(57)【要約】【課題】本発明は、強制給油を行わなくても横型回転軸の中心に対して下側に位置する軸受パッドと横型回転軸との隙間へ十分に給油することができる横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置を提供することにある。【解決手段】本発明は、横型回転軸１５の回転力によって加速された潤滑油を、前記軸受パッド１２，１２Ａ〜１２ｂの摺動面１５に供給する油導入路（１６，１６Ａ，１６Ｂ，１８，１９）を設けたのである。【選択図】  図３
2004156690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の軸受パッドの摺動面を横型回転軸の周面に対向して配置した横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置において、前記横型回転軸の回転力によって加速された潤滑油を導入して前記軸受パッドの摺動面に供給する油導入路を前記軸受パッドに設けたことを特徴とする横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置。
【請求項２】
複数の軸受パッドの摺動面を横型回転軸の周面に対向して配置した横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置において、前記軸受パッドに、前記横型回転軸の回転力によって加速された潤滑油を、前記軸受パッドの前記横型回転軸の回転方向に対向する側から導入して前記軸受パッドの摺動面に供給する油導入路を設けたことを特徴とする横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置。
【請求項３】
複数の軸受パッドの摺動面を横型回転軸の周面に対向して配置した横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置において、前記軸受パッドの前記横型回転軸の回転方向に対向する側に、前記横型回転軸の回転力によって加速された潤滑油を導入して前記摺動面に供給する油導入溝を設けたことを特徴とする横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置。
【請求項４】
前記油導入溝は、前記横型回転軸の中心から下半分に位置する軸受パッドに設けられていることを特徴とする請求項３記載の横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置。
【請求項５】
前記油導入溝は、その底面が前記横型回転軸に向かって凸曲面に形成されていることを特徴とする請求項３又は４記載の横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置。
【請求項６】
前記油導入溝は、軸受パッドの幅方向に複数並設されていることを特徴とする請求項３，４又は５記載の横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置。
【請求項７】
地盤に支持された摺動軸受装置に回転自在に支持された横型回転軸と、この横型回転軸に固定され軸方向に多段に配置された複数の動翼と、これら動翼を被い固定部材に固定されたケーシングと、このケーシングに固定され前記多段の動翼間に配置された複数の静翼とを備えた蒸気タービンにおいて、前記摺動軸受装置は、複数の軸受パッドの摺動面を前記横型回転軸の周面に対向して配置したティルティングパッド型摺動軸受装置であり、前記軸受パッドのうち少なくとも前記横型回転軸の中心から下半分に位置する軸受パッドは、その摺動面の前記横型回転軸の回転方向に対向する側に、前記横型回転軸の回転力によって加速された潤滑油を導入して前記摺動面に供給する油導入溝が設けられていることを特徴とする蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置及びそれを用いた蒸気タービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置は、例えば特許文献１に開示されているように、横型回転軸の摺動面に対向して設置された複数の軸受パッドが固定部に揺動可能に支持されている。そして、軸受パッドの周囲に供給された潤滑油が、横型回転軸の回転力や軸受パッドの傾きによって前記横型回転軸の周面と軸受パッドの摺動面との間に供給されるのである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２４０６２（図１，図２）
【発明が解決しようとする課題】
通常、横型回転軸の中心より下側に位置する軸受パッドと横型回転軸との隙間は、横型回転軸に作用する荷重の関係から横型回転軸の中心より上側に位置する軸受パッドと横型回転軸との隙間よりも小さくなる。その結果、上記従来の技術においては、横型回転軸の中心より下側に位置する軸受パッドと横型回転軸との隙間に供給される潤滑油量が少なくなる問題がある。
【０００４】
尚、横型回転軸の回転力を利用しての潤滑油の供給に代えて、軸受パッドと横型回転軸との隙間に潤滑油を強制給油することも既に行われている。しかし、この強制給油は、各軸受パッドと横型回転軸との隙間に油膜を形成するために多量の潤滑油を供給しなければならない。その結果、各軸受パッドの側部からの流出油量が多くなるので潤滑効率が悪いと共に、軸受装置外への油洩れが発生し易いと云う問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、強制給油を行わなくても横型回転軸の中心より下側に位置する軸受パッドの摺動面への潤滑油の供給が十分に行える横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、横型回転軸の回転力によって加速された潤滑油を導入して軸受パッドの摺動面に供給する油導入路を、前記軸受パッドに設けたのである。
【０００７】
上記構成とすることにより、軸受パッドと横型回転軸との隙間には、二通りの給油が行われる。第１の給油は、軸受パッドの傾斜に伴う楔状の隙間からの横型回転軸の回転力によって加速された潤滑油の供給である。第２の給油は、横型回転軸の回転力によって加速された潤滑油を油導入路に導入し、この油導入路に導入された潤滑油の軸受パッドの摺動面への供給である。
【０００８】
したがって、横型回転軸の中心に対して下側に位置する軸受パッドと横型回転軸との隙間が小さくても、二通りの給油によって潤滑油を十分に供給することができる。その結果、強制給油を行わなくても前記隙間に供給される潤滑油量を確保することができ、潤滑油量不足による諸問題を解消することができるのである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の位置実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００１０】
通常、蒸気タービン１は、地盤２の横方向に離れた位置に設置された一対の軸受台３Ａ，３Ｂと、これら軸受台３Ａ，３Ｂに夫々支持された横軸回転機用の摺動軸受装置４Ａ，４Ｂと、これら摺動軸受装置４Ａ，４Ｂに回転自在に支持された横型回転軸５と、この横型回転軸５に固定され軸方向に多段に配置された複数の動翼６と、これら動翼６を被い固定部材に固定されたケーシング７と、このケーシング７に固定され前記多段の動翼６間に配置された複数の動翼８と、前記ケーシング７の横型回転軸５の貫通部をシールして蒸気洩れや空気の流通を防止するグランドパッキング９Ａ，９Ｂとを備えている。
【００１１】
前記摺動軸受装置４Ａ，４Ｂは、前記軸受台３Ａ，３Ｂに支持され前記横型回転軸５の中心部を境として上下二つ割りに形成された上軸受箱１０及び下軸受箱１１と、これら上軸受箱１０及び下軸受箱１１に支持され前記横型回転軸５の周面に対向して複数配置された軸受パッド１２Ａ〜１２Ｆとを備えている。前記複数の軸受パッド１２Ａ〜１２Ｆは、前記横型回転軸５の周面との間に隙間Ｇを有している。そして、この隙間Ｇ内において、前記複数の軸受パッド１２Ａ〜１２は、揺動できるように上軸受箱１０及び下軸受箱１１に支持され、横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置を構成している。このように構成されている摺動軸受装置４Ａ，４Ｂにより前記横型回転軸５を支持して回転摺動させているのである。
【００１２】
前記下軸受箱１１には、潤滑油を供給する給油穴１３が設けられ、給油された潤滑油が隣接軸受パッド１２Ａ〜１２Ｆ間に供給されるようにしている。また、前記下軸受箱１１には、排油穴１４が設けられ、使用後の潤滑油や余分な潤滑油を隣接軸受パッド１２Ｃ−１２Ｄ間から外部へ排出している。
【００１３】
上記のように構成されたティルティングパッド型の摺動軸受装置４Ａ，４Ｂにおいて、前記横型回転軸５が回転すると、矢印ａから供給された潤滑油は、前記横型回転軸５の回転力によって加速される。そして、加速された潤滑油は、前記横型回転軸５の回転に伴って傾斜する軸受パッド１２Ａ〜１２Ｆと前記横型回転軸５の周面との楔状の隙間から、矢印ｂ，ｃのように各軸受パッド１２Ａ〜１２Ｆの摺動面１５に供給される。その結果、前記横型回転軸５と各軸受パッド１２Ａ〜１２Ｆ間に切れ目のない油膜を形成して潤滑に供し、前記横型回転軸５と各軸受パッド１２Ａ〜１２Ｆの摺動面１５の冷却に供するのである。
【００１４】
一方、各軸受パッド１２Ａ〜１２Ｆのうち前記横型回転軸５の中心より下側に配置された軸受パッド１２Ｄ〜１２Ｆには、前述のように、蒸気タービン回転部の重量が作用する。そのため、前記横型回転軸５の回転力に伴う軸受パッド１２Ｄ〜１２Ｆの傾きは小さくなり、その結果、摺動面１５に供給される潤滑油量が少なくなって前記横型回転軸５との間の油膜厚さが薄くなる。このことから、さらに、適量の潤滑油を供給するために、前記摺動面１５に潤滑油を導入する油導入路を設けている。この油導入路は、摺動面１５の潤滑油が供給される上流側、云い代えれば軸受パッド１２Ｄ〜１２Ｆの、前記横型回転軸５の回転方向に対向する側となる位置に開口を有し、前記摺動面１５に至る油導入溝１６である。
【００１５】
上記のように軸受パッド１２Ｄ〜１２Ｆの摺動面１５に潤滑油を供給する油導入溝１６からなる油導入路を設けることにより、前記横型回転軸５の回転力によって加速された潤滑油は、この油導入路に導入され効率良く軸受パッド１２Ｄ〜１２Ｆの摺動面１５に供給される。その結果、軸受パッド１２Ｄ〜１２Ｆと横型回転軸５との間に十分なる厚さの油膜を形成できると共に、前記横型回転軸５と軸受パッド１２Ｄ〜１２Ｆの摺動面の冷却効率を向上させることができる。
【００１６】
尚、潤滑油を横型回転軸５の回転力を利用して加速し、その潤滑油を摺動面１５へ十分に給油するためには、図４に示すように、油導入溝１６の形状を矩形とし、かつ潤滑油の導入方向に対しては上流側を深くし下流側に行くにしたがって次第に浅くなる傾斜面１７として最終的に摺動面１５に至るようにすることが望ましい。また、前記横型回転軸５の回転速度が大きい場合には、潤滑油の洩れ等を考慮すると、前記傾斜面１７を横型回転軸５に対して凸曲面であることが望ましい。
【００１７】
ところで、前記油導入溝１６は、横型回転軸５の中心より下方に位置する軸受パッド１２Ｄ〜１２Ｆの摺動面１５に設けたものである。しかし、摺動軸受装置の大きさや潤滑油量の大小に応じて、横型回転軸５の中心より上方に位置する軸受パッド１２Ａ〜１２Ｃにも、図５の軸受パッド１２Ｃに２点鎖線で示すように、油導入溝１６を形成してもよい。さらに、摺動軸受装置４Ａ，４Ｂの大きさや供給される潤滑油量の多少に応じて、前記油導入溝１６を一つの軸受パッドに対して複数設けたり、複数の油導入溝の長さを変えたりしてもよい。即ち、図６に示すように、幅広の油導入溝１６Ａや幅が狭い油導入溝１６Ｂを軸受パッド１２の幅方向に複数並設したり、摺動面１５に表れる油導入溝１６Ａ，１６Ｂの長さを変えたり、図示は省略するが油導入溝１６Ａ，１６Ｂの溝深さを変えたりすることができる。また、前記油導入溝１６Ａ，１６Ｂの傾斜面１７も摺動軸受装置の大きさや潤滑油量の大小に応じて、凸曲面の曲率を変えたり、平坦面や凹曲面にすることもできる。
【００１８】
尚、上記図１〜図６において、矢印ｅは、軸受パッド１２Ａ〜１２Ｆの幅方向から洩れ出る潤滑油を示す。
【００１９】
上記実施の形態においては、油導入路として摺動面１５に油導入溝１６，１６Ａ，１６Ｂを形成したものであるが、これらに代えて図７及び図８に示す第２及び第３の実施の形態による油導入路でも同等の効果を奏することができる。
【００２０】
図７は、軸受パッド１２、少なくとも図３に示す横型回転軸５の中心より下方に位置する軸受パッド１２Ｄ〜１２Ｆの潤滑油流通方向の上流側となる端部、云い代えれば横型回転軸５の回転方向に対向する側の端部に、上端が前記摺動面１５に連なる傾斜面１８Ｓを有する油導入樋１８を設け、この油導入樋１８によって前記摺動面１５に潤滑油を供給する油導入路を形成したのである。前記油導入樋１８は、加速された潤滑油を傾斜面１８Ｓの下方で収集し、収集した潤滑油を前記摺動面１５に案内供給するのである。
【００２１】
上記構成によっても、横型回転軸５と軸受パッド１２Ｄ〜１２Ｆ間への潤滑油の供給量は増大し、十分なる油膜の形成と冷却効果を得ることができる。
【００２２】
図８は、軸受パッド１２、少なくとも図３に示す横型回転軸５の中心より下方に位置する軸受パッド１２Ｄ〜１２Ｆの潤滑油流通方向の上流側となる端部、云い代えれば横型回転軸１５の回転方向に対向する側の端部に、上端が前記摺動面１５に開口する油導入穴１９を開口し、この油導入穴１９によって前記摺動面１５に潤滑油を導入する油導入路を形成したのである。この油導入穴１９は、軸受パッド１２Ｄ〜１２Ｆの潤滑油流通方向の上流側となる端部に開口させた油収集穴２０と、前記摺動面１５の潤滑油流通方向の上流側に開口させた油拡散穴２２と、これら油収集穴２０と油拡散穴２２とを結ぶ連通穴２１とを有する。前記油収集穴２０は、加速された潤滑油を軸受パッド１２Ｄ〜１２Ｆの潤滑油流通方向の上流側となる端部で収集して連通穴２１に導く。連通穴２１に導かれた潤滑油は、油拡散穴２２に案内され、ここから前記摺動面１５に供給されるのである。
【００２３】
上記構成によっても第１及び第２の実施の形態と同等の効果を奏することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、強制給油を行わなくても横型回転軸の中心に対して下側に位置する軸受パッドと横型回転軸との隙間へ十分に給油することができる横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置及びそれを使用した蒸気タービンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置を使用した蒸気タービンを示す縦断側面図。
【図２】本発明による横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置を示す縦断側面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】本発明による第１の実施の形態である横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置の軸受パッドを示す斜視図。
【図５】図４の軸受パッドに対する潤滑油の流れを示す概念図。
【図６】図４の軸受パッドの変形例を示す斜視図。
【図７】本発明による第２の実施の形態である横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置の軸受パッドを示す斜視図。
【図８】本発明による第３の実施の形態である横軸回転機用ティルティングパッド型摺動軸受装置の軸受パッドを示す断面図。
【符号の説明】
１…蒸気タービン、５…横型回転軸、６…動翼、７…ケーシング、８…ノズルダイヤフラム、４Ａ，４Ｂ…ティルティングパッド型摺動軸受装置、１２，１２Ａ〜１２Ｆ…軸受パッド、１５…摺動面、１６，１６Ａ〜１６Ｂ…油導入溝、１８…油導入樋、１９…油導入穴。
【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】
2004156690.tif 000009
【図８】
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