JPH0721929Y2 - 横軸型回転機の軸受冷却装置 - Google Patents

横軸型回転機の軸受冷却装置

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JPH0721929Y2
JPH0721929Y2 JP14079588U JP14079588U JPH0721929Y2 JP H0721929 Y2 JPH0721929 Y2 JP H0721929Y2 JP 14079588 U JP14079588 U JP 14079588U JP 14079588 U JP14079588 U JP 14079588U JP H0721929 Y2 JPH0721929 Y2 JP H0721929Y2
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JP
Japan
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oil
bearing
cooling device
rotating machine
horizontal shaft
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陽一 春木
桂一郎 芝野
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Nippon Koei Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この考案は水力発電用水車、発電機のような回転機の分
野で利用され、特に横軸型回転機の軸受冷却装置に関す
る。
(従来の技術) 従来より主軸を軸受で回動自在に支承し、一室より成る
油槽内の潤滑油中へヒートパイプの受熱部を設置すると
ともにヒートパイプの放熱部を油槽外へ導出し、ヒート
パイプで冷却された潤滑油を軸受面へ給油して冷却する
横軸型回転機の軸受冷却装置が知られている。
(考案が解決しようとする問題点) 前記従来例の場合、軸受面へ給油した後の加熱油は油槽
内へ回収されるが、油槽が一室であるため、油槽内は自
然対流となり、どの位置のヒートパイプの受熱部へも潤
滑油が確実かつ迅速に流れるわけにはいかず、受熱部へ
の熱伝達率が低く、ヒートパイプの受熱効果が小さく、
しかも従来例では潤滑油を段階的に下げることが困難で
あるため、低温の潤滑油を供給しにくく、軸受の温度特
性が不安定である。
(問題点を解決するための手段) この考案はこれらの不都合を解消するもので、すなわち
主軸1を軸受2で回動自在に支承し、油槽4内の潤滑油
5中へヒートパイプ6の受熱部60を設置するとともにヒ
ートパイプ6の放熱部61を油槽4外へ導出し、ヒートパ
イプ6で冷却された潤滑油5を軸受面2aへ給油して冷却
する横軸型回転機の軸受冷却装置において、油槽4内へ
仕切板7を設けて循環路40と油溜り41とを形成し、しか
も循環路40の終端40bを油溜り41へ連通し、ヒートパイ
プ6の受熱部60を循環路40に沿って複数個、並設し、軸
受面2aへ給油する油通過空間3を軸受2へ形成し、軸受
面2aの流出一端部2bを循環路40の始端40a側へ設け、軸
受面2aの流出他端部2b′をオイルシール25で密封し、一
端が油溜り41へ開口するとともに他端が主軸1の鍔部10
の外周面へ通じる油吸入孔20と、一端が鍔部10の外周面
へ通じるとともに他端が油通過空間3へ開口する油吐出
孔21とを軸受2へ設け、油通過空間3を排油路22を介し
て循環路40の始端40aへ連通したことを特徴とするもの
である。
(実施例) 実施例は水力発電の水車用のものであり、軸受本体23へ
鍔受リング24を固着して軸受2を形成し、主軸1を軸受
本体23で、主軸1へ固着した鍔部10を鍔受リング24で回
動自在に支承し、第2図示のように軸受2内の鍔部10位
置へ油通過空間3を形成する。この油通過空間3は軸受
面2aへ潤滑油5を給油するとともに後述の排油孔22aへ
潤滑油5を送油するためのものである。第1図示のよう
に軸受本体23、鍔受リング24へ連続して油吸入孔20を穿
ち、油吸入孔20の一端を後述の油溜り41へ開口するとと
もに他端を鍔部10の外周面へ開口し、また一端を鍔部10
の外周面へ開口した油吐出孔21を鍔受リング24より軸受
本体23へ連続して導出し、しかも第2図の鎖線で示すよ
うに油吐出孔21を軸受本体23内で分岐し、分岐他端を油
通過空間3へ開口し、起動時用のオイルリング11を油通
過空間3より離間して主軸1へ巻掛けする。油槽4内へ
仕切板7を取り付けて潤滑油5の循環路40と油溜り41と
を形成し、さらに具体的には仕切板7は仕切構成板71、
71、72a、72a′、72bとより成り、第1図のように仕切
構成板71、71の各上端を軸受2へ、各下端を油槽4の底
板43へ固定して中央列を油溜り41に、外列を循環路40、
40にし、第4図示のように上端aが潤滑油5の油面より
高く、下端bが油槽4の底板43より離間する仕切構成板
72a、72a′と、上端aが潤滑油5の油面より低く、下端
bが底板43へ接する仕切構成板72bとを各循環路40へ互
い違いに取り付ける。なお肉厚の仕切構成板72aの下端
のうち油溜り41内に位置する個所B(第2図示)は底板
43へ当接させる。そして各仕切構成板71の右端(第2図
において)へ切欠き73を形成して各循環路40の終端40b
と油溜り41とを連通する。また各循環路40の潤滑油5中
へ複数個のヒートパイプ6、6、6…を上下左右に並設
し、さらに具体的には仕切構成板71、72a、72a′、72b
により形成された室4a、4b、4c、4d内へ受熱フィンより
成る受熱部60、60、60…を設置し、油槽4の側板42、42
外へ放熱フィンより成る放熱部61、61、61…を導出す
る。また油溜り41内へ油導パイプ70を立設し、油導パイ
プ70の開口上端を油吸入孔20の真下へ接近させるととも
に開口下端を底板43より離間し、さらに第2図示のよう
に軸受面2aの流出一端部2bを室4a′の上方へ臨ませ、流
出他端部2b′をオイルシール25で密封し、軸受2内へ穿
った排油孔22aと、一端を排油孔22aへ接続した排油パイ
プ22bとをもって排油路22を形成し、排油孔22aの一端を
油通過空間3へ連通し、排油パイプ22bの他端を第3図
示のように分岐するとともに分岐他端を循環路40、40の
始端である室4a、4aへ接続する。また第1・3図示のよ
うに油槽4の側板42、42、底板43の外周を風胴9で取り
囲んで各ヒートパイプ6の放熱部61を覆い、風胴9の吹
出口91を上方へ形成し、風胴9の吹込口90へ電動ファン
8を設置し、軸受2内へ軸受2の温度を検出する温度セ
ンサー80を設置し、温度センサー80へ温度制御器81を接
続し、温度制御器81へ電動ファン8のモータMを接続
し、設定温度に応じて温度制御器81により電動ファン8
のモータMのオン・オフを制御する。なお温度センサー
80は第1図鎖線で示すように潤滑油5中へ設置してもよ
い。
ここに主軸1が第1図矢印方向へ回動すると主軸1と一
体の鍔部10も回動する。鍔部10の外周面には油吸入孔2
0、油吐出孔21が通じているので、鍔部10の回動により
粘性ポンプ作用が生じ、油溜り41に立設した油導パイプ
70内の潤滑油5は油吸入孔20へ吸い込まれ、鍔部10の外
周に沿って第1図矢印のように回動して運ばれ、油吐出
孔21より第2図示の油通過空間3へ吐出される。ここで
潤滑油5は軸受面2aへ給油され、軸受2を冷却する。主
軸1と軸受2との摩擦摺動により加熱された潤滑油5は
流出他端部2b′がオイルシール25で密封されているの
で、流出一端部2bより室4a′へ入る。ここに第2図示の
ように仕切構成板71の上端71′は油面より低いので、潤
滑油5はオーバーフローして第3図示の室4a、4aへ入
る。また第2図示の油通過空間3内の潤滑油5の一部は
排油孔22a、排油パイプ22bを経て第3・4図示の室4a、
4aへ入る。第4図示のように各室4aの潤滑油5は仕切構
成板72aの各下端離間部より室4bへ入り、仕切構成板72b
の上端をオーバーフローして室4cへ入り、仕切構成板72
a′の下端離間部より室4dへ入り、切欠き73より第3図
示のように油溜り41へ入り、第1図示のように油導パイ
プ70の開口下端より開口上端を経て再び油吸入孔20へ吸
い込まれ循環する。なお潤滑油5が循環路40、40の各室
4a、4b、4c、4dを循環中にヒートパイプ6、6、6…の
各受熱部60を加熱すると、ヒートパイプ6内の作動流体
が蒸発して放熱部61へ移動する。一方、軸受2若しくは
潤滑油5の温度が設定温度を越えると温度センサー80、
温度制御器81を介して電動ファン8が駆動し、外気の冷
却風を風胴9内へ送り込む。ここに放熱部61および風胴
9で取り囲まれている油槽4の外周は冷却風を受ける。
放熱部61の冷却により各ヒートパイプ6の作動流体は凝
縮され、凝縮した作動流体はヒートパイプ6のウイック
内部を移動して受熱部60へ戻り、再び蒸発する。この繰
り返しにより潤滑油5が冷却され、しかも油槽4の側板
42、42も冷却風を受け、油槽4の表面からの放熱も促進
される。そして軸受2若しくは潤滑油5が設定温度以下
に下降するとモータMがオフとなり送風が停止する。こ
のように、この実施例では電動ファン8の自動運転、停
止が可能であり、消費電力量を最小限にすることがで
き、しかもこの実施例を設置した室内の温度が低い時期
には電動ファン8を停止し、強制空冷しなくてもよい。
なお、主軸1の起動時に第2図示の油通過空間3より離
間した軸受面へ潤滑油5が達するのに時間を要し、焼付
けをおこすおそれがある。ここにこの実施例では油通過
空間3より離間した位置へオイルリング11を巻掛けした
ので、当該離間位置の軸受面へも直ちに給油され、起動
時における焼付けを防止できる。
(考案の効果) この考案は軸受面へ給油した後の加熱油が循環路の始端
へ戻るとともに粘性ポンプ作用により強制循環された潤
滑油も循環路の始端へ戻り、しかも循環路に沿って複数
個のヒートパイプの受熱部が並設してあるので、潤滑油
は全てのヒートパイプの受熱部へ大きい流速により確実
に流れていき、ヒートパイプの受熱効果は大となり、ま
た潤滑油は段階的に冷却されて油溜りへ蓄えられるの
で、常に軸受へ冷却油を給油でき、過度的な運転状態に
おいても軸受温度の急激な上昇を防止でき、軸受の温度
特性の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
図はこの考案の実施例を示すもので、第1図は断面図、
第2図はA−A断面図、第3図は油槽の横断平面図、第
4図は油槽のB−B断面図である。 1……主軸、2……軸受 2a……軸受面、2b……流出一端部 2b′……流出他端部、3……油通過空間 4……油槽、5……潤滑油 6……ヒートパイプ、7……仕切板 8……電動ファン、9……風胴 10……鍔部、11……オイルリング 20……油吸入孔、21……油吐出孔 22……排油路、22a……排油孔 22b……排油パイプ、23……軸受本体 24……鍔受リング、25……オイルシール 40……循環路、40a……始端 40b……終端、41……油溜り 42……側板、43……底板 60……受熱部、61……放熱部 70……油導パイプ 71、72a、72a′、72b……仕切構成板 73……切欠き、80……温度センサー 81……温度制御器、a……上端 b……下端、M……モータ

Claims (11)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】主軸1を軸受2で回動自在に支承し、油槽
    4内の潤滑油5中へヒートパイプ6の受熱部60を設置す
    るとともにヒートパイプ6の放熱部61を油槽4外へ導出
    し、ヒートパイプ6で冷却された潤滑油5を軸受面2aへ
    給油して冷却する横軸型回転機の軸受冷却装置におい
    て、油槽4内へ仕切板7を設けて循環路40と油溜り41と
    を形成し、しかも循環路40の終端40bを油溜り41へ連通
    し、ヒートパイプ6の受熱部60を循環路40に沿って複数
    個、並設し、軸受面2aへ給油する油通過空間3を軸受2
    へ形成し、軸受面2aの流出一端部2bを循環路40の始端40
    a側へ設け、軸受面2aの流出他端部2b′をオイルシール2
    5で密封し、一端が油溜り41へ開口するとともに他端が
    主軸1の鍔部10の外周面へ通じる油吸入孔20と、一端が
    鍔部10の外周面へ通じるとともに他端が油通過空間3へ
    開口する油吐出孔21とを軸受2へ設け、油通過空間3を
    排油路22を介して循環路40の始端40aへ連通したことを
    特徴とする横軸型回転機の軸受冷却装置。
  2. 【請求項2】電動ファン8による送風を導く風胴9を油
    槽4の側板42、42の外面に沿って形成し、側板42、42外
    へ導出したヒートパイプ6の放熱部61を風胴9で覆った
    請求項1記載の横軸型回転機の軸受冷却装置。
  3. 【請求項3】軸受2内へ軸受2の温度を検出する温度セ
    ンサー80を設置し、温度センサー80へ温度制御器81を接
    続し、温度制御器81へ電動ファン8のモータMを接続
    し、設定温度に応じて温度制御器81により電動ファン8
    のモータMのオン・オフを制御した請求項2記載の横軸
    型回転機の軸受冷却装置。
  4. 【請求項4】潤滑油5中へ潤滑油5の温度を検出する温
    度センサー80を設置し、温度センサー80へ温度制御器81
    を接続し、温度制御器81へ電動ファン8のモータMを接
    続し、設定温度に応じて温度制御器81により電動ファン
    8のモータMのオン・オフを制御した請求項2記載の横
    軸型回転機の軸受冷却装置。
  5. 【請求項5】オイルリング11を油通過空間3より離間し
    て主軸1へ巻掛けした請求項1記載の横軸型回転機の軸
    受冷却装置。
  6. 【請求項6】油導パイプ70を油溜り41内へ立設し、油導
    パイプ70の開口上端を油吸入孔20の真下へ接近させると
    ともに油導パイプ70の開口下端を油槽4の底板43より離
    間して設置した請求項1記載の横軸型回転機の軸受冷却
    装置。
  7. 【請求項7】ヒートパイプ6の受熱部60を循環路40内へ
    上下左右に複数個、並設した請求項1記載の横軸型回転
    機の軸受冷却装置。
  8. 【請求項8】循環路40の終端40bへ油溜り41に通じる切
    欠き73を形成して循環路40と油溜り41とを連通した請求
    項1記載の横軸型回転機の軸受冷却装置。
  9. 【請求項9】仕切板7を構成する複数の仕切構成板71、
    71により油槽4を複数列に仕切り、中央列を油溜り41
    に、外列を複数の循環路40、40に形成した請求項1記載
    の横軸型回転機の軸受冷却装置。
  10. 【請求項10】上端aが潤滑油5の油面より高く、下端
    bが油槽4の底板43より離間する仕切構成板72a、72a′
    と、上端aが潤滑油5の油面より低く、下端bが底板43
    へ接する仕切構成板72bとを循環路40へ互い違いに取り
    付けた請求項1または9記載の横軸型回転機の軸受冷却
    装置。
  11. 【請求項11】排油路22を軸受2へ穿設した排油孔22a
    と、一端が排油孔22aに接続するとともに他端が分岐し
    た排油パイプ22bとで形成し、排油パイプ22bの分岐他端
    を複数の循環路40、40の始端40aへ接続した請求項9記
    載の横軸型回転機の軸受冷却装置。
JP14079588U 1988-10-27 1988-10-27 横軸型回転機の軸受冷却装置 Expired - Lifetime JPH0721929Y2 (ja)

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JPH0260716U JPH0260716U (ja) 1990-05-07
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JP4625366B2 (ja) * 2005-05-10 2011-02-02 三菱重工業株式会社 立軸水車の軸受冷却装置
JP5295276B2 (ja) * 2011-01-19 2013-09-18 中国電力株式会社 ジャーナル軸受装置
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