JP2009236199A

JP2009236199A - 軸受箱シール構造

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Publication number: JP2009236199A
Application number: JP2008082173A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Uryu; 洋一朗瓜生
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-15
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: JP5010518B2

Abstract

【課題】油切り部のシール性能の低下を抑制すること。
【解決手段】軸受箱シール構造１０は、ジャックシャフト１８０を支持する軸受と、軸受２１を収容する軸受箱２２と、軸受箱２２に形成されてジャックシャフト１８０が貫通する開口部２３ｂと、開口部２３ｂとジャックシャフト１８０との間に形成されるフィン２３ａと、軸受箱２２と隣接して設けられ、軸受箱２２の外部であってフィン２３ａと隣接する空間の圧力を低下させるフランジ１９０と、軸受箱２２の外部であると共に油切部に隣接して形成され、軸受箱２２の内部の圧力よりも圧力が高いシールポケット１４ａとを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、軸受箱シール構造に関し、さらに詳しくは、蒸気タービンなどの回転機械に用いる軸受箱シール構造に関するものである。

軸受を内部に収容する軸受箱のシール構造として、例えば、特許文献１には、主軸受と内筒とによって画成されるシールガス室を電動機側へ向かって延長することによりその容積を拡大すると共に、シールガス室と大気側とを仕切る電動機側シール部を主軸受の油切り部から離して設け、かつ主軸受の油切り部の形状を左右両側で対称に形成している技術が開示されている。

特開平１１−６２８８８号公報（段落番号０００８）

しかしながら、特許文献１に開示されている技術は、特許文献１の図１が示すように、油切り部がカップリングのフランジの近傍に配置されている。このような場合、前記フランジが回転することによって、前記フランジが遠心ポンプのように働き、前記油切り部と前記フランジとの間の圧力が低下する。これにより、特許文献１に開示されている技術は、前記油切り部のシール性能が低下するおそれがある。

また、油切り部からカップリングのフランジを遠ざければ、前述の遠心ポンプ作用の影響を低減できると考えられる。しかしながら、カップリング位置の変更は軸系全体の設計に影響するため、容易に変更することができない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、油切り部のシール性能の低下を抑制することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る軸受箱シール構造は、回転体を支持する軸受と、前記軸受を収容する軸受箱と、前記軸受箱に形成されて前記回転体が貫通する開口部と、前記開口部と前記回転体との間に形成される油切部と、前記軸受箱と隣接して設けられ、前記軸受箱の外部であって前記油切部と隣接する空間の圧力を低下させる減圧手段と、前記軸受箱の外部であると共に前記油切部に隣接して形成され、前記軸受箱の内部の圧力よりも圧力が高い高圧空間と、を備えることを特徴とする。

上記構成により、本発明に係る軸受箱シール構造は、前記軸受箱の内部の空間よりも高圧な前記高圧空間が、前記油切部に隣接して形成される。これにより、前記高圧空間の空気は前記油切部と前記回転体との隙間を介して前記軸受箱の内部の空間に向かって流れる。これにより、前記軸受箱シール構造は、前記隙間を介して前記軸受箱の内部の空間の潤滑油が前記軸受箱の外部に漏れるおそれを抑制できる。つまり、前記軸受箱シール構造は、前記油切部のシール性能の低下を抑制できる。

本発明の好ましい態様としては、前記油切部と前記減圧手段との間に設けられて前記油切部と前記減圧手段との間の空間を２分する仕切板を備え、前記高圧空間は、前記仕切板と前記油切部との間の空間であることが望ましい。

上記構成により、本発明に係る軸受箱シール構造は、前記仕切板が隔壁としての機能を実現して、前記減圧手段と、前記油切部との間を隔離する。よって、前記高圧空間の圧力が前記減圧手段によって低減されない。これにより、前記高圧空間との前記軸受箱の内部の空間との差圧が低減されない。結果として、前記軸受箱シール構造は、前記隙間を介して前記軸受箱の内部の空間の潤滑油が前記軸受箱の外部に漏れるおそれをより抑制できる。つまり、前記軸受箱シール構造は、前記油切部のシール性能の低下をより抑制できる。

本発明の好ましい態様としては、前記軸受箱に形成されて、前記回転体が貫通する開口と、前記軸受箱に取り付けられて前記開口と前記回転体の側周部との間を塞ぐ油切板と、を備え、前記高圧空間は、前記油切板と前記回転体の側周部との間の隙間に形成されることが望ましい。

上記構成により、本発明に係る軸受箱シール構造は、潤滑油が前記軸受箱の内部の空間から外部へ漏れやすい前記隙間に前記高圧空間が形成される。よって、前記高圧空間と前記軸受箱の内部の空間との差圧によって、前記高圧空間内の空気が前記軸受箱の内部の空間に向かって前記隙間を流れる。これにより、前記軸受箱シール構造は、前記隙間を介して前記軸受箱の内部の空間の潤滑油が前記軸受箱の外部に漏れるおそれを抑制できる。つまり、前記軸受箱シール構造は、前記油切部のシール性能の低下を抑制できる。

本発明の好ましい態様としては、前記高圧空間に前記軸受箱の内部の空間の圧力よりも高圧な空気を供給する通路が前記油切板に形成されることが望ましい。

上記構成により、本発明に係る軸受箱シール構造は、既存の軸受箱に対して複雑な加工をすることなく、容易に前記高圧空間に前記軸受箱の内部よりも高圧な空気を供給できる。

本発明の好ましい態様としては、前記高圧空間は、大気と連通することが望ましい。

上記構成により、本発明に係る軸受箱シール構造は、既存の軸受箱に対して複雑な加工や大規模な部品や装置を追加することなく、前記軸受箱の内部の空間の潤滑油が前記軸受箱の外部に漏れるおそれを抑制できる。つまり、前記軸受箱シール構造は、容易に前記油切部のシール性能の低下を抑制できる。

本発明の好ましい態様としては、前記高圧空間には、加圧されて大気圧よりも高い圧力の空気が供給されることが望ましい。

上記構成により、本発明に係る軸受箱シール構造は、前記高圧空間と前記軸受箱の内部の空間との差圧がより大きくなる。よって、前記高圧空間内の空気が前記軸受箱の内部の空間に向かってより強く流れる。これにより、前記軸受箱シール構造は、前記軸受箱の内部の空間の潤滑油が前記軸受箱の外部に漏れるおそれをより抑制できる。つまり、前記軸受箱シール構造は、前記油切部のシール性能の低下をより抑制できる。

本発明は、油切り部のシール性能の低下を抑制できる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る軸受箱シール構造１０は、例えば蒸気タービン１００を含んで構成される発電プラント１が有する軸受装置２０に設けられる。

発電プラント１は、蒸気タービン１００と、発電機１６０とを含んで構成される。蒸気タービン１００は、ロータ１５０と、タービン全体を覆う外車室１０２と、静止側の静翼とロータに固定の動翼を多段に配置した高圧タービン部１０３と、同じく動翼と静翼とを多段に配置した中圧タービン部１０４と、低圧タービン部１０５とを含んで構成される。これら高圧タービン部１０３、中圧タービン部１０４、低圧タービン部１０５がロータ１５０の周囲軸方向で単一の外車室１０２の内部に配置されている。

高圧蒸気入口ポート１０６は高圧タービン部１０３へ高圧蒸気を供給する。高圧タービン部１０３で仕事をした蒸気は、高圧蒸気出口ポート１０７から流出する。中圧蒸気入口ポート１０８は中圧タービン部１０４へ中圧蒸気を供給する。低圧蒸気入口ポート１０９は低圧タービン部１０５へ低圧蒸気を供給する。

上記構成の蒸気タービン１００では、高圧蒸気１３０は、高圧蒸気入口ポート１０６より高圧タービン部１０３に流入する。高圧タービン部１０３で仕事をした高圧蒸気１３０は、高圧蒸気出口ポート１０７から流出する。また、中圧蒸気１３２は、中圧蒸気入口ポート１０８より中圧タービン部１０４に流入する。中圧タービン部１０４で仕事をした中圧蒸気１３２は、低圧タービン部１０５へ流れる。

また、低圧蒸気１３３は、低圧蒸気入口ポート１０９より低圧タービン部１０５へ流入する。低圧タービン部１０５では、中圧タービン部１０４からの蒸気と低圧蒸気入口ポート１０９から流入した蒸気とが共に仕事をして、排気室１１１へ排出される。

上記構成の蒸気タービン１００は前述のように高圧タービン部１０３と、中圧タービン部１０４と、低圧タービン部１０５とでロータ１５０を回転させる。ロータ１５０は、前記回転エネルギーによって回転軸ＲＬを軸に回転する。

ロータ１５０の回転エネルギーは、発電機１６０へ入力される。ロータ１５０と発電機１６０との間には、クラッチ装置１７０と、回転体としてのジャックシャフト１８０と、軸受装置２０とが配置される。クラッチ装置１７０は、ロータ１５０から伝えられる回転を断続してジャックシャフト１８０に伝える。これにより、ジャックシャフト１８０は、回転軸ＲＬを軸に回転する。

軸受装置２０は、ジャックシャフト１８０を回転軸ＲＬを軸に回転できるように支持する。ジャックシャフト１８０は、発電機１６０の発電機シャフト１６１に連結される。これにより、ジャックシャフト１８０の回転は、発電機シャフト１６１に伝わる。よって、発電機シャフト１６１は、回転軸ＲＬを軸に回転する。上記構成により、発電機１６０は発電する。

図７は、従来の軸受装置近傍を拡大して模式的に示す断面図である。ここで、一般的に、回転の際の振動を抑制するために、ジャックシャフトは回転軸ＲＬ方向の長さを低減される。また、ジャックシャフトと発電機シャフトとの連結部は、軸受装置の近傍に配置される。

図７に示すように、従来の発電プラント２も、ジャックシャフト１８０と発電機シャフト１６１との連結部である減圧手段としてのフランジ１９０が軸受装置２２０の近傍に配置される。具体的には、軸受装置２０は、軸受２２１と、軸受２２１を内部に収容する軸受箱２２２と、軸受箱２２２とジャックシャフト１８０との隙間を封じる油切板２２３とを備える。フランジ１９０は、油切板２２３近傍に配置される。

ここで、ジャックシャフト１８０と発電機シャフト１６１とが回転軸ＲＬを軸に回転すると、フランジ１９０も回転軸ＲＬを軸に回転する。すると、フランジ１９０が遠心ポンプのように働いて、油切板２２３とフランジ１９０との間の空気が矢印ＡＲ０１が示すように、回転軸ＲＬを中心とする径方向外側に向かって流れる。これにより、油切板２２３とフランジ１９０との間の空間の圧力Ｐ０１が低下する。

よって、軸受箱２２２内の圧力Ｐ０２と圧力Ｐ０１との圧力差が低下する。これにより、軸受装置２２０は、矢印ＡＲ０２が示すように、軸受箱２２２内の潤滑油が油切板２２３とジャックシャフト１８０の側周部との間の隙間を介して軸受箱２２２外に漏れるおそれがある。

図２は、本実施形態に係る軸受箱シール構造を拡大して模式的に示す断面図である。図２に示す軸受箱シール構造１０は、軸受箱２２内の潤滑油が油切板２３とジャックシャフト１８０の側周部との間の隙間を介して軸受箱２２外に漏れるおそれを抑制する。つまり、軸受箱シール構造１０は、油切部のシール性能の低下を抑制する。

軸受装置２０は、軸受２１と、軸受箱２２と、油切板２３とを含んで構成される。軸受２１は、ジャックシャフト１８０の側周部に設けられる。軸受２１は、ジャックシャフト１８０を回転軸ＲＬを軸に回転できるように支持する。軸受箱２２は、軸受２１を囲うように設けられる。これにより、軸受２１は、軸受箱２２の内部に収容される。軸受箱２２は、開口部２２ａを有する。開口部２２ａは、ジャックシャフト１８０の径方向の大きさよりも大きく形成される。開口部２２ａには、ジャックシャフト１８０が貫通する。

図３は、本実施形態に係る軸受箱シール構造の油切板と仕切板とをジャックシャフトの回転軸に沿う方向から模式的に示す断面図である。油切板２３は、図２に示すように、開口部２２ａとジャックシャフト１８０の側周部との間を塞ぐように設けられる。油切板２３は、板状の部材であり、ジャックシャフト１８０が貫通する開口部２３ｂを有する。

油切板２３は、例えば開口部２２ａ近傍の軸受箱２２に取り付けられる。また、油切板２３は、図３に示すように、円盤状に形成される。油切板２３は、例えば、２つの半円部材に分割されて構成される。このように、２分割された油切板２３は、軸受箱２２に取り付けられる際に一体化される。

ここで、図２に示すジャックシャフト１８０は回転軸ＲＬを軸に回転するが、軸受箱２２及び油切板２３は回転軸ＲＬを軸に回転しない。よって、油切板２３の開口部２３ｂとジャックシャフト１８０との間には、微小な隙間２４が形成される。隙間２４には、油切部としてのフィン２３ａが設けられる。フィン２３ａは、油切板２３側に設けられる。

フィン２３ａは、隙間２４を介して軸受箱２２内から軸受箱２２外へ漏れようとする潤滑油の量を低減する。なお、軸受箱２２内とは、軸受箱２２によって区分けされる空間のうち、軸受２１が配置される側の空間をいう。また、軸受箱２２外とは、軸受箱２２によって区分けされる空間のうち、軸受箱２２内とは別の空間、つまり軸受２１が配置されない側の空間をいう。

軸受箱シール構造１０は、カバー１１と、仕切板１２と、カバー支持部材１３とを含んで構成される。ここで、フランジ１９０は、回転体である。よって、カバー１１は、フランジ１９０を覆うように設けられる。これにより、軸受箱シール構造１０は、発電プラント１の安全性を確保する。カバー１１は、回転する部材、例えばジャックシャフト１８０や、発電機シャフト１６１には固定されず、図示しない静止部材に固定される。

カバー１１には、カバー１１を構成する部材の肉厚方向に貫通する貫通孔１１ａが例えば複数形成される。これにより、カバー１１によって区分けされる空間のうち、フランジ１９０が配置される側の空間とフランジ１９０が配置されない空間とは貫通孔１１ａを介して連通する。なお、カバー１１は、貫通孔１１ａが複数ではなく単数形成されてもよい。但し、カバー１１は、貫通孔１１ａが複数形成される方が、フランジ１９０が配置される側の空間からフランジ１９０が配置されない空間へ流れる空気の量が増加する。

仕切板１２は、図３に示すように、円盤状に形成される。仕切板１２は、例えば、２つの半円部材に分割されて構成される。このように、２分割された仕切板１２は、図２に示すカバー１１に取り付けられる際に一体化される。

仕切板１２は、軸受箱２２外であって油切板２３に隣接して設けられる。仕切板１２は、油切板２３に対して略平行に設けられる。円盤状に形成される仕切板１２は、径方向内側の内周部１２ａが、ジャックシャフト１８０近傍に配置される。仕切板１２は、例えば、径方向外側の外周部１２ｂが、カバー１１とカバー支持部材１３との間に固定される。また、仕切板１２は、径方向内側の部分が例えば、油切板２３に固定される。

これにより、油切板２３と仕切板１２との間に、通路１４が形成される。なお、仕切板１２は、油切板２３と略平行に設けられると説明したが、仕切板１２は、油切板２３とフランジ１９０との間に通路１４が形成されるように設けられればよい。これにより、油切板２３とフランジ１９０との間の空間は、仕切板１２によって２分される。通路１４において、ジャックシャフト１８０近傍を高圧空間としてのシールポケット１４ａとする。

ジャックシャフト１８０は回転体であり、仕切板１２は回転しないため、仕切板１２の径方向内側の内周部１２ａはジャックシャフト１８０と接触しない。よって、仕切板１２の径方向内側の内周部１２ａとジャックシャフト１８０との間には隙間１５が形成される。但し、隙間１５は、小さければ小さいほど好ましい。これにより、より確実に、油切板２３とフランジ１９０との間の空間が仕切板１２によって２分される。

カバー支持部材１３は、例えば、一方の端部１３ａが軸受箱２２に連結され、他方の端部１３ｂが仕切板１２に連結される。これにより、カバー支持部材１３は、仕切板１２と軸受箱２２との間の空間を覆う。カバー支持部材１３には、カバー支持部材１３を構成する部材の肉厚方向に貫通する貫通孔１３ｃが例えば複数形成される。これにより、カバー支持部材１３と、軸受箱２２と、油切板２３と、仕切板１２と、ジャックシャフト１８０とで囲まれる空間の内部と、カバー支持部材１３と、軸受箱２２と、油切板２３と、仕切板１２と、ジャックシャフト１８０とで囲まれる空間の外部とは、貫通孔１３ｃを介して連通する。

なお、カバー支持部材１３は、貫通孔１３ｃが複数ではなく単数形成されてもよい。但し、カバー支持部材１３は、貫通孔１３ｃが複数形成される方が、カバー支持部材１３と、軸受箱２２と、油切板２３と、仕切板１２と、ジャックシャフト１８０とで囲まれる空間の外部から貫通孔１３ｃを介してカバー支持部材１３と、軸受箱２２と、油切板２３と、仕切板１２と、ジャックシャフト１８０とで囲まれる空間の内部へ流れる空気の量が増加する。

なお、カバー支持部材１３は、複数のボスを有する形状に形成されてもよい。軸受箱２２の側面には、回転軸ＲＬに対して同心状に適宜間隔を空けて前記複数のボスが取付けられる。仕切板１２やカバー１１は、このボスによって固定される。上記構成により、前記ボスとボスの間を空気が流れるので、外部と前記空間との通気性が確保される。あるいは、仕切板１２の強度が十分確保できる場合は、カバー支持部材１３を省略して、仕切板１２に直接カバー１１が固定されてもよい。

ここで、仕切板１２とフランジ１９０との間の空間において、ジャックシャフト１８０の側周部側の圧力を圧力Ｐ０１とする。油切板２３より軸受２１側の空間、つまり軸受箱２２内の空間において、ジャックシャフト１８０側の圧力を圧力Ｐ０２とする。仕切板１２と油切板２３との間の空間、つまり通路１４のシールポケット１４ａの圧力を圧力Ｐ０３とする。

仕切板１２とフランジ１９０との間の空間では、ジャックシャフト１８０側ほど圧力は小さくなる。これは、フランジ１９０が遠心ポンプのように働いて、仕切板１２とフランジ１９０との間の空気が、回転軸ＲＬを中心とする径方向外側に向かって流れるためである。油切板２３より軸受２１側の空間、つまり軸受箱２２内の空間では、圧力はほぼ一様に圧力Ｐ０２となる。また、仕切板１２と油切板２３との間の空間も、圧力はシールポケット１４ａと同様に圧力Ｐ０３となる。

仕切板１２とフランジ１９０との間の空間は、貫通孔１１ａを介して大気と連通するが、ジャックシャフト１８０近傍では、上述のように、フランジ１９０が遠心ポンプの働きをする。よって、圧力Ｐ０１は、大気圧以下になる。軸受箱２２内の空間は、通常、隙間２４のシール性能の向上のため大気圧以下に減圧されている。よって、圧力Ｐ０２は、大気圧以下である。シールポケット１４ａは、貫通孔１３ｃを介して大気と連通する。よって、圧力Ｐ０３は、略大気圧となる。

圧力Ｐ０２は、場合によっては圧力Ｐ０１よりも大きくなる場合がある。しかしながら、このような場合であっても、圧力Ｐ０２は、略大気圧である圧力Ｐ０３よりも小さい。つまり、軸受箱２２内とシールポケット１４ａ内との間に差圧が生じる。

この差圧により、矢印ＡＲ０３が示すように、シールポケット１４ａの空気は、隙間２４を介して軸受箱２２内に流れる。これにより、軸受箱シール構造１０は、隙間２４を介して軸受箱２２内の潤滑油が軸受箱２２外に漏れるおそれを抑制できる。つまり、軸受箱シール構造１０は、油切部のシール性能の低下を抑制できる。

ここで、圧力Ｐ０３は、圧力Ｐ０１よりも大きいため、シールポケット１４ａの空気は、隙間１５を介してフランジ１９０側の空間にも流れる。よって、軸受箱シール構造１０は、隙間１５がより小さい方が、隙間２４に流れる空気の量を多くできる。これにより、軸受箱シール構造１０は、油切部のシール性能の低下をより抑制できる。隙間１５を介してフランジ１９０側の空間に流れ出た空気は、貫通孔１１ａを介して大気に排出される。

このように、発電プラント１は、従来の構成に大きな変更を加えることなく、軸受箱シール構造１０を追加することで、容易に軸受装置２０の油切部のシール性能の低下を抑制できる。

図４は、本実施形態に係る他の軸受箱シール構造を拡大して模式的に示す断面図である。略大気圧である圧力Ｐ０３と圧力Ｐ０２との差圧が不足し、油切部のシール性能の低下が抑制できない場合、軸受箱シール構造１０Ａは、図４に示すように、例えば、空気加圧装置１７を備える。

軸受箱シール構造１０Ａは、カバー支持部材１３Ａと、配管１６と、空気加圧装置１７と、を含んで構成される。カバー支持部材１３Ａは、配管取付用貫通孔１３Ａａが形成される。配管取付用貫通孔１３Ａａは、カバー支持部材１３Ａを構成する部材の肉厚方向に貫通してカバー支持部材１３Ａに形成される。なお、カバー支持部材１３Ａは、ボス形状ではなく、仕切板１２と軸受箱２２との間の空間を覆う形状に形成される。

配管１６は、一方の端部１６ａが配管取付用貫通孔１３Ａａと連結され、他方の端部１６ｂが空気加圧装置１７と連結される。これにより、空気加圧装置１７によって加圧された空気は、配管１６を介して通路１４に供給される。これにより、シールポケット１４ａの圧力Ｐ０３が大気圧よりも大きくなる。

よって、圧力Ｐ０３は、圧力Ｐ０２よりもさらに大きくなる。つまり、軸受箱２２内とシールポケット１４ａ内との間の差圧がさらに大きくなる。これにより、矢印ＡＲ０３が示すように、シールポケット１４ａの空気は、隙間２４を介して軸受箱２２内にさらに流れやすくなる。よって、軸受箱シール構造１０Ａは、隙間２４を介して軸受箱２２内の潤滑油が軸受箱２２外に漏れるおそれをさらに抑制できる。つまり、軸受箱シール構造１０Ａは、油切部のシール性能の低下をさらに抑制できる。

図５は、本実施形態に係る他の軸受箱シール構造を拡大して模式的に示す断面図である。図６は、本実施形態に係る他の軸受箱シール構造の油切板と仕切板とをジャックシャフトの回転軸に沿う方向から模式的に示す断面図である。

略大気圧である圧力Ｐ０３と圧力Ｐ０２との差圧が不足し、油切部のシール性能の低下が抑制できない場合、軸受箱シール構造１０Ｂは、例えば、図５に示すように、油切板２３に加圧された空気が流れる通路が設けられる。軸受箱シール構造１０Ｂは、図５に示すように、カバー支持部材１３Ｂと、配管１６Ｂと、通路１８とを含んで構成される。

カバー支持部材１３Ｂは、配管用貫通孔１３Ｂａが形成される。配管用貫通孔１３Ｂａは、カバー支持部材１３Ｂを構成する部材の肉厚方向に貫通してカバー支持部材１３Ｂに形成される。

配管１６Ｂは、一方の端部１６Ｂａが配管用貫通孔１３Ｂａを介して油切板２３Ｂに形成される通路１８に連結され、他方の端部１６Ｂｂが空気加圧装置１７と連結される。これにより、空気加圧装置１７によって加圧された空気は、配管１６Ｂを介して通路１８に供給される。

なお、カバー支持部材１３Ｂは、上述の図２に示すカバー支持部材１３と同様に、複数のボスを有する形状に形成されてもよい。この場合、配管１６Ｂは、前記ボスと前記ボスとは別のボスとの間を通されて配置される。

通路１８は、油切板２３Ｂに複数形成される。通路１８は、図６に示すように、油切板２３Ｂの径方向外側の外周部と径方向内側の内周部とを連通する。油切板２３Ｂの内周部には、周方向に沿って高圧空間としての溝１８ａが形成される。全ての通路１８は、溝１８ａに開口する。

これにより、空気加圧装置１７によって加圧された空気は、配管１６Ｂ及び通路１８を介して溝１８ａに供給される。ここで、図６に示す溝１８ａの圧力を圧力Ｐ０４とする。圧力Ｐ０４は、圧力Ｐ０２よりも大きい。よって、軸受箱２２内と溝１８ａ内との間の差圧により、矢印ＡＲ０４が示すように、溝１８ａ内の空気は、隙間２４を介して軸受箱２２内に流れる。

よって、軸受箱シール構造１０Ｂは、圧力Ｐ０３と圧力Ｐ０２との差圧による隙間２４のシール性能の低下の抑制に加えて、隙間２４を介して軸受箱２２内の潤滑油が軸受箱２２外に漏れるおそれをさらに抑制できる。このように、軸受箱シール構造１０Ｂは、既存の軸受箱に対して複雑な加工をすることなく、油切板２３Ｂに通路１８を形成することで容易に軸受箱２２の内部よりも高圧な空気を溝１８ａに供給できる。結果として、軸受箱シール構造１０Ｂは、油切部のシール性能の低下をさらに抑制できる。

なお、通路１８のみならず通路１４にも、空気加圧装置１７から加圧された空気を供給してもよい。これにより、圧力Ｐ０３と圧力Ｐ０２との差圧が大きくなり、隙間２４を介して軸受箱２２内の潤滑油が軸受箱２２外に漏れるおそれをさらに抑制できる。つまり、軸受箱シール構造１０Ｂは、油切部のシール性能の低下をさらに抑制できる。

軸受箱シール構造１０Ｂは、仕切板１２を備えず、つまり通路１４が形成されず、シールポケット１４ａの圧力Ｐ０３が存在しない場合であっても、通路１８が形成されれば、隙間２４を介して軸受箱２２内の潤滑油が軸受箱２２外に漏れるおそれを抑制できる。つまり、軸受箱シール構造１０Ｂは、油切部のシール性能の低下を抑制できる。

但し、仕切板１２は、遠心ポンプの働きをするフランジ１９０と、油切部との間を隔離する隔壁としての機能も実現する。これにより、溝１８ａ内の圧力がフランジ１９０によって低減されない。よって、仕切板１２が設けられる方が、比較的低圧である圧力Ｐ０１となる部分が油切部から離れるため、軸受箱シール構造１０Ｂは、油切部のシール性能の低下をより抑制できる。なお、発電プラント１に含まれる軸受装置２０に軸受箱シール構造１０が設けられるとしたが、本実施形態はこれに限定されない。軸受箱２２を備えるものであればあらゆる軸受装置２０に軸受箱シール構造１０を設けることができる。

以上のように、本実施形態に係る軸受箱シール構造は、軸受箱に有用であり、特に、油切部のシール性能の低下を抑制する軸受箱に適している。

本実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。本実施形態に係る軸受箱シール構造を拡大して模式的に示す断面図である。本実施形態に係る軸受箱シール構造の油切板と仕切板とをジャックシャフトの回転軸に沿う方向から模式的に示す断面図である。本実施形態に係る他の軸受箱シール構造を拡大して模式的に示す断面図である。本実施形態に係る他の軸受箱シール構造を拡大して模式的に示す断面図である。本実施形態に係る他の軸受箱シール構造の油切板と仕切板とをジャックシャフトの回転軸に沿う方向から模式的に示す断面図である。従来の軸受装置近傍を拡大して模式的に示す断面図である。

符号の説明

１、２発電プラント
１０、１０Ａ、１０Ｂ軸受箱シール構造
１１カバー
１１ａ貫通孔
１２仕切板
１２ａ内周部
１２ｂ外周部
１３、１３Ａ、１３Ｂカバー支持部材
１３ａ一方の端部
１３ｂ他方の端部
１３ｃ貫通孔
１３Ａａ配管取付用貫通孔
１３Ｂａ配管用貫通孔
１４通路
１４ａシールポケット
１５隙間
１６、１６Ｂ配管
１６ａ、１６Ｂａ一方の端部
１６ｂ、１６Ｂｂ他方の端部
１７空気加圧装置
１８通路
１８ａ溝
２０、２２０軸受装置
２１、２２１軸受
２２、２２２軸受箱
２２ａ開口部
２３、２３Ｂ、２２３油切板
２３ａフィン
２３ｂ開口部
２４隙間
１００蒸気タービン
１０２外車室
１０３高圧タービン部
１０４中圧タービン部
１０５低圧タービン部
１０６高圧蒸気入口ポート
１０７高圧蒸気出口ポート
１０８中圧蒸気入口ポート
１０９低圧蒸気入口ポート
１３０高圧蒸気
１３２中圧蒸気
１３３低圧蒸気
１５０ロータ
１６０発電機
１６１発電機シャフト
１７０クラッチ装置
１８０ジャックシャフト
１９０フランジ
ＡＲ０１、ＡＲ０２、ＡＲ０３、ＡＲ０４矢印
Ｐ０１、Ｐ０２、Ｐ０３、Ｐ０４圧力
ＲＬ回転軸

Claims

回転体を支持する軸受と、
前記軸受を収容する軸受箱と、
前記軸受箱に形成されて前記回転体が貫通する開口部と、
前記開口部と前記回転体との間に形成される油切部と、
前記軸受箱と隣接して設けられ、前記軸受箱の外部であって前記油切部と隣接する空間の圧力を低下させる減圧手段と、
前記軸受箱の外部であると共に前記油切部に隣接して形成され、前記軸受箱の内部の圧力よりも圧力が高い高圧空間と、
を備えることを特徴とする軸受箱シール構造。
前記油切部と前記減圧手段との間に設けられて前記油切部と前記減圧手段との間の空間を２分する仕切板を備え、前記高圧空間は、前記仕切板と前記油切部との間の空間であることを特徴とする請求項１に記載の軸受箱シール構造。
前記軸受箱に形成されて、前記回転体が貫通する開口と、
前記軸受箱に取り付けられて前記開口と前記回転体の側周部との間を塞ぐ油切板と、
を備え、前記高圧空間は、前記油切板と前記回転体の側周部との間の隙間に形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軸受箱シール構造。
前記高圧空間に前記軸受箱の内部の圧力よりも高圧な空気を供給する通路が前記油切板に形成されることを特徴とする請求項３に記載の軸受箱シール構造。
前記高圧空間は、大気と連通することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の軸受箱シール構造。
前記高圧空間には、加圧されて大気圧よりも高い圧力の空気が供給されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の軸受箱シール構造。