JPH03155350A - タービン発電機システム - Google Patents

タービン発電機システム

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JPH03155350A
JPH03155350A JP2293488A JP29348890A JPH03155350A JP H03155350 A JPH03155350 A JP H03155350A JP 2293488 A JP2293488 A JP 2293488A JP 29348890 A JP29348890 A JP 29348890A JP H03155350 A JPH03155350 A JP H03155350A
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に水素内部冷却式タービン発電機で用いら
れるシャフト密封装置（軸封装置）に関し、より詳細に
は、かかるタービン発電機のシャフト密封装置を冷却す
る方法及び装置に関する。
導体冷却方式は、タービン発電機の電機子及び界磁コイ
ルの損失を界磁コイルの絶縁壁内の冷却媒体中へ放散さ
せるために非常に大型のタービン発電機システムで用い
られている従来方式である。かかる導体冷却方式を用い
るタービン発電機は、「内部冷却式」、「過給式」、又
は「直接冷却式」のように種々の用語で呼ばれており、
かかるタービン発電機で用いられる場合の多い冷却媒体
は水素である。
一般に、水素内部冷却式タービン発電機は、場合により
電機子コイルを除きタービン発電機の全ての構成部品を
冷却できる加圧状態の水素雰囲気中で作動する。かかる
水素内部冷却式タービン発電機は、水素の質量流量を増
大させると共にその温度上昇を減するため６０１ｂｆ／
１ｎ２（即ち、約４２１９ｇ／ｃｍ２）以上で作動する
場合が多い。
作動中のタービン発電機からの加圧水と冷却媒体の漏洩
を最小限に抑えるために、タービン発電機の回転シャフ
トとタービン発電機の両端でシャフトを包囲する固定部
材との間に生じる僅かな隙間内に油膜を加圧状態で維持
するシャフト密封装置が一般に水素内部冷却式タービン
発電機で用いられている。かかるシャフト密封装置の構
成は、円筒形の油膜を用いるジャーナル軸受又はシャフ
トの軸線ど直角な平面内に位置した油膜を備えるバネ押
し式スラスト軸受に類似するのが良い。いずれの場合に
おいても、油膜は水素圧力よりも高い給油圧力によって
維持される。
かかるシャフト密封装置で用いられている油は、水素又
は空気のいずれかの約１０容量％を吸収する場合がある
。水素内部冷却式タービン発電機に運び込まれる空気の
量と運び出される水素の量の両方を減少させるためには
、シャフト密封装置内でそれらの水素側に向かう油の流
れを最少限に抑える口止が重要である。更に、シャフト
密封装置の「水素側」とその「空気側」との間の温度差
を最小限に保って固定部材を構成するシールリングの熱
膨張差を最小限に抑えることが重要である。
通常、従来型シャフト密封装置はそれらの水素側及び空
気側への別々の給油装置を用いており、かかる給油装置
は、２つの一般的な方式のうち一方で動作する熱交換器
を含んでいる。一方式としては、冷却媒体（例えば水）
が選定され、シャフト密封装置の各側で出口の密封油温
度の開（オープン）ループ制御ができるように各給油装
置の熱交換器のサイズが注意深く設定される。熱交換器
のファウリング、油の流量の減少又は水の流量の減少に
関する問題はこの方法を用いた場合、オペレータによる
認識及びこの認識に基づく補正が必要になる。
従来型シャフト密封装置の水素側と空気側につき別個の
熱交換器を用いるもう１つの方法では、水素側の給油装
置と空気側の給油装置の温度差を検知する自動制御弁が
用いられ、より高い温度の給油装置内に特定の熱交換器
を作動させる。後者の方法は構成部品を追加する必要が
ある（例えば２つの熱交換器及び多くの自動制御弁）、
その設計が複雑になるだけでなく、正確で高信頼度の構
成部品が非常に狭い温度範囲に亘ってかかる制御を行う
必要があるために機器構成が困難にもなる。
従って、本発明の一般的な目的は、水素内部冷却式ター
ビン発電機システムにおける上記問題を解決すると共に
自動制御弁及び正確な温度測定機器の使用を最少限に抑
えた状態で、水素内部冷却式タービン発電機システムの
シャフト密封装置を冷却する簡単で且つ比較的安価な方
法及び装置を提供することにある。
この目的に鑑みて、本発明の要旨は、円筒形コアを備え
た固定子及び円筒形コア内に回転自在に取り付けられた
シャフトを備えた回転子を有する水素内部冷却式発電機
と、該発電機の一端でシャフトに結合されたタービンと
、発電機の他端でシャフトに結合された励磁機と、発電
機からの水素の漏洩を最少量に抑えるために発電機の両
端でシャフトを包囲していて、それぞれが水素側及び空
気側を有する密封手段と、油を各密封手段の水素側に供
給する第１の給油手段と、油を各密封手段の空気側に供
給する第２の給油手段とを有するタービン発電機システ
ムであって、第１の給油手段と第２の給油手段との間で
熱を交換させるため第１及び第２の給油手段に熱交換器
手段が結合されていることを特徴とするタービン発電機
システムにある。
かくして、第１の給油手段と第２の給油手段との間の温
度差は最少限に抑えられる。さらに、シールリングの熱
膨張差が実質的に無くなって、最終的には、回転シャフ
トの周りの水素の漏洩が最少限に抑えられる。
本発明の内容は添付の図面に例示的に示すに過ぎない本
発明の好ましい実施例の以下の詳細な説明を読むと一層
容易に明らかになろう。
〔実施例〕
今図面を参照しく図中、同一の参照符号は同−又は対応
の部分を示している）、第１図は本発明に従って構成さ
れたタービン発電機システム１０の簡易ブロック図であ
る。システム１０は、円筒形コア１６を備えた固定子１
４及びコア１６内にシャフト２２回転自在に取付けられ
た回転子１８を有する水素内部冷却式発電機１２を含む
。タービン２２が発電機１２の一端でシャフト２０に結
合され、例示器２４が発電機の他端でシャフト２０に結
合されている。タービン２２は、好適な例としては、燃
焼タービン（ガスタービン）、例えばウェスチングハウ
ス・エレクトリック・コ−ポレーション製のモデル５０
１Ｆ燃焼タービン、又は発電用に従来型水素内部冷却式
発電機に結合される他の任意の従来型タービンである。
発電機１２からの水素の漏洩を実質的に最少量に抑える
ため、シャフト２０を発電機１２の両端でそれぞれ包囲
する一対の密封装置２６が設けられている。発電機１２
は、発電機内の水素の質量流量を増大させると共にその
温度上昇を減少させるため従来通り６０１ｂｆ／１ｎ２
（即ち、約４２２０ｇ／ｃｍ２）で作動する。各密封装
置２６は従来通り、水素側２８及び空気側３０を備えた
シールリングから成る。
本発明の重要な一特徴によれば、水素側２８と空気側３
０の両方につき閉ループ給油装置が設けられている。第
１の給油手段３２は油を閉ループを通して各密封装置２
６の水素側２８に供給し、第２の給油手段３４は油を別
の閉ループを介して各密封装置２６の空気側３０に供給
する。第１及び第２の給油手段３２．３４は熱交換器手
段３６内で互いに結合され、この熱交換器手段３６は第
１の給油手段と第２の給油手段との間で熱を交換するた
め水素側密封油冷却器を有している。従って、第１の給
油手段３２と第２の給油手段３４との間の温度差が最少
量に抑えられる。
本発明の好ましい実施例によるタービン発電機システム
１０の細部を第２図〜第４図を参照して以下に詳細に説
明する。第２図に示すように、各密封装置２６は、一対
の環状室を有し、一方の環状室３８は水素側２８に、他
方の環状室４０は空気側３０に位置している。密封油が
、分岐した水素側密封油供給ライン４２を通って各密封
装置２６の水素側２８の環状室３８に供給され、このよ
うにして供給された密封油は従来通り、両方の密封装置
２６内で用いられて発電機１２の回転シャフト２０の周
りからの水素の漏洩を最少量に抑える。締切（ｃｕｔｏ
ｕｔ）弁４６を備えたゲージライン４４も室３８のそれ
ぞれに設けられており、その目的は以下により詳細に説
明するように圧力を均衡させることにある。
供給ライン４２から各環状室３８に流入した密封油は別
個の脱泡タンク４８に流れ出るが、この脱泡タンク４８
はフロート５２に連結された高レベル警報装置５０、脱
泡タンク・ドレンライン５４、水素側密封油ドレンライ
ン５６及びプントライン５８を有している。各脱泡タン
ク・ドレンライン５４は又、脱泡タンク４８内のガス圧
を検知するためのガス圧検知ライン６０を有している。
密封油ドレンライン５６は図示のように互いに結合され
ており、両側にベントライン５８が接続されたトラップ
６２を有している。
密封油は、分岐した空気側給油（密封油供給）ライン６
４を経て各密封装置２６の空気側３０の環状室４０のそ
れぞれに供給される。一対のゲージ締切弁６８及び約Ｏ
〜１００ｐｓｉｇ　（即ち、０〜７０３１ｇ／Ｃｍ２ゲ
ージ圧）の範囲の圧力計を備えたゲージライン６６が空
気側の密封油圧力の監視のために設けられている。給油
ライン６４から室４０に流入した密封油はサンプ７２内
に集まり、このサンプ７２によって軸受油ドレンライン
７４を通って廃油される。
次に第３図を参照すると、水素側密封油ドレンライン５
６は油を調整手段７６に排出するが、この調整手段７６
は、タンク７８、フロート８２を備えた油レベルゲージ
８０、タンク７８内の密封油のレベルを制御するフロー
ト８８によって動作される一対の弁８４，８６、タンク
７８を隔離して第１の給油手段（第１図参照）を通る密
封油の流れを停止させるもう１つの弁９０、及びフロー
ト９４を備えた水素側低レベル警報装置９２を有してい
ることが理解できる。弁８４．８６は共に常態では閉鎖
されている。弁８４は、そのフロート８８がタンク７８
内の密封油の選択された高レベルに達すると開き、弁８
６はそのフロート８８がタンク７８内１の密封油の選択
された低レベルに達すると開くようになっている。従来
型ジヤツキ（図示せず）が弁８４．８６の両方に設けら
れているが、その目的は非常時にこれらの弁８４．８６
を開閉することにある。
弁９０は常態では開放されており、この弁９０は油を、
分岐した水素側密封油冷却器ライン９６に導き、この冷
却器ライン９６はその枝管の内の１本９８によって、モ
ータ１０２によって駆動される水素側密封油ポンプ１０
０に連結されている。ポンプ１００がオフ状態であるこ
とを検知するため圧力検知ライン１０４がポンプ入口枝
管９８とその吐出しライン１０６との間に結合されてイ
ル。従って、圧力検知ライン１０４は一対の断路弁（ｉ
ｓｏｌａｔｉｏｎ　ｖａｌｖｅ）１１０を備えた圧力ス
イッチ１０４を有している。圧力スイッチ１０４は入口
枝管９８と吐出しライン１０６の差圧が５ｐｓｉ　　（
即ち、約３５２　ｇ　／　ｃ　ｍ　２）まで減少すると
閉じるようになっている。このようにスイッチの閉成が
生じると、圧力スイッチ１０８はｒ　ＨＹＤＲＯＧＥＮ
　５ＩＤＥ　５ＥＡＬ　ＯＴＬ　ＰＵＭＰ−ＯＦＦ　　
（水素側密封油ポンプ−オフ）」という警報の発生を開
始するようになっている。
（以　下　余　白） 冷却器ライン９６の第２の枝管１１２は、水素側密封油
ポンプ１００を通る密封油の流量を絞るのに用いられる
絞り弁１１４を有し、冷却器ライン９６の第３の枝管１
１６は、水素側密封油の供給装置内の過剰圧力を所定限
度以上に下げるのに用いられる圧力リリーフ弁１１８を
有している。
例えば約１１０ｐｓｉｇ　（即ち、約７７３４　ｇ／ｃ
ｍ２ゲージ圧）の圧力限度が、ウェスチングハウスＯエ
レクトリック・コーポレーション製のウェスチングハウ
ス拳モデル５０１Ｆ燃焼タービン発電機システムにおけ
る使用に適していることが判明した。
また、冷却器ライン９６は、冷却器断路弁１２４を有す
る水素側密封油冷却器１２２への第１の入口１２０及び
バイパス締切弁１２８を備えた水素側密封油冷却器バイ
パスライン１２６をも有している。両方のシャフト密封
装置２６の水素側からの密封油（第１図及び第２図参照
）は第１の入口１２０を通って水素側密封油冷却器１２
２に環流され、第１の出口１３０を通って冷却器１２２
から排出される。水素側密封油冷却器１２２からの第１
の出口１３０には、温度監視用熱電対１３２と、水素側
密封油冷却器１２２から出た水素側密封油の温度を検知
する温度計１３６と、密封油が水素側密封油冷却器１２
２を出る際にかかる密封油を濾過するフィルタ１３８と
、密封油の逆流を防止する逆止め弁１４０と、ゲージラ
イン１４４及びゲージ締切弁１４６を介して第１の出口
１３０に結合された水素側密封油圧力計１４２とが設け
られている。密封油温度計１３６は約３０Ｆ〜約１８０
°Ｆ（即ち約−１８Ｃ〜約８２゜Ｃ）の温度範囲を測定
できるこ七が望ましい。というのは、通常の油温は約１
３５°Ｆ（即ち、５８°Ｃ１なお、動作温度は約８０°
Ｆ又は２６゜５°Ｃ〜約１４５°Ｆ又は６３°Ｃ）であ
るからであり、水素側密封油圧力ゲージ１４２は約０〜
約１６０　ｐｓｉｇ　（即ち、０〜１１２５０２７０ｍ
２ゲージ圧）の圧力範囲を測定できることが望ましい。
水素側密封油圧力と空気側密封油圧力を均衡させるため
均圧弁手段１４８が設けられており、この均圧弁手段１
４８は締切弁１５０を介してゲージライン４４に、もう
一つの締切弁１５０を介してゲージライン６６に、及び
供給ライン４２を通る水素側密封油の流量を制御する制
御弁１５２（第２図参照）に連結されている。この目的
のだめ、水素側密封油給油ライン４２は又、制御弁１５
２の下流側に位置した止め弁１５４を有している。空気
側と水素側の密封油の圧力差を判定するため、ゲージラ
イン４４．６６間には水素側差圧計手段１５６が設けら
れており、この差圧計手段１５６は適当なゲージ締切弁
１５８を有している。
空気側と水素側の差圧計手段１５６に関しては約−２５
インチ）１０〜約＋２５インチＨ２０（即ち、−４，６
７ｃｍＨｇ　〜＋４．６７ｃｍＨｇ）の範囲が適当であ
ることが判明した。というのは、通常の動作範囲は±２
インチＨ２０（即ち、±０゜３７ｃｍＨｇ）の範囲内で
ばらつきがあるためである。類似の均圧手段１４８、空
気側と水素側に関する差圧計手段１５６等が、発電機１
２のタ−ビン側端部（第４図参照）のシャフト密封装置
２６に油を供給する水素側密封油給油ライン４２上に設
けるのがよい。
次に第４図をより詳細に参照すると、第１図に示す第２
の給油手段３４が詳細な略図の状態で示されている。か
かる第２の給油手段３４は、タービン油溜め１６０から
、水素側密封油１２２を通って第２の入口１６２を経て
（第３図参照）、水素側密封油冷却器の第２の出口１６
４から出て（第３図参照）、タービン油溜め１６０に戻
る閉ループをなしている。再度第３図を参照すれば分か
るように、第２の入口１６２及び第２の出口１６４はそ
れぞれ止め弁１６６を有している。
第４図を再び参照すると、タービン油溜め１６０はドレ
ンライン１６８を介して調整手段７６のタンク７８（第
３図参照）及び空気側密封油ドレンライン７４に結合さ
れていることが理解されよう。従って、水素側密封油が
高レベルになると、制御弁８４がそのフロート８８によ
って開放されると（第３図参照）、過剰の水素側密封油
はタンク７８から排出されドレンライン１６８を通って
タービン油溜め１６０に戻される。又、サンプ７２から
の空気側密封油もドレンライン７４を通ってタービン油
溜め１６０に排出される。
タービン油溜め１６０内には空気側密封油給油手段１７
０が配設されており、この密封油給油手段１７０は一般
に、一対のＡ、Ｃ，潤滑油ポンプ１７２、Ｄ、Ｃ０密封
油ポンプ１７４及びり。
Ｃ０潤滑油ポンプ１７６を有し、これらのポンプはそれ
ぞれ逆止め弁１７８を有している。Ｄ、Ｃ。
密封油ポンプ１７４は更に圧力リリーフ弁１８０を有し
ている。シャフト２０の主軸受１８４（第２図参照）の
ための潤滑油がタービン油溜め１６０から主軸受給油ラ
イン１８６を通って給油される。一対の蒸気抽出器１８
８がタービン油溜め１６０に結合されており、その目的
は油溜め１６０内に溜まった蒸気を抽出することにある
。
タービン油溜め１６０内のＡ、Ｃ，ポンプ１７２によっ
て空気側密封油が軸受油冷却器手段１９０を通って導か
れ、この冷却器手段１９０は温度制御弁１９２及びフィ
ルタ１３８を有している。
密封油は冷却器１９０を出て次の２つの場所、即ち、（
１）逆止め弁１９６を経て空気側密封圧力調整手段１９
８に、（２）逆止め弁１９７を経て第２の入り口１６２
を通って水素側密封油冷却器（第３図参照）に導かれる
。
変形例としてり、Ｃ０潤滑油ポンプ１７６は油を主軸受
給油ライン１８６を介して主軸受１８４（第２図参照）
及びＡ、Ｃ０潤滑油ポンプ１７２が故障した場合には逆
止め弁１９５を経て空気側密封圧力調整手段１９８にも
給油し、それにより、これら２つの装置に給油を行う。
また、Ｄ。
Ｃ０潤滑油ポンプ１７６は油を、逆止め弁１９９を経て
第２の入口１６２に供給できる。他方、Ｄ。
Ｃ１密封油ポンプ１７４は、Ａ、Ｃ，潤滑油ポンプ１７
２が故障した場合には逆止め弁１７８を通って油を空気
側シール密封圧力調整手段１９８に供給し、それにより
、この装置への給油が行われる。Ｄ、Ｃ，密封油ポンプ
１７４は、Ｄ、　　Ｃ０潤滑油ポンプ１７６よりも高い
圧力で油を送ることができるよう選択されている。従っ
て、Ｄ、Ｃ。
密封油ポンプ１７４は空気側密封システムへの潤滑油の
第１のバックアップ源であり、Ｄ、　Ｃ，潤滑油ポンプ
１７６は主軸受１８４への潤滑油の第１のバックアップ
供給源である（第２図参照）。
発電機内の密封油の圧力と水素圧力の相互の正しい密封
関係が確保されるように、本発明によれば、空気側密封
油圧力調整手段１９８が設けられている。Ｄ、Ｃ，密封
油ポンプ１７６の下流側に設けられた圧力スイッチ２０
０が、空気側密封油の圧力が所定の最小値を下回ると開
くようになっている。かかる圧力スイッチ２００が開離
すると、Ｄ、Ｃ，密封油ポンプ１７６の作動が始まって
約数秒の所定時間の経過後に空気側密封油圧力が増大す
る。
密封油圧力調整手段２０２が、それぞれゲージ締切弁２
０４を有するガス圧力検知ライン６０を介してサンプ４
８（第２図参照）内のガスの圧力を検知することにより
、また、必要ならば空気側密封油給油ライン６４を通る
密封油の流量を増減させる制御弁２０６を動作させるこ
とによって空気側の密封油圧力を水素側の密封油圧力よ
りも約６ｐｓｉ（即ち、約４２２　ｇ　／　ｃ　ｍ　２
）だけ高い圧力に維持する。バイパス弁２１０及び断路
弁２１２を有するバイパス手段２０８によって必要な場
合には流量制御弁２０６のバイパスが可能になる。
空気側密封油圧力調整手段１９８は、空気側密封油の圧
力が水素側圧力よりも約４ｐｓｉ（即ち、約２８１ｇ／
Ｃｍ２）高い圧力まで下がると開離する差圧スイッチ手
段２１４を更に有している。
差圧スイッチ手段２１４は開離すると、ｒＳＥＡＬ　Ｏ
ＴＬ　ＤＴＦＦＥＲＥＮＴＩＡＬ　ＰＲＥＳＳＵＲＥ　
ＬＯＷ　（密封油の差圧小）」という警報を発すると共
にユニットを引き外し、ガス抜きし、そしてパージする
。また、万全を期すために、２つの圧力伝送器２３０が
、密封油の差圧を測定する圧力スイッチ２１４のバック
アップとして設けられている。また、ゲージ締切弁２１
８を有する試験用ゲージ２１６も差圧スイッチ手段２１
４の試験のために設けられている。
第３図に示す温度計１３６及び熱電対１３２と類似した
空気温度計２２０及び熱電対２２８が空気側密封油圧力
調整手段１９８から流出中の空気側密封油の温度を検知
するために設けられている。同様に、ゲージ締切弁２２
４を備えた空気側密封油圧力計２２２が空気側密封油圧
力調整手段１９８のために設けられている。従って、密
封油温度計２２０は好適には、通常の油温か約１３５Ｆ
（即ち、５８６Ｃ１なお、作動温度が約８０Ｆ又は２６
５５°Ｃ〜約１４５°Ｆ又は６３゜Ｃ）なので測定範囲
が約３０°Ｆ〜約１８０°Ｆ（即ち、約−１°Ｃ〜約８
２°Ｃ）であり、空気側密封油圧力ゲージ２２２は好適
には測定範囲が約Ｏ〜約１６０ｐｓｉｇ　（即ち、０〜
１１２５０ｇ／ｃｍ２ゲージ圧）である。又、差圧スイ
ッチ手段２１４を切り離すため一対の断路弁２２６が設
けられている。
本発明の装置の構成を詳細に説明したが、その動作原理
を第１〜第４図をもう１度参照して以下に説明する。第
４図から容易に分かるように、各シールリングの空気側
３０に供給される油は主軸受１８４（第２図参照）に供
給される油と共通の源から導かれる。というのは、これ
ら主軸受け同一の油受け１６０、ポンプ１７２，１７４
，１７６及び冷却器１９０を共用できるからである。
従って、冷却状態の油をシールリングの空気側３０及び
主軸受１８４に供給する手段を有する第２の給油手段３
４（第１図参照）は、放出された熱及び水素側密封油冷
却器１２２（第３図参照）への流量に適合するようなサ
イズに設定する必要がある。しかしながら、放出された
熱の量及び水素側での油の流量は、軸受及び空気側にお
ける共通の流量及び熱負荷と比べて少ないので、第２の
給油手段３４のサイズ設定への影響は最少限に抑えられ
ている。
水素側密封油冷却器１２２（第３図参照）は、密封油を
各シールリングの空気側３０への密封油の温度よりも４
°Ｆ（即ち、約２°Ｃ）以下の範囲内の温度で各シール
リングの水素側２８に送ることかできるようサイズが設
定されている。すなわち、本発明による第１の給油手段
３２は、第２の給油手段３４によって供給される密封油
の温度を基準として上下に絶対値で４°Ｆ（即ち、約２
０）以下の温度状態の密封油を供給するようになってい
る。厳密にいえば、水素側密封油冷却器１２２の第２の
入口１６２に供給される「空気側密封油Ｊは、各シール
２５の空気側３０に供給される油と同一ではない。それ
にもかかわらず、第３図及び第４図から容易に理解でき
ることは、水素側密封油冷却器１２２に、その第２の入
口１６２を通って供給され、又主軸受１８４と各シール
２６の空気側３０の双方に供給される油は、等しい温度
状態にあるとみてよい同一の冷却状態供給源から導かれ
るということである。
水素側密封油冷却器１２２は、第１の給油手段３２と第
２の給油手段３４の温度差が４°Ｆ（即ち、約２°Ｃ）
であるという最悪の条件に合わせてサイズが設定されて
いる。従って、熱交換器手段３６の性能は温度差が小さ
くても向上していると期待できる。また、諸状況により
水素側密封油の温度が空気側密封油の温度よりも低い場
合にも、熱交換器手段３６は、かかる水素側密封油を「
加熱」してその温度を空気側密封油の好ましい４°Ｆ（
即ち、約２°Ｃ）の温度範囲内に維持させ得ると期待で
きる。このように本発明によれば、水素側密封油と空気
側密封油の温度差はあらゆる予測可能な条件のもとで小
さくなる。
他の制御装置（例えば、第３図に示す均圧弁手段１４８
及び第４図の空気側密封油圧力調整手段１９８）は、先
に詳しく説明した方法で第１及び第２の給油手段３２．
３４の制御を維持する。
更に、水素側（即ち、第１の給油手段３２）で用いられ
る補給油を、低レベル制御弁８６により制御しながらタ
ービン油溜め１６０からタンク７８に素早く供給できる
。
本発明による熱交換器手段３６及びその使用方法は、密
封油の温度を単純な方法で厳密に制御できるという点で
他の公知の方法及び装置と比べ著しい効果を奏する。こ
のようにシャフト密封装置の水素側と空気側の温度差を
綿密に制御できるので、かかるシャフト密封装置の設計
者はシール・クリアランスを減じることができる。熱交
換器のパラリングは実質的に無くなる。その理由は、清
浄で且つ非腐食性の流体（即ち、水素側密封油及び空気
側密封油）が熱交換器内で用いられるからである。従っ
て、本発明による熱交換器手段３６は寿命が長く、保守
の手間が最小限に抑えられ、しかもオペレータはかかる
熱交換器手段を操作する必要がない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明によるタービン発電機システムの簡易
略図である。 第２図は、第１図に示す水素内部冷却式発電機及びシャ
フト密封装置の詳細図である。 第３図は、第１図に示す第１の給油手段及び冷却器の詳
細図である。 第４図は、第１図に示す第２の給油手段の詳細図である
。 ［主要な参照符号の説明］ １０はタービン発電機システム、１２は発電機、１４は
固定子、１６はコア、１８は回転子、２０はシャフト、
２６は密封装置、２８は水素側、３０は空気側、３２は
第１の給油手段、３４は第２の給油手段、３６は熱交換
器手段又は冷却器である。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）円筒形コアを備えた固定子及び円筒形コア内に回
    転自在に取り付けられたシャフトを備えた回転子を有す
    る水素内部冷却式発電機と、該発電機の一端でシャフト
    に結合されたタービンと、発電機の他端でシャフトに結
    合された励磁機と、発電機からの水素の漏洩を最少量に
    抑えるために発電機の両端でシャフトを包囲していて、
    それぞれが水素側及び空気側を有する密封手段と、油を
    各密封手段の水素側に供給する第１の給油手段と、油を
    各密封手段の空気側に供給する第２の給油手段とを有す
    るタービン発電機システムであって、第１の給油手段と
    第２の給油手段との間で熱を交換させるため第１及び第
    ２の給油手段に熱交換器手段が結合されていることを特
    徴とするタービン発電機システム。
  2. （２）第１及び第２の給油手段はそれぞれ閉ループをな
    していることを特徴とする請求項第１項記載のタービン
    発電機システム。
  3. （３）シャフトは、発電機のそれぞれの端に配設された
    軸受で支持され、各軸受は、第２の閉ループ給油手段内
    の油によって潤滑されるよう該給油手段に結合されてい
    ることを特徴とする請求項第２項記載のタービン発電機
    システム。
  4. （４）熱交換器手段は、第１の閉ループ給油手段内に結
    合された第１の入口及び第１の出口と、第２の閉ループ
    給油手段内に結合された第２の入口及び第２の出口とを
    有することを特徴とする請求項第２項又は第３項記載の
    タービン発電機システム。
  5. （５）第１の閉ループ給油手段は、各密封手段の水素側
    内に設けられた第１の室に結合された一端を備えていて
    、油を第１の室に供給する入口ラインと、各密封手段の
    第１の室に結合された一端を備えていて、油を第１の室
    から排出する出口ラインと、第１の室から排出された油
    を受け入れるよう出口ラインの他端に結合されると共に
    油を各密封手段の第１の室に送り戻すよう入口ラインの
    他端に結合されているポンプ手段とを有することを特徴
    とする請求項第４項記載のタービン発電機システム。
  6. （６）入口ラインは、熱交換器手段の第１の入口及び第
    １の出口に結合されていることを特徴とする請求項第５
    項記載のタービン発電機システム。
  7. （７）各密封手段の水素側からの油の排出量を調整する
    排油量調整手段が、出口ライン内に配設されていること
    を特徴とする請求項第５項記載のタービン発電機システ
    ム。
  8. （８）排油量調整手段は収容タンクを有し、該収容タン
    クは、それぞれ出口ラインに結合された第１の入口及び
    第１の出口と、補給油を収容タンクに供給する第２のい
    出口と、収容タンクから過剰の油を排出する第２の出口
    とを有し、前記排油量調整手段は更に、収容タンク内の
    油レベルを制御するレベル制御手段と、第１の出口内に
    設けられていて、油がポンプ手段に流れないようにする
    止め弁とを有することを特徴とする請求項第５項記載の
    タービン発電機システム。
  9. （９）レベル制御手段は、収容タンク内の油の低レベル
    を検知する第１のフロート手段と、常態では閉鎖されて
    いるが、第１のフロート手段によって開放されるように
    なっていて、第１のフロート手段によって油の低レベル
    が検知されると、第２の入口を開放して補給油を収容タ
    ンクに供給する第１の弁と、収容タンク内の油の高レベ
    ルを検知する第２のフロート手段と、常態では閉鎖され
    ているが、第２のフロート手段によって開放されるよう
    になっていて、第２のフロート手段によって油の高レベ
    ルが検知されると、第２の出口を開放して油を収容タン
    クから排出する第２の弁とを有することを特徴とする請
    求項第７項記載のタービン発電機システム。
  10. （１０）第１及び第２のフロート手段に連結されていて
    、第１及び第２のフロート手段によるそれぞれの前記検
    知時に高レベルであるか低レベルであるかを指示する警
    報手段を更に有することを特徴とする請求項第８項記載
    のタービン発電機システム。
  11. （１１）第１の閉ループ給油手段内の油と、第２の閉ル
    ープ給油手段内の油との温度差を測定する熱電対手段を
    更に有することを特徴とする請求項第１項〜第９項のう
    ちいずれか一つの項に記載のタービン発電機システム。
  12. （１２）各密封手段の水素側の油と空気側の油の所定の
    油圧差を維持する油圧差維持手段を更に有することを特
    徴とする請求項第１項〜第１０項のうちいずれか一つの
    項に記載のタービン発電機システム。
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