(57)【要約】【課題】軸受台に設けた主軸との隙間から外部へ飛散するミスト状の潤滑油量を低減した高速回転試験装置を提供する。【解決手段】軸受台２０の内部空間に設置されるとともに潤滑油供給系統３１から潤滑油の供給を受ける軸受２２に支持された供試ロータを真空室の内部で回転させてバランス調整を行う高速回転試験装置であって、軸受台２０が、供試ロータの軸部２との隙間２０ｂと、内部空間で軸部２の中心軸へ向けて潤滑油の一部であるカーテン用潤滑油をスプレー状に噴射して充満させる１つまたは複数の潤滑油カーテンノズル４０とを備え、潤滑油カーテンノズル４０から噴射されるカーテン用潤滑油により、内部空間内で軸受２２から隙間２０ｂに至る潤滑油の飛散流路を遮断する潤滑油カーテン５０を形成した。【選択図】図１
2016108959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受台の内部空間に設置されるとともに潤滑油供給系統から潤滑油の供給を受ける軸受に支持された供試ロータを真空室の内部で回転させてバランス調整を行う高速回転試験装置であって、
前記軸受台が、前記供試ロータの軸部との隙間と、前記内部空間で前記軸部の中心軸へ向けて前記潤滑油の一部であるカーテン用潤滑油をスプレー状に噴射して充満させる１つまたは複数の潤滑油カーテンノズルとを備え、
前記潤滑油カーテンノズルから噴射される前記カーテン用潤滑油により、前記内部空間内で前記軸受から前記隙間に至る前記潤滑油の飛散流路を遮断する潤滑油カーテンを形成したことを特徴とする高速回転試験装置。
【請求項２】
前記潤滑油カーテンノズルが、前記軸部の全周または前記飛散流路の周方向全域をカバーするように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の高速回転試験装置。
【請求項３】
前記潤滑油カーテンノズルは、前記供試ロータの軸方向から見て扇型に広がるように前記カーテン用潤滑油を噴射することを特徴とする請求項１または２に記載の高速回転試験装置。
【請求項４】
前記潤滑油カーテンノズルから噴射される前記カーテン用潤滑油は、前記潤滑油供給系統から分岐させて供給されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の高速回転試験装置。
【請求項５】
前記潤滑油カーテンノズルの近傍位置に設置され、予備カーテン用潤滑油をスプレー状に噴射して前記潤滑油カーテンとともに前記潤滑油の飛散流路を遮断する潤滑油予備カーテンを形成する予備カーテンノズルと、
前記潤滑油供給系統から分岐して前記予備カーテンノズルに前記予備カーテン用潤滑油を供給する開閉弁を備えた予備カーテン用潤滑油供給系統と、
前記隙間から前記軸受台の外部へ飛散している漏出潤滑油の有無を監視する監視部と、を備え、
前記監視部で得られる情報から前記漏出潤滑油があると判断される場合には、前記潤滑油カーテンに加えて、前記予備カーテンノズルから前記予備カーテン用潤滑油を噴射して前記潤滑油予備カーテンが形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の高速回転試験装置。
【請求項６】
軸受台の内部空間に設置されるとともに潤滑油供給系統から潤滑油の供給を受ける軸受に支持された供試ロータを真空室の内部で回転させてバランス調整を行う高速回転試験装置に適用され、前記軸受を潤滑する潤滑油が、前記供試ロータの軸部の隙間から前記軸受台の外部へ漏出する漏出量を抑制する潤滑油漏出防止方法であって、
前記内部空間で前記軸部の中心軸へ向けて前記潤滑油の一部であるカーテン用潤滑油をスプレー状に噴射して充満させる１つまたは複数の潤滑油カーテンノズルを備え、
前記内部空間内で前記軸受から前記隙間に至る前記潤滑油の飛散流路が、前記潤滑油カーテンノズルから前記カーテン用潤滑油を噴射して形成される潤滑油カーテンにより遮断されることを特徴とする潤滑油漏出防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンロータ等の回転試験を行う高速回転試験装置及びその潤滑油漏出防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速回転試験装置は、組み立てたタービンロータ（蒸気タービンロータ等）のバランス（振動）を調整するための試験装置である。この試験装置は、駆動モータを用いて真空室内に設置した試験対象のタービンロータ（以下、「供試ロータ」と呼ぶ）を回転させて振動状態を測定するものであり、供試ロータを定格運転の１１５〜１２０％程度となる回転数まで運転し、測定結果に応じて適宜カウンターウエイトを取り付けるなどして、バランス調整が行われる。
このような高速回転試験装置には、大気圧中で行うと空気との摩擦で温度上昇する現象（風損）の影響が大きいことから、真空室内で試験を行う構造のものがある。
【０００３】
図７において、図中の符号１０は供試ロータ１を回転させて振動状態を測定する高速回転試験装置である。この高速回転試験装置１０において、供試ロータ１は、真空室１１の内部で一対の軸受台２０，２０に主軸２の両端近傍を支持されている。供試ロータ１は、主軸２の一端部側が真空室１１の外部に設置された駆動モータＭの出力軸Ｍｓと連結されているので、所望の回転数で回転可能となっている。
このような高速回転試験装置１０においては、回転させる供試ロータ１を支持する軸受台２０内の軸受に潤滑油を供給しているが、その潤滑油の一部が飛散して供試ロータ１へ損傷を発生することがあることから、できるだけ潤滑油を軸受台２０の外部に漏出させないことが必要となる。
【０００４】
軸受台２０は、例えば図８に示すように、軸受台２０の内部空間に滑り軸受２２を設置した構成とされる。この滑り軸受２２には、潤滑油供給源の図示しない潤滑油タンクから潤滑油供給流路３０、３１を通って潤滑油が供給されている。この潤滑油は、滑り軸受２２の摺動部を通って潤滑した後の排油が軸受台２０の底部に接続された排油流路３２，３３を通って潤滑油タンクへ集められ、冷却されるとともにフィルタで異物を除去した後、再び潤滑油供給流路３０，３１を経由して潤滑油を滑り軸受２２に供給される。
このような軸受台２０は、大気圧下で高速回転試験を行う装置に用いる場合、後述する油切りを設置することや、軸受台２０の内外に圧力差を設けることにより、飛散した潤滑油が軸受台２０から外部へと漏出することを防止している。大気中に設置された装置の場合であれば、軸受台２０の内側より外側の圧力が高くなるように圧力差を設けておけば、潤滑油の外部漏出を防止できる。
【０００５】
しかし、真空下で高速回転試験を行う高速回転試験装置１０の場合には、軸受台２０の内部及びその周辺がいずれも真空状態にあるため、軸受台２０の内外に圧力差を設けて潤滑油の外部漏出を防止することは困難である。このため、従来の高速回転試験装置１０では、軸受台２０において、軸受台２０の側壁部２０ａに主軸２の外周面との間の隙間２０ｂが形成されており、この隙間２０の外側に油切り２３を設けることや、滑り軸受２２の軸方向両側に飛散防止板２４を設けることが行われている。
また、従来の軸受台２０では、上述した油切り２３や飛散防止板２４の他にも、例えば側壁部２０ａの内側に傾斜板２５を設けて潤滑油を受け集めること、軸受台２０と主軸２の間の隙間２０ｂ部分の周壁面にフィンシールド２６を設けること、そして、滑り軸受２２の側壁近傍に潤滑油散出方向変換部２７を設置することも適宜行われている。
【０００６】
そして、軸受の潤滑に関連する従来技術としては、例えば下記の特許文献１及び２に開示されたものが知られている。
下記の特許文献１には、主軸装置に搭載される軸を回転自在に支承する転がり軸受の潤滑油供給機構として、オイルミスト方式、オイルエア方式及びジェット方式等に大別されることが記載されている。そして、高速化した場合にも良好な潤滑性能を確保するため、軸受に対する潤滑として、ハウジングに装備した潤滑油ノズルから微量の潤滑油を直接噴射することで行うと同時に、潤滑油ノズル先端の開口縁部を潤滑油吐出方向へ突出させることが記載されている。
【０００７】
下記の特許文献２には、軸受箱シール部付近の内圧を低減させて潤滑油の漏出を防止するため、タービン軸が軸受箱を貫通するシール部に数枚のオイルデフレクターやバッフル板を配置することが記載されている。また、この引用文献では、軸受箱の内圧が高まると潤滑油漏出の可能性も高くなるので、軸受箱の内部でタービン軸と共に回転するかみ合い継手の外周に、タービン軸と一体に回転するフィン付の円環を取り付け、軸受箱シール部付近の空気をシール部側からエアベント側へ流動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−６５４９２号公報
【特許文献２】特開平６−２４８９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、高速回転試験装置１０においては、回転させる供試ロータ１を支持する滑り軸受２２に供給する潤滑油の排油を、軸受台２０の外部に漏出させないことが必要となる。
しかし、工場で供試ロータ１の回転試験を実施する際には、真空下での試験が必須となる。このような真空下では、軸受台２０の内外において圧力差がほとんど生じないように均圧化されてしまい、上述した油切り２３等を主軸２との隙間２０ｂに設置する対策を施しても、滑り軸受２２の排油が隙間２０ｂ及び油切り２３から軸受台２０の外部へミスト状に飛散する事象が発生し易い状況にある。すなわち、軸受台２０の内部空間においては、図８に矢印ａで示すように、排油が供試ロータ１の主軸２に沿って隙間２０ｂへ流れ、さらに、油切り２３と主軸２との間に存在する隙間２０ｂから軸受台２０の外部に漏出することがある。
【００１０】
また、供試ロータ１及び主軸２は高速回転しているので、漏出後の排油（漏出油）は、図中に矢印ｂで示すように、円周方向へ外向きに飛散する。こうして飛散したミスト状の漏出油が高速回転する供試ロータ１のブレード（翼）に当たると、機械的作用による浸食（エロージョン）がブレード表面に発生して損傷を与える原因となる。このようなエロージョンは、軸受台２０に近い長翼ブレード（特に最終段動翼）において生じやすい。
すなわち、翼長の長いブレードは、周方向外向きに飛散したミスト状の漏出油が先端部に衝突しやすく、しかも、回転中の翼先端部は翼基部より周速が速いため、周速の速い翼先端部にミスト状の漏出油が衝突してエロージョンを生じやすい状況が発生しているのである。
【００１１】
このような背景から、真空下で運転される高速回転試験装置においては、高速回転試験中に発生するタービン・ブレードへの損傷を防止するため、軸受台と供試ロータの主軸２との隙間から外部へ飛散するミスト状の排油量を低減することが望まれる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、軸受台と供試ロータの主軸との隙間から外部へ飛散するミスト状の排油量を低減した高速回転試験装置及びその潤滑油（排油）の漏出防止方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明の高速回転試験装置は、軸受台の内部空間に設置されるとともに潤滑油供給系統から潤滑油の供給を受ける軸受に支持された供試ロータを真空室の内部で回転させてバランス調整を行う高速回転試験装置であって、前記軸受台が、前記供試ロータの軸部との隙間と、前記内部空間で前記軸部の中心軸へ向けて前記潤滑油の一部であるカーテン用潤滑油をスプレー状に噴射して充満させる１つまたは複数の潤滑油カーテンノズルとを備え、前記潤滑油カーテンノズルから噴射される前記カーテン用潤滑油により、前記内部空間内で前記軸受から前記隙間に至る前記潤滑油の飛散流路を遮断する潤滑油カーテンを形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
このような本発明の高速回転試験装置によれば、潤滑油カーテンノズルから噴射される前記カーテン用潤滑油により、前記内部空間内で前記軸受から前記隙間に至る前記潤滑油の飛散流路を遮断する潤滑油カーテンを形成したので、潤滑を終えて軸受から排出されたミスト状の排油（オイルミスト）は、主に隙間へ向かう流れの飛散流路が内部空間内に形成された潤滑油カーテンにより遮断される。すなわち、潤滑油カーテンは、軸部の中心軸へ向けて噴射されるカーテン用潤滑油により形成されるものであるから、軸受から排出されて飛散流路を通過しようとするオイルミストは、カーテン用潤滑油の油滴により軸部方向へ叩き落されて排油系統に流出する。この結果、軸部と軸受台との間に形成される隙間へ向かう排油量が低減されるので、隙間から軸受台外部へ飛散する排油量も減少する。
【００１４】
上記の発明において、前記潤滑油カーテンノズルが、前記軸部の全周または前記飛散流路の周方向全域をカバーするように配置されていることが好ましく、これにより、軸部の全周または飛散流路の全域に潤滑油カーテンを形成して、隙間へ向かう排油の流れを広範囲に遮断できる。
【００１５】
上記の発明において、前記潤滑油カーテンノズルは、前記供試ロータの軸方向から見て扇型に広がるように前記カーテン用潤滑油を噴射することが好ましく、これにより、１つのノズルで広範囲をカバーする潤滑油カーテンを形成できる。
【００１６】
上記の発明において、前記潤滑油カーテンノズルから噴射される前記カーテン用潤滑油は、前記潤滑油供給系統から分岐させて供給されることが好ましく、これにより、潤滑油供給系統から供給される潤滑油を有効利用するとともに、潤滑油及びカーテン用潤滑油に関する軸受支持環周辺の流路構造を簡略化できる。
なお、前記潤滑油供給系統から分岐するカーテン用潤滑油供給系統は、状況に応じてカーテン用潤滑油を流せるように、すなわち、選択的に潤滑油カーテンを形成できるように開閉弁を備えてもよい。
【００１７】
上記の発明において、前記潤滑油カーテンノズルの近傍位置に設置され、予備カーテン用潤滑油をスプレー状に噴射して前記潤滑油カーテンとともに前記潤滑油の飛散流路を遮断する潤滑油予備カーテンを形成する予備カーテンノズルと、前記潤滑油供給系統から分岐して前記予備カーテンノズルに前記予備カーテン用潤滑油を供給する開閉弁を備えた予備カーテン用潤滑油供給系統と、前記隙間から前記軸受台の外部へ飛散している漏出潤滑油の有無を監視する監視部と、を備え、前記監視部で得られる情報から前記漏出潤滑油があると判断される場合には、前記潤滑油カーテンに加えて、前記予備カーテンノズルから前記予備カーテン用潤滑油を噴射して前記潤滑油予備カーテンが形成されることが好ましい。
このような構成とすれば、漏洩潤滑油があると判断された場合には、潤滑油カーテン及び滑油予備カーテンが二重に形成されるので、潤滑を終えて軸受から排出されたオイルミストが飛散流路を通って隙間へ向かう流れをより強力に遮断することができる。
【００１８】
本発明の潤滑油漏出防止方法は、軸受台の内部空間に設置されるとともに潤滑油供給系統から潤滑油の供給を受ける軸受に支持された供試ロータを真空室の内部で回転させてバランス調整を行う高速回転試験装置に適用され、前記軸受を潤滑する潤滑油が、前記供試ロータの軸部の隙間から前記軸受台の外部へ漏出する漏出量を抑制する潤滑油漏出防止方法であって、前記内部空間で前記軸部の中心軸へ向けて前記潤滑油の一部であるカーテン用潤滑油をスプレー状に噴射して充満させる１つまたは複数の潤滑油カーテンノズルを備え、前記内部空間内で前記軸受から前記隙間に至る前記潤滑油の飛散流路が、前記潤滑油カーテンノズルから前記カーテン用潤滑油を噴射して形成される潤滑油カーテンにより遮断されることを特徴とするものである。
【００１９】
このような本発明の潤滑油漏出防止方法によれば、潤滑油カーテンノズルからカーテン用潤滑油を噴射して形成される潤滑油カーテンにより、内部空間内の軸受から隙間に至る飛散流路を遮断するので、潤滑を終えて軸受から排出されたミスト状の排油（オイルミスト）は、主に飛散流路を通って隙間へ向かう流れがカーテン用潤滑油の油滴により軸部方向へ叩き落されて排油系統に流出する。この結果、飛散流路から隙間へ向かう排油量が低減されるので、隙間から軸受台外部へ飛散する排油量も減少する。
【発明の効果】
【００２０】
上述した本発明によれば、真空下で試験を行う高速回転試験装置において、軸受台の隙間から外部へ飛散するミスト状の排油量を低減できるので、飛散したオイルミストが高速回転中の供試ロータの翼先端部等に衝突して生じるエロージョンによる損傷を防止または抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る高速回転試験装置及びその潤滑油漏出防止方法の一実施形態（第１の実施形態）を示す図で、（ａ）は軸受台の縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。
【図２】図１に示した潤滑油カーテンノズルに関するスプレーパターン説明図であり、（ａ）はスプレーパターン形状を示す斜視図、（ｂ）は横軸のスプレー幅に対する流量分布を縦軸に示した図である。
【図３】潤滑油カーテンノズルから軸部へ向けて噴射されたカーテン用潤滑油により形成された潤滑油カーテンを示す断面図である。
【図４】本発明に係る高速回転試験装置及びその潤滑油漏出防止方法の一実施形態（第２の実施形態）を示す図で、潤滑油カーテンノズルの配置を示す断面図である。
【図５】図４に示した第２の実施形態において、潤滑油カーテンノズルの配置に関する変形例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る高速回転試験装置及びその潤滑油漏出防止方法の一実施形態（第３の実施形態）を示す図で、潤滑油カーテンノズルの配置を示す軸受台の縦断面図である。
【図７】高速回転試験装置の概要を示す縦断面図である。
【図８】従来の軸受台を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る高速回転試験装置及びその潤滑油漏出防止方法の一実施形態を図１から図７に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
図７に示す高速回転試験装置１０は、例えば組立完了後の蒸気タービンロータ等を供試ロータ１として真空下で回転させ、供試ロータ１のバランス（振動）を調整するための試験装置であり、測定結果に応じてカウンターウエイトを適所に取り付けるなどして、バランス調整が行われる。この高速回転試験装置１０では、図示しない真空ポンプにより５０〜４００Ｐａ程度まで減圧された真空室１１内に設置された一対の軸受台２０，２０で主軸（軸部）２を支持した供試ロータ１が、真空室１１の外部に設置された駆動モータＭを駆動源として高速で回転する。この場合、真空室１１内で試験を行うのは、大気圧中では高速回転する供試ロータ１と空気との間に摩擦が生じるため、供試ロータ１が温度上昇する風損の影響を避けるためである。
【００２３】
すなわち、供試ロータ１の主軸２は、一端部側が真空室１１の外部に設置された駆動モータＭの出力軸Ｍｓと連結され、出力軸Ｍｓが所望の高速回転数で回転可能となっている。
この場合の高速は、運転時における供試ロータ１の定格回転数を基準として、１１５〜１２０％程度となる高速側の回転数までカバーするものであり、例えば一般的な発電用の蒸気タービン及びガスタービンでの場合、定格回転数は、東日本等の５０Ｈｚ地域では３０００ｒｐｍ、西日本等の６０Ｈｚ地域では３６００ｒｐｍである。
【００２４】
主軸２を支持する軸受台２０は、例えば図１に示すように、軸受台２０の内部空間に設置された滑り軸受２２を備えている。また、軸受台２０の両側壁部２０ａ，２０ａには、主軸２の外周面との間に形成される隙間２０ｂ，２０ｂを備えている。
上述した滑り軸受２２には、軸受台２０の外部に設けられた潤滑油供給系統を構成する潤滑油供給流路３０，３１を通って潤滑油が供給されている。この潤滑油は、滑り軸受２２の摺動部を通って潤滑した後、排油となって軸受外へ排出される。この排油は、軸受台２０の内部空間下部に落下した後、排油系統を構成する排油流路３２を通って軸受台２０の外部に設けられた潤滑油排油配管３３へ集められる。
【００２５】
このような軸受台２０は、内部空間で主軸２の軸中心部へ向けて潤滑油の一部であるカーテン用潤滑油を噴射する１つまたは複数の潤滑油カーテンノズル４０を備えている。この潤滑油カーテンノズル４０は、軸受台２０の内部空間にカーテン用潤滑油をスプレー状に噴射して充満させ、内部空間内の滑り軸受２２から隙間２０ｂに至る潤滑油の飛散流路を遮断する潤滑油カーテン５０を形成するスプレーノズルであり、飛散防止板２４よりも滑り軸受２２側となる空間領域で飛散流路を遮断する潤滑油カーテン５０を形成するように設置することが望ましい。ここでの飛散流路は、潤滑を終えて滑り軸受２２から排出されたミスト状の排油であるオイルミストが、内部空間内において滑り軸受２２から隙間２０ｂへ向かう流路のことである。
このような潤滑油カーテン５０は、滑り軸受２２の両側に形成してもよいが、特にブレードのエロージョン防止対策として、主軸２の軸方向において供試ロータ１のブレードが存在する側のみに形成してもよい。
【００２６】
潤滑油カーテンノズル４０は、例えば図２に示すように、供試ロータ１の軸方向から見て扇型に広がるスプレーパターンを有している。このスプレーパターンは、ノズル出口から末広がりの扇型とされる。すなわち、扇型のスプレーパターンは、図２（ａ）における主軸２の軸方向厚さＷが、主軸２と交差する方向のスプレー幅Ｌに対して小さな値となる比較的主軸２の軸方向の厚さが薄いものであり、しかも、左右対称となる均等扇型が望ましい。このような均等扇型のスプレーパターンは、すなわちスプレー幅Ｌに対するカーテン用潤滑油の流量分布は、スプレー幅Ｌの中心位置から両方向へ対称となり、しかも、両端の領域を除く略全域で同じ流量Ｑとなる均等扇型（均等流量分布）が望ましい。
【００２７】
このような均等扇型の潤滑油カーテンノズル４０は、本実施形態において、例えば図３に示すように、主軸２の鉛直上方から内部空間へ向けてカーテン用潤滑油を噴射する１個のノズルにより、軸方向と交差する面の広範囲を効率よくカバーできる。特に、均等扇型のスプレーパターンを有する潤滑油カーテンノズル４０は、主軸２の軸中心鉛直上方位置に１個を設置すれば、内部空間内における主軸２の上方領域で軸方向の飛散流路と交差する方向を均等にカバーする潤滑油カーテン５０を形成できる。
【００２８】
ここでいう潤滑油カーテン５０とは、１００μｍから５００μｍ程度の油滴が指定空間にスプレー状に噴射されて、空間内に充満している状態のものである。
また、本実施形態において、潤滑油カーテンノズル４０の設置位置は、主軸２の鉛直上方に限定されることはない。すなわち、潤滑油カーテンノズル４０から噴射されるカーテン用潤滑油の噴射方向は、主軸２の軸中心方向に向かうように設置されて軸方向の飛散流路と交差していれがよく、さらに、主軸２の回転方向に存在するスプレー状の潤滑油の回り込みを考慮して、鉛直上方向よりも回転方向上流側へ傾斜した角度からカーテン用潤滑油を噴射させてもよい。
なお、潤滑油カーテンノズル４０のスプレーパターンについては、カバー効率のよい扇型に限定されることはない。
そして、上述したスプレーパターンは、潤滑油カーテンノズル４０から噴射するカーテン用潤滑油流量を有効に利用するために好ましいものであり、厳密な流量分布を要求するものではない。
【００２９】
また、主軸２の直径が大きい場合や潤滑油カーテンノズル４０のスプレー幅Ｌに制約を受ける場合などには、２個またはそれ以上の潤滑油カーテンノズル４０を主軸２の軸中心鉛直上方位置に設置し、複数の潤滑油カーテン５０を形成して遮断すべき軸方向の飛散流路をカバーするようにしてもよい。例えば上方位置に２個の潤滑油カーテンノズル４０を配置する場合は、主軸２の軸中心鉛直上方位置から周方向へ均等に振り分けて設置すればよい。
なお、供試ロータ１の主軸２は、一例として５００ｍｍを超える大きな直径を有しているものもある。
【００３０】
潤滑油カーテンノズル４０に供給されるカーテン用潤滑油は、滑り軸受２２に供給される潤滑油の一部であり、その供給系統は特に限定されるものではない。
しかし、カーテン用潤滑油は、例えば図１に示すように、潤滑油供給系統を構成する潤滑油供給流路３１から分岐し、分岐後の下流位置に設けた開閉弁３４を備えているカーテン用潤滑油流路（カーテン用潤滑油供給系統）３５を通って供給されることが望ましい。
【００３１】
このようなカーテン用潤滑油供給流路３５は、潤滑油供給流路３１から供給される潤滑油の一部を有効利用してカーテン用潤滑油とするので、潤滑油及びカーテン用潤滑油に関する軸受台２０の周辺で流路構造を簡略化できる。すなわち、カーテン用潤滑油供給流路３５は、潤滑油供給流路３１を最大限に共用するものとなるので、真空室１１内の配管取回しを必要最小限に簡略化することができ、しかも、潤滑油供給圧力を所定の圧力に維持できるので、カーテン用潤滑油の流量が一定に維持されるので好ましい。
なお、開閉弁３４を設けることにより、状況に応じてカーテン用潤滑油を流せるようになるので、選択的な潤滑油カーテンの形成が可能になる。
【００３２】
このような本実施形態の高速回転試験装置１０によれば、図１に示すように、潤滑油カーテンノズル４０から内部空間にスプレー状に噴射されて充満するカーテン用潤滑油が潤滑油カーテン５０を形成し、この潤滑油カーテン５０が、軸受台２０の内部空間内に設置された滑り軸受２２と、軸受台２０に設けられた隙間２０ｂとの間において、潤滑油の飛散流路を遮断する。すなわち、潤滑油カーテンノズル４０から噴射されるカーテン用潤滑油は、主軸２の上方から主軸２の外周面まで到達する潤滑油カーテンを形成するので、潤滑を終えて滑り軸受２２から排出されたミスト状の排油であるオイルミストは、飛散流路を通って隙間２０ｂへ向かう流れが内部空間内に形成された潤滑油カーテンにより遮断される。
【００３３】
換言すれば、潤滑油カーテン５０は、軸受台２０の例えば鉛直上方から主軸２へ向けて噴射されるカーテン用潤滑油により形成されているため、滑り軸受２２から排出されたオイルミストは、飛散流路を通過する際にスプレー状のカーテン用潤滑油の油滴と衝突することになるので、衝突により主軸２の方向へ叩き落されて軸受台２０の鉛直下側にある底部へ流下した後、排油流路３２より軸受台２０の外部へ流出する。この結果、潤滑油カーテン５０を通り抜け、隙間２０ｂへ向かうことができるオイルミスト（排油漏出量）が低減されるので、隙間２０ｂから軸受台２０の外部へ漏出して円周方向外向きに飛散する排油量も減少する。
【００３４】
軸受台２０から外部へ飛散するオイルミストは、供試ロータ１のブレード表面にエロージョンを生じる原因となっているので、オイルミストの飛散量が減少することは、エロージョン発生の防止または抑制に有効である。すなわち、軸受台２０に設けた隙間２０ｂから外部へ飛散するオイルミスト量が低減するので、飛散したオイルミストが高速で回転している供試ロータ１の翼先端部等に衝突する現象も少なくなり、この結果、供試ロータ１のブレード表面のエロージョンによる損傷を防止または抑制できる。
なお、上述した実施形態の高速回転試験装置１０の潤滑油カーテンノズル４０は、図８に示した油切り２３、飛散防止板２４、傾斜板２５、フィンシールド２６及び潤滑油散出方向変換部２７と適宜併用してもよい。
【００３５】
＜第２の実施形態＞
ところで、上述した潤滑油カーテンノズル４０は、例えば図４に示す実施形態や図５に示す変形例のように、主軸２の全周または周方向の全域をカバーするように配置すれば、主軸２の全周または広範囲にわたる潤滑油カーテン５０を形成し、飛散流路を通過して隙間２０ｂへ向かうオイルミストの流れをさらに遮断できる。
図４に示す第１変形例では、主軸２の軸中心鉛直上方位置に設けた潤滑油カーテンノズル４０に加えて、周方向へ１２０度の位置に追加の潤滑油カーテンノズル４１，４２を設置している。なお、図中の符号４０Ｒは、後述する第３の実施形態の予備カーテンノズルを示している。
【００３６】
図４に示す第２の実施形態では、主軸２の軸中心に対して１２０度ピッチに配置された３個の潤滑油カーテンノズル４０，４１，４２が、各々から噴射される扇型スプレーパターンにより、主軸２の全周または略全周をカバーしている。このような全周カバーは、使用する潤滑油カーテンノズル４０のスプレーパターン、主軸２の直径、主軸２から潤滑油カーテンノズル４０までの距離等により、最適な設置個数が決定される。
また、図４に示す実施形態においては、周方向に等ピッチではなく、主軸２の回転方向を考慮して周方向の全域をカバーするように複数個の潤滑油カーテンノズル４０を設置することで、主軸２の全周または略全周を広範囲にカバーしてもよい。例えば主軸２が反時計回りに回転する場合、図４に示す潤滑油カーテンノズル４１については、軸中心を通る水平線からの角度θが４５〜６０度の範囲に設置するなど、オイルミストが巻き上げられる回転方向後流側を考慮して全域をカバーするよう広範囲に潤滑油カーテン５０を形成すればよい。
【００３７】
図５に示す本実施形態の変形例では、カーテン用潤滑油供給流路３５に接続された円環状ノズル４５にカーテン用潤滑油の噴射孔４６を複数設けてあり、この円環状ノズル４５により主軸２の全周または周方向の全領域をカバーするようにカーテン用潤滑油を噴射してもよい。この場合、噴射孔４６は、例えば出口側を面取りした円形やスリット状の穴形状とすればよい。
また、円環状ノズル４５の噴射孔４６に代えて、扇状スプレーパターンを有する複数個のスプレーノズルをカーテン用潤滑油供給流路３５に接続されたリング状配管に取り付けてもよい。
【００３８】
＜第３の実施形態＞
次に、図６に示す第３の実施形態では、予備カーテンノズル４０Ｒが設けられている。この予備カーテンノズル４０Ｒは、上述した潤滑油カーテンノズル４０の近傍位置に設置されており、潤滑油カーテンノズル４０によるオイルミストの遮断が十分でない場合、すなわち、隙間２０ｂからの漏出潤滑油があると判断された場合に使用され、内部空間に予備カーテン用潤滑油をスプレー状に噴射して充満させることで、潤滑油予備カーテン５０Ｒが形成される。この潤滑油予備カーテン５０Ｒは、潤滑油カーテン５０とともに潤滑油の飛散流路を遮断する。
この予備カーテンノズル４０Ｒは、潤滑油供給流路３１から直接分岐し、あるいは、潤滑油供給流路３１からカーテン用潤滑油供給流路３５を介して分岐している予備カーテン用潤滑油供給系統に設けられている。図示の予備カーテン用潤滑油供給系統は、遠隔操作可能な開閉弁３６を備えた予備カーテン用潤滑油供給流路３７である。
【００３９】
この場合、隙間２０ｂから軸受台２０の外部へ飛散している漏出潤滑油の有無を監視する監視部を備えている。本実施形態での監視部として、例えば監視カメラ６０が設けられている。図示の監視カメラ６０は、真空室１１の外部に設置されており、真空室１１の壁面に設けた観察窓１２を通して漏出状況を監視する。監視カメラ６０で得られた映像の情報は、制御ケーブル６１を介して制御部７０に送られるので、監視員が映像を監視することにより、あるいは、制御部７０内で映像を解析する処理を施すなどして、漏出潤滑油の有無を判断することができる。なお、監視カメラ６０は、必要な対策を施すことにより、真空室１１内に設置して漏出状況を監視してもよい。
【００４０】
上述した開閉弁３６は、制御部７０と制御ケーブル３８を介して接続されている。このため、開閉弁３６は、漏出潤滑油があると判断した場合に出力される制御信号を受けて、全閉状態から全開状態に切り替えられる。この制御信号は、監視員が手動で出力する場合や、制御部７０の判断で出力する場合の何れであってもよい。
こうして開閉弁３６が全開になると、潤滑油カーテンノズル４０からカーテン用潤滑油を噴射して潤滑油カーテン５０が形成されるとともに、予備カーテンノズル４０Ｒからも予備カーテン用潤滑油を噴射して潤滑油予備カーテン５０Ｒが形成される。すなわち、漏出潤滑油があると判断された場合には、潤滑油カーテン５０の近傍に潤滑油予備カーテン５０Ｒが重ねて形成される。
【００４１】
この結果、潤滑を終えて滑り軸受２２から排出されたオイルミストは、飛散流路を通って隙間２０ｂへ向かう流れがより強力に遮断される。すなわち、潤滑油カーテン５０及び潤滑油予備カーテン５０Ｒが重なるようにして、滑り軸受２２から隙間２０ｂへ向かう飛散流路の流れを二重に遮断するので、オイルミストの飛散をより確実に防止することができる。
【００４２】
そして、上述した高速回転試験装置１０は、滑り軸受２２を潤滑した後の潤滑油である排油のオイルミストが軸受台２０の外部へ漏出する漏出量を低減するため、以下の潤滑油漏出低減方法が可能になる。
すなわち、高速回転試験装置１０は、軸受台２０が、供試ロータ１の主軸２を通す隙間２０ｂと、内部空間へ向けて主軸２の例えば鉛直上方から潤滑油の一部であるカーテン用潤滑油をスプレー状に噴射して充満させる１つまたは複数の潤滑油カーテンノズル４０を備えているので、潤滑油カーテンノズル４０からカーテン用潤滑油を噴射して形成される潤滑油カーテン５０により、内部空間内の滑り軸受２２から隙間２０ｂに至るオイルミストの飛散流路を遮断する潤滑油漏出防止方法が可能になる。
【００４３】
このような潤滑油漏出防止方法によれば、潤滑油カーテンノズル４０からカーテン用潤滑油を噴射して形成される潤滑油カーテン５０により、内部空間内の滑り軸受２２から隙間２０ｂに至る飛散流路がスプレー状のカーテン用潤滑油で遮断されるので、潤滑を終えて軸受から排出されたオイルミストは、主に隙間２０ｂへ向かう流れが噴射されたカーテン用潤滑油の油滴衝突により軸部方向へ叩き落される。この結果、オイルミストは軸受台２０の鉛直下部に落下し、排油流路３２から外部へ流出するので、隙間２０ｂへ向かうオイルミストの排油量が低減され、隙間２０ｂから軸受台２０の外部へ飛散する排油量も減少する。
【００４４】
こうしてオイルミストの排油量が減少すると、高速回転中する供試ロータ１のブレード（翼）先端部に衝突してエロージョンによる損傷を生じさせる要因となるオイルミストの飛散も減少するので、高速回転試験中の供試ロータ１のブレード表面のエロージョンによる損傷を防止または抑制することができる。このようなエロージョンの防止または抑制が可能になると、製品の信頼性を確保できるので、蒸気タービン等の供試ロータ１の品質を高く確保して対応できるようになる。
【００４５】
ところで、上述した実施形態では、潤滑油カーテン５０の形成を高速試験装置１０の高速試験に適用するものとしたが、例えば蒸気タービンやガスタービン等において、通常運転を行う場合の軸受台に適用することも可能である。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、たとえば転がり軸受を使用する場合にも適用可能であるなど、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１    供試ロータ
２    主軸（軸部）
１０    高速回転試験装置
１１    真空室
１２    観察窓
２０    軸受台
２０ａ    側壁部
２０ｂ    隙間
２２    滑り軸受（軸受）
２３    油切り
２４    飛散防止板
２７    潤滑油散出方向変換部
３０，３１    潤滑油供給流路（潤滑油供給系統）
３２，３３    排油流路（排油系統）
３４，３６    開閉弁
３５    カーテン用潤滑流路（カーテン用潤滑油供給系統）
３７    予備カーテン用潤滑油供給流路（予備カーテン用潤滑油供給系統）
４０，４１，４２    潤滑油カーテンノズル
４０Ｒ    予備カーテンノズル
４５    円環状ノズル
４６    噴射孔
５０    潤滑油カーテン
５０Ｒ    潤滑油予備カーテン
６０    監視カメラ（監視部）
７０    制御部
【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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