(57)【要約】      （修正有）【課題】適正に製作でき、軸受への給油効率を向上させる。【解決手段】タービンロータの軸受９に給油する潤滑油を貯蓄するメインオイルタンク１と、タービンロータの通常運転時に、メインオイルタンク１から軸受９へ潤滑油を給油する第１の給油手段と、軸受９に対して高い位置に設けられ、通常運転時にメインオイルタンク１からの潤滑油を貯蓄する油ヘッドタンク７と、メインオイルタンク１から軸受９への給油量が不足した緊急時に、メインオイルタンク１内を負圧としてメインオイルタンク１からの空気を油ヘッドタンク７へ供給することで、油ヘッドタンク７に貯蓄された潤滑油を油ヘッドタンク７におけるヘッド差により排出して、タービンロータが停止するまで軸受９に給油する第２の給油手段とをもつ。【選択図】図１
2016098845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンロータの軸受に給油する潤滑油を貯蓄するメインオイルタンクと、
前記タービンロータの通常運転時に、前記メインオイルタンクから前記軸受へ前記潤滑油を給油する第１の給油手段と、
前記軸受に対して高い位置に設けられ、前記通常運転時に前記メインオイルタンクからの前記潤滑油を貯蓄する油ヘッドタンクと、
前記メインオイルタンクから前記軸受への給油量が不足した緊急時に、前記メインオイルタンク内を負圧として前記メインオイルタンクからの空気を前記油ヘッドタンクへ供給することで、前記油ヘッドタンクに貯蓄された前記潤滑油を前記油ヘッドタンクにおけるヘッド差により排出して、前記油ヘッドタンクから前記軸受への給油ラインを介して、前記タービンロータが停止するまで前記軸受に給油する第２の給油手段と
を備えたことを特徴とする軸受給油装置。
【請求項２】
前記第１の給油手段は、
前記通常運転時に前記メインオイルタンクから前記軸受への給油ラインを介して、前記メインオイルタンクから前記軸受へ前記潤滑油を給油するとともに、前記メインオイルタンクから前記軸受への給油ラインから分岐した給油ラインを介して、前記油ヘッドタンクへ前記潤滑油を給油し、
前記第２の給油手段は、
前記分岐した給油ラインを介して、前記緊急時に前記潤滑油を排出し、
前記分岐した給油ラインは、
前記油ヘッドタンクにおける開口部の高さが異なる複数の給油ラインに分岐される
ことを特徴とする請求項１に記載の軸受給油装置。
【請求項３】
前記開口部の高さが異なる複数の給油ラインは、
前記油ヘッドタンクにおける第１の位置に開口部が設けられた第１の給油ラインと、
前記油ヘッドタンクにおける前記第１の位置より高い位置に開口部が設けられた第２の給油ラインとを有し、
前記緊急時に前記第１の給油ラインに流れる前記潤滑油の単位時間あたりの流量は、前記緊急時に前記第２の給油ラインに流れる前記潤滑油の単位時間あたりの流量に対して少ない
ことを特徴とする請求項２に記載の軸受給油装置。
【請求項４】
前記油ヘッドタンクと前記メインオイルタンクとの間に設けられるオーバーフロー型戻り油管と、
前記通常運転時に、前記油ヘッドタンク内でオーバーフローした前記潤滑油を前記オーバーフロー型戻り油管を介して前記メインオイルタンクに排出する排出手段とをさらに備え、
前記第２の給油手段は、
前記緊急時に、前記メインオイルタンクから前記オーバーフロー型戻り油管を介して前記油ヘッドタンクに供給された空気との置換とともに、前記油ヘッドタンクから前記軸受に前記潤滑油を給油する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の軸受給油装置。
【請求項５】
前記メインオイルタンクから前記軸受への給油ラインから前記分岐した給油ラインは、
前記緊急時における、前記油ヘッドタンクへの前記潤滑油の流入を防ぐ逆止弁を有する緊急時用給油ラインと、
前記通常運転時における、前記油ヘッドタンクへの前記潤滑油の流量を制限するオリフィスを有する通常運転時用給油ラインとを有する
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の軸受給油装置。
【請求項６】
前記第２の給油ラインは、前記油ヘッドタンクにおける前記開口部の高さを調整するねじ込み式配管を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の軸受給油装置。
【請求項７】
前記メインオイルタンク内の所定の容量を超えた前記潤滑油を貯蓄するオーバーフロータンクと、
前記通常運転時における前記油ヘッドタンクへの前記潤滑油の給油により前記メインオイルタンク内の油量が不足したときに前記オーバーフロータンクから前記メインオイルタンクへ前記潤滑油を補充する補充手段と、
前記緊急時に前記油ヘッドタンクから前記軸受を介して前記メインオイルタンクに戻り、前記メインオイルタンク内の前記所定の容量を超えた分の前記潤滑油を前記オーバーフロータンクに退避させる退避手段と
を備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の軸受給油装置。
【請求項８】
タービンロータの軸受に給油する潤滑油を貯蓄するメインオイルタンクと、前記軸受に対して高い位置に設けられ、前記タービンロータの通常運転時に前記メインオイルタンクからの前記潤滑油を貯蓄する油ヘッドタンクを有する軸受給油装置に適用される方法であって、
前記通常運転時に、前記メインオイルタンクから前記軸受へ前記潤滑油を給油し、
前記メインオイルタンクから前記軸受への給油量が不足した緊急時に、前記メインオイルタンク内を負圧として前記メインオイルタンクからの空気を前記油ヘッドタンクへ供給することで、前記油ヘッドタンクに貯蓄された前記潤滑油を前記油ヘッドタンクにおけるヘッド差により排出して、前記タービンロータが停止するまで前記軸受に給油する
ことを特徴とする軸受給油方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、軸受給油装置および軸受給油方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービン等の回転体において、タービンロータの通常運転中は潤滑油をタービンロータの軸受に給油することにより、円滑な回転を保持している。しかし、油ポンプの故障や停電により給油源が失われると、軸受への必要給油量が確保できなくなる。すると、メタルタッチによる軸受ホワイトメタルの溶融やジャーナル焼入による硬化が発生する可能性がある。これらを防止するため、給油圧力が所定の基準以下となると、回転体が蒸気等の駆動源を直ちに遮断し、回転体をトリップさせることが考えられる。
【０００３】
しかし、回転体がトリップした後も、該回転体は慣性により継続して回転し、完全停止までに一般的に数十分の時間を要する。回転体が慣性により回転している間も軸受への給油を継続するために、例えば、回転機駆動源のしゃ断後の慣性による回転持続期間の初期あるいは前半の期間の給油を行いうる所要のヘッドと容量とを有する解放型の基タンクと、その残りの期間の給油を行いうる所要のヘッドと容量とを有する密閉型の補助タンクとを基タンクの底面を補助タンクの底面より高くしてこれらを底面でつなぎ、補助タンクの頂部をそれからの流出のみを許す逆止弁を以て基タンクにつないだ強制潤滑油系の油ヘッドタンクが用いられる場合がある。
【０００４】
図９は、従来の油ヘッドタンク付き軸受給油システムの概念図を示す図である。  
図９に示した例では、メインオイルタンク１内の潤滑油は、油ポンプ２により既定の圧力及び流量により給油ラインに流入する。この油ポンプ２は、オイルクーラー３、オイルフィルター４、及び逆止弁５を通って軸受給油管１１に連結され、潤滑油をオリフィス１０を介して軸受９に給油する構造となっている。オイルクーラー３は油温度を制御するために既存プラントにおいて使用され、オイルフィルター４は油内の異物を除去するために既存プラントにおいて使用される。軸受９から排出された戻り油は、軸受戻り油管１２を通ってメインオイルタンク１に回収される。
【０００５】
一方で、軸受給油管１１分岐した油管が油ヘッドタンク７の底部と連結している。通常運転時は軸受給油管１１から分岐した油管のオリフィス６を介して油ヘッドタンク７に給油される。
【０００６】
油ヘッドタンク７内の潤滑油の貯蓄量が所定の容量となると、容量を超えた分の潤滑油は、油ヘッドタンク７内に連結されたドレン管に排出される。このドレン管は、軸受戻り油管１２と合流するので、ドレン管に排出された潤滑油はメインオイルタンク１に回収される。
【０００７】
油ポンプ２の故障や停電等の発生により給油源が確保できないような緊急時は、油ヘッドタンク７内に貯蓄してある潤滑油が随時排出される。この排出された潤滑油は、オリフィス６を通り、軸受給油管１１を経由して軸受９に必要量の潤滑油が給油される。すなわち、油ヘッドタンク７におけるヘッド差（水頭差）による位置エネルギーのみを利用して軸受９へ給油を行う。したがって、配管ロスを考慮しても十分な給油が確保されるように、最低限のヘッド差を設けることが必要である。
【０００８】
また、油ヘッドタンク７への潤滑油の給油及び油ヘッドタンク７からの潤滑油の排出を行うためには、この潤滑油を同容量の空気と置換する必要がある。そのために油ヘッドタンク７ベント管８を設け、油ヘッドタンク７に潤滑油が流入するときはベント管８より空気を排出し、潤滑油を油ヘッドタンク７から排出するときはベント管８より空気を油ヘッドタンク７内に吸入させている。
【０００９】
油ヘッドタンク７の形状や系統構成については、様々な改良がなされてきた。図１０は、回転体トリップ後の時間に対する軸受９への必要給油量および回転数の特性の一例を示す図である。軸受９への必要給油量１３は、メタル温度の上限値や給油圧力の下限値を元に算出され、通常は回転数１４の１.５〜２乗比で低下する。
【００１０】
図１１は、従来の油ヘッドタンクの形状および流量特性、すなわち給油量の時間変化の一例を示す図である。  
図１１（ａ），（ｂ）に示すように、円筒型油ヘッドタンク１５を使用した場合の潤滑油の流量特性１８は、時間と共に線形に減少する。この特性は図１０に示す必要給油量曲線と類似しないため、必要給油量１３に対して無駄に多くの油量が必要となる。従って油ヘッドタンクの容量が巨大化することとなり、設置場所の確保が困難である。また、本システムは軸受への給油量を確保しつつ、大容量の油ヘッドタンクへも給油するため、油ポンプ２としてより大型のものを使用する必要がある。  
さらに、大容量の油ヘッドタンク内の油が全てメインオイルタンク１にフローバックされた時のメインオイルタンク１内の潤滑油のオーバーフローの危険性が高まる。このオーバーフロー防止のためにメインオイルタンク１の容量を増やすと、システムが大型化することに伴いコストも増大する。
【００１１】
次に、図１１（ｃ），（ｄ）に示すように、三角フラスコ型油ヘッドタンク１６を使用した場合の油の流量特性１９は、流量特性１８と比較して必要給油量曲線に近い特性となるため、必要給油量１３に対して無駄の少ない効率的な給油が可能となる。しかし、三角フラスコ型油ヘッドタンク１６は膨大な底面積を必要とするため、円筒型油ヘッドタンク１５と同様に設置場所の確保が困難である。また、三角フラスコ型油ヘッドタンク１６形状が単純ではないため、製作コストを考慮しても現実的ではない。
【００１２】
そこで、図１１（ｅ）に示すように、細長い円筒型のメイン油ヘッドタンクと太くて短い円筒型のサブ油ヘッドタンクとを組み合わせた組合せ型油ヘッドタンク１７も考案されている。図１１（ｆ）に示すように、この組合せ型油ヘッドタンク１７の流量特性２０は、メイン油ヘッドタンク内から潤滑油が完全に排出された時を給油レート切替点としている。高回転数域においては、上記のメイン油ヘッドタンクとサブ油ヘッドタンクとを併用することで、多量の給油を可能としている。一方、給油レート切替点より後の低回転数域においては、サブ油ヘッドタンクのみを用いて給油することで、少量の給油を長時間行うことを可能としている。
【００１３】
一例として、トリップ直後は軸受９への必要給油量が１４０Ｌ/min、トリップ６分後は必要給油量が２０Ｌ/min、さらに２０分後に必要給油量が１０Ｌ/minとなり、その間を線形で近似できるものとし、タービンコーストダウンの所要時間は２６分とする。このとき、図１１（ａ）に示した円筒型油ヘッドタンク１５を使用した場合は、１９５０Ｌの容量を必要とする。一方、円筒組合せ型油ヘッドタンク１７を使用した場合の必要容量は、メイン油ヘッドタンクの４８０Ｌとサブ油ヘッドタンクの３００Ｌとなり、円筒型油ヘッドタンク１５の４０％の容量で必要給油量を確保できる。しかし、途中から大幅に変化する必要給油量レートを径の違いにより実現するためには、径が大幅に異なるヘッドタンクを組み合わせる必要がある。例えばサブ油ヘッドタンクを半径１２５cm、高さ１００ｃｍとすると、メイン油ヘッドタンクは半径２０ｃｍ、高さ３８０ｃｍという細長いヘッドタンクとなり、製作や据付、メンテナンスが容易ではないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特公昭６０−５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前述のように、油ヘッドタンクを用いた緊急時の軸受給油システムにおいて、製作や据付が容易な形状では給油効率が悪いためタンク容量が巨大化してしまう。また、給油効率の良いタンク形状では歪な形状となり、製作や据付が容易ではない。
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、適正に製作でき、軸受への給油効率を向上させることが可能になる軸受給油装置および軸受給油方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
実施形態における軸受給油装置は、タービンロータの軸受に給油する潤滑油を貯蓄するメインオイルタンクと、前記タービンロータの通常運転時に、前記メインオイルタンクから前記軸受へ前記潤滑油を給油する第１の給油手段と、前記軸受に対して高い位置に設けられ、前記通常運転時に前記メインオイルタンクからの前記潤滑油を貯蓄する油ヘッドタンクと、前記メインオイルタンクから前記軸受への給油量が不足した緊急時に、前記メインオイルタンク内を負圧として前記メインオイルタンクからの空気を前記油ヘッドタンクへ供給することで、前記油ヘッドタンクに貯蓄された前記潤滑油を前記油ヘッドタンクにおけるヘッド差により排出して、前記タービンロータが停止するまで前記軸受に給油する第２の給油手段とを有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、適正に製作でき、軸受への給油効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態における軸受給油装置の概要を示す図。
【図２】第２の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図。
【図３】第３の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図。
【図４】第４の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図。
【図５】第５の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図。
【図６】第６の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図。
【図７】第７の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図。
【図８】第７の実施形態における軸受給油装置の変形例を示す図。
【図９】油ヘッドタンクを用いた従来の軸受給油システムの一例を示す図。
【図１０】回転体トリップ後の時間に対する必要給油量および回転数の特性の一例を示す図。
【図１１】油ヘッドタンクの形状及び流量特性の相違の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、油ヘッドタンクを有する軸受給油装置の実施形態について図面を用いて説明する。  
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。  
図１は、第１の実施形態における軸受給油装置の概要を示す図である。  
図１に示すように、メインオイルタンク１内の潤滑油は、油ポンプ２よりオイルクーラー３、オイルフィルター４、及び逆止弁５を介して軸受給油管１１を通り、オリフィス１０を介してタービンロータの軸受９に給油されるとともに、各軸受９に対して設置された油ヘッドタンク７に給油される。
【００２１】
油ヘッドタンク７が満油になるまでは、軸受給油管１１から油ヘッドタンク７への給油量は、軸受給油管１１から分岐して油ヘッドタンク７に連結される油管（分岐給油ライン）のオリフィス６により制限される。また、油ヘッドタンク７が満油となると、油ヘッドタンク７内の潤滑油は、この油ヘッドタンク７の上部に連なる油ヘッドタンク戻り油管を介して軸受戻り油管１２に排出される。この排出された潤滑油の流量は油ヘッドタンク戻り油管のオリフィス２１により制限される。
【００２２】
油ヘッドタンク給油オリフィス６のサイズは、ヘッド圧による軸受９への必要給油量を確保可能なサイズに選定され、一般的には対応する軸受９ごとにサイズが異なる。また、油ポンプ２の容量が大型化しないように、一例としてオリフィス２１のサイズは、全軸受給油量の１％程度の油が油ヘッドタンク７に給油されるサイズに選定される。
【００２３】
油ヘッドタンク７からの戻り油は、油ヘッドタンク戻り油管のオリフィス２１およびオイルサイト２２を通って軸受戻り油管１２と合流し、メインオイルタンク１で回収される。このオイルサイト２２は、油ヘッドタンク７への給油が継続されている事の確認を行うために設置される。
【００２４】
油ポンプ２の故障や停電等により給油源が確保できない緊急時は、油ヘッドタンク７のヘッド圧にて必要量の潤滑油が油ヘッドタンク７から上記の分岐給油ラインを介して各軸受９に給油される。
【００２５】
第１の実施形態では、油ヘッドタンク７内の油と空気との置換に関しては、油ヘッドタンク７内とメインオイルタンク１との間の油ヘッドタンク戻り油管を利用する。つまり、緊急時における油ヘッドタンク７からメインオイルタンク１への潤滑油の流量は、油ヘッドタンク戻り油管のオリフィス２１で調整できる。これにより、従来システムで用いていたようなベント管を不要としている。
【００２６】
具体的には、タービンロータの通常運転中は、メインオイルタンク１に対する上部に設置されるガス抽出機２３により、メインオイルタンク１内は負圧となる。従って、油ヘッドタンク７内の上部の空気は、油ヘッドタンク戻り油管および軸受戻り油管１２を介してメインオイルタンク１内に引き込まれることにより油ヘッドタンク７から排出されて、この油ヘッドタンク７に流入する潤滑油と置換される。
【００２７】
一方、上記の緊急時は、油切り等からの大気の吸引や、メインオイルタンク１内の残留空気が軸受戻り油管１２および油ヘッドタンク戻り油管を介して油ヘッドタンク７に供給されることにより、油ヘッドタンク７から軸受９への油の排出を可能としている。
【００２８】
第１の実施形態によれば、大型火力タービン等において、停電などにより油ポンプ２による軸受９への給油が不可能となった場合でも、電気的設備を必要とせずに機械的設備のみで油ヘッドタンク７から各軸受９へ潤滑油を給油することができる。
【００２９】
加えて、緊急時における油ヘッドタンク７からメインオイルタンク１への潤滑油の流量は、油ヘッドタンク戻り油管のオリフィス２１で調整できるので、油ヘッドタンク７を特殊な形状としなくとも、緊急時における潤滑油の流量特性を調整できる。よって、油ヘッドタンクの製作や据付が容易かつ、緊急時における軸受への給油効率を向上させることが可能になる。
【００３０】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態における構成のうち第１の実施形態で説明した部分と同一部分の詳細な説明は省略する。  
図２は、第２の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図である。  
図２に示すように、第２の実施形態では、油ヘッドタンク７と軸受給油管１１との間の給油ライン（分岐給油ライン）を軸受給油管１１からみたオリフィス６の先で２種類の給油ラインに分岐させる。
【００３１】
また、それぞれの給油ラインを、油ヘッドタンク７における開口部のレベル（高さ）が低い、例えば油ヘッドタンク７の底部付近の給油（排出）ライン２４と、油ヘッドタンク７における開口部のレベルが給油ライン２４と比較して高い給油（排出）ライン２５とする。これらのレベル差を持たせた２種類の給油ラインを設置した構成では、油ヘッドタンク７の形状を円筒型に保ちつつ、軸受９への効率の良い流量特性を得ることができる。
【００３２】
停電などにより油ポンプ２からの給油が喪失すると回転体はトリップし、油ヘッドタンク７から上記の分岐給油ラインを通って各軸受９への給油が開始される。  
トリップ直後の高回転数域での油ヘッドタンクレベル２６は、図２（ａ）に示すように、油ヘッドタンク７における給油ライン２５の排油口の高さより高い。
【００３３】
従って、油ヘッドタンク７内の潤滑油は、メインオイルタンク１からの軸受戻り油管１２および油ヘッドタンク戻り油管を介して供給された空気と置換されつつ、給油ライン２４及び２５を併用しながら各軸受９に排出されるので、多量の給油を可能とする。時間経過と共に油ヘッドタンク７内の潤滑油のレベルが減少し、油ヘッドタンク７内のヘッド差も減少するため、給油量も時間と共に線形に減少する。潤滑油のレベルが上記の油ヘッドタンクレベル２６にある場合の給油レート（単位時間当たりの給油量）は、図２（ｄ）に示した高回転数域給油レート２９に対応する。
【００３４】
次に、図２（ｂ）に示すように、油ヘッドタンク７内の潤滑油のレベルが減少して、油ヘッドタンク７における給油ライン２５の排油口のレベルと等しいレベル２７になった場合考える。このレベル２７の高さより油ヘッドタンク７内の潤滑油のレベルが下がると、給油ライン２５は機能しなくなるため、給油ライン２４のみで軸受９への給油を行うこととなる。
【００３５】
レベル２７は図２（ｄ）に示した給油レート切替点３０に相当し、このレベルを境として給油レートが大幅に減少する。図２（ｃ）に示すように油ヘッドタンク７内の潤滑油のレベルが給油ライン２５の開口部のレベルを下回るレベル２８に減少すると、各軸受９への給油量が減少し、油ヘッドタンク７内のヘッド差の減少も緩やかになる。
【００３６】
レベル２８は図２（ｄ）に示した低回転数域給油量３１に相当し、徐々に給油量を減少させながら、少量の潤滑油を軸受９に長時間にわたって給油することが可能となる。このように、油ヘッドタンク７における複数の給油ラインの開口部のレベルに差を設けることにより、必要給油量１３に対して無駄の少ない給油レートを得ることができる。
【００３７】
全電源喪失の発生頻度及びシステムの簡素化を勘案した場合、上記の２種類の給油ラインで必要機能を十分満足できると考えられるが、必要に応じて油ヘッドタンク７からの給油ラインの数をさらに増加させることで、さらに効率的な給油レートを得る事が可能となる。
【００３８】
第２の実施形態によれば、開口部のレベルが異なる複数の給油ラインを併用して給油レートを切替えることにより、油ヘッドタンク７の形状を単純な形状としたままで軸受９への効率の良い給油を実現し、油ヘッドタンク７の容量を適正な容量に減らすことができるので、設備をより小型化することが可能となる。
【００３９】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。  
図３は、第３の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図である。  
第３の実施形態では、図３（ａ）に示すように、第２の実施形態で説明した、分岐給油ラインの一部である給油ライン２４を、給油ライン２５の径に対して小径の給油ライン３２に置き換える。または、図３（ｂ）に示すように給油ライン２４の途中にオリフィス６の口径より小口径のオリフィス３３を設置してもよい。
【００４０】
このように、第３の実施形態では、第２の実施形態で説明した給油ライン２４からの潤滑油の単位時間当たりの流量（以下、単に流量と称する）を給油ライン２５からの潤滑油の流量に対して少なくなるように制限することで、単位時間当たりでさらに少量の潤滑油を軸受９に長時間にわたって給油することを可能とする。
【００４１】
１つの例として、トリップ直後（第１のポイント）は流量が１４０Ｌ/minで、トリップから６分後（第２のポイント）は流量が２０Ｌ/minで、その後は流量が１０Ｌ/min以下に低下して２０分継続して軸受９に給油すれば、この軸受９への必要給油量を満足させるとする。また、各ポイント間の必要油量は線形に変化するものとする。
【００４２】
ここで、半径５０cm、高さ１００cmの油ヘッドタンク７の底面に給油ライン２４の開口部を設置し、かつこの給油ライン２４より高レベルの位置に給油ライン２５を設置して、軸受９への必要給油量に対して無駄のない給油レートを実現することを考える。配管径及びレベルを調整することにより実現するためには、給油ライン２５は油ヘッドタンク７の底面から高さ８cmの位置とし、給油ライン２５の半径を２.５cmに、給油ライン２４の半径を０.４cmにして、この給油ライン２４を図３（ａ）に示すような給油ライン３２とすればよい。
【００４３】
しかし、この場合、給油ライン２４が極端に細くなり、規格や強度上の問題もあり、また配管ロスなどの不確定要素が大きくなるため、潤滑油の正確な流量が計算できない場合がある。このような場合は、給油ライン２４の半径も２.５cmとし、図３（ｂ）に示すように、この給油ライン２４に潤滑油の流量を制限するためのオリフィス３３を挿入すればよい。
【００４４】
第３の実施形態によれば、油ヘッドタンク７での開口部の位置が低い給油ラインからの潤滑油の流量をさらに制限することができるので、トリップ直後の低回転数域において、単位時間当たりでより少量の潤滑油を軸受に長時間にわたって給油することが可能となる。
【００４５】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。  
図４は、第４の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図である。  
第１の実施形態で説明したように、緊急時における油ヘッドタンク７から軸受９への潤滑油の給油時に油ヘッドタンク７内の潤滑油を空気と置換する必要がある。
【００４６】
第１の実施形態では、この空気は、メインオイルタンク１から軸受戻り油管１２、および径の小さなオリフィス２１を介して油ヘッドタンク７内に供給されるため、空気供給不足により油ヘッドタンク７から軸受９に潤滑油が十分排出されない可能性がある。
【００４７】
そこで、第４の実施形態では、油ヘッドタンク７内への空気の供給不足を解消する手段として、油ヘッドタンク７と軸受戻り油管１２との間にオリフィス２１を設ける代わりに、油ヘッドタンク７の天井部に近い位置にオーバーフロー位置としてのオーバーフロー型戻り油管３４の開口部を設置する。
【００４８】
このオーバーフロー型戻り油管３４は、オリフィス２１を介さずに、軸受戻り油管１２に接続されて、オーバーフロー型戻り油管３４の開口部からメインオイルタンク１に潤滑油を戻すことができる構成とする。  
この構成では、通常運転時に油ヘッドタンク７内の潤滑油の高さがオーバーフロー型戻り油管３４の開口部の高さとなった場合は、このオーバーフロー型戻り油管３４から軸受戻り油管１２を介してメインオイルタンク１に潤滑油が戻される。
【００４９】
また、緊急時には、メインオイルタンク１からオーバーフロー型戻り油管３４を介して油ヘッドタンク７に供給された空気との置換とともに、油ヘッドタンク７から軸受９に潤滑油を給油することができる。
【００５０】
このように、メインオイルタンク１から油ヘッドタンク７内への空気の通り道を広げることにより、油ヘッドタンク７内から軸受９への給油に必要な置換用空気を確保することができる。
【００５１】
また、通常運転時におけるメインオイルタンク１から油ヘッドタンク７への給油が継続されている事の確認のため、オーバーフロー型戻り油管３４と軸受戻り油管１２との間には第１の実施形態と同様にオイルサイト２２が設置される。
【００５２】
第４の実施形態によれば、油ヘッドタンク７と軸受戻り油管１２との間の油管をオーバーフロー型の戻り油管３４とすることにより、緊急時における軸受９への潤滑油の供給時においてメインオイルタンク１から油ヘッドタンク７内への空気の供給を確保できるので、緊急時に潤滑油を油ヘッドタンク７から軸受９へ滞りなく給油することが可能となる。
【００５３】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。  
図５は、第５の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図である。  
第１の実施形態でも説明したように、軸受給油管１１の一部は油ヘッドタンク７へ分岐される。このため、系統全体の潤滑油の流量について考慮する必要がある。  
第１の実施形態では、緊急時における油ヘッドタンク７からメインオイルタンク１への潤滑油の流量を油ヘッドタンク戻り油管のオリフィス２１で調整していた。ここで、緊急時における油ヘッドタンク７からメインオイルタンク１への給油時に置換する空気を供給するために、第４の実施形態で説明したオーバーフロー型戻り油管３４を適用した場合には、メインオイルタンク１から油ヘッドタンク７への潤滑油の流入量は軸受給油管１１から分岐した油管のオリフィス６のみで制限する事になる。  
このオリフィス６の口径は軸受９への必要給油量に基づいて算出されているため、この必要給油量を考慮せずにオリフィス６を小口径化する事はできない。このため、油ポンプ２を必然的に大容量にする必要があり、軸受給油装置全体のサイズに影響を及ぼす。
【００５４】
そこで、第５の実施形態では、図５に示すように、軸受給油管１１から分岐して油ヘッドタンク７に連なる給油ライン（分岐給油ライン）を、油ヘッドタンク７側で分岐している給油ライン２４，２５の合流点の先で、通常運転時におけるメインオイルタンク１から油ヘッドタンク７への給油ラインと、緊急時における油ヘッドタンク７から軸受９への給油ラインとに分離する。この分離したメインオイルタンク１から油ヘッドタンク７への給油ラインには第１の実施形態で説明したオリフィス６に代わるオリフィス３６が挿入され、油ヘッドタンク７から軸受９への給油ラインには逆止弁３５が挿入される。
【００５５】
上記のように、緊急時における油ヘッドタンク７から軸受９への給油ラインに逆止弁３５を設置することにより、通常運転時に軸受給油管１１から油ヘッドタンク７への大口径の給油ラインでの潤滑油の流入を防止することができる。
【００５６】
一方、通常運転時におけるメインオイルタンク１から油ヘッドタンク７への給油ラインに挿入されたオリフィス３６の径は、数時間、例えば２〜３時間かけて油ヘッドタンク７を満油とする程度、或いは、全軸受給油量の１％程度の油が油ヘッドタンク７に給油されるサイズの径である。このオリフィス３６によりメインオイルタンク１から油ヘッドタンク７への給油ラインへの潤滑油の流量を絞ることができるので、油ポンプ２を適正なサイズとすることができ、軸受給油装置全体のサイズ大型化する必要がなくなる。
【００５７】
また、緊急時は、逆止弁３５を取り付けた給油ラインから軸受９に潤滑油を給油する事ができる。第１の実施形態ではオリフィス２１にて軸受９への給油量を制限していたが、第５の実施形態では逆止弁３５自体の圧力損失にて軸受９への給油量を制限することができる。
【００５８】
第５の実施形態によれば、メインオイルタンク１から油ヘッドタンク７への給油ラインと、油ヘッドタンク７から軸受９への給油ラインとを分離することにより、油ポンプ２を大型化することなく、必要な軸受給油量を通常運転時でも緊急時でも確保できる。
【００５９】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。  
図６は、第６の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図である。  
図６に示すように、第６の実施形態では、第２の実施形態で説明した、軸受給油管１１と油ヘッドタンク７との間の給油ライン２５を、可変雌ネジ３７と、油ヘッドタンク７で固定される固定雄ネジ３８を用いたネジ込み式とする。油ヘッドタンク７内への給油ライン２５の固定雄ネジ３８に対する可変雌ネジ３７のネジ込み量を調整することにより、油ヘッドタンク７における給油ライン２５の開口部のレベル調整を可能としている。この構成は、現地試運転結果により、緊急停止時の軸受９への給油特性の調整が必要となった場合を想定している。
【００６０】
第６の実施形態によれば、現地試運転結果により、緊急停止時の給油特性の調整が必要となった場合には、軸受給油管１１と油ヘッドタンク７との間の給油ライン２５の、油ヘッドタンク７における開口部のレベルを手動調整することができるので、緊急時における油ヘッドタンク７からメインオイルタンク１への潤滑油の流量特性が軸受９への実際の必要給油量相当の流量特性となるように調整可能となる。
【００６１】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について説明する。  
図７は、第７の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図である。  
ヘッドタンク方式を適用した潤滑油系では油ポンプ停止時の潤滑油のフローバック量がヘッドタンク方式を適用しない潤滑油系に比較して必然的に増大するため、メインオイルタンクの容量を大型化する必要がある。メインオイルタンクの容量を増大させるには、底面積を拡げる又は高さを変更する必要がある。しかし、この底面積を拡げる場合はメインオイルタンクを設置するために必要な敷地面積が広がる事になり、また、メインオイルタンクの高さを変更する場合は油ポンプの吸込口の高さを下げる必要があり、駆動軸が長くなるため振動増加の懸念が発生する。
【００６２】
そこで、第７の実施形態では、メインオイルタンク１とは別に、オーバーフロータンク３９を設置する。一般的に、オーバーフロータンク３９の容量は、油ヘッドタンク７の全容量に数％マージンを持たせた容量とする。
【００６３】
第７の実施形態における軸受給油装置の運用手順について説明する。まず、潤滑油系統インサービス前にメインオイルタンク１を満油とし、オーバーフロータンク３９にも給油をしておく。潤滑油系統インサービスにて、メインオイルタンク１から各軸受９及び油ヘッドタンク７への給油が開始される。
【００６４】
メインオイルタンク１内の油が油ヘッドタンク７に移動していくことで、図７（ａ）に示すように、メインオイルタンク１内の潤滑油の油面のレベルが低下してレベル低４４となったら、オーバーフロータンク移送ポンプ４１を起動させてオーバーフロータンク３９内の油をメインオイルタンク１へ移送（補充）する。
【００６５】
オーバーフロータンク３９内の潤滑油を減らす必要があるときは、オーバーフロータンク３９とオーバーフロータンク移送ポンプ４１との間のドレン弁４０を開いて潤滑油を系外へ放出することができる。オーバーフロータンク移送ポンプ４１とメインオイルタンク１の間には、このメインオイルタンク１から、オーバーフロータンク移送ポンプ４１が設けられる移送ラインを通じて潤滑油がオーバーフロータンク３９へ逆流しないように、逆止弁４２が設置される。
【００６６】
一方、緊急時に油ヘッドタンク７内の潤滑油が軸受９に排出され、これら排出された全ての潤滑油がメインオイルタンク１にフローバックされると、図７（ｂ）に示すように、メインオイルタンク１は満油に近い状態４５となる。このメインオイルタンク１からのオーバーフロー分の潤滑油は、メインオイルタンク１の上部からオーバーフロータンク連結管４３を介してオーバーフロータンク３９に流入（退避）する。  
第７の実施形態によれば、メインオイルタンク１に連なるオーバーフロータンク３９を設置することにより、メインオイルタンク１の油量が不足するときは油を補充し、メインオイルタンク１の油量が過剰なときは潤滑油をオーバーフロータンク３９に排出させることができるので、系統全体としての油量を適切に調整することが可能である。
【００６７】
次に、第７の実施形態の変形例について説明する。図８は、第７の実施形態における軸受給油装置の変形例を示す図である。  
図８に示すように、第７の実施形態の変形例は、図７で示したオーバーフロータンク移送ポンプ４１を、潤滑油系統に一般的に具備されている油清浄機ポンプ４７で代用し、逆止弁４２とメインオイルタンク１との間に油清浄機４６を設けたものである。このような構成としても、図７に示した構成と同様に、メインオイルタンク１の油量が不足して図８（ａ）に示すように油面のレベルが低下してレベル低４４となったときは、潤滑油をオーバーフロータンク３９から補充し、メインオイルタンク１の油量が過剰となる。このようにメインオイルタンク１の油量の過剰により、図８（ｂ）に示すように満油に近い状態４５となったときは、潤滑油をメインオイルタンク１からオーバーフロータンク３９に排出させることで、系統全体としての油量を適切に調整することができる。
【００６８】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１……メインオイルタンク、２…油ポンプ、３…オイルクーラー、４…オイルフィルター、５…逆止弁、６，１０，２１，３３，３６…オリフィス、７…油ヘッドタンク、８…ベント管、９…軸受、１１…軸受給油管、１２…軸受戻り油管、１３…必要給油量、１４…回転数、１５…円筒型油ヘッドタンク、１６…三角フラスコ型油ヘッドタンク、１７…円筒組合せ型油ヘッドタンク、１８…円筒型油ヘッドタンクの流量特性、１９…三角フラスコ型油ヘッドタンクの流量特性、２０…円筒組合せ型油ヘッドタンクの流量特性、２２…オイルサイト、２３…ガス抽出機、２４…低位置給油ライン、２５…高位置給油ライン、２６…高回転数域タンクレベル、２７…給油レート切替点タンクレベル、２８…低回転数域タンクレベル、２９…高回転数域給油量、３０…給油レート切替点、３１…低回転数域給油量、３２…小径の給油ライン、３４…オーバーフロー型戻り油管、３５…逆止弁、３７…可変雌ネジ、３８…固定雄ネジ、３９…オーバーフロータンク、４０…ドレン弁、４１…オーバーフロータンク移送ポンプ、４２…逆止弁、４３…オーバーフロータンク連結管、４４…メインオイルタンクレベル低、４５…メインオイルタンク満油状態、４６…油清浄機、４７…油清浄機ポンプ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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