JPH071034B2 - 横軸水車発電設備の軸受冷却装置 - Google Patents
横軸水車発電設備の軸受冷却装置Info
- Publication number
- JPH071034B2 JPH071034B2 JP62178237A JP17823787A JPH071034B2 JP H071034 B2 JPH071034 B2 JP H071034B2 JP 62178237 A JP62178237 A JP 62178237A JP 17823787 A JP17823787 A JP 17823787A JP H071034 B2 JPH071034 B2 JP H071034B2
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- Japan
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- water
- heat
- heat pipe
- water turbine
- bearing
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は横軸水車発電設備における回転軸ヒートパイ
プを用いた軸受冷却装置の構成に関する。
プを用いた軸受冷却装置の構成に関する。
第４図は従来例による横軸水車発電設備におけるジャー
ナル軸受を冷却する回転軸ヒートパイプを用いた軸受冷
却装置の断面図である。図において、１は図示されない
発電機から突出する回転軸で、軸受スタンド４に設けら
れたジャーナル軸受３により片持ち軸支された先端には
水車ランナー５が直結されている。７は封水装置で、水
車ケーシング６からの流水のうち水車ランナー５の裏面
に漏洩する水を封止している。回転軸１のジャーナル軸
受３と水車ランナー５との間は中空とされ、この中空部
に作動液が封入されてジャーナル軸受３側を受熱部2a,
水車ランナー５側を放熱部2bとするヒートパイプが構成
される。
ナル軸受を冷却する回転軸ヒートパイプを用いた軸受冷
却装置の断面図である。図において、１は図示されない
発電機から突出する回転軸で、軸受スタンド４に設けら
れたジャーナル軸受３により片持ち軸支された先端には
水車ランナー５が直結されている。７は封水装置で、水
車ケーシング６からの流水のうち水車ランナー５の裏面
に漏洩する水を封止している。回転軸１のジャーナル軸
受３と水車ランナー５との間は中空とされ、この中空部
に作動液が封入されてジャーナル軸受３側を受熱部2a,
水車ランナー５側を放熱部2bとするヒートパイプが構成
される。
水車が運転状態にあるとき、回転軸１の回転に伴い、ジ
ャーナル軸受３は発熱する。この発生熱はヒートパイプ
受熱部2aに伝熱され、受熱部2aの加熱によりヒートパイ
プ２内の作動液は蒸発して蒸気となり、この部分の蒸気
圧が高められて放熱部2b方向に移動する。この蒸気が放
熱部2bに達すると熱は水車ランナー５を経て水車ケーシ
ング６を流れる水に放出されて凝縮する。凝縮した作動
液は回転軸１の回転による遠心力作用で再び受熱部2bに
戻る。以上のサイクルによりジャーナル軸受３で発生し
た熱は水車ケーシング６を流れる水に放出されジャーナ
ル軸受３の冷却が行なわれる。
ャーナル軸受３は発熱する。この発生熱はヒートパイプ
受熱部2aに伝熱され、受熱部2aの加熱によりヒートパイ
プ２内の作動液は蒸発して蒸気となり、この部分の蒸気
圧が高められて放熱部2b方向に移動する。この蒸気が放
熱部2bに達すると熱は水車ランナー５を経て水車ケーシ
ング６を流れる水に放出されて凝縮する。凝縮した作動
液は回転軸１の回転による遠心力作用で再び受熱部2bに
戻る。以上のサイクルによりジャーナル軸受３で発生し
た熱は水車ケーシング６を流れる水に放出されジャーナ
ル軸受３の冷却が行なわれる。
上述した冷却過程において放熱部2bに達した蒸気熱は回
転軸ヒートパイプ２の内側から通水部分の外側へ熱伝導
により熱を放出する。そのさい回転軸１には大きな回転
力が作用しているのでヒートパイプ２部の肉厚を厚くし
ておく必要がある。しかも横軸水車発電設備の水車ラン
ナー５は前述したようにジャーナル軸受３により片持ち
支持されているため、ヒートパイプ２の放熱部2bの長さ
を十分に長くすることは困難でありヒートパイプ２の凝
縮部位の伝熱面積を広くできない。したがって放熱部2b
における熱放出が不充分となり、たとえば出力500kW以
上のような大形の横軸水車発電設備の軸受冷却用として
は不適であるという問題があった。
転軸ヒートパイプ２の内側から通水部分の外側へ熱伝導
により熱を放出する。そのさい回転軸１には大きな回転
力が作用しているのでヒートパイプ２部の肉厚を厚くし
ておく必要がある。しかも横軸水車発電設備の水車ラン
ナー５は前述したようにジャーナル軸受３により片持ち
支持されているため、ヒートパイプ２の放熱部2bの長さ
を十分に長くすることは困難でありヒートパイプ２の凝
縮部位の伝熱面積を広くできない。したがって放熱部2b
における熱放出が不充分となり、たとえば出力500kW以
上のような大形の横軸水車発電設備の軸受冷却用として
は不適であるという問題があった。
この発明は上述した問題点に鑑み、ヒートパイプ放熱部
の構造を工夫改良することにより軸受で発生した熱を水
車ランナーを経てケーシングを流れる水に放出する一
方、直接回転軸ヒートパイプの外周表面を流れる水に大
部分を放出し、放出時の熱伝導抵抗を低減し、回転軸ヒ
ートパイプ外周表面から流水への熱伝達時の伝熱面を増
大し、対流熱伝導抵抗の低減を図ることを目的とする。
の構造を工夫改良することにより軸受で発生した熱を水
車ランナーを経てケーシングを流れる水に放出する一
方、直接回転軸ヒートパイプの外周表面を流れる水に大
部分を放出し、放出時の熱伝導抵抗を低減し、回転軸ヒ
ートパイプ外周表面から流水への熱伝達時の伝熱面を増
大し、対流熱伝導抵抗の低減を図ることを目的とする。
この発明では上述した目的達成のためヒートパイプ放熱
部の構造は次のようにした。すなわち、水車ケーシング
と封水装置との間のヒートパイプ部分の外周をリングで
包囲し、このリングの内側とヒートパイプ外周との間に
冷却水を流通せしめるとともに前記ヒートパイプの肉厚
部に軸方向の通水溝を複数条設け、この通水溝にも前記
冷却水を流通させるようにした。
部の構造は次のようにした。すなわち、水車ケーシング
と封水装置との間のヒートパイプ部分の外周をリングで
包囲し、このリングの内側とヒートパイプ外周との間に
冷却水を流通せしめるとともに前記ヒートパイプの肉厚
部に軸方向の通水溝を複数条設け、この通水溝にも前記
冷却水を流通させるようにした。
ヒートパイプの肉厚部に複数条の通水溝を設けることに
より熱放出面積が増大し、ヒートパイプ外周と通水溝に
冷却水を流すことによりヒートパイプ放熱部での放熱効
果が向上する。
より熱放出面積が増大し、ヒートパイプ外周と通水溝に
冷却水を流すことによりヒートパイプ放熱部での放熱効
果が向上する。
第１図〜第３図はこの発明の実施例を示すもので、第１
図は横軸水車発電設備におけるジャーナル軸受を冷却す
る回転軸ヒートパイプを用いた軸受冷却装置の断面図、
第２図は第１図における回転軸ヒートパイプ部分の詳細
断面図、第３図は第２図におけるＰ−Ｐ矢視拡大断面図
であり、何れも第４図と同一の部品，個所には同一の符
号を付し説明は省略する。この発明により設けたリング
８は水車ケーシング６と封水装置７の間において、回転
軸１を包囲するように取付けられる。このリング８と回
転軸１とのすきまに直接鉄管からの流水または水車ラン
ナー５背面からの漏水を流すことによりリング部位に対
応する中空部でヒートパイプ放熱部を形成する。この回
転軸ヒートパイプの放熱部外径軸方向に複数条の通水溝
９を設ける。
図は横軸水車発電設備におけるジャーナル軸受を冷却す
る回転軸ヒートパイプを用いた軸受冷却装置の断面図、
第２図は第１図における回転軸ヒートパイプ部分の詳細
断面図、第３図は第２図におけるＰ−Ｐ矢視拡大断面図
であり、何れも第４図と同一の部品，個所には同一の符
号を付し説明は省略する。この発明により設けたリング
８は水車ケーシング６と封水装置７の間において、回転
軸１を包囲するように取付けられる。このリング８と回
転軸１とのすきまに直接鉄管からの流水または水車ラン
ナー５背面からの漏水を流すことによりリング部位に対
応する中空部でヒートパイプ放熱部を形成する。この回
転軸ヒートパイプの放熱部外径軸方向に複数条の通水溝
９を設ける。
上述のように構成したヒートパイプ２において、水車が
運転状態のときジャーナル軸受３に発生した熱はヒート
パイプ受熱部2aに伝わり、受熱部2aが加熱されるとヒー
トパイプの作動液10が蒸発して蒸気11となり圧力が高め
られて放熱部2b方向に移動する。この蒸気11が放熱部2b
に達すると熱の一部は水車ランナー５を経て吸出管を流
れる水に放出されるが、大部分の熱は回転軸ヒートパイ
プ放熱部の外径に設けた通水溝９の内側で凝縮する。そ
のためヒートパイプの凝縮面から放熱部外径軸方向に設
けた通水溝９までの熱伝導距離を最小寸法とし、かつ伝
熱面積を大きくして放熱部の熱抵抗を小さくするように
した。
運転状態のときジャーナル軸受３に発生した熱はヒート
パイプ受熱部2aに伝わり、受熱部2aが加熱されるとヒー
トパイプの作動液10が蒸発して蒸気11となり圧力が高め
られて放熱部2b方向に移動する。この蒸気11が放熱部2b
に達すると熱の一部は水車ランナー５を経て吸出管を流
れる水に放出されるが、大部分の熱は回転軸ヒートパイ
プ放熱部の外径に設けた通水溝９の内側で凝縮する。そ
のためヒートパイプの凝縮面から放熱部外径軸方向に設
けた通水溝９までの熱伝導距離を最小寸法とし、かつ伝
熱面積を大きくして放熱部の熱抵抗を小さくするように
した。
この発明によればヒートパイプ放熱部である水車ランナ
ーと封水装置間のヒートパイプ外周に軸方向に冷却水を
通し得る通水溝を設けることにより、片持ち軸支された
回転軸の強度をほとんど低下させることなく熱伝導距離
を短くし熱伝導抵抗を低減するとともに熱放散外表面積
を大幅に増大し、冷却水の対流熱伝導による熱抵抗を低
減する効果がある。
ーと封水装置間のヒートパイプ外周に軸方向に冷却水を
通し得る通水溝を設けることにより、片持ち軸支された
回転軸の強度をほとんど低下させることなく熱伝導距離
を短くし熱伝導抵抗を低減するとともに熱放散外表面積
を大幅に増大し、冷却水の対流熱伝導による熱抵抗を低
減する効果がある。
第１図は本発明の実施例による横軸水車発電設備の軸受
冷却装置の断面図、第２図は第１図の軸受冷却装置のヒ
ートパイプ部分の詳細断面図、第３図は第２図のＰ−Ｐ
矢視拡大断面図、第４図は従来の横軸水車発電設備の軸
受冷却装置の断面図である。 1:回転軸、2:ヒートパイプ、2a:受熱部、2b:放熱部、3:
ジャーナル軸受、5:水車ランナー、6:水車ケーシング、
7:封水装置、8:リング、9:通水溝、10:作動液、11:蒸
気。
冷却装置の断面図、第２図は第１図の軸受冷却装置のヒ
ートパイプ部分の詳細断面図、第３図は第２図のＰ−Ｐ
矢視拡大断面図、第４図は従来の横軸水車発電設備の軸
受冷却装置の断面図である。 1:回転軸、2:ヒートパイプ、2a:受熱部、2b:放熱部、3:
ジャーナル軸受、5:水車ランナー、6:水車ケーシング、
7:封水装置、8:リング、9:通水溝、10:作動液、11:蒸
気。
Claims (1)
- 【請求項１】横軸発電機から突出している回転軸の途中
にジャーナル軸受を設け片持ち軸支した回転軸の先端を
水車ランナーに直結し、この回転軸のジャーナル軸受と
水車ランナー間を中空にして内部に作動液を封入してヒ
ートパイプを形成し、このヒートパイプの水車ランナー
側端を放熱部に、ジャーナル軸受側を受熱部とするとと
もに水車ランナーを覆う水車ケーシングの裏面側に前記
ヒートパイプを取囲む封水装置を設けた軸受冷却装置に
おいて、水車ケーシングと封水装置との間のヒートパイ
プ部分の外周をリングで包囲し、このリングの内側とヒ
ートパイプ外周との間に冷却水を流通せしめるとともに
前記ヒートパイプの肉厚部に軸方向の通水溝を複数条設
け、この通水溝に前記冷却水を流通させたことを特徴と
する横軸水車発電設備の軸受冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62178237A JPH071034B2 (ja) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | 横軸水車発電設備の軸受冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62178237A JPH071034B2 (ja) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | 横軸水車発電設備の軸受冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6424176A JPS6424176A (en) | 1989-01-26 |
| JPH071034B2 true JPH071034B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=16044990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62178237A Expired - Lifetime JPH071034B2 (ja) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | 横軸水車発電設備の軸受冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071034B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5046920A (en) * | 1989-02-23 | 1991-09-10 | Fuji Electric Co., Ltd. | Bearing cooling system in horizontal shaft water turbine generator |
| CN114381766B (zh) * | 2021-12-31 | 2022-10-18 | 西安泰金工业电化学技术有限公司 | 一种能够有效降低发热量的阴极辊机 |
-
1987
- 1987-07-17 JP JP62178237A patent/JPH071034B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6424176A (en) | 1989-01-26 |
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