JP2752283B2 - 油淨化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば水素ガスで冷却
を行なう回転電機のシール油の脱気，脱水のために用い
られる油淨化装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に回転電機におけるシール油装置
は、回転電機が水素ガスによって強制冷却されている場
合において、回転軸の軸貫通部分から水素ガスが大気中
に漏洩するのを防止するために上記回転電機の軸シール
部を設けて圧油を供給し、これにより水素ガスのシール
を行なうために用いるものである。これを図６を参照し
て説明すると、油タンク１に連通した圧油供給ポンプ２
は、圧油供給管３を通して回転電機４におけるシール機
構６の各シールリング部７，８に圧油を供給して、回転
軸５の貫通部分から水素ガスの漏洩を防止する。

【０００３】一方、上記各シールリング部７，８に供給
された圧油は、還流管９を通して、上記油タンク１へ還
流する。油タンク１へ還流した圧油中には水素ガスや水
分が含まれているが、この油タンク１内は、約10^-1〜10
^-2torr程度の真空に維持されているため、水分や霧滴状
のガスは脱気および脱水されて淨化される。即ち、上記
油タンク１内の油中に含まれた水分やガスは、吸気管10
を介して真空ポンプ（油回転真空ポンプ）11により水分
とガスによるドレンがセパレータタンク12に一旦貯留さ
れる。そうして、このセパレータタンク12の底部に留っ
たドレン（水）は、排棄槽としてのドレンチャンバ14に
貯えられ、充満した時ドレン排出弁15を手動的に開弁し
て機外に排出している。

【０００４】また、油タンク１内では油がガス状になっ
ており、真空ポンプ11に回収され、凝縮した後に同じく
セパレータタンク12に貯留される。真空ポンプ11の循環
油は、このことを考慮してシール油と同じ材質の潤滑油
を用いているが、所定量以上の潤滑油が貯留しているこ
とは真空ポンプ11の運転に好ましくないため、油レベル
がセパレータタンク12の油レベルの上限を越えた場合に
は、上述したドレンの場合と同様にドレン排出管15を手
動的に開弁して排出している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の構成によれば従
来は、平均１〜２回／日の頻度で上記ドレン排出弁15を
手動的に開閉してドレン等の処理をしているので、取扱
操作や保守点検が面倒であるばかりでなく、無人発電所
や原子力発電所等で要求される自動化が困難となってい
た。

【０００６】そこで、本発明の目的は、ドレン等を自動
的に排出できるようにして無人発電所等で要求される省
力化を容易にし、かつ手動操作による誤操作を防止して
信頼性を向上した油淨化装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、油タンクに配
管を介して真空ポンプを連結し、この真空ポンプの上位
に排気弁を介してセパレータタンクを設け、このセパレ
ータタンクの下部にドレン排出弁を設けて成り、油タン
クの油に混入しているガス，水分を除去する油淨化装置
において、セパレータタンクの下部にＵ字管を連結する
と共に、このＵ字管の出口側にトラップを設けて成り、
Ｕ字管の底部からセパレータタンク内の油の貯留レベル
上限までの高さをＨ、Ｕ字管の底部からトラップまでの
高さをｈ、油の比重をρとしたとき、トラップまでの高
さｈはρＨ以上で、かつＨ以下となるように構成する。

【０００８】

【作用】水の方が油より比重が大きいので、セパレータ
タンクにＵ字管を連結することにより、Ｕ字管を介して
水のみを分離し、排出することができる。この関係を図
５を参照して説明すれば、当初の水の入っているＵ字管
の片側（同図の左側）に油を入れると、油の入っている
部分の高さＨ_o の方がそれに対する水の入っている部分
の高さＨ_w より比重差分だけ高くなる。本発明は、この
高さに差を生じることを利用するものである。

【０００９】また、Ｕ字管の出口側にトラップを設けて
いるので、真空ポンプの起動時等にセパレータタンク内
の圧力が一時的に高くなっても、Ｕ字管内のドレンおよ
び油が吹き出すのを防止できる。Ｕ字管底部からセパレ
ータタンク内の貯留レベル上限までの高さをＨとする
と、これに相当する水柱は、油の比重ρを乗じたρＨと
なるが、トラップを設ける高さをρＨ以上、かつＨ以下
としているので、Ｕ字管からドレンが排出できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施例を示す断面図であ
る。同図において、20は油淨化装置、21はケース、22は
ケース21内に組込まれている真空ポンプであり、この真
空ポンプ22のシリンダ23内に嵌装されたロータ24を図示
しないモータを介して回転させると、上述した油タンク
（図６に符号１で示す）のドレンやガスは、吸気管25を
介して吸引圧縮され、排気弁26を介して真空ポンプ22の
上位に設けられたセパレータタンク27に貯留されるよう
になっている。

【００１１】セパレータタンク27では真空ポンプ22で加
圧されたドレンを気泡分離し、ドレン中のガスは、頂部
に設けられた排気管28から機外へ排気されるようになっ
ている。なお、セパレータタンク27内にはガスを分離し
た油（潤滑油）29が貯留されている。一方、セパレータ
タンク27の底部に貯ったドレン（水）は、このセパレー
タタンク27の下位に設けられたＵ字管30にドレン管31を
介して流入するようになっている。Ｕ字管30には、一部
にサイトグラス32が設けられ、内部の確認ができるよう
になっており、出口側にトラップ33が設けられている。

【００１２】トラップ33は、市販されている公知のもの
（例えば、（株）テイエルブイの製品）で、図２はその
一部を切断した正面図、図３はその縦断面図を示し、枠
体34と、カバー35とから成り、枠体35の内部にはフロー
ト36，弁座37が設けられている。枠体34の流入口38ａか
ら流入したドレンは、枠体34内に貯まり、一定量に達す
るとフロート36を弁座37かつ浮き上げらせ、弁座37を通
って枠体34の流出口38ｂから排出される。なお、枠体34
内のベントを行うため均圧口39が設けられている。

【００１３】このトラップ33は、図１に示すようにＵ字
管30の底部からセパレータタンク27内の油29の貯留レベ
ル“上限”40までの高さをＨ、Ｕ字管30の底部からトラ
ップ33までの高さをｈ、油29の比重をρとしたとき、設
置レベルｈはρＨ以上で、かつＨ以下となるようにす
る。また、トラップ33の均圧口39とセパレータタンク27
またはセパレータタンク27に連結された配管との間を均
圧管41で連結している。

【００１４】次に、以上のように構成された実施例の作
用を説明する。なお、Ｕ字管30には、運転開始前に水を
封入しておく。真空ポンプ22を駆動すると、図示しない
油タンク（図６に符号１で示す）から真空引きすべき流
体を吸気管25を介して吸引し、シリンダ23内でロータ24
の回転によって上記流体を圧縮しながら排気弁26を介し
てセパレータタンク27へ排気する。このセパレータタン
ク27では、上述したように気液分離し、真空処理された
油のドレン（水）は、セパレータタンク27の底部に連続
して溜まる。しかして、このセパレータタンク27内のド
レンは、ドレン管31を介してＵ字管30へ流入する。

【００１５】ここで、Ｕ字管30の底部から油29とドレン
42の境界面43までの高さをＨ_w 、境界面43からセパレー
タタンク27内の油レベル44までの高さをＨ_o とすると、
Ｈ_w，Ｈ_o およびｈとの間には、ρＨ_o ＝ｈ−Ｈ_W の関
係がある。したがって、セパレータタンク27内の油レベ
ル44が“上限”40にあるとき、Ｕ字管30内の油29とドレ
ン42の境界面43は“低”レベル45にある。これ以上に油
29が多い場合には、余分の油29をトラップ33を介して排
出するために均圧管41が設けられている。均圧管41は、
セパレータタンク27またはセパレータタンク27に連結さ
れた配管とトラップ33の均圧口39の間に連結される。均
圧管41には、トラップ33に向って下り勾配を設け、余分
の油29がトラップ33へ流れ易くしている。また、均圧管
41は、セパレータタンク27側の位置を、セパレータタン
ク27の油の貯留レベルの“上限”40より高く、かつＵ字
管30の底部からｈ／ρより低くなるようにしている。こ
れは、セパレータタンク27の油の貯留レベル“上限”40
より低いと、正常な状態であるのに、油29を排出してし
まって不経済となり、Ｕ字管30の底部からｈ／ρより高
くすると、油29を均圧管41から排出できないことを考慮
しているからである。なお、セパレータタンク27内の油
レベル45が“下限”46にあるときには、Ｕ字管30内の油
29とドレン42の境界面43は“高”のレベル47に達する。

【００１６】真空ポンプ22の起動時には、図示しない油
タンク内の空気が大量にセパレータタンク27内に排出さ
れ、一時的にセパレータタンク27の圧力た高くなること
がある。単にＵ字管30を設けたのみでは、このような際
にＵ字管30内の流体と、図示しない油タンクからの排気
が吹き出されてしまう。油の放出は引火の危険性が生じ
るため、本実施例ではトラップ33を設けて、Ｕ字管30内
の流体の吹き出しを防止している。

【００１７】Ｕ字管30を設けずに単にトラップを設け、
油とドレンの比重差を利用してフロート36を浮かせ、ド
レンの排出を行なうことも可能ではあるが、油とドレン
比重差が小さいため、所定の締め切り圧を得るためにフ
ロート36が大型化し、これに伴ないトラップ本体も大型
化するから、スペース上の制約や経済性の点でも不利と
なり現実的ではない。

【００１８】本実施例では、油とドレンをＵ字管を介し
て、ドレンのみ分離してトラップへ送る、つまり、ドレ
ンと油との比重差を利用するので、トラップの小型化が
可能となっている。また、Ｕ字管とトラップの２段階を
経てドレンを系外へ排するため、信頼性の点でもトラッ
プ単体の場合よりも優れている。

【００１９】したがって、以上のように構成された実施
例によれば、油淨化装置の運転を連続的に行なっても、
ドレンは自動的に排出され続け、また、油量が運転の継
続に伴ない増加しても同様に余剰分の排出が行なわれ
る。特に起動時など、セパレータタンク内の圧力の急激
な変化に対しても、支障なく対応が可能となる。

【００２０】なお、上述した実施例では、Ｕ字管30の底
部を真空ポンプ22のケース21の底部とほぼ同じレベルま
で下げたが、図４に示すように構成してもよい。すなわ
ち、油淨化装置50は、Ｕ字管51を十分に下へ深く伸ば
し、ドレン管31のＵ字管51の底部からの高さＨ_D を、ト
ラップ33の設置レベルｈより高く（Ｈ_D ＞ｈ）すれば、
万一、油の量が減少したとしてもドレンは全てトラップ
33に流出するため、セパレータタンク27内にドレンが貯
まることはない。したがって、運転の信頼性をさらに向
上させることが可能となる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、セ
パレータタンクの下部にＵ字管を接続すると共に、この
Ｕ字管の出口側にトラップを設け、このトラップをセパ
レータタンク内の油の貯留レベル上限と油の比重とに関
連させて所定の設置レベルに位置させるようにしている
ので、ドレンおよび余剰の油を連続的、かつ自動的に排
出することが可能となり、無人発電所等で要求される省
力化が容易になり、また、手動操作による誤操作も防止
でき、信頼性を向上した油淨化装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す断面図。

【図２】本発明の一実施例に用いるトラップの一部を切
断した正面図。

【図３】図２に示すトラップの縦断面図。

【図４】本発明の他の実施例の構成を示す断面図。

【図５】本発明の原理を示す説明図。

【図６】従来の油淨化装置の構成を示す配管系統図。

【符号の説明】

１…油タンク、10…吸気管、22…真空ポンプ、26…排気
弁、27…セパレータタンク、29…油、30，51…Ｕ字管、
31…ドレン管、33…トラップ、41…均圧管、42…水。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油タンクに配管を介して真空ポンプを連
   結し、この真空ポンプの上位に排気弁を介してセパレー
   タタンクを設け、このセパレータタンクの下部にドレン
   排出弁を設けて成り、前記油タンクの油に混入している
   ガス，水分を除去する油淨化装置において、前記セパレ
   ータタンクの下部にＵ字管を連結すると共に、このＵ字
   管の出口側にトラップを設けて成り、前記Ｕ字管の底部
   から前記セパレータタンク内の油の貯留レベル上限まで
   の高さをＨ、前記Ｕ字管の底部から前記トラップまでの
   高さをｈ、油の比重をρとしたとき、前記トラップまで
   の高さｈはρＨ以上で、かつＨ以下となるようにしたこ
   とを特徴とする油淨化装置。