(57)【要約】【課題】油タンクに複数の同一仕様のポンプ及びその駆動電動機を設置してなる油供給装置での、共振による振動発生を防止する。【解決手段】油ポンプ１，２の吐出配管２０ａ，２０ｂに分岐接続された空気抜き配管２２ａ，２２ｂに、互いに異なる流路径をもつオリフィスからなる油流量調節部６ａ，６ｂを設置し、油ポンプ（常用機）１及び油ポンプ（予備機）２の並列運転時に各ポンプの油ポンプ空気抜き配管の油流量を相違させることにより、油ポンプ（常用機）１と油ポンプ（予備機）２の仕様点をずらして、同一仕様の油ポンプを並列運転することにより生じる共振を防止する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油タンク上に複数の同一仕様の油ポンプおよびその駆動電動機を設置し、各油ポンプの吐出配管にそれぞれ油流量調節部を備えた空気抜き配管を個別に分岐接続し、この空気抜き配管を流れる油を前記油タンクに還流させるように構成された油供給装置であって、前記油流量調節部は、前記空気抜き配管毎に異なる油流量に設定されるものであることを特徴とする油供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の油供給装置において、前記空気抜き配管の油流量調節部として遠隔操作で開度調整可能な弁を備えるとともに、前記開度調整可能な弁の開度を制御する制御装置を備え、この制御装置は、一方の油ポンプの運転中に他方の油ポンプを駆動する駆動電動機を起動する電動機運転信号に基づき、前記開度調整可能な弁の開度を調整するよう構成されていることを特徴とする油供給装置。
【請求項３】
請求項１に記載の油供給装置において、前記空気抜き配管の油流量調節部としてオリフィスを備えるとともに、各空気抜き配管のオリフィス流路径が互いに異なっていることを特徴とする油供給装置。
【請求項４】
請求項１に記載の油供給装置において、前記空気抜き配管の油流量調節部として手動弁を備えるとともに、各手動弁は全閉できないものであることを特徴とする油供給装置。
【請求項５】
油タンク上に複数の同一仕様の油ポンプおよびその駆動電動機を設置し、各油ポンプの吐出配管にそれぞれ流量調節可能な油流量調節部を備えた空気抜き配管を個別に分岐接続し、この空気抜き配管を流れる油を前記油タンクに還流させるように構成された油供給装置の運転方法であって、前記油ポンプを並列運転する場合、空気抜き配管に備えられた前記油流量調節部を制御して空気抜き配管を流れる油の量をポンプ毎に異ならせることを特徴とする油供給装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油タンク上に油ポンプを設置する油供給装置に係り、特に同一仕様の油ポンプが複数台設置される油供給装置とその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば発電プラントにおいては、タービンや発電機の回転軸が軸受で支持され、これら軸受に潤滑油供給装置から潤滑油が循環供給される。潤滑油供給装置は、通常、系統内の潤滑油全量を収容できる油タンクと、潤滑油を加圧，送給する一対の油ポンプ（常用機及び予備機）と、各油ポンプを駆動する一対の電動機と、軸受に供給される潤滑油の温度を調整する油冷却器などで構成される。
【０００３】
油タンク内に貯蔵された潤滑油は、電動機で駆動される油ポンプ（常用機）により圧送され、圧力調整弁により各軸受供給油に適した油圧に調整される。圧力調整された潤滑油は油冷却器により所要の温度に調整され、タービン及び発電機の軸受へ供給される。尚、油ポンプ吐出ラインには、系統への空気流入を防止する目的で空気抜きをするための空気抜き配管が設置され、空気抜き配管の油流量を一定とするためのオリフィスが設けられる。油ポンプ運転中は、常に、吐出された油の一部がこのオリフィスを経て油タンクに還流されるようになっている。
【０００４】
運転中の油ポンプ（常用機）に異常が発生した場合には、同じく電動機で駆動される油ポンプ（予備機）が起動され、潤滑油の供給が停止しないようになっている。さらに、油ポンプ（常用機），油ポンプ（予備機）が共に故障したり、これらポンプを駆動する電動機の電源が喪失した場合に対応するために、直流電源駆動の非常用油ポンプが設置されており、各軸受を保護するための、最低必要限の潤滑油を供給できるようになっている。
【０００５】
一般的に油ポンプ（常用機）と油ポンプ（予備機）は同一仕様（ポンプ吐出圧力，吐出流量，必要軸動力等）であり、またそれぞれの空気抜き配管に設置されるオリフィスも同一仕様である。すなわち、油ポンプ（常用機）と油ポンプ（予備機）として、駆動電動機，オリフィスを含め同一のものが油タンクに複数台設置される。
【０００６】
一般的に油ポンプ（予備機）を備える油供給装置は、バックアップ(追起動)が健全に行われることを確認するため、定期的にテストされる。この時、油ポンプは二台並列運転となり、各々ポンプ流量は通常運転時の１／２（半分）でバランスすることになる。すなわち、二台の油ポンプでシステム必要油量を流すことになる。油ポンプが遠心ポンプで、ポンプを駆動する電動機の電源周波数が一定とすると、二台の油ポンプの仕様点は図４（イ）から図４（ロ）に示すように変化し、ポンプ二台並列運転時の二台の油ポンプの仕様点は同一となる。このため、二台の油ポンプは同一回転数にて運転されることとなり、共振を発生させる原因となる。
【０００７】
さらに、タービン駆動用にトルクコンバータが結合され、タービンが起動，停止される過程で、潤滑油供給装置から供給される油でトルクコンバータが作動するようになっている場合がある。この場合、トルクコンバータ使用時には、各軸受への潤滑油供給とトルクコンバータの作動油の双方を同時に供給しなければならず、油ポンプ（常用機）と油ポンプ（予備機）の双方を同時に並列運転（パララン）する必要がある。トルクコンバータ使用時における油ポンプ（常用機）及び油ポンプ（予備機）の並列運転においても、同一仕様の油ポンプであるために同一回転数にて運転されることとなり、共振を発生させる原因となる。
【０００８】
特許文献１には、油ポンプ（常用機）と油ポンプ（予備機）の台座を各油ポンプごとに異なるものとし、組み合わせ時の固有振動数の一致を避けることにより油ポンプ（常用機）と油ポンプ（予備機）の同時並列運転時の共振を防止することが記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１―２３４８７２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術においては、複数の油ポンプ並列運転時の共振防止を考慮する油供給装置は少なく、共振が確認されてから対応していた。また、前記特許文献記載の、複数の油ポンプ並列運転時の共振対策は、各ポンプごとに異なる大きさの台座を製作する必要があり、設計に余計に時間がかかること，標準の機器寸法を採用できず、コストがかかることなどの問題があった。
【００１１】
本発明の課題は、油タンクに同一仕様の複数の油ポンプを設置してなる油供給装置において、並列運転時の油ポンプの共振を防止することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するため、油ポンプの空気抜き配管に油流量調節部を設置し、油ポンプ並列運転時に各油ポンプの空気抜き配管の油量をそれぞれ異なる値とし、並列運転時の油ポンプの仕様点（運転点）を相違させてポンプ回転数に差を持たせるようにしたものである。この構成により、複数の同一仕様の油ポンプを用いても、並列運転時の共振による振動増幅を防止することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照して本発明をタービンや発電機の軸受に給油する油供給装置に適用した第１の実施の形態を説明する。図１に示す油供給装置は、発電機９の回転軸を支持する軸受７と、発電機９を駆動するタービン８の回転軸を支持する軸受７に潤滑油を供給するもので、系統内の潤滑油全量を収容できる油タンク５と、この油タンク５の上面に設置された２台の電動機３，４と、油タンク５内部に配置され、それぞれ前記電動機３，４で駆動され潤滑油を加圧，送給する油ポンプ（常用機）１、油ポンプ（予備機）２と、油ポンプ（常用機）１の吐出口に接続され逆Ｕ字管部を備えると共に下流端に逆止弁２３ａを設けた吐出管２０ａと、油ポンプ（予備機）２の吐出口に接続され逆Ｕ字管部を備えると共に下流端に逆止弁２３ｂを設けた吐出管２０ｂと、逆止弁２３ａ、２３ｂの出側に接続され、下流端を前記複数の軸受７に分岐して接続された供給管２１と、吐出管２０ａの前記逆Ｕ字管部の最高部に接続され油流量調節部６ａを介装すると共に下流端を油タンク５内に開孔させた空気抜き配管２２ａと、吐出管２０ｂの前記逆Ｕ字管部の最高部に接続され油流量調節部６ｂを介装すると共に下流端を油タンク５内に開孔させた空気抜き配管２２ｂと、を含んで構成されている。
【００１４】
本実施の形態では、油圧を調整する圧力調整弁、油を冷却する油冷却器は図示を省略してある。
【００１５】
油ポンプ（常用機）１と油ポンプ（予備機）２はいずれも遠心ポンプで同一仕様（ポンプ吐出圧力、吐出流量、必要軸動力等）であり、電動機３，４も同一仕様である。また、電動機３，４の電源周波数は一定である。
【００１６】
本実施の形態では、油流量調節部６ａ，６ｂとして流路径（開孔径）の異なるオリフィスが設けられており、油ポンプ（常用機）１側のオリフィス流路径が油ポンプ（予備機）２側のオリフィス流路径よりも小さくなっている。
【００１７】
上記構成の油供給装置で油ポンプ（常用機）１と油ポンプ（予備機）２の並列運転を行なうと、各油ポンプから吐出された油は、図１のＡ点で合流し、供給管２１を経て各軸受７に供給される。一方、各油ポンプから吐出された潤滑油の一部は、空気抜き配管２２ａ，２２ｂから油流量調節部６ａ，６ｂを経て油タンク５に還流するが、前述のようにオリフィスの流路径が異なるため、油流量調節部６ｂを経て油タンク５に還流する油の量が油流量調節部６ａを経て油タンク５に還流する油の量よりも多くなる。したがって、図３に示すように、並列運転時の各油ポンプの仕様点がそれぞれ相違し、各油ポンプが異なった周波数（回転数）で運転される。この結果、複数のポンプを同一回転数で運転することが原因で生じる共振の防止が可能になる。
【００１８】
油流量調節部６としては、本実施の形態のように油ポンプごとに径の異なるオリフィスを設ける構造の他、開度調整可能な手動弁あるいは遠隔操作による開度調整が可能な弁（例えば電動弁）を設け、各ポンプごとに異なる開度に設定する構成としてもよい。但し、この場合は、空気抜き機能の維持を考慮し、全閉できない弁とすることが望ましい。
【００１９】
本実施の形態では、油ポンプ（常用機）１側のオリフィス流路径を油ポンプ（予備機）２側のオリフィス流路径よりも小さくしてあるが、常用機側のオリフィス流路径を大きくする必要は特になく、オリフィス流路径の大小関係は逆であってもよい。
【００２０】
次に図２を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なるのは、油流量調節部６ａとして、オリフィス１０に加えて遠隔操作による開度制御が可能な電動弁１１を空気抜き配管２２ａに、油流量調節部６ｂとして、オリフィス１０に加えて遠隔操作による開度制御が可能な電動弁１２を空気抜き配管２２ｂに、それぞれ設け、電動弁１１、１２を開度制御するとともに電動機３，４の運転制御を行う制御装置１３を設けた点である。他の構成は前記第１の実施の形態と同じであるので、同一の符号を付して説明を省略する。なお、空気抜き配管２２ａのオリフィス１０と空気抜き配管２２ｂのオリフィス１０は、同じ流路径である。
【００２１】
制御装置１３は、電動機３及び４に運転指令を出す機能と共に、油ポンプの運転状態に応じて電動弁１１及び１２の開度を調節する機能を持つ。オリフィス１０については、制御装置１３により電動弁１１及び１２の開度を従来のオリフィス径と同等になるよう制御し、設置しないようにすることもできる。
【００２２】
本実施の形態においては、油ポンプ単独運転時は、運転側の空気抜き配管の電動弁を全開し、オリフィスを経て油の一部を油タンク５に還流させる運転を行なう。油ポンプ（常用機）１及び油ポンプ（予備機）２を並列運転するときは、電動弁１１及び１２の開度を調整し、空気抜き配管２２ａを通って油タンク５に流れる油の流量と、空気抜き配管２２ｂを通って油タンク５に流れる油の流量を異ならせる。
【００２３】
例えば、油ポンプ（常用機）１の運転中に待機中の油ポンプ（予備機）２を起動させる場合は、制御装置１３は、油ポンプ（常用機）１の運転中に待機中の油ポンプ（予備機）２を起動する電動機運転信号を出力する。制御装置１３は、この電動機運転信号に基づいて、まず、油ポンプ（常用機）１の空気抜き配管２２ａに設置した電動弁１１の開度をオリフィス１０の流路径に相当する開度以下に下げてから、油ポンプ（予備機）２の空気抜き配管２２ｂに設置した電動弁１２を開とし、次いで油ポンプ（予備機）２を起動する。
【００２４】
このように電動弁１１，１２の開度を制御することで、油流量調節部６ｂを経て油タンク５に還流する油の量が油流量調節部６ａを経て油タンク５に還流する油の量よりも多くなる。したがって、図３に示すように、並列運転時の各油ポンプの仕様点がそれぞれ相違し、各油ポンプが異なった周波数（回転数）で運転される。この結果、複数のポンプを同一回転数で運転することが原因で生じる共振の防止が可能になる。
【００２５】
油ポンプが全て停止している状態から複数の油ポンプの並列運転を開始する場合は、まず油ポンプ（常用機）１を電動弁１１開状態にて始動し、ポンプ内の空気を抜くためにしばらくの間運転した後、油ポンプ１の電動弁１１の開度を下げ、油ポンプ（予備機）２の電動弁１２を開として、油ポンプ（予備機）２を起動する。このようにして各油ポンプの空気抜き配管油流量を相違させることにより、図１の構造の場合と同様に並列運転時の各油ポンプがそれぞれ異なる回転数で運転され、複数の油ポンプを同一回転数で運転することが原因で生じる共振を防止することができる。
【００２６】
なお、上記実施の形態は本発明をタービン及び発電機の軸受に給油する油供給装置に適用した例であるが、同一仕様のポンプを油タンクに複数台設置し、各油ポンプの吐出配管にそれぞれ空気抜き配管を有する油供給装置に本発明を適用することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による油供給装置は、同一仕様の油ポンプを複数設置し、並列運転する場合においても共振を防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る油供給装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る油供給装置の要部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における、ポンプ並列運転時のポンプの仕様点を示す概念図である。
【図４】従来のポンプ単独運転とポンプ二台同時並列運転の仕様点の変化を示す概念図である。
【符号の説明】
１  油ポンプ（常用機）
２  油ポンプ（予備機）
３，４  電動機
５  主油タンク
６ａ，６ｂ  油流量調節部
７  軸受
８  タービン
９  発電機
１０  オリフィス
１１，１２  電動弁
１３  制御装置
２０ａ，２０ｂ  吐出配管
２１  供給管
２２ａ，２２ｂ  空気抜き配管
２３ａ，２３ｂ  逆止弁
【図１】
2004197641.tif 000003
【図２】
2004197641.tif 000004
【図３】
2004197641.tif 000005
【図４】
2004197641.tif 000006