JPH04312210A - タービン膨張機のスラスト軸受 - Google Patents
タービン膨張機のスラスト軸受Info
- Publication number
- JPH04312210A JPH04312210A JP9967291A JP9967291A JPH04312210A JP H04312210 A JPH04312210 A JP H04312210A JP 9967291 A JP9967291 A JP 9967291A JP 9967291 A JP9967291 A JP 9967291A JP H04312210 A JPH04312210 A JP H04312210A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- bearing body
- turbine
- thrust
- pressure gas
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- Pending
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はタービン膨張機の動圧
形スラスト気体軸受に関する。
形スラスト気体軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３によって従来の技術のタービン膨張
機の動圧形スラスト気体軸受を説明する。（ａ）図は従
来技術のタービン膨張機の断面図、（ｂ）図は（ａ）図
におけるＡＡ断面図、ＢＢ断面図である。この例は堅軸
機で紙面の上下方向が重力の方向である。図において１
はタービン翼車である。２は回転軸で１端に前記タービ
ン翼車１が固定されている。３はスラスト板で前記回転
軸２に固定されている。４はコンプレッサ翼車で前記回
転軸２の他の端に固定されている。５，６はともに軸受
体で前記スラスト板３を間にはさんで設けられそれぞれ
前記スラスト板３に面する面に螺線状溝が設けられてい
る。タービン翼車１、回転軸２、スラスト板３、コンプ
レッサ翼車４を合せてロータと呼んでいる。７は螺線状
の溝で前記軸受体５，６に設けられている。８は小穴で
前記軸受体５，６に設けられた小さな穴で図示しない高
圧ガス源に弁を介して連通されている。スラスト板３と
軸受体５，６は動圧形スラスト気体軸受を構成する。９
は矢印で高圧ヘリウム等のガスの流れを示す。１０は矢
印で前記高圧ヘリウム等のガスの流出を示す。１１，１
２は矢印で前記コンプレッサ翼車４入口と出口のガスの
流れを示す。
機の動圧形スラスト気体軸受を説明する。（ａ）図は従
来技術のタービン膨張機の断面図、（ｂ）図は（ａ）図
におけるＡＡ断面図、ＢＢ断面図である。この例は堅軸
機で紙面の上下方向が重力の方向である。図において１
はタービン翼車である。２は回転軸で１端に前記タービ
ン翼車１が固定されている。３はスラスト板で前記回転
軸２に固定されている。４はコンプレッサ翼車で前記回
転軸２の他の端に固定されている。５，６はともに軸受
体で前記スラスト板３を間にはさんで設けられそれぞれ
前記スラスト板３に面する面に螺線状溝が設けられてい
る。タービン翼車１、回転軸２、スラスト板３、コンプ
レッサ翼車４を合せてロータと呼んでいる。７は螺線状
の溝で前記軸受体５，６に設けられている。８は小穴で
前記軸受体５，６に設けられた小さな穴で図示しない高
圧ガス源に弁を介して連通されている。スラスト板３と
軸受体５，６は動圧形スラスト気体軸受を構成する。９
は矢印で高圧ヘリウム等のガスの流れを示す。１０は矢
印で前記高圧ヘリウム等のガスの流出を示す。１１，１
２は矢印で前記コンプレッサ翼車４入口と出口のガスの
流れを示す。
【０００３】次に前記従来例の作用を説明する。ロータ
の停止状態を示す図３の（ａ）では、コンプレッサ翼車
４と軸受体６又はスラスト板３と軸受体５が接触してい
る。起動するときは小穴８より高圧ガスを吹き出し前記
ロータを浮き上がらせ接触をなくす。次にヘリウム等の
高圧ガスを矢印９の示すとおり膨張タービン翼車１に流
して回転させ矢印１０の示す方向に流出させる。ロータ
が回転すると軸受体５，６の螺線状の溝７とスラスト板
３との作用によりロータが浮き気体軸受として機能する
。このとき前記小穴８よりの高圧ガスは止める。コンプ
レッサ翼車４は矢印１１の示す方向に低圧ガスを吸入し
、圧縮して矢印１２の方向に吐出し、タービン翼車１の
出力を消費する。このタービン膨張機を止めるときはま
ず前記小穴から高圧ガスを吹き出してロータを浮かせて
から膨張タービン翼車１へのヘリウム等のガスの供給を
止める。
の停止状態を示す図３の（ａ）では、コンプレッサ翼車
４と軸受体６又はスラスト板３と軸受体５が接触してい
る。起動するときは小穴８より高圧ガスを吹き出し前記
ロータを浮き上がらせ接触をなくす。次にヘリウム等の
高圧ガスを矢印９の示すとおり膨張タービン翼車１に流
して回転させ矢印１０の示す方向に流出させる。ロータ
が回転すると軸受体５，６の螺線状の溝７とスラスト板
３との作用によりロータが浮き気体軸受として機能する
。このとき前記小穴８よりの高圧ガスは止める。コンプ
レッサ翼車４は矢印１１の示す方向に低圧ガスを吸入し
、圧縮して矢印１２の方向に吐出し、タービン翼車１の
出力を消費する。このタービン膨張機を止めるときはま
ず前記小穴から高圧ガスを吹き出してロータを浮かせて
から膨張タービン翼車１へのヘリウム等のガスの供給を
止める。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術ではスラス
ト板が必要であり、これにより重量を増し又はスラスト
板は高速回転するので強度が必要である。動圧形スラス
ト気体軸受ではロータがある回転速さに達するまでは軸
受として機能しないので起動時及び停止時ロータを浮か
せるため高圧ガスを導入する必要があり不具合である。
ト板が必要であり、これにより重量を増し又はスラスト
板は高速回転するので強度が必要である。動圧形スラス
ト気体軸受ではロータがある回転速さに達するまでは軸
受として機能しないので起動時及び停止時ロータを浮か
せるため高圧ガスを導入する必要があり不具合である。
【０００５】この発明の目的は前記不具合を解消しスラ
スト板３を必要としないタービン膨張機のスラスト軸受
を提供することである。
スト板３を必要としないタービン膨張機のスラスト軸受
を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】タービン膨張機のタービ
ン翼車とコンプレッサ翼車のいづれか一方又は両方の前
面及び背面と対向する位置に極めて狭い隙間を介して螺
線状の溝をつけた軸受体を設置する。請求項２では従来
例のスラスト板と前記考案のものとを併用することを提
案している。
ン翼車とコンプレッサ翼車のいづれか一方又は両方の前
面及び背面と対向する位置に極めて狭い隙間を介して螺
線状の溝をつけた軸受体を設置する。請求項２では従来
例のスラスト板と前記考案のものとを併用することを提
案している。
【０００７】
【作用】タービン膨張機が回転するとタービン翼車及び
コンプレッサ翼車の前面、背面又はスラスト板とこれに
対向する位置に設置された螺線状の溝をつけた軸受体に
より発生するガス圧により回転体は軸受体と非接触で回
転すると云う動圧形気体軸受の機能をタービン翼車及び
コンプレッサ翼車に兼ねさせることができる。
コンプレッサ翼車の前面、背面又はスラスト板とこれに
対向する位置に設置された螺線状の溝をつけた軸受体に
より発生するガス圧により回転体は軸受体と非接触で回
転すると云う動圧形気体軸受の機能をタービン翼車及び
コンプレッサ翼車に兼ねさせることができる。
【０００８】
【実施例】この発明の第１の実施例を図１によって説明
する。（ａ）図はこの発明に係る第１の実施例の断面図
、（ｂ）図は（ａ）図のＢＢ断面図、（ｃ）図は（ａ）
図のＡＡ断面図である。この実施例は堅形機で紙面の上
下方向が重力の方向である。図において１はタービン翼
車、２は回転軸で１端には前記タービン翼車１が固定さ
れている。４はコンプレッサ翼車で前記回転軸２の他の
端に固定されている。９，１０，１１，１２は矢印でそ
れぞれガスの流れる向きを示している。２１は軸受体で
前記コンプレッサ翼車４の前面に対向して設けられ前記
コンプレッサ翼車４に対向する面に螺線状の溝と小穴と
が設けられている。２２は螺線状の溝で前記軸受体２１
に設けられている。タービン翼車１、回転軸２、コンプ
レッサ翼車４を合せてロータと呼ぶことにする。 ２３は軸受体でコンプレッサ翼車４の背面に対向して設
けられ、前記コンプレッサ翼車４の背面に対向する面に
螺線状の溝が設けられている。２４は螺線状の溝で前記
軸受体２３に設けられている。２５は小穴で前記軸受体
２１にあけられている小さい穴で図示しない高圧ガス源
に弁を介して連通している。２６は小穴で前記軸受体２
３にあけられている小さい穴で図示しない高圧ガス源に
弁を介して連通している。
する。（ａ）図はこの発明に係る第１の実施例の断面図
、（ｂ）図は（ａ）図のＢＢ断面図、（ｃ）図は（ａ）
図のＡＡ断面図である。この実施例は堅形機で紙面の上
下方向が重力の方向である。図において１はタービン翼
車、２は回転軸で１端には前記タービン翼車１が固定さ
れている。４はコンプレッサ翼車で前記回転軸２の他の
端に固定されている。９，１０，１１，１２は矢印でそ
れぞれガスの流れる向きを示している。２１は軸受体で
前記コンプレッサ翼車４の前面に対向して設けられ前記
コンプレッサ翼車４に対向する面に螺線状の溝と小穴と
が設けられている。２２は螺線状の溝で前記軸受体２１
に設けられている。タービン翼車１、回転軸２、コンプ
レッサ翼車４を合せてロータと呼ぶことにする。 ２３は軸受体でコンプレッサ翼車４の背面に対向して設
けられ、前記コンプレッサ翼車４の背面に対向する面に
螺線状の溝が設けられている。２４は螺線状の溝で前記
軸受体２３に設けられている。２５は小穴で前記軸受体
２１にあけられている小さい穴で図示しない高圧ガス源
に弁を介して連通している。２６は小穴で前記軸受体２
３にあけられている小さい穴で図示しない高圧ガス源に
弁を介して連通している。
【０００９】次に第１の実施例の作用を説明する。ロー
タが停止しているとき、コンプレッサ翼車４が軸受体２
３の上にのっている。小穴２５及び小穴２６から高圧ガ
スを吹き出させてコンプレッサ翼車４を浮かせてコンプ
レッサ翼車４と軸受体２３との間に高圧ガス層を作る。 この状態でタービン翼車１に矢印９の示す方向にヘリウ
ム等のガスを流入させ矢印１０の方向に吐出させてロー
タを回転させる。ロータの回転速さが或値に達するとコ
ンプレッサ翼車４の上下面と螺線状溝を有する軸受体２
１及び２３の隙間に周囲ガスが吹込まれ圧縮されコンプ
レッサ翼車４と軸受体２１及び２３の間に高圧のガス層
ができる。このとき小穴２５，２６に加えられた高圧ガ
スは不要となるので停止する。このようにしてコンプレ
ッサ翼車４の前面と背面を軸受体２１，２３とで動圧形
スラスト気体軸受を構成する。
タが停止しているとき、コンプレッサ翼車４が軸受体２
３の上にのっている。小穴２５及び小穴２６から高圧ガ
スを吹き出させてコンプレッサ翼車４を浮かせてコンプ
レッサ翼車４と軸受体２３との間に高圧ガス層を作る。 この状態でタービン翼車１に矢印９の示す方向にヘリウ
ム等のガスを流入させ矢印１０の方向に吐出させてロー
タを回転させる。ロータの回転速さが或値に達するとコ
ンプレッサ翼車４の上下面と螺線状溝を有する軸受体２
１及び２３の隙間に周囲ガスが吹込まれ圧縮されコンプ
レッサ翼車４と軸受体２１及び２３の間に高圧のガス層
ができる。このとき小穴２５，２６に加えられた高圧ガ
スは不要となるので停止する。このようにしてコンプレ
ッサ翼車４の前面と背面を軸受体２１，２３とで動圧形
スラスト気体軸受を構成する。
【００１０】本発明の第２実施例を図２によって説明す
る。第２実施例は従来の技術のスラスト板を有する構成
と共用するものである。（ａ）図はこの発明に係る実施
例の断面図である。（ｂ）図は（ａ）図におけるＡ部拡
大図である。（ｃ）図は（ａ）図のＡＡ断面図、ＢＢ断
面図、ＣＣ断面図である。この実施例は堅形機で紙面上
下方向が重力の方向である。図において３はスラスト板
で前記回転軸２に固定されている。５は軸受体で前記ス
ラスト板３の下の面に接近して設けられ前記スラスト板
３に対向する面に螺線状の溝が設けられている。６は軸
受体で前記スラスト板３と前記コンプレッサ翼車４との
間に設けられ、両面に螺線状の溝が設けられている。７
は螺線状の溝で前記軸受体６に設けられている。８は小
穴で前記軸受体６に設けられた穴で図示しない高圧ガス
源に弁を介して連通している。
る。第２実施例は従来の技術のスラスト板を有する構成
と共用するものである。（ａ）図はこの発明に係る実施
例の断面図である。（ｂ）図は（ａ）図におけるＡ部拡
大図である。（ｃ）図は（ａ）図のＡＡ断面図、ＢＢ断
面図、ＣＣ断面図である。この実施例は堅形機で紙面上
下方向が重力の方向である。図において３はスラスト板
で前記回転軸２に固定されている。５は軸受体で前記ス
ラスト板３の下の面に接近して設けられ前記スラスト板
３に対向する面に螺線状の溝が設けられている。６は軸
受体で前記スラスト板３と前記コンプレッサ翼車４との
間に設けられ、両面に螺線状の溝が設けられている。７
は螺線状の溝で前記軸受体６に設けられている。８は小
穴で前記軸受体６に設けられた穴で図示しない高圧ガス
源に弁を介して連通している。
【００１１】次に前記第２実施例の作用を説明する。ロ
ータが停止しているときコンプレッサ翼車４が軸受体６
の上にのって与えられている。第１の実施例と同様に小
穴８から高圧ガスを吹き出してロータを浮かせる。この
状態でタービン翼車１に矢印９，１０の方向にヘリウム
等の高圧ガスを流すとロータが回転する。ロータの回転
速さが或値に達するとコンプレッサ翼車４の背面と軸受
体６、スラスト板３と軸受体５がそれぞれ動圧形スラス
ト気体軸受を構成しロータの軸方向荷重を支える。こう
なったところで前記小穴８への高圧ガスは不要となるの
で止め、タービン膨張機を停止するとき又流す。この実
施例以外にタービン翼車の背面に動圧形スラスト気体軸
受を構成することもできる。タービン翼車１又はコンプ
レッサ翼車４にも動圧形スラスト気体軸受としての機能
を持たせるのでスラスト板３の直径を小さくでき重量軽
減と強度を小さくできる。又軸受面を広くとることがで
きるのでロータの回転が比較的低速度でロータを浮上さ
せることができ起動時又は停止時の高圧ガスの消費量を
減らすことができる。
ータが停止しているときコンプレッサ翼車４が軸受体６
の上にのって与えられている。第１の実施例と同様に小
穴８から高圧ガスを吹き出してロータを浮かせる。この
状態でタービン翼車１に矢印９，１０の方向にヘリウム
等の高圧ガスを流すとロータが回転する。ロータの回転
速さが或値に達するとコンプレッサ翼車４の背面と軸受
体６、スラスト板３と軸受体５がそれぞれ動圧形スラス
ト気体軸受を構成しロータの軸方向荷重を支える。こう
なったところで前記小穴８への高圧ガスは不要となるの
で止め、タービン膨張機を停止するとき又流す。この実
施例以外にタービン翼車の背面に動圧形スラスト気体軸
受を構成することもできる。タービン翼車１又はコンプ
レッサ翼車４にも動圧形スラスト気体軸受としての機能
を持たせるのでスラスト板３の直径を小さくでき重量軽
減と強度を小さくできる。又軸受面を広くとることがで
きるのでロータの回転が比較的低速度でロータを浮上さ
せることができ起動時又は停止時の高圧ガスの消費量を
減らすことができる。
【００１２】
【発明の効果】この発明はタービン翼車又はコンプレッ
サ翼車を動圧形スラスト気体軸受のスラスト板としても
兼用しているのでスラスト板を必要としないタービン膨
張機のスラスト軸受を提供できる。なお従来例のスラス
ト板を本発明と共用することも可能である。
サ翼車を動圧形スラスト気体軸受のスラスト板としても
兼用しているのでスラスト板を必要としないタービン膨
張機のスラスト軸受を提供できる。なお従来例のスラス
ト板を本発明と共用することも可能である。
【図１】本発明に係る第１実施例の断面図で（ａ）図は
全体縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図ＢＢ断面図、（ｃ）
図は（ａ）図のＡＡ断面図である。
全体縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図ＢＢ断面図、（ｃ）
図は（ａ）図のＡＡ断面図である。
【図２】本発明に係る第２実施例の断面図で（ａ）図は
全体縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ部拡大図、（ｃ
）図は（ａ）図のＡＡ断面図、ＢＢ断面図、ＣＣ断面図
である。
全体縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ部拡大図、（ｃ
）図は（ａ）図のＡＡ断面図、ＢＢ断面図、ＣＣ断面図
である。
【図３】従来例の図１応当図である。
１ タービン翼車
２ 回転軸
３ スラスト板
４ コンプレッサ翼車
５ 軸受体
６ 軸受体
７ 螺線状の溝
Claims (2)
- 【請求項１】 極低温発生用などに使用されるタービ
ン膨張機において、タービン翼車（１）とコンプレッサ
翼車（４）の一方又は両方の前面又は背面に対向する位
置に前記面との間に微小隙間を介して螺線状の溝（７）
をつけた軸受体（２１），（２３）を設置したことを特
徴とするタービン膨張機のスラスト軸受。 - 【請求項２】 極低温発生用などに使用されるタービ
ン膨張機において、回転軸に取付けられたスラスト板（
３）と螺線状溝を有する軸受体（５）からなる動圧形ス
ラスト気体軸受と、タービン翼車（１）又はコンプレッ
サ翼車（４）の背面に螺線状の溝（７）をもつ軸受体と
を合せもつことを特徴とするタービン膨張機のスラスト
軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9967291A JPH04312210A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | タービン膨張機のスラスト軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9967291A JPH04312210A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | タービン膨張機のスラスト軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04312210A true JPH04312210A (ja) | 1992-11-04 |
Family
ID=14253525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9967291A Pending JPH04312210A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | タービン膨張機のスラスト軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04312210A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007000331A3 (de) * | 2005-06-28 | 2007-03-15 | Framatome Anp Gmbh | Pumpenvorrichtung für kerntechnische anlagen |
-
1991
- 1991-04-05 JP JP9967291A patent/JPH04312210A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007000331A3 (de) * | 2005-06-28 | 2007-03-15 | Framatome Anp Gmbh | Pumpenvorrichtung für kerntechnische anlagen |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981013 |