JPH0965600A - 回転電機の軸密封油系統のフロートトラップ槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回転電機の低圧運転時、フロートトラップ槽か
らの密封油流出量の不足が生じてもフロートトラップ槽
バイパス弁を開にすることなく必要な油の流出量の確保
と回転電機内のガスの流出を防止できる回転電機の密封
油フロートトラップ槽を提供すること。 【解決手段】回転電機の軸密封油系統のフロートトラッ
プ槽において、フロートトラップ槽内に設置される２台
のフロートバルブの取り付けレベルを、高レベルと低レ
ベルに設置したので、回転電機の低圧運転という特殊な
状況下でも、密封油の必要な流出量が確保され、従来、
補助的に行っていたフロートトラップ槽バイパス弁を開
にするという繁雑な操作がなくなるだけでなく、このバ
イパス弁を通って回転電機内のガスが流出する事態を防
ぐことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転電機の軸密封油
系統の密封油フロートトラップ槽に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のタービン発電機等の回転電機の軸
密封油系統を図４について説明する。同図において、密
封油供給管１を通って供給される密封油は回転電機本体
２の両側にあるシールリング３に供給され、軸密封の役
割を果たして拡大槽４に集められ、さらにフロートトラ
ップ槽５に注がれる。このフロートトラップ槽５ではフ
ロートバルブ６により一定量滞留され回転電機本体内ガ
スを遮断する。その後、フロートトラップ出口弁９を経
て空気抽出槽７で油中のガスを分離してタービン戻り管
へ戻っていく。

【０００３】ところで、フロートトラップ槽５は密封油
を貯蔵し、この油でガスを遮断するため、フロートトラ
ップ槽５内には、常時一定量の油が存在していなければ
ならず、かつまた適当に油を流出していかなければなら
ない。この滞留と流出の両方の操作をフロートバルブ６
が行っている。即ち、浮力をもったフロートが槽内の油
面の変化に応じて上下するのに連携してバルブが開閉す
るもので、油面が上がった時はバルブが開き、油面が下
がった時はバルブが閉じる機構となっている。これによ
りフロートトラップ槽５内の油面は一定のレベルに保た
れ、この油面で機内ガスは遮断されている。

【０００４】このように、回転電機内のガスが一定の圧
力をもっていることから密封油もガス圧に相応した圧力
をもち、その圧力によって系統の流れが保たれている。
従って、回転電機の試運転時など大気圧または大気圧を
少し上回る圧力で回転電機を運転（これを低圧運転と呼
ぶ）する場合、フロートトラップ槽５のフロートバルブ
６が全開となっても流出量が不足し、フロートトラップ
槽５の油面が上昇し、さらには拡大槽４内の油面も上昇
し、警報を出すなどの不具合を起すことがあった。これ
を防止するため、従来、フロートトラップバイパス弁８
を開（半開）にして油の流出を助けていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回転電
機の低圧運転時、フロートトラップ槽からの油の流出量
の不足を補うためフロートトラップ槽のバイパス弁を開
にすると、回転電機が正常運転に戻った時、フロートト
ラップ槽のバイパス弁を確実に閉に戻さなければならな
い。これを忘れると、このバイパス弁を通ってガスの流
出が起り、ガス遮断を目的としてフロートトラップ槽を
設置した意味がなくなってしまう。フロートトラップ槽
のバイパス弁を開にすることは、以上のようなリスクを
背負うことになるためバイパス弁を開にしなくても必要
な油の流出量を確保できるフロートトラップ槽の開発が
望まれていた。

【０００６】このためには、フロートバルブを単に大型
化し、フロートトラップ槽の流出油量を増大させること
で解決できると考えられるが、この方法では、回転電機
の通常の定格運転時の油流出量，油面調整機能上からみ
て最適とするフロートバルブを選択できないので、円滑
かつ信頼性の高い動作が得られなくなる恐れがある。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的はフロートトラップ槽のバイパス弁を開に
することなく必要な油の流出量の確保と回転電機内のガ
スの流出を防止できる回転電機の密封油フロートトラッ
プ槽を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、タービン発電機等の回転電機
の軸密封油系統のフロートトラップ槽において、前記フ
ロートトラップ槽内に設置される２台のフロートバルブ
の取り付けレベルを、高レベルと低レベルに設置したこ
とを特徴とする。

【０００９】本発明の請求項２は、請求項１記載の回転
電機の軸密封油系統のフロートトラップ槽において、フ
ロートバルブ本体ごと取付レベルを変えて設置したこと
を特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の発明の形態を図を
参照して説明する。図１は本発明の実施例（請求項１対
応）である回転電機の密封油系統の構成図である。

【００１１】同図に示すように、密封油供給管１を通っ
て供給される密封油は、回転電機本体２の両側にあるシ
ールリング３に供給され、軸密封の役割を果たして拡大
槽４に集められ、さらにフロートトラップ槽５に注がれ
る。このフロートトラップ槽５でフロートバルブ６-1に
より一定量滞留され、回転電機本体２内のガスを遮断す
る。その後、フロートトラップ出口弁９を経て空気抽出
槽７で油中のガスを分離してタービン戻り管へ戻ってい
く。

【００１２】フロートトラップ槽５に滞留する密封油は
フロートバルブ６-1により調整され一定量に保たれてい
るが、回転電機本体２内の圧力が低い状態の時はフロー
トバルブ６-1だけでは流出量が不足しフロートトラップ
槽５内の油面は上昇する。油面の上昇はフロートを上方
に持ち上げフロートバルブ６-2を開にし、ここからも油
が流出し、２台のフロートバルブ６-1，６-2で流出が開
始される。これにより従来操作していたフロートトラッ
プ槽バイパス弁８は閉のままで操作する必要がなくな
る。

【００１３】また、２台のフロートバルブ６-1，６-2の
働きによりフロートトラップ槽５の油面は一定の上昇で
とどまり、拡大槽４の油面高の警報は出なくなる。一
方、フロートトラップ槽５内の圧力は図示されていない
連通管により回転電機本体２の機内圧に等しく保たれて
いる。このため、通常運転においては高いフロートトラ
ップ槽５の内圧により油が空気抽出槽７へと押し出され
る。このフロートトラップ槽５の内圧による油の流れを
フロートバルブ６-1でコントロールし、フロートトラッ
プ槽５内の油面のレベルは一定に保たれている。

【００１４】これに対し、低圧運転においては、フロー
トトラップ槽５の内圧が大気圧程度となる為、通常空気
抽出槽７より低い位置に設置されているフロートトラッ
プ槽５から空気抽出槽７へ油を押し出す作用はなくな
り、フロートトラップ槽５は油で満たされ、空気抽出槽
７より通常数百ｍｍ程度高い位置に設置された拡大槽４
からフロートトラップ槽５を経て空気抽出槽７に達する
配管全体が油で満たされたＵ字管の状態になる。この状
態で、拡大槽４と空気抽出槽７の上下位置差によるヘッ
ドにより油は拡大槽４→フロートトラップ槽５→空気抽
出槽７へと流れる。この時の位置差ヘッドは圧力にして
０．０２５ｋｇｆ／ｃｍ² であり、通常運転時のフロー
トトラップ槽５内の圧力がゲージ圧で約２〜５ｋｇｆ／
ｃｍ² あるのに比べると非常に小さいと言え、通常運転
に対して充分な流路を持つフロートバルブ６-1であって
も低圧運転においては充分な流量が得られず、従来のよ
うにもう一つのフロートバルブ６-2の働きがない場合、
拡大槽４内の油面レベルが上昇し、警報が発せられるこ
とになる。

【００１５】しかし、本実施例ではフロートトラップ槽
５が油で満たされる程に油面が上昇してきた場合、２つ
目のフロートバルブ６-2が開となり、流量をかせぐの
で、拡大槽４内の油面上昇は防がれる。

【００１６】なお、これについては図４の従来例のフロ
ートバルブ６のサイズを大きくする方策により上記問題
は解決されると考えられそうであるが、この方策をとる
と、以下の如き問題が発生する。すなわち、通常運転時
の１／２００〜１／１００レベルの圧力差で充分な流量
を確保できるようなフロートバルブ６を用いた場合、通
常運転時にはフロートバルブ６の開閉により油の圧力が
瞬間的に大気圧レベルからゲージ圧４ｋｇｆ／ｃｍ² と
いった高圧まで変動し、過大な圧力変動による配管各部
への負担増加，不安定動作等が予測される。従来例にお
いてはフロートバルブ６が適度に小さいバルブであるこ
とにより、圧力変動に対する緩衝装置の役割を果たして
いるのである。

【００１７】ところで、本実施例において、２つ目のフ
ロートバルブ６-2は通常運転時には動作しない為、通常
運転用のフロートバルブ６-1より大型のバルブとして低
圧運転時の流量をかせぐことも可能である。この場合、
１／２００〜１／１００レベルの圧力差に対し、同等の
流量を得る為にはフロートバルブ６-2の流路面積はフロ
ートバルブ６-1の１３倍〜９倍とすれば良い。ただ、通
常運転時にはフロートバルブ６-1は間欠的な開閉動作を
行っていることを考慮すれば、フロートバルブ６-2はよ
り小さな流路面積でも充分な効果を発揮できる。

【００１８】また、２つのフロートバルブの動作レベル
差ｘの設定は、フロートトラップの構造の許す限り広く
とって良い。フロートバルブ６-2が開く必要が生ずる低
圧運転では、フロートトラップ槽５内は油で満たされた
状態になるからである。適切な動作レベル差ｘの最小値
は以下の考え方により求められる。

【００１９】すなわち、通常運転時にはフロートトラッ
プ槽５内の油面はフロート弁６-1の働きによりフロート
トラップ槽５の中心位置に保たれているが、密封油流量
測定の際にフロートトラップ槽５廻りで以下のような操
作をし、油面位置の変動がある。拡大槽４及びフロート
トラップ槽５を通る経路の密封油流量測定のために、フ
ロートトラップ出口弁９を閉じ、油面がフロートトラッ
プ槽５の中心位置より上昇し、＋２９ｍｍのレベルから
＋７４ｍｍのレベルに達するまでの時間を測定し、油面
上昇速度から密封油流量を算出する。図２に示すよう
に、フロートバルブ６-2のフロートは、通常油面より上
の空中に位置することになるが、このフロートバルブ６
-2のフロートの下端が、密封油流量測定時の油面上昇位
置より高い位置になるように設置する必要がある。そう
でないと、フロートバルブ６-2のフロートが密封油流量
測定の妨げとなる。

【００２０】なお、フロートバルブ６-2の動作位置は高
い位置であってもフロートの可動範囲が広く、通常運転
時においてもフロートが油面に浮いているようなタイプ
であれば上記のような配慮は必要ない。

【００２１】以上述べたように、本実施例によると、従
来行っていたフロートトラップ槽バイパス弁の操作が不
要になり、このバルブは閉状態が守られるので、このバ
ルブからのガスの流出は完全に防止することができる。

【００２２】図３は本発明の他の実施例（請求項２対
応）であるフロートトラップ槽の構成図である。同図に
示すように、本実施例ではフロートトラップ槽５内の２
個のフロートバルブ６-1，６-2の設置をフロートバルブ
本体ごとレベルをｘ変えて設置したものである。このよ
うに設置すると、フロートバルブは同じものを使用でき
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
フロートバルブをフロートトラップ槽内に２台設置する
ことにより回転電機の低圧運転という特殊な状況下で
も、密封油の必要な流出量が確保され、従来、補助的に
行っていたフロートトラップ槽バイパス弁を開にすると
いう繁雑な操作がなくなるだけでなく、このバイパス弁
を通って回転電機内のガスが流出する事態を防ぐことが
可能となる。また、回転電機の低圧運転という状況下に
おいて、フロートトラップ槽からの油流出不足を解決
し、さらにフロートトラップ槽バイパス弁の操作も不要
になり、ガス漏れの可能性を除去できるので、安定した
信頼性の高い回転電機の密封油系統を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である回転電機の密封油系統の
構成図。

【図２】図１のフロートトラップ槽の２つのフロートバ
ルブのフロート位置関係を示す図。

【図３】本発明の他の実施例であるフロートトラップ槽
の構成図。

【図４】従来の回転電機の軸密封油系統の構成図。

【符号の説明】

１…密封油供給管、２…回転電機本体、３…シールリン
グ、４…拡大槽、５…フロートトラップ槽、６-1…フロ
ートバルブ、６-2…フロートバルブ、７…空気抽出槽、
８…フロートトラップバイパス弁、９…フロートトラッ
プ出口弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービン発電機等の回転電機の軸密封油
   系統のフロートトラップ槽において、前記フロートトラ
   ップ槽内に設置される２台のフロートバルブの取り付け
   レベルを、高レベルと低レベルに設置したことを特徴と
   する回転電機の軸密封油系統のフロートトラップ槽。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回転電機の軸密封油系統
   のフロートトラップ槽において、フロートバルブ本体ご
   と取付レベルを変えて設置したことを特徴とする回転電
   機の軸密封油系統のフロートトラップ槽。