[发明专利]箔片轴承

说明书

箔片轴承的轴承间隙被提供有颗粒(23)。在上箔片部(12a1)上设置台阶(24)，产生从沿着上箔片部(12a1)的表面的方向中的与轴(6)的旋转方向(R)垂直的方向(N)的两端部(121、122)朝向该两端部之间的区域的空气流。

技术领域

本发明涉及箔片轴承。

背景技术

涡轮机(例如燃气轮机或涡轮增压器)的主轴在高温环境下高速旋转。并且，关于涡轮机，除了存在从能量效率的观点来看很难另外设置油循环用的辅助设备的情况之外，还存在润滑油的剪切阻力成为妨碍主轴的高速旋转化的主要原因的情况。因此，作为涡轮机的主轴的支承用轴承，多数情况下不采用使用了润滑油的滚动轴承或动压轴承，而是采用使用空气作为产生压力流体的空气动压轴承。

作为空气动压轴承，一般情况下使用刚体来构成旋转侧的轴承面和静止侧的轴承面双方。然而，关于这种空气动压轴承，如果形成在两轴承面之间的轴承间隙的间隙宽度管理不充分，则在超过了稳定临界时容易产生被称作涡动的自励式的轴的摆动。因此，在普通的空气动压轴承中，为了稳定地发挥轴承性能，需要高精度地管理轴承间隙的间隙宽度。然而，在像涡轮机那样温度变化大的环境下，由于热膨胀的影响，轴承间隙的间隙宽度容易发生变动，因此很难稳定地发挥轴承性能。

作为不容易产生涡动并且在温度变化大的环境下也能够容易进行轴承间隙的间隙宽度管理的轴承，公知有箔片轴承。在箔片轴承中，由针对弯曲而言刚性低并且具有挠性的金属薄板(箔片)构成轴承面，通过允许该轴承面的挠曲而支承载荷，该箔片轴承具有如下的特征：轴承间隙被自动调节成与运转条件等相应的适当的宽度。例如在下述的专利文献1中公开了支承径向载荷的径向箔片轴承的一例。

另外，在箔片轴承中，尤其在轴低速旋转时，在轴承间隙中形成的空气膜的刚性(压力)不充分高，因此两轴承面反复地滑动接触。为了抑制伴随着这样的滑动接触的轴承面的磨耗和旋转扭矩的上升，在专利文献1中，公开了如下内容：在与轴之间形成轴承间隙的各箔片的表面上形成DLC膜、氮铝化钛膜、或二硫化钼膜等覆膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-92967号公报

发明内容

发明要解决的课题

在轴停止的过程中，如图22所示，处于轴6的外周面与形成在箔片12的表面上的覆膜21大范围接触的状态。在该状态下，存在如下的问题：即使轴6开始旋转，空气也不会被顺畅地引入到密合状态下的轴6的外周面与覆膜21之间，因此在楔形空间内没有产生充分的压力，轴6的上浮延迟。轴的上浮延迟会导致能量损失等各种不良情况。

因此，本发明的目的在于，提供能够在起动时使轴迅速地上浮的箔片轴承。并且，目的在于，提供能够长期维持该效果的箔片轴承。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明是一种箔片轴承，其具有：上箔片部，其具有在与要支承的轴之间形成轴承间隙的轴承面；以及支承部，其配置于上箔片部的背后，弹性地支承所述上箔片部，该箔片轴承借助在所述轴承间隙中产生的流体压力而以非接触状态支承轴的相对旋转，该箔片轴承的特征在于，所述轴承间隙被提供有颗粒，并且在上箔片部上设置有流体控制部，该流体控制部产生从沿着该上箔片部的表面的方向中的与所述相对旋转方向垂直的方向的两端部朝向该两端部之间的区域的流体流。

这样，通过轴承间隙内被提供有颗粒，在旋转侧部件(例如轴)停止的过程中，夹在隔着轴承间隙而对置的两个面之间的颗粒作为间隔件发挥功能，因此在该两个面之间形成了微小间隙。在该情况下，容易在轴刚开始旋转之后将空气引入到该微小间隙内，因此能够在楔形空间内迅速地产生流体动压以使轴尽早上浮。