JP2004100729A - すべり軸受 - Google Patents
すべり軸受 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004100729A JP2004100729A JP2002259690A JP2002259690A JP2004100729A JP 2004100729 A JP2004100729 A JP 2004100729A JP 2002259690 A JP2002259690 A JP 2002259690A JP 2002259690 A JP2002259690 A JP 2002259690A JP 2004100729 A JP2004100729 A JP 2004100729A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot spot
- lubricating oil
- pad
- temperature
- sliding bearing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 85
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 23
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 16
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 16
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
【課題】すべり軸受のティルティングパッドにおけるホットスポットの温度を低減すること。
【解決手段】摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズルとは別に、冷却ノズル４を設け、各ティルティングパッド２のパッド背面９やホットスポット背面１１（あるいはパッド外周面１７やホットスポット外周面１８）に冷却ノズル４から潤滑油を直接噴射して、ホットスポット１０の温度を低減する。
【選択図】 図２
【解決手段】摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズルとは別に、冷却ノズル４を設け、各ティルティングパッド２のパッド背面９やホットスポット背面１１（あるいはパッド外周面１７やホットスポット外周面１８）に冷却ノズル４から潤滑油を直接噴射して、ホットスポット１０の温度を低減する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はティルティングパッドを用いた直接給油式のすべり軸受においてティルティングパッドの温度を低減する技術に関し、蒸気タービンやガスタービン、水力タービンなど各種回転機械のスラスト軸受、ジャーナル軸受等に適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
ティルティングパッドを用いた直接給油式のすべり軸受として、特表昭５５−５０１１０６号公報、特開昭５９−１７０２１号公報、特公昭６１−４３５７３号公報、特公昭６２−５６３６２号公報、特公平１−４３８４９号公報、特開平３−１２５０１５号公報、特開２０００−１８６７１２号公報に開示されたものが知られている。この種のすべり軸受は、被支持部材の摺動面に直接、給油ノズルから潤滑油を給油するので、油浴潤滑式のものに比べて、潤滑油の量を低減できるという利点があり、また、潤滑油の攪拌に伴う損失が少ないという利点がある。しかし、潤滑油が被支持部材の摺動面に直接給油されることから、ティルティングパッドの摺動面にホットスポット（局所的に温度が高くなる部分）が生じ、これが高面圧化、高回転化の妨げとなるという問題があるが、この問題は解決されていない。
【０００３】
【特許文献１】
特表昭５５−５０１１０６号公報
【特許文献２】
特開昭５９−１７０２１号公報
【特許文献３】
特公昭６１−４３５７３号公報
【特許文献４】
特公昭６２−５６３６２号公報
【特許文献５】
特公平１−４３８４９号公報
【特許文献６】
特開平３−１２５０１５号公報
【特許文献７】
特開２０００−１８６７１２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題はティルティングパッドを用いた直接給油式のすべり軸受におけるホットスポットの温度を低減することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１発明は、上記課題を解決するすべり軸受であり、ベースリングと、前記ベースリングにリング状に配置された複数のティルティングパッドと、被支持部材の摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズルとを備えるすべり軸受において、前記ベースリングに設けられ、ティルティングパッド毎にパッド背面に潤滑油を直接噴射する冷却ノズルを備えることを特徴とする。
【０００６】
第２発明は、第１発明のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先がパッド背面のうちホットスポット対応部分であることを特徴とする。
【０００７】
第３発明は、第２発明のすべり軸受において、前記ホットスポット対応部分が周囲より薄いことを特徴とする。
【０００８】
第４発明は、第２発明のすべり軸受において、前記ホットスポット対応部分がハニカム構造であることを特徴とする。
【０００９】
第５発明は、第１発明のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先が、パッド背面に代えて、パッド外周面であることを特徴とする。
【００１０】
第６発明は、第５発明のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先がパッド外周面のうちホットスポット対応部分であることを特徴とする。
【００１１】
第７発明は、第２発明または第３発明または第４発明または第６発明のすべり軸受において、ティルティングパッド毎にホットスポットの温度を検出する複数の温度センサと、冷却ノズル毎に流量を調整する複数の流量調節弁と、検出した温度が所定値以下となるように各流量調節弁を制御するコントローラとを備えることを特徴とする。
【００１２】
第８発明は、第１発明または第５発明のすべり軸受において、１つのティルティングパッド当たり複数の冷却ノズルを備え、各ティルティングパッドの複数個所に潤滑油を噴射するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
第９発明は、第８発明のすべり軸受において、ティルティングパッド毎に複数個所の温度を監視する複数の温度センサと、冷却ノズル毎に流量を調節する複数の流量調節弁と、検出した温度が所定値以下となるように各流量調節弁を制御するコントローラとを備えることを特徴とする。
【００１４】
なお、上記第１発明から第９発明のうちいずれかのすべり軸受を蒸気タービンやガスタービン、水力タービンなど各種回転機械に備え、スラスト軸受、ジャーナル軸受等として当該回転機械の回転軸を支持することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
［第１実施例］
図１に本発明の第１実施例に係るすべり軸受を示し、図２に図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面構造を示す。図１中、回転軸５は破断して示している。
【００１７】
図１、図２において、すべり軸受はベースリング１と、複数のティルティングパッド２と、複数の給油ノズル３と、複数の冷却ノズル４とで構成されている。本第１実施例のすべり軸受は、回転軸５のスラスト荷重をスラストカラー６を介して支承している。スラストカラー６は回転軸５に設けられていて、回転軸５と一緒に回転する。
【００１８】
回転軸５は、蒸気タービンやガスタービン、水力タービンなど各種回転機械の回転軸である。潤滑油の飛散防止と回収のために、通常、すべり軸受はスラストカラー６とともにスラストケース等の図示しない適宜なケース部材により覆われている。
【００１９】
ベースリング１はケース部材に支持されて静止しており、その中央部に回転軸５が通る孔が形成されている。複数のティルティングパッド２は、ベースリング１のスラストカラー６に望む面に、リング状に配置されている。また、各ティルティングパッド２は、ピボット等を用いた点状または線状の支点機構７により、リング状の配置方向に関して傾斜（ティルト）可能に支持されている。
【００２０】
各給油ノズル３は、被支持部材であるスラストカラー６の摺動面に潤滑油を直接給油するものであり、回転方向８に関して下流側に向かって薄くなるクサビ形状の油膜がスラストカラー６と各ティルティングパッド２との間に形成される。図２では、簡単のため、給油ノズル３の図示を省略している。
【００２１】
本例では、各給油ノズル３は、隣接するティルティングパッド２同士の隙間に対応する位置毎に、スラストカラー６に向いてベースリング１に設けられている。これにより、潤滑油はティルティングパッド２同士の隙間を通り、スラストカラー６と各ティルティングパッド２との摺動面にリーディングエッジ（入口）から直接給油される。但し、被支持部材の摺動面に潤滑油を直接給油する構造は、これに限られない。
【００２２】
各冷却ノズル４は、パッド背面（ティルティングパッド２の摺動面に対して反対側の面）９に潤滑油を直接噴射するものである。各冷却ノズル４は、ベースリング１のスラストカラー６に望む面に、全てのティルティングパッド２毎に設けられている。各冷却ノズル４の噴射孔の数は１つでも、複数でも良い。
【００２３】
各冷却ノズル４が噴射した潤滑油は、それぞれに対応する各ティルティングパッド２をパッド背面９から冷却する。従って、摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズル３とは別に、パッド背面９に潤滑油を直接噴射する冷却ノズル４を備えることにより、冷却ノズル４がない従来のすべり軸受に比べ、各ティルティングパッド２の温度が低減するので、各ホットスポット１０の温度が低減する。これにより、高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００２４】
本第１実施例では、各冷却ノズル４の潤滑油噴射先が各パッド背面９のうちホットスポット対応部分（ホットスポット１０に軸方向に沿って対応する部分：以下、ホットスポット背面と称する）１１となるように、各冷却ノズル４の位置を設定している。これにより、ホットスポット１０の温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能である。
【００２５】
ホットスポット１０は、ティルティングパッド２の摺動面のうち、回転方向下流側の端部付近に生じ、その位置は実験等により予め知ることができる。従って、ホットスポット背面１１の位置も、各冷却ノズル４を配置すべき位置も、予め知ることができる。
【００２６】
本第１実施例では、回転軸５の回転方向８が図示のように一定方向であると仮定しているので、冷却ノズル４を１つのティルティングパッド２当たり１つ設けているが、回転軸５が正逆両方向に回転するものであれば、回転方向に応じてホットスポット１０の発生場所が異なるので、発生場所に応じて１つのティルティングパッド２当たり冷却ノズル４を２つ設けると良い。この場合、例えば、回転方向に応じて２つの冷却ノズル４を切り替えてホットスポット１０に対応する方の冷却ノズル４のみから潤滑油を噴射させたり、あるいは、回転方向にかかわらず常に２つの冷却ノズル４から潤滑油を噴射させたりすることができる。
【００２７】
回転軸５に両方向のスラスト荷重が生じる場合は、ベースリング１と複数のティルティングパッド２と複数の給油ノズル３と複数の冷却ノズル４からなるすべり軸受を２つ用い、これらをスラストカラー６の両側に配置することで、両方向のスラスト荷重を支承することができる。
【００２８】
［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例に係るすべり軸受を図３を参照して説明する。本第２実施例は、第１実施例と比べると、ティルティングパッド２のホットスポット背面１１を冷却効果が高い構造に変更した点が異なり、他は同じである。図３は図２に相当する断面構造を示しており、図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００２９】
図３に示すように、本第２実施例では、全てのティルティングパッド２について、各ホットスポット背面１１を、そこに凹部あるいは溝１２を形成することで、周囲より薄くしてある。冷却ノズル４はホットスポット背面１１に形成した凹部あるいは溝１２に潤滑油を直接噴射する。これにより、潤滑油が当たる場所が周囲より薄くなって第１実施例に比べてホットスポット１０に近づき、熱伝導が良くなるから、ホットスポット１０をより効果的に冷却することができる。つまり、ホットスポット１０の温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００３０】
［第３実施例］
次に、本発明の第３実施例に係るすべり軸受を図４を参照して説明する。本第３実施例は、第１実施例と比べると、ティルティングパッド２のホットスポット背面１１を冷却効果が高い構造に変更した点が異なり、他は同じである。図４は図２に相当する断面構造を示しており、図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００３１】
図４に示すように、本第３実施例では、全てのティルティングパッド２について、各ホットスポット背面１１をハニカム構造１３に形成している。冷却ノズル４はハニカム構造１３に潤滑油を直接噴射する。ハニカム構造１３は熱伝導が良いので、ホットスポット１０をより効果的に冷却することができる。これにより、ホットスポット１０の温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００３２】
本第３実施例では、ハニカム構造１３はホットスポット背面１１に表面が同一面となるように埋め込まれている。これは、例えば、第２実施例と同様にホットスポット背面１１に凹部あるいは溝を形成し、この部分にハニカム構造１３を形成することで実現できる。
【００３３】
［第４実施例］
次に、本発明の第４実施例に係るすべり軸受を図５を参照して説明する。本第４実施例は、第１実施例と比べると、各ティルティングパッド２のホットポット１０の温度を監視して、ホットスポット１０の温度が所定値以下となるように各冷却ノズル４の噴射量を制御する機構を付加した点が異なり、他は同じである。図５は図２に相当する断面構造と潤滑油噴射流量の制御系とを示しており、図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００３４】
図５に示すように、本第４実施例では、ホットスポット背面１１に潤滑油を噴射する冷却ノズル４をベースリング１に設けることに加えて、ホットスポット１０の温度を検出する温度センサ１４を全てのティルティングパッド２毎に設け、また、流量調節弁１５を全ての冷却ノズル４の潤滑油供給路毎に設けている。そして、各温度センサ１４と各流量調節弁１５をコントローラ１６に接続し、各ホットスポット１０の温度が所定値以下となるように各流量調節弁１５をコントローラ１６で制御する。本第４実施例では、熱電対を温度センサ１４に使用し、ティルティングパッド２のホットポット１０（図１〜図４参照）の最高温度部分になるべく近い場所に埋設している。図５では、簡単のため、ホットスポット１０の図示を省略している。図５中、１９は潤滑油供給系統を示している。
【００３５】
つまり、ホットスポット１０の温度は複数のティルティングパッド２間で必ずしも同じには上昇しないため、各温度センサ１４によりそれに対応するティルティングパッド２のホットスポット１０の温度を監視し、コントローラ１６により、例えば、通常は各冷却ノズル４から一定流量の潤滑油を噴射するように各流量調節弁１５の開度を制御し、いずれかのホットスポット１０の温度が所定値よりも高い場合は、これに対応するホットスポット背面１１に潤滑油を増して噴射するように該当する冷却ノズル４の流量調節弁１５をより大きく開き、ホットスポット１０が所定値の温度を越えないようにする。これにより、全てのホットスポット１０の温度が確実に低減し、高面圧化及び高回転化が可能になる。ホットスポット１０の温度と比較される設定値は、ホットスポット１０毎に異なった値でも、一定値でも良い。
【００３６】
ホットスポット背面１１は、第２実施例（図３）と同様に周囲より薄くても、あるいは、第３実施例（図４）と同様にハニカム構造であっても良い。
【００３７】
図５においては、コントローラ１６はすべり軸受全体で１台としているが、コントローラ１６を適宜分散して設けることが可能である。例えば、１つのティルティングパッド２毎にコントローラ１６を１台設けたり、あるいは、任意の複数のティルティングパッド２毎にコントローラ１６を１台設けることができる。
【００３８】
［第５実施例］
次に、本発明の第５実施例に係るすべり軸受を図６を参照して説明する。本第５実施例は、第１実施例と比べると、冷却ノズル４の数をティルティングパッド２当たり２つ以上の多数とした点が異なり、他は同じである。図６は図２に相当する断面構造を示しており、図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００３９】
図６に示すように、本第５実施例では、１つのティルティングパッド２当たり多数（図６では５個）の冷却ノズル４をベースリング１に設け、各パッド背面９全体を多数の冷却ノズル４からの潤滑油で冷却するようにしている。これにより、各ティルティングパッド２全体の温度が効果的に低減し、従って、各ホットスポット１０の温度が低減する。この場合、多数の冷却ノズル４の中にホットスポット背面１１に潤滑油を直接噴射するものが存在していても、あるいは、存在しなくても良く、いずれの場合も高面圧化及び高回転化が可能である。
【００４０】
［第６実施例］
次に、本発明の第６実施例に係るすべり軸受を図７を参照して説明する。本第６実施例は、第５実施例と比べると、各ティルティングパッド２の温度を複数個所で監視し、個々のティルティングパッド２の温度が全ての監視個所で所定値以下となるように各冷却ノズル４の噴射量を制御する機構を付加した点が異なり、他は同じである。図７は図６に相当する断面構造と潤滑油噴射流量の制御系とを示しており、図６と同じ機能部分には同じ符号を付し、説明の重複を省く。
【００４１】
図７に示すように、本第６実施例では、ティルティングパッド２当たり多数の冷却ノズル４をベースリング１に設けることに加えて、当該ティルティングパッド２に温度センサ１４を冷却ノズル４と同数（図７では５個）設け、また、全ての冷却ノズル４の潤滑油供給路毎に流量調節弁１５を設け、更に、コントローラ１６を設け、温度センサ１４と流量調節弁１５とをコントローラ１６に接続し、ティルティングパッド２の多数個所の温度が全て所定値以下となるように各冷却ノズル４の流量調節弁１５をコントローラ１６で制御する。温度センサ１４の位置と冷却ノズル４の位置とは軸方向に沿って対応させている。本第６実施例では、熱電対を温度センサ１４に使用し、ティルティングパッド２の多数個所に埋設している。図７中、１９は潤滑油供給系統を示す。
【００４２】
図７では、簡単のため、１つのティルティングパッド２について冷却ノズル４と温度センサ１４と流量調節弁１５とコントローラ１６を示し、他のティルティングパッド２については図示を省略しているが、他のティルティングパッド２についても同様に、ティルティングパッド２毎に多数の冷却ノズル４と、これと同数の温度センサ１４と、同じく冷却ノズル４と同数の流量調節弁１５と、コントローラ１６とが設けられる。
【００４３】
つまり、同じティルティングパッド２内でも場所によって温度が異なるため、各ティルティングパッド２の多数個所の温度を温度センサ１４により監視し、ティルティングパッド２毎の各コントローラ１６は、例えば、通常は各冷却ノズル４から一定流量の潤滑油が噴射されるように各流量調節弁１５の開度を制御し、いずれかの個所の温度が所定値よりも高い場合は、パッド背面９のうち高温個所に対応する部分に噴射する潤滑油を増すように、該当する冷却ノズル４の流量調節弁１５をより大きく開くことで、全ての個所が所定値の温度を越えないようにする。これにより、全てのホットスポット１０（図６参照）の温度が確実に低減し、高面圧化及び高回転化が可能である。図７では、簡単のため、ホットスポット１０の図示を省略している。
【００４４】
図７においては、コントローラ１６はティルティングパッド２毎に１台としているが、コントローラ１６を適宜統合することが可能である。例えば、すべり軸受全体でコントローラ１６を１台設けたり、あるいは、任意の複数のティルティングパッド２毎にコントローラ１６を１台設けることができる。
【００４５】
［第７実施例］
次に、本発明の第７実施例に係るスラスト軸受を図８、図９を参照して説明する。本第７実施例は、第１実施例と比べると、パッド背面９に代えて、パッド外周面（ティルティングパッド２の半径方向外側の面）１７に冷却ノズル４から潤滑油を噴射する点が異なり、他は同じである。図８は図１に相当し、図９は図８中のＩＸ−ＩＸ矢視断面構造を示しており、図１及び図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００４６】
本第７実施例では、ベースリング１の外周に環状凸部１ａが、スラストカラー６に望む方向に向いて形成されている。
【００４７】
このようなベースリング１のスラストカラー６に望む面に、複数のティルティングパッド２がリング状に配置されている。各ティルティングパッド２は支点機構７によりティルティングパッド２のリング状の配置方向に関して傾斜可能にされている。各給油ノズル３は隣接するティルティングパッド同士の隙間に対応する位置にてベースリング１のスラストカラー６に望む面に設けられており、潤滑油をスラストカラー６の摺動面にリーディングエッジ（入口）から直接給油する。
【００４８】
各冷却ノズル４は、パッド外周面１７に潤滑油を直接噴射するものであり、ベースリング１の環状凸部１ａの内周面に、全てのティルティングパッド２毎に設けられている。
【００４９】
各冷却ノズル４が噴射した潤滑油は、それぞれに対応する各ティルティングパッド２をパッド外周面１７から冷却する。従って、摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズル３とは別に、パッド外周面１７に潤滑油を直接噴射する冷却ノズル４を備えることにより、冷却ノズル４がない従来のすべり軸受に比べ、各ティルティングパッド２の温度が低減するので、各ホットスポット１０の温度が低減する。これにより、高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００５０】
本第７実施例では、各冷却ノズル４の潤滑油噴射先が各パッド外周面１７のうちホットスポット対応部分（ホットスポット１０に半径方向に沿って対応する部分：以下、ホットスポット外周面と称する）１８となるように、各冷却ノズル４の位置を設定している。これにより、ホットスポット１０の温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能である。
【００５１】
ホットスポット１０は、ティルティングパッド２の摺動面のうち、回転方向下流側の端部付近に生じ、その位置は実験等により予め知ることができる。従って、ホットスポット外周面１８の位置も、各冷却ノズル４を配置すべき位置も、予め知ることができる。
【００５２】
［第７実施例の変形］
ティルティングパッド２のパッド外周面１７またはホットスポット外周面１８を潤滑油で直接冷却する場合、図示しないが、以下のように、第２実施例ないし第６実施例と同様の構成とすることができ、これにより同様の作用効果が得られる。
（１） 第２実施例と同様の変形例：各ティルティングパッド２のホットスポット外周面１８を、そこに溝あるいは凹部（図３の符号１２参照）を形成して周囲よりも薄くする。
（２） 第３実施例と同様の変形例：各ティルティングパッド２のホットスポット外周面１８をハニカム構造（図４の符号１３参照）に形成する。
（３） 第４実施例と同様の変形例：ホットスポット１０の温度を検出する温度センサをティルティングパッド２毎に設け、また、流量調節弁を各冷却ノズル４の潤滑油供給路毎に設けて、各ホットスポット１０の温度が所定値以下となるように各流量調節弁をコントローラで制御する（図５参照）。つまり、所定値より温度が高いホットスポット１０に対応するホットスポット外周面１８に、より多くの潤滑油を噴射する。
（４） 第５実施例と同様の変形例：ベースリング１に、１つのティルティングパッド２当たり多数、冷却ノズル４を設け、各ティルティングパッド２のパッド外周面１７全体を多数の冷却ノズル４から潤滑油を噴射して直接冷却する（図６参照）。
（５） 第６実施例と同様の変形例：各ティルティングパッド２毎に温度センサを冷却ノズル４と同じく多数個所に設け、また、各冷却ノズル４の潤滑油供給路毎に流量調節弁を設けて、ティルティングパッド２の多数個所の温度が全て所定値以下となるように各流量調節弁をコントローラで制御する（図７参照）。つまり、ティルティングパッド２のパッド外周面１７のうち、所定値より温度が高い個所により多くの潤滑油を噴射する。
【００５３】
第１実施例にて説明したと同様、第２〜第４実施例及び第７実施例でも、回転軸５の回転方向８が一定方向であると仮定しているので、冷却ノズル４を１つのティルティングパッド２当たり１つ設けているが、回転軸５が正逆両方向に回転するものであれば、回転方向に応じてホットスポット１０の発生場所が異なるので、ホットスポット１０の発生場所に応じて１つのティルティングパッド２当たり冷却ノズル４を２つ設けると良い。この場合、例えば、回転方向に応じて２つの冷却ノズル４を切り替えてホットスポット１０に対応する方の冷却ノズル４のみから潤滑油を噴射させたり、あるいは、回転方向にかかわらず常に２つの冷却ノズル４から潤滑油を噴射させたりすることができる。第５、第６実施例のように１つのティルティングパッド２当たり冷却ノズル４を多数設ける場合は、多数の冷却ノズル４が平均的に配置されていれば、回転軸５の正逆両方向の回転に対応することができる。
【００５４】
回転軸５に両方向のスラスト荷重が生じる場合は、第２〜第７実施例いずれかのすべり軸受を２つ用い、スラストカラー３の両側に配置することで、両方向のスラスト荷重を支承することができる。
【００５５】
上述した第１〜第７実施例は、個別に実施する他、任意の複数を組み合わせて実施することが可能である。
【００５６】
また、上述した第１〜第７実施例のすべり軸受はいずれも、スラスト軸受だけでなく、蒸気タービンやガスタービン、水力タービンなど各種回転機械の回転軸５に対するジャーナル軸受としても使用できるものである。
【００５７】
上述した本発明のすべり軸受をスラスト軸受あるいはジャーナル軸受等として用いて回転軸５を支持した種々の回転機械は、ティルティングパッド２のホットスポット１０の温度が低減するので、高面圧化及び高回転化が可能である。
【００５８】
【発明の効果】
第１発明は、ベースリングと、前記ベースリングにリング状に配置された複数のティルティングパッドと、被支持部材の摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズルとを備えるすべり軸受において、ティルティングパッド毎にパッド背面に潤滑油を直接噴射する冷却ノズルを前記ベースリングに備えるので、各ティルティングパッドの温度が低減し、従って、各ホットスポットの温度が低減する。これにより、高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００５９】
第２発明は、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先がパッド背面のうちホットスポット対応部分であるので、ホットスポットの温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００６０】
第３発明は、前記ホットスポット対応部分が周囲より薄いので、熱伝導が良く、ホットスポットの温度がより低減する。
【００６１】
第４発明は、前記ホットスポット対応部分がハニカム構造であるので、熱伝導が良く、ホットスポットの温度がより低減する。
【００６２】
第５発明は、前記冷却ノズルが潤滑油をパッド外周面に噴射先するので、各ティルティングパッドの温度が低減し、従って、各ホットスポットの温度が低減する。これにより、高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００６３】
第６発明は、第５発明のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先がパッド外周面のうちホットスポット対応部分であるので、ホットスポットの温度がより低減する。
【００６４】
第７発明は、ティルティングパッド毎にホットスポットの温度を検出する複数の温度センサと、冷却ノズル毎に流量を調整する複数の流量調節弁と、検出した温度が所定値以下となるように各流量調節弁を制御するコントローラとを備えるので、全てのホットスポットの温度が確実に低減する。
【００６５】
第８発明は、１つのティルティングパッド当たり複数の冷却ノズルを備え、各ティルティングパッドの複数個所に潤滑油を噴射するように構成したので、各ティルティングパッド全体の温度が効果的に低減し、従って、各ホットスポットの温度が低減する。
【００６６】
第９発明は、第８発明のすべり軸受において、ティルティングパッド毎に複数個所の温度を監視する複数の温度センサと、冷却ノズル毎に流量を調節する複数の流量調節弁と、検出した温度が所定値以下となるように各流量調節弁を制御するコントローラとを備えるので、全てのホットスポットの温度が確実に低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るすべり軸受を示す図。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】本発明の第２実施例に係るすべり軸受を示す、図２相当の断面図。
【図４】本発明の第３実施例に係るすべり軸受を示す、図２相当の断面図。
【図５】本発明の第４実施例として、図２相当の断面構造と潤滑油噴射流量の制御系とを示す図。
【図６】本発明の第５実施例に係るすべり軸受を示す、図２相当の断面図。
【図７】本発明の第６実施例として、図６相当の断面構造と潤滑油噴射流量の制御系とを示す図。
【図８】本発明の第７実施例に係るすべり軸受を示す図。
【図９】図８中のＩＸ−ＩＸ線断面図。
【符号の説明】
１ ベースリング
１ａ 環状凸部
２ ティルティングパッド
３ 給油ノズル
４ 冷却ノズル
５ 回転軸
６ スラストカラー（被支持部材）
７ 支点
８ 回転方向
９ パッド背面
１０ ホットスポット
１１ ホットスポット背面（パッド背面のうちホットスポット対応部分）
１２ ホットスポット背面に形成した凹部あるいは溝
１３ ハニカム構造
１４ 温度センサ
１５ 流量調節弁
１６ コントローラ
１７ パッド外周面
１８ ホットスポット外周面（パッド外周面のうちホットスポット対応部分）
【発明の属する技術分野】
本発明はティルティングパッドを用いた直接給油式のすべり軸受においてティルティングパッドの温度を低減する技術に関し、蒸気タービンやガスタービン、水力タービンなど各種回転機械のスラスト軸受、ジャーナル軸受等に適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
ティルティングパッドを用いた直接給油式のすべり軸受として、特表昭５５−５０１１０６号公報、特開昭５９−１７０２１号公報、特公昭６１−４３５７３号公報、特公昭６２−５６３６２号公報、特公平１−４３８４９号公報、特開平３−１２５０１５号公報、特開２０００−１８６７１２号公報に開示されたものが知られている。この種のすべり軸受は、被支持部材の摺動面に直接、給油ノズルから潤滑油を給油するので、油浴潤滑式のものに比べて、潤滑油の量を低減できるという利点があり、また、潤滑油の攪拌に伴う損失が少ないという利点がある。しかし、潤滑油が被支持部材の摺動面に直接給油されることから、ティルティングパッドの摺動面にホットスポット（局所的に温度が高くなる部分）が生じ、これが高面圧化、高回転化の妨げとなるという問題があるが、この問題は解決されていない。
【０００３】
【特許文献１】
特表昭５５−５０１１０６号公報
【特許文献２】
特開昭５９−１７０２１号公報
【特許文献３】
特公昭６１−４３５７３号公報
【特許文献４】
特公昭６２−５６３６２号公報
【特許文献５】
特公平１−４３８４９号公報
【特許文献６】
特開平３−１２５０１５号公報
【特許文献７】
特開２０００−１８６７１２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題はティルティングパッドを用いた直接給油式のすべり軸受におけるホットスポットの温度を低減することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１発明は、上記課題を解決するすべり軸受であり、ベースリングと、前記ベースリングにリング状に配置された複数のティルティングパッドと、被支持部材の摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズルとを備えるすべり軸受において、前記ベースリングに設けられ、ティルティングパッド毎にパッド背面に潤滑油を直接噴射する冷却ノズルを備えることを特徴とする。
【０００６】
第２発明は、第１発明のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先がパッド背面のうちホットスポット対応部分であることを特徴とする。
【０００７】
第３発明は、第２発明のすべり軸受において、前記ホットスポット対応部分が周囲より薄いことを特徴とする。
【０００８】
第４発明は、第２発明のすべり軸受において、前記ホットスポット対応部分がハニカム構造であることを特徴とする。
【０００９】
第５発明は、第１発明のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先が、パッド背面に代えて、パッド外周面であることを特徴とする。
【００１０】
第６発明は、第５発明のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先がパッド外周面のうちホットスポット対応部分であることを特徴とする。
【００１１】
第７発明は、第２発明または第３発明または第４発明または第６発明のすべり軸受において、ティルティングパッド毎にホットスポットの温度を検出する複数の温度センサと、冷却ノズル毎に流量を調整する複数の流量調節弁と、検出した温度が所定値以下となるように各流量調節弁を制御するコントローラとを備えることを特徴とする。
【００１２】
第８発明は、第１発明または第５発明のすべり軸受において、１つのティルティングパッド当たり複数の冷却ノズルを備え、各ティルティングパッドの複数個所に潤滑油を噴射するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
第９発明は、第８発明のすべり軸受において、ティルティングパッド毎に複数個所の温度を監視する複数の温度センサと、冷却ノズル毎に流量を調節する複数の流量調節弁と、検出した温度が所定値以下となるように各流量調節弁を制御するコントローラとを備えることを特徴とする。
【００１４】
なお、上記第１発明から第９発明のうちいずれかのすべり軸受を蒸気タービンやガスタービン、水力タービンなど各種回転機械に備え、スラスト軸受、ジャーナル軸受等として当該回転機械の回転軸を支持することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
［第１実施例］
図１に本発明の第１実施例に係るすべり軸受を示し、図２に図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面構造を示す。図１中、回転軸５は破断して示している。
【００１７】
図１、図２において、すべり軸受はベースリング１と、複数のティルティングパッド２と、複数の給油ノズル３と、複数の冷却ノズル４とで構成されている。本第１実施例のすべり軸受は、回転軸５のスラスト荷重をスラストカラー６を介して支承している。スラストカラー６は回転軸５に設けられていて、回転軸５と一緒に回転する。
【００１８】
回転軸５は、蒸気タービンやガスタービン、水力タービンなど各種回転機械の回転軸である。潤滑油の飛散防止と回収のために、通常、すべり軸受はスラストカラー６とともにスラストケース等の図示しない適宜なケース部材により覆われている。
【００１９】
ベースリング１はケース部材に支持されて静止しており、その中央部に回転軸５が通る孔が形成されている。複数のティルティングパッド２は、ベースリング１のスラストカラー６に望む面に、リング状に配置されている。また、各ティルティングパッド２は、ピボット等を用いた点状または線状の支点機構７により、リング状の配置方向に関して傾斜（ティルト）可能に支持されている。
【００２０】
各給油ノズル３は、被支持部材であるスラストカラー６の摺動面に潤滑油を直接給油するものであり、回転方向８に関して下流側に向かって薄くなるクサビ形状の油膜がスラストカラー６と各ティルティングパッド２との間に形成される。図２では、簡単のため、給油ノズル３の図示を省略している。
【００２１】
本例では、各給油ノズル３は、隣接するティルティングパッド２同士の隙間に対応する位置毎に、スラストカラー６に向いてベースリング１に設けられている。これにより、潤滑油はティルティングパッド２同士の隙間を通り、スラストカラー６と各ティルティングパッド２との摺動面にリーディングエッジ（入口）から直接給油される。但し、被支持部材の摺動面に潤滑油を直接給油する構造は、これに限られない。
【００２２】
各冷却ノズル４は、パッド背面（ティルティングパッド２の摺動面に対して反対側の面）９に潤滑油を直接噴射するものである。各冷却ノズル４は、ベースリング１のスラストカラー６に望む面に、全てのティルティングパッド２毎に設けられている。各冷却ノズル４の噴射孔の数は１つでも、複数でも良い。
【００２３】
各冷却ノズル４が噴射した潤滑油は、それぞれに対応する各ティルティングパッド２をパッド背面９から冷却する。従って、摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズル３とは別に、パッド背面９に潤滑油を直接噴射する冷却ノズル４を備えることにより、冷却ノズル４がない従来のすべり軸受に比べ、各ティルティングパッド２の温度が低減するので、各ホットスポット１０の温度が低減する。これにより、高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００２４】
本第１実施例では、各冷却ノズル４の潤滑油噴射先が各パッド背面９のうちホットスポット対応部分（ホットスポット１０に軸方向に沿って対応する部分：以下、ホットスポット背面と称する）１１となるように、各冷却ノズル４の位置を設定している。これにより、ホットスポット１０の温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能である。
【００２５】
ホットスポット１０は、ティルティングパッド２の摺動面のうち、回転方向下流側の端部付近に生じ、その位置は実験等により予め知ることができる。従って、ホットスポット背面１１の位置も、各冷却ノズル４を配置すべき位置も、予め知ることができる。
【００２６】
本第１実施例では、回転軸５の回転方向８が図示のように一定方向であると仮定しているので、冷却ノズル４を１つのティルティングパッド２当たり１つ設けているが、回転軸５が正逆両方向に回転するものであれば、回転方向に応じてホットスポット１０の発生場所が異なるので、発生場所に応じて１つのティルティングパッド２当たり冷却ノズル４を２つ設けると良い。この場合、例えば、回転方向に応じて２つの冷却ノズル４を切り替えてホットスポット１０に対応する方の冷却ノズル４のみから潤滑油を噴射させたり、あるいは、回転方向にかかわらず常に２つの冷却ノズル４から潤滑油を噴射させたりすることができる。
【００２７】
回転軸５に両方向のスラスト荷重が生じる場合は、ベースリング１と複数のティルティングパッド２と複数の給油ノズル３と複数の冷却ノズル４からなるすべり軸受を２つ用い、これらをスラストカラー６の両側に配置することで、両方向のスラスト荷重を支承することができる。
【００２８】
［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例に係るすべり軸受を図３を参照して説明する。本第２実施例は、第１実施例と比べると、ティルティングパッド２のホットスポット背面１１を冷却効果が高い構造に変更した点が異なり、他は同じである。図３は図２に相当する断面構造を示しており、図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００２９】
図３に示すように、本第２実施例では、全てのティルティングパッド２について、各ホットスポット背面１１を、そこに凹部あるいは溝１２を形成することで、周囲より薄くしてある。冷却ノズル４はホットスポット背面１１に形成した凹部あるいは溝１２に潤滑油を直接噴射する。これにより、潤滑油が当たる場所が周囲より薄くなって第１実施例に比べてホットスポット１０に近づき、熱伝導が良くなるから、ホットスポット１０をより効果的に冷却することができる。つまり、ホットスポット１０の温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００３０】
［第３実施例］
次に、本発明の第３実施例に係るすべり軸受を図４を参照して説明する。本第３実施例は、第１実施例と比べると、ティルティングパッド２のホットスポット背面１１を冷却効果が高い構造に変更した点が異なり、他は同じである。図４は図２に相当する断面構造を示しており、図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００３１】
図４に示すように、本第３実施例では、全てのティルティングパッド２について、各ホットスポット背面１１をハニカム構造１３に形成している。冷却ノズル４はハニカム構造１３に潤滑油を直接噴射する。ハニカム構造１３は熱伝導が良いので、ホットスポット１０をより効果的に冷却することができる。これにより、ホットスポット１０の温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００３２】
本第３実施例では、ハニカム構造１３はホットスポット背面１１に表面が同一面となるように埋め込まれている。これは、例えば、第２実施例と同様にホットスポット背面１１に凹部あるいは溝を形成し、この部分にハニカム構造１３を形成することで実現できる。
【００３３】
［第４実施例］
次に、本発明の第４実施例に係るすべり軸受を図５を参照して説明する。本第４実施例は、第１実施例と比べると、各ティルティングパッド２のホットポット１０の温度を監視して、ホットスポット１０の温度が所定値以下となるように各冷却ノズル４の噴射量を制御する機構を付加した点が異なり、他は同じである。図５は図２に相当する断面構造と潤滑油噴射流量の制御系とを示しており、図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００３４】
図５に示すように、本第４実施例では、ホットスポット背面１１に潤滑油を噴射する冷却ノズル４をベースリング１に設けることに加えて、ホットスポット１０の温度を検出する温度センサ１４を全てのティルティングパッド２毎に設け、また、流量調節弁１５を全ての冷却ノズル４の潤滑油供給路毎に設けている。そして、各温度センサ１４と各流量調節弁１５をコントローラ１６に接続し、各ホットスポット１０の温度が所定値以下となるように各流量調節弁１５をコントローラ１６で制御する。本第４実施例では、熱電対を温度センサ１４に使用し、ティルティングパッド２のホットポット１０（図１〜図４参照）の最高温度部分になるべく近い場所に埋設している。図５では、簡単のため、ホットスポット１０の図示を省略している。図５中、１９は潤滑油供給系統を示している。
【００３５】
つまり、ホットスポット１０の温度は複数のティルティングパッド２間で必ずしも同じには上昇しないため、各温度センサ１４によりそれに対応するティルティングパッド２のホットスポット１０の温度を監視し、コントローラ１６により、例えば、通常は各冷却ノズル４から一定流量の潤滑油を噴射するように各流量調節弁１５の開度を制御し、いずれかのホットスポット１０の温度が所定値よりも高い場合は、これに対応するホットスポット背面１１に潤滑油を増して噴射するように該当する冷却ノズル４の流量調節弁１５をより大きく開き、ホットスポット１０が所定値の温度を越えないようにする。これにより、全てのホットスポット１０の温度が確実に低減し、高面圧化及び高回転化が可能になる。ホットスポット１０の温度と比較される設定値は、ホットスポット１０毎に異なった値でも、一定値でも良い。
【００３６】
ホットスポット背面１１は、第２実施例（図３）と同様に周囲より薄くても、あるいは、第３実施例（図４）と同様にハニカム構造であっても良い。
【００３７】
図５においては、コントローラ１６はすべり軸受全体で１台としているが、コントローラ１６を適宜分散して設けることが可能である。例えば、１つのティルティングパッド２毎にコントローラ１６を１台設けたり、あるいは、任意の複数のティルティングパッド２毎にコントローラ１６を１台設けることができる。
【００３８】
［第５実施例］
次に、本発明の第５実施例に係るすべり軸受を図６を参照して説明する。本第５実施例は、第１実施例と比べると、冷却ノズル４の数をティルティングパッド２当たり２つ以上の多数とした点が異なり、他は同じである。図６は図２に相当する断面構造を示しており、図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００３９】
図６に示すように、本第５実施例では、１つのティルティングパッド２当たり多数（図６では５個）の冷却ノズル４をベースリング１に設け、各パッド背面９全体を多数の冷却ノズル４からの潤滑油で冷却するようにしている。これにより、各ティルティングパッド２全体の温度が効果的に低減し、従って、各ホットスポット１０の温度が低減する。この場合、多数の冷却ノズル４の中にホットスポット背面１１に潤滑油を直接噴射するものが存在していても、あるいは、存在しなくても良く、いずれの場合も高面圧化及び高回転化が可能である。
【００４０】
［第６実施例］
次に、本発明の第６実施例に係るすべり軸受を図７を参照して説明する。本第６実施例は、第５実施例と比べると、各ティルティングパッド２の温度を複数個所で監視し、個々のティルティングパッド２の温度が全ての監視個所で所定値以下となるように各冷却ノズル４の噴射量を制御する機構を付加した点が異なり、他は同じである。図７は図６に相当する断面構造と潤滑油噴射流量の制御系とを示しており、図６と同じ機能部分には同じ符号を付し、説明の重複を省く。
【００４１】
図７に示すように、本第６実施例では、ティルティングパッド２当たり多数の冷却ノズル４をベースリング１に設けることに加えて、当該ティルティングパッド２に温度センサ１４を冷却ノズル４と同数（図７では５個）設け、また、全ての冷却ノズル４の潤滑油供給路毎に流量調節弁１５を設け、更に、コントローラ１６を設け、温度センサ１４と流量調節弁１５とをコントローラ１６に接続し、ティルティングパッド２の多数個所の温度が全て所定値以下となるように各冷却ノズル４の流量調節弁１５をコントローラ１６で制御する。温度センサ１４の位置と冷却ノズル４の位置とは軸方向に沿って対応させている。本第６実施例では、熱電対を温度センサ１４に使用し、ティルティングパッド２の多数個所に埋設している。図７中、１９は潤滑油供給系統を示す。
【００４２】
図７では、簡単のため、１つのティルティングパッド２について冷却ノズル４と温度センサ１４と流量調節弁１５とコントローラ１６を示し、他のティルティングパッド２については図示を省略しているが、他のティルティングパッド２についても同様に、ティルティングパッド２毎に多数の冷却ノズル４と、これと同数の温度センサ１４と、同じく冷却ノズル４と同数の流量調節弁１５と、コントローラ１６とが設けられる。
【００４３】
つまり、同じティルティングパッド２内でも場所によって温度が異なるため、各ティルティングパッド２の多数個所の温度を温度センサ１４により監視し、ティルティングパッド２毎の各コントローラ１６は、例えば、通常は各冷却ノズル４から一定流量の潤滑油が噴射されるように各流量調節弁１５の開度を制御し、いずれかの個所の温度が所定値よりも高い場合は、パッド背面９のうち高温個所に対応する部分に噴射する潤滑油を増すように、該当する冷却ノズル４の流量調節弁１５をより大きく開くことで、全ての個所が所定値の温度を越えないようにする。これにより、全てのホットスポット１０（図６参照）の温度が確実に低減し、高面圧化及び高回転化が可能である。図７では、簡単のため、ホットスポット１０の図示を省略している。
【００４４】
図７においては、コントローラ１６はティルティングパッド２毎に１台としているが、コントローラ１６を適宜統合することが可能である。例えば、すべり軸受全体でコントローラ１６を１台設けたり、あるいは、任意の複数のティルティングパッド２毎にコントローラ１６を１台設けることができる。
【００４５】
［第７実施例］
次に、本発明の第７実施例に係るスラスト軸受を図８、図９を参照して説明する。本第７実施例は、第１実施例と比べると、パッド背面９に代えて、パッド外周面（ティルティングパッド２の半径方向外側の面）１７に冷却ノズル４から潤滑油を噴射する点が異なり、他は同じである。図８は図１に相当し、図９は図８中のＩＸ−ＩＸ矢視断面構造を示しており、図１及び図２と同じ機能部分には同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００４６】
本第７実施例では、ベースリング１の外周に環状凸部１ａが、スラストカラー６に望む方向に向いて形成されている。
【００４７】
このようなベースリング１のスラストカラー６に望む面に、複数のティルティングパッド２がリング状に配置されている。各ティルティングパッド２は支点機構７によりティルティングパッド２のリング状の配置方向に関して傾斜可能にされている。各給油ノズル３は隣接するティルティングパッド同士の隙間に対応する位置にてベースリング１のスラストカラー６に望む面に設けられており、潤滑油をスラストカラー６の摺動面にリーディングエッジ（入口）から直接給油する。
【００４８】
各冷却ノズル４は、パッド外周面１７に潤滑油を直接噴射するものであり、ベースリング１の環状凸部１ａの内周面に、全てのティルティングパッド２毎に設けられている。
【００４９】
各冷却ノズル４が噴射した潤滑油は、それぞれに対応する各ティルティングパッド２をパッド外周面１７から冷却する。従って、摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズル３とは別に、パッド外周面１７に潤滑油を直接噴射する冷却ノズル４を備えることにより、冷却ノズル４がない従来のすべり軸受に比べ、各ティルティングパッド２の温度が低減するので、各ホットスポット１０の温度が低減する。これにより、高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００５０】
本第７実施例では、各冷却ノズル４の潤滑油噴射先が各パッド外周面１７のうちホットスポット対応部分（ホットスポット１０に半径方向に沿って対応する部分：以下、ホットスポット外周面と称する）１８となるように、各冷却ノズル４の位置を設定している。これにより、ホットスポット１０の温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能である。
【００５１】
ホットスポット１０は、ティルティングパッド２の摺動面のうち、回転方向下流側の端部付近に生じ、その位置は実験等により予め知ることができる。従って、ホットスポット外周面１８の位置も、各冷却ノズル４を配置すべき位置も、予め知ることができる。
【００５２】
［第７実施例の変形］
ティルティングパッド２のパッド外周面１７またはホットスポット外周面１８を潤滑油で直接冷却する場合、図示しないが、以下のように、第２実施例ないし第６実施例と同様の構成とすることができ、これにより同様の作用効果が得られる。
（１） 第２実施例と同様の変形例：各ティルティングパッド２のホットスポット外周面１８を、そこに溝あるいは凹部（図３の符号１２参照）を形成して周囲よりも薄くする。
（２） 第３実施例と同様の変形例：各ティルティングパッド２のホットスポット外周面１８をハニカム構造（図４の符号１３参照）に形成する。
（３） 第４実施例と同様の変形例：ホットスポット１０の温度を検出する温度センサをティルティングパッド２毎に設け、また、流量調節弁を各冷却ノズル４の潤滑油供給路毎に設けて、各ホットスポット１０の温度が所定値以下となるように各流量調節弁をコントローラで制御する（図５参照）。つまり、所定値より温度が高いホットスポット１０に対応するホットスポット外周面１８に、より多くの潤滑油を噴射する。
（４） 第５実施例と同様の変形例：ベースリング１に、１つのティルティングパッド２当たり多数、冷却ノズル４を設け、各ティルティングパッド２のパッド外周面１７全体を多数の冷却ノズル４から潤滑油を噴射して直接冷却する（図６参照）。
（５） 第６実施例と同様の変形例：各ティルティングパッド２毎に温度センサを冷却ノズル４と同じく多数個所に設け、また、各冷却ノズル４の潤滑油供給路毎に流量調節弁を設けて、ティルティングパッド２の多数個所の温度が全て所定値以下となるように各流量調節弁をコントローラで制御する（図７参照）。つまり、ティルティングパッド２のパッド外周面１７のうち、所定値より温度が高い個所により多くの潤滑油を噴射する。
【００５３】
第１実施例にて説明したと同様、第２〜第４実施例及び第７実施例でも、回転軸５の回転方向８が一定方向であると仮定しているので、冷却ノズル４を１つのティルティングパッド２当たり１つ設けているが、回転軸５が正逆両方向に回転するものであれば、回転方向に応じてホットスポット１０の発生場所が異なるので、ホットスポット１０の発生場所に応じて１つのティルティングパッド２当たり冷却ノズル４を２つ設けると良い。この場合、例えば、回転方向に応じて２つの冷却ノズル４を切り替えてホットスポット１０に対応する方の冷却ノズル４のみから潤滑油を噴射させたり、あるいは、回転方向にかかわらず常に２つの冷却ノズル４から潤滑油を噴射させたりすることができる。第５、第６実施例のように１つのティルティングパッド２当たり冷却ノズル４を多数設ける場合は、多数の冷却ノズル４が平均的に配置されていれば、回転軸５の正逆両方向の回転に対応することができる。
【００５４】
回転軸５に両方向のスラスト荷重が生じる場合は、第２〜第７実施例いずれかのすべり軸受を２つ用い、スラストカラー３の両側に配置することで、両方向のスラスト荷重を支承することができる。
【００５５】
上述した第１〜第７実施例は、個別に実施する他、任意の複数を組み合わせて実施することが可能である。
【００５６】
また、上述した第１〜第７実施例のすべり軸受はいずれも、スラスト軸受だけでなく、蒸気タービンやガスタービン、水力タービンなど各種回転機械の回転軸５に対するジャーナル軸受としても使用できるものである。
【００５７】
上述した本発明のすべり軸受をスラスト軸受あるいはジャーナル軸受等として用いて回転軸５を支持した種々の回転機械は、ティルティングパッド２のホットスポット１０の温度が低減するので、高面圧化及び高回転化が可能である。
【００５８】
【発明の効果】
第１発明は、ベースリングと、前記ベースリングにリング状に配置された複数のティルティングパッドと、被支持部材の摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズルとを備えるすべり軸受において、ティルティングパッド毎にパッド背面に潤滑油を直接噴射する冷却ノズルを前記ベースリングに備えるので、各ティルティングパッドの温度が低減し、従って、各ホットスポットの温度が低減する。これにより、高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００５９】
第２発明は、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先がパッド背面のうちホットスポット対応部分であるので、ホットスポットの温度がより低減し、一層の高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００６０】
第３発明は、前記ホットスポット対応部分が周囲より薄いので、熱伝導が良く、ホットスポットの温度がより低減する。
【００６１】
第４発明は、前記ホットスポット対応部分がハニカム構造であるので、熱伝導が良く、ホットスポットの温度がより低減する。
【００６２】
第５発明は、前記冷却ノズルが潤滑油をパッド外周面に噴射先するので、各ティルティングパッドの温度が低減し、従って、各ホットスポットの温度が低減する。これにより、高面圧化及び高回転化が可能になる。
【００６３】
第６発明は、第５発明のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先がパッド外周面のうちホットスポット対応部分であるので、ホットスポットの温度がより低減する。
【００６４】
第７発明は、ティルティングパッド毎にホットスポットの温度を検出する複数の温度センサと、冷却ノズル毎に流量を調整する複数の流量調節弁と、検出した温度が所定値以下となるように各流量調節弁を制御するコントローラとを備えるので、全てのホットスポットの温度が確実に低減する。
【００６５】
第８発明は、１つのティルティングパッド当たり複数の冷却ノズルを備え、各ティルティングパッドの複数個所に潤滑油を噴射するように構成したので、各ティルティングパッド全体の温度が効果的に低減し、従って、各ホットスポットの温度が低減する。
【００６６】
第９発明は、第８発明のすべり軸受において、ティルティングパッド毎に複数個所の温度を監視する複数の温度センサと、冷却ノズル毎に流量を調節する複数の流量調節弁と、検出した温度が所定値以下となるように各流量調節弁を制御するコントローラとを備えるので、全てのホットスポットの温度が確実に低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るすべり軸受を示す図。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】本発明の第２実施例に係るすべり軸受を示す、図２相当の断面図。
【図４】本発明の第３実施例に係るすべり軸受を示す、図２相当の断面図。
【図５】本発明の第４実施例として、図２相当の断面構造と潤滑油噴射流量の制御系とを示す図。
【図６】本発明の第５実施例に係るすべり軸受を示す、図２相当の断面図。
【図７】本発明の第６実施例として、図６相当の断面構造と潤滑油噴射流量の制御系とを示す図。
【図８】本発明の第７実施例に係るすべり軸受を示す図。
【図９】図８中のＩＸ−ＩＸ線断面図。
【符号の説明】
１ ベースリング
１ａ 環状凸部
２ ティルティングパッド
３ 給油ノズル
４ 冷却ノズル
５ 回転軸
６ スラストカラー（被支持部材）
７ 支点
８ 回転方向
９ パッド背面
１０ ホットスポット
１１ ホットスポット背面（パッド背面のうちホットスポット対応部分）
１２ ホットスポット背面に形成した凹部あるいは溝
１３ ハニカム構造
１４ 温度センサ
１５ 流量調節弁
１６ コントローラ
１７ パッド外周面
１８ ホットスポット外周面（パッド外周面のうちホットスポット対応部分）
Claims (9)
- ベースリングと、前記ベースリングにリング状に配置された複数のティルティングパッドと、被支持部材の摺動面に潤滑油を直接給油する給油ノズルとを備えるすべり軸受において、前記ベースリングに設けられ、ティルティングパッド毎にパッド背面に潤滑油を直接噴射する冷却ノズルを備えることを特徴とするすべり軸受。
- 請求項１に記載のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先がパッド背面のうちホットスポット対応部分であることを特徴とするすべり軸受。
- 請求項２に記載のすべり軸受において、前記ホットスポット対応部分が周囲より薄いことを特徴とするすべり軸受。
- 請求項２に記載のすべり軸受において、前記ホットスポット対応部分がハニカム構造であることを特徴とするすべり軸受。
- 請求項１に記載のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先が、パッド背面に代えて、パッド外周面であることを特徴とするすべり軸受。
- 請求項５に記載のすべり軸受において、前記冷却ノズルの潤滑油噴射先がパッド外周面のうちホットスポット対応部分であることを特徴とするすべり軸受。
- 請求項２、３、４、６のうちいずれか１つに記載のすべり軸受において、ティルティングパッド毎にホットスポットの温度を検出する複数の温度センサと、冷却ノズル毎に流量を調整する複数の流量調節弁と、検出した温度が所定値以下となるように各流量調節弁を制御するコントローラとを備えることを特徴とするすべり軸受。
- 請求項１または５に記載のすべり軸受において、１つのティルティングパッド当たり複数の冷却ノズルを備え、各ティルティングパッドの複数個所に潤滑油を噴射するように構成したことを特徴とするすべり軸受。
- 請求項８に記載のすべり軸受において、ティルティングパッドの複数個所の温度を監視する複数の温度センサと、冷却ノズル毎に流量を調節する複数の流量調節弁と、検出した温度が所定値以下となるように各流量調節弁を制御するコントローラとを備えることを特徴とするすべり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002259690A JP2004100729A (ja) | 2002-09-05 | 2002-09-05 | すべり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002259690A JP2004100729A (ja) | 2002-09-05 | 2002-09-05 | すべり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004100729A true JP2004100729A (ja) | 2004-04-02 |
Family
ID=32260612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002259690A Withdrawn JP2004100729A (ja) | 2002-09-05 | 2002-09-05 | すべり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004100729A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010046976A1 (ja) * | 2008-10-22 | 2010-04-29 | 株式会社前川製作所 | 給油式スクリュー圧縮機 |
| JP2011122557A (ja) * | 2009-12-14 | 2011-06-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | スラスト軸受の給油装置およびこれを備えた排気タービン過給機 |
| US8366323B2 (en) | 2008-11-12 | 2013-02-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotation shaft supporting structure with journal bearing and assembling method of the bearing |
| US8371756B2 (en) | 2008-11-12 | 2013-02-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Journal bearing |
| CN105697536A (zh) * | 2014-12-10 | 2016-06-22 | 三菱日立电力系统株式会社 | 倾斜垫片轴承 |
| WO2018088414A1 (ja) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | Ntn株式会社 | 軸受装置の冷却構造 |
| CN119514072A (zh) * | 2024-09-08 | 2025-02-25 | 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所 | 一种可倒车燃气轮机滑动轴承瓦块供油装置设计方法 |
| CN119617006A (zh) * | 2025-02-12 | 2025-03-14 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种汽轮机可倾瓦轴承顶轴油系统运行方法及顶轴装置 |
-
2002
- 2002-09-05 JP JP2002259690A patent/JP2004100729A/ja not_active Withdrawn
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010046976A1 (ja) * | 2008-10-22 | 2010-04-29 | 株式会社前川製作所 | 給油式スクリュー圧縮機 |
| JP5426565B2 (ja) * | 2008-10-22 | 2014-02-26 | 株式会社前川製作所 | 給油式スクリュー圧縮機 |
| US9115714B2 (en) | 2008-10-22 | 2015-08-25 | Mayekawa Mfg. Co., Ltd. | Screw compressor having lubricating oil system |
| US8366323B2 (en) | 2008-11-12 | 2013-02-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotation shaft supporting structure with journal bearing and assembling method of the bearing |
| US8371756B2 (en) | 2008-11-12 | 2013-02-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Journal bearing |
| JP2011122557A (ja) * | 2009-12-14 | 2011-06-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | スラスト軸受の給油装置およびこれを備えた排気タービン過給機 |
| CN105697536A (zh) * | 2014-12-10 | 2016-06-22 | 三菱日立电力系统株式会社 | 倾斜垫片轴承 |
| CN105697536B (zh) * | 2014-12-10 | 2018-03-02 | 三菱日立电力系统株式会社 | 倾斜垫片轴承 |
| WO2018088414A1 (ja) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | Ntn株式会社 | 軸受装置の冷却構造 |
| JP2018076923A (ja) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | Ntn株式会社 | 軸受装置の冷却構造 |
| KR20190076027A (ko) * | 2016-11-10 | 2019-07-01 | 엔티엔 가부시키가이샤 | 베어링 장치의 냉각 구조 |
| CN110036215A (zh) * | 2016-11-10 | 2019-07-19 | Ntn株式会社 | 轴承装置的冷却结构 |
| CN110036215B (zh) * | 2016-11-10 | 2021-03-09 | Ntn株式会社 | 轴承装置的冷却结构 |
| KR102465342B1 (ko) * | 2016-11-10 | 2022-11-08 | 엔티엔 가부시키가이샤 | 베어링 장치의 냉각 구조 |
| CN119514072A (zh) * | 2024-09-08 | 2025-02-25 | 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所 | 一种可倒车燃气轮机滑动轴承瓦块供油装置设计方法 |
| CN119617006A (zh) * | 2025-02-12 | 2025-03-14 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种汽轮机可倾瓦轴承顶轴油系统运行方法及顶轴装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4348065A (en) | Thrust bearing | |
| US10280980B2 (en) | Cooling structure for bearing device | |
| KR101264131B1 (ko) | 구름 베어링의 윤활 장치 | |
| EP1334282B1 (en) | Bearing assembly with bypass cooling | |
| CA2737118C (en) | Oil cooled runner | |
| US9163670B2 (en) | Rolling bearing | |
| US20050047690A1 (en) | Bearing assembly with fluid circuit for delivery of lubricating fluid between bearing surfaces | |
| JPH11179603A (ja) | 工作機械主軸の軸受装置 | |
| US20190293115A1 (en) | Tilting-pad bearing and method of manufacturing thereof | |
| JP2004100729A (ja) | すべり軸受 | |
| EP2850327B1 (en) | Journal oil bearing | |
| JPH09317778A (ja) | 主軸軸受冷却装置 | |
| JP4172957B2 (ja) | 動圧軸受を用いたスピンドル装置 | |
| US8747061B2 (en) | Steam turbine | |
| US10415635B2 (en) | Tilting pad journal bearing | |
| JP2003278773A (ja) | 転がり軸受のエアオイル潤滑構造およびスピンドル装置 | |
| US6508590B2 (en) | Externally pressurized gas bearing spindle | |
| JPH0988986A (ja) | アンギュラ玉軸受の潤滑冷却方法および装置 | |
| US4746230A (en) | Tilt pad journal bearing | |
| JP2006125485A (ja) | 転がり軸受の潤滑装置 | |
| EP3628881B1 (en) | Inner ring for a bearing and method for proportioning lubricant to a bearing | |
| US6422754B1 (en) | Hydrodynamic sleeve bearing with tilting thrust buttons and oil distribution ring | |
| JP2004197890A (ja) | ティルティングパッド軸受装置 | |
| JP7340445B2 (ja) | 主軸装置 | |
| JP4327670B2 (ja) | 円筒ころ軸受 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |