(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油供給装置から供給される潤滑油を分岐して，大形回転機械の軸受にねじポンプを介して高圧のジャッキ油として供給する大形回転機械用のジャッキ油供給装置において、
前記潤滑油供給装置の稼働時の前記ねじポンプの運転停止時に前記潤滑油をねじポンプに循環油として強制的に通流させる油循環系統を備え、ねじポンプを循環油により加熱するようにしたことを特徴とする大形回転機械用のジャッキ油供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の大形回転機械用のジャッキ油供給装置において、前記油循環系統は前記潤滑油供給装置の主油ポンプの吐出圧を利用して前記循環油をねじポンプに通流させるようにしたことを特徴とする大形回転機械用のジャッキ油供給装置。
【請求項３】
請求項１に記載の大形回転機械用のジャッキ油供給装置において、前記油循環系統は前記潤滑油供給装置に発生する潤滑油の油圧差を利用して前記循環油をねじポンプに通流させるようにしたことを特徴とする大形回転機械用のジャッキ油供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、蒸気タービンや発電機等の大形回転機械用の，ねじポンプを用いるジャッキ油供給装置に係わり、大形回転機械の運転開始前に潤滑油を利用してのねじポンプの加熱を可能にする構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力用・産業用のタービンやタービンで駆動される発電機などの大形回転機械では、その軸受は常時潤滑油が供給されることを前提にして構成されており、このために軸受などに潤滑油の供給を行うための潤滑油供給装置が設置されている。またこのような大形回転機械では、その起動・停止の際の低速時に軸受に加わる回転部の大きな自重を支持するための高圧（潤滑油圧値の１０倍を越えることが一般である）のジャッキ油を軸受に供給するジャッキ油供給装置も備えられている。そうして、このジャッキ油は潤滑油供給装置から供給される潤滑油を分岐し，ジャッキ油供給装置が持つねじポンプ（スクリューポンプとも呼ばれる）によって所定の高圧値まで加圧してジャッキ油として供給することが一般である。以下に、大形回転機械がタービン装置の場合に代表させて、従来例の大形回転機械用のジャッキ油供給装置を図３，図４を用いて説明する。
【０００３】
ここで図３は従来例の大形回転機械用のジャッキ油供給装置を潤滑油供給装置と共に示す要部の配管系統図であり、図４は潤滑油供給装置が持つ可変絞り装置を示す断面図である。図３において、９は図示しないタービン装置に潤滑油９９を供給する一事例の潤滑油供給装置であり、７は大形回転機械が持つ軸受にジャッキ油７９を供給する従来例のジャッキ油供給装置である。潤滑油供給装置９は、潤滑油９９の貯溜用の潤滑油タンク９１、潤滑油９９の加圧に用いられる主油ポンプ９２，９２、潤滑油９９を冷却する冷却器９３，９３、可変絞り装置８、潤滑油９９を清浄に保つための油清浄化装置９４，９４、潤滑油９９用の配管９５、供給配管９６を備える。
【０００４】
潤滑油供給装置９ではタービン装置で一般に行われていることと同様に、冷却器９３に損傷が発生した場合であっても冷却器９３の図示しない冷媒（水など）が潤滑油９９に混入しないようにするなどのために、主油ポンプ９２の吐出圧力値をタービン装置が必要とする潤滑油圧値よりも高く設定している。可変絞り装置８は主油ポンプ９２で得られる潤滑油９９の高い圧力値を、タービン装置の軸受部などにおいて所要の潤滑油圧値が得られるように降圧するために設置されている。この事例の場合の可変絞り装置８は図４に示すように、ケーシング８１，絞り体８４，押え体８７，固定用ナット８８，蓋体８９を有し、要所には潤滑油９９をシールするシール体（Ｏリング）が配設されている。
【０００５】
ケーシング８１は潤滑油９９を通流させる貫通孔８２（図４の紙面に直交する状態で形成されている）、ケーシング８１の外側面から貫通孔８２に至ると共に，貫通孔８２に直交されて形成された有底ねじ穴８３を有する。絞り体８４は有底ねじ穴８３と嵌り合う雄ねじ８５１が外周部に形成された円柱体である絞り部８５と、絞り部８５の一方の端部に絞り部８５と同心に形成された操作ロッド部８６とを有する。操作ロッド部８６は絞り部８５よりも小径の円柱体であり、その外周部には雄ねじ８６１が形成され、その反絞り部８５側の端部には操作部８６２（この事例の場合には、マイナスねじ回し用の溝）が形成されている。蓋体８９には雄ねじ８６１と嵌り合う有底ねじ穴８９１が形成されている。
【０００６】
可変絞り装置８における絞りの調整は、操作部８６２を操作して絞り部８５の貫通孔８２への挿入量を加減し、挿入量の設定が終了すると固定用ナット８８で絞り部８５をケーシング８１に固定し、さらに潤滑油９９への塵埃などの侵入を絶無にするために蓋体８９を装着して完了する。図３において、所望の潤滑油圧値に設定された潤滑油９９は、配管９５を経てそれぞれの供給配管９６からタービン装置の軸受などに供給される。ジャッキ油供給装置７は、潤滑油供給装置９の配管９５から分岐された潤滑油９９を加圧して前記した高圧のジャッキ油７９を得るためのねじポンプ６、ねじポンプ６から吐出されたジャッキ油７９を清浄化するための油清浄化装置７１、供給配管７２を備える。
【０００７】
ジャッキ油供給装置７では潤滑油９９から高圧のジャッキ油７９を得るのに際し、圧力脈動の無い高圧油を圧力脈動を抑制する装置を設置すること無しにポンプ装置のみで得られることで、ねじポンプ６が採用されている。このジャッキ油７９はねじポンプ６の運転時にそれぞれの供給配管７２からタービン装置の軸受に供給される。なおタービン装置が定常運転状態（タービン装置は高速回転状態に在る）になると、潤滑油９９の供給は継続されるが、ねじポンプ６の運転は停止されてジャッキ油７９の供給が停止される。そうしてタービン装置の起動時において、潤滑油供給装置９，ジャッキ油供給装置７によるタービン装置への潤滑油９９，ジャッキ油７９の供給は概略次記する手順で行われる。
【０００８】
▲１▼潤滑油供給装置９の運転開始が可能であること（例えば、潤滑油９９を含め各部温度が常温以上であること）を条件に、まず、潤滑油供給装置９の運転を開始し、運転開始前のタービン装置に潤滑油９９を循環通流する。ただし潤滑油供給装置９は、冷却器９３に冷媒を供給しない状態で運転を開始する。▲２▼この状態で、潤滑油９９を主油ポンプ９２の損失熱などで加熱し、タービン装置に供給する潤滑油９９の温度をタービン装置の運転開始が可能である条件（例えば、潤滑油温度が４５℃以上）に向けて上昇させる。▲３▼潤滑油９９の温度がタービン装置の運転開始が可能である条件に到達すると、運転開始直前のタービン装置への作業としてジャッキ油供給装置７のねじポンプ６を運転して、タービン装置の軸受にジャッキ油７９の供給を行う。▲４▼そうして、各部温度が運転開始可能な条件になり、かつ、軸受などに所定の温度・圧力の潤滑油９９，ジャッキ油７９が供給されていることを条件に、タービン装置の運転が開始される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来技術によるジャッキ油供給装置７はタービン装置が必要とするジャッキ油７９の供給を行うことができているが、次記する問題がありその解決を望まれている。ジャッキ油供給装置７に用いられているねじポンプ６は、例えば２軸式ねじポンプの場合には、互いに逆方向のねじを外周面部に形成した同等外径の１対（２個）の円柱状のロータが、互いにねじを噛み合わせれた状態とされ、その両端部をケーシングに支持されてケーシング内に配設される構造を持つ。このねじポンプ６は、１対のロータが互いに逆回転するように運転されることで、圧力脈動の無い高圧油を吐出する。そうして高い油圧値を得るために、両ロータのねじの相互間隙は極めて狭い値に設定されている。
【００１０】
このねじポンプ６はタービン装置の起動時に運転を開始するが（前記「従来の技術」の項の▲３▼項を参照）、その際にまだ室温状態にあったねじポンプ６は供給される潤滑油９９（前記「従来の技術」の項の▲２▼項によれば、４５℃以上の温度を持つ）により加熱され、その各部は熱膨張を起こす。ところが、相対的に熱容量が小さく，かつ，ねじを持つことで潤滑油９９からの受熱面積の広いローターは、ケーシングよりも早く熱膨張をする。
【００１１】
この時、ケーシングの熱膨張が遅いために１対のローターの中心間隔はまだ運転開始前の状態とほとんど変わらないので、ローターのねじ相互間に干渉が発生する。このローターのねじ相互間の干渉によって、ねじポンプ６に損傷が生じるばかりではなく、この損傷で発生した粉状の金属異物がジャッキ油７９に混入してねじポンプ６から流れ出し、タービン装置の軸受などに損傷を与える恐れがある。これに対処するために、従来例のジャッキ油供給装置７ではねじポンプ６のジャッキ油７９の吐出側に油清浄化装置７１の設置が必須になっている。
【００１２】
この発明は、前述の従来技術の問題点に鑑みなされ、その目的は、大形回転機械の運転開始前に潤滑油を利用してのねじポンプの加熱を可能にする大形回転機械用のジャッキ油供給装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明では前述の目的は、
１）潤滑油供給装置から供給される潤滑油を分岐して，大形回転機械の軸受にねじポンプを介して高圧のジャッキ油として供給する大形回転機械用のジャッキ油供給装置において、
前記潤滑油供給装置の稼働時の前記ねじポンプの運転停止時に前記潤滑油をねじポンプに循環油として強制的に通流させる油循環系統を備え、ねじポンプを循環油により加熱するようにしたこと、または、
２）前記１項に記載の手段において、前記油循環系統は前記潤滑油供給装置の主油ポンプの吐出圧を利用して前記循環油をねじポンプに通流させるようにしたこと、さらにまたは、
３）前記１項に記載の手段において、前記油循環系統は前記潤滑油供給装置に発生する潤滑油の油圧差を利用して前記循環油をねじポンプに通流させるようにしたことにより達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお以下の説明においては、図３，図４に示した従来例の大形回転機械用のジャッキ油供給装置および一事例の潤滑油供給装置と同一部分には同じ符号を付しその説明を省略する。また以後の説明に用いる図中には、図３，図４で付した符号については代表的な符号のみを記すようにしている。図１は、この発明の実施の形態の一例による大形回転機械用のジャッキ油供給装置を潤滑油供給装置と共に示す要部の配管系統図である。図１において、１は、図３に示した従来例によるジャッキ油供給装置７に対し、油循環系統２を追加すると共に、ジャッキ油７９用の油清浄化装置７１を除去するようにしたジャッキ油供給装置である。
【００１５】
油循環系統２は潤滑油供給装置９の稼働時のねじポンプ６に対し、その運転停止時に潤滑油９９の一部を循環油１９として主油ポンプ９２の吐出圧を利用して強制的に通流させる油系統である。この油循環系統２は電磁弁２１と固定絞り体２２とを、循環油１９の通流経路に沿って互いに直列の関係となるように配設して備えると共に、ねじポンプ６の吐出側のジャッキ油７９の配管と潤滑油タンク９１との間を、循環油１９用の配管によって接続する。これによってジャッキ油供給装置１では電磁弁２１の開弁時に、主油ポンプ９２→冷却器９３→可変絞り装置８→油清浄化装置９４→ねじポンプ６→電磁弁２１→固定絞り体２２→潤滑油タンク９１の経路で循環油１９を通流させる油系統が形成される。
【００１６】
固定絞り体２２は、潤滑油供給装置９が稼働中でねじポンプ６が運転停止時における、ねじポンプ６に通流する循環油１９の通流量の設定に用いられる。この循環油１９の通流量は、例えば、タービン装置の運転開始時のねじポンプ６の温度を、その時点の潤滑油９９の温度に近い温度にすることができるに足る流量とされる。また電磁弁２１は、潤滑油供給装置９が稼働中でねじポンプ６が運転停止時において、循環油１９をねじポンプ６に通流させるように図示しない指令装置などによって開弁操作され、ねじポンプ６が運転開始されるタイミングで閉弁される。
【００１７】
図１に示すこの発明の実施の形態の一例によるジャッキ油供給装置１では前述の構成としたので、潤滑油供給装置９が稼働中でねじポンプ６が運転を停止している状態においては、前記通流量の循環油１９がねじポンプ６に通流する。この時点の潤滑油９９は、前記「従来の技術」の項の▲２▼項によれば、４５℃以上に向けて上昇中である。したがって、ねじポンプ６はこの時点の潤滑油９９と同等の温度を持つ循環油１９によって加熱され、その全体の温度を循環油１９の温度とほぼ同等にされる。すなわち、潤滑油９９の温度がタービン装置の運転開始が可能である条件に到達してタービン装置の軸受にジャッキ油７９の供給を行う時点（前記「従来の技術」の項の▲３▼項を参照）では、ねじポンプ６の温度はジャッキ油７９の温度とほぼ同等値になっている。このことは、循環油１９およびジャッキ油７９が共に潤滑油９９を元にしていることから当然のことである。
【００１８】
そうしてこのことによって、この発明によるジャッキ油供給装置１では、タービン装置の軸受へのジャッキ油７９の供給開始時にねじポンプ６のローターのねじ相互間には干渉問題が発生しないし、ジャッキ油７９に粉状の金属異物が混入することも発生しない。ジャッキ油供給装置１が油清浄化装置７１を備えない理由はここに在る。ねじポンプ６にローターのねじ相互間の干渉が発生しないことと、油清浄化装置７１が設置されていないことで、この発明のジャッキ油供給装置１は、従来例のジャッキ油供給装置７よりもその保守作業が格段に容易になる。しかもこれ等の利点を、加熱専用の装置などを設けること無しに得ることができる。
【００１９】
前述の説明では、ジャッキ油供給装置１は潤滑油供給装置９が稼働中でねじポンプ６が運転を停止している状態の全ての場合に、電磁弁２１を開弁させるとしてきた。しかしながら、タービン装置の運転によってねじポンプ６が、例えば、４５℃以上の温度に維持されている場合のタービン装置の停止時で、ねじポンプ６にジャッキ油７９を通流してもローターのねじ相互間の干渉が発生しない場合には、潤滑油供給装置９が稼働中でねじポンプ６が運転を停止している状態であっても、電磁弁２１を開弁しないようにしてもよい。なおまた、潤滑油タンク９１に接続される循環油１９用の配管の少なくとも一部として、潤滑油供給装置９が備える図示しない戻り配管（タービン装置に供給された潤滑油９９を潤滑油タンク９１に戻すための配管）を利用してもよい。
【００２０】
次に、図２を用いてこの発明の実施の形態の異なる例による大形回転機械用のジャッキ油供給装置を説明する。なお以下の説明においては、図１に示したこの発明の大形回転機械用のジャッキ油供給装置と同一部分には同じ符号を付しその説明を省略する。ここで図２は、この発明の実施の形態の異なる例による大形回転機械用のジャッキ油供給装置を潤滑油供給装置と共に示す要部の配管系統図である。図２において、３は、図１に示したこの発明によるジャッキ油供給装置１に対し、循環油１９を通流させる配管の接続位置を変更すると共に、電磁弁２１に代えて逆止弁４１を用いるようにした油循環系統４を備えるジャッキ油供給装置である。
【００２１】
なおこの場合の潤滑油供給装置９は、可変絞り装置８の接続位置が図１，図３による場合と異なっているがその機能は全く同一であり、可変絞り装置８が図４を用いて説明したように異物発生が起こらない構造を持つので、可変絞り装置８を潤滑油９９の通流に関する末端部に設置することが許される。ジャッキ油供給装置３の油循環系統４は潤滑油供給装置９の稼働時のねじポンプ６に対し、その運転停止時に潤滑油９９の一部を循環油１９として、可変絞り装置８に発生する潤滑油９９の油圧差を利用して強制的に通流させる油系統である。この油循環系統４は固定絞り体２２と逆止弁４１とを、循環油１９の通流経路に沿って互いに直列の関係となるように配設して備えると共に、可変絞り装置８の潤滑油９９の流入側の配管と，ねじポンプ６の吐出側のジャッキ油７９の配管との間を接続する。
【００２２】
これによってジャッキ油供給装置３ではねじポンプ６の停止時に、可変絞り装置８の潤滑油９９の流入側→固定絞り体２２→逆止弁４１→ねじポンプ６→可変絞り装置８の潤滑油９９の流出側の経路で、循環油１９を通流させる油系統が形成される。この油系統では循環油１９を通流させる圧力源は、可変絞り装置８に潤滑油９９によって発生する油圧差である。なお、可変絞り装置８は図４を用いて説明したように安定した流体抵抗値を持つので、異物などの付着量によって流体抵抗値が変動する油清浄化装置９４とは異なり、循環油１９をねじポンプ６に通流させるための圧力源として好適である。逆止弁４１は、ねじポンプ６が停止中などでその吐出圧値が可変絞り装置８の潤滑油９９の流入側の圧力力値よりも低い場合に循環油１９を通流させ、ねじポンプ６が運転中でその吐出圧値が可変絞り装置８の潤滑油９９の流入側の圧力値よりも高い場合には、逆止弁４１が持つ機能によって循環油１９の通流を阻止する。
【００２３】
図２に示すこの発明の実施の形態の異なる例によるジャッキ油供給装置３では前述の構成としたので、潤滑油供給装置９が稼働中でねじポンプ６が運転を停止している状態においては、前記ジャッキ油供給装置１の場合と同様に、ねじポンプ６に循環油１９が通流される。これにより、加熱専用の装置などを設けること無しに、タービン装置の軸受へのジャッキ油７９の供給開始時などにねじポンプ６のローターのねじ相互間の干渉の発生を防止でき、ジャッキ油７９への粉状の金属異物の混入も防止できる。ジャッキ油供給装置３のジャッキ油供給装置１に対する利点は、循環油１９を潤滑油タンク９１に戻すことが不要になること、および、循環油１９のねじポンプ６への供給／停止の切り替え用に電磁弁２１に代えて相対的に安価な逆止弁４１を用いることができることである。
【００２４】
これ等のことによって、ジャッキ油供給装置の製造原価が低減されると共に、電磁弁２１の動作を指令する装置なども不要になることでその分の製造原価が低減される。図２を用いての前述の説明では、この発明のジャッキ油供給装置３では循環油１９のねじポンプ６への供給／停止の切り替えに逆止弁４１を用いるとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、タービン装置の運転によってねじポンプ６が適温（例えば、４５℃以上）に維持される場合には、逆止弁４１に代えて電磁弁２１を配設してもよい。そうしてこの場合には、潤滑油供給装置９が稼働中でねじポンプ６が運転を停止していてタービン装置を停止させようとする状態の時には、この発明の前述ジャッキ油供給装置１の場合と同様に、電磁弁２１を開弁しないように操作することができる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明による大形回転機械用のジャッキ油供給装置では、前記課題を解決するための手段の項で述べた構成とすることで、次記する効果を得られる。
▲１▼前記課題を解決するための手段の項の第（１）項，第（２）項による構成とすることで、潤滑油供給装置９が稼働中でねじポンプ６の運転停止時に、潤滑油９９の一部を分岐した循環油１９が主油ポンプ６の吐出圧を利用してねじポンプ６に通流され、ねじポンプ６を潤滑油９９（ジャッキ油７９に対しても同様）の温度とほぼ同等値に加熱することが可能になる。これによってジャッキ油７９の供給開始時におけるねじポンプ６のローターの干渉問題の解消が可能になると共に、ねじポンプ６から吐出されるジャッキ油７９を清浄化するための油清浄化装置の設置を不要にすることが可能になる。また、
▲２▼前記課題を解決するための手段の項の第（３）項による構成とすることで、潤滑油供給装置９が稼働中でねじポンプ６の運転停止時における循環油１９のねじポンプ６への通流を、潤滑油供給装置９に発生する潤滑油９９の油圧差を利用して行うことが可能になる。これによって、前記▲１▼項による効果をそのまま保持体しながら、循環油１９のねじポンプ６への通流経路の構成の簡略化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の一例による大形回転機械用のジャッキ油供給装置を潤滑油供給装置と共に示す要部の配管系統図
【図２】この発明の実施の形態の異なる例による大形回転機械用のジャッキ油供給装置を潤滑油供給装置と共に示す要部の配管系統図
【図３】従来例の大形回転機械用のジャッキ油供給装置を潤滑油供給装置と共に示す要部の配管系統図
【図４】潤滑油供給装置が持つ可変絞り装置を示す断面図
【符号の説明】
１    ジャッキ油供給装置
１９  循環油
２    油循環系統
２１  電磁弁
２２  固定絞り体
６    ねじポンプ
７９  ジャッキ油
９    潤滑油供給装置
９１  潤滑油タンク
９２  主油ポンプ
９９  潤滑油
【図１】
0004218210.tif 000002
【図２】
0004218210.tif 000003
【図３】
0004218210.tif 000004
【図４】
0004218210.tif 000005