特開 2024-35083 潤滑装置を有する傾斜パッドジャーナル軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024035083

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】潤滑装置を有する傾斜パッドジャーナル軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 17/03 20060101AFI20240306BHJP

   F16C 33/10 20060101ALI20240306BHJP

   F16N 7/38 20060101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

F16C17/03

F16C33/10 Z

F16N7/38 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023105869

(22)【出願日】2023-06-28

(31)【優先権主張番号】17/899,792

(32)【優先日】2022-08-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】506322271

【氏名又は名称】エリオット・カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】110002734

【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】リ，ウェイ

(72)【発明者】

【氏名】トラット，マニシュ ランボー

(72)【発明者】

【氏名】ペッティナート，ブライアン クリストファー

(72)【発明者】

【氏名】ブラマン，クリストファー ジョゼフ

【テーマコード（参考）】

3J011

【Ｆターム（参考）】

3J011AA06

3J011AA09

3J011BA17

3J011JA02

3J011KA02

3J011MA27

3J011PA10

3J011QA20

3J011RA03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】動力損失及び軸受の金属の温度を低減するための改善された潤滑特性を備えた傾斜パッドジャーナル軸受を提供する。
【解決手段】傾斜パッドジャーナル軸受は、環状支持リングと、該環状支持リング内に傾斜可能に取り付けられ、互いに円周方向に離間した複数の弧状パッドとを含む。傾斜パッドジャーナル軸受は、それぞれの対となる複数の弧状パッドの間に配置された潤滑装置をさらに有する。潤滑装置は、環状支持リングに接続されている潤滑マニホールドであって、隣接する弧状パッドの軸支持面に対して凹んでおり、それによって油混合キャビティを画定している、潤滑マニホールドと、該潤滑マニホールドから該油混合キャビティ内に向かって突出している複数の潤滑ノズルとを含む。潤滑マニホールドの中心を向いて配置されている複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つの断面流路領域は、残りの複数のノズルの断面流路領域よりも大きい。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を支持するための傾斜パッドジャーナル軸受であって、該傾斜パッドジャーナル軸受は、
環状支持リングと、
前記環状支持リング内に傾斜可能に取り付けられ、互いに円周方向に離間した複数の弧状パッドであって、該複数の弧状パッドのそれぞれが、軸支持面の反対側に取付面を有している、複数の弧状パッドと、
それぞれの対となる前記複数の弧状パッドの間に配置された潤滑装置であって、
前記環状支持リングに接続されている潤滑マニホールドであって、隣接する弧状パッドの前記軸支持面に対して凹んでおり、それによって油混合キャビティを画定している、潤滑マニホールドと、
前記潤滑マニホールドから前記油混合キャビティ内に向かって突出している複数の潤滑ノズルと、
を含む、潤滑装置と、
を含み、
前記潤滑マニホールドの中心を向いて配置されている前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つの断面流路領域が、前記潤滑マニホールドの中心から離れるように配置されている残りの前記複数のノズルの断面流路領域よりも大きい、傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項2】

前記環状支持リングが、前記潤滑マニホールド及び前記複数の潤滑ノズルのそれぞれと流体連通する潤滑剤送出穴を有する、請求項１に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項3】

前記複数の潤滑ノズルが、３つの潤滑ノズルである、請求項１に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項4】

前記複数の潤滑ノズルが、前記潤滑マニホールドに沿って互いに等間隔又は不等間隔で離間している、請求項１に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項5】

より大きな断面流路領域を有する前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、残りの個々の潤滑ノズルのいずれよりも３３％～２００％大きい流路領域を有する、請求項１に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項6】

前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、円形の断面流路領域を有する、請求項１に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項7】

前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、楕円形の断面流路領域を有する、請求項１に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項8】

前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、角柱状の外形を有する、請求項１に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項9】

前記潤滑マニホールドが、少なくとも１つのねじ穴を含み、前記潤滑マニホールドが、前記少なくとも１つのねじ穴と螺合する締結具を介して前記環状支持リングに接続されている、請求項１に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項10】

前記複数の弧状パッドのそれぞれの前記取付面と接触する球面ピボット座をさらに含む、請求項１に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項11】

前記球面ピボット座が、前記環状支持リングの内面に接続されている、請求項１０に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項12】

前記複数の潤滑ノズルの上面が、隣接する弧状パッドの前記軸支持面に対して凹んでいる、請求項１に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項13】

前記環状支持リングに接続されている一対の端部シールをさらに含む、請求項１に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項14】

前記複数の弧状パッドのうち少なくとも１つに接続されている少なくとも１つの温度変換器をさらに含む、請求項１に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項15】

より大きな断面流路領域を有する前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、前記少なくとも１つの温度変換器と軸方向に整列して配置されている、請求項１３に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項16】

回転軸を支持するための傾斜パッドジャーナル軸受であって、該傾斜パッドジャーナル軸受は、
環状支持リングと、
前記環状支持リング内に傾斜可能に取り付けられ、互いに円周方向に離間した複数の弧状パッドであって、該複数の弧状パッドのそれぞれが、軸支持面の反対側に取付面を有している、複数の弧状パッドと、
それぞれの対となる前記複数の弧状パッドの間に配置された潤滑装置であって、
前記環状支持リングに接続されている潤滑マニホールドであって、隣接する弧状パッドの前記軸支持面に対して凹んでおり、それによって油混合キャビティを画定している、潤滑マニホールドと、
前記潤滑マニホールドから前記油混合キャビティ内に向かって突出している複数の潤滑ノズルと、
を含む、潤滑装置と、
を含み、
前記潤滑マニホールドの中心を向いて配置されている前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つの断面流路領域が、前記潤滑マニホールドの中心から離れるように配置されている残りの前記複数のノズルの断面流路領域よりも大きく、
前記複数の潤滑ノズルの上面が、隣接する弧状パッドの前記軸支持面に対して凹んでおり、
前記環状支持リングが、前記潤滑マニホールド及び前記複数の潤滑ノズルのそれぞれと流体連通する潤滑剤送出穴を有する、傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項17】

より大きな断面流路領域を有する前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、残りの個々の潤滑ノズルのいずれよりも３３％～２００％大きい流路領域を有する、請求項１６に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項18】

前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、円形又は楕円形の断面流路領域を有し、前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、角柱状の外形を有する、請求項１６に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項19】

前記複数の潤滑ノズルの上面が、隣接する弧状パッドの前記軸支持面に対して凹んでいる、請求項１６に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【請求項20】

前記環状支持リングに接続されている一対の端部シールをさらに含む、請求項１６に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して傾斜パッドジャーナル軸受に関し、より詳細には、回転軸とジャーナル軸受との間の境界面に潤滑剤を送り出すための潤滑装置を有する傾斜パッドジャーナル軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

遠心流圧縮機、軸流圧縮機、タービン等のターボ機械は、様々な産業において利用され得る。特に、遠心流圧縮機やタービンは、発電所、ジェットエンジン用途、ガスタービン及び自動車用途において、幅広く使用されている。遠心流圧縮機やタービンは、石油精製産業において使用される空気分離プラントや高温ガス膨張機等の大規模産業用途においても、一般的に使用されている。遠心圧縮機はさらに、製油所や化学プラント等の大規模産業用途においても使用されている。

【0003】

図１を参照すると、従来の設計に係る多段遠心流ターボ機械１０が示されている。いくつかの用途では、単段もまた利用され得る。このようなターボ機械１０は、概して、少なくとも２つの軸受４０によってハウジング３０内に支持された軸２０を含んでいる。図１に示されるターボ機械１０は、作動流体の流体圧力を段階的に高めるための複数の段を含んでいる。それぞれの段は、ターボ機械１０の長手方向軸に沿って連続的に配置されており、全ての段が同じ原理で動作する同様のコンポーネントを有している場合もあるが、そのようなコンポーネントを有していない場合もある。

【0004】

ターボ機械の用途における軸受の目的は、回転するロータを最小限の摩擦で確実に支持すること、及び、低振動に必要な剛性及び減衰特性を提供することである。ターボ機械の軸受の大多数は、この目的のために油を利用している。

【0005】

ターボ機械の用途において一般的に使用される油供給式の軸受の１つのタイプは、軸周りに配置された複数の傾斜パッドを有する傾斜パッド軸受である。ターボ機械の効率を高めるには、多くの場合においてロータ速度を上げることが必要とされ、ロータ速度を上げると、軸受の金属の温度が上昇することが多い。そのため、軸受の熱性能は、流体膜ジャーナル軸受の設計における主要な制限要因となる。多くの傾斜パッド軸受の欠点は、上流のパッドからの高温のオイルが下流のパッドへと流れる可能性があり、それによって動力損失が大きくなると共に軸受の金属の温度が高くなり、軸受の性能が低下することである。上記の観点から、従来技術においては、動力損失及び軸受の金属の温度を低減するための改善された潤滑特性を備えた傾斜パッドジャーナル軸受が求められている。

【発明の概要】

【0006】

いくつかの非限定的な実施形態又は態様によれば、回転軸を支持するための傾斜パッドジャーナル軸受が提供される。傾斜パッドジャーナル軸受は、環状支持リングと、該環状支持リング内に傾斜可能に取り付けられ、互いに円周方向に離間した複数の弧状パッドとを含み得る。複数の弧状パッドのそれぞれは、軸支持面の反対側に取付面を有し得る。傾斜パッドジャーナル軸受は、それぞれの対となる複数の弧状パッドの間に配置された潤滑装置をさらに含み得る。潤滑装置は、環状支持リングに接続されている潤滑マニホールドであって、隣接する弧状パッドの軸支持面に対して凹んでおり、それによって油混合キャビティを画定している、潤滑マニホールドと、該潤滑マニホールドから油混合キャビティ内に向かって突出している複数の潤滑ノズルとを含み得る。潤滑マニホールドの中心を向いて配置されている複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つの断面流路領域は、潤滑マニホールドの中心から離れるように配置されている残りの複数のノズルの断面流路領域よりも大きくてもよい。

【0007】

いくつかの非限定的な実施形態又は態様によれば、環状支持リングは、潤滑マニホールド及び複数の潤滑ノズルのそれぞれと流体連通する潤滑剤送出穴を有していてもよい。複数の潤滑ノズルは、３つの潤滑ノズルであってもよい。複数の潤滑ノズルは、潤滑マニホールドに沿って互いに等間隔又は不等間隔で離間していてもよい。より大きな断面流路領域を有する複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つは、残りの個々の潤滑ノズルのいずれよりも３３％～２００％大きい流路領域を有していてもよい。

【0008】

いくつかの非限定的な実施形態又は態様によれば、複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つは、円形又は楕円形の断面流路領域を有していてもよい。複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つは、角柱状の外形を有していてもよい。

【0009】

いくつかの非限定的な実施形態又は態様によれば、潤滑マニホールドは、少なくとも１つのねじ穴を含んでいてもよい。潤滑マニホールドは、少なくとも１つのねじ穴と螺合する締結具を介して環状支持リングに接続されていてもよい。

【0010】

いくつかの非限定的な実施形態又は態様によれば、傾斜パッドジャーナル軸受は、複数の弧状パッドのそれぞれの取付面と接触する球面ピボット座をさらに含んでいてもよい。球面ピボット座は、環状支持リングの内面に接続されていてもよい。

【0011】

いくつかの非限定的な実施形態又は態様によれば、複数の潤滑ノズルの上面は、隣接する弧状パッドの軸支持面に対して凹んでいてもよい。傾斜パッドジャーナル軸受は、環状支持リングに接続されている一対の端部シールをさらに含んでいてもよい。複数の弧状パッドのうち少なくとも１つには、少なくとも１つの温度変換器が接続されていてもよい。より大きな断面流路領域を有する複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つは、少なくとも１つの温度変換器と軸方向に整列して配置されていてもよい。

【0012】

いくつかの非限定的な実施形態又は態様によれば、回転軸を支持するための傾斜パッドジャーナル軸受は、傾斜パッドジャーナル軸受は、環状支持リングと、該環状支持リング内に傾斜可能に取り付けられ、互いに円周方向に離間した複数の弧状パッドを含み得る。複数の弧状パッドのそれぞれは、軸支持面の反対側に取付面を有し得る。傾斜パッドジャーナル軸受は、それぞれの対となる複数の弧状パッドの間に配置された潤滑装置をさらに含み得る。潤滑装置は、環状支持リングに接続されている潤滑マニホールドであって、隣接する弧状パッドの軸支持面に対して凹んでおり、それによって油混合キャビティを画定している、潤滑マニホールドと、該潤滑マニホールドから油混合キャビティ内に向かって突出している複数の潤滑ノズルとを含み得る。潤滑マニホールドの中心を向いて配置されている複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つの断面流路領域は、潤滑マニホールドの中心から離れるように配置されている残りの複数のノズルの断面流路領域よりも大きくてもよい。複数の潤滑ノズルの上面は、隣接する弧状パッドの軸支持面に対して凹んでいてもよい。環状支持リングは、潤滑マニホールド及び複数の潤滑ノズルのそれぞれと流体連通する潤滑剤送出穴を有していてもよい。

【0013】

いくつかの非限定的な実施形態又は態様によれば、より大きな断面流路領域を有する複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つは、残りの個々の潤滑ノズルのいずれよりも３３％～２００％大きい流路領域を有していてもよい。複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つは、円形又は楕円形の断面流路領域を有していてもよい。複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つは、角柱状の外形を有していてもよい。

【0014】

いくつかの非限定的な実施形態又は態様によれば、複数の潤滑ノズルの上面が、隣接する弧状パッドの軸支持面に対して凹んでいてもよい。環状支持リングには、一対の端部シールが接続されていてもよい。複数の弧状パッドのうち少なくとも１つには、少なくとも１つの温度変換器が接続されていてもよい。より大きな断面流路領域を有する複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つは、少なくとも１つの温度変換器と軸方向に整列して配置されていてもよい。

【0015】

本開示における他の様々な態様は、以下の項の１つ以上に記載される。

【0016】

項１：回転軸を支持するための傾斜パッドジャーナル軸受であって、該傾斜パッドジャーナル軸受は、環状支持リングと、前記支持リング内に傾斜可能に取り付けられ、互いに円周方向に離間した複数の弧状パッドであって、該複数の弧状パッドのそれぞれが、軸支持面の反対側に取付面を有している、複数の弧状パッドと、それぞれの対となる前記複数の弧状パッドの間に配置された潤滑装置であって、前記環状支持リングに接続されている潤滑マニホールドであって、隣接する弧状パッドの前記軸支持面に対して凹んでおり、それによって油混合キャビティを画定している、潤滑マニホールドと、前記潤滑マニホールドから前記油混合キャビティ内に向かって突出している複数の潤滑ノズルと、を含む、潤滑装置と、を含み、前記潤滑マニホールドの中心を向いて配置されている前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つの断面流路領域が、前記潤滑マニホールドの中心から離れるように配置されている残りの前記複数のノズルの断面流路領域よりも大きい、傾斜パッドジャーナル軸受。

【0017】

項２：前記環状支持リングが、前記潤滑マニホールド及び前記複数の潤滑ノズルのそれぞれと流体連通する潤滑剤送出穴を有する、項１に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0018】

項３：前記複数の潤滑ノズルが、３つの潤滑ノズルである、項１又は２に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0019】

項４：前記複数の潤滑ノズルが、前記潤滑マニホールドに沿って互いに等間隔又は不等間隔で離間している、項１～３のいずれか１つに記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0020】

項５：より大きな断面流路領域を有する前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、残りの個々の潤滑ノズルのいずれよりも３３％～２００％大きい流路領域を有する、項１～４のいずれか１つに記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0021】

項６：前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、円形の断面流路領域を有する、項１～５のいずれか１つに記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0022】

項７：前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、楕円形の断面流路領域を有する、項１～６のいずれか１つに記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0023】

項８：前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、角柱状の外形を有する、項１～７のいずれか１つに記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0024】

項９：前記潤滑マニホールドが、少なくとも１つのねじ穴を含み、前記潤滑マニホールドが、前記少なくとも１つのねじ穴と螺合する締結具を介して前記環状支持リングに接続されている、項１～８のいずれか１つに記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0025】

項１０：前記複数の弧状パッドのそれぞれの前記取付面と接触する球面ピボット座をさらに含む、項１～９のいずれか１つに記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0026】

項１１：前記球面ピボット座が、前記環状支持リングの内面に接続されている、項１０に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0027】

項１２：前記複数の潤滑ノズルの上面が、隣接する弧状パッドの前記軸支持面に対して凹んでいる、項１～１１のいずれか１つに記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0028】

項１３：前記環状支持リングに接続されている一対の端部シールをさらに含む、項１～１２のいずれか１つに記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0029】

項１４：前記複数の弧状パッドのうち少なくとも１つに接続されている少なくとも１つの温度変換器をさらに含む、項１～１３のいずれか１つに記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0030】

項１５：より大きな断面流路領域を有する前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、前記少なくとも１つの温度変換器と軸方向に整列して配置されている、項１３に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0031】

項１６：回転軸を支持するための傾斜パッドジャーナル軸受であって、該傾斜パッドジャーナル軸受は、環状支持リングと、前記支持リング内に傾斜可能に取り付けられ、互いに円周方向に離間した複数の弧状パッドであって、該複数の弧状パッドのそれぞれが、軸支持面の反対側に取付面を有している、複数の弧状パッドと、それぞれの対となる前記複数の弧状パッドの間に配置された潤滑装置であって、前記環状支持リングに接続されている潤滑マニホールドであって、隣接する弧状パッドの前記軸支持面に対して凹んでおり、それによって油混合キャビティを画定している、潤滑マニホールドと、前記潤滑マニホールドから前記油混合キャビティ内に向かって突出している複数の潤滑ノズルと、を含む、潤滑装置と、を含み、前記潤滑マニホールドの中心を向いて配置されている前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つの断面流路領域が、前記潤滑マニホールドの中心から離れるように配置されている残りの前記複数のノズルの断面流路領域よりも大きく、前記複数の潤滑ノズルの上面が、隣接する弧状パッドの軸支持面に対して凹んでおり、前記環状支持リングが、前記潤滑マニホールド及び前記複数の潤滑ノズルのそれぞれと流体連通する潤滑剤送出穴を有する、傾斜パッドジャーナル軸受。

【0032】

項１７：より大きな断面流路領域を有する前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、残りの個々の潤滑ノズルのいずれよりも３３％～２００％大きい流路領域を有する、項１６に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0033】

項１８：前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、円形又は楕円形の断面流路領域を有し、前記複数の潤滑ノズルのうち少なくとも１つが、角柱状の外形を有する、項１６又は１７に記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0034】

項１９：前記複数の潤滑ノズルの上面が、隣接する弧状パッドの前記軸支持面に対して凹んでいる、項１６～１８のいずれか１つに記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0035】

項２０：前記環状支持リングに接続されている一対の端部シールをさらに含む、項１６～１９のいずれか１つに記載の傾斜パッドジャーナル軸受。

【0036】

本開示における上記の及び他の特徴及び特性や、関連する構造の要素についての動作方法及び機能、部品の組み合わせ並びに製造の経済性は、以下の説明を考慮して添付の図面を参照し、より明らかになるであろう。それらは全て、本明細書の一部を形成している。様々な図において、同様の参照番号は、対応する部分を示している。しかしながら、それらの図は例示及び説明のみを目的としており、本開示の限定を定義することを意図したものではないことは明確に理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】図１は、従来技術の実施形態に係る多段遠心流ターボ機械の部分切欠斜視図である。

【0038】

【図2】図２は、本開示のいくつかの非限定的な実施形態又は態様に係る傾斜パッドジャーナル軸受の斜視図である。

【0039】

【図3】図３は、図１に示す軸受の環状支持リングの斜視図である。

【0040】

【図4】図４は、本開示の非限定的な一実施形態又は態様に係る、傾斜パッドジャーナル軸受と共に使用するように構成された潤滑装置の斜視図である。

【0041】

【図5】図５は、本開示の別の非限定的な実施形態又は態様に係る、傾斜パッドジャーナル軸受と共に使用するように構成された潤滑装置の斜視図である。

【0042】

【図6】図６は、図４に示す潤滑装置の正面断面図である。

【0043】

【図7】図７は、温度変換器を示す別の実施形態または態様に係る傾斜パッドジャーナル軸受の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0044】

本明細書で使用される場合、単数形の“a”、“an”及び“the”は、文脈に明らかに別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。

【0045】

「左」、「右」、「内」、「外」、「上」、「下」等の空間又は方向の用語は、図に示される実施形態又は態様に関するものであり、実施形態又は態様は様々な代替の方向を想定可能であるため、これらの用語は限定的なものとみなされない。

【0046】

明細書及び特許請求の範囲において使用される全ての数字は、全ての場合において、用語「約」により修飾されているものとして理解されるものとする。「約」とは、指定された値のプラス又はマイナス２５パーセント以内であることを意味する。しかしながら、これは均等論に基づく値の分析に限定されるものとみなされるべきではない。

【0047】

別段の指示がない限り、本明細書に開示される全ての範囲又は比率は、開始値及び終了値、並びに、それらに包含される任意の部分範囲又は部分比率を包含すると理解されるものとする。例えば、指定された範囲又は比率「１～１０」は、最小値１と最大値１０との間の（及びそれらを含む）全ての部分範囲又は部分比率、すなわち、１以上の最小値で開始し１０以下の最大値で終了する全ての部分範囲又は部分比率を含むとみなされるべきである。本明細書に開示の範囲及び／又は比率は、特定の範囲及び／又は比率にわたる平均値を表す。

【0048】

用語「第１」、「第２」及びそれらに類する用語は、特定の順序や時系列を指すことを意図したものではなく、異なる条件、特性又は要素を示すことを意図したものである。

【0049】

本明細書にて参照される全ての文書は、それらの全体が「参照により組み込まれる」。

【0050】

用語「少なくとも」は、「以上」と同義である。

【0051】

本明細書で使用される場合、「・・・のうち少なくとも１つ」は、「・・・のうち１つ以上」と同義である。例えば、語句「Ａ、Ｂ又はＣのうち少なくとも１つ」は、Ａ、Ｂ又はＣのいずれか１つ、あるいは、Ａ、Ｂ又はＣのいずれか２つ以上の任意の組み合わせを意味する。例えば、「Ａ、Ｂ及びＣのうち少なくとも１つ」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ及びＢ、Ａ及びＣ、Ｂ及びＣ、又は、Ａ、Ｂ及びＣの全てを含む。

【0052】

用語「含む（comprising）」、「含む（comprises）」及びこれに類するものは、任意の請求項又は明細書全体に列挙されたもの以外の要素又はステップが存在することを排除するものではない。本明細書では、「含む（comprises）」は「含む（includes）」を意味し、「含む（comprising）」は「含む（including）」を意味する。

【0053】

本明細書で使用される場合、用語「平行」又は「実質的に平行」は、細長い物体等の基準線を含む２つの物体の間の（理論上の交点まで延長された場合における）相対角度が、０～５°、０～３°、０～２°、０～１°、０～０．５°、０～０．２５°又は０～０．１°（記載の値を含む）であることを意味する。

【0054】

本明細書で使用される場合、用語「垂直」、「横断」、「実質的に垂直」又は「実質的に横断」は、２つの物体の間の実際又は理論上の交点における相対角度が、８５～９０°、８７～９０°、８８～９０°、８９～９０°、８９．５～９０°、８９．７５～９０°又は８９．９～９０°（記載の値を含む）であることを意味する。

【0055】

本開示は、概して軸受２００に関し、この軸受２００は、軸受の性能を高めるために潤滑装置を有する傾斜パッドジャーナル軸受であってもよい。潤滑装置は、油等の潤滑剤を回転軸に向けるように構成されている。軸受２００のコンポーネントについての特定の好ましい非限定的な実施形態又は態様は、図２～図６に示す。本開示はまた、概して、上述の軸受２００を利用するターボ機械にも関する。軸受２００は、ターボ機械の筐体内に収容されるように構成されている。いくつかの実施形態又は態様では、軸受２００は、図１に示すターボ機械１０等のターボ機械と共に使用するように構成され得る。ターボ機械の軸の軸方向の長さに沿って、複数の軸受２００が多段に離間して配置されてもよい。

【0056】

図２～３を参照すると、軸受２００は、環状支持リング２０２と、環状支持リング２０２内に支持された複数の弧状パッド２０４とを含む。環状支持リング２０２は、中央開口部２０６を有するモノリシック構造であってもよい。いくつかの実施形態又は態様では、環状支持リング２０２は、複数の別個のリング又は円弧のセグメントから構築され、それらが一緒に結合されて環状支持リング２０２を形成するモジュール式コンポーネントであってもよい。別個のリング又は円弧のセグメントは、１つ又は複数の締結具に併せて取り外し可能に接続できてもよい。いくつかの実施形態又は態様では、別個のリング又は円弧のセグメントを互いに対して位置決めするために、ダボ、ピン又は他の構造が提供されてもよい。

【0057】

図２～３を続けて参照すると、軸受２００は、環状支持リング２０２の両側に、互いに軸方向に離間して配置された一対の側板２０８をさらに含む。側板２０８はリング形状であり、図１に示されるターボ機械１０の軸２０等のロータ軸を受容する寸法の中央孔２１０を含む。側板２０８は、環状支持リング２０２のそれぞれの対向する側面に取り外し可能に接続できるように構成されている。いくつかの実施形態又は態様では、側板２０８は、環状支持リング２０２と一体的に形成されていてもよい。それぞれの側板２０８は、弧状パッド２０４を軸方向及び半径方向に保持するために、対応する複数の保持締結具２１２（図２に示す）を受容するように構成された複数の開口２０９（図３に示す）を有する。いくつかの実施形態又は態様では、それぞれの弧状パッド２０４は、一対の保持締結具２１２によって固定され得る。使用中において、側板２０８は、本明細書で論じられるように、複数の弧状パッド２０４を軸方向及び半径方向に保持して、潤滑剤の軸方向の漏出を抑制する。このようにして、それぞれの側板２０８は、端部シールを画定する。

【0058】

図２を参照すると、弧状パッド２０４は、環状支持リング２０２の中央開口２０６内に受容されており、隣接する弧状パッド２０４との間に隙間又は空間２１４が存在するように、互いに円周方向に離間している。いくつかの実施形態又は態様では、軸受２００は、５つの弧状パッド２０４を有していてもよい。他の実施形態又は態様では、軸受２００は、より多数の又は少数の弧状パッド２０４を有していてもよい。複数の弧状パッド２０４のそれぞれは、軸支持面２１８の反対側に取付面２１６（図７に示す）を有する。取付面２１６は、後述するように、球面ピボット座を介して、環状支持リング２０２の内面２２０（図３に示す）上に弧状パッド２０４を傾斜可能に支持するように構成されている。軸支持面２１８は、軸受２００によって支持されたロータ軸と軸受接触するように構成されている。

【0059】

図７に示すように、それぞれの弧状パッド２０４の取付面２１６は、環状支持リング２０２のポケット２２４（図３に示す）内に受容される球面ピボット座２２２と接触するように構成されたポケットを有する。球面ピボット座２２２は、環状支持リング２０２内の穴２２８（図３に示す）を通って延在する締結具２２６によって、ポケット２２４内に固定されてもよい。球面ピボット座２２２は、軸受２００の長手方向軸に平行な軸周りにおける弧状パッド２０４の傾斜動を容易にするように構成されている。

【0060】

図２を参照すると、軸受２００は、複数の弧状パッド２０４のそれぞれの対の間に配置された潤滑装置２３２を有している。潤滑装置２３２は、潤滑油等の潤滑剤をロータ軸へと送出するように構成されている。潤滑装置２３２についての議論は、軸受２００の全ての潤滑装置２３２が同一の方法で構築されることが好ましいとの理解の下で、単一の潤滑装置２３２に関して行うこととする。

【0061】

図４～５を参照すると、潤滑装置２３２は、潤滑マニホールド２３４と、潤滑マニホールド２３４から突出している複数の潤滑ノズル２３６とを含む。潤滑ノズル２３６のそれぞれは、潤滑マニホールド２３４と流体連通している（図６を参照）。いくつかの実施形態又は態様では、複数の潤滑ノズル２３６は、３つの潤滑ノズル２３６であってもよい。他の実施形態又は態様では、複数の潤滑ノズル２３６は、３つより多数又は少数の潤滑ノズル２３６であってもよい。

【0062】

図２を参照すると、潤滑マニホールド２３４は、環状支持リング２０２に接続されるように構成されている。例えば、潤滑マニホールド２３４は、一対のねじ穴２３８（図４～図５に示す）を有し、その各々は、環状支持リング２０２上の対応する穴２４１を通って延在する締結具２４０を螺着するように構成されている（図２～３を参照）。

【0063】

図６に示すように、環状支持リング２０２は、潤滑マニホールド２３４及び複数の潤滑ノズル２３６のそれぞれと流体連通する潤滑剤送出穴２４２を有する。このようにして、潤滑剤は、潤滑剤源から潤滑剤送出穴２４２及び潤滑マニホールド２３４を介して、潤滑ノズル２３６へと送出される。いくつかの実施形態又は態様では、潤滑剤の側方への漏出を抑制するために、潤滑マニホールド２３４と環状支持リング２０２との間の界面にシールが設けられてもよい。

【0064】

図４～５を参照すると、潤滑ノズル２３６のそれぞれは、潤滑マニホールド２３４を介してロータ軸へと潤滑剤を送出するように構成された中空構造を有する。複数の潤滑ノズル２３６は、潤滑マニホールド２３４に沿って、互いに等間隔に配置されている。他の実施形態又は態様では、複数の潤滑ノズル２３６は、潤滑マニホールド２３４に沿って、互いに不等間隔に配置されていてもよい。潤滑マニホールド２３４の中心を向いて配置されている複数の潤滑ノズル２３６のうち少なくとも１つ（すなわち、中心の潤滑ノズル２３６ａ）の断面流路領域は、潤滑マニホールド２３４の中心から離れるように配置されている残りの複数のノズル２３６（すなわち、外側の潤滑ノズル２３６ｂ，２３６ｃ）の断面流路領域よりも大きい。このようにして、外側の潤滑ノズル２３６ｂ，２３６ｃと比較して、より多くの潤滑剤を中央の潤滑ノズル２３６ａを通して送出することができる。この装置によって、軸受パッド２０４がより効率的に冷却され、それによって、油の流量当たりの最大の温度低下だけでなく、全体として最大の温度低下が可能になる。いくつかの実施形態又は態様では、より大きな断面流路領域を有する中央の潤滑ノズル２３６ａは、残りの個々の潤滑ノズル２３６ｂ，２３６ｃのいずれよりも３３％～２００％大きい流路領域を有する。

【0065】

いくつかの実施形態又は態様では、複数の潤滑ノズル２３６のうち少なくとも１つが、円形の断面流路領域を有する（図４）。他の実施形態又は態様では、複数の潤滑ノズル２３６のうち少なくとも１つが、楕円形の断面流路領域を有する（図５）。さらなる実施形態又は態様では、複数の潤滑ノズル２３６のうち少なくとも１つが、他の任意の幾何学的形状の断面流路領域を有していてもよい。複数の潤滑ノズル２３６のうち少なくとも１つは、角柱状の外形を有している。例えば、複数の潤滑ノズル２３６のうち少なくとも１つの外側断面形状は、正方形、長方形又は別の形状であってもよい。

【0066】

図６を参照すると、複数の潤滑ノズル２３６のそれぞれの上端２４６は、隣接する弧状パッド２０４の軸支持面２１８に対して距離Ｘだけ凹んでおり、ロータ軸に対して隙間空間を提供している。さらに、潤滑マニホールド２３４は、複数の潤滑ノズル２３６のそれぞれの上端２４６及び隣接する弧状パッド２０４の軸支持面２１８に対して凹んでおり、それによって油混合キャビティ２４８を画定している。油混合キャビティ２４８は、隣接する弧状パッド２０４から排出され得る高温の潤滑剤を受容するように構成されており、それによって、この高温の潤滑剤が潤滑ノズル２３６から送出される比較的低温の潤滑剤と混合されてもよい。このようにして、軸受の金属全体の温度が低下され得る。

【0067】

図７を参照すると、複数の弧状パッド２０４のうち少なくとも１つに、少なくとも１つの温度変換器２５０が接続されている。少なくとも１つの温度変換器２５０は、軸受２００の動作温度を測定するように構成されている。いくつかの実施形態又は態様では、少なくとも１つの温度変換器２５０は、より大きな断面流路領域を有する複数の潤滑ノズル２３６のうち少なくとも１つと軸方向に整列していてもよい。

【0068】

上述の説明において、開示の軸受及びターボ機械の様々な態様が提供されたが、当業者は、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、これらの態様に修正及び変更を加えてもよい。例えば、本開示は、可能な限りにおいて、任意の態様の１つ又は複数の特徴を、他の任意の態様の１つ又は複数の特徴と組み合わせることができる程度を企図していることを理解されたい。したがって、上述の説明は、限定ではなく例示を意図したものである。上述の本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義され、この特許請求の範囲の意味及び均等の範囲に属する本発明に対する全ての変更は、その範囲内に包含される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【外国語明細書】

【Ｆｉｇ１】

【Ｆｉｇ２】

【Ｆｉｇ３】

【Ｆｉｇ４】

【Ｆｉｇ５】

【Ｆｉｇ６】

【Ｆｉｇ７】