(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素ガスが封入された回転電機の軸封部に密封油を供給し、前記軸封部を通過した前記密封油を回収して真空脱気する真空槽と、前記真空槽から排気される排気気体を真空ポンプを経由して導入し、前記排気気体から油分と水分を分離する油分離器を備えた回転電機の密封油供給装置において、
前記油分離器は、底面から内部上方へ所定の高に突出して配置された前記排気気体の導入管と、上部に漏斗状に開いた傾斜面を有し、前記導入管の外周と隙間を開けて同心状に配置されたガイド管とを備え、前記油分離器の内部へ導入した排気気体から分離された油分と水分が、前記ガイド管を通って底部に溜まり、上層の前記油分は側面に接続した給油管から前記真空ポンプへ供給され、下層の前記水分は底面に接続した量水ゲージを経由して外部へ排出されるように構成したことを特徴とする回転電機の密封油供給装置。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機の密封油供給装置において、
前記量水ゲージの排水側にオーバーフロー管が接続されており、前記量水ゲージ部に一定量以上の前記水分が溜まったとき自動的に前記オーバーフロー管から排出されるように構成したことを特徴とする回転電機の密封油供給装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の回転電機の密封油供給装置において、
前記ガイド管の内部に前記水分の凝集を促進させるフィルタが設けられていることを特徴とする回転電機の密封油供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水素ガスを封入した回転電機の軸封部に密封油を供給する密封油供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素冷却タービン発電機のコイル等の発熱部は水素ガスにより冷却されている。一方、軸封部には一定の圧力を付与されたオイル（密封油）を利用したオイルシール部（密封器）を設けて水素ガスが外部へ漏れることを防止している。このオイルを供給するのが密封油供給装置である。
従来の密封油供給装置は、例えば、密封器の密封油が給油管と排油管により真空槽に接続され、発電機側から回収した密封油を真空槽内に一旦貯留して真空脱気処理したのち密封器へ再供給している。このとき、回収した密封油中に含まれた空気、水素ガス等は真空脱気されて真空槽本体の上部に接続された排気管から槽外へ排出される。排気管は真空ポンプの吸引部に接続されており、空気・油分・水分等が混じった気体は真空ポンプを経てオイルチャンバー（油分離器）へ送られる。油分離器において、気体・油分・水分が分離され、気体は上方に排出し、溜まった水分は下部側から排水され、油分は真空ポンプに戻して再利用するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３８７７８号公報（第２−３頁、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような従来の装置では、油分離器での油分と水分の分離性が必ずしも良好ではなく、真空ポンプに水分が侵入する場合もあり、このため潤滑油が劣化しやすく、油の入替えや装置の分解清掃の周期が短くなるという問題点があった。
また、真空ポンプへ水分が入ることにより、真空ポンプが焼損する虞があるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、油分と水分の分離性を向上させた回転電機の密封油供給装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る回転電機の密封油供給装置は、水素ガスが封入された回転電機の軸封部に密封油を供給し、軸封部を通過した密封油を回収して真空脱気する真空槽と、真空槽から排気される排気気体を真空ポンプを経由して導入し、排気気体から油分と水分を分離する油分離器を備えた回転電機の密封油供給装置において、油分離器は、底面から内部上方へ所定の高に突出して配置された排気気体の導入管と、上部に漏斗状に開いた傾斜面を有し、導入管の外周と隙間を開けて同心状に配置されたガイド管とを備え、油分離器の内部へ導入した排気気体から分離された油分と水分が、ガイド管を通って底部に溜まり、上層の油分は側面に接続した給油管から真空ポンプへ供給され、下層の水分は底面に接続した量水ゲージを経由して外部へ排出されるように構成したものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の回転電機の密封油供給装置によれば、油分離器は、底面から内部上方へ突出して配置された排気気体の導入管と、上部に漏斗状に開いた傾斜面を有し、導入管の外周と隙間を開けて同心状に配置されたガイド管とを備え、排気気体から分離された油分と水分が、ガイド管を通って底部に溜まり、油分は側面に接続した給油管から真空ポンプへ供給され、水分は底面に接続した量水ゲージを経由して外部に排出されるように構成したので、油分と水分の分離性が向上するため、真空ポンプへ水分が侵入するのを防止できる。このため、真空ポンプの潤滑油の入替作業や分解清掃の周期を延長することができる。また、真空ポンプが焼損するような危険性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１による回転電機の密封油供給装置を示す系統図である。
【図２】図１の要部断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による回転電機の密封油供給装置を示す系統図である。
【図４】図３の要部断面図である。
【図５】この発明の実施の形態３による回転電機の密封油供給装置を示す系統図である。
【図６】図５の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による回転電機の密封油供給装置を示す系統図であり、回転電機とともに示している。図２は、図１の要部拡大図である。なお、回転電機は、例えば、水素冷却式のタービン発電機である。
【００１０】
図１において、回転電機１は、水素ガスが封入された密閉室１ａを貫通した回転軸２と、その軸方向両端部に設けられた軸受室内にあって、密封油を用いて回転電機１の密閉室１ａと回転軸２との間隙を密封する軸封部である密封器３とを有している。
密封器３から排出される密封油は、密封油排油管４を介して密封油を真空脱気する真空槽５へ送られる。また、密封器３の上流側と真空槽５とは、密封器３に密封油を供給する密封油供給管６によって互いに接続されている。
【００１１】
密封油供給管６には、真空槽５内の密封油を密封器３に供給する密封油ポンプ７と、密封器３に供給される密封油の油圧を調節する差圧調整弁８とが取り付けられている。差圧調整弁８は、回転電機１の内部の水素ガス圧より一定値だけ高くなるように制御された密封油を通過させるものである。
また、密封油供給管６の、密封油ポンプ７と差圧調整弁８との間には、差圧調整弁８を通過できない密封油を真空槽５に戻すための密封油戻り管９の一端側が接続され、その他端側は真空槽５内へ導かれ、噴射ノズルに接続されている。
真空槽５には、密封油の油面を一定に維持するための油面調整弁１０が取り付けられている。また、真空槽５には、空気・油分・水分等を含んだ気体を排出するための気体排出管１１を有し、この気体排出管１１は真空ポンプ１２へ接続され、更に真空ポンプ１２から導入管１３を介して油分離器１４へと接続されている。導入管１３の先端側は、油分離器１４の底面から内部上方へ突出させて設けられている。
【００１２】
油分離器１４は、気体を外部に放出する放出管１５が容器の上部側に設けられ、底面には排水管１６が設けられ、その排水管１６に、油分離器１４で分離された水が溜まる溜水部である量水ゲージ１７が接続、その下部に、溜まった水を外部に排水するドレン弁１８が接続されている。また、油分離器１４の容器の側面には、分離した油を潤滑油として真空ポンプ１２へ供給する給油管１９が接続されている。
更に、本願発明の特徴部として、油分離器１４内には、導入管１３の外周と隙間を開けて同心状に配置されたガイド管２０を備えている。
【００１３】
図２は、図１の油分離器１４部分の詳細断面図である。図のように、導入管１３は、油分離器１４の底面中央付近から内部上方へ所定の高さまで突出させて配置されている。ガイド管２０は、上部に漏斗状に開いた傾斜面２０ａとその下部に続く円筒部２０ｂとを有し、円筒部２０ｂが導入管１３を取り囲むように同心状に配置され、円筒部２０ｂの下端側は、油分離器１４の底面に対して隙間を設けている。
以上までの説明において、図１中に一点鎖線で囲った部分が、密封油供給装置３１である。
【００１４】
次に動作について説明する。
回転電機１内の水素ガスは、図１に示すような、密封器３に接続された密封油供給回路中を循環する密封油によって密封されている。密封油は、密封油ポンプ７により送り出され、差圧調整弁８により回転電機１内の水素ガスより一定値だけ高くなるように調整される。調整された密封油は、密封油供給管６を通り、密封器３へ送られる。密封器３で密封油は、外気と触れ、空気・水分・水素ガスなどを含み、密封油排油管４を通り真空槽５へと回収され、真空槽５で真空脱気される。
真空槽５で脱気された脱気気体は、気体排出管１１を通り真空ポンプ１２へと送られ、そこから導入管１３を通り油分離器１４内の上方へと排出される。油分離器１４で気体と油分と水分に分離され、そのうちの気体は放出管１５を通り外部へ放出される。水分と油分は自重により油分離器１４の下方に溜まる。
【００１５】
このとき、もし、ガイド管２０を設置しない場合、気体と分離された液体は、油分と水分の混じり合った状態で、既に溜まっている油の上部へ排出されることになる。比重の大きい水分はその油中を沈下していくが、途中に給油管１９があるため、一部の水分は油と共に真空ポンプ１２へ供給されることになる。真空ポンプ１２へ油と共に水分が供給されると真空ポンプ１２が焼損する危険があり、また潤滑油の劣化が促進される。
【００１６】
一方、ガイド管２０を設置した本願の場合は、図２に示すように、導入管１３から油分離器１４内に送られて上方に排出された油分と水分を含む混合気体は、反射板で跳ね返って、分離された気体は上方の放出管１５から放出され、油分と水分はガイド管２０を通り油分離器１４の底部に排出されて溜まる。水は油よりも比重が大きいため、分離して下層に溜まった水分は、配水管１６を通り量水ゲージ１７へ入る。量水ゲージ１７の透過窓を監視しておき、一定量の水が溜まった場合、ドレン弁１８を開いて排水する。一方、水より比重の小さい油分は分離して溜まりの上層に集まるので、水分を含まない油分のみが、容器側面の給油管１９を通り真空ポンプ１２へ供給され潤滑油として使用される。
【００１７】
以上のように、実施の形態１の回転電機の密封油供給装置によれば、水素ガスが封入された回転電機の軸封部に密封油を供給し、軸封部を通過した密封油を回収して真空脱気する真空槽と、真空槽から排気される排気気体を真空ポンプを経由して導入し、排気気体から油分と水分を分離する油分離器を備えた回転電機の密封油供給装置において、油分離器は、底面から内部上方へ所定の高に突出して配置された排気気体の導入管と、上部に漏斗状に開いた傾斜面を有し、導入管の外周と隙間を開けて同心状に配置されたガイド管とを備え、油分離器の内部へ導入した排気気体から分離された油分と水分が、ガイド管を通って底部に溜まり、上層の油分は側面に接続した給油管から真空ポンプへ供給され、下層の水分は底面に接続した量水ゲージを経由して外部に排出されるように構成したので、油分と水分の分離性が向上するため、真空ポンプへ水分が侵入するのを防止できる。このため、真空ポンプの潤滑油の入替えや分解清掃の周期を延長することができる。また、真空ポンプが焼損するような危険を低減することができる。
【００１８】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による回転電機の密封油供給装置を示す系統図であり、図４は、図３の要部拡大図である。図１と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００１９】
図３に示すように、本実施の形態では、実施の形態１の図１に示すドレン弁１８の代わりにオーバーフロー管２１を設置したものである。オーバーフロー管２１は、量水ゲージ１７の下部側に一端が接続され、他端側は、上方へ曲げられて、所定の高さまで立ち上げられ、先端部は少し下方へ曲げられている。
このような構成により、図４に示すように、量水ゲージ１７に一定量以上の水が溜まるとオーバーフロー管２１から水が排出されるため、実施の形態１のような、ドレン弁１８の手動操作による排水作業が不要となる。
【００２０】
以上のように、実施の形態２の回転電機の密封油供給装置によれば、量水ゲージの排水側にオーバーフロー管が接続されており、量水ゲージ部に一定量以上の水分が溜まったとき自動的にオーバーフロー管から排出されるように構成したので、実施の形態１の効果に加えて、排水作業が簡単となる。
【００２１】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３による回転電機の密封油供給装置を示す系統図であり、図６は、図５の要部拡大図である。図１と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００２２】
実施の形態１との相違点は、油分離器１４の内部に配置したガイド管２０の円筒部２０ｂの内部に、繊維などで作られたフィルタ２２を設置した点である。それ以外は、全て実施の形態１と同等である。
このような構成により、水分と油分の混じった液体がガイド管２０を通り下方へ排出されるとき、フィルタ２２を通過する際に、油分に含まれた水分は凝集して大きくなる。そのため油分離器１４の下部に水分が排出された後、量水ゲージ１７に沈下しやすくなり、より油分と水分の分離性が向上する。
なお、ドレン弁１８に替えて、実施の形態２で説明したオーバーフロー管２１を用いたものでも良い。
【００２３】
以上のように、実施の形態３の回転電機の密封油供給装置によれば、ガイド管の内部に水分の凝集を促進させるフィルタを設けたので、実施の形態１又は２の効果に加えて、油分と水分の分離性がより向上した回転電機の密封油供給装置を提供できる。
【符号の説明】
【００２４】
１  回転電機                          １ａ  密閉室
２  回転軸                            ３  密封器（軸封部）
４  密封油排油管                      ５  真空槽
６  密封油供給管                      ７密封油ポンプ
８  差圧調整弁                        ９  密封油戻り管
１０  油面調整弁                      １１  気体排出管
１２  真空ポンプ                      １３  導入管
１４  油分離器                        １５  放出管
１６  排水管                          １７  量水ゲージ
１８  ドレン弁                        １９  給油管
２０  ガイド管                        ２０ａ  傾斜面
２０ｂ  円筒部                        ２１  オーバーフロー管
２２  フィルタ                        ３１  密封油供給装置。
【図１】
0005438720.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005438720.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005438720.tif 000006
【図６】
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