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公開番号2025078977
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-21
出願番号2023191342
出願日2023-11-09
発明の名称流体軸受およびターボ機械
出願人川崎重工業株式会社
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類F16C 32/06 20060101AFI20250514BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】超高速回転での自励振動の発生を抑制することができる流体軸受を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る流体軸受3はハウジング4を含む。ハウジング4は、回転軸の外周面と対向する内周面41と、内周面41に周方向に並ぶように形成された複数のリセス5と、リセス5の外径側壁面にそれぞれ開口する複数の供給路6と、供給路6にそれぞれ設けられたオリフィスまたは毛細管絞りを含む。供給路6は、前記回転軸の径方向内側に向かって前記回転軸の回転方向と反対方向に傾斜している。ハウジング4の内周面41における、前記回転軸の軸方向でリセス5の両側に位置する一対の軸方向ランド部42のそれぞれには複数の穴7が設けられている。各穴7は、前記回転軸の径方向内側に向かって一対の軸方向ランド部42の間のリセス領域44から遠ざかる方向に傾斜している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
液体または気液混相流である流体を用いた流体軸受であって、
回転軸の外周面と対向する内周面と、前記内周面に周方向に並ぶように形成された複数のリセスと、前記複数のリセスの外径側壁面にそれぞれ開口する複数の供給路と、前記複数の供給路にそれぞれ設けられたオリフィスまたは毛細管絞りと、を含むハウジングを備え、
前記供給路は、前記回転軸の径方向内側に向かって前記回転軸の回転方向と反対方向に傾斜しており、
前記ハウジングの内周面における、前記回転軸の軸方向で前記複数のリセスの両側に位置する一対の軸方向ランド部のそれぞれには複数の穴が設けられており、前記複数の穴のそれぞれは、前記回転軸の径方向内側に向かって前記一対の軸方向ランド部の間の前記複数のリセスが存するリセス領域から遠ざかる方向に傾斜している、流体軸受。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
前記穴は第１穴であり、
前記ハウジングの内周面における前記複数のリセス同士の間の複数の周方向ランド部のそれぞれには複数の第２穴が設けられており、前記複数の第２穴は、前記回転軸の径方向内側に向かって前記回転軸の回転方向に傾斜している、請求項１に記載の流体軸受。
【請求項３】
液体または気液混相流である流体の供給によって駆動されるタービン、または前記流体を昇圧するポンプであるターボ機械であって、
回転軸と、
前記回転軸を支持する、請求項１または２に記載の流体軸受と、を備え、
供給される前記流体または昇圧された前記流体が前記流体軸受の供給路に導かれる、ターボ機械。
【請求項４】
前記流体は液体水素または気液二相水素である、請求項３に記載のターボ機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、流体軸受、および前記流体軸受を含むターボ機械に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、液体または気液混相流である流体を用いた流体軸受が知られている。例えば、特許文献１には、回転軸に貫通されるハウジングを含む流体軸受が開示されている。
【０００３】
具体的に、特許文献１の流体軸受では、ハウジングが、回転軸の外周面と対向する内周面と、前記内周面に周方向に並ぶように形成された複数のリセスと、前記リセスの外径側壁面に開口する供給路と、前記供給路に設けられたオリフィスを含む。供給路を通じてリセスに流体が供給されると、回転軸とハウジングの内周面との間の狭小隙間を通じて前記流体が漏れ出しながら、リセス内および狭小隙間部の流体によって回転軸がハウジングと非接触状態で保持される。
【０００４】
前記供給路は、前記回転軸の径方向内側に向かって前記回転軸の回転方向と反対方向に傾斜している。この構成により、リセス内および狭小隙間部に回転軸の回転方向と逆向きの流れが与えられるため、高速回転での自励振動の発生を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許第５４３３５２８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、特許文献１の流体軸受では高速回転（例えば、１０，０００乃至３０，０００ｒｐｍ）での自励振動の発生を抑制できるものの、さらに速い超高速回転（例えば、４０，０００ｒｐｍ以上）での自励振動の発生を抑制したいという要望がある。
【０００７】
そこで、本開示は、超高速回転での自励振動の発生を抑制することができる流体軸受、および前記流体軸受を含むターボ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】
【０００８】
本開示は、一つの側面から、液体または気液混相流である流体を用いた流体軸受であって、回転軸の外周面と対向する内周面と、前記内周面に周方向に並ぶように形成された複数のリセスと、前記複数のリセスの外径側壁面にそれぞれ開口する複数の供給路と、前記複数の供給路にそれぞれ設けられたオリフィスまたは毛細管絞りと、を含むハウジングを備え、前記供給路は、前記回転軸の径方向内側に向かって前記回転軸の回転方向と反対方向に傾斜しており、前記ハウジングの内周面における、前記回転軸の軸方向で前記複数のリセスの両側に位置する一対の軸方向ランド部のそれぞれには複数の穴が設けられており、前記複数の穴のそれぞれは、前記回転軸の径方向内側に向かって前記一対の軸方向ランド部の間の前記複数のリセスが存するリセス領域から遠ざかる方向に傾斜している、流体軸受を提供する。
【０００９】
本開示は、別の側面から、液体または気液混相流である流体の供給によって駆動されるタービン、または前記流体を昇圧するポンプであるターボ機械であって、回転軸と、前記回転軸を支持する、上記の流体軸受と、を備え、供給される前記流体または昇圧された前記流体が前記流体軸受の供給路に導かれる、ターボ機械を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、超高速回転での自励振動の発生を抑制することができる流体軸受、および前記流体軸受を含むターボ機械が提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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