JP7418240B2

JP7418240B2 - 回転機械システム

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Publication number: JP7418240B2
Application number: JP2020029537A
Authority: JP
Inventors: 将喜菊池; 拓也渡部; 紀和笠岡
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2020-02-25
Publication date: 2024-01-19
Anticipated expiration: 2040-02-25
Also published as: US11519420B2; EP3872969B1; EP3872969A1; US20210262476A1; JP2021134818A

Description

本開示は、回転機械システムに関する。

回転機械と電動機とを組み合わせた回転機械システムが用いられている。例えば、特許文献１には、モータ（電動機）等の駆動機と、駆動機により軸体を介して駆動される圧縮装置（回転機械）と、を備える構成が開示されている。この構成では、軸体等の回転体を回転可能に支持する軸受に、潤滑油が供給されている。軸受で使用された潤滑油は回収され、再度軸受に供給されるように循環されている。

特開２００９－７４４２２号公報

ところで、特許文献１に開示された構成では、電動機であるモータは、回転機械である圧縮装置に対し、潤滑油を回収する潤滑油槽（油タンク）から遠い位置に配置されている。このような構成では、電動機の軸受での圧力が高まると、電動機の軸受から潤滑油が漏れてしまう場合がある。これを解消するために、吸引装置等で軸受箱内のガスを吸引することで、軸受箱中の圧力を負圧とする場合がある。しかしながら、吸引装置を設けることで、システム全体としてはコストが増加してしまう。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、コスト上昇を抑えつつ、軸受における潤滑油の漏れの発生を抑えることが可能な回転機械システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示に係る回転機械システムは、回転電気ロータを有し、前記回転電気ロータを回転可能に支持する回転電気軸受を有する回転電気機械と、前記回転電気ロータとともに回転する回転機械ロータを有し、前記回転機械ロータを回転可能に支持する回転機械軸受を有する回転機械と、潤滑油を前記回転電気軸受に供給する第一供給ラインと、前記第一供給ラインよりも多い流量で前記潤滑油を前記回転機械軸受に供給する第二供給ラインと、前記潤滑油を前記回転電気軸受から下方に排出する第一排出ラインと、前記第一排出ラインよりも多い流量の前記潤滑油を前記回転機械軸受から下方に排出する第二排出ラインと、前記第一排出ライン及び前記第二排出ラインから排出される前記潤滑油を排出先に向かって流す下部排出ラインと、前記回転電気機械と前記回転機械との間に設けられた変速機と、前記潤滑油を前記変速機に供給する第三供給ラインと、前記潤滑油を前記変速機から下方に排出する第三排出ラインと、を備え、前記下部排出ラインは、前記第一排出ラインの下端との接続される第一接続部及び前記第二排出ラインの下端と接続される第二接続部を有し、前記潤滑油が前記第二接続部から前記第一接続部を通って前記排出先に向かうように延び、前記第三排出ラインの下端は、前記第一接続部と前記第二接続部との間で前記下部排出ラインに接続され、前記回転電気機械の前記回転電気軸受周りのシール性は、前記回転機械の前記回転機械軸受周りのシール性に比べて低く、前記下部排出ラインは、前記第一接続部において、前記第二排出ライン及び前記第三排出ラインから排出された前記潤滑油が前記下部排出ライン内の下層部を流れ、前記下部排出ライン内の上層部にはガス層が形成されるように形成され、前記第二排出ライン及び前記第三排出ラインから排出される前記潤滑油の流量は、前記ガス層に対して、前記第一排出ライン内の前記潤滑油を前記下部排出ライン内に引き込んで前記排出先に向かう流れを生じさせる流量である。

本開示の回転機械システムによれば、コスト上昇を抑えつつ、回転電気機械の軸受における潤滑油の漏れの発生を抑えることが可能となる。

本実施形態に係る回転機械システムの全体構成を示す模式図である。上記回転機械システムにおける第一排出ラインと下部排出ラインとの接続部を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明による回転機械システム１を実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこの実施形態のみに限定されるものではない。

（回転機械システムの構成）
図１に示すように、回転機械システム１は、回転電気機械としての電動機２と、回転機械としての圧縮機３と、変速機４と、油タンク６と、潤滑油供給ライン７と、潤滑油排出ライン８と、を主に備えている。なお、本実施形態の回転機械システム１では、圧縮機３及び変速機４を一つずつ備えているが、このような形態に限定されるものではない。回転機械システム１では、複数の圧縮機３や複数の変速機４を備えていてもよい。

（電動機の構成）
電動機２は、変速機４を介して圧縮機３に連結されている。電動機２は、いわゆるモータであり、圧縮機３を駆動させる。電動機２は、電動機本体２１と、電動機軸受２２と、を備えている。

電動機本体２１は、電動機ロータ（回転電気ロータ）２１１と、ステータ（図示無し）と、を備えている。電動機ロータ２１１の外周面には、永久磁石（図示無し）が固定されている。ステータは、電動機ロータ２１１及び永久磁石の径方向の外側に配置されている。電動機ロータ２１１は、ステータで発生される交流磁界によって回転駆動される。電動機ロータ２１１は、第一軸線Ｃ１に沿った軸線方向Ｄａの他端に、出力軸２３を一体に有する。出力軸２３は、第一軸線Ｃ１に沿った軸線方向Ｄａに延びている。出力軸２３は、第一軸線Ｃ１を中心とする円柱状をなしている。

（電動機軸受の構成）
電動機軸受２２は、電動機ロータ２１１を第一軸線Ｃ１周りに回転自在に支持している。電動機軸受２２は、第一電動機軸受２２Ａ及び第二電動機軸受２２Ｂを有する。第一電動機軸受２２Ａは、軸線方向Ｄａにおける電動機ロータ２１１の一端（第一端）に近い位置に配置されている。第二電動機軸受２２Ｂは、軸線方向Ｄａにおける電動機ロータ２１１の他端（第二端）に近い位置に配置されている。第一電動機軸受２２Ａ及び第二電動機軸受２２Ｂは、ラジアル軸受をそれぞれ有している。

（圧縮機の構成）
圧縮機３は、電動機２に対して軸線方向Ｄａに間隔を空けて並んで配置されている。圧縮機３は、ロータ３３が回転することで、外部から取り込んだ作動流体を圧縮して圧縮流体を生成する。なお、ここで、圧縮機３で生成する圧縮流体の種類や用途については何ら限定するものではない。本実施形態の圧縮機３には、出力軸２３の回転が変速機４を介して伝達される。本実施形態の圧縮機３は、例えば、多段遠心圧縮機である。圧縮機３は、回転機械本体としての圧縮機本体３１と、回転機械軸受としての圧縮機軸受３２と、を備えている。

圧縮機本体３１は、ロータ（回転機械ロータ）３３と、少なくとも一つのインペラ（図示無し）と、を備えている。ロータ３３は、第二軸線Ｃ２に沿って延びている。ロータ３３は、第二軸線Ｃ２を中心とする円柱状をなしている。第二軸線Ｃ２は、第一軸線Ｃ１と平行であって、軸線方向Ｄａに延びている。第一軸線Ｃ１と第二軸線Ｃ２とは、軸線方向Ｄａと直交する方向にずれた位置に配置されている。複数のインペラ（図示無し）は、ロータ３３の外周面に、軸線方向Ｄａに間隔をあけて配置されている。

（圧縮機軸受の構成）
圧縮機軸受３２は、圧縮機本体３１のロータ３３を第二軸線Ｃ２周りに回転自在に支持している。圧縮機軸受３２は、第一圧縮機軸受３２Ａ及び第二圧縮機軸受３２Ｂを有する。第一圧縮機軸受３２Ａは、軸線方向Ｄａにおけるロータ３３の一端（第一端）に近い位置に配置されている。第二圧縮機軸受３２Ｂは、軸線方向Ｄａにおけるロータ３３の他端（第二端）に近い位置に配置されている。第一圧縮機軸受３２Ａは、ラジアル軸受を有している。第二圧縮機軸受３２Ｂは、ラジアル軸受及びスラスト軸受を有している。

（変速機の構成）
変速機４は、複数のギアによって、電動機２の回転を増速又は減速して圧縮機３に伝達する。変速機４は、軸線方向Ｄａで電動機２と圧縮機３との間に配置されている。本実施形態の変速機４は、出力軸２３と連結される変速機入力軸４１と、ロータ３３と連結される変速機出力軸４２とを有している。

変速機入力軸４１は、第一軸線Ｃ１に沿って延びている。変速機入力軸４１は、出力軸２３と一体に第一軸線Ｃ１回りに回転される。変速機入力軸４１には、入力側の歯車４３が一体に固定されている。変速機出力軸４２は、第二軸線Ｃ２に沿って延びている。変速機出力軸４２は、ロータ３３と一体に第二軸線Ｃ２回りに回転される。変速機出力軸４２は、変速機入力軸４１から軸線方向Ｄａに直交する方向にずれた位置で、変速機入力軸４１と平行に延びている。変速機出力軸４２には、出力側の歯車４４が一体に固定されている。

変速機４は、出力軸２３と一体に回転する変速機入力軸４１の回転を、二つの歯車４３及び４４を介して変速機出力軸４２に伝達する。これにより、ロータ３３が、変速機出力軸４２と一体に回転する。このようにして、変速機４は、出力軸２３の回転を増速又は減速してロータ３３に伝達する。

（油タンクの構成）
油タンク６は、電動機２、変速機４、及び圧縮機３で使用される潤滑油を貯蔵する。油タンク６は、潤滑油の供給先でもあり、排出先でもある。本実施形態の潤滑油は、電動機軸受２２（第一電動機軸受２２Ａ及び第二電動機軸受２２Ｂ）、圧縮機軸受３２（第一圧縮機軸受３２Ａ及び第二圧縮機軸受３２Ｂ）、及び変速機４の内部の歯車及び軸受（不図示）を潤滑する。

なお、油タンク６は、回転機械システム１の構成の一部として設けてもよいが、回転機械システム１が設置される各種の施設側に設けられていてもよい。換言すると、油タンク６は、回転機械システム１の外部に設けられていてもよい。したがって、回転機械システム１は、油タンク６を有していなくてもよい。

（潤滑油供給ラインの構成）
潤滑油供給ライン７は、潤滑油の供給先から、電動機軸受２２、圧縮機軸受３２、及び変速機４に潤滑油を供給する配管である。潤滑油供給ライン７は、主供給ライン７０と、第一供給ライン７１と、第二供給ライン７２と、第三供給ライン７３と、を備えている。

主供給ライン７０の一端は、油タンク６に接続されている。主供給ライン７０には、第一供給ライン７１、第二供給ライン７２、及び第三供給ライン７３が接続されている。主供給ライン７０には、ポンプ７５が配置されている。ポンプ７５は、油タンク６内の潤滑油を第一供給ライン７１、第二供給ライン７２、及び第三供給ライン７３に送り込む。

第一供給ライン７１は、潤滑油を電動機軸受２２に供給する。第一供給ライン７１は、一端側第一供給ライン７１Ａと、他端側第一供給ライン７１Ｂと、を備えている。一端側第一供給ライン７１Ａは、主供給ライン７０と、第一電動機軸受２２Ａとを接続している。他端側第一供給ライン７１Ｂは、主供給ライン７０と、第二電動機軸受２２Ｂとを接続している。第一供給ライン７１（一端側第一供給ライン７１Ａ、他端側第一供給ライン７１Ｂ）を通して供給される潤滑油は、電動機軸受２２（第一電動機軸受２２Ａ、第二電動機軸受２２Ｂ）で潤滑に使用される。

第二供給ライン７２は、潤滑油を圧縮機軸受３２に供給する。第二供給ライン７２は、一端側第二供給ライン７２Ａと、他端側第二供給ライン７２Ｂと、を備えている。一端側第二供給ライン７２Ａは、主供給ライン７０と、第一圧縮機軸受３２Ａとを接続している。他端側第二供給ライン７２Ｂは、主供給ライン７０と、第二圧縮機軸受３２Ｂとを接続している。第二供給ライン７２（一端側第二供給ライン７２Ａ、他端側第二供給ライン７２Ｂ）を通して供給される潤滑油は、圧縮機軸受３２（第一圧縮機軸受３２Ａ、第二圧縮機軸受３２Ｂ）で潤滑に使用される。一端側第二供給ライン７２Ａ及び他端側第二供給ライン７２Ｂを通して第一圧縮機軸受３２Ａや第二圧縮機軸受３２Ｂに供給される潤滑油の流量は、一端側第一供給ライン７１Ａや他端側第一供給ライン７１Ｂを通して第一電動機軸受２２Ａ、第二電動機軸受２２Ｂに供給される潤滑油の流量よりも多い。例えば、第二供給ライン７２を通して圧縮機軸受３２に供給される潤滑油の流量は、第一供給ライン７１を通して電動機軸受２２に供給される潤滑油の流量の数倍から数十倍程度である。

第三供給ライン７３は、潤滑油を変速機４に供給する。第三供給ライン７３は、主供給ライン７０と、変速機４のケーシング４８内とを接続している。第三供給ライン７３を通して供給される潤滑油は、ケーシング４８内の歯車４３及び４４等の潤滑に使用される。本実施形態において、第三供給ライン７３を通して変速機４に供給される潤滑油の流量は、一端側第一供給ライン７１Ａ、他端側第一供給ライン７１Ｂのそれぞれにおいて、第一電動機軸受２２Ａ、第二電動機軸受２２Ｂに供給される潤滑油の流量よりも多い。例えば、第三供給ライン７３を通して変速機４に供給される潤滑油の流量は、第一供給ライン７１を通して電動機軸受２２に供給される潤滑油の流量の数倍から数十倍程度である。

（潤滑油排出ラインの構成）
潤滑油排出ライン８は、電動機軸受２２、圧縮機軸受３２、及び変速機４から排出された潤滑油を排出先に送る配管である。潤滑油排出ライン８は、第一排出ライン８１と、第二排出ライン８２と、第三排出ライン８３と、下部排出ライン８５と、を備えている。

第一排出ライン８１は、電動機軸受２２から潤滑油を排出する。第一排出ライン８１は、一端側第一排出ライン８１Ａと、他端側第一排出ライン８１Ｂと、を備えている。一端側第一排出ライン８１Ａの上端は、第一電動機軸受２２Ａに接続されている。一端側第一排出ライン８１Ａは、第一電動機軸受２２Ａから鉛直方向Ｄｖの下方に向かって延びている。他端側第一排出ライン８１Ｂの上端は、第二電動機軸受２２Ｂに接続されている。他端側第一排出ライン８１Ｂは、第二電動機軸受２２Ｂから鉛直方向Ｄｖの下方に向かって延びている。電動機軸受２２（第一電動機軸受２２Ａ、第二電動機軸受２２Ｂ）で使用されて排出された潤滑油は、第一排出ライン８１（一端側第一排出ライン８１Ａ、他端側第一排出ライン８１Ｂ）を通して下方の下部排出ライン８５に排出される。

第二排出ライン８２は、圧縮機軸受３２から潤滑油を排出する。第二排出ライン８２は、一端側第二排出ライン８２Ａと、他端側第二排出ライン８２Ｂと、を備えている。一端側第二排出ライン８２Ａの上端は、第一圧縮機軸受３２Ａに接続されている。一端側第二排出ライン８２Ａは、第一圧縮機軸受３２Ａから鉛直方向Ｄｖの下方に向かって延びている。他端側第二排出ライン８２Ｂの上端は、第二圧縮機軸受３２Ｂに接続されている。他端側第二排出ライン８２Ｂは、第二圧縮機軸受３２Ｂから鉛直方向Ｄｖの下方に向かって延びている。圧縮機軸受３２（第一圧縮機軸受３２Ａ、第二圧縮機軸受３２Ｂ）で使用されて排出された潤滑油は、第二排出ライン８２（一端側第二排出ライン８２Ａ、他端側第二排出ライン８２Ｂ）を通して下方の下部排出ライン８５に排出される。

第三排出ライン８３は、変速機４から潤滑油を排出する。第三排出ライン８３の上端は、変速機４のケーシング４８の下部に接続されている。第三排出ライン８３は、変速機４のケーシング４８の下部から鉛直方向Ｄｖの下方に向かって延びている。変速機４で使用されて排出された潤滑油は、第三排出ライン８３を通して下方の下部排出ライン８５に排出される。

（下部排出ラインの構成）
下部排出ライン８５は、第一排出ライン８１、第二排出ライン８２、第三排出ライン８３の下方に配置されている。下部排出ライン８５は、第一排出ライン８１、第二排出ライン８２、及び第三排出ライン８３から排出される潤滑油を排出先である油タンクに向かって流す。下部排出ライン８５は、第二排出ライン８２から油タンク６に向かって延びている。下部排出ライン８５は、軸線方向Ｄａの一端である基端部８５ａから他端である先端部８５ｂに向かって直線状をなして延びる配管である。下部排出ライン８５は、第二排出ライン８２側の基端部８５ａから油タンク６側の先端部８５ｂに向かって、斜め下方に下るように傾斜している。下部排出ライン８５は、基端部８５ａから先端部８５ｂに向かって、例えば１／２５程度の勾配で斜め下方に傾斜している。

下部排出ライン８５の先端部８５ｂは、油タンク６に接続されている。下部排出ライン８５には、第一排出ライン８１（一端側第一排出ライン８１Ａ、他端側第一排出ライン８１Ｂ）の下端、第二排出ライン８２（一端側第二排出ライン８２Ａ、他端側第二排出ライン８２Ｂ）の下端、第三排出ライン８３の下端がそれぞれ接続されている。具体的には、下部排出ライン８５は、第一排出ライン８１の下端との接続される第一接続部９１と、第二排出ライン８２の下端との接続される第二接続部９２と、第三排出ライン８３の下端との接続される第三接続部９３とを有している。

第一接続部９１は、一端側第一排出ライン８１Ａに接続される一端側第一接続部９１Ａと、他端側第一排出ライン８１Ｂに接続される他端側第一接続部９１Ｂとを有している。一端側第一接続部９１Ａは、第一接続部９１、第二接続部９２、及び第三接続部９３の中で、最も油タンク６に近い位置に配置されている。他端側第一接続部９１Ｂは、一端側第一接続部９１Ａよりも基端部８５ａに近い位置に配置されている。

第二接続部９２は、一端側第二排出ライン８２Ａに接続される一端側第二接続部９２Ａと、他端側第二排出ライン８２Ｂに接続される他端側第二接続部９２Ｂとを有している。一端側第二接続部９２Ａは、他端側第一接続部９１Ｂよりも基端部８５ａに近い位置に配置されている。他端側第二接続部９２Ｂは、基端部８５ａである。つまり、他端側第二接続部９２Ｂは、第一接続部９１、第二接続部９２、及び第三接続部９３の中で、最も油タンク６から遠い位置に配置されている。

第三接続部９３は、他端側第一接続部９１Ｂと一端側第二接続部９２Ａとの間に配置されている。したがって、本実施形態の下部排出ライン８５は、潤滑油が他端側第一接続部９１Ｂから第三接続部９３を経由した後に、一端側第一接続部９１Ａを通って油タンク６に向かうように延びている。

このような回転機械システム１では、電動機軸受２２、圧縮機軸受３２、及び変速機４から排出される潤滑油は、第一排出ライン８１、第二排出ライン８２、及び第三排出ライン８３を通して、下方の下部排出ライン８５にそれぞれ排出される。下部排出ライン８５内に排出された潤滑油は、下部排出ライン８５の勾配によって上流側となる基端部８５ａから下流側となる先端部８５ｂに向かって流れる。

図２に示すように、第一接続部９１においては、下部排出ライン８５内を、第二排出ライン８２及び第三排出ライン８３から排出された潤滑油Ｌ１が、油タンク６に向かって既に流れている。ここで、第一接続部９１において、第二排出ライン８２及び第三排出ライン８３から排出された潤滑油Ｌ１は、下部排出ライン８５内の下層部を流れ、その上層部にはガス層Ｋが形成されている。このガス層Ｋも、油タンク６に向かう下部排出ライン８５内の潤滑油Ｌ１につられ、油タンク６に向かって流れている。また、第二排出ライン８２及び第三排出ライン８３から排出された潤滑油Ｌ１の量は、第一排出ライン８１から排出される潤滑油Ｌ２の量よりの非常に多くなっている。そのため、このガス層Ｋの流れよって、第一排出ライン８１内の潤滑油Ｌ２が下部排出ライン８５内に引き込まれる。その結果、第一排出ライン８１内における空気等のガスの圧力が大気圧よりも低い負圧となる。

ここで、第一排出ライン８１内におけるガスの圧力Ｐは、０＞Ｐ＞－１０００［Ｐａ］とされることが好ましい。第一排出ライン８１内におけるガスの圧力Ｐのより好ましい範囲は、－５＞Ｐ＞－３００［Ｐａ］である。第一排出ライン８１内におけるガスの圧力Ｐの特に好ましい範囲は、－５０＞Ｐ＞－２００［Ｐａ］である。

このようにして、第一接続部９１において第一排出ライン８１から下部排出ライン８５に排出される潤滑油Ｌ１は、下部排出ライン８５内に引き込まれ、油タンク６へと排出される。

（作用効果）
上記構成の回転機械システム１では、下部排出ライン８５内で、第一排出ライン８１、第二排出ライン８２及び第三排出ライン８３を流れてきた潤滑油は、油タンク６に向かって流れる。第一排出ライン８１と下部排出ライン８５との接続部である第一接続部９１においては、下部排出ライン８５内を、第二排出ライン８２及び第三排出ライン８３から排出された潤滑油Ｌ１が、油タンク６に向かって流れている。第二排出ライン８２及び第三排出ライン８３から排出された潤滑油Ｌ１の流れにより、第一接続部９１では、第一排出ライン８１から下部排出ライン８５に引き込むような流れが生じる。そのため、第一排出ライン８１内の潤滑油は下部排出ライン８５に引き込まれる。その結果、第一排出ライン８１内には、下部排出ライン８５に向かうような流れが発生する。これにより、電動機軸受２２から潤滑油がスムーズに第一排出ライン８１に排出され、電動機軸受２２に潤滑油が留まることが抑えられる。本実施形態のように、電動機２と、変速機４と、圧縮機３とが並列に配置されている場合、圧縮機３や変速機４に比べて軸受周りのシール性が低い電動機２のように、比較的シール性の低い一部の機械の軸受で潤滑油の漏れが生じる場合ある。ところが、このような構成とすることで、特に追加の機器等を用いることなく、下部排出ライン８５のレイアウトのみで、電動機軸受２２における潤滑油の漏れの発生を抑えることができる。したがって、コスト上昇を抑えつつ、電動機軸受２２における潤滑油の漏れの発生を抑えることが可能となる。

また、下部排出ライン８５は、直線状に形成され、基端部８５ａから第一接続部９１を介して油タンク６に向かって下るように傾斜している。そのため、配管の複雑な引き回し等の設置作業を行うことなく、第一接続部９１において、第二排出ライン８２から排出された潤滑油Ｌ１が、下部排出ライン８５内を第一接続部９１に向かって確実に流れる。これにより、第一接続部９１では、第一排出ライン８１から下部排出ライン８５に引き込むような流れが高い精度で生じる。したがって、電動機軸受２２における潤滑油の漏れの発生を、より確実に抑えることが可能となる。

また、回転機械システム１が油タンク６を備えていることで、下部排出ライン８５から排出される潤滑油を、油タンク６で回収し、電動機２、変速機４、及び圧縮機３に再び供給することができる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

なお、上記実施形態では回転機械システム１では、回転電気機械として電動機２を備え、回転機械として圧縮機３を備えるようにしたが、これに限るものではない。回転電気機械は、本実施形態のような駆動機であることに限定されるものではなく、被駆動機であってもよい。同様に、回転機械は、本実施形態のように被駆動機であることに限定されるものではなく、駆動機であってもよい。したがって、例えば、回転機械として蒸気タービンを備え、回転電気機械として、蒸気タービンによって駆動されることで発電する発電機を備えるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、下部排出ライン８５は、直線状をなして基端部８５ａから先端部８５ｂに向かって斜め下方に傾斜するようにしたが、このような構成に限定されるものでない。下部排出ライン８５は、潤滑油を第二接続部９２から第一接続部９１を通って排出先である油タンク６に向かって流すことが可能な構成であればよい。

また、下部排出ライン８５は、基端部８５ａが他端側第二接続部９２Ｂであることに限定されるものではない。下部排出ライン８５は、他端側第二接続部９２Ｂを超えて、別の配管に接続されるように延びていてもよい。

また、下部排出ライン８５は、全体として直線状であることに限定されるものではない。下部排出ライン８５は、後述する一端側第一接続部９１Ａと他端側第二接続部９２Ｂとの間が少なくとも直線状に形成されていればよい。

また、電動機２や圧縮機３が有する軸受の構造は、本実施形態の構造に限定されるものではない。例えば、電動機軸受２２や第一圧縮機軸受３２Ａが、スラスト軸受を有していてもよい。

＜付記＞
実施形態に記載の回転機械システム１は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る回転機械システム１は、回転電気ロータ２１１を有し、前記回転電気ロータ２１１を回転可能に支持する回転電気軸受２２を有し、前記回転電気ロータ２１１とともに回転する回転機械ロータ３３を有する回転機械本体３１、及び前記回転機械ロータ３３を回転可能に支持する回転機械軸受３２を有する回転機械３と、潤滑油を前記回転電気軸受２２に供給する第一供給ライン７１と、前記第一供給ライン７１よりも多い流量で前記潤滑油を前記回転機械軸受３２に供給する第二供給ライン７２と、前記潤滑油を前記回転電気軸受２２から下方に排出する第一排出ライン８１と、前記第一排出ライン８１よりも多い流量の前記潤滑油を前記回転機械軸受３２から下方に排出する第二排出ライン８２と、前記第一排出ライン８１及び前記第二排出ライン８２から排出される前記潤滑油を排出先に向かって流す下部排出ライン８５とを備え、前記下部排出ライン８５は、前記第一排出ライン８１の下端との接続される第一接続部９１及び前記第二排出ライン８２の下端と接続される第二接続部９２を有し、前記潤滑油が前記第二接続部９２から前記第一接続部９１を通って前記排出先に向かうように延びている。
回転機械の例としては、圧縮機や蒸気タービンが挙げられる。回転電気機械の例としては、電動機や発電機が挙げられる。

この回転機械システム１は、下部排出ライン８５内で、第一排出ライン８１及び第三排出ライン８３を流れてきた潤滑油は、排出先に向かって流れる。第一排出ライン８１と下部排出ライン８５との接続部である第一接続部９１においては、下部排出ライン８５内を、第二排出ライン８２から排出された潤滑油Ｌ１が、油タンク６に向かって流れている。第二排出ライン８２から排出された潤滑油Ｌ１の流れにより、第一接続部９１では、第一排出ライン８１から下部排出ライン８５に引き込むような流れが生じる。そのため、第一排出ライン８１内の潤滑油は下部排出ライン８５に引き込まれる。その結果、第一排出ライン８１内には、下部排出ライン８５に向かうような流れが発生する。これにより、回転電気軸受２２から潤滑油がスムーズに第一排出ライン８１に排出され、回転電気軸受２２に潤滑油が留まることが抑えられる。このような構成とすることで、特に追加の機器等を用いることなく、下部排出ライン８５のレイアウトのみで、回転電気軸受２２における潤滑油の漏れの発生を抑えることができる。したがって、コスト上昇を抑えつつ、回転電気軸受２２における潤滑油の漏れの発生を抑えることが可能となる。

（２）第２の態様に係る回転機械システム１は、（１）の回転機械システム１であって、前記第一接続部９１と前記第二接続部９２との間が直前記下部排出ライン８５は、直線状に形成され、前記第二接続部９２から前記排出先に向かって下るように傾斜していてもよい。

これにより、第一接続部９１において、第二排出ライン８２から排出された潤滑油Ｌ１が、下部排出ライン８５内を第一接続部９１に向かって確実に流れる。したがって、第一接続部９１では、第一排出ライン８１から下部排出ライン８５に引き込むような流れが高い精度で生じる。これにより、したがって、回転電気軸受２２における潤滑油の漏れの発生を、より確実に抑えることが可能となる。

（３）第３の態様に係る回転機械システム１は、（１）又は（２）の回転機械システム１であって、前記回転電気機械２と前記回転機械３との間に設けられた変速機４と、前記潤滑油を前記変速機４に供給する第三供給ライン７３と、前記潤滑油を前記変速機４から下方に排出する第三排出ライン８３と、を備え、前記第三排出ライン８３の下端は、前記第一接続部９１と前記第二接続部９２との間で前記下部排出ライン８５に接続されていてもよい。

これにより、変速機４から排出される潤滑油は、第三排出ライン８３を通して、第一排出ライン８１に対して第二排出ライン８２側から下部排出ライン８５に向かうように流れる。したがって、第一接続部９１においては、下部排出ライン８５内に、回転機械軸受３２から排出される潤滑油だけでなく、変速機４から排出される潤滑油も流れることとなる。したがって、第一接続部９１において、下部排出ライン８５内を流れる潤滑油の量を増加させることができる。その結果、第一排出ライン８１から下部排出ライン８５に潤滑油を引き込む力を強くすることができる。これにより、回転電気軸受２２から潤滑油がよりスムーズに排出され、回転電気軸受２２における潤滑油の漏れの発生を、より確実に抑えることができる。

（４）第４の態様に係る回転機械システム１は、（１）から（３）の何れか一つの回転機械システム１であって、前記第一排出ライン８１内におけるガスの圧力が負圧であってもよい。

（５）第５の態様に係る回転機械システム１は、（１）から（４）の何れか一つの回転機械システム１であって、前記排出先として前記潤滑油を貯留する油タンク６をさらに備え、前記第一供給ライン７１及び前記第二供給ライン７２は、前記油タンクから前記潤滑油を供給してもよい。

これにより、下部排出ライン８５から排出される潤滑油を、油タンク６で回収し、再び供給することができる。

（６）第６の態様に係る回転機械システム１は、（１）から（５）の何れか一つの回転機械システム１であって、前記回転機械３は圧縮機であり、前記回転電気機械２は前記圧縮機を回転駆動させるモータである。

これにより、圧縮機とモータとを備えた回転機械システム１において、コスト上昇を抑えつつ、回転電気軸受２２における潤滑油の漏れの発生を抑えることが可能となる。

１…回転機械システム
２…電動機（回転電気機械）
３…圧縮機（回転機械）
４…変速機
６…油タンク
７…潤滑油供給ライン
８…潤滑油排出ライン
２１…電動機本体（回転電気本体）
２１１…電動機ロータ（回転電気ロータ）
２２…電動機軸受（回転電気軸受）
２２Ａ…第一電動機軸受
２２Ｂ…第二電動機軸受
２３…出力軸
３１…圧縮機本体（回転機械本体）
３２…圧縮機軸受（回転機械軸受）
３２Ａ…第一圧縮機軸受
３２Ｂ…第二圧縮機軸受
３３…ロータ（回転機械ロータ）
４１…変速機入力軸
４２…変速機出力軸
４３、４４…歯車
４８…ケーシング
７０…主供給ライン
７１…第一供給ライン
７１Ａ…一端側第一供給ライン
７１Ｂ…他端側第一供給ライン
７２…第二供給ライン
７２Ａ…一端側第二供給ライン
７２Ｂ…他端側第二供給ライン
７３…第三供給ライン
７５…ポンプ
８１…第一排出ライン
８１Ａ…一端側第一排出ライン
８１Ｂ…他端側第一排出ライン
８２…第二排出ライン
８２Ａ…一端側第二排出ライン
８２Ｂ…他端側第二排出ライン
８３…第三排出ライン
８５…下部排出ライン
８５ａ…基端部
８５ｂ…先端部
９１…第一接続部
９１Ａ…一端側第一接続部
９１Ｂ…他端側第一接続部
９２…第二接続部
９２Ａ…一端側第二接続部
９２Ｂ…他端側第二接続部
９３…第三接続部
Ｃ１…第一軸線
Ｃ２…第二軸線
Ｄａ…軸線方向
Ｄｖ…鉛直方向
Ｋ…ガス層
Ｌ１、Ｌ２…潤滑油
Ｐ…圧力

Claims

回転電気ロータを有し、前記回転電気ロータを回転可能に支持する回転電気軸受を有する回転電気機械と、
前記回転電気ロータとともに回転する回転機械ロータを有し、前記回転機械ロータを回転可能に支持する回転機械軸受を有する回転機械と、
潤滑油を前記回転電気軸受に供給する第一供給ラインと、
前記第一供給ラインよりも多い流量で前記潤滑油を前記回転機械軸受に供給する第二供給ラインと、
前記潤滑油を前記回転電気軸受から下方に排出する第一排出ラインと、
前記第一排出ラインよりも多い流量の前記潤滑油を前記回転機械軸受から下方に排出する第二排出ラインと、
前記第一排出ライン及び前記第二排出ラインから排出される前記潤滑油を排出先に向かって流す下部排出ラインと、
前記回転電気機械と前記回転機械との間に設けられた変速機と、
前記潤滑油を前記変速機に供給する第三供給ラインと、
前記潤滑油を前記変速機から下方に排出する第三排出ラインと、を備え、
前記下部排出ラインは、前記第一排出ラインの下端との接続される第一接続部及び前記第二排出ラインの下端と接続される第二接続部を有し、前記潤滑油が前記第二接続部から前記第一接続部を通って前記排出先に向かうように延び、
前記第三排出ラインの下端は、前記第一接続部と前記第二接続部との間で前記下部排出ラインに接続され、
前記回転電気機械の前記回転電気軸受周りのシール性は、前記回転機械の前記回転機械軸受周りのシール性に比べて低く、
前記下部排出ラインは、前記第一接続部において、前記第二排出ライン及び前記第三排出ラインから排出された前記潤滑油が前記下部排出ライン内の下層部を流れ、前記下部排出ライン内の上層部にはガス層が形成されるように形成され、
前記第二排出ライン及び前記第三排出ラインから排出される前記潤滑油の流量は、前記ガス層に対して、前記第一排出ライン内の前記潤滑油を前記下部排出ライン内に引き込んで前記排出先に向かう流れを生じさせる流量である回転機械システム。
前記下部排出ラインは、前記第一接続部と前記第二接続部との間が直線状に形成され、前記第二接続部から前記排出先に向かって下るように傾斜している請求項１に記載の回転機械システム。
前記第一排出ライン内におけるガスの圧力が負圧である請求項１または２に記載の回転機械システム。
前記排出先として前記潤滑油を貯留する油タンクをさらに備え、
前記第一供給ライン及び前記第二供給ラインは、前記油タンクから前記潤滑油を供給する請求項１から３の何れか一項に記載の回転機械システム。
前記回転機械は圧縮機であり、前記回転電気機械は前記圧縮機を回転駆動させるモータである請求項１から４の何れか一項に記載の回転機械システム。