JP2001200847A - 軸受装置、及び、タービン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い負荷能力を有すると共に、作動中の損失
を容易に低下させることが可能であり、かつ、潤滑油の
供給量を低減可能な軸受装置、及び、ロータを大径化し
て容易に大容量化を図ることができるタービンの提供。 【解決手段】 蒸気タービン１に備えられた軸受装置３
０は、軸受面３６をもった軸受パッド３３を複数備え、
ロータ１２，２５のジャーナルと各軸受面３６との隙間
に潤滑油の油膜ＬＦを形成し、当該油膜によってロータ
１２，２５を支持するものであり、各軸受パッド３３
は、ロータ１２，２５の回転方向における下流側の端部
に設けられて軸受パッド３３同士の隙間Ｇに対する潤滑
油の流出を規制するスクレーパ４４と、スクレーパ４４
の上流側近傍に設けられて潤滑油を背面側に導く排油孔
４５とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸受装置、及び、
軸受装置を備えたタービンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ケーシング内で作動流体を膨
張させることにより、ロータ（回転軸）を回転させて動
力を発生する蒸気タービンやガスタービンといったター
ビンが様々な分野において幅広く利用されている。この
種のタービンでは、回転するロータを支持するために軸
受装置を設けることが不可欠となるが、タービンの大容
量化に基づくロータの大径化に伴い、軸受装置について
も従来から各種の改良が施されている。このような軸受
装置の一例としては、例えば、特開昭６０−１５７５１
２号公報によって開示されたものが挙げられる。

【０００３】同公報に記載された軸受装置は、いわゆ
る、ティルティングパッド形の軸受であり、軸受面をも
った軸受パッドを複数備える。また、複数の軸受パッド
のうち、下側に位置する１体の軸受パッドの両脇には、
ロータのジャーナルと軸受パッドの軸受面との隙間に潤
滑油を供給するための給油ノズルが配設されている。こ
れにより、ロータのジャーナルと各軸受パッドの軸受面
との隙間には、潤滑油の油膜が形成され、ロータは、当
該油膜によって支持される。ここで、一般に、ジャーナ
ルと軸受面との隙間に供給された潤滑油は、ロータの回
転に伴い、ロータの回転方向に流動する。従って、ジャ
ーナルと軸受面との間を流通して昇温した潤滑油は、互
いに隣り合う軸受パッド同士の隙間に流れ込む。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
軸受装置には、次のような問題点が存在していた。すな
わち、一の軸受パッドを潤滑させて昇温した潤滑油が軸
受パッド同士の隙間に流れ込むということは、高温の潤
滑油が給油ノズルから供給される低温の潤滑油と混ざり
合うということを意味する。この場合、当該一の軸受パ
ッドと隣り合う軸受パッドには、給油ノズルから直に吹
き出される潤滑油よりも高温の潤滑油が流入することに
なり、軸受の摩擦係数が増大し、軸受装置における損失
が増大してしまう。このような損失は、攪拌損失と呼ば
れ、軸受装置によって支持する回転軸が大径化すればす
るほど増大する傾向にある。

【０００５】また、軸受装置における損失が増大した場
合、潤滑油の温度と共に軸受パッドの温度（メタル温
度）も上昇し、軸受装置の負荷能力が低下することか
ら、ジャーナルと軸受面との隙間に供給する潤滑油の量
を増大化させる必要がある。しかしながら、タービンを
含めたプラント全体から見れば、軸受装置に供給する油
量は極力低減すべきである。特に、タービンを大容量化
する場合は、設備コストを低減させる観点から、軸受装
置に供給する油量を必要最小限とするべきである。

【０００６】そこで、本発明は、高い負荷能力を有する
と共に、作動中の損失を容易に低下させることが可能で
あり、かつ、潤滑油の供給量を低減可能な軸受装置、及
び、ロータを大径化して容易に大容量化を図ることがで
きるタービンの提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による軸受装置は、軸受面をもった軸受パッドを複数備
えており、回転軸のジャーナルと各軸受パッドの軸受面
との隙間に潤滑油の油膜を形成し、当該油膜によって回
転軸を支持する軸受装置において、各軸受パッドは、回
転軸の回転方向における下流側の端部に設けられてお
り、互いに隣り合う軸受パッド同士の隙間に対する潤滑
油の流出を規制する越流規制部材と、越流規制部材の上
流側近傍に設けられており、潤滑油を背面側に導く排油
孔とを有することを特徴とする。

【０００８】この軸受装置では、複数の軸受パッドが支
持環の内部に収容されて、タービンロータ等の回転軸の
周囲に位置する。また、回転軸のジャーナルと各軸受パ
ッドの軸受面との隙間には、所定の給油部、給油ノズル
等から潤滑油が供給される。ここで、回転軸の回転に伴
い、一の軸受パッドに対して供給された潤滑油は、回転
軸の回転方向に沿って、当該一の軸受パッドと隣り合う
軸受パッドに向けて流動する。この際、潤滑油は、当該
一の軸受パッドの下流側端部まで達すると、越流規制部
材によって塞き止められる。そして、当該一の軸受パッ
ドを潤滑させて昇温した潤滑油は、越流規制部材によっ
て、その上流側近傍（手前）に設けられている排油孔に
案内され、当該排油孔を介して軸受パッドの背面側に導
かれることになる。

【０００９】これにより、互いに隣り合う軸受パッド同
士の隙間に、高温の潤滑油が流入することに起因する攪
拌損失が低減されると共に、軸受パッドの温度上昇（メ
タル温度の上昇）が抑制される。従って、この軸受装置
では、負荷能力を向上させることが可能となると共に、
作動中の損失を容易に低下でき、かつ、潤滑油の供給量
を低減することができる。

【００１０】この場合、各軸受パッドは、回転軸の回転
方向における上流側の端部に設けられたスクープ型給油
部を複数有すると好ましい。

【００１１】この軸受装置の軸受パッドに設けられる各
スクープ型給油部は、給油孔と、給油孔の周囲に設けら
れた給油凹部（スクープ溝）とを有し、給油凹部は、回
転軸の回転方向における上流側から下流側に向けて深さ
が漸減するように形成される。そして、各スクープ型給
油部は、例えば、軸受パッドの幅方向に配設される。こ
のような構成を採用すれば、各スクープ型給油部からの
給油量を微調整することが可能となる。従って、軸受パ
ッドの下流側端部に設けられた越流規制部材及び排油孔
による効果と相俟って攪拌損失をより一層低減でき、軸
受パッドの温度上昇（メタル温度の上昇）をより効果的
に抑制可能となる。

【００１２】また、軸受パッドのうち、少なくとも２体
の軸受パッド同士の隙間に、回転軸の回転方向に沿うよ
うに潤滑油を供給可能な給油ノズルを配置してもよい。

【００１３】かかる構成は、互いに隣り合う軸受パッド
同士の隙間に給油ノズルを配置したものであるが、この
軸受装置では、一の軸受パッドを潤滑させて昇温した潤
滑油は、越流規制部材によって、その上流側近傍（手
前）に設けられている排油孔に案内され、当該排油孔を
介して軸受パッドの背面側に導かれることになる。従っ
て、互いに隣り合う軸受パッド同士の隙間で、給油ノズ
ルから吹き出される潤滑油と高温の潤滑油とが混じり合
うことに起因する攪拌損失が低減されると共に、軸受パ
ッドの温度上昇（メタル温度の上昇）が抑制される。ま
た、給油ノズルは、簡易な手法によって軸受パッド同士
の隙間に配置することができるので、軸受装置を容易か
つ低コストで製造可能となる。

【００１４】請求項４に記載の本発明による軸受装置
は、軸受面をもった軸受パッドを複数備えており、回転
軸のジャーナルと各軸受パッドの軸受面との隙間に潤滑
油の油膜を形成し、当該油膜によって回転軸を支持する
軸受装置において、各軸受パッドには、回転軸の回転方
向における上流側の端部から全長の略５０〜７５％に相
当する距離を隔てた位置に給油孔が設けられていること
を特徴とする。

【００１５】上述したように、軸受装置において攪拌損
失が発生すると、軸受パッドの温度（メタル温度）が上
昇し、軸受装置の負荷能力が低下してしまう。そこで、
本発明者らは、軸受パッドの各部位における温度分布に
ついて鋭意研究、解析を進めた。その結果、軸受パッド
は、回転軸の回転方向における上流側の端部から全長の
略７５％に相当する距離を隔てた位置で最も高温となる
ことが見出された。

【００１６】この点に鑑みて、この軸受装置の各軸受パ
ッドには、回転軸の回転方向における上流側の端部から
全長の略５０〜７５％に相当する距離を隔てた位置に給
油孔が設けられている。このような構成を採用すること
により、軸受パッドの各部位のうち、最も高温となる部
位に対して極めて効果的に低温かつ高圧の潤滑油を供給
することできるので、軸受パッドの温度上昇を効果的に
抑制することが可能となる。また、この場合は、摺動面
を通過する油は比較的高温であるため、粘度が小さくな
り、その結果、損失を低減することができる。従って、
かかる構成のもとでも、損失が低減され、かつ、軸受パ
ッドの温度上昇（メタル温度の上昇）が抑制される。こ
の結果、高い負荷能力を有すると共に、作動中の損失を
容易に低下させることが可能であり、かつ、潤滑油の供
給量を低減できる軸受装置の実現が可能となる。

【００１７】請求項５に記載の本発明による軸受装置
は、軸受面をもった軸受パッドを複数備えており、回転
軸のジャーナルと各軸受パッドの軸受面との隙間に潤滑
油の油膜を形成し、当該油膜によって回転軸を支持する
軸受装置において、各軸受パッドのうち、少なくとも何
れか一体の軸受パッドの両脇には、回転軸の回転方向に
沿うように潤滑油を供給可能であり、かつ、先端部が回
転軸と接触するように付勢された給油ノズルが配置され
ていることを特徴とする。

【００１８】この軸受装置では、複数の軸受パッドが支
持環の内部に収容されて、タービンロータ等の回転軸の
周囲に位置する。また、少なくとも何れか一体の軸受パ
ッドの両脇（互いに隣り合う軸受パッド同士の隙間）に
は、例えば球面状又は反円柱面状に形成された先端部を
もった給油ノズルが、回転軸に対して付勢された状態で
配置される。更に、給油ノズルは、給油孔が回転軸の回
転方向に向けられた状態で配置される。これにより、給
油ノズルから、回転軸のジャーナルと各軸受パッドの軸
受面との隙間に対して回転軸の回転方向に沿うように潤
滑油を供給することが可能となる。

【００１９】この場合、回転軸の回転に伴い、一の軸受
パッドに対して供給された潤滑油は、回転軸の回転方向
に沿って、当該一の軸受パッドと隣り合う軸受パッドに
向けて流動する。この際、給油ノズルは、回転軸に対し
て付勢されており、その先端部が常に、回転軸と接触し
ている。従って、潤滑油は、当該一の軸受パッドの下流
側端部まで達すると、給油ノズル（給油孔が設けられて
いない側の部位）によって塞き止められ、給油ノズルを
超えて隣接する軸受パッド側に流入することが規制され
る。

【００２０】従って、この軸受装置では、互いに隣り合
う軸受パッド同士の隙間で、高温の潤滑油と給油ノズル
から供給される低温の潤滑油とが混じり合うことに起因
する攪拌損失が低減されると共に、軸受パッドの温度上
昇（メタル温度の上昇）が抑制される。従って、この軸
受装置では、負荷能力を向上させることが可能となると
共に、作動中の損失を容易に低下でき、かつ、潤滑油の
供給量を低減させることが可能となる。また、給油ノズ
ルは、簡易な手法によって軸受パッド間に配置すること
ができるので、軸受装置を容易かつ低コストで製造可能
となる

【００２１】この場合、給油ノズルは、各軸受パッドの
間に配置されていると好ましい。

【００２２】このような構成を採用すれば、各軸受パッ
ドに対して低温の潤滑油を供給することが可能となり、
高温の潤滑油と給油ノズルから供給される低温の潤滑油
とが混じり合うことに起因する攪拌損失をより一層効果
的に低減でき、かつ、軸受パッドの温度上昇（メタル温
度の上昇）を極めて効果的に抑制可能となる。

【００２３】請求項７に記載の本発明による軸受装置
は、軸受面をもった軸受パッドを複数備えており、回転
軸のジャーナルと各軸受パッドの軸受面との隙間に潤滑
油の油膜を形成し、当該油膜によって回転軸を支持する
軸受装置において、各軸受パッドの軸受面には、回転軸
の回転方向における上流側から下流側に向かうにつれて
深さが漸増し、かつ、下流端が急激に立ち上がるように
形成された凹部が設けられていることを特徴とする。

【００２４】この軸受装置では、複数の軸受パッドが支
持環等によって支持され、タービンロータ等の回転軸の
周囲に配置される。また、回転軸のジャーナルと各軸受
パッドの軸受面との隙間には、所定の給油部、給油ノズ
ル等から潤滑油が供給される。回転軸の回転に伴い、一
の軸受パッドに対して供給された潤滑油は、回転軸の回
転方向に沿って、当該一の軸受パッドと隣り合う軸受パ
ッドに向けて流動する。この際、潤滑油は、各軸受パッ
ドの軸受面に設けられている凹部内をも流通する。

【００２５】ここで、軸受パッドの凹部は、軸受面に、
回転軸の回転方向における上流側から下流側に向かうに
つれて深さが漸増し、かつ、その下流端が急激に立ち上
がるように形成されている。従って、凹部の下流端にお
いて潤滑油の流通方向は、回転軸側に向けられることに
なる。これにより、回転軸のジャーナルと各軸受パッド
の軸受面との間を潤滑油が流通すると、軸受パッドに
は、潤滑油（油膜）によって回転軸から遠ざかる方向に
力が加えられることになる。

【００２６】この結果、この軸受装置では、負荷能力が
向上することになり、潤滑油及び軸受パッドの温度上昇
（メタル温度の上昇）が抑制される。これにより、高い
負荷能力を有し、作動中の損失を容易に低下でき、か
つ、潤滑油の供給量を低減することが可能な軸受装置の
実現が可能となる。なお、凹部は、軸受面に複数配設す
ると好ましい。更に、凹部の平面形状は、例えば、回転
軸の回転方向における上流側から下流側に向けて幅が漸
減する楔形状、弓形状としたり、Ｖ字形状（三日月形
状）としたりすると好ましい。

【００２７】請求項８に記載の本発明による軸受装置
は、軸受面をもった軸受パッドを複数備えており、回転
軸のジャーナルと各軸受パッドの軸受面との隙間に潤滑
油の油膜を形成し、当該油膜によって回転軸を支持する
軸受装置において、各軸受パッドのうち、互いに隣り合
う少なくとも一対の軸受パッド同士の隙間には、ジャー
ナルと軸受面との隙間に潤滑油を供給する給油ノズルが
配置されており、当該給油ノズルには、一対の軸受パッ
ドのうち、回転軸の回転方向上流側の軸受パッドから下
流側の軸受パッドに潤滑油が流れ込むことを防止する越
流規制部材が備えられていることを特徴とする。

【００２８】この軸受装置では、複数の軸受パッドが支
持環の内部に収容されており、各軸受パッドは、タービ
ンロータ等の回転軸の周囲に位置する。また、互いに隣
り合う少なくとも一対の軸受パッド同士の隙間には、回
転軸のジャーナルと軸受パッドの軸受面との隙間に潤滑
油を供給する給油ノズルが配置される。互いに隣り合う
一対の軸受パッドのうち、回転軸の回転方向上流側の軸
受パッドに供給された潤滑油は、当該回転方向に沿っ
て、下流側の軸受パッドに向けて流動する。そして、上
流側の軸受パッドの軸受面と回転軸のジャーナルとの隙
間を流通した潤滑油は、給油ノズルの手前まで達する
と、給油ノズルに備えられている越流規制部材によって
塞き止められる。

【００２９】これにより、互いに隣り合う軸受パッド同
士の隙間で、給油ノズルから吹き出される潤滑油と上流
側の軸受パッドから流れ込む高温の潤滑油とが混じり合
うことに起因する攪拌損失が低減されると共に、軸受パ
ッドの温度上昇（メタル温度の上昇）が抑制される。従
って、この軸受装置では、負荷能力を向上させると共
に、作動中の損失を容易に低下させることが可能とな
り、かつ、潤滑油の供給量を低減することができる。

【００３０】また、給油ノズルは、潤滑油を流出させる
給油孔を有し、越流規制部材は、給油孔よりも回転軸の
回転方向上流側に位置するように給油ノズルに固定され
た板状の弾性体からなり、回転軸の回転方向下流側に撓
められていると好ましい。

【００３１】この場合、板状の弾性体からなる越流規制
部材は、その遊端側が給油孔の上方に位置するように回
転軸の回転方向下流側に撓められた（湾曲させられた）
状態で互いに隣り合う軸受パッド間に配置される。これ
により、回転軸が回転する間、互いに隣り合う２体の軸
受パッドのうち、回転軸の回転方向上流側の軸受パッド
から下流側の軸受パッドに流れ込もうとする潤滑油は、
給油ノズルに設けられている越流規制部材によって塞き
止められる。また、給油ノズルの給油孔から吹き出され
た潤滑油は、撓んでいる（湾曲している）越流規制部材
によってガイドされながら、下流側の軸受パッドの軸受
面と回転軸のジャーナルとの隙間の入口に導かれること
になる。

【００３２】従って、このような構成を採用すれば、互
いに隣り合う軸受パッド同士の隙間における攪拌損失を
低減させ、軸受パッドの温度上昇（メタル温度の上昇）
を抑制すると共に、下流側の軸受パッドの軸受面と回転
軸のジャーナルとの隙間にスムースかつ効率よく給油す
ることが可能となる。また、板状の弾性体からなる越流
規制部材は、低コストで構成可能であり、容易に給油ノ
ズルに備えることができる。

【００３３】請求項１０に記載の本発明によるタービン
は、ケーシング内で作動流体を膨張させることにより、
ロータを回転させるタービンにおいて、ケーシングに対
して固定された静翼と、ロータに取り付けられた動翼
と、ロータを支持する軸受装置とを有し、軸受装置は、
軸受面をもった軸受パッドを複数備えており、各軸受パ
ッドは、ロータの回転方向における下流側の端部に設け
られており、互いに隣り合う軸受パッド同士の隙間に対
する潤滑油の流出を規制する越流規制部材と、越流規制
部材の上流側近傍に設けられており、潤滑油を背面側に
導く排油孔とを有することを特徴とする。

【００３４】このタービンに設けられた軸受装置は、高
い負荷能力を有し、作動中の損失を容易に低下でき、か
つ、潤滑油の供給量を低減することができるものであ
る。従って、このタービンは、ロータを大径化して大容
量化を図ることが極めて容易である。

【００３５】請求項１１に記載の本発明によるタービン
は、ケーシング内で作動流体を膨張させることにより、
ロータを回転させるタービンにおいて、ケーシングに対
して固定された静翼と、ロータに取り付けられた動翼
と、ロータを支持する軸受装置とを有し、軸受装置は、
軸受面をもった軸受パッドを複数備えており、各軸受パ
ッドには、ロータの回転方向における上流側の端部から
全長の略５０〜７５％に相当する距離を隔てた位置に給
油孔が設けられていることを特徴とする。

【００３６】このタービンに設けられた軸受装置も、高
い負荷能力を有し、作動中の損失を容易に低下でき、か
つ、潤滑油の供給量を低減することができるものであ
る。従って、このタービンは、ロータを大径化して大容
量化を図ることが極めて容易である。

【００３７】請求項１２に記載の本発明によるタービン
は、ケーシング内で作動流体を膨張させることにより、
ロータを回転させるタービンにおいて、ケーシングに対
して固定された静翼と、ロータに取り付けられた動翼
と、ロータを支持する軸受装置とを有し、軸受装置は、
軸受面をもった軸受パッドを複数備えており、各軸受パ
ッドのうち、少なくとも何れか一体の軸受パッドの両脇
には、ロータの回転方向に沿うように潤滑油を供給可能
であり、かつ、先端部がロータと接触するように付勢さ
れた給油ノズルが配置されていることを特徴とする。

【００３８】このタービンに設けられた軸受装置も、高
い負荷能力を有し、作動中の損失を容易に低下でき、か
つ、潤滑油の供給量を低減することができるものであ
る。従って、このタービンは、ロータを大径化して大容
量化を図ることが極めて容易である。

【００３９】請求項１３に記載の本発明によるタービン
は、ケーシング内で作動流体を膨張させることにより、
ロータを回転させるタービンにおいて、ケーシングに対
して固定された静翼と、ロータに取り付けられた動翼
と、ロータを支持する軸受装置とを有し、軸受装置は、
軸受面をもった軸受パッドを複数備えており、各軸受パ
ッドの軸受面には、ロータの回転方向における上流側か
ら下流側に向かうにつれて深さが漸増し、かつ、下流端
が急激に立ち上がるように形成された凹部が設けられて
いることを特徴とする。

【００４０】このタービンに設けられた軸受装置も、高
い負荷能力を有し、作動中の損失を容易に低下でき、か
つ、潤滑油の供給量を低減することができるものであ
る。従って、このタービンは、ロータを大径化して大容
量化を図ることが極めて容易である。

【００４１】請求項１４に記載の本発明によるタービン
は、ケーシング内で作動流体を膨張させることにより、
ロータを回転させるタービンにおいて、ケーシングに対
して固定された静翼と、ロータに取り付けられた動翼
と、ロータを支持する軸受装置とを有し、軸受装置は、
軸受面をもった軸受パッドを複数備えており、前記各軸
受パッドのうち、互いに隣り合う少なくとも一対の軸受
パッド同士の隙間には、前記ジャーナルと前記軸受面と
の隙間に潤滑油を供給する給油ノズルが配置されてお
り、当該給油ノズルには、前記一対の軸受パッドのう
ち、前記ロータの回転方向上流側の軸受パッドから下流
側の軸受パッドに潤滑油が流れ込むことを防止する越流
規制部材が備えられていることを特徴とする。

【００４２】このタービンに設けられた軸受装置も、高
い負荷能力を有し、作動中の損失を容易に低下でき、か
つ、潤滑油の供給量を低減することができるものであ
る。従って、このタービンは、ロータを大径化して大容
量化を図ることが極めて容易である。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による軸受装置及びタービンの好適な実施形態について
詳細に説明する。

【００４４】〔第１実施形態〕図１は、本発明の第１実
施形態に係るタービンの一例を示す概略構成図である。
同図に示す蒸気タービン１は、原子力発電に適用される
ものとして構成されており、高圧タービン１０、第１低
圧タービン２１、第２低圧タービン２２、及び、第３低
圧タービン２３を備える。高圧タービン１０は、主蒸気
入口１１ａを備えたケーシング１１と、ケーシング１１
内に配されたロータ（回転軸）１２とを備える。ロータ
１２には、円胴１２ａが一体化されており、この円胴１
２ａの外周面には、複数の動翼１４が配設（固定）され
ている。また、ケーシング１１の内部には、複数の静翼
１５が配設（固定）されている。ロータ１２は、動翼１
４と静翼１５とが１組のステージを形成するようにケー
シング１１内に配される。そして、ロータ１２の両端部
は、ケーシング１１に対して位置決めされている軸受装
置（ティルティングパッド型ジャーナル軸受）３０によ
って支持される。

【００４５】第１低圧タービン２１、第２低圧タービン
２２、及び、第３低圧タービン２３は、高圧タービン１
０と基本的に共通の構造を有する。各低圧タービン２
１，２２，２３も、蒸気入口２４ａを備えたケーシング
２４と、ケーシング２４内に配されたロータ（回転軸）
２５とを備える。ロータ２５の外周面には、複数の動翼
２７が固定されている。また、ケーシング１１の内部に
は、複数の静翼２８が固定されている。ロータ２５は、
動翼２７と静翼２８とが１組のステージを形成するよう
にケーシング２４内に配される。そして、ロータ２５の
両端部も、ケーシング２４に対して位置決めされている
軸受装置３０によって支持される。

【００４６】この蒸気タービン１では、高圧タービン１
０のロータ１２の一端が、第１低圧タービン２１のロー
タ２５の一端に図示しないカップリング部材を介して連
結される。更に、第１低圧タービン２１のロータ２５と
第２低圧タービン２２のロータとが、また、第２低圧タ
ービン２２のロータ２５と第３低圧タービン２３のロー
タ２５とが、それぞれ連結される。第３低圧タービン２
３のロータ２５には、図示しない発電機が接続される。

【００４７】このように構成された蒸気タービン１を作
動させる場合、湿分分離加熱器等から高圧タービン１０
の主蒸気入口１１ａ、及び、各低圧タービン２１〜２３
の蒸気入口２４ａに作動流体としての飽和蒸気を供給す
る。これにより、ケーシング１０，２４内に供給された
蒸気は、ケーシング１０，２４に固定されている静翼１
５，２８により圧力降下させられ、これにより発生した
運動エネルギは、ロータ１２，２５に取り付けられた動
翼１４，２７を介して回転トルクに変換される。そし
て、動翼１４，２７で発生した回転トルクは、ロータ１
２，２５に伝達され、第３低圧タービン２３のロータ２
５に接続された図示しない発電機が駆動されることにな
る。

【００４８】図２は、上述した蒸気タービン１の高圧タ
ービン１０、第１低圧タービン２１、第２低圧タービン
２２、及び、第３低圧タービン２３に備えられている軸
受装置３０を示す横断面図であり、図３は、軸受装置３
０の縦断面図である。これらの図面に示すように、軸受
装置３０は、軸受ケーシング３１（図３参照）の内部に
配された支持環３２と、支持環３２内に収容されてロー
タ１２，２５の周囲に位置する複数（この場合、４体）
の軸受パッド３３とを備える。各軸受パッド３３は、ロ
ータ１２，２５のジャーナルの傾きに応じて傾斜自在と
なるようにピボット３４を介して支持環３２に連結され
ている。また、支持環３２には、図３に示すように、ロ
ータ１２，２５の軸方向における両側からサイドシール
部（油止めリング）３５が装着されている。

【００４９】この軸受装置３０に設けられている各軸受
パッド３３の背面は、球面状に形成されており、その上
面は、図４に示すように、円柱面状に形成されて軸受面
３６として機能する。また、各軸受パッド３３は、ロー
タ１２，２５の回転方向（図２、図４及び図５における
白抜矢印参照）における上流側の端部に設けられたスク
ープ型給油部３７を複数（この場合、３個）有する。各
スクープ型給油部３７は、軸受パッド３３の幅方向に配
設されており、それぞれ、給油孔３８と、給油孔３８の
周囲に設けられた給油凹部（スクープ溝）３９とを有す
る。給油凹部３９は、図５に示すように、ロータ１２，
２５の回転方向における上流側から下流側に向けて深さ
が漸減するように形成されている。

【００５０】各スクープ型給油部３７の給油孔３８は、
図３に示すように、軸受パッド３３の内部に形成されて
いる給油ポケット３３ａと連通しており、給油ポケット
３３ａは、給油路３３ｂ及び給油スリーブ４０を介して
支持環３２の内部に形成されている給油路３２ａ及び給
油ポケット３２ｂと連通している。また、支持環３２の
給油ポケット３２ｂは、軸受ケーシング３１に形成され
ている給油ポケット３１ａ及び図示しない配管等を介し
て、軸受ケーシング３１の外部に設けられている潤滑供
給装置（潤滑油供給ポンプ）に接続されている。

【００５１】これにより、潤滑油供給装置を作動させれ
ば、支持環３２及び軸受パッド３３の内部を介して各ス
クープ型給油部３７の給油孔３８に潤滑油が供給され、
ロータ１２，２５のジャーナルと各軸受パッド３３の軸
受面３６との隙間に潤滑油が供給される。そして、ジャ
ーナルと軸受面３６との隙間には、図３に示すように、
潤滑油の油膜ＬＦが形成され、当該油膜ＬＦによってロ
ータ１２，２５が支持されることになる。更に、軸受パ
ッド３３に、複数のスクープ型給油部３７を配設するこ
とにより、各給油孔３８からの給油量を微調整すること
も可能となる。

【００５２】また、図４及び図５に示すように、軸受パ
ッド３３は、各スクープ型給油部３７の上流側に形成さ
れた段部４１を有する。段部４１の上面は、図５に示す
ように、軸受パッド３３の軸受面３６よりも上方（ロー
タ１２，２５側）に突出している。また、軸受パッド３
３の上流側端部には、段部４１の更に上流側に位置する
ように、上流側排油孔（キャリーオーバ排油孔）４２が
形成されている。各上流側排油孔４２は、図５に示すよ
うに、軸受パッド３３を貫通している。

【００５３】更に、軸受パッド３３は、ロータ１２，２
５の回転方向における下流側の端部に配置されたスクレ
ーパ４４を有する。スクレーパ４４の上面は、図５に示
すように、軸受パッド３３の軸受面３６よりも上方（ロ
ータ１２，２５側）に突出している。このスクレーパ４
４は、互いに隣り合う軸受パッド３３同士の隙間Ｇ（図
２参照）に対する潤滑油の流出を規制する越流規制部材
として機能する。また、スクレーパ４４の上流側近傍に
は、軸受パッド３３を貫通しており、潤滑油を背面側に
導く下流側排油孔４５が形成されている。下流側排油孔
４５の周囲には、軸受パッド３３の幅方向に広がる排油
凹部４６が形成されている。排油凹部４６の上面は、図
５に示すように、軸受面３６よりも下方（ロータ１２，
２５と反対側）に位置する。

【００５４】次に、上述した蒸気タービン１に備えられ
ている軸受装置３０の動作について説明する。

【００５５】この軸受装置３０の各軸受パッド３３は、
支持環３２の内部に収容されて、高圧タービン１０のロ
ータ１２、各低圧タービン２１〜２３のロータ２５の周
囲に位置している。蒸気タービン１の作動中、回転する
ロータ１２，２５のジャーナルと、ジャーナルの傾きに
応じて傾斜する各軸受パッド３３の軸受面３６との隙間
には、各スクープ型給油部３７（給油孔３８）から潤滑
油が供給される。そして、各ロータ１２，２５は、ジャ
ーナルと各軸受面３６との隙間に形成される潤滑油の油
膜ＬＦ（図３参照）によって支持される。

【００５６】ここで、ロータ１２，２５の回転に伴い、
一の軸受パッド３３に対して供給された潤滑油は、ロー
タ１２，２５の回転方向に沿って、給油孔３８から当該
一の軸受パッド３３と隣り合う軸受パッド３３に向けて
流動する（図５参照）。この際、潤滑油（油膜ＬＦ）
は、当該一の軸受パッド３３の下流側端部まで達する
と、越流規制部材としてのスクレーパ４４によって塞き
止められる。そして、当該一の軸受パッド３３を潤滑さ
せて昇温した潤滑油は、スクレーパ４４及び排油凹部４
６によって、スクレーパ４４の上流側近傍（手前）に設
けられている下流側排油孔４５に案内される。この際、
潤滑油は、下流側排油孔４５の周囲で軸受パッド３３の
幅方向に広がる排油凹部４６によって効率よく下流側排
油孔４５内に導かれ、下流側排油孔４５を介して当該軸
受パッド３３の背面側に導かれることになる。

【００５７】これにより、互いに隣り合う軸受パッド３
３同士の隙間Ｇ（図２参照）に、高温の潤滑油が流入す
ることに起因する攪拌損失が低減されると共に、軸受パ
ッド３３の温度上昇（メタル温度の上昇）が抑制され
る。従って、この軸受装置３０では、負荷能力を向上さ
せることが可能となると共に、作動中の損失を容易に低
下でき、かつ、潤滑油の供給量を低減することができ
る。また、各スクープ型給油部３７から供給する潤滑油
の量を適宜設定すれば、軸受パッド３３の下流側端部に
設けられたスクレーパ４４及び下流側排油孔４５による
効果と相俟って攪拌損失をより一層低減でき、軸受パッ
ド３３の温度上昇をより効果的に抑制可能となる。

【００５８】また、各軸受パッド３３の上流側端部に
は、段部４１及び上流側排油孔４２が設けられている。
従って、一の軸受パッド３３を潤滑させて昇温した潤滑
油の一部が、スクレーパ４４を超えて、隣り合う軸受パ
ッド３３に対して流れ込んでも（いわゆる、キャリーオ
ーバが発生しても）、高温の潤滑油は、段部４１によっ
て塞き止められる。そして、高温の潤滑油は、上流側排
油孔４２を介して、軸受パッド３３の背面に導かれるの
で、スクープ型給油部３７から供給される低温の潤滑油
と混じり合うことが抑制される。

【００５９】このように、蒸気タービン１に備えられて
いる軸受装置３０は、高い負荷能力を有し、作動中の損
失を容易に低下でき、かつ、潤滑油の供給量を低減する
ことができるものである。従って、蒸気タービン１は、
ロータ１２，２５を大径化して大容量化を図ることが極
めて容易である。なお、上述した軸受装置３０は、蒸気
タービンだけではなく、ガスタービンに対しても適用可
能である。

【００６０】図６は、上述した軸受装置３０の変形例で
ある軸受装置３０Ａの要部を示す斜視図である。同図に
示す軸受装置３０Ａに設けられる各軸受パッド３３Ａ
は、上述した軸受パッド３３から、スクープ型給油部３
７、段部４１、及び、上流側排油孔４２を省略したもの
に相当する。また、この軸受装置３０Ａには、スクープ
型給油部３７の代わりに、少なくとも２体の軸受パッド
３３Ａ同士の間に、ロータの回転方向（図６における白
抜矢印参照）に沿うように潤滑油を供給可能な給油ノズ
ル４７が配置されている。

【００６１】給油ノズル４７は、図示を省略する支持環
及び軸受ケーシング等の内部を介して潤滑油供給装置に
接続されている。給油ノズル４７は、略円筒状に形成さ
れており、その先端面（上端面）は、ロータの回転方向
における下流側がロータ（図中上方）に近づくように傾
斜させられている。そして、給油ノズル４７の先端面に
は、複数の給油孔４８がロータの回転方向における下流
側に位置するように形成されている。

【００６２】このように構成された軸受装置３０Ａは、
互いに隣り合う軸受パッド３３Ａ同士の隙間に給油ノズ
ル４７を配置したものであるが、この軸受装置３０Ａに
おいても、一の軸受パッド３３Ａを潤滑させて昇温した
潤滑油は、越流規制部材としてのスクレーパ４４及び排
油凹部４６によって、スクレーパ４４の上流側近傍（手
前）に設けられている下流側排油孔４５に案内され、下
流側排油孔４５を介して軸受パッド３３Ａの背面側に導
かれることになる。

【００６３】従って、互いに隣り合う軸受パッド３３Ａ
同士の隙間Ｇで、給油ノズル４７から吹き出される潤滑
油と高温の潤滑油とが混じり合うことに起因する攪拌損
失が低減されると共に、軸受パッド３３Ａの温度上昇
（メタル温度の上昇）が抑制される。また、給油ノズル
４７は、簡易な手法によって軸受パッド３３Ａ間に配置
可能であり、軸受装置３０Ａは、低コストかつ容易に製
造することができる。

【００６４】このように、この軸受装置３０Ａも、高い
負荷能力を有し、作動中の損失を容易に低下でき、か
つ、潤滑油の供給量を低減することができるものであ
る。従って、この軸受装置３０Ａを上述した蒸気タービ
ン１に備えれば、ロータを大径化して大容量化を極めて
容易に図ることができる。なお、上述した軸受装置３０
Ａは、蒸気タービンだけではなく、ガスタービンに対し
ても適用可能である。

【００６５】〔第２実施形態〕以下、図７及び図８を参
照しながら、本発明による軸受装置の第２実施形態につ
いて説明する。なお、上述した第１実施形態に関して説
明した要素と同一の要素については同一の符号を付し、
重複する説明は省略する。

【００６６】図７に示す軸受装置３０Ｂは、基本的に
は、図２及び図３等に示した軸受装置３０と同様の構成
を有しており、図８に示すように、軸受面３６をもった
軸受パッド３３Ｂを複数（例えば、４体）備える。そし
て、この軸受装置３０Ｂも、ロータ１２，２５のジャー
ナルと各軸受パッド３３Ｂの軸受面３６との隙間に潤滑
油の油膜ＬＦを形成し、当該油膜ＬＦによってロータ１
２，２５を支持するものである。

【００６７】ここで、軸受装置において攪拌損失が発生
すると、軸受パッドの温度（メタル温度）が上昇し、軸
受装置の負荷能力が低下してしまう。そこで、本発明者
らは、軸受パッドの各部位における温度分布について鋭
意研究、解析を進めた。その結果、軸受パッドは、ロー
タ１２，２５の回転方向における上流側の端部から全長
Ｌの略７５％に相当する距離を隔てた位置（図８におい
て一点鎖線で示す位置）で最も高温となることが見出さ
れた。

【００６８】この点に鑑みて、この軸受装置３０Ｂの各
軸受パッド３３Ｂには、ロータの回転方向（図８におけ
る白抜矢印参照）における上流側の端部から全長Ｈの略
５０〜７５％に相当する距離Ｄ（好適には、全長Ｈの略
６０〜７０％に相当する距離、本実施形態では、全長の
６５％に相当する距離）を隔てた位置に複数の給油孔４
９が配設されている。各給油孔４９は、微小な内径を有
し、軸受パッド３３Ｂの幅方向に配設されている。そし
て、各給油孔４９は、図７に示すように、軸受パッド３
３の内部に形成されている給油ポケット３３ａ等を介し
て、軸受ケーシング３１の外部に設けられている潤滑供
給装置（潤滑油供給ポンプ）に接続されている。

【００６９】このように、かかる構成を有する軸受装置
３０Ｂにおいても、損失が低減され、かつ、軸受パッド
３３Ｂの温度上昇（メタル温度の上昇）が抑制される。
すなわち、この軸受装置３０Ｂも、高い負荷能力を有
し、作動中の損失を容易に低下でき、かつ、潤滑油の供
給量を低減することができるものである。従って、この
軸受装置３０Ｂを上述した蒸気タービン１に備えれば、
ロータを大径化して大容量化を極めて容易に図ることが
できる。なお、上述した軸受装置３０Ｂは、蒸気タービ
ンだけではなく、ガスタービンに対しても適用可能であ
る。

【００７０】〔第３実施形態〕以下、図９〜図１１を参
照しながら、本発明による軸受装置の第３実施形態につ
いて説明する。なお、上述した第１実施形態等に関して
説明した要素と同一の要素については同一の符号を付
し、重複する説明は省略する。

【００７１】図９に示す軸受装置３０Ｃも、上述した軸
受装置３０等と同様に、軸受面３６をもった軸受パッド
３３Ｃを複数（この場合、４体）備えており、ロータ１
２，２５のジャーナルと各軸受パッド３３Ｃの軸受面３
６との隙間に潤滑油の油膜を形成し、当該油膜によって
ロータ１２，２５を支持するものである。ここで、この
軸受装置３０Ｃに備えられている軸受パッド３３Ｃは、
上述したスクープ型給油部３７、スクレーパ４４、下流
側排油孔４５、排油凹部４６、給油孔４９等を備えては
いない一般的なものである。

【００７２】これに対して、この軸受装置３０Ｃでは、
各軸受パッド３３Ｃのうち、図９において左下側に位置
する１体の軸受パッド３３Ｃの両脇に、給油孔５１を有
する給油ノズル５０が配置されている。図１０に示すよ
うに、各給油ノズル５０は、略円筒状に形成されると共
に、球面状又は半円柱面状に形成された先端部５０ａを
有する。また、給油ノズル５０には、伸縮自在な管材５
２が接続されており、この管材５２は、支持環３２及び
軸受ケーシング等の内部を介して図示しない潤滑油供給
装置に接続されている。

【００７３】更に、給油ノズル５０の末端部（下端部）
には、付勢手段としてのスプリング５３の一端が固定さ
れており、このスプリング５３の他端は、支持環３２に
対して固定されている。給油ノズル５０は、給油孔５１
がロータの回転方向（図９における白抜矢印参照）に向
けられ、かつ、その先端部５０ａがスプリング５３によ
ってロータ１２，２５と常に接触するように付勢された
状態で、隙間Ｇに配置される。

【００７４】この軸受装置３０Ｃでは、図示しない潤滑
油供給装置を作動させれば、給油ノズル５０の給油孔５
１から、ロータのジャーナルと各軸受パッド３３Ｃの軸
受面３６との隙間に対してロータ１２，２５の回転方向
に沿うように潤滑油が供給される。そして、ロータ１
２，２５の回転に伴い、一の軸受パッド３３Ｃに対して
供給された潤滑油は、ロータ１２，２５の回転方向に沿
って、当該一の軸受パッド３３Ｃと隣り合う軸受パッド
３３Ｃに向けて流動する。

【００７５】この際、給油ノズル５０は、ロータ１２，
２５に対して付勢されており、その先端部５０ａは常
に、ロータ１２，２５と接触している。従って、潤滑油
は、当該一の軸受パッド３３Ｃの下流側端部まで達する
と、図１０に示すように、給油ノズル５０（給油孔５１
が設けられていない側の部位）によって塞き止められ、
給油ノズル５０を超えて隣接する軸受パッド３３Ｃ側に
流入することが規制される。

【００７６】従って、この軸受装置３０Ｃでは、互いに
隣り合う軸受パッド３３Ｃ同士の隙間Ｇで、高温の潤滑
油と給油ノズル５０から供給される低温の潤滑油とが混
じり合うことに起因する攪拌損失が低減されると共に、
軸受パッド３３Ｃの温度上昇が抑制される。この結果、
この軸受装置３０Ｃでは、負荷能力を向上させることが
可能となると共に、作動中の損失を容易に低下でき、か
つ、潤滑油の供給量を低減させることが可能となる。ま
た、給油ノズル５０は、簡易な手法によって軸受パッド
３３Ｃ間に配置することができるので、軸受装置３０Ｃ
は、容易かつ低コストで製造可能である。

【００７７】この場合、給油ノズル５０は、図１１に示
すように、各軸受パッド３３Ｃ同士の隙間Ｇに配置して
もよい。このような構成を採用すれば、各軸受パッド３
３Ｃに対して低温の潤滑油を供給することが可能とな
り、高温の潤滑油と給油ノズル５０から供給される低温
の潤滑油とが混じり合うことに起因する攪拌損失をより
一層効果的に低減でき、かつ、軸受パッド３３Ｃの温度
上昇を極めて効果的に抑制可能となる。

【００７８】このように、この軸受装置３０Ｃも、高い
負荷能力を有し、作動中の損失を容易に低下でき、か
つ、潤滑油の供給量を低減することができるものであ
る。従って、この軸受装置３０Ｃを上述した蒸気タービ
ン１に備えれば、ロータを大径化して大容量化を極めて
容易に図ることができる。なお、上述した軸受装置３０
Ｃは、蒸気タービンだけではなく、ガスタービンに対し
ても適用可能である。

【００７９】〔第４実施形態〕以下、図１２〜図１６を
参照しながら、本発明による軸受装置の第４実施形態に
ついて説明する。なお、上述した第１実施形態等に関し
て説明した要素と同一の要素については同一の符号を付
し、重複する説明は省略する。

【００８０】図１２に示す軸受装置３０Ｄも、上述した
軸受装置３０等と同様に、軸受面３６をもった軸受パッ
ド３３Ｄを複数備える。そして、ロータ１２，２５のジ
ャーナルと各軸受パッド３３Ｄの軸受面３６との隙間に
は、図６に示したような給油ノズル（図示省略）によっ
て潤滑油が供給され、当該隙間に形成される潤滑油の油
膜によってロータ１２，２５が支持される。ここで、こ
の軸受装置３０Ｄに設けられている各軸受パッド３３Ｄ
の軸受面３６には、図１２及び図１３に示すように、複
数の凹部６０がマトリックス状に配設されている。

【００８１】図１３に示すように、各凹部６０は、ロー
タの回転方向（同図における白抜矢印参照）における上
流側から下流側に向けて幅が漸減する楔状（三角形状）
の平面形状を呈する。また、図１４に示すように、各凹
部６０の深さは、ロータの回転方向における上流側から
下流側に向かうにつれて漸増する。そして、各凹部６０
は、その下流端６０ａが急激に立ち上がるように形成さ
れている。なお、各凹部６０の平面形状は、図１５に示
すように、上流側から下流側に向けて幅が漸減する弓形
状としたり、図１６に示すようなＶ字形状（三日月形
状）としたりしてもよい。また、軸受パッド３３Ｄに対
して、図４等に示した軸受パッド３３のように、スクー
プ型給油部を設けてもよい。

【００８２】この軸受装置３０Ｄにおいても、各軸受パ
ッド３３Ｄは、支持環３２の内部に収容されて、ロータ
１２，２５の周囲に位置している。そして、図示しない
給油ノズル等から、ロータ１２，２５のジャーナルと各
軸受パッド３３Ｄの軸受面３６との隙間に対してロータ
１２，２５の回転方向に沿うように潤滑油が供給され
る。ロータ１２，２５の回転に伴い、一の軸受パッド３
３Ｄに対して供給された潤滑油は、ロータの回転方向に
沿って、当該一の軸受パッド３３Ｄと隣り合う軸受パッ
ド３３Ｄに向けて流動する。この際、潤滑油は、各軸受
パッド３３Ｄの軸受面３６に設けられている各凹部６０
内をも流通する。

【００８３】ここで、軸受パッド３３Ｄの各凹部６０
は、軸受面３６に対して、ロータ１２，２５の回転方向
における上流側から下流側に向かうにつれて深さが漸増
し、かつ、その下流端６０ａが急激に立ち上がるように
形成されている。従って、各凹部６０の下流端６０ａに
おいて潤滑油の流通方向は、ロータ１２，２５側に向け
られることになる。これにより、ロータ１２，２５のジ
ャーナルと各軸受パッド３３Ｄの軸受面３６との間を潤
滑油が流通すると、軸受パッド３３Ｄには、潤滑油（油
膜）によってロータ１２，２５から遠ざかる方向に力が
加えられることになる。

【００８４】この結果、この軸受装置３０Ｄでは、負荷
能力が向上することになり、潤滑油及び軸受パッド３３
Ｄの温度上昇（メタル温度の上昇）が抑制される。この
ように、この軸受装置３０Ｄも、高い負荷能力を有し、
作動中の損失を容易に低下でき、かつ、潤滑油の供給量
を低減することができるものである。従って、この軸受
装置３０Ｄを上述した蒸気タービン１に備えれば、ロー
タを大径化して大容量化を極めて容易に図ることができ
る。なお、上述した軸受装置３０Ｄは、蒸気タービンだ
けではなく、ガスタービンに対しても適用可能である。
また、凹部６０は、第１〜第３実施形態、及び、後述す
る第５実施形態に係る軸受パッド３３，３３Ａ，３３
Ｂ，３３Ｃ，３３Ｅに対して設けることも可能である。

【００８５】〔第５実施形態〕以下、図１７〜図２０を
参照しながら、本発明による軸受装置の第５実施形態に
ついて説明する。なお、上述した第１実施形態等に関し
て説明した要素と同一の要素については同一の符号を付
し、重複する説明は省略する。

【００８６】図１７に示す軸受装置３０Ｅも、上述した
軸受装置３０等と同様に、軸受面３６をもった軸受パッ
ド３３Ｅを複数（この場合、４体）備えており、ロータ
１２，２５のジャーナルと各軸受パッド３３Ｅの軸受面
３６との隙間に潤滑油の油膜を形成し、当該油膜によっ
てロータ１２，２５を支持するものである。ここで、こ
の軸受装置３０Ｅに備えられている軸受パッド３３Ｅ
は、上述したスクープ型給油部３７、スクレーパ４４、
下流側排油孔４５、排油凹部４６、給油孔４９等を備え
てはいない一般的なものである。

【００８７】一方、この軸受装置３０Ｅでは、各軸受パ
ッド３３Ｅのうち、図１７において左下側に位置する１
体の軸受パッド３３Ｅの両脇に、給油ノズル７０が配置
されている。すなわち、軸受装置３０Ｅでは、図１７に
おいて左側で互いに隣り合う軸受パッド３３Ｅ同士の隙
間Ｇ、及び、図１７において下側で互いに隣り合う軸受
パッド３３Ｅ同士の隙間Ｇに、各１体ずつ給油ノズル７
０が配置（固定）されている。各給油ノズル７０には、
複数の給油孔７１が軸受パッド３３Ｅの幅方向に所定間
隔を隔てて配設されている。図１７に示す例では、各給
油孔７１は、潤滑油をロータ１２，２５の径方向に（放
射状に）吹き出すことができるように給油ノズル７０に
形成されている。

【００８８】また、各給油ノズル７０には、潤滑油供給
管７２が接続されており、潤滑油供給管７２は、支持環
３２及び軸受ケーシング等の内部を介して図示しない潤
滑油供給装置に接続されている。ロータ１２，２５の回
転中、各給油ノズル７０には、潤滑油供給管７２を介し
て図示しない潤滑油供給装置から潤滑油が供給され、各
給油孔７１から潤滑油が吹き出される。そして、給油孔
７１から吹き出された潤滑油は、回転するロータ１２，
２５の回転方向（図１７における白抜矢印参照）に沿っ
て、回転軸１２，２５のジャーナルと、各軸受パッド３
３Ｅとの隙間に供給される。

【００８９】更に、各給油ノズル７０には、図１８及び
図１９に示すように、スクレーパ（越流規制部材）７５
が取り付けられている。スクレーパ７５は、ステンレス
やアルミ等の金属材や樹脂等の弾性体からなり、低コス
トで構成可能であると共に、容易に各給油ノズル７０に
備えることが可能である。図１７〜図１９に示す例で
は、スクレーパ７５は、軸受パッド３３Ｅの幅と略同
一、若しくは、軸受パッド３３Ｅよりも多少大きめの幅
をもつ１枚の板状（シート状）に形成される。なお、ス
クレーパ７５の材質、幅、枚数等は、任意に定めること
ができる。

【００９０】スクレーパ７５は、各給油孔７１よりもロ
ータ１２，２５の回転方向上流側に位置するように給油
ノズル７０に固定される。図１８及び図１９に示す例で
は、スクレーパ７５は、その基端部がロータ１２，２５
の径方向と平行をなすように（取付角度αが略９０°と
なるように）給油ノズル７０に固定されている。また、
スクレーパ７５の高さは、図１９において点線で示すよ
うに、軸受パッド３３Ｅ同士の隙間Ｇに配置（固定）さ
れた給油ノズル７０の上面とロータ１２，２５との間の
距離よりも大きくなるように設定されている。そして、
スクレーパ７５は、図１９において実線で示すように、
その遊端部が各給油孔７１の上方に位置するように、ロ
ータ１２，２５の回転方向下流側に撓められた（湾曲さ
せられた）状態で互いに隣り合う軸受パッド３３Ｅ間に
配置される。ロータ１２，２５が静止している際、スク
レーパ７５の遊端部は、弾性により回転軸１２，２５と
接触する。

【００９１】このように構成された軸受装置３０Ｅにお
いて、ロータ１２，２５が回転し、各軸受パッド３３Ｅ
の軸受面３６とロータ１２，２５のジャーナルとの間の
隙間に潤滑油が行き渡ると、各給油ノズル７０の上流側
に位置する軸受パッド３３Ｅとロータ１２，２５との間
の隙間を流通する潤滑油は、ロータ１２，２５の回転方
向に沿って、下流側の軸受パッド３３Ｅに向けて流動す
る。また、ロータ１２，２５の回転に伴う潤滑油の流動
により、スクレーパ７５は、ロータ１２，２５の回転方
向下流側に向けて更に撓む。このため、スクレーパ７５
の遊端部とロータ１２，２５との間に微小厚さの油膜が
形成される。従って、ロータ１２，２５の回転中、スク
レーパ７５とロータ１２，２５とが接触することはな
い。

【００９２】上流側の軸受パッド３３Ｅの軸受面３６と
回転軸１２，２５のジャーナルとの隙間を流通した潤滑
油は、各給油ノズル７０の手前まで達すると、図１８に
示すように、各給油ノズル７０に備えられているスクレ
ーパ７５によって塞き止められる。これにより、互いに
隣り合う軸受パッド３３Ｅ同士の隙間Ｇで、給油ノズル
７０の給油孔７１から吹き出される潤滑油と、上流側の
軸受パッド３３Ｅから流れ込む高温の潤滑油とが混じり
合うことに起因する攪拌損失を低減させることができる
と共に、軸受パッド３３Ｅの温度上昇（メタル温度の上
昇）を抑制することができる。スクレーパ７５によって
塞き止められた（掻き落とされた）高温の潤滑油は、支
持環３２等に形成されている図示しない排油孔から排出
させられる。

【００９３】また、軸受装置３０Ｅでは、板状の弾性体
からなるスクレーパ７５は、その遊端側が各給油孔７１
の上方に位置するようにロータ１２，２５の回転方向下
流側に撓められている。従って、各給油ノズル７０の各
給油孔７１から吹き出された潤滑油は、図１８に示すよ
うに、湾曲しているスクレーパ７５によってガイドされ
ながら、下流側の軸受パッド３３Ｅの軸受面３６とロー
タ１２，２５のジャーナルとの隙間の入口に導かれる。
従って、軸受装置３０Ｅでは、各給油ノズル７０の下流
側に位置する軸受パッドの軸受面３６と回転軸１２，２
５のジャーナルとの隙間にスムースかつ効率よく給油す
ることが可能である。

【００９４】このように、この軸受装置３０Ｅも、高い
負荷能力を有し、作動中の損失を容易に低下させると共
に、潤滑油の供給量を低減させることができるものであ
る。従って、この軸受装置３０Ｅを上述した蒸気タービ
ン１に備えれば、ロータを大径化しても、それに伴って
潤滑油設備を増強等する必要はない。

【００９５】なお、上述した軸受装置３０Ｅも、蒸気タ
ービンだけではなく、ガスタービンに対しても適用可能
である。また、攪拌損失を低減させる上では、潤滑油の
流れ（キャリーオーバ）と、スクレーパの弾性（押し付
け力）との関係を適宜定めて、ロータ１２，２５の回転
中に、スクレーパ７５の遊端部とロータ１２，２５との
間の間に形成される油膜（隙間）の厚さができるだけ薄
くなるようにすることが好ましい。

【００９６】更に、軸受装置３０Ｅにおいては、図２０
に示すように、スクレーパ７５をロータ１２，２５の径
方向から回転方向下流側に傾斜させた状態で給油ノズル
７５に固定してもよい。すなわち、スクレーパ７５の取
付角度αも任意に定めることができる。また、図２０に
示す例では、給油ノズル７０の各給油孔７１もロータ１
２，２５の径方向から回転方向下流側に傾斜させ、給油
孔７１の軸心とスクレーパ７５の基端部とが略平行をな
すようにしている。これにより、各給油ノズル７０の下
流側に位置する軸受パッドの軸受面３６と回転軸のジャ
ーナルとの隙間に対してより一層スムースかつ効率よく
給油することが可能となる。

【００９７】

【発明の効果】本発明による軸受装置は、以上説明した
ように構成されているため、次のような効果を得る。

【００９８】すなわち、本発明は、次の（１）〜（５）
の特徴を採用した軸受装置、及び、この軸受装置を備え
たタービンに係るものである。 （１）軸受パッドの下流側端部に、潤滑油の流出を規制
する越流規制部材と、潤滑油を背面側に導く排油孔とを
設ける。 （２）軸受パッドに設ける給油孔の位置を、回転軸の回
転方向における上流側の端部から全長の略５０〜７５％
に相当する距離を隔てた位置とする。 （３）軸受パッドの両脇に、回転軸の回転方向に沿うよ
うに潤滑油を供給可能であり、先端部が回転軸と接触す
るように付勢された給油ノズルを配置する。 （４）軸受パッドの軸受面に、回転軸の回転方向におけ
る上流側から下流側に向かうにつれて深さが漸増し、か
つ、下流端が急激に立ち上がるように形成された凹部を
設ける。 （５）２体の軸受パッド同士の隙間に配置される給油ノ
ズルに、回転軸の回転方向上流側の軸受パッドから下流
側の軸受パッドに潤滑油が流れ込むことを防止する越流
規制部材を設ける。

【００９９】これにより、高い負荷能力を有すると共
に、作動中の損失を容易に低下させることが可能であ
り、かつ、潤滑油の供給量を低減可能な軸受装置の実現
が可能となる。そして、このような軸受装置を用いれ
ば、ロータを大径化できるので、タービンの大容量化を
容易に達成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるタービンを示す概略構成図であ
る。

【図２】本発明による軸受装置の第１実施形態を示す横
断面図である。

【図３】本発明による軸受装置の第１実施形態を示す縦
断面図である。

【図４】図２及び図３に示す軸受装置に備えられた軸受
パッドの斜視図である。

【図５】図４に示す軸受パッドの断面図である。

【図６】本発明による軸受装置の第１実施形態の変形例
を示す要部拡大斜視図である。

【図７】本発明による軸受装置の第２実施形態を示す縦
断面図である。

【図８】図７に示す軸受装置に備えられた軸受パッドの
斜視図である。

【図９】本発明による軸受装置の第３実施形態を示す横
断面図である。

【図１０】図９に示す軸受装置を模式的に示す要部拡大
図である。

【図１１】本発明による軸受装置の第３実施形態の変形
例を示す横断面図である。

【図１２】本発明による軸受装置の第４実施形態を示す
横断面図である。

【図１３】図１２に示す軸受装置に備えられた軸受パッ
ドの平面図である。

【図１４】図１３におけるＸIV−ＸIV線についての断面
図である。

【図１５】図１２の軸受パッドの変形例を示す平面図で
ある。

【図１６】図１２の軸受パッドの他の変形例を示す平面
図である。

【図１７】本発明による軸受装置の第５実施形態を示す
横断面図である。

【図１８】図１７に示す軸受装置の要部を示す拡大断面
図である。

【図１９】図１８に示すスクレーパを説明するための模
式図である。

【図２０】本発明による軸受装置の第５実施形態におけ
る変形例を示す模式図である。

【符号の説明】

１…蒸気タービン、１０…高圧タービン、１１，２４…
ケーシング、１１ａ…主蒸気入口、１２，２５…ロー
タ、１４，２７…動翼、１５，２８…静翼、２１，２
２，２３…低圧タービン、２４ａ…蒸気入口、３０，３
０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ…軸受装置、３
２…支持環、３３，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ，
３３Ｅ、３４…ピボット、３６…軸受面、３７…スクー
プ型給油部、３８…給油孔、３９…給油凹部、４１…段
部、４２…上流側排油孔、４４，７５…スクレーパ（越
流規制部材）、４５…下流側排油孔、４６…排油凹部、
４７，５０，７０…給油ノズル、４８，４９，５１，７
１…給油孔、５０ａ…先端部、５３…スプリング、６０
…凹部、６０ａ…下流端、ＬＦ…油膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 善一 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 山下 一彦 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受面をもった軸受パッドを複数備えて
   おり、回転軸のジャーナルと前記各軸受パッドの軸受面
   との隙間に潤滑油の油膜を形成し、当該油膜によって前
   記回転軸を支持する軸受装置において、 前記各軸受パッドは、 前記回転軸の回転方向における下流側の端部に設けられ
   ており、互いに隣り合う軸受パッド同士の隙間に対する
   前記潤滑油の流出を規制する越流規制部材と、 前記越流規制部材の上流側近傍に設けられており、前記
   潤滑油を背面側に導く排油孔とを有することを特徴とす
   る軸受装置。
2. 【請求項２】 前記各軸受パッドは、前記回転軸の回転
   方向における上流側の端部に設けられたスクープ型給油
   部を複数有することを特徴とする請求項１に記載の軸受
   装置。
3. 【請求項３】 前記軸受パッドのうち、少なくとも２体
   の軸受パッド同士の隙間には、前記回転軸の回転方向に
   沿うように前記潤滑油を供給可能な給油ノズルが配置さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
4. 【請求項４】 軸受面をもった軸受パッドを複数備えて
   おり、回転軸のジャーナルと前記各軸受パッドの軸受面
   との隙間に潤滑油の油膜を形成し、当該油膜によって前
   記回転軸を支持する軸受装置において、 前記各軸受パッドには、前記回転軸の回転方向における
   上流側の端部から全長の略５０〜７５％に相当する距離
   を隔てた位置に給油孔が設けられていることを特徴とす
   る軸受装置。
5. 【請求項５】 軸受面をもった軸受パッドを複数備えて
   おり、回転軸のジャーナルと前記各軸受パッドの軸受面
   との隙間に潤滑油の油膜を形成し、当該油膜によって前
   記回転軸を支持する軸受装置において、 前記各軸受パッドのうち、少なくとも何れか一体の軸受
   パッドの両脇には、前記回転軸の回転方向に沿うように
   前記潤滑油を供給可能であり、かつ、先端部が前記回転
   軸と接触するように付勢された給油ノズルが配置されて
   いることを特徴とする軸受装置。
6. 【請求項６】 前記給油ノズルは、前記各軸受パッドの
   間に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の
   軸受装置。
7. 【請求項７】 軸受面をもった軸受パッドを複数備えて
   おり、回転軸のジャーナルと前記各軸受パッドの軸受面
   との隙間に潤滑油の油膜を形成し、当該油膜によって前
   記回転軸を支持する軸受装置において、 前記各軸受パッドの前記軸受面には、前記回転軸の回転
   方向における上流側から下流側に向かうにつれて深さが
   漸増し、かつ、下流端が急激に立ち上がるように形成さ
   れた凹部が設けられていることを特徴とする軸受装置。
8. 【請求項８】 軸受面をもった軸受パッドを複数備えて
   おり、回転軸のジャーナルと前記各軸受パッドの軸受面
   との隙間に潤滑油の油膜を形成し、当該油膜によって前
   記回転軸を支持する軸受装置において、 前記各軸受パッドのうち、互いに隣り合う少なくとも一
   対の軸受パッド同士の隙間には、前記ジャーナルと前記
   軸受面との隙間に潤滑油を供給する給油ノズルが配置さ
   れており、当該給油ノズルには、前記一対の軸受パッド
   のうち、前記回転軸の回転方向上流側の軸受パッドから
   下流側の軸受パッドに潤滑油が流れ込むことを防止する
   越流規制部材が備えられていることを特徴とする軸受装
   置。
9. 【請求項９】 前記給油ノズルは、前記潤滑油を流出さ
   せる給油孔を有し、前記越流規制部材は、給油孔よりも
   前記回転軸の回転方向上流側に位置するように前記給油
   ノズルに固定された板状の弾性体からなり、前記回転軸
   の回転方向下流側に撓められていることを特徴とする請
   求項８に記載の軸受装置。
10. 【請求項１０】 ケーシング内で作動流体を膨張させる
    ことにより、ロータを回転させるタービンにおいて、 前記ケーシングに対して固定された静翼と、 前記ロータに取り付けられた動翼と、 前記ロータを支持する軸受装置とを有し、 前記軸受装置は、軸受面をもった軸受パッドを複数備え
    ており、前記各軸受パッドは、前記ロータの回転方向に
    おける下流側の端部に設けられており、互いに隣り合う
    軸受パッド同士の隙間に対する前記潤滑油の流出を規制
    する越流規制部材と、前記越流規制部材の上流側近傍に
    設けられており、前記潤滑油を背面側に導く排油孔とを
    有することを特徴とするタービン。
11. 【請求項１１】 ケーシング内で作動流体を膨張させる
    ことにより、ロータを回転させるタービンにおいて、 前記ケーシングに対して固定された静翼と、 前記ロータに取り付けられた動翼と、 前記ロータを支持する軸受装置とを有し、 前記軸受装置は、軸受面をもった軸受パッドを複数備え
    ており、前記各軸受パッドには、前記ロータの回転方向
    における上流側の端部から全長の略５０〜７５％に相当
    する距離を隔てた位置に給油孔が設けられていることを
    特徴とするタービン。
12. 【請求項１２】 ケーシング内で作動流体を膨張させる
    ことにより、ロータを回転させるタービンにおいて、 前記ケーシングに対して固定された静翼と、 前記ロータに取り付けられた動翼と、 前記ロータを支持する軸受装置とを有し、 前記軸受装置は、軸受面をもった軸受パッドを複数備え
    ており、前記各軸受パッドのうち、少なくとも何れか一
    体の軸受パッドの両脇には、前記ロータの回転方向に沿
    うように前記潤滑油を供給可能であり、かつ、先端部が
    前記ロータと接触するように付勢された給油ノズルが配
    置されていることを特徴とするタービン。
13. 【請求項１３】 ケーシング内で作動流体を膨張させる
    ことにより、ロータを回転させるタービンにおいて、 前記ケーシングに対して固定された静翼と、 前記ロータに取り付けられた動翼と、 前記ロータを支持する軸受装置とを有し、 前記軸受装置は、軸受面をもった軸受パッドを複数備え
    ており、前記各軸受パッドの前記軸受面には、前記ロー
    タの回転方向における上流側から下流側に向かうにつれ
    て深さが漸増し、かつ、下流端が急激に立ち上がるよう
    に形成された凹部が設けられていることを特徴とするタ
    ービン。
14. 【請求項１４】 ケーシング内で作動流体を膨張させる
    ことにより、ロータを回転させるタービンにおいて、 前記ケーシングに対して固定された静翼と、 前記ロータに取り付けられた動翼と、 前記ロータを支持する軸受装置とを有し、 前記軸受装置は、軸受面をもった軸受パッドを複数備え
    ており、前記各軸受パッドのうち、互いに隣り合う少な
    くとも一対の軸受パッド同士の隙間には、前記ジャーナ
    ルと前記軸受面との隙間に潤滑油を供給する給油ノズル
    が配置されており、当該給油ノズルには、前記一対の軸
    受パッドのうち、前記ロータの回転方向上流側の軸受パ
    ッドから下流側の軸受パッドに潤滑油が流れ込むことを
    防止する越流規制部材が備えられていることを特徴とす
    るタービン。