(57)【要約】【課題】  油圧システムにおけるリン酸エステル系作動油のメンテナンスの手間を大幅に省力化できると共に、油圧システムに一時的な不具合が生じてもシステム全体が致命的な作動不良に至ることのない、タンクへの水分異物混入防止装置を提供する。【解決手段】  例えば発電タービンの作動に用いられる油圧駆動装置に供給されるリン酸エステル系作動油を貯蔵するタンク上部の空間容積部を密封すると共に、空間容積部に封入された気体は、タンク油面変動に伴って膨張および収縮が可能な、例えばブラダのような気体蓄積手段へ流入または流出するように、前記気体蓄積手段と、前記タンクの上部の空間容積部とが、例えばシリカゲルのような水分吸収剤を充填したフィルターエレメントを有するエアーブリーザーのような水分吸収／異物除去手段を介して気密に連通させ、また、気体蓄積手段と水分吸収／異物除去手段を二対以上の安全弁を介して連通させた。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧駆動装置に供給されるリン酸エステル系作動油を貯蔵するタンク上部の空間容積部を密封すると共に、空間容積部に封入された気体は、タンク油面変動に伴って膨張および収縮が可能な気体蓄積手段へ流入または流出するように、前記気体蓄積手段と、前記タンクの上部の空間容積部とが水分吸収／異物除去手段を介して気密に連通されていることを特徴とするリン酸エステル系作動油タンクへの水分異物混入防止装置。
【請求項２】
前記油圧駆動装置が発電タービンの作動に用いられる油圧駆動装置であることを特徴とする請求項１に記載のリン酸エステル系作動油タンクへの水分異物混入防止装置。
【請求項３】
前記気体蓄積手段がブラダであることを特徴とする請求項１に記載のリン酸エステル系作動油タンクへの水分異物混入防止装置。
【請求項４】
前記水分吸収／異物除去手段が水分吸収剤を充填したフィルターエレメントを有するエアーブリーザーであることを特徴とする請求項１に記載のリン酸エステル系作動油タンクへの水分異物混入防止装置。
【請求項５】
前記水分吸収剤がシリカゲルであることを特徴とする請求項４に記載のリン酸エステル系作動油タンクへの水分異物混入防止装置。
【請求項６】
前記気体蓄積手段と前記水分吸収／異物除去手段を二対以上の安全弁を介して連通させたことを特徴とする請求項１に記載のリン酸エステル系作動油タンクへの水分異物混入防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧システムにおいて、油圧駆動装置に供給されるリン酸エステル系作動油を貯蔵するタンクへの水分異物混入防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧システムにおいて、油圧駆動装置に付設されるタンクには、当該油圧システムに必要な量の作動油が貯蔵されている。このタンク内に貯蔵された作動油の油面は、送油ポンプの運転による油圧シリンダーの作動により、ピストンが移動して油面変動が生ずる。
【０００３】
この油面変動はタンク内に圧力変化をもたらすことになるため、油面変動に対応したエアーブリーザー（通気能力のあるフィルター）を取り付け、タンク内を外気と通気させることにより、タンク内の圧力変化を緩和させている。
【０００４】
しかしながら、エアーブリーザーを通じての通気は、外気と同時に湿気を作動油タンク内に取り込むことになり、この湿気は作動油タンク内外面の温度差により結露し、水滴となってタンク内の作動油に混入することになる。
【０００５】
ところで、リン酸エステル系作動油は、その優れた難燃性により特に高温雰囲気中、例えば発電タービンの羽車を作動する油圧システム等に広く使用されているが、水分混入によるエステルの加水分解により、容易に劣化が促進され、性状変化を来たすことになる。
【０００６】
従って、リン酸エステル系作動油を用いる油圧システムにおいては、この作動油のメンテナンスの煩雑さが、システム全体を長期安定的に運用するために、多くの工数が必要となる要因となっている。
【０００７】
この問題を解決するために、例えばエアーブリーザーに水分吸収能力を有するフィルターエレメントを用いることが行われているが、外気と連通している状態では、その湿気を吸収するフィルターエレメントの能力に限界があり、湿気を期待通り補足できないと言う新たな問題が生じた。
【０００８】
一方、タンク内の作動油の油面変動による圧力変動を緩和し、外気中の塵埃や汚染物質等の異物がタンク内に混入することを防止する装置として、当該タンクに容積が変動する、例えば蛇腹状の空気蓄積器を気密に取り付けた装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００９】
エアーブリーザーに代えて上記装置を使用すれば、外気中の塵埃や汚染物質等の異物と共に外気中の湿気をタンク内に取り込むことはなくなると考えられる。
【００１０】
しかしながら、本装置については、予期し得ない油面変動等による気密漏れや、空気蓄積機の破壊等が皆無とはいえず、一旦外気との気密性が無くなると、湿気や汚染物質による作動油の劣化をもたらし、特に水分に敏感なリン酸エステル系作動油の場合は、急速に劣化が進み、これを使用したシステム全体の作動不良を起こす危険性をはらんでいる。
【００１１】
【特許文献１】特開平８−１２８４０３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、リン酸エステル系作動油を貯蔵するタンクへの水分異物混入を防止する装置であって、油圧システムにおける当該作動油のメンテナンスの手間を大幅に省力化できると共に、油圧システムに一時的な不具合が生じても、システム全体が致命的な作動不良に至ることを防止できる装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、鋭意検討した結果、リン酸エステル系の作動油を貯蔵するタンクの密封を保ちながら、容積可変の気体蓄積手段をタンク内部に連通するとともに、水分吸収及び異物混入防止手段を連通経路に組合せることにより、前記課題が解決できることを見出して本発明を完成するに至ったもので、特許請求の範囲に記載された発明は、リン酸エステル系作動油タンクへの水分異物混入防止装置として、それぞれ以下の（１）〜（６）に述べる各手段を採用したものである。
【００１４】
（１）第１の手段は、油圧駆動装置に供給されるリン酸エステル系作動油を貯蔵するタンク上部の空間容積部を密封すると共に、空間容積部に封入された気体は、タンク油面変動に伴って膨張および収縮が可能な気体蓄積手段へ流入または流出するように、前記気体蓄積手段と、前記タンクの上部の空間容積部とが水分吸収／異物除去手段を介して気密に連通されていることを特徴とするものである。
【００１５】
（２）第２の手段は、第１の手段を採用したものにおいて、前記油圧駆動装置が発電タービンの作動に用いられる油圧駆動装置であることを特徴とするものである。
【００１６】
（３）第３の手段は、第１の手段を採用したものにおいて、前記気体蓄積手段がブラダであることを特徴とするものである。
【００１７】
（４）第４の手段は、第１の手段を採用したものにおいて、前記水分吸収／異物除去手段が水分吸収剤を充填したフィルターエレメントを有するエアーブリーザーであることを特徴とするものである。
【００１８】
（５）第５の手段は、第４の手段を採用したものにおいて、前記水分吸収剤がシリカゲルであることを特徴とするものである。
【００１９】
（６）第６の手段は、第１の手段を採用したものにおいて、前記気体蓄積手段と前記水分吸収／異物除去手段を二対以上の安全弁を介して連通させたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明は、上記の（１）〜（６）に記載の各手段を採用しているので、それぞれ以下のような効果を有する。
【００２１】
（１）請求項１に係る発明は、上記第１の手段を採用しているので、気体蓄積手段と、密封されたタンクの上部の空間容積部とが水分吸収／異物除去手段を介して気密に連通された水分異物混入防止装置により、リン酸エステル系作動油タンク内への水分や異物の混入を完全に防止することができ、リン酸エステル系作動油の水分による品質劣化を未然に防止することができる。また、水分以外の塵埃や汚染物質等の異物が、当該作動油タンクに混入することも防止できるので、リン酸エステル系作動油の保全（メンテナンス）の手間を大幅に省力化することができる。
【００２２】
（２）請求項２に係る発明は、上記第２の手段を採用しているので、請求項１に係る発明の効果に加え、特に発電タービンに使用する油圧システムのようなシステム全体を長期安定的に運用することが必要な系においても、多大な手間を要せずメンテナンスが容易になるという効果を有する。
【００２３】
（３）請求項３に係る発明は、上記第３の手段を採用しているので、請求項１に係る発明の効果に加え、ブラダにより気体蓄積手段を安価に製作することができ、取扱いも容易である。
【００２４】
（４）請求項４に係る発明は、上記第４の手段を採用しているので、請求項１に係る発明の効果に加え、水分吸収剤を充填したフィルターエレメントを有するエアーブリーザーにより、水分吸収／異物除去手段を安価に製作することができ、取扱いも容易である。
【００２５】
（５）請求項５に係る発明は、上記第５の手段を採用しているので、請求項４に係る発明の効果に加え、水分吸収剤としてシリカゲルを用いることで、水分吸収能力にすぐれ、取扱いも容易である。
【００２６】
（６）請求項６に係る発明は、上記第６の手段を採用しているので、請求項１に係る発明の効果に加え、ニ対以上の安全弁を介して気体蓄積手段と前記水分吸収／異物除去手段を連通させることにより、圧力吸収能力を超えた予期しないタンク内圧力の変動による装置の破壊を未然に防止することができ、より安全性の高い油圧システムとすることができる。
【００２７】
また、上記安全弁が作動した場合、水分や異物を含む外気を上記気体蓄積手段内部に取り込むことになる場合があるが、上記気体蓄積手段とタンク内部は水分吸収／異物除去手段を介して連通されているため、気体蓄積手段に侵入した水分や異物は、水分吸収／異物除去手段の作用により、タンク内部まで混入することはない。
【００２８】
このように、本発明はすぐれた作用効果を有し、実用上極めて有効なリン酸エステル系作動油タンクへの水分異物混入防止装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００３０】
図１は、本発明の水分異物混入防止装置を用いた油圧システムの構成を示す概略図である。
【００３１】
図中１は図示しない発電機タービンに連結されている油圧駆動装置で、この油圧駆動装置１にはタンク２が付設されており、タンク２内には油圧駆動装置１に供給されるリン酸エステル系作動油が貯蔵されている。
【００３２】
また、タンク２の上部は密封されており、後述するエアーブリーザー４以外の部分から気体がタンク２内に侵入しないようにされている。
【００３３】
なお、本発明でいうリン酸エステル系作動油とは、フェノール類とオキシ塩化リンを原料とし、エステル化反応を行う事によってトリアリルリン酸エステルとして製造される作動油であって、当該技術分野で通常用いられているものを意味する。
【００３４】
上記の油圧駆動装置１は、送油ポンプ１６により送油管５を通じてタンク２内に貯蔵されているリン酸エステル系の作動油Ｌを吸引し、方向切替弁７を介して油圧シリンダー８のＡ側に供給され、シリンダーロッド１７に取付けられたピストン９を押して移動させるようになっている。
【００３５】
このとき、油圧シリンダー８のＢ側にある作動油Ｌは、ピストン９の移動により、方向切替弁７を介して排油管６よりタンク２内に吐出され、油圧シリンダー８のＡ側とＢ側の容積差により、タンク２内の作動油Ｌの油面はダウンして破線で示すＡ側作動時油面まで低下する。
【００３６】
これとは逆に、方向切替弁７の切替によって、送油ポンプ１６により送油管５を通じて作動油Ｌが油圧シリンダー８のＢ側に供給されると、ピストン９が押し戻され、油圧シリンダー８のＡ側にある作動油Ｌは、ピストン９の移動により、方向切替弁７を介して排油管６よりタンク２内に吐出され、油圧シリンダー８のＡ側とＢ側の容積差により、タンク２内の作動油Ｌの油面はアップして実線で示すＢ側作動時油面まで上昇する。
【００３７】
タンク２内のこのような作動油Ｌの油面の変動にも関わらず、タンク２内の圧力を正常に保つためには、タンク２内の油面上部の空間に、気体（空気）を流入または流出させる必要がある。
【００３８】
本発明の水分異物混入防止装置１０は、タンク２の上部に気密に接続されたエアーブリーザー４と、これを気密に被うカバー３と、これに気密に連通した連通管１１と、連通管１１に気密に接続された気体蓄積手段としてのブラダ１２と、連通管１１の途中に設置された安全弁１３、１４によって構成されている。
【００３９】
また、前記エアーブリーザー４には、水分吸収剤としてシリカゲルが充填された、水分吸収／異物除去手段として、通気能力があり、異物を除去し得る図示せざるフィルターエレメントが内蔵されている。
【００４０】
なお、前記水分吸収剤としては、シリカゲル、酸化カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、モレキュラーシーブ等が用いられるが、水分吸収能力および取扱いの容易さから、シリカゲルを用いることが好ましい。
【００４１】
上記シリカゲルの一部は青色に着色されており、シリカゲルへの水分吸収が進むにつれて、着色された青色が薄い赤色から次第に薄い白色に色が変化することを確認できるようにされており、タンク２内への気体の流入または流出は、上記フィルターエレメントが内蔵されたエアーブリーザー４を通じて行われるようになっている。
【００４２】
ブラダ１２には気体（通常は乾燥空気で異物は含まれていない）が封入されており、タンク２内の油面がＡ側作動時油面に低下した場合は、ブラダ１２の内部の気体がタンク２内の油面上部の空間に流入して、タンク２内の圧力を正常値に保つことになる。
【００４３】
逆にタンク２内の作動油Ｌの油面がＢ側作動時油面に上昇した場合は、タンク２内の油面上部の気体がブラダ１２内に流入し、ブラダ１２が膨張することによりタンク２内の圧力を正常値に保つようにしている。
【００４４】
但し、ブラダ１２の材質は特に限定されるものではなく、気体蓄積手段として機能を果たすことができればよいが、ブラダ１２の容量や耐圧能力等は、システムの仕様によって適宜最適に定めることができる。
【００４５】
本実施例の場合、例えばブラダ１２の材質はゴム質で、容量は４０リッター、耐圧力は０．１Ｋｇ／ｃｍ２のものを用いることで、その機能を充分に果たすことができる。
【００４６】
なお、ブラダ１２はケーシング１５によって全体を覆われており、外力によるブラダ１２の損傷を防止することができるように配慮されている。
【００４７】
ケーシング１５は、ブラダ１２を覆うものであればその材質、形態、大きさ等は特に限定されないが、例えば円筒型とすることができ、材質としては周囲の環境面からステンレス等の金属製が好ましい。
【００４８】
また、ブラダ１２の状態をケーシング１５の外部から容易に観察することができるようにするために、ケーシング１５の外面部分を多数の孔を持つ多孔板、または網目状のもので構成することが好ましい。
【００４９】
また、ケーシング１５の大きさは、ブラダ１２が最大に膨張した場合でも、膨張したブラダ１２を収納できる大きさを適宜定めればよい。
【００５０】
なお、ニ対の安全弁１３、１４は、連通管１１の途中に間隔をおいて設置されており、それぞれ一対の吸気弁Ｖａと排気弁Ｖｂから構成されている。
【００５１】
上記安全弁１３、１４の作動圧力は、上記ブラダ１２の気密性が破壊しない圧力を勘案して適宜定めればよいが、本実施例では無圧タンクを想定し、吸気弁Ｖａ、排気弁Ｖｂとも作動圧力は０．０５Ｋｇ／ｃｍ２以下に設定した。
【００５２】
なお、安全弁は一対でもよいが、本実施例において安全弁を二対採用した理由は、安全弁１３、１４のいずれか一方が作動不良となっても他方で補うことができ、より安全な構成とするためである。但し、連通管１１が長い場合等においては、安全弁は二対以上採用してもよい。
【００５３】
次ぎに本実施例の動作を説明する。
油圧駆動装置１の運転により、タンク２内の作動油Ｌの油面は、Ａ側作動時油面とＢ側作動時油面の間でアップダウンする。
【００５４】
今、作動油Ｌの油面がアップしてＢ側作動時油面へ油面が上昇する場合、タンク２内の油面上部の空間の気体は、エアーブリーザー４内のシリカゲルが充填されたフィルターエレメントを通じ、カバー３内より連通管１１を通じてブラダ１２内に流入し、ブラダ１２を膨張させることになる。
【００５５】
このとき気体の流出にともない、気体中の僅かに残存している水分は、エアーブリーザー４に内臓されている前記フィルターエレメントを気体が通過することにより、シリカゲルに吸収されることになる。
【００５６】
逆に作動油Ｌの油面がダウンしてＡ側作動時油面へ油面が下降する場合は、ブラダ１２が収縮し、上記とは逆の経路で、ブラダ１２中の気体はタンク２内へと流入する。
【００５７】
このとき、上記と同様に気体中の水分は、エアーブリーザー４に内臓されている前記フィルターエレメントを気体が通過することにより、シリカゲルに吸収されることになる。
【００５８】
このように、タンク２内の油面上部の空間とブラダ１２の内部を連通する系統は、外気と完全に遮断されており、通常は外部からの水分を吸収することはないので、フィルターエレメントは半永久的に水分吸収能力を保持できる。
【００５９】
なお、油圧駆動装置１の運転条件や作動油Ｌの温度の上昇等により、予期し得ない作動油Ｌの油面のアップダウンが起こる場合があるが、その際、本実施例では二対の安全弁１３、１４を設けているので、タンク２が内圧により変形したり、ブラダ１２が破壊する等の危険性を防止することができる。
【００６０】
但し、故障等により安全弁１３、１４より湿気を含んだ外気を吸入する可能性があるが、そのような場合でも、空気中の水分はエアーブリーザー４に内臓されているフィルターエレメントに充填されたシリカゲルに吸収されるので、タンク２内に水分が混入することは防止されることになる。
【００６１】
また、このとき空気中の塵埃や汚染物質等の異物は、エアーブリーザー４に内臓されているフィルターエレメントにより除去されるので、タンク２内に異物が混入することはない。
【００６２】
このように、本実施例においては、油圧駆動装置１に供給されるリン酸エステル系作動油Ｌを貯蔵するタンク２上部の空間容積部を密封すると共に、空間容積部に封入された気体は、タンク２油面変動に伴って膨張および収縮が可能な気体蓄積手段としてのブラダ１２へ流入または流出するように、ブラダ１２と、前記タンク２の上部の空間容積部とが水分吸収／異物除去手段としての、シリカゲルを水分吸収剤として充填したフィルターエレメントを内蔵したエアーブリーダーを介して気密に連通されているので、リン酸エステル系作動油タンク内への水分や異物の混入を完全に防止することができ、リン酸エステル系作動油の水分による品質劣化を未然に防止することができると共に、水分以外の塵埃や汚染物質等の異物が、当該作動油タンクに混入することも防止できるので、リン酸エステル系作動油の保全（メンテナンス）の手間を大幅に省力化することができ、特に発電タービンの作動に用いられる油圧駆動装置等に適用して実用上極めて有効である。
【００６３】
以上、本発明を図１に示す実施例に基いて説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、リン酸エステル系作動油を用いる油圧システムの構成や能力等に応じて、気体蓄積手段や水分吸収／異物除去手段、安全弁等の構成は、本発明の範囲内でその具体的構成に適宜変更を加えてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の水分異物混入防止装置を用いた油圧システムの概略図である。
【符号の説明】
【００６５】
１        油圧駆動装置
２        タンク
３        カバー
４        エアーブリーザー
５        送油管
６        排油管
７        方向切替弁
８        油圧シリンダー
９        ピストン
１０      水分異物混入防止装置
１１      連通管
１２      ブラダ
１３      安全弁
１４      安全弁
１５      ケーシング
１６      送油ポンプ
１７      シリンダーロッド
Ｌ        作動油
Ｖａ      吸気弁
Ｖｂ      排気弁
【図１】
2005172178.tif 000003