JPS6142114B2 - - Google Patents

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JPS6142114B2
JPS6142114B2 JP53044282A JP4428278A JPS6142114B2 JP S6142114 B2 JPS6142114 B2 JP S6142114B2 JP 53044282 A JP53044282 A JP 53044282A JP 4428278 A JP4428278 A JP 4428278A JP S6142114 B2 JPS6142114 B2 JP S6142114B2
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JP
Japan
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water
water tank
main bearing
pressure
fresh
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JP53044282A
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English (en)
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JPS54137535A (en
Inventor
Yoshio Nakada
Hitoshi Kido
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6142114B2 publication Critical patent/JPS6142114B2/ja
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    • 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
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/1045—Details of supply of the liquid to the bearing
    • 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
    • F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/30—Application independent of particular apparatuses related to direction with respect to gravity
    • F16C2300/34—Vertical, e.g. bearings for supporting a vertical shaft
    • 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
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水力機械の主軸を支承する主軸受に係
り、特に主軸受を水潤滑にした無給油式水中軸受
給水装置に関するものである。
水力機械の主軸を支承する主軸受としては水潤
滑による水中軸受があり、この水中軸受はカプラ
ン水車などのラジアル荷重が比較的小さなものに
多く採用される傾向にある。この水中軸受の種類
としては水潤滑専用のリグナムバイタを使用する
ものと、グリースを潤滑剤とする通常のホワイト
メタルとに大別される。そして前者は摩耗が著し
いばかりでなく水分の含有により膨脹するため寸
法精度に難があり多くは用いられず、ほとんど後
者のグリース潤滑方式を採用している。しかしな
がらこのグリース潤滑方式は軸受部へ土砂を含有
した河川水の侵入を防止するために圧力水を供給
するのが通例であり、この圧力水によつて供給し
たグリースの大半が河川へ流出するため河川の汚
染の面で問題があつた。
そこで最近は軸受材としてフエノール樹脂系材
料を採用し無給油化を図るようになつてきた。し
かしながらこの方式はグリース給油方式と異なり
水以外の潤滑剤を用いないため軸受下部の河川水
より高い圧力を有した清水を軸受部に供給し、軸
受摺動部に土砂等を含有した河川水の侵入を防止
して軸受摺動部の損傷および摩耗を防止する必要
がある。ところがこの清水は水道水、地下水、わ
き水等の硬質異物を含まない清浄水が必要であ
り、この清水を使い捨にすることは運転経費が増
大する不具合を生じる。また清浄水は河川水より
得る場合もあるが、河川水を清浄水にするための
濾過装置が必要となるばかりでなく、この濾過装
置はメツシユの細かなものが要求されるため異物
の目づまり等による運転障害が発生し、保守点検
頻度が増大する不具合があつた。
そこで本発明の目的は安定した運転が行えるよ
うに清水を循環させることにより再利用し、清水
の消費量を最小限に押える無給油式水中軸受給水
装置を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明は、主軸を支承
する清水潤滑の主軸受と、この主軸受の下方に配
置され河川水の流入を防止する主軸封水装置とを
備えた水力機械において、主軸封水装置の下端部
に作用する水圧より高い静水圧を得る位置に配置
した上部水槽と、この上部水槽に連絡し、上カバ
上に配置した下部水槽と、上部水槽と清水供給源
とを接続し、これらの水槽の水位レベルを一定に
保持する清水自動補給装置と、下部水槽に接続
し、主軸封水装置下端部の水圧より高い吐出圧に
するとともに主軸受の必要潤滑水量より多い吐出
量を備えたポンプと、このポンプの吐出側に接続
し主軸受の下端側より清水を供給し上端部より調
整弁を介して下部水槽に返流する第1の清水給水
系統とこの第1の清水給水系統の入口側より分岐
し主軸受潤滑の余剰水を上部水槽を介し下部水槽
に返流する第2の清水給水系統とを備えたもので
あり、これにより主軸受潤滑用清水を安定してく
り返し利用することができる。
以下本発明の一実施例について第1図を参照し
て説明する。
1は主軸を支承する水潤滑の主軸受であり、こ
の主軸受1の下方には河川水の流入を防止する主
軸封水装置3が配置されている。この主軸封水装
置と主軸受1の下端部とで下部圧力室5を形成す
るとともに、主軸受1の上部には摺動面を潤滑冷
却した圧力水を収容する上部圧力室4が主軸受1
の上端部とパツキン2とにより形成される。そし
て、6は上部水槽であり、この上部水槽6は主軸
封水装置3の下端部水圧より高い静水圧力が得ら
れる位置、たとえば水車に流入する入口側の最高
水位より高い位置に配置するとともに、水車の上
カバ上には下部水槽7を、また下部水槽7の下方
で主軸受1の外周側には主軸受1と上カバとによ
り形成された圧力水槽室8を配置している。そし
て下部水槽7には主軸受1に潤滑水を供給するポ
ンプ9の吸込管10がフート弁21を介して接続
されている。このポンプ9は下部水槽7の清水を
上部水槽6に吸み上げるに必要な揚程より高い吐
出圧力と、主軸受1の潤滑に必要な水量より多い
吐出量が得らるように選定している。そしてポン
プ9の吐出管11は給水管13を介して圧力水槽
室8に接続する第1の清水給水系統と、連絡管1
2を介して上部水槽6に接続する第2の清水給水
系統とに分岐されている。そして、圧力水槽室8
は連通穴20を介して主軸受1の下部圧力室5に
接続するとともに、上部圧力室4は排水管16に
設けた調整弁17を介し下部水槽7に接続され第
1の給水系統を形成する。また、吐出管11より
分岐した第2の給水系統は連絡管12、上部水槽
6を介し連絡管14に接続され、この連絡管14
は定水位弁15を介して下部水槽7に連絡してい
る。そして上部水槽6には給水元管19が接続さ
れ、この給水元管19は管路中に定水位弁18を
配設するとともに清水供給源と接続されている。
次に作用を説明する。運転に先だつて各室には
所定量の清水が満される。そして、水車運転時は
ポンプ9が連続運転され、下部水槽7の清水はポ
ンプ9によりフート弁21、吸込管10を介して
吸込まれて加圧され吐出管11に供給される。加
圧された清水は吐出管11より第1の清水給水系
統である給水管13を介して圧力水槽室8へ、ま
た余剰水は第2の清水給水系統である連絡管12
を介して上部水槽6に供給される。圧力水槽室8
内に供給された加圧清水は連通穴20より下部圧
力室5内に入り、主軸受1の摺動部を潤滑すると
ともに冷却して上部圧力室4に至る。一方、下部
圧力室5に供給される清水圧力は主軸受1の下方
に配置したランナボス22の外周部より高い圧力
に設定しているので、一部の清水は主軸封水装置
3を介して下方に流出し、土砂等を含む河川水が
主軸受1内へ侵入することを防止する。他方上部
圧力室4内の清水は調整弁17、排水管16を介
して下部水槽7に環流するようになつている。そ
して排水管16に配置した調整弁17は主軸受1
を通過する潤滑水量を調整するとともに、主軸封
水装置3下端の河川水より下部圧力室5内の清水
圧力が高くなるように開度調整される。
また、ポンプ9の吐出量は主軸受1の必要潤滑
量より大きく選定されているので余剰水は連絡管
12を介して上部水槽に流れる。上部水槽6に流
れ込んだ余剰水は下部水槽7に連絡管14を介し
て返水される。連絡管14の出口端には定水位弁
15を設け上部水槽6から不必要に下部水槽7に
流れ込まないようにし、下部水槽7の水位を一定
に保つ。即ちポンプ9の吸込量に対して排水管1
6より下部水槽7に戻る量が少いことによる下部
水槽水位の低下分だけ上部水槽9より返水するこ
とになる。このような動作を繰返していると、圧
力室5よりパツキン3を通つて漏水する量だけ、
循環系内の全水量が減少することになる。この減
少分は、まず上部水槽6の水位低下として現われ
る。そこで上部水槽6の水位が低下すると、上部
水槽6に設けた定水位弁18が開き給水元管19
から新らたに清水を補給する。
以上説明したようにこの実施例によれば、下部
水槽7からポンプ9により吸い上げられた清水は
再び下部水槽7へ循環して再利用するとともに主
軸封水装置3より河川へ流出した水量は上部水槽
9に設けた給水元管19より自動的に補給される
ので全水量を常に一定に保つことができ経済的で
安定した夏転が可能となる。また、主軸受1の外
周側に圧力水槽室8を設けたので主軸受1の摺動
による発熱を外側つり冷却できるとともに、昇温
した清水を水車上カバの外側を流れる河川水によ
り冷却することもできる。さらに、上部水槽6は
主軸封水装置3の下端に作用する水圧より高い静
水圧が得られる位置に設置したので、ポンプ9の
故障時あるいは電源喪失時においても下部圧力室
5に主軸封水装置3の下端部より高い清水圧を導
くことができ、河川水の流入を伴なうことなく安
全に主軸受1の潤滑を行うことができる。
次に本発明の他の実施例について説明する。第
2図に示すものは複数台の水力機械に上部水槽6
を共用したものであり他の構成は前記実施例と同
様である。
このようにすると単機ごとの軸受給水装置は前
記主軸封水装置と全く同じ作用をするが、複数基
の機械からの連絡管12,14を一基の上部水槽
6に連結し、この上部水槽6を各機械が共用する
ことになる。そして上部水槽6へは単機ごとに運
転するポンプ9から余剰水が送水され、しかも各
機械の下部水槽7の水位が下降した場合は、夫々
の下部水槽水位に応じて各定水位弁15が開き、
連絡管14を介して共用上部水槽6から下部水槽
7へ送水される。従つて、各機械の下部水槽水に
不均衡を生じることはない。また、いづれかの機
械あるいは全ての機械のポンプ9が故障するよう
な事態になつても上部水槽6の蓄水が重力により
ポンプ9が故障している機械の圧力水槽8へ供給
され、しかもこの理由により上部水槽6の水位が
低下するような場合には定水位弁18が開いて給
水元管19から新水が補給されるため前記ポンプ
の故障した機械の軸受給水系統はポンプ作動時と
同様な機能を発揮することができる。
この実施例に於いても各機械の下部水槽7の水
位に不均衡を生じることがなく、しかも一基の上
部水槽6を複数の機械が共用するため非常に経済
的になる。
以上説明したように本発明によれば、従来の様
な清水の使い捨てがなくなり、主軸封水装置から
の漏水量だけを補えば良いことになり、清水使用
量の大幅な削減が可能となること、また圧力調整
弁により主軸封水装置の下端部より高い所定の圧
力を容易に確保できること、さらにポンプ故障時
に於いてもポンプ作動時と同様な機能を発揮する
ことという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す無給油式水
中軸受給水装置の全体を示す系統図、第2図は上
部水槽一基に対し、複数基の機械から水潤滑用連
絡管を連結した他の実施例を示す系統図である。 1……主軸受、2……パツキン、3……主軸封
水装置、4……上部圧力室、5……下部圧力室、
6……上部水槽、7……下部水槽、8……圧力水
槽室、9……ポンプ、10……吸込管、11……
吐出管、12……連絡管、13……給水管、14
……連絡管、15……定水位弁、16……排水
管、17……調整弁、18……定水位弁、19…
…給水元管、20……連通穴、21……フート
弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 主軸を支承する清水潤滑の主軸受と、この主
    軸受の下方に配置され河川水の流入を防止する主
    軸封水装置とを備えた水力機械において、主軸封
    水装置の下端部に作用する水圧より高い静水圧を
    得る位置に配置した上部水槽と、この上部水槽に
    連絡し上カバ上に配置した下部水槽と、上部水槽
    と清水供給源とを接続し、これらの水槽の水位レ
    ベルを一定に保持する清水自動補給装置と、下部
    水槽に接続し、主軸封水装置下端部の水圧より高
    い吐出圧力にするとともに主軸受の必要潤滑水量
    より多い吐出量を備えたポンプと、このポンプの
    吐出側に接続し主軸受の下端側より清水を供給し
    上端側より調整弁を介して下部水槽に返流する第
    1の清水給水系統と、この第1の清水給水系統の
    入口側より分岐し主軸受潤滑の余剰水を上部水槽
    を介し下部水槽に返流する第2の清水給水系統と
    を備えたことを特徴とする無給油式水中軸受給水
    装置。
JP4428278A 1978-04-17 1978-04-17 Water feeding device in oiless underwater bearing Granted JPS54137535A (en)

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JP4428278A JPS54137535A (en) 1978-04-17 1978-04-17 Water feeding device in oiless underwater bearing

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JPS54137535A JPS54137535A (en) 1979-10-25
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