JPH10325417A - Thrust bearing device - Google Patents
Thrust bearing deviceInfo
- Publication number
- JPH10325417A JPH10325417A JP9148491A JP14849197A JPH10325417A JP H10325417 A JPH10325417 A JP H10325417A JP 9148491 A JP9148491 A JP 9148491A JP 14849197 A JP14849197 A JP 14849197A JP H10325417 A JPH10325417 A JP H10325417A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thrust
- oil
- peripheral side
- pump hole
- thrust bearing
- 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.)
- Pending
Links
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
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は水車発電機および発
電電動機あるいはフライホィール発電機等の立軸回転電
機において、主軸を支承するスラスト軸受への循環油量
を常に適正に保って冷却効果を高めるのに好適なスラス
ト軸受装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical rotating electric machine such as a water turbine generator, a generator motor or a flywheel generator, which can always maintain a proper amount of oil circulating to a thrust bearing supporting a main shaft to enhance a cooling effect. The present invention relates to a thrust bearing device suitable for the present invention.
【０００２】[0002]
【従来の技術】基幹エネルギの安定した供給のために事
業用発電プラントの重要性は広く認識されているところ
であり、その一翼を担う水車発電機による水力発電プラ
ントも他の火力、原子力発電プラントに劣らず、極めて
重要な設備である。水力発電プラントの利点は、起動、
停止が他の発電プラントと比べて容易なことであり、こ
れに加えて特に立軸ユニットは横軸ユニットと比べて単
機当たりの出力増強が容易なこと、土木工事を含めた建
設費が安価で、経済性に優れていること、さらに公害の
発生を伴わないクリーンエネルギ源であることなど、多
くの利点を見出すことができる。2. Description of the Related Art The importance of a commercial power plant for stable supply of core energy is widely recognized, and a hydropower plant using a water turbine generator, which plays a part in the power plant, is also used in other thermal and nuclear power plants. No less important equipment. The advantages of hydropower plants are starting,
Shutdown is easier than other power plants, and in addition, the vertical axis unit can easily increase the output per unit compared to the horizontal axis unit, and construction costs including civil works are cheap, Many advantages can be found, such as being economical and being a clean energy source that does not cause pollution.
【０００３】ところで、水車発電機などの立軸回転電機
では、主軸を支承するためにスラスト軸受が使用されて
いる。このスラスト軸受は主軸が担うべき全荷重および
特に水車発電機においては、運転中の水スラストも併せ
て支持する重要な構成要素であって、その働きの良否は
回転電機の性能に多大な影響を及ぼすことになる。通
常、スラスト軸受においては、軸受摺動面での摩擦作用
および回転部分で発生する潤滑油の撹拌により熱が発生
する。この熱は潤滑油に伝わり、温度上昇により潤滑油
は適正な温度を維持できなくなる。このため、潤滑油系
統には油冷却器が設けられているが、この油冷却器への
循環に回転電機自身の回転部で生じるポンプ作用を利用
する自己ポンプ油循環方式を採用するものがある。[0003] In a vertical rotating electric machine such as a water turbine generator, a thrust bearing is used to support a main shaft. This thrust bearing is an important component that also supports the total load to be carried by the main shaft and especially the water thrust during operation, especially in the case of a turbine generator, and its functioning has a great effect on the performance of the rotating electric machine. Will have an effect. Normally, in a thrust bearing, heat is generated by frictional action on a bearing sliding surface and agitation of lubricating oil generated in a rotating portion. This heat is transmitted to the lubricating oil, and the lubricating oil cannot maintain an appropriate temperature due to the temperature rise. For this reason, the lubricating oil system is provided with an oil cooler, and there is a lubricating oil system that employs a self-pump oil circulation system that utilizes a pump action generated in a rotating portion of the rotating electric machine itself for circulation to the oil cooler. .
【０００４】この自己ポンプ循環方式はスラスト軸受の
メタル（スラスト静止板）に近い回転部に吸い込み孔を
設け、温度上昇した潤滑油をポンプ作用で吸い込み孔を
通して抽出し、配管を介して油槽外に設置した油冷却器
に導いて冷却するもので、これは回転電機が回転する限
り、適正に機能し、他の特別な動力を一切必要としな
い、極めて簡便な系統構成により意図した潤滑および冷
却を果たすことが可能である。In this self-pump circulation system, a suction hole is provided in a rotating portion near a metal (a thrust stationary plate) of a thrust bearing, and lubricating oil whose temperature has increased is extracted through the suction hole by a pump action, and is discharged from an oil tank through a pipe. This is guided by an installed oil cooler for cooling, which functions properly as long as the rotating electrical machine rotates and does not require any other special power. It is possible to fulfill.
【０００５】図２に自己ポンプ循環方式を採用した立軸
回転電機のスラスト軸受装置の一例を示している。回転
電機の主軸１と一体に環状のスラストカラー２が設けら
れ、このスラストカラー２の下面には半径方向に内部を
貫くポンプ孔３が穿たれた環状のスラスト回転板４が連
設されている。このスラスト回転板４の下面には摺動面
が備えられる。一方、上面を摺動面として構成されるス
ラスト静止板５がスラスト支持台７上に配置されたスラ
ストスプリング６によって支承されている。このスラス
ト支持台７は上下２枚の円板をリブでつなぎ、その間を
潤滑油が通過できるように構成されている。FIG. 2 shows an example of a thrust bearing device of a vertical rotating electric machine employing a self-pump circulation system. An annular thrust collar 2 is provided integrally with the main shaft 1 of the rotating electric machine, and an annular thrust rotary plate 4 having a pump hole 3 penetrating therethrough in a radial direction is continuously provided on the lower surface of the thrust collar 2. . A sliding surface is provided on the lower surface of the thrust rotary plate 4. On the other hand, a thrust stationary plate 5 having an upper surface as a sliding surface is supported by a thrust spring 6 arranged on a thrust support 7. The thrust support 7 is configured so that two upper and lower disks are connected by a rib, and the lubricating oil can pass between them.
【０００６】上記のスラスト軸受構成要素はいずれも主
軸１側を内筒８により、一方外側をベアリングブラケッ
ト９に支持された外筒１０によりそれぞれ囲われた油槽
１１内に収容されており、内部を満たす潤滑油の中に浸
されている。[0006] All of the above-mentioned thrust bearing components are housed in an oil tank 11 surrounded by an inner cylinder 8 on the main shaft 1 side and an outer cylinder 10 supported on the outside by a bearing bracket 9. Filled with lubricating oil.
【０００７】さらに、スラスト回転板４の外周にポンプ
孔３に対向してオイルボックス１２を配置している。こ
のオイルボックス１２からベアリングブラケット９を貫
いて油冷却器１３に結ぶ戻り油管１４および油冷却器１
３から油槽１１に結ぶ給油管１５により循環経路を形成
している。Further, an oil box 12 is arranged on the outer periphery of the thrust rotary plate 4 so as to face the pump hole 3. The return oil pipe 14 and the oil cooler 1 which extend from the oil box 12 to the oil cooler 13 through the bearing bracket 9
A circulation path is formed by an oil supply pipe 15 that connects the oil tank 3 to the oil tank 11.
【０００８】上記構成において、主軸１が回転すると、
これに従うスラスト回転板４が回転し、このときポンプ
孔３の内外で圧力差が生じて温度上昇した潤滑油がポン
プ孔３内に吸い込まれる。ポンプ孔３を通った潤滑油は
オイルボックス１２に流出し、そこから戻り油管１４を
通って油冷却器１３に流入する。ここで、潤滑油は冷却
水によって冷却され、給油管１５を通って油槽１１に流
れ、そこに蓄えられる。この間、油槽１１内においては
円筒８とスラスト回転板４の内周で囲われた部分の油面
が下がり続け、これを補うように外筒１０側から冷却さ
れた潤滑油が内側に向かって流動する。In the above configuration, when the main shaft 1 rotates,
The thrust rotary plate 4 rotates according to this, and at this time, a lubricating oil whose temperature has increased due to a pressure difference between the inside and outside of the pump hole 3 is sucked into the pump hole 3. The lubricating oil that has passed through the pump hole 3 flows out to the oil box 12, and then returns to the oil cooler 13 through the oil pipe 14. Here, the lubricating oil is cooled by the cooling water, flows through the oil supply pipe 15 to the oil tank 11, and is stored there. During this time, in the oil tank 11, the oil level of the portion surrounded by the inner circumference of the cylinder 8 and the thrust rotary plate 4 continues to drop, and the lubricating oil cooled from the outer cylinder 10 flows inward to compensate for this. I do.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た自己ポンプ循環方式を採用したスラスト軸受装置では
高速運転で主軸の１の回転速度が上昇し、ポンプ孔３を
通る循環油量が増加したとき、吸い込み油量が速度上昇
に合わせて増大せず、油冷却器１３を通る潤滑油が減少
し、供給油量の減少によりスラスト軸受の周囲の潤滑油
が適正な温度を維持できなくなる可能性がある。すなわ
ち、ポンプ孔３が穿たれるスラスト回転板４の内周側で
周速が、たとえば２０ｍ／ｓ以上になると、ポンプ孔３
の入口で吸い込み抵抗が増加することで、図３に示すよ
うにポンプ吐出量が頭打ち状態になり、ある決まった油
量しか流れなくなる。このため、油冷却器１３には限ら
れた量の潤滑油しか流れず、必要とする潤滑油が供給で
きない状態に陥る。However, in the above-described thrust bearing device employing the self-pump circulation system, when the rotation speed of the main shaft 1 increases at high speed operation and the amount of circulating oil passing through the pump hole 3 increases, The suction oil amount does not increase in accordance with the speed increase, the lubricating oil passing through the oil cooler 13 decreases, and the lubricating oil around the thrust bearing may not be able to maintain an appropriate temperature due to the decrease in the supply oil amount. . That is, when the peripheral speed on the inner peripheral side of the thrust rotary plate 4 where the pump hole 3 is formed becomes, for example, 20 m / s or more, the pump hole 3
As the suction resistance increases at the inlet of the pump, the pump discharge amount reaches a plateau state as shown in FIG. 3 and only a certain amount of oil flows. For this reason, only a limited amount of lubricating oil flows into the oil cooler 13, and the required lubricating oil cannot be supplied.
【００１０】一方、特に大容量のユニットでは循環油量
が６０００リットル／mm以上になるが、このように循環
油量が増加すると、油槽１１内の円筒８とスラスト回転
板４の内周面とで囲われた部分、つまりスラスト軸受内
周側は外周側と比べて容積が小さいために回転電機の運
転中、油面の低下が激しく、油面がポンプ孔３の吸い込
み口付近まで下がることがある。このため、そこを通過
する潤滑油が著しく減少したり、周囲の空気が吸い込ま
れるなどにより潤滑油中に気泡が混入するなどの不具合
が発生する。On the other hand, particularly in a large-capacity unit, the amount of circulating oil is 6000 liters / mm or more. When the amount of circulating oil increases in this way, the cylinder 8 in the oil tank 11 and the inner peripheral surface of the thrust rotary plate 4 become The portion surrounded by, that is, the inner peripheral side of the thrust bearing has a smaller volume than the outer peripheral side, so that during the operation of the rotary electric machine, the oil level drops sharply, and the oil level may drop to near the suction port of the pump hole 3. is there. For this reason, problems such as a remarkable decrease in the amount of lubricating oil passing therethrough, and incorporation of air bubbles into the lubricating oil due to suction of ambient air, etc., occur.
【００１１】こうした循環油量の減少は油槽１１内の潤
滑油の温度上昇を招いてスラスト軸受の冷却に少なから
ず悪影響を及ぼし、また、軸受油膜の形成が難しくなれ
ば、異常音を生じたり、振動を引き起こす原因となる。
また、潤滑油中に気泡が混入すると、これが潤滑油と共
にスラスト軸受およびガイド軸受の摺動面に入り込み、
これらの摺動面に壊食を発生させて、これらの軸受の機
能を著しく損ねてしまう。さらに、循環油量が増加した
場合、スラスト静止板５を支持しているスラストスプリ
ング６間を多量の潤滑油が通り抜けるためにスラスト静
止板５の下面が過度に冷却されてスラスト静止板５の摺
動面との間の温度差が大きくなり、摺動面が凸面状に変
形して主軸１が担う全荷重を摺動面全域で一様に受ける
ことができず、局部的に摩耗が進み、異常音が生じるな
どの不具合が発生する。[0011] Such a decrease in the amount of circulating oil causes a rise in the temperature of the lubricating oil in the oil tank 11 and has a considerable adverse effect on the cooling of the thrust bearing. May cause vibration.
Also, if air bubbles are mixed in the lubricating oil, they enter the sliding surfaces of the thrust bearing and the guide bearing together with the lubricating oil,
Erosion occurs on these sliding surfaces, significantly impairing the function of these bearings. Further, when the amount of circulating oil increases, a large amount of lubricating oil passes between the thrust springs 6 supporting the thrust stationary plate 5, so that the lower surface of the thrust stationary plate 5 is excessively cooled and the thrust stationary plate 5 slides. The temperature difference between the moving surface and the sliding surface becomes large, and the sliding surface is deformed into a convex shape, so that the entire load carried by the main shaft 1 cannot be uniformly received over the entire sliding surface, and wear is locally advanced, Troubles such as abnormal sounds occur.
【００１２】上述した油槽１１内のスラスト軸受内、外
周での容積のアンバランスを解消するために、内周側の
容積を外周側に近づけるべく大きくすることが考えられ
るが、このような対策ではスラスト軸受の内径がこれま
でよりも大きくなってしまい、軸受損失の増大が著し
く、また循環油量が一層増加し、好ましくない。[0012] In order to eliminate the imbalance of the volume inside and outside of the thrust bearing in the oil tank 11, it is conceivable to increase the volume on the inner peripheral side so as to approach the outer peripheral side. The inner diameter of the thrust bearing becomes larger than before, the bearing loss increases significantly, and the amount of circulating oil further increases, which is not preferable.
【００１３】一方、油槽１１内のスラスト軸受内周側の
油面をこれまで以上に高くする方法もあるが、こうした
対策では油面の変動がより激しくなるだけでなく、油槽
からの油漏れ等の事故が多発し、やはり好ましくない。On the other hand, there is a method in which the oil level on the inner peripheral side of the thrust bearing in the oil tank 11 is made higher than before. However, such measures not only make the oil level fluctuate more drastically, but also cause oil leakage from the oil tank. Accidents occur frequently, which is also undesirable.
【００１４】実際に採用された対策に油槽１１の円筒８
をこれまで以上に高く形成し、静止時の油面高さをポン
プ孔３の吸い込み口よりも大幅に高くしたものがある。
しかし、このような解決方法では主軸１の長さを円筒８
の高さの増加に見合って長くしなければならず、こうし
た主軸１の長さの延長は軸系の剛性が低下するのみなら
ず、回転電機の大形化が避けられず、望ましいやり方で
ない。The measures actually adopted include the cylinder 8 of the oil tank 11.
Is formed higher than before, and the oil level at rest is significantly higher than the suction port of the pump hole 3.
However, in such a solution, the length of the main shaft 1 is reduced by the cylinder 8
However, such an increase in the length of the main shaft 1 not only reduces the rigidity of the shaft system but also inevitably increases the size of the rotating electric machine, which is not a desirable method.
【００１５】そこで、本発明の目的はスラスト軸受を冷
却するために必要とする循環油量を常に保持でき、しか
も油漏れを抑制し、軸受構成要素の変形を防止するよう
にしたスラスト軸受装置を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a thrust bearing device which can always maintain the amount of circulating oil required for cooling the thrust bearing, suppresses oil leakage, and prevents deformation of bearing components. To provide.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に係る発明はポンプ孔にベルマウス形状の吸
い込み口を有する吸い込み部を形成したことを特徴とす
るものである。Means for Solving the Problems To achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that a suction portion having a bell mouth-shaped suction port is formed in a pump hole.
【００１７】スラスト回転板のポンプ孔にベルマウス形
状の吸込口を形成したものでは、損失係数が吸い込み口
をこれ以外の形状で形成したものと比べて格段に小さく
なり、ポンプ孔を通過する循環油量を増加することもで
きる。In the case where the bell mouth-shaped suction port is formed in the pump hole of the thrust rotary plate, the loss coefficient is much smaller than that in the case where the suction port is formed in other shapes, and the circulation coefficient passing through the pump hole is reduced. The amount of oil can also be increased.
【００１８】さらに、請求項２に係る発明はスラスト回
転板の内周側にポンプ孔の吸い込み口との間に離間距離
を保って環状のオイルガードを設けたことを特徴とする
ものである。Further, the invention according to claim 2 is characterized in that an annular oil guard is provided on the inner peripheral side of the thrust rotary plate while keeping a distance from the suction port of the pump hole.
【００１９】スラスト回転板の内周側にオイルガードを
設けたものでは、スラスト軸受内周側の潤滑油の速度が
スラスト回転板の内周側の周速の上昇と共に早くなり、
双方の速度差が極度に大きくならないために潤滑油がポ
ンプ孔にスムーズに流入し、循環油量を適正に保つこと
が可能になる。In the case where the oil guard is provided on the inner peripheral side of the thrust rotary plate, the speed of the lubricating oil on the inner peripheral side of the thrust bearing increases as the peripheral speed on the inner peripheral side of the thrust rotary plate increases.
Since the speed difference between the two does not become extremely large, the lubricating oil smoothly flows into the pump hole, and the amount of circulating oil can be appropriately maintained.
【００２０】また、請求項３に係る発明は油槽の円筒に
オイルガードの下端にかけて延びる環状のバッフルプレ
ートを設けたことを特徴とするものである。The invention according to claim 3 is characterized in that an annular baffle plate extending from the lower end of the oil guard to the cylinder of the oil tank is provided.
【００２１】オイルガードの下端にかけて延びるバッフ
ルプレートには油槽から外に流出しようとする潤滑油が
当たり、潤滑油はそこから先へは流れることができな
い。これにより油槽からの油漏れをなくすことができ
る。The baffle plate extending toward the lower end of the oil guard is contacted with lubricating oil which is about to flow out of the oil tank, and the lubricating oil cannot flow from there. As a result, oil leakage from the oil tank can be eliminated.
【００２２】さらに、請求項４に係る発明はスラストス
プリングの外周側あるいは内周側にスラストスプリング
領域を囲う環状のシールプレートを設けたことを特徴と
するものである。The invention according to claim 4 is characterized in that an annular seal plate surrounding the thrust spring region is provided on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the thrust spring.
【００２３】外周側あるいは内周側にスラストスプリン
グ領域を囲って設けられるシールプレートは冷却された
潤滑油が外周側から内周側にかけて流動するのを遮り、
スラスト静止板の下面が過度に冷却されるのを防ぐ。こ
れによりスラスト静止板の摺動面が変形するのを防止す
ることができる。A seal plate provided on the outer peripheral side or the inner peripheral side so as to surround the thrust spring region blocks cooled lubricating oil from flowing from the outer peripheral side to the inner peripheral side.
The lower surface of the thrust stationary plate is prevented from being excessively cooled. This can prevent the sliding surface of the thrust stationary plate from being deformed.
【００２４】また、請求項５に係る発明はスラスト支持
台の外周側に油量調節のための開口を備えた環状のフロ
ー調節器を設けたことを特徴とするものである。The invention according to claim 5 is characterized in that an annular flow regulator having an opening for adjusting the amount of oil is provided on the outer peripheral side of the thrust support base.
【００２５】流量調節のための開口を有するフロー調節
器を設けたものでは、循環油量を系内機器の圧力損失の
実測値、潤滑油の摩擦損失の実測値等に応じて変化させ
ることができ、常に適正な循環油量を保って運転するこ
とが可能になる。In the case where a flow controller having an opening for adjusting the flow rate is provided, the amount of circulating oil can be changed according to the measured value of the pressure loss of the equipment in the system, the measured value of the friction loss of the lubricating oil, and the like. It is possible to always operate while maintaining an appropriate amount of circulating oil.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１において、スラスト軸受は先
に述べた構成と同一の構成からなる。すなわち、回転電
機の主軸１と一体に環状のスラストカラー２が設けら
れ、このスラストカラー２の下面には半径方向に内部を
貫くポンプ孔３が穿たれた環状のスラスト回転板４が連
設されている。このスラスト回転板４の下面には摺動面
が備えられる。一方、上面を摺動面として構成されるス
ラスト静止板５がスラスト支持台７上に配置されたスラ
ストスプリング６によって支承されている。このスラス
ト支持台７は上下２枚の円板をリブでつなぎ、その間を
潤滑油が通過できるように構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, the thrust bearing has the same configuration as that described above. That is, an annular thrust collar 2 is provided integrally with the main shaft 1 of the rotary electric machine, and an annular thrust rotary plate 4 having a pump hole 3 penetrating therethrough in the radial direction is continuously provided on the lower surface of the thrust collar 2. ing. A sliding surface is provided on the lower surface of the thrust rotary plate 4. On the other hand, a thrust stationary plate 5 having an upper surface as a sliding surface is supported by a thrust spring 6 arranged on a thrust support 7. The thrust support 7 is configured so that two upper and lower disks are connected by a rib, and the lubricating oil can pass between them.
【００２７】また、ポンプ孔３には吸い込み部１６が形
成されている。本実施の形態の吸い込み部１６はスラス
ト回転板４の内周面にポンプ孔内径よりも大きく開口す
るベルマウス形状の吸い込み口１７を有する。A suction portion 16 is formed in the pump hole 3. The suction part 16 of the present embodiment has a bell mouth-shaped suction port 17 which is opened to be larger than the inner diameter of the pump hole on the inner peripheral surface of the thrust rotary plate 4.
【００２８】さらに、ポンプ孔３と対面するスラスト軸
受内周側の油槽１１内には環状のオイルガード１８が設
けられている。このオイルガード１８の上端にはつば部
１９が形成されており、つば部１９がスラスト回転板４
の上面に固定され、スラスト回転板４と共にオイルガー
ド１８が回転するようになっている。このオイルガード
１８とスラスト回転板４の内周面との間の距離はスラス
ト回転板４内周部の周速度に従い決定される。すなわ
ち、周速度が大きくなるに従い双方の間には適正な循環
油量を確保するために十分な離間距離を保つようにす
る。Further, an annular oil guard 18 is provided in the oil tank 11 on the inner peripheral side of the thrust bearing facing the pump hole 3. A flange 19 is formed at the upper end of the oil guard 18, and the flange 19 is attached to the thrust rotary plate 4.
The oil guard 18 rotates together with the thrust rotating plate 4. The distance between the oil guard 18 and the inner peripheral surface of the thrust rotary plate 4 is determined according to the peripheral speed of the inner peripheral portion of the thrust rotary plate 4. That is, as the peripheral speed increases, a sufficient separation distance is maintained between the two so as to secure an appropriate amount of circulating oil.
【００２９】さらに、油槽１１の円筒８に環状のバッフ
ルプレート２０が設けられている。このバッフルプレー
ト２０の先端はオイルガード１８の下は端にかけて延び
ている。また、スラスト支持台７上に配置されたスラス
トスプリング６の外周側に環状のシールプレート２１が
設けられている。このシールプレート２１は下端がスラ
スト支持台７に固定されると共に、上端はスラスト静止
板５にかけて延びているる。なお、このシールプレート
２１は、望ましくはスラストスプリング６の外周側に設
けるが、内周側に設けてもよい。Further, an annular baffle plate 20 is provided on the cylinder 8 of the oil tank 11. The tip of the baffle plate 20 extends from the bottom of the oil guard 18 to the end. An annular seal plate 21 is provided on the outer peripheral side of the thrust spring 6 arranged on the thrust support 7. The seal plate 21 has a lower end fixed to the thrust support 7 and an upper end extending to the thrust stationary plate 5. The seal plate 21 is desirably provided on the outer peripheral side of the thrust spring 6, but may be provided on the inner peripheral side.
【００３０】さらに、スラスト支持台７の外周側に環状
のフロー調節器２２が設けられている。このフロー調節
器２２にはスラスト支持台７内を通り抜ける環境油量を
調節するための開口２３が形成されている。また、フロ
ー調節器２２は取り付け、取り外しが容易なスラスト支
持台７の外周側に固定する。これらのスラスト軸受構成
要素はいずれも油槽１１内に収容され、油槽１１内を満
たしている潤滑油の中に完全に没している。Further, an annular flow controller 22 is provided on the outer peripheral side of the thrust support 7. An opening 23 for adjusting the amount of environmental oil passing through the thrust support 7 is formed in the flow controller 22. Further, the flow controller 22 is fixed to the outer peripheral side of the thrust support 7 which is easily attached and detached. Each of these thrust bearing components is housed in the oil tank 11 and is completely immersed in the lubricating oil filling the oil tank 11.
【００３１】本実施の形態は上記構成からなり、回転電
機の始動により主軸１が回転すると、これに従うスラス
ト回転板４が回転する。このとき、ポンプ孔３の内外で
圧力差が生じてスラスト軸受の内周側の温度上昇した潤
滑油が吸い込み部１６の吸い込み口１７からポンプ孔３
内に吸い込まれる。このベルマウス形状に形成される吸
い込み口１７は流動における圧力損失が他の形状のもの
と比較して著しく小さい。一般に、流体が吸い込み口を
経て断面積が急に縮少する流路にかけて流動するとき、
ヘッド損失に影響があるのは流速および損失係数であ
る。角のある吸い込み口との損失係数は１．５と最も大
きく、丸い面取りを施した吸い込み口での値は０．１０
〜０．２０と小さくなり、ベルマウス形状に形成した吸
い込み口の値は０．０１〜０．０６と最も小さくなる。In this embodiment, the main shaft 1 is rotated by the start of the rotating electric machine, and the thrust rotary plate 4 is rotated accordingly. At this time, a lubricating oil whose temperature has risen on the inner peripheral side of the thrust bearing due to a pressure difference between the inside and outside of the pump hole 3 flows from the suction port 17 of the suction portion 16 to the pump hole 3.
It is sucked in. The suction mouth 17 formed in this bell mouth shape has a significantly smaller pressure loss in the flow as compared with the other shapes. In general, when a fluid flows through a suction port through a channel whose cross-sectional area decreases rapidly,
It is the flow velocity and loss factor that affect head loss. The loss coefficient with the suction port having a corner is the largest at 1.5, and the value at the suction port with a round chamfer is 0.10.
０．２0.20, and the value of the suction mouth formed in a bell mouth shape becomes the smallest, 0.01〜0.06.
【００３２】本実施の形態のベルマウス形状の吸い込み
口１７を有するポンプ孔３においては損失係数を０．０
３程度に抑えることができ、このヘッド損失の減少によ
りポンプ孔３を通過する循環油量を増加することが可能
になる。したがって、油冷却器１３に戻る循環油量が増
して冷却された適性量の潤滑油を油槽１１に供給するこ
とができる。In the pump hole 3 having the bell mouth-shaped suction port 17 of the present embodiment, the loss coefficient is set to 0.0.
The amount of circulating oil passing through the pump hole 3 can be increased by reducing the head loss. Therefore, the amount of circulating oil returning to the oil cooler 13 is increased, and an appropriate amount of cooled lubricating oil can be supplied to the oil tank 11.
【００３３】また、スラスト軸受のスラスト回転板４の
高速回転で内周側周速が上昇すると、ポンプ孔３に流入
する潤滑油との速度差が生じ、吸い込み抵抗の増大によ
りポンプ孔３への給油が追い付かなくなる。このような
とき、本実施の形態においては、オイルガード１８が回
転してスラスト軸受内周側の潤滑油の速度が周速の上昇
と共に早くなり、速度差が極度に大きくならない。この
ため、スラスト軸受内周側で周速が、たとえば２０ｍ／
ｓ以上に上昇するときも、ポンプ孔３にスムーズに潤滑
油が流入し、常に循環油量を適正に保つことができる。When the inner peripheral side speed increases due to the high-speed rotation of the thrust rotary plate 4 of the thrust bearing, a speed difference from the lubricating oil flowing into the pump hole 3 is generated, and the suction resistance increases. Refueling cannot keep up. In such a case, in the present embodiment, the oil guard 18 rotates, and the speed of the lubricating oil on the inner peripheral side of the thrust bearing increases as the peripheral speed increases, and the speed difference does not become extremely large. Therefore, the peripheral speed on the inner peripheral side of the thrust bearing is, for example, 20 m /
The lubricating oil smoothly flows into the pump hole 3 even when the pressure rises to s or more, and the circulating oil amount can always be appropriately maintained.
【００３４】したがって、回転電機の高速運転中も、油
冷却器１３に戻る循環油量を確保することができ、常に
冷却された適正量の潤滑油を油槽１１に供給することが
可能になる。Therefore, even during high-speed operation of the rotating electric machine, the amount of circulating oil returning to the oil cooler 13 can be ensured, and a proper amount of lubricating oil that is always cooled can be supplied to the oil tank 11.
【００３５】さらに、高速運転中、スラスト軸受内周側
でポンプ孔３に向かう流れが増加し、潤滑油が円筒８と
オイルガード１８との間で吹き上げられ、油槽１１の外
に潤滑油が流出しようとする。このようなとき、本実施
の形態においては、流出経路にあるバッフルプレート２
０がこの潤滑油の流れを遮り、そこから先へは流れな
い。これにより油槽１１からの油漏れを防ぐことがで
き、無駄に消費される潤滑油を少なくすることが可能で
ある。Further, during high-speed operation, the flow toward the pump hole 3 on the inner peripheral side of the thrust bearing increases, lubricating oil is blown up between the cylinder 8 and the oil guard 18, and the lubricating oil flows out of the oil tank 11. try to. In such a case, in this embodiment, the baffle plate 2
0 blocks the flow of the lubricating oil and does not flow from there. Thus, oil leakage from the oil tank 11 can be prevented, and wasteful consumption of lubricating oil can be reduced.
【００３６】また、スラストスプリング６の外周側から
スラスト軸受内周側にかけて冷却された多量の潤滑油が
流動すると、過度の冷却によりスラスト静止板５の摺動
面と下面との温度差が大きくなり、摺動面が凸面状に変
形する。本実施の形態においては、このようなとき、ス
ラストスプリング６の外周側に配置されたシールプレー
ト２１が冷却された潤滑油の流れを遮り、スラスト静止
板５の下面が過度に冷却されるのを防止する。これによ
り摺動面の変形がなくなり、局部的に摩耗が進み、また
異常音が生じるなどの不具合が生じるのを回避すること
ができる。When a large amount of cooled lubricating oil flows from the outer peripheral side of the thrust spring 6 to the inner peripheral side of the thrust bearing, excessive cooling causes a large temperature difference between the sliding surface and the lower surface of the thrust stationary plate 5. Then, the sliding surface is deformed into a convex shape. In this embodiment, at this time, the seal plate 21 arranged on the outer peripheral side of the thrust spring 6 blocks the flow of the cooled lubricating oil, and prevents the lower surface of the thrust stationary plate 5 from being excessively cooled. To prevent. As a result, deformation of the sliding surface is eliminated, wear is locally promoted, and problems such as generation of abnormal noise can be avoided.
【００３７】さらに、スラスト軸受の冷却に必要な循環
油量は系内の関係する機器の圧力損失と共に、潤滑油内
における層間の摩擦損失がかなりあり、一概に決定する
のが難しい。循環油量を適正に保つと同時に、自己ポン
プ動力を十分なものとするために本実施の形態において
は、開口２３を備えたフロー調節器２２がスラスト軸受
外周側から内周側に向かう潤滑油量を調節する。In addition, the amount of circulating oil required for cooling the thrust bearing is considerably difficult to determine without fail because there is considerable friction loss between layers in the lubricating oil together with the pressure loss of related equipment in the system. In this embodiment, in order to keep the amount of circulating oil appropriate and to make the self-pumping power sufficient, in this embodiment, the flow regulator 22 having the opening 23 is provided with lubricating oil flowing from the outer peripheral side of the thrust bearing to the inner peripheral side. Adjust the volume.
【００３８】開口２３はその開口面積を変えることで、
簡単にスラスト支持台７を通過する油量を調節すること
ができる。たとえば、試運転中、内周側に流れる循環油
量が過剰なときは開口面積を縮小し、反対に過少なとき
は開口面積を増加することで、循環油量を容易に変える
ことが可能になる。この調節のためにフロー調節器２２
の位置は着脱の容易なスラスト軸受外周側が望ましい。By changing the opening area of the opening 23,
The amount of oil passing through the thrust support 7 can be easily adjusted. For example, during the test operation, when the amount of circulating oil flowing to the inner peripheral side is excessive, the opening area is reduced, and when it is too small, the opening area is increased, so that the amount of circulating oil can be easily changed. . The flow controller 22 for this adjustment
Is desirably on the outer peripheral side of the thrust bearing, which is easily removable.
【００３９】かくして、本実施の形態によれば、フロー
調節器２２を用いて循環油量を系内機器の圧力損失の実
測値、潤滑油の摩擦損失の実測値等に応じて変化させる
ことができ、過不足のない循環油量を保って運転するこ
とが可能になる。Thus, according to the present embodiment, it is possible to change the amount of circulating oil using the flow controller 22 according to the measured value of the pressure loss of the in-system equipment, the measured value of the friction loss of the lubricating oil, and the like. As a result, it is possible to operate while maintaining an adequate amount of circulating oil.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上説明したように本発明はスラスト軸
受を冷却するための循環油量を常に適正に保持すること
ができる。また、本発明においては、油槽から外部への
油漏れを抑制することが可能であって、潤滑油の無駄な
消費を抑えることができる。さらに、本発明において
は、軸受構成要素の変形を防止することができ、摺動面
での局部的な摩耗の発生等を回避することが可能であ
る。As described above, according to the present invention, the amount of circulating oil for cooling the thrust bearing can always be properly maintained. Further, in the present invention, oil leakage from the oil tank to the outside can be suppressed, and wasteful consumption of lubricating oil can be suppressed. Further, in the present invention, it is possible to prevent the deformation of the bearing components, and to avoid the occurrence of local wear and the like on the sliding surface.
【図１】本発明によるスラスト軸受装置の実施の形態を
示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a thrust bearing device according to the present invention.
【図２】従来技術によるスラスト軸受装置を示す断面
図。FIG. 2 is a sectional view showing a conventional thrust bearing device.
【図３】自己ポンプにおけるポンプ孔部周速と吐出量と
の関係を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a pump hole peripheral speed and a discharge amount in a self-pump.
１ 主軸 ３ ポンプ孔 ４ スラスト回転板 ５ スラスト静止板 ７ スラスト支持台 １３ 油タンク １７ 吸い込み口 １８ オイルガード ２０ バッフルプレート ２１ シールプレート ２２ フロー調節器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main shaft 3 Pump hole 4 Thrust rotating plate 5 Thrust stationary plate 7 Thrust support stand 13 Oil tank 17 Suction port 18 Oil guard 20 Baffle plate 21 Seal plate 22 Flow controller
Claims (5)
を介して載置されるスラスト静止板の摺動面に沿って滑
らせるようにそれの裏面を軸心を立てた主軸のスラスト
カラーに当て、反対側の摺動面を前記スラスト静止板の
摺動面に当接してスラスト回転板を設けてなるスラスト
軸受を備え、それらの軸受構成要素は油槽内の潤滑油の
中に完全に浸されており、前記スラスト回転板は半径方
向にそれを貫いて延びるポンプ孔を有し、前記主軸が回
転するとき、それに従う前記スラスト回転板の回転で該
ポンプ孔を通して前記油層内の潤滑油が汲み上げられる
ように構成したものにおいて、前記ポンプ孔にベルマウ
ス形状の吸い込み口を有する吸い込み部を形成したこと
を特徴とするスラスト軸受装置。1. A back surface of a thrust stationary plate mounted on a thrust support base via a thrust spring is slid along a sliding surface of the thrust stationary plate. A thrust bearing is provided in which a thrust rotating plate is provided by abutting a sliding surface on the side with the sliding surface of the thrust stationary plate, and those bearing components are completely immersed in lubricating oil in an oil tank. The thrust rotary plate has a pump hole extending therethrough in a radial direction, and when the main shaft rotates, the rotation of the thrust rotary plate follows so that lubricating oil in the oil layer is pumped through the pump hole. A thrust bearing device, wherein a suction portion having a bell mouth-shaped suction port is formed in the pump hole.
孔の吸い込み口との間に離間距離を保って環状のオイル
ガードを設けたことを特徴とする請求項１記載のスラス
ト軸受装置。2. The thrust bearing device according to claim 1, wherein an annular oil guard is provided on an inner peripheral side of the thrust rotary plate so as to keep a distance from a suction port of the pump hole.
端にかけて延びる環状のバッフルプレートを設けたこと
を特徴とする請求項２記載のスラスト軸受装置。3. The thrust bearing device according to claim 2, wherein an annular baffle plate extending toward a lower end of the oil guard is provided on an inner cylinder of the oil tank.
は内周側に該スラストスプリング領域を囲う環状のシー
ルプレートを設けたことを特徴とする請求項１ないし３
記載のスラスト軸受装置。4. An annular seal plate surrounding the thrust spring region is provided on an outer peripheral side or an inner peripheral side of the thrust spring.
A thrust bearing device as described.
のための開口を備えた環状のフロー調節器を設けたこと
を特徴とする請求項１ないし４記載のスラスト軸受装
置。5. The thrust bearing device according to claim 1, wherein an annular flow regulator provided with an opening for adjusting an oil amount is provided on an outer peripheral side of the thrust support base.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9148491A JPH10325417A (en) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Thrust bearing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9148491A JPH10325417A (en) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Thrust bearing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10325417A true JPH10325417A (en) | 1998-12-08 |
Family
ID=15453951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9148491A Pending JPH10325417A (en) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Thrust bearing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10325417A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109667697A (en) * | 2019-01-24 | 2019-04-23 | 广水安江水电开发有限公司 | A kind of device and method detecting tubular turbine toroidal membrane operating condition |
| CN114893496A (en) * | 2022-03-15 | 2022-08-12 | 南京航空航天大学 | Thrust sliding bearing based on temperature difference wedge |
| CN116950826A (en) * | 2023-09-19 | 2023-10-27 | 杭州杭发发电设备有限公司 | Combined bearing device for full umbrella type hydraulic generator |
-
1997
- 1997-05-23 JP JP9148491A patent/JPH10325417A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109667697A (en) * | 2019-01-24 | 2019-04-23 | 广水安江水电开发有限公司 | A kind of device and method detecting tubular turbine toroidal membrane operating condition |
| CN114893496A (en) * | 2022-03-15 | 2022-08-12 | 南京航空航天大学 | Thrust sliding bearing based on temperature difference wedge |
| CN114893496B (en) * | 2022-03-15 | 2023-04-07 | 南京航空航天大学 | Thrust sliding bearing based on temperature difference wedge |
| CN116950826A (en) * | 2023-09-19 | 2023-10-27 | 杭州杭发发电设备有限公司 | Combined bearing device for full umbrella type hydraulic generator |
| CN116950826B (en) * | 2023-09-19 | 2024-01-19 | 杭州杭发发电设备有限公司 | Combined bearing device for full umbrella type hydraulic generator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3877546A (en) | Lubrication system for vertical spindle motor | |
| JP4302529B2 (en) | Dynamic rotor system | |
| JP2016075183A (en) | Supercharger | |
| US8376368B2 (en) | Sealing device for a rotating machine | |
| JP3251838B2 (en) | Bearing device for vertical rotating machinery | |
| CN208128076U (en) | A kind of automobile-used liquid cooling driving motor | |
| JPH10325417A (en) | Thrust bearing device | |
| US9217436B2 (en) | Impeller fan assembly | |
| EP2270336B1 (en) | Method of upgrading a 1500 rpm reactor coolant pump motor | |
| KR850000352B1 (en) | Axial-flow centrifugal pump for the circulation of fluid | |
| US10240609B2 (en) | Screw pump and impeller fan assemblies and method of operating | |
| JP5271928B2 (en) | Circulation pump | |
| US4643593A (en) | Assembly for lubricating thrust bearings of machines | |
| JPH07279975A (en) | Bearing lubricating and cooling device | |
| JPH07217524A (en) | Lubricating oil cooling device for francis turbine | |
| JP3494767B2 (en) | Motor rotor cooling structure | |
| CN204140670U (en) | A kind of water-cooled Hydrodynamic Sliding Bearing | |
| US2976438A (en) | Electric gear-motor drive unit | |
| CN220248466U (en) | Slurry pump bracket assembly | |
| JP3724101B2 (en) | Bearing lubrication device and its self-pump structure | |
| CN220452031U (en) | Vertical shaft type turbocharger | |
| JPS6118311Y2 (en) | ||
| CN220378351U (en) | Vertical oil immersed braking turbine expander | |
| JPS6214453Y2 (en) | ||
| JP2000161374A (en) | Vertical type guiding bearing device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 7 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081122 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 8 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091122 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091122 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122 Year of fee payment: 10 |