JPH0523762U - 回転電機の軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は連続使用され機内圧力の高い大容量
回転電機に装着される軸封装置において、導油箱とリン
グとの接触部のしゅう動特性を改善した軸封装置を提供
する。 【構成】 本発明においては回転軸１の外周に回転軸１
の外径よりやや大きいリング２を分割して導油箱３内に
納め回転軸外周とリング２との間に形成されるギャップ
５に回転電機の機内圧力より高い圧力の流体を供給して
機内ガスの流出を防止する軸封装置において、導油箱３
のリング２との接触面６に複数の溝７（もしくは切欠
き）を設けた構成とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は回転電機の軸封装置に係り、特に軸封装置の接触部のしゅう動性の改 良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

内部の冷却などを目的として加圧されたガスを内包する回転電機の軸封装置は 一般に図３のように構成され、回転軸外径より僅かに大きい内径のリング２を周 方向及び軸方向に分割して導油箱３に入れ、リング外周をスプリング４で押さえ ることにより固定部と回転部の微小ギャップ５を保持し、軸方向分割ギャップ９ を通して内部の気体気力よりわずかに高い気力の軸封用流体を、固定部と回転部 の微小ギャップ５に供給してガスの漏洩を防止している構造のものがある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

以上のように構成された軸封装置においては、リング３が軸封用流体の圧力に より導油箱接触面６に強く押し付けられた状態で、回転軸１の振動がリング２に 伝達されるのでリング２と導油箱３の接触面でしゅう動が繰り返され、接触面が 荒れすべり抵抗が大きくなる。この状態が長時間続くとリング２は半径方向の動 きを拘束され、回転軸１の振動に追従できず回転軸１に強く接触するので振動は 増大し、場合によっては損壊防止のために緊急停止を余儀無くされることがある 。回転電機の大容量化と共に内部気体圧力を高くして冷却強化を図っているもの が多いため、この現象は近年の大容量回転電機に著しい。

【０００４】 このような構造でリングのしゅう動性を改善するには、接触面の面荒さを良く し維持する方法が考えられるが、電力安定供給の社会的ニーズを負う回転電機は 、長時間連続使用されるのが一般的で、特に内部気体圧力の高い大容量回転電機 はベースロードで運用されるため、頻繁な停止のもとに接触面の手入れを行うこ とは容易では無い。この改善策として、接触面のリング側に溝を設け軸封流体を 導き、潤滑接触面を形成し摩擦係数を低減しようとするものがあるが、リング内 部の傷除去のためにリング分割部及び内径を加工すると、溝が導油箱内径より外 れるので、継続した効果は期待できない。

【０００５】 本考案は、上記の欠点に鑑みなされたものであり、連続使用される、特に内部 気体圧力の高い大容量回転電機に装着される軸封装置であっても、接触面の面荒 さに支配されることなく常にしゅう動部のすべり抵抗を小さくでき、安定した接 触状態を維持できる軸封装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

リングと導油箱の接触面の導油箱側に複数の溝もしくは切欠きを設け、さらに 導油箱内の軸封流体をこの溝に導くための導油穴を溝に連通させる。

【０００７】

【作用】

リングはスプリング及び軸封流体により軸方向分割ギャップ側より導油箱に強 く押し付けられるが、導油箱側に設けられた複数の溝にも軸封流体が供給される のでリングは押し返され、溝がリングに接触する分だけ導油箱に押し付けられる 力は低減する。 これをクーロンの法則に当てはめると、すべり抵抗は接触面の面荒さ、すなわ ち摩擦係数に支配されず、接触力の低減により小さくできることが判る。 また、接触力の低減は面荒さの悪化を遅らせる効果もあるので、管理された接 触面の状態を長時間維持する事も可能になる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図を参照して説明する。

【０００９】 図１において１は回転軸であり、２は導油箱側３に納められたリングで、スプ リング４により外側より押さえられ半径方向ギャップ５を維持すると共に、導油 箱側接触面６に接触している。導油箱側接触面６には周方向全周に溝７が設けら れており、連通穴８を介して軸封流体を導けるように作られている。

【００１０】 スプリング４及び軸封流体の供給によりリング３は導油箱側接触面６に強く押 し付けられるが、同時に連通穴８を介して溝７にも軸封流体が供給されるのでリ ング３は押し返され、導油箱側接触面６に押し付けられる力Ｎは Ｎ＝Ｐ×π×（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）×Ａ−Ｐ×π×ｒ₃ ×Ｂ…（１） となり、すべり抵抗Ｆはクーロンの法則より Ｆ＝μ×Ｎ＝μ×〔Ｐ×π×（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）×Ａ−Ｐ×π×ｒ₃ ×Ｂ〕…（ ２） で現される。

【００１１】 ここで、μは摩擦係数、Ｐは軸封流体の圧力、ｒ₁ は接触面外半径、ｒ₂ はリ ング内半径、ｒ₃ は溝の半径、Ａ及びＢは軸封流体の圧力作用面長さ、πは円周 率を示す。

【００１２】 本実施例によれば、前記（１）式の第２項の反力（Ｐ×π×ｒ₃ ×Ｂ）がリン グ３を押し返そうとするため、すべり抵抗を接触面の摩擦係数に関係なく低減で きる。 また、押し付け力低減は面荒さの悪化を遅らせる効果もあるので、管理された 接触面の状態を長時間維持することもできる。

【００１３】 さらに、溝に軸封流体を供給することにより潤滑接触面を形成できるので、摩 擦係数を小さくできる。このように導油箱側接触面に溝を設けたことにより、す べり抵抗及び摩擦係数を長時間に渡り小さくできるので、リングは拘束されず回 転軸の振動に容易に追従でき、回転軸の接触による振動は発生しない。 他の実施例として接触面に断差を設けても同様の効果を得ることができる。

【００１４】

【考案の効果】

本考案の軸封装置においては、以上のような構成によりリングと導油箱側接触 面のすべり抵抗が低減され、管理された接触面の状態を長時間維持できるため、 軸振動を防止できる。特に、内部気体圧力の高い大容量回転電機の信頼性が向上 と共に、稼動率の向上が可能となる。 さらに、本考案の軸封装置は、既設の軸封装置についても改造が容易にできる 利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による軸封装置の構成図

【図２】他の実施例の軸封装置の構成図

【図３】従来の軸封装置の構成図

【符号の説明】

１…回転軸 ２…リング ３…導油箱 ４…スプリング ５…ギャップ ６…導油箱接触面 ７…溝 ８…連通穴 ９…軸方向分割ギャップ 10…段差 ｒ₁ …接触面外半径 ｒ₂ …リング内半径 ｒ₃ …溝の半径 Ａ，Ｂ…軸封流体の圧力作用
面長さ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸外周に回転軸外径より大きいリン
   グを分割して導軸箱内に納め、回転軸外周との間に微小
   ギャップを形成し、このギャップに機内圧力より高い圧
   力の流体を供給して機内ガス流出を防止する軸封装置の
   リングと導油箱の接触部において、導油箱側に複数の溝
   もしくは切欠きを設けたことを特徴とする回転電機の軸
   封装置。