JP4253478B2

JP4253478B2 - Bearing device for vertical rotary electric machine

Info

Publication number: JP4253478B2
Application number: JP2002244786A
Authority: JP
Inventors: 孝愛敬; 和成小西
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2022-08-26
Also published as: JP2004088875A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立軸形回転電機の軸受装置に係り、特に潤滑油を空気冷却ファンにより冷却するように構成した立軸形回転電機の軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来の立軸形回転電機の軸受装置を示す断面図である。図２において、１は立軸型回転電機のフレームであり、２はこのフレーム１の上端部に取り付けられた板状に形成された軸受ブラケットであり、中心部分を回転子軸３により貫通され、上部で軸受４を支持するように構成されている。
【０００３】
前記回転子軸３は、前記軸受ブラケット２を貫通して突出した上端部にランナー５を嵌合してランナー固定ナット６により固着している。また、前記軸受４は例えばスフェリカル軸受（スラスト自動調心ころ軸受）等のころがり軸受で構成され、内輪４−１は前記ランナー５に嵌合され、外輪４−２はスプリング７を介して多少揺動可能に軸受支持台８に固定されている。この軸受支持台８は前記軸受ブラケット２の上面に固定され、軸受ブラケット２により回転子軸３に作用する推力（回転子重量および負荷荷重）を支えるように構成されている。８−１は軸受支持台８の底部に形成した油道である。
【０００４】
９は油タンクであり、前記軸受ブラケット２とこの軸受ブラケット２の上面に同心状に油密に固定された一対の油タンク外周壁９−１および油タンク内周壁９−２とにより環状に形成されている。この油タンク９内に冷却媒体兼潤滑油１０を収容する。１１は潤滑油１０を冷却するための通水冷却器であり、軸受支持台８と同心状に複数本の環状の水冷管で構成されている。１２は油タンクの開口部を塞ぐ油タンクカバーである。
【０００５】
上記のように構成された立形回転電機の軸受装置の動作について説明する。回転電機の運転により回転子軸３およびランナー５が一体的に回転すると、軸受４の内輪４−１および転動体４−３は回転電機の推力すなわち回転子重量と負荷荷重とが加重された状態で回転するため、内輪４−１と転動体４−３、転動体４−３と外輪４−２との間に摩擦熱が生じる。
【０００６】
この軸受４の摩擦熱は潤滑油１０により吸熱される。吸熱により温度上昇した潤滑油１０は放射方向に流れ、通水冷却器１１により冷却される。この通水冷却器１１により冷却された潤滑油１０は、油タンク９の底部すなわち軸受支持台８の下部油道８−１を通って油タンク内周壁９−２側に移動し、再び軸受４の内部を通って通水冷却器１１により冷却される。この連続動作によって、ころがり軸受４の温度が所定の範囲内に維持される。
【０００７】
なお、回転電機の図示しない電機子コイル等の通電部で発生した熱も軸受ブラケット２を介して潤滑油１０に伝えられ、通水冷却器１１により冷却されるので、回転電機本体の温度上昇も防止されるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように構成された従来の軸受装置は、潤滑油の冷却を通水冷却部により冷却するように構成しているので、通水冷却部を構成する冷却管内に異物が混入して冷却管を詰まらせることの無いように浄化した冷却水を注入するように配慮するとか、冷却管に錆が発生しないように防錆加工を施すとかの配慮が必要であった。また、長年使用すると、冷却器取り付け部のパッキング部から漏水が生じるなどの問題点があった。
【０００９】
本発明は上記従来技術の欠点に鑑み、回転子軸に送風ファンを設けるとともに、回転子軸に装着したランナーおよびこのランナーを支える軸受を潤滑油中に浸漬する油タンクに放熱部を設け、この放熱部に送風ファンの冷却風を道部区風胴体を設けることにより、冷却水配管などの外部の付帯設備を必要とせずに、品質の高い安価な立形回転電機の軸受装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る立形回転電機の軸受装置の発明は、立形回転電機の本体の上方に配置され前記立形回転電機の本体から上方に突出した前記立形回転電機の前記回転子軸に装着したランナーと軸受支持台との間に設けられた軸受と、前記ランナー、前記軸受および前記軸受支持台を浸漬させた潤滑油を内部に収納している油タンクと、前記立形回転電機の本体と前記油タンクとの間に配置され前記軸受支持台を介して軸受を支持している軸受ブラケットと、前記油タンクの上方に配置され前記回転子軸に嵌合された冷却ファンと、前記油タンクを囲んでいる外周壁を有し前記冷却ファンからの送風が前記油タンクの外周壁に設けられた放熱部を通過するように構成された風胴体とを具備し前記回転子の自重および負荷の荷重を支持するように構成した立形回転電機の軸受装置において、前記軸受ブラケットは、略水平に配置され前記回転子軸により貫通され前記油タンクの底部を形成している環状の円板状部材と、前記円板状部材の下面と間隔をあけて略水平に配置され前記回転子軸により貫通され前記立形回転電機の本体のフレームの上端部を形成している環状の隔離板部材と、前記回転子軸とほぼ同心状に前記回転子軸方向に延び前記円板状部材の下面と前記隔離板部材の上面とつないでいる筒状部材とを有し、前記風胴体は、その外周壁の内面から前記筒状部材と空隙をあけるように内方に広がり前記円板状部材および前記隔離板部材と間隔をあけて前記円板状部材と前記隔離板部材との間に配置された環状の冷却空気案内板を有し、前記放熱部を通過した送風が前記円板状部材の下面と前記冷却空気案内板の上面との間の空間および前記隔離板部材の上面と前記冷却空気案内板の下面との間の空間を通過するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、図２と同一部分には同一符号を、また関連する部分には添字を付けて対応関係を明瞭にしている。
【００１２】
図１は、本発明による立軸形回転電機の軸受装置の一実施の形態を示す断面図である。図１において、１は立軸形回転電機のフレームであり、２Ａはこのフレーム１の上端部に取り付けられ、回転子軸３を回転自在に支持する軸受４を固定した軸受ブラケットである。この軸受ブラケット２Ａは、従来の軸受ブラケット２とは構造的に異なっており、次に説明する５つの部材から構成されている。すなわち本発明で採用する軸受ブラケット２Ａは、回転子軸３により貫通され、前記油タンク９の底部を形成する円板状部材２−１と、この円板状部材２−１の下面に対して回転子軸３とほぼ同心状に固着され回転子軸方向に所定の長さＬを有する筒状部材２−２と、前記円板状部材２−１の下面において前記筒状部材２−２から放射方向に複数本配置され、厚み寸法がＬの梁（ビーム）部材２−３と、この複数本の梁部材２−３の先端部下面を一体的に結合するとともに、前記フレーム１に対してボルトで取り付けられる環状板部材２−４と、前記梁部材２−３の下面の特に筒状部材２−２と環状板部材２−４間を塞ぎ、回転電機本体の内部と軸受部とを隔離する隔離板部材２−５とから構成される。
【００１３】
なお、本実施の形態の場合、前記円板状部材２−１と、環状板部材２−４とは１枚の鋼鈑から切り出してそれぞれ形成したため、前記円板状部材２−１の外径寸法と環状板部材２−４の内径寸法とはほぼ等しくし、厚みも等しい寸法になっている。また、前記隔離板部材２−５を図示したように薄板で形成した理由は、円板状部材２−１のように大きな荷重がかからないということおよび、薄板の方が厚板よりも回転電機本体側の熱を後述する風道側に放熱するのに適しているからである。
【００１４】
ところで、前記回転子軸３は、前記軸受ブラケット２Ａを貫通して上部に突出した部分のほぼ中間部にランナー５を嵌合してランナー固定ナット６により固着している。なお、４、７、８および９は、それぞれ前述したスフェリカル軸受等の軸受、スプリング、軸受支持台および油タンクと同じものである。
【００１５】
本発明においては、この軸受支持台８の外周部に、軸受４の回転により放射方向に押し出された潤滑油が油タンク外周壁９−１に衝突した後、再び油道８−１を通って軸受４側に循環するように、潤滑油整流装置１３を取り付けている。この潤滑油整流装置１３は、前記軸受支持台８に固定された潤滑油飛散防止板１３−１および円板状に形成された潤滑油案内板１３−２、さらにこの潤滑油案内板１３−２の下面に放射方向に取り付けられた整流板１３−３とから構成されている。１４は油タンク外周壁９−１の外周面に溶着した放熱フィン等の放熱部である。
【００１６】
１２Ａは、前記油タンク９の開口部を塞ぐように油タンク外周壁９−１に固定した油タンクカバーであり、この油タンクカバー１２Ａの上面に案内軸受１５を載置し固定している。そして、前記回転子軸３の最上端部には外部から空気を吸気する吸込形の冷却ファン１６を冷却ファン固定ナット１７により取り付けている。
この冷却ファン１６は、主板１６−１と、この主板１６−１に放射状に等間隔で取り付けられた翼１６−２と、側板１６−３とから構成されている。
【００１７】
１８はこの冷却ファン１６から油タンク９までを一体的に覆う円筒状に形成された風胴体であり、前記軸受ブラケット２Ａの梁２−３に下端部を固定されている。
【００１８】
そして、この風胴体１８の上部外周面にはフィルタ付きの吸込み口１８−１を設け、内部には吸込み口１８−１から冷却ファン側板１６−３までの空間部を仕切って風道を形成する冷却空気案内板１８−２を取り付けている。さらにこの風胴体１８は軸受ブラケット２Ａの梁２−３相互間のしかも円板状部材２−１と隔離板部材２−５で形成した扇形空間部を上下に二分して風胴体１８の内部を外部に連通させる風道を形成するための冷却空気案内板１８−３を設けている。１８−４は冷却を終えた空気の排気口である。
【００１９】
以上のように構成した立形回転電機の軸受装置の動作について説明する。回転電機の運転により回転子軸３およびランナー５が一体的に回転すると、軸受４の内輪４−１および転動体４−３は回転電機の推力すなわち回転子重量と負荷荷重とが加重された状態で回転するため、内輪４−１と転動体４−３、転動体４−３と外輪４−２との間に摩擦熱が生じる。
【００２０】
この軸受４の摩擦熱は潤滑油１０により吸熱される。吸熱により温度上昇した潤滑油１０は、軸受４内輪、転動体の回転による遠心力で潤滑油整流装置１３の潤滑油案内板１３−２の上面を放射方向に流れ、油タンク外周壁９−１に衝突して油タンク外周壁９−１と熱交換して冷却される。そしてこの油タンク外周壁９−１との衝突により流れの向きを下に変え、整流板１３−３の整流作用により軸受支持台８に向けて流れ、油タンク内周壁９−２側に戻り、再び軸受４の潤滑および冷却に供される。
【００２１】
一方、前記冷却ファン１６の吸込作用により吸込口１８−１から吸込まれた外部の冷たい空気は、風胴体１８と油タンク外周壁９−１との間に形成された風道を上から下に通過する際、油タンク外周壁９−１自体および放熱フィン１４と熱交換し、これらを冷却する。ここで熱交換を終えた冷却空気は軸受ブラケット２Ａの冷却空気案内板１８−３で形成した風道を通り、最後に隔離板部材２−５を冷却して排気口１８−４から回転電機の外部に排気される。
【００２２】
以上の動作を連続して行うことにより、軸受４の温度を所定の範囲内に維持しつつ、回転電機のコイル部等の通電部からの熱も軸受ブラケット２Ａを介して冷却するので、回転電機本体の温度上昇も防止することができる。
【００２３】
なお、上記実施の形態では軸受冷却専用の冷却ファンを設けたが、回転電機の形式が全閉外扇形の場合は、回転電機本体冷却用外扇を利用して冷却風をブラケット下側の風道より吸気する構造を採用することができる。
【００２４】
また、油タンクの放熱部として、外周壁に放熱フィンを溶着する代りに、ヒートパイプなどの熱交換器を取り付けるようにしてもよい。
さらに、回転子軸に固着した吸込形冷却ファンの代りに、別に設置された別電源により駆動される冷却ファンで冷却空気を吹き込むように構成してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、立軸回転電機の推力を支える軸受の潤滑油を冷却する通水冷却器を不要としたので、冷却器を構成する配管の腐食や水洩れなどの不適合がなくなり、また、潤滑油を空冷することにより、通水冷却する場合に比べて部品製作も容易になる。この結果、軸受装置全体を安価に製作することができるとともに、信頼性の高い立形回転電機の軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による立形回転電機の軸受装置の一実施の形態を示す断面図。
【図２】従来の立形回転電機の軸受装置を示す断面図。
【符号の説明】
１…フレーム、２Ａ…軸受ブラケット、２−１…円板状部材、２−２…筒状部材、２−３…梁部材、２−４…環状板部材、２−５…隔離板部材、３…回転子軸、４…軸受、５…ランナー、６…ランナー固定ナット、７…スプリング、８…軸受支持台、９…油タンク、９−１…油タンク外周壁、９−２…油タンク内周壁、１０…潤滑油、１２…油タンクカバー、１３…潤滑油整流装置、１３−１…潤滑油飛散防止板、１３−２…潤滑油案内板、１３−３…整流板、１４…放熱フィン、１５…案内軸受、１６…吸込形冷却ファン、１６−１…主板、１６−２…翼、１６−３…側板、１７…冷却ファン固定ナット、１８…風胴体、１８−１…冷却空気吸込口、１８−２…冷却空気案内板、１８−３…冷却空気案内板、１８−４…排気口。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bearing device for a vertical shaft type rotating electrical machine, and more particularly to a bearing device for a vertical shaft type rotating electrical machine configured to cool lubricating oil by an air cooling fan.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional bearing device for a vertical shaft type rotating electrical machine. In FIG. 2, 1 is a frame of a vertical shaft type rotating electrical machine, 2 is a plate-shaped bearing bracket attached to the upper end of the frame 1, and the central portion is penetrated by the rotor shaft 3 and the upper part It is comprised so that the bearing 4 may be supported.
[0003]
The rotor shaft 3 is fixed by a runner fixing nut 6 by fitting a runner 5 to an upper end portion protruding through the bearing bracket 2. Further, the bearing 4 is constituted by a rolling bearing such as a spherical bearing (thrust self-aligning roller bearing), the inner ring 4-1 is fitted to the runner 5, and the outer ring 4-2 is slightly shaken via a spring 7. It is fixed to the bearing support base 8 so as to be movable. The bearing support 8 is fixed to the upper surface of the bearing bracket 2 and is configured to support thrust (rotor weight and load load) acting on the rotor shaft 3 by the bearing bracket 2. Reference numeral 8-1 denotes an oil passage formed at the bottom of the bearing support 8.
[0004]
An oil tank 9 is formed in an annular shape by the bearing bracket 2 and a pair of oil tank outer peripheral wall 9-1 and oil tank inner peripheral wall 9-2 concentrically fixed to the upper surface of the bearing bracket 2. Has been. A cooling medium / lubricating oil 10 is accommodated in the oil tank 9. Reference numeral 11 denotes a water flow cooler for cooling the lubricating oil 10, and is composed of a plurality of annular water cooling tubes concentrically with the bearing support base 8. An oil tank cover 12 closes the opening of the oil tank.
[0005]
The operation of the bearing device for the vertical rotary electric machine configured as described above will be described. When the rotor shaft 3 and the runner 5 are integrally rotated by the operation of the rotating electrical machine, the inner ring 4-1 and the rolling element 4-3 of the bearing 4 are loaded with the thrust of the rotating electrical machine, that is, the rotor weight and the load load. Therefore, frictional heat is generated between the inner ring 4-1 and the rolling element 4-3, and between the rolling element 4-3 and the outer ring 4-2.
[0006]
The frictional heat of the bearing 4 is absorbed by the lubricating oil 10. The lubricating oil 10 whose temperature has increased due to heat absorption flows in the radial direction and is cooled by the water flow cooler 11. The lubricating oil 10 cooled by the water cooler 11 moves to the oil tank inner peripheral wall 9-2 side through the bottom of the oil tank 9, that is, the lower oil passage 8-1 of the bearing support base 8, and again the bearing 4 Is cooled by the water cooler 11. By this continuous operation, the temperature of the rolling bearing 4 is maintained within a predetermined range.
[0007]
In addition, since the heat generated in the current-carrying part such as an armature coil (not shown) of the rotating electrical machine is transmitted to the lubricating oil 10 via the bearing bracket 2 and cooled by the water flow cooler 11, the temperature rise of the rotating electrical machine main body is also increased. It is to be prevented.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional bearing device configured as described above is configured so that the cooling of the lubricating oil is cooled by the water cooling section, so that foreign matter is mixed into the cooling pipe constituting the water cooling section and the cooling pipe Consideration should be given to injecting purified cooling water so as to prevent clogging, and rust prevention processing should be applied to prevent rusting in the cooling pipe. Moreover, when used for many years, there existed problems, such as water leaking from the packing part of a cooler attachment part.
[0009]
In view of the drawbacks of the prior art described above, the present invention provides a blower fan on the rotor shaft and a heat dissipating section in an oil tank that immerses the runner attached to the rotor shaft and the bearing supporting the runner in the lubricating oil. Providing a high-quality and inexpensive vertical rotating electrical machine bearing device without the need for external incidental equipment such as cooling water piping by providing a cooling section for the blower fan in the heat radiating section. Objective.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the vertical rotating electrical machine bearing device according to claim 1 is arranged above the main body of the vertical rotating electric machine and protrudes upward from the main body of the vertical rotating electric machine. A bearing provided between a runner mounted on the rotor shaft of a rotating electrical machine and a bearing support, and an oil tank that contains therein the lubricating oil in which the runner, the bearing, and the bearing support are immersed A bearing bracket disposed between the main body of the vertical rotary electric machine and the oil tank and supporting a bearing via the bearing support, and disposed above the oil tank and fitted to the rotor shaft. A combined cooling fan, and a wind tunnel having an outer peripheral wall surrounding the oil tank and configured to pass air from the cooling fan through a heat radiating portion provided on the outer peripheral wall of the oil tank. own weight and negative provided by the rotor In the bearing apparatus of the vertical type rotary electric machine that is configured to support the load, the bearing bracket is substantially horizontally disposed disc-shaped annular forming the bottom of the oil tank is penetrated by the rotor shaft An annular separator member disposed substantially horizontally at a distance from the lower surface of the disk-like member and penetrating through the rotor shaft to form the upper end portion of the frame of the main body of the vertical rotating electrical machine. A cylindrical member extending substantially concentrically with the rotor shaft in the direction of the rotor shaft and connected to the lower surface of the disk-shaped member and the upper surface of the separator plate member, and the wind tunnel body has an outer periphery It spreads inward from the inner surface of the wall so as to open a gap with the cylindrical member, and is arranged between the disk-like member and the separator member with a gap from the disk-like member and the separator member. An annular cooling air guide plate, and It is configured that the excess air flow passes through the space between the lower surface of the disk-shaped member and the upper surface of the cooling air guide plate and the space between the upper surface of the separator plate member and the lower surface of the cooling air guide plate. It is characterized by being .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 2 are given the same reference numerals, and the related parts are given subscripts to clarify the correspondence.
[0012]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a bearing device for a vertical shaft type rotating electrical machine according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a frame of a vertical shaft type rotating electric machine, and reference numeral 2 </ b> A denotes a bearing bracket that is attached to an upper end portion of the frame 1 and fixes a bearing 4 that rotatably supports a rotor shaft 3. The bearing bracket 2A is structurally different from the conventional bearing bracket 2, and is composed of five members described below. That is, the bearing bracket 2A employed in the present invention is penetrated by the rotor shaft 3, and forms a disc-shaped member 2-1 that forms the bottom of the oil tank 9, and a lower surface of the disc-shaped member 2-1. A cylindrical member 2-2 fixed substantially concentrically with the rotor shaft 3 and having a predetermined length L in the rotor shaft direction, and the cylindrical member 2-2 on the lower surface of the disk-shaped member 2-1. A plurality of beams (beam) members 2-3 arranged in the radial direction and having a thickness dimension L and the lower surfaces of the front ends of the plurality of beam members 2-3 are integrally coupled to the frame 1. The annular plate member 2-4 attached with a bolt, and the cylindrical member 2-2 and the annular plate member 2-4 on the lower surface of the beam member 2-3 are blocked, and the interior of the rotating electrical machine main body is isolated from the bearing portion. And the separator member 2-5.
[0013]
In the case of the present embodiment, since the disk-shaped member 2-1 and the annular plate member 2-4 are cut out from one steel sheet and formed respectively, the outer diameter of the disk-shaped member 2-1. The dimensions are substantially equal to the inner diameter dimensions of the annular plate member 2-4, and the thicknesses are also equal. The reason why the separator member 2-5 is formed of a thin plate as shown in the drawing is that a large load is not applied unlike the disk-shaped member 2-1, and the rotating electrical machine main body is thinner than the thick plate. It is because it is suitable for radiating the heat of the side to the airway side described later.
[0014]
By the way, the rotor shaft 3 is fixed by a runner fixing nut 6 with a runner 5 fitted in a substantially middle portion of the portion protruding through the bearing bracket 2A and projecting upward. 4, 7, 8 and 9 are the same as the above-described bearings such as the spherical bearing, spring, bearing support base and oil tank, respectively.
[0015]
In the present invention, after the lubricating oil pushed in the radial direction by the rotation of the bearing 4 collides with the outer peripheral wall 9-1 on the outer peripheral portion of the bearing support base 8, it passes through the oil passage 8-1 again. The lubricating oil rectifier 13 is attached so as to circulate to the bearing 4 side. The lubricating oil rectifier 13 includes a lubricating oil scattering prevention plate 13-1 fixed to the bearing support base 8, a lubricating oil guide plate 13-2 formed in a disc shape, and the lubricating oil guide plate 13-2. It is comprised from the rectifying plate 13-3 attached to the lower surface of the radial direction. Reference numeral 14 denotes a heat radiating portion such as a heat radiating fin welded to the outer peripheral surface of the oil tank outer peripheral wall 9-1.
[0016]
12A is an oil tank cover fixed to the oil tank outer peripheral wall 9-1 so as to close the opening of the oil tank 9, and a guide bearing 15 is placed and fixed on the upper surface of the oil tank cover 12A. A suction-type cooling fan 16 that sucks air from the outside is attached to the uppermost end of the rotor shaft 3 by a cooling fan fixing nut 17.
The cooling fan 16 includes a main plate 16-1, wings 16-2 attached to the main plate 16-1 at equal intervals radially, and a side plate 16-3.
[0017]
Reference numeral 18 denotes a cylindrical wind tunnel body that integrally covers from the cooling fan 16 to the oil tank 9, and the lower end portion is fixed to the beam 2-3 of the bearing bracket 2A.
[0018]
And the suction port 18-1 with a filter is provided in the upper outer peripheral surface of this wind tunnel body 18, and the air passage is formed by partitioning the space part from the suction port 18-1 to the cooling fan side plate 16-3 inside. A cooling air guide plate 18-2 is attached. Further, the wind tunnel body 18 divides the fan-shaped space portion formed by the disk-shaped member 2-1 and the separator plate member 2-5 between the beams 2-3 of the bearing bracket 2A into upper and lower portions and divides the interior of the wind tunnel body 18. A cooling air guide plate 18-3 for forming an air passage communicating with the outside is provided. Reference numeral 18-4 denotes an air exhaust port which has finished cooling.
[0019]
The operation of the bearing device for the vertical rotary electric machine configured as described above will be described. When the rotor shaft 3 and the runner 5 are integrally rotated by the operation of the rotating electrical machine, the inner ring 4-1 and the rolling element 4-3 of the bearing 4 are loaded with the thrust of the rotating electrical machine, that is, the rotor weight and the load load. Therefore, frictional heat is generated between the inner ring 4-1 and the rolling element 4-3, and between the rolling element 4-3 and the outer ring 4-2.
[0020]
The frictional heat of the bearing 4 is absorbed by the lubricating oil 10. The lubricating oil 10 whose temperature has increased due to heat absorption flows in the radial direction on the upper surface of the lubricating oil guide plate 13-2 of the lubricating oil rectifier 13 by the centrifugal force generated by the rotation of the inner ring of the bearing 4 and the rolling elements, and the oil tank outer peripheral wall 9-1. And is cooled by exchanging heat with the oil tank outer peripheral wall 9-1. Then, the direction of the flow is changed downward due to the collision with the oil tank outer peripheral wall 9-1, the flow is directed toward the bearing support base 8 by the rectifying action of the rectifying plate 13-3, and the oil tank returns to the inner peripheral wall 9-2 side. The bearing 4 is again used for lubrication and cooling.
[0021]
On the other hand, the external cold air sucked from the suction port 18-1 by the suction action of the cooling fan 16 moves down the wind path formed between the wind tunnel body 18 and the oil tank outer peripheral wall 9-1. When passing, heat exchange is performed with the oil tank outer peripheral wall 9-1 itself and the radiation fins 14, and these are cooled. The cooling air after the heat exchange here passes through the air passage formed by the cooling air guide plate 18-3 of the bearing bracket 2A, and finally cools the separator plate member 2-5 from the exhaust port 18-4. Exhausted outside.
[0022]
By continuously performing the above operation, the heat from the energized portion such as the coil portion of the rotating electrical machine is also cooled via the bearing bracket 2A while maintaining the temperature of the bearing 4 within a predetermined range. The temperature rise of the main body can also be prevented.
[0023]
In the above embodiment, a cooling fan dedicated to cooling the bearing is provided. However, when the type of the rotating electrical machine is a fully-enclosed outer fan type, the cooling air is supplied to the lower side of the bracket using the outer fan for cooling the rotating electrical machine body. It is possible to adopt a structure that draws more air.
[0024]
Moreover, you may make it attach a heat exchanger, such as a heat pipe, instead of welding a radiation fin to an outer peripheral wall as a heat radiating part of an oil tank.
Furthermore, instead of the suction type cooling fan fixed to the rotor shaft, the cooling air may be blown by a cooling fan driven by a separate power source installed separately.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since a water flow cooler that cools the lubricating oil of the bearing that supports the thrust of the vertical axis rotating electrical machine is not required, there is no incompatibility such as corrosion of the piping constituting the cooler or water leakage. In addition, by cooling the lubricating oil with air, parts can be manufactured more easily than when cooling with water. As a result, the entire bearing device can be manufactured at a low cost, and a highly reliable bearing device for a vertical rotating electrical machine can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a bearing device for a vertical rotating electrical machine according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional bearing device for a vertical rotary electric machine.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Frame, 2A ... Bearing bracket, 2-1 ... Disk shaped member, 2-2 ... Cylindrical member, 2-3 ... Beam member, 2-4 ... Annular plate member, 2-5 ... Separator plate member, 3 ... rotor shaft, 4 ... bearing, 5 ... runner, 6 ... runner fixing nut, 7 ... spring, 8 ... bearing support, 9 ... oil tank, 9-1 ... oil tank outer peripheral wall, 9-2 ... in oil tank Peripheral wall, 10 ... lubricating oil, 12 ... oil tank cover, 13 ... lubricating oil rectifier, 13-1 ... lubricating oil scattering prevention plate, 13-2 ... lubricating oil guide plate, 13-3 ... rectifying plate, 14 ... radiating fin , 15 ... guide bearing, 16 ... suction type cooling fan, 16-1 ... main plate, 16-2 ... blade, 16-3 ... side plate, 17 ... cooling fan fixing nut, 18 ... wind tunnel, 18-1 ... cooling air suction 18-2 ... Cooling air guide plate, 18-3 ... Cooling air guide plate, 18-4 ... Exhaust port.

Claims

立形回転電機の本体の上方に配置され前記立形回転電機の本体から上方に突出した前記立形回転電機の前記回転子軸に装着したランナーと軸受支持台との間に設けられた軸受と、
前記ランナー、前記軸受および前記軸受支持台を浸漬させた潤滑油を内部に収納している油タンクと、
前記立形回転電機の本体と前記油タンクとの間に配置され前記軸受支持台を介して軸受を支持している軸受ブラケットと、
前記油タンクの上方に配置され前記回転子軸に嵌合された冷却ファンと、
前記油タンクを囲んでいる外周壁を有し前記冷却ファンからの送風が前記油タンクの外周壁に設けられた放熱部を通過するように構成された風胴体と
を具備し前記回転子の自重および負荷の荷重を支持するように構成した立形回転電機の軸受装置において、
前記軸受ブラケットは、略水平に配置され前記回転子軸により貫通され前記油タンクの底部を形成している環状の円板状部材と、前記円板状部材の下面と間隔をあけて略水平に配置され前記回転子軸により貫通され前記立形回転電機の本体のフレームの上端部を形成している環状の隔離板部材と、前記回転子軸とほぼ同心状に前記回転子軸方向に延び前記円板状部材の下面と前記隔離板部材の上面とつないでいる筒状部材とを有し、
前記風胴体は、その外周壁の内面から前記筒状部材と空隙をあけるように内方に広がり前記円板状部材および前記隔離板部材と間隔をあけて前記円板状部材と前記隔離板部材との間に配置された環状の冷却空気案内板を有し、
前記放熱部を通過した送風が前記円板状部材の下面と前記冷却空気案内板の上面との間の空間および前記隔離板部材の上面と前記冷却空気案内板の下面との間の空間を通過するように構成されていること
を特徴とする立形回転電機の軸受装置。 A bearing provided between a runner mounted on the rotor shaft of the vertical rotating electrical machine and disposed above the main body of the vertical rotating electrical machine and protruding upward from the main body of the vertical rotating electrical machine; ,
An oil tank containing therein lubricating oil in which the runner, the bearing and the bearing support are immersed;
A bearing bracket disposed between the main body of the vertical rotating electrical machine and the oil tank and supporting a bearing via the bearing support;
A cooling fan disposed above the oil tank and fitted to the rotor shaft;
A wind tunnel having an outer peripheral wall surrounding the oil tank and configured to pass air from the cooling fan through a heat dissipating section provided on the outer peripheral wall of the oil tank;
A vertical rotating electrical machine bearing device configured to support the weight of the rotor and the load of the load,
The bearing bracket is disposed substantially horizontally, is annularly disposed through the rotor shaft and forms the bottom of the oil tank, and is substantially horizontally spaced from the lower surface of the disk-shaped member. An annular separator member disposed and penetrated by the rotor shaft to form an upper end portion of a frame of the main body of the vertical rotating electrical machine; and extending in the rotor shaft direction substantially concentrically with the rotor shaft A cylindrical member connected to the lower surface of the disk-shaped member and the upper surface of the separator member;
The wind tunnel extends inward from the inner surface of the outer peripheral wall so as to form a gap with the cylindrical member, and the disc-like member and the separator member are spaced from the disc-like member and the separator member. An annular cooling air guide plate disposed between and
The air that has passed through the heat radiating section passes through the space between the lower surface of the disk-shaped member and the upper surface of the cooling air guide plate and the space between the upper surface of the separator plate member and the lower surface of the cooling air guide plate. It is comprised so that it may do . The bearing apparatus of the vertical rotary electric machine characterized by the above-mentioned .