JPH0239057Y2

JPH0239057Y2 -

Info

Publication number: JPH0239057Y2
Application number: JP1984029635U
Authority: JP
Priority date: 1984-03-01
Filing date: 1984-03-01
Publication date: 1990-10-19
Also published as: JPS60142320U

Description

【考案の詳細な説明】技術分野本考案は立軸水車発電機などに使用される推力
軸受装置に関する。

従来技術立軸水車発電機などには、大形のセクタ形推力
軸受装置が用いられる。この推力軸受部にはラン
ナー（すなわち回転板）の下側に扇形シユー（以
下これをセクターと称する）が複数枚配設される
が、このセクターには従来発熱による次のような
問題があつた。

従来の推力軸受装置を第１図を参照して説明す
ると、９は回転軸、７はスラストボス、１はスラ
ストボス７の下面に装着したランナー、２はラン
ナー１を下側から支えるセクターで、セクター２
は円板を６個〜14個程度に分割されていてセクタ
ー受金３で支持されている。４はこれを支える支
持ピボツト、５はセクター位置を保持するベー
ス、６は油槽１２を形成するリテイナーである。

上記従来構造のセクター２にあつては、セクタ
ー上面での発熱によりセクター上下面の温度差が
生じる。そして、この温度差に起因する熱変形、
およびセクター上面に発生する油膜圧力による荷
重に起因する湾曲のために軸受性能が著るしく低
下する。とくに、起動時では、油膜形成能力が大
きく、摩擦熱の発生が大きく、セクター上下面の
温度差が大きいことによりセクタ２が湾曲する。
さらにセクター２の厚さＡは、通常セクター半径
Ｒに対して0.1R程度の厚みであり、このセクタ
ー２を受金３で局部的に何点かで支えているか、
受金３のセクター支持点をセクター下面の全面に
分布させることは困難であり、支持点を外れた部
分のセクターにかなりの変形湾曲が生じ易い。さ
らに起動前からもともとセクター２に湾曲が残つ
ていることもある。

しかして、上述のよううにセクター２に湾曲が
存在していると、さらに油膜形成能力が低減して
軸受の焼損につながり易い。このため、軸受の信
頼度をあげるためには、熱変形および荷重による
セクターの湾曲を軽減する方法が必要であるが、
上述のとおり従来のセクター２ではこの要求を満
すことがむずかしかつた。

考案の目的本考案はセクター形推力軸受装置において、セ
クターの上下部で温度差が生じることがなく、熱
変形が少ない構造のものを提供することを目的と
する。

考案の概要上記目的を達成するため、本考案は、セクター
形推力軸受において、セクターの厚さをセクター
外径半径Ｒに対して0.2R程度以上に厚くし、セ
クター上面近くに内径側から外径側に向う複数の
油冷却孔を、ランナーの回転方向に対して後縁側
のふちに平行に設け、冷却油を内側から外側に通
すことにより、セクターの熱変形、荷重変形をな
くすようにしたもので、さらに自己循環冷却形に
おいては、セクター外周に沿つて円周バンドを冷
却孔群の直下の位置に設け、円周バンドの下より
冷却油をセクターの内側に導き入れる構造とした
ものである。

実施例本考案の実施例を第２図〜第４図を参照して説
明する。

本考案に係るセクター形の推力軸受装置は、と
くにセクター２の構造が改良されているものであ
る。なお、第１図に示す従来構造と同一部分につ
いては同一の符号を用いて説明する。

本考案においては、従来のセクター受金３の使
用を止め、セクター２の厚さＡをセクター半径Ｒ
に対し、0.2R程度以上に厚くし、しかも第３図、
第４図に示すように上面に近く、かつ内径側から
外径側に通じる冷却油孔１０を複数個設ける。こ
の冷却油孔１０は、図のようにランナー回転方向
の後縁に平行な方向に設ける。（その理由は後述
する）。

しかして、上記冷却油孔１０は、セクター２の
上面近くに設けるので、該セクター上部の厚さＣ
は薄く、セクター下部の厚さＤは厚くなり、両者
を孔群間の垂直壁１１の壁厚Ｔで連結したかたち
となる。したがつて、この冷却油孔１０に冷却油
を通しながら運転すると、セクター上面で発生し
た熱のうち、該セクターの内部に伝達されるもの
は、大部分が冷却油孔１０の中の冷却油に伝えら
れる。もちろん冷却油孔１０の隔壁を形成すると
ころの垂直壁１１から下部へも一部は伝達される
が、垂直壁１１の厚さＴと個数は、対変形剛性を
考慮して決め、垂直壁１１の厚さＴは、少なくと
も油冷却孔１０における垂直壁１１間の巾寸法よ
り薄くしてあるので、垂直壁１１の両面でも冷却
が行なわれて、セクター下部に伝達される熱は極
小におさえることができる。

すなわち、セクター下部は、冷却油で周囲を囲
まれたかたちとなつて、温度分布はセクター２の
全体にわたつて一様となり、熱変形は非常に少く
なる。セクター下部の厚さＤは充分厚くとるので
油膜荷重による変形も小さくすることができる。
一方セクター上部の厚さＣの部分には温度差が生
じ変形しようとし、また荷重による変形も生じよ
うとするが厚さＣ、油孔群の垂直壁１１の厚さ
Ｔ、壁の間隔、さらには冷却油孔の四隅のアール
のとり方により、冷却孔壁とセクター上部の変形
を充分小さく、熱応力も内部応力として荷重応力
と合成して適度におさえることが可能である。

また、セクター上面の温度分布は、ランナー回
転方向に対し後半分の方いずれも過酷な条件にな
るので、油冷却孔を形成する垂直壁１１は、セク
ター後縁部に沿つて形成することが剛性上有効で
ある。さらに、このように構成すると、セクター
の前縁部の側面に油冷却孔が開口し、前隣のセク
ター２から出た油流が次のセクターの前縁側面に
衝突して冷却孔に入るので油の流れがよくなる。

油冷却孔１０に内径側から外径側に向つて冷却
油を通す方法としては、強制給油の場合は、給油
口、つまり冷却油が移動できる空間をセクター内
径部に形成しておけばよい。また、自己循環給油
の場合は、ランナー１の回転による粘性ポンプ作
用を使うので、第２図のようにセクター外周部に
円周バンド８を冷却油孔１０の直下の位置におき
ベースに取付けておけば、ポンプ作用により油は
円周バンド８の下を通じて矢印の方向に流れ、セ
クター内径側にまわり、さらにポンプ作用にひき
ずられて冷却油孔を通り、油膜からのリケージ油
と一緒になつてタンク内に排出される。

考案の効果以上のように、本考案の推力軸受装置にあつて
は、セクターの厚さをセンターの外径の半径Ｒの
寸法に対して0.2R以上となし、また油冷却孔を
セクターの上面近くに設け、この油冷却孔間の垂
直壁の厚さＴを油冷却孔の巾寸法より薄くする構
成としたので、セクター上面で発生した熱の大部
分は油冷却孔の中の冷却油に伝えられ、また、一
部の熱は垂直壁からセクターの下部に伝えられる
が、この熱は垂直壁が薄いため両側の油冷却孔の
冷却油に吸収され、セクターの下部には伝達され
ない。このためセクターの上下の温度差による熱
変形がなくなり、セクター受金を無くすることが
できる。

従つて、セクターの上面に近く、内径側から外
径側に冷却油孔群を形成するという簡潔な構造改
良により、セクターを上部、下部の２つのゾーン
に分けることができ、下部の厚いゾーンで剛性を
もたせ、かつ表面を冷却油を循環させて効果的に
冷却し、熱応力は内部応力として閉じこめてセク
ター全体の湾曲をおさえることが可能となる。

更に、冷却油孔を、内径側から外径側に向けラ
ンナー回転方向に対して後縁側の縁に平行に複数
個設けたので、ランナー上面の熱応力、温度分布
は、ランナー回転方向に対して後半分の方がいず
れも過酷な条件になるが、油冷却孔を形成する垂
直壁が、セクター後縁部に沿つて形成してあるの
で、剛性上有効となり、且つセクターの前縁部の
側面に油冷却孔が開口することになり、前隣セク
ターから出た油流が、次のセクターの前縁側面に
衝突して冷却孔に入り、油の流れを良くして軸受
装置全体の冷却効果を上げる等、信頼性の高い推
力軸受を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の推力軸受装置の断面図、第２図
は本考案に係る推力軸受装置の断面図、第３図は
本考案に係るセクターの平面図、第４図は第３図
の正面図である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

セクター形推力軸受において、セクター２をピ
ボツト４で直接支持し、その厚さを該セクター２
の外径の半径Ｒの寸法に対して0.2R以上となし、
且つその上面寄りで厚さＣをもつた位置に、内径
側から外径側に向けランナー回転方向に対して後
縁側の縁に平行な油冷却孔１０を複数個設け、こ
れら油冷却孔１０間の垂直壁１１の厚さＴを、相
隣る垂直壁１１間の油冷却孔１０の巾寸法より薄
くなし、前記油冷却孔１０を通つて、その下部側
を取巻いて冷却油が循環可能にした構造を特徴と
する推力軸受装置。