フィルタ装置
【課題】 給油ポンプの吐出側に接続されたフィルタ装置のケーシング内に溜まった空気を運転中に自動的に排出させることで、プラントの効率的な運用を可能とする。
【解決手段】 本発明に係るフィルタ装置は、ケーシングと、ケーシングに設けられ給油ポンプの吐出側と接続される圧油入口部と、ケーシング内に配置されて圧油入口部から供給された圧油を外周側から内周側に通過させてろ過する円筒形状のフィルタエレメントと、フィルタエレメントの内周側に導かれた圧油をケーシング内から排出させる出口部と、ケーシングの上部と出口部とを接続する空気抜き配管と、この出口部の空気抜き配管の接続部よりも上流側に設けられた流量調整手段とを備えることを特徴とする。
【解決手段】 本発明に係るフィルタ装置は、ケーシングと、ケーシングに設けられ給油ポンプの吐出側と接続される圧油入口部と、ケーシング内に配置されて圧油入口部から供給された圧油を外周側から内周側に通過させてろ過する円筒形状のフィルタエレメントと、フィルタエレメントの内周側に導かれた圧油をケーシング内から排出させる出口部と、ケーシングの上部と出口部とを接続する空気抜き配管と、この出口部の空気抜き配管の接続部よりも上流側に設けられた流量調整手段とを備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントなどの潤滑油系統に用いられるフィルタ装置に係り、特に上流側から潤滑油が圧入される形式のフィルタ装置において内部に空気が溜まりにくくしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な発電プラントとして、ボイラや原子炉で発生させた蒸気を蒸気タービンに供給して動力を発生させ、その動力で発電機を回転駆動させる、いわゆる蒸気タービン発電プラントのほか、ガスタービンを動力源として発電機を回転駆動させて発電を行う、いわゆるシンプルサイクルガスタービン発電プラント、また、ガスタービンで膨張仕事を終えた高温の排ガスを熱源として排熱回収ボイラに供給して蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して発生させた動力とガスタービンの発生させた動力で発電機を回転駆動させる、いわゆるコンバインドサイクル発電プラントなどが知られている。
【０００３】
このうち、コンバインドサイクル発電プラントを例にとって以下に説明する。コンバインドサイクル発電プラントは、例えば、ガスタービン軸と蒸気タービン軸とを軸結合させて一つの回転軸に形成し、この回転軸を複数の軸受で軸支させている。
【０００４】
このような、回転軸を軸支する軸受には潤滑油装置が設けられている（例えば特許文献１，２参照）。このような潤滑油装置を備えたコンバインドサイクル発電プラントを図５に示す。
【０００５】
図５において、コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン部１に蒸気タービン部２と排熱回収ボイラ３とを組み合わせて構成されている。
【０００６】
ガスタービン部１は、空気圧縮機４、ガスタービン燃焼器５、ガスタービン６を備える。空気圧縮機４は、空気を吸い込んで圧縮して高圧化し高圧空気とする。この高圧空気は、燃料系統１４の燃料弁１５から供給される燃料とともにガスタービン燃焼器５に供給される。ガスタービン燃焼器５では、供給された燃料が高圧空気により燃焼して燃焼ガスが生成する。生成した燃焼ガスはガスタービン６に供給され、ガスタービン６内をこの燃焼ガスが膨張しながら流れて仕事（動力）を発生させる。発電機７はガスタービン６が発生させた動力により回転駆動されるようになっている。
【０００７】
ガスタービン６から流出したタービン排気ガスは、排熱回収ボイラ３に導かれる。排熱回収ボイラ３は、ガスタービン６からのタービン排気ガスを熱源として蒸気タービン部２からの給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を蒸気タービン部２に供給している。
【０００８】
蒸気タービン部２は、蒸気タービン８、復水器９、給水ポンプ１０を備える。排熱回収ボイラ３にて発生させた蒸気は、蒸気タービン８に供給される。蒸気タービン８において、排熱回収ボイラ３から供給された蒸気は膨張仕事を行ない、その際に発生する動力で発電機７を回転駆動させるようになっている。蒸気タービン８にて膨張仕事を行ない流出したタービン排気蒸気は復水器９に供給され、ここで凝縮して復水となる。復水器９にて凝縮した復水は給水ポンプ１０へ供給され、ここで昇圧されて給水となり再び排熱回収ボイラ３に供給される。
【０００９】
ガスタービン部１のガスタービン軸１１と蒸気タービン部２の蒸気タービン軸１２とを軸結合させて一つに形成する回転軸１３には、複数の軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆが設けられている。
【００１０】
複数の軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆには、給油タンク１７に設置する主給油ポンプ１８、補助給油ポンプ１９、非常給油ポンプ２０から逆止弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃに油冷却器２２、フィルタ装置２３、油圧調整弁２４を介して潤滑油が供給されている。
【００１１】
複数の軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆに対して、通常、主給油ポンプ１８からの潤滑油が供給されるが、油圧や油量が充分に確保できないとき、ガスタービン１６および蒸気タービン１８の起動、停止のとき、主給油ポンプ１８の故障等のとき、主給油ポンプ１８に代わってＡＣ電動機駆動の補助給油ポンプ１９が使用されている。
【００１２】
また、補助給油ポンプ１９の運転中、ＡＣ電源がＯＦＦしたとき、補助給油ポンプ１９に異常が生じたとき、必要な軸受油量、油圧を確保し、安全にガスタービン１６や蒸気タービン８を停止させるため、ＤＣ電源駆動の非常給油ポンプ２０が使用されている。
【００１３】
このような構成を備える潤滑油装置において、主給油ポンプ１８から吐出される潤滑油は、逆止弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃを介して油冷却器２２で冷却し、ここからフィルタ２３、油圧調整弁２４を介して軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆに供給される。
【００１４】
軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆに供給された潤滑油は、戻り管（図示せず）を介して給油タンク１４に還流される。
【００１５】
このような潤滑油装置のうち、フィルタ装置２３は、給油ポンプ１８，１９，２０の下流側に設けられており、給油ポンプ１８，１９，２０のいずれかにて昇圧された潤滑油（圧油）が圧入される形式となっている。
【００１６】
図６に、図５のフィルタ装置２３の詳細構成をを示す。このようなフィルタ装置２３は、インレットポート５１，フィルタエレメント５２，エア抜きバルブ５３，センターポスト５４，アウトレットポート５５，およびフィルタケーシング５６などにより主に構成されている。
【００１７】
インレットポート５１はフィルタケーシング５６に設けられた潤滑油（圧油）入口部であり、給油ポンプ（図５における主給油ポンプ１８、補助給油ポンプ１９、非常給油ポンプ２０）の吐出側に接続される。これにより、給油ポンプにて昇圧された潤滑油（圧油）が（図５の例では逆止弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，および油冷却器２２を介して）フィルタケーシング５６の内部に供給される。また、フィルタケーシング５６には、フィルタ装置２３から潤滑油（圧油）を流出させる潤滑油（圧油）出口部の一部を構成するアウトレットポート５５が設けられている。
【００１８】
さらに、フィルタケーシング５６内には、内部をインレットポート５１側とアウトレットポート５５側の２つに分割する隔壁５０が設けられている。図６に示した例では、隔壁５０よりも上方にインレットポート５１が配置されており、隔壁５０の下部にアウトレットポート５５が設けられている。この例では隔壁５０の下部全体が潤滑油（圧油）出口部を構成している。
【００１９】
フィルタケーシング５６の内部にはフィルタエレメント５２が設けられている。このフィルタエレメント５２は略円筒形状となっており、隔壁５０の上に配置されている。フィルタエレメント５２の上部は閉止されており、図６に示したように係止部材とボルトによりフィルタケーシング５６の上部に固定されている。
【００２０】
このような構成により、インレットポート５１からフィルタケーシング５６内に供給された潤滑油はフィルタエレメント５２の外周側に導かれ、この潤滑油（圧油）がフィルタエレメント５２の外周側から内周側に通過する際に潤滑油（圧油）内に含まれる不純物などがろ過される。
【００２１】
フィルタエレメント５２の内周側には、フィルタエレメント５２とほぼ同軸にセンターポスト（内筒）５４が設けられている。センターポスト５４もフィルタエレメント５２と同様に略円筒形状となっており、その下端は隔壁５０の下部、すなわち潤滑油（圧油）出口部に開口している。隔壁５０より上方部分の側面には複数の孔が設けられている。またセンターポスト５４の上端部は閉止され、フィルタエレメント５２とともに係止部材とボルトを介してフィルタケーシング５６の上部に固定されている。
【００２２】
このような構成により、ろ過されてフィルタエレメント５２の内周側に流れ出た潤滑油（圧油）は、センターポスト（内筒）５４の側面に設けられた開口部である孔からセンターポスト（内筒）５４内に流れ、ここから隔壁５０の下部である潤滑油（圧油）出口部へ導かれる。潤滑油（圧油）出口部へ導かれた潤滑油（圧油）は、アウトレットポート５５からフィルタケーシング５６の外へと排出される。
【００２３】
このほかフィルタ装置２３には、フィルタケーシング５６の最上部に、運転中にフィルタケーシング５６内に溜まった空気を抜くための手動空気抜き配管５３が設けられている。この手動空気抜き配管５３にはバルブが設けられており、フィルタケーシング５６内の潤滑油（圧油）を排出させてメンテナンスを行なった後や、あるいは運転中にフィルタケーシング５６内に空気が溜まりフィルタ装置２３の圧損が大きくなった場合などに、手動でこのバルブを操作することによりフィルタケーシング５６内の空気抜きを行なうことができる。
【００２４】
なお、通常運転時であってもフィルタ装置２３のフィルタケーシング５６の上部には空気が溜まることはある。上記の手動空気抜き配管５３を用いた空気抜きは、フィルタケーシング５６上部の空気が溜まっている部分、すなわち潤滑油（圧油）とフィルタケーシング５６上部の空気との界面（潤滑油油面）の位置がフィルタエレメント５２の上端部よりも下方になった場合に行なう。また、フィルタケーシング５６内の圧力は運転中には大気圧よりも高くなるため、空気抜きが必要な場合以外の通常運転時などは手動空気抜き配管５３のバルブは閉めておく必要がある。
【００２５】
【特許文献１】特開２００３−２５１１１６
【００２６】
【特許文献２】特開２００４−５２７１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
上述の通り、フィルタケーシング５６の上部に空気が溜まったとしても、潤滑油油面位置がフィルタエレメント５２の上端部よりも上方であれば大きな問題は生じない。しかしながら、潤滑油油面位置がフィルタエレメント５２の上端部よりも下方となり、さらに油面位置が低くなると、潤滑油がフィルタエレメント５２に接する部分、すなわち、フィルタエレメント５２にてろ過に使用される部分の表面積が減少するためフィルタエレメント５２を潤滑油が通過する際の圧損が増加する。また、フィルタエレメント５２の下方側のみ集中的に使用されることによってフィルタエレメント５２の寿命が短くなってしまう。つまり、フィルタケーシング５６内の上部に残留する気体が多くなると、フィルタ装置２３におけるろ過性能の低下、また、フィルタエレメント５２の交換時期が早まってしまい、また、頻繁にフィルタエレメント５２の交換作業が必要になることでプラントの運用コストを増大させる原因ともなる。
【００２８】
ところが、従来のフィルタ装置２３では上述の通り、フィルタケーシング５６内に残留した気体の量の確認や空気抜き作業を実施するためには、フィルタ装置２３にアクセスして手動空気抜き配管５３のバルブの開閉作業を行なう必要があり、これらの煩雑な作業によりプラントの効率的な運用ができない、という課題があった。
【００２９】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、給油ポンプの吐出側に接続されたフィルタ装置のケーシング内に溜まった空気を運転中に自動的に排出させることで、プラントの効率的な運用を可能とすることをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上述の課題を解決するために、本願請求項１に記載した発明に係るフィルタ装置は、ケーシングと、前記ケーシングに設けられ、圧油ポンプの吐出側配管と接続される圧油入口部と、前記ケーシング内に配置され、前記圧油入口部から供給された圧油を外周側から内周側に通過させて当該圧油をろ過する円筒形状のフィルタエレメントと、前記ケーシングに設けられ、前記フィルタエレメントの内周側の圧油を前記ケーシング内から排出させる出口部と、前記ケーシングの上部と前記出口部とを接続する空気抜き配管と、前記出口部の、前記空気抜き配管の接続部よりも上流側に設けられた流量調整手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、給油ポンプの吐出側に接続されたフィルタ装置のケーシング内に溜まった空気を運転中に自動的に排出させることで、プラントの効率的な運用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
図１は、本発明に係るフィルタ装置の第１の実施の形態を示す詳細構成図である。図１において、従来のフィルタ装置として示した図６と同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を一部省略する。
【００３４】
本実施の形態においても、フィルタ装置２３は、インレットポート５１，フィルタエレメント５２，手動空気抜き配管５３，センターポスト５４，アウトレットポート５５，およびフィルタケーシング５６などにより主に構成されている。
【００３５】
インレットポート５１はフィルタケーシング５６に設けられた潤滑油（圧油）入口部であり、給油ポンプ（図５における主給油ポンプ１８、補助給油ポンプ１９、非常給油ポンプ２０）の吐出側と接続されている。したがって、給油ポンプにて昇圧された潤滑油（圧油）はインレットポート５１からフィルタケーシング５６の内部に流入する。フィルタケーシング５６には、フィルタ装置２３にてろ過された潤滑油（圧油）を流出させるアウトレットポート５５が設けられている。アウトレットポート５５は、後述する潤滑油（圧油）出口部の一部を構成している。
【００３６】
フィルタケーシング５６内には隔壁５０が設けられ、この隔壁５０により、フィルタケーシング５６の内部はインレットポート５１側とアウトレットポート５５側の２つに分割れている。本実施の形態においては、隔壁５０よりも上方にインレットポート５１が配置されており、隔壁５０の下部にアウトレットポート５５が設けられている。そして、上述のアウトレットポートを５５含む、隔壁５０の下部全体が潤滑油（圧油）出口部を構成している。
【００３７】
フィルタケーシング５６の内部にはフィルタエレメント５２が設けられている。このフィルタエレメント５２は略円筒形状となっており、隔壁５０の上に配置されている。フィルタエレメント５２の上部は閉止されており、図６に示したように係止部材とボルトによりフィルタケーシング５６の上部に固定されている。
【００３８】
このような構成により、インレットポート５１からフィルタケーシング５６内に供給された潤滑油はフィルタエレメント５２の外周側に導かれ、この潤滑油（圧油）がフィルタエレメント５２の外周側から内周側に通過する際に潤滑油（圧油）内に含まれる不純物などがろ過される。
【００３９】
フィルタエレメント５２の内周側には、フィルタエレメント５２とほぼ同軸にセンターポスト（内筒）５４が設けられている。センターポスト５４もフィルタエレメント５２同様略円筒形状となっており、その下端は隔壁５０の下部、すなわち潤滑油（圧油）出口部に開口している。隔壁５０より上方部分の側面には複数の孔が設けられている。またセンターポスト５４の上端部は閉止され、フィルタエレメント５２とともに係止部材とボルトを介してフィルタケーシング５６の上部に固定されている。
【００４０】
このような構成により、ろ過されてフィルタエレメント５２の内周側に流れ出た潤滑油（圧油）は、センターポスト（内筒）５４の側面に設けられた開口部である孔からセンターポスト（内筒）５４内に流れ、ここから隔壁５０の下部である潤滑油（圧油）出口部へ導かれる。潤滑油（圧油）出口部へ導かれた潤滑油（圧油）は、アウトレットポート５５からフィルタケーシング５６の外へと排出される。
【００４１】
そして、本実施の形態においてはこのほかに、フィルタケーシング５６の上部、すなわちフィルタケーシング５６のうちフィルタエレメント５２の上端とフィルタケーシング上端との間と、フィルタケーシング５６の下部に設けられた潤滑油（圧油）出口部のアウトレットポート５５とを接続する空気抜き配管５７が設けられている。空気抜き配管５７のフィルタケーシング５６側端の接続位置はできるだけ高いほうが好ましく、上部に接続される形としても構わない。さらに、本実施の形態においては、この空気抜き配管５７の接続部よりも上流側のアウトレットポート５５に、流量制御手段としてオリフィス５８が設けられている。
【００４２】
このような構成からなる本実施の形態においては、オリフィス５８により圧損を生じさせたことにより、アウトレットポート５５のオリフィス５８下流側における潤滑油（圧油）の圧力が低くなる。そして、空気抜き配管５７は、比較的圧力の高いフィルタケーシング５６内と低圧となっているアウトレットポート５５のオリフィス５８の下流側とを接続しているので、この圧力差によりフィルタケーシング５６内の上部に溜まった空気が自動的にフィルタ装置２３の下流側に排出される。すなわち、本実施の形態においては、給油ポンプにて昇圧された潤滑油（圧油）がインレットポート５１側から圧入される構成となっているため、下流側の圧力をオリフィス５８により十分に低くすることにより、ケーシング５６の上部に残留した空気を空気抜き配管５７を介して圧力差により下流側に排出させることができる。
【００４３】
ここで、本実施の形態においては、オリフィス５８の穴径を、以下のように、オリフィス５８が発生させる圧損に基づいて決定することができる。すなわち、オリフィス５８は、エア抜きライン５７のアウトレットポート５５側の接続位置における圧力を低くし、エア抜きライン５７に流体を流す目的で設けられる。このため、オリフィス８より生じさせる圧損は、エア抜きライン５７のヘッド差から、フィルタエレメント５２やセンターポスト５４より生じる、フィルタエレメント５２外周側（入口）からアウトレットポート５５のオリフィス５８下流位置まで流れることによって発生する圧損を除いた値より大きい必要がある。
【００４４】
また、空気抜き配管５７の直径については、フィルタケーシング内部の空気がアウトレットポート５５側に通過させるのに十分な直径に設定されている。しかしながら直径が大きすぎる場合、フィルタケーシング５６内の潤滑油油面位置が空気抜き配管５７の接続部よりも高い位置となった際に潤滑油がフィルタエレメント５２側を通過せずに空気抜き配管５７側にバイパスしてしまうこととなる。
【００４５】
このため、空気抜き配管５７の直径については、空気抜き配管５７を潤滑油が通過するときの圧損が、フィルタ装置２３の正常な運転状態において潤滑油（圧油）がフィルタエレメント５２外周側（入口）からアウトレットポート５５のオリフィス５８下流位置まで流れることによって発生する圧損よりも大きくなるような直径よりも小さくするとよい。これらの各圧損の値については、実験によってはもちろん、潤滑油の物性値に基づき数値解析を行なうことでも推定することが可能である。
【００４６】
なお、このようにして直径を設定することによっても、フィルタエレメント５２の外周側（入口）の潤滑油が一部空気と混じる形で空気抜き配管５７を介して下流側にバイパスすることは考えられるが、全体的には潤滑油はフィルタエレメント５２を内周側に流れる。したがって、上述のように空気抜き配管５７の直径を適切に設定れば、フィルタ装置２３のろ過のための機能を損なうような量の潤滑油が下流側にバイパスすることを防ぐことができる。
【００４７】
このように、本実施の形態によれば、簡単な構成によってフィルタケーシング５６内に滞留する空気を確実にフィルタ装置２３の下流側に導くことが可能となる。
【００４８】
また、図１に示した本実施の形態においては、流量制御手段としてオリフィス５８を設けているが、オリフィス５８の代わりに、圧損を発生させる計器類、すなわち流量計や圧力計、あるいは温度計などを設けた構成としても本願と同様な作用効果を得ることができ、その場合にはこのアウトレットポート５５における空気抜き配管５７の上流側部分における各種の流体情報（流量・圧力あるいは温度）をさらに得ることが可能となる。
【００４９】
さらに、図１の流量制御手段として、オリフィス５８の代わりに電磁弁を設けた構成とし、必要なときのみこの電磁弁を励磁させて絞りを生じさせるようにすることも可能である。
【００５０】
次に本発明に係るフィルタ装置の第２の実施の形態を図２を参照して示す。なお、図２において、図１と同一な構成については同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００５１】
図２に示した第２の実施の形態は、図１の第１の実施の形態に対して、エア抜きライン５７に圧力発信機６０を取り付けるとともに、流量制御手段をオリフィスではなく電磁弁５９とし、さらに、圧力発信機６０からの圧力信号値を検出するとともに電磁弁の励磁を制御する制御装置１００を設けたものである。
【００５２】
このような構成からなる本実施の形態は、エア抜きライン５７に取付けられた圧力発信機６０にて計測した圧力信号値により、フィルタケーシング５６内に除去すべき気体（空気）が残留しているかを制御装置１００にて検出し、この検出結果に基づいて電磁弁９の励磁を制御させるものである。以下に、この制御装置１００を用いた、圧力発信機６０からの圧力信号値に基づくフィルタケーシング５６内の気体の有無の検出方法についてさらに図３を用いて説明する。
【００５３】
図３は、制御装置１００におけるフィルタケーシング５６内の気体の有無の検出手順を示したフローチャートである。図２に示した電磁弁５９は、通常運転時は励磁されず、開状態とされている。この状態では、アウトレットポート５５のに十分な圧損が生じないため、空気抜き配管５７を通じたフィルタケーシング５６内から下流側への流体（潤滑油あるいは空気）の移動は生じない。図３に示したとおり、制御装置１００は、図示しないタイマーにより一定時間ごと、あるいは手動操作によってフィルタケーシング５６内の気体の有無判定を行なう。
【００５４】
有無判定が始まると、制御装置１００はまず電磁弁５９を励磁させて弁を閉操作する。この際、電磁弁５９の開度については全閉でも構わないが、第１の実施の形態のオリフィスのように、予め定められた圧損を発生させる開度であってもよい。
【００５５】
本実施の形態においては、フィルタケーシング５６内の気体の有無を、電磁弁５９の閉操作に伴い圧力発信機１１が示す圧力信号値の上昇率により検出する。すなわち、本実施の形態では、気体の圧力計測を開始した際の圧力発信機６０が示す圧力値の上昇率と、液体の圧力計測を開始した際の圧力発信機６０が示す圧力値の上昇率との違いを利用して気体の有無を検出している。ここで、気体の有無の判定基準については、以下のように設定している。
【００５６】
すなわち、フィルタケーシング５６内に気体が残留していない場合の、電磁弁５９の閉操作時から圧力発信機１１の計測値がフィルタケーシング６内の圧力ｐｆに達するまでの時間ｔｌを予め実験または計算により求めておく。図３に示したとおり、フィルタケーシングにかなり多くの気体が残留しており空気抜きライン５７を空気のみが流れるような場合では、電磁弁５９の閉操作時から圧力発信機１１の計測値がフィルタケーシング６内の圧力ｐｆに達するまでの時間ｔｇは時間ｔｌよりも長くなる。
【００５７】
したがって、制御装置１００は実際に電磁弁５９を閉操作した時点からの圧力発信機１１の計測値がフィルタケーシング６内の圧力”pf”に達するまでの時間ｔｍと前述の時間ｔｌとを比較し、ｔｍがｔｌに予め定めたマージン値αを加えた時間よりも長い場合、すなわちｔｌ＋α＜ｔｍである場合にはフィルタケーシング５６内に気体が残留しているものと判定する。ここで、マージン値αは計測結果の誤差を補正するために適宜設定される。
【００５８】
そして、制御装置１００は、フィルタケーシング５６内に気体が残留していると判断した場合にはタイマを作動させ、予め定められた、空気抜きに十分と考えられる時間だけ電磁弁５９の励磁を継続し、この時間が経過した後に空気抜きが完了したものとして電磁弁５９の励磁を解除し電磁弁５９を通常運転時と同様の開状態とする。
【００５９】
制御装置１００がフィルタケーシング５６内に気体が残留していると判定しない場合は、上述のタイマーによる電磁弁５９の励磁継続は行なわず、直ちに電磁弁５９の励磁を解除し電磁弁５９を通常運転時と同様の開状態とする。
【００６０】
本実施の形態によれば、フィルタケーシング５６内の残留気体の有無が確認でき、残留気体が確認できた場合のみ効率的に残留気体を除去できるため、フィルタケーシング６内の潤滑油（圧油）が空気抜き配管５７を通じてバイパスする量を減らすことが可能となり、よりろ過効率の良いフィルタ装置２３の運用が可能となる。
【００６１】
次に本発明に係るフィルタ装置の第３の実施の形態について、図４を用いて説明する。なお、図４において、図１あるいは２と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態も、第２の実施の形態と同様、フィルタケーシング５６内の残留気体の有無を確認して残留気体が確認できた場合のみ効率的に残留気体を除去可能な構成となっている。すなわち、本実施の形態においては、図２に示した圧力発信機６０の代わりに、電磁弁６２、圧力発信機６１およびオリフィス６３をこの順序で備えたエア検出ライン６４をフィルタケーシング５６の上部に設けたことを特徴としている。
【００６３】
ここで、エア検出ライン６４の取り付け高さは、空気抜きライン５７がフィルタケーシング５６に接続される位置付近とすることが望ましい。これは、空気抜きライン５７とフィルタケーシング５６との接続位置より高い位置に残留するフィルタケーシング５６内の残留気体は、空気抜きライン５７によりフィルタ装置２３の外へ排出できないためである。
【００６４】
そして、本実施の形態においては制御装置１００は、電磁弁６２を励磁して開操作させるとともに、圧力発信機６１からの圧力信号値に基づいてフィルタケーシング５６内の残留気体の有無を判定し、この結果に基づき電磁弁５９を励磁して閉操作させる。そして、制御装置１００がフィルタケーシング５６内に残留気体があると判定した際には電磁弁５９が閉操作されることで、空気抜きライン５７を介してフィルタケーシング５６内の残留気体が排出される。
【００６５】
エア検出ライン６４を用いたフィルタケーシング５６内の残留気体の有無の判定は、図２に示した第２の実施の形態同様に、電磁弁６２を操作した際の圧力発信機６１による圧力検出値の上昇率の違いによって行なう。ただし、本実施の形態においては、エア検出ライン６４に設けられた電磁弁６２は通常運転時は閉状態であり、制御装置１００からの信号により電磁弁６２を励磁して開操作したときの圧力の上昇率により、図３に示した判定基準と同様に判定を行なう。制御装置１００におけるフィルタケーシング５６内の残留気体の有無の判定が終わると、制御装置１００は電磁弁６２の励磁を解除し電磁弁６２を閉止する。
【００６６】
そして、フィルタケーシング５６内に気体が残留していると判定された場合には、本実施の形態では制御装置１００が予め定められた時間だけ電磁弁５９を励磁して閉じることで圧損を発生させてフィルタケーシング５６内の残留気体を空気抜きライン５７を介してフィルタ装置２３の下流へと排出する。制御装置１００がフィルタケーシング５６内の残留気体はないと判定した場合には、上述の電磁弁５９の励磁による閉操作は行なわれない。
【００６７】
本実施の形態によっても、第２の実施の形態同様に残留気体が確認できた場合のみ効率的に残留気体を除去できる。特に本実施の形態によれば、フィルタケーシング５６内の残留気体の検出のために電磁弁５９を閉操作させる必要がないので、より効率的なプラント運用を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係るフィルタ装置の第１の実施の形態を示す詳細構成図。
【図２】本発明に係るフィルタ装置の第２の実施の形態を示す詳細構成図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るフィルタ装置の制御装置におけるケーシング内の気体の有無の検出手順を示したフローチャート
【図４】本発明に係るフィルタ装置の第３の実施の形態を示す詳細構成図。
【図５】本発明のフィルタ装置が適用される潤滑油装置をコンバインドサイクル発電プラントを例として示した構成図。
【図６】従来のフィルタ装置を示す詳細構成図。
【符号の説明】
【００６９】
１ ガスタービン部
２ 蒸気タービン部
３ 排熱回収ボイラ
４ 空気圧縮機
５ ガスタービン燃焼器
６ ガスタービン
７ 発電機
８ 蒸気タービン
９ 復水器
１０ 給水ポンプ
１１ ガスタービン軸
１２ 蒸気タービン軸
１３ 回転軸
１４ 燃料系統
１５ 燃料弁
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆ 軸受
１７ 給油タンク
１８ 主給油ポンプ
１９ 補助給油ポンプ
２０ 非常給油ポンプ
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 逆止弁
２２ 油冷却器
２３ フィルタ
２４ 油圧調整弁
５１ インレットポート
５２ フィルタエレメント
５３ 手動空気抜き配管
５４ センターポスト（内筒）
５５ アウトレットポート
５６ フィルタケーシング
５７ 空気抜き配管
５８ オリフィス
５９，６２ 電磁弁
６０，６１ 圧力発信機
６４ エア検出ライン
１００ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントなどの潤滑油系統に用いられるフィルタ装置に係り、特に上流側から潤滑油が圧入される形式のフィルタ装置において内部に空気が溜まりにくくしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な発電プラントとして、ボイラや原子炉で発生させた蒸気を蒸気タービンに供給して動力を発生させ、その動力で発電機を回転駆動させる、いわゆる蒸気タービン発電プラントのほか、ガスタービンを動力源として発電機を回転駆動させて発電を行う、いわゆるシンプルサイクルガスタービン発電プラント、また、ガスタービンで膨張仕事を終えた高温の排ガスを熱源として排熱回収ボイラに供給して蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して発生させた動力とガスタービンの発生させた動力で発電機を回転駆動させる、いわゆるコンバインドサイクル発電プラントなどが知られている。
【０００３】
このうち、コンバインドサイクル発電プラントを例にとって以下に説明する。コンバインドサイクル発電プラントは、例えば、ガスタービン軸と蒸気タービン軸とを軸結合させて一つの回転軸に形成し、この回転軸を複数の軸受で軸支させている。
【０００４】
このような、回転軸を軸支する軸受には潤滑油装置が設けられている（例えば特許文献１，２参照）。このような潤滑油装置を備えたコンバインドサイクル発電プラントを図５に示す。
【０００５】
図５において、コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン部１に蒸気タービン部２と排熱回収ボイラ３とを組み合わせて構成されている。
【０００６】
ガスタービン部１は、空気圧縮機４、ガスタービン燃焼器５、ガスタービン６を備える。空気圧縮機４は、空気を吸い込んで圧縮して高圧化し高圧空気とする。この高圧空気は、燃料系統１４の燃料弁１５から供給される燃料とともにガスタービン燃焼器５に供給される。ガスタービン燃焼器５では、供給された燃料が高圧空気により燃焼して燃焼ガスが生成する。生成した燃焼ガスはガスタービン６に供給され、ガスタービン６内をこの燃焼ガスが膨張しながら流れて仕事（動力）を発生させる。発電機７はガスタービン６が発生させた動力により回転駆動されるようになっている。
【０００７】
ガスタービン６から流出したタービン排気ガスは、排熱回収ボイラ３に導かれる。排熱回収ボイラ３は、ガスタービン６からのタービン排気ガスを熱源として蒸気タービン部２からの給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を蒸気タービン部２に供給している。
【０００８】
蒸気タービン部２は、蒸気タービン８、復水器９、給水ポンプ１０を備える。排熱回収ボイラ３にて発生させた蒸気は、蒸気タービン８に供給される。蒸気タービン８において、排熱回収ボイラ３から供給された蒸気は膨張仕事を行ない、その際に発生する動力で発電機７を回転駆動させるようになっている。蒸気タービン８にて膨張仕事を行ない流出したタービン排気蒸気は復水器９に供給され、ここで凝縮して復水となる。復水器９にて凝縮した復水は給水ポンプ１０へ供給され、ここで昇圧されて給水となり再び排熱回収ボイラ３に供給される。
【０００９】
ガスタービン部１のガスタービン軸１１と蒸気タービン部２の蒸気タービン軸１２とを軸結合させて一つに形成する回転軸１３には、複数の軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆが設けられている。
【００１０】
複数の軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆには、給油タンク１７に設置する主給油ポンプ１８、補助給油ポンプ１９、非常給油ポンプ２０から逆止弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃに油冷却器２２、フィルタ装置２３、油圧調整弁２４を介して潤滑油が供給されている。
【００１１】
複数の軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆに対して、通常、主給油ポンプ１８からの潤滑油が供給されるが、油圧や油量が充分に確保できないとき、ガスタービン１６および蒸気タービン１８の起動、停止のとき、主給油ポンプ１８の故障等のとき、主給油ポンプ１８に代わってＡＣ電動機駆動の補助給油ポンプ１９が使用されている。
【００１２】
また、補助給油ポンプ１９の運転中、ＡＣ電源がＯＦＦしたとき、補助給油ポンプ１９に異常が生じたとき、必要な軸受油量、油圧を確保し、安全にガスタービン１６や蒸気タービン８を停止させるため、ＤＣ電源駆動の非常給油ポンプ２０が使用されている。
【００１３】
このような構成を備える潤滑油装置において、主給油ポンプ１８から吐出される潤滑油は、逆止弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃを介して油冷却器２２で冷却し、ここからフィルタ２３、油圧調整弁２４を介して軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆに供給される。
【００１４】
軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆに供給された潤滑油は、戻り管（図示せず）を介して給油タンク１４に還流される。
【００１５】
このような潤滑油装置のうち、フィルタ装置２３は、給油ポンプ１８，１９，２０の下流側に設けられており、給油ポンプ１８，１９，２０のいずれかにて昇圧された潤滑油（圧油）が圧入される形式となっている。
【００１６】
図６に、図５のフィルタ装置２３の詳細構成をを示す。このようなフィルタ装置２３は、インレットポート５１，フィルタエレメント５２，エア抜きバルブ５３，センターポスト５４，アウトレットポート５５，およびフィルタケーシング５６などにより主に構成されている。
【００１７】
インレットポート５１はフィルタケーシング５６に設けられた潤滑油（圧油）入口部であり、給油ポンプ（図５における主給油ポンプ１８、補助給油ポンプ１９、非常給油ポンプ２０）の吐出側に接続される。これにより、給油ポンプにて昇圧された潤滑油（圧油）が（図５の例では逆止弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，および油冷却器２２を介して）フィルタケーシング５６の内部に供給される。また、フィルタケーシング５６には、フィルタ装置２３から潤滑油（圧油）を流出させる潤滑油（圧油）出口部の一部を構成するアウトレットポート５５が設けられている。
【００１８】
さらに、フィルタケーシング５６内には、内部をインレットポート５１側とアウトレットポート５５側の２つに分割する隔壁５０が設けられている。図６に示した例では、隔壁５０よりも上方にインレットポート５１が配置されており、隔壁５０の下部にアウトレットポート５５が設けられている。この例では隔壁５０の下部全体が潤滑油（圧油）出口部を構成している。
【００１９】
フィルタケーシング５６の内部にはフィルタエレメント５２が設けられている。このフィルタエレメント５２は略円筒形状となっており、隔壁５０の上に配置されている。フィルタエレメント５２の上部は閉止されており、図６に示したように係止部材とボルトによりフィルタケーシング５６の上部に固定されている。
【００２０】
このような構成により、インレットポート５１からフィルタケーシング５６内に供給された潤滑油はフィルタエレメント５２の外周側に導かれ、この潤滑油（圧油）がフィルタエレメント５２の外周側から内周側に通過する際に潤滑油（圧油）内に含まれる不純物などがろ過される。
【００２１】
フィルタエレメント５２の内周側には、フィルタエレメント５２とほぼ同軸にセンターポスト（内筒）５４が設けられている。センターポスト５４もフィルタエレメント５２と同様に略円筒形状となっており、その下端は隔壁５０の下部、すなわち潤滑油（圧油）出口部に開口している。隔壁５０より上方部分の側面には複数の孔が設けられている。またセンターポスト５４の上端部は閉止され、フィルタエレメント５２とともに係止部材とボルトを介してフィルタケーシング５６の上部に固定されている。
【００２２】
このような構成により、ろ過されてフィルタエレメント５２の内周側に流れ出た潤滑油（圧油）は、センターポスト（内筒）５４の側面に設けられた開口部である孔からセンターポスト（内筒）５４内に流れ、ここから隔壁５０の下部である潤滑油（圧油）出口部へ導かれる。潤滑油（圧油）出口部へ導かれた潤滑油（圧油）は、アウトレットポート５５からフィルタケーシング５６の外へと排出される。
【００２３】
このほかフィルタ装置２３には、フィルタケーシング５６の最上部に、運転中にフィルタケーシング５６内に溜まった空気を抜くための手動空気抜き配管５３が設けられている。この手動空気抜き配管５３にはバルブが設けられており、フィルタケーシング５６内の潤滑油（圧油）を排出させてメンテナンスを行なった後や、あるいは運転中にフィルタケーシング５６内に空気が溜まりフィルタ装置２３の圧損が大きくなった場合などに、手動でこのバルブを操作することによりフィルタケーシング５６内の空気抜きを行なうことができる。
【００２４】
なお、通常運転時であってもフィルタ装置２３のフィルタケーシング５６の上部には空気が溜まることはある。上記の手動空気抜き配管５３を用いた空気抜きは、フィルタケーシング５６上部の空気が溜まっている部分、すなわち潤滑油（圧油）とフィルタケーシング５６上部の空気との界面（潤滑油油面）の位置がフィルタエレメント５２の上端部よりも下方になった場合に行なう。また、フィルタケーシング５６内の圧力は運転中には大気圧よりも高くなるため、空気抜きが必要な場合以外の通常運転時などは手動空気抜き配管５３のバルブは閉めておく必要がある。
【００２５】
【特許文献１】特開２００３−２５１１１６
【００２６】
【特許文献２】特開２００４−５２７１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
上述の通り、フィルタケーシング５６の上部に空気が溜まったとしても、潤滑油油面位置がフィルタエレメント５２の上端部よりも上方であれば大きな問題は生じない。しかしながら、潤滑油油面位置がフィルタエレメント５２の上端部よりも下方となり、さらに油面位置が低くなると、潤滑油がフィルタエレメント５２に接する部分、すなわち、フィルタエレメント５２にてろ過に使用される部分の表面積が減少するためフィルタエレメント５２を潤滑油が通過する際の圧損が増加する。また、フィルタエレメント５２の下方側のみ集中的に使用されることによってフィルタエレメント５２の寿命が短くなってしまう。つまり、フィルタケーシング５６内の上部に残留する気体が多くなると、フィルタ装置２３におけるろ過性能の低下、また、フィルタエレメント５２の交換時期が早まってしまい、また、頻繁にフィルタエレメント５２の交換作業が必要になることでプラントの運用コストを増大させる原因ともなる。
【００２８】
ところが、従来のフィルタ装置２３では上述の通り、フィルタケーシング５６内に残留した気体の量の確認や空気抜き作業を実施するためには、フィルタ装置２３にアクセスして手動空気抜き配管５３のバルブの開閉作業を行なう必要があり、これらの煩雑な作業によりプラントの効率的な運用ができない、という課題があった。
【００２９】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、給油ポンプの吐出側に接続されたフィルタ装置のケーシング内に溜まった空気を運転中に自動的に排出させることで、プラントの効率的な運用を可能とすることをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上述の課題を解決するために、本願請求項１に記載した発明に係るフィルタ装置は、ケーシングと、前記ケーシングに設けられ、圧油ポンプの吐出側配管と接続される圧油入口部と、前記ケーシング内に配置され、前記圧油入口部から供給された圧油を外周側から内周側に通過させて当該圧油をろ過する円筒形状のフィルタエレメントと、前記ケーシングに設けられ、前記フィルタエレメントの内周側の圧油を前記ケーシング内から排出させる出口部と、前記ケーシングの上部と前記出口部とを接続する空気抜き配管と、前記出口部の、前記空気抜き配管の接続部よりも上流側に設けられた流量調整手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、給油ポンプの吐出側に接続されたフィルタ装置のケーシング内に溜まった空気を運転中に自動的に排出させることで、プラントの効率的な運用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
図１は、本発明に係るフィルタ装置の第１の実施の形態を示す詳細構成図である。図１において、従来のフィルタ装置として示した図６と同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を一部省略する。
【００３４】
本実施の形態においても、フィルタ装置２３は、インレットポート５１，フィルタエレメント５２，手動空気抜き配管５３，センターポスト５４，アウトレットポート５５，およびフィルタケーシング５６などにより主に構成されている。
【００３５】
インレットポート５１はフィルタケーシング５６に設けられた潤滑油（圧油）入口部であり、給油ポンプ（図５における主給油ポンプ１８、補助給油ポンプ１９、非常給油ポンプ２０）の吐出側と接続されている。したがって、給油ポンプにて昇圧された潤滑油（圧油）はインレットポート５１からフィルタケーシング５６の内部に流入する。フィルタケーシング５６には、フィルタ装置２３にてろ過された潤滑油（圧油）を流出させるアウトレットポート５５が設けられている。アウトレットポート５５は、後述する潤滑油（圧油）出口部の一部を構成している。
【００３６】
フィルタケーシング５６内には隔壁５０が設けられ、この隔壁５０により、フィルタケーシング５６の内部はインレットポート５１側とアウトレットポート５５側の２つに分割れている。本実施の形態においては、隔壁５０よりも上方にインレットポート５１が配置されており、隔壁５０の下部にアウトレットポート５５が設けられている。そして、上述のアウトレットポートを５５含む、隔壁５０の下部全体が潤滑油（圧油）出口部を構成している。
【００３７】
フィルタケーシング５６の内部にはフィルタエレメント５２が設けられている。このフィルタエレメント５２は略円筒形状となっており、隔壁５０の上に配置されている。フィルタエレメント５２の上部は閉止されており、図６に示したように係止部材とボルトによりフィルタケーシング５６の上部に固定されている。
【００３８】
このような構成により、インレットポート５１からフィルタケーシング５６内に供給された潤滑油はフィルタエレメント５２の外周側に導かれ、この潤滑油（圧油）がフィルタエレメント５２の外周側から内周側に通過する際に潤滑油（圧油）内に含まれる不純物などがろ過される。
【００３９】
フィルタエレメント５２の内周側には、フィルタエレメント５２とほぼ同軸にセンターポスト（内筒）５４が設けられている。センターポスト５４もフィルタエレメント５２同様略円筒形状となっており、その下端は隔壁５０の下部、すなわち潤滑油（圧油）出口部に開口している。隔壁５０より上方部分の側面には複数の孔が設けられている。またセンターポスト５４の上端部は閉止され、フィルタエレメント５２とともに係止部材とボルトを介してフィルタケーシング５６の上部に固定されている。
【００４０】
このような構成により、ろ過されてフィルタエレメント５２の内周側に流れ出た潤滑油（圧油）は、センターポスト（内筒）５４の側面に設けられた開口部である孔からセンターポスト（内筒）５４内に流れ、ここから隔壁５０の下部である潤滑油（圧油）出口部へ導かれる。潤滑油（圧油）出口部へ導かれた潤滑油（圧油）は、アウトレットポート５５からフィルタケーシング５６の外へと排出される。
【００４１】
そして、本実施の形態においてはこのほかに、フィルタケーシング５６の上部、すなわちフィルタケーシング５６のうちフィルタエレメント５２の上端とフィルタケーシング上端との間と、フィルタケーシング５６の下部に設けられた潤滑油（圧油）出口部のアウトレットポート５５とを接続する空気抜き配管５７が設けられている。空気抜き配管５７のフィルタケーシング５６側端の接続位置はできるだけ高いほうが好ましく、上部に接続される形としても構わない。さらに、本実施の形態においては、この空気抜き配管５７の接続部よりも上流側のアウトレットポート５５に、流量制御手段としてオリフィス５８が設けられている。
【００４２】
このような構成からなる本実施の形態においては、オリフィス５８により圧損を生じさせたことにより、アウトレットポート５５のオリフィス５８下流側における潤滑油（圧油）の圧力が低くなる。そして、空気抜き配管５７は、比較的圧力の高いフィルタケーシング５６内と低圧となっているアウトレットポート５５のオリフィス５８の下流側とを接続しているので、この圧力差によりフィルタケーシング５６内の上部に溜まった空気が自動的にフィルタ装置２３の下流側に排出される。すなわち、本実施の形態においては、給油ポンプにて昇圧された潤滑油（圧油）がインレットポート５１側から圧入される構成となっているため、下流側の圧力をオリフィス５８により十分に低くすることにより、ケーシング５６の上部に残留した空気を空気抜き配管５７を介して圧力差により下流側に排出させることができる。
【００４３】
ここで、本実施の形態においては、オリフィス５８の穴径を、以下のように、オリフィス５８が発生させる圧損に基づいて決定することができる。すなわち、オリフィス５８は、エア抜きライン５７のアウトレットポート５５側の接続位置における圧力を低くし、エア抜きライン５７に流体を流す目的で設けられる。このため、オリフィス８より生じさせる圧損は、エア抜きライン５７のヘッド差から、フィルタエレメント５２やセンターポスト５４より生じる、フィルタエレメント５２外周側（入口）からアウトレットポート５５のオリフィス５８下流位置まで流れることによって発生する圧損を除いた値より大きい必要がある。
【００４４】
また、空気抜き配管５７の直径については、フィルタケーシング内部の空気がアウトレットポート５５側に通過させるのに十分な直径に設定されている。しかしながら直径が大きすぎる場合、フィルタケーシング５６内の潤滑油油面位置が空気抜き配管５７の接続部よりも高い位置となった際に潤滑油がフィルタエレメント５２側を通過せずに空気抜き配管５７側にバイパスしてしまうこととなる。
【００４５】
このため、空気抜き配管５７の直径については、空気抜き配管５７を潤滑油が通過するときの圧損が、フィルタ装置２３の正常な運転状態において潤滑油（圧油）がフィルタエレメント５２外周側（入口）からアウトレットポート５５のオリフィス５８下流位置まで流れることによって発生する圧損よりも大きくなるような直径よりも小さくするとよい。これらの各圧損の値については、実験によってはもちろん、潤滑油の物性値に基づき数値解析を行なうことでも推定することが可能である。
【００４６】
なお、このようにして直径を設定することによっても、フィルタエレメント５２の外周側（入口）の潤滑油が一部空気と混じる形で空気抜き配管５７を介して下流側にバイパスすることは考えられるが、全体的には潤滑油はフィルタエレメント５２を内周側に流れる。したがって、上述のように空気抜き配管５７の直径を適切に設定れば、フィルタ装置２３のろ過のための機能を損なうような量の潤滑油が下流側にバイパスすることを防ぐことができる。
【００４７】
このように、本実施の形態によれば、簡単な構成によってフィルタケーシング５６内に滞留する空気を確実にフィルタ装置２３の下流側に導くことが可能となる。
【００４８】
また、図１に示した本実施の形態においては、流量制御手段としてオリフィス５８を設けているが、オリフィス５８の代わりに、圧損を発生させる計器類、すなわち流量計や圧力計、あるいは温度計などを設けた構成としても本願と同様な作用効果を得ることができ、その場合にはこのアウトレットポート５５における空気抜き配管５７の上流側部分における各種の流体情報（流量・圧力あるいは温度）をさらに得ることが可能となる。
【００４９】
さらに、図１の流量制御手段として、オリフィス５８の代わりに電磁弁を設けた構成とし、必要なときのみこの電磁弁を励磁させて絞りを生じさせるようにすることも可能である。
【００５０】
次に本発明に係るフィルタ装置の第２の実施の形態を図２を参照して示す。なお、図２において、図１と同一な構成については同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００５１】
図２に示した第２の実施の形態は、図１の第１の実施の形態に対して、エア抜きライン５７に圧力発信機６０を取り付けるとともに、流量制御手段をオリフィスではなく電磁弁５９とし、さらに、圧力発信機６０からの圧力信号値を検出するとともに電磁弁の励磁を制御する制御装置１００を設けたものである。
【００５２】
このような構成からなる本実施の形態は、エア抜きライン５７に取付けられた圧力発信機６０にて計測した圧力信号値により、フィルタケーシング５６内に除去すべき気体（空気）が残留しているかを制御装置１００にて検出し、この検出結果に基づいて電磁弁９の励磁を制御させるものである。以下に、この制御装置１００を用いた、圧力発信機６０からの圧力信号値に基づくフィルタケーシング５６内の気体の有無の検出方法についてさらに図３を用いて説明する。
【００５３】
図３は、制御装置１００におけるフィルタケーシング５６内の気体の有無の検出手順を示したフローチャートである。図２に示した電磁弁５９は、通常運転時は励磁されず、開状態とされている。この状態では、アウトレットポート５５のに十分な圧損が生じないため、空気抜き配管５７を通じたフィルタケーシング５６内から下流側への流体（潤滑油あるいは空気）の移動は生じない。図３に示したとおり、制御装置１００は、図示しないタイマーにより一定時間ごと、あるいは手動操作によってフィルタケーシング５６内の気体の有無判定を行なう。
【００５４】
有無判定が始まると、制御装置１００はまず電磁弁５９を励磁させて弁を閉操作する。この際、電磁弁５９の開度については全閉でも構わないが、第１の実施の形態のオリフィスのように、予め定められた圧損を発生させる開度であってもよい。
【００５５】
本実施の形態においては、フィルタケーシング５６内の気体の有無を、電磁弁５９の閉操作に伴い圧力発信機１１が示す圧力信号値の上昇率により検出する。すなわち、本実施の形態では、気体の圧力計測を開始した際の圧力発信機６０が示す圧力値の上昇率と、液体の圧力計測を開始した際の圧力発信機６０が示す圧力値の上昇率との違いを利用して気体の有無を検出している。ここで、気体の有無の判定基準については、以下のように設定している。
【００５６】
すなわち、フィルタケーシング５６内に気体が残留していない場合の、電磁弁５９の閉操作時から圧力発信機１１の計測値がフィルタケーシング６内の圧力ｐｆに達するまでの時間ｔｌを予め実験または計算により求めておく。図３に示したとおり、フィルタケーシングにかなり多くの気体が残留しており空気抜きライン５７を空気のみが流れるような場合では、電磁弁５９の閉操作時から圧力発信機１１の計測値がフィルタケーシング６内の圧力ｐｆに達するまでの時間ｔｇは時間ｔｌよりも長くなる。
【００５７】
したがって、制御装置１００は実際に電磁弁５９を閉操作した時点からの圧力発信機１１の計測値がフィルタケーシング６内の圧力”pf”に達するまでの時間ｔｍと前述の時間ｔｌとを比較し、ｔｍがｔｌに予め定めたマージン値αを加えた時間よりも長い場合、すなわちｔｌ＋α＜ｔｍである場合にはフィルタケーシング５６内に気体が残留しているものと判定する。ここで、マージン値αは計測結果の誤差を補正するために適宜設定される。
【００５８】
そして、制御装置１００は、フィルタケーシング５６内に気体が残留していると判断した場合にはタイマを作動させ、予め定められた、空気抜きに十分と考えられる時間だけ電磁弁５９の励磁を継続し、この時間が経過した後に空気抜きが完了したものとして電磁弁５９の励磁を解除し電磁弁５９を通常運転時と同様の開状態とする。
【００５９】
制御装置１００がフィルタケーシング５６内に気体が残留していると判定しない場合は、上述のタイマーによる電磁弁５９の励磁継続は行なわず、直ちに電磁弁５９の励磁を解除し電磁弁５９を通常運転時と同様の開状態とする。
【００６０】
本実施の形態によれば、フィルタケーシング５６内の残留気体の有無が確認でき、残留気体が確認できた場合のみ効率的に残留気体を除去できるため、フィルタケーシング６内の潤滑油（圧油）が空気抜き配管５７を通じてバイパスする量を減らすことが可能となり、よりろ過効率の良いフィルタ装置２３の運用が可能となる。
【００６１】
次に本発明に係るフィルタ装置の第３の実施の形態について、図４を用いて説明する。なお、図４において、図１あるいは２と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態も、第２の実施の形態と同様、フィルタケーシング５６内の残留気体の有無を確認して残留気体が確認できた場合のみ効率的に残留気体を除去可能な構成となっている。すなわち、本実施の形態においては、図２に示した圧力発信機６０の代わりに、電磁弁６２、圧力発信機６１およびオリフィス６３をこの順序で備えたエア検出ライン６４をフィルタケーシング５６の上部に設けたことを特徴としている。
【００６３】
ここで、エア検出ライン６４の取り付け高さは、空気抜きライン５７がフィルタケーシング５６に接続される位置付近とすることが望ましい。これは、空気抜きライン５７とフィルタケーシング５６との接続位置より高い位置に残留するフィルタケーシング５６内の残留気体は、空気抜きライン５７によりフィルタ装置２３の外へ排出できないためである。
【００６４】
そして、本実施の形態においては制御装置１００は、電磁弁６２を励磁して開操作させるとともに、圧力発信機６１からの圧力信号値に基づいてフィルタケーシング５６内の残留気体の有無を判定し、この結果に基づき電磁弁５９を励磁して閉操作させる。そして、制御装置１００がフィルタケーシング５６内に残留気体があると判定した際には電磁弁５９が閉操作されることで、空気抜きライン５７を介してフィルタケーシング５６内の残留気体が排出される。
【００６５】
エア検出ライン６４を用いたフィルタケーシング５６内の残留気体の有無の判定は、図２に示した第２の実施の形態同様に、電磁弁６２を操作した際の圧力発信機６１による圧力検出値の上昇率の違いによって行なう。ただし、本実施の形態においては、エア検出ライン６４に設けられた電磁弁６２は通常運転時は閉状態であり、制御装置１００からの信号により電磁弁６２を励磁して開操作したときの圧力の上昇率により、図３に示した判定基準と同様に判定を行なう。制御装置１００におけるフィルタケーシング５６内の残留気体の有無の判定が終わると、制御装置１００は電磁弁６２の励磁を解除し電磁弁６２を閉止する。
【００６６】
そして、フィルタケーシング５６内に気体が残留していると判定された場合には、本実施の形態では制御装置１００が予め定められた時間だけ電磁弁５９を励磁して閉じることで圧損を発生させてフィルタケーシング５６内の残留気体を空気抜きライン５７を介してフィルタ装置２３の下流へと排出する。制御装置１００がフィルタケーシング５６内の残留気体はないと判定した場合には、上述の電磁弁５９の励磁による閉操作は行なわれない。
【００６７】
本実施の形態によっても、第２の実施の形態同様に残留気体が確認できた場合のみ効率的に残留気体を除去できる。特に本実施の形態によれば、フィルタケーシング５６内の残留気体の検出のために電磁弁５９を閉操作させる必要がないので、より効率的なプラント運用を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係るフィルタ装置の第１の実施の形態を示す詳細構成図。
【図２】本発明に係るフィルタ装置の第２の実施の形態を示す詳細構成図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るフィルタ装置の制御装置におけるケーシング内の気体の有無の検出手順を示したフローチャート
【図４】本発明に係るフィルタ装置の第３の実施の形態を示す詳細構成図。
【図５】本発明のフィルタ装置が適用される潤滑油装置をコンバインドサイクル発電プラントを例として示した構成図。
【図６】従来のフィルタ装置を示す詳細構成図。
【符号の説明】
【００６９】
１ ガスタービン部
２ 蒸気タービン部
３ 排熱回収ボイラ
４ 空気圧縮機
５ ガスタービン燃焼器
６ ガスタービン
７ 発電機
８ 蒸気タービン
９ 復水器
１０ 給水ポンプ
１１ ガスタービン軸
１２ 蒸気タービン軸
１３ 回転軸
１４ 燃料系統
１５ 燃料弁
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｆ 軸受
１７ 給油タンク
１８ 主給油ポンプ
１９ 補助給油ポンプ
２０ 非常給油ポンプ
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 逆止弁
２２ 油冷却器
２３ フィルタ
２４ 油圧調整弁
５１ インレットポート
５２ フィルタエレメント
５３ 手動空気抜き配管
５４ センターポスト（内筒）
５５ アウトレットポート
５６ フィルタケーシング
５７ 空気抜き配管
５８ オリフィス
５９，６２ 電磁弁
６０，６１ 圧力発信機
６４ エア検出ライン
１００ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
前記ケーシングに設けられ、給油ポンプの吐出側と接続される圧油入口部と、
前記ケーシング内に配置され、前記圧油入口部から供給された圧油を外周側から内周側に通過させて当該圧油をろ過する円筒形状のフィルタエレメントと、
前記ケーシングに設けられ、前記フィルタエレメントの内周側の圧油を前記ケーシング内から排出させる出口部と、
前記ケーシングの上部と前記出口部とを接続する空気抜き配管と、
前記出口部の、前記空気抜き配管の接続部よりも上流側に設けられた流量調整手段と、
を備えることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
流量調整手段は、オリフィスからなることを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
【請求項３】
流量調整手段は電磁弁であり、かつ、
空気抜き配管内の圧力を検出する圧力検出手段と、
当該圧力検出手段による圧力検出値に基づいて前記電磁弁の開度を制御する制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
【請求項４】
ケーシングの上部に設けられた空気抜き配管をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のフィルタ装置。
【請求項１】
ケーシングと、
前記ケーシングに設けられ、給油ポンプの吐出側と接続される圧油入口部と、
前記ケーシング内に配置され、前記圧油入口部から供給された圧油を外周側から内周側に通過させて当該圧油をろ過する円筒形状のフィルタエレメントと、
前記ケーシングに設けられ、前記フィルタエレメントの内周側の圧油を前記ケーシング内から排出させる出口部と、
前記ケーシングの上部と前記出口部とを接続する空気抜き配管と、
前記出口部の、前記空気抜き配管の接続部よりも上流側に設けられた流量調整手段と、
を備えることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
流量調整手段は、オリフィスからなることを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
【請求項３】
流量調整手段は電磁弁であり、かつ、
空気抜き配管内の圧力を検出する圧力検出手段と、
当該圧力検出手段による圧力検出値に基づいて前記電磁弁の開度を制御する制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
【請求項４】
ケーシングの上部に設けられた空気抜き配管をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のフィルタ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１４２７０９（Ｐ２０１０−１４２７０９Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２０９４２（Ｐ２００８−３２０９４２）
【出願日】平成２０年１２月１７日（２００８．１２．１７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１７日（２００８．１２．１７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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