JP5182197B2 - Turbine generator - Google Patents
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Description
本発明は、タービン発電機に関するものである。 The present invention relates to a turbine generator.
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。 In recent years, it has been proposed that a turbine generator that generates power using exhaust heat of an internal combustion engine is mounted on a vehicle or the like to effectively use energy.
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。
As an example of this type of apparatus, as shown in FIG. 2, in an internal combustion engine in which the coolant which has been cooled by the
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水準を示すものとしては、例えば、特許文献1がある。
For example,
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、圧力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。
On the other hand, FIG. 3 is a side sectional view showing an example of an
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。
A plurality of
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。
The
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。
However, in the
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。 In view of such circumstances, the present invention is intended to provide a turbine generator that can reliably prevent the grease enclosed in the bearing from leaking and scattering, and that can smoothly operate.
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。
The present invention includes a rotor having shafts on both sides and a turbine provided on one shaft, a turbine housing that surrounds and accommodates the turbine, a motor stator that surrounds the rotor, and the one shaft. A stator housing fixed to the turbine housing with a first bearing therebetween, and a bearing flange fixed to the stator housing with a second bearing between the other shaft of the rotor A turbine generator,
The stator generator is provided with a vent hole for eliminating a pressure difference between the turbine side and the rotor side of the first bearing.
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。 According to the above means, the following operation can be obtained.
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。 During the operation of the turbine generator, the turbine side and the rotor side of the first bearing are communicated with each other through the vent hole formed in the stator housing, and the pressure on the turbine side of the first bearing is not higher than the pressure on the rotor side. Since the difference does not occur, the grease sealed in the first bearing is prevented from leaking and scattering, and the first bearing functions smoothly.
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。 In the turbine generator, the bearing flange can be provided with a vent hole that eliminates the pressure difference between the rotor side and the non-rotor side of the second bearing, and the vent hole is provided in the bearing flange. If not, the pressure on the rotor side of the second bearing becomes higher than the pressure on the non-rotor side during operation due to the vent hole being drilled in the stator housing. There is a risk that the grease sealed inside will leak and scatter and the second bearing will not function smoothly. As described above, the bearing flange is connected to the rotor side and the anti-rotor side of the second bearing. When the air hole that eliminates the pressure difference is made, the rotor side and the non-rotor side of the second bearing communicate with each other through the air hole made in the bearing flange, and the pressure on the rotor side of the second bearing is In Not higher than kicking the pressure, the pressure difference does not occur, grease contained within a second bearing that is unavoidable resulting in scattered leaking, said second bearing to function smoothly.
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。 According to the turbine generator of the present invention, it is possible to reliably prevent the grease enclosed in the bearing from leaking and scattering, and to achieve an excellent effect that the operation can be performed smoothly.
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
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。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 2 and 3 denote the same components, and the basic configuration is as shown in FIGS. Although the same, the feature of the present embodiment is that, as shown in FIG. 1, the
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。
Further, in the case of the present embodiment, the
次に、上記実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.
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。
During operation of the
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。
Here, if the
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。
Thus, the grease sealed in the first bearing 11 and the
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。 The turbine generator of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
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
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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。 A rotor having shafts on both sides and a turbine provided on one shaft, a turbine housing that surrounds and accommodates the turbine, and a motor stator that surrounds the rotor, and is disposed between the one shaft. A turbine generator comprising a stator housing having one bearing and fixed to the turbine housing, and a bearing flange having a second bearing between the other shaft of the rotor and fixed to the stator housing. There,
A turbine generator having a vent hole formed in the stator housing for eliminating a pressure difference between a turbine side and a rotor side of the first bearing.
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