(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンプラントに設けられ、内部空間が負圧に減圧され、タービンロータ軸の軸受部及び油圧制御系に供給される潤滑油を貯留したタービン用負圧貯油容器において、
貯留された潤滑油の油面レベルより上方に位置する隔壁に設けられた給油口と、下端開口が油面レベルより下方に配置されると共に、上端開口付近にフランジが固着され、該フランジを介して該給油口に気密シールされる給油管と、容器外に開口する該給油管の上端開口を密閉する蓋体と、を備え、
前記給油管の下端開口が、少なくとも蓋体開放により生じる給油管内の大気圧と負圧に減圧された容器内圧との差に相当する液頭圧差だけ油面レベルより下方に配置され、上端開口の開放時にも下端開口が潤滑油中に浸漬されるように構成されていることを特徴とするタービン用負圧貯油容器。
【請求項２】
前記フランジが前記給油管の上端開口に固着され、該フランジが第１の固定具により前記給油口が設けられた隔壁の上面に当接固定されていると共に、
前記蓋体の外周端縁に２個以上の窪みが削成され、第１の固定具の頭部が該窪み内に配置されるように該蓋体が位置決めされ、該蓋体が第２の固定具で該フランジの上面に固定されてなることを特徴とする請求項１に記載のタービン用負圧貯油容器。
【請求項３】
前記第１の固定具が、前記給油口が設けられた隔壁の上面に穿設された複数のネジ穴の一部に螺着される第１のボルトであると共に、前記第２の固定具が該複数のネジ穴の残部に螺着される第２のボルトであり、
前記フランジが第１のボルトにより第１のシール材を介して前記隔壁の上面に固定され、第１のボルトの頭部が前記窪み内に配置されるように前記蓋体が位置決めされていると共に、該蓋体が第２のシール材を挟んで前記フランジの上面に当接され、該蓋体とフランジとを第２のボルトで前記隔壁に固定してなることを特徴とする請求項２に記載のタービン用負圧貯油容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンプラントに設けられ、内部が大気圧以下に減圧され、タービンロータ軸の軸受装置等に供給される潤滑油を貯留したタービン用減圧貯油容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンプラントには、タービンロータ軸の軸受装置に低圧大流量の潤滑油を供給すると共に、タービンプラントの各部署に装着された制御弁、サーボ弁等の油圧制御系に高圧小流量の制御油を供給するための給油機構が設けられている。この給油機構の中に貯油タンクがある。蒸気タービンプラントに設けられた貯油タンクの構成を、図４及び図５により説明する。
【０００３】
図４において、蒸気タービンプラント１００では、高圧タービン１０２及び低圧タービン１０４ａ〜ｃのタービンロータ軸と、発電機１０６の回転軸が直列に連結されている。高圧タービン１０２や低圧タービン１０４ａ〜ｃのタービンロータ軸は、軸受部によって回転可能に支持されている。この軸受部を図５により簡単に説明する。
【０００４】
図５において、軸受部１１０は、タービンロータ軸１０８を囲むように配置された環状の軸受箱１１２で構成されている。軸受箱１１２の内部には、後述する主油タンク１２０から送られる潤滑油が充填されている。軸受箱１１２の内部には、図示省略の軸受パッドが配設され、該軸受パッドとタービンロータ軸との間に油膜が形成されている。該軸受パッドは、タービンロータ軸を油膜を介して回転可能に支持している。軸受箱１１２に隣接して、車室ケーシング１１４と、車室ケーシング１１４を被覆して保温する保温材１１６が配設されている。
【０００５】
図４において、主油タンク１２０には潤滑油ｏが貯留され、この潤滑油ｏは、図示省略の給油装置により給油管１２２を通して軸受部１１０に送られる。軸受部１１０で潤滑に供された後の潤滑油ｏは、戻り油管１２４を通って主油タンク１２０に戻される。主油タンク１２０の内部が正圧になると、主油タンク１２０と戻り油管１１４を通して連通した軸受箱１１２の内部も正圧となる。
【０００６】
そのため、図５中の矢印ａで示すように、軸受箱１１２内の潤滑油ｏが、軸受箱１１２の油切シール１１２ａからミスト状になって外部へ漏洩する場合がある。漏洩した潤滑油ｏは、保温材１１６に滲み込み、タービン車室の熱で保温材１１６が発炎するおそれがある。従って、主油タンク１２０の内部を常に負圧にしておく必要がある。
【０００７】
図４に示すように、主油タンク１２０を負圧にする手段として、主油タンク１２０の内部空気を外部へ排出する排気ファン１２６を設けたり、さらに非常用として、エアエゼクタ１２８を設けている。エアエゼクタ１２８では、駆動用空気ｂで主油タンク１２０の内部空気を吸引する。エアエゼクタ１２８から吐出される油分混じりの吐出空気は、吐出管１２９の曲り部で、油分と空気が分離される。
【０００８】
空気から分離した油分は、油溜まりｃとしてＵ字管１３０に貯留し、油分から分離した空気は、配管１３１を通って油分離装置１３２に至る。該空気は油分離装置１３２で混入していた油分を分離した後、大気に排気される。排気ファン１２６から排出された油分混じりの空気も、油分離装置１３２を通って油分を分離された後、排気される。Ｕ字管１３０に溜まった潤滑油ｏは、図示省略の油清浄器で夾雑物を除去された後、主油タンク１２０に戻される。
【０００９】
また、主油タンク１２０の内部圧を計測する圧力計１３４が設けられ、圧力計１３４の検出信号は、中央制御室１３６に送られ、中央制御室１３６の操作盤１３８に表示されて、絶えず監視される。また、主油タンク１２０が正圧となった時は、警報装置１４０から警報が発せられる。
【００１０】
特許文献１には、蒸気タービンプラントに潤滑油を供給する油タンクとこの油タンクの内部を負圧に保持する手段が開示されている。この油タンクは、気相域と液相域とで互いに連通した第1油タンクと第２油タンクとからなる。第1油タンクには、タービンロータ軸を支持する軸受箱に潤滑油を供給する油供給管が接続されたブースターポンプと、このブースターポンプの油圧調整弁を操作するための開閉自在のマンホールが設けられている。第２油タンクには、潤滑油の戻り管が接続されていると共に、タンク内の空気を外部へ抽出して、タンク内の負圧を保持するガス抽出器が設けられている。
【００１１】
そして、ブースターポンプの油圧調整弁を操作するためマンホールを開けた時に、第1油タンクと第２油タンクの気相域での連通を遮断する遮断装置を設けている。この遮断装置によって第２油タンク内の負圧を保持し、前記軸受箱から潤滑油が漏洩するのを防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−１０１１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
排気ファン１２６やエアエゼクタ１２８で排気される排気には、潤滑油が微量混じっており、また、タービンロータ軸の潤滑用その他で潤滑油が消費されるため、主油タンク１２０に定期的に潤滑油を補充する必要がある。しかし、潤滑油の補充時に、主油タンク１２０の内部気相域が外気と連通するため、主油タンク１２０内が負圧に維持されなくなる。そのため、軸受箱１１２から潤滑油が漏れるおそれが出てくる。
【００１４】
特許文献１に開示された油タンクは、第1油タンクに設けられたマンホールを開けた時でも、潤滑油の戻り管が接続された第２油タンクを負圧に維持することにより、潤滑油が軸受箱から漏洩するのを防止するようにしている。
しかし、この油タンクは、少なくとも２個の潤滑油貯留空間を備える必要があると共に、マンホールの開閉操作に連動してこれら貯留空間の気相域を結ぶ通路を連通又は遮蔽自在な遮断装置を設ける必要がある。そのため、油タンクの構成が大掛かりとなり、高コストになるという問題がある。
【００１５】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、タービンプラントに設けられた潤滑油供給用の油タンクにおいて、潤滑油の補給時に油タンクを開放した時でも、簡素かつ低コストな手段で、油タンクの内圧を負圧に保持して、タービンロータ軸を支持する軸受装置からの潤滑油の漏洩を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
かかる目的を達成するため、本発明のタービン用負圧貯油容器は、タービンプラントに設けられ、内部空間が負圧に減圧され、タービンロータ軸の軸受部及び油圧制御系に供給される潤滑油を貯留したタービン用負圧貯油容器において、貯留された潤滑油の油面レベルより上方に位置する隔壁に設けられた給油口と、下端開口が油面レベルより下方に配置されると共に、上端開口付近にフランジが固着され、該フランジを介して該給油口に気密シールされる給油管と、容器外に開口する該給油管の上端開口を密閉する蓋体と、を備え、前記給油管の下端開口が、少なくとも蓋体開放により生じる給油管内の大気圧と負圧に減圧された容器内圧との差に相当する液頭圧差だけ油面レベルより下方に配置され、上端開口の開放時にも下端開口が潤滑油中に浸漬されるように構成されているものである。
【００１７】
本発明の貯油容器では、貯留された潤滑油の油面レベルより上方に位置する隔壁に設けられた給油口にフランジを介して給油管を取り付けるようにする。フランジを介することにより、給油管の取付強度が増し、給油管を容器に安定支持できる。
また、潤滑油の補充のため蓋体を開け、大気圧が給油管内側の油面に付加された時でも、給油管の下端開口が常に潤滑油の油面レベル以下にあるので、貯油容器内の気相域と外気とが連通しない。
【００１８】
そのため、潤滑油の補充時においても、貯油容器内を負圧状態に保持できるので、貯油容器に油戻り管を介して連通した軸受箱が正圧とならない。従って、軸受箱の内外の気圧差で、該潤滑油が軸受箱から漏れるおそれがない。
また、潤滑油の補充時に蓋体を外しても、フランジで給油口と給油管との間を気密に保持できるので、貯油容器の内部空間を負圧に保持できる。
【００１９】
本発明において、フランジが給油管の上端開口に固着され、該フランジが第１の固定具により給油口が設けられた隔壁の上面に当接固定されていると共に、蓋体の外周端縁に２個以上の窪みが削成され、第１の固定具の頭部が該窪み内に配置されるように蓋体が位置決めされ、該蓋体が第２の固定具でフランジの上面に固定されるようにするとよい。
【００２０】
このように、フランジが給油管の上端開口に固着され、該フランジが第１の固定具により給油口が設けられた隔壁の上面に当接固定されているので、給油管を給油口から貯油容器内に挿入した状態で安定して支持できると共に、給油管の外側に形成される隙間を高い気密性をもって密封できる。また、蓋体の外周端縁に削成された窪みの内部に第１の固定具を配置することにより、蓋体の位置決めが容易になる。さらに、蓋体と第１の固定具との干渉をなくすことができ、蓋体の取り付けが容易になる。
【００２１】
さらに、第１の固定具が、給油口が設けられた隔壁の上面に穿設された複数のネジ穴の一部に螺着される第１のボルトであると共に、第２の固定具が該複数のネジ穴の残部に螺着される第２のボルトであり、フランジを容器の隔壁上面に固定した第１のボルトの頭部が前記窪み内に配置されるように、蓋体が位置決めされていると共に、該蓋体がシール材を挟んでフランジの上面に当接され、該蓋体及びフランジを第２のボルトで容器の隔壁に固定するように構成するとよい。
【００２２】
このように、第１の固定具及び第２の固定具としてボルトを用いることにより、フランジ及び蓋体の締付け強度を高くできる。また、容器の隔壁上面とフランジ間、及びフランジと蓋体間にシール材を介在させることにより、給油管外側の隙間及び給油管の上端開口のシール性能を向上できる。さらに、蓋体及びフランジを貯油容器の隔壁に設けられたネジ穴に螺着される第２のボルトでまとめて貯油容器の隔壁に固定するようにしたので、蓋体及びフランジの取付け強度を向上できる。
【００２３】
また、貯油容器に潤滑油を補充するため、第２のボルトを外して蓋体を開けた時でも、フランジは第１のボルトで固定されたままであるので、給油口と給油管との間を気密に保持できるので、貯油容器の内部空間を負圧に維持できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、タービンプラントに設けられ、内部が負圧に減圧され、タービンロータ軸の軸受部及び油圧アクチュエータに供給される潤滑油を貯留したタービン用負圧貯油容器において、貯留された潤滑油の油面レベルより上方に位置する隔壁に設けられた給油口と、下端開口が油面レベルより下方に配置されると共に、上端開口付近にフランジが固着され、該フランジを介して該給油口に気密シールされる給油管と、容器外に開口する該給油管の上端開口を密閉する蓋体と、を備え、給油管の下端開口が、少なくとも蓋体開放により生じる給油管内の大気圧と負圧に減圧された容器内圧との差に相当する液頭圧差だけ油面レベルより下方に配置され、上端開口の開放時にも下端開口が潤滑油中に浸漬されるように構成されているので、給油管の取付強度が増し、給油管を容器に安定支持できると共に、潤滑油の補充時においても、給油管の下端開口が常に潤滑油の油面レベル以下にあるので、貯油容器内の気相域と外気とが連通しない。
【００２５】
そのため、潤滑油の補充時に蓋体を外しても、フランジで給油口と給油管との間を気密に保持できるので、貯油容器に油戻り管を介して連通した軸受箱が正圧とならない。従って、軸受箱が正圧とならないので、潤滑油が軸受部から漏れるおそれがない。
また、潤滑油の補充時に蓋体を外しても、フランジで給油口と給油管との間を気密に保持できるので、貯油容器の内部空間を負圧に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のタービン用負圧貯油容器の一実施形態に係る断面図である。
【図２】前記実施形態のフランジ板の平面図である。
【図３】前記実施形態の遮蔽蓋の平面図である。
【図４】主油タンクを備えたタービンプラントの説明図である。
【図５】タービンロータ軸の軸受部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この考案の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２８】
本発明のタービン用負圧貯油容器の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１において、主油タンク１０に潤滑油ｏが貯留されている。潤滑油ｏは、図示省略の給油装置によってタービンロータ軸の軸受部に供給されると共に、タービンプラントの各部署に装着された制御弁、サーボ弁等の油圧アクチュエータに供給される。前述のように、主油タンク１０の内圧は、軸受箱１１２からの潤滑油ｏの漏洩等を防止するため、−２００〜−３００ｍｍＡｑＧ（ゲージ圧）程度の負圧に保持されている。この負圧保持手段として、例えば、図４に示す排気ファン１２６等によって、常時主油タンク１０内の空気が排気されている。
【００２９】
該排気ファンの排気には潤滑油ｏが微量混じっており、また、タービンロータ軸の潤滑用その他で消費されるため、主油タンク１０に定期的に潤滑油ｏが補充される。そのため、主油タンク１０の上部壁１２に給油口１４が設けられている。給油口１４は、主油タンク１０に貯留された潤滑油ｏの油面レベルＬ１より上方に位置する隔壁に設けられている。給油口１４には、円筒状の給油管１６が挿入されている。給油管１６の上端１６ａの外周面には、円盤状のフランジ板１８が固着されている。
【００３０】
図２に示すように、フランジ板１８には、円周方向に等間隔に２個の貫通孔２０ａ及び６個の貫通孔２０ｂが穿設されている。貫通孔２０ａには、第１のボルト２４が挿入され、貫通孔２０ｂには６個の第２のボルト２６が挿入される。上部壁１２の上面１２ａには、給油口１４の周囲に等間隔に、貫通孔２０と同数のネジ穴２２が穿設されている。２個の第１のボルト２４を、互いに相対する位置（１８０°異なる位相）にある貫通孔２０ａに通し、ネジ穴２２に螺着させることによって、給油管１６を主油タンク１０の内部に位置するように固定する。
【００３１】
給油管１６は上下方向に保持され、その下端開口１６ｂは、常に潤滑油ｏに浸漬されるように配置されている。上部壁１２とフランジ板１８との間に、環状のガスケット板３０が介装され、このガスケット板３０によって、給油管１６と上部壁１２との間の隙間を高い気密状態で密封している。給油管１６に給油しない時は、円板状の蓋体２８をフランジ板１８の上面に固定して、給油管１６の上端開口１２ａを密封している。フランジ板１８と蓋体２８との間には、ガスケット板３２が挿入されており、これによって、上端開口１２ａを高い気密状態で密封可能にしている。
【００３２】
図３に示すように、蓋体２８は、外周端縁の相対する位置（１８０°異なる位相で貫通孔２０ａに相対する位置）に、２個の半円状窪み３４が削成されている。２個の半円状窪み３４の間には、等間隔に６個の貫通孔３６が穿設されている。蓋体２８をフランジ板１８の上面に固定するときは、６個の第２のボルト２６を貫通孔３６に通す。次に、該第２のボルトをフランジ板１８の貫通孔２０ｂに通した後、上部壁１２のネジ穴２２に螺着させるようにする。
【００３３】
給油管１６の下端開口１６ｂは、潤滑油ｏに常に浸漬されるように給油管１６の長さが設定されている。主油タンク１０の内部は負圧になっているため、給油のために蓋体２８を開けた時、給油管１６の内外気相域に圧力差が生じる。即ち、蓋体２８を開けた時、給油管１６の内部は大気圧となるため、タンク内油面レベルＬ１に対して、内外の圧力差に相当する液頭圧差ｈだけ、給油管内油面レベルＬ２が下降する。そのため、給油管１６の下端開口１６ｂの高さは、常に（タンク内油面レベルＬ１＋液頭圧差ｈ）より下方に位置するように設定されている。
【００３４】
かかる構成において、蓋体２８を開けて主油タンク１０に潤滑油ｏを補給するとき、主油タンク１０の内外圧力差によって、給油管１６の内側油面レベルＬ２がｈだけ下降しても、給油管１６の内側に形成される気相域がタンク内気相域に連通しない。そのため、主油タンク１０の内部を負圧に保持することができる。従って、主油タンク１０に連通した軸受箱も負圧に維持できるので、軸受箱から潤滑油ｏが外部に漏洩するおそれがない。
【００３５】
また、給油管１６にフランジ板１８を固着し、該フランジ板１８をガスケット板３０を挟んで上部壁１２に当接し、かつ第１のボルト２４で固定しているので、給油管１６の支持強度を増し、給油管１６を安定支持できると共に、給油管１６と上部壁１２との間の隙間のシール効果を向上できる。
【００３６】
また、蓋体２８を給油管１６の上端開口１２ａに固定する場合に、第１のボルト２４の頭部２４ａが、蓋体２８の外周端縁に削成された半円状窪み３４の内部に配置されるように蓋体２８を位置決めするので、第１のボルト２４と蓋体２８との干渉をなくして、蓋体２８の固定が容易になる。
【００３７】
また、フランジ板１８と蓋体２８との間にガスケット板３２を介装することで、給油管１６の上端開口１２ａの密閉効果を向上できる。さらに、蓋体２８をフランジ板１８から外した時、ガスケット板３２は蓋体２８に挟まれているので、容易に移動せず、ガスケット板３２をそのままの位置に保持できるので、次に、蓋体２８を装着する作業が容易になる。
【００３８】
また、蓋体２８とフランジ板１８とを第２のボルト２６で上部壁１２の上面１２ａにまとめて固定しているので、蓋体２８及びフランジ板１８の取付け強度を向上できる。さらに、第２のボルト２６をネジ穴２２から外して蓋体２８を外した時、フランジ板１８は第１のボルト２４で固定され、給油口１４と給油管１６との間の隙間を気密保持できるので、主油タンク１０の内部空間を負圧に保持できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明によれば、タービンプラントに設けられた潤滑油貯留用の負圧容器を、簡素かつ低コストな手段で常に負圧に保持して、タービンロータ軸を支持する軸受装置からの潤滑油漏洩のおそれを解消できる。
【符号の説明】
【００４０】
１０              主油タンク
１２              主油タンク上部壁
１２ａ            上部壁上面
１４              給油口
１６              給油管
１６ａ            上端開口
１６ｂ            下端開口
１８              フランジ板
２０ａ、２０ｂ、３６    貫通孔
２２              ネジ穴
２４              第１のボルト
２６              第２のボルト
２８              蓋体
３０，３２        ガスケット板
３４              半円状窪み
Ｌ１              タンク内油面レベル
Ｌ２              給油管内油面レベル
ｈ                液頭差
【図１】
0005448936.tif 000002
【図２】
0005448936.tif 000003
【図３】
0005448936.tif 000004
【図４】
0005448936.tif 000005
【図５】
0005448936.tif 000006