JPS6066646A - 回転電機の水素ガス乾燥装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は水素ガス冷却式回転電機の水素ガス乾燥装置の
改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

タービン発電機のような高速大容量の回転電機は、回転
子及び固定子の巻線を高純度の水素ガスにより冷却し、
且つ、巻線の絶縁抵抗及び回転電機外枠内の構成品の劣
化を防止するために水素ガスの乾燥度を維持して運転し
ているものがある。

このような従来の回転電機の水素ガス乾燥装置の管系図
を第１図に示す。第１図において一部の符号を飛ばして
説明するが、飛ばした符号は本発明の詳細な説明の際に
第４図にて説明するから、そこを参照して頂きたい。

第１図において、水素ガスを封入した回転電機外枠（１
）内の回転子（２）に装着したファン（３）により、水
素ガスを強制循環させて、外枠（１）内の各部を冷却し
ている。そして外枠（１）内の水素ガスの一部をファン
（３）の差圧により、乾燥器（５）に乾燥量入口管（６
）で導入し、乾燥器（５）から乾燥器出口管（７）で戻
す循環をしている。

水素ガスの循環系統においては１図示しない水素ガスボ
ンベから外枠（１）内に供給する水素ガスに含まれてい
る水分、及び回転子（２）の軸シール部（４）をシール
する油に含まれている水分の析出等があり、水素ガスの
乾燥度を低下させるので、乾燥器（５）に水素ガスを循
環せざるを得ない。また乾燥器（５）の内部にある乾燥
剤（１７）の吸湿能力は第２図に示すように、乾燥剤（
１７）が乾燥している初期の時間内には露点温度が低く
て、低い湿度でも結露するから吸湿し易いが、ある程度
時間が経って、多量に吸湿してしまうと、露点温度を上
げなければ結露せず吸湿し難い状態になるものである。

従って、乾燥剤（１７）は定期的に再生する必要がある
。

従来、乾燥剤（１７）を再生する必要性の判断は、乾燥
器（５）の側面にある下側の点検窓（１５ｂ）から内部
の乾燥剤（１７）の色を見て、青藍色から白色に近くな
り、さらに薄赤色に変った時点とする。即ち、乾燥剤（
１７）は上方から変色して来るから、下側の点検窓（１
５ｂ）で見た部分が薄赤色に変った時は全部の乾燥剤（
１７）が変色したことになり、この場合は、乾燥剤（１
７）全体が飽和したことを示し、乾燥能力が無くなり、
再生を必要とするものと判断するのである。

現在の大容量タービン発電機に使用している乾燥器（５
）の乾燥剤（１７）は青藍色から薄赤色に変る間に吸収
し得る水分は一般に１〜１．５リツ１ヘルである。そし
て作業員の目視による変色判断であるから、吸湿度の判
定に個人差が生じ、再生時期が遅れる場合があった。

再生手段は次のようにする。まず乾燥器（５）の入口バ
ルブ（８）、出口バルブ（９）を手動で閉じ、真空ポン
プ（１３）の入口バルブ（１２）を手動で開き、真空ポ
ンプ（１３）で乾燥器（５）内の真空引きを続けながら
、乾燥器（５）の内部にあるヒータ（１６）のスイッチ
（図示せず）を投入させ、２個のサーモスタット（１４
）の設定温度（１８０℃でオン、２００℃でオフ）の範
囲内で加熱、停止の動作を７〜８回繰返し、乾燥剤（１
７）を再生乾燥する。この再生に要する時間は、第３図
の曲線Ａに示すように８時間以上を要し、再生のための
段取り、バルブの手動切換え、真空ポンプ運転等に複数
の作業員が必要である等の欠点もあった。

〔発明の目的〕

本発明は乾燥剤の再生必要時期の判定や再生作業を自動
化し、作業員を不要にすると共に作業員の判定の個人差
をなくし、短時間に確実に再生できる回転電機の水素ガ
ス乾燥装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明においては、水素ガス冷却式回転電機の水素ガス
を乾燥器に循環して乾燥し、乾燥器内の乾燥剤は所定の
吸湿状態になったら、真空ポンプで乾燥器内を真空引き
し、所定時間経過後真空ポンプを止めて乾燥器底部に溜
った水を除去し、その後乾燥器内に温風を送入する動作
を繰返して乾燥剤を再生する回転電機の水素ガス乾燥装
置において、乾燥器の水素ガス入口と水素ガス出口との
間に、乾燥剤の吸湿度が大になったら結露した水柱によ
り、差圧が大になるマノメータを利用した露点計式差圧
スイッチを設け、その差圧が設定値以上になったら電気
信号を出して前記真空引き、排水、温風送入を自動的に
繰返させるようにして、乾燥剤の再生時期の判定および
再生作業を自動化させるものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について、第４図ないし第６図
を参照して説明する。

第４図において、（１）は回転電機の外枠、（２）は回
転子、（３）はファン、（４）は軸シール部、（５）は
乾燥器、（６）は外枠（１）内から乾燥器（５）へ水素
ガスを送る乾燥器入口管、（７）は乾燥器（５）から外
枠（１）内へ水素ガスを戻す乾燥器出口管、（８）は乾
燥器入口管（６）に設けた乾燥器入ロバルブ、（９）は
乾燥器出口管（７）に設けた乾燥器出ロバルブ、　（１
０ａ）は乾燥器（５）の上部から空気を入れる乾燥器上
部空気入れバルブ、（１０ｂ）は乾燥器（５）の下部か
ら空気を入れる乾燥量下部空気入れバルブ、（１０ｃ）
は乾燥器（５）の下部から空気を出す下部空気出口バル
ブ、（１１）は乾燥器（５）の底部に溜った水を排出す
る乾燥器ドレンバルブ、　（１２）は真空ポンプ入口バ
ルブ、　（１３）は乾燥器（５）の内部を真空に引く真
空ポンプ、（１４）はサーモスタットであって１８０℃
でオン、２００℃でオフするように設定したもの。

（１５ａ）は上部点検窓（無くてもよい）、（１５ｂ）
は下部点検窓（無くてもよい）、　（１６）はヒータ、
　（１７）は乾燥剤、（１８）は乾燥器用ファン、（１
９）は乾燥器（５）の上部から空気を出す上部空気出口
バルブ、（２０ａ）および（２０ｂ）は露点計式差圧ス
イッチ（２１）のスイッチ入口バルブおよびスイッチ出
口バルブである。

第５図および第６図に露点計式差圧スイッチ（２１）の
要部を示す。これはＵ字管（２２）に水銀（２３）を入
れたいわゆるマノメータを利用したものであって、第５
図は乾燥器入口管（６）へ接続した側に未だ結露水を生
じないで、乾燥器量口管（７）へ接続した側との間に、
回転電機運転による所定の差圧ｌ〕１を保っている状態
を示す。第６図は乾燥器（５）内の乾燥剤が多量に吸湿
して、吸湿能力が低下し、乾燥器入口管（６）へ接続し
た側に結露した水柱（２４）が生じ、差圧が２２のよう
に大になった状態を示す。露点計式差圧スイッチ（２１
）はこの大きくなった差圧Ｐ２を光電管（図示せず）等
により検出して電気信号を出し、マイクロスイッチ（図
示せず）を介して所定の継電器（図示せず）を動作し、
各バルブ（８）、（９）、（１０ａ）、（１０ｂ）、（
ｌｏｃ）、（１１）、（１２）、（１９）。

（２０ａ）　、　（２０ｂ）や、乾燥器用ファン（１８
）、ヒータ（１６）を動作させるようにしたものである
。前記各バルブのうち白抜したものは常時開、黒塗した
ものは常時閉であることを示す。

次に作用について説明する。

回転電機外枠（１）内の水素ガスは回転子（２）に取付
けられたファン（３）により外枠（１）内を循環させら
れると共に、一部は乾燥器（５）内へ導びかれ。

乾燥剤（１７）により水分を吸収されて外枠（１）内へ
戻される。

この系統において、回転電機が運転中、乾燥器（５）内
の乾燥剤（１７）を再生する動作は次のようになる。ま
ず露点君１式差圧スイッチ（２１）の差圧が設定値２２
以上になると動作して、図示しない継電器を動作させる
。この継電器の動作により、露点計式差圧スイッチ（２
１）の入口および出口のバルブ（２０ａ）　、　（２０
ｂ）が閉動作し、さらに乾燥器入ロバルブ（８）と乾燥
器出ロパルブ（９）が閉動作する。次に真空ポンプ入口
バルブ（１２）が開となり、真空ポンプ（１３）が起動
する。この真空ポンプ（１３）は図示しないタイマーに
より一定時間のみ運転して停止する。真空ポンプ（１３
）が停止したら、その信号により、別の図示しない継電
器が動作して、真空ポンプ入口バルブ（１２）を閉動作
し、上部空気出口バルブ（１９）と乾燥器ドレンバルブ
（１１）が開動作して、乾燥器（５）の低部に溜った水
分を排出する。一定時間排水後、乾燥器ドレンバルブ（
１１）は閉となり、その閉信号で乾燥器上部空気入れバ
ルブ（ｉｏｂ）が開動作して、外部から乾燥空気を送入
し、上部空気出口バルブ（１９）から排出する。この時
にヒータ（１６）の電源が入り、下部にある乾燥器用フ
ァン（１８）が図示しないタイマーにより一定時間運転
され温風を上部空気出口バルブ（１９）から排出する。

一定時間後、乾燥器用ファン（１８）が閉止し、再び下
部空気入れバルブ（ｌｏｂ）、上部空気出口バルブ（１
９）が閉動作し、真空ポンプ入口バルブ（１２）が開動
作し、真空ポンプ（１３）をタイマーにより一定時間運
転し、乾燥剤（１７）の水分除去の動作を繰返す。

上記の水分除去動作を所定回数繰返した後の下部空気出
口バルブ（１９）の閉動作の信号で、乾燥器上部空気入
れバルブ（１０ａ）開、下部空気出口バルブ（１０ｃ）
開、露点計式差圧スイッチ（２１）のスイッチ入口バル
ブ（２０ａ）とスイッチ出口バルブ（２０ｂ）とを開と
し、乾燥量上部空気入ロバルブ（１０ａ）から乾燥空気
が送れらて、露点計式差圧スイッチ（２１）のＵ字管（
２２）内にある水柱（２４）を乾燥器（５）内の湿度に
応じて蒸発させ、乾燥剤（１７）の乾燥度を判断する。

この乾燥度が所定の値にならなければ、上記の水分除去
動作と判断動作を繰返させ、所定の乾燥度が得られたな
らば、通常の運転状態に戻す。

これらの操作はシーケンスを組み、全部自動的に行なわ
せる。

このようにすれば、第３図の曲線Ｂに示すように、従来
の手動でやっていた場合の曲線Ａよりも、乾燥剤の再生
時間を半分近くに大幅に短縮できる。

また全て自動で出来るため１作業員は不要となり、乾燥
剤の吸湿度、乾燥度の判定も正確に出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、乾燥剤の吸湿度
を露点計式差圧スイッチで自動的に判定して電気信号を
出し、その信号により、乾燥器内の真空引き、排水、温
風送入を自動的に行なって乾燥剤を所定の乾燥度に戻す
ようにしたので、乾燥時間が従来に比べて半減し１作業
員は不用となり、安全で信頼性高く確実に運転できる回
転電機の水素ガス乾燥装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転電機の水素ガス乾燥装置を示す管系
図、第２図は乾燥剤の露点と時間の関係を示す曲線図、
第３図は従来と本発明の一実施例とにおける装置の乾燥
時間を比較して示す曲線図、第４図は本発明の回転電機
の水素ガス乾燥装置の一実施例を示す管系図、第５図お
よび第６図は第４図の露点計式差圧スイッチの要部のそ
れぞれ異なった状態を示す立面図である。 ｌ・・・回転電機外枠　５・・・乾燥器８・・・乾燥器
入ロバルブ　９・・・乾燥器出ロバルブ１１・・・ドレ
ンバルブ　１３・・真空ポンプ１７・・・乾燥剤　２１
・・・露点計式差圧スイッチ２４・・・水　柱　ＰＩ　
ＨＰ２・・・差　圧代理人　弁理士　井　上　−男 第　１　図 第　２　図 第　３　図 Ｊ’＝　ｈ　４　ｍ　＜　Ｈｒ＞ 第４図 第　５　図　第　６　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水素ガス冷却式回転電機の水素ガスを乾燥器に循環して
   乾燥し、乾燥器内の乾燥剤は所定の吸湿状態になったら
   、真空ポンプで乾燥器内を真空引きし、所定時間経過後
   真空ポンプを止めて乾燥器底部に溜った水を除去し、そ
   の後乾燥器内に温風を送入する動作を繰返して乾燥剤を
   再生する回転電機の水素ガス乾燥装置において、乾燥器
   の水素ガス入口と水素ガス出口との間に、ｒｉ燥剤の吸
   湿度が大になったら結露した水柱により、差圧が大にな
   るマノメータを利用した露点１１式差圧スイッチを設け
   、その差圧が設定値以上になったら電気信号を出して前
   記真空引き、排水、温風送入を自動的に繰返させるよう
   にしたことを特徴とする回転電機の水素ガス乾燥装置。