JPH085284Y2 - 回転機械の過速度遮断装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、蒸気タービンやガスタービン等の高速回転
機械が過速したとき、自動的に停止させる非常停止装置
における過速度遮断装置に関する。

従来の技術 蒸気タービンやガスタービンにおいては、その回転速
度が定格回転速度を約10％上回ったときには、タービン
軸端部に挿着されている回転速度遮断子が遠心力によっ
てばねの力に抗して飛び出し、サーボ機構を介して、蒸
気タービンでは主蒸気止め弁と蒸気加減弁を、ガスター
ビンでは燃料供給弁を閉塞して、タービンを停止させる
ようになっている。

因みに、発電用火力設備の技術基準では、蒸気タービ
ン、ガスタービン共に、「その定格速度の1.11倍以下で
作動する非常調速装置を設けねばならない」旨規定され
ている。

第２図は、このような非常調速装置としての従来技術
による過速度遮断装置の一例を示す。

第２図において、タービン軸端部１には遮断子２が挿
着され、この遮断子２はタービン軸端部１に螺着されて
いるばね止金３とタービン軸端部１にテーパプラグ４で
固定されている底蓋５とにより挾持されている。そし
て、遮断子２を押圧するコイルばね６が、ばね止金３と
遮断子２に一体に形成されてばね座を構成する摺動円板
７との間に介在されている。

遮断子の重心Ｇはタービン軸の中心ＯからΔｌだけ偏
心して取り付けられ、 の遠心力が作用している。

但し、W :遮断子の重量 kg g :重力の加速度 980cm/sec² Δl:遮断子の偏心量 cm n :回転速度 rpm しかして、コイルばね６はこの遠心力に抗して遮断子
２を押圧しているが、回転速度が設定値に達すると、遮
断子２はばね６の力に抗してタービン軸端部１から突出
する。このときの回転数の設定は、ばね止金３のねじ込
み量を加減し、コイルばね６の圧縮量を調節して行われ
る。

ばね止金３の外周面には多数個の溝８が設けられ、コ
イルばね９によって押圧されたピン10の頭部をこの溝８
に挿入することによって、ばね止金３は固定される。な
お、符号11は止め輪を示す。

つぎに、過速度以外の非常停止やオイルトリップ試験
に際しては、タービン軸端部１に設けられている穴12か
ら矢印の方向に圧油を導入し、遮断子２の背面を圧油に
より押圧することにより、遮断子２が突出される。

考案が解決しようとする課題 以上述べた従来技術は、しかし、次のような問題があ
った。

ばね止金３をタービン軸端部１にねじ込むとき、ばね
座が回転してコイルばね６にねじりモーメントが加わ
る。このため、コイルばねがねじれたり、倒れたりし
て、ばね中心軸方向以外に３次元に変形し、コイルばね
圧縮力にばらつきが発生する。そして、このばらつきは
そのまま遮断子作動回転数のばらつきとなる。

また、過速度以外の非常停止やオイルトリップ試験に
際して穴12から矢印の方向に流入した作動油は、作動完
了後遠心力によって、底蓋５に穿設されている穴13から
流出するが、その一部は遮断子２の摺動部からタービン
軸端部１、遮断子２及びばね止金３によって囲まれた空
間14に侵入する。このうち、ばね止金３側の空間に侵入
した作動油はばね止金３に穿設している油切り穴15,16
から流出するが、底蓋５側の空間に侵入した作動油はそ
のまま残ってしまう。そして、この残存油は、タービン
が回転すると、その遠心力によって遮断子２を突出と反
対側の方向に押圧し、過速度遮断子の作動回転数を上昇
させる。

課題を解決するための手段 本考案は、以上述べた従来技術の課題を解決するため
に、回転機械の回転軸端部に挿着した遮断子を前記回転
軸端部に螺着したばね止金と前記回転軸端部に固定した
底蓋とにより挾持し、前記遮断子を押圧するコイルばね
を前記ばね止金と前記遮断子に一体に形成されてばね座
を構成する摺動円板との間に介在してなる過速度遮断装
置において、前記コイルばねと前記ばね止金との間にス
ラスト転がり軸受を介在するとともに、前記遮断子の摺
動円板に油切り通路を設けたものである。

作用 上記の手段によれば、ばね止金を回転軸端部にねじ込
むとき、そのねじりモーメントはスラスト転がり軸受の
転動体に吸収され、コイルばねに伝達されない。したが
って、コイルばねはねじれたり、倒れたりせず、ばねの
中心軸方向に正確に圧縮量が変化する。

また、遮断子と回転軸端部とによって囲まれた空間の
うち底蓋側の空間に残存した作動油は、回転軸の回転に
伴う遠心力によって遮断子摺動円板の油切り通路から流
出し、過速度遮断子の作動回転数になんらの影響も与え
ない。

実施例 以下第１図を参照して本考案の一実施例について詳述
する。なお、第１図において、第２図に示したものと同
一の部分には同一の符号を付して、その詳細な説明は省
略する。

しかして、本実施例によれば、タービン軸端部１に挿
着された遮断子２を押圧するコイルばね６とばね止金３
との間には、スラスト転がり軸受として単式平面座形ス
ラスト玉軸受21が介在されている。そして、コイルばね
６の端面位置の移動を防止するために、ばね座部にはば
ねガイド22が装着されている。

また、遮断子２の底蓋５側にあっては、ばね座を形成
する摺動円板７には、油切り通路として、油切り溝23が
周設されているとともに、油切り穴24が穿設されてい
る。

以上述べた構成によれば、ばね止金３をタービン軸端
部１にねじ込むとき、そのねじりモーメントはスラスト
玉軸受21の玉21′（転動体）に吸収され、コイルばねに
伝達されない。したがって、コイルばね６はねじれた
り、倒れたりせず、ばねの中心軸方向に正確に圧縮量が
変化する。

また、遮断子２とタービン軸端部１とによって囲まれ
た空間14のうち、底蓋５側の空間に残存した作動油は、
タービン軸の回転に伴う遠心力によって遮断子摺動円板
７の溝23及び／又は穴24から流出し、過速度遮断子の作
動回転数になんらの影響も与えない。

本考案を適用した蒸気タービンの一実施例では、過速
遮断回転数のばらつきが60rpmから10rpm以下に減少し、
またオイルトリップ試験後の回転数の上昇は殆んどない
ことが確認されている。

なお、スラスト転がり軸受として、スラスト玉軸受21
に代えて、スラストころ軸受を設けてもよい。また、油
切り通路としての油切り溝23及び油切り穴24は場合によ
ってはどちらか一方でもよく、これら油切り溝23又は油
切り穴24の断面積はオイルトリップ試験に支障がないよ
う十分小さくすることが望ましい。

考案の効果 以上述べたように、本考案によれば、従来例に比べて
過速遮断回転数のばらつきが著しく減少し、かつオイル
トリップ試験後の過速遮断回転数の上昇をほぼ完全に防
止することができ、蒸気タービンやガスタービンの信頼
性向上と遮断子設定工数の低減に顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による回転機械の過速度遮断装置の一例
を示す断面図、第２図は従来例を示す図である。 １…タービン軸端部、２…遮断子、３…ばね止金、５…
底蓋、６…コイルばね、７…遮断子摺動円板、21…スラ
スト玉軸受、23…油切り溝、24…油切り穴。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転機械の回転軸端部に挿着した遮断子を
   前記回転軸端部に螺着したばね止金と前記回転軸端部に
   固定した底蓋とにより挾持し、前記遮断子を押圧するコ
   イルばねを前記ばね止金と前記遮断子に一体に形成され
   てばね座を構成する摺動円板との間に介在してなる過速
   度遮断装置において、前記コイルばねと前記ばね止金と
   の間にスラスト転がり軸受を介在するとともに、前記遮
   断子の摺動円板に油切り通路を設けたことを特徴とする
   回転機械の過速度遮断装置。