JPH0447149B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0447149B2 JPH0447149B2 JP61100080A JP10008086A JPH0447149B2 JP H0447149 B2 JPH0447149 B2 JP H0447149B2 JP 61100080 A JP61100080 A JP 61100080A JP 10008086 A JP10008086 A JP 10008086A JP H0447149 B2 JPH0447149 B2 JP H0447149B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- thrust
- rotating shaft
- heat
- thrust collar
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
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。
冷却に関するものである。
第６図は従来例による横軸水車発電機の回転軸
ヒートパイプを用いた軸受冷却装置の断面図で、
第６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１５の外部のジヤーナル軸受１およ
びスラスト軸受３により水平に支承され、回転軸
４の内部にジヤーナル軸受１およびスラスト軸受
３を発熱部とし吸出管１８内の水路に露出するラ
ンナー６を凝縮部とする回転軸ヒートパイプ７を
形成している。スラストカラー２２はスラストカ
ラー３で軸方向に支持され、ジヤーナル軸受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。８は回転軸ヒートパイ
プの蒸気空間、１６はスピードリング、１７はガ
イドベーン、２０は回転軸ヒートパイプの作動
液、２３は地面である。
ヒートパイプを用いた軸受冷却装置の断面図で、
第６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１５の外部のジヤーナル軸受１およ
びスラスト軸受３により水平に支承され、回転軸
４の内部にジヤーナル軸受１およびスラスト軸受
３を発熱部とし吸出管１８内の水路に露出するラ
ンナー６を凝縮部とする回転軸ヒートパイプ７を
形成している。スラストカラー２２はスラストカ
ラー３で軸方向に支持され、ジヤーナル軸受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。８は回転軸ヒートパイ
プの蒸気空間、１６はスピードリング、１７はガ
イドベーン、２０は回転軸ヒートパイプの作動
液、２３は地面である。
従来の軸受冷却装置では、スラストカラー２２
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、その際 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。
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、その際 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２２内の熱伝導及びヒートパ
イプ蒸発面での熱流束が大きい。
イプ蒸発面での熱流束が大きい。
スラストカラー２２は肉厚を通常一様とする
ため、摩擦に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に、蒸発面の面積も小さく
なる。
ため、摩擦に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に、蒸発面の面積も小さく
なる。
以上の理由により、発熱部からヒートパイプま
での熱抵抗の増大とヒートパイプ蒸発面での熱流
束が大きくなることによる熱抵抗の増大により温
度差が大きくなるので、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
機の軸受冷却装置への適用は困難であつた。
での熱抵抗の増大とヒートパイプ蒸発面での熱流
束が大きくなることによる熱抵抗の増大により温
度差が大きくなるので、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
機の軸受冷却装置への適用は困難であつた。
軸受部の温度を許容値以下とする方法には、発
熱部からヒートパイプ凝縮部までの温度差を低減
すること、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低減する方
法がある。
熱部からヒートパイプ凝縮部までの温度差を低減
すること、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低減する方
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、回転軸ヒートパイプ凝縮部
での熱抵抗を低減し、軸受温度を低減させること
を目的とする。
伝熱面積を増大させ、回転軸ヒートパイプ凝縮部
での熱抵抗を低減し、軸受温度を低減させること
を目的とする。
この発明によれば、上記目的は、ジヤーナル軸
受およびスラスト軸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
せるとともに、中空部の表面に前記回転軸に対し
て同心的に配置された複数の凹凸部を設けること
によつて達成される。
受およびスラスト軸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
せるとともに、中空部の表面に前記回転軸に対し
て同心的に配置された複数の凹凸部を設けること
によつて達成される。
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Ａ−Ａ方向断面図、第４図は本発明の
他の実施例による軸受冷却装置のスラストカラー
を示す詳細図、第５図は第４図のＢ−Ｂ方向断面
図である。以下図面に基いて説明する。
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、第４図は本発明の
他の実施例による軸受冷却装置のスラストカラー
を示す詳細図、第５図は第４図のＢ−Ｂ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がケーシングを貫通し、回転軸４を軸受スタン
ドに２に収容されたジヤーナル軸受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を封入してある。第１図にお
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２０を封入しジヤーナル軸
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を凝縮部とする回転軸ヒート
パイプ７において、スラスト軸受３のスラストカ
ラー２２に中空部９を設けこの中空部９を回転軸
ヒートパイプの蒸気空間に連通させるとともに中
空部の表面に複数の凹凸部を設けている。
４がケーシングを貫通し、回転軸４を軸受スタン
ドに２に収容されたジヤーナル軸受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を封入してある。第１図にお
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２０を封入しジヤーナル軸
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を凝縮部とする回転軸ヒート
パイプ７において、スラスト軸受３のスラストカ
ラー２２に中空部９を設けこの中空部９を回転軸
ヒートパイプの蒸気空間に連通させるとともに中
空部の表面に複数の凹凸部を設けている。
第２図および第３図において、スラストカラー
２２の中空部９は第３図に示すように断面がドー
ナツ形状をしていて、スラストカラー２２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と連通していて、２４は中空部密閉用ふ
たである。スラストカラー２２の中空部９の表面
に複数の凹凸部２１を回転軸４に対し同心的に設
けている。
２２の中空部９は第３図に示すように断面がドー
ナツ形状をしていて、スラストカラー２２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と連通していて、２４は中空部密閉用ふ
たである。スラストカラー２２の中空部９の表面
に複数の凹凸部２１を回転軸４に対し同心的に設
けている。
第４図および第５図において、第２図および第
３図と同じ部位は同じ番号を付してあり、スラス
トカラー２２には円筒状の中空部９が放射状に８
本設けられそれぞれ円筒状の作動流体通路１９に
より回転軸ヒートパイプの蒸気空間８に連通して
いて、スラストカラー２２の中空部９の表面には
複数の環状の凹凸部２１を設けている。
３図と同じ部位は同じ番号を付してあり、スラス
トカラー２２には円筒状の中空部９が放射状に８
本設けられそれぞれ円筒状の作動流体通路１９に
より回転軸ヒートパイプの蒸気空間８に連通して
いて、スラストカラー２２の中空部９の表面には
複数の環状の凹凸部２１を設けている。
この様な構成したスラスト軸受３とスラストカ
ラー２２とがスラスト力を受けて摩擦抵抗により
発生した熱は、スラストカラー２２内を熱伝導に
より中空部２２の表面の凹凸部２１に伝えられ
る。この凹凸部で作動液が加熱され蒸発すると、
この蒸気は中空部９から作動流体通路１９を通つ
て圧力の低い発熱部の蒸気空間８へ流れさらに圧
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。この液は遠心力によりスラストカ
ラー側へ戻される、作動液は常時スラストカラー
中空部が満される量を真空封入する。スラスト軸
受３の固定部の熱は、潤滑油５に伝えられさらに
回転軸ヒートパイプ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。スラストカラー２２の中空
部９の表面の凹凸部２１はフインの役割をする。
ラー２２とがスラスト力を受けて摩擦抵抗により
発生した熱は、スラストカラー２２内を熱伝導に
より中空部２２の表面の凹凸部２１に伝えられ
る。この凹凸部で作動液が加熱され蒸発すると、
この蒸気は中空部９から作動流体通路１９を通つ
て圧力の低い発熱部の蒸気空間８へ流れさらに圧
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。この液は遠心力によりスラストカ
ラー側へ戻される、作動液は常時スラストカラー
中空部が満される量を真空封入する。スラスト軸
受３の固定部の熱は、潤滑油５に伝えられさらに
回転軸ヒートパイプ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。スラストカラー２２の中空
部９の表面の凹凸部２１はフインの役割をする。
この発明によれば横軸水車発電機のスラストカ
ラー２２に発生する熱をスラストカラーの肉厚を
伝つて熱伝導し、さらに伝熱面積の大きい中空部
を熱伝導し、中空部表面の凹凸部により伝熱面積
を平面の２〜４倍に増大できることにより、熱流
束を小さくし蒸発部の熱抵抗を大幅に低減でき
る。これによつてスラストカラー部の温度差を小
さくできるようになつて、出力500KW以上の横
軸水車発電機または横軸ポンプなどのスラスト軸
受冷却を可能とし、冷却性能を高めることができ
る。
ラー２２に発生する熱をスラストカラーの肉厚を
伝つて熱伝導し、さらに伝熱面積の大きい中空部
を熱伝導し、中空部表面の凹凸部により伝熱面積
を平面の２〜４倍に増大できることにより、熱流
束を小さくし蒸発部の熱抵抗を大幅に低減でき
る。これによつてスラストカラー部の温度差を小
さくできるようになつて、出力500KW以上の横
軸水車発電機または横軸ポンプなどのスラスト軸
受冷却を可能とし、冷却性能を高めることができ
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図は本発明の他の実施例による軸受冷却装置
のスラストカラーを示す詳細図、第５図は第４図
のスラストカラーのＢ−Ｂ方向断面図、第６図は
従来例による横軸水車発電機の軸受冷却装置の断
面図である。 １……ジヤーナル軸受、３……スラスト軸受、
４……回転軸、６……ランナー、７……回転軸ヒ
ートパイプ、８……蒸気空間、９……中空部、２
１……凹凸部、２２……スラストカラー。
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図は本発明の他の実施例による軸受冷却装置
のスラストカラーを示す詳細図、第５図は第４図
のスラストカラーのＢ−Ｂ方向断面図、第６図は
従来例による横軸水車発電機の軸受冷却装置の断
面図である。 １……ジヤーナル軸受、３……スラスト軸受、
４……回転軸、６……ランナー、７……回転軸ヒ
ートパイプ、８……蒸気空間、９……中空部、２
１……凹凸部、２２……スラストカラー。
Claims (1)
- １ ランナーと直結する回転軸がケーシング外部
のジヤーナル軸受およびスラスト軸受によりか水
平に支承され、前記回転軸の内部に前記ジヤーナ
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
空間に連通させるとともに、前記中空部の表面に
前記回転軸に対して同心的に配置された複数の凹
凸部を設け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 |
|---|---|---|---|
| JP61100080A JPS62255579A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP61100080A JPS62255579A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 横軸水車発電機の軸受冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62255579A JPS62255579A (ja) | 1987-11-07 |
| JPH0447149B2 true JPH0447149B2 (ja) | 1992-08-03 |
Family
ID=14264463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61100080A Granted JPS62255579A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 横軸水車発電機の軸受冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62255579A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101187727B1 (ko) | 2009-12-31 | 2012-10-04 | 한국에너지기술연구원 | 작동유체 침투 방지용 유기냉매 터빈 발전장치 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62251474A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-02 | Fuji Electric Co Ltd | 横軸水車発電機の軸受冷却装置 |
-
1986
- 1986-04-30 JP JP61100080A patent/JPS62255579A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62255579A (ja) | 1987-11-07 |
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