CN117722307A - 水力机械用的轴承装置以及水力机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水力机械用的轴承装置以及水力机械，抑制制造成本增大，并且抑制由于河流水中含有的杂质使主轴承磨损。水力机械用的轴承装置具备：主轴承，设置在主轴的外周，支承主轴；上部水槽，收纳主轴承以及浸渍主轴承的润滑水；下部水槽，设置在比上部水槽接近转轮的位置，旋转驱动转轮的河流水的一部分流入该下部水槽；以及主轴封水部，设置在下部水槽与转轮之间的位置，在与主轴的外周之间形成供上述河流水流动的间隙，减少向下部水槽流入的河流水的流量。下部水槽通过由于主轴的旋转而产生的河流水的回转成分，从通过主轴封水部的间隙而流入的河流水分离杂质。上部水槽收纳在下部水槽中分离了杂质的河流水，作为润滑水。

Description

水力机械用的轴承装置以及水力机械

技术领域

本发明的实施方式涉及水力机械用的轴承装置以及水力机械。

背景技术

已知有用于具有转轮(runner)以及与转轮连结的主轴的水力机械的水力机械用的轴承装置。轴承装置具有设置于水力机械的主轴的外周的主轴承、以及将浸渍主轴承的水、油等液体作为润滑材料进行收纳的轴承液槽。主轴承在轴承液槽内承受沿着主轴的径向进行作用的载荷而支承主轴。近年来，由于对环境的考虑，从避免由于漏油而导致的环境污染的观点出发，作为主轴承的润滑材料而使用河流水的轴承装置的需求提高。

然而，由于河流水含有砂土等杂质，因此在作为主轴承的润滑材料而使用河流水的情况下，由于杂质而主轴承有可能磨损。作为其对策，存在作为主轴承的材料而使用针对杂质的耐磨损性较高的陶瓷(ceramic)等的方法，但在该情况下有可能导致制造成本增大。

作为这种内容，存在日本公开专利公报、特开平8-338428号公报(以下，称作专利文献1)。

发明内容

本发明是考虑这一点而完成的，其目的在于提供水力机械用的轴承装置以及水力机械，能够抑制制造成本(cost)的增大，并且能够抑制河流水中含有的杂质对主轴承的磨损。

实施方式的水力机械用的轴承装置为，用于具有由流入的河流水旋转驱动的转轮、以及随着转轮的旋转而旋转的主轴的水力机械。水力机械用的轴承装置具备：主轴承，设置在主轴的外周，支承主轴；上部水槽，收纳主轴承以及浸渍主轴承的润滑材料；下部水槽，设置在比上部水槽接近转轮的位置，旋转驱动转轮的河流水的一部分流入该下部水槽；以及主轴封水部，设置在下部水槽与转轮之间的位置，在与主轴的外周之间形成供河流水流动的间隙，减少向下部水槽流入的河流水的流量。下部水槽通过由于主轴的旋转而产生的河流水的回转成分，从通过主轴封水部的间隙而流入的河流水中分离杂质。上部水槽收纳在下部水槽中分离了杂质的河流水，作为润滑材料。

此外，实施方式的水力机械具备：转轮，由流入的河流水旋转驱动；主轴，随着转轮的旋转而旋转；以及上述轴承装置。

附图说明

图1是第1实施方式的立轴弗朗西斯式(Francis)水轮机(turbine)的子午面截面图。

图2是第1实施方式的轴承装置的主视截面图。

图3是表示图2所示的轴承水槽的水位与下池的水位之间的关系的图。

图4是第2实施方式的轴承装置的主视截面图。

图5是从下方观察图4所示的杂质落下部件的图。

图6是第3实施方式的轴承装置的主视截面图。

图7是从下方观察图6所示的杂质流入抑制部件的图。

符号的说明

1：立轴弗朗西斯式水轮机；5：转轮；6：主轴；20：轴承装置；30：主轴承；40：轴承水槽；41d：轴向分隔板；42：上部水槽；43：下部水槽；44：杂质回收部；44a：排出部；44b：排出装置；44c：过滤器；44d：流入部；45：叶轮；50：主轴封水部；60：杂质落下部件；70：杂质流入抑制部件；W：河流水。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

使用图1～图3对第1实施方式的水力机械用的轴承装置以及水力机械进行说明。此处，首先，使用图1对作为水力机械的一例的立轴弗朗西斯式水轮机的进行说明。

如图1所示，立轴弗朗西斯式水轮机1包括壳体(casing)2、多个固定叶片(stayvane)3、多个导向叶片(guide vane)4以及转轮(runner)5。

壳体2形成为旋涡状。壳体2为，在水轮机运转时，河流水W从贮存河流水W的上池通过水压铁管(均未图示)流入，所流入的河流水W在内部流动。此处，河流水W有时含有砂土等杂质。

固定叶片3是用于将流入壳体2的河流水W朝导向叶片4以及转轮5引导的部件。多个固定叶片3在周向上隔开规定间隔配置。在固定叶片3之间形成有供河流水W流动的流路。

导向叶片4是用于将流入的河流水W朝转轮5引导的部件。多个导向叶片4在周向上隔开规定间隔配置。在导向叶片4之间形成有供河流水W流动的流路。各导向叶片4构成为能够转动，通过各导向叶片4转动而改变开度，由此能够调整向转轮5流入的河流水W的流量。如此，能够调整后述的发电机7的发电量。

转轮5构成为，相对于壳体2能够以旋转轴线X为中心旋转。转轮5在水轮机运转时由从壳体2流入的河流水W旋转驱动。即，转轮5是用于将向转轮5流入的河流水W的压力能量(energy)转换成旋转能量的部件。

转轮5具有与后述的主轴6连结的冠顶(crown)5a、设置在冠顶5a的外周侧的低环(band)5b、以及设置在冠顶5a与低环5b之间的多个转轮叶片5c。多个转轮叶片5c在周向上隔开规定间隔配置。在转轮叶片5c之间形成有供河流水W流动的流路。

在转轮5上连结有主轴6。主轴6随着转轮5的旋转而以沿着上下方向延伸的旋转轴线X为中心进行旋转。主轴6在沿着旋转轴线X的方向上延伸。在以下的说明中，还将沿着主轴6的旋转轴线X的方向称作轴向，将主轴6的半径方向称作径向，将主轴6的旋转方向称作周向。

在主轴6上连结有发电机7。发电机7构成为，在水轮机运转时，被传递转轮5的旋转能量而进行发电。

另外，发电机7也可以构成为，还具有作为电动机的功能，通过被供给电力而旋转驱动转轮5。在该情况下，能够经由吸出管8将下池的水吸起而放出到上池，能够使立轴弗朗西斯式水轮机1作为泵(pump)水轮机而进行泵运转(抽水运转)。此时，导向叶片4的开度根据泵扬程而改变，以便成为适当的抽水量。

在转轮5的水轮机运转时的下游侧设置有吸出管8。吸出管8与下池9(参照图3)连结，使转轮5旋转驱动后的河流水W恢复压力而放出到下池9。

如图2所示，在转轮5的冠顶5a的上方设置有上罩10。在冠顶5a与上罩10之间设置有背压室11。在水轮机运转时旋转驱动转轮5的河流水W的一部分流入背压室11。流入该背压室11的河流水W向后述的轴承装置20的轴承水槽40供给。

接着，使用图2以及图3对本实施方式的水力机械用的轴承装置20(以下，简称为轴承装置20)进行说明。

轴承装置20是用于支承与转轮5连结的主轴6的装置。本实施方式的轴承装置20使用河流水W作为主轴6的润滑材料。如图2所示，轴承装置20包括主轴承30、轴承水槽40以及主轴封水部50。

主轴承30设置在主轴6的外周。主轴承30承受沿着主轴6的径向进行作用的载荷而支承主轴6。主轴承30的内周面与主轴6的外周面对置。在主轴承30的内周面与主轴6的外周面之间设置有间隙。主轴承30形成为分段(segment)状，多个主轴承30沿着周向排列。另外，并不限定于此，主轴承30也可以形成为圆筒状，并遍及主轴6外周的周向的整周设置。

在主轴承30的径向的外侧设置有轴承支承台32。在轴承支承台32上安装有用于调整主轴承30的径向位置的调整部33。调整部33具有调整螺栓(bolt)33a以及调整螺母(nut)33b。调整螺栓33a螺合于轴承支承台32，并通过调整螺母33b固定。调整螺栓33a的径向内侧的端部与主轴承30的外周面抵接，将主轴承30朝径向内侧按压。通过对调整螺栓33a向轴承支承台32的拧入量进行调整，由此能够调整主轴承30的径向位置。支承板34从轴承支承台32的下部朝径向内侧延伸，并从下方支承主轴承30。此外，轴承支承台32经由连结部件35与后述的轴承水槽40的槽主体41连结，并支承于槽主体41。

轴承水槽40设置在主轴承30周围。轴承水槽40覆盖主轴承30。轴承水槽40收纳主轴承30的润滑水即河流水W。槽主体41具有底板41a、顶板41b、侧板41c、轴向分隔板41d(分隔板)以及径向分隔板41e。

底板41a构成轴承水槽40的底部。底板41a设置在轴承水槽40的轴向下方的位置。底板41a也可以与顶板41b、侧板41c、轴向分隔板41d以及径向分隔板41e分体地构成。底板41a也可以由从上罩10延伸出的支承部件10a支承。底板41a也可以形成为与主轴6同心的圆环的薄板状，以便使主轴6在内侧通过。底板41a的内周部的直径大于主轴6的直径。因此，在底板41a的内周部与主轴6的外周面之间设置有间隙。

顶板41b构成轴承水槽40的顶棚部。顶板41b设置在轴承水槽40的轴向上方的位置。顶板41b也可以与底板41a、侧板41c、轴向分隔板41d以及径向分隔板41e分体地构成。顶板41b也可以安装在侧板41c的上部。顶板41b也可以形成为与主轴6同心的圆环的薄板状，以便使主轴6在内侧通过。顶板41b的内周部的直径大于主轴6的直径。因此，在顶板41b的内周部与主轴6的外周面之间设置有间隙。

侧板41c构成轴承水槽40的侧部。侧板41c设置在轴承水槽40的径向外侧的位置。侧板41c也可以形成为与主轴6同心的圆筒状，以使主轴6以及主轴承30位于内侧。侧板41c的内周面与主轴6的外周面对置。

轴向分隔板41d被设置成从侧板41c朝径向内侧延伸。轴向分隔板41d也可以安装于侧板41c。轴向分隔板41d也可以形成为与主轴6同心的圆环的薄板状，以使主轴6在内侧通过。轴向分隔板41d的外周部的直径与侧板41c的内周面的直径相等。此外，轴向分隔板41d的内周部的直径大于主轴6的直径。因此，在轴向分隔板41d的内周部与主轴6的外周面之间设置有间隙。轴向分隔板41d将轴承水槽40的内部在轴向上分隔为后述的上部水槽42与后述的下部水槽43。

径向分隔板41e设置在比侧板41c靠径向内侧的位置。径向分隔板41e设置在比轴向分隔板41d靠轴向下方的位置。即，径向分隔板41e设置于后述的下部水槽43。径向分隔板41e也可以设置在比底板41a靠径向外侧的位置。径向分隔板41e也可以由从上罩10延伸出的支承部件10a支承。径向分隔板41e也可以形成为与主轴6同心的中空的圆锥台状。径向分隔板41e也可以以在轴向上随着从下方朝向上方而内径变大的方式倾斜。径向分隔板41e沿着径向分隔轴承水槽40的内部。更具体而言，径向分隔板41e沿着径向分隔下部水槽43的内部。由此，在下部水槽43的内部，在径向分隔板41e与侧板41c之间设置有后述的杂质回收部44。

轴承水槽40包括上部水槽42以及下部水槽43。轴承水槽40由上述轴向分隔板41d将内部沿着轴向分隔为上部水槽42与下部水槽43。

上部水槽42设置在轴承水槽40的轴向上方的位置。上部水槽42收纳主轴承30和河流水W。上部水槽42也可以将上述轴承支承台32、调整部33、支承板34以及连结部件35与主轴承30一起进行收纳。上部水槽42收纳河流水W作为主轴承30的润滑水。更具体而言，上部水槽42收纳在后述的下部水槽43中分离了杂质后的河流水W作为主轴承30的润滑水。上部水槽42以浸渍主轴承30的方式收纳河流水W。另外，河流水W也可以不浸渍主轴承30的整体，只要浸渍主轴承30的至少一部分即可。河流水W从下部水槽43通过轴向分隔板41d与主轴6之间的间隙而流入上部水槽42。

下部水槽43设置在轴承水槽40的轴向下方的位置。即，下部水槽43设置在比上部水槽42接近转轮5的位置。下部水槽43收纳河流水W。旋转驱动转轮5的河流水W的一部分流入下部水槽43。河流水W从背压室11通过后述的主轴封水部50的间隙而流入下部水槽43。更具体而言，通过了主轴封水部50的间隙的河流水W，通过底板41a的内周部与主轴6的外周面之间的间隙而流入下部水槽43。

此处，流入下部水槽43的河流水W具有回转成分。即，河流水W在流过主轴封水部50的间隙的期间，由于主轴6的旋转而被赋予朝向径向外侧的回转成分。因此，流入下部水槽43的河流水W中含有的杂质，通过由于该主轴6的旋转而产生的河流水W的回转成分，一边在周向上回转一边朝向下部水槽43的径向外侧。如此，下部水槽43通过由于主轴6的旋转而产生的河流水W的回转成分，从通过主轴封水部50的间隙而流入的河流水W中分离杂质。

下部水槽43也可以具有对河流水W中含有的杂质进行回收的杂质回收部44。杂质回收部44设置在下部水槽43的径向外侧的位置。杂质回收部44设置在径向分隔板41e与侧板41c之间。如上所述，径向分隔板41e以随着从轴向的下方朝向上方而内径变大的方式倾斜。由此，流入下部水槽43的河流水W能够在径向分隔板41e上维持回转成分。因此，河流水W中含有的杂质顺着河流水W的流动，一边以沿着径向分隔板41e的方式在周向上回转一边朝向径向外侧，并被朝杂质回收部44引导。如此，河流水W中含有的杂质被杂质回收部44回收。

下部水槽43也可以具有将被杂质回收部44回收的杂质与河流水W一起排出到外部的排出部44a。排出部44a可以设置在杂质回收部44的底部。此外，也可以在排出部44a上连接排出装置44b。排出装置44b可以设置在轴承水槽40的外部。排出装置44b构成为，每隔规定时间从排出部44a排出杂质以及河流水W。例如，排出装置44b可以通过定时器(timer)控制，每隔一定时间从杂质回收部44排出一定量的河流水W。排出装置44b例如也可以是滤网。

此外，也可以设置有对从排出部44a排出的杂质进行捕捉的过滤器(filter)44c。过滤器44c可以设置在排出装置44b与后述的流入部44d之间。过滤器44c也可以设置在接近后述的流入部44d的位置。通过排出装置44b从排出部44a排出的杂质可以被排出到外部。另一方面，通过排出装置44b从排出部44a排出的河流水W可以通过过滤器44c而再次供给到下部水槽43。河流水W通过过滤器44c而被过滤。即，通过过滤器44c捕捉河流水W中含有的杂质。下部水槽43也可以具有使从排出部44a排出并通过了过滤器44c的河流水W再次流入内部的流入部44d。流入部44d可以设置于划定杂质回收部44的侧板41c。

此外，在下部水槽43中也可以设置与主轴6一起旋转的叶轮(impeller)45。叶轮45可以安装于主轴6的外周面。叶轮45在下部水槽43内旋转。叶轮45可以在下部水槽43内设置在接近主轴封水部50的出口的位置。叶轮45也可以以接近底板41a的方式设置。在本实施方式中，在下部水槽43中设置有一个叶轮45。

叶轮45具有叶轮躯干部45a以及多个叶轮叶片部45b。叶轮躯干部45a可以形成为与主轴6同心的圆筒状。叶轮躯干部45a的内周面与主轴6的外周面对置。叶轮躯干部45a以叶轮躯干部45a的内周面与主轴6的外周面接触的方式安装于主轴6的外周面。叶轮躯干部45a的内周面的直径与主轴6的直径相等。叶轮叶片部45b呈放射状安装于叶轮躯干部45a的外周面。叶轮叶片部45b在周向上隔开规定间隔配置。各叶轮叶片部45b的外周部的直径小于径向分隔板41e的内周面的最小直径。

通过由于该叶轮45的旋转而产生的离心力，对流入下部水槽43的河流水W进一步赋予朝向径向外侧的回转成分。因此，下部水槽43能够通过由于叶轮45的旋转而产生的离心力从河流水W中更有效地分离杂质。

主轴封水部50设置在比轴承水槽40的下部水槽43接近转轮5的位置。即，主轴封水部50设置在下部水槽43与转轮5之间的位置。在主轴封水部50与主轴6的外周之间形成有供河流水W流动的间隙。主轴封水部50构成为，减少向下部水槽43流入的河流水W的流量。河流水W从背压室11流入主轴封水部50的间隙，并通过主轴封水部50的间隙而流入下部水槽43。

主轴封水部50也可以具有套筒(sleeve)51以及密封(seal)部件52。套筒51可以形成为与主轴6同心的圆筒状。套筒51的内周面与主轴6的外周面对置。套筒51以套筒51的内周面与主轴6的外周面接触的方式安装于主轴6的外周面。密封部件52以与套筒51对置的方式设置。密封部件52也可以形成为与主轴6同心的大致圆筒状。密封部件52支承于框体部53。在套筒51与密封部件52之间形成有上述间隙。密封部件52也可以具有迷宫式密封(rabyrinth seal)构造。即，密封部件52也可以构成为，与套筒51之间的间隙相对小的部分和相对大的部分在轴向上交替地排列。通过这种构成，主轴封水部50的间隙处的流体阻力增大，能够减少从背压室11向下部水槽43流入的河流水W的流量。此外，河流水W在流过主轴封水部50的间隙的期间，通过主轴6的旋转而被赋予回转成分。

如图3所示，在水轮机运转时，下池9的水位H2也可以为轴承水槽40的水位H1以上。图3所示的轴承水槽40的水位H1与图2所示的上部水槽42的水位H1相同。轴承水槽40的水位H1也可以与主轴承30的上端部的位置一致。下池9的水位H2是流入转轮5的河流水W所到达的下池9的水位。在水轮机运转时，在下池9的水位H2低于轴承水槽40的水位H1的情况下，收纳于轴承水槽40的河流水W有可能由于压力差而朝转轮5侧流出。由此，轴承水槽40的水位H1降低，河流水W有可能变得不作为润滑水发挥功能。与此相对，通过使下池9的水位H2成为轴承水槽40的水位H1以上，由此能够防止收纳于轴承水槽40的河流水W朝转轮5侧流出。

接着，对这种构成的本实施方式的作用进行说明。

在本实施方式的立轴弗朗西斯式水轮机1中进行水轮机运转的情况下，河流水W从未图示的上池经由水压铁管、壳体2以及固定叶片3而流入导向叶片4，河流水W从导向叶片4流入转轮5。通过流入该转轮5的河流水W来旋转驱动转轮5。被旋转驱动的转轮5经由所连结的主轴6朝发电机7传递旋转能量，通过发电机7进行发电。使转轮5旋转驱动后的河流水W从转轮5通过吸出管8而朝下池9放出。

旋转驱动转轮5的河流水W的一部分流入设置在冠顶5a与上罩10之间的背压室11。背压室11内的河流水W流入主轴封水部50的间隙，并流过主轴封水部50的间隙。通过了主轴封水部50的间隙的河流水W通过底板41a的内周部与主轴6的外周面之间的间隙而流入下部水槽43。

此处，河流水W在流过主轴封水部50的间隙的期间，通过主轴6的旋转而被赋予朝向径向外侧的回转成分。此外，在下部水槽43内，随着主轴6的旋转而叶轮45旋转。通过由于该叶轮45的旋转而产生的离心力，对河流水W进一步赋予回转成分。因此，流入下部水槽43的河流水W中含有的杂质，通过由于这些主轴6的旋转而产生的河流水W的回转成分，一边在周向上回转一边朝向下部水槽43的径向外侧。如此，在下部水槽43中从河流水W分离杂质。此外，河流水W中含有的杂质顺着河流水W的流动，一边以沿着径向分隔板41e的方式在周向上回转一边朝向径向外侧，并被朝杂质回收部44引导。如此，从河流水W分离出的杂质被杂质回收部44回收。

被杂质回收部44回收的杂质与河流水W一起从排出部44a排出到外部。杂质以及河流水W通过排出装置44b每隔规定时间排出。从排出部44a排出的杂质被过滤器44c捕捉。被过滤器44c捕捉的杂质被排出到外部。另一方面，通过过滤器44c而被过滤后的河流水W从流入部44d再次流入下部水槽43。

在下部水槽43中被分离了杂质的河流水W，通过轴向分隔板41d的内周部与主轴6的外周面之间的间隙而流入上部水槽42。如此，在上部水槽42中收纳在下部水槽43中被分离了杂质的河流水W，作为润滑水。

如此，根据本实施方式，下部水槽43通过由于主轴6的旋转而产生的河流水W的回转成分，从通过主轴封水部50的间隙而流入的河流水W中分离杂质。上部水槽42收纳在下部水槽43中被分离了杂质的河流水W，作为主轴承30的润滑水。由此，能够抑制杂质流入上部水槽42，能够抑制主轴承30的润滑水中含有杂质。因此，能够抑制主轴承30由于杂质而磨损。此外，作为主轴承30的材料，能够不需要使用针对杂质的耐磨损性较高的陶瓷等。因此，能够抑制制造成本增大。如此，根据本实施方式，能够抑制制造成本增大，并且能够抑制河流水W中含有的杂质对主轴承30的磨损。

此外，根据本实施方式，能够不需要在主轴6上设置与主轴承30对置的主轴裙部(skirt)(轴承轴颈(axle journal))。即，即使在主轴6上不设置主轴裙部，也能够抑制主轴承30的润滑水中含有杂质。因此，能够减轻主轴6的重量。此外，能够减小主轴6的与主轴承30对置的部分的外径，能够减小主轴承30的内径。因此，能够使主轴承30小型化。

此外，根据本实施方式，在下部水槽43中设置有与主轴6一起旋转的叶轮45，下部水槽43通过由于叶轮45的旋转而产生的离心力从河流水W中分离杂质。由此，能够更有效地分离河流水W中含有的杂质。因此，能够更进一步抑制杂质流入上部水槽42，能够更进一步抑制主轴承30由于杂质而磨损。

此外，根据本实施方式，轴承水槽40具有将内部在轴向上分隔为上部水槽42与下部水槽43的轴向分隔板41d。如此，通过利用轴向分隔板41d将一个轴承水槽40的内部划分为上部水槽42与下部水槽43，由此能够抑制轴承装置20的大型化以及制造成本的增大。

此外，根据本实施方式，下部水槽43具有杂质回收部44，该杂质回收部44设置在径向外侧的位置，对河流水W中含有的杂质进行回收。如此，通过由杂质回收部44回收杂质，由此能够更有效地分离河流水W中含有的杂质。因此，能够更进一步抑制杂质流入上部水槽42，能够更进一步抑制主轴承30由于杂质而磨损。

此外，根据本实施方式，下部水槽43具有将被杂质回收部44回收的杂质与河流水W一起排出到外部的排出部44a。如此，通过将杂质从排出部44a排出到外部，由此能够抑制杂质回收部44内的杂质朝径向内侧移动。因此，能够更进一步抑制杂质流入上部水槽42，能够更进一步抑制主轴承30由于杂质而磨损。

此外，根据本实施方式，设置有对从排出部44a排出的杂质进行捕捉的过滤器44c，下部水槽43具有使从排出部44a排出并通过了过滤器44c的河流水W再次流入内部的流入部44d。如此，使从排出部44a排出的河流水W在通过过滤器44c而过滤之后，再次从流入部44d流入下部水槽43内，由此能够从河流水W除去杂质，并且能够抑制轴承水槽40的水位H1的变动。

此外，根据本实施方式，设置有每隔规定时间从排出部44a排出杂质以及河流水W的排出装置44b。由此，能够每隔规定时间自动地将被杂质回收部44回收的杂质排出到外部。

另外，在上述本实施方式中，对在下部水槽43中设置有一个叶轮45的例子进行了说明。但是，并不限定于此，也可以在下部水槽43中设置多个叶轮45。多个叶轮45可以以沿着轴向排列的方式安装于主轴6。在该情况下，能够对流入下部水槽43的河流水W赋予更大的回转成分。因此，下部水槽43能够通过由于多个叶轮45的旋转而产生的离心力从河流水W中更有效地分离杂质。

(第2实施方式)

接着，使用图4以及图5对第2实施方式的水力机械用的轴承装置以及水力机械进行说明。

在图4以及图5所示的第2实施方式中，主要不同点在于，在杂质回收部的上方设置有杂质落下部件，该杂质落下部件从分隔板突出，使杂质朝向杂质回收部落下。其他构成与图1～图3所示的第1实施方式大致相同。在图4以及图5中，对于与图1～图3所示的第1实施方式相同的部分标注相同的符号而省略详细的说明。

在本实施方式中，如图4所示，在杂质回收部44的上方设置有杂质落下部件60。杂质落下部件60设置于轴向分隔板41d。杂质落下部件60也可以安装于轴向分隔板41d。杂质落下部件60从轴向分隔板41d朝向下方突出。杂质落下部件60也可以沿着周向延伸。如图4以及图5所示，杂质落下部件60也可以形成为局部圆环的薄板状。此外，如图5所示，多个杂质落下部件60也可以在周向上隔开间隔配置。在该情况下，各杂质落下部件60也可以具有设置在周向上的两侧的端部61。杂质落下部件60使杂质朝向杂质回收部44落下。杂质落下部件60也可以通过使杂质与端部61碰撞而使杂质落下。

流入下部水槽43的河流水W中含有的杂质，通过由于主轴6的旋转而产生的河流水W的回转成分，一边在周向上回转一边朝向下部水槽43的径向外侧。河流水W中含有的杂质顺着河流水W的流动，一边以沿着径向分隔板41e的方式在周向上回转一边朝向径向外侧，并被朝杂质回收部44的上方引导。被引导到杂质回收部44上方的杂质与杂质落下部件60、尤其是杂质落下部件的端部61碰撞，而朝向杂质回收部44落下。

如此，根据本实施方式，在杂质回收部44的上方设置有杂质落下部件60，该杂质落下部件60从轴向分隔板41d突出，使杂质朝向杂质回收部44落下。由此，能够使通过河流水W的回转成分而引导至杂质回收部44的上方的杂质向杂质回收部44落下。因此，能够将杂质有效地回收到杂质回收部44。

此外，根据本实施方式，通过在轴向分隔板41d上设置杂质落下部件60，由此能够抑制杂质与轴向分隔板41d以及侧板41c碰撞。因此，能够抑制轴向分隔板41d以及侧板41c由于杂质而磨损。

(第3实施方式)

接着，使用图6以及图7对第3实施方式的水力机械用的轴承装置以及水力机械进行说明。

在图6以及图7所示的第3实施方式中，主要不同点在于，在比杂质回收部接近主轴的位置处设置有杂质流入抑制部件，该杂质流入抑制部件从分隔板突出，抑制杂质流入上部水槽。其他构成与图1～图3所示的第1实施方式大致相同。在图6以及图7中，对于与图1～图3所示的第1实施方式相同的部分标注相同的符号而省略详细的说明。

在本实施方式中，如图6所示，在比杂质回收部44接近主轴6的位置处设置有杂质流入抑制部件70。即，杂质流入抑制部件70设置在比杂质回收部44靠径向内侧的位置。杂质流入抑制部件70设置于轴向分隔板41d。杂质流入抑制部件70也可以安装于轴向分隔板41d。杂质流入抑制部件70从轴向分隔板41d朝向下方突出。杂质流入抑制部件70也可以沿着周向延伸。如图6以及图7所示，杂质流入抑制部件70也可以形成为圆筒状。杂质流入抑制部件70抑制杂质流入上部水槽42。

流入下部水槽43的河流水W中含有的杂质，通过由于主轴6的旋转而产生的河流水W的回转成分，一边在周向上回转一边朝向下部水槽43的径向外侧。河流水W中含有的杂质顺着河流水W的流动，一边以沿着径向分隔板41e的方式在周向上回转一边朝向径向外侧，并被朝杂质回收部44引导。此处，河流水W失去回转成分，由此河流水W中含有的杂质的一部分有时朝径向内侧移动。此外，杂质回收部44内的杂质也有时朝径向内侧移动。在该情况下，移动到径向内侧的杂质有可能从下部水槽43通过轴向分隔板41d与主轴6之间的间隙而流入上部水槽42。

与此相对，根据本实施方式，在比杂质回收部44接近主轴6的位置处设置有杂质流入抑制部件70，该杂质流入抑制部件70从轴向分隔板41d突出，抑制杂质流入上部水槽42。由此，能够使移动到径向内侧的杂质与该杂质流入抑制部件70碰撞，而抑制其到达轴向分隔板41d与主轴6之间的间隙。因此，能够更进一步抑制杂质流入上部水槽42，能够更进一步抑制主轴承30由于杂质而磨损。

根据以上所述的实施方式，能够抑制制造成本增大，并且能够抑制由于河流水中含有的杂质而引起的主轴承的磨损。

以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图对发明的范围进行限定。这些新的实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中，并且包含于专利请求范围所记载的发明和与其等同的范围中。

Claims (11)

1.一种水力机械用的轴承装置，用于具有由流入的河流水旋转驱动的转轮以及随着上述转轮的旋转而旋转的主轴的水力机械，具备：

主轴承，设置于上述主轴的外周，支承上述主轴；

上部水槽，收纳上述主轴承以及浸渍上述主轴承的润滑水；

下部水槽，设置在比上述上部水槽接近上述转轮的位置，旋转驱动上述转轮的上述河流水的一部分流入该下部水槽；以及

主轴封水部，设置在上述下部水槽与上述转轮之间的位置，在该主轴封水部与上述主轴的外周之间形成供上述河流水流动的间隙，减少向上述下部水槽流入的上述河流水的流量，

上述下部水槽为，通过由于上述主轴的旋转而产生的上述河流水的回转成分，从通过上述主轴封水部的上述间隙而流入的上述河流水分离杂质，

上述上部水槽收纳在上述下部水槽中分离了上述杂质的上述河流水，作为上述润滑水。

2.根据权利要求1所述的水力机械用的轴承装置，其中，

具备转轮，该转轮收纳于上述下部水槽，与上述主轴一起旋转，

上述下部水槽通过由于上述转轮的旋转而产生的离心力从上述河流水分离上述杂质。

3.根据权利要求1所述的水力机械用的轴承装置，其中，

具备轴承水槽，该轴承水槽包括上述上部水槽以及上述下部水槽，

上述轴承水槽具有将内部在轴向上分隔为上述上部水槽与上述下部水槽的分隔板。

4.根据权利要求1所述的水力机械用的轴承装置，其中，

上述下部水槽具有杂质回收部，该杂质回收部设置于径向外侧的位置，对上述河流水中含有的上述杂质进行回收。

5.根据权利要求4所述的水力机械用的轴承装置，其中，

上述下部水槽具有排出部，该排出部将被上述杂质回收部回收的上述杂质与上述河流水一起排出到外部。

6.根据权利要求5所述的水力机械用的轴承装置，其中，

具备过滤器，该过滤器对从上述排出部排出的上述杂质进行捕捉，

上述下部水槽具有流入部，该流入部使从上述排出部排出并通过了上述过滤器的上述河流水再次流入内部。

7.根据权利要求5所述的水力机械用的轴承装置，其中，

具备排出装置，该排出装置每隔规定时间从上述排出部排出上述杂质以及上述河流水。

8.根据权利要求1所述的水力机械用的轴承装置，其中，

具备轴承水槽，该轴承水槽包括上述上部水槽以及上述下部水槽，

上述轴承水槽具有将内部在轴向上分隔为上述上部水槽与上述下部水槽的分隔板，

上述下部水槽具有杂质回收部，该杂质回收部设置于径向外侧的位置，对上述河流水中含有的上述杂质进行回收。

9.根据权利要求8所述的水力机械用的轴承装置，其中，

具备杂质落下部件，该杂质落下部件设置在上述杂质回收部的上方，从上述分隔板突出，使上述杂质朝向上述杂质回收部落下。

10.根据权利要求8所述的水力机械用的轴承装置，其中，

具备杂质流入抑制部件，该杂质流入抑制部件设置在比上述杂质回收部接近上述主轴的位置，从上述分隔板突出，抑制上述杂质流入上述上部水槽。

11.一种水力机械，具备：

转轮，由流入的河流水旋转驱动；

主轴，随着上述转轮的旋转而旋转；以及

权利要求1所述的水力机械用的轴承装置。