JP2015050899A - 発電機 - Google Patents

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植松　徹
Toru Uematsu
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    • 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
    • F16C2380/00—Electrical apparatus
    • F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

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Abstract

【課題】原動機の駆動軸によって回転駆動される水平方向の回転軸を有する発電機において、地震等による軸方向の力に対しても健全性を維持する。【解決手段】発電機１０は、回転子１６と第１の軸端部３１との間に配置されてロータシャフト１４を半径方向に支持する第１のラジアルすべり軸受２０と、回転子１６と第２の軸端部３２との間に配置されてロータシャフト１４を半径方向に支持する第２のラジアルすべり軸受２２と、第１の軸端部３１に取り付けられて原動機１３の駆動軸２６との間を着脱可能に連結可能であってロータシャフト１４の回転軸方向の熱伸びを吸収可能なフレキシブルカップリング１２と、回転子１６と第２の軸端部３２との間に配置されてロータシャフト１４を半径方向および回転軸方向に支持するアンギュラ玉軸受２４と、を有する。【選択図】図１

Description

この発明は、原動機の駆動軸によって回転駆動される水平方向の回転軸を有する発電機に係り、特に、地震等による軸方向の力に対しても健全性を維持できる発電機に関する。
たとえば原子力発電所などのプラントで、外部電源が喪失した場合に備えて、ディーゼルエンジンによって回転駆動される非常用発電機が設置されている（特許文献１参照）。
原子力発電所に設置された従来の通常のディーゼル発電機では、回転軸が水平方向に延びており、発電機のロータシャフトとディーゼルエンジン（原動機）の駆動軸はフレキシブルカップリングによって結合されている。そして、発電機のロータシャフトは両端近くのラジアルすべり軸受によって回転支持されている。
特開平１１−３０６８５号公報
原子力発電所に設置される従来の通常のディーゼル発電機のロータシャフトは、ラジアル軸受によって支持されているので、半径方向の外力には強いが、軸方向の外力には弱く、強い地震があった場合に健全性を維持できない可能性があった。
この発明は、原動機の駆動軸によって回転駆動される水平方向の回転軸を有する発電機において、地震等による軸方向の力に対しても健全性を維持できるようにすることを目的とする。
本発明に係る発電機は、上記目的を達成するために、原動機の駆動軸によって駆動される発電機であって、固定子と、水平方向の回転軸周りに回転可能に支持されて第１および第２の軸端部を備えたロータシャフトと、前記ロータシャフトとともに回転可能にそのロータシャフトに固定されて前記固定子に対向して配置された回転子と、前記回転子と前記第１の軸端部との間の軸方向位置に配置されて前記ロータシャフトを半径方向に支持する第１のラジアルすべり軸受と、前記回転子と前記第２の軸端部との間の軸方向位置に配置されて前記ロータシャフトを半径方向に支持する第２のラジアルすべり軸受と、前記第１の軸端部に取り付けられて前記駆動軸との間を連結可能であって前記駆動軸および前記ロータシャフトの回転軸方向の熱伸びを吸収可能なフレキシブルカップリングと、前記回転子と前記第２の軸端部との間の軸方向位置に配置されて前記ロータシャフトを半径方向および回転軸方向に支持するアンギュラ玉軸受と、を有することを特徴とする。
この発明によれば、原動機の駆動軸によって回転駆動される水平方向の回転軸を有する発電機において、地震等による軸方向の力に対しても健全性を維持できる。
本発明に係る発電機の一実施形態を、それを駆動する原動機とともに模式的に示す全体立断面図。 図１のII部を拡大して示す部分拡大立断面図。
以下に、図面を参照しながら、本発明に係る発電機の一実施形態について説明する。図１は、本発明に係る発電機の一実施形態を、それを駆動する原動機とともに模式的に示す全体立断面図である。図２は、図１のII部を拡大して示す部分拡大立断面図である。
発電機１０は、水平方向の回転軸周りに回転可能なロータシャフト１４と、このロータシャフト１４に取り付けられてロータシャフト１４と共に回転可能な回転子１６と、回転子１６の外側で回転子１６に対向する固定子１８とを備えている。ロータシャフト１４は、フレキシブルカップリング１２を介してディーゼルエンジン１３の駆動軸２６と着脱可能に結合されている。
ロータシャフト１４の第１の軸端部３１にフレキシブルカップリング１２が取り付けられている。回転子１６とフレキシブルカップリング１２の間には第１のラジアルすべり軸受２０が配置されている。ロータシャフト１４の第１の軸端部３１の反対側に位置する第２の軸端部３２側には第２のラジアルすべり軸受２２が配置されている。さらに、第２のラジアルすべり軸受２２よりも第２の軸端部３２に近い側にアンギュラ玉軸受２４が配置されている。
なお、ディーゼルエンジン１３の回転軸は発電機１０の回転軸と同一直線上にあり、ディーゼルエンジン１３の駆動軸２６は、図示しない軸受によって回転可能に支持されている。
発電機１０のロータシャフト１４は、第１のラジアルすべり軸受２０と第２のラジアルすべり軸受２２とアンギュラ玉軸受２４とによって、荷重を支持されるとともに、地震などによる半径方向の外力に対して支持されている。さらに、地震などにより軸方向の力が働くことがありうるが、この軸方向の力に対しては、アンギュラ玉軸受２４がロータシャフト１４を支持する。
したがって、この実施形態によれば、原動機１３の駆動軸２６によって回転駆動される水平方向の回転軸を有する発電機１０において、地震等による軸方向の力に対しても健全性を維持できる。
また、ディーゼルエンジン１３の駆動軸２６の回転駆動力は、フレキシブルカップリング１２を介して発電機１０のロータシャフト１４に伝達される。フレキシブルカップリング１２は、発電機１０のロータシャフト１４およびディーゼルエンジン１３の駆動軸２６の温度変化による軸方向の伸び縮みを吸収して回転トルクを伝達する役割を果たす。
発電機１０のロータシャフト１４は、その第２の軸端部３２近くに配置されたアンギュラ玉軸受２４によって軸方向に支持される。そのため、発電機１０のロータシャフト１４の熱膨脹はディーゼルエンジン１３の駆動軸２６に接する第１の軸端部３１に向かって生じるが、その収縮がフレキシブルカップリング１２によって吸収される。
この実施形態によれば、アンギュラ玉軸受２４が、ディーゼルエンジン１３の駆動軸２６との結合部（第１の軸端部３１）の反対側の軸端部（第２の軸端部３２）近くに位置している。そのため、アンギュラ玉軸受２４の摩耗に伴ってこのアンギュラ玉軸受２４を交換する作業が容易である。
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
たとえば、上記実施形態の説明では、原子力発電所などのプラントに設置される非常用ディーゼル発電機を例にとって説明したが、本発明に係る発電機は、原子力発電所用に限定されず、また、ディーゼルエンジン以外の原動機を用いて駆動するものであってもよい。
１０・・・発電機
１２・・・フレキシブルカップリング
１３・・・ディーゼルエンジン（原動機）
１４・・・ロータシャフト
１６・・・回転子
１８・・・固定子
２０・・・第１のラジアルすべり軸受
２２・・・第２のラジアルすべり軸受
２４・・・アンギュラ玉軸受
２６・・・駆動軸
３１・・・第１の軸端部
３２・・・第２の軸端部

Claims (4)

  1. 原動機の駆動軸によって駆動される発電機であって、
    固定子と、
    水平方向の回転軸周りに回転可能に支持されて第１および第２の軸端部を備えたロータシャフトと、
    前記ロータシャフトとともに回転可能にそのロータシャフトに固定されて前記固定子に対向して配置された回転子と、
    前記回転子と前記第１の軸端部との間の軸方向位置に配置されて前記ロータシャフトを半径方向に支持する第１のラジアルすべり軸受と、
    前記回転子と前記第２の軸端部との間の軸方向位置に配置されて前記ロータシャフトを半径方向に支持する第２のラジアルすべり軸受と、
    前記第１の軸端部に取り付けられて前記駆動軸との間を連結可能であって前記駆動軸および前記ロータシャフトの回転軸方向の熱伸びを吸収可能なフレキシブルカップリングと、
    前記回転子と前記第２の軸端部との間の軸方向位置に配置されて前記ロータシャフトを半径方向および回転軸方向に支持するアンギュラ玉軸受と、
    を有することを特徴とする発電機。
  2. 前記アンギュラ玉軸受は前記第２のラジアルすべり軸受よりも前記第２の軸端部に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発電機。
  3. 前記原動機はディーゼルエンジンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発電機。
  4. 原子力発電所の非常用電源として配置されていることを特徴とする請求項３に記載の発電機。
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