JPH0191635A - 横軸水車発電機の軸受冷却装置 - Google Patents
横軸水車発電機の軸受冷却装置Info
- Publication number
- JPH0191635A JPH0191635A JP62248274A JP24827487A JPH0191635A JP H0191635 A JPH0191635 A JP H0191635A JP 62248274 A JP62248274 A JP 62248274A JP 24827487 A JP24827487 A JP 24827487A JP H0191635 A JPH0191635 A JP H0191635A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- collar
- bearing
- thrust
- hollow part
- turbine generator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
Landscapes
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、横軸水車発電機のスラスト軸受の冷却に関
するものである。
するものである。
第４図は従来例Ｅこよる横軸水車発電機の回転軸ヒート
パイプを利用した軸受冷却装置を示し、回転軸４の内部
を中空として作動深田を封入し、軸受側を発熱部としラ
ンナー６の蒸気空間８を冷却ジャーナル軸受１およびス
ラスト軸受３は軸受スタンド２に収容され潤滑油５を封
入している。１６はスピードリング、１７はガイドベー
ン、羽は地面である。
パイプを利用した軸受冷却装置を示し、回転軸４の内部
を中空として作動深田を封入し、軸受側を発熱部としラ
ンナー６の蒸気空間８を冷却ジャーナル軸受１およびス
ラスト軸受３は軸受スタンド２に収容され潤滑油５を封
入している。１６はスピードリング、１７はガイドベー
ン、羽は地面である。
従来の軸受冷却装置では、ジャーナル軸受１およびスラ
スト軸受３で発生した熱の大部分は回転軸ヒートパイプ
７へ流入するが、この際スラスト軸受３は ■スラストカラーの発熱部から回転軸ヒートパイプの蒸
気空間８までの熱伝導距離が長い。
スト軸受３で発生した熱の大部分は回転軸ヒートパイプ
７へ流入するが、この際スラスト軸受３は ■スラストカラーの発熱部から回転軸ヒートパイプの蒸
気空間８までの熱伝導距離が長い。
■スラストカラーｎ内の熱伝導およびヒートパイプ蒸発
面での熱流束（Ｗ、４” ）が大きい。
面での熱流束（Ｗ、４” ）が大きい。
■スラストカラー内は肉厚を通常−様とするため、摩擦
番こより発熱するスラストカラーの表面から回転中心部
へ向うにしたがい熱伝導面積が小さくなるととも番こ、
蒸発面の面積も小さくなる。
番こより発熱するスラストカラーの表面から回転中心部
へ向うにしたがい熱伝導面積が小さくなるととも番こ、
蒸発面の面積も小さくなる。
■スラストカラー内の発熱面から作動液加までの熱伝導
距離が長い。
距離が長い。
これらによりスラストカラーの発熱部からヒートパイプ
表面までの熱抵抗の増大（温度差が大きくなる）とヒー
トパイプの蒸発面での熱流束が大きくなることによる熱
抵抗の増大により温度が大きくなることで、軸受部の温
度が許容値以上となるため、出力約５００ｋＷ以上の横
軸水車発電機の軸受冷却への適用は困難であった。
表面までの熱抵抗の増大（温度差が大きくなる）とヒー
トパイプの蒸発面での熱流束が大きくなることによる熱
抵抗の増大により温度が大きくなることで、軸受部の温
度が許容値以上となるため、出力約５００ｋＷ以上の横
軸水車発電機の軸受冷却への適用は困難であった。
軸受部の温度を許容値以下とするには、発熱部からヒー
トパイプ凝縮部までの温度差を小さくすること、および
冷却部分での伝熱面積を大きくし液膜を薄くして熱伝達
率を高めて温度差を小さくする方法がある。
トパイプ凝縮部までの温度差を小さくすること、および
冷却部分での伝熱面積を大きくし液膜を薄くして熱伝達
率を高めて温度差を小さくする方法がある。
この発明は、横軸水車発電機のスラスト軸受の伝熱面積
を増大させかつ熱伝導距離を短くして熱抵抗を小さくし
、軸受温度を許容値以下とすることを目的とする。
を増大させかつ熱伝導距離を短くして熱抵抗を小さくし
、軸受温度を許容値以下とすることを目的とする。
本発明は、ジャーナル軸受およびスラスｌ−４（ｉＪ受
により水平に支承されランナーと直結する回転軸の内部
に回転軸ヒートパイプを形成する横軸水車発電機の、前
記スラスト軸受のスラストカラーに中空部を備え、前記
中空部を前記回転軸ヒートパイプの発熱部の蒸気空間に
連通させ、その際前記中空部とスラストカラー摺動面と
の間に前記スラストカラー内を放射状に走る複数のカラ
ー部通路を設け、前記それぞれのカラー部通路を前記中
空部に連通ずるようにしたものである。
により水平に支承されランナーと直結する回転軸の内部
に回転軸ヒートパイプを形成する横軸水車発電機の、前
記スラスト軸受のスラストカラーに中空部を備え、前記
中空部を前記回転軸ヒートパイプの発熱部の蒸気空間に
連通させ、その際前記中空部とスラストカラー摺動面と
の間に前記スラストカラー内を放射状に走る複数のカラ
ー部通路を設け、前記それぞれのカラー部通路を前記中
空部に連通ずるようにしたものである。
に発生する熱はスラストカラー内の肉厚内を短い距離で
伝熱され、さらに伝熱面積の大きいスラストカラー内の
カラー部通路に伝熱されヒートパイプの発熱部で作動液
を蒸発させる。
伝熱され、さらに伝熱面積の大きいスラストカラー内の
カラー部通路に伝熱されヒートパイプの発熱部で作動液
を蒸発させる。
第１図は本発明の実施例１こよる横軸水車発電機の軸受
冷却装置の断面図、第２図は第１図の軸受冷却装置のス
ラストカラーを示す詳細図、第３図は第２図のＡ−Ａ方
向断面図である。以下図面に基いて説明する。第１図に
おいて、ランナー６と直結する回転軸４がケーシング１
５を貫通し、回転軸４を軸受スクンド２に収容したジャ
ーナル軸受１およびスラスト軸受３により水平に支持し
、回転軸の他端には図示されていない発電機を結合して
いる。軸受スタンド２には潤滑油５を封入しである。第
１図番こおいて１５はケーシング、１６はスピードリン
グ、１７はガイドベーン、１８は吸出管である。
冷却装置の断面図、第２図は第１図の軸受冷却装置のス
ラストカラーを示す詳細図、第３図は第２図のＡ−Ａ方
向断面図である。以下図面に基いて説明する。第１図に
おいて、ランナー６と直結する回転軸４がケーシング１
５を貫通し、回転軸４を軸受スクンド２に収容したジャ
ーナル軸受１およびスラスト軸受３により水平に支持し
、回転軸の他端には図示されていない発電機を結合して
いる。軸受スタンド２には潤滑油５を封入しである。第
１図番こおいて１５はケーシング、１６はスピードリン
グ、１７はガイドベーン、１８は吸出管である。
回転軸４を中空とし作動液加を封入しジャーナル軸受１
およびスラスト軸受３を発熱部とし、水路に露出するラ
ンナー６とランナー側回転軸の封水部分を凝縮部とする
回転軸ヒートバイブ７を形成し、スラスト軸受３のスラ
ストカラー乙に中空部９を備えこの中空部９を複数の作
動流体通路１９によって回転軸ヒートバイブの蒸気空間
に連通させるとともに、この中空部９とスラストカラー
摺動面との間にスラストカラー内を放射状に走る複数の
カラー部通路２１を設け、このカラー部通路２１を前記
中空部９に連通させている。
およびスラスト軸受３を発熱部とし、水路に露出するラ
ンナー６とランナー側回転軸の封水部分を凝縮部とする
回転軸ヒートバイブ７を形成し、スラスト軸受３のスラ
ストカラー乙に中空部９を備えこの中空部９を複数の作
動流体通路１９によって回転軸ヒートバイブの蒸気空間
に連通させるとともに、この中空部９とスラストカラー
摺動面との間にスラストカラー内を放射状に走る複数の
カラー部通路２１を設け、このカラー部通路２１を前記
中空部９に連通させている。
第２図および第３図において、スラストカラーｎの中空
部９は第３図に示すように断面がドーナツ形をしていて
、スラストカラーの中空部９を８本の円筒状の作動流体
通路１９により蒸気空間８と連通している。なお冴は中
壁部密閉用ふたである。
部９は第３図に示すように断面がドーナツ形をしていて
、スラストカラーの中空部９を８本の円筒状の作動流体
通路１９により蒸気空間８と連通している。なお冴は中
壁部密閉用ふたである。
スラストカラーｎ内には中空部９とスラストカラＦ動面
との間に放射状に走る複数のカラー部通路２１を設けて
いる。このカラー部通路２１はスラストカラー乙のスラ
ストを受ける側のみでもよく、あるいは第２図の如くス
ラストカラーｎの両側に設けてもよい。
との間に放射状に走る複数のカラー部通路２１を設けて
いる。このカラー部通路２１はスラストカラー乙のスラ
ストを受ける側のみでもよく、あるいは第２図の如くス
ラストカラーｎの両側に設けてもよい。
さらに前記カラー部通路２１は第２図の如くカラー部通
路２１の内径側端部および外径側端部をスラストカラー
の中空部９に連通させるか、あるいは図示されていない
がカラー部通路２１の内径側端部のみをスラストカラー
の中空部９に連通させればよい。
路２１の内径側端部および外径側端部をスラストカラー
の中空部９に連通させるか、あるいは図示されていない
がカラー部通路２１の内径側端部のみをスラストカラー
の中空部９に連通させればよい。
この様ｌこ構成したスラスト軸受３とスラストカラーρ
とがスラスト力を受けると摺動時の摩擦抵抗により摺動
面で発生した熱は、まずスラストカラーｎ内を熱伝導に
より短い距離のカラー部通路２１内の作動液が加熱され
蒸発する。この蒸気はカラー部通路の内径側端部から中
空部９を通りさらに作動流体通路１９を通って圧力の低
い冷却部の蒸気空間へ流ｎさらに圧力の低いランナー側
へ移動する。ランナー側へ移動した蒸気は、冷却部の壁
面（液膜）に接して凝縮して液となる。またカラー部通
路２１で熱流束が大きい時は中空部９内の作動液を加熱
し一部の作動液を蒸発させる。中空部９内のム気はカラ
ー部通路２１の蒸気と混って上記の如く作動流体通路１
９を通って冷却部の蒸気空間へ流れる。
とがスラスト力を受けると摺動時の摩擦抵抗により摺動
面で発生した熱は、まずスラストカラーｎ内を熱伝導に
より短い距離のカラー部通路２１内の作動液が加熱され
蒸発する。この蒸気はカラー部通路の内径側端部から中
空部９を通りさらに作動流体通路１９を通って圧力の低
い冷却部の蒸気空間へ流ｎさらに圧力の低いランナー側
へ移動する。ランナー側へ移動した蒸気は、冷却部の壁
面（液膜）に接して凝縮して液となる。またカラー部通
路２１で熱流束が大きい時は中空部９内の作動液を加熱
し一部の作動液を蒸発させる。中空部９内のム気はカラ
ー部通路２１の蒸気と混って上記の如く作動流体通路１
９を通って冷却部の蒸気空間へ流れる。
作動液は、常時スラストカラーの中空部９が満される汀
を真空封入し、遠心力によりスラストカラー側に戻され
ろ。スラスト軸受３の固定部の熱は潤滑油５に伝えらｎ
さらに回転軸ヒートバイブ７の表面に伝達されランナー
側へ放熱するとともに、軸受スタンド２の外表面から大
気に放熱する。
を真空封入し、遠心力によりスラストカラー側に戻され
ろ。スラスト軸受３の固定部の熱は潤滑油５に伝えらｎ
さらに回転軸ヒートバイブ７の表面に伝達されランナー
側へ放熱するとともに、軸受スタンド２の外表面から大
気に放熱する。
この発明によれば、スラスト軸受のスラストカラーの中
空部を回転軸ヒートパイプの発熱部の蒸気空間に連通さ
せ、その際前記中空部とスラストカラー摺動面との間に
複数のカラー部通路を股は、それぞれのカラー部通路を
中空部に連通ずるようにしたので、発熱部であるスラス
トカラーから蒸気空間としての中空部への熱伝導距離を
従来の％〜入イ程度番こするとともｌこ、スラストカラ
ーの伝熱面積を増大させたので、発熱部である摺動面か
ら蒸気空間までの温度差を小さくできるため、冷却性能
を高め出力１０００ｋＷ以上の横軸水車発電機などのス
ラスト軸受に適用できる。
空部を回転軸ヒートパイプの発熱部の蒸気空間に連通さ
せ、その際前記中空部とスラストカラー摺動面との間に
複数のカラー部通路を股は、それぞれのカラー部通路を
中空部に連通ずるようにしたので、発熱部であるスラス
トカラーから蒸気空間としての中空部への熱伝導距離を
従来の％〜入イ程度番こするとともｌこ、スラストカラ
ーの伝熱面積を増大させたので、発熱部である摺動面か
ら蒸気空間までの温度差を小さくできるため、冷却性能
を高め出力１０００ｋＷ以上の横軸水車発電機などのス
ラスト軸受に適用できる。
第１図は本発明の実施例による横軸水車発電機の軸受冷
却装置の断面図、第２図は第１図の軸受冷却装置のスラ
ストカラーを示す詳細図、第３図は第２図のスラストカ
ラーのＡ−Ａ方向断面図、第４図は従来例ｔこよる横軸
水車発電機の軸受冷却装＋ｑの断面図である。 １：ジャーナル軸受、３ニスラスト軸受、４：回転軸、
６：ランナー、７：回転軸ヒートバイブ、８：蒸気空間
、９：中空部、１９：作動流体通路、２１：カラー部通
路、２２ニスラストカラー。 、・、′ｒ゛・・、 代理人年理士 山 口 巌：゛、コニ、。 Ｖｌｚ 図
却装置の断面図、第２図は第１図の軸受冷却装置のスラ
ストカラーを示す詳細図、第３図は第２図のスラストカ
ラーのＡ−Ａ方向断面図、第４図は従来例ｔこよる横軸
水車発電機の軸受冷却装＋ｑの断面図である。 １：ジャーナル軸受、３ニスラスト軸受、４：回転軸、
６：ランナー、７：回転軸ヒートバイブ、８：蒸気空間
、９：中空部、１９：作動流体通路、２１：カラー部通
路、２２ニスラストカラー。 、・、′ｒ゛・・、 代理人年理士 山 口 巌：゛、コニ、。 Ｖｌｚ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ランナーと直結する回転軸がケーシング外部のジャ
ーナル軸受およびスラスト軸受により水平に支承され、
前記回転軸の内部に前記ジャーナル軸受およびスラスト
軸受を発熱部とし、水路に露出するランナーを凝縮部と
する回転軸ヒートパイプを形成する横軸水車発電機にお
いて、前記スラスト軸受のスラストカラーに中空部を備
え、前記中空部を前記回転軸ヒートパイプの発熱部の蒸
気空間に連通させ、その際前記中空部とスラストカラー
摺動面との間に前記スラストカラー内を放射状に走る複
数のカラー部通路を設け、前記それぞれのカラー部通路
を前記中空部に連通するようにしたことを特徴とする横
軸水車発電機の軸受冷却装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の横軸水車発電機の軸受
冷却装置において、それぞれのカラー部通路の内径側端
部をスラストカラーの中空部に連通するようにしたこと
を特徴とする横軸水車発電機の軸受冷却装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の横軸水車発電機の軸受
冷却装置において、それぞれのカラー部通路の内径側端
部および外径側端部をスラストカラーの中空部に連通す
るようにしたことを特徴とする横軸水車発電機の軸受冷
却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62248274A JPH0683554B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 横軸水車発電機の軸受冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62248274A JPH0683554B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 横軸水車発電機の軸受冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0191635A true JPH0191635A (ja) | 1989-04-11 |
| JPH0683554B2 JPH0683554B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=17175685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62248274A Expired - Lifetime JPH0683554B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 横軸水車発電機の軸受冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0683554B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0314956U (ja) * | 1989-06-22 | 1991-02-14 |
-
1987
- 1987-10-01 JP JP62248274A patent/JPH0683554B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0314956U (ja) * | 1989-06-22 | 1991-02-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0683554B2 (ja) | 1994-10-19 |
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