CN108702057A - 带轴封装置的旋转电机 - Google Patents

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Abstract

在带轴封装置的旋转电机中，以实现脱气处理部的效率化、使装置整体缩小为目标。带轴封装置的旋转电机包括：转轴安装有具有密封油的入口部和出口部的轴封装置的旋转电机；储存有提供给旋转电机的轴封装置的密封油的主油罐；入口部与主油罐的出口部相连接、并具有油面调整阀的密封油净化罐；入口部与密封油净化罐的出口部相连接的脱气泵；配置在密封油净化罐的出口部与脱气泵的出口部之间的压力调整阀；以及配置在脱气泵的出口部与轴封装置的入口部之间的压差调整阀。

Description

带轴封装置的旋转电机
技术领域
本发明涉及旋转电机，尤其涉及具备使用密封油来对转轴进行密封的轴封装置的带轴封装置的旋转电机。
背景技术
在涡轮发电机等旋转电机中，为了对主体的内部进行冷却，使用氢气等气体来作为冷却介质(例如专利文献1～5)。氢气等冷却介质由使用了密封圈的轴封装置封入旋转电机的内部。该轴封装置中，通过供油管向密封圈的后腔供油。油从这里向着密封圈的内周侧移动。这样的结构中，密封圈的靠近供油口部分的背面温度变低。由于密封圈无法膨胀(或变形)，因此在靠近供油口的部分覆盖轴的油膜将变薄，从而导致油膜的温度上升。
油膜的温度上升将引起密封圈的损伤。为了抑制温度的偏差而预先将内径制作得较大的密封圈中，密封油将被过度消耗。轴封装置的构成部件(泵、过滤器等)的规格与该过量的油量相匹配来设计。为了抑制用于密封气体所需的油量，对轴封装置进行了研究，将向密封圈进行供油的供油方向设为多个。此外，由于密封油中包含有气泡，因此需要进行脱气。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2004-7876号公报
专利文献2：日本专利特开2003-10605号公报
专利文献3：日本专利特开平04-222606号公报
专利文献4:日本专利特表昭63-502012号公报
专利文献5:日本专利特表昭62-500920号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明涉及封入了氢气等的带轴封装置的旋转电机，尤其涉及向轴封装置提供密封油的密封油供给装置。在带轴封装置的旋转电机中，较多见的是在真空罐的内部喷射密封油来进行脱气的密封油供给装置。这种方式的装置中，由于利用了真空罐和真空泵，因此需要较广的设置空间。本发明所涉及的带轴封装置的旋转电机是为了解决上述问题而完成的，其目的在于实现脱气处理部的效率化，并使装置整体缩小。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明所涉及的带轴封装置的旋转电机包括：旋转电机，该旋转电机的转轴安装有具有密封油的入口部和出口部的轴封装置；主油罐，该主油罐储存有提供给旋转电机的轴封装置的密封油；密封油净化罐，该密封油净化罐的入口部与主油罐的出口部相连接，并具有油面调整阀；脱气泵，该脱气泵的入口部与密封油净化罐的出口部相连接；压力调整阀，该压力调整阀配置在密封油净化罐的出口部与脱气泵的出口部之间；以及压差调整阀，该压差调整阀配置在脱气泵的出口部与轴封装置的入口部之间。
发明效果
本发明所涉及的带轴封装置的旋转电机包括：旋转电机，该旋转电机的转轴安装有具有密封油的入口部和出口部的轴封装置；主油罐，该主油罐储存有提供给旋转电机的轴封装置的密封油；密封油净化罐，该密封油净化罐的入口部与主油罐的出口部相连接，并具有油面调整阀；脱气泵，该脱气泵的入口部与密封油净化罐的出口部相连接；压力调整阀，该压力调整阀配置在密封油净化罐的出口部与脱气泵的出口部之间；以及压差调整阀，该压差调整阀配置在脱气泵的出口部与轴封装置的入口部之间，由此，脱气处理部的效率得以提高，无需脱气用的真空罐及真空泵。其结果是，装置整体得以缩小。
附图说明
图1是示出本发明实施方式1所涉及的带轴封装置的旋转电机的整体结构图。
图2是示出本发明实施方式2所涉及的带轴封装置的旋转电机的整体结构图。
图3是示出本发明实施方式1所涉及的带轴封装置的旋转电机的整体结构图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明实施方式所涉及的带轴封装置的旋转电机进行说明。此外，在各图中，对同一或同样的构成部分标注相同的标号，所对应的各结构部的尺寸、比例尺分别独立。例如在改变了结构的一部分的剖视图之间，在图示出未改变的同一构成部分时，有时同一构成部分的尺寸、比例尺不同。另外，带轴封装置的旋转电机的结构实际上还包括多个构件，但为了简化说明，仅记载了说明所必需的部分，而省略了其它部分。
实施方式1.
以下，基于附图对本发明实施方式所涉及的带轴封装置的旋转电机进行说明。图1示出了本发明实施方式1所涉及的带轴封装置的旋转电机100的整体结构。这里，特别地，以密封油供给装置的系统图为中心来示出。带轴封装置的旋转电机100由旋转电机1和密封油供给装置30等构成。旋转电机1中，作为冷却壳体的内部的介质，封入有氢气等。氢气等冷却介质由使用密封油的轴封装置3封闭在壳体的内部，以避免其泄漏。安装在转轴2周围的轴封装置3具有密封油的入口部3a和出口部3b。密封油兼用作转轴2的润滑油，从轴封装置3的入口部3a被导入，并从轴封装置3的出口部3b被排出。
提供给旋转电机1的轴封装置3的密封油储存在主油罐21中。环封罐(loop sealtank)4具备排油入口部4a、排油出口部4b及脱气气体入口部4c。该环封罐4是为了使从轴封装置3排出的密封油22暂时滞留而设置的。环封罐4的排油入口部4a与轴封装置3的出口部3b相连接，排油出口部4b与主油罐21的入口部21a相连接。密封油通过密封油供给配管5提供给轴封装置3的入口部3a。密封油供给配管6连接轴封装置3的出口部3b和环封罐4的排油入口部4a。密封油净化罐7具有清洁密封油的油质的功能，成为真空槽。油面调整阀8安装在密封油净化罐7的内部，以将密封油净化罐7的油面维持为固定。
脱气泵10包括节流装置、分离叶片、导流器、主叶轮及真空泵。脱气泵10中，若使提升液通过入口部10a的节流装置流入，则溶解在液体中的气体因减压作用而析出，成为气液混合体并被导入导流器。该气液混合体的液体部分因导流器的旋转而被推向外周，并从出口部10b被排出。同时，气体部分在中央部集聚。在液体与气体的边界面充分地暴露在高真空中，液体中残留的气体也变成气泡而析出。经由分离叶片利用真空泵强力地抽取该气体来进行脱气。抽取出的气体从脱气气体排出部10c被排出。即使在气体中残存有液体，也能利用分离叶片进行气液分离，液体也能再次返回导流器的入口部。
脱气泵10包括入口部10a、出口部10b及脱气气体排出部10c。主油罐21包括入口部21a和出口部21b。配管9连接主油罐21的出口部21b和密封油净化罐7的入口部7a，从主油罐21向密封油供给装置30的密封油净化罐7提供密封油(转轴的润滑油)。脱气泵10中，密封油从密封油净化罐7的出口部7b流入。脱气泵10通过在脱气处理中使用离心分离式脱气泵，从而能去除包含在密封油中的气泡、空气。
压力调整阀11是为了将脱气泵10的出口压力维持为固定而安装的。压差调整阀12进行控制，以使得轴封装置3中的油压比旋转电机1内部的气体压力高出固定值。排出器13A(第1排出器)包括进气口13a、排气口13b及空气注入口13c。排出器13A是为了将利用脱气泵10从密封油中分离出的空气排出而设置的。排出器13A的空气注入口13c与脱气泵10的脱气气体排出部10c相连接，排出器13A设置在脱气泵10的出口部10b与环封罐4的脱气气体入口部4c之间。
配管14是为了使提供给轴封装置3和排出器13A以外的密封油返回脱气泵10的入口(入口部10a)而设置的。配管15向排出器13A提供密封油。配管16是为了从密封油净化罐7和脱气泵10排出空气而设置的。止回阀17A(第1止回阀)是为了防止在配管15的内部产生倒流而设置的。配管18与脱气气体入口部4c相连接，以使从排出器13A排出的空气、密封油及水分返回环封罐4。配管19是为了使密封油从环封罐4的排油出口部4b返回主油罐21而设置的。
接着对带轴封装置的旋转电机100的动作进行说明。在旋转电机1的内部封入有氢气，该氢气由在密封油回路中循环的密封油来密封。密封油22从主油罐21的出口部21b向密封油供给装置30的密封油净化罐7进行供油，并由脱气泵10推出。并且，由脱气泵10推出的密封油由压差调整阀12进行调整，以使其压力比封入旋转电机1内部的氢气高出固定值。调整了压力后的密封油通过密封油供给配管5输送至轴封装置3，并向环封罐4进行排油。
由于补充至密封油净化罐7的密封油包含空气等，因此需要进行脱气。在利用真空泵将真空罐保持为真空状态、并向罐内喷射密封油来进行脱气的系统中，需要大型的真空罐，需要较广的设置空间。另一方面，在本申请所涉及的带轴封装置的旋转电机100中，通过应用脱气泵10，从而能在泵送密封油的同时使密封油中的空气分离，因此，无需真空罐，可以设置小型的密封油净化罐7。
为了将利用脱气泵10从密封油中分离出的空气排出，脱气泵10与排出器13A相连接。利用脱气泵10来向排出器13A进行供油。由脱气泵10推出的密封油被提供至轴封装置3(压差调整阀12)、脱气泵的入口部10a(压力调整阀11)及排出器13A。脱气泵10的出口压力由压力调整阀11维持为固定，因此，剩余部分的密封油将返回至脱气泵10的入口。因此，提供给排出器13A的油量维持为固定，始终能获得固定的脱气能力。
如上所述，本发明所涉及的带轴封装置的旋转电机能通过应用脱气泵10来省去真空泵及真空罐，能削减成本、削减设置空间。因此，本实施方式所涉及的旋转电机的密封油供给装置具备向密封有氢气的旋转电机轴封部的轴封装置提供密封油的密封油供给回路，其特征在于，为了保持机内的氢气浓度而设置有对密封油进行真空脱气的脱气泵。
即，本发明所涉及的带轴封装置的旋转电机包括：旋转电机，该旋转电机的转轴安装有具有密封油的入口部和出口部的轴封装置；主油罐，该主油罐储存有提供给旋转电机的轴封装置的密封油；密封油净化罐，该密封油净化罐的入口部与主油罐的出口部相连接，并具有油面调整阀；脱气泵，该脱气泵的入口部与密封油净化罐的出口部相连接；压力调整阀，该压力调整阀配置在密封油净化罐的出口部与脱气泵的出口部之间；以及压差调整阀，该压差调整阀配置在脱气泵的出口部与轴封装置的入口部之间。
实施方式2.
图2示出了本发明实施方式2所涉及的带轴封装置的旋转电机的整体结构。升压泵20配置在压差调整阀12与脱气泵10的出口部10b之间。即，在脱气泵10的出口部10b串联地设置升压泵20。通过将升压泵20串联地设置于脱气泵10，从而能在仅通过脱气泵10而获得的排出压力不足的情况下使密封油升压，来增大密封油供给压力。
因此，本实施方式所涉及的旋转电机的密封油供给装置具备向密封有氢气的旋转电机轴封部的轴封装置提供密封油的密封油供给回路，其特征在于，为了保持机内的氢气浓度，在设置了对密封油进行真空脱气的脱气泵的基础上还设置有升压泵。
实施方式3.
图3示出了本发明实施方式3所涉及的带轴封装置的旋转电机的整体结构。排出器13B(第2排出器)的空气注入口13c与脱气泵10的脱气气体排出部10c相连接，排出器13B设置在脱气泵10的出口部10b与排出器13A(第1排出器)之间。止回阀17B(第2止回阀)是为了防止在配管15的内部产生倒流而设置的。本实施方式中，对配管15串联设置2个排出器13。通过并联连接排出器的空气注入口13c，从而能在通过1个排出器获得的脱气能力不足的情况下使脱气能力增大。
因此，本实施方式所涉及的旋转电机的密封油供给装置具备向密封有氢气的旋转电机轴封部的轴封装置提供密封油的密封油供给回路，其特征在于，为了保持机内的氢气浓度而设置有对密封油进行真空脱气的脱气泵，并设置有多个排出器。
此外，本发明可以在该发明的范围内对实施方式自由地进行组合，或对各实施方式进行适当的变形、省略。
标号说明
1 旋转电机
2 转轴
3 轴封装置
3a 入口部
3b 出口部
4 环封罐
4a 排油入口部
4b 排油出口部
4c 脱气气体入口部
5 密封油供给配管
6 密封油供给配管
7 密封油净化罐
7a 入口部
7b 出口部
8 油面调整阀
9 配管
10 脱气泵
10a 入口部
10b 出口部
10c 脱气气体排出部
11 压力调整阀
12 压差调整阀
13 排出器
13A 排出器
13B 排出器
13a 进气口
13b 排气口
13c 空气注入口
14 配管
15 配管
16 配管
17A 止回阀
17B 止回阀
18 配管
19 配管
20 升压泵
21 主油罐
21a 入口部
21b 出口部
30 密封油供给装置
100 带轴封装置的旋转电机

Claims (5)

1.一种带轴封装置的旋转电机，其特征在于，包括：
旋转电机，该旋转电机的转轴安装有具有密封油的入口部和出口部的轴封装置；
主油罐，该主油罐储存有提供给所述旋转电机的轴封装置的密封油；
密封油净化罐，该密封油净化罐的入口部与所述主油罐的出口部相连接，并具有油面调整阀；
脱气泵，该脱气泵的入口部与所述密封油净化罐的出口部相连接；
压力调整阀，该压力调整阀配置在所述密封油净化罐的出口部与所述脱气泵的出口部之间；以及
压差调整阀，该压差调整阀配置在所述脱气泵的出口部与所述轴封装置的入口部之间。
2.如权利要求1所述的带轴封装置的旋转电机，其特征在于，
具备环封罐，该环封罐的排油入口部与所述轴封装置的出口部相连接，该环封罐的排油出口部与所述主油罐的入口部相连接。
3.如权利要求2所述的带轴封装置的旋转电机，其特征在于，
具备第1排出器，该第1排出器的空气注入口与所述脱气泵的脱气气体排出部相连接，该第1排出器配置在所述脱气泵的出口部与所述环封罐的脱气气体入口部之间。
4.如权利要求3所述的带轴封装置的旋转电机，其特征在于，
具备升压泵，该升压泵配置在所述压差调整阀与所述脱气泵的出口部之间。
5.如权利要求3所述的带轴封装置的旋转电机，其特征在于，
具备第2排出器，该第2排出器的空气注入口与所述脱气泵的脱气气体排出部相连接，该第2排出器配置在所述脱气泵的出口部与所述第1排出器之间。
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