WO2018155256A1 - 水力発電装置 - Google Patents

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food
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智哉 川合
近藤 博光
年宏 小野田
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Ntn株式会社
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    • Y02E10/20Hydro energy

Definitions

  • Patent Document 1 Conventional hydroelectric power generation equipment is a submersion of only a water turbine and requires various auxiliary equipment. However, a water turbine section and a gearbox section are integrated and a generator section is installed on the water. (Patent Document 1).
  • the food machine grease is a grease that does not cause environmental pollution even if it leaks as a food machine application, and is defined by various standards. For example, the use of food machines with operating temperature, extreme pressure, water resistance, etc. It is variously determined according to conditions.
  • the gear box may have a grease reservoir that stores the food machine grease B in the vicinity of the gear portion.
  • the vicinity of the gear part is, for example, a part of a gear box that is provided at a predetermined interval with respect to a part of the gear part and can store a certain amount of the food machine grease by gravity.
  • the grease reservoir is provided near the gear portion of the gear box, and the food machine grease B is stored in the grease reservoir, whereby the food machine grease is reliably supplied to the gear tooth surface.
  • a plurality of oil seals for preventing water from entering the gear box may be provided on the blade shaft.
  • the leakage speed of the food machine grease is slower than the configuration in which one oil seal is provided on the blade shaft, and the reduction of the food machine grease in the gear box is also suppressed.
  • the support device 4 includes two horizontal support members 11, 11, a support plate 12, and a support tube 13.
  • the two horizontal support members 11, 11 are rod-shaped support members that are stretched in parallel between the upper ends of both side wall surfaces of the water channel 1. These horizontal support members 11 and 11 are provided in a state of being spaced apart by a support plate 12.
  • the support plate 12 is supported by the horizontal support members 11 and 11.
  • a generator 10 is installed above the support plate 12.
  • the input shaft (not shown) of the generator 10 extends into the support cylinder 13.
  • the lower end of the input shaft and the upper end of the power transmission shaft 14 are coaxially connected via a rotary connector (not shown).
  • the shaft center of the power transmission shaft 14 and the shaft center of the blade shaft 5 are arranged so as to be orthogonal to each other.
  • the power transmission shaft 14 is rotatably supported by the support cylinder 13 by a bearing (not shown) in the support cylinder 13.
  • the gear portion 6 includes a pair of first and second bevel gears 6a and 6b that mesh with each other.
  • the first bevel gear 6 a is fitted to the outer periphery of the blade shaft 5 via the key
  • the second bevel gear 6 b is fitted to the outer periphery of the power transmission shaft 14 via the key 16.
  • a male screw is formed on the outer peripheral surface of the lower end portion of the power transmission shaft 14, and the nut member 17 is screwed onto the male screw, whereby the second bevel gear 6 b is prevented from coming off from the power transmission shaft 14.
  • the rotation of the blade shaft 5 is accelerated and transmitted to the power transmission shaft 14 by the bevel gears 6a and 6b. Therefore, as shown in FIG. 2, the input shaft rotates together with the power transmission shaft 14, so that the generator 10 generates power.
  • the gear box 9 includes a gear box body 18 and a fitting portion 19 that is stamped and fitted into the open end of the gear box body 18.
  • the annular groove 19a is formed in the outer peripheral surface of the fitting part 19, and the cyclic
  • an O-ring is applied as the annular seal member 20.
  • the sealing member 20 enhances the sealing performance between the inner peripheral surface of the gear box body 18 and the outer peripheral surface of the fitting portion 19.
  • the outer peripheral surface of the outer ring of the first bearing 7 is fitted in the fitting hole 19b in the fitting part 19.
  • the outer peripheral surface of the outer ring of the second bearing 8 is fitted into the fitting hole 18 a of the gear box body 18.
  • These bearings 7 and 8 are coaxially arranged so as to face each other.
  • deep groove ball bearings are applied, respectively.
  • a bearing having a larger bearing size than the second bearing 8 is employed as the first bearing 7.
  • the first bearing 7 is provided with seal members 7a and 7a for sealing the bearing space on both side surfaces, whereas the second bearing 8 is an open type without a seal member.
  • a metal shield plate is applied as the seal member 7a.
  • the blade shaft 5 has an intermediate diameter portion 5a, a flange portion 5b, a large diameter portion 5c, and a small diameter portion in order from the base end side (the impeller 2 side) in the axial direction to the distal end side (the right side in FIG. 4). 5d, which are integrally formed.
  • the inner ring inner surface of the second bearing 8 is fitted to the small diameter part 5 d of the blade shaft 5.
  • a spacer 22 is provided between one end surface of the inner ring of the second bearing 8 and the end surface of the cylindrical portion of the first bevel gear 6a.
  • a male screw is formed on the outer peripheral surface on the distal end side of the small diameter portion 5d, and the nut member 23 is screwed onto the male screw, whereby the second bearing 8 is positioned in the axial direction.
  • the gear box 9 has a grease reservoir 24 for storing the grease Gr for food machinery.
  • the grease reservoir 24 includes a bottom surface portion 25 of the gear box body 18, a wall surface portion 26 connected to the bottom surface portion 25, and a facing surface portion 27 that faces the wall surface portion 26 among the fitting portions 19.
  • the grease reservoir 24 has a thin bottom portion 25 so that cooling is promoted. At least a part of the teeth of the first bevel gear 6a is maintained in the food machine grease Gr stored in the grease reservoir 24. By rotating the first bevel gear 6a, the food machine grease Gr stored in the grease reservoir 24 is scraped up and distributed to each part.
  • the grease Gr for food machines is applied in advance to the teeth of the first and second bevel gears 6a and 6b shown in FIG. Food machine grease Gr is also sealed in the bearing spaces of the first and second bearings 7 and 8.
  • the food machine grease Gr used for the first and second bearings 7 and 8 and the food machine grease Gr used for the gear portion 6 are the types of thickener and base oil.
  • the consistency of the food machine grease Gr used for the gear portion 6 is greater than that of the food machine grease Gr used for the first and second bearings 7 and 8.
  • a drain hole 25a for discharging the stored food machine grease Gr is provided on the bottom surface 25 of the gear box body 18, and a drain bolt (not shown) is detachably provided in the drain hole 25a. Further, a greasing hole 18b for supplying the food machine grease Gr is provided on the upper surface portion of the gear box body 18, and a grease nipple (not shown) or the like is provided in the greasing hole 18b. If an attachment (not shown) capable of sucking the food machine grease Gr in the gear box 9 is attached to the drain hole 25a, the food machine grease Gr can be replaced more easily. A part of the newly-greased grease Gr for food machinery is stored in the grease reservoir 24 due to the influence of gravity.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of an oil seal and the like of this hydroelectric generator.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view of the oil seal 28 of this hydroelectric generator and a cross-sectional view of the oil seal 53 of the conventional oil seal 53 in comparison with the diagrams (a) and (b), respectively.
  • the length of the arrow GV in FIG. 7 represents the grease leakage speed, and the direction of the arrow GV represents the grease leakage direction.
  • FIGS. 8 and 9 described later As shown in FIGS. 4, 6, and 7, in this embodiment, a plurality (two in this example) are provided between the fitting portion 19 of the gear box 9 and the outer peripheral surface of the intermediate diameter portion 5 a of the blade shaft 5. Sheet) oil seal 28 is provided.
  • the portion separated by the first oil seal 28 and the second seal lip 28 is a separate space, and the grease in this space is Even if it leaks to the water side, the adjacent second seal lip acts as a barrier, and leakage of grease on the gear box side, that is, the bearing side is suppressed. As a result, the leakage rate of grease is slower than that of the conventional single seal, and the reduction of grease is also suppressed.
  • the food machine grease for the first bearing 7 and the food for the gear portion 6 are provided. It becomes difficult to mix with grease for machinery (grease B for food machinery). Moreover, the food machine grease for the second bearing 8 and the food machine grease for the gear portion 6 are less likely to be mixed by attaching the flange 22a to the spacer 22 or the like.
  • NOK Cluver Cluver Food NH1 94-301 and Hook Sulbritech Cassie Grease EPS00 can also be used.
  • the criterion for “optimum” is 0.1 wt% or less in terms of Fe content
  • the criterion for “suitable” is 0.1 to 0.4 wt%
  • the criterion for “unsuitable” is 0.4 wt%. % Or more.
  • the food machine grease for the first and second bearings 7 and 8 and the food machine grease for the gear portion 6 in the gear box 9 are:
  • the type of base oil is the same.
  • the consistency of the food machine grease for the gear portion 6 is greater than that of the food machine grease for the first and second bearings 7 and 8.
  • the soft food machine grease having a high consistency used for the gear portion 6 has a good lubricity supply property to the gear tooth surface, and excessive temperature rise of the gear portion 6 is suppressed.
  • the grease for hard food machinery having a small consistency used for the first and second bearings 7 and 8 is suppressed from leaking from the first and second bearings 7 and 8, and the first and second bearings 7 and 8 A lubricating performance of 8 is maintained.
  • the food machine grease for the first bearing 7 and the food machine grease for the gear part 6 are provided by the seal member 7a. Is more desirable for maintaining the lubrication performance of the gear portion 6 and the first bearing 7.
  • the grease reservoir 24 is provided in the vicinity of the gear portion of the gear box 9, and the food machine grease is reliably supplied to the gear tooth surface by storing the grease for the food machine in the grease reservoir 24. Since the grease reservoir 24 has a thin bottom portion 25 so that cooling is promoted, the water cooling effect of the food machine grease is easily obtained.
  • the gear box 9 is provided with the drain hole 25a for discharging the food machine grease, the old food machine grease can be easily discharged from the drain hole 25a during the maintenance of the hydroelectric generator. Since the upper surface of the gear box body 18 is provided with a greasing hole 18b for supplying the food machine grease, the replacement of the food machine grease can be easily performed.
  • the distance between the oil seals 28 and 28 is wider than that in the previous embodiment, and the oil seals 28 and 28 are filled with grease for food machinery You may keep it.
  • the grease reservoir 29 may be provided between the two oil seals 28 and 28.
  • the leakage of grease can be seen from the arrow GV indicating the magnitude of the leakage rate of grease as compared with the previous embodiment. The speed is further reduced and the reduction of grease is further suppressed.
  • an O-ring 30 for suppressing grease diffusion is disposed on the outer peripheral surface of the blade shaft 5 in front of the oil seal 28 that contacts water (upstream side). Also good.
  • the grease leakage speed is further decreased and the decrease in grease is further suppressed as compared with the embodiment of FIG.
  • Three or more oil seals 28 may be provided.
  • the first bearing 7 may be a one-side seal provided with a seal member 7a only on one side which is the gear portion 6 side.
  • the seal member 7a may be a seal made of an elastic body that covers the core metal.

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Abstract

保守点検する期間を長く延ばして、容易に維持することができる水力発電装置を提供する。この水力発電装置は、水力を回転力に変換する翼車(2)と、翼車2に取り付けられた翼軸(5)であって、少なくとも1つの軸受(7,8)により回転自在に支持される翼軸(5)と、翼軸(5)の回転を増速するギヤ部(6)と、ギヤ部(6)に連結されて発電する発電機(10)と、翼軸(5)、少なくとも1つの軸受(7,8)、およびギヤ部(6)を収容するギヤボックス(9)であって、さらに、少なくとも1つの軸受(7,8)に用いられる食品機械用グリースAおよびギヤ部(6)に用いられる食品機械用グリースBを含む食品機械用グリースを収容するギヤボックス(9)とを備える。食品機械用グリースAと、食品機械用グリースBとは、増稠剤と基油の種類が同じで、且つ、食品機械用グリースAよりも食品機械用グリースBの稠度が大きい。

Description

水力発電装置 関連出願
 本出願は、2017年2月3日出願の特願2017-030695の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
 この発明は、水力発電装置に関し、例えば、水路等に設置される水力発電装置に関する。
 従来の水力発電装置は、水車のみが水没したものであり、各種補機類を必要としていたが、水車部と増速機部を一体とし発電機部を水上に設置したものが生み出されてきた(特許文献1)。
 例えば、図10に示すように、水車部50と増速機部51を一体とし発電機部52を水上に設置した水力発電装置は、水の抵抗を抑えるため極力コンパクト化が図られており、ギヤボックス内の歯車と、この歯車を支持する軸受は隣接して配設されている。限られた空間に増速用のギヤとこのギヤを支持する軸受が隣接するが故に、軸受とギヤの両方に有効な潤滑剤を用いる。この潤滑剤として、メンテナンス性を考慮すると油よりグリースの方が扱い易いため、耐食性、耐水性を有するグリースが適用される。
 また、回転翼の回転トルクを伝達させる翼軸は、翼を取り付ける軸の一部が水と接触し、ギヤボックス内へ水が浸入することを防ぐため、オイルシールが用いられている。このオイルシールは、内部から水中側にポンプ作用を奏するように配設して、ギヤボックス内へ水が浸入しない構成を採っている。
 前記グリースには食品機械用グリースを用いている。近年、水路に使用される水車では、安全・安心の観点から、食品機械用グリースの適用がユーザに支持されている。この食品機械用グリースは漏出による環境汚染の問題が無いため好適である。
特開平9-32716号公報
 しかしながら、ギヤボックスに食品機械用グリースを用いた場合に、ギヤの潤滑状態が不安定となり、ギヤに過度の昇温等が生じることがあった。これにより、水力発電装置を保守点検する期間が短くなり、この水力発電装置を維持、管理するうえでメンテナンスコスト等の負担が嵩む。また、食品機械用グリースであっても漏出が少ない方が望ましい。すなわちグリースの漏出が少なければ潤滑寿命が延びる効果が有る。
 この発明の目的は、保守点検する期間を長く延ばして、容易に維持することができる水力発電装置を提供することである。
 この発明の水力発電装置は、水力を回転力に変換する翼車と、
 この翼車に取り付けられた翼軸であって、少なくとも1つの軸受により回転自在に支持される翼軸と、
 この翼軸の回転を増速するギヤ部と、
 このギヤ部に連結されて発電する発電機と、
 前記翼軸、前記少なくとも1つの軸受、および前記ギヤ部を収容するギヤボックスであって、さらに、前記少なくとも1つの軸受に用いられる食品機械用グリースAおよび前記ギヤ部に用いられる食品機械用グリースBを含む食品機械用グリースを収容するギヤボックスとを備えた水力発電装置であって、
 前記食品機械用グリースAと、前記食品機械用グリースBとは、増稠剤と基油のいずれも種類が同じで、且つ、前記食品機械用グリースAよりも前記食品機械用グリースBの稠度が大きい。
 前記食品機械用グリースは、食品機械用途として、漏出しても環境汚染が問題とならないグリースであり、各種規格によって定められており、例えば、使用温度、極圧性、耐水性等の食品機械の使用条件に応じて種々定められる。
 この構成によると、ギヤボックス内において、軸受用の食品機械用グリース(食品機械用グリースA)と、ギヤ部用の食品機械用グリース(食品機械用グリースB)とは、増稠剤と基油の種類が同じとしている。但し、軸受用の食品機械用グリースよりもギヤ部用の食品機械用グリースの稠度が大きい。ギヤ部に用いた稠度が大きい柔らかい食品機械用グリースは、ギヤ歯面への潤滑供給性が良好となり、ギヤ部の過度の昇温等が抑制される。軸受に用いた稠度が小さい硬い食品機械用グリースは、軸受から漏出することが抑制され、軸受の潤滑性能が維持される。
 またギヤボックス内において、軸受用の食品機械用グリースと、ギヤ部用の食品機械用グリースとが混じり合うことがあっても、両グリースは増稠剤と基油の種類が同じであるため、性能に及ぼす影響はほとんど無い。したがって、水力発電装置を保守点検する期間を長く延ばして、容易に維持することができる。
 前記少なくとも1つの軸受のうちの1つの軸受は、前記ギヤ部の一側方に位置し、少なくとも前記ギヤ部側の一側面にシール部材を備えてもよい。前記シール部材は、例えば、芯金を覆う弾性体から成るシール、または、金属製のシールド板である。この構成によると、前記シール部材により、軸受用の食品機械用グリースと、ギヤ部用の食品機械用グリースとが混じり難くなるため、ギヤ部および軸受の潤滑性能を維持するうえでより望ましい。
 前記ギヤボックスは、ギヤ部付近部に、前記食品機械用グリースBを貯留するグリース溜りを有するものであってもよい。前記ギヤ部付近部は、例えば、ギヤ部の一部分に対して所定間隔を隔てて設けられ、重力により前記食品機械用グリースを一定量貯留することができるギヤボックスの一部である。この構成によると、ギヤボックスのギヤ部付近部にグリース溜りを備え、このグリース溜りに食品機械用グリースBを貯留しておくことで、ギヤ歯面に食品機械用グリースが確実に供給される。
 前記ギヤボックスには、前記食品機械用グリースを排出するドレン穴が設けられていてもよい。この場合、水力発電装置のメンテナンス時において、古い食品機械用グリースをドレン穴から容易に排出することができる。
 前記ギヤボックス内への水の浸入を防ぐ複数のオイルシールが前記翼軸に設けられてもよい。この場合、一枚のオイルシールが翼軸に設けられた構成よりも食品機械用グリースの漏出速度が遅くなり、ギヤボックス内の食品機械用グリースの減少も抑制される。
 請求の範囲および/または明細書および/または図面に開示された少なくとも2つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の2つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。
 この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
第1の実施形態に係る水力発電装置の正面図である。 図1の水力発電装置の側面図である。 図1の水力発電装置の一部(図2のIII部)の斜視図である。 図1の水力発電装置のギヤボックス構造を示す図である。 図4の一部(V部)を拡大した拡大図である。 図1の水力発電装置のオイルシール等の拡大断面図である。 図1の水力発電装置のオイルシールの断面図と従来例のオイルシールの断面図とを、それぞれダイヤグラム(a)と(b)とに比較して示す図である。 第2の実施形態に係るオイルシールの配置例を示す断面図である。 第3の実施形態に係るオイルシール等の配置例を示す断面図である。 従来例の水力発電装置の正面図である。
 この発明の実施形態に係る水力発電装置を図1ないし図7と共に説明する。
 <水力発電装置全体の概略構成について>
 図1~図3に示すように、この水力発電装置は、例えば、河川や用水路等の流水のある水路1に設置され、翼車2の回転を受けて発電を行う。この水力発電装置は、発電装置本体3と、この発電装置本体3を支持する支持装置4とを備える。発電装置本体3は、図4に示す翼車2、翼軸5、ギヤ部6、第1および第2の軸受7,8、ギヤボックス9、および図1に示す発電機10を有する。先ず、支持装置4について説明する。
 <支持装置4について>
 図1および図2に示すように、支持装置4は、二本の水平支持材11,11と、支持プレート12と、支持筒13とを有する。二本の水平支持材11,11は、水路1の両側壁面の上端間に平行に架け渡された棒状の支持材である。これら水平支持材11,11は、支持プレート12を介して一定間隔を隔てた状態で設けられている。支持プレート12は、水平支持材11,11に支持されている。支持プレート12の上部に発電機10が設置されている。
 図2に示すように、支持プレート12の下部に、支持筒13を介して、ギヤボックス9が連結されている。支持筒13は、中空円筒状で上下方向に沿って延び、この支持筒13の上端部および下端部にそれぞれフランジ部が設けられている。支持プレート12の下部に対し、支持筒13の上端部のフランジ部が複数のボルトにより連結されている。図3に示すように、支持筒13の下端部のフランジ部に対し、ギヤボックス9が複数のボルトにより連結されている。
 <翼車等について>
 図1に示すように、翼車2は、水路1の流水中に没する状態で設けられ水力を回転力に変換する。翼車2は、回転軸心L1が流水の流れる方向と平行なプロペラ型である。翼車2は、前記回転軸心L1に設けられるハブ2aと、このハブ2aの外周面から半径方向外方に放射状に延びる複数(例えば5枚)のブレード2bとを有する。図2に示すように、各ブレード2bの先端部は、上流側に向けて傾斜している。
 <ギヤボックス構造等>
 図4に示すように、前記ハブ2aに同軸に翼軸5が取り付けられ、この翼軸5は、二つの第1および第2の軸受7,8により回転自在に支持される。翼軸5の回転はギヤ部6により増速される。翼軸5、第1および第2の軸受7,8、およびギヤ部6は、ギヤボックス9に収容されている。
 一方、図2に示すように、発電機10の入力軸(図示せず)が支持筒13内に延びている。支持筒13内において、前記入力軸の下端と動力伝達軸14の上端とが、図示外の回転連結具を介して同軸に連結されている。動力伝達軸14の軸心と翼軸5の軸心とが互いに直交するように配置されている。また動力伝達軸14は、支持筒13内の軸受(図示せず)により、この支持筒13に回転自在に支持されている。
 図4に示すように、ギヤ部6は、互いに噛み合う一対の第1および第2の傘歯車6a,6bを備える。ギヤボックス9内において、翼軸5の外周にキー15を介して第1の傘歯車6aが嵌合され、動力伝達軸14の外周にキー16を介して第2の傘歯車6bが嵌合されている。動力伝達軸14の下端部における外周面に雄ねじが形成され、この雄ねじにナット部材17が螺合されることで、動力伝達軸14に対して第2の傘歯車6bが抜け止めされる。これら傘歯車6a,6bにより、翼軸5の回転が動力伝達軸14に増速されて伝達される。したがって、図2に示すように、動力伝達軸14と共に前記入力軸が回転することで、発電機10が発電する。
 図4に示すように、ギヤボックス9は、ギヤボックス本体18と、このギヤボックス本体18の開口端に印籠嵌合される嵌合部19とを有する。図5に示すように、嵌合部19の外周面に環状溝19aが形成され、この環状溝19aに環状のシール部材20が設けられている。環状のシール部材20として例えばOリングが適用される。このシール部材20により、ギヤボックス本体18の内周面と嵌合部19の外周面との密封性を高めている。
 嵌合部19における嵌合孔19bに第1の軸受7の外輪外周面が嵌合されている。図4に示すように、ギヤボックス本体18の嵌合孔18aに第2の軸受8の外輪外周面が嵌合されている。これら軸受7,8は同軸で互いに対向するように配置されている。軸受7,8は、それぞれ深溝玉軸受が適用される。但し、第1の軸受7としては、第2の軸受8よりも軸受サイズが大きいものが採用されている。また第1の軸受7は、両側面に軸受空間を密封するシール部材7a,7aを備えているのに対し、第2の軸受8は、シール部材の無い開放型である。前記シール部材7aとして、この例では金属製のシールド板が適用されている。
 翼軸5は、軸方向の基端側(翼車2側)から先端側(図4の紙面右側)に沿って、順次、中径部5a、フランジ部5b、大径部5c、および小径部5dを有し、これらは一体に形成されている。
 翼軸5の大径部5cに第1の軸受7の内輪内径面が嵌合されている。第1の軸受7の内輪の一端面がフランジ部5bに当接され、前記内輪の他端面が止め輪21により位置決めされている。
 翼軸5の小径部5dに第2の軸受8の内輪内径面が嵌合されている。この第2の軸受8の内輪の一端面と、第1の傘歯車6aの円筒部の端面との間に、間座22が設けられている。さらに小径部5dの先端側の外周面に雄ねじが形成され、この雄ねじにナット部材23を螺合することで、第2の軸受8が軸方向に位置決めされている。
 間座22は、第2の軸受8に近い外周面部分に、半径方向に立設する環状の鍔22aが付設された鍔付の間座22である。鍔22aの外周面は、軸方向の基端側から先端側に向かうに従って、小径となる傾斜面として形成されている。ギヤボックス本体18の嵌合孔18aの先端部は、前記鍔22aの外周面の傾斜面に所定隙間δを隔てて対向する傾斜面として形成されている。
 図5に示すように、ギヤボックス9は、食品機械用グリースGrを貯留するグリース溜り24を有する。このグリース溜り24は、ギヤボックス本体18の底面部25、この底面部25に繋がる壁面部26、および嵌合部19のうち前記壁面部26に対向する対向面部27から構成される。またグリース溜り24は、冷却が促進されるように底面部25の肉厚が薄くしてある。このグリース溜り24に貯留された食品機械用グリースGrに、第1の傘歯車6aの少なくとも一部の歯が浸された状態に維持される。第1の傘歯車6aが回転することで、グリース溜り24に貯留された食品機械用グリースGrが掻き上げられ各部に行き渡る。
 なお食品機械用グリースGrは、図4に示す第1および第2の傘歯車6a、6bの各歯に予め塗布されている。第1および第2の軸受7,8の軸受空間にも食品機械用グリースGrが封入されている。但し、後述するように、第1および第2の軸受7,8に、用いられる食品機械用グリースGrと、ギヤ部6に用いられる食品機械用グリースGrとは、増稠剤と基油の種類が同じで、且つ、第1および第2の軸受7,8に用いられる食品機械用グリースGrよりもギヤ部6に用いられる食品機械用グリースGrの稠度が大きい。増稠剤の種類として、例えば、ウレア化合物、リチウム石けん、フッ素樹脂等が挙げられるが、増稠剤の種類が同じとは、軸受用およびギヤ部用の両グリース共に、増稠剤として、例えば、同じウレア化合物が適用されることを意味する。但し、前記ウレア化合物だけに限定されるものではない。基油の種類として、例えば、鉱油、エステル、ジエステル、合成油等が挙げられるが、基油の種類が同じとは、軸受用およびギヤ部用の両グリース共に、基油として、例えば、同じ鉱油が適用されることを意味する。但し、前記鉱油だけに限定されるものではない。
 ギヤボックス本体18の底面部25には、貯留された食品機械用グリースGrを排出するドレン穴25aが設けられ、このドレン穴25aに図示外のドレンボルトが着脱自在に設けられている。またギヤボックス本体18の上面部には、食品機械用グリースGrを給脂するための給脂穴18bが設けられ、この給脂穴18bにグリースニップル(図示せず)等が設けられている。ギヤボックス9内の食品機械用グリースGrを吸引可能なアタッチメント(図示せず)をドレン穴25aに装着すれば、より容易に食品機械用グリースGrの交換作業ができる。新たに給脂された食品機械用グリースGrの一部は、重力の影響によりグリース溜り24に貯留される。
 図6は、この水力発電装置のオイルシール等の拡大断面図である。図7は、この水力発電装置のオイルシール28の断面図と従来例のオイルシール53のオイルシールの断面図とを、それぞれダイヤグラム(a)と(b)とに比較して示す。図7の矢印GVの長さはグリース漏出速度を表し、矢印GVの方向はグリース漏出方向を表す。後述の図8、図9についても同じである。図4、図6および図7に示すように、この実施形態では、ギヤボックス9の嵌合部19と、翼軸5の中径部5aの外周面との間に、複数(この例では二枚)のオイルシール28が設けられている。
 この実施形態では、二枚のオイルシール28,28を装着しているため、一枚目のオイルシール28と二枚目のシールリップ28で区切られた部分が別空間となり、この空間のグリースが水側へ漏出しても隣接する二枚目のシールリップが障壁となり、ギヤボックス側つまり軸受側のグリースの漏出が抑制される。その結果、従来例の一枚シールより、グリースの漏出速度が遅くなり、グリースの減少も抑制される。
 <食品機械用グリースについて>
 この実施形態では、第1および第2の軸受7,8に用いられる食品機械用グリース(食品機械用グリースA)として、例えば、モービルSHCシリーズのポリレー462(混和稠度:280)が用いられ、ギヤ部6に用いられる食品機械用グリースとして、ポリレー005(混和稠度:415)を用いている。各グリースは、共にポリレーシリーズのグリースで、互いに混じりあっても性能に及ぼす影響は殆ど無い。
 図4に示すように、第1の軸受7は、少なくともギヤ部側の一側面にシール部材7aを備えているため、第1の軸受7用の食品機械用グリースと、ギヤ部6用の食品機械用グリース(食品機械用グリースB)とが混じり難くなる。また、間座22に鍔22aを付ける等により、第2の軸受8用の食品機械用グリースと、ギヤ部6用の食品機械用グリースとが混じり難くなる。なお、前述の食品機械用グリースの例の他に、NOKクリューバーのクリューバーフードNH1 94-301、フックスルブリテックのカシーダグリースEPS00を用いることもできる。
 また、この実施形態の食品機械用グリースA,Bの稠度差は135であるが、稠度差が105を超え165未満の範囲に有れば、有効な潤滑特性が得られる。稠度差による潤滑特性の良否を表1に示す。この試験条件は、以下の通りである。
 試験条件;130min-1 、試験時間:1000時間
 表1において、「最適」の判断基準はFeの含有量において0.1wt%以下、「適」の判断基準は同0.1~0.4wt%、「不適」の判断基準は同0.4wt%以上である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 <作用効果について>
 以上説明した水力発電装置によれば、ギヤボックス9内において、第1および第2の軸受7,8用の食品機械用グリースと、ギヤ部6用の食品機械用グリースとは、増稠剤と基油の種類が同じとしている。但し、第1および第2の軸受7,8用の食品機械用グリースよりもギヤ部6用の食品機械用グリースの稠度が大きい。ギヤ部6に用いた稠度が大きい柔らかい食品機械用グリースは、ギヤ歯面への潤滑供給性が良好となり、ギヤ部6の過度の昇温等が抑制される。第1および第2の軸受7,8に用いた稠度が小さい硬い食品機械用グリースは、第1および第2の軸受7,8から漏出することが抑制され、第1および第2の軸受7,8の潤滑性能が維持される。
 またギヤボックス9内において、第1および第2の軸受7,8用の食品機械用グリースと、ギヤ部6用の食品機械用グリースとが混じり合うことがあっても、両グリースは増稠剤と基油の種類が同じであるため、性能に及ぼす影響はほとんど無い。したがって、水力発電装置を保守点検する期間を長く延ばして、容易に維持することができる。
 第1の軸受7は、少なくともギヤ部6側の一側面にシール部材7aを備えたため、シール部材7aにより、第1の軸受7用の食品機械用グリースと、ギヤ部6用の食品機械用グリースとが混じり難くなるため、ギヤ部6および第1の軸受7の潤滑性能を維持するうえでより望ましい。
 ギヤボックス9のギヤ部付近部にグリース溜り24を備え、このグリース溜り24に食品機械用グリースを貯留しておくことで、ギヤ歯面に食品機械用グリースが確実に供給される。グリース溜り24は、冷却が促進されるように底面部25の肉厚が薄くしてあるため、食品機械用グリースの水冷効果が得られ易い。
 ギヤボックス9には、食品機械用グリースを排出するドレン穴25aが設けられているため、水力発電装置のメンテナンス時において、古い食品機械用グリースをドレン穴25aから容易に排出することができる。ギヤボックス本体18の上面部には、食品機械用グリースを給脂するための給脂穴18bが設けられているため、容易に食品機械用グリースの交換作業ができる。
 ギヤボックス9内への水の浸入を防ぐ複数のオイルシール28が前記翼軸5に設けられているため、一枚のオイルシールが翼軸に設けられた構成よりも食品機械用グリースの漏出速度が遅くなり、ギヤボックス9内の食品機械用グリースの減少も抑制される。
 <第2および第3の実施形態について>
 以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
 図8に第2の実施形態を示すように、オイルシール28,28間の距離(軸方向の距離)を、前述の実施形態よりも広げ、オイルシール28,28間に食品機械用グリースを充填しておいてもよい。換言すれば、二枚のオイルシール28,28間をグリース溜り29としてもよい。この場合、二枚のオイルシール28,28間をグリース溜り29が障壁となることで、前述の実施形態よりも、グリースの漏出速度の大きさを示す矢印GVから明らかなように、グリースの漏出速度がさらに遅くなり、グリースの減少もさらに抑制される。
 図9に第3の実施形態をように、翼軸5の外周面のうち、水と接触するオイルシール28の前(上流側)に、グリース拡散抑制用のOリング30等を配設してもよい。この場合、図7の実施形態よりも、グリースの漏出速度の大きさを示す矢印GVから明らかなように、グリースの漏出速度がさらに遅くなり、グリースの減少もさらに抑制される。
 オイルシール28を三枚以上設けてもよい。
 第1の軸受7は、ギヤ部6側である一側面のみにシール部材7aを備えた片側シールとしてもよい。シール部材7aは、芯金を覆う弾性体から成るシールとしてもよい。
 第1および第2の軸受7,8は、それぞれ深溝玉軸受以外の転がり軸受を適用することも可能である。
 以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
2…翼車
5…翼軸
6…ギヤ部
7,8…軸受
7a…シール部材
9…ギヤボックス
10…発電機
24…グリース溜り
25a…ドレン穴
28…オイルシール

Claims (5)

  1.  水力を回転力に変換する翼車と、
     この翼車に取り付けられた翼軸であって、少なくとも1つの軸受により回転自在に支持される翼軸と、
     この翼軸の回転を増速するギヤ部と、
     このギヤ部に連結されて発電する発電機と、
     前記翼軸、前記少なくとも1つの軸受、および前記ギヤ部を収容するギヤボックスであって、さらに、前記少なくとも1つの軸受に用いられる食品機械用グリースAおよび前記ギヤ部に用いられる食品機械用グリースBを含む食品機械用グリースを収容するギヤボックスとを備えた水力発電装置であって、
     前記食品機械用グリースAと、前記食品機械用グリースBとは、増稠剤と基油のいずれも種類が同じで、且つ、前記食品機械用グリースAよりも前記食品機械用グリースBの稠度が大きい水力発電装置。
  2.  請求項1に記載の水力発電装置において、前記少なくとも1つの軸受のうちの1つの軸受は、前記ギヤ部の一側方に位置し、少なくとも前記ギヤ部側の一側面にシール部材を備えた水力発電装置。
  3.  請求項1または請求項2に記載の水力発電装置において、前記ギヤボックスは、ギヤ部付近部に、前記食品機械用グリースBを貯留するグリース溜りを有する水力発電装置。
  4.  請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の水力発電装置において、前記ギヤボックスには、前記食品機械用グリースを排出するドレン穴が設けられている水力発電装置。
  5.  請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の水力発電装置において、前記ギヤボックス内への水の浸入を防ぐ複数のオイルシールが前記翼軸に設けられた水力発電装置。
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