Turbine generator

阅读:258发布:2024-01-04

专利汇可以提供Turbine generator专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbine generator capable of positively preventing grease enclosed in a bearing from leaking and being scattered and capable of being smoothly operated. SOLUTION: A breather hole 40 for eliminating differential pressure between a turbine 4 side and a rotor 1 side of a first bearing 11 is bored in a stator housing 7, and a breather hole 50 for eliminating differential pressure between the rotor 1 side and an anti-rotor 1 side of a second bearing 20 is bored in a bearing flange 17. COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT,下面是Turbine generator专利的具体信息内容。

  • 両側に軸を有し一方の軸にタービンが設けられたロータと、前記タービンを包囲して収容するタービンハウジングと、前記ロータを包囲するモータステータを収容し且つ前記一方の軸との間に第一の軸受を備えて前記タービンハウジングに固定されるステータハウジングと、前記ロータの他方の軸との間に第二の軸受を備えて前記ステータハウジングに固定される軸受フランジとを有するタービン発電機であって、
    前記ステータハウジングに、第一の軸受のタービン側とロータ側における圧力差をなくす通気孔を穿設したことを特徴とするタービン発電機。
  • 前記軸受フランジに、第二の軸受のロータ側と反ロータ側における圧力差をなくす通気孔を穿設した請求項1記載のタービン発電機。
  • 说明书全文

    本発明は、タービン発電機に関するものである。

    近年、内燃機関の排熱を利用して発電を行うタービン発電機を車両等に搭載し、エネルギーの有効利用を図ることが提案されている。

    この種の装置としては、例えば、図2に示される如く、エンジン60を冷却して高温となったクーラントをラジエータ61で冷却しポンプ62により循環させるようにした内燃機関において、ラジエータ61の上流側に熱交換器31を配設し、該熱交換器31に液状の冷却用媒体をポンプ32により供給して前記高温のクーラントと熱交換させ、冷却用媒体が気化して生じた作動流体を前記タービン発電機100のタービン4に供給することにより発電機Mにて発電を行い、該タービン4を回転駆動した後の低圧の作動流体を凝縮器33によって冷却凝縮させて液化させた後、再び前記熱交換器31に供給するようにしたものがある。

    尚、図2に示されるような排熱を利用する装置の一般的技術準を示すものとしては、例えば、特許文献1がある。

    一方、図3は、本発明者等が開発した初期のタービン発電機100の一例を示す側断面図であり、図3中、1は両側に軸2,3を備えたロータであり、該ロータ1の一方の軸2にはタービン4が一体に嵌着されている。 5は前記タービン4を収容するように形成されたタービンハウジングであり、該タービンハウジング5は、圧を有する作動流体を前記タービン4に導くためのスクロール通路6を有していると共に、タービン4を回転駆動した後の低圧となった作動流体を排気するための排出通路6aを有している。

    7は固定ボルト8によって前記タービンハウジング5に一体に組み付けるようにしたステータハウジングであり、該ステータハウジング7は、前記一方の軸2に近づくよう内周側に突出し更に内周部がロータ1に近づくように環状に突出した筒状突出部9を有しており、該筒状突出部9によって形成されるモータステータ収容部10aに、ロータ1を包囲するように形成したモータステータ10のタービンハウジング5側の一端部(図3の例では左側端部)を収容して保持するようになっている。 更に、前記筒状突出部9の内周部と一方の軸2との間には第一の軸受11が配置されて一方の軸2を回転可能に支持するようになっている。 前記モータステータ10は、内側のコイルからなるステータ12と、該ステータ12より軸方向の長さが長い外側のステータスリーブ13とにより構成されている。

    又、前記タービンハウジング5に一体に組み付けられるステータハウジング7の端面には、前記スクロール通路6の作動流体をタービン4へ周方向から導くノズル部14に対して周方向に複数配置するようしたベーン15を有し、且つ該各ベーン15を固定するプレート16が嵌合凹部に配置されており、該プレート16は前記タービンハウジング5とステータハウジング7の組み付けによってその相互間に挾持されるようになっている。

    17は固定ボルト18によって前記ステータハウジング7に一体に組み付けるようにした軸受フランジであり、該軸受フランジ17は、前記モータステータ10の反タービンハウジング5側の他端部(図3の例では右側端部)の内側において軸方向へ突出して該モータステータ10の他端部を保持するようにした筒状突出部19を有しており、更に、該筒状突出部19の内周部と前記ロータ1の他方の軸3との間には第二の軸受20が配置されて他方の軸3を回転可能に支持するようになっている。 21は、前記軸受フランジ17における他方の軸3が対応する位置に貫通するように形成された開口である。

    22は固定ボルト23により前記軸受フランジ17に一体に組み付けるようにした蓋部材であり、該蓋部材22は、前記軸受フランジ17に備えた開口21を塞ぐように突出して該開口21に嵌合される凸部24を有している。 尚、図3中、25は、タービンハウジング5とステータハウジング7との間、モータステータ10の外周とステータハウジング7との間、及び、軸受フランジ17と蓋部材22との間に設けたシールリング等からなるシール材であり、前記モータステータ10の外周とステータハウジング7との間に設けたシール材25は、ステータハウジング7に形成されたモータステータ10用の冷却水路7aに対し給排口(図示せず)を介して流通される冷却水のシールを行うようになっている。

    そして、前記ロータ1とモータステータ10とにより発電機Mが形成され、該発電機Mの同軸上に前記タービン4が備えられることによってタービン発電機100が構成され、このように構成したタービン発電機100によれば、組み立てが容易でしかもコンパクトな形状とすることができる。

    特開2008−8224号公報

    しかしながら、図3に示されるようなタービン発電機100においては、運転時に第一の軸受11のタービン4側における圧力がロータ1側における圧力より高くなり、この圧力差に伴って第一の軸受11内に封入されたグリースが漏出し、飛散してしまい、該第一の軸受11が円滑に機能しなくなる虞があった。

    本発明は、斯かる実情に鑑み、軸受内に封入されたグリースが漏出して飛散することを確実に防止でき、運転を円滑に行い得るタービン発電機を提供しようとするものである。

    本発明は、両側に軸を有し一方の軸にタービンが設けられたロータと、前記タービンを包囲して収容するタービンハウジングと、前記ロータを包囲するモータステータを収容し且つ前記一方の軸との間に第一の軸受を備えて前記タービンハウジングに固定されるステータハウジングと、前記ロータの他方の軸との間に第二の軸受を備えて前記ステータハウジングに固定される軸受フランジとを有するタービン発電機であって、
    前記ステータハウジングに、第一の軸受のタービン側とロータ側における圧力差をなくす通気孔を穿設したことを特徴とするタービン発電機にかかるものである。

    上記手段によれば、以下のような作用が得られる。

    タービン発電機の運転時には、ステータハウジングに穿設された通気孔により第一の軸受のタービン側とロータ側が連通され、第一の軸受のタービン側における圧力がロータ側における圧力より高くならず、圧力差が生じなくなるため、第一の軸受内に封入されたグリースが漏出して飛散してしまうことが避けられ、該第一の軸受が円滑に機能する。

    前記タービン発電機においては、前記軸受フランジに、第二の軸受のロータ側と反ロータ側における圧力差をなくす通気孔を穿設することができ、仮に、この通気孔を軸受フランジに穿設していないと、前記ステータハウジングに通気孔を穿設したことに伴って、運転時に第二の軸受のロータ側における圧力が反ロータ側における圧力より高くなり、この圧力差に伴って第二の軸受内に封入されたグリースが漏出し、飛散してしまい、該第二の軸受が円滑に機能しなくなる虞があるが、前述の如く、軸受フランジに、第二の軸受のロータ側と反ロータ側における圧力差をなくす通気孔を穿設すると、該軸受フランジに穿設された通気孔により第二の軸受のロータ側と反ロータ側が連通され、第二の軸受のロータ側における圧力が反ロータ側における圧力より高くならず、圧力差が生じなくなるため、第二の軸受内に封入されたグリースが漏出して飛散してしまうことが避けられ、該第二の軸受が円滑に機能する。

    本発明のタービン発電機によれば、軸受内に封入されたグリースが漏出して飛散することを確実に防止でき、運転を円滑に行い得るという優れた効果を奏し得る。

    本発明の実施例を示す側断面図である。

    内燃機関にタービン発電機を搭載した場合の一例を示す全体概要構成図である。

    本発明者等が開発した初期のタービン発電機の一例を示す側断面図である。

    以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

    図1は本発明の実施例であって、図中、図2及び図3と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図2及び図3に示すものと同様であるが、本実施例の特徴とするところは、図1に示す如く、ステータハウジング7に、第一の軸受11のタービン4側とロータ1側(図1の例ではモータステータ収容部10aに通じる内部空間側)における圧力差をなくす通気孔40を穿設した点にある。

    更に、本実施例の場合、軸受フランジ17には、第二の軸受20のロータ1側(図1の例ではモータステータ収容部10aに通じる内部空間側)と反ロータ1側(図1の例では蓋部材22にて塞がれる開口21における内部空間側)における圧力差をなくす通気孔50を穿設してある。

    次に、上記実施例の作用を説明する。

    タービン発電機100の運転時には、ステータハウジング7に穿設された通気孔40により第一の軸受11のタービン4側とロータ1側が連通され、第一の軸受11のタービン4側における圧力がロータ1側における圧力より高くならず、圧力差が生じなくなるため、第一の軸受11内に封入されたグリースが漏出して飛散してしまうことが避けられ、該第一の軸受11が円滑に機能する。

    ここで、仮に、通気孔50を軸受フランジ17に穿設していないと、前記ステータハウジング7に通気孔50を穿設したことに伴って、運転時に第二の軸受20のロータ1側における圧力が反ロータ1側における圧力より高くなり、この圧力差に伴って第二の軸受20内に封入されたグリースが漏出し、飛散してしまい、該第二の軸受20が円滑に機能しなくなる虞があるが、本実施例では、軸受フランジ17には、第二の軸受20のロータ1側と反ロータ1側における圧力差をなくす通気孔50を穿設してあることから、該軸受フランジ17に穿設された通気孔50により第二の軸受20のロータ1側と反ロータ1側が連通され、第二の軸受20のロータ1側における圧力が反ロータ1側における圧力より高くならず、圧力差が生じなくなるため、第二の軸受20内に封入されたグリースが漏出して飛散してしまうことが避けられ、該第二の軸受20が円滑に機能する。

    こうして、第一の軸受11並びに第二の軸受20内に封入されたグリースが漏出して飛散することを確実に防止でき、運転を円滑に行い得る。

    尚、本発明のタービン発電機は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

    1 ロータ 2 一方の軸 3 他方の軸 4 タービン 5 タービンハウジング 7 ステータハウジング 10 モータステータ 10a モータステータ収容部 11 第一の軸受 12 ステータ 13 ステータスリーブ 17 軸受フランジ 20 第二の軸受 22 蓋部材 31 熱交換器 32 ポンプ 33 凝縮器 40 通気孔 50 通気孔 60 エンジン 61 ラジエータ 62 ポンプ100 タービン発電機 M 発電機

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