JPH0128227B2 - - Google Patents
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- JPH0128227B2 JPH0128227B2 JP56000061A JP6181A JPH0128227B2 JP H0128227 B2 JPH0128227 B2 JP H0128227B2 JP 56000061 A JP56000061 A JP 56000061A JP 6181 A JP6181 A JP 6181A JP H0128227 B2 JPH0128227 B2 JP H0128227B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- power generation
- seawater
- wall
- boiler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
- F03G7/05—Ocean thermal energy conversion, i.e. OTEC
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
- H02K7/1807—Rotary generators
- H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oceanography (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、タービン駆動形発電装置の改良に関
し、より特定的には、海水熱電力プラントにおい
て使用されるタービン駆動形装置の改良、およ
び、さきに出願された米国特許第3312054号にお
いて開示されているようなプラントにおいて使用
されるタービン駆動形発電装置の改良に関する。
し、より特定的には、海水熱電力プラントにおい
て使用されるタービン駆動形装置の改良、およ
び、さきに出願された米国特許第3312054号にお
いて開示されているようなプラントにおいて使用
されるタービン駆動形発電装置の改良に関する。
このようなプラントは、通常、作動流体用の密
閉回路を有する蒸気駆動形タービン駆動形発電装
置を包含する。前述した特許において開示されて
いる作動流体はプロパンであり、プロパンの密閉
回路は、温かい表面の海水により加熱されるボイ
ラ、装置のタービン、海中深くからの海水により
冷却される凝縮装置、および、凝縮され液化した
プロパンをボイラに返還するポンプを包含する。
前記の特許は、凝縮装置、ポンプ、および、船体
から吊り下げられ海中に浸漬されるボイラを有す
る浮遊船体内に取付けられたタービン駆動形発電
装置を開示している。
閉回路を有する蒸気駆動形タービン駆動形発電装
置を包含する。前述した特許において開示されて
いる作動流体はプロパンであり、プロパンの密閉
回路は、温かい表面の海水により加熱されるボイ
ラ、装置のタービン、海中深くからの海水により
冷却される凝縮装置、および、凝縮され液化した
プロパンをボイラに返還するポンプを包含する。
前記の特許は、凝縮装置、ポンプ、および、船体
から吊り下げられ海中に浸漬されるボイラを有す
る浮遊船体内に取付けられたタービン駆動形発電
装置を開示している。
前述の特許において開示される海水熱電力プラ
ントは、成功的に作動しているが、構成の増大さ
れる効率および経済性について改良の余地があ
る。例えば、作動流体回路は、余分な出費項目で
あるボイラ供給ポンプを包含している。発電装置
を冷却するための装備は設けられていない。ター
ビンのケーシングは、作動流体と大気圧の間の全
圧力差を受けており、その結果、ケーシングはこ
のような圧力差に耐えるに充分な強度を有する必
要がある。
ントは、成功的に作動しているが、構成の増大さ
れる効率および経済性について改良の余地があ
る。例えば、作動流体回路は、余分な出費項目で
あるボイラ供給ポンプを包含している。発電装置
を冷却するための装備は設けられていない。ター
ビンのケーシングは、作動流体と大気圧の間の全
圧力差を受けており、その結果、ケーシングはこ
のような圧力差に耐えるに充分な強度を有する必
要がある。
他の特許は、タービン排出蒸気を、重力により
ボイラに返還するように冷却し凝縮するために外
部の水を利用する蒸気駆動形ターボ発電装置を有
する浮遊する電力プラントを開示している。この
ような特許としては、例えば、米国特許第
3449589号および第3541342号がある。しかしなが
ら、両方の特許は、タービン作動流体として水
銀、および、ボイラ加熱用に温海水ではなく燃料
源を開示している。更に、米国特許第3024366号
は、作動流体としてフレオン−11、燃料焚きボイ
ラ、凝縮装置およびボイラ供給ポンプを使用する
蒸気駆動形ターボ発電装置を開示している。この
装置は、気密ハウジング内に密閉され、かつ、作
動流体の一部分は、ポンプとボイラの間において
放出され、発電装置を冷却するために拡大弁を通
してハウジング内に導入される。しかしながら、
ボイラ用の加熱源は温海水ではなく、また、凝縮
装置を冷却するために冷海水が用いられてもいな
い。
ボイラに返還するように冷却し凝縮するために外
部の水を利用する蒸気駆動形ターボ発電装置を有
する浮遊する電力プラントを開示している。この
ような特許としては、例えば、米国特許第
3449589号および第3541342号がある。しかしなが
ら、両方の特許は、タービン作動流体として水
銀、および、ボイラ加熱用に温海水ではなく燃料
源を開示している。更に、米国特許第3024366号
は、作動流体としてフレオン−11、燃料焚きボイ
ラ、凝縮装置およびボイラ供給ポンプを使用する
蒸気駆動形ターボ発電装置を開示している。この
装置は、気密ハウジング内に密閉され、かつ、作
動流体の一部分は、ポンプとボイラの間において
放出され、発電装置を冷却するために拡大弁を通
してハウジング内に導入される。しかしながら、
ボイラ用の加熱源は温海水ではなく、また、凝縮
装置を冷却するために冷海水が用いられてもいな
い。
従つて、本発明の目的は、海水熱電力プラント
における使用に本質的に適合した、改良された蒸
気駆動形タービン駆動形発電装置を提供すること
にある。
における使用に本質的に適合した、改良された蒸
気駆動形タービン駆動形発電装置を提供すること
にある。
本発明の他の１つの目的は、タービンが海中に
浸漬され、その結果、タービンハウジングにおけ
る圧力差が減少され、それにより、タービンハウ
ジングは、通常のものほど強固である必要がな
く、その結果製造上の節約が生ずる、前述のよう
な発電装置を提供することにある。
浸漬され、その結果、タービンハウジングにおけ
る圧力差が減少され、それにより、タービンハウ
ジングは、通常のものほど強固である必要がな
く、その結果製造上の節約が生ずる、前述のよう
な発電装置を提供することにある。
本発明の他の１つの目的は、作動流体がハロカ
ーボンであり、かつ、発電装置が、タービン用作
動流体とは分離される回路におけるハロカーボン
冷却材により冷却される。前述のような発電装置
を提供することにある。
ーボンであり、かつ、発電装置が、タービン用作
動流体とは分離される回路におけるハロカーボン
冷却材により冷却される。前述のような発電装置
を提供することにある。
本発明の他の１つの目的は、作動流体がハロカ
ーボンであり、このハロカーボンが冷却され凝縮
され、かつボイラ供給ポンプの必要性なしに重力
によりボイラに返還される、前述のような発電装
置を提供することにある。
ーボンであり、このハロカーボンが冷却され凝縮
され、かつボイラ供給ポンプの必要性なしに重力
によりボイラに返還される、前述のような発電装
置を提供することにある。
本発明においては、発電装置が配置される深さ
における海水の圧力よりも低い圧力にある大気圧
空間と海水を分離する壁体を有する海水熱パワー
プラントにおいて用いられるタービン駆動形発電
装置であつて、該装置が、 大気圧空間に配置されるに適合したハウジング
手段を包含する発電手段、海水中に配置されるに
適合したスクロールおよびホイールを包含するタ
ービン手段、該発電手段および該タービン手段に
ついて共通のシヤフト、該シヤフト用の２つの半
径方向のベアリング手段であつて、該ベアリング
手段の１つは、該発電手段と該タービン手段の間
にあるもの、および、 該１つのベアリング手段用の支持手段であつ
て、該支持手段は、該ハウジング手段の一部分を
具備し、該壁体に着脱可能に装着されるように、
かつ、該ホイールよりも大なる開口を密閉するよ
うに適合され、それにより、該発電手段および該
ホイールは、１つのユニツトとして、大気圧空間
に設置されまた該大気圧空間から除去されること
が可能になつているもの、を具備する、ことを特
徴とするタービン駆動形発電装置が提供される。
における海水の圧力よりも低い圧力にある大気圧
空間と海水を分離する壁体を有する海水熱パワー
プラントにおいて用いられるタービン駆動形発電
装置であつて、該装置が、 大気圧空間に配置されるに適合したハウジング
手段を包含する発電手段、海水中に配置されるに
適合したスクロールおよびホイールを包含するタ
ービン手段、該発電手段および該タービン手段に
ついて共通のシヤフト、該シヤフト用の２つの半
径方向のベアリング手段であつて、該ベアリング
手段の１つは、該発電手段と該タービン手段の間
にあるもの、および、 該１つのベアリング手段用の支持手段であつ
て、該支持手段は、該ハウジング手段の一部分を
具備し、該壁体に着脱可能に装着されるように、
かつ、該ホイールよりも大なる開口を密閉するよ
うに適合され、それにより、該発電手段および該
ホイールは、１つのユニツトとして、大気圧空間
に設置されまた該大気圧空間から除去されること
が可能になつているもの、を具備する、ことを特
徴とするタービン駆動形発電装置が提供される。
第１図を参照すると、米国特許第3312054号に
開示されるような浮遊海熱電力プラントの船体の
外壁１０の１部分が示される。壁体１０は、示さ
れるように垂直であることもまた水平であること
もできるが、海１２を船体の内部すなわち通常に
大気圧にある空所１４から分離する。タービン１
６は海面下45.72ｍ（150フイート）の深さにおい
て海中１２に浸漬され、任意の従来形の手段例え
ばボルト（図示せず）により壁体１０に締付けら
れる。タービン１６は、好適には、壁体１０に垂
直な軸を有する入口渦巻状部分（入口スクロー
ル）１８を備えた半径方向のノズル形式である。
スクロール１８は、スクロールの対向する刃体を
橋わたしする固定された翼体により形成される内
向きに指向されたタービンノズル２０の複数個を
有する。タービン翼体２４の円周方向の配列を有
するタービン羽根車（タービンホイール）２２
は、シヤフト２６の１方の端部において装着さ
れ、シヤフト２６は、壁体１０を通して船体の内
部へ延びている。ホイール２２に隣接してシヤフ
トは半径方向のベアリング２８内に支持され、半
径方向のベアリング２８は、ベアリング支持体３
０に密閉され保持され、ベアリング支持体３０
は、空所１４内部の周辺フランジ３２を有し、そ
して、好適にはホイール２２を貫通させるに充分
な大きさの壁体１０における開口３４の周縁部分
に密閉されかつ押付けられている。フランジ３２
は、任意の適切な手段、例えばボルト（図示せ
ず）により壁体１０に着脱可能に締付けられてい
る。タービン排気拡散装置３６は、壁体１０から
液中１２へと延長されており、拡散装置３６の内
側の端部は、ホイール２２の円軸の外周面を密閉
的に包囲している。拡散装置３６は、任意の適切
な手段、例えばボルト（図示せず）によりスクロ
ール１８に締め付けられる。
開示されるような浮遊海熱電力プラントの船体の
外壁１０の１部分が示される。壁体１０は、示さ
れるように垂直であることもまた水平であること
もできるが、海１２を船体の内部すなわち通常に
大気圧にある空所１４から分離する。タービン１
６は海面下45.72ｍ（150フイート）の深さにおい
て海中１２に浸漬され、任意の従来形の手段例え
ばボルト（図示せず）により壁体１０に締付けら
れる。タービン１６は、好適には、壁体１０に垂
直な軸を有する入口渦巻状部分（入口スクロー
ル）１８を備えた半径方向のノズル形式である。
スクロール１８は、スクロールの対向する刃体を
橋わたしする固定された翼体により形成される内
向きに指向されたタービンノズル２０の複数個を
有する。タービン翼体２４の円周方向の配列を有
するタービン羽根車（タービンホイール）２２
は、シヤフト２６の１方の端部において装着さ
れ、シヤフト２６は、壁体１０を通して船体の内
部へ延びている。ホイール２２に隣接してシヤフ
トは半径方向のベアリング２８内に支持され、半
径方向のベアリング２８は、ベアリング支持体３
０に密閉され保持され、ベアリング支持体３０
は、空所１４内部の周辺フランジ３２を有し、そ
して、好適にはホイール２２を貫通させるに充分
な大きさの壁体１０における開口３４の周縁部分
に密閉されかつ押付けられている。フランジ３２
は、任意の適切な手段、例えばボルト（図示せ
ず）により壁体１０に着脱可能に締付けられてい
る。タービン排気拡散装置３６は、壁体１０から
液中１２へと延長されており、拡散装置３６の内
側の端部は、ホイール２２の円軸の外周面を密閉
的に包囲している。拡散装置３６は、任意の適切
な手段、例えばボルト（図示せず）によりスクロ
ール１８に締め付けられる。
タービン用の作動流体は、好適にはハロカーボ
ン冷却材例えばＲ−22（クロロジフロロメタン）
であり、ボイラ３８から管路４０により入口スク
ロール１８に供給される。ボイラ３８は、熱交換
器形式であり、望ましくは、前述した米国特許第
3312054号に開示されるように、タービン１６の
下方の海中１２に配置され、パイプ４２を介して
ボイラの内および外へ循環する温かな表面海水に
より加熱される。タービン排出蒸気は、拡散装置
３６から管路４４を介して凝縮装置４６に導入さ
れ、凝縮装置４６は、望ましくは、タービン１６
の上方の海中１２に配置され、凝縮装置４６にお
いては、前記の米国特許第3312054号にまた開示
されているように、蒸気は、パイプ４８を介して
凝縮装置の内および外へと循環される海中深くか
らの冷水により冷却された液体に凝縮される。凝
縮装置４６からの液体作動流体は、重力により管
路５０を介してボイラ３８に返還供給される。こ
のようなボイラ３８への重力による供給は、ポン
プによる供給よりもはるかに効率的であり、従つ
て、プラントの循環効率を向上させる。
ン冷却材例えばＲ−22（クロロジフロロメタン）
であり、ボイラ３８から管路４０により入口スク
ロール１８に供給される。ボイラ３８は、熱交換
器形式であり、望ましくは、前述した米国特許第
3312054号に開示されるように、タービン１６の
下方の海中１２に配置され、パイプ４２を介して
ボイラの内および外へ循環する温かな表面海水に
より加熱される。タービン排出蒸気は、拡散装置
３６から管路４４を介して凝縮装置４６に導入さ
れ、凝縮装置４６は、望ましくは、タービン１６
の上方の海中１２に配置され、凝縮装置４６にお
いては、前記の米国特許第3312054号にまた開示
されているように、蒸気は、パイプ４８を介して
凝縮装置の内および外へと循環される海中深くか
らの冷水により冷却された液体に凝縮される。凝
縮装置４６からの液体作動流体は、重力により管
路５０を介してボイラ３８に返還供給される。こ
のようなボイラ３８への重力による供給は、ポン
プによる供給よりもはるかに効率的であり、従つ
て、プラントの循環効率を向上させる。
前述した米国特許第3312054号に開示されるよ
うに、凝縮装置４６をボイラ３８の上方に配置
し、かつ、これらの装置内の作動流体と外部との
圧力差を減少させるためにこれらの装置の両者を
海中１２に浸漬させることが有利である。言い換
えれば、これらの装置を海中１２に浸漬すること
により得られた増大された外部圧力は、実質的に
前記の圧力差を減少させ、それにより、ボイラ３
８および凝縮装置４６は、より軽くかつより薄い
構造にすることができ、その結果として製造上の
節約を行うことができる。タービン１６の海中へ
の浸漬は、同様に利点を生ずる、すなわち、ター
ビンスクロール１８は、より軽い構造にすること
ができ、その結果として製造上の節約を行うこと
ができる。前記の接続形において、スクロール１
８に加わる低下された圧力差は、スクロール１８
の刃体を保持する応力部材として働らくタービン
ノズルまたは固定子翼体２０の強度を減少させる
ことを許容するという追加の利点を有する。高い
圧力差は、タービンノズルが重い厚手の材料から
作られることを要求するが、こうした厚手の材料
は、本発明におけるようにタービンノズルがより
薄い材料から作られた場合よりも、より多くの空
間を占有し、かつ、タービンの効率を低下させる
傾向がある。重量および強度におけるこのような
許容された減少のために、タービン１６は、設計
において単純化され、鋳物アルミニウムから満足
するように製作され得る単一ホイール２２を有す
るだけであることができる。タービン１６を海中
１２に浸漬することは、作業者が頻繁に入場する
大気圧の空所１４におけるタービンの騒音を減少
させるという追加の利点を有する。
うに、凝縮装置４６をボイラ３８の上方に配置
し、かつ、これらの装置内の作動流体と外部との
圧力差を減少させるためにこれらの装置の両者を
海中１２に浸漬させることが有利である。言い換
えれば、これらの装置を海中１２に浸漬すること
により得られた増大された外部圧力は、実質的に
前記の圧力差を減少させ、それにより、ボイラ３
８および凝縮装置４６は、より軽くかつより薄い
構造にすることができ、その結果として製造上の
節約を行うことができる。タービン１６の海中へ
の浸漬は、同様に利点を生ずる、すなわち、ター
ビンスクロール１８は、より軽い構造にすること
ができ、その結果として製造上の節約を行うこと
ができる。前記の接続形において、スクロール１
８に加わる低下された圧力差は、スクロール１８
の刃体を保持する応力部材として働らくタービン
ノズルまたは固定子翼体２０の強度を減少させる
ことを許容するという追加の利点を有する。高い
圧力差は、タービンノズルが重い厚手の材料から
作られることを要求するが、こうした厚手の材料
は、本発明におけるようにタービンノズルがより
薄い材料から作られた場合よりも、より多くの空
間を占有し、かつ、タービンの効率を低下させる
傾向がある。重量および強度におけるこのような
許容された減少のために、タービン１６は、設計
において単純化され、鋳物アルミニウムから満足
するように製作され得る単一ホイール２２を有す
るだけであることができる。タービン１６を海中
１２に浸漬することは、作業者が頻繁に入場する
大気圧の空所１４におけるタービンの騒音を減少
させるという追加の利点を有する。
シヤフト２６上に取付けられる回転部分および
ベアリング支持体３０を包含する気密性ハウジン
グ５４の内側に固定される固定子部分を有する、
誘導形または同期形の発電機５２が大気圧の空所
１４内に配置される。シヤフト２６のタービンホ
イール２２と反対側の端部は、ハウジング５４の
対応する端壁に支持される半径方向のベアリング
５６内に取付けられ、かつ、半径方向のベアリン
グ５６の外側においては、シヤフトは、非貫通形
端部キヤツプ６２内に密閉されるスラストベアリ
ング６０とはめ合せ可能なスラストカラ５８を備
えている。
ベアリング支持体３０を包含する気密性ハウジン
グ５４の内側に固定される固定子部分を有する、
誘導形または同期形の発電機５２が大気圧の空所
１４内に配置される。シヤフト２６のタービンホ
イール２２と反対側の端部は、ハウジング５４の
対応する端壁に支持される半径方向のベアリング
５６内に取付けられ、かつ、半径方向のベアリン
グ５６の外側においては、シヤフトは、非貫通形
端部キヤツプ６２内に密閉されるスラストベアリ
ング６０とはめ合せ可能なスラストカラ５８を備
えている。
唯２つの半径方向のベアリング２８および５６
を備えた共通シヤフト２６を有するタービン１６
および発電機５２の配置は、タービン駆動形発電
装置の製造費用を減少させるだけでなく、シヤフ
トの対応する端部が全体的に密閉され大気圧の空
所１４に突出していないためベアリング５６の気
密の必要がない配置を提供する。さらに、発電機
５２用の気密性ハウジング５４は、低圧低密度ま
たは軽量であつて、誘電的に非爆発性の特性を有
する冷却材により発電機５２を冷却することを可
能にする。発電機を冷却するために水素を使用す
ることが知られているが、水素は空気と混合した
場合に爆発性である。従つて、水素は、過度の潜
在的な危険性を有する。更に、前述したように発
電機を冷却するために冷却材フレオンを使用する
ことが知られているが、前述の米国特許第
3024366号に示される配置は、発電機の回転子お
よび固定子部分にわたるフレオン冷却材の循環を
確実に行うためおよび冷却材をハウジングから排
出するために発電機ハウジング内にフアンを使用
することを必要とする。
を備えた共通シヤフト２６を有するタービン１６
および発電機５２の配置は、タービン駆動形発電
装置の製造費用を減少させるだけでなく、シヤフ
トの対応する端部が全体的に密閉され大気圧の空
所１４に突出していないためベアリング５６の気
密の必要がない配置を提供する。さらに、発電機
５２用の気密性ハウジング５４は、低圧低密度ま
たは軽量であつて、誘電的に非爆発性の特性を有
する冷却材により発電機５２を冷却することを可
能にする。発電機を冷却するために水素を使用す
ることが知られているが、水素は空気と混合した
場合に爆発性である。従つて、水素は、過度の潜
在的な危険性を有する。更に、前述したように発
電機を冷却するために冷却材フレオンを使用する
ことが知られているが、前述の米国特許第
3024366号に示される配置は、発電機の回転子お
よび固定子部分にわたるフレオン冷却材の循環を
確実に行うためおよび冷却材をハウジングから排
出するために発電機ハウジング内にフアンを使用
することを必要とする。
好適には、本発明において使用される冷却材
は、ハロカーボンであり、望ましくは、Ｒ−11
（トリクロロフロロメタン）である。液体冷却材
は、拡大弁６４を通してハウジング５４内に噴霧
され、それにより、ハウジング内部での冷却材の
蒸発は、作動的な発電機部分を冷却する。冷却材
蒸気は、ハウジング５４から管路６６を介して、
適切な形式の電動機７０により駆動される従来形
の圧縮装置６８に排出される。圧縮装置６８か
ら、冷却材は管路７４を経由して凝縮装置７２に
供給されるが、凝縮装置７２は、管路７６を経由
して凝縮装置の内へおよび外へと流通する。海中
深くからの冷水により冷却される。冷却された液
化冷却材は、管路７８を介して拡大弁６４に導び
かれる。
は、ハロカーボンであり、望ましくは、Ｒ−11
（トリクロロフロロメタン）である。液体冷却材
は、拡大弁６４を通してハウジング５４内に噴霧
され、それにより、ハウジング内部での冷却材の
蒸発は、作動的な発電機部分を冷却する。冷却材
蒸気は、ハウジング５４から管路６６を介して、
適切な形式の電動機７０により駆動される従来形
の圧縮装置６８に排出される。圧縮装置６８か
ら、冷却材は管路７４を経由して凝縮装置７２に
供給されるが、凝縮装置７２は、管路７６を経由
して凝縮装置の内へおよび外へと流通する。海中
深くからの冷水により冷却される。冷却された液
化冷却材は、管路７８を介して拡大弁６４に導び
かれる。
液体状で発電機ハウジング内に噴霧される冷却
材を使用することは、発電機５２を冷却するだけ
でなく、通常銅である発電機巻線の電気抵抗を減
少させるに充分なだけ発電機の温度を低下させ、
それにより電気抵抗損失を減少させるより大なる
発電機効率をもたらす。更に、相対的に低圧力お
よび低密度の冷却材を使用することにより、冷却
流体の回転部分との摩擦による発電機５２におけ
る風損もまた減少する。更に、前述したように、
Ｒ−11または類似のハロカーボン冷却材は不燃性
または非爆発性であるだけでなく良好な誘電的抵
抗性を有する。従つて、発電機５２に関連する電
気配線は、防爆形である必要はなく、それにより
製造上の節約が生ずる。更に、本明細書において
は単純な一段の冷却システムが図解され記述され
たが、当該技術において周知であるように冷却シ
ステムを多段化またはカスケード化することによ
りさらに低温の冷却が実行され得る。従つて、冷
却システムの設計は、風損および電気抵抗損を最
小化するために最適化されるべきである。
材を使用することは、発電機５２を冷却するだけ
でなく、通常銅である発電機巻線の電気抵抗を減
少させるに充分なだけ発電機の温度を低下させ、
それにより電気抵抗損失を減少させるより大なる
発電機効率をもたらす。更に、相対的に低圧力お
よび低密度の冷却材を使用することにより、冷却
流体の回転部分との摩擦による発電機５２におけ
る風損もまた減少する。更に、前述したように、
Ｒ−11または類似のハロカーボン冷却材は不燃性
または非爆発性であるだけでなく良好な誘電的抵
抗性を有する。従つて、発電機５２に関連する電
気配線は、防爆形である必要はなく、それにより
製造上の節約が生ずる。更に、本明細書において
は単純な一段の冷却システムが図解され記述され
たが、当該技術において周知であるように冷却シ
ステムを多段化またはカスケード化することによ
りさらに低温の冷却が実行され得る。従つて、冷
却システムの設計は、風損および電気抵抗損を最
小化するために最適化されるべきである。
タービンホイール２２が壁体１０における開口
３４を貫通させられ得るので、シヤフト２６の一
方の端部においてタービンホイールを設けた発電
機ハウジング５４の全体は、タービンホイールに
位置を合せて、すなわち、タービン入口スクロー
ル１８内の適切な配置において装着され得ること
が注目されるであろう。同様に、タービンホイー
ル２２を伴う発電機５２の全体は、タービン入口
スクロール１８およびタービン排気拡散装置３６
を取りはずすことなしで修理のために容易に取り
はずされ得る。
３４を貫通させられ得るので、シヤフト２６の一
方の端部においてタービンホイールを設けた発電
機ハウジング５４の全体は、タービンホイールに
位置を合せて、すなわち、タービン入口スクロー
ル１８内の適切な配置において装着され得ること
が注目されるであろう。同様に、タービンホイー
ル２２を伴う発電機５２の全体は、タービン入口
スクロール１８およびタービン排気拡散装置３６
を取りはずすことなしで修理のために容易に取り
はずされ得る。
発電機ハウジング５４の内部は、ベアリング支
持体３２、ベアリング２８およびシヤフト２６に
よりタービン１６の内部から分離される。従つ
て、ベアリング２８は水あかを落され、ポンプ８
０により潤滑油を供給されることができ、このポ
ンプ８０は、第２図に示されるように適切な油だ
めから潤滑油を引込み、ベアリングに供給する。
潤滑油を導入する位置とは反対側におけるベアリ
ング２８とシヤフト２６の対向する表面の間の円
周方向の溝８４が半径方向のポートにより出口を
設けられ、それにより油だめ８４に戻るように管
路８６に帰還される。しかしながら、明らかに、
潤滑液は発電機ハウジング５４内部のハロカーボ
ン蒸気の一部およびタービン１６の内部からのハ
ロカーボン蒸気の一部を吸収する。帰還管路８６
における潤滑材は、冷却技術における従来形のも
のである任意の適切な浄化システムにより吸収さ
れたハロカーボンを除去し得る。従つて、ベアリ
ング２８用の密閉システムは、相対的に単純であ
り、従来形の密閉形冷却用圧縮装置に用いられる
ものと類似のものである。
持体３２、ベアリング２８およびシヤフト２６に
よりタービン１６の内部から分離される。従つ
て、ベアリング２８は水あかを落され、ポンプ８
０により潤滑油を供給されることができ、このポ
ンプ８０は、第２図に示されるように適切な油だ
めから潤滑油を引込み、ベアリングに供給する。
潤滑油を導入する位置とは反対側におけるベアリ
ング２８とシヤフト２６の対向する表面の間の円
周方向の溝８４が半径方向のポートにより出口を
設けられ、それにより油だめ８４に戻るように管
路８６に帰還される。しかしながら、明らかに、
潤滑液は発電機ハウジング５４内部のハロカーボ
ン蒸気の一部およびタービン１６の内部からのハ
ロカーボン蒸気の一部を吸収する。帰還管路８６
における潤滑材は、冷却技術における従来形のも
のである任意の適切な浄化システムにより吸収さ
れたハロカーボンを除去し得る。従つて、ベアリ
ング２８用の密閉システムは、相対的に単純であ
り、従来形の密閉形冷却用圧縮装置に用いられる
ものと類似のものである。
このようにして、本発明の目的および利点が充
分に効率的に達成されたことが理解されるであろ
う。しかしながら、前述の特定の実施例は、本発
明の原理を説明する意図の下に開示されたもので
あり、この原理を逸脱することなしに変形を行う
ことが可能であることが理解されるであろう。従
つて、本発明は、特許請求の範囲内にあるすべて
の実施例を包含するものである。
分に効率的に達成されたことが理解されるであろ
う。しかしながら、前述の特定の実施例は、本発
明の原理を説明する意図の下に開示されたもので
あり、この原理を逸脱することなしに変形を行う
ことが可能であることが理解されるであろう。従
つて、本発明は、特許請求の範囲内にあるすべて
の実施例を包含するものである。
第１図は、本発明の一実施例としてのタービン
駆動形発電装置およびシステムの部分的概略的な
断面図、第２図は、第１図装置の発電機とタービ
ンの間の半径方向ベアリングの構成を示す断面図
である。 （符号の説明）、１０……壁体、１２……海、
１４……空所、１６……タービン、１８……入口
スクロール、２０……タービンノズル、２２……
タービンホイール、２４……タービン翼体、２６
……シヤフト、２８……半径方向ベアリング、３
０……ベアリング支持体、３２……周辺フラン
ジ、３４……開口、３６……拡散装置、３８……
ボイラ、４０，４２，４４，４８，５０……管
路、４６……凝縮装置、５２……発電機、５４…
…ハウジング、５６……半径方向ベアリング、５
８……スラストカラ、６０……スラストベアリン
グ、６２……キヤツプ、６４……拡大弁、６６，
７４，７６，７８……管路、６８……圧縮装置、
７０……電動機、７２……凝縮装置、８０……ポ
ンプ、８２，８６……管路、８４……溝、８８…
…浄化システム。
駆動形発電装置およびシステムの部分的概略的な
断面図、第２図は、第１図装置の発電機とタービ
ンの間の半径方向ベアリングの構成を示す断面図
である。 （符号の説明）、１０……壁体、１２……海、
１４……空所、１６……タービン、１８……入口
スクロール、２０……タービンノズル、２２……
タービンホイール、２４……タービン翼体、２６
……シヤフト、２８……半径方向ベアリング、３
０……ベアリング支持体、３２……周辺フラン
ジ、３４……開口、３６……拡散装置、３８……
ボイラ、４０，４２，４４，４８，５０……管
路、４６……凝縮装置、５２……発電機、５４…
…ハウジング、５６……半径方向ベアリング、５
８……スラストカラ、６０……スラストベアリン
グ、６２……キヤツプ、６４……拡大弁、６６，
７４，７６，７８……管路、６８……圧縮装置、
７０……電動機、７２……凝縮装置、８０……ポ
ンプ、８２，８６……管路、８４……溝、８８…
…浄化システム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 発電装置が配置される深さにおける海水の圧
力よりも低い圧力にある大気圧空間と海水を分離
する壁体を有する海水熱パワープラントにおいて
用いられるタービン駆動形発電装置であつて、該
装置が、 大気圧空間に配置されるに適合したハウジング
手段を包含する発電手段、 海水中に配置されるに適合したスクロールおよ
びホイールを包含するタービン手段、 該発電手段および該タービン手段について共通
のシヤフト、 該シヤフト用の２つの半径方向のベアリング手
段であつて、該ベアリング手段の１つは、該発電
手段と該タービン手段の間にあるもの、および、 該１つのベアリング手段用の支持手段であつ
て、該支持手段は、該ハウジング手段の一部分を
有し、該壁体に着脱可能に装着されるように、か
つ、該ホイールよりも大なる開口を密閉するよう
に適合され、それにより、該発電手段および該ホ
イールが１つのユニツトとして大気圧空間に設置
されまた該大気圧空間から除去されることが可能
になつているもの、 を具備する、 ことを特徴とするタービン駆動形発電装置。 ２ 該他方の半径方向のベアリング手段に隣接し
たスラストベアリング手段を包含する、特許請求
の範囲第１項に記載の装置。 ３ 該ハウジング手段は、気密構造である、特許
請求の範囲第１項に記載の装置。 ４ 該発電手段を冷却するための冷却手段を包含
する、特許請求の範囲第３項に記載の装置。 ５ 直列に接続される圧縮装置、凝縮装置、拡大
弁、および、ハウジング手段を具備する冷却用回
路を包含する、特許請求の範囲第４項に記載の装
置。 ６ 冷却材がハロカーボンである、特許請求の範
囲第４項に記載の装置。 ７ 冷却材がＲ−11である、特許請求の範囲第６
項に記載の装置。 ８ 海水熱電力プラントにおいて用いられるター
ビン駆動形発電装置であつて、該装置が、 海面の下方に配置されるターボ発電装置、およ
び、 該発電装置のタービン手段用の作動流体回路で
あつて、該流体回路は、該発電装置の下方の海水
中に配置されるボイラ手段および海水中に該ボイ
ラ手段の上方に配置され該ボイラ手段に凝縮され
液化した蒸気を重力により流通させるための凝縮
手段を包含するもの、および、 該発電装置が配置される深さにおける海水の圧
力よりも低い圧力にある大気圧の空所から海水を
分離する壁体、 を具備し、 該発電装置のタービン手段は、該壁体の一方の
側において海水中に浸漬され、該発電装置の発電
手段は、該壁体の他方の側において空所内に配置
される、 ことを特徴とするタービン駆動形発電装置。 ９ 該作動流体はハロカーボンの蒸気である、特
許請求の範囲第８項に記載の組合せ装置。 １０ 該作動流体はＲ−11である、特許請求の範
囲の第９項に記載の組合せ装置。 １１ 発電手段を冷却する冷却手段を包含する、
特許請求の範囲第８項に記載の組合せ装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/109,120 US4301375A (en) | 1980-01-02 | 1980-01-02 | Turbo-generator unit and system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56143371A JPS56143371A (en) | 1981-11-09 |
| JPH0128227B2 true JPH0128227B2 (ja) | 1989-06-01 |
Family
ID=22325894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6181A Granted JPS56143371A (en) | 1980-01-02 | 1981-01-05 | Turbo generator |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4301375A (ja) |
| JP (1) | JPS56143371A (ja) |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4362020A (en) * | 1981-02-11 | 1982-12-07 | Mechanical Technology Incorporated | Hermetic turbine generator |
| US4555637A (en) * | 1982-07-26 | 1985-11-26 | Acd, Inc. | High speed turbogenerator for power recovery from fluid flow within conduit |
| US4450361A (en) * | 1982-08-26 | 1984-05-22 | Holt James F | Coupling of MHD generator to gas turbine |
| US4808837A (en) * | 1986-02-18 | 1989-02-28 | Honeywell Inc. | Submersible electrical power supply |
| US6895325B1 (en) | 2002-04-16 | 2005-05-17 | Altek Power Corporation | Overspeed control system for gas turbine electric powerplant |
| US6789000B1 (en) | 2002-04-16 | 2004-09-07 | Altek Power Corporation | Microprocessor-based control system for gas turbine electric powerplant |
| US7036318B1 (en) | 2002-04-16 | 2006-05-02 | Altek Power Corporation | Gas turbine electric powerplant |
| DE602006020239D1 (de) * | 2006-01-24 | 2011-04-07 | Ihi Corp | Motorbetriebene Aufladung |
| DE602006008264D1 (de) | 2006-01-26 | 2009-09-17 | Ihi Corp | Turbo-Auflader |
| EP1998008B1 (en) * | 2006-03-23 | 2019-03-13 | IHI Corporation | High-speed rotating shaft arrangement for supercharger |
| DE102006015639A1 (de) * | 2006-04-04 | 2007-10-11 | Mtu Aero Engines Gmbh | Strahltriebwerk mit Generatoreinheit |
| US20070271956A1 (en) * | 2006-05-23 | 2007-11-29 | Johnson Controls Technology Company | System and method for reducing windage losses in compressor motors |
| JP4753033B2 (ja) * | 2006-06-02 | 2011-08-17 | 株式会社Ｉｈｉ | 電動過給機 |
| JP4671177B2 (ja) * | 2006-06-02 | 2011-04-13 | 株式会社Ihi | 電動過給機 |
| KR20090039770A (ko) * | 2006-08-18 | 2009-04-22 | 가부시키가이샤 아이에이치아이 | 전동 과급기 |
| JP4941782B2 (ja) | 2006-08-18 | 2012-05-30 | 株式会社Ｉｈｉ | 電動過給機 |
| ES2397526T3 (es) * | 2006-09-12 | 2013-03-07 | Cryostar Sas | Máquina de recuperación de energía |
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| US9086057B2 (en) | 2010-01-21 | 2015-07-21 | The Abell Foundation, Inc. | Ocean thermal energy conversion cold water pipe |
| EP4273372A3 (en) | 2010-01-21 | 2024-01-24 | The Abell Foundation Inc. | Ocean thermal energy conversion power plant |
| US8400005B2 (en) | 2010-05-19 | 2013-03-19 | General Electric Company | Generating energy from fluid expansion |
| US8739538B2 (en) | 2010-05-28 | 2014-06-03 | General Electric Company | Generating energy from fluid expansion |
| US9951784B2 (en) | 2010-07-27 | 2018-04-24 | R&D Dynamics Corporation | Mechanically-coupled turbomachinery configurations and cooling methods for hermetically-sealed high-temperature operation |
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| CN101975160B (zh) * | 2010-11-16 | 2014-12-03 | 上海维尔泰克螺杆机械有限公司 | 双螺杆液体泵 |
| WO2012166325A1 (en) | 2011-05-31 | 2012-12-06 | Carrier Corporation | Compressor windage mitigation |
| US9476428B2 (en) | 2011-06-01 | 2016-10-25 | R & D Dynamics Corporation | Ultra high pressure turbomachine for waste heat recovery |
| US9151279B2 (en) | 2011-08-15 | 2015-10-06 | The Abell Foundation, Inc. | Ocean thermal energy conversion power plant cold water pipe connection |
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| GB2497943A (en) * | 2011-12-22 | 2013-07-03 | Cummins Ltd | Internal combustion engine and waste heat recovery system |
| US9024460B2 (en) | 2012-01-04 | 2015-05-05 | General Electric Company | Waste heat recovery system generator encapsulation |
| US8984884B2 (en) | 2012-01-04 | 2015-03-24 | General Electric Company | Waste heat recovery systems |
| US9018778B2 (en) | 2012-01-04 | 2015-04-28 | General Electric Company | Waste heat recovery system generator varnishing |
| JP2013169029A (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Kobe Steel Ltd | 発電装置 |
| BR112015008522B1 (pt) | 2012-10-16 | 2021-01-19 | The Abell Foundation, Inc. | placa de troca de calor e trocador de calor |
| CN107060908B (zh) * | 2017-06-22 | 2023-05-12 | 哈尔滨广瀚新能动力有限公司 | 一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统及冷却方法 |
| CN107035438B (zh) * | 2017-06-22 | 2023-05-12 | 哈尔滨广瀚新能动力有限公司 | 一种采用引射器的有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统 |
| WO2022172667A1 (ja) * | 2021-02-09 | 2022-08-18 | 株式会社Ihi | 回転機械 |
| US20240154498A1 (en) * | 2021-03-11 | 2024-05-09 | Enviro Power, Inc. | Generator housing drain |
| US12258887B2 (en) * | 2022-07-25 | 2025-03-25 | Sapphire Technologies, Inc. | Cooling gas recovered from a well |
| AU2024257859A1 (en) * | 2023-04-21 | 2025-10-30 | Sage Geosystems Inc. | Reconfigurable turbine for geothermal energy production |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3024366A (en) * | 1958-06-11 | 1962-03-06 | Yanagimachi Masanosuke | Electric generator system |
| US3409782A (en) * | 1964-12-25 | 1968-11-05 | Israel State | Power generating units |
| US3312054A (en) * | 1966-09-27 | 1967-04-04 | James H Anderson | Sea water power plant |
| JPS598641B2 (ja) * | 1976-09-13 | 1984-02-25 | 三菱重工業株式会社 | 熱サイクル装置 |
-
1980
- 1980-01-02 US US06/109,120 patent/US4301375A/en not_active Expired - Lifetime
-
1981
- 1981-01-05 JP JP6181A patent/JPS56143371A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4301375A (en) | 1981-11-17 |
| JPS56143371A (en) | 1981-11-09 |
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