになっている。従って、振動取得部１０１ｂを備える制御装置１０１では、ローパスフィルタによって抽出された回転軸２の回転周波数より低い任意の周波数以下の振動レベルに基づきバルブ１０２の開度が調節されるようになっている。
【００８５】
回転軸２の回転周波数以下の周波数を抽出するローパスフィルタを有することで、回転軸２の固有周波数を除去することができる。このため、回転軸２と軸受パッド３０，３２との間に入り込んだ気泡に由来する非同期成分による軸振動を精度良く検出することができる。この結果、給油量を適切に調節し、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。
【００８６】
内圧取得部１０１ｃは、内圧センサ１６により検出された内圧をインターフェイス１０１ａを介して取得し、後記する条件判定部１０１ｄに伝達するものである。
条件判定部１０１ｄは、取得された軸振動の大きさ及び内圧（ギャップセンサ１０４及び内圧センサ１０６によって検出された情報）に基づいて、給油量調節の必要性を判定するものである。
【００８７】
ＰＩＤ制御部１０１ｅ（フィードバック制御部）は、条件判定部１０１ｄにより給油量を調節する必要があると判定された場合に、軸振動の大きさ又は内圧のうちの少なくとも一方の情報（ギャップセンサ１０４及び内圧センサ１０６によって検出された情報）に基づいて給油量を調節するものである。ＰＩＤ制御部１０１ｅによる給油量の調節は、ＰＩＤ制御部１０１ｅがバルブ１０２（図２参照）の開度をＰＩＤ制御（フィードバック制御）することで行われる。
【００８８】
具体的には、ＰＩＤ制御部１０１ｅは、ギャップセンサ１０４又は内圧センサ１０６のうちの少なくとも一つのセンサにより検出された情報に基づいて、これらのセンサにより検出される値が目標値に近づくようにバルブ１０２を制御する。バルブ１０２の開度をフィードバック制御することで、振動又は内圧のうちの少なくとも一方が目標値から外れてしまった場合（例えば、振動が大き過ぎる、内圧が小さ過ぎる等）、センサにより検出された値に基づいて目標値に近づけることができる。
【００８９】
なお、制御装置１０１は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｄｋ  Ｄｒｉｖｅ）、制御回路等を備え、ＲＯＭに格納されている所定の制御プログラムがＣＰＵによって実行されることにより具現化される。
【００９０】
図５は、一実施形態に係る給油量調節装置１００に備えられる制御装置１０１のブロック図である。また、図６は、軸振動に基づいて給油量調節を行う際のフローチャートである。以下、図５及び図６を参照しながら、軸振動の大きさ及び内圧に基づいて給油量を調節する際の流れについて説明する。回転軸２（図１参照）の回転中、振動取得部１０１ｂ及び内圧取得部１０１ｃは、それぞれ、インターフェイス１０１ａ（図４参照）を通じ、回転軸２の軸振動の大きさ及び空間４３（図１参照）の内圧を取得している（ステップＳ１、Ｓ２、状態検出ステップ）。そして、取得された軸振動の大きさ及び内圧に関する情報は、条件判定部１０１ｄに入力される。
【００９１】
なお、取得された軸振動の大きさに関する情報は、上記のように条件判定部１０１ｄに入力されるほか、電気信号線（図示しない）を通じてＰＩＤ制御部１０１ｅにも向かう。しかし、条件判定部１０１ｄは、給油量を調節すべきではないと判定しているときには（詳細は後記する）、ＰＩＤ制御部１０１ｅに向かう情報を無効化する信号（無効化信号）を当該情報に送信している。従って、この時点では、軸振動の大きさに関する情報は、ＰＩＤ制御部１０１ｅに向かうものの、ＰＩＤ制御部１０１ｅには入力されない。そして、条件判定部１０１ｄは、給油量を調節すべきと判定したときに無効化信号の送信を停止し、これにより、軸振動の大きさに関する情報がＰＩＤ制御部１０１ｅに入力される。
【００９２】
条件判定部１０１ｄは、入力された軸振動の大きさ及び内圧が給油量を調節する条件を満たしているか否かを判定する。具体的には、条件判定部１０１ｄは、軸振動の大きさが予め定められた振動閾値以上（第１判定条件）、かつ、内圧が予め定められた内圧閾値以下（第２判定条件）の場合に、給油量を調節すべきであると判定する（ステップＳ３）。これらの条件に基づいて判定することで、軸振動の大きさが無視できない程度となった場合、又は、筐体の内圧が低過ぎる結果気泡が回転軸２と軸受パッド３０，３２との間に入り込み易くなった場合に、回転軸２と軸受パッド３０，３２との間への気泡の入り込みを抑制することができる。これにより、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。なお、ここでは双方の条件が満たされたときに給油量が調節されるようにしたが、いずれか一方のみの条件が満たされたときに給油量が調節されるようにしてもよい。
【００９３】
特に、第１判定条件として、ギャップセンサ１０４により検出された軸振動の大きさが許容範囲を逸脱した（即ち振動閾値以上）ときに、ギャップセンサ１０４又は内圧センサ１０６のうちの少なくとも一つのセンサにより検出された情報に基づいて、バルブ１０２を調節し、軸受パッド３０，３２への給油量が調節される（詳細は後記するが、給油量を増加させるように、バルブ１０２が調節される）。そして、軸振動の大きさが許容範囲を逸脱したときに給油量を増加させることで、軸振動が大きくなって許容範囲を逸脱した場合に給油量を増加させて、回転軸２と軸受パッド３０，３２との間に気泡が入り込むことを抑制することができる。これにより、回転軸２と軸受パッド３０，３２との間での圧力分布の揺らぎを抑制し、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。
【００９４】
第１判定条件を構成する「振動閾値」とは、許容可能な振動の大きさのことをいう。振動閾値は、ジャーナル軸受１０の用途等に応じて、管理者、使用者等が任意に決定をすることができる。
【００９５】
また、第２判定条件として、内圧センサ１０６により検出された内圧に基づきバルブ１０２を調節、給油量を調節することで、内圧が変化して回転軸２と軸受パッド３０，３２との間に気泡が入り込み易くなった場合に、給油量の調節を行うことができる。即ち、筐体の内圧が変化し、変化した内圧によって外部から筐体への空気の入り込み易さが変化すれば、筐体内部において回転軸２と軸受パッド３０，３２との間への空気の入り込み易さも変化する。そこで、内圧が変化した場合に給油量の調節を行うことで、回転軸２と軸受パッド３０，３２との間への気泡の入り込みを抑制し、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができる。
【００９６】
第２判定条件を構成する「内圧閾値」とは、空間４３（図１参照）の内圧が内圧閾値以下となったときに空気を空間４３に吸い込みやすくなる結果、回転軸２と軸受パッド３０との間に気泡が入り込み易くなる内圧のことをいう。圧閾値は、空間４３の大きさ、回転軸２及び軸受パッド３０の大きさ等に応じて、管理者、使用者等が任意に決定をすることができる。
【００９７】
内圧閾値は、例えば大気圧以上の値に設定することができる。具体的には例えば、内圧閾値が大気圧である場合には、空間４３が負圧になって外部の圧力（大気圧）よりも低くなったとき、「内圧閾値以下」との条件が満たされるものとする。内圧閾値が大気圧以上の値に設定されることで、給油量の調節により、油への気泡の入り込みのリスクを効果的に低減することができる。即ち、筐体の内圧が例えば大気圧未満（負圧）となることで空気が筐体の内部に流れ込み易くなるため、回転軸２と軸受パッド３０，３２との間に気泡が入り込み易くなるが、このような場合に給油量の調節を行うことで、気泡が入り込みにくくすることができる。
【００９８】
条件判定部１０１ｄによる条件判定の結果、上記条件を満たし、給油量を調節すべきであると判定された場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、条件判定部１０１ｄは、振動取得部１０１ｂからＰＩＤ制御部１０１ｅに向かう、軸振動の大きさに関する情報を有効化する。これにより、軸振動の大きさに関する情報がＰＩＤ制御部１０１ｅに入力される。そして、ＰＩＤ制御部１０１ｅは、入力された軸振動の大きさに関する情報に基づき、給油量の調節を行う（ステップＳ４、給油量調節ステップ）。具体的には、ＰＩＤ制御部１０１ｅは、軸振動の大きさを監視しながら給油量を増加するようにバルブ１０２の開度を調節する。そして、ＰＩＤ制御部１０１ｅは、軸振動の大きさが振動閾値よりも小さくなるまで、給油量を増加する。ＰＩＤ制御部１０１ｅは、軸振動の大きさが振動閾値よりも小さくなった時点でバルブ１０２の開度を固定し、給油量が一定に維持される。
【００９９】
なお、条件判定部１０１ｄによる条件判定の結果、上記条件を満たさず、給油量を調節すべきはないと判定された場合（ステップＳ３でＮｏ）、引き続き、軸振動及び内圧を取得する（ステップＳ１、Ｓ２）。また、このとき、条件判定部１０１ｄは、ＰＩＤ制御部１０１ｅに向かう情報を無効化する信号を当該情報に引き続き送信する。
【０１００】
このフローでは、上記のように、軸振動の大きさが振動閾値以上（第１判定条件）、かつ、内圧が内圧閾値以下（第２判定条件）の場合に、給油量が調節される。具体的には、軸振動の大きさを測定しつつ給油量を増やし（バルブ１０２（図２参照）の開度を大きくし）、軸振動の大きさが振動閾値よりも小さくなるようにバルブ１０２の開度が調整される。即ち、内圧が低いと（内圧閾値以下）、上記のように気泡が油に入り込み易い。そこで、給油量を増やすことで、気泡の入り込みを抑制することができる。これにより、内圧が低い場合であっても、気泡の入り込みに伴う軸振動が抑制され、ギャップセンサ１０４により検出される軸振動が小さくなる。このため、軸振動が大きくなった場合でも、給油量を調節することで、軸振動を抑制することができる。
【０１０１】
図７は、一実施形態に係る給油量調節装置１００に備えられる制御装置１０１のブロック図である。また、図８は、内圧に基づいて給油量調節を行う際のフローチャートである。上記の図５及び図６を参照しながら説明した例では、軸振動の大きさに基づいて給油量を調節していた。しかし、以下において図７及び図８を参照しながら説明するように、基準内圧（油量調整の閾値）からの内圧の変動（内圧変動量）に基づいて給油量調節を行うようにすることができる。
【０１０２】
回転軸２（図１参照）の回転中、振動取得部１０１ｂ及び内圧取得部１０１ｃは、それぞれ、回転軸２の軸振動の大きさ及び空間４３（図１参照）の内圧を取得している（ステップＳ１、Ｓ２）。そして、取得された軸振動の大きさに関する情報は、条件判定部１０１ｄに入力される。
【０１０３】
一方、内圧取得部１０１ｃは、取得された内圧と、基準内圧（油量調整の閾値）との差分（即ち内圧変動量）を算出する。そして、ここで算出された内圧変動量は、内圧に関する情報として、電気信号線（図示しない）を通じてＰＩＤ制御部１０１ｅにも向かう。しかし、条件判定部１０１ｄは、給油量を調節すべきではないと判定しているときには（詳細は後記する）、ＰＩＤ制御部１０１ｅに向かう情報を無効化する信号（無効化信号）を当該情報に送信している。従って、この時点では、内圧に関する情報は、ＰＩＤ制御部１０１ｅに向かうものの、ＰＩＤ制御部１０１ｅには入力されない。そして、条件判定部１０１ｄは、給油量を調節すべきと判定したときに無効化信号の送信を停止し、これにより、内圧に関する情報がＰＩＤ制御部１０１ｅに入力される。
【０１０４】
条件判定部１０１ｄは、入力された軸振動の大きさが給油量を調節する条件を満たしているか否かを判定する。具体的には、条件判定部１０１ｄは、軸振動の大きさが振動閾値以上の場合には、給油量を調節すべきであるとの判定をする（ステップＳ５）。ここでいう「振動閾値」とは、上記の図６を参照しながら説明したフローと同じく、許容可能な振動の大きさのことをいう。
【０１０５】
条件判定部１０１ｄによる条件判定の結果、上記条件を満たし、給油量を調節すべきであると判定された場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、条件判定部１０１ｄは、内圧取得部１０１ｃからＰＩＤ制御部１０１ｅに向かう、内圧に関する情報を有効化する。これにより、内圧に関する情報がＰＩＤ制御部１０１ｅに入力される。そして、ＰＩＤ制御部１０１ｅは、入力された内圧に関する情報（内圧変動量）に基づき、給油量の調節を行う（ステップＳ６）。
【０１０６】
具体的には、ＰＩＤ制御部１０１ｅは、内圧の変動に基づいて給油量の調節を行う。ここで、軸振動が振動閾値以上であるが、その軸振動の増大がジャーナル軸受１０に由来する原因以外の原因に基づく場合には、内圧の変動は小さいままと考えられる。そのため、内圧の変動が内圧変動閾値以下である場合には、軸振動の増大はジャーナル軸受１０に起因するものではないと考え、給油量の調節は行われない。なお、この場合には、回転軸２の回転が停止される。
【０１０７】
また、内圧の変動に基づく給油量調節を行うか否かの判断基準となる「内圧変動閾値」とは、内圧の変動の振れ幅のことであり、その振れ幅が大き過ぎる（内圧変動閾値を超える）場合には、気泡の入り込みが生じ易くなる。従って、軸振動が振動閾値以上であり、かつ、内圧の変動が内圧変動閾値を超える場合には、軸振動の増大は内圧の変動に伴う気泡の入り込みに起因するものと考えられる。そこで、この場合には、給油量の調節が行われる。具体的には、給油量を増加するようにバルブ１０２に指令が送信される。これにより、軸受パッド３０への給油量が増加され、回転軸２と軸受パッド３０との間への気泡の入り込みを抑制することができる。
【０１０８】
なお、条件判定部１０１ｄによる条件判定の結果、上記条件を満たさず、給油量を調節すべきはないと判定された場合（ステップＳ５でＮｏ）、引き続き、軸振動及び内圧を取得する（ステップＳ１、Ｓ２）。また、このとき、条件判定部１０１ｄは、ＰＩＤ制御部１０１ｅに向かう情報を無効化する信号（無効化信号）を当該情報に引き続き送信する。
【０１０９】
このフローでは、上記のように、軸振動の大きさが振動閾値以上の場合に、内圧変動に基づいて給油量が調節される。具体的には、内圧変動が大きい場合には、空間４３への空気の流れ込みが生じ易く、回転軸２と軸受パッド３０との間に気泡が入り込み易くなる。そこで、この場合には、給油量を増加させることで、気泡の入り込みを抑制することができる。これにより、気泡の入り込みに伴う軸振動を抑制することができ、ギャップセンサ１０４により検出される軸振動が小さくなる。このため、軸振動が大きくなった場合でも、給油量を調節することで、軸振動を抑制することができる。
【０１１０】
なお、上記の図５〜図８を参照しながら説明した例では、軸振動及び内圧の双方の情報を使用して給油量を調節したが、いずれか一方のみの情報を使用して給油量を調節するようにしてもよい。
【０１１１】
図９は、運転状態に応じてＰＩＤ制御用パラメータを修正する際のブロック図である。上記の図４等に示したＰＩＤ制御部１０１ｅでは、比例ゲイン（Ｋｐ）、積分ゲイン（Ｋｉ）及び微分ゲイン（Ｋｄ）のそれぞれの制御用パラメータは固定されており、図６等に示すフローに先立って予め決定されていた。しかし、制御用パラメータが固定されていると、例えば回転軸２の回転数が異なる場合に、給油量が多過ぎたり少な過ぎたりして、給油を適切に行うことができない可能性がある。また、例えば、軸振動の大きさが目標値Ｖtargetになるまで長時間がかかる可能性もある。
【０１１２】
そこで、図９に示す例では、回転軸２の状態（回転軸２の回転数、回転軸２の負荷の大きさ、及び前記ジャーナル軸受１０に対する回転軸２の面圧（いずれか１つ又は２つであってもよい））に応じて、制御用パラメータが変更されている。なお、ここでいう負荷とは、例えば蒸気タービンを回転させる蒸気の量である。回転軸２の状態に応じて制御用パラメータを変更することで、例えば、ジャーナル軸受１０を備える蒸気タービンにおいて、蒸気量が変化して回転軸２の回転数が変化したような場合においても、給油量を精度良く決定することができる。
【０１１３】
なお、回転軸２の回転数、回転軸２の負荷の大きさ、及び前記ジャーナル軸受１０に対する回転軸２の面圧（これらを総称して「第２の情報」という）は、任意のセンサ（第２のセンサ）により検出することができる。そして、第２のセンサが備えられていることで、上記のギャップセンサ１０４及び内圧センサ１０６により検出される振動及び内圧のような回転軸２の状態のほか、回転軸２の回転数、回転軸２の負荷の大きさ、回転軸２の面圧のような他の状態を把握することができる。
【０１１４】
軸振動の大きさの目標値Ｖtargetが決定されると、決定された目標値Ｖtargetとなるように、ＰＩＤ制御部１０１ｅはバルブ１０２の開度を調整する。これにより、軸受パッド３０（図１参照）への給油量が調節され、回転軸２と軸受パッド３０との間への気泡の入り込みが抑制される。この結果、軸振動の大きさが抑制され、軸振動の大きさが低下して目標値Ｖtargetに近づく。
【０１１５】
次いで、ＰＩＤ制御部１０１ｅにおいて決定された給油量と、ジャーナル軸受１０の伝達関数１０１ｒと、回転軸２の状態とに基づいて、軸振動の大きさの予測値Ｖestimateが見積もられる。そして、ＰＩＤ制御部１０１ｅによるバルブ１０２の開度調整後（即ち給油量調節の後）、ジャーナル軸受１０の回転軸２の振動の大きさの実測値Ｖmeasureと、上記の予測値Ｖestimateとがパラメータ修正部１０１ｐにおいて比較される。このパラメータ修正部１０１ｐは、ギャップセンサ１０４及び内圧センサ１０６により検出された情報、及び、第２のセンサにより検出された第２の情報の双方の情報（いずれか一つでもよい）に基づいてＰＩＤ制御部１０１ｅの制御用パラメータを修正するためのものである。
【０１１６】
そして、パラメータ修正部１０１ｐは、予測値Ｖestimateと実測値Ｖmeasureとの偏差が小さくなるように、制御用パラメータを修正する。具体的な修正方法としては、例えば、予め記憶された、偏差と制御用パラメータとの関係を規定したゲインテーブルから、偏差の大きさに対応する制御用パラメータを読み出すようにすることができる。
【０１１７】
パラメータ修正部１０１ｐにおいて修正された制御用パラメータは、ＰＩＤ制御部１０１ｅ（フィードバック制御部）に送信される。そして、ＰＩＤ制御部１０１ｅは、受信した制御用パラメータに基づいて、自身に記憶された制御用パラメータを修正する。修正後には、ＰＩＤ制御部１０１ｅは、修正された制御用パラメータを用いて、バルブ１０２の開度調整を行う。これにより、軸受パッド３０，３２に適切な給油を行って、軸振動を抑制することができる。
【０１１８】
図１０は、回転軸の状態に応じた給油量を学習し、学習した内容に基づいて給油量を決定する制御装置１０１Ｂのブロック図である。上記の例では、ギャップセンサ１０４（図１参照）により検出された軸振動の大きさ等の情報に基づいて給油量のフィードバック制御が行われていた。しかし、給油量は、回転軸２の状態（回転数、負荷、面圧）に応じた給油量を学習して、学習した給油量に基づいて給油量を推測し、推測された給油量となるように調節することもできる。
【０１１９】
制御装置１０１Ｂは、上記の制御装置１０１と同じく、インターフェイス１０１ａと、振動取得部１０１ｂと、内圧取得部１０１ｃと、条件判定部１０１ｄと、ＰＩＤ制御部１０１ｅ（フィードバック制御部）とを備える。なお、ＰＩＤ制御部１０１ｅに代えて、任意のフィードバック制御装置を使用することもできる。そして、制御装置１０１Ｂは、これらのほかにも、さらに、回転数取得部１０１ｆと、負荷取得部１０１ｇと、面圧取得部１０１ｈと、給油量取得部１０１ｊと、回帰式導出部１０１ｋと、給油量算出部１０１ｍと、バルブ調節部１０１ｎと、記録部１０１ｑとを備える。
【０１２０】
回転数取得部１０１ｆは、回転軸２の回転数を取得するものである。回転数取得部１０１ｆには、インターフェイス１０１ａを介して、回転数検出センサ（第２のセンサ、図示しない）が接続される。なお、回転数取得部１０１ｆにより取得された回転数は、後記する記録部１０１ｑに記憶される。
【０１２１】
負荷取得部１０１ｇは、回転軸２の負荷の大きさを取得するものである。負荷の大きさは、インターフェイス１０１ａを介して、負荷検出センサ（第２のセンサ、図示しない）が接続される。なお、負荷取得部１０１ｇにより取得された負荷は、後記する記録部１０１ｑに記憶される。
【０１２２】
面圧取得部１０１ｈは、ジャーナル軸受１０に対する回転軸２の面圧を取得するものである。面圧取得部１０１ｈには、インターフェイス１０１ａを介して、面圧検出センサ（第２のセンサ、図示しない）が接続される。なお、面圧取得部１０１ｈにより取得された面圧は、後記する記録部１０１ｑに記憶される。
【０１２３】
給油量取得部１０１ｊは、給油ユニット２５，２６，２７（図２参照）による軸受パッド３０，３２（図２参照）への給油量を取得するものである。給油量取得部１０１ｊには、インターフェイス１０１ａを介して、流量センサ（図示しない）が接続される。なお、給油量取得部１０１ｊにより取得された給油量は、後記する記録部１０１ｑに記憶される。
【０１２４】
回帰式導出部１０１ｋは、上記の軸振動の大きさ、内圧、回転数、負荷の大きさ及び面圧並びに給油量を重回帰分析して、回帰式を導出するものである。この回帰式では、説明変数は軸振動の大きさ、内圧、回転数、負荷の大きさ及び面圧であり、目的変数は給油量である。なお、回帰式導出部１０１ｋにより導出された回帰式は、後記する記録部１０１ｑに記憶される。
【０１２５】
給油量算出部１０１ｍは、回帰式導出部１０１ｋにより導出された回帰式と、ギャップセンサ１０４及び内圧センサ１０６により検出された情報（軸振動の大きさ及び内圧）、及び、上記第２のセンサにより検出された第２の情報（回転数、負荷の大きさ及び面圧）とに基づいて給油量を算出するものである。
バルブ調節部１０１ｎは、給油量算出部１０１ｍにおいて算出された給油量となるようにバルブ１０２（図２参照）の開度を調節するものである。
記録部１０１ｑは、取得された軸振動の大きさ、内圧、回転数、負荷の大きさ、面圧及び給油量、並びに、導出された回帰式を記憶するものである。
【０１２６】
なお、制御装置１０１Ｂは、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｄｋ  Ｄｒｉｖｅ）、制御回路等を備え、ＲＯＭに格納されている所定の制御プログラムがＣＰＵによって実行されることにより具現化される。
【０１２７】
図１１は、回転軸の状態に応じた給油量を学習し、学習した内容に基づいて給油量を決定する際のフローチャートである。まず、振動取得部１０１ｂ、内圧取得部１０１ｃ、回転数取得部１０１ｆ、負荷取得部１０１ｇ及び面圧取得部１０１ｈは、それぞれ、軸振動の大きさ、内圧、回転数、負荷の大きさ、及び面圧の各情報を取得し、記録部１０１ｑに記録する（ステップＳ１１）。また、条件判定部１０１ｄ及びＰＩＤ制御部１０１ｅは、取得した軸振動の大きさ及び内圧に基づき、図５等に示したフローに沿って給油量を調節する（ステップＳ１２）。そして、給油量取得部１０１ｊは、調節された給油量を記録部１０１ｑに記録する（ステップＳ１２）。
【０１２８】
次いで、回帰式導出部１０１ｋは、記録部１０１ｑに記録された軸振動の大きさ、内圧、回転数、負荷の大きさ、及び面圧を説明変数とし、給油量を目的変数として、重回帰分析を実行する（ステップＳ１３）。そして、回帰式導出部１０１ｋは回帰式を導出し、記録部１０１ｑに記録する（ステップＳ１３）。
【０１２９】
回帰式が導出された後には、軸振動の大きさ、内圧、回転数、負荷の大きさ、及び面圧の各情報が取得された際（ステップＳ１４）、給油量算出部１０１ｍは、これらの情報と回帰式とに基づいて、給油量を算出する（ステップＳ１５）。そして、バルブ調節部１０１ｎは、給油量算出部１０１ｍによって算出された給油量となるように、バルブ１０２（図２参照）の開度を調節する（ステップＳ１６）。これにより、学習結果に基づいて、給油量が調節される。そして、一定時間ごと（例えば数秒〜数分ごと）ごとに回帰式を使用し、給油量が調節される。
【０１３０】
以上のようにすることで、学習した給油量に基づいて給油量を推測し、推測された給油量となるように給油量を調節することで、回転数の違い、負荷の違い、面圧の違い等の回転軸２の状態が異なる場合の給油量を学習し、給油量の学習結果に基づいて給油量を決定することができる。これにより、回転軸２の状態が変わり、状態側が変わる前の運転条件によっては軸振動が大きくなることがあっても、その軸振動が大きくなる前に給油量を調節することができる。これにより、回転軸２の状態と連動した適切な給油量調節を行うことができる。
【０１３１】
また、回帰式を使用した給油量の調節タイミングよりも長い時間ごと（例えば数時間ごと）に、それまでに記録部１０１ｑに蓄積された情報に基づき、再度回帰式の導出を行うことができる。そして、再度導出された回帰式に基づいて給油量の算出を行うことで、より正確な給油量で給油を行うことができる。
【０１３２】
図１２は、他の実施形態に係る給油量調節装置１００とジャーナル軸受１０とを備えるジャーナル軸受装置２０１の模式図であって、ジャーナル軸受の軸方向断面図である。上記の図２を参照しながら説明した例では、オイルライン１２２と、オイルライン１２２から分岐したオイルライン１２３，１２４の合計３系統により、給油が行われていた。そして、オイルライン１２２，１２３，１２４のそれぞれを通流する油は、オイルライン１２２の最も上流に設けられたバルブ１０２により一括して調節されていた。従って、バルブ１０２の調節により、全ての給油ユニット２５，２６，２７による給油量が調節されていた。
【０１３３】
しかし、この図１２に示す例では、軸受パッド３０（第１軸受パッド）の上流に配置された給油ユニット２５（第１給油ユニット）による給油量のみが調節されている。一方で、給油ユニット２６（第２給油ユニット）による軸受パッド３２（第２軸受パッド）への給油量の調整は行われないようになっている。即ち、給油ユニット２５に油を供給するオイルライン１２２（第１オイルライン）は、分岐せずに給油ユニット２５に接続されている。
【０１３４】
一方で、給油ユニット２６に油を供給するオイルライン１２３（第２オイルライン）は、オイルライン１２２とは独立して設けられ、給油ユニット２６に接続されている。このオイルライン１２３には、油を供給するポンプ１３１と、開度を固定したバルブ１３２とが設けられている。さらに、オイルライン１２３には、供給する油を貯留するオイルタンク１３０が接続されている。また、オイルライン１２３から分岐してオイルライン１２４が設けられ、オイルライン１２４には給油ユニット２５が設けられている。
【０１３５】
そして、給油ユニット２５に接続されるオイルライン１２２には、上記のように、ポンプ１２１及び開度調節可能なバルブ１０２が設けられている。一方で、給油ユニット２６に接続されるオイルライン１２３にもポンプ１３１及びバルブ１３２が設けられているが、このバルブ１３２の開度は固定である。そのため、オイルライン１２２に設けられたバルブ１２２、及び、オイルライン１２３に設けられたバルブ１３２は、オイルライン１２２を通じた給油ユニット２５による給油量を、オイルライン１２３を通じた給油ユニット２５による給油量から独立して調節可能に構成されている。
【０１３６】
オイルライン１２２とオイルライン１２３とが独立していることで、オイルライン１２２に接続される給油ユニット２５による給油と、オイルライン１２２から独立したオイルライン１２３に接続される給油ユニット２６による給油とを、お互いの影響なく独立して行うことができる。これにより、給油ユニット２５と給油ユニット２６とのそれぞれにおいて、精密な給油量制御を行うことができる。また、軸受パッド３０，３２ごとに給油量を変更することができるため、給油量の削減を図り、圧力損失を小さくすることができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１０６  内圧センサ
２  回転軸
３  合計
１０  ジャーナル軸受
１１  キャリアリング
１２  上半部キャリアリング
１３  下半部キャリアリング
１７，１８  サイドプレート
２０，２１  ガイドメタル
２５，２６，２７  給油ユニット
２５ａ，２６ａ，２７ａ  給油ノズル
３０，３２  軸受パッド
４２，４４  隙間
４３  空間
１００  給油量調節装置
１０１，１０１Ｂ  制御装置
１０１ａ  インターフェイス
１０１ｂ  振動取得部
１０１ｃ  内圧取得部
１０１ｄ  条件判定部
１０１ｅ  制御部
１０１ｆ  回転数取得部
１０１ｇ  負荷取得部
１０１ｈ  面圧取得部
１０１ｊ  給油量取得部
１０１ｋ  回帰式導出部
１０１ｍ  給油量算出部
１０１ｎ  バルブ調節部
１０１ｐ  パラメータ修正部
１０１ｑ  記録部
１０１ｒ  伝達関数
１０２，１２２，１３２  バルブ
１０３  モータ
１０４  ギャップセンサ
１０５，１０７，１０８  電気信号線
１２０，１３０  オイルタンク
１２１，１３１  ポンプ
１２２，１２３，１２４  オイルライン
２００，２０１  ジャーナル軸受装置
Ｐ  中心軸線
Ｓ  矢印
Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６  ステップ
【図１】
2019078293.tif 000003
【図２】
2019078293.tif 000004
【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】
2019078293.tif 000010
【図９】
2019078293.tif 000011
【図１０】
2019078293.tif 000012
【図１１】
2019078293.tif 000013
【図１２】
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