JPH10266810A - タービン軸受台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オイルサイトにおいて、軸受から排出される
潤滑油の温度及び性状の正確な監視を確保する。 【解決手段】 タービン軸受台は、タービン軸１を支持
する軸受４と、タービン軸１に取付けられた歯車３と、
軸受４及び歯車３を収納する軸受箱６とを備えている。
軸受箱６の歯車側７において、歯車３の下側回転方向Ｒ
とは反対の側に、排油本管１０が設けられ、その反対側
には、点検窓１３と温度計測手段１４とを有するオイル
サイト１５が設けられている。軸受４から排出された潤
滑油は、その一部が点検用排油管１１からオイルサイト
１５内に流入し、その他が軸受側８に排出され、共に歯
車側７に流入して排油本管１０から外部に排出されるよ
うになっている。歯車３の下側の外周部３０を覆う歯車
カバー２０を設けることで、歯車３の回転に伴う、軸受
箱６内の空気の温度上昇の緩和と、空気流による排油本
管１０側への潤滑油の流れの滞りとを防止している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービン等の
タービン軸を支持するための軸受と、タービン軸に取付
けられた歯車と、これらを収納するとともに軸受から排
出される潤滑油を集積するための軸受箱とを備えたター
ビン軸受台に係り、とりわけ、軸受から排出される潤滑
油の温度及び性状の監視を正確に行うための構造の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来のタービン軸受台の例を
示す図である。図１０において、タービン軸受台は、タ
ービン軸１を支持するための軸受４（図１０（ａ）参
照）と、タービン軸１に取付けられた歯車３と、これら
の軸受４と歯車３とを収納する軸受箱６とを備えてい
る。なお、図１０には、軸受箱６の下半部のみが示され
ている。また、符号２で示すのは、図示しない発電機に
連結される発電機軸である。

【０００３】また、図１０（ａ）に示すように、上記軸
受４には、軸受４に潤滑油を供給するための給油管５
と、軸受４から潤滑油を排出するための排油管１６とが
接続されている。このうち排油管１６は、オーバーフロ
ー管１７と点検用排油管１１とに分岐している。ここ
で、上記軸受箱６は、内部が仕切板９によって歯車側７
と軸受側８とに仕切られている。そして、上記オーバー
フロー管１７から軸受箱６の軸受側８内に排出され、そ
の底部に集積された潤滑油が、仕切板９の底部に形成さ
れた一対の流通穴９０を通って軸受箱６の歯車側７内に
流入するようになっている。

【０００４】次に、軸受箱６の歯車側７において、歯車
３の下側の回転方向Ｒ（図１０（ｂ）参照）とは反対側
の側面６０の底部に、軸受箱６内に集積された潤滑油を
外部へ排出するための排油本管１０が設けられている。
また、この排油本管１０が設けられているのとは反対側
の側面６２に、外方へ突出するオイルサイト１５が設け
られている。

【０００５】このオイルサイト１５は、図１０（ｂ）に
示すように、軸受箱６の歯車側７内と連通するととも
に、潤滑油の性状を点検するための透明な点検窓１３
と、潤滑油の温度を計測するための熱電対等の温度計測
手段１４とを有している。そして、軸受４から排出され
た潤滑油の一部が、上記点検用排油管１１の終端部から
一旦オイルサイト１５内に流入した後、歯車側７内に流
出し、軸受側８から流入した潤滑油とともに、排油本管
１０から外部に排出されるようになっている。

【０００６】ここで、蒸気タービン等のタービンにおい
ては通常、毎分１５００〜３６００回転、或いはそれ以
上の高速で回転するため、軸受４の回転摩擦によって潤
滑油の温度が上昇する。このため、タービン運転条件の
制限値の一つとして、軸受４から排出される潤滑油の温
度を、上記オイルサイト１５の温度計測手段１４によっ
て測定し、その温度が上限値を超えた場合、軸受４等に
何らかの異常が発生したものと考え、機器の保護又は点
検のためにタービンの運転負荷の低減又は運転停止等の
措置をとるようにしている。また、上記オイルサイト１
５の点検窓１３によって、軸受４から排出された潤滑油
の性状も併せて監視されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したようなタービ
ン軸受台には、以下のような問題点がある。すなわち、
タービン軸１の回転に伴って歯車３も高速回転するた
め、主に歯車３の外周部分（歯の部分）３０と空気との
回転摩擦（風損）によって、軸受箱６の歯車側７内の空
気温度が上昇する。また、軸受箱６の歯車側７内部にお
いて、歯車３の下側回転方向Ｒに誘起される空気流れの
影響で、排油本管側１０へ向かう潤滑油の流れが滞りや
すくなる。このため、軸受箱６の歯車側７内部におい
て、潤滑油が比較的長い間高温の空気に晒されるため、
その温度が上昇してしまう。

【０００８】そして、上記のような潤滑油の滞留によっ
て、軸受箱６の歯車側７内の潤滑油の油面高さがオイル
サイト１５まで達し、オイルサイト１５内に歯車側７内
の潤滑油が充満するような事態も起こりうる。このよう
な場合、点検窓１３からの潤滑油の性状確認が困難にな
るとともに、点検用排油管１１からの潤滑油よりも高温
となった歯車側７内の潤滑油の混入によって、温度計測
手段１４による排油温度の計測値も著しく不正確なもの
となる。

【０００９】従って、軸受４から排出される潤滑油の温
度・性状の監視の信頼性が損なわれ、必要以上にタービ
ンの運転負荷の低減又は運転停止等が行われることにも
つながる。このことにより、例えば、蒸気タービンによ
る発電プラントにおいては、電力の安定供給が損なわれ
るようなことにもなる。

【００１０】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、オイルサイトにおいて、軸受から排出さ
れる潤滑油の温度及び性状の正確な監視を確保できるよ
うなタービン軸受台を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の手段は、タービン
軸を支持するための軸受と、前記タービン軸に取付けら
れた歯車と、前記軸受に潤滑油を供給するための給油管
と、前記軸受と前記歯車とを収納するとともに、前記軸
受から排出される潤滑油をその底部に集積するための軸
受箱と、前記歯車の下側回転方向とは反対の側におい
て、前記軸受箱の側面下部に設けられ、前記軸受箱内に
集積された潤滑油を外部へ排出するための排油本管と、
この排油本管とは反対の側において、前記軸受箱の側面
に外方へ突出して設けられ、前記軸受箱内と連通すると
ともに、潤滑油の性状を点検するための点検窓と、潤滑
油の温度を計測するための温度計測手段とを有するオイ
ルサイトと、前記軸受から排出される潤滑油の一部を前
記オイルサイト内まで導くための点検用排油管と、前記
歯車の下側における外周部分を覆う歯車カバーとを備え
たことを特徴とするタービン軸受台である。

【００１２】この第１の手段によれば、歯車の下側にお
ける外周部分を覆う歯車カバーによって、歯車の外周部
分と空気との回転摩擦（風損）による軸受箱内の空気の
温度上昇を緩和させることができる。また、この歯車カ
バーによって、歯車の下側回転方向に誘起される空気流
れを遮断して、排油本管側への潤滑油の流れの滞りを防
止することができる。このことにより、軸受箱内の潤滑
油の温度上昇を緩和するとともに、オイルサイト内への
軸受箱内の潤滑油の侵入を防止することができる。

【００１３】第２の手段は、第１の手段において、前記
軸受箱内に、前記軸受から排出される潤滑油を前記排油
本管まで直接導くための排油流路を設けたものである。

【００１４】この第２の手段によれば、第１の手段にお
いて、軸受から排出される潤滑油の内、点検用排油管で
オイルサイト内へ導かれる一部の潤滑油以外は、排油流
路によって排油本管まで直接導かれるので、潤滑油の軸
受箱内への滞留と温度上昇とをより効果的に防止するこ
とができる。

【００１５】第３の手段は、第１又は第２の手段におい
て、前記軸受箱の底部を、前記排油本管側に向かって下
方へ傾斜させたものである。

【００１６】この第３の手段によれば、第１又は第２の
手段において、排油本管側への潤滑油の流れを、重力の
作用で更に促進することができる。

【００１７】第４の手段は、第１乃至第３の手段のいず
れかにおいて、前記点検用排油管に、その内部を流れる
潤滑油の一部を前記排油本管側に向かって流出させるた
めの１又は２以上の分岐管を設けたものである。

【００１８】この第４の手段によれば、第１乃至第３の
手段のいずれかにおいて、分岐管から排油本管側へ流出
する潤滑油の作用で、排油本管側への潤滑油の流れを更
に促進することができる。

【００１９】第５の手段は、第１乃至第４の手段のいず
れかにおいて、前記歯車カバーは内部に空気流路を有
し、この歯車カバーの空気流路に空気を流すための空気
流通手段を更に備えたものである。

【００２０】この第５の手段によれば、第１乃至第４の
手段のいずれかにおいて、空気流通手段によって歯車カ
バー内部の空気流路に空気を流して歯車カバーを冷却す
ることにより、歯車の外周部分と空気との回転摩擦（風
損）による軸受箱内の空気温度上昇を更に緩和させるこ
とができる。

【００２１】第６の手段は、第５の手段において、前記
空気流通手段を、圧縮機又は真空ポンプとしたものであ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１乃至図９は本発明によ
るタービン軸受台の実施の形態を示す図である。なお、
図１乃至図９に示す本発明の実施の形態において、図１
０に示す従来例と同一の構成部分には同一符号を付して
説明する。

【００２３】［第１の実施形態］まず、図１乃び図２に
より本発明の第１の実施形態について説明する。まず図
１において、タービン軸受台は、タービン軸１を支持す
るための軸受４と、タービン軸１に取付けられた歯車３
と、これらの軸受４と歯車３とを収納する軸受箱６とを
備えている。そして、タービン軸１、発電機軸２及び歯
車３からなる軸系の重量の一部を軸受４が支持するよう
になっている。

【００２４】また、軸受箱６はタービンケーシングＴと
一体に設けられるとともに、基礎台Ｂ上に設置されてい
る。また、軸受箱６は、内部が仕切板９によって歯車側
７と軸受側８とに仕切られている。そして、軸受箱６の
歯車側７において、各側面に排油本管１０とオイルサイ
ト１５とが設けられている。また、タービン軸受台は、
歯車３の下側を覆う歯車カバー２０を備えている。

【００２５】次に、図２には、上記軸受箱６の下半部
と、これに対応する部分が示されている。図２（ａ）に
おいて、上記軸受４には、軸受４に潤滑油を供給するた
めの給油管５と、軸受４から潤滑油を排出するための排
油管１６とが接続されている。このうち、排油管１６は
オーバーフロー管１７と点検用排油管１１とに分岐して
いる。そして、上記オーバーフロー管１７から軸受箱６
の軸受側８内に排出され、その底部に集積された潤滑油
が、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、仕切板９の底
部に形成された一対の流通穴９０を通って軸受箱６の歯
車側７内に流入するようになっている。

【００２６】次に、軸受箱６の歯車側７において、歯車
３の下側の回転方向Ｒ（図２（ｂ）参照）とは反対側の
側面６０の底部に、軸受箱６内に集積された潤滑油を外
部へ排出するための上記排油本管１０が設けられてい
る。また、この排油本管１０が設けられているのとは反
対側の側面６２に、外方へ突出する上記オイルサイト１
５が設けられている。

【００２７】このオイルサイト１５は、図２に示すよう
に、軸受箱６の歯車側７内と連通するとともに、潤滑油
の性状を点検するための透明な点検窓１３と、潤滑油の
温度を計測するための熱電対等の温度計測手段１４とを
有している。そして、軸受４から排出された潤滑油の一
部が、上記点検用排油管１１の終端部から一旦オイルサ
イト１５内に流入した後、軸受箱６の歯車側７内に流出
し、軸受側８から流入した潤滑油とともに排油本管１０
から外部に排出されるようになっている。

【００２８】また、上記歯車カバー２０は、歯車３の下
側における外周部分（歯の部分）３０を覆うように上方
へ開いたコの字状断面を有し、その両端部が軸受箱６の
両側面６０, ６２上端部に対してボルト止めｂ１が成さ
れ、その最低部が軸受箱６内を縦断するリブ６６に対し
てボルト止めｂ２が成されている。なお、この歯車カバ
ー２０の最低部付近には、少なくとも１つの排油孔（図
示せず）が形成されている。

【００２９】次に、このような構成よりなる本実施形態
の作用について説明する。本実施形態によれば、歯車３
の下側における外周部分３０を覆う歯車カバー２０によ
って、歯車３の外周部分３０と空気との回転摩擦（風
損）による軸受箱６の歯車側７内の空気の温度上昇を緩
和させることができる。また、この歯車カバー２０によ
って、歯車３の下側回転方向Ｒに誘起される空気流れを
遮断して、排油本管１０側への潤滑油の流れの滞りを防
止することができる。

【００３０】このことにより、軸受箱６の歯車側７内の
潤滑油の温度上昇を緩和するとともに、オイルサイト１
５内への軸受箱６内の潤滑油の侵入を防止することがで
きる。このため、オイルサイト１５において、軸受４か
ら排出される潤滑油の温度及び性状の正確な監視を確保
することができる。

【００３１】［第２の実施形態］次に、図３及び図４に
より本発明の第２の実施形態について説明する。図３及
び図４に示すように、本実施形態は、上記第１の実施形
態における仕切板９に形成された流通穴９０に代えて、
軸受箱６の軸受側８に集積された潤滑油を排油本管１０
まで直接導くための排油流路５０を設けた点で上記第１
の実施形態と異なり、その他の構成は図１及び図２に示
す上記第１の実施形態と同様である。

【００３２】図３及び図４において、仕切板９の排油本
管１０に対応する側の角部に、切欠部９１が形成され、
この切欠部９１と排油本管１０の入口部との間が箱状の
カバー５５によって覆われ、このカバー５５内に上記排
油流路５０が形成されている。また、カバー５５のオイ
ルサイト１５側には、オイルサイト１５から歯車側７内
に流入した潤滑油を排油本管１０へ導くための取入れ口
５２が形成されている。

【００３３】次に、このような構成よりなる本実施形態
の作用について説明する。本実施形態によれば、軸受４
から排出される潤滑油の内、図２（ａ）に示すオーバー
フロー管１７から軸受箱６の軸受側８内に排出された潤
滑油は、軸受側８から排油流路５０によって排油本管１
０まで直接導かれるので、潤滑油の軸受箱６内への滞留
と温度上昇とをより効果的に防止することができる。

【００３４】［第３の実施形態］次に、図５により本発
明の第３の実施形態について説明する。図５に示すよう
に、本実施形態は、軸受箱６の底部６５を排油本管１０
側（側面６０側）に向かって下方へ傾斜させるととも
に、この底部６５の傾斜に合わせて、上記第１の実施形
態における仕切板９に形成された流通穴９０, ９０に代
えて、流通穴９２,９３を設けた点で上記第１の実施形
態と異なり、その他の構成は図１及び図２に示す上記第
１の実施形態と同様である。そして、本実施形態によれ
ば、排油本管１０側への潤滑油の流れを、底部６５の傾
斜に伴う重力の作用で更に促進することができる。

【００３５】［第４の実施形態］次に、図６により本発
明の第４の実施形態について説明する。図６に示すよう
に、本実施形態は、点検用排油管１１に、その内部を流
れる潤滑油の一部を排油本管１０側に向かって流出させ
るための２本の分岐管１９を設けた点で上記第１の実施
形態と異なり、その他の構成は図１及び図２に示す上記
第１の実施形態と同様である。なお、上記分岐管１９
は、１本であってもよく、３本以上であってもよい。そ
して、本実施形態によれば、分岐管１９から排油本管１
０側へ流出する潤滑油の作用で、排油本管１０側への潤
滑油の流れを更に促進することができる。

【００３６】［第５の実施形態］次に、図７及び図８に
より本発明の第５の実施形態について説明する。図７及
び図８に示すように、本実施形態は、上記第１の実施形
態の歯車カバー２０に代えて、内部に空気流路２４を有
する歯車カバー２０Ａを備え、この歯車カバー２０Ａの
空気流路２４に空気を流すための圧縮機（空気流通手
段）２５を更に備えた点で上記第１の実施形態と異な
り、その他の構成は図１及び図２に示す上記第１の実施
形態と略同様である。

【００３７】図８に示すように、上記歯車カバー２０Ａ
は、歯車３の外周に対応する上下一対の底板２１ａ, ２
１ｂと、歯車３の外周部分（歯の部分）３０の側面に対
応する左右一対の側板２３, ２３とを有し、これらの底
板２１ａ, ２１ｂ及び側板２３, ２３によって囲まれた
空間が上記空気流路２４として形成されている。そし
て、図７に示すように、この歯車カバー２０Ａの空気流
路２４は、軸受箱６の側面６０側端部において、給気管
２６を介して上記圧縮機２５と接続され、軸受箱６の側
面６２側端部において排気管２７と接続されている。そ
して、圧縮機２５から給気管２６を介して空気流路２４
内に送り込まれた空気が、空気流路２４内を流れて歯車
カバー２０Ａを冷却し、排気管２７から軸受箱６外に排
出されるようになっている。

【００３８】ここで、図９により、本実施形態の変形例
について説明する。図９に示す変形例は、図８に示す圧
縮機２５に代えて真空ポンプ（空気流通手段）２８を設
け、この真空ポンプ２８によって、軸受箱６の側面６０
側に設けられた吸気管２６′を介して、空気流路２４内
の空気を吸い出し、軸受箱６の側面６２側に形成された
吸気口２９から、空気通路２４内に外気を流入させるよ
うにしたものである。

【００３９】次に、このような構成よりなる本実施形態
の作用について説明する。本実施形態によれば、空気流
通手段２５又は２８によって歯車カバー２０Ａ内部の空
気流路２４に空気を流して歯車カバー２０Ａを冷却する
ことにより、歯車３の外周部分３０と空気との回転摩擦
（風損）による軸受箱６の歯車側７内の空気温度上昇を
更に緩和させることができる。

【００４０】以上、本発明の第１乃至第５の実施形態に
ついて各々説明したが、このうち第２乃至第５の実施形
態の構成を、相互に２つ以上組合せてもよい。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、歯車の下側における外
周部分を覆う歯車カバーによって、歯車の外周部分と空
気との回転摩擦（風損）による軸受箱内の空気の温度上
昇を緩和させることができる。また、この歯車カバーに
よって、歯車の下側回転方向に誘起される空気流れを遮
断して、排油本管側への潤滑油の流れの滞りを防止する
ことができる。このことにより、軸受箱内の潤滑油の温
度上昇を緩和するとともに、オイルサイト内への軸受箱
内の潤滑油の侵入を防止することができる。このため、
オイルサイトにおいて、軸受から排出される潤滑油の温
度及び性状の正確な監視を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるタービン軸受台の第１の実施形態
を示す模式図。

【図２】（ａ）は、図１に示すタービン軸受台の下半部
を示す部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線断面
図。

【図３】本発明によるタービン軸受台の第２の実施形態
を図２（ｂ）に対応して示す図。

【図４】図３に示すタービン軸受台のIV-IV 線断面図。

【図５】本発明によるタービン軸受台の第３の実施形態
を図２（ｂ）に対応して示す図。

【図６】本発明によるタービン軸受台の第４の実施形態
を図２（ｂ）に対応して示す図。

【図７】本発明によるタービン軸受台の第５の実施形態
を図２（ｂ）に対応して示す図。

【図８】図７に示すタービン軸受台の歯車カバーのVIII
-VIII 線断面図。

【図９】図７に示すタービン軸受台の変形例を示す図。

【図１０】（ａ）は、従来のタービン軸受台の下半部を
示す部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線断面図。

【符号の説明】

１ タービン軸 ２ 発電機軸 ３ 歯車 ４ 軸受 ５ 給油管 ６ 軸受箱 ７ 軸受箱の歯車側 ８ 軸受箱の軸受側 ９ 仕切板 １０ 排油本管 １１ 点検用排油管 １３ 点検窓 １４ 温度計測手段 １５ オイルサイト １９ 分岐管 ２０, ２０Ａ 歯車カバー ２４ 歯車カバーの空気流路 ２５ 圧縮機 ２８ 真空ポンプ ３０ 歯車の外周部分 ５０ 排油流路 ６０, ６２ 軸受箱の側面 ６４, ６５ 軸受箱の底部 Ｒ 歯車の下側回転方向

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タービン軸を支持するための軸受と、 前記タービン軸に取付けられた歯車と、 前記軸受に潤滑油を供給するための給油管と、 前記軸受と前記歯車とを収納するとともに、前記軸受か
   ら排出される潤滑油をその底部に集積するための軸受箱
   と、 前記歯車の下側回転方向とは反対の側において、前記軸
   受箱の側面下部に設けられ、前記軸受箱内に集積された
   潤滑油を外部へ排出するための排油本管と、 この排油本管とは反対の側において、前記軸受箱の側面
   に外方へ突出して設けられ、前記軸受箱内と連通すると
   ともに、潤滑油の性状を点検するための点検窓と、潤滑
   油の温度を計測するための温度計測手段とを有するオイ
   ルサイトと、 前記軸受から排出される潤滑油の一部を前記オイルサイ
   ト内まで導くための点検用排油管と、 前記歯車の下側における外周部分を覆う歯車カバーとを
   備えたことを特徴とするタービン軸受台。
2. 【請求項２】前記軸受箱内に、前記軸受から排出される
   潤滑油を前記排油本管まで直接導くための排油流路を設
   けたことを特徴とする請求項１記載のタービン軸受台。
3. 【請求項３】前記軸受箱の底部を、前記排油本管側に向
   かって下方へ傾斜させたことを特徴とする請求項１又は
   ２記載のタービン軸受台。
4. 【請求項４】前記点検用排油管に、その内部を流れる潤
   滑油の一部を前記排油本管側に向かって流出させるため
   の１又は２以上の分岐管を設けたことを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれか１項に記載のタービン軸受台。
5. 【請求項５】前記歯車カバーは内部に空気流路を有し、 この歯車カバーの空気流路に空気を流すための空気流通
   手段を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至４のい
   ずれか１項に記載のタービン軸受台。
6. 【請求項６】前記空気流通手段は、圧縮機又は真空ポン
   プであることを特徴とする請求項５記載のタービン軸受
   台。