JPH0643584Y2 - 回転機器の軸受装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は回転機器の軸受装置に係り、特に軸受部から飛
散した潤滑油ミストおよび油滴の漏洩が少なく、また構
造が簡素でメンテナンスが容易な回転機器の軸受装置に
関する。

（従来の技術） 堅形の水車またはポンプ水車等の回転機器の軸受装置は
一般に第３図に示すように構成される。すなわち軸受装
置は、回転軸１を所定位置に回転自在に保持する軸受２
と、軸受２に供給する潤滑油３を貯留し、軸受２を支持
する軸受支持台４と、上記回転軸用の貫通孔５を備え、
貫通孔５からの潤滑油ミストの漏洩を防止するために軸
受支持台４の上面に装着された軸受カバー６とを備え
る。

また回転軸１の外周には摺動環７が形成され、この摺動
環７は軸受２の表面にライニングされた軸受合金８の表
面に摺接し、回転軸１とともに回転するように構成され
る。また軸受支持台４の内壁面と、摺動環７の内側に配
設された内側軸受油槽９と、両者の中間部に配設された
外側軸受油槽10とで囲まれた環状室Ｂには、潤滑油３が
貯留される。潤滑油３は、摺動環７と軸受合金８との摺
動面に適宜送られ、該部を潤滑するように構成される。

上記環状室Ｂ内には図示は省略するが、潤滑油３を冷却
する冷却装置が配設される。さらに環状室Ｂの上方に
は、軸受２と軸受支持台４と軸受カバー６とで囲まれた
環状室Ｄが形成される。軸受カバー６の貫通孔５には軸
受部で発生した潤滑油ミスト11の漏洩を防止するための
シール装置12が装備されている。

このシール装置12としては、例えば第４図に示すような
ラビリンス式のシール装置が使用される。このシール装
置12は、軸受カバー６の貫通孔５の外周に固定ボルト13
aで固定された油切りカバー14と、油切りカバー14およ
び軸受カバー６のそれぞれの内面に固定ボルト13bによ
って固定された２列のラビリンス片15a,15bとから構成
される。

機器の回転軸１が高速回転すると、第３図に示すように
軸受２の摺動部の上端から矢印方向に多量の潤滑油ミス
ト11（油霧または油煙とも呼ばれる。）が噴出する。噴
出した潤滑油ミスト11の大部分は、環状室Ｄの内壁面に
衝突し凝集し、軸受２に穿設した給排油孔16を通り環状
室Ｂに還流回収される。しかし一部の潤滑油ミスト11お
よび回転軸１の表面に沿って流れる油滴は、回転軸１と
軸受カバー６との間隙部を通り、大気中に流出する場合
が多い。そこで第４図に示すように軸受カバー６にシー
ル装置12を設け、そのラビリンス片15a,15bによって貫
通孔５から流出しようとする油滴や潤滑油ミスト11を掻
き落とし、外部への漏洩を防止するように構成されてい
る。

ところが近年、水力発電所等を新たに建設する場合、そ
の設備コストを低減するため、回転機器の定格回転数を
高め、回転機器の小型化を図ることが強く要請される。
そのため回転軸と軸受との摺動速度が従来より大幅に増
加し、必然的に摺動部から発生する潤滑油ミストも大幅
に増加し、回転軸と軸受カバーとの間隙から大気中に漏
洩するミストが増加し、設備および周辺環境に悪影響を
及ぼすおそれも高くなった。すなわち、ミストの大量流
出は環境汚染の原因となり、特に周辺機器が油滴で汚染
されると、保守点検時に検査員が滑り易くなり、検査作
業の安全性が大幅に低下する。また潤滑油ミストの流出
量が多い場合には軸受油槽に貯留した潤滑油の減少速度
が大きく、頻繁に潤滑油の補給を行なう必要がある等、
機器の保守管理が著しく煩雑になる問題点がある。

そのため潤滑油ミストの漏洩をより効果的に防止するた
めのシール装置が第５図および第６図に示すように開発
実用化されている。

すなわち第５図に示すパッキン方式のシール装置12a
は、軸受カバー６に油切りカバー14を固定ボルト13aで
取付け、軸受カバー６と油切りカバー14との間隙部に、
例えばフェルト、樹脂、ゴム等のパッキン材17を充填
し、パッキン材17を回転軸１表面に摺動自在に配置した
ものである。

軸受カバー６の貫通孔５を通過しようとする油滴や潤滑
油ミスト11はパッキン材17によって捕獲され外部に漏洩
することが防止される。

また第６図に示すようにラビリンス片にシール用空気を
供給する方式を採用するシール装置12bもある。このシ
ール装置12bは、軸受カバー６に固定ボルト13aによって
固定されたシールハウジング18を有する。このシールハ
ウジング18の回転軸対向面には複数のラビリンス19a,19
b,19cがそれぞれ配設されており、ラビリンス19a,19b間
に環状室Ｇが形成されるとともにラビリンス19b,19c間
には環状室Ｈが形成される。また大気側に隣接する環状
室Ｇにシールガスとしての空気を供給する一方、環状室
Ｈから排気管を経由してエアブリーザ機構を有する油溜
め等に空気を排出する空気給排装置（図示せず）が設け
られる。さらにシールハウジング18の頂部には、２重に
積層したファイバーパッキン20が固定ボルト13cによっ
て固定される。

回転軸１表面を伝わって移動する油滴や貫通孔５を通り
大気側に流出しようとする潤滑油ミスト11は、ラビリン
ス19a〜19cによって阻止されるとともに環状室G,Hを流
通するシール用空気によって環状室G,H内に流入するこ
とが阻止される。したがって油滴や潤滑油ミスト11の漏
洩が効果的に阻止される。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら第３図および第４図に示すようなラビリン
ス片によって漏洩を防止しようとする軸受装置において
は、ラビリンス片の減耗が著しいため、潤滑油ミストの
漏洩を長期間にわたり完全に防止することは困難であ
る。

一方第５図に示すようなパッキン材を装着した軸受装置
においても、パッキン材が回転軸に接触するため、パッ
キン材の摩耗が著しくパッキン材を高頻度で交換する必
要がある。またパッキン材として耐摩耗性に優れた硬質
材料を使用した場合には、回転軸との摩擦による発熱に
よってパッキン材の高温劣化が起こるとともに、局部加
熱による回転軸の曲りや曲りに伴う回転部と静止部との
接触が発生するおそれが高くなり、さらに接触によって
回転機器に振動が発生し励振作用によって機器の損傷事
故が誘発される可能性もある。

さらに第６図に示すようにラビリンスとシール用空気給
排装置を併用した軸受装置においては、シール部の全長
が長くなり、さらに複雑な構成を有し製造コストが高い
空気給排装置を装備する必要があるため、設備費用が増
大し、またラビリンスの交換等の保守管理作業が煩雑に
なる問題点があった。

本考案は上記の問題点を解決するためになされたもので
あり、簡素な構造で潤滑油ミストの漏洩をより効果的に
防止することが可能であり、シール部の保守管理が極め
て容易な回転機器の軸受装置を提供することを目的とす
る。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本考案は回転軸を回転自在に保
持する軸受と、軸受に供給する潤滑油を貯留し軸受を支
持する軸受支持台と、上記回転軸用の貫通孔を備え、貫
通孔からの潤滑油ミストの漏洩を防止するために軸受支
持台に装着された軸受カバーとを有する回転機器の軸受
装置において、上記回転軸が軸受カバーを貫通する位置
において回転軸を縮径せしめて段部を形成する一方、軸
受カバーの貫通孔の内周に、上記段部に対向する環状室
を形成するとともに、上記環状室を形成する下部周壁に
排油孔を穿設したことを特徴とする。

（作用） 上記構成に係る回転機器の軸受装置によれば、環状室の
下部周壁と回転軸との間隙部を通り大気側へ漏洩しよう
とする潤滑油ミストは、段部において環状室内方向へ曲
げられ、さらに内壁に衝突して凝集して油滴となる。油
滴は排油孔を通り、潤滑油貯留槽等に還流される。

また回転軸と環状室の下部周壁との間を通過する際に潤
滑油ミストが凝集した場合は、回転軸の段部に油滴が蓄
積された後に、その油滴が遠心力によって環状室の内壁
面方向に飛ばされる。内壁面に衝突した油滴は下方に流
れ排油孔を通り、同様に潤滑油貯留槽等に還流される。

すなわち本考案に係る回転機器の軸受装置によれば、回
転軸を縮径して段部を形成しているため、段部に沿って
環状室内に流入し外部に流出しようとする潤滑油ミスト
は環状室の天井壁および側壁に付着するため、縮径した
回転軸と環状室の天井壁との間隙を通り潤滑油ミストが
外部に漏洩することを効果的に防止することができる。

そのため従来のように回転軸と軸受カバーとの間にラビ
リンスやパッキン材を介装する必要がなく、本考案では
非接触状態で効果的なシール機能を果すことが可能とな
り、シール部の構造が極めて簡素化される。そのため安
価に製作することが可能となる上にシール材の交換等が
なく保守管理作業を大幅に簡素化することができる。

（実施例） 次に本考案の一実施例について添付図面を参照して説明
する。第１図は本考案に係る回転機器の軸受装置の一実
施例を示す断面図、第２図は要部の拡大断面図である。
なお第３図〜第６図に示す従来例と同一要素には同一符
号を付してその重複する説明は省略する。

すなわち本実施例に係る回転機器の軸受装置は、回転軸
1aを回転自在に保持する軸受２と、軸受２に供給する潤
滑油３を貯留し軸受２を支持する軸受支持台４と、上記
回転軸用の貫通孔５を備え、貫通孔５からの潤滑油ミス
トの漏洩を防止するために軸受支持台に装着された軸受
カバー6aとを有する回転機器の軸受装置において、上記
回転軸1aが軸受カバー6aを貫通する位置において回転軸
1aを縮径せしめて段部21を形成する一方、軸受カバー6a
の貫通孔５の内周に、上記段部21に対向する環状室Ｆを
形成するとともに、上記環状室Ｆを形成する下部周壁22
に排油孔23を穿設して構成される。

また段部21に対向する環状室Ｆは、軸受カバー6aの貫通
孔５の内周の上下方向にそれぞれ上部周壁24および下部
周壁22を一体に溶接して形成される。したがって上部周
壁24の貫通孔5aは下部周壁22の貫通孔５より小さくな
る。下部周壁22および上部周壁24は微小なギャップを保
持して回転軸1aに相対するように構成される。

第１図に示すように回転機器の回転軸1aが高速回転する
と、軸受２の摺動部上端から矢印で示すように多量の潤
滑油ミスト11が噴出する。噴出した潤滑油ミスト11の大
部分は軸受２に穿設した給排油孔16を通り環状室Ｂに回
収される。

一方一部の潤滑油ミスト11は軸受カバー6aと回転軸1aと
の間隙部へ流入し外部に流出しようとする。しかし第２
図に示すように間隙部に流入した潤滑油ミスト11は段部
21に到達したときに環状室Ｆの壁面方向に飛ばされる。
そして飛ばされた潤滑油ミスト11は環状室Ｆの内壁面に
衝突し油滴となって流下し、排油孔23を通り、環状室Ｄ
に流れ、さらに最終的に第１図に示すように給排油孔16
を通り潤滑油３を貯留する環状室Ｂに還流される。

また回転軸1aと下部周壁22との間隙部を通過する際に凝
集して生成した油滴や、回転軸1aの下方からその表面を
伝わって上方に流れてきた油滴は段部21に到達した後に
遠心力によって環状室Ｆの内壁方向に飛ばされて壁面に
付着し凝集して、同様に排油孔23を通り環状室Ｄに至
り、さらに給排油孔16を経て、潤滑油３を貯留する環状
室Ｂに回収される。

このように本実施例の軸受装置によれば、回転軸1aと下
部周壁22との間隙から環状室Ｆ内に流入した潤滑油のミ
ストや油滴は回転軸1aの段部21において遠心力を受け環
状室Ｆの上部周壁24や側壁に付着する。そのため回転軸
1aと上部周壁24との間隙部からミスト等が流出するおそ
れはなく、大気中への漏洩を効果的に防止することがで
きる。

また従来のように油切りカバーと軸受カバーとをボルト
等の締結具を使用して一体化し環状室Ｆを形成する構造
とは異なり、本実施例においては予め軸受カバー6aに溶
接接合等によって一体化し、かつシール材としてラビリ
ンスパッキン材等を使用していないため、構造が極めて
簡単であり、製作コストを低減することができる。また
シール材の交換等の保守作業がなくなるため、回転機器
全体のメンテナンスも極めて容易になるなど多くの効果
を発揮する。

〔考案の効果〕

以上説明の通り本考案に係る回転機器の軸受装置によれ
ば、回転軸を縮径して段部を形成しているため、段部に
沿って環状室内に流入し外部に流出しようとする潤滑油
ミストは環状室の天井壁および側壁に付着するため、縮
径した回転軸と環状室の天井壁との間隙を通り潤滑油ミ
ストが外部に漏洩することを効果的に防止することがで
きる。

そのため従来のように回転軸と軸受カバーとの間にラビ
リンスやパッキン材を介装する必要がなく、本考案では
非接触状態で効果的なシール機能を果すことが可能とな
る。したがってシール部の構造が極めて簡素化され、安
価に製作することが可能となる上にシール材の交換等が
なく保守管理作業を大幅に簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る回転機器の軸受装置の一実施例を
示す断面図、第２図は第１図におけるII部の拡大断面
図、第３図は従来の軸受装置の構成例を示す断面図、第
４図は第３図におけるIV部拡大断面図、第５図は軸受カ
バーの他の構成例を示す断面図、第６図は軸受カバーの
その他の構成例を示す断面図である。 1,1a……回転軸、２……軸受、３……潤滑油、４……軸
受支持台、5,5a……貫通孔、6,6a……軸受カバー、７…
…摺動環、８……軸受合金、９……内側軸受油槽、10…
…外側軸受油槽、11……潤滑油ミスト、12,12a,12b……
シール装置、13,13a,13b……固定ボルト、14……油切り
カバー、15a,15b……ラビリンス片、16……給排油孔、1
7……パッキン材、18……シールハウジング、19a,19b,1
9c……ラビリンス、20……ファイバパッキン、21……段
部、22……下部周壁、23……排油孔、24……上部周壁、
B,D,G,H,F……環状室。

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保持する軸受と、軸受
   に供給する潤滑油を貯留し軸受を支持する軸受支持台
   と、上記回転軸用の貫通孔を備え、貫通孔からの潤滑油
   ミストの漏洩を防止するために軸受支持台に装着された
   軸受カバーとを有する回転機器の軸受装置において、上
   記回転軸が軸受カバーを貫通する位置において回転軸を
   縮径せしめて段部を形成する一方、軸受カバーの貫通孔
   の内周に、上記段部に対向する環状室を形成するととも
   に、上記環状室を形成する下部周壁に排油孔を穿設した
   ことを特徴とする回転機器の軸受装置。