(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給油タンクからフィルタを介して軸受に潤滑油を供給する潤滑油装置において、前記フィルタは、筒状のケーシングで形成し、このケーシング内に収容するフィルタカートリッジと、このフィルタカートリッジ内に収容する案内筒の出口側に形成するテーパ状の拡開通路部とを備えていることを特徴とする潤滑油装置。
【請求項２】
給油タンクからフィルタを介して軸受に潤滑油を供給する潤滑油装置において、前記フィルタは、筒状のケーシングで形成し、このケーシング内を入口室と出口室とに区画し、前記入口室内にフィルタカートリッジを収容するとともに、このフィルタカートリッジ内に収容する案内筒を前記出口室まで延長させ、延長させた前記案内筒の出口端部分に、その上流側からその下流側に向かって個数を徐々に多く形成する開口を備えていることを特徴とする潤滑油装置。
【請求項３】
給油タンクからフィルタを介して軸受に潤滑油を供給する潤滑油装置において、前記フィルタは、筒状のケーシングで形成し、このケーシング内を入口室と出口室との区画し、前記入口室内にフィルタカートリッジを収容するとともに、このフィルタカートリッジ内に収容する案内筒を前記出口室まで延長させ、延長させた前記案内筒の出口端部分に、その上流側からその下流側に向かって孔径を徐々に大きく形成する開口を備えていることを特徴とする潤滑油装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の潤滑油装置において、前記案内筒は多孔板によって構成されることを特徴とする潤滑油装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の潤滑油装置において、前記案内筒は複数のレーストラック状の長円孔を配置してなることを特徴とする潤滑油装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の潤滑油装置において、前記案内筒の内部に電荷逃し部とを備えていることを特徴とする潤滑油装置。
【請求項７】
電荷逃し部は、接地棒で構成することを特徴とする請求項６記載の潤滑油装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発発明は、コンバインドサイクル発電プラント、シンプルサイクルガスタービンプラント等の火力発電設備において、タービン軸の軸受に潤滑油を供給する軸受潤滑油系統に適用する潤滑油装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンを動力源として、発電機を回転駆動して発電を行う、いわゆるシンプルサイクルガスタービン発電プラントに加えて、最近では、熱エネルギの有効活用の観点から、ガスタービンで膨張仕事を終えた高温の排ガスを熱源とし、排熱回収ボイラで蒸気を発生させ、発生させた蒸気を蒸気タービンに供給して動力を発生させ、その動力で発電機を回転駆動する、いわゆるコンバインドサイクル発電が脚光を浴びている。
【０００３】
このコンバインドサイクル発電プラントは、例えば、ガスタービン軸と蒸気タービン軸とを軸結合させて一つの回転軸に形成し、この回転軸を複数の軸受で軸支させている。
【０００４】
このように、ガスタービン軸と蒸気タービン軸とを軸結合させ、一つの長尺化する回転軸を軸支する軸受には、潤滑油装置が設けられており、その構成として図６に示すものが適用されている。
【０００５】
コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン部１に蒸気タービン部２と排熱回収ボイラ３とを組み合わせて構成されている。
【０００６】
ガスタービン部１は、空気圧縮機４、ガスタービン燃焼器５、ガスタービン６を備え、空気圧縮機４で吸込む空気を圧縮して高圧化し、この高圧空気を燃料系統１４の燃料弁１５から供給される燃料とともにガスタービン燃焼器５に供給し、ここで燃焼ガスを生成し、ガスタービン６で燃焼ガスに膨張仕事をさせて動力を発生させ、動力で発電機７を回転駆動させるようになっている。
【０００７】
また、排熱回収ボイラ３は、ガスタービン６からのタービン排気ガスを熱源にし、蒸気タービン部２からの給水を蒸気にし、この蒸気を蒸気タービン部２に供給している。
【０００８】
また、蒸気タービン部２は、蒸気タービン８、復水器９、給水ポンプ１０を備え、排熱回収ボイラから供給される蒸気を蒸気タービン８で膨張仕事をさせ、その際に発生する動力で発電機７を回転駆動させるようになっている。
【０００９】
一方、ガスタービン部１のガスタービン軸１１と蒸気タービン部２の蒸気タービン軸１２とを軸結合させて一つに形成する回転軸１３には、複数の軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆが設けられている。
【００１０】
複数の軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆには、給油タンク１７に設置する主給油ポンプ１８、補助給油ポンプ１９、非常給油ポンプ２０から逆止弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃに油冷却器２２、フィルタ２３、油圧調整弁２４を介して潤滑油が供給されている。
【００１１】
複数の軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆに対して、通常、主給油ポンプ１８からの潤滑油が供給されるが、油圧や油量が充分に確保できないとき、ガスタービン１６および蒸気タービン１８の起動、停止のとき、主給油ポンプ１８の故障等のとき、主給油ポンプ１８に代わってＡＣ電動機駆動の補助給油ポンプ１９が使用されている。
【００１２】
また、補助給油ポンプ１９の運転中、ＡＣ電源がＯＦＦしたとき、補助給油ポンプ１９に異常が生じたとき、必要な軸受油量、油圧を確保し、安全にガスタービン１６や蒸気タービン８を停止させるため、ＤＣ電源駆動の非常給油ポンプ２０が使用されている。
【００１３】
このような構成を備える潤滑油装置において、主給油ポンプ１８から吐出される潤滑油は、逆止弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃを介して油冷却器２２で冷却し、ここからフィルタ２３、油圧調整弁２４を介して軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆに供給される。
【００１４】
軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆに供給された潤滑油は、戻り管（図示せず）を介して給油タンク１４に還流される。
【００１５】
一方、フィルタ２３は、内部のろ過材の目詰まり等を考慮し、通常運転中でも交換できるように、切換弁（図示せず）を介して複数並列に設置しており、その構成として図７に示すようになっている。
【００１６】
フィルタ２３は、筒状のケーシング２５の内部を仕切り板２６によって区画する入口２７を備える入口室（１次室）２８には、フィルタカートリッジ３１がケーシング軸方向に沿って少なくとも２段以上に重ねた複数本にして収容されている。
【００１７】
フィルタカートリッジ３１は、運転中の潤滑油通過の際に発生する振動に対し、固定用として、ケーシング蓋３２に押えばね３３および押え金具３４を組合せるフィルタ押え３５を設けている。
【００１８】
また、フィルタカートリッジ３１は、ろ過材として紙あるいは化学繊維を用いるとともに、筒状の外周側は紙あるいは化学繊維がプリーツ状に構成されている。
【００１９】
さらに、フィルタカートリッジ３１は、その入口と出口との油圧による差圧が大きくなり、ろ過した油中の不純物等の量が限界になると、その時点で交換される。
【００２０】
一方、ケーシング２５は、図８に示すように、入口２７から流入する潤滑油Ｌｕｖをフィルタカートリッジ３１に直接衝突させないバッフル板３６を備えている。
【００２１】
フィルタカートリッジ３１は、その内側に内接して案内筒３７を備え、その底部側を仕切り板２６を突き出して出口室（２次室）３０に連通させている。
【００２２】
案内筒３７は、周囲に通過口３８が穿設されており、フィルタカートリッジ３１でろ過された潤滑油Ｌｕｖを案内筒３７の内側に流れるようにしている。
【００２３】
このような構成を備えるフィルタ２３において、潤滑油Ｌｕｖは入口２７からバッフル板３６を介してケーシング２５内に入り、ここでフィルタカートリッジ３１でろ過された後、案内筒３７の通過口３８等を経て出口室３０、出口２９から外部に送り出される。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
コンバインドサイクル発電プラントの軸受に用いられる潤滑油Ｌｕｖは、絶縁性の高いタービン油が使用されている。このタービン油は、フィルタカートリッジ３１を通過するとき、ろ過材の繊維との摩擦抵抗により帯電現象の発生が知られている。
【００２５】
しかし、帯電に伴う静電気発生のメカニズムは、未だ不明な点も多いが、おおよそ次の理由によるものと考えられている。
【００２６】
潤滑油Ｌｕｖは、図９に示すように、フィルタカートリッジ３１を通過するとき、完全に均一な流れではなく、案内筒３７の通過口３８に向う部分で局所的に流速が速くなると考えられている。油中での静電気は、流速が速いほど、また通路が細いほど発生し易いことが実験等で明らかにされている。
【００２７】
したがって、静電気は、流速が速くなる領域で、油の帯電が著しく多くなると考えられている。
【００２８】
また、案内筒３７の管壁近傍を流れる油中の電荷Ｅは、管壁を通して放出される。しかし、案内筒３７の中心部付近を流れる帯電した潤滑油Ｌｕｖは、案内筒３７内を通過するとき、この潤滑油の流れによって案内筒３７壁上に発生する電荷Ｅとバランスする。このため、帯電した潤滑油Ｌｕｖは、電荷Ｅを外部に放出させることができない。
【００２９】
したがって、潤滑油Ｌｕｖが案内筒３７から出口室（２次室）３０に流出するまで、そのまま電荷を保持し、出口室３０に流出した直後に周囲との電位差により放電現象が発生する。
【００３０】
フィルタカートリッジ３１内での静電気の発生量が少なく、かつ案内筒３７内での潤滑油Ｌｕｖの流速が遅い場合、潤滑油Ｌｕｖの流れによる案内筒３７壁上に発生する電荷Ｅも少なくなるため、潤滑油Ｌｕｖ中の電荷Ｅは、案内筒３７を通過する間に外部に放出され、出口室３０への流入時、放電現象等を発生することはない。
【００３１】
しかし、その逆の場合、案内筒３７を通過する間に電荷Ｅが放出されず、案内筒３７から出口室３０に流出する時点で放出現象が発生する。また、フィルタカートリッジ３１内での静電気の発生量が多いと、潤滑油Ｌｕｖは、フィルタカートリッジ３１を出た直後に放電現象が発生する。
【００３２】
この放電現象が頻発すると、その電圧が非常に高電圧になり、潤滑油Ｌｕｖへの着火による火炎、フィルタカートリッジ３１自体の損傷、潤滑油自体の劣化等を誘発し、潤滑油供給系統のみならず、プラントの運転停止等に至る可能性がある。
【００３３】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、回転軸を支持する軸受に潤滑油を供給する際、静電気の発生を抑制し、安全かつ安定運転ができるようにする潤滑油装置を提供することを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る潤滑油装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、給油タンクからフィルタを介して軸受に潤滑油を供給する潤滑油装置において、前記フィルタは、筒状のケーシングで形成し、このケーシング内に収容するフィルタカートリッジと、このフィルタカートリッジ内に収容する案内筒の出口側に形成するテーパ状の拡開通路部とを備えているものである。
【００３５】
また、本発明に係る潤滑油装置は、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、給油タンクからフィルタを介して軸受に潤滑油を供給する潤滑油装置において、前記フィルタは、筒状のケーシングで形成し、このケーシング内を入口室と出口室とに区画し、前記入口室内にフィルタカートリッジを収容するとともに、このフィルタカートリッジ内に収容する案内筒を前記出口室まで延長させ、延長させた前記案内筒の出口端部分に、その上流側からその下流側に向かって個数を徐々に多く形成する開口を備えているものである。
【００３６】
また、本発明に係る潤滑油装置は、上述の目的を達成するため、請求項３に記載したように、給油タンクからフィルタを介して軸受に潤滑油を供給する潤滑油装置において、前記フィルタは、筒状のケーシングで形成し、このケーシング内を入口室と出口室との区画し、前記入口室内にフィルタカートリッジを収容するとともに、このフィルタカートリッジ内に収容する案内筒を前記出口室まで延長させ、延長させた前記案内筒の出口端部分に、その上流側からその下流側に向かって孔径を徐々に大きく形成する開口を備えているものである。
【００３７】
まあ、本発明に係る潤滑油装置は、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、請求項１乃至３のいずれか１項記載の潤滑油装置において、案内筒を多孔板によって構成するものである。
【００３８】
また、本発明に係る潤滑油装置は、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、請求項１乃至３のいずれか１項記載の潤滑油装置において、案内筒を複数のレーストラック状の長円孔を配置した構成とするものである。
【００３９】
また、本発明に係る潤滑油装置は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、請求項１乃至５のいずれか１項記載の潤滑油装置において、前記案内筒の内部に電荷逃し部とを備えているものである。
【００４０】
また、本発明に係る潤滑油装置は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、請求項６記載の潤滑油装置において、電荷逃し部を、接地棒で構成するものである。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る潤滑油装置の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００４２】
図１は、本発明に係る潤滑油装置の第１実施形態を示す一部切欠部分縦断面図である。
【００４３】
本実施形態に係る潤滑油装置は、フィルタ３９を筒状のケーシング４５で形成し、このケーシング４５にフィルタカートリッジ４０を収容するとともに、このフィルタカートリッジ４０内に収容する案内筒４１を、例えばパンチングメタル等の多孔板４２で構成したものである。
【００４４】
このように、本実施形態は、案内筒４１を多孔板４２で構成し、フィルタカートリッジ４０から案内筒４１に潤滑油Ｌｕｖ流れる際、潤滑油Ｌｕｖの流れに、比較的絞りを少なくさせるとともに、高流速化を緩和させるようにしているので、静電気の発生を低減させて潤滑油Ｌｕｖを軸受に放電現象なく安全かつ安定に供給することができる。
【００４５】
図２は、本発明に係る潤滑油装置の第２実施形態を示す一部切欠部分縦断面図である。
【００４６】
本実施形態に係る潤滑油装置は、フィルタカートリッジ４０内に収容する案内筒４１に、周方向に向って多数のレーストラックの長円孔４３を形成したものである。
【００４７】
このように、本実施形態は、案内筒４１に周方向に向って多数の長窓状の長円孔４３を形成し、フィルタカートリッジ４０から案内筒４１に潤滑油Ｌｕｖが流れる際、潤滑油の流れに、比較的絞り少なくさせるとともに、高速流化を緩和させるようにしているので、静電気の発生を低減させて潤滑油Ｌｕｖを軸受に放電現象なく安全かつ安定に供給することができる。
【００４８】
図３は、本発明に係る潤滑油装置の第３実施形態を示す一部切欠部分縦断面図である。
【００４９】
本実施形態に係る潤滑油装置は、フィルタカートリッジ４０内に収容する案内筒４１の出口側に、例えばラッパ状の拡開通路部４４を形成したものである。この拡開通路部４４は、下流側に向って直線状にしてもよく、曲線状にしてもよい。また、拡開通路部４４は、ケーシング４５を仕切り板４６で区画する入口室４７内に形成してもよく、出口室４８まで延長してもよい。
【００５０】
このように、本実施形態は、案内筒４１の出口側に拡開通路部４４を形成し、案内筒４１の出口を流れる潤滑油Ｌｕｖの流速を低減させ、潤滑油Ｌｕｖに発生する電荷Ｅを拡開通路部４４を介して逃しているので、静電気の発生を低減させて潤滑油Ｌｕｖを軸受に放電現象なく安全かつ安定に供給することができる。
【００５１】
図４は、本発明に係る潤滑油装置の第４実施形態を示す一部切欠部分縦断面図である。
【００５２】
本実施形態に係る潤滑油装置は、フィルタカートリッジ４０内に収容する案内筒４１の出口端４４を、ケーシング４５内を入口室４７と出口室４８とに区画する仕切り板４６を突き抜け、出口室４８まで延ばすとともに、出口端４９の部分に形成する開口５０の個数および孔径を、その上流側から下流側に向って徐々に多くし、しかも大きく形成したものである。
【００５３】
このように本実施形態は、案内筒４１の出口端４９を出口室４８まで延ばすとともに、出口端４９の部分に形成する開口５０の個数および孔径を、その上流側から下流側に向って徐々に多くし、しかも大きくし、案内筒４１から潤滑油Ｌｕｖを流出させる際、ほぼ等流速で流出させ、潤滑油Ｌｕｖに含まれる電荷Ｅを良好に逃すので、静電気の発生を低減させて潤滑油Ｌｕｖを軸受に放電現象なく安全かつ安定に供給することができる。
【００５４】
図５は、本発明に係る潤滑油装置の第５実施形態を示す一部切欠部分縦断面図である。
【００５５】
本実施形態に係る潤滑油装置は、フィルタカートリッジ４０内に収容する案内筒４１内に、例えば十字状に配置するリブ５１ａ，５１ｂで支持させる接地棒５３で構成する電荷逃し部５２を設けたものである。
【００５６】
このように、本実施形態は、フィルタカートリッジ４０内に収容する案内筒４１内に、リブ５１ａ，５１ｂで支持させる接地棒５３で構成する電荷逃し部５２を設け、フィルタカートリッジ４０から案内筒４１の開口５０に流入する潤滑油Ｌｕｖに含まれる電荷Ｅを電荷逃し部５２で放電させるので、静電気の発生を低減させて潤滑油Ｌｕｖの軸受に放電現象なく安全かつ安定に供給することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明のとおり本発明に係る潤滑油装置は、フィルタカートリッジを通過する潤滑油の流速を低減させ、静電気の発生を抑制する一方、潤滑油に含まれる電荷を効果的に放出させているので、潤滑油を軸受に放出現象なく安全かつ安定に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る潤滑油装置の第１実施形態を示す一部切欠部分縦断面図。
【図２】本発明に係る潤滑油装置の第２実施形態を示す一部切欠部分縦断面図。
【図３】本発明に係る潤滑油装置の第３実施形態を示す一部切欠部分縦断面図。
【図４】本発明に係る潤滑油装置の第４実施形態を示す一部切欠部分縦断面図。
【図５】本発明に係る潤滑油装置の第５実施形態を示す一部切欠部分縦断面図。
【図６】コンバインドサイクル発電プラントに適用する従来の潤滑油装置を示す概略系統図。
【図７】従来の潤滑油装置に組み込まれているフィルタを示す一部破断断面図。
【図８】図７に示す入口の部分断面図。
【図９】電荷を伴った潤滑油の挙動を示す概念図。
【符号の説明】
１  ガスタービン部
２  蒸気タービン部
３  排熱回収ボイラ
４  空気圧縮機
５  ガスタービン燃焼器
６  ガスタービン
７  発電機
８  蒸気タービン
９  復水器
１０  給水ポンプ
１１  ガスタービン軸
１２  蒸気タービン軸
１３  回転軸
１４  燃料系統
１５  燃料弁
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆ  軸受
１７  給油タンク
１８  主給油ポンプ
１９  補助給油ポンプ
２０  非常給油ポンプ
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ  逆止弁
２２  油冷却器
２３  フィルタ
２４  油圧調整弁
２５  ケーシング
２６  仕切り板
２７  入口
２８  入口室
２９  出口
３０  出口室
３１  フィルタカートリッジ
３２  ケーシング蓋
３３  押えばね
３４  押え金具
３５  フィルタ押え
３６  バッフル板
３７  案内筒
３８  通過口
３９  フィルタ
４０  フィルタカートリッジ
４１  案内筒
４２  多孔板
４３  長円孔
４４  拡開通路部
４５  ケーシング
４６  仕切り板
４７  入口室
４８  出口室
４９  出口端
５０  開口
５１ａ，５１ｂ  リブ
５２  電荷逃し部
５３  接地棒
【図１】
0003833553.tif 000002
【図２】
0003833553.tif 000003
【図３】
0003833553.tif 000004
【図４】
0003833553.tif 000005
【図５】
0003833553.tif 000006
【図６】
0003833553.tif 000007
【図７】
0003833553.tif 000008
【図８】
0003833553.tif 000009
【図９】
0003833553.tif 000010