(57)【要約】【課題】ドレンセパレータ内の水分量を目視確認するための透明部が水分中に含まれる濁り成分によって透明性を喪失することによって排水すべき水分量を目視確認できなくなる不具合を、セパレータを分解した上で清掃する手間をかけることなく解消する。【解決手段】ガス成分、及び水分を含んだオイルミストを吸引する真空ポンプ１１０と、真空ポンプにより吸引されたガス成分を外部に排出すると共に水分を含むオイルを内部に収容するオイルチャンバー１１５と、オイルチャンバーの底部に設けた底部排水口と連通しオイルチャンバー内底部に溜まった水分を取り出して溜めるためのドレンセパレータ１と、を備え、ドレンセパレータは、容器本体外壁の少なくとも一部に設けた目視確認用の透明部４と、透明部の内壁に摺接して付着した異物を除去するワイパー２０と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス成分、及び水分を含んだオイルミストを吸引する真空ポンプと、該真空ポンプにより吸引された前記ガス成分を外部に排出すると共に前記水分を含むオイルを底部に収容するオイルチャンバーと、該オイルチャンバーの底部に設けた底部排水口と連通し前記オイルチャンバー底部に溜まった前記水分を取り出して溜めるためのドレンセパレータと、を備えたオイル循環システムにおいて、
前記ドレンセパレータは、前記底部排水口と連通した容器本体と、該容器本体下部に設けた排水部と、該容器本体外壁の少なくとも一部に設けた目視確認用の透明部と、該透明部の内壁に摺接して付着した異物を除去するワイパーと、該ワイパーを手動操作するハンドルと、を備えたことを特徴とするドレンセパレータ。
【請求項２】
前記透明部は、下方へ向かうほど内径が拡径するテーパー形状を有していることを特徴とする請求項１に記載のドレンセパレータ。
【請求項３】
前記容器本体の内底面は前記排水部に向かって下向きに傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載のドレンセパレータ。
【請求項４】
前記ワイパーは螺旋状の羽根からなることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のドレンセパレータ。
【請求項５】
前記ワイパーの底部は、前記容器本体の内底面に接触していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のドレンセパレータ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載のドレンセパレータを備えたことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項７】
請求項６に記載の真空ポンプを備えたことを特徴とするオイル循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発電機を構成する回転体の発熱箇所を冷却するために供給される水素ガス等の冷媒をシールするために使用されるオイルの循環システムの改良に関し、特にオイル循環経路に配置される真空ポンプに連設されるドレンセパレータ、真空ポンプ、及びオイル循環システムの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所に設置される交流発電機では、化石燃料等を燃焼させて水を沸騰させることによって得た水蒸気によってタービンを回転させ、タービンの軸に連結した磁石をコイル内で回転させることにより発電している。回転体としての磁石、コイル、その他の部位は発熱し易いため、これらの発熱部に対して水素ガス等の冷媒を供給することにより冷却する冷却機構が知られている。水素ガス等を用いた冷却機構においては、磁石の回転軸の軸受部から水素ガスが外部へ漏出することを防止するために、一定の圧力が付与されたオイルを軸受部等に供給するオイルシール構造が一般に用いられる（特許文献１、２）。
【０００３】
図４は上記の如きオイルシール構造を備えた発電機に対してシール用オイルを循環供給するためのシステム構成を示す概略図である。
発電機１００に装備された発電機１００ａの軸受部、及びコイル１００ｂ等の発熱部は水素ガスにより冷却されている。一方、軸受部には一定の圧力を付与されたオイルを利用したオイルシール部を設けて水素ガスが外部へ漏れることを防止している。発電機１００に対しては、オイルシール部にシール用オイルを供給するための供給管１０１と、オイルシール部から戻ってきた不純物や水分や水素ガスを含む回収オイルＯを回収するための回収管１０２と、が接続されている。供給管１０１と回収管１０２は真空槽１０５と接続されており、回収管１０２を経由して搬送されてきた回収オイルＯは真空槽１０５内に一旦貯留されて真空脱気処理を受ける。回収オイル中には不純物、水分、空気、水素ガスが混入しているため、真空脱気した上で、供給管１０１及びボンプＰによって発電機１００に対して再供給される。
【０００４】
真空槽１０５は、真空槽本体１０６内に回収管１０２の排出端１０２ａを引き入れると共に、底面には供給管１０１の吸引端部１０１ａを接続した構成を備えている。回収管１０２の排出端１０２ａから真空槽本体１０６内の真空雰囲気中に回収オイルＯが排出される際に回収オイル中に含まれた空気、水素ガスは真空脱気されて真空槽本体１０６の上部に接続された排気管１０７から槽外へ排出される。排気管１０７から排出される気体中には、オイル成分、水分、不純物も含まれている。槽内に残った回収オイルＯは供給管１０１を介して発電機１００に再供給される。
【０００５】
排気管１０７は真空ポンプ１１０の吸引部１１０ａと接続され、真空ポンプ１１０からの負圧によって真空槽本体１０６内で脱気された気体が吸引される。真空ポンプ１１０には管体１１１を介してオイルチャンバー１１５が連設されており、排気管１０７を経て吸引されてきたオイル等を含む気体がオイルチャンバー１１５内に溜められる。オイルチャンバー１１５には、外気と連通し管体１１１から排出されてきた気体を外部に排出する排気管１１６と、真空ポンプ１１０の回転駆動部にオイルチャンバー内に溜まったオイルＯ’を潤滑油として供給するための管体１１７と、オイルチャンバー内に溜まったオイルＯ’の下層にある水分や不純物をドレンセパレータ１２０に供給するための底部排水口１１５ａに接続された管体１１８と、が設けられている。
【０００６】
ドレンセパレータ１２０はオイルチャンバー１１５内に溜まったオイルＯ’中から水分を除去することにより、真空ポンプ１１０の回転駆動部に対して水分を含んだオイルが供給されることがないようにする手段である。つまり、セパレータ内には劣化したヘドロ状のオイルも滞留し、潤滑に不向きなオイルが真空ポンプ側へ再供給されることを防止している。ドレンセパレータ１２０は、管体１１８を介してオイルチャンバー１１５内部と連通した容器本体１２１と、容器本体１２１下部に設けた排水部（排水管）１２２と、容器本体の側壁全面に亘って形成された目視確認用のガラス部（透明部）１２３と、を備えている。容器本体１２１内に溜まった水分中にもオイルが含まれているため、オイルと水分が上下位置関係で分離した状態となる。管理者はガラス部１２３から目視によって容器本体内部の水分量を確認し、水分量がある程度溜まった場合には排水部１２２に設けたバルブ１２２ａを開放して水分だけを排出する作業を実施する。
【０００７】
なお、仮にセパレータ中に溜まった水分と共にオイルまでも廃棄するとなると、廃棄する度にオイルチャンバー１１５内の潤滑用オイルレベルが大きく低下して不足状態になるため、その都度オイルチャンバー内にオイルを補給する必要が発生する。また、セパレータ内のオイルを水分と共に廃棄すると、これを廃水処理するための浄化装置のコストが高くなるという問題が生じる。
一方、ドレンセパレータ１２０中に溜まったオイル、及び水分は汚濁物質によってヘドロ状になっているため、ガラス部１２３の内壁に汚濁物質が付着し易く、実際にはガラス部の外側から容器本体内の状況を目視確認することが困難となることが多かった。管理者は、ガラス部を通して水分とオイルとの境界を目視確認できないために水分の排出量を適切に調整することができなかった。
そこで、従来はガラス部の透明性が低下するたびに、管体１１８に設けたバルブ１１８ａを閉じた上で、ドレンセパレータ１２０を分解してガラス部１２３を清掃する必要があったが、このような分解を伴う清掃作業は多大な時間と労力を要する作業となるため、改善策が求められていた。
【特許文献１】特開平０８−０２１３８６号公報
【特許文献２】特開平０９−０２３６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように、発電機から回収したシール用のオイルを一旦真空槽内に貯留して真空脱気してから発電機に再供給するように構成されたオイル循環システムにおいては、真空槽内に負圧を生成するための真空ポンプに装備されたオイルチャンバー内に溜まったオイルを真空ポンプの回転駆動部に潤滑油として供給している。更に、チャンバー内に溜まるオイル中から水分を除去するためのドレンセパレータがチャンバーに連設されている。この水分中には汚濁物質が含まれているため、ドレンセパレータに設けた内部確認用の透明部の透明性が低下してセパレータ内の水分量を目視確認しにくくなり、透明性が低下する度にセパレータを分解した上で透明部を清掃する必要があった。
【０００９】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ドレンセパレータ内の水分量を目視確認するための透明部が水分中に含まれる濁り成分によって透明性を喪失することによって排水すべき水分量を目視確認できなくなる不具合を、セパレータを分解した上で清掃する手間をかけることなく解消することができるオイル循環システムにおけるドレンセパレータ、真空ポンプ、及びオイル循環システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１の発明に係るドレンセパレータは、ガス成分、及び水分を含んだオイルミストを吸引する真空ポンプと、該真空ポンプにより吸引された前記ガス成分を外部に排出すると共に前記水分を含むオイルを内部に収容するオイルチャンバーと、該オイルチャンバーの底部に設けた底部排水口と連通し前記オイルチャンバー内底部に溜まった前記水分を取り出して溜めるためのドレンセパレータと、を備えたオイル循環システムにおいて、前記ドレンセパレータは、前記底部排水口と連通した容器本体と、該容器本体下部に設けた排水部と、該容器本体外壁の少なくとも一部に設けた目視確認用の透明部と、該透明部の内壁に摺接して付着した異物を除去するワイパーと、該ワイパーを手動操作するハンドルと、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
オイルチャンバー内に貯留されたオイル、水分のうち、上層に浮いたオイル成分は真空ポンプの回転駆動部（軸受部等）に供給されて潤滑のために使用される一方、下層に溜まったオイル、水分、異物等はセパレータに収容される。このセパレータを構成する容器本体の外面には内部のオイル、水分の溜まり状況を目視確認するための透明部が設けられており、主として溜まった水分だけを容器本体下部に設けた排水部から排出する。しかし、オイルや水分中の汚濁物質によって透明部の透明性が失われると目視確認して水分量を確認できなくなる。透明部が汚れるたびにセパレータを分解して清掃するのは極めて煩雑な作業である。本発明では、透明部を外部からのハンドル操作によって清掃するためのワイパーを設けたので、分解することなく透明部の透明性を回復することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、前記透明部は、下方へ向かうほど内径が拡径するテーパー形状を有していることを特徴とする。
透明部の内壁面が裾広がりとなっていることにより透明性を阻害する汚濁物質が内壁面に付着しにくくなると共に、一旦付着した汚濁物質もワイパーにより除去、落下し易くなる。
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記容器本体の内底面は前記排水部に向かって下向きに傾斜していることを特徴とする。
落下した汚濁物質が排水部に向かい易くなる。
請求項４の発明は、請求項１、２又は３において、前記ワイパーは螺旋状の羽根からなることを特徴とする。
螺旋状の羽根を回転させることにより、透明部に付着した汚濁物質を効果的に除去、落下させることができる。
【００１３】
請求項５の発明は請求項１乃至４において、前記ワイパーの底部は、前記容器本体の内底面に接触していることを特徴とする。
ワイパー底部が容器本体の内底面を摺擦するので、底面の汚濁物質を除去しつつ排水部へ押し出すことが可能となる。
請求項６の発明に係る真空ポンプは、請求項１乃至５の何れか一項に記載のドレンセパレータを備えたことを特徴とする。
請求項７の発明に係るオイル循環システムは、請求項６に記載の真空ポンプを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のドレンセパレータによれば、オイルチャンバーの底部排水口と連通した容器本体に設けた目視確認用の透明部の内壁に摺接して付着した異物を除去するワイパーと、ワイパーを手動操作するハンドルと、を備えたので、セパレータを分解することなく透明部の透明性を回復することができる。
透明部の内壁面が裾広がりとなっていることにより透明性を阻害する汚濁物質が内壁面に付着しにくくなると共に、一旦付着した汚濁物質もワイパーにより除去、落下し易くなる。
【００１５】
容器本体の内底面は排水部に向かって下向きに傾斜しているので、落下した汚濁物質が排水部に向かい易くなる。
螺旋状の羽根からなるワイパーを回転させることにより、透明部に付着した汚濁物質を効果的に除去、落下させることができる。
ワイパー底部が容器本体の内底面を摺擦するので、底面の汚濁物質を除去しつつ排水部へ押し出すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るドレンセパレータ、及びこのドレンセパレータを備えた真空ポンプ、及びこれらを備えたオイル循環システムの構成説明図である。なお、図４中の各構成要素と同一部分には同一符号を付して説明する。
本実施形態に係るドレンセパレータ１は、オイルチャンバー１１５内に溜まったオイルＯ’の下層にある水分や不純物を底部排水口１１５ａに接続された管体１１８を介して受け入れるように構成されている。ドレンセパレータ１はオイルチャンバー１１５内に溜まったオイルＯ’中から水分を除去することにより、真空ポンプ１１０の回転駆動部に対して水分を含んだオイルが供給されることがないようにする手段である。
なお、ドレンセパレータ１は真空ポンプ１１０の一つの構成要素でもある。
【００１７】
ドレンセパレータ１は、管体１１８を介してオイルチャンバー１１５内部と連通した略円筒状の容器本体２と、容器本体２の下部に設けた排水部（排水管）３と、容器本体の側壁に形成された目視確認用のガラス部（透明部）４と、を備えている。容器本体２内に溜まった水分中にもオイルが含まれているため、オイルＯ’’と、それより比重の重い水分Ｗが上下位置関係で分離した状態となる。管理者はガラス部４から目視によって容器本体内部の水分量を確認し、水分量がある程度溜まった場合には排水部３に設けたバルブ３ａを開放して水分を排出する作業を実施する。
本発明のドレンセパレータ１の特徴的な構成は、図２の縦断面図に示すように透明部４の内面に摺接して付着した異物を除去するワイパー２０と、ワイパーを手動操作するハンドル２１と、を備えた構成にある。
【００１８】
即ち、容器本体２は、ハンドル２１を回転自在に軸支する金属製の上部構造体５と、上部構造体５の下部に連設した下部構造体１０と、を備えている。上部構造体５の上面に設けた支持孔５ａに設けた軸受部７にはハンドル２１の軸部２１ａが回転自在に軸支され、且つ軸部２１ａは下部構造体１０の内部に向けて挿通されてその適所を他の軸受部７によって支持されている。軸部２１ａの上端部にはハンドル２１が固定され、軸部２１ａの下部適所にはワイパー２０が固定されている。ワイパー２０は、ゴムブレード、ブラシ等々、任意の材料から構成され、透明部４の内面に外周縁を圧接させることにより、軸部２１ａが回転したときに透明部の内面全体に摺接して、付着した異物を除去して透明部の透明性を回復するように構成されている。
この例では上部構造体５に管体１１８が接続されているが、下部構造体１０側に管体１１８を接続するようにしてもよい。また、下部構造体１０は上下のフランジ１１、１２間に円筒状のガラス製透明部４を配置し、フランジ間を棒材１３により連結した構成を有しているが、この構成は一例に過ぎない。
【００１９】
オイルチャンバー１１５内のオイル、汚濁物を含んだ水分が管体１１８を経由して容器本体２内に溜まると、経時的に透明部４の内面に汚濁物が付着して透明性が低下する。この時点で、ハンドル２１を操作してワイパー２０を回転させることによりワイパー外周縁が透明部内面全体に摺擦して付着した汚濁物を除去する。このため、透明部４の透明性が回復し、容器本体内の水分量（水分層とオイル層との境界位置）を目視確認することが可能となる。
従って、ドレンセパレータを分解して清掃することなく、ハンドル２１を操作して清掃を行い、透明性が回復した透明部を介して容器本体内部の状態を外部から確認した上で必要に応じてバルブ３ａを開放し、容器本体内底部の水分を適量ずつ排出することができる。
【００２０】
なお、ワイパー２０を回転させることにより、透明部４の透明性が回復するだけでなく、内部の液体全体を攪拌することによって比重の軽いオイル層Ｏ’’と重い水分層（汚濁物を含む）Ｗの分離を促進し、下層に滞留、沈殿する水分、及び汚濁物だけを容器本体外に排出することができる。
また、ワイパー２０の底部を容器本体の内底面にまで延長して接触させることにより、ワイパー回転時に容器本体底面を摺擦して堆積する汚濁物等を確実に排出させることが可能となる。
【００２１】
次に、図３は本発明の他の実施形態に係るドレンセパレータの構成を示す縦断面図である。この実施形態に係るドレンセパレータは少なくとも透明部４を構成するガラス板を下方へ向かう程内径が拡開するように構成した点が特徴的である。ワイパー２０は、その外周縁が透明部４の内面に沿って摺接することができるようにその形状が下向きに拡幅するテーパー状に構成されている。
このように透明部内面が斜め下向きになるように透明部を拡開させているので、透明部内面に汚濁物が付着しにくくなり、また、ワイパー２０によって付着した汚濁物を除去し易くなる。
また、容器本体２の底面２ａが排水部３に向かって下向きに傾斜するように構成することにより排水部３からの水分や底面に堆積した汚濁物の排出を促進することができる。特に破線で示すようにワイパー２０の底部を底面にまで延長することによりワイパー回転時に底面を摺擦して堆積する汚濁物等を確実に排出させることが可能となる。
【００２２】
なお、上記実施形態ではワイパー２０として板状、或いはブラシ状のものを例示したが、例えば軸部２１ａの外周にスパイラル状の羽根を一体化したワイパーとすることにより、透明部の清掃効率を高めると共に、水分及び汚濁物を容器本体底部の排水部３に対してより積極的に導くことができる。
なお、上記実施形態では透明部を備えた容器本体の外周面を固定し、ワイパー側を回転させるように構成したが、これとは逆にワイパー側を固定し、透明部を備えた容器本体側を回転させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るドレンセパレータを備えたオイル循環システムの構成説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るドレンセパレータの縦断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るドレンセパレータの構成を示す縦断面図である。
【図４】オイルシール構造を備えた発電機に対してシール用オイルを循環供給するための従来のシステム構成を示す略図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…ドレンセパレータ、２…容器本体、２ａ…底面、３…排水部、３ａ…バルブ、４…透明部、５…上部構造体、５ａ…支持孔、６…軸受部、７…軸受部、１０…下部構造体、１１、１２…フランジ、１３…棒材、２０…ワイパー、２１…ハンドル、２１ａ…軸部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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