JPS5920046B2 - 軸受装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、潤滑油を自蔵した軸受装置に係り、特に、軸
受メタルを効率良く冷却することができる軸受装置に関
する。

水力発電用水車又はポンプ水車の軸受装置のように、回
転主軸の周速が大きく、しかも軸受負荷が大きい場合に
は、潤滑油が昇温し、軸受の摩擦摺動面の油膜保持力減
少等の軸受性能の低下をきたす。

これを防止するため、従来の軸受装置においては、第１
図に示すように、軸受メタル１およびこれを支える軸受
台２の下方に油槽３を設け、軸受メタル１を潤滑油中に
浸漬するようにすると共に、油槽３内に冷却蛇管４が管
巣をなすようにして配設し、この冷却蛇管４に通水する
ことによつて油槽３内の潤滑油の冷却を行つていた。し
かしながら、このような冷却蛇管を装備した冷却装置は
、水車が高落差高速になるに従つて、冷却蛇管の所要長
が著しく増大するにもかかわらず、機械の構造全体はむ
しろ小型化する傾向にある。そのため、油槽内に冷却蛇
管を通す十分なスペースを確保することが困難になるば
かりでなく、冷却水循環ポンプや付属配管等の付帯設備
も必要となり、設計、製作および保守等あらゆる面で煩
雑であわ不経済である。また、軸受の保守点検や軸受ギ
ャップ調整の便のため、低温の冷却蛇管４を軸受メタル
の下方に配置せざるを得ないため、潤滑油の対流が起り
にくく、冷却効率も低いという問題があつた。上記の不
都合を解消するため、ヒートパイプの一端部を軸受メタ
ル中に差し込むか、あるいは一体的に密着させるかし、
他端部を油槽外に導出して、例えば漏水槽中の漏水中に
浸漬させ、ヒートパイプによつて軸受メタルの冷却を行
う軸受装置が提案されている。

しかしながら、上記のようにヒートパイプによつて軸受
メタルの吸熱を行う軸受装置では、実際問題として、軸
受メタル１とヒートパイプとの間に微小な間隙が生ずる
ことは避けられず、この微小間隙に入り込んだ空気や潤
滑油が呈する熱抵抗が、発熱部である摩擦摺動面から冷
却部までの全体の熱抵抗のうちかなりの部分を占め、全
体の熱伝達幼率を下げているということが判明した。

そこで、本発明の目的は、上記の不都合を解消し、ヒー
トパイプで軸受メタルの吸熱を行う潤滑油自蔵式軸受装
置における熱伝達幼率を改善して、冷却蛇管を必要とせ
ず、性能が良いコンパクトな軸受装置を提供するにある
。以下本発明の実施例を第２図および第３図を参照して
説明する。

第２図において符号５は回転主軸を示し、この回転主軸
５の外周部にはスカート状の回転支承部６が一体に形成
されている。

この回転支承部６の下端部は、軸受メタル１訃よび軸受
台２と共に、前記油槽３に保持された潤滑油Ｌ中に浸漬
されている。上記回転支承部６と摺動する軸受メタル１
には、深い盲孔７が穿設されており、この盲孔７内には
、ヒートパイプの冷媒液の還流を行うための溝やウイツ
クが設けられている。

そして、上記盲孔７の開口端（図示の実施例では軸受メ
タル１の下面に開口している）には、例えばろう付けや
溶接などの結合手段によつて、ヒートパイプ８が気密に
接続されている。従つて、軸受メタル１自体がヒートパ
イプ８の一部（吸熱端部）となるわけである。上記のよ
うに軸受メタル１をヒートパイプの一部としてこれに接
続するには、軸受メタルの盲孔７の開口端にヒートパイ
プ８の吸熱側の端を接続した後、予め設けてあつたヒー
トパイプ８の開口に真空ポンプを接続して、内部の空気
を適当な真空度になるまで抜き取り、その後冷媒液を適
量注入してから前記ヒートパイプ５の開口を密栓すれば
よい。上記ヒートパイプ８の放熱端部は、前記冷却蛇管
４（第１図参照）が取り払われた油槽３の底部を貫通し
て油槽３外に導出されている。

一方、上記油槽３の下方には冷却水源を構成する冷却水
槽としての漏水槽９が設けられている。

この漏水槽９は、回転主軸５に一体的に固着された水切
板１０によつて飛散される主軸填座１１からの漏水を一
時的に貯溜する槽で、この漏水槽９内の漏水Ｗの量が一
定量を越えると、余分の漏水は排水口１２から外部に排
出され、従つて漏水槽９の水位は常に一定に保たれるよ
うになつている。そして、上記ヒートパイプ８の放熱端
は、漏水槽内の漏水Ｗ中に浸漬されており、また、上記
放熱端と油槽底部との間におけるヒートパイプ８には、
例えば目の詰んだ金網などの毛細管作用を有する揚水筒
１３が巻装されている。この揚水筒１３の下端は漏水ｗ
中に浸漬されている。さらにまた、前記水切板１０には
、その円周方向に沿つて、水切板１０に設けられた空気
吸入孔１４から吸い込んだ空気を、上記揚水筒１３に吹
きつけて空冷するための送風羽根１５，１５が列設され
ている。

なお、水切板１０とヒートパイプ８との間には、前者に
よつて飛散される水滴によつて後者が損，傷することを
防止するための保護板１６が垂設されている。

上記のように構成された本発明の一実施例による軸受装
置では、ヒートパイプ８の吸熱端部において、軸受メタ
ル１自体が熱伝達体としてのヒートパイプ８の一部を構
成しているので、軸受メタル１にヒートパイプ８を差し
込んだりしたものと違つて、ヒートパイプ８と軸受メタ
ル１との間の間隙部がない。

従つて、軸受メタル１の摩擦摺動面で発生した熱は、軸
受メタル１の中のみを通つて、前記盲孔７内の冷媒液に
伝達される。盲孔７内で軸受メタル１の熱を吸収して蒸
発した冷媒蒸気は、ヒートバイブ８中を通つて油槽３外
に出、ヒートパイプ８の放熱端部に至つて潜熱として蓄
えていた熱を放出する。

すなわち、前記揚水筒１３には毛細管作用によつて漏水
Ｗが常時染み込んでおり、この揚水筒１３に前記送風羽
根１５，１５の回転によつて生ずる風があたつて染み込
んでいた漏水が蒸発するときに周囲から気化熱を奪う。

上記冷媒蒸気が潜熱として運んできた熱の一部は気化熱
として放出され、残部はヒートパイプの放熱端において
漏水槽９内の漏水に奪われる。このように冷媒蒸気はヒ
ートパイプの放熱端部において気化熱を奪われ、また、
放熱端において漏水Ｗと熱交換をして液化する。

液化した冷媒液は、ヒートパイプ８や前記盲孔７内のウ
イツクや溝を還流路として、再び盲孔７内に還流するわ
けである。ヒートパイプ８中の冷媒蒸気の潜熱を奪つた
漏水Ｗおよび揚水筒１３からの水蒸気は、その後前記排
水口１２から外部に放流される。

第３図は本発明の変形実施例を示し、この実施例は、軸
受メタル１をその一部として一体に接続したヒートパイ
プ８の放熱端部を、油槽３を覆うように設けられた仕切
１６、およびこの仕切板１６上に設けられた冷却水槽と
しての冷却水箱１７を貫通させて、放熱端を冷却水箱１
７上の大気中に露出させ、放熱端に前記揚水筒１３を被
嵌すると共に、この揚水筒１３とほぼ同一水平面上にお
ける回転主軸５の外周部に、その円周方向に沿つて、多
数の送風羽根１５，１５を列設したもので、上記冷却水
箱１７には外部から冷却水が供給されており、また、上
記揚水筒１３の下端は冷却水箱１７中の冷却水に浸漬さ
れている。

上記のように構成された本発明の変形実施例による軸受
装置の機能については、第２図に示すものと変ｂはない
ので、その詳細な説明は省略する。

以上の説明から明らかなように、本発明は、軸受メタル
に深い盲孔を設けてその中に冷媒液の還流のための溝や
ウイツクなどを設け、上記盲孔の開口端にヒートパイプ
の吸熱側の端を気密に接続して、軸受メタル自体をヒー
トパイプの一部として一体に構成したので、軸受メタル
とヒートパイプとの間の微小間隙がなくなり、この微小
間隙に入り込む空気や潤滑油が呈する熱抵抗が皆無とな
る。従つて、軸受メタルの摩擦摺動面の熱の、ヒートパ
イプによる回収が非常に幼率良く行われる。また、ヒー
トパイプの放熱端部を水冷すると共に、その一部に被嵌
した毛細管作用を有する揚水筒に冷却水を染み込ませ、
この揚水筒を回転主軸と共に回転する送風羽根によつて
空冷するようにしたので、揚水筒に染み込んだ冷却水が
蒸発するときの気化熱としてヒートパイプの放熱端部の
熱を奪うことができ、放熱端部における放熱も非常に幼
率良く行われる。さらにまた、軸受メタルの熱をヒート
パイプによつて幼率良く、かつ直接に油槽外に排出でき
るので、従来の軸受装置において必要であつた潤滑油冷
却用の冷却蛇管および冷却水循環ポンプ等の付属設備が
不要となク、軸受装置がコンパクトになるばかりでなく
、構造も簡単になる、なで種々の幼果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の潤滑油自蔵式軸受装置の構造の一例を示
す断面図、第２図は本発明の一実施例による軸受装置の
要部断面図、第３図は本発明の変形実施例による軸受装
置の要部断面図である。 １・・・・・・軸受メタル、２・・・・・・軸受台、３
・・・・・・油槽、４・・・・・・冷却蛇管、５・・・
・・・回転主軸、７・・・・・・盲孔、８・・・・・・
ヒートパイプ、９・・・・・・漏水槽、１０・・・・・
・水切り板、１３・・・・・・揚水筒、１５・・・・・
・送風羽根、１７・・・・・・冷却水箱、Ｌ・・・・・
・潤滑油、Ｗ・・・・・・漏水。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転主軸を支承する軸受メタルを油槽内の潤滑油に
   浸漬して、軸受メタルの摩擦摺動面に潤滑油を供給する
   ようにした軸受装置において、軸受メタルに深い盲孔を
   設けてその中にヒートパイプの冷媒液の還流のための溝
   やウイツクなどを設け、上記盲孔の開口端にヒートパイ
   プの吸熱側の端を気密に接続して、軸受メタル自体をヒ
   ートパイプの一部として一体に構成すると共に、ヒート
   パイプの放熱端部を油槽外に導出し、この放熱端部の一
   部を冷却水槽内の冷却水によつて水冷し、また、他の一
   部に毛細管作用を有する揚水筒を被嵌してこの揚水筒に
   上記冷却水を染み込ませ、揚水筒に送風して冷却水が蒸
   発するときの気化熱の形でヒートパイプの放出端部の熱
   を奪うようにしたことを特徴とする軸受装置。 ２ 上記ヒートパイプの放熱端を上記冷却水槽内の冷却
   水中に浸漬させると共に、一部を冷却水中に浸漬させた
   揚水筒を冷却水面上にあるヒートパイプの放熱端部に、
   被嵌した特許請求の範囲第１項記載の軸受装置。 ３ 上記ヒートパイプの放熱端を油槽外に設けられた冷
   却水槽を貫通させて放熱端を冷却水槽外に突出させ、こ
   の放熱端に、一部を冷却水槽中の冷却水に浸漬させた揚
   水筒を被嵌した特許請求の範囲第１項記載の軸受装置。