JP6079413B2 - Vertical shaft turbine bearing device and vertical shaft turbine generator - Google Patents
Vertical shaft turbine bearing device and vertical shaft turbine generator Download PDFInfo
- Publication number
- JP6079413B2 JP6079413B2 JP2013095130A JP2013095130A JP6079413B2 JP 6079413 B2 JP6079413 B2 JP 6079413B2 JP 2013095130 A JP2013095130 A JP 2013095130A JP 2013095130 A JP2013095130 A JP 2013095130A JP 6079413 B2 JP6079413 B2 JP 6079413B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- bearing
- lubricating
- cooling pipe
- turbine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
- F16C2300/30—Application independent of particular apparatuses related to direction with respect to gravity
- F16C2300/34—Vertical, e.g. bearings for supporting a vertical shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
本発明は、立軸水車の軸受装置、及び立軸水車発電機に関する。 The present invention relates to a bearing device for a vertical axis turbine and a vertical axis turbine generator.
立軸水車発電機には、潤滑剤に油を使用したものと、潤滑剤に水を使用したものがある。潤滑油を使用した立軸水車発電機では、河川への油の流出が懸念されることから、潤滑水を使用した立軸水車発電機が増えつつある。例えば、特許文献1には、摺接面に樹脂材料を用いた、回転機械の回転軸を支持する水潤滑ガイド軸受装置が開示されている。
Vertical shaft turbine generators include those using oil as a lubricant and those using water as a lubricant. In vertical shaft water turbine generators using lubricating oil, there is an increasing concern about the outflow of oil to rivers, and therefore vertical shaft turbine generators using lubricating water are increasing. For example,
潤滑水を使用した立軸水車発電機によれば、潤滑剤に水を使用することから、河川へ油が流出することはない。一方で、立軸水車発電機は、主軸の回転に伴い、特に軸受装置内に熱が発生する。また、水は油よりも低い温度で蒸発する。そのため、潤滑水を使用した立軸水車発電機では、潤滑水の蒸発による液面低下を抑制するため、定期的な補水が必要とされていた。 According to the vertical axis water turbine generator using lubricating water, since water is used for the lubricant, oil does not flow out into the river. On the other hand, in the vertical axis turbine generator, heat is generated particularly in the bearing device as the main shaft rotates. Also, water evaporates at a lower temperature than oil. For this reason, in vertical shaft turbine generators using lubricating water, periodic water replenishment has been required in order to suppress a drop in liquid level due to evaporation of the lubricating water.
ここで、潤滑油を使用した立軸水車発電機においても、水と比較すると少ないものの、潤滑油は蒸発する。従って、潤滑油の蒸発を抑制するためには、例えば、油槽内部に冷却部を設置して、油槽内部を冷却することが考えられる。但し、潤滑油を使用した立軸水車発電機では、冷却部が潤滑油の油面よりも上に位置すると、結露による水が潤滑油と混ざり、潤滑性能が低下し軸受装置が損傷することが懸念される。また、結露による水が潤滑油と混ざることで、水と油が混合した潤滑剤の液面が上昇し、油を含む潤滑剤の河川への流出が懸念される。 Here, even in the vertical axis water turbine generator using the lubricating oil, the lubricating oil evaporates although it is less than water. Therefore, in order to suppress evaporation of the lubricating oil, for example, it is conceivable to install a cooling unit inside the oil tank and cool the inside of the oil tank. However, in vertical shaft turbine generators using lubricating oil, if the cooling part is located above the oil level of the lubricating oil, there is a concern that water due to condensation will mix with the lubricating oil, reducing the lubricating performance and damaging the bearing device. Is done. In addition, when water due to condensation is mixed with the lubricating oil, the liquid level of the lubricant mixed with water and oil rises, and there is a concern that the lubricant containing the oil may flow into the river.
本発明では、上記の問題に鑑み、蒸発による潤滑水の液面低下を抑制して、補水回数を低減できる技術を提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a technology capable of reducing the number of times of water replenishment by suppressing a decrease in the level of lubricating water due to evaporation.
本発明では、上述した課題を解決するため、少なくとも一部が潤滑水の水面より上に位置するように、潤滑水を収容する軸受水槽内に冷却部を設置することとした。 In the present invention, in order to solve the above-described problems, the cooling unit is installed in the bearing water tank that stores the lubricating water so that at least a part thereof is located above the surface of the lubricating water.
より詳細には、本発明は、立軸水車の軸受装置に関し、立軸水車の主軸を支持する軸受が設置され、かつ、潤滑水を収容する軸受水槽と、少なくとも一部が前記潤滑水の水面より上に位置し、蒸発した潤滑水を冷却して前記軸受水槽内に還元する冷却部と、を備える。 More specifically, the present invention relates to a bearing device for a vertical shaft water turbine, wherein a bearing that supports a main shaft of the vertical water turbine is installed, and a bearing water tank that contains lubricating water, and at least a part thereof is above the surface of the lubricating water. And a cooling unit that cools the evaporated lubricating water and returns it to the bearing water tank.
本発明によれば、蒸発した潤滑水を冷却して液化することで、蒸発した潤滑水を再び軸受水槽内に戻すことができる。その結果、蒸発による潤滑水の液面低下を抑制して、補水回数を従来よりも低減することができる。本発明に係る冷却部は、少なくとも一部が潤滑水の水面よりも上に位置していればよい。冷却部の全部が潤滑水の水面よりも上に位置する場合、冷却部は、蒸発した潤滑水を冷却する。つまり、冷却部は、気中冷却を行う。一方で、冷却部は、他部が潤滑水の水面よりも下に位置していてもよく、この場合、冷却部
は、蒸発した潤滑水を冷却し、かつ、液中で潤滑水を直接冷却することができる。つまり、冷却部は、気中冷却、及び液中冷却を行うことができる。気中冷却と液中冷却の双方を行うことで、潤滑水の蒸発をより効果的に抑制することができる。上述したように、潤滑油を使用した立軸水車発電機においても、軸受油槽内部に冷却部を設置することは考えられる。但し、潤滑油を使用した立軸水車発電機では、潤滑性能の低下や河川への油の流出を抑制するため、冷却部が潤滑油の油面よりも下に位置する必要がある。これに対し、本発明では、潤滑剤として水を使用することに着目し、冷却部の少なくとも一部を潤滑水の水面よりも上に位置させることで、蒸発した潤滑水を冷却して軸受水槽内に還元し、潤滑水の液面低下を抑制し、補水回数を低減することができる。
According to the present invention, the evaporated lubricating water can be returned to the bearing water tank again by cooling and liquefying the evaporated lubricating water. As a result, it is possible to suppress the lowering of the level of the lubricating water due to evaporation and to reduce the number of times of replenishment compared to the conventional case. It suffices that at least a part of the cooling unit according to the present invention is located above the surface of the lubricating water. When the whole cooling unit is located above the surface of the lubricating water, the cooling unit cools the evaporated lubricating water. That is, the cooling unit performs air cooling. On the other hand, the cooling unit may have the other part positioned below the surface of the lubricating water. In this case, the cooling unit cools the evaporated lubricating water and directly cools the lubricating water in the liquid. can do. That is, the cooling unit can perform air cooling and liquid cooling. By performing both air cooling and liquid cooling, the evaporation of the lubricating water can be more effectively suppressed. As described above, it is conceivable to install a cooling unit inside the bearing oil tank even in a vertical axis turbine generator using lubricating oil. However, in the vertical axis turbine generator using the lubricating oil, the cooling part needs to be positioned below the oil level of the lubricating oil in order to suppress the deterioration of the lubricating performance and the outflow of oil to the river. In contrast, in the present invention, focusing on the use of water as a lubricant, at least a part of the cooling unit is positioned above the surface of the lubricating water, thereby cooling the evaporated lubricating water and cooling the bearing water tank. It reduces to the inside, suppresses the liquid level fall of lubricating water, and can reduce the frequency | count of water replenishment.
前記冷却部は、冷媒が流れる冷媒管によって構成され、冷媒管の一部は、潤滑水の水面よりも上に位置し、冷媒管の他部は、潤滑水の水面よりも下に位置するようにしてもよい。 The cooling part is constituted by a refrigerant pipe through which a refrigerant flows, a part of the refrigerant pipe is located above the surface of the lubricating water, and the other part of the refrigerant pipe is located below the surface of the lubricating water. It may be.
冷媒管の一部、すなわち、潤滑水の水面よりも上に位置する部分の冷媒管の表面には、蒸発した潤滑水の気体が冷やされて結露する。一方、冷媒管の他部、すなわち、潤滑水の水面よりも下に位置する部分の冷媒管は、液中で潤滑水を直接冷却する。そのため、潤滑水の蒸発そのものを抑制することができる。冷媒には、水が例示される。水は、河川の水を引き込む鉄管などから供給することができる。なお、冷媒には、冷媒ガス(例えば、二酸化炭素)等を用いることもできる。 The evaporated lubricating water gas is cooled and condensed on a part of the refrigerant pipe, that is, on the surface of the refrigerant pipe located above the water surface of the lubricating water. On the other hand, the other part of the refrigerant pipe, that is, the part of the refrigerant pipe located below the surface of the lubricating water directly cools the lubricating water in the liquid. Therefore, evaporation of the lubricating water itself can be suppressed. The refrigerant is exemplified by water. The water can be supplied from an iron pipe that draws water from the river. In addition, refrigerant gas (for example, carbon dioxide) etc. can also be used for a refrigerant | coolant.
また、前記冷却部は、水が流れる冷媒管によって構成され、当該冷媒管は、前記軸受水槽内の側面近傍に設置され、冷媒管の一部は、潤滑水の水面よりも上に位置し、冷媒管の他部は、潤滑水の水面よりも下に位置する、請求項1に記載の立軸水車の軸受装置。
Further, the cooling section is constituted by a refrigerant pipe through which water flows, the refrigerant pipe is installed in the vicinity of the side surface in the bearing water tank, and a part of the refrigerant pipe is located above the water surface of the lubricating water, The other part of the refrigerant pipe is a bearing device for a vertical axis turbine according to
冷媒管を軸受水槽内の側面近傍に設置することで、軸受装置の軸受構造に関わらず、潤滑水を冷却することができる。換言すると、本発明に係る立軸水車の軸受装置は、新規の立軸水車の軸受装置は勿論のこと、既設の立軸水車の軸受装置に好適に用いることができる。 By installing the refrigerant pipe near the side surface in the bearing water tank, the lubricating water can be cooled regardless of the bearing structure of the bearing device. In other words, the vertical shaft turbine bearing device according to the present invention can be suitably used not only for a new vertical shaft turbine bearing device, but also for an existing vertical shaft turbine bearing device.
前記冷媒管は、ステンレス製とすることが好ましい。これにより、緑青や錆の発生を抑制することができる。その結果、緑青や錆が軸受摺動面に付着することで懸念される軸受摺動面の損傷を抑制することができる。 The refrigerant pipe is preferably made of stainless steel. Thereby, generation | occurrence | production of patina and rust can be suppressed. As a result, damage to the bearing sliding surface, which is a concern when patina or rust adheres to the bearing sliding surface, can be suppressed.
ここで、本発明は、立軸水車発電機として特定することもできる。例えば、本発明は、立軸水車の主軸を支持する軸受が設置され、かつ、潤滑水を収容する軸受水槽と、少なくとも一部が、前記潤滑水の水面より上に位置し、蒸発した潤滑水を冷却する冷却部と、前記主軸の一端側に接続された水車と、前記主軸の他端側に接続された発電機と、を備える立軸水車発電機である。 Here, the present invention can also be specified as a vertical axis turbine generator. For example, the present invention provides a bearing water tank in which a bearing that supports the main shaft of a vertical-axis water turbine is installed and that contains lubricating water, and at least a part thereof is located above the surface of the lubricating water. A vertical-shaft turbine generator comprising a cooling unit for cooling, a water turbine connected to one end of the main shaft, and a generator connected to the other end of the main shaft.
本発明によれば、蒸発した潤滑水を軸受水槽内に還元することができる。その結果、蒸発による潤滑水の液面低下を抑制して、補水回数を従来よりも低減することができる。 According to the present invention, the evaporated lubricating water can be reduced into the bearing water tank. As a result, it is possible to suppress the lowering of the level of the lubricating water due to evaporation and to reduce the number of times of replenishment compared to the conventional case.
本発明によれば、立軸水車の軸受装置において、蒸発による潤滑水の液面低下を抑制して、補水回数を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the bearing apparatus of a vertical axis | shaft water turbine, the liquid level fall of the lubricating water by evaporation can be suppressed and the frequency | count of water supplementation can be reduced.
次に、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。以下の説明は例示であり、本発明は以下に説明する事項に限定されない。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following description is an example, and the present invention is not limited to the items described below.
<第一実施形態>
<<構成>>
図1は、第一実施形態に係る立軸水車の軸受装置の断面図を示す。なお、主軸4を基準に図面左側と右側では、異なる断面図を示す。図1の右側は、冷却配管7を含む位置における断面図を示し、図1の左側は、冷却配管7を含まない位置における断面図を示す。図2は、第一実施形態に係る立軸水車の軸受装置の透過斜視図を示す。また、図3は、第一実施形態に係る冷却管を構成する第一冷却ユニットの斜視図を示す。第一実施形態に係る立軸水車の軸受装置1(以下、単に軸受装置ともいう。)は、立軸水車発電機の一部を構成し、軸受水槽2と、冷却管3とを備える。立軸水車の主軸4の先端側(上側)には発電機が設けられ、主軸4の基端側(下側)には水車6の羽根61(ランナともいう)が設けられている。水車6の羽根61の回転に伴って主軸4が回転することで、発電機が発電する。
<First embodiment>
<< Configuration >>
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a bearing device for a vertical shaft turbine according to the first embodiment. Note that different cross-sectional views are shown on the left and right sides of the drawing with respect to the
軸受水槽2は、立軸水車の主軸4を支持する軸受5が設置されるとともに、潤滑水を収容する。軸受水槽2は、円筒形であり、主軸4の外面と平行な外壁21、主軸4の外径よりも僅かに大きく形成され、主軸4の外面と平行な内壁22、外壁21と内壁22の下端と接続された円形の底面23、外壁21の上端と接続された円形の蓋24を備える。本実施形態では、内壁22の上端が、外壁21の上端よりも低く、かつ、潤滑水の水面よりも高い位置になるよう設計されている。
The bearing
底面23の中心には、主軸4の外径よりも僅かに大きい内径を有し、立軸水車の主軸4が貫通する、底面の貫通孔25が設けられている。底面の貫通孔25には、軸受水槽2の中心を通り、垂直方向に延びる主軸4が貫通している。また、底面23と内壁22は、取り外し自在な連結板231で連結されている。
At the center of the
蓋24の中心には、主軸4の外径よりも大きい内径を有し、立軸水車の主軸4が貫通する、蓋の貫通孔26が設けられている。蓋の貫通孔26には、軸受水槽2の中心を通り、垂直方向に延びる主軸4が貫通している。蓋の貫通孔26には、主軸4と蓋24との隙間をシールするシールケース241が設置されている。シールケース241は、各先端にフェルト(図示せず)が設けられた上下2段に並ぶアーム242を有する。アーム242の先端のフェルトが主軸4の外面と接するようにシールケース241が設置され、主軸4と蓋24との隙間がシールされている。また、蓋24には冷却管3へ水を供給する冷却配管7を通す開口244の周囲に塞口板243が設置されている。
At the center of the
主軸4には、径方向の外側に突出し、かつ、下方に延びる主軸スカート41が連なっている。主軸スカート41は、先端が底面23と間隔を空けて位置し、先端から基部近傍ま
でが潤滑水に浸っており、主軸4と共に回転する。主軸スカート41の外面は、軸受5の軸受摺動部51と接する摺動面となる。主軸スカート41の内面は、主軸4の外面と間隔を空けて対向しており、主軸4の外面と主軸スカート41の内面との間の隙間に、軸受水槽2の内壁22が介在している。
The
軸受5は、放射状に互いに所定の間隔を空けて主軸スカート41の外側近傍に設置され、主軸4の軸振れを抑制する。図2に示すように、第一実施形態では、軸受5が60度間隔で6基設置されている。軸受5は、軸受摺動部51、軸受台52、押さえ53、当て板54、ガイド板55、コッター56、軸受支え57、台座58を備え、第一軸受取付台510、第二軸受取付台520によって、立軸水車の外壁21の内面に固定されている。軸受摺動部51は、主軸スカート41の外面と接する摺動面であり、例えば樹脂によって構成される。軸受摺動部51は、複合樹脂によって構成してもよい。軸受台52は、軸受摺動部51が固定される。軸受摺動部51と軸受台52は、上部において更に押さえ53によって固定されている。押さえ53により固定された軸受摺動部51と軸受台52は、更に、内側から外側に向けて、当て板54、ガイド板55、コッター56、軸受支え57の順に互いに固定されている。隣接する部材同士が互いに固定された、軸受摺動部51、軸受台52、押さえ53、当て板54、ガイド板55、コッター56、及び軸受支え57は、台座58上に設置され、軸受5を構成している。軸受5には、外側に位置する軸受支え57の外面に径方向の外側に突出した第一軸受取付台510が接続されている。一方、軸受水槽2の外壁21の内面には、径方向の内側に突出した第二軸受取付台520が接続されている。第一軸受取付台510と第二軸受取付台520とは、ボルト59によって固定されている。
The
冷却管3は、蒸発した潤滑水を冷却するとともに、液中で潤滑水を直接冷却する。冷却管3は、上段冷却管31、中段冷却管32、下段冷却管33の3段の冷却管によって構成されている。上段冷却管31は、潤滑水の水面よりも上に位置し、蒸発した潤滑水を冷却して軸受水槽2内に還元する。中段冷却管32、及び下段冷却管33は、潤滑水の水面よりも下に位置し、液中で潤滑水を直接冷却する。
The
冷却管3は、図2、図3に示すように、上面視において半円状の二つの第一冷却ユニット301、及び第二冷却ユニット302が接続されることで構成されている。第一冷却ユニット301は、垂直な入口部34、L字部35、水平な下段冷却管33、U字部36、水平な中段冷却管32、U字部36、水平な上段冷却管31、上段冷却管31の開放端側から延びる水平な接続部37によって構成されている。また、第二冷却ユニット302は、垂直な出口部38、L字部35、水平な下段冷却管33、U字部36、水平な中段冷却管32、U字部36、水平な上段冷却管31、上段冷却管31の開放端側から延びる水平な接続部37によって構成されている。第一冷却ユニット301の接続部37と第二冷却ユニット302の接続部37が接続されることで、一続きの冷却管3が構成されている。入口部34は、フレキシブルチューブから冷却配管7を構成する往き配管と接続されている。往き配管は、河川の水を引き込む鉄管(図示せず)に接続されており、例えば5℃から15℃の水が流れる。往き配管には、水に含まれる塵等を除去するストレーナ(図示せず)が設置されている。出口部38は、フレキシブルチューブからなる還り配管と接続されている。還り配管は、往き配管よりも下流側で河川に水を戻す鉄管と接続され、冷却後の水が流れる。なお、第一実施形態に係る冷却管3、及び冷却配管7は、ステンレス製である。但し、冷却管3、及び冷却配管7の材質は、ステンレスに限定されるものではない。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
冷却管3は、冷却管の取り付け部材8によって、軸受水槽2内に固定されている。冷却管の取り付け部材8は、上段冷却管31を支持する上段支持部81、中段冷却管32を支持する中段支持部82、下段冷却管33を支持する下段支持部83を備え、各支持部は、
支持対象となる冷却管を挟持して支持する。上段支持部81の下側の支持部は、中段支持部82の上側の支持部を兼ねている。また、下段支持部83の上側の支持部は、中段支持部82の下側の支持部を兼ねている。各支持部には、冷却管3の両側に挟持用のボルト84が貫通する挟持用の貫通孔(図示せず)垂直方向における同位置に設けられている。一方で、挟持用のボルト84は、上段支持部81、中段支持部82、下段支持部83を一気に固定できる長さを有している。下段支持部83の上側の支持部(換言すると、中段支持部82の下側の支持部)は、他の支持部よりも内側に突出した突出部85を有している。この突出部85には、冷却管の取り付け部材8を、第一軸受取付台510及び第二軸受取付台520に固定する取り付け用のボルト86が貫通する取り付け用の貫通孔(図示せず)が設けられている。そして、取り付け用のボルト86により、冷却管の取り付け部材8は、第一軸受取付台510及び第二軸受取付台520に固定されている。
The
The cooling pipe to be supported is sandwiched and supported. The lower support portion of the
上記以外の構成について説明すると、軸受装置1には、温度計91、水面計92、軸振れセンサ93が更に設置されている。温度計91は、軸受装置1内に設置され、軸受装置1の温度を検知する。水面計92は、軸受水槽2に設置され、潤滑水の水面位置を検知する。軸振れセンサ93は、シールケース241の上部に設置され、主軸4の軸振れを検知する。温度計91、水面計92、軸振れセンサ93は、ケーブルを介してCPU及びメモリを有する情報処理装置(図示せず)と接続されており、検知した情報は情報処理装置に送られる。
Explaining the configuration other than the above, the
<<作用効果>>
ここで、図5は、第一実施形態に係る立軸水車の軸受装置における、潤滑水の還元サイクルを説明する図を示す。図5に示すように、第一実施形態に係る軸受装置1では、潤滑水の蒸発、上段冷却管の結露、結露した水が軸受水槽内に還元、が繰り返し行われる。具体的には、水車6の羽根61の回転に伴って主軸4が回転することで、発電機が発電する。主軸4の回転に伴う摩擦熱等の発生により、軸受水槽2内の潤滑水の温度が上昇し、潤滑水が蒸発する。蒸発した潤滑水の気体は、冷却管3のうち、上段冷却管31の外面と接することで冷やされて液化する。つまり、気中に位置する上段冷却管31の外面に結露が発生する。結露した水は、やがて軸受水槽2内に還元される。なお、第一実施形態に係る軸受装置1では、第二冷却管3及び第三冷却管3が潤滑水の水面よりも下に位置することから、液中で潤滑水が直接冷却され、蒸発そのものが抑制される。このように、第一実施形態に係る軸受装置1では、気中冷却、及び液中冷却が行われることから、潤滑水の蒸発をより効果的に抑制することができる。その結果、蒸発による潤滑水の液面低下を抑制して、補水回数を従来よりも低減することができる。
<< Action and effect >>
Here, FIG. 5 shows a view for explaining a reduction cycle of the lubricating water in the bearing device of the vertical shaft turbine according to the first embodiment. As shown in FIG. 5, in the
また、冷却管3をステンレス製とすることで、緑青や錆の発生を抑制することができる。その結果、緑青や錆が軸受摺動面に付着することで懸念される主軸スカート41の外面の摺動面や軸受摺動部51の摺動面の損傷を抑制することができる。
Moreover, by making the
また、第一実施形態に係る軸受装置1では、軸受水槽2内の空きスペースを活用し、冷却管の取り付け部材8によって、冷却管3が軸受水槽2内に固定されている。また、固定には、第一軸受取付台510と第二軸受取付台520とを固定する固定孔が用いられている。また、冷却管3と接続される、冷却配管7を構成する往き配管や還り配管は、蓋24に予め設けられている開口244を通されている。このように、第一実施形態に係る軸受装置1は、主軸4や軸受5を変更することなく、既存の立軸水車の発電機に用いることができる。
Moreover, in the
<<試験結果>>
ここで、第一実施形態に係る軸受装置1の試験結果について説明する。本試験では、第一実施形態に係る軸受装置1を実際に設置して潤滑水の温度と水面変位を観察した。第一
実施形態に係る軸受装置1の設置前では、発電機稼働後約1週間での軸受温度は約38℃であったが、設置後では、発電機稼働後の約1週間後の軸受温度は約7℃で安定することが確認された。図6は、潤滑水の水面位置の変化グラフを示す。また、潤滑水の水面位置は、発電機稼働後の1週間においても−10mmで安定しており蒸発による液面変動がほとんどないことが確認された。
<< Test results >>
Here, the test results of the
<第二実施形態>
図7は、第二実施形態に係る立軸水車の軸受装置の透過斜視図を示す。第二実施形態に係る立軸水車の軸受装置は、冷却管3´の構成が異なる。それ以外の構成は、第一実施形態に係る軸受装置1と同様であるので説明は割愛する。第二実施形態に係る冷却管3´は、入口部34´、L字部35、凡そ円状の上段冷却管31´、U字部36、凡そ円状の中段冷却管32´、U字部36、凡そ円状の下段冷却管33´、L字部35、出口部38´によって構成されて、一続きとなっている。第一実施形態と同じく、上段冷却管31´が潤滑水の水面よりも上に設置され、中段冷却管32´及び下段冷却管33´が潤滑水の水面よりも下に設置されることで、第一実施形態と同じく、蒸発による潤滑水の液面低下を抑制して、補水回数を従来よりも低減することができる。
<Second embodiment>
FIG. 7 is a transparent perspective view of a bearing device for a vertical shaft turbine according to the second embodiment. The vertical shaft turbine bearing device according to the second embodiment is different in the configuration of the cooling pipe 3 '. Since the other configuration is the same as that of the
<第三実施形態>
図8は、第三実施形態に係る立軸水車の軸受装置の透過斜視図を示す。第三実施形態に係る立軸水車の軸受装置は、冷却管3´´の構成が異なる。それ以外の構成は、第一実施形態に係る軸受装置1と同様であるので説明は割愛する。第三実施形態に係る冷却管3´´は、入口部34´´、垂直方向に振幅する波状の冷却管39、出口部38´´によって構成され、一続きとなっている。第三実施形態に係る軸受装置では、冷却管3´´の上部(例えば、波状の配管39の上部3分の1)を気中に露出させ、冷却管3´´の上部を潤滑水の水面よりも上に設置させ、冷却管´´の上部よりも下の領域を潤滑水の水面よりも下に設置することで、第一実施形態と同じく、蒸発による潤滑水の液面低下を抑制して、補水回数を従来よりも低減することができる。
<Third embodiment>
FIG. 8 is a transparent perspective view of a bearing device for a vertical shaft turbine according to the third embodiment. The bearing device of the vertical axis turbine according to the third embodiment is different in the configuration of the
<変形例>
上述した実施形態では、既設の立軸水車の発電機に軸受装置1を適用する場合を例に説明したが、軸受装置1は、新規の立軸水車の発電機に用いてもよい。この場合、冷却管3の設置位置等の自由度が向上する。
<Modification>
In the above-described embodiment, the case where the
また、冷却管3は、例えば軸受水槽2の外壁21の内面に設置してもよい。また、冷却管3の一部を軸受水槽2の蓋24に設置してもよい。また、例えば、軸受水槽2の外壁21の外面にフィンを設置して、より冷却効果を高めるようにしてもよい。また、ファンを設置して、より冷却効果を高めるようにしてもよい。また、冬期における凍結防止のため、例えば蓋や外壁にヒータを設置してもよい。
Moreover, you may install the
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明はこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these, and can include combinations thereof as much as possible.
1・・・立軸水車の軸受装置
2・・・軸受水槽
3・・・冷却管
4・・・主軸
5・・・軸受
6・・・水車
7・・・冷却配管
8・・・冷却管の取り付け部材
21・・・外壁
22・・・内壁
23・・・底面
24・・・蓋
25・・・底面の貫通孔
26・・・蓋の貫通孔
41・・・主軸スカート
51・・・軸受摺動部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
少なくとも一部が前記潤滑水の水面より上に位置し、蒸発した潤滑水を冷却して前記軸受水槽内に還元する冷却部と、を備える立軸水車の軸受装置。 A bearing water tank that supports the main shaft of the vertical shaft water turbine and that contains lubricating water;
A bearing device for a vertical shaft water turbine, comprising at least a part positioned above the surface of the lubricating water, and a cooling unit that cools the evaporated lubricating water and returns it to the bearing water tank.
少なくとも一部が、前記潤滑水の水面より上に位置し、蒸発した潤滑水を冷却する冷却部と、
前記主軸の一端側に接続された水車と、
前記主軸の他端側に接続された発電機と、を備える立軸水車発電機。 A bearing water tank that supports the main shaft of the vertical shaft water turbine and that contains lubricating water;
A cooling unit that is at least partially located above the surface of the lubricating water and cools the evaporated lubricating water;
A water wheel connected to one end of the main shaft;
A vertical axis turbine generator comprising: a generator connected to the other end of the main shaft.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013095130A JP6079413B2 (en) | 2013-04-30 | 2013-04-30 | Vertical shaft turbine bearing device and vertical shaft turbine generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013095130A JP6079413B2 (en) | 2013-04-30 | 2013-04-30 | Vertical shaft turbine bearing device and vertical shaft turbine generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014214859A JP2014214859A (en) | 2014-11-17 |
| JP6079413B2 true JP6079413B2 (en) | 2017-02-15 |
Family
ID=51940820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013095130A Active JP6079413B2 (en) | 2013-04-30 | 2013-04-30 | Vertical shaft turbine bearing device and vertical shaft turbine generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6079413B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104500316B (en) * | 2014-12-25 | 2017-01-11 | 萍乡市济田水电设备制造有限公司 | Water-turbine generator set |
| CN105065448B (en) * | 2015-09-10 | 2017-11-28 | 浙江正盛轴瓦有限责任公司 | Water pilot bearing |
| CN110985867A (en) * | 2019-12-24 | 2020-04-10 | 刘洋 | Self-lubricating system for dam hydroelectric power generation |
| CN114484253B (en) * | 2022-01-17 | 2023-08-25 | 东方电气集团东方电机有限公司 | Lubricating oil circulation system for mirror plate pump bearing |
| CN116292033B (en) * | 2023-02-28 | 2025-07-01 | 大唐水电科学技术研究院有限公司 | A device and method for evaluating abrasion damage of a vertical hydro-turbine generator set |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5274943U (en) * | 1975-11-29 | 1977-06-04 | ||
| JPS5920046B2 (en) * | 1979-03-28 | 1984-05-10 | 株式会社東芝 | bearing device |
| JPS6113567U (en) * | 1984-06-29 | 1986-01-27 | 株式会社日立製作所 | Bearing oil layer device |
| JPH04137472U (en) * | 1991-06-19 | 1992-12-22 | 株式会社明電舎 | generator cooling system |
| JP4625366B2 (en) * | 2005-05-10 | 2011-02-02 | 三菱重工業株式会社 | Vertical shaft turbine bearing cooling system |
| JP2007255614A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Hitachi Engineering & Services Co Ltd | Water lubricating guide bearing device and water turbine mounted with the same |
-
2013
- 2013-04-30 JP JP2013095130A patent/JP6079413B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014214859A (en) | 2014-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6079413B2 (en) | Vertical shaft turbine bearing device and vertical shaft turbine generator | |
| JP6312346B2 (en) | Journal bearing, rotating machine | |
| CN105408646B (en) | Include the gas turbine of the oiliness bearing with the oiliness bearing of exhaust system | |
| JP6382106B2 (en) | Seal for rotating machinery | |
| JP5964378B2 (en) | Turbocharger | |
| JP2014043789A (en) | Vacuum pump | |
| JP2011038605A (en) | Bearing device and rotary machine | |
| CN103883625A (en) | Journal Bearing Device | |
| JP5653790B2 (en) | Bearing device and rotating machine | |
| US10240609B2 (en) | Screw pump and impeller fan assemblies and method of operating | |
| JP6126850B2 (en) | Shaft seal device and pump device | |
| US9217436B2 (en) | Impeller fan assembly | |
| US9273694B2 (en) | Reactor coolant pump motor load-bearing assembly configuration | |
| JP2015028323A (en) | Steam turbine system and steam turbine power generation plant | |
| JP4625366B2 (en) | Vertical shaft turbine bearing cooling system | |
| JP7615441B2 (en) | Binary Power Generation System | |
| JP2023178158A (en) | binary power generation system | |
| JP2012253874A (en) | Refrigerant passage structure of rotary electric machine | |
| JP2008240522A (en) | Oil thrower device for turbine shaft | |
| JP5550506B2 (en) | Vertical axis electric machine | |
| CN207420950U (en) | Fan Bearing Box and centrifugal fan | |
| CN205991014U (en) | A kind of liquid rotary compressor | |
| JP2015218809A (en) | Journal bearing | |
| JP2019174252A (en) | Bearing evaluation device for cryogenic environment | |
| JP2018066429A (en) | Rolling bearing device for low-temperature environment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160329 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161212 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161220 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170102 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6079413 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |