JPH034721B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油ポンプの補助車軸切損検出装置に
係り、特に、蒸気タービンの如く、慣性の大きな
主回転機とポンプの補助車軸が結合されている油
ポンプに於て、ポンプの補助車軸が切損したこと
を検知する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の装置は、油ポンプの補助車軸切損等の異
常を、蒸気タービンなどの回転機側に付加した主
車軸の回転数を検出する検出器と、油ポンプの補
助車軸の回転数を検出する検出器とにより検知
し、両方の検出器に検知される主車軸と油ポンプ
の補助車軸との回転数の差によつて判別してい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、経済性が考慮されていないた
め、価格が高いという問題があつた。

本発明の目的は、油ポンプの補助車軸の切損を
安価に入手できる圧力スイツチの組み合せにより
検知可能な、油ポンプの補助車軸切損検出装置を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、補助車軸を介して回転機に接続さ
れ、回転機の軸受潤滑油を吐出系統を介して供給
する油ポンプと、油ポンプの吐出系統から分岐さ
れた第１の油管に接続され、検出した吐出系統の
油圧が第１の油圧設定値よりも低いときに第１の
状態となり、それ以外のときに第２の状態となる
第１の圧力スイツチと、前記油ポンプの吐出系統
から分岐された第２の油管に接続されたオリフイ
ス及び油室と、オリフイスと油室の接続部から油
管を介して接続され、検出された吐出系統の油圧
が前記第１の油圧設定値よりも高く設定された第
２の油圧設定値以上であるときに第１の状態とな
り、それ以外のときに第２の状態となる第２の圧
力スイツチと、第１の圧力スイツチと第２の圧力
スイツチとがともに第１の状態であるとき、前記
補助車軸の切損を検出する判別器とから構成され
る。

〔作用〕

本発明は、上記構成を有し、回転機が通常に停
止する場合は、油ポンプの吐出系統の油圧の降下
はゆるやかとなり、両方の圧力スイツチが同時に
第一の状態を示すことはないので、補助車軸は正
常と判定し、危急停止装置は作動しない。

一方、油ポンプの運転中に補助車軸が切損する
と油ポンプが急に停止し、油ポンプの吐出系統の
油圧が急激に低下する。しかし、オリフイスを介
して、この吐出系統に連通している油室の圧力の
低下は、ゆるやかであるため、第２の油圧設定値
の第２の圧力スイツチは第一の状態を保つが、第
１の油圧設定値の第１の圧力スイツチは、吐出系
統の油圧の低下により第二の状態から第一の状態
に切り換り、両方の圧力スイツチが同時に第一の
状態を示すことになり、補助車軸の切損を検知す
る。

ここで、回転機が通常停止する場合、油ポンプ
の吐出系統の油圧の降下がゆるやかな理由は、回
転機の通常停止時は、油ポンプと回転機等との機
構が結合しているので、慣性が大きくなり油圧の
降下はゆるやかとなる。補助車軸切損直後は、上
記の場合とは逆に、油ポンプと回転機等との機構
が切断されるので、慣性が小さくなりポンプの吐
出圧は急激に低下する。一方、オリフイスを介し
て吐出系統に連通する油室の圧力は、ほぼ一定の
時間遅れで吐出系統の圧力に追従する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明す
る。

第１図は、蒸気タービンの保護トリツプ装置に
本発明装置を組み込んだものを示す全体構成図で
ある。

蒸気タービン１２の回転軸は、通常、翼車を有
する単数又は複数個の主車軸１３及び回転数の制
御機構の検出部を有する補助車軸１６から構成さ
れ、主車軸１３と補助車軸１６とはカツプリング
１４を介して接続されている。

油ポンプ１１より吐出された油は、油ポンプ１
１の吐出系統である油管１７、逆止弁１８を経
て、制御機器用としての高圧油と蒸気タービン１
２等の軸受潤滑油としての低圧油とを供給する。

オイルタービン１９は、蒸気タービン１２等の
軸受潤滑油としての低圧油の系統に設置され、油
ポンプ１１の吐出油によつて駆動される。またブ
ースターポンプ２２は、カツプリング２１を介し
てオイルタービン１９に接続し、オイルタービン
１９で回収されたエネルギーによつて駆動し、油
タンク２３より油を吸上げ油管２４を経て油ポン
プ１１に油を供給している。

油ポンプ１１を駆動する補助車軸１６の先端に
は、調速機３１が設置され、調速機３１は蒸気タ
ービン１２へ入る作動流体、つまり蒸気タービン
１２に送られる蒸気の流入量を制御する加減弁３
４を開閉する。

油ポンプ１１と逆止弁１８との間の油管１７
に、第１の油管２８（以下単に油管２８という）
及び弁３２を介して第１の圧力スイツチ２６（以
下単に圧力スイツチ２６という）を設置する。ま
た、油管１７より分岐した第２の油管２９（以下
単に油管２９という）、側にはオリフイス４２を
介して油室４１を設け、油室４１とオリフイス４
２間に弁３３を介して連通して、第２の圧力スイ
ツチ２７（以下単に圧力スイツチ２７という）が
設けられる。

両方の圧力スイツチ２６，２７の油圧設定値は
次のようになつている。すなわち第２図におい
て、油圧P₁とP₂が第１の油圧設定値、P₃とP₄が
第２の油圧設定値であり、いわゆるヒステリシス
特性を持たせるための動作に転じるときと復帰に
転じるときとで、油圧設定値に僅かに差を持たせ
ている。なお、オリフイスと油室を介して油圧を
検出する圧力スイツチ２７の第２の油圧設定値
P₃とP₄は、第１の油圧設定値P₁とP₂よりも高く
設定してある。具体的には第２図では、油ポンプ
１１がタービン起動に伴い徐々に回転数が上り吐
出圧力が徐々に上る場合、圧力スイツチ２６は第
１の油圧設定値P₂で第１の状態（図ではOFFが
第１の状態とし、以下単にOFFあるいは、OFF
状態という）から、第２の状態（図ではONが第
２の状態とし、以下単にONあるいは、ON状態
という）に変り、圧力スイツチ２７は更に高い圧
力P₄においてONからOFFに変るように設定され
ている。同様にタービンが通常運転から停止され
るとき圧力スイツチ２７はP₄とほぼ同じ値のP₃
でOFFからONに変り、圧力スイツチ２６はP₂と
ほぼ同じ値のP₁でONからOFFに変る。つまり両
方の圧力スイツチ２６，２７は逆特性を有する。

本発明の車軸切損検出装置は以上のように構成
されており、ここで圧力スイツチ２７の入口部の
油圧は、オリフイスと油室を介して伝播されるた
めに圧力スイツチ２６の入口部の油圧に較べて遅
れて追従する。勿論この遅れ時間T1はオリフイ
スと油室の大きさによつて定まる。一方、通常の
速度変化率に従つて油ポンプを起動あるいは停止
した場合、吐出系統の油圧が第１の油圧設定値か
ら第２の油圧設定値に至る（あるいはその逆方向
への油圧変化）までの時間T2も予め知り得る。
従つて、第２図に示すように通常起動によつて油
圧上昇する時、圧力スイツチ２６が第１の油圧設
定値P₂を検出してから圧力スイツチ２７がP₄を
検出するまでの時間T0はT2とT1の和（T0＝T2
＋T1）となり、逆に通常停止によつて油圧低下
する時、圧力スイツチ２７が第２の油圧設定値
P₃を検出してから圧力スイツチ２６がP₁を検出
するまでの時間T0はT2とT1の差（T0＝T2−
T1）となる。ただし、起動時と停止時で油圧変
化率および検出する油圧差は等しいとする。この
ように圧力スイツチの一方が状態変化（ONから
OFFあるいはOFFからON）してから他方の圧力
スイツチが状態変化するまでの時間T0は起動時
と停止時で相違するが、ここで油圧の低下が急激
であることを想定すると、油圧変化率で定まる時
間T2が遅れて時間T1よりも短くなることがあ
り、この場合２つの圧力スイツチが共に第１の状
態となる。すなわち詳細は後述するが、第２図の
破線右側に図示されているように、両者圧力スイ
ツチが共にOFFの状態となる。本発明ではこの
関係を利用して補助車軸の切損を検出する。

第２図は、第１図に示した蒸気タービン１２の
保護トラツプ装置における油圧設定値が異なる二
種類の圧力スイツチ２６，２７のON状態及び
OFF状態を示すと同時に、判別器３６の判別条
件を示したものである。

ここで、図中の実線は油ポンプ１１の吐出系統
つまり油管１７における油圧設定値の低い圧力ス
イツチ２６の油圧の変化状態を示し、図中の点線
はオリフイス４２によつて遅れ時間を生じた油室
４１内における油圧設定値の高い圧力スイツチ２
７の油圧の変化状態を示したものである。

判別器３６は、圧力スイツチ２６，２７の信号
が同時にOFF状態を示した時のみ作動され、危
急遮断弁３７を作動させる信号を出力する。

第２図の左部、蒸気タービン１２が通常停止す
る時は、油管１７及び油室４１内の油圧はゆるや
かに降下するため、圧力スイツチ２６，２７は同
時にOFF状態を示すことはなく、判別器３６は
出力信号を出さない。

一方第２図右部、補助車軸１６の切損直後は、
油ポンプ１１が急に停止し、吐出系統の圧力は実
線にて示す如く、通常停止時の圧力低下に比べて
数倍の速い速度で低下する。一方、油室４１内の
圧力は一定の時間遅れをもつて、吐出系統の圧力
に追加するので、圧力スイツチ２６，２７の動作
の順番が通常停止に比べて逆転し、圧力スイツチ
２６の方が先にONからOFFになるので、この時
点で両方の圧力スイツチは同時にOFFとなる。
圧力スイツチ２６，２７の信号は、判別器３６に
導かれ、前記両圧力スイツチがOFF状態である
と出力信号を出し危急遮断弁３７を作動させ、蒸
気タービン１２の加減弁３４が閉じ、蒸気タービ
ン１２を停止させる。

蒸気タービン１２の起動時は、蒸気タービン１
２の速度上昇に伴い油管１７の油圧も上昇する。
圧力スイツチ２６は、油管１７の油圧がP₂以上
に上昇したときOFF状態を解除する。圧力スイ
ツチ２７は、油室４１内の油圧がP₄以上に上昇
したときOFF状態を確立する。

蒸気タービン１２の通常運転時は、油管１７及
び油室４１内の油圧はほぼＰを維持する。

蒸気タービン１２の通常停止前後は、蒸気ター
ビン１２の速度降下に伴い油管１７の油圧もゆる
やかに降下する。圧力スイツチ２６は、油管１７
の油圧がP₁以下に降下したときOFF状態を確立
する。圧力スイツチ２７は、油室４１内の油圧が
P₃以下に降下したときOFF状態を解除する。

即ち、通常の起動・運転及び停止において、圧
力スイツチ２６，２７が同時にOFF状態を確立
することはなく、判別器３６が作動することはな
い。

通常運転中において補助車軸１６が切損したと
仮定する。油ポンプ１１はただちに停止し、油管
１７の油圧は急激に低下する。圧力スイツチ２６
は油管１７の油圧がP₁以下に低下したときOFF
状態を確立し、圧力スイツチ２７は油室４１内の
油圧がP₃以下に低下したときOFF状態を解除す
る。

このとき、油圧設定値の高い圧力スイツチ２７
の系統において、油管１７と油室４１との間に設
置されたオリフイス４２は、油管１７の油圧に対
する油室４１内の油圧の変化を遅らせる。

このようにオリフイス４２の性質によつて、圧
力スイツチ２７はOFF状態解除の時間が遅れ、
圧力スイツチ２６，２７が同時にOFF状態を確
立し、判別器３６が作動し、危急遮断弁３７を動
かす。

〔発明の効果〕

本発明は、簡便な装置で、油ポンプ吐出系統の
油圧の急激な降下によつて、間接的に補助車軸切
損を検知するので、回転機の事故に至る前に危急
停止させることができると共に、次の効果を有す
る。

本発明では、油ポンプが完全に停止して、油ポ
ンプ吐出系統の油圧が零を示すと自動的に回転機
危急停止信号は解除され、リセツト状態となる。
従つて別にリセツト用のスイツチを設置する必要
はない。

また、本発明では、複数の圧力スイツチが同時
にOFFの状態を示したときに、回転機が危急停
止することにしているので、圧力スイツチの電源
がたたれる等の事故時には、回転機が危急停止と
なり、安全側の動作ともなる。

従つて、本発明では、回転機と油ポンプとが連
結している装置における補助車軸の故障を即座に
検知し、回転機を自動的に停止し得るので、回転
機の制御が不可能になる事態を未然に防止する効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の補助車軸切損検知装置によ
り蒸気タービンをトリツプさせる保護装置を示す
全体構成図であり、第２図は、第１図に示した補
助車軸切損検知装置における油圧設定値が異なる
２種類の圧力スイツチのON状態及びOFF状態を
示す説明図である。 １１……油ポンプ、１２……蒸気タービン、１
６……補助車軸、２６，２７……圧力スイツチ、
３４……加減弁、３６……判定器、３７……危急
遮断弁、４１……油室、４２……オリフイス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 補助車軸を介して回転機に接続され、前記回
   転機の軸受潤滑油を吐出系統を介して供給する油
   ポンプの補助車軸の切損を検出する油ポンプの補
   助車軸切損検出装置において、 油ポンプの吐出系統から分岐された第１の油管
   に接続され、検出した吐出系統の油圧が第１の油
   圧設定値よりも低いときに第１の状態となり、そ
   れ以外のときに第２の状態となる第１の圧力スイ
   ツチ、 前記油ポンプの吐出系統から分岐された第２の
   油管に接続されたオリフイスと油室、オリフイス
   と油室の接続部から油管を介して接続され、検出
   された吐出系統の油圧が前記第１の油圧設定値よ
   りも高く設定された第２の油圧設定値以上である
   ときに第１の状態となり、それ以外のときに第２
   の状態となる第２の圧力スイツチ、 前記第１の圧力スイツチと前記第２の圧力スイ
   ツチとがともに第１の状態であるとき、前記補助
   車軸の切損を検出する判別器、 から構成される油ポンプの補助車軸の切損検出装
   置。