(57)【要約】  本発明は動圧流体すべり軸受を備える垂直シャフトに関し；シャフトの周りを囲む環状固定軸受ケーシング；シャフトを包囲して支持しかつシャフトと共に軸受ギャップを形成する、軸受ケーシングの固定された構成要素である複数の軸受セグメント；シャフトが半径方向内側のオイルトラフと当該オイルトラフと連通する半径方向外側のオイルトラフとを有する；または、オイルが、軸受ケーシング；軸受ケーシングから内側オイルトラフへの第１の接続ライン；内側オイルトラフの上端から外側オイルトラフの上端へのオーバーフローチャネル；外側オイルトラフから軸受ケーシングへ向かうボア；軸受ケーシングへの接続部を備える冷却装置；を流通するオイル潤滑システム；を有する。本発明は、ガイドパイプの構成要素であるスクープが設けられること；およびガイドパイプが、ボアと冷却装置との間における導通接続部の一体部品であること；ことを特徴とする。
2015528882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１．動圧流体すべり軸受（２）を備える垂直シャフト（１）であって、以下の特徴またはコンポーネント、すなわち；
１．１  前記シャフト（１）の周りを囲む、環状の定置された軸受ケーシング（３）；
１．２  前記軸受ケーシング（３）の固定された構成要素である複数の軸受セグメント（４）であって、前記シャフト（１）の周りを囲んで前記シャフト（１）を支持し、かつ前記シャフト（１）と共に軸受ギャップ（５）を形成する、複数の軸受セグメント（４）；
１．３  前記シャフト（１）が半径方向内側のオイルトラフ（１．２）と、この半径方向内側オイルトラフ（１．２）と連通する半径方向外側のオイルトラフ（１．３）と、を有すること；
１．４  オイル潤滑システムであって、以下の構成要素、すなわち；
‐前記軸受ケーシング（３）；
‐前記軸受ケーシング（３）から前記内側オイルトラフ（１．２）への第１の接続ライン；
‐前記半径方向内側オイルトラフ（１．２）の上端から前記半径方向外側オイルトラフ（１．３）の上端へのオーバーフローチャネル（１．４）；
−前記半径方向外側オイルトラフ（１．３）から前記軸受ケーシング（３）へ向かうボア（７）；
−前記軸受ケーシング（３）への接続部を備える冷却装置（１０）；
をオイルが流通する、オイル潤滑システム；
を有する垂直シャフト（１）において、
１．５  スクープ（８）が設けられており、前記スクープ（８）がガイドパイプ（９）の構成要素であること；
１．６  前記ガイドパイプ（９）が、前記ボア（７）と前記冷却装置（１０）との間における導通接続部の一体部品であること；
ことを特徴とする、垂直シャフト。
【請求項２】
請求項１に記載の、動圧流体すべり軸受を備える垂直シャフトにおいて、前記スクープ（８）が前記ボアの下流に直接的に配置されていることを特徴とする垂直シャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動圧流体すべり軸受付きのシャフトに関するものである。該シャフトは垂直に配置され、該すべり軸受はラジアル軸受である。
【背景技術】
【０００２】
軸受は、定置された環状の軸受ケーシングを有しており、これはシャフトの周りを囲んでいる。軸受は周囲に支持されている。軸受は、既知のように複数の軸受セグメントを有している。これらの軸受セグメントはシャフトの方を向いており、シャフトを支持している。これらの軸受セグメントはシャフトの外側面と共に軸受ギャップを形成する。
【０００３】
軸受の潤滑は非常に重要である。前述の軸受ギャップは常に潤滑する必要がある。そこで必要なのがオイルを回路内を循環させることであり、その際オイルはとりわけ外部の冷却器を通って流れる。
【０００４】
オイルを循環させ続けるため、既知のシステムでは外部のポンプが使われる。この外部のポンプは追加的な投資コストを発生させる。この外部のポンプは常に保守が必要である。ポンプが故障すると、関係するコンポーネント、特にシャフトが大きな損傷を受ける可能性がある。
【０００５】
特許文献１には複数のすべり軸受を持つ垂直シャフトが開示されている。これらのすべり軸受は動圧流体すべり軸受として実施されている。さらに、定置された環状の軸受ケーシングが設けられており、これらがシャフトの周りを囲んでいる。複数の軸受セグメントは軸受ケーシングの固定された構成要素であり、これらはシャフトの周りを囲んでシャフトを支持し、シャフトと共に軸受ギャップを形成する。内側のオイルトラフは軸受ケーシングと連通している。オイルは軸受ケーシング、および、軸受ケーシングから内側オイルトラフへの接続ラインを通って流れる。
【０００６】
特許文献２には、垂直シャフトを備える段付き軸受が記載されている。そこで設けられているオイル回路は、とりわけ、室（チャンバ）と、圧力室と、ギャップ空間とを互いに接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国実用新案第１８１３８０７号明細書
【特許文献２】独国特許公報第１４００４３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、オイル潤滑システムを、従来公知のシステムに比較して、より単純でよりコスト安に構成できるよう、また、より高い信頼性を持つように、請求項１のおいて書きに記載の動圧流体すべり軸受を持つ、タービンまたは発電機の垂直シャフトを構成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、請求項１に記載の特徴部により解決される。
【００１０】
本発明の基本的な考えは、シャフトの回転エネルギーから供給インパルスを導き出し、その供給インパルスによりオイル潤滑システム内でオイルを常に循環させ続けるところにある。
【００１１】
この課題は、請求項１に記載の特徴を持つ装置により解決される。それにより、オイルの十分な循環を可能にする圧力がオイル潤滑システム内に生じる。追加的な外部の装置は必要ない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】シャフト１および軸受２を有する本発明のユニットの軸方向断面図である。
【図２】一端にスクープが設けられたガイドパイプが図示されており、図２ａには側面図が、図２ｂには図２ａに対して回転させた図が、図２ｃには切断線Ａ−Ａで切断した断面図が図示されている。
【図３】スクープの領域の拡大図である。
【図４】潤滑剤の流れを図式的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて詳細に説明する。
【００１４】
シャフト１は、水力タービンのロータ（ここでは図示せず）を支持している。シャフト１は垂直に延びている。回転軸１．１を参照されたい。
【００１５】
軸受２は環状である。軸受２は固定されており、耐トルク性のものである。
【００１６】
軸受２はケーシング３を有している。ケーシング３は、シャフト１を同心で囲む環状室の形をしている。ケーシング３の重要な部分は、円筒状の周壁３．１、環状の底３．２、および支持リング３．３である。支持リング３．３は周壁３．１に溶接されている。
【００１７】
さらなる重要なコンポーネントは軸受セグメント４である。これら軸受セグメント４は例えば、平たい棒状またはプレート状である。これら複数の軸受セグメント４はシャフト１の周りに全体的に配置されている。これら軸受セグメント４はシャフト１の外側面と共に軸受ギャップ５を形成している。軸受ギャップ５は潤滑を行う必要がある。
【００１８】
シャフトは内側オイルトラフ１．２を有している。内側オイルトラフ１．２はシャフト１の特定の長さにわたって回転軸１．１に平行に延在している。シャフト１はまた外側オイルトラフ１．３を有しており、これも回転軸１．１に平行に延びており、オーバーフロー部１．４を介して内側の環状ギャップと連通している。
【００１９】
シャフトの外側オイルトラフ１．３の下端には環状の貯蔵空間があり、これは、閉じられた環状空間として回転軸１．１の周りを囲んでいる。この環状空間には、半径方向に延びる複数のボア７が接続されている。これらのボアはまた、導通状態でガイドパイプ９に接続されている。ガイドパイプ９の入口端には、後に説明するように本発明において中心的な意味を持つスクープ８が配置されている。ガイドパイプ９のもう一方の端には冷却装置が接続されている。これはここでは図示されていないが、図４には図示されている。
【００２０】
運転中、通常はオイルである潤滑剤は環状貯蔵空間６からボア７内に流れる。シャフト１の回転による遠心力により、オイルはボア７を通ってスクープ８に送られる。オイルはそこでスクープに衝突する。それによりオイルに含まれる速度エネルギーが圧力エネルギーに変換される。発生する圧力の大きさは、オイルがガイドパイプ９を通って冷却装置に送り込まれるのに十分である。
【００２１】
ガイドパイプ９とスクープ８とは一体である。図２の図２ａから図２ｃを参照されたい。
【００２２】
図３から関係が詳細に理解できる。シャフト１内のボア７により、オイル循環に必要な圧力が発生する。これはパンチポンプ(punch pump)と呼ばれる。スクープ８により圧力がさらに高められ、オイルが回路全体に流れる。
【００２３】
図４からは矢印で示されたオイルの流れが理解できる。オイルはとりわけ冷却装置１０内を流れる。
【符号の説明】
【００２４】
１      シャフト
１．１  回転軸
１．２  内側オイルトラフ
１．３  外側オイルトラフ
１．４  オーバーフロー部
２      軸受
３      ケーシング
３．１  ケーシングの円筒状周壁
３．２  ケーシングの環状底
３．３  支持リング
４      軸受セグメント
５      軸受ギャップ
６      貯蔵空間
７      ボア
８      スクープ
９      ガイドパイプ
１０    冷却装置
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2015528882.tif 000009
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