JP4437752B2

JP4437752B2 - 回転電機の密封油供給装置

Info

Publication number: JP4437752B2
Application number: JP2005038506A
Authority: JP
Inventors: 鉄博藤田; 恒已長田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2025-02-16
Also published as: JP2006230062A

Description

この発明は、水素ガス冷却式の発電機等の回転電機の軸シール部へ密封油を供給する回転電機の密封油供給装置に関するものである。

水素ガス冷却式回転電機においては、軸貫通部から水素ガスが大気側へ漏洩するのを防止するために軸シール部を設け、この軸シール部に、回転電機内部の水素ガス圧力よりも高い圧力の密封油を供給して水素ガス漏れを防止する構成となっている。

軸シール部は、回転軸に対して２つのシールリングを装着し、この２つのシールリングの間に密封油を供給する構造であり、シールリングの材質は、一般に銅合金系材料が使用されており、軸部の材質に対して熱膨張係数が大きく、軸とシールリングとのギャップは所定の温度で適正なギャップ寸法となるように製作されている。

回転電機の軸シール部に密封油を所定の圧力で安定して供給する密封油供給装置としては、例えば、特許文献１に示されている。その構成は、密封油の脱気、脱水処理を行う真空油槽および真空ポンプを備えた真空脱気手段と、密封油の供給部分は、密封油ポンプ２台と非常用密封油ポンプ１台を設け、それぞれに圧力スイッチ、リリーフ弁および逆止弁を設けた構成とし、２台の密封油ポンプの下流側に弁を介して密封油を真空油槽に戻す管路を設けた構成となっている。

この特許文献１では、通常の運転状態では密封油ポンプ２台の内の１台を常用として密封油を回転電機の軸シール部へ供給するものでありこの常用側は、軸シール部へ供給するとともに余剰分は真空油槽へ戻して真空脱気脱水処理も同時に行うように運転し、他の１台の密封ポンプは、通常運転時には吐出する全量を密封油を脱気・脱水処理のために真空油槽循環させる流路を形成して運転し、軸シール部へ密封油を供給している常用側の密封油ポンプに故障が生じた場合の予備としている。軸シール部に密封油を供給していた常用の密封油ポンプに故障が生じた場合に、非常用密封油ポンプを自動的に起動して密封油を供給するように切り換え、故障の部分の状態を調査した後、待機状態の密封油ポンプの吐出側を軸シール部に連通するように切り換えて、密封油を軸シール部に供給する構成である。

特開平０５−２３６６９５号公報

上記特許文献１の構成の通常の状態では、密封油ポンプ２台の内常用側から密封油が軸シール部へ供給されている状態において故障が生じた場合には、一旦非常用密封油ポンプを自動的に起動して密封油を供給し、故障状態の調査後に、待機状態の密封油ポンプから供給するように切り換えて、軸シール部への密封油供給を継続する構成であるが、密封油を脱気・脱水処理を行う真空油槽の油面調整機構は機械式のフロート弁を使用しており、予備系を有するものではない。このような機械式の場合は、故障が生じても、油面の上昇または低下が生じるまでは発見できず対応が遅れる問題点がある。
また、軸シール部に供給する密封油の圧力は、回転電機内の水素ガス圧力と供給される密封油圧力との差圧で動作する差圧調整弁を使用しており、この部分に故障が発生した場合には、迅速に対応することができず、密封油供給圧力の過大化や過小化により、密封油の回転電機内への漏油や、軸シール部の損傷等の故障部分が拡大する問題点もある。
このような問題点に対しては、故障発生時に密封油供給装置に熟知した作業員が機器の設置現場に駆けつけ、故障状態を調査し、迅速に適切な対応が必要である。したがって、密封油供給装置に熟知する作業員を常時確保する体制も必要である。

この発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、供給される密封油が適正流量、適正圧力で安定して供給され、密封油供給装置の不良個所が発生したときには、不良個所が自動的に排除され、密封油が安定して継続供給できる密封油供給装置を提供することを目的とする。

この発明に係る回転電機の密封油供給装置は、水素ガス冷却式回転電機の軸シール部に送出する密封油を脱気・脱水処理する真空油槽、真空油槽油面検出手段、真空ポンプを備えた真空脱気手段と、真空油槽の油面位置が適正油面に維持されるように真空油槽に流入する上記密封油量を調整する真空油槽油面調整手段と、軸シール部に密封油を送出する密封油ポンプ、密封油ポンプから送出された密封油の一部を上記真空油槽に戻す密封油戻し管、密封油ポンプから送出される密封油圧力を調整する圧力調整弁、密封油ポンプから送出された密封油が適正圧力で上記軸シール部に送出する差圧調整弁を有する密封油供給手段と、密封油を軸シール部に送出する密封油供給管路と、密封油供給管路の途中に設けられ、軸シール部に送出される密封油の温度を調整する密封油温度調整手段と、軸シール部から密封油を真空脱気手段に帰還させる密封油帰還管路と、密封油帰還管路に設けられ、軸シール部から帰還する密封油に含まれる水素ガスを分離する水素ガス分離槽、水素ガス分離槽の油面位置を検出する水素ガス分離槽油面検出手段を備えた水素ガス分離手段と、水素ガス分離槽の油面位置が適正位置になるように水素ガス分離槽から流出する密封油の流量を調整する水素ガス分離槽油面調整弁を有する水素ガス分離槽油面調整手段と、密封油ポンプの出口側の密封油圧力を検出する出口側圧力検出手段と、密封油供給管路の所定の位置に設けられ、軸シール部に供給される密封油の圧力を検出する密封油圧力検出手段と、密封油供給管路の所定の位置に設けられ、軸シール部に供給される密封油の温度を検出する密封油温度検出手段と、軸シール部に供給される密封油の圧力と上記回転電機の内の水素ガス圧力との差圧を検出する差圧検出手段と、真空油槽油面検出手段、水素ガス分離槽油面検出手段、出口圧力検出手段、密封油圧力検出手段、密封油温度検出手段、差圧検出手段により検出された検出値を制御信号として入力し、真空脱気手段、真空油槽油面調整手段、密封油供給手段、密封油温度調整手段、水素ガス分離槽油面調整手段を制御する制御装置を備えた回転電機の密封油供給装置において、真空油槽油面調整弁、差圧調整弁、水素ガス分離槽油面調整弁のいずれかの少なくとも一つについて、２個を並列接続して１個を常用とし、他の１個を予備とし、少なくとも常用側には密封油の流通を遮断する遮断弁を有する構成とし、制御部は、真空油槽油面調整弁、差圧調整弁、水素ガス分離槽油面調整弁の常用・予備を有する場合は常用側を選択して動作させ、軸シール部に上記密封油が所定の圧力で循環するように真空脱気手段、真空油槽油面調整手段、密封油供給手段、密封油温度調整手段、水素ガス分離槽油面調整手段を制御する運転制御部と、各検出手段が検出した検出値が所定の範囲外の異常値を検出したときに、異常値の状態に応じて不良個所を特定する不良個所自動診断部と、特定された不良個所に上記予備を有する場合には、常用側の遮断弁を閉止して予備側を動作させるように運転切り換えを行う運転切換部とを備えたものである。

この発明によれば、初期状態における密封油供給条件の設定が熟練作業員を必要としない構成となり、また、故障が発生する可能性のある部分はそれぞれ２個並列した構成として二重化を図り、その内の１個を常用とし、他の１個を予備とする構成としていることにより、異常発生時には自動的に待機状態の予備側に切り換えることができ、熟練作業員を常駐させなくても、軸シール部に安定して密封油が供給できる回転電機の密封油供給装置となる。

実施の形態１．
図１は実施の形態１の回転電機の密封油供給装置の系統図である。
図１の構成において、回転電機１は回転軸２が軸受３に回転自在に支持され、軸受３の回転電機１の機内側に軸シール部４が装備され、軸受３には図示していない軸受油が軸受油供給装置により供給されている。
軸シール部４は、回転軸２に対して２つのシールリングを装着し、この２つのシールリングの間に、機内の水素ガス圧力よりも高い圧力の密封油を供給する構造であり、シールリングの材質は、一般に銅合金系材料が使用されており、軸部の材質に対して熱膨張係数が大きく、軸とシールリングとのギャップは規定の温度で適正なギャップ寸法となるように製作されている。
このように構成された軸シール部４に、回転電機１の内部に充填されている水素ガス圧力よりも高い圧力の密封油を循環させておくことにより、回転電機１の内部の水素ガスが大気側に漏洩することが防止できるものである。

軸シール部４に供給する密封油は、回転軸２の回転に支障なく、しかも軸シール部４からの密封油の漏出を少なくするためには、回転軸２と軸シール部４のギャップ寸法が適正値に維持するために密封油の温度を適正温度に制御することと、供給圧力が水素ガス圧力よりも高い適性圧力で供給することが必要条件となる。
また、軸シール部４からは、回転電機１の機内側および大気側には密封油が滲出するが、機内側に滲出した密封油は水素ガスが混在し、大気側に滲出した密封油は空気と少量の水素ガスが混在する状態になっている。

密封油供給装置は、密封油の脱気・脱水処理を行う真空脱気手段１０と、真空油槽油面調整手段１０Ａと、密封油を供給する密封油ポンプ２１を含む密封油供給手段２０と、密封油供給管路３０と、軸シール部４から密封油を帰還させる密封油排出管４１および軸受３の部分から軸受油とともに排出する軸受油排出管５１とを密封油帰還管路５５に接続し、真空油槽油面調整手段１０Ａを経由して真空脱気手段１０に接続した構成としている。

真空脱気手段１０は、真空油槽１１と密封油の油面を検出する真空油槽油面検出手段１２と密封油を噴霧状態にして真空油槽１１の上部に注入する噴霧ノズル１３と真空油槽１１の内部を真空にする真空ポンプ１４と排気口を屋外に解放した排気管１５とを備え、真空油槽１１の密封油入口には、電動式の２個の油面調整弁１６Ａ、１６Ｂを並列状態とし、それぞれに遮断弁１７Ａ、１７Ｂを直列接続した真空油槽油面調整手段１０Ａを備えた構成としている。

密封油供給手段２０は、密封油を循環させる密封油ポンプの部分は、密封油ポンプ２１Ａと逆止弁２２Ａを直列に接続し、密封油ポンプ２１Ｂと遮断弁２２Ｂを直列に接続して並列接続し、密封油ポンプ２１Ａ、２１Ｂの入口側を真空油槽１１の密封油出口に接続し、遮断弁２２Ａ、２２Ｂの出口側と密封油ポンプ２１Ａ、２１Ｂの入口側の間には内圧の異常上昇を防止する安全弁２３を設けている。
密封油ポンプ２１Ａ、２１Ｂに接続した遮断弁２２Ａ、２２Ｂの出口側には、電動式の差圧調整弁２４Ａと遮断弁２５Ａ、差圧調節弁２４Ｂと遮断弁２５Ｂをそれぞれ直列にして並列接続し、遮断弁２５Ａ、２５Ｂ側を逆止弁２２Ａ、２２Ｂ側に接続し、密封油ポンプ２１Ａ、２１Ｂと遮断弁２５Ａ、２５Ｂとの間と真空油槽１１の上部との間を圧力調節弁２７を配置した密封油戻し管２６で接続し、真空油槽１１に密封油を噴霧状態で噴出する噴霧ノズル１３に接続している。密封油戻し管２６には密封油ポンプ２１Ａ、２１Ｂの出口圧力を検出する出口圧力検出手段２８を設けている。
なお、密封油戻し管２６は、真空油槽１１に接続しているが、接続先は真空油槽１１に限るものではなく、密封油ポンプ２１Ａ、２１Ｂの上流側のいずれの部分に接続してもよい。

差圧調整弁２４Ａ、２４Ｂと回転電機１の軸シール部４の間は密封油供給管路３０により接続している。密封油供給管路３０の途中には、温度調整弁３４を介して冷却器３２とバイパス管３３を並列接続し、温度調整弁３４により冷却器３２を通過する流量とバイパス管３３を通過する流量が分配調整できる密封油温度調整手段３１と、この下流側に密封油フィルタ３５を直列に接続し、密封油フィルタ３５の両側の圧力差を検出する差圧検出手段３６、密封油フィルタ３５の軸シール４側に密封油の温度を検出する密封油温度検出手段３７と密封油の圧力を検出する密封油圧力検出手段３８と、回転電機１内の水素ガス圧力と密封油の供給圧力の差圧を検出する差圧検出手段３９とを設けている。
差圧検出手段３６が検出した圧力差によって密封油フィルタ３５の目詰まりの程度が判断される。

軸シール部４の出口側には、密封油排出管４１により、水素ガス分離槽４２と水素ガス分離槽油面検出手段４３とで構成された水素ガス分離手段４０、水素ガス分離槽油面調整手段４０Ａを接続している。軸受３の出口には軸受油排出管５１を接続して水素ガス・空気分離槽５２を接続し、水素ガス・空気分離槽５２の出口側と真空油槽油面調整手段１０Ａとの間を密封油帰還管路５５で接続し、水素ガス分離手段４０は、水素ガス分離槽４２と水素ガス分離槽油面検出手段４３とで構成している。水素ガス分離槽４２の出口側に電動式の油面調整弁４４Ａと遮断４５Ａ、油面調整弁４４Ｂと遮断弁４５Ｂを直列にして並列接続して密封油帰還管路５５に接続している。

軸受３には図示していないが、別途密封油と同質の軸受油が循環しており、軸受３の部分に滲出した密封油は軸受油と混じって軸受油排出管５１から水素ガス・空気分離槽５２に流入する。水素ガス・空気分離槽５２に流入した軸受油は図示していない軸受油循環系統に循環し、水素ガス・空気分離槽５２に流入した軸受油の一部が真空脱気手段１０に帰還するように構成され、密封油循環経路で自然消耗する密封油は、水素ガス・空気分離槽５２に流入した軸受油から補充される。なお、自然消耗する密封油に対して、補充油を貯蔵するタンクを設けて補充するようにしてもよい。
水素ガス空気分離槽５２は、上部に排気ファン５３を設け、上部開口部が屋外になるように配置した排気管５４を設けている。

上記差圧調整弁２４Ａ、２４Ｂ、油面調整弁１６Ａ、１６Ｂおよび油面調整弁４４Ａ、４４Ｂはいずれもモータで駆動される電動式が使用される。また、差圧調整弁２４Ａ、２４Ｂ、真空油槽油面調整弁１６Ａ、１６Ｂおよび水素ガス分離槽油面調整弁４４Ａ、４４Ｂのそれぞれに直列接続された遮断弁２５Ａ、２５Ｂ、１７Ａ、１７Ｂ、４５Ａ、４５Ｂは必要に応じて電磁弁または電動弁が選択される。

このように構成された回転電機の密封油供給装置において、密封油ポンプ２１Ａ、２１Ｂ、差圧調整弁２４Ａ、２４Ｂ、真空油槽油面調整弁１６Ａ、１６Ｂ、水素ガス分離槽油面調整弁４４Ａ、４４Ｂのいずれの部分においても２個を並列状態に接続した構成のそれぞれの１個を常用として運転し、他の１個を予備として待機状態で運転される。

制御装置６０は、真空油槽油面調整弁１６Ａ、１６Ｂ、密封油ポンプ２１Ａ、２１Ｂ、密封油供給手段の差圧調節弁２４Ａ、２４Ｂ、水素ガス分離槽油面調整弁４４Ａ、４４Ｂのそれぞれ２個の内の１個を常用として選択し、他の１個は予備として待機状態として密封油流路を形成し、軸シール部４に所定流量、温度の密封油が所定圧力で循環するように、真空脱気手段１０、真空油槽油面調整手段１０Ａ、密封油供給手段２０、密封油温度調整手段３１、水素ガス分離槽油面調整手段４０Ａ、水素ガス分離槽４０の密封油循環経路を形成し、運転制御する運転制御部と、各部に設けられた検出手段が所定の範囲外の異常値を検出したときに、異常値の状態に応じて不良個所の特定を行う不良個所自動診断回路と、特定された不良個所を排除する運転切換部とを備えている。

次に図１の構成の動作について説明する。以下の説明は、２１Ａ、２４Ａ、１６Ａ、４４Ａにより密封油の循環経路を形成し、２１Ｂに接続された逆止弁２２Ｂ、差圧調整弁２４Ｂ、真空油槽油面調整弁１６Ｂ、水素ガス油面調整弁４４Ｂにそれぞれ接続された遮断弁２５Ｂ、１７Ｂ、４５Ｂは閉止状態として待機状態で運転されるものとして説明する。

通常の運転状態では、真空脱気手段１０、密封油供給手段２０、密封油温度調整手段３１、水素ガス分離手段４０は、制御装置６０の運転制御部により次のように制御される。

真空脱気手段１０は、真空油槽１１内が真空ポンプ１４により真空引きされた状態で運転され、真空油槽１１の油面は、真空油槽油面検出手段１２により常時油面位置を検出し、真空油槽油面調整手段１０Ａにより適正油面に維持されるように流入する密封油の流入量が制御される。

密封油供給手段２０は、所定の流量の密封油を軸シール部４に送出するとともに、真空脱気手段１０に再循環させる流量が送出できる容量を備えた密封油ポンプを使用し、密封油ポンプ２１Ａの吐出圧は、密封油戻り管２６に設けられた圧力調整弁２７により所定の圧力に調整され、差圧調整弁２４Ａにより、差圧検出手段３９が回転電機１内部の水素ガス圧力よりも所定の圧力だけ高い値で所定の流量となるように差圧調整弁２４Ａの弁開度が制御される。
密封油ポンプ２１Ａから送出された密封油の送出流量から、差圧調整弁２４Ａによって圧力調整されて軸シール部４に供給された流量を差し引いた残りの流量が、圧力調節弁２７を介して真空油槽１１に供給され、噴霧ノズル１３から真空状態の真空油槽１１内に噴出して脱気、脱水処理される。

水素ガス分離槽油面調整手段４０Ａは、水素ガス分離槽４２の油面が、水素ガス分離槽油面検出手段１２により検出する油面位置が適正油面に維持されるように水素ガス分離槽油面調整弁４４Ａの弁開度を調整することにより密封油の流入量を制御する。

密封油温度調整手段３１は、密封油温度検出手段３７の検出温度が、適正温度となるように、温度調整弁３４により、冷却器３２を通過する流量とバイパス管３３を通過する流量が適正流量となるように制御する。

以上のように制御された密封油は、真空油槽１１から密封油ポンプ２４Ａで所定の圧力に加圧され、差圧調整弁２４Ａによって所定の流量、圧力で供給されるように調整されて軸シール側に供給され、吐出量から軸シール部に供給される量を差し引いた残りが、密封油戻し管２６を経由して真空油槽１１に戻される。

軸シール部４に供給される密封油は、密封油温度調整手段３１で所定の温度に調整されてフィルタ３５を経由し、適正温度、適正圧力で軸シール部４に供給される。
軸シール部４を循環した密封油は、軸シール部４から密封油排出管４１を経由して水素ガス分離槽４２に流入し、軸シール部４の機外側からは軸受油排出管５１を経由して水素ガス・空気分離槽５２に流入し、密封油帰還管路５５から真空油槽油面調整手段４０Ａを経由して水素ガス分離槽４２に流入する。水素ガス分離槽４２において密封油中の水素ガスが分離されて、水素ガス分離槽油面調整手段４０Ａ、密封油帰還管路５５を経由して真空油槽１１に帰還する経路を循環する。

次に制御装置６０の不良個所自動診断と、不良個所の特定について具体的に説明する。
図２は、回転電機の密封油供給装置の制御装置の不良個所を特定し、特定された不良個所を排除する切換動作の説明図である。
不良個所自動診断に必要な制御装置６０の不良個所自動診断回路に入力される検出信号は下記の通りである。
・真空脱気手段１０の真空油槽油面検出手段１２が検出した「真空油槽の油面位置」
・出口圧力検出手段２８が検出した密封油ポンプ２１の「密封油ポンプの吐出圧」
・密封油フィルタ３５の両側の差圧検出手段３６の「密封油フィルタ両側の密封油差圧」
・密封油温度検出手段３７が検出した「密封油供給管路の密封油温度」、
・密封油圧力検出手段３８が検出した「密封油供給管路の密封油供給圧力」、
・差圧検出手段３９が検出した回転電機１の「水素ガス圧力と密封油供給圧力との差圧」
・水素ガス分離手段４０の水素ガス分離槽油面検出手段４３が検出した「水素ガス分離槽の油面位置」

制御装置６０は、それぞれの検出値に対して予め正常値の範囲が設定され、不良個所の自動診断は検出値が正常値の範囲を超えたときに「不良個所自動診断回路」により故障と判断し、故障と判断した検出値により「不良個所の特定」を行う。

例えば、出口圧力検出手段２８が検出した密封油ポンプ２１の「密封油ポンプの吐出圧」の低下と「密封油供給管路の密封油圧力」の低下が検出された場合には、密封油ポンプ２１Ａの異常と判断し、密封油ポンプ２１Ａを停止して密封油ポンプ２１Ｂを運転する。
また、「密封油ポンプの吐出圧」は正常であり、「水素ガス圧力と供給密封油圧力の差圧」の低下が検出された場合には、「差圧調整弁２４Ａ」が不良と判断し、遮断弁２５Ａを閉弁し、遮断弁２５Ｂを開弁して差圧調整弁２４Ｂを運転して不良個所を排除する。
その他、同様にして各部の検出手段の検出値の異常が検出された場合には異常の状況に応じて自動診断して不良個所を特定し、制御装置６０の運転切換部により不良個所を排除することで正常運転が継続できる状態が確保される。

このように構成された回転電機の密封油供給装置は、各弁類を電動式として制御条件が容易に設定できる構成とし、不良個所の発生に対して自動的に不良個所が排除できるので、熟練作業員を常駐させなくても、軸シール部４に密封油を安定して供給することができる。

密封油供給管路３０の途中に設けた密封油フィルタ３５は、特に設けなくても密封油の水素ガス漏れには直接的に関係するものではなく、必要に応じて循環経路の適当な位置に設けることでよい。

上記図１の構成では、真空油槽油面調整手段、密封油供給手段の密封油ポンプおよび差圧調整弁、水素ガス分離槽油面調整手段について、二重化した構成であるが、これらをすべて二重化を図る必要はなく、故障が生じやすい部分についてのみ二重化を図り、その部分について自動で故障部分が切り離される構成とすることにより、対応の遅れによる重大な運転障害の発生、または回転電機の停止を避けることができる。
また、図１の構成では密封油ポンプを二重化した構成であるが、密封油ポンプを二重化しないで、真空油槽油面調整手段、密封油供給手段の差圧調整弁、水素ガス分離槽油面調整手段について故障が生じやすい部分のみについて二重化してもよい。

実施の形態２．
実施の形態２の構成を図２に示す。実施の形態２は、実施の形態１の図１において二重化した部分の真空油槽油面調整手段１０Ａ、差圧調整弁２４Ａ、２４Ｂ、水素ガス分離槽油面調整手段４０Ａの待機側の遮断弁を省略した構成である。その他の構成は図１と同一である。

真空油槽油面調整手段１０Ａの真空油槽油面調整弁１６Ａ、１６Ｂ、差圧調整弁２４Ａ、２４Ｂ、水素ガス分離槽油面調整手段４０Ａの水素ガス分離槽油面調整弁４４Ａ、４４Ｂの予備側は、待機状態において閉止状態であり、密封油が通流することがないので、遮断弁を設ける必要はない。このように予備側の遮断弁を省略した構成では、常用側と予備側を任意に選択できないので常用側、予備側を固定して運転する必要があるが、装置が安価に構成できる効果がある。

実施の形態３．
実施の形態３の構成を図４に示す。実施の形態３は実施の形態１の図１の構成の回転電機１内の水素ガス圧力と密封油の供給圧力の差圧を検出する差圧検出手段３９にかえて、密封油供給管路３０に密封油圧力検出手段４６および回転電機１側に水素ガス圧力検出手段４７を設けたものである。その他の構成は実施の形態１の図１の構成と同一である。

密封油の供給圧力は、回転電機１機内の水素ガス圧力に所定の差圧を加えた圧力に設定するものであり、差圧検出手段は、回転電機１側と密封油供給管路３０側の双方の圧力が所定の差圧になっていることを検出するものであるから、回転電機１機内の水素ガス圧力と、密封油供給管路３０内の圧力を個別に検出し、制御装置において差圧を求める構成としても差圧は精度よく検出できる。

このように回転電機１側と密封油供給管路３０側の双方の圧力を個別に検出するように構成すると、圧力検出手段の構成が単純な構成となり、安価に構成できる。

実施の形態１の回転電機の密封油供給装置の構成を示す系統図である。回転電機の密封油供給装置の制御装置の不良個所を特定し、切り換える動作の説明図である。実施の形態２の回転電機の密封油供給装置の構成を示す系統図である。実施の形態３の回転電機の密封油供給装置の構成を示す系統図である。

符号の説明

１回転電機、２回転軸、３軸受、４軸シール部、１０真空脱気手段、
１０Ａ真空油槽油面調整手段、１１真空油槽、１２真空油槽油面検出手段、
１３噴霧ノズル、１４真空ポンプ、１５排気管、
１６Ａ，１６Ｂ真空油槽油面調整弁、１７Ａ，１７Ｂ遮断弁、
２０密封油供給手段、２１Ａ，２１Ｂ密封油ポンプ、２２Ａ，２２Ｂ遮断弁、
２３安全弁、２４Ａ，２４Ｂ差圧調整弁、２５Ａ，２５Ｂ遮断弁、
２６密封油戻し管、２７圧力調整弁、２８出口圧力検出手段、
３０密封油供給管路、３１密封油温度調整手段、３２冷却器、３３バイパス管、
３４温度調整弁、３５密封油フィルタ、３６差圧検出手段、
３７密封油温度検出手段、３８密封油圧力検出手段、３９差圧検出手段、
４０水素ガス分離手段、４０Ａ水素ガス分離槽油面調整手段、４１密封油排出管、
４２水素ガス分離槽、４３水素ガス分離槽油面検出手段、
４４Ａ，４４Ｂ水素ガス分離槽油面調整弁、４５Ａ，４５Ｂ遮断弁、
４６密封油圧力検出手段、４７水素ガス圧力検出手段、５１軸受油排出管、
５２水素ガス・空気分離槽、５３排気ファン、
５４排気管、５５密封油帰還管路、６０制御装置。

Claims

水素ガス冷却式回転電機の軸シール部に送出する密封油を脱気・脱水処理する真空油槽、該真空油槽の油面位置を検出する真空油槽油面検出手段、上記真空油槽内を真空状態に排気する真空ポンプを備えた真空脱気手段と、上記真空油槽の油面位置が適正油面に維持されるように上記真空油槽に流入する上記密封油量を調整する真空油槽油面調整弁を有する真空油槽油面調整手段と、
上記軸シール部に密封油を送出する密封油ポンプ、該密封油ポンプから送出された密封油の一部を上記真空油槽に戻す密封油戻し管、該密封油戻し管の途中に設けられた上記密封油ポンプから送出される密封油圧力を調整する圧力調整弁、上記密封油ポンプから送出された密封油が適正圧力で上記軸シール部に送出されるように調整する差圧調整弁を有する密封油供給手段と、
該密封油供給手段で適正圧力に調整された密封油を上記軸シール部に送出する密封油供給管路と、
該密封油供給管路の途中に設けられ、上記軸シール部に送出される密封油の温度を調整する密封油温度調整手段と、
上記軸シール部から密封油を上記真空脱気手段に帰還させる密封油帰還管路と、
該密封油帰還管路に設けられ、上記軸シール部から帰還する密封油に含まれる水素ガスを分離する水素ガス分離槽、該水素ガス分離槽の油面位置を検出する水素ガス分離槽油面検出手段を備えた水素ガス分離手段と、上記水素ガス分離槽の油面位置が適正位置になるように上記水素ガス分離槽から流出する密封油の流量を調整する水素ガス分離槽油面調整弁を有する水素ガス分離槽油面調整手段と、
上記密封油ポンプの出口側の密封油圧力を検出する出口側圧力検出手段と、
上記密封油供給管路の所定の位置に設けられ、上記軸シール部に供給される密封油の圧力を検出する密封油圧力検出手段と、上記密封油供給管路の所定の位置に設けられ、上記軸シール部に供給される密封油の温度を検出する密封油温度検出手段と、上記軸シール部に供給される密封油の圧力と上記回転電機の内の水素ガス圧力との差圧を検出する差圧検出手段と、
上記真空油槽油面検出手段、上記水素ガス分離槽油面検出手段、上記出口圧力検出手段、上記密封油圧力検出手段、上記密封油温度検出手段、上記差圧検出手段により検出された検出値を制御信号として入力し、上記真空脱気手段、上記真空油槽油面調整手段、密封油供給手段、上記密封油温度調整手段、上記水素ガス分離槽油面調整手段を制御する制御装置を備えた回転電機の密封油供給装置において、
上記真空油槽油面調整弁、上記差圧調整弁、上記水素ガス分離槽油面調整弁のいずれかの少なくとも一つについて、２個を並列接続して１個を常用とし、他の１個を予備とし、少なくとも常用側には密封油の流通を遮断する遮断弁を有する構成とし、
上記制御装置は、上記真空油槽油面調整弁、上記差圧調整弁、上記水素ガス分離槽油面調整弁の常用・予備を有する場合は常用側を選択して動作させ、上記軸シール部に上記密封油が所定の圧力で循環するように上記真空脱気手段、上記真空油槽油面調整手段、密封油供給手段、上記密封油温度調整手段、上記水素ガス分離槽油面調整手段を制御する運転制御部と、上記各検出手段が検出した検出値が所定の範囲外の異常値を検出したときに、異常値の状態に応じて不良個所を特定する不良個所自動診断部と、特定された不良個所に常用・予備を有する場合には、常用側の遮断弁を閉止して予備側を動作させるように運転切り換えを行う運転切換部とを備えたことを特徴とする回転電機の密封油供給装置。
上記差圧検出手段は、上記密封油供給管路の軸シール部近傍の所定の位置の密封油の圧力と、上記回転電機内の水素ガス圧力との差圧を検出する差圧計としたことを特徴とする請求項１記載の回転電機の密封油供給装置。
上記差圧検出手段は、上記密封油供給管路の軸シール部近傍の所定の位置の密封油の圧力を検出する密封油圧力検出手段と、上記回転電機内の水素ガス圧力を検出する水素ガス圧力検出手段を有し、それぞれの圧力検出値の差を求める構成としたことを特徴とする請求項１記載の回転電機の密封油供給装置。