JPS5849064A - 回転電機の水素密封油供給装置 - Google Patents

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、例えば水素冷却タービン発電機等のように冷
媒として水素ガスを用いる回転電機の軸受油封装置に密
封油を供給する水素密封油供給装置に関する。

周知のように水素冷却機器の場合、水素に対する空気の
混合割合が多くなると引火爆発する恐れがあるので、外
枠を気密耐爆構造にする必要がある。そして回転電機の
場合、回転軸の貫通部に対する水素ガスの漏れ防止装置
としては、通常油膜を利用する軸受油封装置を付ける。

この装置に油を供給する水素密封油供給装置が回転電機
外部に設けられており、上記供給油中の空気およびガス
を取り除くために真空処理を採用することが多い。

この油の真空処理を採用した水素密封油供給装置で、従
来より大容量の発電機に採用されている一般的な装置が
第１図に示されている。同図で油の供給は油源Ｒ，（詳
細省略）から発電機の軸受油の一部が真空槽１に供給さ
れる際、真空槽１の中に設けられたフロート弁２を経て
ノズル３によって霧状に噴射されて、油４と空気５に分
離される。

この空気が分離された油４け真空槽１内に溜り、空気５
は真空ポンプ６によって大気中Ｑに排出される。ここで
真空槽１内に流入する油はフロート弁２によって制御さ
れ、規定油面以下ではフロート弁２が開、規定油面以上
ではフロート弁２が閉となって油面を一定に保持するよ
うにしである。

この真空槽１内の油は、交流電動機１ｏで駆動される再
循環油ポンプ９によって真空槽１、再循環油ポンプ９、
再循環ノズル１２と循環する再循環管路で循環が繰り返
され、脱気効果が上げられる。

このようにして十分に脱気された油４は、常用の密封油
源として交流電動機８で駆動される密封油ポンプ７によ
って抽出され、逆止弁１３、圧力調整弁１４を経る常用
管路で所定の圧力に制御され軸受油封装置Ｓ（詳細省略
）に密封油として供給される。ここで密封油ポンプ７か
ら吐出された油のうち、密封油に必要な油取外は油逃し
弁】１を経て再循環油ポンプ９の吐出油と混って環流し
脱気処理される。ところで非常用密封油ポンプ１５け直
流電動機１６によって駆動されるようになっており、密
封油ポンプ７の故障時には第１の非常用密封油源として
使用される。この直流電動機１６の起動は、密封油ポン
プ７が停止またはギヤー破損等でポンプ７の吐出圧力が
低下した場合、その低下を圧力スイッチ２ｏによって検
出し、制御系２】で自動的に行なう。そして油源Ｒ１か
ら非常用密封油ポンプ１５によって抽出され、逆止弁１
８、圧力調整弁１４を経る第１の非常用管路で所定の圧
力に制御され、軸受油封装置Ｓに密封油として供給され
るのである。第２の非常用密封油源として非常用密封油
ポンプ１５をバイパスし、油源Ｒ１から逆止弁１９、圧
力調整弁１４を経て、軸受油封装置Ｓに発電機軸受油圧
が直接給油される第２の非常用管路がある。しかしこの
第２の非常用管路で供給される密封油は、油圧が低く機
内の水素圧力が低い時のみの運転に限られる。ところで
このような構成の従来の水素密封油供給装置では、密封
油ポンプ７が故障し、その吐出圧力が低下してから非常
用密封油ポンプ１５が起動するが、直流電動機１６で駆
動するため起動時間が長く、規定油圧を出すまでに一時
的ではあるが密封油圧が低下し、水素ガスの漏れを防止
するために必要な圧力を保持することが困難であった。

また、たとえ稼動しても直流電源（バッテリ）のため長
時間の運転ができず、゛発電機内の水素圧力が第２の非
常用密封油源によって密封可能な圧力になるまで水素は
放出されるため、発電機出力を下げて運転しなければな
らない等の難点があった。

また、この対策として第２図に示す如く、従来の装置に
再循環油ポンプ９の吐出側と、常用管路の密封油ポンプ
７の吐出側とに、この両者間を逆止弁２３を介して連通
ずる管路２４を設け、そしてまた再循環油ポンプ９の吐
出側の再循環管路内に電磁弁２６を設け、圧カスインチ
２０によって密封油ポンプ７の吐出圧の低下を検出し、
制御系２１で電磁弁２６を自動的に閉じて再循環管路を
遮断し、密封油ポンプ７に代って再循環油ポンプ９によ
って供給する方法も提案されているが、圧力スイッチ２
０の動作後に電磁弁２６が作動することから時間遅れが
あり、前記同様、一時的ではあるが密封油圧が低下し、
水素ガスの漏れを防止するに必要な油圧を確保するには
困難がある。

本発明の目的は、回転電機の出力を低下させることなく
、軸受油封装置に密封油をきれ、目が少なく長時間安定
して供給できる回転電機の水素密封油供給装置を提供す
ることにある。

本発明け、再循環油ポンプの吐出側と常用管路の密封油
ポンプの吐出側との間に、非常時のみ連通するようにし
た連結手段を設け、密封油ポンプの圧力低下に追従して
再循環油ポンプから真空槽に環流する油量を減じ、再循
環油ポンプの吐出圧力を上昇させることにより、再循環
油ポンプから常用管路へ給油して前記目的を達成するよ
うにしたものである。

以下、図示した実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
る。

第３図には、その一実施例が示されている。本実施例に
よれば、従来の装置に非常時のみ働く上記連結手段とし
て、再循環油ポンプ９の吐出側と、常用管路の密封油ポ
ンプ７の吐出側とに、この両者間を逆止弁２３を介して
連通する管路２４が設けられると共に、再循環油ポンプ
９の吐出側の再循環管路内に圧力調整弁２２が設けられ
、かつこの圧力調整弁２２の制御油圧配管２５が密封油
ポンプ７の吐出側常用管路に接続されて、再循環油ポン
プ９から真空槽】内に環流する油量が密封油ポンプ７の
吐出圧に応じて制御されるようになっている。その他の
構成は従来装置と同様である。

このようにした装置で、油源Ｒ１から真空槽１への油の
供給および油の脱気処理は下肥するように従来例と全く
同じである。正常運転時には、密封油ポンプ７および再
循環油ポンプ９の運転中は、圧力調整弁２２は全開にし
ておく。つまり、密封油ポンプ７の吐出圧力Ｐ、が規定
圧力の時は、その圧力が制御油圧配管２５を経て圧力調
整弁２２を全開とし、密封油ポンプ７の吐出圧Ｐ１が低
下して制御油圧が低下した時は、再循環油ポンプ９の吐
出圧力Ｐ２が密封油ポンプ７の吐出圧力と同圧となるよ
うな環流量となる開度に圧力調整弁２２を制御するもの
である。

ここで密封油ポンプ７の吐出圧力は油逃し弁】１の設定
圧力によって決まり、再循環油ポンプ９の吐出圧力は、
再循環油ポンプ９および再循環ノズル１２間の損失によ
って決まる。正常な状顧においては、密封油ポンプ７の
吐出圧力Ｐ、が再循環油ポンプ９の吐出圧力Ｐ２より高
いだめ逆止弁２３け閉となり、従来例と同じく真空槽１
内の油４け、真空槽１、再循環油ポンプ９、圧力調整弁
２２、再循環ノ女ル１２と循環する再循環管路で脱気処
理される。

ここで密封油ポンプ７のギヤー破損またけ油逃し弁１１
の事故等で密封油ポンプ７の吐出圧力Ｐ、が低下した場
合にけ、制御油圧配管２５によって圧力調整弁２２に伝
達され、圧力調整弁２２が閉方向に動作して再循環油の
真空槽ｌへの環流量が減少するように制御する。

すなわち、再循環油ポンプ９も密封油ポンプ７と同様に
定吐出量形のポンプを用いることにより、吐出された油
が圧力調整弁２２によって真空槽１への環流を抑制゛さ
れると、再循環油ポンプ９、圧力調整弁２２、油逃し弁
１１および逆止弁２３間の圧力が上昇する。そして、密
封油ポンプ７の吐出圧力より高くなった時点で逆止弁２
３が開き、常用の密封油ポンプ７に代って、再循環油ポ
ンプ９が連通管路２４から常用管路を通って軸受油封装
置Ｓに密封油を供給することにケリ、水素ガスの漏洩が
防止される。

密封油ポンプ７の吐出圧力が圧力スイッチ２゜の設定値
以下に低下した場合は、非常用密封油ポンプ１５も起動
するが、直流電動機１６の起動時間分だけ遅れて密封油
を供給するため、本実施例においては第２の非常用密封
油源として使用されることになる。

この連結手段による動作状態を再循環油ポンプ９、密封
油ポンプ７および非常用密封油ポンプ１５等の吐出圧力
と時間の関係について示した策４図で詳細に説明する。

同図でＰ、け密封油ポンプ７の吐出圧力、Ｐ２は再循環
油ポンプ９の吐出圧力、ｐ、ｕ非常用密封油ポンプ１５
の吐出圧力、ａけ密封油ポンプ７の吐出圧力低下開始点
、ｂＨ圧カスイッチ２０の動作点、Ｃは圧力調整弁２２
が作動して再循環油ポンプ９の吐出圧力が密封油ポンプ
７の吐出圧力より高くなって逆止弁２３の開いた点、ｄ
け圧力スイッチが動作して非常用密封油ポンプ１５が起
動した点を示す。

密封油ポンプ７の吐出圧力Ｐｔがａ点で低下し始めると
同時に、圧力調整弁２２が閉じ始め、再循環油ポンプ９
の吐出圧力Ｐ２が上昇し始める。

・点から時間ｔ：後には再循環油ポンプ吐出圧力Ｐ２が
、密封油ポンプ吐出圧力Ｐ、よりＰ、だけ上昇し、０点
で逆止弁２３が開き圧力調整弁２２の閉度限界圧力ｐａ
２に調整されて、密封油ポンプ７に代って再循環油ポン
プ９が密封油の供給を開始する。

一方、非常用密封油ポンプ１５の起動け、従来例も本実
施例も同じであり、ａ点から時間ｔ２後には密封油ポン
プ吐出圧力Ｐ、が５点まで低下して圧カスインチ２０の
動作後、時間ｔ、の６点で非常用密封油ポンプ１５が起
動し時間ｔａＪに油逃し弁１７の設定値Ｐ　ｓに達する
。

同図から明らかなように、本実施例によるポンプ吐出圧
（密封油圧）の回復は、従来方式に比べ時間ｔ、だけ早
く、シかもポンプ吐出圧力の最低圧力もＰ、だけ高くす
ることが可能である。

このように非常時のみ働く連結手段を設けて運転中のポ
ンプ吐出管路を切り替えることにより、密封油圧の切れ
目を少なくすることが可能となる。

しかも非常用密封油ポンプ１５４ｄ直流電源（バッテリ
ー）で駆動されることから長時間の運転が不可能であっ
たのに対し、再循環油ポンプ９＆−ｒ交流電源駆動であ
るため、長期間の運転が可能であり、非常用の密封油源
としての使用は好適である。

また、従来第１の非常用密封油源であった非常用密封油
ポンプ１５け、第２の非常用密封油源となることからバ
ックアップ体制が強化され、常用の密封油ポンプ７の故
障においても、発電機出力を低下させることなく長期間
運転することが可能となり、その効果は大きい。

上述のように本発明によれば、再循環油ポンプの吐出側
と常用管路の密封油ポンプの吐出側との間に、非常時の
み連通するようになした連結手段を設けたので、常用の
密封油ポンプの吐出圧力が低下した場合、交流電源駆動
の再循環油ポンプが上記密封油ポンプに代って密封油を
供給でき１．長期間の運転が可能となって安定性が向上
し、回転電機の出力を低下させることなく、軸受油封装
置に密封油をきれ目が少なく長期間安定して供給できる
回転電機の水素密封油供給装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ異なる従来の発電機の水
素密封給油装置の各側を示す管路系統図、第３図は本発
明の一実施例に係る発電機の水素密封給油装置を示す管
路系統図、第４図はその油圧特性図である。 １・・・真空槽、７・・・密封油ポツプ、９・・・再循
環ポンプ、２２・・・圧力貢整弁、Ｒ１・・・油源、Ｓ
・・・軸受油封￥　７　図 茅２　図 第　３　図 第４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、油源から真空槽と密封油ポンプを介して軸受油封装
   置に給油する常用管路と、前記真空槽内の油を再循環油
   ポンプを介して循環脱気する再循環管路とを備えたもの
   において、前配再循環油ポンプの吐出側と前記真空槽と
   の間に前記密封油ポンプの吐出圧に応動して環流量を制
   御する手段を設け、前記密封油ポンプの吐出圧低下時に
   環流量を減少させ、再循環ポンプの吐出圧を高めて前記
   常用管路に給油するようにしたことを特徴、とする回転
   電機の水素密封油供給装置。