JP2014202268A - Bearing device and rotating machine - Google Patents

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JP2014202268A JP2013078039A JP2013078039A JP2014202268A JP 2014202268 A JP2014202268 A JP 2014202268A JP 2013078039 A JP2013078039 A JP 2013078039A JP 2013078039 A JP2013078039 A JP 2013078039A JP 2014202268 A JP2014202268 A JP 2014202268A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a load capacity of a bearing device by suppressing a rise of a temperature of a bearing pad.SOLUTION: A bearing device 1 comprises: a rotating shaft 60 which rotates around an axial line; a plurality of bearing pads 5 which support an external peripheral face of the rotating shaft 60 via lubricant, and are arranged in the circumferential direction of the rotating shaft at intervals; a bearing casing 3 which supports a plurality of the bearing pads 5 from an external peripheral side, and is formed with a discharge part 9 for discharging a lubricant to the external peripheral side; and a guide member 15 which is arranged between the bearing casing 3 and the rotating shaft 60, opposes the rotating shaft 60 at its face at the internal peripheral side via the lubricant, is arranged so as to extend in the axial direction over a pair of floating rings which are arranged apart from each other while sandwiching the bearing pads 5 from the axial direction, and has a guide face for guiding the lubricant flowing out of a pad face 10 of the bearing pad at an upstream side toward the discharge part 9 between a pair of the bearing pads 5.

Description

本発明は、軸受装置に係り、特に、回転軸の周方向に間隔をあけて配置された複数の軸受パッドを有する軸受装置に関する。   The present invention relates to a bearing device, and more particularly, to a bearing device having a plurality of bearing pads arranged at intervals in the circumferential direction of a rotating shaft.

従来、蒸気タービンやガスタービン等の大型回転機械においては、回転軸を回転可能に支持するために、ジャーナル(ティルティングパッド)軸受が用いられている(例えば、特許文献1参照)。ジャーナル軸受は、回転軸の周方向に複数配置され、かつ、揺動可能な軸受パッドが、環状の軸受ケーシングに収容された構成である。大型回転機械用のジャーナル軸受においては機械の安全な運転を可能にするため、油浴潤滑により潤滑されることが一般的であり、軸受パッドと回転軸との間には油膜が形成されている。   Conventionally, in large rotating machines such as steam turbines and gas turbines, journal (tilting pad) bearings are used to rotatably support a rotating shaft (see, for example, Patent Document 1). A plurality of journal bearings are arranged in the circumferential direction of the rotating shaft, and a swingable bearing pad is housed in an annular bearing casing. Journal bearings for large rotating machines are generally lubricated by oil bath lubrication to enable safe operation of the machine, and an oil film is formed between the bearing pad and the rotating shaft. .

また、複数の軸受パッドのうち、互いに隣接する一対の軸受パッドの間には、回転軸と軸受パッドのパッド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、回転軸と各々の軸受パッドのパッド面との隙間には、潤滑油の油膜が形成され、回転軸は、当該油膜によって支持される。
ここで、一般に、回転軸と軸受面との隙間に供給された潤滑油は、回転軸の回転に伴い、回転軸の回転方向に流動する。従って、回転軸とパッド面との間を流通して昇温した潤滑油は、下流側の軸受パッドと回転軸との間の隙間に流れ込む。
An oil supply nozzle for supplying lubricating oil to a gap between the rotating shaft and the pad surface of the bearing pad is disposed between a pair of adjacent bearing pads among the plurality of bearing pads. Thus, an oil film of lubricating oil is formed in the gap between the rotating shaft and the pad surface of each bearing pad, and the rotating shaft is supported by the oil film.
Here, generally, the lubricating oil supplied to the clearance between the rotating shaft and the bearing surface flows in the rotating direction of the rotating shaft as the rotating shaft rotates. Accordingly, the lubricating oil whose temperature is increased by flowing between the rotating shaft and the pad surface flows into the gap between the downstream bearing pad and the rotating shaft.

特開2001−124062号公報JP 2001-124062 A

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下流側の軸受パッドと回転軸との間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、下流側の軸受パッドには、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、軸受メタル温度が上昇し、軸受損傷に至る恐れがある。   However, the conventional bearing device has the following problems. That is, the fact that the lubricating oil heated by lubricating one bearing pad flows into the gap between the downstream bearing pad and the rotating shaft means that the low-temperature lubricating oil supplied from the oil supply nozzle It means to mix with. In this case, lubricating oil having a temperature higher than that of the lubricating oil blown directly from the oil supply nozzle flows into the bearing pad on the downstream side, and the bearing metal temperature rises, which may cause bearing damage.

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、軸受パッドの温度上昇を抑制することによって、軸受装置の負荷能力を向上させることができる軸受装置を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object thereof is to provide a bearing device capable of improving the load capacity of the bearing device by suppressing the temperature rise of the bearing pad. is there.

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明の軸受装置は、軸線回りに回転する回転軸と、該回転軸の外周面を潤滑油を介して支持し、該回転軸の周方向に間隔をあけて配置された複数の軸受パッドと、前記複数の軸受パッドを外周側から覆って支持し、前記潤滑油を外周側に排出する排出部が形成された軸受ケーシングと、前記軸受ケーシングと前記回転軸との間に設けられて、内周側の面が潤滑油を介して前記回転軸に対向し、前記軸受パッドを軸線方向から挟むように離間して配置された一対のフローティングリングと、前記一対のフローティングリングにわたって軸線方向に延びるように配置され、前記一対の軸受パッドの間で、上流側の軸受パッドのパッド面から流出した潤滑油を、前記排出部に向かって案内する案内面を有する案内部材と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
A bearing device according to the present invention includes a rotating shaft that rotates around an axis, and a plurality of bearing pads that support an outer peripheral surface of the rotating shaft via lubricating oil and are spaced apart in the circumferential direction of the rotating shaft. A bearing casing that covers and supports the plurality of bearing pads from the outer peripheral side, and that has a discharge portion that discharges the lubricating oil to the outer peripheral side, and is provided between the bearing casing and the rotating shaft, A peripheral surface is opposed to the rotating shaft via a lubricating oil, and a pair of floating rings that are spaced apart so as to sandwich the bearing pad from the axial direction, and extending in the axial direction across the pair of floating rings And a guide member having a guide surface that guides the lubricating oil flowing out from the pad surface of the upstream bearing pad toward the discharge portion between the pair of bearing pads. You .

上記構成によれば、案内部材の案内面によって、潤滑油が排出部に向かって案内され、高温となった潤滑油が下流側の軸受パッドに流入することが抑制されるため、下流側の軸受パッドの温度上昇が抑制され、軸受装置の負荷能力を向上させることができる。   According to the above configuration, since the lubricating oil is guided toward the discharge portion by the guide surface of the guide member and the high temperature lubricating oil is suppressed from flowing into the downstream bearing pad, the downstream bearing The temperature rise of the pad is suppressed, and the load capacity of the bearing device can be improved.

上記軸受装置において、前記案内部材は、前記回転軸に対向して該回転軸上を摺動する内周面を有し、前記内周面はホワイトメタルによって形成されていることが好ましい。   In the bearing device, it is preferable that the guide member has an inner peripheral surface that slides on the rotation shaft so as to face the rotation shaft, and the inner peripheral surface is formed of white metal.

上記構成によれば、案内部材と回転軸との間の隙間を十分に小さくすることができるため、下流側の軸受パッドに流入する潤滑油をより低減することができる。   According to the above configuration, since the gap between the guide member and the rotating shaft can be sufficiently reduced, the lubricating oil flowing into the bearing pad on the downstream side can be further reduced.

上記軸受装置において、前記軸受ケーシングは円筒状をなす軸受ケーシング本体と、該軸受ケーシング本体の軸線方向両端から内周側に立ち上がる側壁部とを有し、前記排出部は、前記軸受ケーシング本体と前記側壁部の少なくとも一方に、軸線方向に離間して形成され、前記案内面は、潤滑油を軸線方向両側に案内するように、下流側に向かうにしたがって軸線方向の中央部が***するように形成されていることが好ましい。   In the above bearing device, the bearing casing has a cylindrical bearing casing main body, and side wall portions rising from both axial ends of the bearing casing main body toward the inner peripheral side, and the discharge portion includes the bearing casing main body and the The guide surface is formed on at least one of the side wall portions so as to be spaced apart in the axial direction, and the guide surface is formed so that the central portion in the axial direction rises toward the downstream side so as to guide the lubricating oil to both sides in the axial direction. It is preferable that

上記構成によれば、潤滑油が軸線方向両側に案内されるため、軸線方向に離間して配置された排出部に潤滑油が導入されやすくなる。   According to the above configuration, since the lubricating oil is guided to both sides in the axial direction, the lubricating oil is easily introduced into the discharge portions that are arranged apart from each other in the axial direction.

上記軸受装置において、潤滑油を供給する潤滑油供給部及び前記案内部材は、前記軸線を含む水平面よりも上方に位置する軸受パッドの上流側には設けられていない構成としてもよい。   In the above-described bearing device, the lubricating oil supply section that supplies the lubricating oil and the guide member may not be provided on the upstream side of the bearing pad positioned above the horizontal plane including the axis.

上記構成によれば、供給される潤滑油の量を低減することができる。また、軸受装置の装置構成をより簡素化することができる。   According to the said structure, the quantity of the lubricating oil supplied can be reduced. In addition, the configuration of the bearing device can be further simplified.

また、本発明は、上記いずれかの軸受装置を備える回転機械を提供する。   Moreover, this invention provides a rotary machine provided with one of the said bearing apparatuses.

本発明によれば、案内部材の案内面によって、潤滑油が排出部に向かって案内され、高温となった潤滑油が下流側の軸受パッドに流入することが抑制されるため、下流側の軸受パッドの温度上昇が抑制され、軸受装置の負荷能力を向上させることができる。   According to the present invention, since the lubricating oil is guided toward the discharge portion by the guide surface of the guide member and the high-temperature lubricating oil is prevented from flowing into the downstream bearing pad, the downstream bearing The temperature rise of the pad is suppressed, and the load capacity of the bearing device can be improved.

本発明の第一実施形態に係る蒸気タービンの全体構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing the whole steam turbine composition concerning a first embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態に係る軸受装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a bearing device according to a first embodiment of the present invention. 図2のA−A矢視断面図である。It is AA arrow sectional drawing of FIG. 本発明の第一実施形態に係る案内ユニットの斜視図である。It is a perspective view of a guide unit concerning a first embodiment of the present invention. 案内ユニットの要部拡大斜視図である。It is a principal part expansion perspective view of a guide unit. 本発明の第二実施形態に係る案内部材の案内面を示す拡大斜視図である。It is an expansion perspective view which shows the guide surface of the guide member which concerns on 2nd embodiment of this invention. 案内部材の案内面の変形例を示す拡大斜視図である。It is an expansion perspective view which shows the modification of the guide surface of a guide member. 本発明の第三実施形態に係る軸受装置の図3に対応する概略構成図である。It is a schematic block diagram corresponding to FIG. 3 of the bearing apparatus which concerns on 3rd embodiment of this invention.

(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態に係る蒸気タービン50(回転機械)について、図1を参照して説明する。ここで、蒸気タービン50とは、蒸気のエネルギーを回転動力として取り出す外燃機関であって、発電所における発電機等に連結して用いられるものである。
(First embodiment)
Hereinafter, the steam turbine 50 (rotary machine) which concerns on 1st embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. Here, the steam turbine 50 is an external combustion engine that extracts steam energy as rotational power, and is used by being connected to a generator or the like in a power plant.

図1に示すように、蒸気タービン50は、タービンケーシング51と、該タービンケーシング51を貫通するように軸線Oに沿って延びる回転軸60と、タービンケーシング51に保持された静翼52と、回転軸60に設けられた動翼61と、回転軸60を軸線O回りに回転可能に支持する軸受部70とを備えている。なお、軸受部70は、ジャーナル軸受1(以下、単に軸受装置1と称する)及びスラスト軸受71を備えている。   As shown in FIG. 1, the steam turbine 50 includes a turbine casing 51, a rotary shaft 60 extending along the axis O so as to penetrate the turbine casing 51, a stationary blade 52 held by the turbine casing 51, and rotation. A moving blade 61 provided on the shaft 60 and a bearing portion 70 that rotatably supports the rotating shaft 60 around the axis O are provided. The bearing portion 70 includes a journal bearing 1 (hereinafter simply referred to as a bearing device 1) and a thrust bearing 71.

このような蒸気タービン50では、タービンケーシング51内に導入される蒸気Sが静翼52及び動翼61の間の流路を通過する。この際、蒸気Sが動翼61を回転させることで動翼61に伴って回転軸60が回転し、回転軸60に接続された発電機等の機械に動力(回転エネルギー)が伝達される。   In such a steam turbine 50, the steam S introduced into the turbine casing 51 passes through the flow path between the stationary blade 52 and the moving blade 61. At this time, when the steam S rotates the rotor blade 61, the rotating shaft 60 rotates along with the rotor blade 61, and power (rotational energy) is transmitted to a machine such as a generator connected to the rotating shaft 60.

図2及び図3は、本発明の第一実施形態に係る軸受装置1の概略構成図であり、軸受装置1には、蒸気タービン50の回転軸60が回転可能に支持されている。
図2及び図3に示すように、軸受装置1は、支持環2の内部に配された環状の軸受ケーシング3と、軸受ケーシング3の内周面に等角度間隔で設けられたピボット4と、各々のピボット4に揺動可能に支持された軸受パッド5と、潤滑油を外周側に案内するための案内ユニット6と、を有する。即ち、ピボット4は、軸受パッド5と軸受ケーシング3との間に介在している。軸受パッド5は、周方向に分割されている。本実施形態では、軸受パッド5は4個に分割されており、各軸受パッド5がそれぞれピボット4によって支持されている。
軸受ケーシング3は、円筒状をなす軸受ケーシング本体7と、軸受ケーシング本体7の軸線方向の両側から装着されている側壁部8とを有している。側壁部8は、軸受ケーシング本体7の軸線方向両端から内周側に立ち上がるように形成されている。
FIG.2 and FIG.3 is a schematic block diagram of the bearing apparatus 1 which concerns on 1st embodiment of this invention, and the rotating shaft 60 of the steam turbine 50 is rotatably supported by the bearing apparatus 1. FIG.
As shown in FIGS. 2 and 3, the bearing device 1 includes an annular bearing casing 3 disposed inside the support ring 2, pivots 4 provided at equal angular intervals on the inner peripheral surface of the bearing casing 3, and Each of the pivots 4 has a bearing pad 5 supported so as to be swingable, and a guide unit 6 for guiding the lubricating oil to the outer peripheral side. That is, the pivot 4 is interposed between the bearing pad 5 and the bearing casing 3. The bearing pad 5 is divided in the circumferential direction. In this embodiment, the bearing pad 5 is divided into four parts, and each bearing pad 5 is supported by the pivot 4.
The bearing casing 3 includes a cylindrical bearing casing body 7 and side wall portions 8 that are mounted from both sides in the axial direction of the bearing casing body 7. The side wall 8 is formed so as to rise from the both ends in the axial direction of the bearing casing body 7 to the inner peripheral side.

軸受ケーシング3には、潤滑油を外周側に排出する複数の排出孔9(排出部)が形成されている。排出孔9は、軸受ケーシング本体7の内周側の面と外周側の面とを貫通するように設けられている。排出孔9の位置については後述する。   The bearing casing 3 is formed with a plurality of discharge holes 9 (discharge portions) for discharging the lubricating oil to the outer peripheral side. The discharge hole 9 is provided so as to penetrate the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the bearing casing body 7. The position of the discharge hole 9 will be described later.

各々の軸受パッド5は、回転軸60の軸線に平行な視線で見た場合に円弧状をなし、かつ、幅広な湾曲板形状をなしている。軸受パッド5のパッド面10の曲率半径は、回転軸60の外周面の曲率半径よりやや大きく形成されている。即ち、軸受パッド5のパッド面10全面が回転軸60と接触することはない。また、軸受パッド5のパッド面10は、ホワイトメタル(バビットメタル)などの軟質金属によって形成されている。   Each bearing pad 5 has an arc shape when viewed in a line of sight parallel to the axis of the rotary shaft 60 and has a wide curved plate shape. The radius of curvature of the pad surface 10 of the bearing pad 5 is slightly larger than the radius of curvature of the outer peripheral surface of the rotating shaft 60. That is, the entire pad surface 10 of the bearing pad 5 does not contact the rotating shaft 60. The pad surface 10 of the bearing pad 5 is made of a soft metal such as white metal (babbit metal).

ピボット4は、軸受ケーシング3より回転軸60の径方向に突出して形成され、軸受パッド5の背面中央において軸受パッド5を支持している。
上述した構成により、軸受パッド5は、任意の方向に揺動可能とされている。即ち、ピボット4と軸受パッド5とは、点接触による接触状態であり、回転軸60と軸受装置1との間にミスアライメント(回転軸60の外周面と軸受パッド5のパッド面10との軸方向隙間が不均一になる)が発生した場合には、軸受パッド5が回転軸60に追従することができる。
The pivot 4 is formed so as to protrude from the bearing casing 3 in the radial direction of the rotary shaft 60, and supports the bearing pad 5 at the center of the back surface of the bearing pad 5.
With the configuration described above, the bearing pad 5 can swing in any direction. That is, the pivot 4 and the bearing pad 5 are in a contact state by point contact, and misalignment between the rotating shaft 60 and the bearing device 1 (the axis between the outer peripheral surface of the rotating shaft 60 and the pad surface 10 of the bearing pad 5). When the directional gap becomes non-uniform), the bearing pad 5 can follow the rotating shaft 60.

また、各々の軸受パッド5間には、潤滑油供給部である給油ノズル11が回転軸60に向けて設けられており、これら給油ノズル11には、潤滑油供給用ポンプ12が接続されている。従って、潤滑油供給用ポンプ12を駆動することにより、給油ノズル11から、給油ノズル11における回転軸60の回転方向Rにおける下流側に隣接する軸受パッド5のパッド面10に向けて、潤滑油が供給されることになる。   Further, between each bearing pad 5, an oil supply nozzle 11 as a lubricating oil supply unit is provided toward the rotating shaft 60, and a lubricating oil supply pump 12 is connected to these oil supply nozzles 11. . Therefore, by driving the lubricating oil supply pump 12, the lubricating oil flows from the oil supply nozzle 11 toward the pad surface 10 of the bearing pad 5 adjacent to the downstream side in the rotation direction R of the rotation shaft 60 of the oil supply nozzle 11. Will be supplied.

図4に示すように、案内ユニット6は、円環形状をなす一対のフローティングリング14と、一対のフローティングリング14を接続する複数の案内部材15とを有しており、図3に示すように、軸受ケーシング3の側壁部8の内周側の端面に形成された溝条16に組み込まれている。   As shown in FIG. 4, the guide unit 6 includes a pair of floating rings 14 having an annular shape and a plurality of guide members 15 that connect the pair of floating rings 14, as shown in FIG. 3. These are incorporated in grooves 16 formed on the inner peripheral end face of the side wall 8 of the bearing casing 3.

一対のフローティングリング14は、各々が回転軸60の外周面に周方向に沿うように配置される環状部材である。フローティングリング14は、軸受ケーシング3と回転軸60との間に設けられて、フローティングリング14の内周側の面が潤滑油を介して回転軸60に対向して、互いに軸線方向に離間するように配置される。また、一対のフローティングリング14は、軸受パッド5を軸線方向から挟むように離間して配置されている。   The pair of floating rings 14 are annular members that are arranged on the outer peripheral surface of the rotating shaft 60 so as to be along the circumferential direction. The floating ring 14 is provided between the bearing casing 3 and the rotating shaft 60, and the inner peripheral surface of the floating ring 14 faces the rotating shaft 60 through the lubricating oil so as to be separated from each other in the axial direction. Arranged. In addition, the pair of floating rings 14 are spaced apart so as to sandwich the bearing pad 5 from the axial direction.

各々のフローティングリング14は、断面矩形状の環状部材であり、その内径が回転軸60の外径よりも僅かに大となるように形成されている。換言すれば、フローティングリング14は、回転軸60の回転及び給油ノズル11からの潤滑油の供給に伴い、油膜浮上するように形成されている。   Each floating ring 14 is an annular member having a rectangular cross section, and is formed so that its inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the rotating shaft 60. In other words, the floating ring 14 is formed so that the oil film floats with the rotation of the rotating shaft 60 and the supply of the lubricating oil from the oil supply nozzle 11.

また、一対のフローティングリング14のうち少なくとも一方のフローティングリング14には、外周側に突出する回り止めピン17が形成されている。回り止めピン17は、溝条16に形成された凹部(図示せず)に入り込むことによって、フローティングリング14を回転させないように機能する突起である。即ち、フローティングリング14は、回転軸60が回転状態にあっても静止状態を維持するように構成されている。   Further, at least one floating ring 14 out of the pair of floating rings 14 is formed with a detent pin 17 projecting to the outer peripheral side. The anti-rotation pin 17 is a protrusion that functions so as not to rotate the floating ring 14 by entering a recess (not shown) formed in the groove 16. That is, the floating ring 14 is configured to maintain a stationary state even when the rotating shaft 60 is in a rotating state.

案内部材15は、一対のフローティングリング14を接続するように、一対のフローティングリング14にわたって設けられた棒状の部材である。案内部材15は、各々の軸受パッド5間であって、給油ノズル11の上流側に、軸線方向に延びるように配置されている。
案内部材15の軸線方向に直交する断面形状は、略三角形状をなしている。具体的には、回転軸60の外周面に沿う内周面19と、回転方向Rにおける上流側の軸受パッド5のパッド面10から流出した潤滑油を、排出孔9に向かって案内するように形成された案内面20と、内周面19と案内面20の下流側の端辺を接続する接続面21とを有している。
The guide member 15 is a rod-shaped member provided across the pair of floating rings 14 so as to connect the pair of floating rings 14. The guide member 15 is disposed between the bearing pads 5 and on the upstream side of the oil supply nozzle 11 so as to extend in the axial direction.
The cross-sectional shape orthogonal to the axial direction of the guide member 15 is substantially triangular. Specifically, the lubricating oil flowing out from the inner peripheral surface 19 along the outer peripheral surface of the rotating shaft 60 and the pad surface 10 of the upstream bearing pad 5 in the rotation direction R is guided toward the discharge hole 9. The formed guide surface 20 includes an inner peripheral surface 19 and a connection surface 21 that connects the downstream end of the guide surface 20.

内周面19は、フローティングリング14の内周側の面と同一曲面上に配されるように、フローティングリング14の内周側の面と同一の曲率半径の湾曲形状をなしている。また、内周面19はホワイトメタルなどの軟質金属によって形成されている。また、内周面19は、内周面19と回転軸60との隙間が、少なくとも回転軸60と軸受パッド5のパッド面10との間の隙間より小さくなるように位置決めされている。   The inner peripheral surface 19 has a curved shape with the same radius of curvature as the inner peripheral surface of the floating ring 14 so as to be arranged on the same curved surface as the inner peripheral surface of the floating ring 14. The inner peripheral surface 19 is made of a soft metal such as white metal. The inner peripheral surface 19 is positioned so that the gap between the inner peripheral surface 19 and the rotating shaft 60 is at least smaller than the gap between the rotating shaft 60 and the pad surface 10 of the bearing pad 5.

案内面20は、面である。具体的には、案内面20は、上流側から下流側に向かうにしたがって、回転軸60から徐々に離間するような斜面として形成されている。換言すれば、案内面20は、上流側に面するとともに、内周面19に対して鋭角をなすように形成され、上流側から流れてきた潤滑油が、内周面19と回転軸60との間に流入することなく、案内面20に沿って外周側に向かうように形成されている。
接続面21は、内周面19の下流側端部より外周側に立ち上がるように形成された壁面である。
The guide surface 20 is a surface. Specifically, the guide surface 20 is formed as a slope that gradually separates from the rotation shaft 60 as it goes from the upstream side to the downstream side. In other words, the guide surface 20 faces the upstream side and is formed so as to form an acute angle with respect to the inner peripheral surface 19, and the lubricating oil flowing from the upstream side causes the inner peripheral surface 19, the rotating shaft 60, and It is formed so as to go to the outer peripheral side along the guide surface 20 without flowing in between.
The connection surface 21 is a wall surface formed so as to rise from the downstream end portion of the inner peripheral surface 19 to the outer peripheral side.

そして、排出孔9は、案内部材15の案内面20によって案内された潤滑油が軸受ケーシング3の外周側に排出されやすいような位置に形成されている。具体的には、周方向において案内部材15に対応する位置に形成されている。また、排出孔9は、支持環2を避けるように、軸線方向の両側に離間するように形成されている。
なお、排出孔9の位置はこれに限ることはなく、例えば、軸受ケーシング3の側壁部8に形成されていてもよい。即ち、潤滑油を径方向ではなく軸線方向に排出する構成としてもよい。
The discharge hole 9 is formed at a position where the lubricating oil guided by the guide surface 20 of the guide member 15 is easily discharged to the outer peripheral side of the bearing casing 3. Specifically, it is formed at a position corresponding to the guide member 15 in the circumferential direction. Further, the discharge hole 9 is formed so as to be separated on both sides in the axial direction so as to avoid the support ring 2.
In addition, the position of the discharge hole 9 is not limited to this, and may be formed in the side wall portion 8 of the bearing casing 3, for example. That is, the lubricating oil may be discharged in the axial direction instead of the radial direction.

次に、上記実施形態の軸受装置1の作用について説明する。
蒸気タービン50の作動中、回転する回転軸60と、回転軸60の傾きに応じて傾斜する軸受パッド5のパッド面10との隙間に、給油ノズル11から潤滑油が供給される。回転軸60は、軸受パッド5のパッド面10に形成される油膜によって支持される。
Next, the operation of the bearing device 1 of the above embodiment will be described.
During the operation of the steam turbine 50, the lubricating oil is supplied from the oil supply nozzle 11 to the gap between the rotating rotating shaft 60 and the pad surface 10 of the bearing pad 5 inclined according to the inclination of the rotating shaft 60. The rotating shaft 60 is supported by an oil film formed on the pad surface 10 of the bearing pad 5.

ここで、回転軸60の回転に伴い、一の軸受パッド5に対して供給された潤滑油は、回転軸60の回転方向Rに沿って当該一の軸受パッド5と隣り合う軸受パッド5に向けて流動する。この際、潤滑油(油膜)は、当該一の軸受パッド5の下流側端部から隙間に排出されると、案内部材15によって塞き止められる。そして、当該一の軸受パッド5を潤滑させて昇温した潤滑油は、案内部材15の案内面20よって外周側に案内される。外周側に案内された高温の潤滑油は、排出孔9より軸受ケーシング3の外周側に排出される。   Here, the lubricating oil supplied to one bearing pad 5 along with the rotation of the rotating shaft 60 is directed toward the bearing pad 5 adjacent to the one bearing pad 5 along the rotation direction R of the rotating shaft 60. Fluid. At this time, the lubricating oil (oil film) is blocked by the guide member 15 when discharged from the downstream end of the one bearing pad 5 into the gap. Then, the lubricating oil heated by lubricating the one bearing pad 5 is guided to the outer peripheral side by the guide surface 20 of the guide member 15. The high-temperature lubricating oil guided to the outer peripheral side is discharged from the discharge hole 9 to the outer peripheral side of the bearing casing 3.

上記実施形態によれば、フローティングリング14により、案内部材15と回転軸60との隙間を、案内部材15と回転軸60とが接触しない程度に狭い隙間にすることができるため、案内部材15の案内面20によって、潤滑油が排出孔9に向かって案内され、高温となった潤滑油(キャリーオーバー排油)が下流側の軸受パッド5に流入することが抑制される。これにより、下流側の軸受パッド5の温度上昇が抑制され、軸受装置1の負荷能力を向上させることができる。   According to the above embodiment, the floating ring 14 can make the gap between the guide member 15 and the rotary shaft 60 narrow so that the guide member 15 and the rotary shaft 60 do not come into contact with each other. By the guide surface 20, the lubricating oil is guided toward the discharge hole 9, and the lubricating oil (carry over discharged oil) that has reached a high temperature is prevented from flowing into the bearing pad 5 on the downstream side. Thereby, the temperature rise of the downstream bearing pad 5 is suppressed, and the load capacity of the bearing device 1 can be improved.

また、案内部材15を案内部材15の内周面19と回転軸60とが摺動するように配置することによって、案内部材15と回転軸60との間の隙間を十分に小さくすることができるため、下流側の軸受パッド5に流入する潤滑油をより低減することができる。   Further, by arranging the guide member 15 so that the inner peripheral surface 19 of the guide member 15 and the rotary shaft 60 slide, the gap between the guide member 15 and the rotary shaft 60 can be made sufficiently small. Therefore, the lubricating oil flowing into the downstream bearing pad 5 can be further reduced.

(第二実施形態)
以下、本発明の第二実施形態に係る軸受装置1を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
本実施形態の軸受装置1は、案内面20の形状以外は、第一実施形態の軸受装置1とほぼ同様である。
図6に示すように、本実施形態の案内面20には、潤滑油を軸線方向両側に案内するように、下流側に向かうにしたがって軸線方向の中央部が***するように形成されている。
(Second embodiment)
Hereinafter, the bearing apparatus 1 which concerns on 2nd embodiment of this invention is demonstrated based on drawing. In the present embodiment, differences from the first embodiment described above will be mainly described, and description of similar parts will be omitted.
The bearing device 1 of this embodiment is substantially the same as the bearing device 1 of the first embodiment except for the shape of the guide surface 20.
As shown in FIG. 6, the guide surface 20 of the present embodiment is formed so that the central portion in the axial direction rises toward the downstream side so as to guide the lubricating oil to both sides in the axial direction.

具体的には、本実施形態の案内面20の軸線方向の中央には、下流側に向かうにしたがって徐々に高くなるような稜線22が形成されている。そして、案内面20は軸線方向両側から稜線22に向かって滑らかに高くなるように形成されている。即ち、上流側より流入する潤滑油が稜線22及び稜線22によって区画された二面23,24によって、軸線方向両側に案内されるように形成されている。   Specifically, a ridge line 22 that gradually increases toward the downstream side is formed in the center of the guide surface 20 of the present embodiment in the axial direction. And the guide surface 20 is formed so that it may become high smoothly toward the ridgeline 22 from the axial direction both sides. That is, the lubricating oil that flows in from the upstream side is formed to be guided to both sides in the axial direction by the ridgeline 22 and the two surfaces 23 and 24 partitioned by the ridgeline 22.

上記構成によれば、潤滑油が軸線方向両側に案内されるため、軸線方向に離間して配置された排出孔9に潤滑油が導入されやすくなる。換言すれば、複数の排出孔9が軸線方向に離間するように配置されている場合においても、潤滑油が排出孔9に導入されやすくなる。   According to the above configuration, since the lubricating oil is guided to both sides in the axial direction, the lubricating oil is easily introduced into the discharge holes 9 that are spaced apart in the axial direction. In other words, even when the plurality of discharge holes 9 are arranged so as to be separated in the axial direction, the lubricating oil is easily introduced into the discharge holes 9.

なお、本実施形態の案内面20の形状は、上記したような形状に限ることはなく、案内面20に当接した潤滑油が軸線方向の両側に案内されるような形状であればよい。例えば、図7に示すように、案内面20を稜線22を設けることない湾曲形状とすることもできる。   In addition, the shape of the guide surface 20 of this embodiment is not restricted to the shape as described above, and may be any shape as long as the lubricating oil in contact with the guide surface 20 is guided to both sides in the axial direction. For example, as shown in FIG. 7, the guide surface 20 may be curved without the ridgeline 22.

(第三実施形態)
以下、本発明の第二実施形態に係る軸受装置1を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
本実施形態の軸受装置1は、第一実施形態及び第二実施形態の軸受装置1が、各々の軸受パッド5の間に給油ノズル11及び案内部材15が配置されているのに対し、本実施形態の軸受装置1は、軸受パッド5と給油ノズル11の数が減っていることを特徴としている。
(Third embodiment)
Hereinafter, the bearing apparatus 1 which concerns on 2nd embodiment of this invention is demonstrated based on drawing. In the present embodiment, differences from the first embodiment described above will be mainly described, and description of similar parts will be omitted.
The bearing device 1 of the present embodiment is different from the bearing device 1 of the first embodiment and the second embodiment in that the oil supply nozzle 11 and the guide member 15 are disposed between the bearing pads 5. The bearing device 1 according to the embodiment is characterized in that the number of the bearing pads 5 and the oil supply nozzles 11 is reduced.

具体的には、図8に示すように、給油ノズル11及び案内部材15は、軸線を含む水平面よりも上方に位置する軸受パッド5の上流側には設けられていない。即ち、本実施形態の軸受装置1は、より回転軸60の荷重がかけられる鉛直方向下側に配置されている軸受パッド5の上流側に給油ノズル11を備え、これら軸受パッド5にキャリーオーバー排油が導入されないように、その上流側に案内部材15が設けられている。   Specifically, as shown in FIG. 8, the oil supply nozzle 11 and the guide member 15 are not provided on the upstream side of the bearing pad 5 positioned above the horizontal plane including the axis. That is, the bearing device 1 of the present embodiment includes the oil supply nozzle 11 on the upstream side of the bearing pad 5 arranged on the lower side in the vertical direction to which the load of the rotating shaft 60 is further applied. A guide member 15 is provided on the upstream side so that oil is not introduced.

上記実施形態によれば、供給される潤滑油の量を低減することができる。また、軸受装置1の装置構成をより簡素化することができる。   According to the embodiment, the amount of lubricating oil to be supplied can be reduced. Further, the device configuration of the bearing device 1 can be further simplified.

なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態においては、給油ノズル11が軸受パッド5の上流側に配置された構成となっているが、給油ノズル11を軸受パッド5上の上流側に組み込む構成としてもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the above embodiments, the oil supply nozzle 11 is arranged on the upstream side of the bearing pad 5, but the oil supply nozzle 11 may be incorporated on the upstream side of the bearing pad 5.

また、案内部材15とフローティングリング14の間にゴムなどの弾性部材を介在させることによって、フローティングリング14振動を案内部材15に伝達させないようにする構造としてもよい。   Further, an elastic member such as rubber may be interposed between the guide member 15 and the floating ring 14 so that the vibration of the floating ring 14 is not transmitted to the guide member 15.

1 軸受装置
2 支持環
3 軸受ケーシング
4 ピボット
5 軸受パッド
6 案内ユニット
7 軸受ケーシング本体
8 側壁部
9 排出孔(排出部)
10 パッド面
11 給油ノズル(潤滑油供給部)
12 潤滑油供給用ポンプ
14 フローティングリング
15 案内部材
16 溝条
17 回り止めピン
19 内周面
20 案内面
21 接続面
50 蒸気タービン
51 タービンケーシング
52 静翼
60 回転軸
61 動翼
70 軸受部
71 スラスト軸受
R 回転方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bearing apparatus 2 Support ring 3 Bearing casing 4 Pivot 5 Bearing pad 6 Guide unit 7 Bearing casing main body 8 Side wall part 9 Discharge hole (discharge part)
10 Pad surface 11 Oil supply nozzle (lubricant supply part)
12 Lubricating oil supply pump 14 Floating ring 15 Guide member 16 Groove 17 Detent pin 19 Inner peripheral surface 20 Guide surface 21 Connection surface 50 Steam turbine 51 Turbine casing 52 Stator blade 60 Rotating shaft 61 Rotor blade 70 Bearing portion 71 Thrust bearing R direction of rotation

Claims (5)

軸線回りに回転する回転軸と、
該回転軸の外周面を潤滑油を介して支持し、該回転軸の周方向に間隔をあけて配置された複数の軸受パッドと、
前記複数の軸受パッドを外周側から覆って支持し、前記潤滑油を外周側に排出する排出部が形成された軸受ケーシングと、
前記軸受ケーシングと前記回転軸との間に設けられて、内周側の面が潤滑油を介して前記回転軸に対向し、前記軸受パッドを軸線方向から挟むように離間して配置された一対のフローティングリングと、
前記一対のフローティングリングにわたって軸線方向に延びるように配置され、前記一対の軸受パッドの間で、上流側の軸受パッドのパッド面から流出した潤滑油を、前記排出部に向かって案内する案内面を有する案内部材と、を備えることを特徴とする軸受装置。
A rotation axis that rotates about an axis,
A plurality of bearing pads that support the outer peripheral surface of the rotating shaft via lubricating oil, and are arranged at intervals in the circumferential direction of the rotating shaft;
A bearing casing in which a plurality of bearing pads are covered and supported from the outer peripheral side, and a discharge portion for discharging the lubricating oil to the outer peripheral side is formed;
A pair provided between the bearing casing and the rotating shaft, with an inner peripheral surface facing the rotating shaft via a lubricating oil and spaced apart so as to sandwich the bearing pad from the axial direction. With a floating ring,
A guide surface that is arranged so as to extend in the axial direction across the pair of floating rings and guides the lubricating oil that has flowed out from the pad surface of the upstream bearing pad toward the discharge portion between the pair of bearing pads. And a guide member having the same.
前記案内部材は、前記回転軸に対向して該回転軸上を摺動する内周面を有し、
前記内周面はホワイトメタルによって形成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。
The guide member has an inner peripheral surface that slides on the rotation shaft facing the rotation shaft,
The bearing device according to claim 1, wherein the inner peripheral surface is formed of white metal.
前記軸受ケーシングは円筒状をなす軸受ケーシング本体と、該軸受ケーシング本体の軸線方向両端から内周側に立ち上がる側壁部とを有し、
前記排出部は、前記軸受ケーシング本体と前記側壁部の少なくとも一方に、軸線方向に離間して形成され、
前記案内面は、潤滑油を軸線方向両側に案内するように、下流側に向かうにしたがって軸線方向の中央部が***するように形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の軸受装置。
The bearing casing has a cylindrical bearing casing main body, and side wall portions that rise from the axial ends of the bearing casing main body to the inner peripheral side,
The discharge part is formed on at least one of the bearing casing body and the side wall part so as to be spaced apart in the axial direction.
The said guide surface is formed so that the center part of an axial direction may protrude as it goes downstream so that lubricating oil may be guided to the axial direction both sides, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. The bearing device described.
潤滑油を供給する潤滑油供給部及び前記案内部材は、前記軸線を含む水平面よりも上方に位置する軸受パッドの上流側には設けられていないことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の軸受装置。   The lubricating oil supply part for supplying lubricating oil and the guide member are not provided on the upstream side of the bearing pad located above the horizontal plane including the axis, wherein the lubricating oil is supplied. The bearing device according to any one of the above. 請求項1から4のいずれか一項に記載の軸受装置を備えることを特徴とする回転機械。   A rotary machine comprising the bearing device according to any one of claims 1 to 4.
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