特許 6849310 ジャーナル軸受および回転機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6849310

(24)【登録日】2021年3月8日

(45)【発行日】2021年3月24日

(54)【発明の名称】ジャーナル軸受および回転機械

(51)【国際特許分類】

   F16C 17/02 20060101AFI20210315BHJP

   F16C 33/10 20060101ALI20210315BHJP

【ＦＩ】

   F16C17/02 Z

   F16C33/10 Z

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-36928(P2016-36928)

(22)【出願日】2016年2月29日

(65)【公開番号】特開2017-155757(P2017-155757A)

(43)【公開日】2017年9月7日

【審査請求日】2018年12月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱パワー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】誠真ＩＰ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】篠原 種宏

(72)【発明者】

【氏名】貝漕 高明

(72)【発明者】

【氏名】中野 隆

(72)【発明者】

【氏名】脇 勇一朗

(72)【発明者】

【氏名】小澤 豊

(72)【発明者】

【氏名】杼谷 直人

【審査官】 西藤 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２０４６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１２４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２７０６０７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ １７／０２−１７／０３

Ｆ１６Ｃ ３３／１０

Ｆ０２Ｃ ７／０６

Ｆ０１Ｄ ２５／１６−２５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャリアリングと、
前記キャリアリングの下半領域の内周側に設けられ、ロータ軸を下方から支持するように構成された一対の軸受パッドと、
前記ロータ軸の軸方向における前記一対の軸受パッドの両側に設けられた一対のサイドプレートと、
前記一対の軸受パッドに対して潤滑油を供給するための複数の給油ユニットと、
を備え、
各々の前記サイドプレートの内周面と前記ロータ軸の外周面との間に前記一対のサイドプレートによって囲まれた軸受内部空間と外部とを連通させるための隙間が設けられ、
前記一対の軸受パッドは、
前記一対の軸受パッドのうち最下流側に位置する最下流パッドと、
前記一対の軸受パッドのうち前記最下流パッドではない方の最上流パッドと、
を含み、
前記複数の給油ユニットは、
前記最下流パッドの下流側に設けられ、前記最下流パッドの後縁端面のうち、前記最下流パッドのパッド面と前記後縁端面との交線によって形成される前記最下流パッドの角部よりも下方の領域に向けて前記潤滑油を供給するように構成された第１給油ユニットと、
前記複数の給油ユニットのうち前記第１給油ユニットを除く給油ユニットであり、前記キャリアリングの周方向において前記最上流パッドの上流側の位置、および、前記最上流パッドと前記最下流パッドとの間の位置に配置される複数の第２給油ユニットと、
を含み、
前記第１給油ユニット以外の前記複数の第２給油ユニットは、各々の前記第２給油ユニットの下流に位置する前記最上流パッド又は前記最下流パッドの何れかの前記軸受パッドの前縁と前記ロータ軸の外周面との間の隙間に向けて前記潤滑油を供給するように構成された
ことを特徴とするジャーナル軸受。

【請求項2】

前記キャリアリングの上半領域に設けられ、前記ロータ軸の外周面のうち上側領域を覆うように設けられたガイドメタルをさらに備え、
前記第１給油ユニットは、前記最下流パッドの下流側、且つ、前記ガイドメタルの上流側に位置することを特徴とする請求項１に記載のジャーナル軸受。

【請求項3】

キャリアリングと、
前記キャリアリングの下半領域の内周側に設けられ、ロータ軸を下方から支持するように構成された複数の軸受パッドと、
前記ロータ軸の軸方向における前記複数の軸受パッドの両側に設けられた一対のサイドプレートと、
前記複数の軸受パッドに対して潤滑油を供給するための少なくとも一つの給油ユニットと、
を備え、
各々の前記サイドプレートの内周面と前記ロータ軸の外周面との間に前記一対のサイドプレートによって囲まれた軸受内部空間と外部とを連通させるための隙間が設けられ、
前記少なくとも一つの給油ユニットのうち、前記複数の軸受パッドのうち最下流側に位置する最下流パッドの下流側に設けられた第１給油ユニットは、前記最下流パッドの後縁端面のうち、前記最下流パッドのパッド面と前記後縁端面との交線によって形成される前記最下流パッドの角部よりも下方の領域に向けて前記潤滑油を供給するように構成され、
前記キャリアリングの上半領域に設けられ、前記ロータ軸の外周面のうち上側領域を覆うように設けられたガイドメタルをさらに備え、
前記第１給油ユニットは、前記最下流パッドの下流側、且つ、前記ガイドメタルの上流側に位置し、
前記第１給油ユニットは、
前記最下流パッドの前記後縁端面のうち前記角部よりも下方の領域に向けて上流側に前記潤滑油を噴射するための少なくとも一つの第１噴射孔と、
前記ガイドメタルに向けて下流側に前記潤滑油を噴射するための第２噴射孔と、
を含むことを特徴とするジャーナル軸受。

【請求項4】

請求項１乃至３の何れか一項に記載のジャーナル軸受と、
前記ジャーナル軸受によって支持されるロータ軸と、
を備えることを特徴とする回転機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ロータ軸を回転可能に支持するためのジャーナル軸受および回転機械に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、蒸気タービンやガスタービン等の回転機械に用いられる軸受装置として、ジャーナル軸受が知られている。
例えば特許文献１には、複数の軸受パッドによってロータ軸を支持するジャーナル軸受が記載されている。具体的には、特許文献１のジャーナル軸受は、キャリアリングと、キャリアリングに支持される上流側軸受パッド及び下流側軸受パッドと、各軸受パッドとロータ軸との間に潤滑油を供給する複数の給油ノズルと、を備えている。複数の給油ノズルは、上流側軸受パッドよりも上流側に配置された第１の給油ノズル（最上流ノズル）と、上流側軸受パッドの両端部に配置された第２及び第３の給油ノズルと、下流側軸受パッドの上流側端部に配置された第４の給油ノズルと、を含む。また、下半部キャリアリングの両端面にはサイドプレートが配置されており、給油ノズルから供給された潤滑油の軸受外部への漏出を抑制するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４７６４４８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１に記載されるように複数の軸受パッドを備えるジャーナル軸受においては、正常動作時、回転数の上昇に伴ってロータ軸と各軸受パッドの間にそれぞれ適正な厚さの油膜が形成され、これらの油膜圧力によってロータ軸が略直上に浮き上がるようになっている。
しかしながら、本発明者らの知見によれば、複数の軸受パッド間における負荷能力の適正なバランスを維持できないために、軸受性能が低下したり、異常振動が発生したりすることが起こり得る。例えば、上流側軸受パッドにおける油膜圧力が不足して上流側領域での十分な負荷能力を確保できず、ロータ軸が浮上する際に上流側へ寄ってしまうと、このことが異常振動の発生原因になり得る。

【0005】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、複数の軸受パッド間における負荷能力のバランスを維持し、異常振動の発生を防止するとともに軸受性能を向上し得るジャーナル軸受および回転機械を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係るジャーナル軸受は、
キャリアリングと、
前記キャリアリングの下半領域の内周側に設けられ、ロータ軸を下方から支持するように構成された複数の軸受パッドと、
前記ロータ軸の軸方向における前記複数の軸受パッドの両側に設けられた一対のサイドプレートと、
前記複数の軸受パッドに対して潤滑油を供給するための少なくとも一つの給油ユニットと、
を備え、
各々の前記サイドプレートの内周面と前記ロータ軸の外周面との間に前記一対のサイドプレートによって囲まれた軸受内部空間と外部とを連通させるための隙間が設けられ、
前記少なくとも一つの給油ユニットのうち、前記複数の軸受パッドのうち最下流側に位置する最下流パッドの下流側に設けられた第１給油ユニットは、前記最下流パッドの後縁端面のうち、前記最下流パッドのパッド面と前記後縁端面との交線によって形成される前記最下流パッドの角部よりも下方の領域に向けて前記潤滑油を供給するように構成される。

【0007】

本発明者らによる鋭意検討の結果、複数の軸受パッドのうち最上流パッドとロータ軸との間の油膜圧力が不足する原因として、最上流パッドにキャリーオーバされる潤滑油（キャリーオーバ油）への空気の混入があることを見出した。
すなわち、各々のサイドプレートの内周面とロータ軸の外周面との間に、一対のサイドプレートによって囲まれた軸受内部空間と軸受外部とを連通させるための隙間を有するジャーナル軸受では、最下流パッドから最上流パッドに至る領域で該隙間から吸い込まれた空気が潤滑油に混入し得る。このため、最上流パッドにキャリーオーバされる潤滑油には多くの空気が含まれ、実質の潤滑油の油量が少ないと考えられる。したがって、最上流パッドの上流側直前の給油ユニットと、最下流パッドの上流側直前の給油ユニットとの吐出油量が同じであっても、最下流パッドに比べて最上流パッドでは潤滑油不足となりやすい。また、潤滑油は非圧縮性流体であるのに対して、潤滑油に含まれる空気は圧縮性流体であるため、最上流パッド（特に前縁近傍）において潤滑油に含まれる気泡が押しつぶされ、最上流パッドの前縁端面側において動圧が生じにくくなる。
これにより、最上流パッドの負荷能力が低下し、複数の軸受パッド間における負荷能力の適正なバランスが維持できなくなる。そのため、回転数の上昇に伴いロータ軸の軸心軌跡が鉛直線上から逸れてしまい、異常振動が発生したり、軸受性能が低下したりする可能性が高くなる。

【0008】

上記（１）の構成のように、最下流パッドよりも下流側に第１給油ユニットを設け、第１給油ユニットから最下流パッドの後縁端面に向けて潤滑油を供給することで、最下流パッドを冷却することができる。
なお、上記（１）の構成のように、第１給油ユニットが最下流パッドよりも下流側に設けられている場合、第１給油ユニットから最下流パッドの後縁側に供給された潤滑油は、キャリーオーバ油として最上流パッド側へ搬送されやすい。
そこで、上記（１）のジャーナル軸受では、少なくとも一つの給油ユニットのうち、最下流パッドの下流側に設けられた第１給油ユニットは、最下流パッドの後縁端面のうち角部（最下流パッドのパッド面と後縁端面との交線によって形成される最下流パッドの角部）よりも下方の領域に向けて潤滑油を供給するように構成されている。
これにより、第１給油ユニットから給油された潤滑油は、最下流パッドの角部よりも下方に衝突して下方に落下し、キャリーオーバ油としてロータ軸に連れまわって下流側へ搬送されることを抑制できる。
したがって、複数の軸受パッド間における負荷能力のバランスを適正に保つことができ、ジャーナル軸受における異常振動の発生防止および軸受性能の向上が図れる。

【0009】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記少なくとも一つの給油ユニットのうち、各々の前記軸受パッドの上流側に設けられる第２給油ユニットは、各々の前記軸受パッドの前縁と前記ロータ軸の外周面との間の隙間に向けて前記潤滑油を供給するように構成される。

【0010】

上記（２）の構成によれば、各々の軸受パッドの上流側に設けられる第２給油ユニットが、軸受パッドの前縁とロータ軸の外周面との間の隙間に向けて潤滑油を供給するようになっているので、供給された潤滑油が各々の軸受パッドとロータ軸との間に円滑に流入し、軸受パッドとロータ軸との間に適切に油膜を形成することができる。

【0011】

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記キャリアリングの上半領域に設けられ、前記ロータ軸の外周面のうち上側領域を覆うように設けられたガイドメタルをさらに備え、
前記第１給油ユニットは、前記最下流パッドの下流側、且つ、前記ガイドメタルの上流側に位置する。

【0012】

上記（３）の構成によれば、キャリアリングの上半領域に一対のガイドメタルを設けたので、ロータ軸が跳ね上がった場合にガイドメタルによってロータ軸を抑え込むことができる。また、第１給油ユニットをガイドメタルの上流側に設けることで、第１給油ユニットを最下流パッドの後縁端面に近づけて配置することができ、最下流パッドの後縁端面のうち前記角部よりも下方の領域に向けて潤滑油を供給して最下流パッドを効果的に冷却することができる。

【0013】

（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記第１給油ユニットは、
前記最下流パッドの前記後縁端面のうち前記角部よりも下方の領域に向けて上流側に前記潤滑油を噴射するための少なくとも一つの第１噴射孔と、
前記ガイドメタルに向けて下流側に前記潤滑油を噴射するための第２噴射孔と、
を含む。

【0014】

上記（４）の構成によれば、第１噴射孔からの潤滑油によって、最下流パッドの冷却を行うことができる。この際、第１噴射孔からの潤滑油は、最下流パッドの後縁端面のうち前記角部よりも下方の領域に向けて噴射されるから、上記（１）でも述べたように、最下流パッドの後縁端面に衝突して下方に落下するようになっており、ロータ軸の回転に伴って下流側へと向かうキャリーオーバ油にはなりにくい。
一方、第１給油ユニットは、ガイドメタルに向けて下流側に前記潤滑油を噴射するための第２噴射孔をさらに含んでいる。この第２噴射孔からの潤滑油によって、ガイドメタルとロータ軸とが接触する際にこれらの間の潤滑性を保つことができる。

【0015】

（５）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る回転機械は、
上記（１）乃至（４）の何れか一に記載のジャーナル軸受と、
前記ジャーナル軸受によって支持されるロータ軸と、
を備える。

【0016】

上記（５）の回転機械によれば、異常振動が発生しにくく且つ優れた軸受性能を有するジャーナル軸受を備えているので、信頼性の高い回転機械を提供することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、第１給油ユニットから給油された潤滑油は、最下流パッドの角部よりも下方に衝突して下方に落下し、キャリーオーバ油としてロータ軸に連れまわって下流側へ搬送されることを抑制できる。したがって、複数の軸受パッド間における負荷能力のバランスを適正に保つことができ、ジャーナル軸受における異常振動の発生防止および軸受性能の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】一実施形態に係るジャーナル軸受の軸方向に沿った断面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図3】図１のＢ−Ｂ線矢視図である。

【図4】一実施形態に係るジャーナル軸受の構成を説明するための概略図である。

【図5】一実施形態に係るジャーナル軸受の上半領域の展開図（図１に示したジャーナル軸受をＣ方向から視た展開図）である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0020】

最初に、図１〜図３を参照して、幾つかの実施形態に係るジャーナル軸受１０の全体構成について説明する。
図１は、一実施形態に係るジャーナル軸受１０の軸方向に沿った断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線矢視図である。

【0021】

本実施形態の説明において、「軸方向」は、ジャーナル軸受１０に支持されるロータ軸２の中心軸線Ｏの方向であり、「径方向」はロータ軸２の半径方向であり、「周方向」はロータ軸２の周方向である。なお、「周方向」は、キャリアリング１２，１３の周方向であってもよいし、サイドプレート１７，１８の周方向であってもよい。さらに、本実施形態において「上流側」又は「下流側」とは、ロータ軸２の回転方向における上流側又は下流側のことを言う。

【0022】

図１〜図３に示す実施形態において、ジャーナル軸受１０は、潤滑方式（給油方式）として直接潤滑方式を採用しており、キャリアリング１１の下半領域に、最上流パッド３０及び最下流パッド３２を含む２つの軸受パッドが配置された構成となっている。例えば、ジャーナル軸受１０は、ティルティングパッド軸受である。なお、最上流パッド３０の前縁端面３０ａは上流側に位置し、後縁端面３０ｂは下流側に位置する。また、最下流パッド３２の前縁端面３２ａは上流側に位置し、後縁端面３２ｂは下流側に位置する。
以下、図示されるジャーナル軸受１０について例示的に説明するが、本実施形態に係るジャーナル軸受１０はこの構成に限定されるものではない。例えば、他の実施形態においては、キャリアリング１１の下半領域に３個以上の軸受パッドが取り付けられた構成であってもよい。その場合においても、複数の軸受パッドのうち最上流側に位置する軸受パッドを最上流パッドと言い、最下流側に位置する軸受パッドを最下流パッドと言う。

【0023】

幾つかの実施形態において、ジャーナル軸受１０は、キャリアリング１１と、キャリアリング１１の下半領域の内周側に設けられ、ロータ軸２を下方から支持するように構成された複数の軸受パッド３０，３２と、ロータ軸２の軸方向における複数の軸受パッド３０，３２の両側に設けられる一対のサイドプレート１７，１８と、を備える。

【0024】

以下、ジャーナル軸受１０の各部材の具体的な構成例について説明する。
キャリアリング１１は、不図示の軸受ケーシングに支持されており、上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３を含む。上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３は、それぞれ、軸方向に直交する断面が半円弧状となるような内周面及び外周面を有している。なお、図示される例では、キャリアリング１１が上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３に分割された構成を示しているが、キャリアリング１１は一体構造であってもよいし、３以上に分割された構成であってもよい。また、図示されない他の構成のキャリアリング１１においても、中心軸線Ｏを通る水平面より上方側の領域を上方領域と言い、下方側の領域を下方領域と言う。

【0025】

キャリアリング１１の軸方向の両端側には、ロータ軸２の外周に沿って、一対のサイドプレート１７，１８が配置されている。サイドプレート１７，１８は、円板状に形成されており、中央にロータ軸２が貫通する穴が形成されている。図３に示すように、サイドプレート１７，１８は、上半部サイドプレート１７Ａ，１８Ａ及び下半部サイドプレート１７Ｂ，１８Ｂを含む半割構造であってもよい。
これらのサイドプレート１７，１８によって、後述する給油ユニット２５〜２９から供給される潤滑油の外部への漏出を適度に抑制するようになっている。

【0026】

図１に示すように、上半部キャリアリング１２には、主としてロータ軸２の跳ね上がりを上方から押さえ込むために、内周面にガイドメタル（半円環軸受部）２０，２１が取り付けられていてもよい。例えば、上半部キャリアリング１２の軸方向の両端側で且つサイドプレート１７，１８よりも軸方向において内側に、一対のガイドメタル２０，２１が取り付けられている。ガイドメタル２０，２１は、半円形状に形成されている。
このように、上半部キャリアリング１２の内周側にガイドメタル２０，２１が設けられることで、ガイドメタル２０，２１によってロータ軸２の跳ね上がりを押さえ込むことができ、ロータ軸２の跳ね上がりによる部品の破損等を防止できる。なお、キャリアリング１１が、上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３に分割された構造ではなく一体構造である場合、あるいは３以上に分割された構造である場合、ガイドメタル２０，２１は、キャリアリング１１の上半領域に設けられていればよい。

【0027】

上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３には、少なくとも一本の給油ユニット２５〜２９が設けられている。例えば、給油ユニット２５〜２９は、給油ノズルである。
図２に示す例では、ロータ軸２が図中矢印Ｓに示すように時計回りに回転する場合、ロータ軸２の回転方向Ｓにおいて上流側から給油ユニット２５〜２８（後述する第２給油ユニット）、給油ユニット２９（後述する第１給油ユニット）を含む計５本の給油ユニットが設けられている。
具体的には、給油ユニット２５，２６は、最上流パッド３０よりも上流側に、周方向に並んで配置されている。給油ユニット２７，２８は、最上流パッド３０と、該最上流パッド３０よりも下流側に位置する最下流パッド３２との間に、周方向に並んで配置されている。給油ユニット２９は、最下流パッド３２よりも下流側に配置されている。

【0028】

キャリアリング１１の内部には、潤滑油供給路（不図示）が形成されている。潤滑油供給路に供給された潤滑油は各給油ユニット２５〜２９に送られて、各給油ユニット２５〜２９から各軸受パッド３０，３２の近傍に噴出される。

【0029】

最上流パッド３０および最下流パッド３２は、下半部キャリアリング１３の内周側においてロータ軸２の外周に沿って設けられ、ロータ軸２を下方から支えるように構成されている。
最上流パッド３０は、周方向において隣り合うように配置された複数の軸受パッド３０，３２の列のうち、ロータ軸２の回転方向Ｓの最上流側に位置する。
最下流パッド３２は、周方向において隣り合うように配置された複数の軸受パッド３０，３２の列のうち、ロータ軸２の回転方向Ｓの最下流側に位置する。
このように、下半部キャリアリング１３に最上流パッド３０および最下流パッド３２が設けられているので、最上流パッド３０および最下流パッド３２によってロータ軸２を適切に支持できる。

【0030】

なお、キャリアリング１１が、上半部キャリアリング１２及び下半部キャリアリング１３に分割された構造ではなく一体構造である場合、あるいは３以上に分割された構造である場合、最上流パッド３０および最下流パッド３２は、キャリアリング１１の下半領域に設けられていればよい。

【0031】

次に、図４及び図５を参照して、給油ユニット２５〜２９及びその周辺構造の具体的な構成について説明する。
幾つかの実施形態に係るジャーナル軸受１０は、図１に例示するように、各々のサイドプレート１７，１８の内周面とロータ軸２の外周面との間に一対のサイドプレート１７，１８によって囲まれた軸受内部空間と外部とを連通させるための隙間（サイドプレート隙間）４２が設けられている。
また、このジャーナル軸受１０において、図４に例示するように、少なくとも一つの給油ユニット２５〜２９のうち、最下流パッド３２の下流側に設けられた第１給油ユニット２９は、最下流パッド３２の後縁端面３２ｂのうち、最下流パッド３２のパッド面と後縁端面３２ｂとの交線によって形成される最下流パッド３２の角部３２ｃよりも下方の領域Ｄに向けて潤滑油を供給するように構成される。
なお、最下流パッド３２の後縁端面３２ｂは、通常、角部３２ｃから下方に向けて傾斜した面となっている。

【0032】

本発明者らによる鋭意検討の結果、最上流パッド３０とロータ軸２との間の油膜圧力が不足する原因として、最上流パッド３０にキャリーオーバされる潤滑油への空気の混入があることを見出した。
すなわち、各々のサイドプレート１７，１８の内周面とロータ軸２の外周面との間に、一対のサイドプレート１７，１８によって囲まれた軸受内部空間と軸受外部とを連通させるための隙間４２（図１及び図３参照）を有するジャーナル軸受１０では、最下流パッド３２から最上流パッド３０に至る領域で該隙間４２から吸い込まれた空気が潤滑油に混入し得る。このため、最上流パッド３０にキャリーオーバされる潤滑油には多くの空気が含まれ、実質の潤滑油の油量が少ないと考えられる。したがって、最上流パッド３０の上流側直前の給油ユニット２５，２６と、最下流パッド３２の上流側直前の給油ユニット２７，２８との吐出油量が同じであっても、最下流パッド３２に比べて最上流パッド３０では潤滑油不足となりやすい。また、潤滑油は非圧縮性流体であるのに対して、潤滑油に含まれる空気は圧縮性流体であるため、最上流パッド３０（特に前縁近傍）において潤滑油に含まれる気泡が押しつぶされ、最上流パッド３０の前縁端面３０ａ側において動圧が生じにくくなる。
これにより、最上流パッド３０の負荷能力が低下し、複数の軸受パッド３０，３２間における負荷能力の適正なバランスが維持できなくなる。そのため、回転数の上昇に伴いロータ軸２の軸心軌跡が鉛直線上から逸れてしまい、異常振動が発生したり、軸受性能が低下したりする可能性が高くなる。

【0033】

上記実施形態のように、最下流パッド３２よりも下流側に第１給油ユニット２９を設け、第１給油ユニット２９から最下流パッド３２の後縁端面３２ｂに向けて潤滑油を供給することで、最下流パッド３２を冷却することができる。
なお、上記実施形態のように、第１給油ユニット２９が、最下流パッド３２よりも下流側に設けられている場合、第１給油ユニット２９から最下流パッド３２の後縁端面３２ｂ側に供給された潤滑油は、キャリーオーバ油として最上流パッド３０側へ搬送されやすい。
そこで、上記実施形態に係るジャーナル軸受１０では、少なくとも一つの給油ユニット２５〜２９のうち、最下流パッド３２の下流側に設けられた第１給油ユニット２９は、最下流パッド３２の後縁端面３２ｂのうち角部３２ｃよりも下方の領域Ｄに向けて潤滑油を供給するように構成されている。

【0034】

これにより、第１給油ユニット２９から給油された潤滑油は、最下流パッド３２の角部３２ｃよりも下方に衝突して下方に落下し、キャリーオーバ油としてロータ軸２に連れまわって下流側へ搬送されることを抑制できる。
したがって、複数の軸受パッド３０，３２間における負荷能力のバランスを適正に保つことができ、ジャーナル軸受１０における異常振動の発生防止および軸受性能の向上が図れる。

【0035】

図４に例示するように幾つかの実施形態では、少なくとも一つの給油ユニット２５〜２９のうち、各々の軸受パッド３０，３２の上流側に設けられる第２給油ユニット２５〜２８は、各々の軸受パッド３０，３２の前縁とロータ軸２の外周面との間の隙間に向けて潤滑油を供給するように構成される。

【0036】

上記実施形態によれば、各々の軸受パッド３０，３２の上流側に設けられる第２給油ユニット２５〜２８が、軸受パッド３０，３２の前縁とロータ軸２の外周面との間の隙間に向けて潤滑油を供給するようになっているので、供給された潤滑油が各々の軸受パッド３０，３２とロータ軸２との間に円滑に流入し、軸受パッド３０，３２とロータ軸２との間に適切に油膜を形成することができる。

【0037】

また、上述したように、キャリアリング１１の上半領域（図示される例では上半部キャリアリング１２）に設けられ、ロータ軸２の外周面のうち上側領域を覆うように設けられたガイドメタル２０，２１をさらに備えている場合、図４及び図５に示すように、第１給油ユニット２９は、最下流パッド３２の下流側、且つ、ガイドメタル２０，２１の上流側に位置していてもよい。

【0038】

上記構成によれば、キャリアリング１１の上半領域に一対のガイドメタル２０，２１が設けられることによって、ロータ軸２が跳ね上がった場合にガイドメタル２０，２１によってロータ軸２を抑え込むことができる。また、第１給油ユニット２９をガイドメタル２０，２１の上流側に設けることで、第１給油ユニット２９を最下流パッド３２の後縁端面３２ｂに近づけて配置することができ、最下流パッド３２の後縁端面３２ｂのうち角部３２ｃよりも下方の領域Ｄに向けて潤滑油を供給して最下流パッド３２を効果的に冷却することができる。

【0039】

図４及び図５に例示するように幾つかの実施形態では、第１給油ユニット２９は、最下流パッド３２の後縁端面３２ｂのうち角部３２ｃよりも下方の領域Ｄに向けて上流側に潤滑油を噴射するための少なくとも一つの第１噴射孔２９ａと、ガイドメタル２０，２１に向けて下流側に潤滑油を噴射するための第２噴射孔２９ｂと、を含む。

【0040】

上記構成では、第１噴射孔２９ａからの潤滑油によって、最下流パッド３２の冷却を行うことができる。この際、第１噴射孔２９ａからの潤滑油は、最下流パッド３２の後縁端面３２ｂのうち角部３２ｃよりも下方の領域Ｄに向けて噴射されるから、最下流パッド３２の後縁端面３２ｂに衝突して下方に落下するようになっており、ロータ軸２の回転に伴って下流側へと向かうキャリーオーバ油にはなりにくい。
一方、第１給油ユニット２９は、ガイドメタル２０，２１に向けて下流側に潤滑油を噴射するための第２噴射孔２９ｂをさらに含んでいる。この第２噴射孔２９ｂからの潤滑油によって、ガイドメタル２０，２１とロータ軸２とが接触する際にこれらの間の潤滑性を保つことができる。

【0041】

例えば、図５に示すように、第１給油ユニット２９の軸方向中央部において複数の第１噴射孔２９ａが軸方向に配列され、第１給油ユニット２９の軸方向両端側において複数の第２噴射孔２９ｂが軸方向に配列されていてもよい。これにより、軸方向中央部に配列された複数の第１噴射孔２９ａから供給される潤滑油によって最下流パッド３２を効果的に冷却できる。また軸方向両端側に配列された複数の第２噴射孔２９ｂから供給される潤滑油によって、軸方向の両側に設けられた一対のガイドメタル２０，２１と、ロータ軸２との間の潤滑性を適切に保つことができる。

【0042】

上述したように、本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、第１給油ユニット２９から給油された潤滑油は、最下流パッド３２の角部３２ｃよりも下方に衝突して下方に落下し、キャリーオーバ油としてロータ軸２に連れまわって下流側へ搬送されることを抑制できる。したがって、複数の軸受パッド３０，３２間における負荷能力のバランスを適正に保つことができ、ジャーナル軸受１０における異常振動の発生防止および軸受性能の向上が図れる。

【0043】

なお、図１に示すように、本実施形態に係るジャーナル軸受１０が適用される回転機械１としては、ガスタービンや蒸気タービン（例えば原子力プラントの蒸気タービン）や機械駆動用タービン等のタービン、風力発電装置等の風力機械、送風機、過給機、又は圧縮機などが挙げられる。

【0044】

ここで、回転機械１は、回転駆動されるロータ軸２と、ロータ軸２を収容する軸受ハウジング（不図示）と、ロータ軸２を支持するためのジャーナル軸受１０と、を備える。
この回転機械１によれば、異常振動が発生しにくく且つ優れた軸受性能を有するジャーナル軸受１０を備えているので、信頼性の高い回転機械１を提供することができる。

【0045】

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【0046】

例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【符号の説明】

【0047】

１ 回転機械
２ ロータ軸
１０ ジャーナル軸受
１１ キャリアリング
１２ 上半部キャリアリング
１３ 下半部キャリアリング
１７，１８ サイドプレート
２０，２１ ガイドメタル
２５〜２８ 第２給油ユニット
２９ 第１給油ユニット
２９ａ 第１噴射孔
２９ｂ 第２噴射孔
３０ 最上流パッド
３２ 最下流パッド
３２ａ 前縁端面
３２ｂ 後縁端面
３２ｃ 角部
４２ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】