JPH04137472U - 発電機の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 立軸水車発電機などの発電機における回転軸
軸受の冷却を、ヒートパイプ形式のオイルクーラを用い
て効率よく行う。 【構成】 回転軸１を支持すると共に潤滑油に漬る軸受
７が油槽１５内に位置する。油槽１５とオイルクーラ１
３との間をつなぐ配管２２，２３中にヒートパイプ２５
を用いたオイルクーラ２４を配置する。従って、潤滑油
は、オイルクーラ２４により、より一層冷却されて油槽
１５に戻る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、空冷方式により適切に軸受部分を冷却し得る発電機の冷却装置に関 し、全閉形立軸水車発電機に適用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、発電機の内の立軸水車発電機は、図３に示すように、一般に垂直方 向に伸びる回転軸１を中心として回転子２が取付けられており、これに対向して 固定子３が周囲の壁面４に固定された構造となっている。また、回転子２の上部 側にはフランジ部５が形成されており、このフランジ部５を介してスラスト軸受 ８が回転軸１の軸方向の荷重を受けとめている。さらに、回転子２を挾んだ上下 には、それぞれジャーナル軸受であるガイド軸受６，７が位置している。

【０００３】 そして、この発電機３０の作動に際して、これら軸受から熱が発生する為、従 来は冷却水等を用いた水冷方式により、冷却を行っていた。

【０００４】 この一方、保守管理の容易性を考慮して空冷方式による冷却構造を採用したも のも近年増えつつあり、このような構造を有した立軸水車発電機３０の垂直方向 に伸びる回転軸の下部側軸受け廻りを、図４に拡大して示し、この図に基づき従 来の技術を説明する。

【０００５】 図４に示すように、回転子２と対向する固定子３の背面側には、エアクーラ１ ２が位置していて、固定子３側から流れてくる空気を冷却している。この冷却さ れた空気は、回転軸１の周囲に４個所から６個所形成された通風ダクト１１を通 って、回転子２の下部に位置するファン１４により、回転子２側に送られている 。そして、通風ダクト１１内に位置するオイルクーラ１３内をこの冷却された空 気が通過する際に、オイルクーラ１３内の潤滑油から熱を奪うこととなる。

【０００６】 この潤滑油は、軸受７が漬るように、潤滑油が溜められた油槽１５内との間で 循環するべく、配管２２，２３でオイルクーラ１３と油槽１５とが連結されてい て、油槽１５内の潤滑油を図５に示すオイルクーラ１３により冷却するようにな っている。つまり、入口１３ａから入った潤滑油がヘッダ１３ｂから各管１３ｃ に分岐されて流れる間に矢印Ａで示される冷却空気により冷却される。そして、 右側のヘッダ１３ｄを通って出口１３ｅから冷却された潤滑油が配管２３に送ら れるようになっている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

前述のように、立軸水車発電機３０においては、近年、保守管理の労力の低減 化を図るという要請が強まっている。従って、軸受の冷却形式も、従来より用い られていた水冷方式から、図４に示すような保守の必要のない空冷方式とするこ とが求められている。

【０００８】 しかし、回転子２の上部側に位置する軸受６，８の冷却については問題ないが 、回転子２の下側に位置する軸受７は、冷却装置であるオイルクーラ１３を設置 する通風ダクト１１内の空間が狭く、オイルクーラ１３の幅，高さなどが制限さ れて形状が小さくなる結果、軸受７からの発生熱量に見合った冷却容量を確保す ることができなかった。従って、空冷形式による冷却を採用した場合、十分な冷 却をすることが困難であった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案による発電機の冷却装置は、回転軸を回転自在に支持する軸受と、該軸 受を潤滑する潤滑油が貯留され且つ該軸受が貯留された潤滑油に漬るように円管 状に形成された油槽と、潤滑油を冷却する冷却回路とを有した発電機の冷却装置 において、前記冷却回路内にヒートパイプを用いたオイルクーラを配置したこと を特徴とするものである。

【００１０】

【作用】 油槽内に貯留された潤滑油が軸受の潤滑を行い、この軸受に支持された回転軸 が確実に回転される。さらに、油槽から冷却回路内を循環して潤滑油が冷却され る。

【００１１】 この冷却に際して、ヒートパイプを用いたオイルクーラが、さらに潤滑油を冷 却する為、潤滑油がより一層冷却されて低温となる。

【００１２】

【実施例】

立軸水車発電機に採用された本考案の一実施例を図１及び図２に示し、これら の図に基づき本実施例を説明する。尚、従来の技術で説明した部材と同一の部材 には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。

【００１３】 図１に本実施例の概略説明図を表し、図２に本実施例の平面図を表す。図１に 示すように、回転軸１の下部に形成された円管状の突出部１ａが、ガイドメタル ２１により構成される下部側の軸受７により回転自在に支持されており、ガイド メタル２１は図示しないブラケットにより支持されている。また、ガイドメタル ２１及び突出部１ａは、回転軸１の周囲を囲うように配置された円管状の油槽１ ５内で貯留されている潤滑油に漬っていて、この潤滑油が軸受７の潤滑を維持す ると共に軸受７から熱を奪うように構成されている。

【００１４】 一方、図１及び図２に示すように、下部ブラケット２９に支持された油槽１５ とオイルクーラ１３との間に一対の配管２２，２３が配置されており、潤滑油が 矢印で示すように油槽１５とオイルクーラ１３との間で循環することとなる。つ まり、これら配管２２，２３及びオイルクーラ１３が潤滑油を冷却する冷却回路 となる。そして、オイルクーラ１３から油槽１５に潤滑油が戻る側の配管２３の 途中には、ヒートパイプ形式のオイルクーラ２４が配管されていて、オイルクー ラ２４内を通過する潤滑油の熱をヒートパイプ２５で奪い、冷却空気に放熱して 潤滑油の冷却がされる。

【００１５】 すなわち、配管２２，２３内を通って潤滑油が油槽１５内に戻ってくる間に、 ２つのオイルクーラ１３，２４で冷却される為、潤滑油の冷却効果が高められる こととなり、軸受温度の仕様値（本実施例では７５℃）以下に冷却することが可 能となる。

【００１６】 尚、潤滑油を循環するポンプの一例としては図１に示すような構造のものが考 えられる。

【００１７】 つまり、回転軸１に形成された突出部１ａの下端側に、回転軸１の径方向に穿 設された穴部２６の下端側に、回転軸１の径方向に穿設された穴部２６が有り、 回転軸１の回転により突出部１ａの内側から外側に向って潤滑油が流れるように なっている。そして、この穴部２６の外側の開口端に対向して、配管２２の導入 口２７が位置していて、穴部２６から流れ出した潤滑油が矢印で示すように導入 口２７から配管２２に流れ込むというものである。

【００１８】

【考案の効果】

本考案の発電機の冷却装置によれば、回転軸の軸受を潤滑すると共に冷却する 潤滑油の熱を放熱する冷却回路内に、ヒートパイプを用いたオイルクーラを配置 した結果、冷却回路内を通過する潤滑油の冷却効果がより一層高められた。

【００１９】 さらに、ヒートパイプ形式のオイルクーラを潤滑油が流れる冷却回路の途中に 設置する構造とした結果、ヒートパイプに接する潤滑油の流れが早くなり、熱伝 達率を通常のヒートパイプ形式のオイルクーラより高めることが可能となった。

【００２０】 つまり、通常のヒートパイプ形式のオイルクーラは、油槽内にヒートパイプの 加熱部端側を浸漬して使用されるものであり、このような通常の使用方法の場合 、油槽内での油の移動速度は遅く、ヒートパイプによる効率的な冷却は行なわれ ない。これに対して、冷却回路のように流れの早い個所に設置すると、冷却効率 を高くすることが出来ることとなるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の概略説明図である。

【図２】本考案の一実施例の平面図を表す。

【図３】本考案の一実施例及び従来の技術の冷却装置が
採用される水車発電機の概略側面図である。

【図４】従来の技術の水車発電機の要部拡大側面図であ
る。

【図５】図４の水車発電機に用いられるオイルクーラの
斜視図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 回転子 ３ 固定子 ７，８ 軸受 １１ 通風ダクト １２ エアクーラ １３，１４ オイルクーラ ２２，２３ 配管 ２５ ヒートパイプ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を回転自在に支持する軸受と、該
   軸受を潤滑する潤滑油が貯留され且つ該軸受が貯留され
   た潤滑油に漬るように円管状に形成された油槽と、潤滑
   油を冷却する冷却回路とを有した発電機の冷却装置にお
   いて、前記冷却回路内にヒートパイプを用いたオイルク
   ーラを配置したことを特徴とする発電機の冷却装置。