JPH0610421B2 - タ−ビンの空気軸受装置 - Google Patents
タ−ビンの空気軸受装置Info
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- JPH0610421B2 JPH0610421B2 JP60169589A JP16958985A JPH0610421B2 JP H0610421 B2 JPH0610421 B2 JP H0610421B2 JP 60169589 A JP60169589 A JP 60169589A JP 16958985 A JP16958985 A JP 16958985A JP H0610421 B2 JPH0610421 B2 JP H0610421B2
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- thrust
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
- F16C32/0614—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
- F16C32/0618—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings via porous material
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0681—Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load
- F16C32/0685—Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load for radial load only
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C32/0681—Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load
- F16C32/0692—Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load for axial load only
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/23—Gas turbine engines
- F16C2360/24—Turbochargers
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、排気ターボチャージャやガスタービンなど
タービン装置の軸受潤滑媒体として空気を供給する構成
の空気軸受装置に関する。
タービン装置の軸受潤滑媒体として空気を供給する構成
の空気軸受装置に関する。
（従来の技術） タービン装置の軸受として、軸受部に液体潤滑剤ではな
く空気を供給して空気力学的にタービン回転軸を支持す
ることによりタービンの高速回転に対応するようにした
空気軸受装置というものが知られており、これをターボ
チャージャに適用した例が実開昭58-151321号公報に開
示されている。
く空気を供給して空気力学的にタービン回転軸を支持す
ることによりタービンの高速回転に対応するようにした
空気軸受装置というものが知られており、これをターボ
チャージャに適用した例が実開昭58-151321号公報に開
示されている。
これを説明すると、第２図に示したようにタービン回転
軸１には一端側にタービンロータ２が一体形成され、他
端側の細径部には円盤状のスラストカラー３とインペラ
（コンプレッサ）４とが小径のスペーサ５を間に挟んで
ナット６により共締めされている。
軸１には一端側にタービンロータ２が一体形成され、他
端側の細径部には円盤状のスラストカラー３とインペラ
（コンプレッサ）４とが小径のスペーサ５を間に挟んで
ナット６により共締めされている。
また、タービン回転軸１が貫通する軸受ケーシング７に
は、その空孔内にてタービン回転軸１との間に微小な間
隙８を空けて嵌合する筒状のティルティングパッド軸受
９が直列的に２組収装されている。このティルティング
パッド軸受９は、その上方中央部にてネジ10およびスプ
リング11を介してケーシング７に保持された球状ピボッ
ト12によりタービン回転軸１に対してある程度揺動しう
るように支持されており、タービン回転時に導入される
空気によって前記隙間８を保持しつつタービン回転軸１
を可回転支持するジャーナル軸受を構成している。
は、その空孔内にてタービン回転軸１との間に微小な間
隙８を空けて嵌合する筒状のティルティングパッド軸受
９が直列的に２組収装されている。このティルティング
パッド軸受９は、その上方中央部にてネジ10およびスプ
リング11を介してケーシング７に保持された球状ピボッ
ト12によりタービン回転軸１に対してある程度揺動しう
るように支持されており、タービン回転時に導入される
空気によって前記隙間８を保持しつつタービン回転軸１
を可回転支持するジャーナル軸受を構成している。
一方、軸受ケーシング７のインペラ４側の端面にはスラ
ストカラー３を間に挟むようにして２枚の環状スラスト
軸受12A、12Bが取り付けられている。インペラ４に隣接
する第１のスラスト軸受12Aはネジ13を介して軸受ケー
シング７とこれを保持するセンターハウジング14に固定
されており、ケーシング７側に位置する第２のスラスト
軸受12Bはケーシング７との間に介装されたスプリング1
5の張力によりスラストカラー３の方向に付勢されてい
る。なお、16は各スラスト軸受12A、12Bの相互間の適正
間隔を設定するためのスペーサである。各スラスト軸受
12A，12Bはそれぞれスラストカラー３との対向端面に渦
巻状あるいはステップ状の溝（図示せず）が形成されて
おり、タービン回転時にスラストカラー３との間のスラ
スト軸受部に空気を導入して空気圧を発生させることに
より微小な隙間を維持しつつタービン回転軸１に生じる
スラスト力に対抗するようになっている。
ストカラー３を間に挟むようにして２枚の環状スラスト
軸受12A、12Bが取り付けられている。インペラ４に隣接
する第１のスラスト軸受12Aはネジ13を介して軸受ケー
シング７とこれを保持するセンターハウジング14に固定
されており、ケーシング７側に位置する第２のスラスト
軸受12Bはケーシング７との間に介装されたスプリング1
5の張力によりスラストカラー３の方向に付勢されてい
る。なお、16は各スラスト軸受12A、12Bの相互間の適正
間隔を設定するためのスペーサである。各スラスト軸受
12A，12Bはそれぞれスラストカラー３との対向端面に渦
巻状あるいはステップ状の溝（図示せず）が形成されて
おり、タービン回転時にスラストカラー３との間のスラ
スト軸受部に空気を導入して空気圧を発生させることに
より微小な隙間を維持しつつタービン回転軸１に生じる
スラスト力に対抗するようになっている。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の空気軸受装置による
と、ジャーナル軸受とスラスト軸受とが互いに独立して
それぞれの機能を発揮するように構成されていることか
ら、ジャーナル軸受の負荷容量を必要なだけ確保しよう
とするとそれだけタービン回転軸１の径または長さが大
きくなって回転運動部分の質量増となり、この結果応答
性が悪化したり装置全体の寸法ないし重量が増大すると
いう問題を生じる。また、スラスト軸受が多数の精密加
工部品（この場合、スペーサ５，16、スラスト軸受12
A，12B、スラストカラー３）により構成されるのでコス
トの高いものになるという難点もある。
と、ジャーナル軸受とスラスト軸受とが互いに独立して
それぞれの機能を発揮するように構成されていることか
ら、ジャーナル軸受の負荷容量を必要なだけ確保しよう
とするとそれだけタービン回転軸１の径または長さが大
きくなって回転運動部分の質量増となり、この結果応答
性が悪化したり装置全体の寸法ないし重量が増大すると
いう問題を生じる。また、スラスト軸受が多数の精密加
工部品（この場合、スペーサ５，16、スラスト軸受12
A，12B、スラストカラー３）により構成されるのでコス
トの高いものになるという難点もある。
この発明はこうした問題点を解消することを目的として
いる。
いる。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明では、タービン回転
軸の軸径方向に作用する荷重（以下、「ジャーナル荷
重」と言う。）を支持する筒状のジャーナル軸受と、同
じくスラスト荷重を支持する円盤状のスラスト軸受とを
各々多孔質材料で形成し、これら各軸受を保持する軸受
ケーシングに各軸受の周囲から軸受部へと加圧空気を供
給する空気導入通路を設けた空気軸受装置を構成し、前
記スラスト軸受は該軸受の内周面にてジャーナル荷重の
一部を支持するようにタービン回転軸に対し所定の間隔
を空けて、かつインペラとインペラ側ジャーナル軸受端
面との間に位置するように軸受ケーシングに保持すると
ともに、このスラスト軸受の内周とタービン回転軸との
間に補助ジャーナル軸受部を設け、この補助ジャーナル
軸受部の一端部に前記スラスト軸受とインペラ側ジャー
ナル軸受端面との間に位置する円盤状のスラストカラー
を形成し、このスラストカラーとスラスト軸受との間に
第一のスラスト軸受部を、同じくスラストカラーとジャ
ーナル軸受の一端面との間に第二のスラスト軸受部をそ
れぞれ形成した。
軸の軸径方向に作用する荷重（以下、「ジャーナル荷
重」と言う。）を支持する筒状のジャーナル軸受と、同
じくスラスト荷重を支持する円盤状のスラスト軸受とを
各々多孔質材料で形成し、これら各軸受を保持する軸受
ケーシングに各軸受の周囲から軸受部へと加圧空気を供
給する空気導入通路を設けた空気軸受装置を構成し、前
記スラスト軸受は該軸受の内周面にてジャーナル荷重の
一部を支持するようにタービン回転軸に対し所定の間隔
を空けて、かつインペラとインペラ側ジャーナル軸受端
面との間に位置するように軸受ケーシングに保持すると
ともに、このスラスト軸受の内周とタービン回転軸との
間に補助ジャーナル軸受部を設け、この補助ジャーナル
軸受部の一端部に前記スラスト軸受とインペラ側ジャー
ナル軸受端面との間に位置する円盤状のスラストカラー
を形成し、このスラストカラーとスラスト軸受との間に
第一のスラスト軸受部を、同じくスラストカラーとジャ
ーナル軸受の一端面との間に第二のスラスト軸受部をそ
れぞれ形成した。
（作用） 上記構成において、軸受ケーシングに常時的に供給され
る加圧空気は空気導入通路を介してジャーナル軸受並び
にスラスト軸受の外周部に作用し、各軸受の多孔質組織
を経由してタービン回転軸のジャーナル軸受部並びにス
ラスト軸受部に均等に配分される。この加圧空気は前記
軸受部にてタービン回転軸と各軸受面との間に圧力を及
ぼし、タービン回転軸を軸受に対し非接触支持して潤滑
媒体としての機能を果たしたのち空気導入通路の出口方
向へと抜ける。
る加圧空気は空気導入通路を介してジャーナル軸受並び
にスラスト軸受の外周部に作用し、各軸受の多孔質組織
を経由してタービン回転軸のジャーナル軸受部並びにス
ラスト軸受部に均等に配分される。この加圧空気は前記
軸受部にてタービン回転軸と各軸受面との間に圧力を及
ぼし、タービン回転軸を軸受に対し非接触支持して潤滑
媒体としての機能を果たしたのち空気導入通路の出口方
向へと抜ける。
このような空気潤滑の作用がなされる間の各軸受の荷重
負担は、ジャーナル荷重については主としてジャーナル
軸受が受け持つが、その荷重の一部、特に荷重変化の大
きいインペラとインペラ側ジャーナル軸受との間のジャ
ーナル荷重はスラスト軸受内周の補助ジャーナル軸受部
にても支持される。このため、所要負荷容量を満足させ
るためのジャーナル軸受単独での容量負担はその分だけ
減少し、従ってタービン回転軸及びタービン装置全体の
寸法が抑えられる。また、スラスト荷重についてはこれ
をスラストカラーの両面に形成した第一、第二のスラス
ト軸受部にて受けることになるが、第二のスラスト軸受
部はスラストカラーとジャーナル軸受の一端面区とで構
成したことから、タービンの軸方向の寸法がさらに減少
することに加えて、精密加工を要する軸受部品の点数を
最小限にすることができる。
負担は、ジャーナル荷重については主としてジャーナル
軸受が受け持つが、その荷重の一部、特に荷重変化の大
きいインペラとインペラ側ジャーナル軸受との間のジャ
ーナル荷重はスラスト軸受内周の補助ジャーナル軸受部
にても支持される。このため、所要負荷容量を満足させ
るためのジャーナル軸受単独での容量負担はその分だけ
減少し、従ってタービン回転軸及びタービン装置全体の
寸法が抑えられる。また、スラスト荷重についてはこれ
をスラストカラーの両面に形成した第一、第二のスラス
ト軸受部にて受けることになるが、第二のスラスト軸受
部はスラストカラーとジャーナル軸受の一端面区とで構
成したことから、タービンの軸方向の寸法がさらに減少
することに加えて、精密加工を要する軸受部品の点数を
最小限にすることができる。
次に、この発明をターボチャージャに適用した実施例を
第１図に基づいて説明する。
第１図に基づいて説明する。
（実施例） 第１図において、21はタービン回転軸、22はタービンロ
ータ、23はタービンハウジング、24はセンタハウジン
グ、25はコンプレッサのインペラ、26はコンプレッサハ
ウジング、27はスラストカラー、28は軸受ケーシング、
29と30はジャーナル軸受、31はスラスト軸受である。
ータ、23はタービンハウジング、24はセンタハウジン
グ、25はコンプレッサのインペラ、26はコンプレッサハ
ウジング、27はスラストカラー、28は軸受ケーシング、
29と30はジャーナル軸受、31はスラスト軸受である。
タービン回転軸21とタービンロータ22とはセラミクス材
料により一体的に形成されており、その軸端部には細径
部32Aを有する金属軸32がロウ付けあるいは接着等によ
り突き合わせ接合されている。インペラ25は、前記細径
部32Aの基端肩部をフランジとしてスラストカラー27を
挟みこむようにしてナット32Bにより金属軸32に締め着
けられている。
料により一体的に形成されており、その軸端部には細径
部32Aを有する金属軸32がロウ付けあるいは接着等によ
り突き合わせ接合されている。インペラ25は、前記細径
部32Aの基端肩部をフランジとしてスラストカラー27を
挟みこむようにしてナット32Bにより金属軸32に締め着
けられている。
スラストカラー27は、薄板円盤上の軸受部27Aと、この
軸受部27Aとインペラ25との間に所定の間隔を確保する
ためのスペーサ部27Bとを金属またはセラミクス材料で
一体的に形成したもので、軸受部27Aのインペラ25側の
端面にて環状のスラスト軸受31に対向して第一のスラス
ト軸受部33Aを形成するとともに、タービンロータ22側
の端面にて第一のジャーナル軸受29の端面に対向して第
二のスラスト軸受部33Bを形成している。また、スペー
サ部27Bはスラスト軸受31の内周面に対し、スラスト軸
受部33Aまたは33Bの間隙よりも幾らか大きい程度の間隙
を空けて嵌合し、補助ジャーナル軸受部３４を形成して
いる。
軸受部27Aとインペラ25との間に所定の間隔を確保する
ためのスペーサ部27Bとを金属またはセラミクス材料で
一体的に形成したもので、軸受部27Aのインペラ25側の
端面にて環状のスラスト軸受31に対向して第一のスラス
ト軸受部33Aを形成するとともに、タービンロータ22側
の端面にて第一のジャーナル軸受29の端面に対向して第
二のスラスト軸受部33Bを形成している。また、スペー
サ部27Bはスラスト軸受31の内周面に対し、スラスト軸
受部33Aまたは33Bの間隙よりも幾らか大きい程度の間隙
を空けて嵌合し、補助ジャーナル軸受部３４を形成して
いる。
スラストカラー27とインペラ25との間には、センタハウ
ジング24と結合して軸受ケーシング(28)の一部を構成す
る環状の保持部材35が設けられており、この保持部材35
にカラー軸受部27Aと対向するように形成された環状溝3
6に上記スラスト軸受31が嵌装保持されている。スラス
ト軸受31は多孔質の金属あるいはセラミクス材料からな
り、前記嵌装状態でそのインペラ25側の端面に空気導入
用の隙間が生じるように環状の切欠部37が形成されてい
る。また、これに対応して保持部材35には前記切欠部37
に面して開口するようにスラスト軸受用の加圧空気導入
通路38が、また第一のスラスト軸受部33Aの周辺域に面
して開口するように同じく加圧空気排出通路39がそれぞ
れ形成されている。なお、保持部材35はその外周部分に
コンプレッサハウジング26が嵌合され、ボルト40及び固
定用プレート41を介して相互に結合される。
ジング24と結合して軸受ケーシング(28)の一部を構成す
る環状の保持部材35が設けられており、この保持部材35
にカラー軸受部27Aと対向するように形成された環状溝3
6に上記スラスト軸受31が嵌装保持されている。スラス
ト軸受31は多孔質の金属あるいはセラミクス材料からな
り、前記嵌装状態でそのインペラ25側の端面に空気導入
用の隙間が生じるように環状の切欠部37が形成されてい
る。また、これに対応して保持部材35には前記切欠部37
に面して開口するようにスラスト軸受用の加圧空気導入
通路38が、また第一のスラスト軸受部33Aの周辺域に面
して開口するように同じく加圧空気排出通路39がそれぞ
れ形成されている。なお、保持部材35はその外周部分に
コンプレッサハウジング26が嵌合され、ボルト40及び固
定用プレート41を介して相互に結合される。
一方、２個のジャーナル軸受29、30は、それぞれスラス
ト軸受31と同様に多孔質の金属またはセラミクス材料で
形成されており、筒状のセンタハウジング24の内側に嵌
装固定された同じく筒状の軸受ケーシング28に各々保持
されている。軸受ケーシング28はその空洞部分の略中央
部にタービン回転軸21が貫通する隔壁部42が形成されて
おり、この隔壁部42を間に挟むようにしてインペラ25側
に第一のジャーナル軸受29が、タービンロータ22側に第
二のジャーナル軸受30がそれぞれ嵌装される。ただし、
タービンロータ22側に位置する第二のジャーナル軸受30
は、そのタービンロータ22に面した端面をタービンハウ
ジング23の内部空間に対して遮蔽するためのフランジを
有する筒状の補助ケーシング43を介して軸受ケーシング
28に保持される。これら２個のジャーナル軸受29、30
は、軸受ケーシング28に保持された状態でタービン回転
軸21と微小な間隙を空けて嵌合し、各々ジャーナル軸受
部44、45を形成している。
ト軸受31と同様に多孔質の金属またはセラミクス材料で
形成されており、筒状のセンタハウジング24の内側に嵌
装固定された同じく筒状の軸受ケーシング28に各々保持
されている。軸受ケーシング28はその空洞部分の略中央
部にタービン回転軸21が貫通する隔壁部42が形成されて
おり、この隔壁部42を間に挟むようにしてインペラ25側
に第一のジャーナル軸受29が、タービンロータ22側に第
二のジャーナル軸受30がそれぞれ嵌装される。ただし、
タービンロータ22側に位置する第二のジャーナル軸受30
は、そのタービンロータ22に面した端面をタービンハウ
ジング23の内部空間に対して遮蔽するためのフランジを
有する筒状の補助ケーシング43を介して軸受ケーシング
28に保持される。これら２個のジャーナル軸受29、30
は、軸受ケーシング28に保持された状態でタービン回転
軸21と微小な間隙を空けて嵌合し、各々ジャーナル軸受
部44、45を形成している。
軸受ケーシング28及び補助ケーシング43には、各ジャー
ナル軸受29、30の外周部分に形成された環状溝46、47に
面して開口するようにジャーナル軸受用の空気導入通路
48が形成され、さらに隔壁部42を半径方向に貫通して空
気排出通路49が形成されている。なお、この軸受ケーシ
ング28を保持したセンタハウジング24には、タービンロ
ータ22側から遮熱板50を挟むこむようにしてタービンハ
ウジング23が嵌合され、ボルト51及びプレート52を介し
て相互に結合される。また、図中53はセンタハウジング
24と軸受ケーシング28との間で潤滑用加圧空気の漏洩を
防ぐためのＯリングである。
ナル軸受29、30の外周部分に形成された環状溝46、47に
面して開口するようにジャーナル軸受用の空気導入通路
48が形成され、さらに隔壁部42を半径方向に貫通して空
気排出通路49が形成されている。なお、この軸受ケーシ
ング28を保持したセンタハウジング24には、タービンロ
ータ22側から遮熱板50を挟むこむようにしてタービンハ
ウジング23が嵌合され、ボルト51及びプレート52を介し
て相互に結合される。また、図中53はセンタハウジング
24と軸受ケーシング28との間で潤滑用加圧空気の漏洩を
防ぐためのＯリングである。
上記構成において、図示しないエンジンが運転を開始す
るとその排気通路からの高温排気ガスがタービンハウジ
ング23へと導入され、これによりタービンロータ22が回
転力を生じて同軸上にあるインペラ25を駆動しはじめ、
その回転速度がある程度以上に達するとコンプレッサハ
ウジング26からエンジンへと大気圧以上の吸入空気が供
給されることになる。このようなターボチャージャとし
ての機能が発揮される間、各空気導入通路38、48には図
示しない圧縮空気系統を介して常に加圧空気が供給され
る。
るとその排気通路からの高温排気ガスがタービンハウジ
ング23へと導入され、これによりタービンロータ22が回
転力を生じて同軸上にあるインペラ25を駆動しはじめ、
その回転速度がある程度以上に達するとコンプレッサハ
ウジング26からエンジンへと大気圧以上の吸入空気が供
給されることになる。このようなターボチャージャとし
ての機能が発揮される間、各空気導入通路38、48には図
示しない圧縮空気系統を介して常に加圧空気が供給され
る。
ジャーナル軸受用の空気導入通路48に供給された加圧空
気は、軸受ケーシング28または43と環状溝46、47との間
の環状空間から各ジャーナル軸受29、30内部の多孔質組
織を介してジャーナル軸受部44、45へと達し、当該軸受
部44、45にてタービン回転軸21に空気圧を及ぼす。この
とき軸受部44、45の空気圧は多孔質組織を経由して供給
されるため軸受面の各方向について均等に作用する。こ
れによりタービン回転軸２１は44、45に対して浮揚し、
安定的な非接触状態で可回転支持される。軸受部44、45
の加圧空気はこのようなタービン回転軸21の支持機機を
発揮したのち、ケーシング隔壁部42とタービン回転軸21
との間の環状間隙へと抜け、空気排出通路49を介して外
部へと排出される。
気は、軸受ケーシング28または43と環状溝46、47との間
の環状空間から各ジャーナル軸受29、30内部の多孔質組
織を介してジャーナル軸受部44、45へと達し、当該軸受
部44、45にてタービン回転軸21に空気圧を及ぼす。この
とき軸受部44、45の空気圧は多孔質組織を経由して供給
されるため軸受面の各方向について均等に作用する。こ
れによりタービン回転軸２１は44、45に対して浮揚し、
安定的な非接触状態で可回転支持される。軸受部44、45
の加圧空気はこのようなタービン回転軸21の支持機機を
発揮したのち、ケーシング隔壁部42とタービン回転軸21
との間の環状間隙へと抜け、空気排出通路49を介して外
部へと排出される。
一方、スラスト軸受用の空気導入通路38に供給された加
圧空気は、保持部材35の環状溝36と軸受切欠部37との間
の環状空間からスラスト軸受31内部の多孔質組織を介し
て第一のスラスト軸受部33A及び補助ジャーナル軸受部3
4へと達し、前記各軸受部33A、34に均等に空気圧を及ぼ
す。また、スラスト軸受31の第二の軸受部33Bに対して
は、上記ジャーナル軸受用に供給された加圧空気の一部
が第一のジャーナル軸受29の一端面から作用する。これ
により、スラストカラー27は、各軸受部33A，33Bにて空
気圧による微小な間隙を保ちつつタービン回転に伴って
生じるスラスト荷重を支承する。また、補助ジャーナル
軸受部34に作用する空気圧によりタービン回転軸21の荷
重が一部支持される。このようにして各部を支持した空
気は空気排出通路39を介して外部へと排出される。
圧空気は、保持部材35の環状溝36と軸受切欠部37との間
の環状空間からスラスト軸受31内部の多孔質組織を介し
て第一のスラスト軸受部33A及び補助ジャーナル軸受部3
4へと達し、前記各軸受部33A、34に均等に空気圧を及ぼ
す。また、スラスト軸受31の第二の軸受部33Bに対して
は、上記ジャーナル軸受用に供給された加圧空気の一部
が第一のジャーナル軸受29の一端面から作用する。これ
により、スラストカラー27は、各軸受部33A，33Bにて空
気圧による微小な間隙を保ちつつタービン回転に伴って
生じるスラスト荷重を支承する。また、補助ジャーナル
軸受部34に作用する空気圧によりタービン回転軸21の荷
重が一部支持される。このようにして各部を支持した空
気は空気排出通路39を介して外部へと排出される。
なお、各軸受部33A、33B、34、44、46には上述したよう
にして常に空気圧力が作用し、またタービン回転軸21と
タービンハウジング23並びにコンプレッサハウジング26
との間はそれぞれ補助ケーシング43または保持部材35に
よりほぼ軸封されるので、ハウジング23または26の内部
を流通する排気あるいは空気中の異物が前記各軸受部に
侵入して焼き付きや損傷等の不具合を生じるようなこと
はない。また、各軸受31、29、30とスラストカラー27を
セラミクス材料で形成した場合、タービン回転軸21とジ
ャーナル軸受29、30とが、あるいはスラスト軸受31とス
ラストカラー27とが万が一接触したときにも、硬度が高
くかつ自己潤滑性円を有するセラミクス材料同志の接触
となるので、損傷を起こす可能性をさらに減らすことが
できる。加えて、スラストカラー27のセラミクス化は回
転運動部品の軽量化に当たるので応答性の改善にもな
る。
にして常に空気圧力が作用し、またタービン回転軸21と
タービンハウジング23並びにコンプレッサハウジング26
との間はそれぞれ補助ケーシング43または保持部材35に
よりほぼ軸封されるので、ハウジング23または26の内部
を流通する排気あるいは空気中の異物が前記各軸受部に
侵入して焼き付きや損傷等の不具合を生じるようなこと
はない。また、各軸受31、29、30とスラストカラー27を
セラミクス材料で形成した場合、タービン回転軸21とジ
ャーナル軸受29、30とが、あるいはスラスト軸受31とス
ラストカラー27とが万が一接触したときにも、硬度が高
くかつ自己潤滑性円を有するセラミクス材料同志の接触
となるので、損傷を起こす可能性をさらに減らすことが
できる。加えて、スラストカラー27のセラミクス化は回
転運動部品の軽量化に当たるので応答性の改善にもな
る。
（発明の効果） 以上説明した通りこの発明によれば、ガスタービンある
いはターボチャージャ等の回転軸を支持するジャーナル
軸受とスラスト軸受とを多孔質材料で形成し、各軸受部
に均等な圧力が作用するように加圧空気を供給する構成
として空気圧による安定的な軸受機能を確保したうえ
で、ジャーナル軸受の一部がスラスト軸受部として、ま
たスラスト軸受の一部がその内周側に位置する補助ジャ
ーナル軸受部上にてジャーナル軸受部としてそれぞれ機
能するようにしたので、所要負荷容量を満足させるため
の軸受う法を最小限に抑えられ、従って回転運動部分の
軽量化による応答性の向上、及びタービン装置全体の小
型化を達成できる。また、同様の理由から、精密加工を
要する軸受部品の総数が減少するので低価格のタービン
装置を提供することができる。
いはターボチャージャ等の回転軸を支持するジャーナル
軸受とスラスト軸受とを多孔質材料で形成し、各軸受部
に均等な圧力が作用するように加圧空気を供給する構成
として空気圧による安定的な軸受機能を確保したうえ
で、ジャーナル軸受の一部がスラスト軸受部として、ま
たスラスト軸受の一部がその内周側に位置する補助ジャ
ーナル軸受部上にてジャーナル軸受部としてそれぞれ機
能するようにしたので、所要負荷容量を満足させるため
の軸受う法を最小限に抑えられ、従って回転運動部分の
軽量化による応答性の向上、及びタービン装置全体の小
型化を達成できる。また、同様の理由から、精密加工を
要する軸受部品の総数が減少するので低価格のタービン
装置を提供することができる。
第１図はこの発明の一実施例の縦断面図、第２図は従来
例の縦断面図である。 21……タービン回転軸、22……タービンロータ、 23……タービンハウジング、 24……センタハウジング、25……インペラ、 26……コンプレッサハウジング、 27……スラストカラー、28……軸受ケーシング、 29，30……ジャーナル軸受、31……スラスト軸受、 32……金属軸、33A，33B……スラスト軸受部、 34……補助ジャーナル軸受部、35……保持部材、 38……スラスト軸受用の空気導入通路、 39……同空気排出通路、42……隔壁部、 43……補助ケーシング、 44，45……ジャーナル軸受部、 48……ジャーナル軸受用の空気導入通路、 49……同空気排出通路。
例の縦断面図である。 21……タービン回転軸、22……タービンロータ、 23……タービンハウジング、 24……センタハウジング、25……インペラ、 26……コンプレッサハウジング、 27……スラストカラー、28……軸受ケーシング、 29，30……ジャーナル軸受、31……スラスト軸受、 32……金属軸、33A，33B……スラスト軸受部、 34……補助ジャーナル軸受部、35……保持部材、 38……スラスト軸受用の空気導入通路、 39……同空気排出通路、42……隔壁部、 43……補助ケーシング、 44，45……ジャーナル軸受部、 48……ジャーナル軸受用の空気導入通路、 49……同空気排出通路。
Claims (1)
- 【請求項１】タービン回転軸のジャーナル荷重を支持す
る筒状のジャーナル軸受と、同じくスラスト荷重を支持
する円盤状のスラスト軸受とを各々多孔質材料で形成
し、これら各軸受を保持する軸受ケーシングに各軸受の
周囲から軸受部へと加圧空気を供給する空気導入通路を
設けた空気軸受装置であって、スラスト軸受は該軸受の
内周面にてジャーナル荷重の一部を支持するようにター
ビン回転軸に対し所定の間隔を空けて、かつインペラと
インペラ側ジャーナル軸受端面との間に位置するように
軸受ケーシングに保持するとともに、このスラスト軸受
の内周とタービン回転軸との間に補助ジャーナル軸受部
を設け、この補助ジャーナル軸受部の一端部に前記スラ
スト軸受とインペラ側ジャーナル軸受端面との間に位置
する円盤状のスラストカラーを形成し、このスラストカ
ラーとスラスト軸受との間に第一のスラスト軸受部を、
同じくスラストカラーとジャーナル軸受の一端面との間
に第二のスラスト軸受部をそれぞれ形成したことを特徴
とするタービンの空気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60169589A JPH0610421B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | タ−ビンの空気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60169589A JPH0610421B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | タ−ビンの空気軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6229725A JPS6229725A (ja) | 1987-02-07 |
| JPH0610421B2 true JPH0610421B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=15889285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60169589A Expired - Fee Related JPH0610421B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | タ−ビンの空気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610421B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007170296A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 過給機 |
| US9181955B1 (en) * | 2015-02-18 | 2015-11-10 | Borgwarner Inc. | Method for reducing aero clearances with a ball bearing turbocharger |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58151322U (ja) * | 1982-04-05 | 1983-10-11 | 日本精工株式会社 | 過給機の軸受 |
-
1985
- 1985-07-31 JP JP60169589A patent/JPH0610421B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 発明協会公開技報公技番号８４−１６２１６号 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6229725A (ja) | 1987-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |