KR20090128335A - 횡축형 회전기 - Google Patents

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KR20090128335A
KR20090128335A KR1020090050862A KR20090050862A KR20090128335A KR 20090128335 A KR20090128335 A KR 20090128335A KR 1020090050862 A KR1020090050862 A KR 1020090050862A KR 20090050862 A KR20090050862 A KR 20090050862A KR 20090128335 A KR20090128335 A KR 20090128335A
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thrust bearing
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leakage oil
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겐이치 핫토리
다다아키 가키모토
아키토미 셈바
게이지 후가네
마코토 헴미
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가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은, 추력 베어링장치에 대한 급유를 간단하게 행할 수 있는 횡축형 회전기를 제공하는 것에 있다.
이를 위해 본 발명은, 추력 베어링장치(9)의 둘레방향 끝부에, 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)로부터의 윤활유의 누설유를 상기 추력 베어링장치(9)의 슬라이딩면(9S)으로 도입하는 누설유 도입수단(10, 10A, 11, 11A)을 설치한 것이다.
상기 구성으로 함으로써, 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)로부터의 윤활유의 누설유를 이용하여 추력 베어링장치(9)의 윤활을 행할 수 있고, 그 결과, 추력 베어링장치 전용의 급유 계통을 필요로 하는 일이 없어, 급유 계통의 배관이나 급유량 제어를 간소화할 수 있다.

Description

횡축형 회전기{X-AXIS TYPE ROTARY MACHINE}
본 발명은 예를 들면 횡축형 회전전기(回轉電機)나 횡축형 펌프 등의 횡축형 회전기에 관한 것으로, 특히, 횡축 회전축을 지지하는 횡형 슬라이딩 베어링장치와 횡축 회전축에 작용하는 추력을 지지하는 추력 베어링장치를 구비한 횡축형 회전기에 관한것이다.
횡축 회전축을 지지하는 횡형 슬라이딩 베어링장치와 횡축 회전축에 작용하는 추력을 지지하는 추력 베어링장치를 구비한 횡축형 회전기는, 예를 들면, 특허문헌 1에 개시된 바와 같이 이미 제안되어 있다.
이와 같은 횡축형 회전기는, 횡축 회전축을 지지하는 횡형 슬라이딩 베어링장치에 인접하여 추력 베어링장치를 설치하고 있다. 그리고, 이 추력 베어링장치는, 그 추력을 필요 최소한의 수압면으로 지지하기 위하여, 횡축 회전축에 형성된 추력 지지부의 축심보다 아래쪽측에만 대향하여 설치되어 있다.
[특허문헌 1]
일본국 특개2008-95703호 공보(도 4, 도 5)
상기 특허문헌 1에 개시된 횡축형 회전기는, 추력을 필요 최소한의 수압면으로 지지할 수 있는 점에서 유리하다.
그러나, 전주형(全周型)의 추력 베어링장치를 설치하는 경우와 달리, 반주형(半周型)의 추력 베어링장치에서는 슬라이딩면으로 윤활유를 도입하기 위하여, 횡형 슬라이딩 베어링장치와는 다른 계통의 전용 급유 계통을 필요로 하게 된다.
그 때문에, 2종의 급유 계통이 필요하게 됨과 동시에, 2종의 급유제어가 필요하게 되기 때문에, 급유 계통의 배관이 복잡해짐과 동시에, 급유량 제어가 번거로워지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 추력 베어링장치에 대한 급유를 간단하게 행할 수 있는 횡축형 회전기를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 추력 베어링장치의 둘레방향 끝부에, 횡형 슬라이딩 베어링장치로부터의 윤활유의 누설유를 상기 추력 베어링장치의 슬라이딩면으로 도입하는 누설유 도입수단을 설치한 것이다.
상기와 같은 구성으로 함으로써 횡형 슬라이딩 베어링장치로부터의 윤활유의 누설유를 이용하여 추력 베어링장치의 윤활을 행할 수 있고, 그 결과, 추력 베어링장치 전용의 급유 계통을 필요로 하는 일이 없어, 급유 계통의 배관이나 급유량 제 어를 간소화할 수 있다.
따라서, 구성을 간단하게 하고, 추력 베어링장치에 대한 급유를 간단하게 행할 수 있는 횡축형 회전기를 얻을 수 있다.
이하 본 발명에 의한 횡축형 회전기의 제 1 실시형태를, 도 1 내지 도 4에 나타내는 터빈 발전기에 의거하여 설명한다.
터빈 발전기(1)는, 가로방향으로 설치된 하우징(2)과, 이 하우징(2)의 길이방향 양쪽 끝부에 설치된 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)와, 이들 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)에 슬라이딩 자유롭게 축 지지된 횡축 회전축(6)과, 이 횡축 회전축(6)에 고정된 회전자(7)와, 이 회전자(7)의 바깥 둘레측에 공극을 거쳐 대향 배치되어 상기 하우징에 지지된 고정자(8)를 구비하고 있다.
상기 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)는, 각각 안 둘레에 슬라이딩면(4S)을 형성한 상하 2분할 구성의 베어링 메탈(4)과, 이 베어링 메탈(4)을 바깥 둘레부에서 요동 자유롭게 지지한 베어링부재(5)로 구성되어 있다. 또한, 상기 상하 2분할구성의 베어링 메탈(4)은, 횡축 회전축(2)의 중심을 경계로 하여 수평으로 상하에 분할면(4F)을 가진다.
또, 이들 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)의 끝부에서, 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)의 하측 절반분에 대향하는 위치에는, 반원 고리형상의 추력 베어링장치(9)가 횡축 회전축(6)과 동심적(同心的)으로 인접 배치되어 있다. 그리고, 이 추력 베어링장치(9)와 대향하는 횡축 회전축(6)에는, 추력 지지부(6S)가 형성되 어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 터빈 발전기(1)의 통상 운전시는, 주로 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)에서 횡축 회전축(6)을 포함하는 회전자(7)를 지지하고, 추력 베어링장치(9)에서는 회전자(7)가 축방향으로 어긋나지 않도록 유지하고 있다. 또, 부하변동 등 횡축 회전축(6)을 축방향으로 이동시키는 힘이 발생하였을 때는, 횡축 회전축(7)의 추력 지지부(6S)가 추력 베어링장치(9)에 접촉 슬라이딩하여 저항한다.
상기 구성의 터빈 발전기(1)에 있어서, 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)의 슬라이딩면에 도시 생략한 급유 계통으로부터 윤활유가 공급되어 횡축 회전축(6)과의 사이에 유막을 형성하여, 회전자(7)가 저마찰로 회전할 수 있도록 하고 있다. 이와 같은 윤활유의 공급은, 유막이 끊어지지 않도록 연속하여 공급하고 있고, 유막형성을 끝낸 윤활유나 유막형성에 기여할 수 없었던 윤활유는, 베어링 메탈(4)의 양측으로부터 외부로 누설하고, 그 누설유를 회수하여 재사용 또는 폐기하고 있다.
그러나, 본 실시형태에서는, 베어링 메탈(4)에 인접 배치한 추력 베어링장치(9)의 슬라이딩면(9S)에, 대략 반경방향을 따른 오일홈(9G)을 둘레방향 복수개소에 설치하고 있음과 동시에, 슬라이딩면(9S)의 둘레방향 끝부에 누설유 도입 경사면(10)을 설치하여 누설유 도입수단을 형성하고 있다. 그리고, 이 누설유 도입 경사면(10)은, 횡축 회전축(6)의 회전방향에 대향하는 둘레방향 끝부이고, 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)로부터 떨어짐에 따라 하향 경사가 되도록 형성되어 있다. 그 결과, 반원 고리형상의 추력 베어링장치(9)에 대향하는 횡형 슬라이딩 베어링장 치(3A, 3B)로부터의 누설유는 오일홈(9G)에 의해 슬라이딩면(9S)으로 공급되고, 한편, 상측 절반분의 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)로부터의 누설유는, 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)의 끝부로부터 아래쪽으로 빠져 전달되고, 추력 베어링장치(9)의 끝부에서 누설유 도입 경사면(10)에 의해 슬라이딩면(9S) 내로 도입된다.
상기 구성에 의하면, 추력 베어링장치(9)에 전용 급유 계통을 설치하는 일 없이, 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)로부터의 누설유를 효율적으로 추력 베어링장치(9)의 윤활에 제공할 수 있다.
도 5 및 도 6은, 본 발명에 의한 제 2 실시형태를 나타내는 것으로, 제 1 실시형태의 도 2 및 도 4에 대응하는 구성이다. 따라서, 도 2 및 도 4와 동일한 부호는, 동일 구성부품을 나타내기 때문에, 재차 설명은 생략한다.
제 2 실시형태는, 추력 베어링장치(9)의 슬라이딩면(9S)으로의 누설유 도입수단으로서, 슬라이딩면(9S)의 둘레방향 끝부에 누설유 도입 경사면(10)을 설치하지 않고, 추력 베어링장치(9)의 둘레방향 끝부로부터 추력 지지부(6S)의 축심보다 윗쪽측에 상기 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)의 축방향 끝부를 덮도록 반원 고리형상의 누설유 도입 커버(11)를 설치하여 누설유 도입수단으로 한 것이다.
이와 같이 구성함으로써, 상측 절반분의 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)로부터의 누설유는, 누설유 도입 커버(11)에 의해 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)의 끝부로부터 아래쪽으로 모이고, 갈 곳을 잃은 누설유는 추력 베어링장치(9)의 둘레방향 끝부로부터 슬라이딩면(9S) 내로 도입된다.
따라서, 본 실시형태에서도, 제 1 실시형태와 동등한 효과를 가질 수 있다.
다음에, 본 발명에 의한 제 3 실시형태를 도 7 및 도 8에 의거하여 설명한다. 제 3 실시형태는, 제 1 실시형태와 제 2 실시형태를 변형한 것으로, 따라서, 도 1 ∼ 도 6과 동일한 부호는 동일 구성부품을 나타내기 때문에, 재차 설명은 생략한다.
본 실시형태가 제 1 실시형태와 다른 점은, 슬라이딩면(9S)의 둘레방향 끝부에 슬라이딩면(9S)의 전 폭에 걸쳐 누설유 도입 경사면(10)을 설치하지 않고, 슬라이딩면(9S)의 둘레방향 끝부에서 횡축 회전축(7)의 추력 지지부(6S)에 대향하는 내경측에 누설유 도입 경사면(10A)을 형성하고, 또한 제 2 실시형태에 의한 반원 고리형상의 누설유 도입 커버(11) 대신 반원반 형상의 간이 커버(11A)를 설치한 점이다.
이와 같이 구성함으로써, 상측 절반분의 횡형 슬라이딩 베어링장치(3A, 3B)로부터의 누설유는, 간이 커버(11A)의 안 둘레를 통하여 아래쪽으로 유도되다. 그리고, 횡축 회전축(7)의 추력 지지부(6S)에 대향하는 누설유 도입 경사면(10A)으로부터 효율적으로 추력 베어링장치(9)의 슬라이딩면(9S)과 추력 지지부(6S) 사이로 도입된다.
따라서, 본 실시형태에서도, 제 1 실시형태와 동등한 효과를 가질 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 누설유 도입 경사면(10A)이 횡축 회전축(7)의 추력 지지부(6S)에 대향하는 쪽에 형성되어 있기 때문에, 더욱 많은 윤활유량을 슬라이딩면(9S)으로 도입할 수 있으므로, 대량의 윤활유가 필요한 기종의 횡축형 회전기에 유리하다.
그런데, 제 1 실시형태의 누설유 도입 경사면(10)과, 제 2 실시형태의 누설유 도입 커버(11)는, 각각 단독으로 형성한 예를 설명하였으나, 이들을 조합하여 이용하여도 되고, 또한, 급유량에 따라 제 3 실시형태의 누설유 도입 경사면(10A) 및 간이 커버(11A)와의 조합을 적절하게 행하여도 되는 것은 물론이다.
또한, 제 1 실시형태 및 제 3 실시형태에서는, 추력 베어링장치(9)의 둘레방향의 양쪽 끝부에 누설유 도입 경사면(10)이나 누설유 도입 경사면(10A)을 설치한 구성을 도시하였으나, 횡축 회전기의 회전방향이 일정한 경우에는, 회전방향에 대향하는 쪽에만 누설유 도입 경사면(10)이나 누설유 도입 경사면(10A)을 설치하도록 하여도 된다.
또한, 이상의 설명은 횡축형 회전기로서 터빈 발전기를 일례로 설명하였으나, 본 발명은 추력 베어링을 횡형 슬라이딩 베어링장치에 인접하여 설치한 횡축 회전기이면, 그 종류를 불문하고 본 발명을 적용할 수 있는 것은 물론이다.
도 1은 본 발명에 의한 횡축형 회전기의 제 1 실시형태인 터빈 발전기를 나타내는 개략 종단 측면도,
도 2는 도 1의 P부의 확대도,
도 3은 도 2의 추력 베어링장치의 상세한 확대 사시도,
도 4는 도 3의 정면도,
도 5는 본 발명에 의한 제 2 실시형태를 나타내는 도 2 상당도,
도 6은 도 5의 추력 베어링장치 근방의 정면도,
도 7은 본 발명에 의한 제 3 실시형태를 나타내는 도 2 상당도,
도 8은 도 7의 추력 베어링장치 근방의 정면도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 터빈 발전기 2 : 하우징
3A, 3B : 횡형 슬라이딩 베어링장치 4 : 베어링 메탈
4S : 슬라이딩면 4F : 분할면
5 : 베어링부재 6 : 횡축 회전축
6S : 추력 지지부 7 : 회전자
8 : 고정자 9 : 추력 베어링장치
9S : 슬라이딩면 9G : 오일홈
10, 10A : 누설유 도입 경사면 11 : 누설유 도입 커버
11A : 간이 커버

Claims (6)

  1. 횡축 회전축을 지지하는 횡형 슬라이딩 베어링장치와, 이 횡형 슬라이딩 베어링장치에 인접하여 상기 횡축 회전축에 형성된 추력 지지부의 축심보다 아래쪽측에 대향하여 설치된 추력 베어링장치를 구비한 횡축형 회전기에 있어서,
    상기 횡형 슬라이딩 베어링장치로부터의 윤활유의 누설유를 상기 추력 베어링장치의 슬라이딩면으로 도입하는 누설유 도입수단을, 상기 추력 베어링장치의 둘레방향 끝부에 설치한 것을 특징으로 하는 횡축형 회전기.
  2. 횡축 회전축을 지지하는 횡형 슬라이딩 베어링장치와, 이 횡형 슬라이딩 베어링장치에 인접하여 상기 횡축 회전축에 형성된 추력 지지부의 축심보다 아래쪽측에 대향하여 설치된 추력 베어링장치를 구비한 횡축형 회전기에 있어서,
    상기 추력 베어링장치의 슬라이딩면에 상기 횡형 슬라이딩 베어링장치로부터의 윤활유의 누설유를 도입하는 오일홈을 형성함과 동시에, 상기 횡형 슬라이딩 베어링장치로부터의 윤활유의 누설유를 상기 추력 베어링장치의 슬라이딩면으로 도입하는 누설유 도입수단을, 상기 추력 베어링장치의 둘레방향 끝부에 설치한 것을 특징으로 하는 횡축형 회전기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 누설유 도입수단은, 상기 추력 베어링장치의 둘레방향 끝부에 형성한 누설유 도입 경사면인 것을 특징으로 하는 횡축형 회전기.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 누설유 도입수단은, 상기 추력 베어링장치의 둘레방향 끝부로부터 추력지지부의 축심보다 윗쪽측에 형성되어 상기 횡형 슬라이딩 베어링장치의 축방향 끝부를 덮는 누설유 도입 커버인 것을 특징으로 하는 횡축형 회전기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 누설유 도입 커버는, 추력 지지부의 축심보다 윗쪽측에 연속하여 대향하는 반원 고리형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 횡축형 회전기.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 누설유 도입수단은, 상기 추력 베어링장치의 둘레방향 끝부에 형성한 누설유 도입 경사면과, 상기 추력 베어링장치의 둘레방향 끝부로부터 추력 지지부의 축심보다 윗쪽측에 형성되어 상기 횡형 슬라이딩 베어링장치의 축방향 끝부를 덮는 누설유 도입 커버로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 횡축형 회전기.
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