(57)【要約】【課題】電気機械の結露防止用の乾燥剤式ガス乾燥器であって、吸湿した乾燥剤の再活性化が電気機械の除湿を継続しつつ行えるガス乾燥器を提供する。【解決手段】第１、第２の乾燥塔を備え、いずれか一方の乾燥塔の乾燥剤がある程度の水分吸収による除湿能力低下が生じると、他方に切り替えて運転する、即ち、電気機械から導出されたガスが、乾燥器の入口切替弁を介し第１の乾燥塔で除湿され、出口露点計の計測値が乾燥剤の再活性化を行わねばならないとする所定値を越えると入口切替弁が切り替わり乾燥剤再活性回路が形成されて第１の乾燥塔の乾燥剤が再活性化されるとともに、ガスが第２の乾燥塔で除湿される。【選択図】図１
2008029092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械内部冷却用ガスの乾燥器であって、該乾燥器には、前記電気機械に接続される冷却用ガスの導出管に設けられた入口切替弁を介し、それぞれの内部に乾燥剤を有する第１、第２の乾燥塔と、該第１、第２の乾燥塔と前記乾燥剤の再活性化を行う再活性回路とが３並列に設けられているとともに、前記第１、第２の乾燥塔の冷却用ガス出口を共通に接続して、前記電気機械につながるよう設けられた戻り配管には出口露点計が設けられており、前記電気機械より導出された冷却用ガスは、前記第１の乾燥塔を経由して除湿された後に、前記出口露点計で露点を計測され前記戻り配管を経て前記電気機械に戻されるものであり、この第１の乾燥塔経由の冷却用ガスの前記出口露点計の計測値が前記乾燥剤の再活性化を必要とする所定値以上となったとき、前記入口切替弁が切替えられることにより、前記第１の乾燥塔と前記再活性回路とで形成される閉ループを循環することで前記乾燥剤が再活性化されるとともに、前記電気機械から前記第２の乾燥塔経由前記戻り配管となる流路が形成され、該流路を経て前記電気機械から導出された冷却用ガスが前記第２の乾燥塔で除湿された後、前記電気機械に戻されることを特徴とする電気機械内部冷却用ガスの乾燥器。
【請求項２】
電気機械内部冷却用ガスの乾燥器であって、前記乾燥器には、前記電気機械に接続される冷却用ガスの導出管と戻り配管とが設けられているとともに、それぞれの内部に乾燥剤を有する第１、第２の乾燥塔と、前記乾燥剤の再活性化を行う再活性回路とが、前記導出管に設けられた入口切替弁を介して３並列に設けられており、
前記電気機械から前記導出管を経る冷却用ガスは、前記入口切替弁を介して設けられた第１の入口配管系統を通り前記第１の乾燥塔内で除湿されるとともに、該第１の乾燥塔に設けられた第１の出口配管系統を通り、出口切替弁を介する前記戻り配管に設けられた出口露点計で露点を計測された後に前記電気機械に戻されるものであり、
前記出口露点計での計測値が、前記第１の乾燥塔内の乾燥剤の再活性化を必要とする所定値以上となったとき、前記入口切替弁が切替えられることにより、前記電気機械から導出された冷却用ガスは前記入口切替弁を介して設けられた第２の入口配管系統を通り前記第２の乾燥塔内で除湿されるとともに、該第２の乾燥塔に設けられた第２の出口配管系統を通り前記出口切替弁を介する前記戻り配管の前記出口露点計で計測された後に前記電気機械に戻される経路と、前記第１の入口配管系統→第１の乾燥塔→第１の出口配管系統を通る経路と前記乾燥剤の再活性回路とで閉ループをなす循環経路とが形成され、該循環経路を通る前記冷却用ガスが、前記再活性回路に設けられた冷却部によって除湿されることにより、前記第１の乾燥塔内の前記乾燥剤が再活性化されることを特徴とする電気機械内部冷却用のガス乾燥器。
【請求項３】
電気機械内部冷却用ガスの乾燥器であって、前記乾燥器には、前記電気機械に接続される冷却用ガスの導出管と戻り配管とが設けられているとともに、それぞれの内部に乾燥剤を有する第１、第２の乾燥塔と、前記乾燥剤の再活性化を行う再活性回路とが、前記導出管に設けられた入口切替弁を介して３並列に設けられているとともに、
前記導出管から前記入口切替弁を介して、前記第１の乾燥塔につながるように設けられた第１の入口配管系統および第２の乾燥塔につながるように設けられた第２の入口配管系統と、前記導出管から分岐して前記第２の入口配管系統につながる分岐導出弁を有する分岐導出管が設けられており、
前記導出管に設けられている前記冷却用ガスの露点を計測する入口露点計の計測値が所定値以上の場合に、前記入口切替弁を切替えるとともに、前記分岐導出弁を切替えることにより、前記第１の入口配管系統を通り前記第１の乾燥塔に到る冷却ガス経路と、前記分岐導出管を経て前記第２の入口配管系統を通り前記第２の乾燥塔に到る冷却用ガス経路とが形成され、
前記電気機械から導出された冷却用ガスが、前記第１、第２の乾燥塔経由で除湿された後、前記第１の乾燥塔に設けられた第１の出口配管系統および前記第２の乾燥塔に設けられた第２の出口配管系統から分岐した分岐排出管につながる前記戻り配管から、前記電気機械に戻されることを特徴とする電気機械内部冷却用のガス乾燥器。
【請求項４】
電気機械内部冷却用ガスの乾燥器であって、前記乾燥器には、前記電気機械に接続される冷却用ガスの導出管と戻り配管とが設けられているとともに、それぞれの内部に乾燥剤を有する第１、第２の乾燥塔と、前記乾燥剤の再活性化を行う再活性回路とが、前記導出管に設けられた入口切替弁を介して３並列に設けられているとともに、
前記導出管から前記入口切替弁を介して、前記第１の乾燥塔につながるように設けられた第１の入口配管系統および第２の乾燥塔につながるように設けられた第２の入口配管系統と、前記導出管から分岐して前記第２の入口配管系統につながる分岐導出弁を有する分岐導出管が設けられており、
前記導出管に設けられている前記冷却用ガスの露点を計測する入口露点計の計測値が所定値以上の場合に、前記入口切替弁を切替えるとともに、前記分岐導出弁を切り替えることにより、前記第１の入口配管系統を通り前記第１の乾燥塔に到る冷却ガス経路と、前記分岐導出管を経て前記第２の入口配管系統を通り前記第２の乾燥塔に到る冷却用ガス経路とが形成され、
前記電気機械から導出された冷却用ガスが、前記第１、第２の乾燥塔経由で除湿された後、前記第１の乾燥塔に設けられた第１の出口配管系統を経て、該第１の出口配管系統に出口切替弁を介して接続される前記戻り配管から、および前記第２の乾燥塔に設けられた第２の出口配管系統から分岐して前記戻り配管につながり、分岐排出弁を有する分岐排出管を経て前記戻り配管から前記電気機械に戻されるとともに、前記戻り配管に設けられた前記冷却用ガスの露点を測る出口露点計の計測値が、前記乾燥剤の再活性化を必要とする所定値以上となったとき、前記入、出口切替弁が切替えられることによって、前記第２の入口配管系統を通り前記第２の乾燥塔に到る経路と、前記第１の入口配管系統→第１の乾燥塔→第１の出口配管系統と、前記乾燥剤の再活性回路とで閉ループをなす循環経路とが形成され、前記第２の乾燥塔を通る前記冷却用ガスが除湿された後、前記入、出口切替弁の切替えと同時に前記分岐排出弁が切替えられて形成される前記第２の出口配管系統を通る経路を経て、前記戻り配管から前記電気機械に戻されるとともに、前記循環経路を通る前記冷却用ガスは、前記再活性回路に設けられた冷却部によって除湿されることにより、前記第１の乾燥塔内の前記乾燥剤が再活性化されることを特徴とする電気機械内部冷却用のガス乾燥器。
【請求項５】
前記分岐導出管中を流れる冷却用ガス量が、前記導出管中を流れる冷却用ガス量に比較して、４０〜６０％となるよう前記分岐導出管に流量調整手段が設けられていることを特徴とする請求項３、請求項４のいずれか１項に記載の電気機械内部冷却用のガス乾燥器。
【請求項６】
再活性回路の冷却部は、ペルチェ素子を用いた冷却器よりなることを特徴とする請求項２、請求項４のいずれか１項に記載の電気機械内部冷却用のガス乾燥器。
【請求項７】
再活性回路の冷却部は、前記電気機械を冷却する冷却装置から供給される冷却水を使用する冷却器よりなることを特徴とする請求項２、請求項４のいずれか１項に記載の電気機械内部冷却用のガス乾燥器。
【請求項８】
前記再活性回路の冷却部は、ヒートポンプシステムのヒートポンプ冷却部よりなるものであり、前記ヒートポンプシステムを形成するヒートポンプ冷却部と加熱部とが前記再活性回路上に設けられているとともに、前記ヒートポンプシステムの本体は前記ヒートポンプ冷却部から分岐して前記加熱部につながる前記再活性回路に並列に設けられており、前記ヒートポンプ冷却部で前記冷却用ガスを冷却することによって生じた発熱を、前記加熱部において前記冷却用ガスを加熱に供する構成を備えたことを特徴とする請求項２、請求項４のいずれか１項に記載の電気機械内部冷却用のガス乾燥器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気機械の内部を冷却するガスが吸湿することにより、電気機械の結露を防ぐためのガス乾燥器に関するものであり、特に水素ガス封入の回転電機に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機内部の結露を防ぐ方法として、乾燥剤を用いて水素ガス中の水分を除湿する乾燥剤式ガス乾燥器と、水素ガスを露点以下まで冷却し、水分を凝縮させることで水素ガス中の水分を除湿する冷却式ガス乾燥器を並列に接続し、切替弁でいずれか一方を水素ガスが通過することが示されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平０１−２６８４３８号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１における乾燥剤式のガス乾燥器は、高い除湿能力を有しているが、乾燥剤がある程度水分を吸収すると、それを再活性する作業が必要である。従来、この作業時には乾燥剤をヒータで加熱しながら、乾燥した水素ガスを送り、乾燥剤より放出された水分と共に水素ガスを機外へ放出していたため、乾燥剤再活性作業のたびに多くの水素ガスを消費した。また、乾燥剤の再活性時、ガス乾燥器は回転電機から隔離されるため、乾燥剤再活性中には、回転電機内の除湿が出来ないという問題があった。
一方、冷却式ガス乾燥器は乾燥剤式ガス乾燥器と異なり再活性作業がないため、水素ガスの消費はないが、乾燥剤式ガス乾燥器に比べ除湿速度が遅く、回転電機の定期検査直後のように、回転電機内の水素ガスが多量の水分を含んでいる場合には不向きであった。また、凝縮部には常に結露した水分があるため、冷却式ガス乾燥器の配管系統に腐食がおこりやすく、装置の耐久性に問題があった。
【０００５】
この発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであって、電気機械冷却用ガスの除湿を乾燥剤を用いて行うことで高い除湿能力を有し、電気機械の除湿を行いつつ乾燥剤の再活性化が行え、また再活性時に冷却用ガスを機外に放出しないガス乾燥器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】
【０００６】
この発明に係る電気機械内部冷却用ガスの乾燥器は、電気機械に接続される冷却用ガスの導出管に設けられた入口切替弁を介し、それぞれの内部に乾燥剤を有する第１、第２の乾燥塔と、第１、第２の乾燥塔と乾燥剤の再活性化を行う再活性回路とが３並列に設けられているとともに、第１、第２の乾燥塔の冷却用ガス出口を共通に接続して、電気機械につながるよう設けられた戻り配管には出口露点計が設けられており、電気機械より導出された冷却用ガスは、第１の乾燥塔を経由して除湿された後に、出口露点計で露点を計測され戻り配管を経て電気機械に戻されるものであり、この第１の乾燥塔経由の冷却用ガスの出口露点計の計測値が乾燥剤の再活性化を必要とする所定値以上となったとき、入口切替弁が切り替えられることにより、第１の乾燥塔と再活性回路とで形成される閉ループを循環することで乾燥剤が活性化されるとともに、電気機械から第２の乾燥塔経由戻り配管となる流路が形成され、この流路を経て電気機械から導出された冷却用ガスが第２の乾燥塔で除湿された後、電気機械に戻されるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る電気機械内部冷却用のガス乾燥器は、電気機械から導出された冷却用ガスが、入口切替弁を介して第１の乾燥塔に送られ除湿後、戻り配管から電気機械に戻されるとともに、戻り配管上の出口露点計の計測値が乾燥剤の再活性化を行わねばならないとする所定値以上となったとき、入口切替弁の切り替えにより、冷却用ガスが第２の乾燥塔に送られ除湿後、電気機械に戻されるとともに、切り替えと同時に形成される乾燥剤再活性回路において、第１の乾燥塔の乾燥剤の再活性化がされるので、高い除湿能力を有し、電気機械の除湿を継続的に行いつつ再活性化が行え、かつ冷却ガスの機外放出を行わないガス乾燥器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による電気機械内部冷却用のガス冷却器を図１に基づいて説明する。
図１において、回転電機１は冷却用ガスである、例えば水素ガスが封入されたタービン発電機であり、導出管２はこの回転電機１から冷却用ガスを導出する。ガス乾燥器３には第１の乾燥塔４、第２の乾燥塔５と、前記第１の乾燥塔４内に設けられた第１の乾燥剤６、第２の乾燥塔５内に設けられた第２の乾燥剤７と、第１、第２の乾燥塔４、５にそれぞれ設けられ、第１、第２の乾燥剤６、７を再活性化するための第１、第２のヒータ８、９が設けられている。また、第１、第２の乾燥塔４、５の冷却用ガスの入口側に設けられた入口切替用４方弁１０を介して、導出管２から分岐する第１、第２の入口配管系統２ａ、２ｂが設けられ、また第１、第２の乾燥塔４、５にはそれぞれ第１、第２の出口配管系統２ｃ、２ｄが設けられ、この出口配管系統２ｃ、２ｄは出口切替用４方弁１１を介して、戻り配管３０につながっている。
【０００９】
循環用ブロワ１２は、回転電機１と乾燥器３との間で冷却用ガスを循環させる。再活性用ブロワ１３は後述する乾燥剤再活性回路２ｅにガスを循環させる。乾燥剤再活性回路２ｅに設けられた冷却部１４は、例えばベルチェ素子を用いた冷却器であり、乾燥剤６、あるいは乾燥剤７を再活性時に冷却ガス中の水分を凝縮させる。オートドレントラップ１５は冷却部１４で凝縮された水分を自動で機外に放出する。電磁弁２０は前記入、出口切替用４方弁１０、１１（以降、入、出口切替弁と称す）を動作させる。
導出管２には乾燥器３入口における冷却用ガスの露点を計測する入口露点計２８が、また戻り配管３０には出口露点計２９が設けられている。ガス乾燥器３の制御対象となる各構成機器は、制御装置３３によって制御される。
【００１０】
ここで前述した乾燥塔４を第１の乾燥塔、乾燥塔５を第２の乾燥塔と第１、第２の呼称を与えているが、便宜上呼称するものであり、乾燥塔４を第２の乾燥塔、乾燥塔５を第１の乾燥塔と呼称する等いずれかの系統を第１と呼称し、他の系統を第２と呼称してもよい。
【００１１】
次に動作について説明する。
電気機械、この場合回転電機１内に封入された冷却用の水素ガスは、導出管２を通りガス乾燥器３に送られ、水素ガス中の水分の除湿と乾燥剤６の乾燥再活性化が行われる。ガス乾燥器３内には、第１、第２の乾燥塔４、５が設けられているが、この実施の形態１ではいずれか一方の乾燥塔による除湿が行われる。以下、例えば第１の乾燥塔４による除湿の動作を述べるが、第２の乾燥塔５による動作も同様なことは言うまでもない。
導出管２を通りガス乾燥器３に送られた冷却用ガスは、入口切替弁１０を介して分岐する第１の入口配管系統２ａ、第２の入口配管系統２ｂの内、入口切替弁１０の切り替えにより前記第１の入口配管系統２ａを経て、第１の乾燥塔４に送られ、塔内の第１の乾燥剤６によって除湿される。その後、冷却用ガスは乾燥塔４につながる第１の出口配管系統２ｃを通り、出口切替弁１１を介して戻り配管３０、循環用ブロワ１２を経て回転電機１に戻される。なお出口切替弁１１には第２の乾燥塔５につながる第２の出口配管系統２ｄが接続されている。
【００１２】
乾燥塔出口の戻り配管３０には出口露点計２９が設けられている。第１の乾燥剤６が、冷却用ガスである水素ガス中の水分を十分に除湿している場合には、出口露点計２９の計測結果は低い値となるが、第１の乾燥剤６が多量の水分を吸収し、吸収限界に近づくと、水素ガス中の水分を除湿し切れず、水分を含んだまま第１の乾燥塔４を出るため、出口露点計２９の計測結果が高い値となる。
制御装置３３では、出口露点計２９の計測結果が、所定値、例えばタービン発電機の場合で５℃〜１０℃（任意に設定可能）を超えた場合、乾燥剤６の再活性化を行わねばならないとして電磁弁２０を動作させ、入、出口切替弁１０、１１を自動で切り替える。この入、出口切替弁１０、１１を切り替えることにより、回転電機１から導出される冷却用ガスは第２の入口配管系統２ｂを経て第２の乾燥塔５、第２の出口配管系統２ｄを通り出口切替弁１１を介して戻り配管３０を経て回転電機１に戻される。つまり乾燥剤の吸湿による乾燥塔の交替運転が行われる。一方、前記入、出口切替弁１０、１１の切り替えにより、それまで回転電機１と接続していた第１の入口配管系統２ａ、第１の乾燥塔４、第１の出口配管２ｃを通る冷却用ガス経路は図１に示す乾燥剤再活性回路２ｅと閉ループをなすように接続される。この乾燥剤再活性回路２ｅには、再活性用ブロワ１３、ペルチェ素子を用いた冷却部１４、トラップ１５等の主要機器が設けられている。
【００１３】
活性剤再活性回路２ｅに閉ループで接続された第１の乾燥塔４は、制御装置３３により制御され、自動で第１の乾燥剤６の再活性が行なわれる。すなわち再活性用ブロワ１３を運転し、再活性回路２ｅの水素ガスを循環させ、ヒータ８の電源を入れる。このヒータ温度は、制御装置３３で一定に制御される。
ヒータ８によって加熱された高温の水素ガスが、第１の乾燥塔４に送られると、第１の乾燥剤６は吸収していた水分を水素ガス中に放出するため、水素ガスが加湿される。加湿された水素ガスは冷却部１４に送られる。冷却部１４の温度は、制御装置３３で十分に低い温度に制御されており、冷却部１４で水素ガスは冷却され、内部の水分が凝縮される。凝縮部に結露した水分が存在するのは、乾燥剤を再活性している短い時間である。そのため、従来の冷却式ガス乾燥器のような腐食の問題はない。凝縮された水分はドレントラップ１５で回収され機外へ放出される。冷却部１４によって内部の水分が取り除かれた水素ガスは、再活性用ブロワ１３により、第１の乾燥塔４に送られ、再びヒータ８で加熱され第１の乾燥剤６の再活性を行なう。乾燥剤再活性を一定時間行なった後、ヒータ８、冷却部１４、再活性用ブロワ１３を停止し、再び乾燥塔が切り替わるまで待機する。
【００１４】
このようにこの実施の形態１によれば、従来の装置では、乾燥剤再活性時に機外へ放出していた水素ガスを、再利用することが可能であり、乾燥剤再活性中に水素ガスを消費しないため、維持費を抑えることができる。回転電機１の運転中に、ガス乾燥器の乾燥剤の再活性化を行うことができるという効果がある。
なお、この実施の形態１では、回転電機（タービン発電機）を例として述べたが、回転電機に限らず、冷却用ガスを封入する他の電気機械であってもよい。
【００１５】
実施の形態２．
次に実施の形態２を説明する。この実施の形態２では、例えばタービン発電機の定期検査が実施された場合などに、タービン発電機内部が長期間大気に触れ、多量の水分を含んだ状態から再運転を開始しようとする際、タービン発電機内の除湿を短時間で行えることが可能な高い除湿能力を有する冷却用ガスの乾燥器を提供しようとするものである。
この実施の形態２の構成は、図２に示すように導出管２から分岐して、分岐導出弁３４が設けられ、第２の入口配管系統２ｂにつながる分岐導出管２ｆと、第２の乾燥塔５につながる第２の出口配管系統２ｄから分岐して、分岐排出弁３５が設けられた分岐排出管２ｇを、前記実施の形態１に示した図１に追加して設けたものである。
【００１６】
次に動作について述べる。
回転電機１から導出される冷却用ガスの導出管２に設けられている入口露点計２８の計測値が、所定値、例えばタービン発電機の場合で１０℃を越えている場合、制御装置３３は前記冷却用ガスの流通経路を第１の入口配管系統２ａ→第１の乾燥塔４→第１の出口配管系統２ｃ→戻り配管３０となるよう入、出口切替弁１０、１１を切り替えるとともに、同じく流通経路が分岐導出管２ｆ→第２の入口配管系統２ｂ→第２の乾燥塔５→第２の出口配管系統２ｄ→分岐排出管２ｇ→戻り配管３０となるよう分岐導出弁３４、分岐排出弁３５を切り替える。
【００１７】
前述した第１、第２の乾燥塔４、５による冷却用ガスの除湿が行われることにより、入口露点計２８の計測値が所定値、例えばタービン発電機で５℃以下に下がる。このとき分岐導出弁３４、分岐排出弁３５を切り替えると、冷却用ガスは第１の入口配管系統２ａ→第１の乾燥塔４→第１の出口配管系統２ｃ→戻り配管３０となる。つまり、第１の乾燥塔４の単独除湿運転となり前述した実施の形態１による動作と同様の動作を行う。その後戻り配管３０に設けられている出口露点計２９の計測値が所定値、例えば５℃〜１０℃に達すると乾燥剤６の再活性化処理のため、入、出口切替弁１０、１１が切り替えられて、冷却用ガスの流通経由は、第２の入口配管系統２ｂ→第２の乾燥塔５→第２の出口配管系統２ｄ→戻り配管３０となるとともに、前記した第１の乾燥塔の単独運転の冷却ガス流通経路と閉ループをなす乾燥剤再活性回路２ｅが形成され、前述した実施の形態１と同様の乾燥剤再活性化の動作が行われる。
【００１８】
このように、第１、第２の乾燥塔４、５を同時に運転することにより、定期検査後の回転電機１内の除湿が短時間に行え、作業時間の短縮、早い運転再開が可能となる。
また、多量の水分の除湿後にもスムースに通常運転に移行できる。
【００１９】
実施の形態３．
実施の形態２で述べたように、第１、第２の乾燥塔４、５を同時に回転電機１と接続し除湿を行なう場合、二塔に同じ冷却用ガス流量を流すと、両者がほぼ同時に乾燥剤の吸湿限界に達してしまう場合がある。この場合短時間ではあるが、どちらかの一方の乾燥塔を再活性している間、回転電機１の除湿が出来なくなってしまう。そこでどちらか一方、例えば第２の乾燥塔５に流れるガス流量を、第１の乾燥塔４に流れるガス流量の４０〜６０％になるようなガス流量調整手段を備える。これにより、ガスが多く流れる第１の乾燥塔４が吸収限界に達しても、ガスの流れが少ない第２の乾燥塔５は除湿を続けることができる。その間に第１の乾燥塔４を再活性することで、常時回転電機内の除湿が可能となる。
【００２０】
ここで第１、第２の乾燥塔４、５のガス流量調整に関して詳述する。
図３は、図２における第１の乾燥塔４、第２の乾燥塔５の周辺の配管の概略を示した図である。
図３に示すとおり第１、第２の乾燥塔４、５の単位時間当たりのガス流量をそれぞれａ、ｂとし第１、第２の乾燥塔４、５の単位時間当たりの吸湿量をＫａ、Ｋｂとする。また第１、第２の乾燥塔４、５の吸湿限界量をＶとおく。単位時間当たりの吸湿量Ｋａ、Ｋｂは単位時間当たりのガス流量に比例するものとし、
Ｋａ＝ｐａ                              ・・・（１）
Ｋｂ＝ｐｂ                              ・・・（２）
と置く。（ｐは比例定数）
ここで図４は１台の乾燥塔での吸湿量の時間的推移を示す図である。
図４に示すように乾燥塔１台での吸湿限界までの時間をｔ０とすれば、ｔ０＝１２０ｈｒというデータが得られている。つまり第１、第２の乾燥塔４、５にガス流量をそれぞれａ、ｂとして分流していたものを、１台の乾燥塔で乾燥させた場合、１台でガス流量ａ＋ｂを受け持つことになるので、単位時間当たりの吸湿量はｐ（ａ＋ｂ）となり、吸湿限界までの時間は
ｔ０＝Ｖ／ｐ（ａ＋ｂ）＝１２０（ｈｒ）  ・・・（３）
また１台の乾燥塔の乾燥時間は４時間あれば十分というデータがある。つまり４時間たてば乾燥塔は再活性される。
【００２１】
図５は２台の乾燥塔の切り替えに伴う吸湿量の変化を示す図である。
図５に示すように第１の乾燥塔４の吸湿限界に達するまでの時間をｔ１とすれば、
ｔ１＝Ｖ／Ｋａ＝Ｖ／ｐａ                ・・・（４）（（１）より）
このｔ１の間での、第２の乾燥塔５の吸湿量をＶ２とすれば
Ｖ２＝ｔ１Ｋｂ＝（Ｖ／ｐａ）ｐｂ＝Ｖｂ／ａ・・・（５）（（４），（２）より）
ｔ１経過以後の第２の乾燥塔５の残り吸湿可能量Ｖ３とおくと
Ｖ３＝Ｖ−Ｖ２＝Ｖ−Ｖｂ／ａ＝Ｖ（１−ｂ／ａ）・・・（６）（（５）より）
ｔ１経過以後、第１の乾燥塔４への配管は閉じるので、第２の乾燥塔５へ全て流れる。その単位時間当たりのガス流量はａ＋ｂ故、第２の乾燥塔５が吸湿量限界に達するまでの時間をｔ２とすれば
ｔ２＝Ｖ３／ｐ（ａ＋ｂ）
＝Ｖ（１−ｂ／ａ）／ｐ（ａ＋ｂ）      ・・・（（６）より）
＝１２０（１−ｂ／ａ）                ・・・（７）（（３）より）
上記ｔ２の時間内に第１の乾燥塔４の乾燥が終了すれば、連続運転可能となる。乾燥時間は４時間より長ければ再活性に十分であるから
よってｔ２＞４
よって１２０（１−ｂ／ａ）＞４                  （（７）より）
よってｂ／ａ＜２９／３０
よって、第２の乾燥塔５の単位時間のガス流量ｂは、第１の乾燥塔４の単位時間のガス流量ａの２９／３０未満、つまり９６％未満であれば、第１の乾燥塔４の乾燥時間（少なくとも４時間）は稼げることになり、上記のように第２の乾燥塔５に流れるガス流量を、第１の乾燥塔４に流れるガス流量の４０〜６０％にすることは妥当性がある。
なお前記ガス流量調整手段は、分岐導出管２ｆの断面積が、第１の入口配管系統２ａの断面積の４０〜６０％となるよう選定するかまたは、分岐導出管２ｆに流量調整弁やこの流量調整弁と組み合わせて流量計を設けてもよい。
【００２２】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４の冷却用ガスの乾燥器３を示す図であり、実施の形態１に示した乾燥剤再活性回路２ｅに設けた冷却部１４のペルチェ素子を用いた替わりに、冷却水を用いた冷却器３６を使用したものである。なお、ここで示した図６は、前述した実施の形態２の分岐導出管２ｆを設けた乾燥器３を示しているが、前述した実施の形態１の乾燥器３の構成であってもよい。
冷却用ガスを封入した回転電機１には、冷却用ガスを冷却するための回転電機冷却器３９が設置されている。回転電機冷却器３９へは、回転電機冷却器冷却水供給管４０を通り冷却水が供給され、回転電機冷却器冷却水戻り管４１を通り戻されている。この冷却水は温度制御がなされており、十分低い温度に維持されている。乾燥剤再活性回路２ｅに設けた冷却器３６は、この回転電機冷却器３９に供給される冷却水の一部を利用する。回転電機冷却器冷却水供給管４０の冷却水の一部は、冷却水供給管３７を通り冷却器３６へ供給され、冷却水戻り配管３８を通り、回転電機冷却器冷却水戻り配管４１に戻される。このように回転電機冷却器に用いる冷却水を使用することで、冷却器３６では温度制御が不要となり、制御を簡略化することが可能である。
【００２３】
実施の形態５．
図７はこの発明の実施の形態５の冷却用ガスの乾燥器３を示す図であり、実施の形態１に示した乾燥剤再活性回路２ｅに設けた冷却部１４のペルチェ素子の替わりに、ヒートポンプシステムの一部をなすヒートポンプ冷却部４３を使用したものである。ヒートポンプシステムはヒートポンプ本体４２、ヒートポンプ冷却部４３、ヒートポンプ加熱部４４より構成されている。
図７に示すように、乾燥剤再活性回路２ｅに並列にヒートポンプ本体４２が設けられたヒートポンプ配管系統２ｈが設けられており、このヒートポンプ本体４２につながるヒートポンプ冷却部４３が乾燥剤再活性回路２ｅに設けられるとともに、ヒートポンプ加熱部４４が、ヒートポンプ冷却部の後段に設けられている。ヒートポンプ本体４２により、ヒートポンプ冷却部４３を通る冷却用ガスは冷却され、内部の水分が凝縮される。ヒートポンプ冷却部４３の冷却の際に生じた廃熱は、ヒートポンプ加熱部４４へ送られる。乾燥した冷却用ガスは、再活性用ブロワ１３を通り、ヒートポンプ加熱部４４に達する。ヒートポンプ加熱部４４で冷却用ガスは加熱され、第１の乾燥塔４へ送られる。
第１の乾燥塔４に送られる冷却用ガスは、ヒートポンプ加熱部４４である程度加熱されている。そのため、第１の乾燥塔４内の冷却用ガスをある所定の温度まで上昇させるのに必要な、ヒータの容量が小さくなる。したがって、第１の乾燥塔内４内に設置されたヒータ８の小容量化が可能となり、使用電力の削減となる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
この発明に係る電気機械内部冷却用ガスの乾燥器は、タービン発電機等冷却用ガスを封入した電気機械のガスの除湿や乾燥剤の再活性化に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態１による電気機械内部冷却用ガスの乾燥器の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態２、３による電気機械内部冷却用ガスの乾燥器の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態３におけるガス流量調整を詳述するための第１の乾燥塔、第２の乾燥塔の配管の概略を示した図である。
【図４】この発明の実施の形態３におけるガス流量調整を詳述するための１台の乾燥塔での吸湿量の時間的推移を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態３におけるガス流量調整を詳述するための２台の乾燥塔の切り替えに伴う吸湿量の変化を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態４による電気機械内部冷却用ガスの乾燥器の構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態５による電気機械内部冷却用ガスの乾燥器の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  回転電機、２  導出管、２ａ  第１の入口配管系統、２ｂ  第２の入口配管系統、
２ｃ  第１の出口配管系統、２ｄ  第２の出口配管系統、２ｅ  乾燥剤再活性回路、
２ｆ  分岐導出管、２ｇ  分岐排出管、２ｈ  ヒートポンプ配管系統、３  乾燥器、
４  第１の乾燥塔、５  第２の乾燥塔、６  第１の乾燥剤、７  第２の乾燥剤、
１０  入口切替弁、１１  出口切替弁、１４  冷却部、２８  入口露点計、
２９  出口露点計、３０  戻り配管、３４  分岐導出弁、３５  分岐排出弁、
３６  冷却器、４２  ヒートポンプ本体、４３  ヒートポンプ冷却部、
４４  ヒートポンプ加熱部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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