JPH04241704A - 回転流体機械 - Google Patents

回転流体機械

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JPH04241704A
JPH04241704A JP380091A JP380091A JPH04241704A JP H04241704 A JPH04241704 A JP H04241704A JP 380091 A JP380091 A JP 380091A JP 380091 A JP380091 A JP 380091A JP H04241704 A JPH04241704 A JP H04241704A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blower
frequency
turbine
motor
compressor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP380091A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Nakajima
淳一 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP380091A priority Critical patent/JPH04241704A/ja
Publication of JPH04241704A publication Critical patent/JPH04241704A/ja
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、改良されたブロワ又は
コンプレツサとタービンよりなる回転流体機械に関する
【0002】
【従来の技術】図3に従来の超高速電動機直結ブロワを
示す。超高速の電動機5の軸にブロワの羽根車2が直結
されており、電動機5によって駆動される羽根車2によ
って、ブロワの吸入空気配管1より吸入される空気をブ
ロワのケーシング3を経て吐出空気配管4より吐出する
ようになっている。7は、商用電源8より送られる交流
を電動機5の回転速度に応じた周波数の交流入力に変換
して電動機5へ供給する周波数変換装置である。
【0003】図4に従来の超高速電動機直結タービンを
示す。超高速の発電機13の軸にタービンの動翼(羽根
車)10が直結されており、タービンの吸入蒸気配管9
から供給される蒸気によって発電機13を駆動して発電
機13の回転数に応じた周波数の交流出力14を発生さ
せ、これを回生発電回路15によって特定の周波数、例
えば50Hz又は60Hzの交流出力とするようにして
いる。11はタービンのケーシング、12はタービンの
吐出蒸気配管である。
【0004】図5に従来のガスタービン発電機を示す。 吸入空気管1からコンプレツサ2へ吸入された空気は昇
圧されて、燃焼器18に送られ、ここで、燃料17と混
合・燃焼し、燃焼ガスとなって、配管19を通って、タ
ービン10に送られる。タービン10は回転力を発生し
て、コンプレツサ2と減速歯車23を回す。減速歯車は
、タービン10の回転を3000rpm又は3600r
pmに減速して発電機24を駆動する。発電機はこうし
て周波数50Hzまたは、60Hzの交流16を発電す
る。起動時のコンプレツサ2の所要回転力は外部電源8
により、ターニング装置25を回して与える。22は軸
継手、20は連結軸、21はタービンの排気ガス配管で
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来、ブロワ又はコン
プレツサは電動機と、そして、タービンは発電機と夫々
使用されることが多いが、これらを組合わせようとする
と、ブロワ又はコンプレツサ、タービン、歯車装置、電
動機(もしくは発電機)が、それぞれにロータを持ち、
軸受けや軸継手が必要となって、構造が複雑であり、動
力伝達損失も大きい。また、軸継手の芯だしや、歯車の
歯面チエツクも必要となって、煩雑である。ブロワやタ
ービン本体と比べて全体の設置スペースも大きくなるな
どの不具合を抱えている。
【0006】本発明は、従来の回転機械のもつ前記不具
合を解消しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】1  本発明の回転流体
機械は、発電機としても作動可能な電動機の両軸端部の
各々にブロワ又はコンプレツサの羽根車とタービンの動
翼とを直接装着し、かつ、電動機の電源回路は、商用電
源の周波数から任意の周波数の交流に変換し回転速度を
制御可能に電動機に供給する周波数変換回路と、電動機
が発電機として作動した時に、その回転速度に応じて発
生する周波数の交流から他の周波数の交流に変換し出力
することが可能な回生発電回路とを有するように構成さ
れる。
【0008】2  また本発明は、前記1の回転流体機
械において、ブロワ又はコンプレツサで昇圧された流体
を、燃焼器や熱交換機などの昇温装置を経由して、ター
ビンに導く流路とを有するように構成される。
【0009】
【作用】前記1の本発明では、ブロワ又はコンプレツサ
とタービンとが発電機としても作動可能な電動機の軸に
直結される。ブロワ又はコンプレツサの所要動力がター
ビンの発生動力をこえるときには、電動機は周波数変換
回路より供給される交流によって駆動され、不足動力を
カバーする。また、ブロワ又はコンプレツサの所要動力
がタービンの発生動力を以下のときには、電動機は発電
機となって、動力を発生し、これによって発生する交流
は、回生発電回路によって所定の他の周波数に変換され
て出力される。
【0010】また、前記のように、ブロワ又はコンプレ
ツサとタービンは電動機の軸に直結されて軸継手等の従
来必要とされた動力伝達機構が廃されており、構造は簡
単であり、動力の伝達損失もなく、また軸継手等の芯出
しが不要となり、かつ、設置スペースも小さくてすむ。
【0011】前記2の本発明では、ブロワ又はコンプレ
ツサで昇圧された流体を、燃焼器や熱交換器などの昇温
装置を経由させることによって、流体の体積を増加させ
て、タービン出力をブロワ又はコンプレツサ入力以上に
することができる。
【0012】
【実施例】本発明の第1の実施例を、図1によって説明
する。インバータ盤の形式をとり商用電源8に接続され
た周波数変換装置7より交流が供給されて駆動される超
高速可変速電動機26の両軸端の各々にブロワ又はコン
プレツサ(以下ブロワと略称する)の羽根車(インペラ
)2とラジアルタービンの動翼10とを直接装着し、ま
た、周波数変換装置7は回生発電回路15に接続されて
いる。
【0013】前記周波数変換装置7は、商用電源8より
交流を受け、周波数を適宜変換した交流を電動機26へ
供給し、同電動機26の回転速度を制御できるように構
成されており、また、回生発電回路15は、電動機26
が発電機として作動する時に、その回転速度に応じて発
生する周波数の交流を受け、これを他の周波数の交流1
6、例えば商用電源の50Hz又は60Hzの周波数の
交流に変換して出力するように構成されている。またラ
ジアルタービンには、図示しないプラントの余剰熱等の
熱源によって発生した蒸気が供給されるようになってい
る。
【0014】図1中、1はブロワの吸入配管、3はブロ
ワのケーシング、4はブロワの吐出配管、9はラジアル
タービンの吸入蒸気配管、11はラジアルタービンのケ
ーシング、12はラジアルタービンの吐出蒸気配管であ
り、27は周波数変換装置7から電動機26へ、又はそ
の逆に流れる交流を示す。
【0015】以上のように構成された本実施例では、ブ
ロワの吸入配管1から吸入された空気は、ブロワのイン
ペラ2によって圧縮された後、吐出配管4から排出され
る。プラントの余剰熱等によって発生しラジアルタービ
ンの吸入蒸気配管9から吸入された蒸気は、ラジアルタ
ービンで仕事をした後に、吐出蒸気配管12から排出さ
れる。
【0016】ブロワの所要動力がタービンの発生動力を
こえるときには、商用電源8から動力を得て、電動機2
6は不足動力をカバーし、また、ブロワの所要動力がタ
ービンの発生動力を以下のときには、電動機26は発電
機となってその回転速度の変化に応じて周波数の交流が
発生し、回生発電回路15は、これを商用電源の周波数
である50Hzもしくは60Hz、又はその他の周波数
の交流16に変換し電力を取り出すことができる。
【0017】また、本実施例では、ブロワの羽根車2と
ラジアルタービンの動翼10は、電動機26の軸に直結
されており、従来必要とした軸継手等の動力伝達機構が
廃されており、構造は極めて簡単で、動力の伝達損失も
なく、また継手等の芯出しが不要であり、かつ設置スペ
ースを小さくすることができる。
【0018】なお、第1の本実施例では、ブロワの駆動
用にラジアルタービンを用いているが、他の型式のター
ビンを用いることができる。
【0019】本発明の第2の実施例を、図2によって説
明する。本実施例は、前記第1の実施例に以下説明する
部分を付加したものである。即ち、ブロワの吐出配管4
を分岐させて燃焼器18に接続し、また同燃焼器18に
燃料配管17を接続し、かつ、同燃焼器18の燃焼ガス
配管19をラジアルタービンのケーシング11に接続し
た。
【0020】本実施例では、ブロワの吐出管4から排出
された空気の一部又は全量は燃焼器18で燃料配管17
からの燃料と混合・燃焼し、昇温された燃焼ガスは燃焼
ガス配管19を経て、ラジアルタービンに導かれて、タ
ービンに吸入され、前記第1の実施例におけると同様に
ブロワの駆動と発電を行う。
【0021】このようにして、本実施例においては、ブ
ロワで昇圧された空気を更に昇温させて体積を増加させ
、タービンの出力をブロワの入力以上に増加させること
ができる。
【0022】なお、本第2の実施例では、ブロワで昇圧
された空気を燃焼器によって昇温させているが、排ガス
等のプラントの排熱源と熱交換させるようにしてもよい
【0023】
【発明の効果】請求項1に係る本発明の回転流体機械は
前記のとおり構成されており、従来の動力伝達機構が廃
されているので、動力の損失がなくなって動力伝達効率
が向上するとともに、慣性モーメントが減少し、駆動系
の機構が簡単になって、有害な振動が減少し、軸継手の
芯出しが不要になり、設置用のスペースが小さくなり、
潤滑油量が減少する。また、電動機と発電機とが同一で
あって、スムーズな切り替えを行なうことができ、ロー
タが一本だけでシンプルに、小型軽量に構成できる。
【0024】また、請求項2に係る本発明の回転流体機
械は、前記請求項1に係る本発明に加えて、ブロワ又は
コンプレツサで昇圧された流体を更に昇温させた上ター
ビンへ導くことによって、タービン出力をブロワ又はコ
ンプレツサ入力以上の大きい値にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の模式説明図である。
【図2】本発明の第2の実施例の模式説明図である。
【図3】従来の超高速電動機直結ブロワの模式説明図で
ある。
【図4】従来の超高速発電機直結タービンの模式説明図
である。
【図5】従来のガスタービン発電機の模式説明図である
【符号の説明】
1    ブロワの吸入空気配管 2    ブロワの羽根車 3    ブロワのケーシング 4    ブロワの吐出空気配管 7    周波数変換装置 8    商用電源 9    タービンの吸入蒸気配管 10  ラジアルタービンの動翼 11  ラジアルタービンのケーシング12  タービ
ンの吐出蒸気配管 15  回生発電回路 16  交流出力 17  燃料配管 18  燃焼器 19  燃焼ガス配管

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  発電機としても作動可能な電動機の両
    軸端部の各々にブロワ又はコンプレツサの羽根車とター
    ビンの動翼とを直接装着し、かつ、電動機の電源回路は
    、商用電源の周波数から任意の周波数の交流に変換し回
    転速度を制御可能に電動機に供給する周波数変換回路と
    、電動機が発電機として作動する時に、その回転速度に
    応じて発生する周波数の交流を他の周波数の交流に変換
    し出力することが可能な回生発電回路とを有することを
    特徴とする回転流体機械。
  2. 【請求項2】  ブロワ又はコンプレツサで昇圧された
    流体を、昇温装置を経由してタービンに導く流路とを有
    することを特徴とする請求項1に記載の回転流体機械。
JP380091A 1991-01-17 1991-01-17 回転流体機械 Withdrawn JPH04241704A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008175212A (ja) * 2008-04-09 2008-07-31 Ebara Corp タービン発電機
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Effective date: 19980514