JPH0610615A - シール油及び潤滑油の供給方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シール油相互間の温度差を最小にすると共に
軸受潤滑油供給系統の温度よりも高い温度に維持した状
態で、発電機のシャフトを包囲するグランドシールにシ
ール油を供給するシステムを提供する。 【構成】 空気側シール油の温度を基準とし、空気側シ
ール油温度と水素側シール油温度の差を利用して水素側
シール油の温度を調節する。空気側シール油温度は、軸
受潤滑油温度を基準とする別個の制御器により調節され
る。本発明のシステムを用いると、熱膨張差が発電機の
シャフト（１）及びグランドシール（１２）内に生じな
いようになると共にシール油の温度調節のためにオペレ
ータが注意する必要がなくなるという利点がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はタービン発電機に関し、
特に、発電機からの水素ガスの漏出と発電機内への水分
及び空気の漏入を共に阻止し、或いは最少量に抑えると
共にグランドシールと軸受との間の好ましい温度差を維
持するためのグランドシール及び軸受潤滑に係るシステ
ムに関する。特に、本発明は、発電機のグランドシール
に供給されるシール油と軸受に供給される潤滑油の温度
を調節して発電機シャフト中に熱膨脹差を生じさせる場
合があるシール油と潤滑油の温度差を制御するシステム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】代表的な構成の発電機は、発電のために
発電機の回転子を回転させるようタービンからのトルク
を伝えるシャフトを有する。回転子シャフトは又、軸受
によって支持されるよう発電機の他方の側から延びてい
る（しばしば、励磁器側と呼ばれる）。一般に、発電機
内では、熱伝達を良好にすると共に風損を減少させるた
めに水素またはヘリウムのようなガスを含む環境が形成
されている。トルクを伝えるシャフト側（タービン側）
だけではなく支持手段を構成するシャフト側（励磁器
側）においては、ガスの漏出を阻止すると共に発電機の
内部への水分または空気の漏入を阻止するためのシール
又は封止装置が設けられている。シールは、油の２つの
流れをシャフトに向かって、そしてシャフトに沿って差
し向けるグランドシールの形態であるのがよい。一方の
油の流れ（水素側シール油）はシャフトに沿って発電機
に向かって流れて外気への水素の漏出を防ぐ。他方の油
の流れ（空気側シール油）は発電機内への空気または水
分の接近を阻止するよう軸受に向かって外方に流れる。
油は水素、空気及び水分を吸収する傾向があるので、給
油システムは別々のものであり、それにより、外気への
水素の漏出を防止すると共に発電機内の水素を高純度に
維持する。最良の作動状態を得るためには、空気側シー
ル油と水素側シール油の温度は同一またはその近傍の温
度に維持されるべきであり、４°Ｆ以内に保たれるべき
である。もし油が同一またはその近傍の温度でなけれ
ば、シールリングは変形し、或いは熱により不均一に形
状が変化した状態になる場合があり、それによりシャフ
トの回転時に振動が生ずる。シールリングの変形によ
り、シャフトとシールリングは相互に擦れ合う場合があ
り、それによりシャフトが局所的に加熱されて曲がった
り振動が生ずる場合がある。かくして、空気側シール油
及び水素側シール油を同一温度またはその近傍の温度に
維持することが不可欠である。

【０００３】本出願人に付与された米国特許第５，１４
７，０１５号は、供給油相互間の温度差を減少させ、或
いは最少限に抑えるよう温度を正確且つ経済的に調節す
ることができるグランドシールリングへのシール油の供
給システムを開示している。この給油システムを用いる
と、空気側シール油温度を水素側シール油温度の調節の
ための基準として利用することにより、手動の制御また
は個々の制御器を用いる場合のように調節を常時行なう
ことは不要になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】油を発電機の軸受に供
給するために追加の潤滑系統が設けられるが、この潤滑
系統はシール油温度とは無関係に、軸受に供給される油
の温度を調節する。従来、軸受シール油とグランドシー
ル油の供給装置間に存在する温度差にあまり関心が向け
られなかった。本発明者により、シール油の温度を軸受
油の温度よりも高く維持することが有益であることが分
かった。シールリングは軸受に隣接して位置し、シャフ
トの温度（それゆえにその直径）は軸受油温度の変化の
影響を受ける。真鍮製シールリングの寸法形状は、鋼製
発電機シャフトの場合よりも、温度の変化につれて一層
大きく変化する。シール油温度が低いと、シャフトとリ
ングとの間のクリアランス又は隙間が減少する。これに
より、シャフトとリングは相互に擦れ合って損傷を生じ
る。

【０００５】かくして、好ましい油の温度差を維持でき
るグランドシール油供給装置と軸受潤滑油供給装置の温
度を調節するためのシステムが要望されている。好まし
くは、かかるシステムは、連続手作業を不要にするよう
自動操作が可能であり、調節手順に必要な複雑さを最少
限に抑えることができるものである。

【０００６】したがって、本発明の目的は、供給される
シール油を同一又はほぼ同一の温度、軸受潤滑油供給装
置の温度に対して所望の温度範囲内に保つことができる
シール油供給装置を提供することにある。

【０００７】本発明の別の目的は、連続的な温度調節が
不要な好ましい温度差内でシール油及び潤滑油を供給す
るための温度調節装置を提供することにある。

【０００８】本発明の別の目的は、各給油装置について
の正確な温度調節が不要であるシール油及び潤滑油のた
めの温度制御方式を提供することにある。

【０００９】本発明のさらにもう一つの目的は、シール
油が潤滑油よりも高い特定の温度状態にあり、一方の装
置の温度が第２の装置の温度制御器を調節するための基
準として用いられるシール油及び潤滑油の供給装置を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】発電機シャフトのグラン
ドシールにシール油を供給すると共に潤滑油をシャフト
の軸受に供給する方法及び装置が提供される。本発明に
よれば、空気側シール油装置と水素側シール油装置の温
度差を、所定の範囲内に、しかしながら軸受潤滑油装置
よりも高いレベルに維持する。グランドシール給油装置
は、油をグランドシールの第１の部分に供給するための
第１の給油手段及びグランドシールの第２の部分に油を
供給するための第２の給油手段を含む。本発明の装置
は、グランドシールの第１の部分に供給される油の温度
を表わす第１の基準温度信号を出す第１の基準温度手段
と、第１の基準温度信号に応じてグランドシールの第２
の部分に供給される油の温度を制御するための第１の温
度調節手段を有する。第２の基準温度手段が潤滑油の温
度を表わす第２の基準温度信号を出し、第２の温度調節
手段が、第２の基準温度信号に応答してグランドシール
の第１の部分に供給される油の温度を調節する。好まし
くは、グランドシールに供給される油の温度は、軸受潤
滑油の温度よりも高い温度に維持される。かくして、調
節を常時行なうことは不要であり、しかも３つの別々の
装置について極めて高精度の制御器を用いることは不要
である。

【００１１】本発明の上記目的及び利点並びに他の目的
及び利点は、図面を参照して以下の詳細な説明を読むと
明らかになろう。

【００１２】

【実施例】図１は大型発電機（水素または他のガスの内
部ガス圧力が３０〜３５ｐｓｉであるような発電機）に
設けられているシール及び軸受構造体の横断面図を示
す。発電機シャフト１はトルクをタービンからタービン
側の発電機回転子に伝達するか、或いはタービン側とは
反対側の励磁機側の回転子を支持することになろう。シ
ャフトを支持するための軸受２が設けられており、軸受
の外部の領域１０は周囲空気に曝されている。グランド
シール構造体は全体が参照符号１２に示されており、流
体をシャフトに向かって且つシャフトに沿って差し向
け、外気（１０）の空気及び水分と水素ガス１４の内部
雰囲気との間にシールを形成している。シャフトを支持
すると共に発電機内の水素雰囲気をシールするために水
素発電機の励磁機及びタービン側の両方に軸受及びグラ
ンドシールが設けられている。グランドシールはシャフ
トの重量を支持しないがシャフト上で自重を支持する。

【００１３】基本的にシール油の２つの流れがグランド
シールのそれぞれの入口１６，１８に与えられる。発電
機または水素側に隣接した入口１６を通る流れを水素側
シール油と称し、入口１８への流れを空気側シール油と
称する。グランドシールは、それぞれのシール油をグラ
ンドシールリング２０に差し向けるためのチャンネル１
６ａ，１８ａを含み、グランドシール２０はシール油を
管状グランドシールリングに形成されているチャンネル
１５，１７を経てシャフトへ差し向ける。チャンネル１
５，１７はシール油を、シャフトにシール油を供給する
ようシャフトの周りに延びる管状の溝に供給する。

【００１４】シール油はシャフトへ差し向けられ、それ
によりシール油はシャフト１上に示す矢印で指示される
ようにシャフトに沿って流れる。水素側シール油は、ラ
ビリンス形シールリング３４によって発電機内に入るの
が阻止され、ラビリンス形シールリングの形態は代表的
には、半径方向のクリアランス（隙間）が約０．０１０
〜０．０２０インチの真鍮製リングである。シャフトに
沿って流れた後、水素側シール油は矢印３０で示すよう
にドレンに差し向けられる。空気側シール油は軸受２へ
差し向けられ、符号３２で示すように排出される。材質
が鉛、鈴またはその他の軟質材料であるＵ字形バビット
３６が設けられていて、シャフトとグランドシールが万
一互いに接触しても、シャフトの摩耗は大きくならない
ようになっている。かくしてバビットは、グランドシー
ルリング（代表的には材質はブロンズ）よりも柔らかい
表面を呈し、またバビットの材料よりも硬度が大きく且
つ融点が高い。かくして、水素側シール油はチャンネル
１６ａ，１７及び溝２６を通り、シャフトに向かってそ
してシャフトに沿って流れ、３０で示すように排出され
る。水素側シール油は、発電機の内部からの水素の漏出
を防止する。水素側シール油及び空気側シール油が実質
的に同じ圧力で供給されてシール油の混合が防止され
る。かくして、空気側シール油によって吸収された空気
または水分は、発電機の内部から遠く離れたままにな
り、水素側シールによって吸収された水素は外気から離
れたままになる。

【００１５】空気側シール油は発電機シャフトへ差し向
けられ、そしてそれに沿って流れ、３２のところで排出
され、かくして発電機の内部への水分及び空気の接近が
防止される。また、浮遊油がチャンネル１９へ差し向け
られる。チャンネル１９はグランドシールリングに働く
合力としての側方力を減少させるのを容易にするために
圧力をグランドシールリング２０に及ぼすのに役立つ。
チャンネル１９への流れは、符号１６，１８のところに
おけるシール油の圧力よりも大きな圧力のものであるの
がよいが、一般的に、シール油１６，１８の圧力と同一
のシール油圧力を用いたり、代表的には１９のところで
送られるシール油は、符号１８のところでシールに送ら
れる空気側シール油の源と同一の源からのものであろ
う。浮遊油は、グランドシールリングに働く軸方向外向
きの力を及ぼす発電機内部のガス圧力を補償するのに役
立つ。

【００１６】上述のように、水素側シール油と空気側シ
ール油の相互の温度差を最少限に抑えることが極めて重
要である。温度差はせいぜい４°Ｆにすべきである。も
し温度差を最少限にしなければ、グランドシールリング
の不均一な熱膨脹により振動が生じ、発電機のシャフト
が損傷する場合がある。例えば、水素側シール油が空気
側シール油よりも高温であれば、空気側に隣接したグラ
ンドシール部分は空気側に対して拡がることになり、そ
れによりグランドシールリング（又は、特にリングと関
連のあるバビット）の擦れにより振動が生じるという結
果になり、それにより、シャフトの局所的な加熱及び曲
りが生ずる。

【００１７】図２は、既存の方法または装置に従って構
成された水素側シール及び空気側シールの給油システム
を示している。図２に示すように、発電機シャフトに設
けられたシールは、符号４０で示すように発電機シャフ
トへ差し向けられた空気側シール油及び符号４２で示す
ように水素側シール油を含む。均圧弁４８の操作のため
に一対の圧力センサ４４，４６が設けられており、空気
側シール油及び水素側シール油の圧力は同一になるよう
になっている。水素側シール油は、発電機シャフトの通
過後、グランドシール（３０、図１参照）から排出され
て脱泡タンク５０内に流入する。脱泡タンクが、シール
油の速度を遅くし、水素の泡がシール油から抜け出るこ
とができるよう広いシール油表面積を提供する。

【００１８】空気側シール油は、グランドシールから、
符号５１で示すように軸受潤滑油の戻りを備えた共通ド
レン５２に流入する。軸受潤滑油及び空気側シール油は
ループ形シールタンク５４に戻され、この中で油の泡
（場合によっては微量の水素）がループ形シール油蒸気
抽出器によって抜き取られる。ループ形シールタンク
は、発電機の潤滑系統とのインターフェイスを構成し、
油をグランドシールの空気側及び軸受（ドレン５２を経
て）から受け入れ、油は符号５３で示すように潤滑系統
に戻る。ループ形シールタンク５４は、ライン５６を経
て空気側シール油のための油源を提供する。かくして、
従来型装置では、ループ形シールタンクは高温空気側シ
ール油及び軸受油を受け入れ、過剰分を主潤滑油系統に
戻すことができ（５３）、高温のシール油を、冷却器６
０による冷却のためのポンプ５８に通す。

【００１９】次いで、ループ形シールタンク５４からの
空気側油は冷却器６０を通って圧送され、冷却器６０
は、油の温度を調節するための冷却水を供給するための
水入口ポート及び出口ポート６２を含む。フィルタ６４
を通過した後、油は符号４０で示すように発電機シャフ
トへ進む。

【００２０】水素側シール油供給装置内における適当な
油の供給を維持するために追加のライン６６，６８が設
けられている。特に、油のレベルがフローライン６６か
ら油を受け入れるよう低くなったときに開くフロート弁
装置７０が調節タンク７２内に設けられている。油のレ
ベルが油をライン６８を通って空気側シール油ポンプの
吸込み側に放出するほど高くなると開く追加のフロート
弁７４が設けられている。バイパスライン７６は、空気
側シール油の圧力を維持するためのバイパス調節器７８
を備え、空気側シール油の圧力が、正常な作動中発電機
内の水素ガス圧力よりも十分高く維持され、代表的に
は、油圧力が水素ガス圧力よりも１２ｐｓｉ高い圧力状
態に維持されるようになる。所望の圧力差を達成するた
め、センサ７５が脱泡タンクのヘッドスペース内のガス
圧力を検出し、センサ７７が空気側シール油の圧力を検
出し、弁７８はガス圧力よりも１２ｐｓｉ高い油圧を維
持するよう制御される。

【００２１】水素側シール油供給装置は油を調節タンク
７２からポンプ８０に送り、ポンプ８０は加圧状態の油
を、冷却器８２及びフィルタ８４を通り、次に均圧弁４
８を通り、符号４２で示すように発電機シャフトに供給
する。均圧弁によっては必要とされないポンプの部分を
ポンプの吸込み側に戻すことができるようポンプバイパ
ス調節器（図示せず）を設けてもよい。水素側冷却器
は、水を供給するための流れ通路８６を有し、水の供給
量は油の冷却の度合を制御するよう調節される。従来型
システムでは、水素側冷却器及び空気側冷却器への冷却
水の手動制御は、空気側シール油及び水素側シール油装
置内の温度を調整するのに利用することができる。しか
しながら、手動の制御を用いて温度差を最少限に抑える
よう温度を調節することは困難であることが多く、オペ
レータが常時注意を向ける必要がある。

【００２２】別法として、同一温度にセットされた個々
の温度制御器が設けられていた。しかしながら、個々の
制御器では個々のシステムの精度におけるばらつきによ
り、温度が設定温度から逸脱する場合がある。もっと重
要なことには、温度制御器が正確であっても、システム
は流量及び水冷却材温度の変動により不規則に動作する
ことになり、油及び水素シール油温度は、制御器が油の
温度を設定温度にしようとして冷却材の流量を調整する
ことができるまで設定温度から逸脱したままである。加
えて、既存のシステムでは、温度をほぼ同一に且つ最大
温度よりも低く、例えば１２０°Ｆ以下になるよう制御
するための別個の冷却器が必要である。

【００２３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、空気側シー
ル油及び水素側シール油の別個の制御は行なわれていな
いけれども温度差調節装置が空気側油温度を基準として
用いて水素側油温度を制御するのに用いられているよう
な米国特許第５，１４７，０１５号の発明を示してい
る。特に、グランドシールに供給中の空気側シール油の
温度を検出し、その温度を表わす信号を微分器１０２に
送るセンサ１００が設けられている。また、微分器１０
２に、グランドシールに供給中の水素側シール油の温度
を表わす信号を出す温度センサ１０４が設けられてい
る。この場合、微分器１０２は符号１０３で示すような
信号を弁制御器１０５に与え、弁制御器１０５は次いで
水素側シール油の冷却の度合を調節する。

【００２４】水素側シール油はポンプから通路１０６に
沿って流れ、符号１０８で冷却器に送り込まれ、冷却器
１１０によって冷却され、次いで三方弁１１４を通りグ
ランドシールに向かって符号１１２で冷却器から送り出
される。グランドシールに供給されるシール油温度を調
節するよう冷却状態のシール油及び非冷却状態のシール
油の混合を行なうことができるバイパスライン１１６が
設けられている。三方弁１１４により混合の比率を調節
できる。かくして、弁制御器１０５は弁１１４が混合状
態を変化させて水素側シール温度を空気側シール温度の
基準温度に合わせて調節するよう制御器またはアクチュ
エータ１２０に信号を与える。かくして、水素側シール
油の温度が、空気側シール油の温度よりも高いことが検
出されると、三方弁１１４は１１６を通る流量を減少さ
せ、或いはゼロにして、弁１１４を通る流れの割合の増
加分が冷却器の出口１１２から生じるようにする。温度
が基準温度よりも低いと、弁１１４はバイパス１１６か
らの流量を増加させるよう制御される。

【００２５】米国特許第５，１４７，０１５号の温度制
御装置は空気側シール油を基準として利用しているの
で、空気側シール油の別個の正確な制御は、水素側シー
ル油との温度のマッチングのためには不要である。水素
側シール油による空気側シール油の別個の高精度の制御
は不要なので、空気側シール油の別個の冷却器も不要で
あり、空気側システムは主装置内で冷却された潤滑系統
からの油を利用すれば足る。最も重要なことには、空気
側シール油と水素側シール油の温度差は一層一貫して最
少限に抑えられる。というのは、システムは２つの互い
に独立に制御されるシステムの変動を受けないからであ
る。

【００２６】上記の利点に加えて、図３（Ａ）のシステ
ムでは、冷却シール油及び非冷却シール油を混合するこ
とにより一層早く且つ当然予想される応答を得ることが
できる。その理由は、それは、冷却器への冷却水の供給
量を制御する従来型システムとは対照的に、温度を制御
するために行なわれる油の混合であるからである。冷却
水の温度は広範に変動することが多く、したがって、シ
ール油の冷却の際の水の流量の変化の効果を予測するこ
とは困難である。図３（Ａ）のシステムでは、冷却器を
通る流量を実質的に一定に維持することができる。図３
（Ａ）のシステムのもう１つの利点は、冷却器を通る水
の向流量を維持することができることにあり、したがっ
て冷却器内の堆積物の生成量が減少し、それにより冷却
器の寿命及び効率的な動作を長くすることができる。

【００２７】制御方式の変形例が図３（Ｂ）に示されて
いる。図３（Ｂ）の構成では、バイパス１１６及び三方
弁は省かれ、温度の調節は冷却器を通る水の流量を制御
することによって行われる。図３（Ｂ）のシステムでは
上述のシール油混合操作と関連のある利点が得られない
が、空気側シール油の温度制御器及び冷却器を不要にで
き、しかも水素側シール油と空気側シール油の最少限に
抑えられた温度差を一層一定にする上で従来型システム
よりも以前として有利である。図３（Ｂ）の構成では、
制御器またはアクチュエータ２２０は弁制御器（図３
（Ａ）の１０５で示す制御器と類似している）から信号
を受信し、この弁制御器は、微分器（１０２）からの温
度差信号に応答して冷却器２１０の出口弁２２２の動作
を制御し、それにより冷却器を通る水の流量を調節し、
かくして２２６で示すように冷却器からの水素側シール
油の温度を調節する。

【００２８】図４は、図３（Ａ）のバイパス構造を少し
詳細に示した図である。図４に示すように、空気側ポン
プは、ＡＣモータによって駆動される一対のシール油ポ
ンプ（ＳＯＰ１、ＳＯＰ２）を含み、非常時用シール油
ポンプ（ＥＳＯＰ）がＤＣモータによって駆動される。
流体はＡＣモータで駆動されるシール油ポンプ（ＨＳＯ
Ｐ）によって水素側で加圧される。かくして、図４に示
すように、この場合フィルタ２５０，２５２からの油の
温度は、温度センサ１００，１０４によって検出され、
温度センサ１００，１０４は信号を制御ユニット１０
２，１０５に送り、制御ユニット１０２，１０５が温度
信号を識別して温度信号の差に基づいて弁制御信号を生
じさせる回路を含む。制御器１０２，１０５はかくし
て、三方弁１１４によって冷却状態及び非冷却状態のシ
ール油の混合の度合を制御する弁制御器１２０に信号を
出力する。適当な弁動作により空気側シール油及び水素
側シール油を同一圧力に、即ち発電機内の水素ガス圧力
よりも約１２ｐｓｉ高い圧力に維持する。

【００２９】図４に示すような米国特許第５，１４７，
０１５号に開示されている発明の一特徴によれば、潤滑
油が２６０で示されるように空気側装置内への主供給源
として用いられる。このシステムでは空気側シール油の
別個の高精度の制御は不要なので、主潤滑系統から冷却
された油を別個の冷却器を用いる必要なく利用すること
ができる。ループ形シールタンクは２６２で示すように
空気側シール油タンクに連結されているが、バックアッ
プシール油供給手段として用いられるに過ぎない。特
に、ループ形シールタンクからの油は潤滑油よりも低い
圧力状態で供給され、ループ形シール油は全体として、
もし潤滑油の温度が低下しなければシステムに入ること
はない。シール油の逆流を防止するための逆止弁１６
１，１６４が設けられている。かくして、潤滑油は空気
側シール油装置に直接供給され、高温のループ形シール
油はバックアップまたは非常時の流れとして用いられ
る。これとは対照的に従来型装置では、高温の油はルー
プ形シールタンクから空気側シール油装置に供給され
る。従来型装置では、バックアップ装置はグランドシー
ルに直接送られた潤滑油を用いており（即ち、図２にお
ける４２，４０）、かくして非常時用バックアップとし
てグランドシールに適当に加圧された状態の流れを生じ
させるための追加のハードウェアを必要とする。

【００３０】引き続き図４を参照すると、保守または修
理が可能となるようポンプ装置の種々の部分を隔離する
ための適当な遮断弁３５３，３５５，３５６，３５８，
３５９，３６１が用いられている。逆流を防ぐための逆
止弁が３５４，３５７，３６０，３６３のところに設け
られている。過剰の圧送流体圧力をポンプの吸込み側に
送り戻すためにバイパス逃がし弁３４２，３８０，３８
１，３８２が設けられている。圧力調整器３６４が発電
機のシールに供給される空気側シール油の圧力を調節す
る。均圧弁３１０，３１７の働きにより、グランドシー
ルに供給されるシール油は同一の圧力となる。空気側タ
ービン制御装置に連結するための弁３７０が設けられて
おり、タービン制御装置はシール油圧力を検出し、シー
ル油圧力が不十分であるタービン発電機の作動を停止さ
せる。かくして、水素側シール油は３３０，３３２で示
すようにグランドシールに供給され、空気側シール油は
３３４で示すようにグランドシールに供給される。空気
側供給３３４は分割され（図示せず）、発電機の各側に
設けられた一対のグランドシールに給油する。

【００３１】シールの水素側から排出される油は符号３
９０で示すように調節タンク３９１内に排出される。発
電機軸受からの油は、２３４，２３５で示すようにルー
プ形シールタンクによって集められ、調節タンク（２３
１）からの油及び空気側ドレンは２３６で示すように集
められる。変形例として、所望ならばタンク（２３１）
のドレンをループ形シールタンクではなくて空気側シス
テムに供給してもよい。レベル指示器ＬＩはオペレータ
にメートル指示を出し、レベルセンサＬＳは、タンクレ
ベルが高すぎると警報を出すと共に、或いはドレン弁２
３１を作動させる。レベルセンサにより調節タンク内の
レベルが低いことが指示されると、油を空気側システム
から流入させるようソレノイド３９２を設けるのがよ
い。また、調節タンク内の過剰のガス圧力の増大を阻止
するためベント２３０が設けられる。次いで、調節タン
クからの油は遮断弁または隔離弁３３７を通って水素側
ポンプに送り戻され、その連結構成は図面の明確化のた
め破線で示されている。

【００３２】上述のように、本発明者は、グランドシー
ル給油装置の温度を潤滑油供給装置に対して所定の範囲
内に維持することも望ましいことであることを発見し
た。好ましくは、シール油温度を軸受潤滑油よりも約２
°Ｆ高く維持する。次に図５を参照して本発明の装置を
以下に説明する。図５は、２つの油の供給手段４０３，
４０６が用いられる発電機のための油供給装置４００の
略図であり、第１の油供給手段４０３は油をグランドシ
ールに供給するものであり、第２の油供給手段４０６は
潤滑油を軸受に供給するためのものである。加うるに、
グランドシール給油手段は、油を空気側に供給する第１
の部分４０９と油をシールの水素側に供給する第２の部
分４１２に分割される。軸受潤滑油供給装置４０６が油
を管４１５を経て発電機の軸受に供給する。図５に示す
実施例は、空気側の油供給手段４０９及び水素側油供給
４１２のそれぞれについて別々の冷却器４１８，４２０
がそれぞれ用いられた型式のものである。シール油が空
気側と水素側の両方についてグランドシールから戻ると
（４２４，４２７）、それぞれの対応する冷却器に送ら
れる。各冷却器４１８，４２１は、シール油の冷却を行
なうための水入口４３０，４３３及び出口４３６，４３
９を有する。このようにシール油を冷却した後、シール
油はそれぞれの冷却器から出て三方弁混合／制御弁４４
２，４４５に入る。三方弁の両方は、冷却状態の油４５
４，４５７との混合のため発電機シールから高温のシー
ル油を受けるための入口導管４４８，４５１を有し、こ
れについては以下に詳細に説明する。シール油は次に三
方弁４４２，４４５から、管４０９，４１２を経て上述
の方法で発電機グランドシールに送られる。

【００３３】空気側シール油及び水素側シール油をグラ
ンドシールに送る管４０９，４１２のそれぞれに温度セ
ンサ４６０，４６３が設けられている。空気側シール油
温度は、基準（第１の基準温度）として用いられて水素
側シール油温度（第１の調節される温度）を調節する。
これらセンサからの出力信号４６６，４６９は第１の温
度差伝送器４７２への入力として使用される。この場
合、第１の伝送器からの出力４７５は第１の弁制御器４
７８への入力として用いられ、第１の弁制御器４７８は
シール油をグランドシールの水素側部分に送る管の三方
混合弁４４５を制御する。

【００３４】本発明の主要な特徴は、第２の一連の温度
センサ４８１，４８４、温度差伝送器４８７及び軸受潤
滑油供給装置４０６及びグランドシール空気側シール油
供給装置４０９に対して動作可能な弁制御器４９０が設
けられていることにある。発電機の軸受（図示せず）に
接続されている供給管４１５には第３の温度センサ４８
１が設けられている。このセンサ４８１からの出力４９
３は次に、第２の温度差伝送器４８７への入力として用
いられる。これにより第２の基準温度が得られる。第２
の温度差伝送器への別個の入力が、空気側供給ライン内
に設けられている別の温度センサ４８４によってもたら
される。供給間４０９には図面において２つの別個のセ
ンサが示されているが、これら２つのセンサ４６０，４
８４の機能を統合して空気側供給管に設けられる単一の
センサの状態にしてもよいことは理解されるべきであ
り、かかるセンサは温度差伝送器のそれぞれについて１
つづつ合計２つの出力信号を備える。次に、第２の温度
差伝送器４８７からの出力を、第２の弁制御器４９０へ
の入力として用い、その出力は油をグランドシールの油
側に送る管に設けられた三方混合弁４４８に与えられ
る。かくして、第２の基準温度（軸受潤滑油の温度）及
び第２の調節温度（グランドシール空気側温度）は、本
発明の装置内で得られる。温度差伝送器４７２，４８７
及び弁制御器４７８，４９０の機能を組み合わせて単一
の差動制御器を構成することができ、説明の簡略化のた
め別々の構成を示している。

【００３５】三方形混合／制御弁４４５，４４８はそれ
ぞれ、高温のシール油４２４，４２７を冷却器４１８，
４２１の周りを迂回させて供給管４０９，４１２に送る
よう動作でき、それにより、空気側シール油及び水素側
シール油の所望の温度を得ることができる。この構成に
より、空気側シール油の温度及び水素側シール油の温度
が実質的に同一に保たれるようになると共にこれら両方
の温度が軸受潤滑油の温度よりも高く維持されるように
なる。かくして、オペレータが供給装置の各々に常時注
意を向ける必要が無くなる。

【００３６】変形例が図６に示されており、この変形例
では、グランドシール油温度の調節は、水絞り弁４９
９，５０２により行われる。空気側シール油及び水素側
シール油の供給部分４０９，４１２に対する冷却程度の
調節は、冷却器４１８，４２１の各々を通る冷却水を調
節することにより行われる。これら方式の各々の相対的
な利点は上述の通りであるが、既にこのような構成にな
っている給油装置を再設計して本発明の教示を取り入れ
るには、温度センサ（４６０，４６３，４８１，４８
４）、温度差伝送器（４７２，４８７）及び弁制御器
（４７８，４９０）の機能を最少限の出費で追加すれば
良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関連のあるグランドシール及び軸受構
造体の断面図である。

【図２】従来型の水素側及び空気側シール油の略図であ
る。

【図３】（Ａ）は本発明による空気側及び水素側シール
油温度調節装置の略図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の温度
調節装置の修正例を示す略図である。

【図４】図３（Ａ）の温度調節装置を利用する水素側及
び空気側シール油供給装置の技術的構成図である。

【図５】シール油を本発明のグランドシールの空気側及
び水素側に供給する３つのシール油供給装置及び軸受の
潤滑油供給装置の略図である。

【図６】本発明の給油装置の変形例を示す略図である。

【符号の説明】

１ 発電機シャフト ２ 軸受 １０ 空気側領域 １２ グランドシール構造体 １４ 水素側領域 １６，１８ シール油の入口 １５，１７ チャンネル ２０ グランドシール・リング ２６，２８ 溝 ３４ ラビリンス形シールリング ３６ バビット １００，１０４ センサ １０２ 微分器 １０５ 弁制御器 １１０，２１０ 冷却器 １１４ 三方弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル ジョセフ ラシンスキー アメリカ合衆国 フロリダ州 ウインター スプリングス チョークチェリー コー ト 930

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電機シャフトのグランドシールにシー
   ル油を供給すると共に潤滑油をシャフトの軸受に供給す
   る方法において、第１の油をグランドシールに供給する
   段階と、第２の油を軸受に供給する段階と、第１及び第
   ２の供給油の温度を検出する段階と、グランドシールに
   供給された第１の油の温度が軸受に供給された第２の油
   の温度に対して所定の差がある状態に維持するように第
   １の供給油を冷却する段階とを有することを特徴とする
   方法。
2. 【請求項２】 グランドシールへの第１の油の供給段階
   では、第１の油をグランドシールの第１及び第２の部分
   に分配供給し、該第１及び第２の部分に供給される第１
   の油の温度を実質的に同一に保つことを特徴とする請求
   項１の方法。
3. 【請求項３】 グランドシールに供給される第１の油
   を、軸受に供給される第２の油よりも高い温度に保つこ
   とを特徴とする請求項１又は２の方法。
4. 【請求項４】 発電機シャフトのグランドシールにシー
   ル油を供給すると共に潤滑油をシャフトの軸受に供給す
   る装置において、グランドシール給油装置は、グランド
   シールの第１の部分に油を供給する第１の給油手段及び
   グランドシールの第２の部分に油を供給する第２の給油
   手段を含み、グランドシール給油装置は更に、グランド
   シールの第１の部分に供給される油の温度を表す第１の
   基準温度信号を出す第１の基準温度手段と、グランドシ
   ールの第２の部分に供給される油の温度を第１の基準温
   度信号に応じて調節する第１の温度調節手段と、潤滑油
   の温度を表す第２の基準温度信号を出す第２の基準温度
   手段と、グランドシールの第１の部分に供給される油の
   温度を第２の基準温度信号に応じて調節する第２の温度
   調節手段とを有することを特徴とする装置。
5. 【請求項５】 第１の基準温度手段は、グランドシール
   の上流側で第１の給油手段内に配置された第１の基準温
   度センサを含み、該第１の基準温度センサは、グランド
   シールの第１の部分に供給される第１の油の温度を表す
   第１の基準温度信号を出すことを特徴とする請求項４の
   装置。
6. 【請求項６】 第１の温度調節手段は、第２の給油手段
   内に配置された第１の調節温度センサを含み、該第１の
   調節温度センサは、グランドシールの第２の部分に供給
   される第２の油の温度を表す第１の調節温度信号を出す
   ことを特徴とする請求項５の装置。
7. 【請求項７】 第１の温度調節手段は、第１の基準温度
   信号と第１の調節温度信号を比較し、グランドシール給
   油装置の第１の給油手段と第２の給油手段との間の油の
   温度差を表わす第１の温度差信号を出す第１の微分器を
   含むことを特徴とする請求項６の装置。
8. 【請求項８】 第１の温度調節手段は、第１の調節温度
   センサの上流側で第２の給油手段を冷却するための第１
   の冷却手段を含み、第１の温度調節手段は、第１の温度
   差信号に応じて第１の冷却手段が第２の給油手段に及ぼ
   す冷却の度合を調節するための第１の冷却度調節手段を
   さらに含むことを特徴とする請求項７の給油装置。
9. 【請求項９】 第１の冷却手段は、水の入口通路及び出
   口通路を備えていて、グランドシールの第２の部分に供
   給される油を冷却するための第１の冷却器を含み、第１
   の冷却度調節手段は、第１の温度差信号に応じて第１の
   冷却器を通る水の流量を調節するよう第１の弁の動作を
   制御するための手段を含むことを特徴とする請求項８の
   給油装置。
10. 【請求項１０】 第１の冷却手段は、前記油を冷却する
    ために、グランドシールの第２の部分に供給される油の
    少なくとも一部を通す第１の冷却器を含み、第２の給油
    手段は、油を第１の冷却器に供給する第１の油通路及び
    冷却しない油をグランドシールに向かって第１の冷却器
    を通り越して供給するための第１のバイパス通路を含
    み、第１の冷却度調節手段は、第１の冷却器からの冷却
    油と第１のバイパス通路からの非冷却油を混合すると共
    に第１の温度差信号に応じて冷却油と非冷却油の比率を
    変化させるための手段を含むことを特徴とする請求項８
    の装置。
11. 【請求項１１】 潤滑油供給装置をさらに有し、第２の
    基準温度手段は、軸受の上流側で潤滑油供給手段内に配
    置された第２の基準温度センサを含み、第２の基準温度
    センサは潤滑油の温度を表わす第２の基準温度信号を出
    すことを特徴とする請求項４の装置。
12. 【請求項１２】 第２の温度調節手段は、第１の給油手
    段内に配置された第２の調節温度センサを含み、第２の
    調節温度センサは、グランドシールの第１の部分に供給
    される第１の給油手段の油の温度を表わす第２の調節温
    度信号を出すことを特徴とする請求項１１の装置。
13. 【請求項１３】 第２の温度調節手段は、第１の基準温
    度信号と第２の調節温度信号を比較し、潤滑油とグラン
    ドシール給油装置の第１の給油手段の油との温度差を表
    わす第２の温度差信号を出す第２の微分器を含むことを
    特徴とする請求項１２の装置。
14. 【請求項１４】 第２の温度調節手段は、第２の調節温
    度センサの上流側で第１の給油手段を冷却するための第
    ２の冷却手段を含み、第２の温度調節手段は、第２の温
    度差信号に応じて第２の冷却手段が第１の給油手段に及
    ぼす冷却の度合を調節するための第２の調節手段をさら
    に含むことを特徴とする請求項１３の装置。