(57)【要約】【課題】定常時における軸受油槽と外気との連通を確保するとともに、冠水時には閉弁を確実に行って軸受油槽への浸水を防止する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る気抜管は、回転電気機械の軸受油槽に対して、一端に形成された油槽側開口端が接続され、他端に形成された外気側開口端が外気に連通する配管と、この配管の途中に配置され、外気側開口端側から油槽側開口端方向への浸水を遮断する弁と、外気側開口端に接続され、配管内への異物混入を防止するフィルターと、を備え、外気側開口端は、鉛直方向の位置が軸受油側開口端よりも低い位置に配置されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に回転電気機械の軸受油槽に接続される油槽側開口端を有し、他端に外気に連通する外気側開口端を有する配管と、
この配管の途中に配置され、前記外気側開口端側から前記油槽側開口端方向への浸水を遮断する弁と、
前記外気側開口端に接続され、前記配管内への異物混入を防止するフィルターと、
を備え、
前記外気側開口端は、その鉛直方向の位置が前記軸受油側開口端よりも低い位置に配置されていることを特徴とする気抜管。
【請求項２】
前記配管は、鉛直方向に配置され、
前記浸水を遮断する弁は、
前記配管に連通する内部空間が形成された弁室と、
この弁室の上端側に配置され、前記配管と弁室を連通する通気口が中央に形成された弁座と、
この弁座の通気口に嵌合可能な形状および大きさで前記弁室内に形成されたフロート部材と、
前記弁室内に設けられ、前記フロート部材を載置するフロート保持器と、
を有するフロート付弁であることを特徴とする請求項１記載の気抜管。
【請求項３】
前記浸水を遮断する弁は、
前記配管に連通する内部空間が形成された弁室と、
この弁室内に配置された弁座と、
前記弁室内を移動可能に設けられ、接続先のセンサが出力する動作信号に基づいて電磁的に駆動し、前記弁座を開閉する弁体と、
を有する電磁弁であることを特徴とする請求項１記載の気抜管。
【請求項４】
前記配管、前記弁及び前記フィルターは、少なくとも１ＭＰａの耐圧性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載の気抜管。
【請求項５】
回転軸を支持する軸受と、この軸受を収納し、前記軸受の周囲に前記回転軸の潤滑油を充填する軸受油槽と、この軸受油槽内の気圧を調整する気抜管と、を備え、
前記気抜管は、
一端に前記軸受油槽に接続される油槽側開口端を有し、他端に外気に連通する外気側開口端を有する配管と、
この配管の途中に配置され、前記外気側開口端側から前記油槽側開口端方向への浸水を遮断する弁と、
前記外気側開口端に接続され、前記配管内への異物混入を防止するフィルターと、
からなり、前記外気側開口端は、その鉛直方向の位置が前記軸受油側開口端よりも低い位置に配置されていることを特徴とする回転電気機械。
【請求項６】
前記配管は、鉛直方向に配置され、
前記浸水を遮断する弁は、
前記配管に連通する内部空間が形成された弁室と、
この弁室の上端側に配置され、前記配管と弁室を連通する通気口が中央に形成された弁座と、
この弁座の通気口に嵌合可能な形状および大きさで前記弁室内に形成されたフロート部材と、
前記弁室内に設けられ、前記フロート部材を載置するフロート保持器と、
を有するフロート付弁であることを特徴とする請求項５記載の回転電気機械。
【請求項７】
前記浸水を遮断する弁は、
前記配管に連通する内部空間が形成された弁室と、
この弁室内に配置された弁座と、
前記弁室内を移動可能に設けられ、接続先のセンサが出力する動作信号に基づいて電磁的に駆動し、前記弁座を開閉する弁体と、
を有する電磁弁であることを特徴とする請求項５記載の回転電気機械。
【請求項８】
前記軸受油槽と前記回転軸の外周部との接続部分に設けられ、前記接続部分を密封し、前記外気側から前記軸受油槽内への浸水及び異物混入を防止するシール部材を更に備えることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項記載の回転電気機械。
【請求項９】
前記軸受油槽、前記気抜管及び前記シール部材は、少なくとも１ＭＰａの耐圧性を有することを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか一項記載の回転電気機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気抜管及びこれを用いた回転電気機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発電機等の回転電気機械には、モータの駆動力によって回転する回転軸の周囲にこれを支持する軸受が配置され、この軸受は回転軸の潤滑油が充たされた軸受油槽に収納されている。この軸受油槽により、高速回転する回転軸の潤滑と冷却が行われる。また、軸受油槽の上部には、外気側と連通する気抜管が接続されており、軸受油槽内部の圧力変化を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１３０１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の気抜管は、屋外へ設置した際の雨水、波浪及び塵の影響、冠水時における異物混入の防止や高圧の水圧の全てを考慮した構造ではなかった。具体的には、定常時に軸受油槽を外気側に連通している気抜管が上方に開口して配置されており、雨水、波浪及び塵が上方から気抜管内に侵入しやすかった。また、回転電気機械が沿岸部に設置されている場合には、大地震により津波が発生すると、回転電気機械の大部分が冠水する可能性があるが、従来構造では回転電気機械が冠水すると、海水中の異物が気抜管内に混入してしまう。このような場合、気抜管に浸水を防止するための弁が設けられていても弁体と弁座の間に異物が挟まることで、冠水時に完全な閉弁ができなくなり、その結果、軸受油槽内への浸水によって回転電気機械が故障することが考えられる。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、定常時における軸受油槽側と外気側との連通を確保するとともに、冠水時には閉弁を確実に行って軸受油槽への浸水を防止できる気抜管及びこれを用いた回転電気機械を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る気抜管は、一端に回転電気機械の軸受油槽に接続される油槽側開口端を有し、他端に外気に連通する外気側開口端を有する配管と、この配管の途中に配置され、前記外気側開口端側から前記油槽側開口端方向への浸水を遮断する弁と、前記外気側開口端に接続され、前記配管内への異物混入を防止するフィルターと、を備え、前記外気側開口端は、その鉛直方向の位置が前記軸受油側開口端よりも低い位置に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の一実施形態に係る回転電気機械は、回転軸を支持する軸受と、この軸受を収納し、前記軸受の周囲に前記回転軸の潤滑油を充填する軸受油槽と、この軸受油槽内の気圧を調整する気抜管と、を備え、前記気抜管は、一端に前記軸受油槽に接続される油槽側開口端を有し、他端に外気に連通する外気側開口端を有する配管と、この配管の途中に配置され、前記外気側開口端側から前記油槽側開口端方向への浸水を遮断する弁と、前記外気側開口端に接続され、前記配管内への異物混入を防止するフィルターと、からなり、前記外気側開口端は、その鉛直方向の位置が前記軸受油側開口端よりも低い位置に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、定常時における軸受油槽側と外気側との連通を確保するとともに、冠水時には閉弁を確実に行って軸受油槽への浸水を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係る回転電気機械の全体構成例を示す模式図。
【図２】図１に示すフロート付弁の定常時の状態を示す模式図。
【図３】図１に示すフロート付弁の水位上昇時の状態を示す模式図。
【図４】図１に示すフロート付弁の水位上昇時の状態を示す模式図。
【図５】図１に示すフロート付弁の閉弁時の状態を示す模式図。
【図６】本発明の実施形態２に係る回転電気機械の全体構成例を示す模式図。
【図７】図６に示す電磁弁の定常時の状態を示す模式図。
【図８】図６に示す電磁弁の閉弁時の状態を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
＜実施形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る回転電気機械１０の全体構成例を示す模式図である。同図に示される回転電気機械１０は、縦型の回転軸２０の周囲に回転軸２０を支持する軸受３０が配置されている。この軸受３０は、内部の空間に所定量の潤滑油ＯＬが充填された軸受油槽４０内に収納され、潤滑油ＯＬにより回転軸２０の潤滑と冷却が行われるように形成されている。
【００１２】
また、軸受油槽４０の側面上部には、軸受油槽４０と外気を連通する気抜管５０が設けられている。この気抜管５０は、配管５１、フロート付弁５２及びフィルター５３から構成されている。配管５１は、一端に軸受油槽４０に接続される油槽側開口端を有し、他端に外気に連通する外気側開口端を有する。配管５１の外気側開口端は、鉛直方向の位置が軸受油側開口端よりも低い位置に配置されている。図２は、図１に示すフロート付弁５２の定常時の状態を示す模式図である。フロート付弁５２は、配管５１の途中に配置されている。弁室５２Ａには、配管５１に連通する内部空間が形成されている。その内部空間の中央位置における横断面の幅は配管５１の幅よりも広く形成されている。弁座５２Ｂは、弁室５２Ａの上端側に配置され、配管５１と弁室５２Ａを連通する通気口が中央に形成されている。フロート部材５２Ｃは、弁室５２Ａ内に設けられ、弁座５２Ｂの通気口と嵌合可能な形状及び大きさに形成されている。ここでは、フロート部材５２Ｃが例えば球状に形成され、浸水時に浮揚できるように内部に空気を含んでいるが、水に浮くことが出来る部材であればこれに限られない。フロート保持器５２Ｄは、弁室５２Ａ内に設けられ、フロート部材５２Ｃを載置している。このフロート保持器５２Ｄの底面には、開口部が複数設けられているため、浸水時にはフロート部材５２Ｃの内側と外側の水位を等しくでき、水が引く際にはフロート部材５２Ｃの内側から排水できる。また、フロート保持器５２Ｄの側面は、浸水時にフロート部材５２Ｃを弁座５２Ｂの通気口方向に案内するために、鉛直方向に延びている。
【００１３】
フィルター５３は、配管５１の外気側開口端に接続されており、通気性及び通水性を備えつつ、配管５１内への異物混入（塵浸入）を防止するメッシュ状の濾過部材である。
【００１４】
また、図１に示すように、回転電気機械１０には、軸受油槽４０と回転軸２０の外周部との接続部分を密封するシール部材６０を更に備えている。このシール部材６０により、外気側から軸受油槽４０内への浸水及び異物混入の防止とともに、軸受油槽４０側から外気側に潤滑油ＯＬが漏れることを防止している。シール部材６０が軸貫通部に設けられていることにより、軸受油槽４０は密閉されている。しかし、軸受油槽４０に連通している気抜管５０からの気抜により内部の圧力を調整しているため、潤滑油ＯＬは軸受油槽４０内を循環可能となっている。尚、津波による冠水時の耐水圧対策として、軸受油槽４０、気抜管５０及びシール部材６０は、いずれも少なくとも１ＭＰａの耐圧性を有することが好ましい。また、図１では、気抜管５０が軸受油槽４０の側面上部に接続されているが、配管５１の外気側開口端が下向きとなるように取り付けられていれば、軸受油槽４０の上面や端面に接続してもよい。気抜管５０は縦型と横型の両方の回転電気機械１０に対して取付可能である。下向きに取り付けるのは気抜管５０内に雨水等が侵入するのを防止すること、フィルター５３の表面に塵などが堆積するのを防止すること、回転電気機械１０の周囲から水が引くのに連動して弁内からの排水を確実に行い、気抜管としての再び機能させること等を考慮したものである。
【００１５】
以下、本実施形態に係る回転電気機械１０の動作を図２乃至図５に基づいて説明する。ここでは、津波によって回転電気機械１０が冠水した場合を想定している。
【００１６】
図２に示すように、フロート付弁５２のフロート部材５２Ｃは、定常時においてフロート保持器５２Ｄの底面に載置されており、弁室５２Ａの上端部は軸受油槽４０側と、下端部は外気側と連通している。
【００１７】
図３及び図４は、フロート付弁５２の水位上昇時の状態を示す模式図である。図３に示すように、回転電気機械１０が冠水すると、フィルター５３によって異物を除去した海水ＳＷがフィルター５３側からフロート付弁５２内へ浸水し始め、弁室５２Ａ内で水位が上昇する。そして、更に水位が上昇してフロート保持器５２Ｄの位置を超えると、図４に示すように、フロート部材５２Ｃが浮上し始める。
【００１８】
図５は、フロート付弁５２の閉弁時の状態を示す模式図である。同図に示されるように、弁室５２Ａ内で海水ＳＷが所定量に達すると、フロート部材５２Ｃがフロート保持器５２Ｄに案内されながら弁室５２Ａの上部に形成された弁座５２Ｂの下部に当接（閉弁）し、気抜経路（軸受油槽４０、気抜管５０及び外気側を繋ぐ経路）を介した軸受油槽４０側への浸水を防止する。
【００１９】
冠水後、海水ＳＷの水位が徐々に低下していくと、フロート部材５２Ｃは弁座５２Ｂから離間してフロート保持器５２Ｄ内を案内されながら下方に移動してフロート保持器５２Ｄの底面に載置され、図２に示すように、軸受油槽４０は再び外気と連通する。
【００２０】
このように、本実施形態に係る回転電気機械１０によれば、気抜管５０の外気側開口端の鉛直方向の位置が油槽側開口端よりも低く、下向きに取り付けられ、かつ、外気開口端にはフィルター５３が取付られている。このため、定常時は軸受油槽４０との連通することで圧力変化を防止するとともに、屋外に配置した際の外部からの雨水、波浪及び塵の侵入を防止できる。また、津波などによる冠水時には、電気的な制御を必要とすることなく、弁内での水位上昇に連動してフロート付弁５２が自動的、かつ、確実に閉弁でき、軸受油槽４０への浸水を防止できる。逆に、水位が下がり、海水ＳＷが弁内から抜けた際には、気抜管５０は軸受油槽４０側と外気側との連通を自動的に再開することができる。更に、フロート付弁５２の外気側の端部にフィルター５３を取り付けたことにより、閉弁を妨げる異物が弁室５２Ａ内に混入することを防止できるため、冠水時にフロート付弁５２を確実に動作させることができる。
【００２１】
＜実施形態２＞
図６は、本発明の実施形態２に係る回転電気機械１０の全体構成例を示す模式図である。図１において付された符号と共通する符号は同一の対象を表すため説明を省略し、以下では実施形態１と異なる箇所について詳細に説明する。
【００２２】
本実施形態に係る回転電気機械１０は、実施形態１と異なり、気抜管５０の弁としてフロート付弁５２の代わりに電磁弁５４を使用する。電磁弁５４はフロート付弁５２に比べて軸受油槽４０に対する取付方向の自由度が高い利点があり、ここでは水平方向に取付られている。また、電磁弁５４は、振動を検出する振動センサ７０に接続されている。配管５１に連通する弁室５４Ａ内には、仕切り板状の弁体５４Ｂが移動可能に設けられている。そして、電磁弁５４は、振動センサ７０の出力する振動検出信号に基づいて内部のコイル（図示省略）を励磁することで弁体５４Ｂを電磁的に駆動させ、弁室５４Ａ内で気抜経路を封鎖する。
【００２３】
図７及び図８は、図６に示す電磁弁５４の定常時及び閉弁時の状態をそれぞれ示す模式図である。図７に示すように、定常時は電磁弁５４内で弁体５４Ｂは弁室５４Ａを開放しており、軸受油槽４０側と外気側は連通している。そして、地震等が発生した場合には、図８に示すように、弁体５４Ｂが弁室５４Ａを閉鎖し、弁室５４Ａ側から軸受油槽４０への浸水を止める。実施形態１と同様に、配管５１の外気側開口端の鉛直方向の位置が油槽側開口端よりも低い位置に配置されているため、弁室５４Ａ内から海水ＳＷが引いた後には、弁体５４Ｂを開き、気抜管５０を介して再び軸受油槽４０が外気と連通する。
【００２４】
このように、本実施形態に係る回転電気機械１０によれば、気抜管５０内に電磁弁５４を設けているため、地震が発生した場合には、津波が到達する前であっても、振動センサ７０による制御信号に基づいて迅速に閉弁することができる。尚、電磁弁５４を制御する方法は、振動センサ７０による制御信号だけには限られない。電磁弁５４を動作させるセンサとしては様々なセンサを適用できる。例えば、地震検知装置（図示省略）からの制御信号（動作信号）に基づいて地震の発生前に閉弁させる構成とすることもできる。また、電源センサ（図示省略）に連動させ、回転電気機械１０の電源が入っている場合には、電磁弁５４が開き、電源が入ってない場合には電磁弁５４が閉じるように制御してもよい。
【００２５】
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り、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施す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。
【符号の説明】
【００２６】
ＯＬ…潤滑油、
ＳＷ…海水、
１０…回転電気機械、
２０…回転軸、
３０…軸受、
４０…軸受油槽、
５０…気抜管、
５１…配管、
５２…フロート付弁、
５２Ａ…弁室、
５２Ｂ…弁座、
５２Ｃ…フロート部材、
５２Ｄ…フロート保持器、
５３…フィルター、
５４…電磁弁、
５４Ａ…弁室、
５４Ｂ…弁体、
６０…シール部材、
７０…振動センサ。
【図１】
2015077018.tif 000003
【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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