(57)【要約】      （修正有）【課題】軸受装置自体の機械的構造の改良を行わずに、軸受装置の軸受箱内外の圧力を常時監視することによって、軸受箱の外部の圧力が軸受箱内部の圧力より相対的に低下したときに、軸受箱の内部に連通する排気装置を自動的あるいは強制的に動作させて漏油を防止するようにした信頼性のより高い軸受装置の漏油防止システムを提供する。【解決手段】軸受装置の軸受箱２の内外の圧力を測定するための圧力センサー１５、軸受箱の内部に連通するように接続された排気ファン７、軸受箱２内部と排気ファン７との間に設けられた排気ファン前置弁６を設け、圧力センサー１５からの信号を監視して、軸受箱２の外部の圧力が軸受箱２内部の圧力より低下したことを検知したとき、排気ファン前置弁６および排気ファン７を動作させ、軸受箱２内部の圧力を低下させる。【選択図】図２
2015021517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受本体および軸受潤滑油を軸受箱内に収容して回転軸を回転自在に支持する軸受装置と、
前記軸受箱の内外の圧力を測定するための圧力センサーと、
前記軸受箱の内部に連通するように接続された排気ファンと、
前記軸受箱内部と前記排気ファンとの間に設けられた排気ファン前置弁と、
前記圧力センサーから軸受箱内外の圧力信号が入力され、前記軸受箱外の圧力が軸受箱内部の圧力より低下したことを検知したときに前記排気ファン前置弁および前記排気ファンに動作指令を出力する監視制御装置と、
からなることを特徴とする軸受装置の漏油防止システム。
【請求項２】
軸受本体および軸受潤滑油を軸受箱内に収容して回転軸を回転自在に支持する軸受装置と、
前記軸受箱の内外の圧力を測定するための圧力センサーと、
圧縮気体供給装置と、
前記軸受箱の外側部に設けられた軸封部の外側部分と前記圧縮気体供給装置との間を連通する連通管の途中に設けられた圧縮気体供給装置前置弁と、
前記圧力センサーから軸受箱内外の圧力信号が入力され、軸受箱外の圧力が軸受箱内部の圧力より低下したことを検知したときに前記圧縮気体供給装置前置弁に動作指令を出力する監視制御装置と、
からなることを特徴とする軸受装置の漏油防止システム。
【請求項３】
軸受本体および軸受潤滑油を軸受箱内に収容して回転軸を回転自在に支持する軸受装置と、
前記軸受箱の内外の圧力を測定するための圧力センサーと、
前記軸受箱の内部に連通するように接続された排気ファンと、
前記軸受箱の内部と前記排気ファンとの間に設けられた排気ファン前置弁と、
圧縮気体供給装置と、
前記軸受箱に設けられた軸封部の外側と前記圧縮気体供給装置との間を連通する連通管の途中に設けられた圧縮気体供給装置前置弁と、
前記圧力センサーから軸受箱内外の圧力信号が入力され、前記軸受箱外の圧力が軸受箱内部の圧力より低下したことを検知したときに前記排気ファン前置弁、前記排気ファンおよび前記圧縮気体供給装置前置弁に動作指令を出力する監視制御装置と、
からなることを特徴とする軸受装置の漏油防止システム。
【請求項４】
軸受箱の内部の圧力を測定する圧力センサーおよび軸受箱の外部の圧力を測定する圧力センサーの機能を１個の差圧センサーで行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の軸受装置の漏油防止システム。
【請求項５】
前記排気ファン、前記圧縮気体供給装置および前記監視制御装置を複数の軸受装置の漏油防止システムで共用することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の軸受装置の漏油防止システム。
【請求項６】
前記監視制御装置の制御対象機器である前記排気ファン、前記排気ファン前置弁および前記圧縮気体供給装置前置弁は、自らを強制的に動作させるための手動操作スイッチを付属させていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の軸受装置の漏油防止システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、軸受装置の漏油防止システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所等に設置される発電機や電動機等の大型の回転機は、建屋内に設置されているものが多い。建屋は雨天時や冬季に窓を締め切ることが多く、この状態で換気ファンを運転した場合、換気ファンによって建屋内の空気が排出されるため、建屋内は若干負圧になる場合がある。
【０００３】
このため、回転機の端部に設置されている軸受装置の周囲の圧力は軸受装置の内部圧力よりも負圧になり、軸受装置に供給されている軸受潤滑油が軸封部（油切り）から外部に漏出することがある。漏出した軸受潤滑油は、軸受装置の周辺部を汚損する恐れがある。
このため、従来では、軸受潤滑油が軸封部から外部に漏出しないように、軸受装置の内部構造（機械的構造）を改良している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３２６７５６号公報
【特許文献２】特公平７−５１９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術のように、漏油を防止するために軸受装置の機械的構造を改良することは内部構造の検討等に大変手間がかかるので、可能であれば軸受装置自体の機械的構造の改良は避けたいところである。
【０００６】
そこで本発明は、軸受装置自体の機械的構造の改良を行わずに、軸受装置の軸受箱内外の圧力を常時監視して、軸受箱外部の圧力が軸受箱内部の圧力より相対的に低下した場合、軸受装置からの漏油を防止するようにした信頼性のより高い軸受装置の漏油防止システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の実施形態に係る軸受装置の漏油防止システムは、軸受本体および軸受潤滑油を軸受箱内に収容して回転軸を回転自在に支持する軸受装置と、前記軸受箱の内外の圧力を測定するための圧力センサーと、前記軸受箱の内部に連通するように接続された排気ファンと、前記軸受箱内部と前記排気ファンとの間に設けられた排気ファン前置弁と、前記圧力センサーから軸受箱内外の圧力信号が入力され、前記軸受箱外の圧力が軸受箱内部の圧力より低下したことを検知したときに前記排気ファン前置弁および前記排気ファンに動作指令を出力する監視制御装置と、からなることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係る軸受装置の漏油防止システムの構成図。
【図２】図１の軸受装置の詳細断面図。
【図３】実施形態２に係る軸受装置の漏油防止システムの構成図。
【図４】実施形態３に係る軸受装置の漏油防止システムの構成図。
【図５】実施形態４に係る軸受装置の漏油防止システムの構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の軸受装置の漏油防止システムに係る実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各実施形態に共通する部品には同一番号を付けて重複する説明は適宜省略する。
【００１０】
（実施形態１）
図１は実施形態１に係る軸受装置の漏油防止システムの構成図であり、図２は軸受装置の詳細断面図である。
【００１１】
（構成）
図１および図２において、１は横軸型回転機の軸受装置であり、軸受箱２の内部に軸受本体（軸受メタル）Ｂを内蔵するとともに軸受潤滑油を貯蔵もしくは循環させるように構成されている。そして、軸受本体（軸受メタル）Ｂで回転軸Ｓを回転自在に支持している。
【００１２】
軸受箱２の外側面には軸封部（油切り）３を取付けており、軸封部３と軸受箱２との間に軸受内部空間部４を形成している。そして、この軸受内部空間部４は、排気管５、排気ファン前置弁６を介して排気ファン７に連通するように構成されている。排気ファン７は、排気ファン前置弁６が開いた状態で回転すると、軸受内部空間部４内の空気を吸引し、矢印のように排出する。
【００１３】
８は排気ファン前置弁６を開閉する弁駆動部であり、定常状態では排気ファン前置弁６を全閉状態にしており、後述する監視制御装置１７が動作したとき、排気ファン前置弁６を全開状態に制御する。９は排気ファン７を駆動する駆動モータであり、定常状態では運転を停止しているが、後述する監視制御装置１７が動作したとき回転して排気ファン７を駆動する。
【００１４】
そして、軸受箱２の外側部に設けられた軸封部３に近接してノズル１０を配置しており、このノズル１０は連通管１１、圧縮気体供給装置前置弁１２を介して圧縮気体供給装置１３に連通されている。この圧縮気体供給装置１３は、例えば空気や窒素ガス等の気体を常時所定圧以上の圧力で蓄えるように構成されている。１４は圧縮気体供給装置前置弁１２を開閉する弁駆動部であり、定常状態では圧縮気体供給装置前置弁１２を全閉状態にしており、後述する監視制御装置１７からの動作指令により、圧縮気体供給装置前置弁１２を全開状態に制御する。
【００１５】
１５は圧力センサーであり、軸受内部空間部４に連通管１６を介して連通しており、軸受内部空間部４の圧力を測定し、測定した圧力を内部圧力信号１５ｅとして監視制御装置１７に伝送する。一般的に、監視制御装置１７は回転機が設置されている建屋から離れた監視室に設置されている。
【００１６】
１８は圧力センサー１５と同様に構成された圧力センサーであり、軸受箱２の外部、すなわち軸受装置１が設置されている建屋内部の圧力を測定し、測定した圧力を外部圧力信号１８ｅとして監視室内の監視制御装置１７に伝送するようになっている。
【００１７】
監視制御装置１７は、圧力センサー１５から伝送されてきた内部圧力信号１５ｅと、圧力センサー１８から伝送されてきた外部圧力信号１８ｅの大きさを比較して、外部圧力信号１８ｅが内部圧力信号１５ｅよりも低下（１５ｅ＞１８ｅ）したことを検出したとき、動作指令を出力する。
【００１８】
ところで、前述した駆動モータ９、弁駆動部８および弁駆動部１４は、動作指令を入力する入力端子として、自動操作用の入力端子と手動操作用の入力端子とをそれぞれ設けている。図１中、添字Ａの符号が付与された入力端子Ｔ１Ａ、Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａは自動操作用の入力端子であり、添字Ｍの符号が付与された入力端子Ｔ１Ｍ、Ｔ２Ｍ、Ｔ３Ｍは手動操作用の入力端子である。
【００１９】
図１の例では、監視制御装置１７は、信号回路１９を介して警報・表示装置２０に動作指令を送出し、同時に信号回路２１、２２および２３を通じて駆動モータ９の自動操作用の入力端子Ｔ１Ａ、弁駆動部８の自動操作用の入力端子Ｔ２Ａおよび弁駆動部１４の自動操作用の入力端子Ｔ３Ａにそれぞれ動作指令を一斉に送出して、駆動モータ９、弁制御部８および弁駆動部１４を自動的に動作させるようになっている。  
なお、弁駆動部１４が動作するタイミングは、駆動モータ９および弁駆動部８が動作するのと同じタイミングでもよいし、若干遅延させてもよい。
【００２０】
前述したように、監視制御装置１７が動作すると、信号回路１９を通じて警報・表示装置２０と、信号回路２１、２２、２３を通じて駆動モータ９、弁駆動部８、弁駆動部１４の自動操作用の入力端子Ｔ１Ａ、Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａに動作指令を送るが、万一、信号回路２１、２２、２３のいずれかに断線、接触不良等の不具合事象が発生すると、監視制御装置１７の動作指令で駆動モータ９、弁駆動部８および弁駆動部１４等の制御対象機器のいずれかを動作させることができず、この結果、軸受箱２の内部空間部４の圧力を建屋内の圧力まで低下させることができない恐れがある。
【００２１】
このため、本実施形態では、信号回路２１、２２、２３の一部あるいは全てに断線、接触不良等の不具合が発生した場合でも、最終的に不動作状態の制御対象機器を手動操作することによって強制的に動作できるようなバックアップ対策を講じている。
【００２２】
すなわち、駆動モータ９、弁駆動部８、弁駆動部１４の手動操作用の入力端子Ｔ１Ｍ、Ｔ２Ｍ、Ｔ３Ｍをそれぞれ信号回路２４、２５、２６および手動操作スイッチ２７、２８、２９を介して制御電源Ｐに接続するように構成し、手動操作スイッチ２７、２８、２９を閉路することによって駆動モータ９、弁駆動部８、弁駆動部１４を強制的に動作させることができるようになっている。
【００２３】
なお、図１では手動操作スイッチ２７、２８、２９を一箇所に纏めて描いている関係で、手動操作スイッチ２７、２８、２９と駆動モータ９、弁駆動部８、１４との間を接続する信号回路２４、２５、２６を長く描いているが、実際には、手動操作スイッチ２７、２８、２９はそれぞれ駆動モータ９、弁駆動部８、弁駆動部１４の筐体に直接取り付ける、あるいは操作箱に収めたうえで駆動モータ９、弁駆動部８、弁駆動部１４の筐体に取付けるようにして付属させている。このため、信号回路２４、２５、２６の長さは極めて短く、信号回路２１、２２、２３のように断線、接触不良等を考慮する必要はないといってよい。
【００２４】
（作用）
回転機の運転中、監視制御装置１７は圧力センサー１５および１８で測定された圧力信号１５ｅおよび１８ｅを入力し、軸受箱２の内部空間部４の圧力と軸受箱２の外部の圧力を常時監視している。監視制御装置１７は軸受箱２外部の外部圧力信号１８ｅが軸受内部空間部４の内部圧力信号１５ｅよりも低下していない状態（１８ｅ−１５ｅ≧０）であれば、不動作状態にあり、動作指令は出力しない。したがって、排気ファン７の駆動モータ９、弁６の弁駆動部８および弁１２の弁駆動部１４にはモータ運転指令や弁開指令は一切出力されない。
【００２５】
しかしながら、建屋に設置されている換気ファンの運転等によって、建屋内の空気が排出され、軸受箱２外部の外部圧力信号１８ｅが軸受内部空間部４の内部圧力信号１５ｅよりも低下（１８ｅ−１５ｅ＜０）すると、監視制御装置１７は動作して信号回路１９、２１、２２および２３に動作指令を出力する。これにより、警報・監視装置２０が動作して建屋内の軸受箱２外部の圧力が軸受内部空間部４の内部圧力よりも低下したことを運転員に報知する。
【００２６】
これと同時に、弁駆動部８が自動的に動作して排気ファン前置弁６を全開にし、さらに、駆動モータ９が自動的に運転を開始して排気ファン７を回す。これにより、連通管５を通して軸受内部空間部４の空気が軸受箱２の外に排出され、同空間部４内の圧力１５ｅを低下させる。
【００２７】
さらに、これら排気ファン前置弁６、排気ファン７の動作と同時、あるいは若干遅れて、弁駆動部１４が自動運転することにより圧縮気体供給装置前置弁１２が全開し、圧縮気体供給装置１３内の圧縮気体が連通管１１を介してノズル１０から軸封部３の外側に吹き付けられ、軸封部３から軸受潤滑油が回転軸Ｓの表面を伝わって外部に漏出するのを防ぐ。
【００２８】
このようにして、軸受装置１の周囲の外部圧力信号１８ｅが軸受内部空間部４の内部圧力信号１５ｅよりも低下（１８ｅ−１５ｅ＜０）すると、排気ファン７による軸受内部空間部４内の空気の排気、および圧縮気体供給装置１３からの圧縮気体の吹き付けによって軸受潤滑油が軸封部３から外部に漏出するのを確実に防ぐことができる。
【００２９】
なお、運転員には軸受箱２外部の圧力信号１８ｅが軸受内部空間部４の圧力信号１５ｅよりも低下していることが警報・表示装置２０の動作によって報知されるので、万一、信号回路２１〜２３のいずれかの不具合事象によって、制御対象機器である駆動モータ９、弁駆動部８および弁駆動部１４の何れかが所定時間経っても動作しない場合、運転員は不動作状態の制御対象機器に付属している手動操作スイッチ２７または２８または２９を手動で閉路させる。これにより不動作状態にある制御対象機器を強制的に動作させ、排気ファン７による軸受内部空間部４内の空気の排気、および圧縮気体供給装置１３からの圧縮気体の吹き付けによって軸受潤滑油が軸封部３から外に漏出するのを確実に防ぐことができる。
【００３０】
（効果）
以上述べたように、本実施形態１によれば、監視制御装置１７で軸受装置１の軸受箱２の内外の圧力を常時監視し、軸受装置１周囲の圧力が軸受箱２内部の圧力よりも低くなった場合は、排気ファン７を自動あるいは手動によって動作させて、軸受内部空間部４内の空気を排気することにより、軸受内部空間部４内の圧力を低下させて軸受潤滑油が軸受装置１から外部に漏れるのを防止することができる。さらに、軸封部３に圧縮気体を吹き付けることにより、軸受潤滑油が軸受装置１から外部に漏れるのをより一層防止することができる。
【００３１】
（実施形態２）
図３は、実施形態２に係る軸受装置の漏油防止システムの構成図である。  
図３において、本実施形態２が前述した実施形態１と異なるところは、軸受内部空間部４の圧力を測定する圧力センサー１５および軸受箱２外部の圧力を測定する圧力センサー１８に替えて、１個で軸受箱２内外の差圧を測定する圧力センサー３０を設置したことを特徴とするものである。
【００３２】
本実施形態２は、上述した実施形態１の奏する作用効果に加えて、圧力センサーの設置個数が軸受装置１基あたり１個でよいために、実施形態１に比べて配線工事や監視制御装置１７の設定が簡単になるという長所を有している。
【００３３】
（実施形態３）
図４は、実施形態３に係る軸受装置の漏油防止システムの構成図である。  
図４を用いて本実施形態３について説明する。  
本実施形態３は、横軸型回転機の両端の回転軸を離間して設置された第１軸受装置１１および第２軸受装置１２で回転自在に支持するようにし、かつ各軸受装置１１および１２に図１と同様の漏油防止システムを構築したものである。
【００３４】
本実施形態３の漏油防止システムが実施形態１（図１）の漏油防止システムと異なるところは、排気ファン７、圧縮気体供給装置１３および監視制御装置１７を共用した点であり、その他は図１と同様に独立した部品が設けられている。
【００３５】
なお、図４では図１に描かれている駆動モータ９、弁駆動部８、１４、警報・表示装置２０、信号回路２４〜２６、手動操作スイッチ２７〜２９等は、図面が煩雑化するのを避けるために敢えて図示していないが、これらは本実施形態の漏油防止システムとして必要な機器、部品である。
【００３６】
本実施形態３では、共通の監視制御装置１７によって複数の軸受装置１１、１２の軸受箱２１、２２内外の圧力信号を常時監視し、両方の軸受装置１１、１２もしくは何れか一方の軸受装置１１、１２で、軸受装置１外部の圧力信号１８１ｅ（１８２ｅ）が軸受内部空間部４の圧力信号１５１ｅ（１５２ｅ）より低下したことを検知した場合に、自動で該当する排気ファン前置弁６１（６２）を開き、排気ファン７を動作させて、該当する軸受箱２１（２２）内を排気して軸受内部空間部４の圧力を軸受装置１周囲の圧力と同等にし、さらに、該当する圧縮気体供給装置前置弁１２１（１２２）を開き、共通する圧縮気体供給装置１３から該当する軸受装置の軸封部に圧縮気体を吹き付けて軸受潤滑油が軸受装置から漏れることを防止する。
【００３７】
本実施形態３によれば、排気ファン７、圧縮気体供給装置１３、および監視制御装置１７を共用しながら、複数の軸受装置の漏油防止システムで実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。
【００３８】
（実施形態４）
図５は、実施形態４に係る軸受装置の漏油防止システムの構成図である。  
図５を用いて本実施形態４について説明する。  
本実施形態４は、横軸型回転機の両端の回転軸を離間して設置した第１軸受装置１１および第２軸受装置１２で回転自在に支持するようにし、かつ各軸受装置１１および１２に漏油防止システムを構築した点、手動操作スイッチ２７〜２９を設けるようにした点は、実施形態３の図４と同様のものである。
【００３９】
ただし、本実施形態４が実施形態３の図４と異なるところは、第１軸受装置１１の図示しない軸受内部空間部の圧力を測定する圧力センサー１５１および軸受箱２１の外部の圧力を測定する圧力センサー１８１に替えて、１個で軸受箱２１内外の差圧を測定する圧力センサー３０１を設置し、同様に、第２軸受装置１２の図示しない軸受内部空間部の圧力を測定する圧力センサー１５２および軸受箱２２の外部の圧力を測定する圧力センサー１８２に替えて１個で軸受箱２２内外の圧力を測定する圧力センサー３０２を設置した点である。
【００４０】
本実施形態４は、上述した実施形態３の奏する作用効果に加えて、圧力センサーの設置個数が軸受装置１基あたり１個でよいために、実施形態３に比べて配線工事や監視制御装置１７の設定が簡単になるという長所を有している。
【００４１】
（各実施形態に共通する効果）
以上述べたように、本発明の実施形態によれば、軸受装置の軸受箱内外の圧力を常時監視して、軸受箱外部の圧力が軸受箱内部の圧力より相対的に低下した場合、排気ファンで軸受箱内部の空気を排出することにより、軸受箱内部の圧力を低下させて軸受潤滑油が軸受装置から漏油することを防止するようにした信頼性のより高い軸受装置の漏油防止システムを提供することができる。
【００４２】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４３】
１、１１、１２…軸受装置、２、２１、２２…軸受箱、３…外側軸封部（油切り）、４…軸受内部空間部、５…連通管、６…排気ファン前置弁、７…排気ファン、８…弁駆動部、９…駆動モータ、１０…ノズル、１１…連通管、１２…圧縮気体供給装置前置弁、１３…圧縮気体供給装置、１４…弁駆動部、１５…圧力センサー、１６…連通管、１７…監視制御装置、１８…圧力センサー、１９…信号回路、２０…警報・表示装置、２１〜２３…信号回路、２４〜２６…信号回路、２７〜２９…手動操作スイッチ、３０…圧力センサー。
【図１】
2015021517.tif 000003
【図２】
2015021517.tif 000004
【図３】
2015021517.tif 000005
【図４】
2015021517.tif 000006
【図５】
2015021517.tif 000007