JPS61132775A - Pelton turbine - Google Patents

Pelton turbine

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JPS61132775A
JPS61132775A JP59253256A JP25325684A JPS61132775A JP S61132775 A JPS61132775 A JP S61132775A JP 59253256 A JP59253256 A JP 59253256A JP 25325684 A JP25325684 A JP 25325684A JP S61132775 A JPS61132775 A JP S61132775A
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JP
Japan
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bearing
water turbine
bearing metal
unbalanced load
oil
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Application number
JP59253256A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Arai
武 新井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B1/00Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/20Rotors
    • F05B2240/24Rotors for turbines
    • F05B2240/241Rotors for turbines of impulse type
    • F05B2240/2411Pelton type
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Abstract

PURPOSE:To prevent shifted abrasion of bearing metal or burning by providing means for pressure feeding lubricant to the sliding face of bearing metal in the functioning direction of shifted load under shifted load operation. CONSTITUTION:A bearing system 5 constructed with plural nozzles 3 and plural bearing metals 6 arranged in an oil tank 7 to bear the turbine spindle 1 is provided. Means 13 for pressure feeding the lubricant to the sliding face of bearing metal 6 in the functioning direction of shifted load functioning onto the bearing metal 6 under shifted load operation is provided. It can pressure feed the lubricant selectively to plural bearing metals. Upon elapse of predtermined time after starting of shifted load operation, pressure feeding of lubricant is stopped.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、複数個の軸受メタルから構成されるセグメン
トタイプの軸受装置によって水車主軸を支承するペルト
ン水車に係り、特に軸受メタルに偏荷重が作用する偏荷
重運転を行うペルトン水車に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a Pelton water turbine that supports a water turbine main shaft by a segment type bearing device composed of a plurality of bearing metals, and particularly relates to a Pelton water turbine that supports a main shaft of the water turbine by a segment type bearing device composed of a plurality of bearing metals. This paper relates to a Pelton turbine that performs unbalanced load operation.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

ペルトン水車は、部分負荷運転時の効率向上または出力
調整などの目的で複数のノズルのうちの一部のノズルの
みを開放した状態で運転を行う場合がある。このような
運転では水車主軸に偏心が生じ、この主軸を支承する軸
受メタルには偏荷重が作用する。このような偏荷重は、
一本のノズルのみを開放し、他のすべてのノズルを閉鎖
した、いわゆる1ジ工ツト運転時に、特に大きくなる。
Pelton water turbines are sometimes operated with only some of the plurality of nozzles open for the purpose of improving efficiency or adjusting output during partial load operation. In such operation, eccentricity occurs in the main shaft of the water turbine, and an eccentric load acts on the bearing metal that supports this main shaft. Such an unbalanced load is
It becomes particularly large during so-called single-shot operation, when only one nozzle is open and all other nozzles are closed.

この偏荷重の大きさが、主軸と軸受メタルとの間の油膜
の負荷容量を越える程大きくなると、油膜が切れてしま
い、軸受メタルの片減りや焼損などが生ずる。
If the magnitude of this unbalanced load becomes large enough to exceed the load capacity of the oil film between the main shaft and the bearing metal, the oil film will break, causing uneven wear or burnout of the bearing metal.

第8図と第9図は、従来のペルトン水車を示したもので
、水車主軸1には複数個のランナ2a。
8 and 9 show a conventional Pelton water turbine, in which the main shaft 1 of the water turbine has a plurality of runners 2a.

2b、2c、2dが固着されており、これらのランナ2
a、2b、2c、2dの外側には複数個のノズル3a、
3b、3c、3dが配置されている。
2b, 2c, and 2d are fixed, and these runners 2
A, 2b, 2c, and 2d have a plurality of nozzles 3a on the outside,
3b, 3c, and 3d are arranged.

これらのノズル3a、3b、3G、3(H,t、それぞ
れニードル4a、4b、4c、4dによって流量制御さ
れた噴流をランナ2a、2b、2C,2dに噴射する。
These nozzles 3a, 3b, 3G, 3(H, t) jet streams whose flow rates are controlled by needles 4a, 4b, 4c, and 4d, respectively, to the runners 2a, 2b, 2C, and 2d.

上記主軸1は、軸受装置5によって支承され、この軸受
装置5は主軸1との間に微小な間隙をもって配置された
複数個の軸受メタル6a、6b、6c、・・・6hから
構成されるセグメントタイプの軸受である。これらの軸
受メタル6a、6b、6G、 ・・・6hは油槽7内の
潤滑油8に浸されており、この潤滑油8は冷甜蛇管9に
よって冷却される。
The main shaft 1 is supported by a bearing device 5, and this bearing device 5 has a segment composed of a plurality of bearing metals 6a, 6b, 6c, . This is a type of bearing. These bearing metals 6a, 6b, 6G, .

このようなペルトン水車は、通常運転時には、各ノズル
3a、3b、3c、3dからほぼ同量の水流が噴出され
、この水流によりランナ2a、2b、2C,2dに作用
する荷重は、半径方向には相殺される。このため、各軸
受メタル6a、6b。
In such a Pelton turbine, during normal operation, approximately the same amount of water is ejected from each nozzle 3a, 3b, 3c, and 3d, and the load acting on the runners 2a, 2b, 2C, and 2d due to this water flow is radially are canceled out. For this reason, each bearing metal 6a, 6b.

5c、・・・は大きな偏荷重が作用せず、主@1と軸受
メタルとの間の油膜は、瞬間的に薄くなっても直ぐに回
復し、主軸1の回転による油膜のくさび効果によって主
軸1を支承する。
5c, . support.

ところが、第9図に示されたように1ジエツト運転のた
めにノズル3aのみを開放し、残りのノズル3b、3c
、3dをすべて閉鎖すると、主軸1は偏心し大きな偏荷
重Fが主軸1より軸受メタル6aに5連続的に作用する
。このような大きな偏荷重Fが遁続的に作用すると、軸
受メタル6aのずべり面の油膜が切れてしまい主軸1と
軸受メタル6aのすべり面とが固体接触し、すべり面が
損耗し軸受メタルの片減りが起こり、ついには焼き付け
が生ずることもある。特に偏荷重運動の起動時に主軸と
軸受メタルすべり而との間に油膜が形成されておらず完
全な固体接触または一部固体接触一部流体接触の境界潤
滑状態となっている場合には、偏荷重運転が開始される
と偏荷重の作用方向の軸受メタルと主軸とは固体接触の
状態で摺動するため、上記片減りや焼き付けは運転開始
後、直ちに生じてしまう。
However, as shown in FIG. 9, only the nozzle 3a is opened for one jet operation, and the remaining nozzles 3b and 3c are opened.
, 3d are all closed, the main shaft 1 becomes eccentric and a large eccentric load F is continuously applied from the main shaft 1 to the bearing metal 6a. When such a large unbalanced load F acts continuously, the oil film on the sliding surface of the bearing metal 6a breaks down, causing solid contact between the main shaft 1 and the sliding surface of the bearing metal 6a, causing wear on the sliding surface and damage to the bearing metal. uneven wear may occur, and eventually burn-in may occur. In particular, when an oil film is not formed between the main shaft and the bearing metal sliding body at the start of unbalanced load motion, and there is a boundary lubrication state of complete solid contact or partial solid contact and partial fluid contact, When load operation is started, the bearing metal and the main shaft slide in solid contact in the direction in which the unbalanced load is applied, so that the uneven wear and seizure described above occur immediately after the start of operation.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

そこで、本発明の目的は偏荷重運転時の軸受メタルの片
減りや、焼き付けを確実に防止できるペルトン水車を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a Pelton water turbine that can reliably prevent wear and seizure of the bearing metal during uneven load operation.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この目的を達成するために、本発明は、複数のノズルと
、油槽内に設けられた複数個の軸受メタルから構成され
水車主軸を軸受する軸受装置とを具備し、偏荷重運転時
に上記軸受メタルに偏荷重が作用するペルトン水車にお
いて、上記偏荷重運転時に上記偏荷重の作用方向の上記
軸受メタルのすべり面に潤滑油を圧送する潤滑油圧送手
段を具備することを特徴とするものである。
In order to achieve this object, the present invention includes a plurality of nozzles and a bearing device configured from a plurality of bearing metals provided in an oil tank and bearing the main shaft of the water turbine. A Pelton water turbine on which an unbalanced load acts, is characterized by comprising a lubricating hydraulic pressure sending means for pumping lubricating oil to the sliding surface of the bearing metal in the direction in which the unbalanced load acts during the unbalanced load operation.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下本発明によるペルトン水車の一実施例を第8図およ
び第9図と同部材には同一符号を付した第1図乃至第7
図を参照して説明する。
An embodiment of a Pelton water turbine according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
This will be explained with reference to the figures.

第1図と第2図は本発明によるペルトン水車の一実施例
を示したもので、水車主軸1には複数個のランナ2a、
2b、2G、2dが固着され、これらのランナ2a、2
b、2c、2dの外周囲には複数個のノズル3a、3b
、3c、3dが配置されている。これらのノズル3a、
3b、3c。
1 and 2 show an embodiment of a Pelton water turbine according to the present invention, in which a main shaft 1 of the water turbine has a plurality of runners 2a,
2b, 2G, 2d are fixed, and these runners 2a, 2
A plurality of nozzles 3a, 3b are arranged around the outer circumference of b, 2c, 2d.
, 3c, and 3d are arranged. These nozzles 3a,
3b, 3c.

3dは、それぞれニードル4a、4b、4c、4dによ
って流吊制御された噴流をランナ2a、2b、2c、2
dに噴射し、主軸1を回転させる。
3d is a jet flow controlled by needles 4a, 4b, 4c, and 4d, respectively, from runners 2a, 2b, 2c, and 2.
d and rotate the main shaft 1.

主軸1は軸受装置5によって軸受され、この軸受装置5
は主軸1との間に微小な間隙をもって配置された複数個
の軸受メタル6a、6b、6C,6d、・・・6hから
構成されるセグメントタイプの軸 −受である。これら
の軸受メタル5a、5b、5c。
The main shaft 1 is supported by a bearing device 5, and this bearing device 5
This is a segment type bearing consisting of a plurality of bearing metals 6a, 6b, 6C, 6d, . . . , 6h arranged with small gaps between them and the main shaft 1. These bearing metals 5a, 5b, 5c.

・・・6hは、油槽γ内の潤滑油8に浸されており、こ
の潤滑油8は冷却蛇管9によって冷却される。
... 6h is immersed in lubricating oil 8 in oil tank γ, and this lubricating oil 8 is cooled by cooling corrugated pipe 9.

偏荷重運転時に偏荷重Fの作用する軸受メタル6aには
給油孔10が穿孔されている。この給油孔10は、軸受
メタル6aを貫通し、そのすべり面に開口している。こ
の給油孔10には送り用油管11が接続され、この送り
用油管11は電磁弁等の自動開閉装置12を介してポン
プ等の潤滑油循環装置13に接続されている。この潤滑
油循環装置13と油槽7とは戻り用油管14によって接
続されている。この戻り用油管14にも電磁弁等の自動
開閉装置15が設置されている。制御装置16は上記潤
滑油循環装置13の給油圧力や流通等を制御するととも
に自動間開装置12と15の開閉を制御する。給油孔1
0と油管11,14と自動開閉装置12.15と潤滑油
循環装置13と制御装置16は、潤滑油を給油孔10か
らメタル6aのずべり面に圧送する潤滑油圧送手段を構
成する。
An oil supply hole 10 is drilled in the bearing metal 6a on which an unbalanced load F acts during unbalanced load operation. This oil supply hole 10 penetrates the bearing metal 6a and opens at its sliding surface. A feed oil pipe 11 is connected to this oil supply hole 10, and this feed oil pipe 11 is connected to a lubricating oil circulation device 13 such as a pump via an automatic opening/closing device 12 such as a solenoid valve. The lubricating oil circulation device 13 and the oil tank 7 are connected by a return oil pipe 14. This return oil pipe 14 is also provided with an automatic opening/closing device 15 such as a solenoid valve. The control device 16 controls the oil supply pressure and flow of the lubricating oil circulation device 13, and also controls the opening and closing of the automatic opening devices 12 and 15. Oil supply hole 1
0, the oil pipes 11 and 14, the automatic opening/closing devices 12 and 15, the lubricating oil circulation device 13, and the control device 16 constitute a lubricating hydraulic pressure sending means that pumps lubricating oil from the oil supply hole 10 to the sliding surface of the metal 6a.

次に上述した本発明による装置の作用を説明する。Next, the operation of the apparatus according to the present invention described above will be explained.

全ノズル3a、3b、3c、3dが開放され、それから
ほぼ同量の水量が噴射される通常運転時には、制御装置
16は潤滑油循環装置13を停止させるとともに自動開
間装@12と15を閉鎖する。したがって軸受メタル6
aの給油孔10からの潤滑油の圧送はなく、主軸1は、
各軸受メタル6a、6b、6c、・・・6hのすべり面
との間の油膜くさび作用のみで支承される。
During normal operation when all nozzles 3a, 3b, 3c, 3d are opened and then approximately the same amount of water is injected, the control device 16 stops the lubricating oil circulation device 13 and closes the automatic opening devices @12 and 15. . Therefore bearing metal 6
There is no pressure feeding of lubricating oil from the oil supply hole 10 of a, and the main shaft 1 is
It is supported only by the oil film wedge action between the sliding surfaces of each bearing metal 6a, 6b, 6c, . . . 6h.

第2図に示されたようにノズル3aのみを開放した偏荷
重運転時には、制御装置16は潤滑油循環装置13の駆
動および、自動開閉装置12と15の開弁を指令する。
As shown in FIG. 2, during unbalanced load operation with only the nozzle 3a open, the control device 16 commands the driving of the lubricating oil circulation device 13 and the opening of the automatic opening/closing devices 12 and 15.

この指令により、油槽7内の潤滑油8がH1Wi油循環
装置13によって戻り用油管14、送り用油管11を介
して給油孔10より軸受メタル6aのすべり面に圧送さ
れる。軸受メタル6aのすべり面での油膜のくさび効果
による油膜の耐負荷能力は、上記給油孔10がらの圧油
によって大幅に向上する。したがって偏荷重運転時に主
軸1から軸受メタル6aに高偏荷重が作用しても主軸1
と軸受メタル6aのすべり面の間には常に油膜が形成さ
れ、流体潤滑状態が保持されるため、軸受メタル6aの
損傷や焼き付けが防止される。
In response to this command, the lubricating oil 8 in the oil tank 7 is pumped by the H1Wi oil circulation device 13 through the oil supply hole 10 through the return oil pipe 14 and the feed oil pipe 11 to the sliding surface of the bearing metal 6a. The load bearing capacity of the oil film due to the wedge effect of the oil film on the sliding surface of the bearing metal 6a is greatly improved by the pressure oil in the oil supply hole 10. Therefore, even if a high unbalanced load is applied from the main shaft 1 to the bearing metal 6a during unbalanced load operation, the main shaft 1
An oil film is always formed between the sliding surfaces of the bearing metal 6a and the sliding surface of the bearing metal 6a, and a fluid lubrication state is maintained, thereby preventing damage and seizure of the bearing metal 6a.

給油孔10からの給油圧は、軸受メタル6aに作用する
偏荷重の大きさに応じて自動開閉装置12.15の開度
や潤滑油循環装置13からの圧力、流量を制御すること
によって調整される。
The oil pressure supplied from the oil supply hole 10 is adjusted by controlling the opening degree of the automatic opening/closing device 12.15 and the pressure and flow rate from the lubricating oil circulation device 13 according to the magnitude of the unbalanced load acting on the bearing metal 6a. Ru.

なお上述と同方向の偏荷重はノズル3a、3b。Note that the unbalanced loads in the same direction as above are applied to the nozzles 3a and 3b.

3dの三個を開放した場合にも発生するが、この場合に
も上記潤滑油圧送手段10〜16によって軸受メタル6
aの損傷や焼き付けなどが防止される。
This also occurs when three bearings 3d are opened, but in this case as well, the bearing metal 6 is
This prevents damage and burn-in of a.

上述の実施例は、偏荷重の作用方向が常に一定である場
合にのみ有効であったが、次に偏荷重が任意の方向に作
用する場合にも有効な別の実施例を第3図により説明す
る。
The above-mentioned embodiment was effective only when the acting direction of the unbalanced load was always constant, but next, another embodiment that is effective even when the unbalanced load acts in any direction is shown in Fig. 3. explain.

第3図において、軸受メタル5a、 6b、・・・6h
のすべてに給油孔10a、・・・10hが穿孔されてお
り、これらの給油孔は、それぞれ別個の油管11 a、
 ・11 h、自動間開装置12a、・ 12hを介し
て環状の共通管17に接続され、この環状共通油管17
は共通油管18と共通自動開閉装置19を介して潤滑油
循環装置13に接続されている。戻り用油管14と自動
開閉装置15は、第2図のものと同一である。制御装置
16は、すべての自動開閉装置12a、・ 12h、1
5.19および循環装置13を制御する。
In Fig. 3, bearing metals 5a, 6b,...6h
Oil supply holes 10a, . . . 10h are drilled in all of the oil pipes 11a, .
・11h, automatic opening device 12a, ・Connected to the annular common pipe 17 via the 12h, and this annular common oil pipe 17
is connected to the lubricating oil circulation device 13 via a common oil pipe 18 and a common automatic opening/closing device 19. The return oil pipe 14 and automatic opening/closing device 15 are the same as those shown in FIG. The control device 16 controls all automatic opening/closing devices 12a, 12h, 1
5.19 and the circulation device 13.

このような構成であるため、あるノズルを開放して偏荷
重運転を行う場合、制御装置16は偏荷重の作用方向に
位置する1個または複数個の軸受メタルの給油孔に潤滑
油を圧送するために、個別自動開閉装置12a、・・・
12hのうちの上記軸受メタルに対応したものを選択し
て開くとともに、循環装置13を駆動し、かつ共通自動
開閉装置15.19を開く。これにより、偏荷重の作用
方向の軸受メタルのすべり面にのみ潤滑油が圧送される
。この給油圧は、各軸受メタルの負うべき荷重の大きさ
に応じて自動開閉装置12a、・・・12hの開度を制
御することによって、調整される。
With this configuration, when a certain nozzle is opened to perform unbalanced load operation, the control device 16 pumps lubricating oil to the oil supply hole of one or more bearing metals located in the direction in which the unbalanced load acts. Therefore, the individual automatic opening/closing device 12a,...
12h corresponding to the bearing metal is selected and opened, the circulation device 13 is driven, and the common automatic opening/closing device 15.19 is opened. As a result, lubricating oil is pumped only to the sliding surface of the bearing metal in the direction in which the unbalanced load is applied. This supply oil pressure is adjusted by controlling the opening degrees of the automatic opening/closing devices 12a, . . . , 12h according to the magnitude of the load that each bearing metal should bear.

このように、開放するノズルの選択を変えたことにより
偏荷重の作用方向が変化した場合にも、個別自動開閉装
置12a、・・・12hを選択的に開閉することにより
対応できる。
In this way, even if the direction of action of the unbalanced load changes due to changing the selection of nozzles to be opened, this can be handled by selectively opening and closing the individual automatic opening/closing devices 12a, . . . 12h.

偏荷重運転においても、偏荷重の大きざが比較的小さい
場合には、軸受メタルのすべり面と主軸との間のくさび
効果によって生ずる油膜圧力のみで偏荷重を支えること
ができる。しかしながら、水車の起動時には主軸と軸受
メタルのすべり而との間に油膜圧力が発生していないた
め、固体接触状態または一部固体接触一部流体接触した
境界潤滑状態となっている。そこで偏荷重が比較的小さ
い偏荷重運転の場合には、起動時のみ、制御装置13の
指令により偏荷重の作用する軸受メタルのすべり面に潤
滑油を圧送し、所定時間が経過して水車の回転数が上昇
して、くさび効果による油膜圧力が充分に大きくなった
時点で上記潤滑油の圧送を停止するようにしてもよい。
Even in unbalanced load operation, if the magnitude of the unbalanced load is relatively small, the unbalanced load can be supported only by the oil film pressure generated by the wedge effect between the sliding surface of the bearing metal and the main shaft. However, when the water turbine is started, no oil film pressure is generated between the main shaft and the sliding bearing metal, resulting in a solid contact state or a boundary lubrication state in which some solid contact and some fluid contact occur. Therefore, in the case of unbalanced load operation where the unbalanced load is relatively small, lubricating oil is force-fed to the sliding surface of the bearing metal where the unbalanced load acts by commands from the control device 13 only at startup, and after a predetermined period of time has elapsed, the water turbine is The pumping of the lubricating oil may be stopped when the rotational speed increases and the oil film pressure due to the wedge effect becomes sufficiently large.

第4図は、軸受メタル6の給油孔10に接続された油管
11の一部をフレキシブル管20とした例を示したもの
で、このフレキシブル管20は軸受メタル6の近傍の油
管11に介在している。このフレキシブル管20の設置
によって、水車の据付時に主軸1と軸受メタル6との間
の軸受ずき間を容易に微調整することができる。軸受メ
タル6は、主軸2の回転中のくさび効果による油膜圧力
゛を高めるために軸受メタル支持部21に対して多少回
転変位できるように構成されている。もし、フレキシブ
ル管20が存在しないと、この軸受メタルの回転変位が
油管11によって拘束されてしまうが、フレキシブル管
20の存在により上記回転変位が自由となる。
FIG. 4 shows an example in which a part of the oil pipe 11 connected to the oil supply hole 10 of the bearing metal 6 is made into a flexible pipe 20, and this flexible pipe 20 is interposed in the oil pipe 11 near the bearing metal 6. ing. By installing the flexible pipe 20, the bearing gap between the main shaft 1 and the bearing metal 6 can be easily finely adjusted when installing the water turbine. The bearing metal 6 is configured so that it can be rotated to some extent with respect to the bearing metal support portion 21 in order to increase the oil film pressure due to the wedge effect during rotation of the main shaft 2. If the flexible tube 20 were not present, the rotational displacement of this bearing metal would be restricted by the oil tube 11, but the presence of the flexible tube 20 frees the rotational displacement.

第5図は強制潤滑方式の軸受装置を具備する本発明によ
るペルトン水車の一実施例を示したもので、各軸受メタ
ル6a、・・・には、給油孔10a1・・・が穿孔され
ており、各給油孔10a、・・・には油管11a、・・
・が接続され、各油管11a、・・・は自動開閉装置1
2a、・・・を介して図示を省略されたポンプ等の潤滑
油循環装置に接続されている。軸受メタル6a、・・・
の下方の油受け22は戻り用浦管14によって上記循環
装置に接続されている。
Fig. 5 shows an embodiment of a Pelton water turbine according to the present invention, which is equipped with a forced lubrication type bearing device, and each bearing metal 6a, . . . has an oil supply hole 10a1, . , each oil supply hole 10a,... has an oil pipe 11a,...
・ are connected, and each oil pipe 11a, . . . is connected to the automatic opening/closing device 1.
2a, . . . are connected to a lubricating oil circulation device such as a pump (not shown). Bearing metal 6a,...
The lower oil receiver 22 is connected to the circulation system by a return pipe 14.

上記自動開閉装置12a1・・・や循環装置は図示を省
略された制御装置によって制御される。
The automatic opening/closing device 12a1... and the circulation device are controlled by a control device not shown.

通常運転時には、制御装置によって各軸受メタル5a、
・・・のすべり面にはすべて同圧かつ同流量の潤滑油が
供給される。
During normal operation, each bearing metal 5a,
All sliding surfaces of ... are supplied with lubricating oil at the same pressure and flow rate.

偏荷重運転時には、制御装置は自動開閉装置12a、・
・・の開度を対応する軸受メタル6a、・・・毎に変え
て、各軸受メタルの給油圧の合力が偏荷重の作用方向へ
逆向きとなるように軸受メタルすべり面への油圧や流量
を個々の軸受メタル6a。
During unbalanced load operation, the control device operates the automatic opening/closing devices 12a, .
... by changing the opening degree of each corresponding bearing metal 6a, ..., and adjusting the oil pressure and flow rate to the sliding surface of the bearing metal so that the resultant force of the oil pressure supplied to each bearing metal is in the opposite direction to the acting direction of the unbalanced load. The individual bearing metal 6a.

・・・毎に変化させる。具体的には、偏荷重の作用方向
の軸受メタルには、油圧が大きくかつ流mが多くなるよ
うに、またそれと反対方向の軸受メタルには油圧が小さ
くかつ流量も少なくする。
...Changes each time. Specifically, the oil pressure is set to be large and the flow m is large for the bearing metal in the direction in which the unbalanced load is applied, and the oil pressure and the flow rate are set to be small for the bearing metal in the opposite direction.

この強制潤滑方式の軸受装置にも第4図のフレキシブル
管20を設置することができることはもちろんである。
Of course, the flexible tube 20 shown in FIG. 4 can also be installed in this forced lubrication type bearing device.

第6図は各軸受メタル6a、・・・6hにギャップセン
サー23a、・・・23hを設置した例を示したもので
、各ギ1!ツプセンザ−23a、・・・23hは対応の
軸受メタル6a、・・・6hと主@1との間の軸受すき
間の通を検出し、検出出力を制御装置16に送出する。
Fig. 6 shows an example in which gap sensors 23a, . . . 23h are installed on each bearing metal 6a, . The spring sensors 23a, . . . , 23h detect passage of the bearing clearance between the corresponding bearing metals 6a, .

その他の構成は第3図の構成と同一である。The rest of the configuration is the same as the configuration shown in FIG.

偏荷重運転が開始されると、例えば図に示されたように
偏荷重Fが、断続的に軸受メタル6aに作用し、そこの
軸受すき間量が減少する。制御装置116は、ギャップ
センサー23a、・・・23hの検出出力から上記軸受
メタル6aの軸受すき間が基準値よりも小さくかつこの
状態が所定時間以上継続したと判別すると、潤滑油循環
装置13や自動開閉装置12a、・・・などを制御して
軸受メタル6aのすべり面に潤滑油を圧送する。通常運
転時には、軸受メタルの軸受すき間は瞬間的に穫めて小
さくなるが、これは継続しないため、上述の潤滑油の圧
送は送られない。
When the unbalanced load operation is started, for example, as shown in the figure, the unbalanced load F acts intermittently on the bearing metal 6a, and the amount of bearing clearance there decreases. When the control device 116 determines from the detection outputs of the gap sensors 23a, . The lubricating oil is force-fed to the sliding surface of the bearing metal 6a by controlling the opening/closing device 12a, etc. During normal operation, the bearing clearance between the bearing metals is instantaneously reduced, but this does not continue, so the above-mentioned lubricating oil is not pumped.

第7図は軸受メタル6a、・・・6hに温度センサー2
4a、・・・24hを設けた例を示したもので、各温度
センサー24a、・・・24hは対応する軸受メタル5
a、・・・6hのすべり面の温度を検出し、これを制御
装置16に送出する。その他の構成は第3図の構成と同
一である。
Figure 7 shows temperature sensor 2 on bearing metal 6a,...6h.
4a, . . . 24h are provided, and each temperature sensor 24a, . . . 24h is connected to a corresponding bearing metal 5.
The temperatures of the sliding surfaces of a, . . . , 6h are detected and sent to the control device 16. The rest of the configuration is the same as the configuration shown in FIG.

偏荷重運転が開始されると、偏荷重Fが作用する軸受メ
タルの軸受すき間が減少し、そこでの損失が急増し、す
べり面温度も急上昇する。制御装置16は、温度センサ
ー2・4a、・・・24hの検出出力から偏荷重Fの発
生J3よびその作用方向を判別し、偏荷重の作用してい
る軸受メタルすべり面に潤滑油を圧送して、軸受メタル
の損傷等を防ぐ。
When the unbalanced load operation is started, the bearing clearance of the bearing metal on which the unbalanced load F acts decreases, the loss there increases rapidly, and the sliding surface temperature also increases rapidly. The control device 16 determines the occurrence J3 of the unbalanced load F and the direction of its action from the detection outputs of the temperature sensors 2, 4a, . to prevent damage to the bearing metal.

これらのギャップセンサーや温度センサーは、第4図の
強制潤滑方式の軸受装置に付設することもでき、また両
種のセンサーを組合せて使用することもできる。
These gap sensors and temperature sensors can be attached to the forced lubrication type bearing device shown in FIG. 4, or both types of sensors can be used in combination.

〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明によれば偏荷重
の作用する軸受メタルのすべり面に潤滑油を圧送するか
ら、偏荷重に起因する軸受メタルの片減りや焼き付けを
防止できる。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, according to the present invention, since lubricating oil is pumped to the sliding surface of the bearing metal where uneven loads act, uneven wear and seizure of the bearing metal due to uneven loads can be prevented. It can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図と第2図は、それぞれ本発明によるペルトン水車
の一実施例を示したti1g?i面図と横断面図、第3
図は別の実施例を示した横断面図、第4図と第5図はそ
れぞれ他の実施例を示した縦断面図、第6図と第7図は
、それぞれ別の実施例を示したl断面図、第8図と第9
図はそれぞれ従来のペルトン水車を示した縦断面図と横
断面図である。 1・・・水車主軸、3・・・ノズル、5・・・軸受装置
、6・・・軸受メタル、7・・・油槽、8・・・潤滑油
、10・・・給油孔、11・・・油管、12・・・自動
開閉装置、13・・・潤滑油循環装置、16・・・制御
装置、23・・・ギャップセンサー、24・・・温度セ
ンサー。 出願人代理人  猪  股    清 第2図 第 3[!1 第5図 第6図 冨7図 ム
Figures 1 and 2 each show an embodiment of a Pelton turbine according to the present invention. i-side view and cross-sectional view, 3rd
The figure is a cross-sectional view showing another embodiment, FIGS. 4 and 5 are longitudinal sectional views showing other embodiments, and FIGS. 6 and 7 are respectively showing different embodiments. l Cross-sectional views, Figures 8 and 9
The figures are a vertical cross-sectional view and a cross-sectional view, respectively, showing a conventional Pelton water turbine. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Water turbine main shaft, 3... Nozzle, 5... Bearing device, 6... Bearing metal, 7... Oil tank, 8... Lubricating oil, 10... Oil supply hole, 11... - Oil pipe, 12... automatic opening/closing device, 13... lubricating oil circulation device, 16... control device, 23... gap sensor, 24... temperature sensor. Applicant's agent Kiyoshi Inomata Figure 2, Figure 3 [! 1 Figure 5 Figure 6 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、複数のノズルと、油槽内に設けられた複数個の軸受
メタルから構成され水車主軸を支承する軸受装置とを具
備し、偏荷重運転時に上記軸受メタルに偏荷重が作用す
るペルトン水車において、上記偏荷重運転時に上記偏荷
重の作用方向の上記軸受メタルのすべり面に潤滑油を圧
送する潤滑油圧送手段を具備することを特徴とするペル
トン水車。 2、上記潤滑油圧送手段は、上記複数の軸受メタルのす
べてに潤滑油を圧送可能であり、上記偏荷重運転時に偏
荷重の作用方向の上記軸受メタルに選択的に潤滑油を圧
送することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のペ
ルトン水車。 3、上記潤滑油圧送手段は、上記偏荷重運転の開始から
所定時間経過後に上記圧送を停止することを特徴とする
特許請求の範囲第1項または第2項に記載のペルトン水
車。 4、上記潤滑油圧送手段は、上記軸受メタルに接続され
た潤滑油圧送用バイブを有し、上記パイプは上記軸受メ
タルの近傍箇所がフレキシブルパイプから構成されたこ
とを特徴する特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれ
かに記載のペルトン水車。 5、複数のノズルと、複数個の軸受メタルから構成され
水車主軸を軸受する軸受装置と、上記複数の軸受メタル
のすべり面の各々に潤滑油を強制的に給油する強制給油
装置とを具備し、偏荷重運転時に上記軸受メタルに偏荷
重が作用するペルトン水車において、上記偏荷重運転時
に上記軸受メタルの各々のすべり面への給油圧の合力が
上記偏荷重の作用方向と逆方向に作用するように上記軸
受メタルすべり面への給油圧を制御する制御装置を具備
することを特徴とするペルトン水車。 6、上記制御装置は、上記偏荷重運転の開始から所定時
間経過後に上記給油圧制御を行うことを特徴とする特許
請求の範囲第5項に記載のペルトン水車。 7、上記強制給油装置は上記潤滑油を上記軸受メタルす
べり面に給油するパイプを有し、該パイプは上記軸受メ
タルの近傍箇所がフレキシブルパイプから構成されたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第5項又は第6項に記載
のペルトン水車。 8、複数のノズルと、複数個の軸受メタルから構成され
水車主軸を軸受する軸受装置とを具備し、偏荷重運転時
に上記軸受メタルに偏荷重が作用するペルトン水車にお
いて、上記偏荷重運転時に偏荷重の発生を検出する検出
手段と、この検出手段の検出出力に応じて少なくとも上
記偏荷重の作用する軸受メタルすべり面に潤滑油を圧送
して上記偏荷重と逆方向の給油圧を発生させる手段とを
具備することを特徴とするペルトン水車。 9、上記検出手段は、上記軸受メタルすべり面と上記水
車主軸との間隙量を検出するギャップセンサーを含み、
上記間隙量が所定値より小さくなったとき上記検出出力
を発生することを特徴とする特許請求の範囲第8項に記
載のペルトン水車。 10、上記検出手段は、上記軸受メタルすべり面の温度
を検出する温度センサーを含み、上記温度が所定値以上
になつたとき、上記検出出力を発生することを特徴とす
る特許請求の範囲第8項記載のペルトン水車。
[Scope of Claims] 1. A bearing device comprising a plurality of nozzles and a plurality of bearing metals provided in an oil tank and supporting the main shaft of the water turbine, wherein an unbalanced load is applied to the bearing metal during unbalanced load operation. 1. A Pelton water turbine, characterized in that the Pelton water turbine is equipped with a lubricating hydraulic pressure sending means for pumping lubricating oil to the sliding surface of the bearing metal in the direction in which the unbalanced load acts during the unbalanced load operation. 2. The lubricating oil pressure sending means is capable of pumping lubricating oil to all of the plurality of bearing metals, and selectively pumps lubricating oil to the bearing metals in the direction in which the unbalanced load acts during the unbalanced load operation. A Pelton water turbine according to claim 1, characterized in that: 3. The Pelton water turbine according to claim 1 or 2, wherein the lubricant hydraulic pressure feeding means stops the pressure feeding after a predetermined time has elapsed from the start of the unbalanced load operation. 4. The lubricant oil pressure sending means has a lubricant oil feed vibrator connected to the bearing metal, and the pipe is constructed of a flexible pipe in the vicinity of the bearing metal. The Pelton water turbine according to any one of items 1 to 3. 5. A bearing device comprising a plurality of nozzles and a plurality of bearing metals and bearing the main shaft of the water turbine, and a forced oil supply device for forcibly supplying lubricating oil to each of the sliding surfaces of the plurality of bearing metals. In a Pelton water turbine in which an unbalanced load acts on the bearing metal during unbalanced load operation, the resultant force of the hydraulic pressure applied to each sliding surface of the bearing metal acts in the opposite direction to the acting direction of the unbalanced load during the unbalanced load operation. A Pelton water turbine characterized in that it is equipped with a control device for controlling oil pressure supplied to the metal sliding surface of the bearing. 6. The Pelton water turbine according to claim 5, wherein the control device performs the oil pressure control after a predetermined time has elapsed from the start of the unbalanced load operation. 7. The forced oil supply device has a pipe for supplying the lubricating oil to the sliding surface of the bearing metal, and the pipe is constructed of a flexible pipe in the vicinity of the bearing metal. Pelton water turbine according to paragraph 5 or paragraph 6. 8. In a Pelton water turbine that is equipped with a plurality of nozzles and a bearing device that is composed of a plurality of bearing metals and supports the main shaft of the water turbine, and in which an uneven load acts on the bearing metal during operation with an uneven load, A detection means for detecting the occurrence of a load, and a means for generating supply oil pressure in a direction opposite to the uneven load by force-feeding lubricating oil to at least the bearing metal sliding surface on which the uneven load acts according to the detection output of the detection means. A Pelton water wheel characterized by comprising: 9. The detection means includes a gap sensor that detects the amount of gap between the bearing metal sliding surface and the water turbine main shaft,
The Pelton water turbine according to claim 8, wherein the detection output is generated when the gap amount becomes smaller than a predetermined value. 10. Claim 8, wherein the detection means includes a temperature sensor that detects the temperature of the bearing metal sliding surface, and generates the detection output when the temperature exceeds a predetermined value. Pelton water turbine as described in section.
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