(57)【要約】  本方法は、シャフト（６１０）の回転中に流体軸受（６２０）によって支持されるシャフト（６１０）の温度を均一化するために使用される。シャフト（６１０）のジャーナル部分（６１１）は流体軸受（６２０）の内部に位置する。少なくともジャーナル部分（６１１）に沿ってそれを横切るようにシャフト（６１０）の内部に少なくとも１つの流路（６１４）が設けられている。少なくとも１つの熱交換流体（ＨＥＦ）の流れが少なくとも１つの流路（６１４）に確立される。本方法は、「モートン効果」に起因する問題を克服することを可能にする。本方法を実施する軸受システム（６００）は、ターボ機械で有利に使用される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト（６１０）の回転中に流体軸受（６２０）によって支持される前記シャフト（６１０）の温度を均一化する方法であって、前記シャフト（６１０）のジャーナル部分（６１１）は、前記流体軸受（６２０）の１つまたは複数のパッド（６２１）の前方に位置し、
前記ジャーナル部分（６１１）を横切るように前記シャフト（６１０）の内部に少なくとも１つの流路（６１４）が設けられ、
熱交換流体（ＨＥＦ）の少なくとも１つの流れが前記少なくとも１つの流路（６１４）に確立され、
前記流路または各流路（６１４）は、スリーブ（６１６）によって覆われた対応する溝によって画定される、方法。
【請求項２】
少なくとも前記ジャーナル部分（６１１）を横切るように前記シャフト（６１０）の内側に複数の流路（６１４）が設けられ、
熱交換流体の複数の流れが前記複数の流路（６１４）に対応して確立される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記流路（６１４）または各流路（６１４）は螺旋状である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記熱交換流体（ＨＥＦ）へのポンピング作用が、前記螺旋状流路（６１４）または各螺旋状流路（６１４）によって提供される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記流路（６１４）または各流路（６１４）は、前記ジャーナル部分（６１１）の半径方向の周辺領域（６１３）に展開する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記スリーブ（６１６）は、前記ジャーナル部分（６１１）において前記シャフト（６１０）に焼き嵌めされている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記スリーブ（６１６）は、前記流体軸受（６２０）の潤滑流体（ＬＦ）と前記ジャーナル部分（６１１）との間に断熱を提供するために使用される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記スリーブ（６１６）は、前記流体軸受（６２０）の潤滑流体（ＬＦ）を案内するために使用される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記流体軸受（６２０）の潤滑流体（ＬＦ）の一部は、前記熱交換流体（ＨＥＦ）として使用される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
流体軸受（６２０）と、前記流体軸受（６２０）の１つまたは複数のパッド（６２１）の前方に位置するジャーナル部分（６１１）を有するシャフト（６１０）と、前記ジャーナル部分（６１１）に配置されたスリーブ（６１６）と、前記ジャーナル部分（６１１）に配置され、かつ前記スリーブ（６１６）によって覆われた少なくとも１つの溝と、を有し、前記ジャーナル部分（６１１）は、少なくとも前記流体軸受（６２０）の第１の側面（６２２）から前記流体軸受（６２０）の第２の側面（６２３）まで延在する少なくとも１つの流路（６１４）を含み、前記流路（６１４）または各流路（６１４）は、前記シャフト（６１０）の回転中に前記ジャーナル部分（６１１）を横切って熱交換流体（ＨＥＦ）が流れるように配置され、前記少なくとも１つの流路（６１４）は、前記少なくとも１つの溝および前記スリーブ（６１６）によって横方向に区切られている、軸受システム（６００）。
【請求項１１】
前記流路（６１４）または各流路（６１４）は、螺旋状であり、前記ジャーナル部分（６１１）の半径方向の周辺領域（６１３）に展開する、請求項１０に記載の軸受システム（６００）。
【請求項１２】
前記流路（６１４）または各流路（６１４）は、前記シャフト（６１０）の軸線（６３０）の周りにいくつかの折り返しを含み、折り返しの数は、０．１〜１０．０、好ましくは０．２５〜４．０、より好ましくは０．５〜２．０の範囲である、請求項１１に記載の軸受システム（６００）。
【請求項１３】
前記流路（６１４）または各流路（６１４）のピッチは、前記流体軸受（６２０）の軸方向長さの倍数であり、前記倍数は、１０．０〜０．１、好ましくは４．０〜０．２５の範囲内であり、より好ましくは２．０〜０．５である、請求項１１または１２に記載の軸受システム（６００）。
【請求項１４】
前記スリーブ（６１６）は、前記ジャーナル部分（６１１）において前記シャフト（６１０）に焼き嵌めされている、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の軸受システム（６００）。
【請求項１５】
請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の少なくとも１つの軸受システム（６００）を含むターボ機械（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する主題の実施形態は、流体軸受によって支持されたシャフトの温度を均一化するための方法、軸受システム、およびターボ機械に対応する。
【背景技術】
【０００２】
回転機械のロータは特定の装置によって回転可能に支持され、特に、機械のシャフトは１つまたは複数の軸受によって支持される。
【０００３】
図１は、ステータ１１０およびロータ１２０を含むターボ機械１００を概略的に示す。例えば、ロータ１２０は、第１の側面から突出する第１のシャフト端部１２１と、第２の側面から突出する第２のシャフト端部１２２と、を備えた回転シャフトを有し、ステータ１１０は、第１のシャフト端部１２１を回転可能に支持する第１の流体軸受１１１と、第２のシャフト端部１２２を回転可能に支持する第２の流体軸受１１２と、を有する。
【０００４】
滑り軸受、レモン軸受、ティルティングパッド軸受などの、いくつかのタイプの「流体軸受」がある（「流体膜軸受」とも呼ばれ、「流体動圧軸受」と「静圧軸受」の２つのタイプに大別することができる）。
【０００５】
図２は、従来技術による滑り流体軸受システム２００を概略的に示す。それは、ジャーナル２１１（図２の２つの点線で区切られたシャフトの軸部分に対応する）を有する回転シャフト２１０（図２に部分的に示す）と、滑り流体軸受２２０と、を含み、ジャーナル２１１は軸受２２０の内側に位置する。軸受２２０は、ジャーナル２１１の周りの円筒状の軸受パッド２２１（この場合には、「パッド」は円筒状なので「ブッシュ」と呼ばれることが多い）を有し、ジャーナル２１１の周りのパッド２２１とジャーナル２１１との間には小さな隙間がある。シャフト２１０の回転中に、潤滑流体ＬＦがパッド２２１とジャーナル２１１との間に注入されて、接触を回避し摩擦を低減する。潤滑流体ＬＦは、通常、パッド２２１の中央（時には図２のように中心）から軸受２２０の２つの側面に流れる。
【０００６】
図２は、シャフト２１０の軸線と軸受２２０のジャーナルシートの軸線２３０とが一致する理論的（理想と考えられる）状況を示す。この場合、パッド２２１とジャーナル２１１との間の隙間は、ジャーナル２１１の全周にわたって均一である。
【０００７】
いずれにせよ、シャフト２１０の回転中の回転機械では、２つの軸は一致しておらず、互いに離れたりおよび／または傾斜していてもよい。
【０００８】
一例として、図３は、シャフト２１０がその軸線の周りを回転するにつれてパッド２２１内のジャーナル２１１の４つの連続した位置を示す。ジャーナル２１１は、その軸線を中心に回転運動を行い、軸受の軸線２３０の周りを軌道運動する。図３Ａの位置から開始して、ジャーナルは時計回りに９０°の回転運動を行い、時計回りに９０°の軌道運動を行って図３Ｂの位置に到達し、それからジャーナルは時計回りに９０°の回転運動を行い、時計回りに９０°軌道運動を行って図３Ｃの位置に到達し、それからジャーナルは時計回りに９０°の回転運動を行い、時計回りに９０°の軌道運動を行って図３Ｄの位置に達する。
【０００９】
この場合、パッド２２１とジャーナル２１１との隙間は不均一であり、特に、ジャーナル２１１の直径Ｄ上の点Ａを考慮すると、点Ａとパッド２２１との間の距離は、いつでも同じである（またはあまり変化しない）。これは、点Ａの領域におけるジャーナルの温度が、例えば、ジャーナルの反対側の領域の温度よりも高いことを意味している。
【００１０】
図４は、ジャーナル２１１の直径Ｄに沿った例示的な単純化された温度プロットを示す。直径Ｄの第１の端部Ｅ１（点Ａに近い）には高い温度Ｔ１があり、直径Ｄの第２の端部Ｅ２（点Ａから離れている）には低い温度Ｔ２がある。この温度プロットは完全な直線セグメントであるが、より現実的には、温度プロットはわずかに湾曲したセグメントである。ジャーナル内部のこのような不均一な温度分布は、ジャーナルにおけるシャフトの屈曲および同期ロータ振動、すなわち、いわゆる「モートン効果」を引き起こす。特定の条件下では、特に高速ターボ機械では、同期ロータ不安定性を招くおそれがある。
【００１１】
このような問題を克服するために、国際公開第２０１５／００２９２４Ａ１号は、ジャーナルのシャフトの周りに管状体を配置することを教示している。この管状体は、シャフトの回転によって発生した熱の少なくとも一部を吸収する熱障壁を含む。このように、不均一性の低減は、熱障壁の幅および材料に依存する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第２０１５／００２９２４号
【発明の概要】
【００１３】
したがって、流体軸受によって支持されるシャフトジャーナル内の不均一な温度分布を回避すること、または少なくとも不均一性をかなり低減することが、一般的に必要とされている。
【００１４】
この必要性は、「石油およびガス」の分野で使用されるターボ機械、すなわち、石油および／またはガスの探査、生産、貯蔵、精製および分配のためにプラントで使用される機械では特に高い。
【００１５】
図５に示すような不均一な温度分布は、ジャーナルにおけるシャフトの屈曲および同期ロータ振動を引き起こさないことに留意されたい。直径Ｄに沿ったこの温度プロットは、ジャーナルの軸線に対して対称である（例えば、第１の端部Ｅ１および第２の端部Ｅ２の温度はＴ４に等しく、軸線の温度Ｔ５は温度Ｔ４よりわずかに低い）。この温度プロットは誇張されており、より現実的には、わずかに湾曲したセグメントである。
【００１６】
本発明の背後にある重要な考え方は、シャフトジャーナルの少なくとも半径方向の周辺領域ではかなり均一な温度を有することである。これは、高い加熱を受けるこの領域の部分から、より低い加熱を受けるこの領域の他の部分へ、熱を伝達することによって達成することができる。
【００１７】
本明細書に開示する主題の第１の実施形態は、シャフトの回転中に流体軸受によって支持されるシャフトの温度を均一化する方法に関し、シャフトのジャーナル部分は流体軸受の内側、特に流体軸受の１つまたは複数のパッドの前方に位置する。
【００１８】
このような第１の実施形態によれば、シャフトの内側に少なくとも１つの流路が少なくともジャーナル部分に沿ってそれと交差するように設けられ、熱交換流体の少なくとも１つの流れが少なくとも１つの流路に確立される。
【００１９】
本明細書に開示する主題の第２の実施形態は、軸受システムに関する。
【００２０】
このような第２の実施形態によれば、軸受システムは、流体軸受と、流体軸受の内側、特に流体軸受の１つまたは複数のパッドの前方に位置するジャーナル部分を有するシャフトと、を含み、ジャーナル部分は、少なくとも流体軸受の第１の側面から流体軸受の第２の側面まで延在する少なくとも１つの流路を含み、流路または各流路は、シャフトの回転中にジャーナルを横切って熱交換流体が流れるように配置される。
【００２１】
本明細書に開示する主題の第３の実施形態は、ターボ機械に関する。
【００２２】
このような第３の実施形態によれば、ターボ機械は、少なくとも１つの特定のタイプの軸受システムを含み、そのような軸受システムは、流体軸受と、流体軸受の内側、特に流体軸受の１つまたは複数のパッドの前方に位置するジャーナル部分を有するシャフトと、を含み、ジャーナル部分は、少なくとも流体軸受の第１の側面から流体軸受の第２の側面まで延在する少なくとも１つの流路を含み、流路または各流路は、シャフトの回転中にジャーナルを横切って熱交換流体が流れるように配置される。
【００２３】
本明細書に組み込まれ、本明細書の不可欠な一部を構成する添付の図面は、本発明の典型的な実施形態を示しており、詳細な説明と併せて、これらの実施形態を説明する。図面の説明は、以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】軸受システムを備えたターボ機械を概略的に示す図である。
【図２】従来技術による軸受システムを概略的に示す図である。
【図３Ａ−３Ｄ】図２の軸受システムにおける軸受パッド内のシャフトジャーナルの４つの位置を示す図である。
【図４】図２の軸受システムにおけるシャフトジャーナル内部の例示的な（簡略化した）温度プロットを示す図である。
【図５】本発明によるシャフトジャーナル内部の例示的な（誇張された）温度プロットを示す図である。
【図６】非常に概略的な方法で、本発明による軸受システムの一実施形態を示す図である（この図では、ジャーナルにおけるシャフトの周りの薄いスリーブは、存在していても図示していない）。
【図７】図６の実施形態をより詳細に示す図である。
【図８】図６の実施形態の部分縦断面図を示す図である。
【図９】図６の実施形態の部分横断面図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下の典型的な実施形態の説明は、添付の図面を参照する。
【００２６】
以下の説明は、本発明を限定するものではない。代わりに、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
【００２７】
「一実施形態」または「実施形態」に対する明細書全体での参照は、実施形態に関連して記載されている特定の特徴、構造、または特性が、開示されている主題の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、明細書全体の様々な場所における句「一実施形態では」または「実施形態では」の出現は、必ずしも同一の実施形態を参照していない。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせられてもよい。
【００２８】
図４の助けで既に説明したように、流体軸受の内側に位置する回転シャフトのジャーナル部分は不均一な加熱を受ける。ジャーナル部分は、シャフトの１つまたは複数のパッド流体軸受に面する部分であり、言い換えれば、ジャーナル部分のいくつかの部分、すなわち第１の部分は、ジャーナル部分の他の（異なる）部分、すなわち第２の部分よりも発熱する。したがって、回転中に、第１の部分はある温度に達し、第２の部分はより低い温度に達する。このような熱は、シャフトのジャーナル部分（図２の２１１および図６の６１１）と、通常、軸受のパッド（図２の２２１および図６の６２１）との間の隙間の軸受の流体（潤滑流体ＬＦ）において発生する。
【００２９】
不均一性を低減する方法は、ジャーナル部分の第１の部分から熱を除去し、除去された熱を他の場所に提供することである。特に、不均一性を低減する方法は、ジャーナル部分の第１の部分から熱を除去し、除去された熱をジャーナル部分の第２の（異なる）部分に提供することである。したがって、ジャーナル部分の第１の部分から熱が伝達される。
【００３０】
図６を参照すると、シャフト６１０の回転中に流体軸受６２０によって回転可能に支持されるシャフト６１０の温度を均一化する方法であって、流体軸受６２０の内部、特に流体軸受の１つまたは複数のパッドの前方に位置するシャフト６１０のジャーナル部分６１１は、
ジャーナル部分６１１に沿ってそれを横切るようにシャフト６１０の内部に少なくとも１つの流路６１４が設けられ、
熱交換流体ＨＥＦの少なくとも１つの流れが少なくとも１つの流路６１４に確立される。
【００３１】
熱交換流体および流路は、熱を伝達するために使用され、その流れの間、熱交換流体は流路の壁から熱を受け取り、および／または流路の壁に熱を伝達し、その結果、流路を囲むジャーナル部分の材料から熱を受け取り、および／またはそれに熱を伝達する。
【００３２】
熱交換流体によって受け取られる熱の一部は流体中に残る可能性があり、流路の出口で流体の温度が上昇することがあることに留意されたい。
【００３３】
図６、図７、図８および図９の実施形態では、流路６１４は、ジャーナル部分６１１に沿って、図８では、わずかに超えて、符号６１１の線はジャーナル部分の軸方向長さに対応し、符号６１２の線は流路６１４の軸方向長さに対応し、このようにして、軸受６２０の第１の側面の第１の空間６２２（図６および図８を参照）と、軸受６２０の第２の側面の第２の空間６２３（図６および図８を参照）と、の両方と流体連通する。
【００３４】
図６、図７、図８および図９の実施形態とは異なり、複数の流路が、製造の観点からより複雑でありかつ／または高価であっても、熱をより効果的に伝達するために有用であり得る。例えば、複数の流路は、２つまたは３つまたは４つまたは５つまたは６つまたは７つまたは８つ以上の流路からなることができる。好ましくは、流路は分離しており、流路の内部の熱交換流体の流れは等しく分離している。いずれの場合でも、熱交換流体の流れは、同じ容器（例えば、軸受６２０の第１の側面の図６および図８の第１の空間６２２）から始まり、同じ容器（例えば、軸受６２０の第２の側面の図６および図８の第２の空間６２３）の中で終わる。
【００３５】
熱交換流体および流路の目的は、少なくともシャフトジャーナル部分の半径方向の周辺領域においてかなり均一な温度を有することである（このような領域の断面は環状である。図８および図９の符号６１３を参照）。
【００３６】
例示的な誇張された温度プロットである図５の助けにより既に説明したように、シャフトの曲がりを回避するために、完全な温度均一性は必要ではない。重要なことは、図５のように円周方向の均一性（すなわち、任意の円周上の各点が同じ温度にある）を達成することであるが、一方、図５のように半径方向の不均一性を受け入れることができる（すなわち、任意の半径の点は異なる温度である）。
【００３７】
流路または各流路は、好ましくは、図７および図８に示すように、螺旋状（すなわち、直線的でなくシャフトの軸線に対して平行ではない）である。このようにして、ジャーナル部分の全周に熱が分配される。特に、ジャーナル部分のより熱くなる傾向のある部分（例えば、ジャーナル部分の特定の角度位置において）からの熱は、ジャーナル部分のより冷たくなる傾向のある部分（例えば、特定の角度位置から例えば９０°または１８０°離れた角度位置において）に伝達され得る。
【００３８】
螺旋状流路または各螺旋状流路は、有利には、図６、図７、図８および図９の実施形態のように熱交換流体にポンピング作用を提供するような形状および大きさを有する。この場合、１つまたは複数の流路内に熱交換流体の流れを開始および維持するために、他の装置を必要としない。
【００３９】
流路または各流路は、好ましくは、図６、図７、図８および図９の実施形態のように、ジャーナル部分の半径方向の周辺領域に展開される。これらの図では、周辺領域は符号６１３で示されている。
【００４０】
流路または各流路を形成する簡単で効果的な方法は、ジャーナル部分のシャフトの側面上およびその中に溝を切削して、例えばスリーブでそれを覆うことである。このようにして（または同等の製造工程を経て）、図６、図７、図８および図９の実施形態のように、対応する溝およびスリーブによって流路または各流路が画定される。溝は符号６１４で示し、スリーブは符号６１６で示す。
【００４１】
スリーブ（例えば図８の符号６１６を参照）はまた、流体軸受の潤滑剤流体（図８の符号ＬＦを参照）とシャフトジャーナル部分（図８の符号６１１を参照）との間に断熱を提供するために使用されてもよい。このようにして、熱が半径方向に流れてジャーナル部分に侵入するのを妨げることにより、温度不均一性の量が大幅に低減される。そのような実施形態によれば、温度均一性は、（高い）熱対流と（低い）熱伝導との相乗的な組み合わせに由来する。
【００４２】
スリーブ（例えば図８の符号６１６を参照）はまた、流体軸受の潤滑流体（図８の符号ＬＦを参照）を案内するために使用されてもよい。
【００４３】
流体軸受の熱交換流体および潤滑流体は２つの異なる流体であってもよいが、軸受システムの構造が簡単になるので、流体軸受の潤滑流体の少なくとも一部（図８の符号ＬＦを参照）が熱交換流体（図６および図８の符号ＨＥＦを参照）として使用されることが非常に有利である。
【００４４】
図６、図７、図８および図９の実施形態は、ジャーナル部分において高度の温度均一性を達成することを可能にする。
【００４５】
軸受システム６００は、（円筒形の）パッド６２１を有する流体軸受６２０と、軸受６２０の内部、具体的にはパッド６２１の内側に位置するジャーナル部分６１１を有するシャフト６１０、とを含む。軸受の軸線は符号６３０で示され（例えば図７を参照）、図面では、シャフト６１０（およびジャーナル部分６１１）は、その軸線が軸受の軸線と一致する理論上の位置に示されている。
【００４６】
「パッド」が円筒形である場合には、それは「ブッシュ」と呼ばれることが多いことに留意されたい。
【００４７】
ジャーナル部分６１１は、少なくとも軸受６２０の第１の側面６２２から軸受６２０の第２の側面６２３まで延在するただ１つの内部流路６１４を含む。代替的な実施形態は、複数の流路を含んでもよい。流路６１４は、シャフト６１０の回転中に、熱交換流体ＨＥＦがジャーナル部分６１１を横切って、特に側面６２２から側面６２３まで、流れるように配置される。
【００４８】
流路６１４は、螺旋状であり、ジャーナル部分６１１の半径方向の周辺領域６１３に展開する。流路６１４は、シャフト６１０の軸線６３０周りにいくつかの折り返しを含む。この数は、０．１〜１０．０の範囲、好ましくは０．２５〜４．０の範囲、より好ましくは０．５〜２．０の範囲であってもよい。図面の実施形態では、流路６１４は２つの折り返しからなる。流路または各流路６１４のピッチは、流体軸受６２０の軸方向長さ（ジャーナル部分６１１の軸方向長さに相当する）の倍数に等しい。この数は、１０．０〜０．１、好ましくは４．０〜０．２５、より好ましくは２．０〜０．５の範囲であってもよい。図面の実施形態では、この数は２より少しだけ小さく、約１．８である。螺旋の小さなピッチ、すなわち流路内での多くの折り返しは、高い均一性をもたらすが、流路に沿って高い流体負荷損失、すなわち高い圧力降下を引き起こす。図から分かるように、流路６１４の凹面は、ジャーナル部分６１１（例えば図７および図８を参照）の両面のシャフト６１０の表面と同じ高さでジャーナル部分６１１の表面６１５によって分離されている。流路の深さは、好ましくは０．１ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲であり、より好ましくは２．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲である。
【００４９】
図６、図７、図８および図９の実施形態の軸受システム６００は、ジャーナル部分６１１にスリーブ６１６をさらに含み、スリーブ６１６によって覆われたジャーナル部分６１１の表面に少なくとも１つの溝をさらに含む。このようにして、流路６１４は、溝およびスリーブ６１６によって横方向に区切られる。
【００５０】
スリーブ６１６は、断熱材料の層６１７によって全体が覆われている。あるいは、スリーブは断熱材料で作られてもよい。このようにして、熱は半径方向に流れてジャーナル部分に侵入することが妨げられる。
【００５１】
スリーブ６１６は、突起および／または凹部６１８（好ましくは、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲の高さ／深さを有する）を備えた外面を有する層６１７によって全体が覆われている。あるいは、スリーブは、突起および／または凹部（好ましくは、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲の高さ／深さを有する）を有する外面を有してもよい。このようにして、スリーブは流体軸受の潤滑流体を導くために使用されてもよい。例えば、有利には、このような突起および／または凹部はヘリングボーン形状であってもよい。突起および／または凹部は、スリーブ６１６もしくはその被覆層６１７の外面上および／または軸受パッド６２１の内面上にあってもよいことに留意されたい。
【００５２】
スリーブ６１６は、鋼でできていてもよく、幅は１０〜５０ｍｍであってもよく（その外径はその内径よりも１０〜１５％大きくてもよい）、長さは、軸受パッドまたはシャフトジャーナル部分の直径よりも０．４〜１．０倍であってもよい。それは、ジャーナル部分のシャフトに焼き嵌めされてもよい。
【００５３】
層６１７は、断熱材料、特にＰＥＥＫ（＝ポリエーテルエーテルケトン）またはＰＴＦＥ（＝ポリテトラフルオロエチレン）で作られてもよく、０．１〜１．０ｍｍの幅を有してもよく、軸受パッドまたはジャーナル部分の直径の０．４〜１．０倍の長さであってもよい。それは、シャフトにスリーブを取り付ける前に、スリーブに適用（例えば、堆積）されてもよい。
【００５４】
図６、図７、図８および図９の実施形態では、軸受パッド６２１とスリーブ６１６の被覆層６１７（図８を参照）との間に潤滑流体ＬＦが注入され、接触を回避して摩擦を低減する。注入は、パッド６２１の適切な位置で行われ、必ずしもパッド６２１の中心である必要はない。潤滑流体ＬＦは、軸受６２０の両側、具体的には、軸受６２０の第１の側面の第１の空間６２２（図８を参照）と、軸受６２０の第２の側面の第２の空間６２３（図８を参照）とに向かって、パッド６１２と層６１７との間を流れる（すなわち、層６１７によって案内される）。第１の空間６２２は、シャフト６１０を分離する小さな第１の隙間Ｇ１を有する第１の穴を有する第１の壁６４２によって軸方向に区切られ、第１の穴のサイズ、すなわち第１の隙間Ｇ１の幅は、任意の動作状態でシャフト６１０の回転を可能にするのに十分である。第１の隙間Ｇ１を介して潤滑流体ＬＦの微量な排出が行われる。第２の空間６２３は、シャフト６１０を分離する大きな第２の隙間Ｇ２を有する第２の穴を有する第２の壁６４３によって軸方向に区切られ、第２の穴のサイズ、すなわち第２の隙間Ｇ２の幅は、任意の動作状態でシャフト６１０が回転し、第２の隙間Ｇ２を通って潤滑流体ＬＦが排出されるように設計されている（図８の矢印を参照）。パッド６２１から空間６２２に入る潤滑流体ＬＦのほとんどは、流路６１４を通って空間６２２から出て、熱交換流体ＨＥＦとなる。流路６１４は、熱交換流体ＨＥＦをポンピングし、空間６２２から空間６２３へとその２つの折り返しに沿って流動させる（圧力上昇が生じる）。流路６１４から空間６２３に流入する熱交換流体ＨＥＦと、パッド６２１から空間６２３に流入する潤滑流体ＬＦとは、第２の隙間Ｇ２を通って空間６２３から出る。通常、流体は、パッド６２１の上流では高圧ＨＰであり、空間６２２では低圧ＬＰであり、空間６２３では中圧ＭＰである。軸受システム６００の様々な点における流体の流れは、軸受システムのいくつかの幾何学的および物理的パラメータに依存する。
【００５５】
図６、図７、図８および図９のものと同一または類似の、本発明による軸受システムは、機械の振動を低減するために、特にロータの不安定性のリスクを回避するために、ターボ機械、例えば図１のものと同一または類似のターボ機械に有利に使用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１００  ターボ機械
１１０  ステータ
１１１  第１の流体軸受
１１２  第２の流体軸受
１２０  ロータ
１２１  第１のシャフト端部
１２２  第２のシャフト端部
２００  滑り流体軸受システム
２１０  回転シャフト
２１１  ジャーナル
２２０  流体軸受
２２１  軸受パッド
２３０  軸線
６００  軸受システム
６１０  シャフト
６１１  ジャーナル部分
６１２  パッド
６１３  半径方向の周辺領域
６１４  流路
６１５  表面
６１６  スリーブ
６１７  被覆層
６１８  突起および／または凹部
６２０  流体軸受
６２１  軸受パッド
６２２  第１の空間／第１の側面
６２３  第２の空間／第２の側面
６３０  軸線
６４２  第１の壁
６４３  第２の壁
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ−３Ｄ】
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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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【図９】
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【国際調査報告】
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