JPH05263949A - Shaft sealing device of bearing oil tank - Google Patents

Shaft sealing device of bearing oil tank

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Publication number
JPH05263949A
JPH05263949A JP5006095A JP609593A JPH05263949A JP H05263949 A JPH05263949 A JP H05263949A JP 5006095 A JP5006095 A JP 5006095A JP 609593 A JP609593 A JP 609593A JP H05263949 A JPH05263949 A JP H05263949A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oil tank
seal device
magnetic fluid
shaft seal
bearing oil
Prior art date
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Pending
Application number
JP5006095A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Onoda
勉 小野田
Satoshi Nanba
波 聡 南
Hidechika Imoto
元 秀 親 井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH05263949A publication Critical patent/JPH05263949A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent oil and oil mist in a bearing oil tank from mixing in the magnetic fluid of a magnetic fluid shaft sealing device. CONSTITUTION:A shaft sealing device 19 sealing a tuning shaft 1 of a rotary machine consists of a magnetic fluid shaft sealing device 20 and an air supply type sealing device 21 set up adjacently with each other. This air supply type shaft sealing device 21 is situated nearer to the side of a bearing oil tank than the magnetic fluid shaft sealing device 20. Since a flow of high pressure air to be fed to the air supply type shaft sealing device 21 from a feed pipe 28 runs to the bearing oil tank side, oil and an oil mist from the inside of the bearing oil tank is prevented from penetrating into the sealing device 20 as well as mixing into the magnetic fluid 24. The high pressure air taken into the sealing device 21 is discharged out of an exhaust pipe 29 together with the oil and the oil mist from the bearing oil tank.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は軸受油槽の軸シール装置
に係り、特に水力発電設備等に使用される発電機やポン
プ水車や水車などの回転機械において軸受油槽の油中で
支承された回転軸をシールして軸受油槽内の油や油霧の
漏出を阻止する軸受油槽の軸シール装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shaft seal device for a bearing oil tank, and more particularly to a rotating machine supported in the oil of a bearing oil tank in a rotating machine such as a generator or a pump turbine or a water turbine used in a hydraulic power generation facility. The present invention relates to a bearing oil tank shaft seal device that seals a shaft to prevent leakage of oil and oil mist in the bearing oil tank.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、水力発電設備に使用されるポン
プ水車や水車や発電機などの回転機械は、回転軸が軸受
油槽内の軸受によって支承されている。このため、回転
軸と静止部との軸シールを確実に行わないと、運転や保
守に支障をきたすことは勿論、油や油霧が軸受油槽外部
または回転機械外部に漏出してしまい、環境衛生上大き
な問題となる。図5は従来の回転機械の軸受装置を示し
たもので、回転機械の回転軸1はスラスト回転板2を介
してスラスト軸受3によって支持されている。このスラ
スト軸受3はスラスト軸受スプリング4を介してスラス
ト軸受台5に載置され、このスラスト軸受台5は軸受ブ
ラケット6に固定されている。回転軸1の側面はガイド
軸受7によって支承され、このガイド軸受7は軸受支え
8によって支持されている。
2. Description of the Related Art Generally, in rotary machines such as pump turbines, turbines and generators used in hydroelectric power generation facilities, a rotary shaft is supported by bearings in a bearing oil tank. For this reason, if the shaft is not reliably sealed between the rotating shaft and the stationary part, it will not only hinder operation and maintenance, but also oil and oil mist will leak out of the bearing oil tank or outside of the rotating machine, and It becomes a big problem. FIG. 5 shows a conventional bearing device for a rotary machine, in which a rotary shaft 1 of the rotary machine is supported by a thrust bearing 3 via a thrust rotary plate 2. The thrust bearing 3 is mounted on a thrust bearing base 5 via a thrust bearing spring 4, and the thrust bearing base 5 is fixed to a bearing bracket 6. The side surface of the rotary shaft 1 is supported by a guide bearing 7, and the guide bearing 7 is supported by a bearing support 8.

【0003】軸受ブラケット6には軸受油筒9が取付け
られ、これらの軸受ブラケット6と軸受油筒9とは軸受
油槽69を構成している。回転軸1とスラスト軸受3と
ガイド軸受7等が軸受油槽69内の油中に浸漬されてい
る。また、軸受油槽69内には油冷却器10が配置され
ている。軸受油槽69の上方には静止側油切り11が設
置され、この静止側油切り11と回転軸1とのシール部
には給気式軸シール装置12が設けられている。この給
気式軸シール装置12には給気管13と排気管14とが
夫々接続され、この給気管13は軸受油槽内の空気圧よ
りも高圧の空気を給気式軸シール装置12に給気し回転
軸1をシールして、軸受油槽からの油流出や油霧飛散を
防止する。ところが、最近では水力発電設備の発電機や
水車やポンプ水車等の水力機械は、軸受装置が高速・高
荷重下で使用される傾向にあり、軸シール装置の内外の
圧力差の変動が激しいため、給気式軸シール装置12で
は充分なシールが期待できなくなっている。
A bearing oil cylinder 9 is attached to the bearing bracket 6, and the bearing bracket 6 and the bearing oil cylinder 9 constitute a bearing oil tank 69. The rotating shaft 1, the thrust bearing 3, the guide bearing 7, etc. are immersed in the oil in the bearing oil tank 69. Further, the oil cooler 10 is arranged in the bearing oil tank 69. A stationary side oil drainer 11 is installed above the bearing oil tank 69, and a supply type shaft seal device 12 is provided at a seal portion between the stationary side oil drainer 11 and the rotary shaft 1. An air supply pipe 13 and an exhaust pipe 14 are connected to the air supply type shaft seal device 12, and the air supply pipe 13 supplies air having a pressure higher than the air pressure in the bearing oil tank to the air supply type shaft seal device 12. The rotating shaft 1 is sealed to prevent oil outflow from the bearing oil tank and oil mist scattering. However, recently, in hydroelectric machines such as generators of hydroelectric power generation facilities and hydraulic machines such as turbines and pump turbines, bearing devices tend to be used at high speed and under heavy load, and the pressure difference between the inside and outside of the shaft seal device fluctuates sharply. With the air supply type shaft seal device 12, it is impossible to expect a sufficient seal.

【0004】そこで、このような給気式軸シール装置1
2の問題を解決する軸シール装置として磁性流体軸シー
ル装置が知られている。図6はこの磁性流体軸シール装
置を備えた回転機械の軸受装置を示したもので、磁性流
体軸シール装置15は静止側油切り11によって支持さ
れたポールピース16と永久磁石17と磁性流体18と
から構成される。この磁性流体18は、回転軸1の外周
面とこの外周面に対向する静止側油切り11の端面との
間の間隙に充填され、自身の表面張力と磁力とによって
上記間隙に保持されている。このような構成の磁性流体
シール装置15は液体と固体との接触シールであるた
め、高い気密性が保持できると共に摩耗がなく耐久性に
優れている。
Therefore, such an air supply type shaft seal device 1 is provided.
A magnetic fluid shaft seal device is known as a shaft seal device that solves the problem (2). FIG. 6 shows a bearing device of a rotary machine provided with this magnetic fluid shaft seal device. The magnetic fluid shaft seal device 15 includes a pole piece 16, a permanent magnet 17, and a magnetic fluid 18 which are supported by a stationary oil drainer 11. Composed of and. The magnetic fluid 18 is filled in the gap between the outer peripheral surface of the rotary shaft 1 and the end surface of the stationary oil cutoff 11 facing the outer peripheral surface, and is held in the above gap by its own surface tension and magnetic force. .. Since the magnetic fluid seal device 15 having such a structure is a contact seal between a liquid and a solid, it can maintain high airtightness and is excellent in durability without wear.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、磁性流体シ
ール装置は油や油霧が磁性流体にシール境界面で接触す
るので、油や油霧が磁性流体に徐々に混入し、長期間の
運転によって磁性流体の磁力が低下し、これに伴ってシ
ール効果も低下し軸受油槽から油や油霧が漏出してしま
い、更には磁性流体自体も軸受油槽の内外に流出してし
まうという問題がある。また、上記の磁性流体シール装
置は磁性流体が自身の粘性による表面張力と磁力とによ
って静止側油切りと回転軸との間隙に保持されているた
め、上述の油の混入やシール装置の発熱等に起因した磁
性流体の性能劣化及び永久磁石の性能劣化によって磁性
流体が軸受油槽内外に流出してしまうといった問題があ
る。更に、磁性流体シール装置の保守点検時に行われる
分解及び組立ての際には、磁性流体を静止側油切りと回
転軸との間隙から回収し、そこへ再充填する作業が行わ
れる。ところが、この作業の際に磁性流体が軸受油槽内
に落下し易く、作業に熟練を要するという問題もある。
However, since the oil or oil mist contacts the magnetic fluid at the seal boundary surface in the magnetic fluid seal device, the oil or oil mist gradually mixes with the magnetic fluid, and the magnetic fluid seal device may be operated for a long period of time. There is a problem that the magnetic force of the magnetic fluid is reduced, the sealing effect is also reduced accordingly, oil or oil mist leaks from the bearing oil tank, and the magnetic fluid itself also flows into and out of the bearing oil tank. Further, in the above magnetic fluid seal device, since the magnetic fluid is held in the gap between the stationary side oil drainer and the rotating shaft by the surface tension and magnetic force due to its viscosity, the above-mentioned mixing of oil, heat generation of the seal device, etc. There is a problem that the magnetic fluid flows out of the bearing oil tank due to the deterioration of the performance of the magnetic fluid and the deterioration of the performance of the permanent magnets. Further, when disassembling and assembling the magnetic fluid seal device during maintenance and inspection, the magnetic fluid is collected from the gap between the stationary side oil drainer and the rotary shaft and refilled therein. However, there is also a problem in that the magnetic fluid easily falls into the bearing oil tank during this work, which requires skill.

【0006】そこで、本願の第1の発明の目的は、軸受
油槽内の油や油霧が磁性流体軸シール装置の磁性流体に
混入することを防止して長期の使用に耐えることができ
る軸受油槽の軸シール装置を提供することにある。本願
の第2及び第3の発明の目的は、磁性流体の流出を防止
すると共に磁性流体の回収や再充填を容易に行うことが
できる軸受油槽の軸シール装置を提供することにある。
Therefore, an object of the first invention of the present application is to prevent the oil and mist in the bearing oil tank from mixing with the magnetic fluid of the magnetic fluid shaft seal device and to endure long-term use. To provide a shaft seal device of. It is an object of the second and third inventions of the present application to provide a shaft oil seal device for a bearing oil tank which can prevent the magnetic fluid from flowing out and can easily collect and refill the magnetic fluid.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本願の第1の発明は、軸受油槽内の油中において支承
された回転機械の回転軸をシールする軸受油槽の軸シー
ル装置において、上記軸シール装置は互いに隣接配置さ
れた磁性流体軸シール装置と給気式軸シール装置とから
構成され、上記給気式軸シール装置は上記磁性流体軸シ
ール装置よりも上記軸受油槽側に位置していることを特
徴とするものである。この構成にあっては、上記給気式
軸シール装置は、上記磁性流体軸シール装置に隣接した
第1空気室と、この第1空気室に隣接しかつ連通した第
2空気室と、この第2空気室に隣接しかつ連通した第3
空気室と、上記軸受油槽内の雰囲気よりも高圧の空気を
上記第2空気室に給気する給気管と、上記第3空気室に
接続された排気管とを含むことが望ましい。
To achieve this object, a first invention of the present application is a bearing oil tank shaft seal device for sealing a rotating shaft of a rotating machine supported in oil in a bearing oil tank, The shaft seal device is composed of a magnetic fluid shaft seal device and an air supply type shaft seal device which are arranged adjacent to each other, and the air supply type shaft seal device is located closer to the bearing oil tank than the magnetic fluid shaft seal device. It is characterized by that. With this configuration, the air supply type shaft seal device includes the first air chamber adjacent to the magnetic fluid shaft seal device, the second air chamber adjacent to and in communication with the first air chamber, and the second air chamber. 3rd adjacent to and communicating with 2 air chambers
It is desirable to include an air chamber, an air supply pipe for supplying air having a higher pressure than the atmosphere in the bearing oil tank to the second air chamber, and an exhaust pipe connected to the third air chamber.

【0008】本願の第2の発明は、軸受油槽内の油中に
おいて支承された回転機械の回転軸をシールする軸受油
槽の軸シール装置において、上記回転軸に突設された輪
帯状の水平フランジ部の水平な上面に、上記回転軸と同
心になるように円周状に刻設されたリング状の凹部と、
このリング状の凹部内に充填された磁性流体と、一端部
が上記リング状の凹部内の磁性流体に浸漬されたポール
ピースと、このポールピースを励磁する永久磁石とを具
備することを特徴とするものである。
A second aspect of the present invention is a bearing oil tank shaft seal device for sealing a rotating shaft of a rotating machine supported in oil in a bearing oil tank, wherein a ring-shaped horizontal flange protruding from the rotating shaft. On a horizontal upper surface of the portion, a ring-shaped concave portion formed in a circumferential shape so as to be concentric with the rotation axis,
A magnetic fluid filled in the ring-shaped recess, a pole piece whose one end is immersed in the magnetic fluid in the ring-shaped recess, and a permanent magnet for exciting the pole piece. To do.

【0009】本願の第3の発明は、軸受油槽内の油中に
おいて支承された回転機械の回転軸をシールする軸受油
槽の軸シール装置において、上記回転軸を取囲むように
上記軸受油槽に取付けられたリング状のポールピース
と、このポールピースを励磁する永久磁石と、上記回転
軸と同心になるように上記ポールピースの水平な上面に
刻設されたリング状の凹部と、このリング状の凹部内に
充填された磁性流体と、上記回転軸から突設され、上記
ポールピースよりも上方に位置する輪帯状のフランジ部
と、上記フランジ部の外周部から垂下され、下端が上記
凹部内の磁性流体に浸漬された垂下部とを具備すること
を特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in a bearing oil tank shaft seal device for sealing a rotating shaft of a rotating machine supported in oil in a bearing oil tank, the bearing oil tank is attached to the bearing oil tank so as to surround the rotating shaft. Ring-shaped pole piece, a permanent magnet that excites the pole piece, a ring-shaped concave portion that is engraved on the horizontal upper surface of the pole piece so as to be concentric with the rotation axis, and the ring-shaped pole piece. The magnetic fluid filled in the concave portion, a ring-shaped flange portion projecting from the rotating shaft and located above the pole piece, and a flange portion hung from the outer peripheral portion of the flange portion, the lower end of which is located in the concave portion. And a hanging part immersed in a magnetic fluid.

【0010】[0010]

【作用】第1の発明にあっては、軸シール装置は互いに
隣接配置された磁性流体軸シール装置と給気式軸シール
装置とによって二重にシールする。給気式軸シール装置
に給気された空気は、磁性流体軸シール装置の磁性流体
のシール効果によって軸受油槽側に流入し、これによ
り、軸受油槽内の飛散油や油霧が磁性流体軸シール装置
に侵入し磁性流体に混入することを防止する。
In the first aspect of the invention, the shaft seal device is doubly sealed by the magnetic fluid shaft seal device and the air supply type shaft seal device which are arranged adjacent to each other. The air supplied to the air supply type shaft seal device flows into the bearing oil tank side due to the magnetic fluid sealing effect of the magnetic fluid shaft seal device, so that the splashed oil and oil mist in the bearing oil tank can be sealed by the magnetic fluid shaft seal device. Prevents it from entering the device and entering the magnetic fluid.

【0011】第2の発明にあっては、水平フランジ部は
回転軸と一体的に回転し、この回転中、水平フランジ部
の凹部内の磁性流体にはポールピースの一端が常時浸漬
されている。従って、軸シール装置は回転側の水平フラ
ンジ部及びリング状の凹部内の磁性流体と静止側のポー
ルピースとによって回転軸をシールする。磁性流体は水
平フランジ部のリング状凹部内に収容されるので、軸受
油槽の内外に流出することがなくなり、更にその回収や
再充填を容易に行うことができる。
According to the second aspect of the invention, the horizontal flange portion rotates integrally with the rotary shaft, and during this rotation, one end of the pole piece is constantly immersed in the magnetic fluid in the recess of the horizontal flange portion. .. Therefore, the shaft seal device seals the rotary shaft by the magnetic fluid in the horizontal flange portion and the ring-shaped recess on the rotating side and the pole piece on the stationary side. Since the magnetic fluid is contained in the ring-shaped recess of the horizontal flange, it does not flow out into or out of the bearing oil tank, and its recovery and refilling can be easily performed.

【0012】第3の発明にあっては、フランジ部は、そ
の垂下部が常リング状の時凹部内の磁性流体に浸漬され
た状態で、回転軸と一体的に回転する。従って、軸シー
ル装置は回転側のフランジ部及び垂下部と静止側のポー
ルピース及びリング状の凹部内の磁性流体とによって回
転軸をシールする。磁性流体は、ポールピースの水平な
上面に刻設された凹部に充填されているので、軸受油槽
の内外に流出することがなくなり、更にその回収や再充
填を容易に行うことができる。
In the third aspect of the invention, the flange portion rotates integrally with the rotary shaft in a state where the hanging portion is normally ring-shaped and is immersed in the magnetic fluid in the concave portion. Therefore, the shaft sealing device seals the rotary shaft by the flange portion and the hanging portion on the rotating side, the pole piece on the stationary side, and the magnetic fluid in the ring-shaped recess. Since the magnetic fluid is filled in the concave portion formed on the horizontal upper surface of the pole piece, it does not flow into and out of the bearing oil tank, and the recovery and refilling can be easily performed.

【0013】[0013]

【実施例】以下に本発明による軸受油槽の軸シール装置
の実施例を図5及び図6と同部分には同一符号を付して
示した図1乃至図4を参照して説明する。図1及び図2
は第1の発明による軸受油槽の軸シール装置の実施例を
示したもので、回転機械の回転軸1はスラスト回転板2
を介してスラスト軸受3によって支持されている。この
スラスト軸受3はスラスト軸受スプリング4を介してス
ラスト軸受台5に載置され、このスラスト軸受台5は軸
受ブラケット6に固定されている。回転軸1の側面はガ
イド軸受7によって支承され、このガイド軸受7は軸受
支え8によって支持されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a bearing oil tank shaft seal device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4 in which the same parts as those in FIGS. 1 and 2
Shows an embodiment of a shaft seal device for a bearing oil tank according to the first invention, in which a rotary shaft 1 of a rotary machine is a thrust rotary plate 2
It is supported by the thrust bearing 3 via. The thrust bearing 3 is mounted on a thrust bearing base 5 via a thrust bearing spring 4, and the thrust bearing base 5 is fixed to a bearing bracket 6. The side surface of the rotary shaft 1 is supported by a guide bearing 7, and the guide bearing 7 is supported by a bearing support 8.

【0014】軸受ブラケット6には軸受油筒9が取付け
られ、これらの軸受ブラケット6と軸受油筒9とは軸受
油槽69を構成している。回転軸1とスラスト軸受3と
ガイド軸受7等はこの軸受油槽69内の油中に浸漬され
ている。また、軸受油槽69内には油冷却器10が配置
されている。軸受油槽69の上方には軸受支え8に取付
けられた油槽カバー、即ち静止側油切り11が設置さ
れ、この静止側油切り11には軸シール装置19が支持
され、この軸シール装置19は、図2に示したように互
いに隣接配置された磁性流体軸シール装置20と給気式
軸シール装置21とから構成され、この給気式軸シール
装置21は磁性流体軸シール装置20よりも軸受油槽6
9内部に近い方に位置している。
A bearing oil cylinder 9 is attached to the bearing bracket 6, and the bearing bracket 6 and the bearing oil cylinder 9 constitute a bearing oil tank 69. The rotary shaft 1, the thrust bearing 3, the guide bearing 7, etc. are immersed in the oil in the bearing oil tank 69. Further, the oil cooler 10 is arranged in the bearing oil tank 69. Above the bearing oil tank 69, an oil tank cover attached to the bearing support 8, that is, a stationary side oil drainer 11 is installed, and a shaft seal device 19 is supported by this stationary side oil drainer 11. As shown in FIG. 2, the magnetic fluid shaft seal device 20 and the air supply type shaft seal device 21 are arranged adjacent to each other, and the air supply type shaft seal device 21 has a bearing oil tank more than the magnetic fluid shaft seal device 20. 6
It is located closer to the inside.

【0015】磁性流体軸シール装置20はポールピース
22と永久磁石23と磁性流体24とから構成されてい
る。この磁性流体24は回転軸1の外周面とこれに対向
したポールピース22の端面22aとの間の間隙に充填
されている。給気式軸シール装置21は、磁性流体軸シ
ール装置20に隣接した第1空気室25と、この第1空
気室25に隣接しかつそれに連通した第2空気室26
と、この第2空気室26に隣接しかつそれに連通した第
3空気室27と、第2空気室26に接続された給気管2
8と、第3空気室27に接続された排気管29とから構
成されている。磁性流体24は第1空気室25に隣接す
るポールピース22の一端部22aと回転軸1との間の
間隙をシールしている。
The magnetic fluid shaft seal device 20 comprises a pole piece 22, a permanent magnet 23 and a magnetic fluid 24. The magnetic fluid 24 is filled in the gap between the outer peripheral surface of the rotating shaft 1 and the end surface 22a of the pole piece 22 facing the outer peripheral surface. The air supply type shaft seal device 21 includes a first air chamber 25 adjacent to the magnetic fluid shaft seal device 20 and a second air chamber 26 adjacent to and in communication with the first air chamber 25.
A third air chamber 27 adjacent to and in communication with the second air chamber 26, and an air supply pipe 2 connected to the second air chamber 26.
8 and an exhaust pipe 29 connected to the third air chamber 27. The magnetic fluid 24 seals the gap between the one end 22a of the pole piece 22 adjacent to the first air chamber 25 and the rotary shaft 1.

【0016】次に、この実施例の作用を説明する。給気
管28は軸受油槽69内の雰囲気よりも高圧の空気を第
2空気室26に給気し、この第2空気室26に供給され
た高圧空気は第1空気室25及び第3空気室27に夫々
流入する。磁性流体軸シール装置20は高い気密性を保
持しているので、第1空気室25に流入した高圧空気は
そこに滞留する。このため、給気管28から連続的に供
給される高圧空気は、第2空気室26から主に第3空気
室27に流入することになる。
Next, the operation of this embodiment will be described. The air supply pipe 28 supplies air having a higher pressure than the atmosphere in the bearing oil tank 69 to the second air chamber 26, and the high pressure air supplied to the second air chamber 26 is supplied to the first air chamber 25 and the third air chamber 27. To each of them. Since the magnetic fluid shaft seal device 20 maintains high airtightness, the high pressure air that has flowed into the first air chamber 25 stays there. Therefore, the high-pressure air continuously supplied from the air supply pipe 28 flows from the second air chamber 26 mainly into the third air chamber 27.

【0017】一方、軸受油槽69内からは油や油霧が第
3空気室27に侵入する。この侵入した油や油霧は、第
2空気室26から第3空気室27に流れ込む高圧空気流
のために、第2空気室26には侵入できず、空気流と共
に第3空気室27から排気管29を介して排出される。
この排出された油や油霧は図示を省略された油回収装置
で回収されて再び軸受油槽69内に戻される。こうし
て、軸シール装置19は磁性流体軸シール装置20と給
気式軸シール装置21とによって二重にシールを行うの
で、非常に高いシール効果を得ることができると共に、
給気式軸シール装置21が軸受油槽69内の油や油霧を
遮断し油や油霧が磁性流体軸シール装置20の磁性流体
24に混入することを阻止するため、磁性流体の劣化を
防止することができる。
On the other hand, oil and oil mist enter the third air chamber 27 from the bearing oil tank 69. The oil or oil mist that has entered cannot enter the second air chamber 26 because of the high-pressure air flow that flows into the third air chamber 27 from the second air chamber 26, and exhausts from the third air chamber 27 together with the air flow. It is discharged via the pipe 29.
The discharged oil and oil mist are recovered by an oil recovery device (not shown) and returned to the bearing oil tank 69 again. In this way, the shaft seal device 19 double seals by the magnetic fluid shaft seal device 20 and the air supply type shaft seal device 21, so that a very high sealing effect can be obtained, and
Since the air supply type shaft seal device 21 blocks oil and oil mist in the bearing oil tank 69 and prevents oil and oil mist from mixing with the magnetic fluid 24 of the magnetic fluid shaft seal device 20, deterioration of the magnetic fluid is prevented. can do.

【0018】なお、上記実施例では磁性流体軸シール装
置20のポールピース22と給気式軸シール装置21の
各空気室25、26、27とは単一部品によって一体に
構成されている。しかしながら、磁性流体軸シール装置
20と給気式軸シール装置21とが隣接配置されかつ給
気式軸シール装置21が磁性流体軸シール装置20より
も軸受油槽69の内部側に位置するのであれば、ポール
ピース22と各空気室25、26、27とは別部品によ
って構成することもできる。
In the above embodiment, the pole piece 22 of the magnetic fluid shaft seal device 20 and the air chambers 25, 26 and 27 of the air supply type shaft seal device 21 are integrally formed by a single component. However, if the magnetic fluid shaft seal device 20 and the air supply type shaft seal device 21 are arranged adjacent to each other and the air supply type shaft seal device 21 is located on the inner side of the bearing oil tank 69 than the magnetic fluid shaft seal device 20. The pole piece 22 and each of the air chambers 25, 26, 27 may be formed by separate parts.

【0019】図3は第2の発明による軸受油槽の軸シー
ル装置の実施例を示したもので、回転軸1にはその外周
から水平に輪帯状の水平フランジ部30が突設されてい
る。この水平フランジ部30の水平な上面にはリング状
の凹部31が回転軸1と同心に刻設され、このリング状
の凹部31には磁性流体32が充填されている。ポール
ピース33は輪帯形状で、軸受油槽69の油槽カバー、
即ち油切り34によって回転軸1と同心に支持されてい
る。このポールピース33の一端部33aはリング状の
凹部31内の磁性流体32に浸漬され、他端33bは水
平フランジ部30の水平上面に対向している。なお、磁
性流体32の量は回転軸1の上下振動にも拘らずポール
ピース33の一端部33aが磁性流体32に常時接触す
るように定められている。また、ポールピース33には
輪帯状の永久磁石35が取付けられている。
FIG. 3 shows an embodiment of a shaft seal device for a bearing oil tank according to the second aspect of the present invention, in which a rotary shaft 1 is provided with an annular horizontal flange portion 30 projecting horizontally from the outer periphery thereof. On the horizontal upper surface of the horizontal flange portion 30, a ring-shaped recess 31 is formed concentrically with the rotating shaft 1, and the ring-shaped recess 31 is filled with a magnetic fluid 32. The pole piece 33 has an annular shape and has an oil tank cover of the bearing oil tank 69,
That is, it is supported concentrically with the rotating shaft 1 by the oil drainer 34. One end 33a of the pole piece 33 is immersed in the magnetic fluid 32 in the ring-shaped recess 31, and the other end 33b faces the horizontal upper surface of the horizontal flange portion 30. The amount of the magnetic fluid 32 is set so that the one end 33a of the pole piece 33 is always in contact with the magnetic fluid 32 regardless of the vertical vibration of the rotating shaft 1. A ring-shaped permanent magnet 35 is attached to the pole piece 33.

【0020】次に、この実施例の作用を説明する。永久
磁石35からの磁束36はポールピース33の一端部3
3aと磁性流体32と水平フランジ部30とポールピー
ス33の他端33bとを通って閉磁路を形成する。ポー
ルピース33の一端部33aと水平フランジ部30との
間の間隙は常に磁性流体32によって充填されているた
め、軸受油槽69の内部とその外部37とは完全に遮断
され、軸受油槽69の内部の油や油霧が外部37に飛散
漏出することを確実に阻止する。磁性流体32は水平状
態のリング状の凹部31内に収容されているため、永久
磁石35の劣化等が生じたとしても落下や遠心力による
飛散を起こすことはなく、また保守点検時の磁性流体3
2の回収及び再充填を容易に行うことができる。図4は
第3の発明による軸受油槽の軸シール装置の実施例を示
したもので、軸受油槽69に取付けられた油切り34に
は、回転軸1と同心になるようにリング状のポールピー
ス38が固着されている。このポールピース38の上面
にはリング状の凹部39が回転軸1と同心に刻設され、
このリング状の凹部39には磁性流体32が充填されて
いる。ポールピース38の内周部にはリング状の永久磁
石35が埋設されている。
Next, the operation of this embodiment will be described. The magnetic flux 36 from the permanent magnet 35 is applied to the one end portion 3 of the pole piece 33.
A closed magnetic circuit is formed through 3a, the magnetic fluid 32, the horizontal flange portion 30, and the other end 33b of the pole piece 33. Since the gap between the one end portion 33a of the pole piece 33 and the horizontal flange portion 30 is always filled with the magnetic fluid 32, the inside of the bearing oil tank 69 and the outside 37 thereof are completely cut off, and the inside of the bearing oil tank 69 is completely closed. Surely prevent the oil and oil mist from splashing and leaking to the outside 37. Since the magnetic fluid 32 is housed in the ring-shaped recess 31 in a horizontal state, even if the permanent magnet 35 is deteriorated, it does not drop or scatter due to centrifugal force. Three
It is possible to easily collect and refill 2. FIG. 4 shows an embodiment of a shaft seal device for a bearing oil tank according to the third invention. The oil drainer 34 attached to the bearing oil tank 69 has a ring-shaped pole piece concentric with the rotating shaft 1. 38 is fixed. A ring-shaped recess 39 is concentrically formed with the rotary shaft 1 on the upper surface of the pole piece 38.
The magnetic fluid 32 is filled in the ring-shaped recess 39. A ring-shaped permanent magnet 35 is embedded in the inner peripheral portion of the pole piece 38.

【0021】回転軸1からは輪帯状のフランジ部40が
突出され、このフランジ部40はポールピース38の上
面よりも上方に延在している。フランジ部40の外周端
から下方に垂下部41が垂下し、この垂下部41の下端
はリング状の凹部39の磁性流体32に充分に浸漬され
ている。次に、この第3の発明の実施例の作用を説明す
る。フランジ部40と垂下部41は回転軸1と一体に回
転する。永久磁石35からの磁束36はポールピース3
8の一端38aとフランジ部40と垂下部41と磁性流
体32とを通って閉磁路を形成する。垂下部41の下端
とポールピース38のリング状の凹部39との間の間隙
は常に磁性流体32によって充填されているため、軸受
油槽69の内部とその外部37とは完全に遮断され、軸
受油槽69の内の油や油霧が外部に飛散漏出することを
確実に阻止する。磁性流体32は水平状態のリング状の
凹部39内に収容されているため、永久磁石35の劣化
等が生じたとしても落下したり遠心力による飛散を起こ
すことはなく、また保守点検時の磁性流体32の回収及
び再充填を容易に行うことができる。
A ring-shaped flange portion 40 projects from the rotary shaft 1, and the flange portion 40 extends above the upper surface of the pole piece 38. A hanging portion 41 hangs downward from the outer peripheral end of the flange portion 40, and the lower end of the hanging portion 41 is sufficiently immersed in the magnetic fluid 32 in the ring-shaped recess 39. Next, the operation of the embodiment of the third invention will be described. The flange portion 40 and the hanging portion 41 rotate integrally with the rotating shaft 1. The magnetic flux 36 from the permanent magnet 35 is the pole piece 3
A closed magnetic circuit is formed through one end 38a of No. 8, the flange portion 40, the hanging portion 41, and the magnetic fluid 32. Since the gap between the lower end of the hanging part 41 and the ring-shaped recess 39 of the pole piece 38 is always filled with the magnetic fluid 32, the inside of the bearing oil tank 69 and the outside 37 thereof are completely cut off, and the bearing oil tank It securely prevents the oil and oil mist inside 69 from scattering and leaking to the outside. Since the magnetic fluid 32 is housed in the ring-shaped recess 39 in the horizontal state, even if the permanent magnet 35 is deteriorated, it does not drop or scatter due to centrifugal force, and the magnetic fluid at the time of maintenance and inspection. The fluid 32 can be easily collected and refilled.

【0022】なお、上記実施例は水力発電設備に使用さ
れる立軸回転機械の軸受装置に関するものであった。し
かしながら、本発明は横軸回転機械の軸受装置にも適用
することができ、更には水力発電設備以外の回転機械の
軸受装置にも適用することができる。
The above embodiment relates to the bearing device of the vertical axis rotating machine used in the hydraulic power generation facility. However, the present invention can also be applied to a bearing device for a horizontal axis rotary machine, and further to a bearing device for a rotary machine other than a hydroelectric power generation facility.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本願の第
1の発明によれば、軸シール装置は互いに隣接配置され
た磁性流体軸シール装置と給気式軸シール装置とから構
成され、給気式軸シール装置は磁性流体軸シール装置よ
りも軸受油槽側に位置しているため、磁性流体軸シール
装置と給気式軸シール装置との二重シールによる高いシ
ール効果を得ることができる。更に、軸受油槽内の飛散
油や油霧が磁性流体軸シール装置の磁性流体に混入する
ことを給気式軸シール装置が阻止するので、磁性流体の
劣化を防止することができ、磁性流体軸シール装置の信
頼性を高めかつ長寿命化を図ることができる。
As is apparent from the above description, according to the first invention of the present application, the shaft seal device is composed of the magnetic fluid shaft seal device and the air supply type shaft seal device which are arranged adjacent to each other. Since the pneumatic shaft seal device is located closer to the bearing oil tank than the magnetic fluid shaft seal device, a high sealing effect can be obtained by the double seal of the magnetic fluid shaft seal device and the air supply type shaft seal device. Further, since the air supply type shaft seal device prevents the scattered oil and oil mist in the bearing oil tank from mixing with the magnetic fluid of the magnetic fluid shaft seal device, it is possible to prevent the magnetic fluid from deteriorating. The reliability of the sealing device can be improved and the service life can be extended.

【0024】また、本願の第2の発明によれば、回転軸
に突設された輪帯状の水平フランジ部の水平な上面に、
回転軸と同心になるように円周状に刻設されたリング状
凹部と、このリング状凹部内に充填された磁性流体と、
一端部がリング状凹部内の磁性流体に浸漬されたポール
ピースと、このポールピースを励磁する永久磁石とを具
備するため、磁性流体は軸受油槽の内外に流出すること
がなくなり、更にその回収や再充填を容易に行うことが
できる。従って保守点検が簡単になり短時間で済むた
め、経済性が向上する。本願の第3の発明によれば、磁
性流体はポールピースの水平な上面に刻設されたリング
状の凹部に充填されているため、軸受油槽の内外に流出
することがなくなり、更にその回収や再充填を容易に行
うことができる。従って保守点検が簡単になり短時間で
済むため、経済性が向上する。
Further, according to the second invention of the present application, the horizontal upper surface of the ring-shaped horizontal flange portion projecting from the rotary shaft is provided with:
A ring-shaped recess that is formed in a circumferential shape so as to be concentric with the rotation axis, and a magnetic fluid filled in the ring-shaped recess,
Since the pole piece whose one end is immersed in the magnetic fluid in the ring-shaped recess and the permanent magnet that excites this pole piece are provided, the magnetic fluid does not flow out into and out of the bearing oil tank, and further recovery and Refilling can be done easily. Therefore, maintenance and inspection is simple and can be completed in a short time, thus improving the economical efficiency. According to the third invention of the present application, since the magnetic fluid is filled in the ring-shaped recess engraved on the horizontal upper surface of the pole piece, the magnetic fluid does not flow out into and out of the bearing oil tank, and further recovery and Refilling can be done easily. Therefore, maintenance and inspection is simple and can be completed in a short time, thus improving the economical efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本願の第1発明による軸受油槽の軸シール装置
の一実施例を示した断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a shaft seal device for a bearing oil tank according to the first invention of the present application.

【図2】上記実施例の要部を拡大して示した断面図。FIG. 2 is a sectional view showing an enlarged main part of the embodiment.

【図3】本願の第2発明による軸受油槽の軸シール装置
の一実施例を示した断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a bearing oil tank shaft seal device according to the second invention of the present application.

【図4】本願の第3発明による軸受油槽の軸シール装置
の一実施例を示した断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of a bearing oil tank shaft seal device according to the third invention of the present application.

【図5】従来の給気式軸シール装置を使用した回転機械
の軸受装置を示した断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a bearing device of a rotary machine using a conventional air-supply type shaft seal device.

【図6】従来の磁性流体軸シール装置を使用した回転機
械の軸受装置を示した断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a bearing device of a rotary machine using a conventional magnetic fluid shaft seal device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転機械の回転軸 19 軸シール装置 20 磁性流体軸シール装置 21 給気式軸シール装置 25 第1空気室 26 第2空気室 27 第3空気室 28 給気管 29 排気管 30 水平フランジ部 31 リング状の凹部 32 磁性流体 33 ポールピース 33a ポールピースの一端部 35 永久磁石 38 ポールピース 39 リング状の凹部 40 フランジ部 41 垂下部 69 軸受油槽 DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS 1 rotary shaft of rotary machine 19 shaft seal device 20 magnetic fluid shaft seal device 21 air supply type shaft seal device 25 first air chamber 26 second air chamber 27 third air chamber 28 air supply pipe 29 exhaust pipe 30 horizontal flange portion 31 ring -Shaped recess 32 Magnetic fluid 33 Pole piece 33a One end of pole piece 35 Permanent magnet 38 Pole piece 39 Ring-shaped recess 40 Flange part 41 Hanging part 69 Bearing oil tank

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】軸受油槽内の油中において支承された回転
機械の回転軸をシールする軸受油槽の軸シール装置にお
いて、上記軸シール装置は互いに隣接配置された磁性流
体軸シール装置と給気式軸シール装置とから構成され、
上記給気式軸シール装置は上記磁性流体軸シール装置よ
りも上記軸受油槽側に位置していることを特徴とする軸
受油槽の軸シール装置。
1. A shaft seal device for a bearing oil tank, which seals a rotating shaft of a rotating machine supported in oil in a bearing oil tank, wherein the shaft seal device is a magnetic fluid shaft seal device and an air supply type device arranged adjacent to each other. It consists of a shaft seal device,
A shaft seal device for a bearing oil tank, wherein the air supply type shaft seal device is located closer to the bearing oil tank than the magnetic fluid shaft seal device.
【請求項2】上記給気式軸シール装置は、上記磁性流体
軸シール装置に隣接した第1空気室と、この第1空気室
に隣接しかつ連通した第2空気室と、この第2空気室に
隣接しかつ連通した第3空気室と、上記軸受油槽内の雰
囲気よりも高圧の空気を上記第2空気室に給気する給気
管と、上記第3空気室に接続された排気管とを含むこと
を特徴とする請求項1に記載の軸受油槽の軸シール装
置。
2. The air supply type shaft seal device comprises: a first air chamber adjacent to the magnetic fluid shaft seal device; a second air chamber adjacent to and in communication with the first air chamber; and a second air chamber. A third air chamber adjacent to and in communication with the chamber, an air supply pipe for supplying air having a higher pressure than the atmosphere in the bearing oil tank to the second air chamber, and an exhaust pipe connected to the third air chamber The shaft seal device for a bearing oil tank according to claim 1, comprising:
【請求項3】軸受油槽内の油中において支承された回転
機械の回転軸をシールする軸受油槽の軸シール装置にお
いて、上記回転軸に突設された輪帯状の水平フランジ部
の水平な上面に、上記回転軸と同心になるように円周状
に刻設されたリング状の凹部と、このリング状の凹部内
に充填された磁性流体と、一端部が上記リング状の凹部
内の磁性流体に浸漬されたポールピースと、このポール
ピースを励磁する永久磁石とを具備することを特徴とす
る軸受油槽の軸シール装置。
3. A bearing oil tank shaft seal device for sealing a rotating shaft of a rotary machine supported in oil in a bearing oil tank, wherein a horizontal upper surface of a ring-shaped horizontal flange portion projecting from the rotating shaft is provided. A ring-shaped recess formed in a circumferential shape so as to be concentric with the rotation axis, a magnetic fluid filled in the ring-shaped recess, and a magnetic fluid having one end in the ring-shaped recess A shaft seal device for a bearing oil tank, comprising: a pole piece immersed in a magnetic field; and a permanent magnet for exciting the pole piece.
【請求項4】軸受油槽内の油中において支承された回転
機械の回転軸をシールする軸受油槽の軸シール装置にお
いて、上記回転軸を取囲むように上記軸受油槽に取付け
られたリング状のポールピースと、このポールピースを
励磁する永久磁石と、上記回転軸と同心になるように上
記ポールピースの水平な上面に刻設されたリング状の凹
部と、このリング状の凹部内に充填された磁性流体と、
上記回転軸から突設され上記ポールピースよりも上方に
位置する輪帯状のフランジ部と、上記フランジ部の外周
部から垂下され、下端が上記凹部内の磁性流体に浸漬さ
れた垂下部とを具備することを特徴とする軸受油槽の軸
シール装置。
4. A bearing oil tank shaft seal device for sealing a rotating shaft of a rotating machine supported in oil in a bearing oil tank, wherein a ring-shaped pole mounted on said bearing oil tank so as to surround said rotating shaft. A piece, a permanent magnet for exciting the pole piece, a ring-shaped recess carved in the horizontal upper surface of the pole piece so as to be concentric with the rotation axis, and the ring-shaped recess is filled. Magnetic fluid,
A ring-shaped flange portion protruding from the rotating shaft and located above the pole piece, and a hanging portion that hangs from an outer peripheral portion of the flange portion and a lower end thereof is immersed in the magnetic fluid in the recessed portion. A shaft seal device for a bearing oil tank.
JP5006095A 1992-01-20 1993-01-18 Shaft sealing device of bearing oil tank Pending JPH05263949A (en)

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JP4-7804 1992-01-20
JP780492 1992-01-20

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ID=11675814

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5006095A Pending JPH05263949A (en) 1992-01-20 1993-01-18 Shaft sealing device of bearing oil tank

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