《電力》〈水力〉[H27:問1] 立軸水車発電機の軸受に関する空欄穴埋問題

【問題】

【難易度】★★★☆☆(普通)

次の文章は,立軸水車発電機の軸受に関する記述である。文中の\(\fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$}\)に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選びなさい。

立軸水車発電機の回転体の主軸は\(\fbox {  (1)  }\)と案内軸受によって支えられている。\(\fbox {  (1)  }\)は発電機回転子,水車ランナの重力及び水車ランナに加わる水圧を支える部分である。この軸受の回転部と接触する部分を静止板といい,回転部との摩擦を小さくし,発熱・摩耗を防いでいる。その表面には従来ホワイトメタルが採用されてきたが,近年では更に耐熱性・耐摩耗性・摺(しゅう)動性に優れる材質の\(\fbox {  (2)  }\)軸受も採用されてきた。この\(\fbox {  (2)  }\)軸受の利点として,軸受損失の低減,始動摩擦の低減や焼き付き防止のために必要とされた\(\fbox {  (3)  }\)装置や冷却装置の省略及び軸受表面の長寿命化などが挙げられる。

他方,案内軸受は主軸の横振れを防止する軸受で,二つ割の円筒軸受や更に多数に分割された\(\fbox {  (4)  }\)を用いる。

軸受配置の形式が\(\fbox {  (5)  }\)と呼ばれる水車発電機は,\(\fbox {  (1)  }\)を回転子の下部に設け発電機上部の案内軸受を省略したもので,低速かつ低振動の場合採用される。

〔問1の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&(イ)& 樹 脂     &(ロ)& スラスト軸受 \\[ 5pt ] &(ハ)& チップ軸受     &(ニ)& 圧縮空気発生 \\[ 5pt ] &(ホ)& 磁 気     &(ヘ)& ラジアル軸受 \\[ 5pt ] &(ト)& 中間支持形     &(チ)& プルアップ \\[ 5pt ] &(リ)& オイルリフト     &(ヌ)& ブラケット \\[ 5pt ] &(ル)& セグメント軸受     &(ヲ)& かさ形 \\[ 5pt ] &(ワ)& 流 体     &(カ)& パーシャル軸受 \\[ 5pt ] &(ヨ)& 普通形
\end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

水車発電機の軸受に関する問題です。やや細かい内容ですが,普通形とかさ形の違いは理解しておきましょう。

1.水車発電機の軸受位置による分類
①普通形
 ・上からスラスト軸受と回転子の順に配置され,これを挟むように上部案内軸受と下部案内軸受がある。
 ・振動に対して最も安全な形である。
 ・高さが高く,重量も大きくなりやすい。
 ・高速度,中速度の発電機に採用されやすい。

②かさ形
 ・回転子の下部にスラスト軸受と案内軸受が配置されている。
 ・発電機の重量が約15%,高さを約40%抑えることができる。
 ・低速度で振動の影響が少ない場合に採用される。

【解答】

(1)解答:ロ
水車発電機の軸受は主軸方向への荷重を受けるスラスト軸受と軸と直角の振動を防止するための案内軸受があります。

(2)解答:イ
(3)解答:リ
近年ではプラスチックの樹脂を採用したスラスト軸受もあります。問題文のオイルリフト装置や冷却装置の省略に加え,軸受寸法の小形化や発生損失の低減等が図れます。

(4)解答:ル
案内軸受は,円筒軸受やセグメント軸受があります。

(5)解答:ヲ
ワンポイント解説の通り,かさ形はスラスト軸受を回転子下部に設けたものです。



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