(57)【要約】【課題】スチームタービンの起動時の過渡運転状態でシャフトの軸が振動しても、シャフトとリング支持体との間の干渉を極力抑え、摩擦熱を極力抑え、静電気の発生を抑え、且つシャフトとの当接状態を保ち続けるオイルデフレクターを提供する。【解決手段】本発明のオイルデフレクターは、シャフトの外周を囲むように設けられ、前面支持部と背面支持部とを有するリング支持体と、前面支持部と背面支持部の内周に突設され、端部がシャフトの外周と当接された複数列のティース（歯形部材）と、前面支持部のティースの前方及び背面支持部のティースの後方に突設され、シャフトの中心方向に向かって付勢支持された可動型ティースと、前面支持部のティースと可動型ティースとの間に圧力ガスを流れ込ませてエアーカーテンを形成する噴射流路と、を備えることを特徴とする。【選択図】  図３
2015010713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト（１１０）の外周を囲むように設けられ、前方の大気側に配備された前面支持部（１３１）と、前記前面支持部（１３１）から所定の距離を隔てて後方の軸受け側に配備された背面支持部（１３３）と、を有するリング支持体（１３０）と、
前記前面支持部（１３１）及び前記背面支持部（１３３）それぞれの内周に突設され、端部が前記シャフト（１１０）の外周と当接してオイルが軸受け側から大気側に漏れるのを防ぐ複数列のティース（１５０、Ｔｅｅｔｈ、歯状部材）と、
前記前面支持部（１３１）の内周において、前記前面支持部（１３１）に突設されたティース（１５０）を基準とした前方と、前記背面支持部（１３３）の内周において、前記背面支持部（１３３）に突設されたティース（１５０）を基準とした後方と、のそれぞれに突設された可動型ティース（１６０）と、
を備えるオイルデフレクターであって、
前記可動型ティース（１６０）は、エンジニアリングプラスチックまたはアルミニウム合金から製作され、
前記可動型ティース（１６０）は、前記前面支持部（１３１）または前記背面支持部（１３３）と同心円をなすリング状に製作され、複数に分割されるように製作されて前面支持部（１３１）または背面支持部（１３３）の内周面の溝に嵌合されて突設され、更に前記溝の内側に弾性部材（１６１）が嵌め込まれて前記シャフト（１１０）の中心方向に向かって付勢支持され、
前記弾性部材（１６１）は波形のばねからなり、
前記弾性部材（１６１）の一方の端部にストッパ突起（１６１ａ）が形成され、前記ストッパ突起（１６１ａ）が可動型ティース（１６０）の外面に形成された溝部に係止されて回転方向の移動が阻止され、
前記前面支持部（１３１）に外部から圧力ガスを流れ込ませる噴射流路（１７１）が形成され、
前面支持部（１３１）に突設された可動型ティース（１６０）と前面支持部（１３１）に突設されたティース（１５０）との間に設けられ、前記シャフト（１１０）の外面に圧力ガスを噴射して前記可動型ティース（１６０）と前記ティース（１５０）との間にエアーカーテンを形成して、外部から異物が流れ込んだり内部から外部にオイルが飛散したりするのを防ぐことを特徴とするオイルデフレクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルデフレクターに係り、より詳しくは、タービンシャフトの外周を支持するリング支持体の前面支持部及び背面支持部それぞれに可動型ティース（Ｔｅｅｔｈ、歯状部材）を設け、スチームタービン起動時の過渡運転状態においてシャフトの軸が振動する場合に、可動型ティースが軸の振動方向に沿って進退するオイルデフレクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、オイルデフレクターとは、発電タービンの軸受け筐体の外側に設けられ、内側のオイルが筐体外に漏れるのを防ぐ役割を果たす装置のことをいう。
【０００３】
図１は、従来の技術によるオイルデフレクターの構造を示す概略図である。
【０００４】
図１に示すように、オイルデフレクターは、発電機及びタービンのシャフト１の外周を囲むように設けられるリング支持体３と、リング支持体３の内周に設けられてシャフト１の外周と接触することによりオイルの漏れを防ぐティース５と、を備える。
【０００５】
しかしながら、上述した構成を有する従来のオイルデフレクターは、ティース５とシャフト１との間に微細な隙間が存在するが、これにより、微細隙間にオイルが漏れるという問題を抱えていた。
【０００６】
特に、シャフトにオイルがスムーズに供給されるようにオイルを強制的に送る場合、オイルが大気側に飛散するという問題があった。
【０００７】
また、前記微細隙間に空気中の微細ホコリなどが浸透するが、このときに浸透した微細ホコリはシャフト１と軸受け（図示せず）との間における摩擦及び振動の原因となり、さらには、軸受け及びシャフトを早期に磨耗させることにより、精度よいことが求められる発電機及びタービンの性能低下及び故障の原因となるという問題があった。
【０００８】
図２は、上記の従来技術における問題点を解消するための、他の従来技術によるオイルデフレクターの構造を示す。
【０００９】
図２に示すように、従来技術によるオイルデフレクターは、主構成要素として、リング支持体３０、複数列のティース５０、及びブラシシール６０を備え、リング支持体３０は、シャフト１０の外周を囲むように設けられ、複数列のティース５０は、シャフト１０を支持する軸受け（図示せず）の潤滑オイルが軸受け側から大気側に漏れることを防ぐように端部がシャフト１０の外周に当接するようにリング支持体３０の内周に固定されて設置され、ブラシシール６０は、複数列のティース５０の前方最外側と後方最外側とにそれぞれ設けられる。
【００１０】
リング支持体３０は、前方の大気側に設けられた前面支持部３１と、前面支持部３１から所定の距離を隔てて後方の軸受け側に設けられた背面支持部３３と、を備える。
【００１１】
そして、前面支持部３１及び背面支持部３３それぞれの内周には、２〜３列のティース５０が取り付けられ、前面支持部３１に取り付けられたティース５０の前方最外側と、背面支持部３３に取り付けられたティース５０の後方最外側には、それぞれ一列ずつのブラシシール６０が取り付けられる。
【００１２】
ブラシシール６０は、直線状のサポートバー６１の長手方向に沿ってブリッスル６３を連続して巻線することにより、オイルの飛散を予防することができ、また微細隙間の間に空気中の微細ホコリなどが浸透するのを防ぐことができる。
【００１３】
しかしながら、上記の従来技術は、タービンの初期起動または過渡運転状態においては、シャフト１０の回転が不安定であるため振動が発生し、このときのシャフト１０とブラシシール６０との間に、偏心による干渉が発生して摩擦熱及び静電気が発生してしまう。
【００１４】
このような従来のスチームタービンにおけるブラシシール６０の漏れ特性を向上させるためには、回転体であるシャフト１０とブラシシール６０との間の半径方向の隙間をできる限り小さくすることが好ましいが、シャフト１０とブラシシール６０との間の隙間が小さくなるにつれて、相互干渉の発生頻度及び接触時間が増大してブラシシール６０が早期に磨耗されてしまうという問題があった。
【００１５】
また、ブラシシール６０の磨耗によりシャフト１０との隙間が増大し、このときに増大した隙間を介したスチームの漏れ量がさらに増大してタービンの効率が低下するだけでなく、増大した隙間を介したオイルの漏れ及び飛散により環境が汚染されるという問題があった。
【００１６】
このように、改善された従来技術においても、シャフト１０の振動によるシャフトと、ブラシシール６０及びティース５０と、の干渉が発生し、これに起因して接触部において摩擦熱及び静電気が発生し、熱によるシャフトの変形−早期磨耗−早期磨耗による隙間の拡大−隙間の拡大による異物の浸透及び固着化−異物の固着化による振動の拡大−振動の拡大による設備の不安定及び運転停止−運転停止による電力供給の障害及び修復の遅延−という悪循環が続くという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】大韓民国公開特許第１０−２０１１−０００１２０８号公報
【特許文献２】特開平１０−２７４３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記のような従来技術における問題を解決するためのものであって、その目的は、たとえスチームタービンの起動時の過渡運転状態でシャフトの軸が振動しても、シャフトとリング支持体との間の干渉を極力抑え、摩擦熱を極力抑え、且つ静電気の発生を抑えてシャフトとの当接状態を保ち続けることにより、スチーム及びオイルの漏れを遮断してタービン効率を向上させることにある。
【００１９】
また本発明の他の目的は、外部から異物が流れ込んだり内部から外部にオイルが飛散したりすることを防ぐと共に、シャフト及びリング支持体間の摩擦により発生する熱を冷却することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
かかる目的を達成するための本発明は、シャフト（１１０）の外周を囲むように設けられ、前方の大気側に配備された前面支持部（１３１）と、前面支持部（１３１）から所定の距離を隔てて後方の軸受け側に配備された背面支持部（１３３）と、を有するリング支持体（１３０）と、前面支持部（１３１）及び背面支持部（１３３）それぞれの内周に突設され、端部がシャフト（１１０）の外周と当接してオイルが軸受け側から大気側に漏れるのを防ぐ複数列のティースと、前面支持部（１３１）の内周において、前面支持部（１３１）に突設されたティース（１５０）を基準とした前方と、背面支持部（１３３）の内周において、背面支持部（１３３）に突設されたティース（１５０）を基準とした後方と、のそれぞれに突設された可動型ティース（１６０）と、を備えるオイルデフレクターであって、
可動型ティース（１６０）は、エンジニアリングプラスチックまたはアルミニウム合金から製作され、
可動型ティース（１６０）は、前面支持部（１３１）または背面支持部（１３３）と同心円をなすリング状に製作され、複数に分割されるように製作されて前面支持部（１３１）または背面支持部（１３３）の内周面の溝に嵌合されて突設され、更に溝の内側に弾性部材（１６１）が嵌め込まれてシャフト（１１０）の中心方向に向かって付勢支持され、
弾性部材（１６１）は、波形のばねからなり、
弾性部材（１６１）の一方の端部にストッパ突起（１６１ａ）が形成され、ストッパ突起（１６１ａ）が可動型ティース（１６０）の外面に形成された溝部に係止されて回転方向の移動が阻止され、
前面支持部（１３１）に外部から圧力ガスを流れ込ませる噴射流路（１７１）が形成され、前面支持部（１３１）に突設された可動型ティース（１６０）と前面支持部（１３１）に突設されたティース（１５０）との間に設けられ、シャフト（１１０）の外面に圧力ガスを噴射して可動型ティース（１６０）とティース（１５０）との間にエアーカーテンを形成して、外部から異物が流れ込んだり内部から外部にオイルが飛散したりするのを防ぐことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、リング支持体の前面支持部及び背面支持部それぞれに可動型ティースを設けて摩擦熱を極力抑え、静電気の発生を根本的に防ぎ、スチームタービン起動時の過渡運転状態においてシャフトの軸が振動しても可動型ティースが振動方向に沿って進退することによりシャフトとリング支持体との間の干渉を極力抑えることができ、且つシャフトとの当接状態を保ち続けることによりスチーム及びオイルの漏れを遮断してタービン効率を向上させるという効果を有する。
【００２２】
また、本発明は、シャフトの外面に圧力ガスを噴射して可動型ティースの後方にエアーカーテンを形成することにより、外部から異物が流れ込んだり内部から外部にオイルが飛散したりすることを防ぐと共に、シャフト及びリング支持体間の摩擦により発生する熱を冷却するという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の技術によるオイルデフレクターの構造を示す概略図である。
【図２】他の従来の技術によるオイルデフレクターの構造を示す概略図である。
【図３】本発明によるオイルデフレクターの構造を示す概略図である。
【図４】本発明による可動型ティースの設置構造を示す要部拡大図である。
【図５】本発明による弾性部材の設置構造を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照し、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２５】
図３は、本発明によるオイルデフレクターの構造を示す概略図であり、図４は、本発明による可動型ティースの設置構造を示す要部拡大図であり、図５は、本発明による弾性部材の設置構造を示す要部断面図である。
【００２６】
図３〜５に示すように、本発明は、リング支持体１３０と、複数列のティース１５０と、１列以上の可動型ティース１６０と、を主要構成要素として備えるオイルデフレクターに関するものである。
【００２７】
このとき、リング支持体１３０は、シャフト１１０外周を囲むように設けられる。図３に示すように、リング支持体１３０は、前方の大気側に設けられた前面支持部１３１と、前面支持部１３１から所定の距離を隔てて後方の軸受け側に設けられた背面支持部１３３と、を有し、前面支持部１３１及び背面支持部１３３それぞれの内周には２〜３列のティース１５０が取り付けられる。
【００２８】
複数列のティース１５０は、内側端部がシャフト１１０の外周に当接するようにリング支持体１３０の内周に固定して突設されるものであり、ティース１５０は、シャフト１１０を支持する軸受け（図示せず）の潤滑オイルが軸受け側から大気側に漏れるのを防ぐために設けられるものであり、軸方向に沿って多重に設けられてもよい。
【００２９】
そして、前面支持部１３１に取り付けられたティース１５０の前方最外側と、背面支持部１３３に取り付けられたティース１５０の後方最外側と、にはそれぞれ一列ずつの可動型ティース１６０が取り付けられる。
【００３０】
このとき、可動型ティース１６０は、前面支持部１３１または背面支持部１３３と同心円をなすリング状に、複数に分割されて製作され、前面支持部１３１または背面支持部１３３の内周面に設けられた溝に嵌合されて突設され、嵌合される溝の内側に弾性部材１６１を嵌め込んでシャフト１１０の中心方向に向かって付勢されることが好ましい。
【００３１】
このとき、シャフト１１０側に当接する部分が尖った刃部を形成するようにする。
【００３２】
そして、図５に示すように、弾性部材１６１は、波形の板ばねが用いられる。このとき、弾性部材１６１の曲げ率は、シャフト１１０と同心円の曲げ率を有するように製作されることが好ましい。
【００３３】
このように波形の弾性部材１６１を可動型ティース１６０とリング支持体１３０との間に介設すれば、波形部がそれぞれ可動型ティース１６０側とリング支持体１３０側との３点以上に当接させて安定した支持構造を提供することができる。
【００３４】
このとき、弾性部材１６１の一方の端部にストッパ突起１６１ａを形成し、ストッパ突起１６１ａを可動型ティース１６０の外面に形成した溝部に係止することにより、回転方向の移動を防ぐことが好ましい。
【００３５】
上記の可動型ティース１６０は、複数が同時にシャフト１１０の円周方向に付勢される形状に設けられ、シャフト１１０が振動する時に、圧力を受ける側の弾性部材１６１は圧縮されながら可動型ティース１６０をシャフト１１０に押しつけることにより摩擦による磨耗を極力抑え、また圧力を受ける側とは反対側の弾性部材１６１は、広くなった隙間に見合う分だけ可動型ティース１６０を押し上げながら、可動型ティース１６０をシャフト１１０の外面に当接させて気密を維持することができる。
【００３６】
さらに、本発明は、前面支持部１３１に設けられた可動型ティース１６０の後方からシャフト１１０の外面に圧力ガスを噴射し、可動型ティース１６０の後方にエアーカーテンを形成してもよい。
【００３７】
このようなエアーカーテンは、外部から異物が流れ込んだり内部から外部にオイルが飛散したりすることを防ぐことができる。
【００３８】
前面支持部１３１に、外部から圧力ガスを流れ込ませる噴射流路１７１を形成してもよい。噴射流路１７１は、リング支持体１３０の外周面から内側中心に向かって形成されてもよく、噴射流路１７１は別途の供給ライン１７３と連結され外部から圧力ガスが供給されるようにしてもよい。
【００３９】
このとき、ガスとして圧縮空気が用いられてもよく、タービンの運転状態を判断して供給圧力及びオン／オフ時点を判断する供給制御部１７５により圧力及び供給量が制御されてもよい。
前記可動型ティース（１６０）は、エンジニアリングプラスチックまたはアルミニウム合金から製作されてもよい。
【００４０】
上述したように、本発明は、リング支持体の前面支持部及び背面支持部それぞれに可動型ティースを突設し、たとえスチームタービンの起動時の過渡運転状態でシャフトの軸が振動しても、振動方向に沿った可動型ティースの進退が行われることにより、摩擦熱を極力抑え、静電気の発生を根本的に防ぎ、且つシャフトとリング支持体との間の干渉を極力抑えることができると共に、さらに、シャフトとの当接状態を保ち続けることによりスチーム及びオイルの漏れを遮断してタービン効率を向上させるという効果を有する。
【００４１】
また、本発明は、シャフトの外面に圧力ガスを噴射して可動型ティースの後方にエアーカーテンを形成することにより、外部から異物が流れ込んだり、内部から外部にオイルが飛散したりすることを防ぐと共に、シャフト及びリング支持体間の摩擦により発生する熱を冷却するという効果を有する。
【００４２】
以上、添付図面に基づき、本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野における当業者であれば、本発明がその技術的思想や必須的な特徴を変更することなく異なる具体的な形態で実施可能であるということが理解できる筈である。例えば、当業者は、各構成要素の材質、大きさなどを適用分野に応じて変更したり、実施形態を組み合わせたり置換したりして本発明の実施形態に明確に開示されていない形態で実施することができるが、これもまた本発明の範囲から逸脱しないものである。したがって、以上述べた実施形態は、あらゆる面において例示的なものに過ぎず、限定的なものではないと理解されるべきである。このような変形された実施形態は、本発明の特許請求の範囲に記載の技術思想を含んでいるものであるといえる。
【符号の説明】
【００４３】
１１０    シャフト
１３０    リング支持体
１３１    前面支持部
１３３    背面支持部
１５０    ティース
１６０    可動型ティース
１６１    弾性部材
１７１    噴射流路
１７３    供給ライン
１７５    供給制御部
【図１】
2015010713.tif 000003
【図２】
2015010713.tif 000004
【図３】
2015010713.tif 000005
【図４】
2015010713.tif 000006
【図５】
2015010713.tif 000007