JP2019108909A5 - - Google Patents

Description

回転軸を鉛直方向とする立形回転電機において、回転子等の回転部分は、上部軸受部と下部軸受部によって回転可能に支持されている。通常、上部軸受部は、回転電機の回転部分の自重を支持するスラスト軸受と、径方向の荷重を支持するすべり軸受けであるジャーナル軸受を有する。また、下部軸受部は、ジャーナル軸受を有する。

下部軸受部４０は、上部軸受構造体１００とともに、回転子１０を回転可能に支持している。下部軸受部４０は、軸方向に垂直な方向、すなわち径方向の荷重を支持する。下部軸受部４０は、フレーム底板５０ｂとともに潤滑油１０８を貯留する下部油槽４１と、下部油槽４１中にあってロータシャフト１１の下部の径方向荷重を支持するジャーナル軸受４２とを有する。

複数の台板１３１は、それぞれ、径方向に延びたほぼ直方体形状である。複数の台板１３１は油槽底板１０５ｃ上に、周方向に互いに間隔をあけて、放射状に取り付けられている。それぞれの台板１３１の径方向内側面１３１ａ（図２）と、油槽径方向内側筒１０５ｂの径方向外側面間には、間隙が形成されている。

以上のような台板１３１およびパッド支持部材１３２の構成により、互いに隣接する台板１３１間には、パッド支持部材１３２と油槽底板１０５ｃ（図２）とに上下を挟まれて、径方向外側から径方向内側に向かう流路１３１ｆが、それぞれ形成される。この流路は、パッド支持部材１３２と油槽径方向内側筒１０５ｂ間に形成され上方への環状流路となるギャップ１３２ｂに連通している。また、さらには、ランナ円筒部１１２に形成された連通孔１１４にも連通し、上部油槽１０５内での循環流路を形成する。

パッド支持部材１３２上にはジャーナル軸受１４０（図２）が取り付けられている。ジャーナル軸受１４０は、ランナ１１０の径方向外側に配される中央に開口を有するジャーナル軸受円板部１４１およびジャーナル軸受円板部１４１の外縁に接続して下方に延びるジャーナル軸受円筒部１４２を有する。ジャーナル軸受円板部１４１およびジャーナル軸受円筒部１４２は一体に形成されている。ジャーナル軸受円板部１４１の開口部分は、ランナ円筒部１１２と接触し、ランナ円筒部１１２からの径方向の荷重を受けながら、ランナ円筒部１１２を回転可能に支持する。ジャーナル軸受円筒部１４２の下端は、パッド支持部材１３２と結合している。ジャーナル軸受円筒部１４２には、径方向外側に貫通する少なくとも一つの連通孔１４２ａが形成されている。

潤滑油ポンプ２００（図２）は、潤滑油ポンプ回転部２１０と、潤滑油ポンプ回転部２１０の径方向の外側に配された潤滑油ポンプ静止部２２０とを有する。潤滑油ポンプ回転部２１０と潤滑油ポンプ静止部２２０とは互いに機械的に分離されている。潤滑油ポンプ静止部２２０は、上部油槽１０５をリークタイトに貫通して外部に連通する吐出管２２４を有する。吐出管２２４の外側の端部には、冷却器入口配管４２０の端部に設けられた油槽出口フランジ４２１と接続するためのフランジ２２４ｆが設けられている。

静止部容器２２０ａは、上部環状板２２１、下部環状板２２２、および静止部円筒部材２２３を有する。

上部環状板２２１と下部環状板２２２は、同形状、同寸法であり、互いに同心で上下に対向している。両者の外縁部は、静止部円筒部材２２３により結合されている。すなわち、潤滑油ポンプ静止部２２０は、径方向内側が開放され、静止部内部空間２２５を形成する環状の箱型である。なお、図６で示す潤滑油ポンプ静止部２２０は、静止部内部空間２２５の断面が、矩形形状であるが、これに限定されない。たとえば、円形あるいは楕円形、あるいは、四角形以外の多角形でもよい。

潤滑油ポンプ静止部３２０は、潤滑油ポンプ回転部３１０を囲むように形成された静止部容器３２０ａおよび吐出管３２６を有する。静止部容器３２０ａは、下部環状板３２１、上部環状板３２２、および下部環状板３２１の外縁および上部環状板３２２の外縁を接続する静止部円筒部材３２３を有する。上部環状板３２２の上部には、環状の出口空間室３２５が形成されている。吐出管３２６は、出口空間室３２５内の空間と上部油槽１０５の外部とを連通する。吐出管３２６の油槽径方向外側筒１０５ａをリークタイトに貫通している。

潤滑油ポンプ静止部３２０の上部には、環状の出口空間室３２５が形成されている。出口空間室３２５は、冷却器４１０側に潤滑油を送る際の潤滑油ポンプ３００の出口プレナムとなっており、第１の実施形態における潤滑油ポンプ２００の潤滑油ポンプ静止部２２０内の空間と同様に、動圧を静圧に変換する部分である。なお、出口空間室３２５内の下方に、周方向に互いに間隔をおいて複数の案内羽根（図示せず）を設けて、出口空間室３２５に流入する潤滑油１０８の乱れによる圧力損失の増加を抑制する構成でもよい。

図９は、潤滑油ポンプの第１の変形例を示す部分立断面図である。本第１の変形例では、スパイラル流路３１４の断面形状は、第２の実施形態におけるスパイラル流路３１３の断面形状より、径方向外側に拡がった形状である。径方向最外面３１２の面積が狭くなっている分、第２の実施形態におけるスパイラル流路３１３より流路断面積が大きくなっている。また、断面が径方向外側に拡がっている分、切削加工がしやすい形状である。

図１０は、潤滑油ポンプの第２の変形例を示す部分立断面図である。本第２の変形例では、スパイラル流路３１５の断面形状は、第２の実施形態におけるスパイラル流路３１３の断面形状に比べて、径方向内側が丸い曲面状になっている。滑らかな凹曲面状のスパイラル流路３１５であるため、切削加工がしやすい形状である。

１０…回転子、１１…ロータシャフト、１２…回転子鉄心、２０…固定子、２１…固定子鉄心、２２…固定子巻線、４０…下部軸受部、４１…下部油槽、４２…ジャーナル軸受、５０…フレーム、５０ａ…フレーム筒部、５０ｂ…フレーム底板、５０ｃ…フレーム上板、１００…上部軸受構造体、１０５…上部油槽、１０５ａ…油槽径方向外側筒、１０５ｂ…油槽径方向内側筒、１０５ｃ…油槽底板、１０５ｄ…上部カバー蓋、１０５ｈ…戻り管、１０８…潤滑油、１１０…ランナ、１１１…ランナ上部円板部、１１２…ランナ円筒部、１１２ａ…ランナ上部円筒部、１１２ｂ…ランナ下部円筒部、１１４…連通孔、１３０…スラスト軸受、１３１…台板、１３１ａ…径方向内側面、１３１ｆ…流路、１３２…パッド支持部材、１３２ａ…内側面、１３２ｂ…ギャップ、１３３…スラストパッド、１３３ａ…突起、１４０…ジャーナル軸受、１４１…ジャーナル軸受円板部、１４２…ジャーナル軸受円筒部、１４２ａ…連通孔、２００…潤滑油ポンプ、２１０…潤滑油ポンプ回転部、２１１…羽根（潤滑油駆動要素）、２１２…下部環状板、２１２ａ…回転部入口開口、２１３…上部環状板、２１４…潤滑油ポンプ入口開口、２２０…潤滑油ポンプ静止部、２２０ａ…静止部容器、２２１…上部環状板、２２２…下部環状板、２２３…静止部円筒部材、２２４…吐出管、２２４ｆ…フランジ、２２５…静止部内部空間、３００…潤滑油ポンプ、３１０…潤滑油ポンプ回転部、３１１…回転部円筒部材、３１２…径方向最外面、３１２ａ…ギャップ、３１３、３１４、３１５…スパイラル流路（潤滑油駆動要素）、３２０…潤滑油ポンプ静止部、３２０ａ…静止部容器、３２１…下部環状板、３２２…上部環状板、３２３…静止部円筒部材、３２３ａ…内面、３２４…入口開口、３２５…出口空間室、３２６…吐出管、４１０…冷却器、４２０…冷却器入口配管、４２１…油槽出口フランジ、４２２…冷却器入口弁、４３０…冷却器出口配管、４３１…油槽入口フランジ、４３２…冷却器出口弁、５００…立形回転電機、６００…立形回転電機システム