(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン軸を支持するための軸受と、
前記タービン軸に取付けられた歯車と、
前記軸受に潤滑油を供給するための給油管と、
前記軸受と前記歯車とを収納するとともに、前記軸受から排出される潤滑油をその底部に集積するための軸受箱と、
前記歯車の下側回転方向とは反対の側において、前記軸受箱の側面下部に設けられ、前記軸受箱内に集積された潤滑油を外部へ排出するための排油本管と、
この排油本管とは反対の側において、前記軸受箱の側面に外方へ突出して設けられ、前記軸受箱内と連通するとともに、潤滑油の性状を点検するための点検窓と、潤滑油の温度を計測するための温度計測手段とを有するオイルサイトと、
前記軸受から排出される潤滑油の一部を前記オイルサイト内まで導くための点検用排油管と、
前記歯車の下側における外周部分を覆う歯車カバーと
を備えたことを特徴とするタービン軸受台。
【請求項２】
前記軸受箱内に、前記軸受から排出される潤滑油を前記排油本管まで直接導くための排油流路を設けたことを特徴とする請求項１記載のタービン軸受台。
【請求項３】
前記軸受箱の底部を、前記排油本管側に向かって下方へ傾斜させたことを特徴とする請求項１又は２記載のタービン軸受台。
【請求項４】
前記点検用排油管に、その内部を流れる潤滑油の一部を前記排油本管側に向かって流出させるための１又は２以上の分岐管を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のタービン軸受台。
【請求項５】
前記歯車カバーは内部に空気流路を有し、
この歯車カバーの空気流路に空気を流すための空気流通手段を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のタービン軸受台。
【請求項６】
前記空気流通手段は、圧縮機又は真空ポンプであることを特徴とする請求項５記載のタービン軸受台。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービン等のタービン軸を支持するための軸受と、タービン軸に取付けられた歯車と、これらを収納するとともに軸受から排出される潤滑油を集積するための軸受箱とを備えたタービン軸受台に係り、とりわけ、軸受から排出される潤滑油の温度及び性状の監視を正確に行うための構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、従来のタービン軸受台の例を示す図である。図１０において、タービン軸受台は、タービン軸１を支持するための軸受４（図１０（ａ）参照）と、タービン軸１に取付けられた歯車３と、これらの軸受４と歯車３とを収納する軸受箱６とを備えている。なお、図１０には、軸受箱６の下半部のみが示されている。また、符号２で示すのは、図示しない発電機に連結される発電機軸である。
【０００３】
また、図１０（ａ）に示すように、上記軸受４には、軸受４に潤滑油を供給するための給油管５と、軸受４から潤滑油を排出するための排油管１６とが接続されている。このうち排油管１６は、オーバーフロー管１７と点検用排油管１１とに分岐している。ここで、上記軸受箱６は、内部が仕切板９によって歯車側７と軸受側８とに仕切られている。そして、上記オーバーフロー管１７から軸受箱６の軸受側８内に排出され、その底部に集積された潤滑油が、仕切板９の底部に形成された一対の流通穴９０を通って軸受箱６の歯車側７内に流入するようになっている。
【０００４】
次に、軸受箱６の歯車側７において、歯車３の下側の回転方向Ｒ（図１０（ｂ）参照）とは反対側の側面６０の底部に、軸受箱６内に集積された潤滑油を外部へ排出するための排油本管１０が設けられている。また、この排油本管１０が設けられているのとは反対側の側面６２に、外方へ突出するオイルサイト１５が設けられている。
【０００５】
このオイルサイト１５は、図１０（ｂ）に示すように、軸受箱６の歯車側７内と連通するとともに、潤滑油の性状を点検するための透明な点検窓１３と、潤滑油の温度を計測するための熱電対等の温度計測手段１４とを有している。そして、軸受４から排出された潤滑油の一部が、上記点検用排油管１１の終端部から一旦オイルサイト１５内に流入した後、歯車側７内に流出し、軸受側８から流入した潤滑油とともに、排油本管１０から外部に排出されるようになっている。
【０００６】
ここで、蒸気タービン等のタービンにおいては通常、毎分１５００〜３６００回転、或いはそれ以上の高速で回転するため、軸受４の回転摩擦によって潤滑油の温度が上昇する。このため、タービン運転条件の制限値の一つとして、軸受４から排出される潤滑油の温度を、上記オイルサイト１５の温度計測手段１４によって測定し、その温度が上限値を超えた場合、軸受４等に何らかの異常が発生したものと考え、機器の保護又は点検のためにタービンの運転負荷の低減又は運転停止等の措置をとるようにしている。また、上記オイルサイト１５の点検窓１３によって、軸受４から排出された潤滑油の性状も併せて監視されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなタービン軸受台には、以下のような問題点がある。すなわち、タービン軸１の回転に伴って歯車３も高速回転するため、主に歯車３の外周部分（歯の部分）３０と空気との回転摩擦（風損）によって、軸受箱６の歯車側７内の空気温度が上昇する。また、軸受箱６の歯車側７内部において、歯車３の下側回転方向Ｒに誘起される空気流れの影響で、排油本管側１０へ向かう潤滑油の流れが滞りやすくなる。このため、軸受箱６の歯車側７内部において、潤滑油が比較的長い間高温の空気に晒されるため、その温度が上昇してしまう。
【０００８】
そして、上記のような潤滑油の滞留によって、軸受箱６の歯車側７内の潤滑油の油面高さがオイルサイト１５まで達し、オイルサイト１５内に歯車側７内の潤滑油が充満するような事態も起こりうる。このような場合、点検窓１３からの潤滑油の性状確認が困難になるとともに、点検用排油管１１からの潤滑油よりも高温となった歯車側７内の潤滑油の混入によって、温度計測手段１４による排油温度の計測値も著しく不正確なものとなる。
【０００９】
従って、軸受４から排出される潤滑油の温度・性状の監視の信頼性が損なわれ、必要以上にタービンの運転負荷の低減又は運転停止等が行われることにもつながる。このことにより、例えば、蒸気タービンによる発電プラントにおいては、電力の安定供給が損なわれるようなことにもなる。
【００１０】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、オイルサイトにおいて、軸受から排出される潤滑油の温度及び性状の正確な監視を確保できるようなタービン軸受台を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の手段は、タービン軸を支持するための軸受と、前記タービン軸に取付けられた歯車と、前記軸受に潤滑油を供給するための給油管と、前記軸受と前記歯車とを収納するとともに、前記軸受から排出される潤滑油をその底部に集積するための軸受箱と、前記歯車の下側回転方向とは反対の側において、前記軸受箱の側面下部に設けられ、前記軸受箱内に集積された潤滑油を外部へ排出するための排油本管と、この排油本管とは反対の側において、前記軸受箱の側面に外方へ突出して設けられ、前記軸受箱内と連通するとともに、潤滑油の性状を点検するための点検窓と、潤滑油の温度を計測するための温度計測手段とを有するオイルサイトと、前記軸受から排出される潤滑油の一部を前記オイルサイト内まで導くための点検用排油管と、前記歯車の下側における外周部分を覆う歯車カバーとを備えたことを特徴とするタービン軸受台である。
【００１２】
この第１の手段によれば、歯車の下側における外周部分を覆う歯車カバーによって、歯車の外周部分と空気との回転摩擦（風損）による軸受箱内の空気の温度上昇を緩和させることができる。また、この歯車カバーによって、歯車の下側回転方向に誘起される空気流れを遮断して、排油本管側への潤滑油の流れの滞りを防止することができる。このことにより、軸受箱内の潤滑油の温度上昇を緩和するとともに、オイルサイト内への軸受箱内の潤滑油の侵入を防止することができる。
【００１３】
第２の手段は、第１の手段において、前記軸受箱内に、前記軸受から排出される潤滑油を前記排油本管まで直接導くための排油流路を設けたものである。
【００１４】
この第２の手段によれば、第１の手段において、軸受から排出される潤滑油の内、点検用排油管でオイルサイト内へ導かれる一部の潤滑油以外は、排油流路によって排油本管まで直接導かれるので、潤滑油の軸受箱内への滞留と温度上昇とをより効果的に防止することができる。
【００１５】
第３の手段は、第１又は第２の手段において、前記軸受箱の底部を、前記排油本管側に向かって下方へ傾斜させたものである。
【００１６】
この第３の手段によれば、第１又は第２の手段において、排油本管側への潤滑油の流れを、重力の作用で更に促進することができる。
【００１７】
第４の手段は、第１乃至第３の手段のいずれかにおいて、前記点検用排油管に、その内部を流れる潤滑油の一部を前記排油本管側に向かって流出させるための１又は２以上の分岐管を設けたものである。
【００１８】
この第４の手段によれば、第１乃至第３の手段のいずれかにおいて、分岐管から排油本管側へ流出する潤滑油の作用で、排油本管側への潤滑油の流れを更に促進することができる。
【００１９】
第５の手段は、第１乃至第４の手段のいずれかにおいて、前記歯車カバーは内部に空気流路を有し、この歯車カバーの空気流路に空気を流すための空気流通手段を更に備えたものである。
【００２０】
この第５の手段によれば、第１乃至第４の手段のいずれかにおいて、空気流通手段によって歯車カバー内部の空気流路に空気を流して歯車カバーを冷却することにより、歯車の外周部分と空気との回転摩擦（風損）による軸受箱内の空気温度上昇を更に緩和させることができる。
【００２１】
第６の手段は、第５の手段において、前記空気流通手段を、圧縮機又は真空ポンプとしたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図９は本発明によるタービン軸受台の実施の形態を示す図である。なお、図１乃至図９に示す本発明の実施の形態において、図１０に示す従来例と同一の構成部分には同一符号を付して説明する。
【００２３】
［第１の実施形態］
まず、図１乃び図２により本発明の第１の実施形態について説明する。まず図１において、タービン軸受台は、タービン軸１を支持するための軸受４と、タービン軸１に取付けられた歯車３と、これらの軸受４と歯車３とを収納する軸受箱６とを備えている。そして、タービン軸１、発電機軸２及び歯車３からなる軸系の重量の一部を軸受４が支持するようになっている。
【００２４】
また、軸受箱６はタービンケーシングＴと一体に設けられるとともに、基礎台Ｂ上に設置されている。また、軸受箱６は、内部が仕切板９によって歯車側７と軸受側８とに仕切られている。そして、軸受箱６の歯車側７において、各側面に排油本管１０とオイルサイト１５とが設けられている。また、タービン軸受台は、歯車３の下側を覆う歯車カバー２０を備えている。
【００２５】
次に、図２には、上記軸受箱６の下半部と、これに対応する部分が示されている。図２（ａ）において、上記軸受４には、軸受４に潤滑油を供給するための給油管５と、軸受４から潤滑油を排出するための排油管１６とが接続されている。このうち、排油管１６はオーバーフロー管１７と点検用排油管１１とに分岐している。そして、上記オーバーフロー管１７から軸受箱６の軸受側８内に排出され、その底部に集積された潤滑油が、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、仕切板９の底部に形成された一対の流通穴９０を通って軸受箱６の歯車側７内に流入するようになっている。
【００２６】
次に、軸受箱６の歯車側７において、歯車３の下側の回転方向Ｒ（図２（ｂ）参照）とは反対側の側面６０の底部に、軸受箱６内に集積された潤滑油を外部へ排出するための上記排油本管１０が設けられている。また、この排油本管１０が設けられているのとは反対側の側面６２に、外方へ突出する上記オイルサイト１５が設けられている。
【００２７】
このオイルサイト１５は、図２に示すように、軸受箱６の歯車側７内と連通するとともに、潤滑油の性状を点検するための透明な点検窓１３と、潤滑油の温度を計測するための熱電対等の温度計測手段１４とを有している。そして、軸受４から排出された潤滑油の一部が、上記点検用排油管１１の終端部から一旦オイルサイト１５内に流入した後、軸受箱６の歯車側７内に流出し、軸受側８から流入した潤滑油とともに排油本管１０から外部に排出されるようになっている。
【００２８】
また、上記歯車カバー２０は、歯車３の下側における外周部分（歯の部分）３０を覆うように上方へ開いたコの字状断面を有し、その両端部が軸受箱６の両側面６０, ６２上端部に対してボルト止めｂ１が成され、その最低部が軸受箱６内を縦断するリブ６６に対してボルト止めｂ２が成されている。なお、この歯車カバー２０の最低部付近には、少なくとも１つの排油孔（図示せず）が形成されている。
【００２９】
次に、このような構成よりなる本実施形態の作用について説明する。本実施形態によれば、歯車３の下側における外周部分３０を覆う歯車カバー２０によって、歯車３の外周部分３０と空気との回転摩擦（風損）による軸受箱６の歯車側７内の空気の温度上昇を緩和させることができる。また、この歯車カバー２０によって、歯車３の下側回転方向Ｒに誘起される空気流れを遮断して、排油本管１０側への潤滑油の流れの滞りを防止することができる。
【００３０】
このことにより、軸受箱６の歯車側７内の潤滑油の温度上昇を緩和するとともに、オイルサイト１５内への軸受箱６内の潤滑油の侵入を防止することができる。このため、オイルサイト１５において、軸受４から排出される潤滑油の温度及び性状の正確な監視を確保することができる。
【００３１】
［第２の実施形態］
次に、図３及び図４により本発明の第２の実施形態について説明する。図３及び図４に示すように、本実施形態は、上記第１の実施形態における仕切板９に形成された流通穴９０に代えて、軸受箱６の軸受側８に集積された潤滑油を排油本管１０まで直接導くための排油流路５０を設けた点で上記第１の実施形態と異なり、その他の構成は図１及び図２に示す上記第１の実施形態と同様である。
【００３２】
図３及び図４において、仕切板９の排油本管１０に対応する側の角部に、切欠部９１が形成され、この切欠部９１と排油本管１０の入口部との間が箱状のカバー５５によって覆われ、このカバー５５内に上記排油流路５０が形成されている。また、カバー５５のオイルサイト１５側には、オイルサイト１５から歯車側７内に流入した潤滑油を排油本管１０へ導くための取入れ口５２が形成されている。
【００３３】
次に、このような構成よりなる本実施形態の作用について説明する。本実施形態によれば、軸受４から排出される潤滑油の内、図２（ａ）に示すオーバーフロー管１７から軸受箱６の軸受側８内に排出された潤滑油は、軸受側８から排油流路５０によって排油本管１０まで直接導かれるので、潤滑油の軸受箱６内への滞留と温度上昇とをより効果的に防止することができる。
【００３４】
［第３の実施形態］
次に、図５により本発明の第３の実施形態について説明する。図５に示すように、本実施形態は、軸受箱６の底部６５を排油本管１０側（側面６０側）に向かって下方へ傾斜させるとともに、この底部６５の傾斜に合わせて、上記第１の実施形態における仕切板９に形成された流通穴９０, ９０に代えて、流通穴９２, ９３を設けた点で上記第１の実施形態と異なり、その他の構成は図１及び図２に示す上記第１の実施形態と同様である。そして、本実施形態によれば、排油本管１０側への潤滑油の流れを、底部６５の傾斜に伴う重力の作用で更に促進することができる。
【００３５】
［第４の実施形態］
次に、図６により本発明の第４の実施形態について説明する。図６に示すように、本実施形態は、点検用排油管１１に、その内部を流れる潤滑油の一部を排油本管１０側に向かって流出させるための２本の分岐管１９を設けた点で上記第１の実施形態と異なり、その他の構成は図１及び図２に示す上記第１の実施形態と同様である。なお、上記分岐管１９は、１本であってもよく、３本以上であってもよい。そして、本実施形態によれば、分岐管１９から排油本管１０側へ流出する潤滑油の作用で、排油本管１０側への潤滑油の流れを更に促進することができる。
【００３６】
［第５の実施形態］
次に、図７及び図８により本発明の第５の実施形態について説明する。図７及び図８に示すように、本実施形態は、上記第１の実施形態の歯車カバー２０に代えて、内部に空気流路２４を有する歯車カバー２０Ａを備え、この歯車カバー２０Ａの空気流路２４に空気を流すための圧縮機（空気流通手段）２５を更に備えた点で上記第１の実施形態と異なり、その他の構成は図１及び図２に示す上記第１の実施形態と略同様である。
【００３７】
図８に示すように、上記歯車カバー２０Ａは、歯車３の外周に対応する上下一対の底板２１ａ, ２１ｂと、歯車３の外周部分（歯の部分）３０の側面に対応する左右一対の側板２３, ２３とを有し、これらの底板２１ａ, ２１ｂ及び側板２３, ２３によって囲まれた空間が上記空気流路２４として形成されている。そして、図７に示すように、この歯車カバー２０Ａの空気流路２４は、軸受箱６の側面６０側端部において、給気管２６を介して上記圧縮機２５と接続され、軸受箱６の側面６２側端部において排気管２７と接続されている。そして、圧縮機２５から給気管２６を介して空気流路２４内に送り込まれた空気が、空気流路２４内を流れて歯車カバー２０Ａを冷却し、排気管２７から軸受箱６外に排出されるようになっている。
【００３８】
ここで、図９により、本実施形態の変形例について説明する。図９に示す変形例は、図８に示す圧縮機２５に代えて真空ポンプ（空気流通手段）２８を設け、この真空ポンプ２８によって、軸受箱６の側面６０側に設けられた吸気管２６′を介して、空気流路２４内の空気を吸い出し、軸受箱６の側面６２側に形成された吸気口２９から、空気通路２４内に外気を流入させるようにしたものである。
【００３９】
次に、このような構成よりなる本実施形態の作用について説明する。本実施形態によれば、空気流通手段２５又は２８によって歯車カバー２０Ａ内部の空気流路２４に空気を流して歯車カバー２０Ａを冷却することにより、歯車３の外周部分３０と空気との回転摩擦（風損）による軸受箱６の歯車側７内の空気温度上昇を更に緩和させることができる。
【００４０】
以上、本発明の第１乃至第５の実施形態について各々説明したが、このうち第２乃至第５の実施形態の構成を、相互に２つ以上組合せてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、歯車の下側における外周部分を覆う歯車カバーによって、歯車の外周部分と空気との回転摩擦（風損）による軸受箱内の空気の温度上昇を緩和させることができる。また、この歯車カバーによって、歯車の下側回転方向に誘起される空気流れを遮断して、排油本管側への潤滑油の流れの滞りを防止することができる。このことにより、軸受箱内の潤滑油の温度上昇を緩和するとともに、オイルサイト内への軸受箱内の潤滑油の侵入を防止することができる。このため、オイルサイトにおいて、軸受から排出される潤滑油の温度及び性状の正確な監視を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるタービン軸受台の第１の実施形態を示す模式図。
【図２】（ａ）は、図１に示すタービン軸受台の下半部を示す部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線断面図。
【図３】本発明によるタービン軸受台の第２の実施形態を図２（ｂ）に対応して示す図。
【図４】図３に示すタービン軸受台のIV-IV 線断面図。
【図５】本発明によるタービン軸受台の第３の実施形態を図２（ｂ）に対応して示す図。
【図６】本発明によるタービン軸受台の第４の実施形態を図２（ｂ）に対応して示す図。
【図７】本発明によるタービン軸受台の第５の実施形態を図２（ｂ）に対応して示す図。
【図８】図７に示すタービン軸受台の歯車カバーのVIII-VIII 線断面図。
【図９】図７に示すタービン軸受台の変形例を示す図。
【図１０】（ａ）は、従来のタービン軸受台の下半部を示す部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線断面図。
【符号の説明】
１  タービン軸
２  発電機軸
３  歯車
４  軸受
５  給油管
６  軸受箱
７  軸受箱の歯車側
８  軸受箱の軸受側
９  仕切板
１０  排油本管
１１  点検用排油管
１３  点検窓
１４  温度計測手段
１５  オイルサイト
１９  分岐管
２０, ２０Ａ  歯車カバー
２４  歯車カバーの空気流路
２５  圧縮機
２８  真空ポンプ
３０  歯車の外周部分
５０  排油流路
６０, ６２  軸受箱の側面
６４, ６５  軸受箱の底部
Ｒ  歯車の下側回転方向
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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