(57)【要約】【課題】機器被冷却部の水素ガス圧力の急変を防ぎ、自動で水素ガス純度更新を実施することが可能となり、しかも能率的に純度更新を実施することができる機器の水素ガス純度更新装置を提供すること。【解決手段】水素ガス放出ライン２４上に純度更新用水素ガス放出弁２５と直列に流量調整用オリフィス２６を設けて、純度の低下した水素ガスの放出量を調整する。一方、純度の高い新しい水素ガスの供給は、水素ガス流量計バイパス弁２３を介して行う。このバイパス弁２３と放出弁２５を自動弁とし、かつこの２つの弁２３，２５を制御部２９により開放、閉成制御して自動的に水素ガス純度更新を実施する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器の被冷却部に水素ガスを水素ガス流量計を介して供給する手段と、
前記水素ガス流量計に並列に接続された自動弁の水素ガス流量計バイパス弁と、
前記機器被冷却部の水素ガスを大気に放出させる放出ラインと、
この放出ライン上に設けられた自動弁の純度更新用水素ガス放出弁と、
この純度更新用水素ガス放出弁と直列で前記放出ライン上に設けられた流量調整用オリフィスと、
前記水素ガス流量計バイパス弁と前記純度更新用水素ガス放出弁とを開閉制御する制御部と
を具備することを特徴とする機器の水素ガス純度更新装置。
【請求項２】
前記流量調整用オリフィスは、前記放出ラインより前記純度更新用水素ガス放出弁を介して行われる水素ガスの放出量を、前記水素ガス流量計バイパス弁を介して行われる水素ガスの供給量の１／２に設定することを特徴とする請求項１に記載の機器の水素ガス純度更新装置。
【請求項３】
前記機器被冷却部内の水素ガスの純度を検出する純度センサと、この純度センサからの信号を受信する遠隔監視操作部とを更に備え、前記制御部は前記遠隔監視操作部からの開始指令と前記純度センサからの信号に基づいて前記水素ガス流量計バイパス弁と前記純度更新用水素ガス放出弁とを開閉制御することを特徴とする請求項１または２に記載の機器の水素ガス純度更新装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記純度センサで水素ガスの純度低下が検出されて前記遠隔監視操作部から開始指令が発せられると、前記水素ガス流量計バイパス弁と前記純度更新用水素ガス放出弁とを開放制御し、水素ガスの純度が回復して前記純度センサから信号を受信すると、前記水素ガス流量計バイパス弁と前記純度更新用水素ガス放出弁とを閉成制御することを特徴とする請求項３に記載の機器の水素ガス純度更新装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記純度センサで水素ガスの純度低下が検出されて純度センサからの信号を受信すると、前記水素ガス流量計バイパス弁と前記純度更新用水素ガス放出弁とを開放制御し、水素ガスの純度が回復して前記純度センサから信号を受信すると、前記水素ガス流量計バイパス弁と前記純度更新用水素ガス放出弁とを閉成制御することを特徴とする請求項１または２に記載の機器の水素ガス純度更新装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機など水素ガス冷却が行われる機器の水素ガス純度更新装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば商業用の火力発電機においては、熱伝導率が高く、冷却効率がよいところから水素ガス冷却が用いられている。図２は、発電機の被冷却部を水素ガス冷却する場合のガス供給ラインを示す図で、水素ガス供給装置から供給される水素ガスは、発電機被冷却部水素ガス圧力の低下を未然に防止するため、水素ガス流量計１１を通して連続加圧で発電機１２の被冷却部１２ａに供給されている。
【０００３】
ここで、水素ガスの管理には、“圧力”のほか“純度”の管理が重要であり、概ね９８％前後の純度で運用されている。したがって、被冷却部１２ａ内での炭酸ガスの発生などにより水素ガスの純度が低下した場合は、水素ガスの純度を回復させる必要があり、その方法としては、水素吸蔵合金を使用して水素ガス純度を高める方法（例えば特許文献１参照）があるが、他に、図２に示すように、被冷却部１２ａの純度が低下した水素ガスを純度更新用水素ガス放出弁１３を介して大気に放出させながら、純度の高い新しい水素ガスを上記水素ガス流量計１１を通して被冷却部１２ａに供給して、被冷却部１２ａの水素ガス純度を更新させる方法がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２６７６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図２の既存の水素ガス供給ラインは、圧力維持に主眼を置いて、水素ガス流量計１１を設置しているため、少量の水素ガス流量しか供給できないから、１％の純度上昇に数十時間を要し、能率的でなかった。
【０００６】
また、純度更新用水素ガス放出弁１３は大量に水素ガスを放出することが可能なため、純度更新時には被冷却部１２ａの水素ガス圧力の管理に注意を要し、放出弁１３を頻繁に開閉する必要があった。そのため、純度更新の自動化が困難であった。したがって、図３に示すように、水素ガス流量計１１に並列にバイパス弁１４を接続して、純度更新時にはこのバイパス弁１４を介して水素ガスを供給すれば、純度更新時の水素ガス供給量を増やして純度更新の能率を上げることも可能であるが、放出弁１３側からの大量放出、圧力管理という点で、この場合もやはり純度更新の自動化ができなかった。水素ガス供給側のバイパス弁１４は、手動弁である。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、機器被冷却部の水素ガス圧力の急変を防ぎ、自動で水素ガス純度更新を実施することが可能となり、しかも能率的に純度更新を実施することができる機器の水素ガス純度更新装置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】
【０００８】
本発明の機器の水素ガス純度更新装置は、機器の被冷却部に水素ガスを水素ガス流量計を介して供給する手段と、前記水素ガス流量計に並列に接続された自動弁の水素ガス流量計バイパス弁と、前記機器被冷却部の水素ガスを大気に放出させる放出ラインと、この放出ライン上に設けられた自動弁の純度更新用水素ガス放出弁と、この純度更新用水素ガス放出弁と直列で前記放出ライン上に設けられた流量調整用オリフィスと、前記水素ガス流量計バイパス弁と前記純度更新用水素ガス放出弁とを開閉制御する制御部とを具備することを特徴とする。
【０００９】
より具体的な形態として、前記流量調整用オリフィスは、前記放出ラインより前記純度更新用水素ガス放出弁を介して行われる水素ガスの放出量を、前記水素ガス流量計バイパス弁を介して行われる水素ガスの供給量の１／２に設定する。さらに、前記機器被冷却部内の水素ガスの純度を検出する純度センサと、この純度センサからの信号を受信する遠隔監視操作部とを備え、前記制御部は前記遠隔監視操作部からの開始指令と前記純度センサからの信号に基づいて前記水素ガス流量計バイパス弁と前記純度更新用水素ガス放出弁とを開閉制御する。この開閉制御のより具体的な例として、前記制御部は、前記純度センサで水素ガスの純度低下が検出されて前記遠隔監視操作部から開始指令が発せられると、前記水素ガス流量計バイパス弁と前記純度更新用水素ガス放出弁とを開放制御し、水素ガスの純度が回復して前記純度センサから信号を受信すると、前記水素ガス流量計バイパス弁と前記純度更新用水素ガス放出弁とを閉成制御する。他の方法として、前記制御部は、前記純度センサで水素ガスの純度低下が検出されて純度センサからの信号を受信すると、前記水素ガス流量計バイパス弁と前記純度更新用水素ガス放出弁とを開放制御し、水素ガスの純度が回復して前記純度センサから信号を受信すると、前記水素ガス流量計バイパス弁と前記純度更新用水素ガス放出弁とを閉成制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、水素ガス放出ライン上に純度更新用水素ガス放出弁と直列に流量調整用オリフィスを設けて水素ガスの放出量を調整することにより、水素ガスの放出量と、水素ガス流量計バイパス弁を介して行われる水素ガスの供給量との間にバランスをとることができる。したがって、機器被冷却部の水素ガス圧力の急変を防止することが可能となり、その結果としてバイパス弁と純度更新用水素ガス放出弁とを自動弁とし、かつそれらを制御部で制御して、水素ガスの純度更新を自動化することが可能となる。また、水素ガス流量計バイパス弁を介して水素ガスを供給できるので、水素ガス純度更新を２〜３時間の短時間で能率的に完了することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に添付図面を参照して本発明による機器の水素ガス純度更新装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の装置を含む発電機の水素ガス供給放出装置を示す構成図である。この図において、２１は発電機、２１ａは発電機の被冷却部であり、この被冷却部２１ａには、水素ガス供給装置から水素ガス流量計２２を介して水素ガスが連続加圧で供給されるようになっている。また、水素ガス流量計２２には、並列に水素ガス流量計バイパス弁２３が接続される。このバイパス弁２３は、電気信号によって開閉制御できる自動弁である。
【００１２】
また、前記被冷却部２１ａには、該被冷却部２１ａ内の水素ガスを大気に放出する配管である放出ライン２４が接続される。この放出ライン２４上には、バイパス弁２３と同様の自動弁である純度更新用水素ガス放出弁２５が設けられる。さらに、この放出弁２５の手前で、放出弁２５と直列になるようにして、流量調整用オリフィス２６が放出ライン２４上に設けられる。
【００１３】
また、前記被冷却部２１ａには、該被冷却部２１ａ内の水素ガスの純度を検出する純度センサ２７が付加される。そして、この純度センサ２７から出力される信号は、遠隔監視操作部２８と制御部２９とに供給されるようになっている。遠隔監視操作部２８は、前記純度センサ２７からの信号を受信して被冷却部２１ａ内の水素ガスの純度を監視できる。また、遠隔監視操作部２８は、監視している水素ガスの純度が低下したとき、監視者が操作卓のスイッチなどを操作することにより、純度更新の開始指令を制御部２９に対して発することができる。制御部２９は、遠隔監視操作部２８からの開始指令を受信して、また水素ガスの純度が回復したときの純度センサ２７からの信号を受信して、前記バイパス弁２３および前記放出弁２５を開閉制御する。
【００１４】
このように構成された装置においては、通常は、バイパス弁２３と放出弁２５とが閉成している。そして、その状態で、水素ガス供給装置から水素ガスが水素ガス流量計２２を介して連続加圧で発電機２１の被冷却部２１ａに供給されており、被冷却部２１ａにおいては供給された水素ガスを使用して冷却が行われる。
【００１５】
このような状態で発電機２１が稼動し続けると、被冷却部２１ａ内に炭酸ガスなどが発生するので、被冷却部２１ａ内の水素ガスは純度が低下する。水素ガスの純度は純度センサ２７で検出され、その出力信号が遠隔監視操作部２８に送られているので、遠隔監視操作部２８で監視者は水素ガスの純度の低下を知ることができる。そして、いま、水素ガスの純度が一定純度以下（例えば９７％未満）になると、監視者は操作卓のスイッチを操作して純度更新の開始指令を遠隔監視操作部２８から制御部２９に与える。すると、制御部２９は、純度更新の開始指令を受信することによりバイパス弁２３と放出弁２５とを開放制御し、純度更新を開始させる。すなわち、被冷却部２１ａ内の純度が低下した水素ガスを放出ライン２４より流量調整用オリフィス２６および放出弁２５を介して大気に放出させながら、新しい水素ガスをバイパス弁２３を介して被冷却部２１ａに供給することにより、被冷却部２１ａ内の水素ガスを純度の高い水素ガスに更新させる。そして、このような純度更新によって被冷却部２１ａ内の水素ガス純度が回復し、純度が例えば９８％以上になると、それを検出した純度センサ２７からの信号を制御部２９が受信して、制御部２９によりバイパス弁２３と放出弁２５が閉成制御されるので、純度更新が終了する。
【００１６】
このようにして被冷却部２１ａ内の水素ガスの純度更新が行われるが、上記装置においては、発電機２１の被冷却部２１ａに接続される放出ライン２４上に、放出弁２５と直列にして流量調整用オリフィス２６が設けられているので、放出弁２５を介して行われる純度の低下した水素ガスの放出量は、オリフィス２６によって調整される。具体的には、オリフィス２６の径が４ｍｍΦで、バイパス弁２３を介して行われる新しい水素ガスの供給量に対して１／２に放出量が調整される。したがって、上記装置では、放出弁２５を介して水素ガスの放出を行っても、水素ガスの放出量と、バイパス弁２３を介して行われる水素ガスの供給量との間にバランスをとることができ、被冷却部２１ａ内の水素ガスの圧力の急変を防止することができる。したがって、バイパス弁２３と放出弁２５とを自動弁とし、かつこの２つの弁２３，２５を上記のように制御部２９で開放、閉成制御して、上記のように一旦開始指令を出せば後は水素ガスの純度更新を自動化することが可能となる。また、純度の高い新しい水素ガスはバイパス弁２３を介して供給されて、供給量を増やすことができるので、従来数十時間を要していた水素ガスの純度更新を２〜３時間の短時間で能率的に完了することが可能となる。
【００１７】
なお、上記の装置では、純度更新の開始は、人間が判断して、人間の指示により行った方がよいとの観点から、監視者が遠隔監視操作部２８のスイッチを操作して開始指令を出すようにしたが、純度が低下したときの純度センサ２７からの信号を制御部２９が受信して、制御部２９の制御（バイパス弁２３と放出弁２５を開放する制御）により純度更新を開始させて全自動とすることもできる。
【００１８】
また、上記の説明は、本発明を発電機の水素ガス冷却に適用した場合であるが、本発明は、その他の機器の水素ガス冷却に対しても応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態を説明するための図で、本発明の装置を含む発電機の水素ガス供給放出装置を示す構成図。
【図２】従来の装置の一形態を示す構成図。
【図３】従来の装置の他の形態を示す構成図。
【符号の説明】
【００２０】
２１  発電機
２１ａ  被冷却部
２２  水素ガス流量計
２３  水素ガス流量計バイパス弁
２４  放出ライン
２５  純度更新用水素ガス放出弁
２６  流量調整用オリフィス
２７  純度センサ
２８  遠隔監視操作部
２９  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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