JPH034823Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、高温回転機械の軸受装置に関するも
ので、詳しくは、車両用、舶用、汎用の過給機、
および小形、汎用のガスタービンなどの高温回転
機械における回転軸の軸受装置として利用される
ものである。

従来の技術 従来から、高温回転機械の一種である過給機の
軸受は、メタルを使用した浮動ブツシユ型のすべ
り軸受が主流であるが、たまには、玉軸受やコロ
軸受などのころがり軸受も採用されており、いず
れも、潤滑剤として潤滑油を使用している。

考案が解決しようとする問題点 前述のように、従来の過給機の軸受は、高温の
排ガスを利用するタービンに隣接して設けられて
いて、その潤滑には潤滑油を使用しているため、
その高温の排ガスにより潤滑油の劣化が早まり、
オイル交換の頻度が高まるうえ、油漏れのトラブ
ルも生じ、とくに、潤滑油停止の場合には、ヒー
トソークバツク現象により軸受まわりの残留潤滑
油の数百度（℃）の高温に達することが多々あ
り、炭化（カーボンブリツジ）というトラブルに
つながる現象を起し、また高温油中の硫黄などの
添加物がメタル材と反応することにより腐象現象
を起すなどの問題点がある。本考案は、このよう
な問題点を解決しようとするものである。すなわ
ち、本考案は、高温に耐え、かつ、潤滑油に伴な
うトラブルなどがない高温回転機械の軸受装置を
提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 軸受を、少なくとも転動体がセラミツク製であ
る無給油式のころがり軸受とし、かつ、水フイル
ムダンパにより、そのころがり軸受を支持するよ
うにした。すなわち、本考案の構成は、高温回転
機械の回転軸を回転可能に支持して少なくとも転
動体がセラミツク製からなる無給油式のころがり
軸受と、軸受ハウジング内に水フイルムを介して
浮動状態に設けられて前記ころがり軸受を支持し
ている水フイルムダンパとを備え、かつ、前記軸
受ハウジングには、該軸受ハウジングの内周面と
該水フイルムダンパの外周面の間に前記水フイル
ムを形成させる水を供給する導水路を備えている
ことを特徴としている。

作 用 ころがり軸受の主要部である転動体がセラミツ
ク製であるため、高温に強く、かつ、前記ころが
り軸受が無給油式であるため、潤滑油を供給する
必要がなくなつて、潤滑油によるトラブルなどが
全くなくなり、また水フイルムダンパが前記ころ
がり軸受の制振作用をし、しかも、該軸受が間接
的に水冷される。

実施例 図面は本考案の一実施例を示している。すなわ
ち、高温回転機械の一例として、過給機を示して
いる。図において、１はタービン車室、２は軸受
車室、３はコンプレツサ車室、４はタービン軸、
５はタービン羽根車、６はコンプレツサ羽根車、
７は後述するタービン側玉軸受、８は後述するコ
ンプレツサ側玉軸受、９は前記軸受車室２に設け
られた軸受ハウジング、１０は前記軸受ハウジン
グ９内に水フイルムを介して浮動状態に設けられ
て前記両玉軸受７と８を支持している水フイルム
ダンパ、１１はその水フイルム、１２は軸受スペ
ーサ、１３はコイル状の予圧スプリング、１４は
軸端ナツト、１５は冷却水入口、１６は冷却水出
口、１７は冷却水チヤンバ、１８は第１導水路、
１９は第２導水路、２０は第３導水路である。

さらに説明すると、高速回転するタービン軸４
を回転可能に支持しているタービン側玉軸受７と
コンプレツサ側玉軸受８は、ともに、その転動体
であるボールだけがセラミツク製の場合と、内輪
と外輪をもセラミツク製にしたフルセラミツクス
の場合があるが、過給機の場合は、内輪がタービ
ン軸４の熱膨張による引張力を受けるため、耐熱
合金を使用し、ボールのみをセラミツク化するの
がよい。またボールの保持器に自己潤滑性のある
材料を用いるほうが耐久性やその他の点で適して
いる。一般に、200℃程度までならテフロン系、
それ以上の温度ならばグラフアイト系の保持器を
用いるのがよい。この自己潤滑の原理は、保持器
がボールと回転中に接触して微少量が剥れ落ちて
粉末状の潤滑剤となるからである。

また水フイルムダンパ１０はタービン側玉軸受
７とコンプレツサ側玉軸受８の制振機構として用
いられるが、水は潤滑油に比較して、粘性が低い
ので、スクイズフイルムの隙間を小かくするな
ど、若干の寸法の考慮で基本作用は油と同様に得
られる。いま粘性をμ、水フイルムダンパ１０の
半径をＲ、水フイルム１１の長さをＬ、水フイル
ム１１の厚さをＣ、減衰値をＤとすると、 Ｄ≒μπR（Ｌ／Ｃ）³ で与えられるので、粘性μが小さくなつた分だけ
水フイルム１１の厚さＣを小さくしてやればよい
のである。

また水フイルム１１は油フイルムと比較して、
上記のほかに、漏れ易いことと、蒸発し易いこと
に注意を払う必要がある。漏れ易にことに対して
は、水フイルムダンパ１０の軸方向端面の軸受ハ
ウジング９との隙間を小さくして対処するが、漏
れを完全になくすことはできない。ただし、漏れ
た後の水は大きな害を及ぼすものではない。蒸発
したり漏れたりして、水フイルムダンパ１０の外
周の水フイルム１１がなくなつてしまつては、制
振効果は得られないので、運転中は常に保持する
必要がある。

このため、図示の例では、冷却水は、軸受車室
２の冷却水入口１５に供給され、第１導水路１８
と第２導水路１９を通つて軸受ハウジング９の内
周面と水フイルムダンパ１０の外周面の間に供給
され、ここで水フイルム１１が形成される。これ
により、スクイズ効果を保つとともに、水フイル
ムダンパ１０を介してタービン側玉軸受７とコン
プレツサ側玉軸受９が間接的に冷却される。また
軸受ハウジング９の内周面と水フイルムダンパ１
０の外周面の間に供給された冷却水は該ダンパ１
０の周囲を一循したのち、若干の圧力をもつて第
３導水路２０から冷却水チヤンバ１７に排出され
るので、前述の水漏れは非常に少ない。そのた
め、図示の過給機は横置ばかりでなく、縦型にし
ても使用できるので、エンジン搭載性が向上す
る。

このように、タービン側玉軸受７とコンプレツ
サ側玉軸受８の、少なくともボールがセラミツク
製であるため、高温に耐え、かつ、両軸受７と８
が無給油式であつて間接的に水冷もされるため、
適当な冷却効果が得られるとともに、潤滑油を供
給する必要がなくなつて、潤滑油による従来のト
ラブルなどが全くなくなり、また水フイルムダン
パ１０が水フイルム１１を介して浮動状態に設け
られているので、両軸受７と８の振動を確実に制
振してタービン軸４の安定した回転が保証され
る。

なお上記実施例では、軸受が玉軸受の場合を示
したが、少なくともコロをセラミツク製にしたコ
ロ軸受でも同様にして実施することができる。ま
た冷却水の供給方法を上記実施例とは逆にしたい
場合は、軸受ハウジング９に冷却水入口ａを設
け、その冷却水入口ａに冷却水を適当な圧力で供
給すれば、やはり、水フイルム１１が形成され、
水フイルムダンパ１０の周囲を一循したのち、第
１導水路１８と第２導水路１９を逆に通つて、冷
却水入口１５が冷却水出口となつて排出される。
また水フイルム１１の水の一部を該軸受７と８に
直接導くために、水フイルムダンパ１０に、該軸
受７と８に向けた小孔を設ける場合もある。

考案の効果 本考案は、軸受が無給油式のころがり軸受であ
り、該軸受を支持しているダンパが水フイルムダ
ンパであるため、従来の浮動ブツシユ型すべり軸
受に比較して摩擦損失がきわめて小さく、さら
に、潤滑油を使用しないから、潤滑油により撹拌
損失がなくなるので、機械効率が飛躍的に向上
し、また給油のための油配管が不要となり、か
つ、油に伴なう従来のトラブルなどが全くなくな
るうえ、横型ばかりでなく、縦型にもすることが
できるので、据付が自由となる。しかも、少なく
とも軸受の転動体がセラミツク製であるため、耐
熱性が飛躍的に向上し、寿命の延長を図ることが
できる。また油を使用しないで水を使用するの
で、経済的でもある。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例を示した一部切欠断面正
面図である。 ４……タービン軸、７，８……玉軸受、９……
軸受ハウジング、１０……水フイルムダンパ、１
１……水フイルム、１８，１９……導水路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高温回転機械の回転軸を回転可能に支持して少
   なくとも転動体がセラミツク製からなる無給油式
   のころがり軸受と、軸受ハウジング内に水フイル
   ムを介して浮動状態に設けられて前記ころがり軸
   受を支持している水フイルムダンパとを備え、か
   つ、前記軸受ハウジングには、該軸受ハウジング
   の内周面と該水フイルムダンパの外周面の間に前
   記水フイルムを形成させる水を供給する導水路を
   備えていることを特徴とする、高温回転機械の軸
   受装置。