JPH062965U - 水車発電機の主軸の軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造を簡素化して小型軽量化を図ると共にス
ラスト軸受による主軸の支持を安定させて振動の伝達防
止を図り、且つ、据え付けを容易とする。 【構成】 主軸１１の上端部に回転ドラム１２を取付け
てその回転ドラム１２の外周部に回転子磁極１５を設
け、回転子磁極１５と対向して固定子１７が設けられた
水車発電機において、水車カバー３２の上部に支持枠３
３を立設してその支持枠３３上にスラスト軸受１８を取
付ける一方、主軸１１に外方に突出してスラストブロッ
ク１９を固定し、そのスラストブロック１９をスラスト
軸受１８によって支持する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は水車発電機の主軸の軸受構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２には従来の水車発電機の主軸の軸受構造を表す断面を示してある。

【０００３】 図２に示すように、傘型水車発電機にあっては、水車の上部に発電機が位置し ている。即ち、図示しない水車から回転力が伝達される主軸１０１はハウジング １０２内に垂直方向に沿って回転自在に支持されている。この主軸１０１の上部 には外方に放射状に突出してロータスパイダ１０３が連結固定され、そのロータ スパイダ１０３の放射方向先端部にはコイル１０４が巻かれた回転子磁極１０５ が固定されている。一方、ハウジング１０１の側壁には回転子磁極１０５に対向 してコイル１０６が巻かれた固定子１０７が固定されている。

【０００４】 また、この主軸１０１はスラスト軸受１０８によって支持されている。即ち、 下部ブラケット１０９は水車ランナ１１０の上部に位置し、４箇所にわたってボ ルト１１１によって水車ピット１１２に固定されることで、発電所の図示しない コンクリートブロックに設置される。そして、この下部ブラケット１０９の上部 には主軸１０１の下部を支持するスラスト軸受１０８が取付けられている。

【０００５】 スラスト軸受１０８において、主軸１０１のフランジ部１１３にはスラストボ ス１１４が固定され、このスラストボス１１４の下部にはスラストランナ１１５ 、スラストセクタ１１６が固定されている。一方、下部ブラケット１０９にはス ラストセクタ１１６に対向して皿ばねに支持されたピボット軸１１７が位置して いる。また、スラストボス１１４の側部にはガイドセクタ１１８が設けられてい る。なお、下部ブラケット１０９には回転子磁極１０５のエアブレーキ及びオイ ルジャッキ１１９が装着されている。

【０００６】 従って、このような水車発電機の主軸の軸受構造にあっては、発電機の主軸１ ０１の荷重と水車ランナが受ける水力による推力はスラスト荷重はスラスト軸受 １０８で受け止めている。また、水車発電機の据付期間を短縮するために水車軸 中心と主軸１０１のフランジカップリングの面で中心を一致させて発電機の据付 を行っている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来の水車発電機にあって、従来のスラスト軸受１０８の容量が４５ ０００〜５００００ＫＷ程度になると、受け止め荷重が６００〜１０００ｔｏｎ 程度に達してしまい、下部ブラケット１０９の構造上、リブを三角形の形状にし て強固なものとし、且つ、この下部ブラケット１０９の取付高さの関係でスラス ト軸受１０８のケース自体も厚さを大きくして強固なものとしなければならない 。そのため、装置が大型化してしまうという問題があった。

【０００８】 また、下部ブラケット１０９のリブなどには２００〜３００ｔｏｎ程度のせん 断力が作用し、荷重分布としては片持ち梁の一点固定となるため、ボルトの固定 部分に応力が集中する。そのため、下部ブラケット１０９におけるボルト１１１ による固定部分やコンクリートブロックなどに特殊な接着剤を使用したり、ボル ト１１１を強固なものにしなければならず、発電機の据付時間が長時間となると 共に据付コストが高くなってしまう。

【０００９】 更に、スラスト軸受１０８は主軸１０１の回転時に発生する摩擦熱を冷却する ために、スラスト軸受１０８の内部に潤滑油を供給する必要があるが、発電機の 大型化に伴って回転部（主軸１０１）を吊り上げることが困難であり、そこで、 スラスト軸受１０８のスラストセクタ１１６は回転子磁極１０５をジャッキアッ プすることで水平方向に引き出せる機能が要求される。そのため、最近の大型の 発電機はスラスト軸受１０８の内部に冷却用のオイルクーラを収納せずに、外部 の冷却器により内部の潤滑油を循環する方式を採用し、スラストセクタ１１６の 交換作業を容易にしている。前述した従来の水車発電機にあっては、主軸１０１ の上部の案内軸受を省略しているため、水車側の回転軸の軸受と発電機の主軸と の距離をできるだけ短くすることが発電機の振動を防止する上で重要であるが、 発電機を下部ブラケット１０９で支持しているため困難であった。

【００１０】 本考案はこのような問題を解決するものであって、発電機の小型化及び据付の 容易性を図った水車発電機の主軸の軸受構造を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するための本考案の水車発電機の主軸の軸受構造は、主軸の 上端部に回転ドラムを取付けて該回転ドラムの外周部に回転子磁極を設け、該回 転子磁極と対向して固定子が設けられた水車発電機において、水車カバーの上部 に支持枠を立設して該支持枠上にスラスト軸受を取付ける一方、前記主軸に外方 に突出してスラストブロックを固定し、該スラストブロックを前記スラスト軸受 によって支持したことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】

主軸に外方に突出してスラストブロックを固定し、そのスラストブロックを水 車カバーの上部に立設した支持枠上のスラスト軸受によって支持したことで、ス ラスト軸受による主軸の支持が安定して強固になると共に振動の伝達防止される 。

【００１３】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の実施例を詳細に説明する。

【００１４】 図１には本考案の一実施例に係る水車発電機の主軸の軸受構造を表す断面を示 してある。

【００１５】 図１に示すように、本実施例の傘型水車発電機において、水車のカバーピット ３１内には主軸１１は垂直方向に沿って回転自在に配設され、この主軸１１の上 部には外方に突出してかご型回転ドラム１２が連結固定されており、この回転ド ラム１２は中空で、上面部及び下面部が厚板構造となっている。回転ドラム１２ の外周部には磁極取付用高張力鋼の厚板リング１３が固定され、この厚板リング １３にはコイル１４が巻かれた回転子磁極１５が固定されている。一方、カバー ピット３１の段部には回転子磁極１５に対向してコイル１６が巻かれた固定子１ ７が固定されている。

【００１６】 また、水車カバーランナ３２の上面部には複数の脚部を有する支持枠３３が立 設され、その支持枠３３の上部には水平な支持板３４が固定されている。そして 、この支持板３４には主軸１１の下部が貫通すると共に、スラスト軸受１８が取 付けられ、主軸１１はこのスラスト軸受１８によって回転自在に支持されている 。

【００１７】 即ち、主軸１１の小径部にはスラストブロック１９の上端部が嵌合し、複数の カップリングボルト２０によってフランジ部２１に結合され、このスラストブロ ック１９の下部にはスラストランナ２２、スラストセクタ２３が順に固定されて いる。一方、スラスト軸受１８のケース２４内の底面にはスラストセクタ２３に 対向して皿ばねに支持されたピボット軸２５が位置している。また、スラストブ ロック１９の側部にはガイドセクタ２６が設けられている。

【００１８】 なお、ケース２４内の側面にはセクタ取り出し窓２７が形成されている。また 、カバーピット３１の段部には厚板リング１３の下方に位置して回転子磁極１５ のエアブレーキ及びオイルジャッキ２８が装着されている。

【００１９】 而して、本実施例の水車発電機において、発電機の主軸１１のスラスト荷重は 垂直荷重となり、スラスト軸受１８が強固な支持枠３３上に取付けられているこ とで、スラスト軸受１８は十分にこの荷重を受け止めることができる。その上、 主軸１１とスラストブロック１９との結合をカップリングボルト２０によってス ラストブロック１９内で行うことで、このスラストブロック１９の上部に回転ド ラム１２を固定すれば、回転部分のセンタリングに伴う発電機の据付が完了する 。

【００２０】 また、スラスト軸受１８のスラストセクタ２３の取り出しは回転子磁極１５を オイルジャッキ２８によってジャッキアップすれば円周方向のいずれの位置から でも可能であり、且つ、ケース２４にはセクタ取り出し窓２７が形成されている ので、容易に取り出し装置を装着することができる。

【００２１】 更に、発電機の作動中（回転中）に事故などが発生した場合であっても、ブレ ーキ２８がカバーピット３１の段部（発電機の基礎部分）に据え付けられている ことで、ブレーキ２８の作動時の荷重は直接コンクリート部分に伝達されること となり、十分に受け止めることができる。また、発電機を分解するときにスラス ト軸受１８を分解する必要がなくなって、回転子磁極１５を吊り上げる機会はコ イル１４の短絡時の交換時のみとなって作業が簡単となる。そして、従来は回転 子磁極１５の重量が発電所のクレーン吊り上げ容量を決定する要因であったが、 この容量は固定子１７や水車の回転部などの部品の重量によって決定されるもの となり、容量が５０％程度減少させてクレーンを小型化できる。

【００２２】 また、主軸１１のスラストブロック１９を支持枠３３上のスラスト軸受１８に よって支持したことで、主軸１１の支持が強固となって安定する。そして、主軸 １１の下部が円筒形をなす支持枠３３によって囲まれていることで、主軸１１へ の接触防止のための安全柵として利用できる。また、従来あった下部ブラケット を廃止することで、油霧などを容易に検出できる。なお、カプラン水車の内部導 入管の据え付け時には主軸１１との下面での接続となり、上部より挿入する必要 がなくなった。このとき、スラストブロック１９が円筒形をなしているので、導 入管の接続が容易となる。

【００２３】

【考案の効果】 以上、実施例を挙げて詳細に説明したように本考案の水車発電機の主軸の軸受 構造によれば、主軸に取付けられた回転ドラムの外周部に回転子磁極を設けてそ の回転子磁極と対向して固定子を設けると共に主軸に外方に突出してスラストブ ロックを固定する一方、水車カバーの上部に支持枠を立設してその支持枠上にス ラスト軸受を取付け、スラストブロックをスラスト軸受によって支持したので、 構造が簡素化して部品点数が減少、且つ、発電機と水車の各回転軸の軸受距離が 短くなり、発電機の高さを低くして小型軽量化を図ることができると共にスラス ト軸受による主軸の支持が安定して強固になると共に振動の伝達を防止すること ができる。また、発電機の据付が水車軸を中心に決定することができるので、セ ンタリングに沿って回転子磁極と固定子の隙間を決定することで据付が容易とな って据え付け期間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る水車発電機の主軸の軸
受構造を表す断面図である。

【図２】従来の水車発電機の主軸の軸受構造を表す断面
図である。

【符号の説明】

１１ 主軸 １２ 回転ドラム １５ 回転子磁極 １７ 固定子 １８ スラスト軸受 １９ スラストブロック ２５ セクタ取り出し窓 ３１ 水車カバーピット ３２ 水車カバーランナ ３３ 支持枠 ３４ 支持板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸の上端部に回転ドラムを取付けて該
   回転ドラムの外周部に回転子磁極を設け、該回転子磁極
   と対向して固定子が設けられた水車発電機において、水
   車カバーの上部に支持枠を立設して該支持枠上にスラス
   ト軸受を取付ける一方、前記主軸に外方に突出してスラ
   ストブロックを固定し、該スラストブロックを前記スラ
   スト軸受によって支持したことを特徴とする水車発電機
   の主軸の軸受構造。