JPH0327750A - 横軸水車発電機の軸受冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、フライホイールを備えた横軸水車発電機の
水車軸に回転軸ヒートパイプを形威した軸受冷却装置に
関する．

【従来の技術】

約１０００ｋｗ以上の横軸水車発電機の軸受冷却装置と
して回転軸ヒートパイプを利用するものが知られている
。第４図は従来例による回転軸ヒートパイプを用いた横
軸水車発電機の軸受冷却装置の構或図である． 主軸２の内部に中空部１２を設け、この中空部ｌ２に作
動液を封入し、水車軸受５及びスラスト軸受６側を発熱
部とし、ランナー取付部ｌ４に結合される図示されない
ランナー側通水部及び放熱部１３を冷却部とする回転軸
ヒートパイプを形威している。１は回転子、２は主軸、
７は発電機軸受であり、ランナーは水車軸受５によりオ
ーバハングして支持されている。主軸２が回転し、水車
軸受５，スラスト軸受６が摩擦により発熱すると、水車
軸受５の熱及びスラスト軸受６の熱は、直接またはスラ
ストカラ−１５を伝って中空部１２の表面に伝達され、
この熱は作動液の受熱面に伝えられ、この面から作動液
が熱を受けて蒸発する。 この蒸気は温度の低いランナー側へ移動する。移動した
蒸気はランナー側の冷却域１３の壁面に接して冷却され
、凝縮して液体となる。この液体は再び水車軸受５及び
スラスト軸受６側へ戻される．従って水車軸受５、発電
機軸受７ともに冷却水を必要としないので、土砂分離装
置，ストレーナ及び給排水装置が不要な、かつ保守の簡
便な軸受冷却装置である。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、速度変動率を小さくするなどの理由によ
り、発電機回転子が有するはずみ車効果よりも過大なは
ずみ車効果を必要とする場合には、第５図に示すように
水車軸３と発電機軸４とを分離し、水車軸３と発電機軸
４との間に必要とするはずみ車効果を有するフライホイ
ール１１を結合し、水車軸受５、発電機軸受７及び発電
機直結側軸受８の３組の軸受で回転部を支持している。 従来、水車軸受５及びスラスト軸受６は回転軸ヒートパ
イブで冷却していたが、発電機直結側軸受８は荷重が大
きく、発生熱量も多いため空冷式軸受では充分に冷却で
きないので、止むを得ず発電機直結側軸受８は冷却水を
使用する方法を採用してきた。 この発明は、はずみ車を備え、水車軸受及び２組の軸受
からなる３組の軸受で水平に支持する横軸水車発電機の
２組の軸受を回転軸ヒートパイプで冷却し、冷却水装置
を使用しないようにした軸受冷却装置を提供することを
目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記目的は、フライホイールを備え、水車軸受，発電機
直結側軸受及び発電機軸受からなる３組の軸受で水平に
支持された横軸水車発電機において、水車軸の内部に前
記水車軸受及び前記発電機直結側軸受を通る中空部を設
け、この中空部に作動液を封入して、前記水車軸受及び
前記発電機直結側軸受を発熱部とし、水路に露出するラ
ンナー側通水部を冷却部とする回転軸ヒートパイプを形
成し、前記回転軸ヒートパイプにより前記２組の軸受を
冷却するようにした横軸水車発電機の軸受冷却装置によ
って達戒される。

【作　用】

水車軸受及び２組の発電機軸受からなる３組の軸受で水
平に支持された横軸水車発電機において、水車軸受及び
発電機直結軸受の２組の軸受を回転軸ヒートパイブで冷
却するようにしたので、発熱量が多く温度上昇が高い水
車軸受及び発電機直結側軸受を回転軸ヒートパイプで冷
却できて、発電機軸受の冷却に冷却水装置を不要とした
。

【実施例】

以下図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。第１
図はこの発明の実施例による横軸水車発電機の軸受冷却
装置の構成図、第２図は第１図の軸受冷却装置の水車軸
結合部の詳細断面図、第３図はこの発明の他の実施例に
よる軸受冷却装置の構成図である。第ｌ図，第２図及び
第３図において、第４図及び第５図と同じ部位は同じ番
号を付している。 回転子１を発電機軸４に取り付け、図示されないランナ
ーを取り付けた水車軸３を水車軸受５でオーバハングに
支持し、水車軸３と発電機軸４との間にフライホイール
ｌ１を結合させて、発電機軸受７及び発電機直結側軸受
８で水平に支持している。水車軸３は、フライホイール
１１との結合側よりランナー取り付け部１４に向かって
ほぼ全域にわたり中ぐりして、中空部１２を設け、作動
液封入口１０に盲Ｍ９を取り付け、中空部１２を真空状
態にして作動液を封入し密封する。この作動液封入口１
０はガス抜きを兼用する。 水車軸受５及び発電機直結側軸受８を発熱部とし、水路
に露出するランナー側通水部及び放熱部Ｉ３を冷却部と
する回転軸ヒートパイプを形成する。水車軸３が回転し
、水車軸受５，スラスト軸受６が摩擦により発熱すると
、水車軸受５の熱及びスラスト軸受６の熱は中空部１２
の表面に伝達され、この熱は作動液の伝熱面に伝えられ
この面から作動液が熱を受けて蒸発する。この蒸気は温
度の低いランナー側へ移動する。この蒸気はランナー側
通水部及び放熱部１３で冷却されて凝縮し、液体となる
。この液体は再び水車軸受５及び発電機直結側軸受８へ
移動する。以下同様の動作を繰り返して水車軸受５及び
発電機直結側軸受８を冷却することができる。第３図は
、フライホイールｌ１を水車軸３に取り付け、このフラ
イホイール１１の軸方向両端を発電機直結側軸受８及び
水車軸受５で支持したものであり、回転軸ヒートバイプ
の作用は第ｌ図と同様である。 以」二はランナーと結合された発電機について軸受冷却
装置を説明したが、ポンプと結合された電動機にフライ
ホイールをそなえる場合にも適用できる。

【発明の効果】

この発明は、水車軸受及び２組の発電機軸受からなる３
組の軸受で水平に支持されフライホイールを備える横軸
水車発電機において、水車軸受及び発電機直結側軸から
なる２組の軸受を回転軸ヒートバイプにより冷却するよ
うにしたので、冷却水装置を用いることｔ；＜横軸水車
発電機の荷重が大きく発熱量も多い２組の軸受を冷却す
ることができる。従って冷却水装置を省略できるので、
保守に手間がかからない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例による横軸水車発電機の軸受
冷却装置の構成図、第２図は第１図の軸受冷却装置の水
車軸の結合部の詳細断面図、第３図はこの発明の他の実
施例による横軸水車発電機の軸受冷却装置の構成図、第
４図は従来の横軸水車発電機の軸受冷却装置の構戒図、
第５図はフライホイールを備えた従来の軸受冷却装置の
構成図である。 １：回転子、３：水車軸、４：発電機軸、５：水車軸受
、６：スラスト軸受、７：発電機軸受、８：発電機直結
側軸受、１ｌ：フライホイール、ｌ２：中空部、１３；
放熱部、ｌ４：ランナー取付部。 第１図 第２図 第５図 ＩＩ３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）ランナーを結合する水車軸が発電機回転子を取り付
   けた発電機軸と結合され、フライホィールを備え、水車
   軸受、発電機直結側軸受及び発電機軸受からなる３組の
   軸受で水平に支持された横軸水車発電機において、前記
   水車軸の内部に前記水車軸受及び前記発電機直結側軸受
   を通る中空部を設け、この中空部に作動液を封入して、
   前記水車軸受及び前記発電機直結側軸受を発熱部とし、
   水路に露出するランナー側通水部を冷却部とする回転軸
   ヒートパイプを形成し、前記回転軸ヒートパイプにより
   前記２組の軸受を冷却するようにしたことを特徴とする
   横軸水車発電機の軸受冷却装置。