(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期発電機と、前記同期発電機を駆動するガスエンジンと、前記ガスエンジンからの回転動力を変速して前記同期発電機に伝達する変速機と、前記変速機のケーシングから気体を吸引して前記ケーシングの内部の圧力を低下させる圧力低下部とを有し、
前記ケーシングの内部の圧力を測定する圧力センサを有し、前記圧力低下部が、前記圧力センサにより測定された前記ケーシングの内部の圧力に基づいて、前記圧力低下部による前記ケーシングからの気体の吸引力を調節する圧力調整用バルブを有するガスエンジン式発電システム。
【請求項２】
同期発電機と、前記同期発電機を駆動するガスエンジンと、前記ガスエンジンからの回転動力を変速して前記同期発電機に伝達する変速機と、前記変速機のケーシングから気体を吸引して前記ケーシングの内部の圧力を低下させる圧力低下部とを有し、
前記圧力低下部が、前記ケーシングから気体を吸引する気体吸引路と、前記気体吸引路を通流する気体からオイルミストを除去するオイルミストブリーザーとを有するガスエンジン式発電システム。
【請求項３】
同期発電機と、前記同期発電機を駆動するガスエンジンと、前記ガスエンジンからの回転動力を変速して前記同期発電機に伝達する変速機と、前記変速機のケーシングから気体を吸引して前記ケーシングの内部の圧力を低下させる圧力低下部とを有し、
前記ガスエンジンに供給される空気が通流する空気供給路を有し、
前記圧力低下部が、前記ケーシングから気体を吸引する気体吸引路を有し、
前記気体吸引路が前記空気供給路に接続されているガスエンジン式発電システム。
【請求項４】
同期発電機と、前記同期発電機を駆動するガスエンジンと、前記ガスエンジンからの回転動力を変速して前記同期発電機に伝達する変速機と、前記変速機のケーシングから気体を吸引して前記ケーシングの内部の圧力を低下させる圧力低下部とを有し、
前記圧力低下部が、前記ケーシングから気体を吸引する気体吸引路と、前記気体吸引路に設けられたブロアーとを有するガスエンジン式発電システム。
【請求項５】
同期発電機と、前記同期発電機を駆動するガスエンジンと、前記ガスエンジンからの回転動力を変速して前記同期発電機に伝達する変速機と、前記変速機のケーシングから気体を吸引して前記ケーシングの内部の圧力を低下させる圧力低下部とを有し、
前記ガスエンジンから排出されるエンジン排気ガスが通流する排気通流路と、
前記排気通流路に空気を送り込んで前記排気通流路を掃気する掃気路とを有し、
前記圧力低下部が、前記ケーシングから気体を吸引する気体吸引路を有し、
前記気体吸引路が前記掃気路に接続されているガスエンジン式発電システム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期発電機をガスエンジンで駆動して発電を行うガスエンジン式発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電機の駆動源をエンジンとする発電システムとして、発電機に同期発電機を用いた発電システムが知られている。
【０００３】
同期発電機を用いた発電システムでは、出力電力の周波数が駆動源の回転速度に影響されるため、駆動源であるガスエンジンを電力系統の系統周波数に同期した一定の回転速度で運転する必要がある（特許文献１）。例えば、系統周波数が６０Ｈｚのエリアでは、同期発電機の極数に応じて、６０Ｈｚの整数分の１である９００ｒｐｍ（１５Ｈｚ）、１２００ｒｐｍ（２０Ｈｚ）、１８００ｒｐｍ（３０Ｈｚ）といった離散的な回転速度にて、エンジンの運転が行われる。
【０００４】
エンジンの仕様上、上記の回転数でのエンジン運転が難しい場合がある。あるいは上記の回転数でのエンジン運転が、エネルギー効率の観点からは最適ではない場合がある。このような場合は、エンジンと同期発電機の間に変速機を介在させ、エンジンからの回転動力を変速して同期発電機に伝達する構成が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１７１１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
変速機としては一般にギア式のものが用いられる。ギアを収めるケーシングの内部には、潤滑、清浄化、冷却、防錆等の目的のために、潤滑油が封入される。そうすると、ギアの回転によるケーシング内部の圧力の微少な上昇や、ノズルからの潤滑油の噴射やギア回転による潤滑油の飛散などによって、潤滑油がケーシングから外部へ漏れ出す場合がある。その場合、ケーシングのオイルシール部を補修・交換する必要があるが、高額な費用がかかる。また潤滑油漏れが発生しても、電力供給の継続の必要性から、発電システムの即時の停止は困難である。潤滑油漏れを放置すると、火災発生の危険性も生じる。
【０００７】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、変速機のケーシングからの潤滑油漏れの発生を抑制して、運用コストを削減し、安全性が向上されたガスエンジン式発電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るガスエンジン式発電システムの別の特徴構成は、同期発電機と、前記同期発電機を駆動するガスエンジンと、前記ガスエンジンからの回転動力を変速して前記同期発電機に伝達する変速機と、前記変速機のケーシングから気体を吸引して前記ケーシングの内部の圧力を低下させる圧力低下部とを有し、前記ケーシングの内部の圧力を測定する圧力センサを有し、前記圧力低下部が、前記圧力センサにより測定された前記ケーシングの内部の圧力に基づいて、前記圧力低下部による前記ケーシングからの気体の吸引力を調整する圧力調整用バルブを有する点にある。 
【００１１】
上記の特徴構成によれば、圧力低下部によりケーシングの内部の圧力を低下させるから、ケーシングの内部から潤滑油が漏れ出すことを抑制することができる。これにより、ケーシングのオイルシール部の補修・交換作業の発生が抑制されて、運用コストが削減される。また火災発生の危険性も低減され、安全性が向上する。また、測定されたケーシングの内部の圧力に基づいて、圧力低下部によるケーシングからの気体の吸引力が調整されるから、ケーシングの内部の圧力が適正に保たれる。これにより、ケーシングの内部に外気が過度に流入する事態や、オイルシール部が破損する事態の発生を抑制して、ガスエンジン式発電システムの運転を適切に継続することができ好適である。 
【００１２】
本発明に係るガスエンジン式発電システムの別の特徴構成は、同期発電機と、前記同期発電機を駆動するガスエンジンと、前記ガスエンジンからの回転動力を変速して前記同期発電機に伝達する変速機と、前記変速機のケーシングから気体を吸引して前記ケーシングの内部の圧力を低下させる圧力低下部とを有し、前記圧力低下部が、前記ケーシングから気体を吸引する気体吸引路と、前記気体吸引路を通流する気体からオイルミストを除去するオイルミストブリーザーとを有する点にある。 
【００１３】
上記の特徴構成によれば、圧力低下部によりケーシングの内部の圧力を低下させるから、ケーシングの内部から潤滑油が漏れ出すことを抑制することができる。これにより、ケーシングのオイルシール部の補修・交換作業の発生が抑制されて、運用コストが削減される。また火災発生の危険性も低減され、安全性が向上する。また、変速機のケーシングの内部から吸引された気体には、ミスト状の潤滑油が微量ながら含まれる場合がある。これが外部に放出されると大気を汚染し、ガスエンジンの吸気に混入するとガスエンジンの給気系を汚染する可能性がある。上記の特徴構成によれば、オイルミストブリーザーにより変速機から流出した気体からオイルミストが除去されるので、大気汚染やガスエンジン給気系の汚染の可能性を低減することができ好適である。 
【００１４】
本発明に係るガスエンジン式発電システムの別の特徴構成は、同期発電機と、前記同期発電機を駆動するガスエンジンと、前記ガスエンジンからの回転動力を変速して前記同期発電機に伝達する変速機と、前記変速機のケーシングから気体を吸引して前記ケーシングの内部の圧力を低下させる圧力低下部とを有し、前記ガスエンジンに供給される空気が通流する空気供給路を有し、前記圧力低下部が、前記ケーシングから気体を吸引する気体吸引路を有し、前記気体吸引路が前記空気供給路に接続されている点にある。 
【００１５】
上記の特徴構成によれば、圧力低下部によりケーシングの内部の圧力を低下させるから、ケーシングの内部から潤滑油が漏れ出すことを抑制することができる。これにより、ケーシングのオイルシール部の補修・交換作業の発生が抑制されて、運用コストが削減される。また火災発生の危険性も低減され、安全性が向上する。また、気体吸引路が空気供給路に接続されているから、ガスエンジンの吸気による空気の流れによって、気体吸引路に吸引力が発生して、変速機のケーシングから気体が吸引される。したがって動力源等を別途設けることなく低コストで圧力低下部を実現することができ好適である。 
【００１６】
本発明に係るガスエンジン式発電システムの別の特徴構成は、同期発電機と、前記同期発電機を駆動するガスエンジンと、前記ガスエンジンからの回転動力を変速して前記同期発電機に伝達する変速機と、前記変速機のケーシングから気体を吸引して前記ケーシングの内部の圧力を低下させる圧力低下部とを有し、前記圧力低下部が、前記ケーシングから気体を吸引する気体吸引路と、前記気体吸引路に設けられたブロアーとを有する点にある。 
【００１７】
上記の特徴構成によれば、圧力低下部によりケーシングの内部の圧力を低下させるから、ケーシングの内部から潤滑油が漏れ出すことを抑制することができる。これにより、ケーシングのオイルシール部の補修・交換作業の発生が抑制されて、運用コストが削減される。また火災発生の危険性も低減され、安全性が向上する。また、気体吸引路にブロアーを設けて圧力低下部が構成されるから、簡易な構成により低コストで圧力低下部を実現することができ、好適である。 
【００１８】
本発明に係るガスエンジン式発電システムの別の特徴構成は、同期発電機と、前記同期発電機を駆動するガスエンジンと、前記ガスエンジンからの回転動力を変速して前記同期発電機に伝達する変速機と、前記変速機のケーシングから気体を吸引して前記ケーシングの内部の圧力を低下させる圧力低下部とを有し、前記ガスエンジンから排出されるエンジン排気ガスが通流する排気通流路と、前記排気通流路に空気を送り込んで前記排気通流路を掃気する掃気路とを有し、前記圧力低下部が、前記ケーシングから気体を吸引する気体吸引路を有し、前記気体吸引路が前記掃気路に接続されている点にある。 
【００１９】
上記の特徴構成によれば、圧力低下部によりケーシングの内部の圧力を低下させるから、ケーシングの内部から潤滑油が漏れ出すことを抑制することができる。これにより、ケーシングのオイルシール部の補修・交換作業の発生が抑制されて、運用コストが削減される。また火災発生の危険性も低減され、安全性が向上する。また、気体吸引路が掃気路に接続されているから、排気通流路を掃気するための掃気路の空気の流れによって気体吸引路に吸引力が発生し、変速機のケーシングから気体が吸引される。したがって掃気路を利用して低コストで圧力低下部を実現することができ好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ガスエンジン式発電システムの概要を示すブロック図
【図２】ガスエンジン式発電システムの概要を示すブロック図
【図３】ガスエンジン式発電システムの概要を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下図面を参照しながら、第１実施形態に係るガスエンジン式発電システムについて説明する。ガスエンジン式発電システムは、同期発電機３と、同期発電機３を駆動するガスエンジン１と、ガスエンジン１からの回転動力を変速して同期発電機３に伝達する変速機２と、変速機２のケーシングから気体を吸引してケーシングの内部の圧力を低下させる圧力低下部４とを有する。
【００２２】
ガスエンジン１は、空気と燃料（都市ガス）との混合気を取り入れて燃焼させ、回転動力を発生させる。本実施形態では、空気供給路１３を通って空気が混合弁１２に供給される。混合弁１２にて空気と都市ガスとが混合され、混合された混合気が過給機１１にて圧縮され、ガスエンジン１に供給される。ガスエンジン１の動力軸は、変速機２に接続されている。
【００２３】
変速機２は、接続されたガスエンジン１の動力軸からの回転動力を受け、これを変速して、出力軸に回転動力を出力する。変速機２の出力軸は、同期発電機３に接続されている。変速機２は、ケーシングの内部に上述の変速のためのギヤを収納して構成される。ケーシングの内部には、潤滑油が封入される。潤滑油の漏出抑制のため、ケーシングにはオイルシール等により封止がなされている。加えて本実施形態では変速機２のケーシングに、後述する圧力低下部４が接続され、ケーシングの内部の圧力が外部よりも低く保たれる。変速機２には、ケーシングの内部の圧力を測定する圧力センサ７が設けられている。
【００２４】
同期発電機３は、接続された変速機２の出力軸からの回転動力を受けて、発電を行う。同期発電機３は、ガスエンジン式発電システムが設置された地域に応じた、電力系統の系統周波数にて発電を行う。そのためには同期発電機３は、その極数に応じた回転数にて駆動される必要がある。変速機２は、ガスエンジン１からの回転動力を、同期発電機３で必要とされる回転数へと変速し、同期発電機３へ変速された回転動力を出力する。
【００２５】
圧力低下部４は、変速機２のケーシングから気体を吸引してケーシングの内部の圧力を低下させる。本実施形態では圧力低下部４は、気体吸引路８と、圧力調整用バルブ５と、オイルミストブリーザー６とを有する。
【００２６】
気体吸引路８は、変速機２のケーシングに接続されて、ケーシングの内部から気体を吸引する。本実施形態では、気体吸引路８の他方の端部が、空気供給路１３の途中の、混合弁１２の上流側に接続されている。ガスエンジン１が運転されると、ガスエンジン１および過給機１１の吸気作用により、混合弁１２および過給機１１に向けて空気供給路１３を空気が流れる。そうすると、空気供給路１３に接続された気体吸引路８では、変速機２から空気供給路１３に向けて空気が流れる。以上の様にして、圧力低下部４の気体吸引路８により、変速機２のケーシングから気体が吸引される。
【００２７】
圧力調整用バルブ５は、図示しない制御部により開度が制御されるバルブである。圧力調整用バルブ５は、気体吸引路８に設けられており、開度の変更により、気体吸引路８を通流する気体の流量を調整する。制御部は、圧力センサ７により測定されたケーシングの内部の圧力に基づいて、圧力低下部４によるケーシングからの気体の吸引力を調整して、ケーシングの内部の圧力を適正に保つ。
【００２８】
詳しくは、制御部は圧力センサ７の出力を監視して、変速機２のケーシングの内部の圧力を検知し、所定の閾値圧力と比較する。閾値圧力は、変速機２のケーシングの外側の圧力（大気圧）よりも低く設定されている。
ケーシングの内部の圧力が閾値圧力よりも高い場合、圧力調整用バルブ５の開度を大きくする。そうすると、気体吸引路８を通流する気体の流量が大きくなって、気体吸引路８によるケーシングからの気体の吸引力が大きくなるから、ケーシングの内部の圧力が減少する。
ケーシングの内部の圧力が閾値圧力よりも低い場合、圧力調整用バルブ５の開度を小さくする。そうすると、気体吸引路８を通流する気体の流量が小さくなって、気体吸引路８によるケーシングからの気体の吸引力が小さくなるから、ケーシングの内部の圧力が増加する。
以上の様にして、変速機２のケーシングの内部の圧力が、閾値圧力の付近に保たれる。
【００２９】
オイルミストブリーザー６は、気体吸引路８において圧力調整用バルブ５の上流側に設けられており、気体吸引路８を通流する気体（変速機２のケーシングから吸引された気体）からオイルミストを除去する。オイルミストブリーザー６は例えば、油分を吸収するフィルタ等により構成される。
【００３０】
（第２実施形態）
次に第２実施形態に係るガスエンジン式発電システムについて図２を参照して説明する。なお以下の実施形態では、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００３１】
本実施形態に係るガスエンジン式発電システムの圧力低下部４は、気体吸引路８と、ブロアー２１と、圧力調整用バルブ５と、フィルター２２と、オイルミストブリーザー６とを有する。
【００３２】
本実施形態では、気体吸引路８にブロアー２１が設けられており、ブロアー２１の吸引力により、変速機２のケーシングから気体が吸引される。
【００３３】
そして圧力調整用バルブ５は、ブロアー２１への空気の流路に配置される。圧力調整用バルブ５は、ブロアー２１への空気の流量を調整することにより、圧力低下部４によるケーシングからの気体の吸引力を調整して、ケーシングの内部の圧力を適正に保つ。
【００３４】
フィルター２２は、ブロアー２１への空気の流路において、圧力調整用バルブ５の上流側に配置されて、圧力調整用バルブ５およびブロアー２１へゴミや粉塵が流入することを抑制する。
【００３５】
オイルミストブリーザー６は、気体吸引路８においてブロアー２１の上流側に配置される。
【００３６】
（第３実施形態）
続いて第３実施形態に係るガスエンジン式発電システムについて図３を参照して説明する。本実施形態に係るガスエンジン式発電システムは、排気通流路３１と、掃気路３２と、掃気ファン３３とを有する。そして圧力低下部４は、気体吸引路８と、オイルミストブリーザー６と、圧力調整用バルブ５とを有する。
【００３７】
排気通流路３１は、ガスエンジン１から排出されるエンジン排気ガスが通流する流路である。そして掃気路３２は、排気通流路３１の途中に接続されており、排気通流路３１に空気を送り込んで排気通流路３１を掃気する。掃気路３２には掃気ファン３３が配置されており、この掃気ファン３３の風力により、上述の掃気が行われる。
【００３８】
気体吸引路８の他方の端部（変速機２のケーシングと反対側の端部）が、掃気路３２の掃気ファン３３の上流側に接続されている。掃気ファン３３が動作すると、排気通流路３１に向けて掃気路３２を空気が流れる。そうすると、掃気路３２に接続された気体吸引路８では、変速機２から掃気路３２に向けて空気が流れる。以上の様にして、圧力低下部４の気体吸引路８により、変速機２のケーシングから気体が吸引される。なお掃気ファン３３は、ガスエンジン１の運転中は継続して動作し続ける。
【００３９】
圧力調整用バルブ５は、気体吸引路８に設けられている。オイルミストブリーザー６は、気体吸引路８において圧力調整用バルブ５の上流側に設けられている。
【００４０】
なお上述の実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１    ：ガスエンジン
２    ：変速機
３    ：同期発電機
４    ：圧力低下部
５    ：圧力調整用バルブ
６    ：オイルミストブリーザー
７    ：圧力センサ
８    ：気体吸引路
１１  ：過給機
１２  ：混合弁
１３  ：空気供給路
２１  ：ブロアー
２２  ：フィルター
３１  ：排気通流路
３２  ：掃気路
３３  ：掃気ファン
【図１】
0006723044.tif 000002
【図２】
0006723044.tif 000003
【図３】
0006723044.tif 000004