(57)【要約】【目的】回転子を固定した回転軸の両端部を軸受によって支持した発電機において、軸受から漏れ出るオイルミストが固定子コイルやスリップリングとブラシ部分を汚損することのない発電機を得る。【構成】回転軸に、軸受と回転子との間に位置させて、該回転軸の回転によって回転子側から軸受側への空気流を生じさせる軸流ファンを固定したオイルミスト遮断装置。【選択図】　図２
2004068986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子を固定した回転軸の両端部を軸受によって支持した発電機において、
上記回転軸に、上記軸受と回転子との間に位置させて、該回転軸の回転によって回転子側から軸受側への空気流を生じさせる軸流ファンを固定したことを特徴とする発電機軸受用オイルミスト遮断装置。
【請求項２】
請求項１記載のオイルミスト遮断装置において、回転軸にはさらにスリップリングが固定されており、上記軸流ファンは、このスリップリングと軸受との間に固定されている発電機軸受用オイルミスト遮断装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のオイルミスト遮断装置において、軸流ファンは、回転軸に軸線と直交する方向から着脱可能で互いに結合されて該回転軸に締付固定される一対の半割ファンからなっている発電機軸受用オイルミスト遮断装置。
【請求項４】
請求項３記載のオイルミスト遮断装置において、各半割ファンは、回転軸に沿う小径半割リングと、この小径半割リングより大径の大径半割リングと、この小径半割リングと大径半割リングの間に間隔をおいて固定した羽根板とから構成されている発電機軸受用オイルミスト遮断装置。
【請求項５】
請求項４記載のオイルミスト遮断装置において、軸流ファンを構成する上記小径半割リングと大径半割リングの一方には、該軸流ファンの排出側に位置させて、流路面積を流入側から排出側にかけて減少させる開口面積減少リングが固定されている発電機軸受用オイルミスト遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、発電機の軸受から放出されるオイルミスト（油霧）が回転子側に流れるのを防止するオイルミスト遮断装置に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
例えば水力発電機は、水車を有する回転軸に発電機の回転子を固定し、この回転軸の両端部を軸受で支持している。この水力発電機は、運転中に回転子側に空気が吸い込まれる空気流が生じる。一方、回転軸の軸受にはオイル（潤滑油）が外部に漏れるのを防止するシール装置が備えられているが、オイルの漏洩を完全に防ぐことはできない。実際、長期間運転が続くと、軸受からミストとなって漏れ出るオイルが発電機の固定子コイルを汚損する。また、発電機のスリップリング及びブラシを汚損し、摩耗を早める原因となる。
【０００３】
この問題は特に、大正や昭和初期に製造された古い形式の発電機において顕著である。このため、発電機の定期点検時に合わせてあるいは随時に清掃が行われているが、多くの時間と費用を要しているのが実状である。また、清掃時には運転を停止しなければならないため、溢水電力が増加する。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、従来の発電機についての以上の問題意識に基づき、軸受から漏れ出るオイルミストが固定子コイルやスリップリングとブラシを汚損することが少ない発電機軸受用オイルミスト遮断装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、軸受から漏れ出るオイルミスト自体の量を少なくするという発想から離れ、漏れ出たオイルミストを固定子コイルやスリップリングとブラシ部分に到達させないという着眼、及びそのためのパワーは、回転軸自体から得るという着眼に基づいて完成されたものである。
【０００６】
本発明による発電機は、回転子を固定した回転軸の両端部を軸受によって支持した発電機において、回転軸に、軸受と回転子との間に位置させて、該回転軸の回転によって回転子側から軸受側への空気流を生じさせる軸流ファンを固定したことを特徴としている。
この発電機によると、運転時には、軸流ファンによって、通常運転時の軸受側から回転子側への空気流とは逆の、回転子側から軸受側への空気流を生じさせることができ、軸受から漏れ出たオイルミストが回転子（固定子コイル）へ流れるのを防止しまたは減少させることができる。
【０００７】
発電機の回転軸には、左右の軸受の一方の側に位置させて、固定子コイルとの電流授受用のスリップリングが固定されている。スリップリングが存在する側では、軸流ファンは、このスリップリングと軸受との間に固定するのがよい。
【０００８】
軸流ファンは、簡易な構造で既存の発電機に装着可能なように、回転軸に軸線と直交する方向から着脱可能で互いに結合されて該回転軸に締付固定される一対の半割ファンから構成することが望ましい。各半割ファンは、例えば、回転軸に沿う小径半割リングと、この小径半割リングより大径の大径半割リングと、この小径半割リングと大径半割リングの間に間隔をおいて固定した羽根板とから構成することができる。
【０００９】
軸流ファンを構成する小径半割リングと大径半割リングの一方には、該軸流ファンの排出側に位置させて、流路面積を流入側から排出側にかけて減少させる開口面積減少リングを固定することが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、水力発電機１０の回転軸１１の一部とその一端部を支持する軸受２０を含む周囲構造を示している。図の左方に図示しない水車を固定した回転軸１１には、かご型コイル１２を有する回転子１３が固定され、発電機ハウジング１４には、固定子コイル１５を有する固定子鉄心１６が固定されている。周知のように、水力発電機１０は、固定子鉄心１６（固定子コイル１５）に対して回転子１３（かご型コイル１２）が回動することで発電され、発電された電力（電流）は、固定子コイル１５の口出ケーブルを介して外部に取り出される。以上の基本構造を有する水力発電機１０は、回転軸１１が通常運転により矢印Ａ方向に回転すると、軸受２０側から回転子１３側に向かう矢印Ｂ方向の空気流が生じる。従来装置においては、軸受２０から漏れ出る微量のオイルミストがこの空気流にのってハウジング１４内に吸入され、長期間の使用の結果、固定子コイル１５等を汚損していた。
【００１１】
本実施形態は、このオイルミストのハウジング１４内への流入を防ぎあるいは減少させるために、回転軸１１に、軸受２０とスリップリング１７（回転子１３）との間に位置させて、軸流ファン３０を固定している。この軸流ファン３０は、水力発電機１０の通常運転により生じる、以上の軸受２０から回転子１３側に向かう矢印Ｂ方向の空気流とは逆の矢印Ｃ方向の空気流を生じさせる。
【００１２】
この軸流ファン３０は、図２ないし図６に示すように、既存の水力発電機１０の回転軸１１に着脱できるように、回転軸１１の軸線と直交する方向から着脱可能な一対の半割ファン３１からなっている。一対の半割ファン３１は、実質的に同一形状で、回転軸１１に沿う小径半割リング３２と、この小径半割リング３２より大径で、小径半割リング３２との間に環状の隙間を形成する大径半割リング３３と、この小径半割リング３２と大径半割リング３３の間に、間隔をおいて固定した羽根板３４とを有している。また、各半割ファン３１の両端部には、突き合わせ接続板３５が固定されていて、一対の半割ファン３１の接続板３５をそれぞれ突き合わせ、固定ボルトナット３６で締め付けることにより、一対の半割ファン３１が回転軸１１に締付固定されて軸流ファン３０を構成する。
【００１３】
また、小径半割リング３２には、径方向の貫通穴３７が穿設され、この貫通穴位置に合致させてナット３８が溶接固定されており、大径半割リング３３にはナット３８位置に対応する操作穴３９が穿設されている。一対の半割ファン３１を固定ボルトナット３６によって回転軸１１の周囲に締め付け固定した後、操作穴３９からセットビス４０を挿入し、ナット３８に螺合させてその先端を回転軸１１外面に押し当てることで、軸流ファン３０の回転軸１１に対する相対回転を防ぐことができる。
【００１４】
羽根板３４は、回転軸１１に一対の半割ファン３１を締付固定した状態で水力発電機１０を通常運転したとき、スリップリング１７（回転子１３）側から軸受２０側への矢印Ｃ方向の空気流が生じるようにその向きが定められている。また大径半割リング３３には、軸流ファン３０の排出側に位置させて開口面積減少リング４１が溶接固定されている。この開口面積減少リング４１は、図５に示すように、流路面積を流入側から排出側にかけて減少させる作用を持っている。このように流入側から排出側に流路面積を減少させることで、軸流ファン３０の排出側での流速を増し、軸受２０から漏れ出るオイルミストをより確実に遮断することができる。すなわち、オイルミストがスリップリング１７（回転子１３）側へ流れるのを防止できる。
【００１５】
上記構成の本発電機によれば、通常運転中には、回転軸１１に固定した軸流ファン３０によって、スリップリング１７（回転子１３）側から軸受２０側へ向かう空気流を生じさせることができる。従って、運転中に軸受２０から漏れ出るオイルミストがスリップリング１７（回転子１３）側へ流れるのを防止し、長期の使用によって固定子コイル１５や固定子鉄心１６、あるいはスリップリング１７とブラシ１８がオイルミストによって汚損されるおそれを減らすことができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の発電機は、回転軸に、軸受と回転子との間に位置させて、該回転軸の回転によって回転子側から軸受側への空気流を生じさせる軸流ファンを固定したから、軸受から漏れ出るオイルミストが固定子コイル方向へ流れるのを遮断または減少させることができ、オイルミストによる固定子コイルの汚損を防止することができる。軸流ファンを回転軸に固定されているスリップリングと軸受との間に固定すれば、スリップリングとブラシの汚損も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による発電機の一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１の発電機の軸流ファン部分の拡大正面図である。
【図３】軸流ファン単体の軸線方向から見た図である。
【図４】図３のＩＶ矢視図である。
【図５】図３のＶ‐Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】軸流ファンの分解斜視図である。
【符号の説明】
１０　水力発電機
１１　回転軸
１２　かご型コイル
１３　回転子
１４　ハウジング
１５　固定子コイル
１６　固定子鉄心
１７　スリップリング
１８　ブラシ
２０　軸受
３０　軸流ファン
３１　半割ファン
３２　小径半割リング
３３　大径半割リング
３４　羽根板
３５　接続板
３６　固定ボルトナット
３７　貫通穴
３８　ナット
３９　操作穴
４０　セットビス
４１　開口面積減少リング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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