JP4139568B2 - Vertical valve turbine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流水路中に設置される立形バルブ水車に係り、特に立形バルブ水車の軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
流水路中に設置される従来の立形バルブ水車の水車軸受装置は、円筒メタルあるいはセグメントメタルを用いた油潤滑方式であった。このため潤滑油を収納した軸受油槽が必要であり、軸受温度上昇を防止するために軸受油槽の油を循環させ冷却するなど構造が複雑であった。更に主軸封水部からの漏水を別に外部に導く配管系統を有する排水装置が必要であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
近年、発電所建設敷地確保や掘削費用等の土木コストの低減を図る上で有利な立形バルブ水車の計画が多くなっている。
【0004】
しかしながら従来の立形バルブ水車の水車軸受装置は、油自蔵あるいは油循環方式の油潤滑方式が用いられていたため、構造が複雑であり、かつスペースが狭いため保守点検の困難を伴う問題があった。
【0005】
本発明は、主軸封水部と水車軸受部にセラミックスを用いた水潤滑構造とし、更に重力を利用した排水システムとすることにより、構造を簡略化した保守性に優れた立形バルブ水車の軸受装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の立形バルブ水車の軸受装置は、流水路中に設置される立形バルブ水車において、セラミックスシールの主軸封水装置と摺動部にセラミックスを用いた水車軸受と、該水車軸受から出た水を排水するために軸心部に排水穴を設けた復数のガイドベーンを備えている。
【0007】
更にガイドベーンから出た水を外部に導くための排水装置と軸受上部に滞留した水位を検出する水位検出器を備えている。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の軸受装置を備えた立形バルブ水車の縦断面図である。バルブ1は水車及び発電機を収納した外殻体で、十字に形成した支持アーム2により、コンクリート基礎構造物3に埋設された基礎受け台4の上に据付けられている。5は発電機の固定子で、回転子6は主軸7に固定されている。主軸7の先端にはランナ8が取り付けられ、その上流側にガイドベーン9が円周に沿って配置され、ガイドリング10を介して開度を変えランナ8への流量を調整する機能を有している。
【0009】
回転子6、主軸7及びランナ8からなる回転部は、スラスト軸受11、発電機軸受12及び水車軸受13により支持されている。スラスト軸受11には、前記水車と発電機の回転部重量に加えて、立形バルブ水車の運転中にはランナ8等にかかる流水による大きな推力が作用する。14は本発明の構成要素の一つである主軸封水装置、15は流水面を形成する円錐型の水車下カバーである。16はガイドベーン軸受部が設けられている外側ガイドベーンリング、17はもう一方のガイドベーン軸受部が設けられている内側ガイドベーンリング、18はランナ8の流水路を形成するディスチャージリングである。
【0010】
19は点検シャフトで、バルブ1内の機器点検のため作業員が出入りする通路になっており、立形バルブ水車の組立て・分解の際には取り外せるようになっている。20は立形バルブ水車の運転中の振動を抑制するため、バルブ1とコンクリート基礎構造物3の間に取り付けられた防振ステーである。
【0011】
図2は、主軸封水装置14及び水車軸受13の廻りの構造図である。図2において、図1と同じ部位は同じ符号を付してある。主軸封水装置14のセラミックスシール部品21は、主軸7のフランジ22に取り付けられた摺動リング23に対して、スプリング(図示せず)及び作用する流水圧によって押し付けられ流水をシールする。シール部を通過する水量は、前記スプリングを調整することにより変えられるが、シール部を出た水は水車軸受13の下部室24に流入する。
【0012】
セラミック軸受25は、軸受台26に取り付けられた調整ボルト27により位置決めされ、主軸7に嵌合されたリング28との間に適正な軸受ギャップが保たれる。
【0013】
水車軸受13の下部室24の水は、前記軸受ギャップ部に入り水潤滑と冷却の役目を果たし、上部室29に流入する。30は円錐形の軸受カバーで、通水穴31を有し、主軸7の回転による上部室29内の水面の波打ちを抑制している。32はガイドベーン9の軸心部に設けられた排水穴で、軸受上部室29の溜水を排水管33に導き外部に排水する。34は水位検出器で、万が一排水穴32等の目詰まりにより軸受上部室29内の水位が異様に上昇した場合、これを検出し警報報知等の指令を出すために設けられている。
【0014】
本発明は、立形バルブ水車の運転停止中に関わらず、セラミックス主軸封水部14を通過した流水は、セラミックス水車軸受部13の水潤滑と冷却機能を果たした後軸受上部室29からガイドベーン9の軸心部に設けられた排水穴32により外部に排水され、特別な排水装置や冷却装置を必要としないので、構造が簡単でメンテナンスフリーとなる利点がある。尚、ガイドベーン9に排水穴を設けずに、軸受上部室29に吸い込み管を設け、別に設置した排水ポンプで外部に排水することも可能である。
【0015】
【発明の効果】
本発明の立形バルブ水車の軸受装置は、セラミックス封水装置14を通過した流水により、セラミックス水車軸受13の水潤滑と冷却を行うので、外部から給水する必要がない。更に水車軸受摺動面を出た水は、軸受上部室29からガイドベーン9の軸心部に設けられた排水穴32により外部に排水されるので、排水系統が簡略化され保守点検が容易な立形バルブ水車の軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の立形バルブ水車の軸受装置を含む縦断面図である。
【図2】本発明になる立形バルブ水車の水車軸受廻りの構造図である。
【符号の説明】
1…バルブ、2…支持アーム、3…コンクリート基礎構造物、4…基礎受け台、5…固定子、6…回転子、7…主軸、8…ランナ、9…ガイドベーン、10…ガイドリング、11…スラスト軸受、12…発電機軸受、13…水車軸受、14…主軸封水装置、15…水車下カバー、16…外側ガイドベーンリング、17…内側ガイドベーンリング、18…ディスチャージリング、19…点検シャフト、20…防振ステー、21…セラミックスシール部品、22…フランジ、23…摺動リング、24…水車軸受下部室、25…セラミックス軸受、26…軸受台、27…調整ボルト、28…リング、29…水車軸受上部室、30…軸受カバー、31…通水穴、32…排水穴、33…排水管、34…水位検出器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vertical valve turbine installed in a flow channel, and more particularly to a bearing device for a vertical valve turbine .
[0002]
[Prior art]
A conventional turbine bearing device for a vertical valve turbine installed in a water channel is an oil lubrication method using a cylindrical metal or a segment metal. For this reason, a bearing oil tank containing lubricating oil is required, and the structure is complicated, such as circulating and cooling the oil in the bearing oil tank to prevent the bearing temperature from rising. Furthermore, a drainage device having a piping system for guiding water leakage from the main shaft sealing portion to the outside is required.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, there are an increasing number of plans for vertical valve turbines that are advantageous for securing construction sites for power plants and reducing civil engineering costs such as excavation costs.
[0004]
However, the conventional water turbine bearing device for a vertical valve turbine has a problem in that it is difficult to perform maintenance and inspection because the structure is complex and the space is narrow because the oil lubrication method of oil self-contained or oil circulation method is used. It was.
[0005]
The present invention has a water-lubricating structure using ceramics for the main shaft sealing part and the water wheel bearing part, and further a drainage system using gravity, thereby simplifying the structure and providing a bearing for a vertical valve water wheel excellent in maintainability. A device is provided.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A bearing device for a vertical valve turbine according to the present invention is a vertical valve turbine installed in a flow channel, and includes a main shaft sealing device for a ceramic seal, a turbine bearing using ceramics for a sliding portion, and a protruding from the turbine bearing. In order to drain water, it has a number of guide vanes with drain holes in the axial center.
[0007]
Further, a drainage device for guiding water discharged from the guide vane to the outside and a water level detector for detecting the water level staying in the upper part of the bearing are provided.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a vertical sectional view of a vertical valve turbine equipped with a bearing device of the present invention. The
[0009]
A rotating portion including the rotor 6, the
[0010]
An
[0011]
FIG. 2 is a structural diagram around the main
[0012]
The
[0013]
The water in the
[0014]
In the present invention, regardless of the operation of the vertical valve water turbine, the flowing water that has passed through the ceramic main
[0015]
【The invention's effect】
The bearing device of the vertical valve turbine according to the present invention performs water lubrication and cooling of the ceramic turbine bearing 13 by the flowing water that has passed through the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view including a bearing device for a vertical valve turbine according to the present invention.
FIG. 2 is a structural view around a turbine bearing of a vertical valve turbine according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
主軸、前記主軸に取り付けられた回転子を有する発電機、前記主軸の先端に取り付けられたランナ、前記回転子と前記ランナの間に設けられた水車軸受、前記水車軸受の下方に設けられた主軸封水装置と、前記ランナへの流量を調整するガイドベーンとを有し、
前記主軸封水装置としてセラミックスシールを用い、及び前記水車軸受として摺動部にセラミックスを用いたセラミックス水車軸受を用い、
前記水車軸受の下部に位置し前記セラミックスシール部を通過した水が流入する水車軸受下部室と、前記水車軸受下部室の水により前記セラミックスを摺動部に有する前記水車軸受を水潤滑し、該水車軸受の摺動部を出た水が流入する水車軸受上部室とを備え、
前記ガイドベーンは内側ガイドベーンリング及び外側ガイドベーンリングに設けられたガイドベーン軸受部により支持されており、前記内側ガイドベーンリングへの前記ガイドベーンの取り付け位置を前記水車軸受よりも上方に位置させるように構成するとともに、前記ガイドベーンの軸心部に排水穴を設けて、前記水車軸受上部室の水を前記排水穴により外部に流出するようにしたことを特徴とする立形バルブ水車。In the vertical valve turbine installed in the flow channel,
Spindle, the generator, the runners attached to the tip of the main shaft, the rotor and hydraulic turbine bearing provided between said runner, main shaft that is provided under the water wheel bearing having a rotor mounted on said main shaft A sealing device and a guide vane for adjusting the flow rate to the runner,
Using a ceramics seal as the spindle sealing device, and using a ceramics turbine bearing using ceramics as a sliding part as the turbine bearing,
A water turbine bearing lower chamber located under the water turbine bearing and into which water that has passed through the ceramic seal portion flows, and the water turbine bearing having the ceramic in the sliding portion with water from the water turbine bearing lower chamber are water-lubricated, A water turbine bearing upper chamber into which water flowing out of the sliding portion of the water wheel bearing flows,
The guide vane is supported by guide vane bearing portions provided on the inner guide vane ring and the outer guide vane ring, and the mounting position of the guide vane on the inner guide vane ring is positioned above the turbine bearing. A vertical valve turbine having a structure as described above, wherein a drainage hole is provided in an axial center portion of the guide vane so that water in the turbine bearing upper chamber flows out to the outside through the drainage hole.
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