JPH0329987Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は回転電機の冷却装置に係り、特にター
ビン発電機の固定子巻線の内部に冷却水を循環す
る冷却装置の冷却水槽における大気連通管のシー
ル部の改良に関する。

（従来の技術） 従来、機内に水素ガスを封入し、固定子巻線の
導体内部に高純度純水を循環し、冷却を行う大容
量タービン発電機１の冷却装置は、第５図に示す
如く、固定子巻線２の一端を冷却水槽３の底部か
らポンプ４により冷却器５を介した冷却水を供給
する冷却水供給管路６に連結し、他端を冷却水槽
３の上部に冷却水戻り管路７で連結し、冷却水の
循環回路を形成している。なお、８は発熱体であ
る固定子巻線２と前記管路６，７を電気的に絶縁
する絶縁管である。

一方、冷却水槽３は上部を開口し、ここから誘
導パイプ１０を介して大気連通管１１に接続し、
冷却水の温度変化による膨脹および蒸発作用、あ
るいは水面レベル変動等により冷却水槽３内の異
常な圧力の変動を防ぎ、ポンプ４の所定の吐出圧
力および流量を維持するとともに、タービン発電
機内冷却水循環回路を構成するふつ素樹脂製絶縁
管から常時冷却水側へ微小量透過する水素ガス
や、冷却水管路にクラツク等が生じた場合、冷却
水戻り管路７を通じて、冷却水槽３内に侵入して
来た水素ガスを、大気連通管１１を通して安全に
屋外の大気中へ排出するようにしている。

また、大気連通管１１と誘導パイプ１０はＶ又
はＵ字形になるように接続し、さらにこの接続部
より下方で大気連通管１１の管路の一端を止め弁
等で閉止して、この接続部に冷却水槽３の内部を
大気としゃ断し、大気に含まれている炭酸ガス等
の混入による冷却水の純度低下を防止するための
シール水１６を貯溜し、さらにこのシール水１６
が冷却水槽３内に逆流する最高水位よりも下方に
おいて大気連通管１１に排水用水路９が設けら
れ、この水路９の途中にフロートと連動して開閉
する自動排水弁１２が設けてある。したがつて、
冷却水槽３内で蒸発した蒸気が誘導パイプ１０内
を上昇し冷やされて液化することにより、シール
水１６の量が増加して来た場合でも排水用水路９
を通り自動排水弁１２に送られ、フロートをその
水面に浮かせて弁１２を開くことにより、自動的
にシール水１６の余剰分が排出され、常にシール
水が所定の水位に保持されるようになつている。

以上のような構成において、ポンプ４が運転さ
れると、貯水槽３内の冷却水は冷却器５に導か
れ、ここで冷却水が冷却されつつ供給管路６を通
り、タービン発電機１の固定子巻線２内の冷却水
循環路に送り出される。そして固定子巻線２の熱
をうばい温度上昇した冷却水は戻り管路７を通じ
冷却水槽３へ帰還する。

以上のような冷却水の連続的な循環により、固
定子巻線２の冷却を行うものであるが、一般にこ
のような装置においては、冷却水槽３は発電機１
の下方に設置されている場合が多く、ポンプ４の
運転を停止した場合は、固定子巻線２から下方に
位置する戻り管路７内の循環冷却水はすべて冷却
水槽へ落下し一時的にここへ集められるため冷却
水槽３内の水面は通常運転時より高くなつてい
る。再びポンプ４を起動した場合には、冷却水槽
３から送り出された冷却水が固定子巻線２内の冷
却水循環路を通り再び戻り管路７を冷却水で満た
しながら通り、或る時間を経て冷却水槽３へ戻
り、冷却水槽内の水面が定常水面まで低下し、安
定した状態で冷却水の循環をくり返すことにな
る。

（考案が解決しようとする問題点） 以上の装置において、ポンプ４の再起動時に
は、冷却水槽３内は急激な水面の低下に伴つて負
圧になることがあり、その結果シール水１６が冷
却水槽３に逆流すると云う不具合があつた。

一方、ポンプ４の停止・再起動が伴なわない場
合に於いても、タービン発電機１が通常運転状態
から発電を停止する場合には冷却水槽３内の冷却
水温が低下するため、冷却水槽内は蒸気圧の低下
に伴つて負圧となり前記同様の不具合となること
があつた。

このため、タービン発電機の起動時、または停
止、再起動をくり返す度に、シール水の補給なら
びに確認をする作業を行なわなければならないと
云う欠点があつた。

従来、このような不具合によるメンテナンス作
業を軽減するために、実公昭57−17664号公報お
よび実公昭58−14679号公報に記載の如く、冷却
水槽３とシール水１６の貯溜部とを連通する誘導
パイプ１０の途中に冷却水槽側から所定の長さだ
け誘導パイプを突出し二重構造とした拡大部を設
けること、あるいは水流抵抗をもたせるため、オ
リフイスを設ける等の方策がとられているものが
あるが、誘導パイプの途中に設けた拡大部は前述
の如く冷却水槽３側へシール水１６が逆流した
時、誘導パイプ突出部外周に形成される空間部の
空気と逆流したシール水とが入れ替わるように十
分にシール水が拡散出来る大きなスペースを必要
とする。

さらに上記いずれの手段においても、前述のご
とく一時的にはシール水の一部が冷却水槽３に吸
い込まれることがある。このため、いかなる場合
でも大気と接して不純物が溶け込んだシール水冷
却水槽内へ吸込まないようにし、安定にシール機
能を維持出来る手段が望まれていた。

本考案は上記の点に鑑みてなされたものであ
り、大気連通管用誘導パイプの形状を改良してシ
ール水部の機能を改善し、大気と接するため不純
物が溶け込んだシール水が冷却水槽に引き込まれ
ないようにすると同時にシール水補給作業等のメ
ンテナンスを不要とする信頼性の高いタービン発
電機の冷却装置を提供することを目的とする。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案において
は、冷却水槽と、この冷却水槽に貯えた純水を冷
却器を介してタービン発電機の固定子巻線内部に
流通循環させるポンプとを備えると共に、前記冷
却水槽の上部から大気をしゃ断するシール水の貯
溜部を有する誘導パイプを介して接続された大気
連通管を具備したタービン発電機の冷却装置にお
いて、前記誘導パイプを上部誘導パイプと下部誘
導パイプから構成し、上部誘導パイプの一端を前
記冷却水槽に接続し他端に拡大部を形成し、下部
誘導パイプの一端を前記大気連通管に接続し他端
を上部誘導パイプの前記拡大部の中にいれて筒状
の空間部を形成し、下部誘導パイプの前記他端の
先に貫通穴を設け前記空間部の底部に位置する部
分に戻り穴を設け、シール水が空間部に溜つたと
きにも上部誘導パイプと下部誘導パイプが前記貫
通穴を経て連通するようにした。

（作 用） このような構成にすると、冷却水槽内圧が負圧
になり誘導パイプのシール水貯溜部のシール水が
貯水槽側へ逆流しようとした時、一時的に逆流防
止機構１３の空間部にシール水が帯溜し、貯水槽
３内は大気連通管１１と誘導パイプ１０を介して
一時的に大気と連通することによりシール水の逆
流を防止出来る。そして急速に負圧をなくすと共
に逆流防止機構１３の突出部の基部の微小な戻り
穴から徐々に貯溜部にシール水が戻り、シール作
用を回復する。

（実施例） 以下に本考案の一実施例について、第１図ない
し第３図を参照して説明する。

この冷却装置は第１図に示す如く冷却水槽３と
大気をしゃ断するシール水貯溜部との間の誘導パ
イプ１０の途中にシール水の逆流を防止する逆流
防止機構１３を設ける。そして、第２図に示す如
く、冷却水槽３の上部と接続している上部誘導パ
イプ１０ｂの一端に管路を円筒状に拡大して密閉
空間を形成した拡大部１４を設け、他端を大気連
通管１１と接続している小口径の大気連通管側下
部誘導パイプ１０ａの一端を拡大部１４の一端か
ら所定の長さだけ貫通突出し接続する。下部誘導
パイプ１０ａの先端は密閉し、拡大部１４の一端
から後述の実施例の作用の項で説明する所定の長
さmm上部の誘導パイプ円周上に誘導パイプ１０
ａの管路の断面積以上の通過面積を有するように
複数個の貫通穴１５を設け、前記冷却水槽３と大
気連通管１１とを連通した管路を構成する。この
ようにして、拡大部１４の内部へ突出した下部誘
導パイプ１０ａの外周には拡大部１４の内周で囲
まれた空間部１８が形成され、下部誘導パイプ１
０ａと上部誘導パイプ１０ｂは空間部１８を介し
て連通する。

一方、拡大部１４へ下部誘導パイプ１０ａが貫
通する最下部において、誘導パイプ１０ａの外周
から内側へ貫通する小口径の戻り穴１７を設け、
空間部１８の底部（最下部）と大気連通管１１の
シール水貯溜部と連通した管路を構成する。

次に作用を説明する。前述の如くポンプ４の起
動により冷却水槽３内の水面が急激に低下し、こ
の冷却水槽内圧力が負圧となり、大気連通管１１
に通じている大気との差圧により、シール水が冷
却水槽側上部誘導パイプ１０ｂの方向に押しやら
れ、この差圧が平常時のシール水の水柱ＨmmAq
を越える時点でシール水が前記誘導パイプ１０
ａ，１０ｂを通じて冷却水槽３へ引き込まれよう
とする。しかしながら、下部誘導パイプ１０ａの
方向へ押上げられたシール水は貫通穴１５から拡
大部１４へ拡散され、第３図に示す如くその空間
部１８に一時的に貯溜される。ここで、シール水
が空間部１８に溜つたときの水位よりも上になる
ように、空間部１８の底よりmm上部に貫通穴１
５をあけてあるので、下部誘導パイプ１０ａと上
部誘導パイプ１０ｂは貫通穴１５を経て連通を保
ち、冷却水槽３内が大気と連通する。そして、冷
却水槽３内が大気圧となつた時点で空間部１８の
シール水が戻り穴１７を通つて、再び大気連通管
１１と下部誘導パイプ１０ａとの接続部へ落下し
て戻り、平常時のシール水の水柱ＨmmAqを保持
して再び外気とのしゃ断が行なわれる。

以上のように本実施例によれば、貯水槽内圧が
変化するいかなる場合でも、シール水１６は貯水
槽３内に吸引されないため、平常時のシール水は
従来より少なく、大気をしゃ断する最低水柱Ｈmm
Aqを形成するシール量で十分であり、シール水
のそう失等の心配はなくなる。従つて大気と常時
接して純度が悪くなつているシール水が純水中に
混入することが無いため、冷却水槽３内の純度低
下におよぼす影響を少なく出来ることはもとよ
り、シール機能が確実となる。

（他の実施例） また、前述の如く、常用シール水の水柱は従来
より比較的小さくても十分なシール機能が得られ
るため、第４図の如く、従来の自動排水弁１２に
代えて、大気連通管１１の下部にＵ字形の水シー
ル機能をもつたドレン管１９を設け、このドレン
管のＵ字形シール部を立ち上げ、上方から余剰シ
ール水を自動的に排出する構造としても同様な機
能を発揮する。

〔考案の効果〕

以上述べたように本考案によれば、冷却水槽内
の急激な圧力変動時および冷却水槽内冷却水温度
の大きな変化時に対しても大気とのしゃ断が確実
に出来、シール水のそう失が起らないため、ター
ビン発電機の起動時、または停止、再起動をくり
返すごとにシール水の補給をする必要が無いばか
りではなく、大気とのしゃ断機能が確実に保持出
来るため冷却水槽内の純水の純度低下を防止して
信頼性を向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のタービン発電機の冷却装置を
示す系統図、第２図は第１図のシール構造部を示
す拡大断面図、第３図は第２図のシール中断時の
状態を示す説明図、第４図は本考案の他の実施例
におけるシール構造を示す断面図、第５図は従来
のタービン発電機の冷却装置を示す系統図であ
る。 １……タービン発電機、２……固定子巻線、３
……冷却水槽、４……ポンプ、５……冷却器、６
……冷却水供給管路、７……冷却水戻り管路、１
０……誘導パイプ、１０ａ……下部誘導パイプ、
１０ｂ……上部誘導パイプ、１０……大気連通
管、１３……逆流防止機構、１４……拡大部、１
５……貫通穴、１６……シール水、１７……戻り
穴、１８……空間部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 冷却水槽と、この冷却水槽に貯えた純水を冷却
   器を介してタービン発電機の固定子巻線内部に流
   通循環させるポンプとを備えると共に、前記冷却
   水槽の上部から大気をしゃ断するシール水の貯溜
   部を有する誘導パイプを介して接続された大気連
   通管を具備したタービン発電機の冷却装置におい
   て、前記誘導パイプを上部誘導パイプと下部誘導
   パイプから構成し、上部誘導パイプの一端を前記
   冷却水槽に接続し他端に拡大部を形成し、下部誘
   導パイプの一端を前記大気連通管に接続し他端を
   上部誘導パイプの前記拡大部の中にいれて筒状の
   空間部を形成し、下部誘導パイプの前記他端の先
   に貫通穴を設け前記空間部の底部に位置する部分
   に戻り穴を設け、シール水が空間部に溜つたとき
   にも上部誘導パイプと下部誘導パイプが前記貫通
   穴を経て連通するようにしたことを特徴とするタ
   ービン発電機の冷却装置。