[发明专利]挤压膜阻尼器、轴承单元及涡轮

说明书

技术领域

本发明涉及在内圈与外圈的间隙内形成挤压膜的挤压膜阻尼器、轴承单元及涡轮。

背景技术

以往，已知有在轴承的周围形成弹力性的减振构造的轴承支承构造体(例如，参照专利文献1)。该轴承支承构造体具备将轴承支承体包围的外侧壳体，在轴承支承体的径向外侧面与外侧壳体的径向内侧面的间隙内形成挤压膜环。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4963916号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，当旋转轴旋转时，在旋转轴周围产生由旋转引起的振动，而且，产生包括旋转轴及轴承的旋转零件的固有振动。旋转振动的频率(旋转振动频率)成为与旋转轴的转速对应的频率。另一方面，固有振动成为其频率(固有振动频率)比旋转振动频率低的低频振动。挤压膜阻尼器为了抑制这些振动而设置在旋转轴的轴承周围。

此时，包括旋转轴及轴承的旋转零件的自重、及蒸气产生的静态的载荷主要向铅垂方向的下方侧施加给挤压膜阻尼器，因此成为外圈的外侧壳体与成为内圈的轴承支承体之间的间隙变窄，有时会接触。为了防止这种情况，利用棒状的连结构件将外圈与内圈连结，由此来维持外圈与内圈之间的间隙。另一方面，为了使外圈与内圈的间隙作为阻尼器发挥作用，需要相对于动态的载荷而使间隙的大小变化。因此，连结构件成为相对于静态的载荷而维持间隙以避免外圈与内圈接触，且能够容许外圈与内圈之间的间隙的变形的刚性。

然而，伴随着近年来的轴系的长大化或输出的增大而自重、蒸气力增大，因此连结构件需要更刚性地设计，但是形成为刚性时，相对于动态的载荷而间隙难以变化，难以得到由挤压膜产生的阻尼效果，难以抑制在旋转轴周围产生的振动。

因此，本发明的课题在于提供一种能够适当地维持内圈与外圈之间的间隙而抑制由挤压膜引起的阻尼器性能的下降的挤压膜阻尼器、轴承单元及涡轮。

用于解决课题的方案

本发明的挤压膜阻尼器的特征在于，具备：内圈，遍及对旋转轴进行轴支承的轴承的径向外侧的周围而设置；外圈，遍及所述内圈的径向外侧的周围而设置；挤压膜，使粘性流体在所述内圈与所述外圈的径向上的间隙中流通而形成所述挤压膜；及连结构件，将所述内圈与所述外圈连结，能够对应于所述外圈与所述内圈的径向上的相对的位移而变形，对于所述连结构件，在与轴向正交的截面中，载荷方向上的刚性比与所述载荷方向正交的正交方向上的刚性高。

根据该结构，即使在连结构件的长度变长的情况下，也能够提高连结构件的载荷方向上的刚性。因此，在载荷方向上能够适当地维持内圈与外圈的间隙，因此能够抑制由于间隙变窄而由挤压膜产生的阻尼效果的降低。另一方面，能够使连结构件的正交方向上的刚性比载荷方向上的刚性低。此时，在正交方向上，内圈与外圈的间隙不会因载荷而变窄，因此能够适当地维持内圈与外圈的间隙。而且，能够使正交方向上的内圈与外圈的间隙的变形比载荷方向上的内圈与外圈的间隙的变形更容易变形。因此，在正交方向上能够适当地发挥由挤压膜产生的阻尼效果。需要说明的是，轴承可以是倾斜垫片式轴承、滑动轴承、或者滚动轴承，没有特别限定。而且，粘性流体可以是空气，也可以是润滑油，没有特别限定。此外，载荷方向可以是铅垂方向，正交方向可以是水平方向，没有特别限定。

这种情况下，优选的是，所述内圈和所述外圈分别具有沿所述轴向重合的重叠部，所述连结构件沿着轴向设置，将所述内圈的所述重叠部与所述外圈的所述重叠部连结，所述连结构件的一部分成为能够对应于所述位移而变形的变形阻尼部，对于所述变形阻尼部，在与轴向正交的截面中，载荷方向上的刚性高于与所述载荷方向正交的正交方向上的刚性。

根据该结构，在将连结构件沿轴向配置的情况下，在与轴向正交的截面中，能够使连结构件的变形阻尼部的载荷方向上的刚性高于正交方向上的刚性，因此能够形成为与连结构件的配置对应的适当的刚性。

这种情况下，优选的是，在所述截面中，所述变形阻尼部成为所述载荷方向上的长度长且所述正交方向上的长度短的截面形状。

根据该结构，通过将变形阻尼部的截面形状形成为载荷方向上的长度长且正交方向上的长度短的截面形状，能够使连结构件的变形阻尼部的载荷方向上的刚性高于正交方向上的刚性。需要说明的是，作为载荷方向上的长度长而正交方向上的长度短的截面形状，没有特别限定，可以形成为例如长方形形状、椭圆形状或长圆形状等截面形状。