JPH10325304A - 回転電機の軸封装置 - Google Patents

回転電機の軸封装置

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JPH10325304A
JPH10325304A JP13837897A JP13837897A JPH10325304A JP H10325304 A JPH10325304 A JP H10325304A JP 13837897 A JP13837897 A JP 13837897A JP 13837897 A JP13837897 A JP 13837897A JP H10325304 A JPH10325304 A JP H10325304A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seal ring
oil
bearing surface
electric machine
shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP13837897A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Murakami
崇 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転電機における総油量の減少を図り、もっ
て密封油装置の小型化、及びコスト低減を図る。 【解決手段】 回転電機の回転軸1との間に油膜を形成
するシールリング2の機外側軸受面2cの長さを機内側
軸受面2dの長さよりも大きく構成することにより、機
外側給油溝2aの圧力損失が増大し、機外側に流れる油
が流れにくくなり、機外側油量を低減させることができ
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転電機の軸封
装置に関するもので、より詳細にいえば、回転体が固定
部を貫通する部分で機内冷却用の水素ガス漏洩を防止す
るシールリング部の構成に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は例えば特開平6−10615号公
報に示された従来の回転電機の構造を示す断面図であ
り、図6は図5の一部拡大図である。図において、回転
軸11の径方向の周りには、この回転軸11との間に回
転電機内部の水素ガスの漏洩を防止するために油膜を形
成するシールリング12が設けられており、このシール
リング12の軸方向の周囲にはグランドシール13が設
けられている。そして、上記シールリング12には、2
つの環状の給油溝12a,12bが設けられており、そ
の一方の給油溝12aは、密封機能を果たす油を給油す
るための機外側給油溝であり、もう一方の給油溝12b
は機内側給油溝である。また、上記シールリング12の
内周面は、機外側軸受面12cと機内側軸受面12dと
からなっており、その機外側軸受面12cの長さと、機
内側軸受面12dの長さは互いに等しく構成されてい
る。なお、これら軸受面の材質は軸受メタルから成って
いる。そして、一方の機外側密封部では密封油14が用
いられると共に、他方の機内側密封部では密封油15が
用いられ、機内側に流れる密封油15は下部に配設した
排油溝16から排出される。なお、図中の矢印はそれぞ
れ油の流れの方向を示している。
【0003】次にこの回転電機の軸封装置の動作につい
て説明する。密封油14,15は2つの環状の機外側給
油溝12a及び機内側給油溝12bにそれぞれ供給さ
れ、シールリング12と回転軸11の隙間を通り、回転
軸11に沿って流れる。密封油圧が機内ガス圧より高圧
である限り、機内側給油溝12bを流れる密封油はシー
ルリング12から機内側に向かって流れ、水素の漏洩を
防ぐ。また、密封油が機外空気圧より高圧である限り、
機外側給油溝12aを流れる密封油はシールリング12
から機外側に向かって流れ、空気の機内への侵入を防
ぐ。
【0004】この場合、機外側給油溝12aを流れる密
封油14の圧力と機内側給油溝12bを流れる密封油1
5の圧力は等しいが、機内ガス圧は機外空気圧より圧力
が高い。このため、機内側密封油圧と機内ガス圧の圧力
差より機外側密封油圧と機外空気圧の圧力差の方が大き
くなり、機内側に流れる油よりも機外側に流れる油量の
方が多くなってしまう。
【0005】又、回転電機の運転中、回転軸11の中心
とシールリング12の中心が一致せず、偏心する場合
は、密封油14,15の温度は円周方向に不均一な分布
となり、密封油14,15からシールリング12への熱
伝達によりシールリング12の温度分布も不均一とな
る。この温度分布の不均一によりシールリング12は楕
円形状に変形する。この楕円形状の変形によりシールリ
ング12の油の最高温度点が周期的に周方向に移動す
る。これに伴い、シールリング12の変形状態も比較的
長い周期で変化し、長周期揺動が発生する。このシール
リング12の長周期揺動は、シールリング12の軸受面
の破損をもたらし、回転電機の軸封装置としての機能を
損なうことがある。
【0006】更に、回転電機の運転開始時、シールリン
グ12は回転軸11の上に乗っている状態にある。その
ため、運転開始後油膜が十分発達した状態ではシールリ
ング12は浮き上がるが、十分油膜が発達する前には回
転軸11とシールリング12の軸受面との接触によっ
て、シールリング12の軸受面の破損をもたらし、回転
電機の軸封装置としての機能を損なうことがある。
【0007】次に回転電機の軸封装置の分解、組立時に
おいては、回転電機の軸封装置の保守時に分解あるいは
組立をする場合、シールリング12の取り出し及び挿入
を行なうが、この場合、揚重装置を使用せずに作業を行
なう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転電機の軸封
装置は以上のように構成されているので、シールリング
の直径が大きい場合、あるいは回転軸とシールリングの
間の隙間を大きくした場合には、従来のシールリングで
は、機内側密封油を必要量だけ流すと機外側密封油量は
それ以上に増加するという問題が生じ、ひいては密封油
装置の大型化、コストの増加につながる、という問題点
があった。
【0009】又、シールリングの直径が大きい場合、あ
るいはシールリングの偏心率が大きくシールリングの円
周方向の温度分布の不均一が大きい場合は、シールリン
グは楕円形状に変形する。この楕円形状の変形によりシ
ールリングの油の最高温度点が周期的に周方向に移動
し、これに伴い、シールリングの変形状態も比較的長い
周期で変化し、長周期揺動を発生する。このシールリン
グの長周期揺動は、シールリング軸受面の破損をもたら
し、回転電機の軸封装置としての機能を損なうことがあ
る。
【0010】更に、回転電機の運転開始時、シールリン
グは回転軸の上に乗っている状態にある。そのため、運
転開始後油膜が十分発達した状態ではシールリングは浮
き上がるが、十分油膜が発達する前には回転軸と軸受面
との接触によってシールリング軸受面の破損をもたら
し、回転電機の軸封装置としての機能を損なうことがあ
る。
【0011】又、回転電機の軸封装置の保守時における
分解、組立時にシールリングの重量が重い場合には作業
性が悪くなる。
【0012】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、従来の回転電機の軸封装置よ
りも機外側に流れる密封油量を減少させるシールリング
を備えることによって、総油量の減少を図り、もって密
封油装置の小型化、コスト低減を図ることを目的とす
る。
【0013】又、従来の回転電機の軸封装置よりも熱変
形の少ないシールリングを備えることにより、シールリ
ングの軸受面の破損を防止し、軸封装置の信頼性の向上
を図ることを目的とする。
【0014】更に、従来の回転電機の軸封装置よりも軸
受面の摩擦が少ないシールリングを備えることにより、
シールリングの軸受面の破損を防止し、軸封装置の信頼
性の向上を図ることを目的とする。
【0015】又、従来の回転電機の軸封装置と異なり、
シールリングを機外側給油溝の部分で分割することによ
り、シールリング1部品あたりの重量を軽減し、回転電
機の軸封装置の保守時における分解、組立時の作業性の
向上を図ることを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る回転電機の軸封装置は、回転軸との間に油膜を形成す
るために設けられたシールリングの、機外側軸受面の長
さを、機内側軸受面の長さよりも大きく構成したもので
ある。
【0017】この発明の請求項2に係る回転電機の軸封
装置は、シールリングの軸受部をフッ素樹脂により構成
したものである。
【0018】この発明の請求項3に係る回転電機の軸封
装置は、シールリングの軸受部をポリアミド樹脂により
構成したものである。
【0019】この発明の請求項4に係る回転電機の軸封
装置は、シールリングを給油溝を境にして分割したもの
である。
【0020】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.以下、この発明の実施の形態を図に基づ
いて説明する。図1はこの発明の実施の形態1による回
転電機のシールリング部を示す断面図であり、図におい
て、回転軸1の径方向の周りには、この回転軸1との間
に回転電機内部の水素ガスの漏洩を防止するために油膜
を形成するシールリング2が設けられており、このシー
ルリング2の軸方向の周囲にはグランドシール3が設け
られている。そして上記シールリング2には2つの環状
の給油溝2a,2bが設けられており、一方の給油溝2
aは、密封機能を果たす油を給油する機外側給油溝であ
り、もう一方の給油溝2bは機内側給油溝である。ここ
で、上記シールリング2の内周面は、機外側軸受面2c
と機内側軸受面2dとからなっているが、本実施形態で
は、機外側軸受面2cの長さが機内側軸受面2dの長さ
よりも長く構成されている。なお、機外側密封部では密
封油4が用いられると共に、機内側密封部では密封油5
が用いられ、そしてこの密封油5は、上記従来装置と同
様に、下部の排油溝(図示省略)から排出されるように
なされている。図中の矢印はそれぞれ油の流れ方向を示
している。
【0021】次に動作について説明する。この発明の実
施の形態1におけるシールリング2は、その断面におけ
る機外側軸受面2cの長さが機内側軸受面2dの長さよ
りも長い形状となっているため、従来のシールリングに
比べて機外側給油溝2aの圧力損失が増大するため、機
外側に流れる油が流れにくくなり、機外側油量を低減さ
せることが可能となる。これにより、総油量の減少を図
ることができ、もって密封油装置の小型化、及びコスト
低減を図ることができる。
【0022】実施の形態2.次に、この発明の実施の形
態2を図に基づいて説明する。図2はこの発明の実施の
形態2による回転電機のシールリング部を示す断面図で
あり、図において、機外側軸受部及び機内側軸受部には
断熱材としてフッ素樹脂2e,2fが用いられている。
【0023】次に動作について説明する。この発明の実
施の形態2によるシールリング2の機外側軸受部及び機
内側軸受部は、従来の軸受メタルの代わりに断熱効果の
高いフッ素樹脂から構成されている。そしてフッ素樹脂
の熱伝導率は軸受メタルの約1/50〜1/200倍で
あり、従って、従来の方式に比べて、シールリング2に
流入する熱量が極めて少なくなり、シールリング2の熱
変形を小さくおさえることができる。この結果、シール
リング2の長周期揺動が抑制され、軸受面の破損防止が
可能となり、回転軸1の軸封装置の信頼性が向上する。
【0024】実施の形態3.次に、この発明の実施の形
態3を図に基づいて説明する。図3はこの発明の実施の
形態3による回転電機のシールリング部を示す断面図で
あり、図において、機外側軸受部及び機内側軸受部は摩
擦係数の小さい材質としてポリアミド樹脂2g,2hか
ら構成されている。
【0025】次に動作について説明する。この発明の実
施の形態3におけるシールリング2の機外側軸受部及び
機内側軸受部は、その内周面に従来の軸受メタルの代わ
りに摩擦係数の小さいポリアミド樹脂により構成されて
おり、ポリアミド樹脂の摩擦係数は軸受メタルの摩擦係
数の約1/2倍である。従って摺動時の軸受面の摩擦が
軽減され、軸受面の破損防止が可能となり、回転軸の軸
封装置の信頼性が向上する。
【0026】実施の形態4.次に、この発明の実施の形
態4を図に基づいて説明する。図4はこの発明の実施の
形態4による回転電機のシールリング部を示す断面図で
あり、図において、シールリング2は機外側給油溝2a
の部分で機外側シールリング2iと機内側シールリング
2jとに分割されている。
【0027】次に動作について説明する。この発明の実
施の形態4によるシールリング2は、機外側給油溝2a
の部分で機外側シールリング2iと機内側シールリング
2jとに分割されているので、シールリング1部品あた
りの重量が軽減され、回転電機の軸封装置の保守時にお
ける分解、組立等の作業性が向上する。
【0028】
【発明の効果】この発明の請求項1に係る回転電機の軸
封装置によれば、シールリングの機外側軸受面の長さを
機内側軸受面の長さよりも大きく構成したので、従来の
シールリングに比べて機外側給油溝の圧力損失が増大す
るため、機外側に流れる油が流れにくくなり、機外側油
量を低減させることが可能となる。これにより、総油量
の減少を図ることができ、もって密封油装置の小型化、
及びコスト低減を図ることができる。
【0029】この発明の請求項2に係る回転電機の軸封
装置によれば、シールリングの軸受部をフッ素樹脂によ
り構成したので、シールリングに流入する熱量が極めて
少なくなり、シールリングの熱変形を小さくおさえるこ
とができる。この結果、シールリングの長周期揺動が抑
制され、軸受面の破損防止が可能となり、回転軸の軸封
装置の信頼性が向上する。
【0030】この発明の請求項3に係る回転電機の軸封
装置によれば、シールリングの軸受部をポリアミド樹脂
により構成したので、摺動時の軸受面の摩擦が軽減さ
れ、軸受面の破損防止が可能となり、回転軸の軸封装置
の信頼性が向上する。
【0031】この発明の請求項4に係る回転電機の軸封
装置によれば、シールリングを給油溝を境にして分割し
たので、シールリング1部品あたりの重量が軽減され、
回転電機の軸封装置の保守時における分解、組立等の作
業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による回転電機の軸
封装置を示す断面図である。
【図2】 この発明の実施の形態2による回転電機の軸
封装置を示す断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態3による回転電機の軸
封装置を示す断面図である。
【図4】 この発明の実施の形態4による回転電機の軸
封装置を示す断面図である。
【図5】 従来の回転電機の軸封装置を示す断面図であ
る。
【図6】 図5の一部拡大断面図である。
【符号の説明】
1 回転軸、2 シールリング、2a 機外側給油溝、
2b 機内側給油溝、2c 機外側軸受面、2d 機内
側軸受面、2e,2f フッ素樹脂軸受部、2g,2h
ポリアミド樹脂軸受部、2i 機外側シールリング、
2j 機内側シールリング。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸との間に油膜を形成するシールリ
    ングを設け、当該シールリングに機外側給油溝及び機内
    側給油溝を設けた回転電機の軸封装置において、上記シ
    ールリングの機外側軸受面の長さを機内側軸受面の長さ
    よりも大きく構成したことを特徴とする回転電機の軸封
    装置。
  2. 【請求項2】 回転軸との間に油膜を形成するシールリ
    ングを設けた回転電機の軸封装置において、上記シール
    リングの軸受部をフッ素樹脂により構成したことを特徴
    とする回転電機の軸封装置。
  3. 【請求項3】 回転軸との間に油膜を形成するシールリ
    ングを設けた回転電機の軸封装置において、上記シール
    リングの軸受部をポリアミド樹脂により構成したことを
    特徴とする回転電機の軸封装置。
  4. 【請求項4】 回転軸との間に油膜を形成するシールリ
    ングを設け、当該シールリングに給油溝を設けた回転電
    機の軸封装置において、上記シールリングを上記給油溝
    を境にして分割したことを特徴とする回転電機の軸封装
    置。
JP13837897A 1997-05-28 1997-05-28 回転電機の軸封装置 Pending JPH10325304A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105065679A (zh) * 2015-09-10 2015-11-18 无锡康明斯涡轮增压技术有限公司 增压器油封结构

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105065679A (zh) * 2015-09-10 2015-11-18 无锡康明斯涡轮增压技术有限公司 增压器油封结构

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