JP5159579B2 - 縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、縦軸水車から漏出した軸受潤滑油の河川への流出を防止するのに好適な縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置に関する。

縦軸水車においては、図４に示すように、先端に水車ランナ（不図示）が取り付けられた円柱状の水車軸１０３の軸受１０４を潤滑するための軸受潤滑油を貯めるためのオイルリザーバ（軸受油槽）１１０が、軸受１０４の下方に水車軸１０３を取り囲むように設けられている。

オイルリザーバ１１０は、オイルリザーバ１１０の外周面部および外側底面部を構成する第１の部材１１１₁と、オイルリザーバ１１０の内周面部および内側底面部を構成する第２の部材１１１₂と、横断面形状（水車軸１０３の軸方向に沿って切ったときに水車軸１０３の軸方向と垂直な方向から見た断面形状）が凸状または平坦なオイルパン１１３とを備える。

オイルリザーバ１１０の外側底面部および内周底面部の間には、所定の間隔（たとえば、数ｃｍ程度）のギャップ（以下、「比較的広いギャップ」と称する。）が設けられている。また、オイルリザーバ１１０の外側底面部および内側底面部の互いに対向する端面側の上面には、凸部を下向きにしてオイルパン１１３を嵌め込むための切欠き部が設けられている。これにより、オイルリザーバ１１０の外側底面部および内側底面部の間の比較的広いギャップをオイルパン１１３の凸部によって密閉している。

このように構成された縦軸水車では、オイルリザーバ１１０の外側底面部および内側底面部とオイルパン１１３との間から僅かずつでも軸受潤滑油が漏出すると、漏出した軸受潤滑油は放水口を通じて河川に流出し、環境を汚染するおそれがある。

そのため、図５に示すように、オイルリザーバ１１０の外側底面部および内側底面部の切欠き部に第１および第２のパッキン溝１１１ａ₁，１１１ａ₂を水車軸１０３の周方向に沿って１周それぞれ形成して、第１および第２のパッキン溝１１１ａ₁，１１１ａ₂に第１および第２の丸ゴムパッキン１１４₁，１１４₂をそれぞれ装着することにより、オイルリザーバ１１０の外側底面部および内側底面部とオイルパン１１３との間から軸受潤滑油が漏出するのを防止している。

なお、縦軸水車によっては、図６に示すように、オイルリザーバ１１０の外周側底面部（第１の部材１２１₁によって構成されている。）および内周側底面部（第２の部材１２１₂によって構成されている。）の間のギャップが０．２〜０．３ｍｍしか離されていないものもある（以下、このようなギャップを「極小ギャップ」と称する。）が、このような縦軸水車では、オイルリザーバ１１０の外周側底面部および内周側底面部の互いに対向する端面の上端部を斜めに切り欠いてパッキン溝１２１ａを水車軸１０３の周方向に沿って１周形成して、パッキン溝１２１ａに丸ゴムパッキン１２４を装着することにより、オイルリザーバ１１０の外側底面部および内側底面部とオイルパン１２３との間から軸受潤滑油が漏出するのを防止している。

また、第１および第２の丸ゴムパッキン１１４₁，１１４₂や丸ゴムパッキン１２４を装着しても軸受潤滑油の漏出を完全に防止することはできないため、縦軸水車の上カバー１０１（図４参照）に形成された水車点検窓１０２から監視員が目視したり、オイルリザーバ１１０の油面変化を管理したりして軸受潤滑油の漏出の有無を監視している。

なお、下記の特許文献１に開示された立軸ペルトン水車の潤滑油漏出防止装置では、立軸ペルトン水車の軸受の下方に設けられた軸受油槽からの漏油の排出を、この軸受油槽の下方に立軸ペルトン水車の水車軸の周方向に沿って皿状の油受け部材を設けるとともに、この油受け部材の凹所に連通する排出管によって行うようにしている。
実開昭５９−１８８９８２号公報

しかしながら、オイルリザーバ１１０からの軸受潤滑油の漏出は水車点検窓１０２から直接目視することは難しく発見しづらいという問題があった。

そこで、油面管理による確認によって漏油を把握することも行われているが、油面管理による漏油把握では、少量の漏油では顕著な油面変化が現れないため、漏油を見落とすという問題のほかに、軸受潤滑油の体積が温度によって変化するため、トレンド管理も難しいという問題があった。

また、上記の特許文献１に開示された立軸ペルトン水車の潤滑油漏出防止装置では、皿状の油受け部材と排出管とを設ける必要があるため、水車の大型化および高コスト化に繋がり、近年小型化および低コスト化が図られている縦軸水車に適用することは難しいという問題がある。

本発明の目的は、縦軸水車を大型化することなく軸受潤滑油の漏出を完全に防止することができる縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置を提供することにある。

本発明の縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置は、縦軸水車の円柱状の水車軸（１０３）の軸受（１０４）を潤滑するための軸受潤滑油が貯められたオイルリザーバ（１１０）の底面部から漏出した軸受潤滑油が河川に流出するのを防止するための縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置であって、前記縦軸水車の外部に設けられた漏油回収槽（１３）と、前記オイルリザーバの底面部に前記水車軸の周方向に沿って形成された漏油回収溝（１１₁，１１₂；２１）と前記漏油回収槽とを連通する漏油回収配管（１２；２２）とを具備し、前記漏油回収配管が、前記漏油回収槽に向かって下方に傾斜するように前記縦軸水車内を通されたのちに該縦軸水車外に引き出されていることを特徴とする。
ここで、前記オイルリザーバの底面部が、間に比較的広いギャップが設けられた外側底面部および内側底面部からなり、前記漏油回収溝が、前記オイルリザーバの外側底面部および内側底面部にそれぞれ形成された第１および第２の漏油回収溝（１１₁，１１₂）であり、前記漏油回収配管（１２）が、前記第１および第２の漏油回収溝と前記漏油回収槽とを連通してもよい。
前記オイルリザーバの底面部が、間に極小ギャップが設けられた外側底面部および内側底面部からなり、前記漏油回収溝（２１）が、前記オイルリザーバの外側底面部および内側底面部の互いに対向する端面を、先端部が尖るように斜め下方に向けて切り欠くことにより形成されていてもよい。
前記漏油回収槽内に設置された油面センサ（１４）と、前記漏油回収槽に回収された前記漏出した軸受潤滑油の液面が所定の高さに達したことを前記油面センサからの出力信号によって検出すると警報を発する警報装置（１５）とをさらに具備してもよい。
前記漏油回収溝に通された油吸着材をさらに具備してもよい。

本発明の縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置は、以下に示す効果を奏する。
（１）縦軸水車の底面部から漏出する軸受潤滑油を漏油回収溝と漏油回収配管とによって漏油回収槽に回収することができるので、漏出した軸受潤滑油が放水口を通じて河川に流出することを確実に防止することができる。
（２）縦軸水車の底面部に漏油回収溝を形成するとともに漏油回収配管を縦軸水車内に設置すればよいので、縦軸水車の大型化を防止することができる。
（３）漏出した軸受潤滑油が漏油回収槽に所定量以上回収されると警報が警報装置から発せられるので、漏油点検作業の効率化を図ることができる。
（４）漏油回収溝に油吸着材を通しておくことにより、漏油部位を特定することもできる。

上記の目的を、オイルリザーバの底面部に水車軸の周方向に沿って形成された漏油回収溝と縦軸水車の外部に設けられた漏油回収槽とを漏油回収配管で連通するとともに、漏油回収配管を漏油回収槽に向かって下方に傾斜するように縦軸水車内を通したのちに縦軸水車外に引き出すことにより実現した。

以下、本発明の縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置の実施例について図面を参照して説明する。
まず、本発明の第１の実施例による縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置について、図１および図２を参照して説明する。
本実施例による潤滑油縦軸水車軸受流出防止装置は、図５に示したようにオイルリザーバ１１０の外側底面部および内周底面部の間に比較的広いギャップが設けられている縦軸水車に設置されるものであり、以下に示す点を特徴とする。

（１）図１（ａ），（ｂ）に示すように、第１および第２の漏油回収溝１１₁，１１₂が、オイルリザーバ１１０の外側底面部および内側底面部の上面の第１および第２のパッキン溝１１１ａ₁，１１１ａ₂よりも比較的広いギャップ側に、水車軸１０３の周方向に沿って１周それぞれ形成されている。

（２）図１（ｂ）に示すように、第１および第２の漏油回収溝１１₁，１１₂の一部は漏油回収配管１２の先端部と連通されている。

（３）図１（ｂ）および図２（ａ）に示すように、漏油回収配管１２は、オイルリザーバ１１０の下方の縦軸水車の上カバー１０１内を通されたのち、水車点検窓１０２を通して縦軸水車外に引き出されている。また、図２（ａ）に示すように、漏油回収配管１２の終端部は、縦軸水車の外部に設けられた漏油回収槽１３内に入れられている。
なお、漏油が漏油回収配管１２を通って漏油回収槽１３に自然に流れるようにするためには、漏油回収配管１２は漏油回収槽１３に向かって下方に傾斜するように縦軸水車の上カバー１０１内を通す必要があるので、図４に示したように水車点検窓１０２がオイルリザーバ１１０よりも下方に設けられている場合には、上述したように水車点検窓１０２を通して漏油回収配管１２を縦軸水車外に引き出すが、水車点検窓１０２がオイルリザーバ１１０よりも上方に設けられている場合には、図２（ｂ）に示すように配管用孔１６を上カバー１０１に穿設して、配管用孔１６を通して漏油回収配管１２を縦軸水車外に引き出す。

（４）図２（ａ）に示すように、油面センサ１４が漏油回収槽１３内に設置されている。また、油面センサ１４は警報装置１５に接続されている。警報装置１５は、漏油回収槽１３に回収された漏油の液面が所定の高さに達したことを油面センサ１４の出力信号によって検出すると警報を発する。

本実施例による縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置を縦軸水車に設置することにより、第１および第２の丸ゴムパッキン１１４₁，１１４₂で食い止めることができずに漏出する軸受潤滑油（漏油）を第１および第２の漏油回収溝１１₁，１１₂と漏油回収配管１２とによって漏油回収槽１３に回収することができるので、漏油が放水口を通じて河川に流出することを確実に防止することができる。

また、既存の縦軸水車でも分解時に第１および第２の部材１１１₁，１１１₂を取り替えるか第１および第２の部材１１１₁，１１１₂に第１および第２の漏油回収溝１１₁，１１₂を加工して設けるとともに漏油回収配管１２を上カバー１０１内外に設置すればよいので、比較的容易に既存の縦軸水車を改造して縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置を設置することができる。
特に、水車点検窓１０２がオイルリザーバ１１０よりも下方に設けられている場合には、漏油回収配管１２を引き出すための配管用孔１６を上カバー１０１に穿設する必要もなくなる。

さらに、所定量以上の漏油が漏油回収槽１３に回収されると警報が警報装置１５から発せられるため、水車点検窓１０２から監視員が目視して軸受潤滑油の漏出の有無を監視する必要がなくなるので、漏油点検作業の効率化を図ることができる。

なお、図示していないが、漏油が発生した場合に第１および第２の漏油回収溝１１₁，１１₂に紐状の油吸着材を通すことで、油の付着場所から漏油部位を特定することもできる。

次に、本発明の第２の実施例による縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置について、図３を参照して説明する。
本実施例による潤滑油縦軸水車軸受流出防止装置は、図６に示したようにオイルリザーバ１１０の外側底面部および内周底面部の間に極小ギャップが設けられている縦軸水車に設置されるものであり、以下に示す点で、上述した第１の実施例による潤滑油縦軸水車軸受流出防止装置と異なる。

（１）図３（ａ），（ｂ）に示すように、漏油回収溝２１が、オイルリザーバ１１０の外側底面部および内側底面部の互いに対向する端面のパッキン溝１２１ａよりも下方に、水車軸１０３の周方向に沿って１周それぞれ形成されている。
なお、漏油回収溝２１は、オイルリザーバ１１０の外側底面部および内側底面部の互いに対向する端面を、先端部が尖るように斜め下方に向けて切り欠くことにより形成されている。

（２）図３（ｂ）に示すように、漏油回収溝２１の一部は漏油回収配管２２の先端部と連通されている。

本実施例による縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置を縦軸水車に設置することにより、丸ゴムパッキン１２４で食い止めることができずに漏出する軸受潤滑油（漏油）を漏油回収溝２１と漏油回収配管２２とによって漏油回収槽１３に回収することができる。

また、既存の縦軸水車でも分解時に第１および第２の部材１２１₁，１２１₂を取り替えるか第１および第２の部材１２１₁，１２１₂に漏油回収溝２１を加工して設けるとともに漏油回収配管２２を上カバー１０１内外に設置すればよいので、比較的容易に既存の縦軸水車を改造して設置することができる。
特に、水車点検窓１０２がオイルリザーバ１１０よりも下方に設けられている場合には、漏油回収配管２２を引き出すための配管用孔１６を上カバー１０１に穿設する必要もなくなる。

なお、図示していないが、漏油回収溝２１に紐状の油吸着材を通しておけば、漏油部位を特定することもできる。

以上の説明では、油面センサ１４および警報装置１５を設けたが、監視員が漏油回収槽１３を定期的に点検して、所定量以上の漏油が漏油回収槽１３に回収されていないかを確認するようにすれば、油面センサ１４および警報装置１５は設けなくてもよい。

本発明の第１の実施例による縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置を説明するための図である。 本発明の第１の実施例による縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置を説明するための図である。 本発明の第２の実施例による縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置を説明するための図である。 従来の縦軸水車の構成を説明するための断面図である。 図４に示したオイルリザーバ１１０の底面部の構成を説明するための断面図である。 オイルリザーバ１１０の外側底面部および内周底面部の間に極小ギャップが設けられている従来の縦軸水車のオイルリザーバ１１０の底面部の構成を説明するための断面図である。

符号の説明

１１₁，１１₂ 第１および第２の漏油回収溝
１２，２２ 漏油回収配管
１３ 漏油回収槽
１４ 油面センサ
１５ 警報装置
１６ 配管用孔
２１ 漏油回収溝
１０１ 上カバー
１０２ 水車点検窓
１０３ 水車軸
１０４ 軸受
１１０ オイルリザーバ
１１１₁，１１１₂，１２１₁，１２１₂ 第１および第２の部材
１１１ａ₁，１１１ａ₂ 第１および第２のパッキン溝
１１３ オイルパン
１１４₁，１１４₂ 第１および第２の丸ゴムパッキン
１２１ａ パッキン溝
１２４ 丸ゴムパッキン

Claims (5)

1. 縦軸水車の円柱状の水車軸（１０３）の軸受（１０４）を潤滑するための軸受潤滑油が貯められたオイルリザーバ（１１０）の底面部から漏出した軸受潤滑油が河川に流出するのを防止するための縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置であって、
   前記縦軸水車の外部に設けられた漏油回収槽（１３）と、
   前記オイルリザーバの底面部に前記水車軸の周方向に沿って形成された漏油回収溝（１１₁，１１₂；２１）と前記漏油回収槽とを連通する漏油回収配管（１２；２２）とを具備し、
   前記漏油回収配管が、前記漏油回収槽に向かって下方に傾斜するように前記縦軸水車内を通されたのちに該縦軸水車外に引き出されている、
   ことを特徴とする、縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置。
2. 前記オイルリザーバの底面部が、間に比較的広いギャップが設けられた外側底面部および内側底面部からなり、
   前記漏油回収溝が、前記オイルリザーバの外側底面部および内側底面部にそれぞれ形成された第１および第２の漏油回収溝（１１₁，１１₂）であり、
   前記漏油回収配管（１２）が、前記第１および第２の漏油回収溝と前記漏油回収槽とを連通する、
   ことを特徴とする、請求項１記載の縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置。
3. 前記オイルリザーバの底面部が、間に極小ギャップが設けられた外側底面部および内側底面部からなり、
   前記漏油回収溝（２１）が、前記オイルリザーバの外側底面部および内側底面部の互いに対向する端面を、先端部が尖るように斜め下方に向けて切り欠くことにより形成されている、
   ことを特徴とする、請求項１記載の縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置。
4. 前記漏油回収槽内に設置された油面センサ（１４）と、
   前記漏油回収槽に回収された前記漏出した軸受潤滑油の液面が所定の高さに達したことを前記油面センサからの出力信号によって検出すると警報を発する警報装置（１５）と、
   をさらに具備することを特徴とする、請求項１乃至３いずれかに記載の縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置。
5. 前記漏油回収溝に通された油吸着材をさらに具備することを特徴とする、請求項１乃至４いずれかに記載の縦軸水車軸受潤滑油流出防止装置。