JPH045826B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH045826B2 JPH045826B2 JP61096276A JP9627686A JPH045826B2 JP H045826 B2 JPH045826 B2 JP H045826B2 JP 61096276 A JP61096276 A JP 61096276A JP 9627686 A JP9627686 A JP 9627686A JP H045826 B2 JPH045826 B2 JP H045826B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- heat
- thrust
- shaft
- rotating shaft
- 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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-
- 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
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- 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。
約1000kw以上の横軸水車発電機の軸受の冷却
は通常水冷のオイルクーラによつて潤滑油を冷却
し潤滑油を循環ポンプによつて循環している。第
５図はジヤーナル軸受１およびスラスト軸受３を
備えた従来の横軸水車発電機の水冷オイルクーラ
による軸受冷却装置を示し、ジヤーナル軸受１お
よびスラスト軸受３から発生する熱は、潤滑油５
に吸収される。熱を吸収した潤滑油は別置された
給水ポンプ１３および給水配管１４を備えた水冷
オイルクーラー１０で冷却されジヤーナル軸受お
よびスラスト軸受へ循環される。
は通常水冷のオイルクーラによつて潤滑油を冷却
し潤滑油を循環ポンプによつて循環している。第
５図はジヤーナル軸受１およびスラスト軸受３を
備えた従来の横軸水車発電機の水冷オイルクーラ
による軸受冷却装置を示し、ジヤーナル軸受１お
よびスラスト軸受３から発生する熱は、潤滑油５
に吸収される。熱を吸収した潤滑油は別置された
給水ポンプ１３および給水配管１４を備えた水冷
オイルクーラー１０で冷却されジヤーナル軸受お
よびスラスト軸受へ循環される。
しかし軸受潤滑油の冷却に水冷オイルクーラ１
０を使用すると、給水ポンプ１３、給水配管１
４、循環ポンプ１１および油配管１２等の高価な
設備が必要となり、これ等の設備の保守・点検に
労力を要する欠点があつた。また汚れた冷却水を
使用すれば、給水配管１４に目づまりを生じた
り、給水配管１４に腐食を生じて漏水事故を発生
することがあつた。第５図において２は軸受スタ
ンド、４は回転軸、６はランナー、７は回転軸ヒ
ートパイプ、８は蒸発空間、２０は作動液、２２
はスラストカラーである。
０を使用すると、給水ポンプ１３、給水配管１
４、循環ポンプ１１および油配管１２等の高価な
設備が必要となり、これ等の設備の保守・点検に
労力を要する欠点があつた。また汚れた冷却水を
使用すれば、給水配管１４に目づまりを生じた
り、給水配管１４に腐食を生じて漏水事故を発生
することがあつた。第５図において２は軸受スタ
ンド、４は回転軸、６はランナー、７は回転軸ヒ
ートパイプ、８は蒸発空間、２０は作動液、２２
はスラストカラーである。
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液２０を封入し、
軸受側を発熱部としランナー６の蒸発空間８を冷
却部とするヒートパイプを形成している。
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液２０を封入し、
軸受側を発熱部としランナー６の蒸発空間８を冷
却部とするヒートパイプを形成している。
第６図において、ジヤーナル軸受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へ熱が流入するが、この際スラスト軸受
３は 発熱部とヒートパイプ蒸発面までの熱伝導の
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へ熱が流入するが、この際スラスト軸受
３は 発熱部とヒートパイプ蒸発面までの熱伝導の
距離が長い。
スラストカラー２２内の熱伝導およびヒート
パイプ蒸発面での熱流束（Ｗ／cm2）が大きい。
パイプ蒸発面での熱流束（Ｗ／cm2）が大きい。
スラストカラー２２は通常厚さが一様に設計
するため、スラストカラー２２の発熱部から回
転軸の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。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つ
た。
するため、スラストカラー２２の発熱部から回
転軸の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。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つ
た。
この発明は、横軸水車発電機のジヤーナル軸受
およびスラスト軸受から発生する熱を回転軸ヒー
トパイプを介して冷却するときに、スラストカラ
ー内部の熱伝導抵抗の低減とヒートパイプの蒸発
面での熱抵抗を低減しフラスト軸受温度を許容値
以下とすることを目的とする。
およびスラスト軸受から発生する熱を回転軸ヒー
トパイプを介して冷却するときに、スラストカラ
ー内部の熱伝導抵抗の低減とヒートパイプの蒸発
面での熱抵抗を低減しフラスト軸受温度を許容値
以下とすることを目的とする。
上気目的達成のため本発明によれば、横軸水車
発電機のスラスト軸受のためスラストカラーに中
空部を設け、前記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たことによつて達成
される。
発電機のスラスト軸受のためスラストカラーに中
空部を設け、前記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たことによつて達成
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３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
の断面図であり、第５図、第６図と同じ部位は同
じ番号を付してある。
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３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
の断面図であり、第５図、第６図と同じ部位は同
じ番号を付してある。
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
封入している。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を形成し、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発熱部と連通さ
せている。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は吸出し管であ
る。
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
封入している。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を形成し、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発熱部と連通さ
せている。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は吸出し管であ
る。
第２図において、回転軸４はジヤーナル軸受１
およびスラスト軸受３で支持され、スラストカラ
ー２２に中空部９を設け、この中空部９を発熱部
の蒸発空間８と１箇所または複数箇所の放射状に
設けた作動流体通路１９で連通させている。この
スラストカラー２２の中空部は第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を内部に中空部９を設け、中空部９を８本
の作動流体通路１９によつて蒸発空間８と連通し
ている。２３は中空部密閉用ふたであり、中空部
をドーナツ形状とすることによつて伝熱面積を大
きくした。
およびスラスト軸受３で支持され、スラストカラ
ー２２に中空部９を設け、この中空部９を発熱部
の蒸発空間８と１箇所または複数箇所の放射状に
設けた作動流体通路１９で連通させている。この
スラストカラー２２の中空部は第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を内部に中空部９を設け、中空部９を８本
の作動流体通路１９によつて蒸発空間８と連通し
ている。２３は中空部密閉用ふたであり、中空部
をドーナツ形状とすることによつて伝熱面積を大
きくした。
また第４図は本発明の他の実施例によるスラス
トカラーの断面図で、スラストカラー２２内に中
空部９および作動流体通路１９を放射状に蒸発部
に連通させたものである。
トカラーの断面図で、スラストカラー２２内に中
空部９および作動流体通路１９を放射状に蒸発部
に連通させたものである。
回転軸４がスラスト力を受けスラスト軸受３と
スラストカラー２２が摩擦により発熱すると、ス
ラスト軸受のパツド部の熱は潤滑油５に伝えら
れ、一方中空部の熱は回転軸ヒートパイプ７の表
面に伝達されさらにランナーに達して放熱すると
ともに、軸受スタンドの外表面から空中に放熱す
る。スラスト軸受のスラストカラー２２が発熱す
ると熱は作動液２０側の伝熱面（内径側）に伝え
られこの面から作動液２０が熱を受けて蒸発す
る。この蒸気はスラスト軸受の中空部から作動流
体通路１９を通つて圧力の低い蒸気空間８へ蒸気
が流れ、さらに温度の低いランナー側へと移動す
る。移動した蒸気はランナ側の凝縮部の壁面に接
して凝縮して液体となる。この液体は遠心力によ
りスラストカラー２２側へ戻される。作動液は常
時スラストカラーの中空部９を満す量を真空封入
する。ジヤーナル軸受１の熱は作動液を蒸発させ
凝縮部で凝縮させるように構成してある。凝縮部
は回転軸ヒートパイプのランナー突出部、ランナ
ーボス部およびランナボスシール部等からなりこ
れ等の周りの流水により冷却される。
スラストカラー２２が摩擦により発熱すると、ス
ラスト軸受のパツド部の熱は潤滑油５に伝えら
れ、一方中空部の熱は回転軸ヒートパイプ７の表
面に伝達されさらにランナーに達して放熱すると
ともに、軸受スタンドの外表面から空中に放熱す
る。スラスト軸受のスラストカラー２２が発熱す
ると熱は作動液２０側の伝熱面（内径側）に伝え
られこの面から作動液２０が熱を受けて蒸発す
る。この蒸気はスラスト軸受の中空部から作動流
体通路１９を通つて圧力の低い蒸気空間８へ蒸気
が流れ、さらに温度の低いランナー側へと移動す
る。移動した蒸気はランナ側の凝縮部の壁面に接
して凝縮して液体となる。この液体は遠心力によ
りスラストカラー２２側へ戻される。作動液は常
時スラストカラーの中空部９を満す量を真空封入
する。ジヤーナル軸受１の熱は作動液を蒸発させ
凝縮部で凝縮させるように構成してある。凝縮部
は回転軸ヒートパイプのランナー突出部、ランナ
ーボス部およびランナボスシール部等からなりこ
れ等の周りの流水により冷却される。
この発明によれば、スラスト軸受のスラストカ
ラーに中空部を設け、前記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ることによ
つて、スラストカラーに発生する熱をスラストカ
ラーの発面から中空部迄の短い距離と伝熱面積の
大きな中空部および作動流体通路を熱伝導で伝え
ればよく、かつ回転軸ヒートパイプの発熱部の蒸
発面積を大きくできることによつて熱流束を小さ
くし発熱部の熱抵抗を低減できる。これによつて
スラストカラー２２の温度を許容値以下に下げる
ことができ、したがつて出力級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
軸受冷却を可能とするとともに、冷却効率を高め
軸受の信頼性を向上させることができる。
ラーに中空部を設け、前記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ることによ
つて、スラストカラーに発生する熱をスラストカ
ラーの発面から中空部迄の短い距離と伝熱面積の
大きな中空部および作動流体通路を熱伝導で伝え
ればよく、かつ回転軸ヒートパイプの発熱部の蒸
発面積を大きくできることによつて熱流束を小さ
くし発熱部の熱抵抗を低減できる。これによつて
スラストカラー２２の温度を許容値以下に下げる
ことができ、したがつて出力級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
軸受冷却を可能とするとともに、冷却効率を高め
軸受の信頼性を向上させることができる。
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
の断面図、第５図は従来の横軸水車発電機の水冷
オイルクーラーによる軸受冷却装置の断面図、第
６図は従来の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、１９；作動流体
通路、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
の断面図、第５図は従来の横軸水車発電機の水冷
オイルクーラーによる軸受冷却装置の断面図、第
６図は従来の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、１９；作動流体
通路、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設け、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 |
|---|---|---|---|
| JP61096276A JPS62251474A (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP61096276A JPS62251474A (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 横軸水車発電機の軸受冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62251474A JPS62251474A (ja) | 1987-11-02 |
| JPH045826B2 true JPH045826B2 (ja) | 1992-02-03 |
Family
ID=14160609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61096276A Granted JPS62251474A (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 横軸水車発電機の軸受冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62251474A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62255579A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-07 | Fuji Electric Co Ltd | 横軸水車発電機の軸受冷却装置 |
| US5046920A (en) * | 1989-02-23 | 1991-09-10 | Fuji Electric Co., Ltd. | Bearing cooling system in horizontal shaft water turbine generator |
| JPH02238178A (ja) * | 1989-03-09 | 1990-09-20 | Fuji Electric Co Ltd | 横軸水車発電機の軸受冷却装置 |
| JP2745698B2 (ja) * | 1989-07-06 | 1998-04-28 | 富士電機株式会社 | 横軸水車発電機の軸受冷却装置 |
| CN100504043C (zh) | 2007-08-24 | 2009-06-24 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | 振动器的加热方法及实现该方法的振动器 |
| JP5956885B2 (ja) * | 2012-09-19 | 2016-07-27 | 株式会社東芝 | 水力機械およびその運転方法 |
| CN105986951B (zh) * | 2015-02-09 | 2020-04-03 | 杭州林东新能源科技股份有限公司 | 滑动轴承及具有滑动轴承的潮流发电装置 |
-
1986
- 1986-04-25 JP JP61096276A patent/JPS62251474A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62251474A (ja) | 1987-11-02 |
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