(57)【要約】  流体機械はシャフト(5)によって支持されたホイールを備え、ホイールとシャフトは垂直軸線(X5)を中心に回転でき、シャフトの半径方向外面(52)と垂直軸線に対して固定された部材(101)の半径方向内面(102)との間にラジアルハイドロスタティックあるいはダイナミックベアリング(100)が形成される。ベアリング(100)は二つの縁部(121,122)間で延在し、これは正常運転中はベアリング内に形成される水膜の排除のための領域を構成する。少なくとも一つのキャビティ(130)が部材(101)内に形成され、かつ、第１の縁部(122)付近で、その半径方向内面(102)に開口している。機械は、キャビティ(130)を第２の縁部(121)付近でベアリングの外側に配置された容積(V1)と流体連通させる手段(131,132,133)を具備する。これは、ベアリングが第１の縁部(122)付近で閉塞されたときベアリング(100)からの水の膜の一部(E2)を第２の縁部(121)に向かって排除することを可能にする。
2011528084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト(５)によって支持されたホイール(２)を内蔵する流体機械であって、前記ホイールおよび前記シャフトは軸線(Ｘ５)を中心として回転動作するよう設けられており、一方、ラジアルハイドロスタティックあるいはハイドロダイナミックベアリング(１００)が、第一に、前記シャフトの半径方向外周面(５２)と、第二に、前記軸線に対して静止した部材(１０１)の半径方向内面(１０２)との間に形成されており、前記ベアリングは、前記ベアリング(１００)が正常に機能しているときには前記ベアリング内に形成される水膜を除去するための除去領域(Ｆ１,Ｆ２)を構成する二つの縁部(１２１,１２２)間で延在しており、少なくとも一つのキャビティ(１３０)が前記静止部材(１０１)に設けられ、かつ、前記ベアリングの前記二つの縁部(１２１,１２２)のうちの第１のものの近傍において、その半径方向内面(１０２)に対して開口しており、かつ、前記静止部材は、前記ベアリングの二つの縁部(１２２,１２１)のうちの第２のものの近傍において、前記キャビティと、前記ベアリング(１００)の外部に配置された容積(Ｖ１,Ｖ２)とを流体連通状態とするための手段(１３１,１３２,１３３)を備え、前記キャビティ(１３０)および前記連通手段(１３１,１３２,１３３)は、前記第１の縁部において前記膜の排除が不可能である場合には、水の膜を形成する流れ(Ｅ１)の分流(Ｅ２,Ｅ３)を排除するよう構成されていることを特徴とする流体機械。
【請求項２】
拡張シール(１１２)が、前記ホイール(２)に面する前記ベアリング(１００)の前記縁部(１２２)の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の機械。
【請求項３】
前記機械は垂直軸線(Ｘ５)を有し、かつ、前記キャビティ(１３０)は、前記ホイールに面する前記ベアリング(１００)の前記下側縁部(１２２)の近傍において、前記拡張シールの上に設けられており、かつ、前記連通手段(１３１〜１３３)が、前記キャビティを、前記ベアリングに対して前記上側縁部(１２１)の上に配置された前記機械の容積(Ｖ１)に対して接続していることを特徴とする請求項２に記載の機械。
【請求項４】
前記機械は垂直軸線(Ｘ５)を有し、前記キャビティ(１３０)は前記ベアリング(１００)の前記上側縁部(１２１)の近傍に設けられており、かつ、前記連通手段(１３１〜１３３)は、前記キャビティを、前記ベアリング(１００)の前記下側縁部(１２２)の下方に配置された前記拡張シールの上で、前記ハウジングの下側部分に対して接続していることを特徴とする請求項２に記載の機械。
【請求項５】
前記キャビティは、前記静止部材(１０１)に設けられた環状溝(１３０)であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の機械。
【請求項６】
前記キャビティ(１３０)は、前記静止部材(１０１)の前記半径方向内面(１０２)に対して開口している複数の非接触キャビティの連係によって形成されており、かつ、そのそれぞれは、前記静止部材に設けられかつ前記連通手段(１３１,１３２,１３３)に属しているダクト(１３１)に対して接続されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の機械。
【請求項７】
前記連通手段(１３１〜１３３)は圧力低減手段(１３３)を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の機械。
【請求項８】
前記連通手段(１３１〜１３３)は、前記キャビティ(１３０)を、前記ベアリング(１００)の前記第２の縁部(１２２,１２１)の近傍に配置された前記容積(Ｖ１,Ｖ２)に対して接続する少なくとも一つのダクト(１３１)を含んでいることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の機械。
【請求項９】
前記連通手段(１３１〜１３３)に属するダクト(１３１)内の水圧を測定するための手段(１３４,１３５)を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の機械。
【請求項１０】
前記圧力測定手段(１３４,１３５)は、前記機械を制御するための制御ユニット(２００)に対して、前記ダクト(１３１)内の前記水圧を表す信号(Ｓ１３５)を提供するよう構成されていることを特徴とする請求項９に記載の機械。
【請求項１１】
前記キャビティ(１３０)は、前記ベアリング(１００)の軸方向寸法(ｈ１００)の１０％未満の、好ましくは前記軸方向寸法の５％未満の値を有する、軸方向距離(ｄ１)だけ前記第１の縁部(１２２,１２１)から離れて延在していることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の機械。
【請求項１２】
前記キャビティ(１３０)は、前記ベアリング(１００)の前記軸方向寸法(ｈ１００)の２.５％ないし前記軸方向寸法の５％の範囲に存在する値を有する軸方向の寸法(ｈ１３０)を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の機械。
【請求項１３】
前記キャビティ(１３０)は、前記ベアリング(１００)の半径方向厚み(ｅ１００)よりも少なくとも２５倍大きな、好ましくは前記半径方向厚みの５０倍の値を有する半径方向深さ(ｐ１３０)を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の機械。
【請求項１４】
流体エネルギーを電気あるいは機械エネルギーへと、あるいは逆に変換するための設備(Ｉ)であって、請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の流体機械(１)を内蔵することを特徴とする設備(Ｉ)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフトによって支持されたホイールを有する流体機械に関するものであり、当該ホイールおよびシャフトは軸線を中心として回転動作するよう設けられている。そうした機械のホイールは、そこを通過する強制水流を受けるように設計される。そうした強制流れは、機械がタービンとして機能するときには駆動流れである。そうした流れは、機械がポンプとして機能するときには、被駆動流れである。
【背景技術】
【０００２】
そうした機械に関しては、ラジアルハイドロスタティックベアリングをシャフトの周囲に設けることができるが、これは当該シャフトが受ける半径方向の力を吸収する機能を備える。そうしたベアリングは、シャフトの上側部分の周囲に、下側部分の周囲に、あるいは中間部分の周囲に設けることができる。ハイドロスタティックベアリングが拡張シール、たとえば膨張可能なシールを備えることが可能であることは公知であり、これは、機械およびベアリングに対して水を供給するためのシステムがシャットダウンされたときに、上がってくる汚れた水からベアリングを保護することを可能とする。そうした膨張可能なシールは、その環境からベアリングを隔離するために、機械のシャットダウンの間中、拡張される。通常の運転状況下では、ベアリングに対してもたらされる水の流速は、ベアリングの上端によって、そしてその下端によって排除され、これによって、水の連続した膜を形成することで、ベアリングのための浮き上がり、および、流体摩擦によって放散されたエネルギーの除去の両方を実現することが可能となる。膨張シールが拡張状態で押し付けられたままである場合、ベアリング内の水はその下端に向かって排除することはできず、これは、水の流れおよびベアリングの機能を妨げる。ベアリングの浮き上がりが抑えられ、そして、水の膜が完全にあるいは部分的に蒸気へと変わるリスクおよびシャフトがベアリングの静止ブッシュと接触状態となるリスクを伴って、ベアリングの下側部分内で捕らえられたままの水が加熱する傾向がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第4,071,303号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした問題はまた、拡張シールを備えておらず、そしてベアリングからの水の排除がその他の障害物によって上方あるいは下方に妨害されるベアリングに関して起こり得る。
【０００５】
類似の問題が水平軸機械に関して起こり得るが、当該機械もまた、ハイドロスタティックあるいはハイドロダイナミックシールを備えることができる。
【０００６】
ポンプローターの外面に、水ベアリングに給水するためのリセスを設けることは引用文献１から公知である。こうしたリセスは、その中に侵入し得る固体を除去するためのチャネルを介して、ローターの上側縁部に対して、かつ、下側縁部に対して接続される。上側部分においてあるいは下側部分においてベアリングが閉塞した場合、ベアリングを形成している水の膜を排除することができず、それは蒸気へと変わるが、これは、ベアリングの浮き上がりを制限し、あるいはこの浮き上がりをゼロまで低下させる。
【０００７】
さらに詳しくは、本発明の目的は、さらに高い信頼性を伴って機能するラジアルハイドロスタティック(流体静力学的)ベアリングを備えた流体機械を提供することによって、上記欠点を除去することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のために、本発明はシャフトによって支持されたホイールを内蔵する流体機械を提供するが、ホイールおよびシャフトは軸線を中心として回転動作するよう設けられており、その一方で、ラジアルハイドロスタティックあるいはハイドロスタティックベアリングが、第一には、シャフトの半径方向外周面と、第二には、軸線に対して静止した部材の半径方向内面との間に形成されており、ベアリングは、当該ベアリングが正常に機能しているとき、ベアリング内に形成される水の膜を除去するための除去領域を構成する二つの縁部間で延在している。当該機械は、少なくとも一つのキャビティが静止部材に設けられ、かつ、ベアリングの二つの縁部のうちの第１のものの近傍において、その半径方向内面に対して開口しており、かつ、静止部材は、ベアリングの二つの縁部のうちの第２のものの近傍において、キャビティと、ベアリングの外部に配置された容積とを流体連通状態とするための手段を備え、キャビティおよび連通手段は、第１の縁部において膜の排除が不可能である場合には、水の膜を形成する流れの分流を排除するよう構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によって、機械が垂直軸線を有するものであるか水平軸線を有するものであるかに依存して、上端、下端、前方あるいは後方縁部となるであろう第１の縁部の近傍においてラジアルハイドロスタティックあるいはハイドロダイナミックベアリングの水の除去が妨げられた場合、キャビティおよび静止部材に設けられた連通手段は、その他方の縁部に向かってベアリングから水を排除することを可能とし、これによって、ベアリング内での死水領域の発生が阻止される。ベアリングの縁部の一方が閉塞した場合でさえ、ベアリング内での水の流れは、こうして維持することができ、これによってベアリングの浮き上がりを維持することが可能になる。
【００１０】
本発明の有利ではあるが必須ではない態様においては、そうした機械は、一つ以上の以下の特徴を含んでいてもよい。
・拡張シールが、ホイールに面するベアリングの縁部の近傍に配置される。この場合、機械が垂直軸線を有する場合、キャビティは、有利なことには、ホイールに面するベアリングの下側縁部の近傍において、拡張シールの上に設けられ、その一方で、連通手段は、キャビティを、ベアリングに対して上側縁部上に配置された機械の容積に対して接続する。機械が垂直軸線を有する場合、キャビティは、ベアリングの上側縁部の近傍に設けられてもよく、その一方で、連通手段は、キャビティを、ベアリングの下側縁部の下方に配置された拡張シールの上で、ベアリングの下側部分に対して接続する。
・キャビティは静止部材に設けられた環状溝である。変形例では、キャビティは、静止部材の半径方向内面に対して開口する複数の非接触キャビティの連係によって形成され、そしてそのそれぞれは、静止部材に設けられかつ連通手段に属するダクトに接続される。
・上記連通手段は圧力低減手段を含む。
・上記連通手段は、キャビティを、ベアリングの第２の縁部の近傍に配置された容積に対して接続する少なくとも一つのダクトを含む。
・連通手段に属するダクト内の水圧を測定するための手段が設けられる。この場合、圧力測定手段は、好ましくは、機械を制御するための制御ユニットに対して上記ダクト内の水圧を表す信号を提供するよう構成される。
・上記キャビティは、ベアリングの軸方向寸法の１０％未満の、好ましくは当該軸方向寸法の５％未満の値を有する軸方向距離だけ第１の縁部から離れて延在する。
・上記キャビティは、ベアリングの軸方向寸法の２.５％ないし当該軸方向寸法の５％の範囲内に存在する値を有する軸方向寸法を有する。
・上記キャビティは、ベアリングの半径方向厚みよりも少なくとも２５倍大きな、好ましくはこの半径方向厚みの５０倍の値を有する半径方向深さを有する。
【００１１】
本発明はまた、流体エネルギーを電気または機械エネルギーへと、あるいは逆に変換するための設備を提供し、当該設備は、上述した流体機械を内蔵する。そうした設備は、それが、その縁部の一つ、すなわちその上側縁部あるいはその下側縁部の近傍で、ラジアルハイドロスタティックベアリングの障害に対応することを可能とする限りにおいて、最新式の設備よりも信頼性に優れる。
【００１２】
本発明の原理に従った機械の、そして設備の二つの実施形態についての以下の詳細な説明から、本発明はより良く理解でき、そして本発明のその他の利点もより明確となるが、以下の説明は単なる実例として添付図面に関連付けて提示したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態における機械および設備の原理を示す軸方向断面図である。
【図２】図１における細部IIの拡大図である。
【図３】設備の膨張可能なシールが押し付けられた場合の図１の細部IIIの拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態における機械および設備に関する図３に類似の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示す設備Ｉは、フランシスタービン１を含むが、そのホイールすなわち「ランナー」２は、その中へと強制流れダクト４が開口するケーシング３から供給を受ける。タービン１はまた、その上にホイール２が設けられたシャフト５を含み、かつ、それは、シャフト５の長手方向軸線でもある垂直軸線Ｘ５を中心として当該ホイールと共に回転する。シャフト５は、オルタネータ６の回転部分を回転させる。
【００１５】
ケーシング３とホイール２との間には、静止ガイドベーン７１の、そして案内羽根７２の二つの列が配置されているが、その機能は、ダクト４から、そしてケーシング３からやって来ると共に吸い込みダクト８に向かってホイール２を通過する流れＥをガイドすると共にそれを制御することである。
【００１６】
ホイール２はブレード２１を備えるが、これは、シーリング２２とベルト２３との間で延在する。
【００１７】
要素３および４、ならびにタービン１を支持する土木構造体は、静止構造体９の一部であり、それに対してホイール２が軸線Ｘ５を中心として回転する。
【００１８】
ホイール２は、シャフト５の下端部５１すなわち「シャフトのベース」に対して、その軸線を表す一点鎖線によって示されるネジ１０を用いて固定されている。シャフトのベースは、シャフトの残部と一体に形成されてもよく、あるいはさもなければ、その上に設けられてもよい。
【００１９】
シャフトのベース５１がさらされる半径方向の力に耐えるために、シャフトのベース５１の半径方向外面５２と、シャフトのベース５１の周囲に配置された環状のブッシュ１０１の半径方向内面との間には、ハイドロスタティックベアリング１００が形成される。図２ないし図４において、ベアリング１００の半径方向厚みｅ１００は、図面をより分かりやすくするために誇張されている。
【００２０】
クリーンな水の流れＥ１は、ブッシュ１０１内に設けられたタッピング１０４に接続されたダクト１０３によって、強制流ダクト４から、ベアリング１００へと供給される。図面をより分かりやすくするために、図では、ダクト４および１０３間の接続部を示していない。タッピング１０４は、下流側で流れＥ１の圧力を制限することを可能とする、ダイアフラム１０５の列を備える。タッピング１０４は、表面１０２に設けられかつ流れＥ１を分配することを可能とする窪み１０７に給水するチャネル１０６内に開口している。これは、表面５２の周囲に連続的な水の膜が形成されることを保証するために、ベアリング１００内に水を圧送することを可能とする。
【００２１】
本明細書においては、「上端」、「下端」、「上側」、「下側」、「上向き」および「下向き」との語句は、軸線Ｘ５が垂直であって、かつ、部材の上端が図１の上端を指すと共に当該部材の下端が図１の下端を指す動作状態に置かれた設備Ｉに対応する。「上側」との形容詞は、下方を指す「下側」部分とは逆に、上端を指す部材の一部分を意味する。
【００２２】
フランジ１１０が、ファスナースクリュー１１１によって、ブッシュ１０１の下端部に設けられている。このフランジは、加圧流体(当該流体は、この例では、加圧された水である)が供給されているか否かに依存して、表面５２に対して接触状態となるよう構成された膨張可能なシール１１２を収容するためのハウジングを形成するためにブッシュ１０１と協働する。膨張可能なシール１１２は、ベアリング１００をホイール２から上昇する水から保護することを可能とするタイプの拡張シールである。他の種類の拡張シール、たとえばアキシャルシールを本発明と共に使用することも可能である。
【００２３】
参照数字１２１は、ベアリング１００の上側縁部を、すなわち表面５２および１０２間に形成される小さな厚みｅ１００のギャップの上限を示しており、その中で、水の膜が流れＥ１から形成される。実際、縁部１２１は、表面１０２の上側縁部と同じ高さに配置される。同様に、参照数字１２２は、シール１１２を収容するためのハウジング上で、表面１０２の下側縁部によって形成されるベアリング１００の下側縁部を示している。
【００２４】
上側タンク１２５は、ブッシュ１０１上に設けられ、かつ、縁部１２１の上であって、かつ、表面１０２に面していない表面５２の一部分の半径方向における周囲で、環状容積Ｖ１を形成している。タンク１２５は、上方への漏水を防止するために、表面５２に対して当接する二つのシール１２６を支持する。容積Ｖ１は、設備Ｉの水溜めに対して、すなわち、それが下流側で除去される前に漏出物が収集される設備の一部分に対して、オーバーフロー(図示せず)によって接続される。
【００２５】
ベアリング１００が正常に機能しているとき、すなわちシャフト５が軸線Ｘ５を中心として回転しているとき、流れＥ１は、縁部１２１および１２２間で、ベアリング１００の内部において水の膜を形成し、そして続いて、図２において矢印Ｆ１およびＦ２によってそれぞれ示すように、上向きおよび下向きに排除される。ベアリング１００からの流れＥ１の、この連続的な除去は、当該ベアリングの浮き上がりを保証する。
【００２６】
タービン１がシャットダウンされた場合に、そしてベアリング１００の内部に向かって潜在的に汚れた水が上昇するのを抑えるために、膨張可能なシール１１２が圧力下に置かれ、この結果、それは軸線Ｘ５に向かって半径方向に収縮し、そして表面５２に対して接触状態となり、これによって水密バリアが形成される。
【００２７】
タービン１が再始動させられたとき、そしてシャフト５の回転が開始させられる前に、シール１１２は、通常、図２に示すその形状に戻るが、この状態では、それは表面５２から離間させられている。だが、シールが損傷して、そして、図３に示すように、たとえシャフト５６が回転していても、それが表面５２に対して圧着した状態のままでいるということが起こり得る。そうした状況では、(矢印Ｆ２で示すように)下側縁部１２２においてベアリング１００から正常に除去される流れＥ１の一部は、ベアリング１００内で捕らえられた状態のままとなることがあるが、これは、特に、浮き上がりが抑えられるために、そしてそれが水の膜の局部加熱を引き起こし、それどころか蒸気へのその変化を引き起こすために、その動作に有害である。
【００２８】
環状溝１３０がブッシュ１０１に設けられ、かつ、それは完全に軸線Ｘ５の周囲で表面１０２に対して開口している。参照符号ｄ１は、溝１３０と縁部１２２との間の軸方向の距離を示している。距離ｄ１は、溝１３０の下側縁部と縁部１２２との間の距離である。参照符号ｈ１００はベアリング１００の高さすなわち軸方向長さを示しているが、この距離および当該高さは軸線Ｘ５と平行に測定したものである。距離ｄ１は、高さｈ１００の１０％未満であるように、好ましくは当該高さの５％未満であるように選択される。
【００２９】
参照符号ｈ１３０は、軸線Ｘ５と平行に測定した場合の、溝１３０の高さすなわち軸方向長さを示している。高さｈ１３０は高さｈ１００よりも、かなり小さなものであり、この結果、溝１３０の存在は、溝１３０上に配置されたベアリング１００の大部分にわたって、厚みｅ１００を乱さない。たとえば、３００ミリメーター(ｍｍ)ないし４００ｍｍの範囲内に存在する高さｈ１００のベアリング１００に関して、溝１３０は、１０ｍｍないし１５ｍｍの範囲内に存在する軸方向高さｈ１３０を有する。実際には、軸方向高さｈ１３０の値は、軸方向高さｈ１００の２.５％ないし５％の範囲内に存在する。
【００３０】
参照符号ｐ１３０は、溝１３０の半径方向深さを、すなわちそれが表面１０２からブッシュ１０１内へと延在している深さを示している。この深さは、厚みｅ１００よりも少なくとも２５倍大きく、好ましくは、この厚みの５０倍よりも大きなものである。
【００３１】
溝１３０は四つのダクト１３１と連通状態であり、その一つだけが図３に示されており、そしてそれは、軸線Ｘ５を中心としてブッシュ１０１内に均一に配置されている。各ダクト１３１は、軸線Ｘ５と平行な軸線Ｘ１３１に沿って延在しており、溝１３０を、その中に複数のダイアフラム１３３が配置されたハウジング１３２に接続しており、そしてそれは容積Ｖ１内へと開口している。ダクト１３１は、深さｐ１３０の値によって、ブッシュ１０１の素材によってベアリング１００から分離させられている。
【００３２】
したがって、シール１１２が拡張した状態で押し付けられたままとなり、これによって流れＥ１が下方に排除されるのが妨げられる場合、流れＥ１の対応する部分Ｅ２は溝１３０内に、そしてダクト１３１内に、そして続いてダイアフラム１３３を経て流動し、容積Ｖ１に到達することができるるが、ここからそれを水溜めへと排除することができる。こうして、膨張可能なシール１１２の機能不全の場合でさえ、ベアリング１００内の水がその下側部分において連続的に流れることを保証することが可能となる。
【００３３】
流れＥ１の一部分は、矢印Ｆ１によって示すように、縁部１２１においてベアリング１００から除去され続ける。この一部分は、容積Ｖ１内で流れＥ２と合流する。
【００３４】
ダイアフラム１３３は、ハウジング１３２における水頭損失を保証し、この結果、膨張可能なシール１１２が正常に機能しているとき、部分１３０,１３１および１３２による全水頭損失は縁部１２２における水頭損失よりも大きくなり、この結果、好ましいことに、図２に矢印Ｆ２で示す方向への流れがもたらされる。
【００３５】
要素１３０ないし１３２はまた、シャットダウン中において膨張可能なシール１１２が機能しない場合にホイール２から上がってくる汚れた流れを、容積Ｖ１へと直に排除することを可能とする。そうした汚れた水は、溝１３０を経て、ダクト１３１を経て、そしてハウジング１３２を経て、排出でき、これによってベアリング１００を汚損から保護できるようになる。
【００３６】
ダクト１３１の一つ内へと開口するタッピング１３４は、ダクト１３１の少なくとも一つの内部の水圧を指し示す圧力ゲージ１３５に接続されている。圧力ゲージ１３５は、制御ユニット２００に対してダクト１３１内の圧力を表す信号Ｓ１３５を提供する。この信号は、ダクト１３１の一つにおける圧力の変動が、ベアリングの下端排出口が、その縁部１２２において閉塞されたことに、あるいはシャットダウン中におけるシール１１２の漏れに対応する限り、ユニット２００が動作障害を検出することを可能とする。ユニット２００は、それゆえ、そうした異常を考慮することで、たとえば流れＥの速度を低減するための信号Ｓ２００を案内羽根７２に送信することによって、タービン１の運転条件を変更できる。信号Ｓ１３５の関数として、ユニット２００はまた、可聴あるいは可視アラーム１３６を作動させることができる。
【００３７】
図１ないし図３に示す実施形態は、膨張可能なシール１１２の使用と関係なく、ベアリング１００の下側部分における閉塞を考慮することを可能とする。ベアリング１００が、シール１１２以外の何らかのものによって、縁部１２２の近傍において閉塞された場合、流れＥ２は、容積１３０ないし１３２を経て流動することができる。
【００３８】
図４に示す本発明の第２実施形態において、第１実施形態における要素と類似の要素には同じ参照数字が付されている。ラジアルハイドロスタティックベアリング１００は、シャフト５のベース５１の半径方向外面５２と、静止ブッシュ１０１の半径方向内面１０２との間に形成される。膨張式シール１１２は、環状フランジ１１０によって、ブッシュ１０１上に設けられる。
【００３９】
環状溝１３０が、ベアリング１００の上側縁部１２１の近傍に設けられており、かつ、四つのダクト１３１に接続されており、そのぞれぞれは、シャフト５の回転軸線Ｘ５と平行な軸線Ｘ１３１と平行に延在している。溝１３０と逆側のその端部において、各ダクト１３１は、ベアリング１００の下側縁部１２２の上で、それ自体が表面１０２に対して開口しているハウジング１３２内へと開口している。ダイアフラム１３３はハウジング内に配置されており、かつ、それらは、第１実施形態のダイアフラムと同じ機能を有する。
【００４０】
参照符号ｄ１は縁部１２１と溝１３０との間の軸方向距離を示しており、参照符号ｈ１００はベアリング１００の軸方向高さを示しており、参照符号ｅ１００はその半径方向厚みを示しており、参照符号ｈ１３０は溝１３０の軸方向高さを示しており、そして参照符号ｐ１３０はその半径方向深さを示している。ｄ１はｈ１００の１０％未満であり、好ましくは、その５％未満である。ｈ１３０はｈ１００の２.５％ないしその５％の範囲内に存在する。ｐ１３０はｅ１００の２５倍超であり、好ましくはｅ１００の５０倍超である。
【００４１】
ベアリング１００の上側部分が、たとえば容積Ｖ１から流れてきたゴミによって詰まった場合、ベアリング１００の供給流の一部Ｅ３は、溝１３０内へと、そしてダクト１３１内へと流れ込み、続いて、ベアリングの下側部分において、すなわち下側縁部１２２の近傍において、ハウジング１３２を経て、再び流れ出る。その結果、ベアリング１００の上側部分から、要素１３０ないし１３２を経て到達する水は、図４において矢印Ｆ２によって示すように、ベアリング１０の下側部分から直接到達する水と共に、ベアリングの下方に配置された容積Ｖ２に向かって下方に排除できる。
【００４２】
二つの上記実施形態の技術的特徴は組み合わされてもよい。特に、本発明に係る機械は、ダクト１３１を介して容積Ｖ１に接続される底部分における溝１３０と、ダクト１３１を介してベアリング１００の底部分に接続される上端部分における溝１３０の両方を有していてもよい。
【００４３】
ダクト１３１の数は必ずしも４である必要はなく、それは、ベアリングの局部閉塞の場合に排除される流れＥ２および／またはＥ３の予測可能な速度の関数として適合させることができる。
【００４４】
流れＥ２およびＥ３を周方向に配分するのに有利であっても、周方向溝１３０を使用するのは必須ではない。面１２０において開口する複数の非接触キャビティが設けられてもよく、そのそれぞれは、所定角の扇形にわたって延在し、かつ、上述したダクト１３１と同じタイプのダクトに対して接続される。
【００４５】
最後に、ラジアルハイドロスタティックベアリングによって形成される回転面は、シャフトのベース５１に関して上述したように、その本体部と一体に形成されるシャフトの一部に属していてもよく、あるいはさもなければ、上記本体部上に設けられる部分に属していてもよい。
【００４６】
上記二つの実施形態においては、溝１３０および連通手段１３１,１３２および１３３は、溝１３０の近傍に存在するベアリング１００の縁部１２２あるいは１２１が閉塞した場合にのみ、水の膜の一部Ｅ２あるいはＥ３を除去するために機能する 。ベアリング１００が正常に機能している場合、ダイアフラム１３３によって引き起こされる水頭損失は、水の膜が、好ましくは、縁部１２１および１２２を経て流動するようなものである。
【００４７】
本発明について、ハイドロスタティック型のベアリング１００と共に、すなわち、その浮き上がりが、基本的に、ベアリングに水が供給される供給圧力に依存するベアリングと共に説明しかつ図示した。本発明はまた、浮き上がりがシャフトの回転速度によって実現されるハイドロダイナミックベアリングと共に実施されてもよい。本発明について、垂直軸の機械を参照して説明しかつ図示した。だが、本発明はまた、水平軸の機械に対しても適用可能であり、当該機械はまた、ハイドロスタティックあるいはハイドロダイナミックベアリングを備えていてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
Ｉ  設備
１  フランシスタービン
２  ホイール
３  ケーシング
４  強制流れダクト
５  シャフト
６  オルタネータ
８  吸い込みダクト
９  静止構造体
１０  ネジ
２１  ブレード
２２  シーリング
２３  ベルト
５１  ベース
５２  半径方向外面
５６  シャフト
７１  静止ガイドベーン
７２  案内羽根
１００  ハイドロスタティックベアリング
１０１  ブッシュ
１０２  表面
１０３  ダクト
１０４  タッピング
１０５  ダイアフラム
１０６  チャネル
１０７  窪み
１１０  フランジ
１１１  ファスナースクリュー
１１２  膨張可能なシール
１２１,１２２  縁部
１２５  上側タンク
１２６  シール
１３０  環状溝
１３１  ダクト
１３２  ハウジング
１３３  ダイアフラム
１３４  タッピング
１３５  圧力ゲージ
１３６  可聴あるいは可視アラーム
２００  制御ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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