WO2013129550A1 - 発電装置 - Google Patents

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WO2013129550A1
WO2013129550A1 PCT/JP2013/055333 JP2013055333W WO2013129550A1 WO 2013129550 A1 WO2013129550 A1 WO 2013129550A1 JP 2013055333 W JP2013055333 W JP 2013055333W WO 2013129550 A1 WO2013129550 A1 WO 2013129550A1
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control device
pedestal
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康之 濱地
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Yanmar Co Ltd
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Yanmar Co Ltd
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    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/36—Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2230/00—Manufacture
    • F04C2230/60—Assembly methods
    • F04C2230/604—Mounting devices for pumps or compressors

Definitions

  • the present invention relates to a technology of a power generation device, and in particular, includes an expander driven by steam, a generator driven by being connected to an output shaft of the expander, a control device, a pedestal, and a storage box. It relates to the technology of power generation equipment.
  • a power generator including an expander that uses a working medium as water and a generator that is connected to and driven by the output shaft of the expander is known.
  • the expander rotates the output shaft by expanding water (hereinafter simply referred to as “steam”), which is a high-temperature and high-pressure gas phase, in an expansion chamber formed by a fixed scroll and an orbiting scroll.
  • steam expanding water
  • the generator is connected to the output shaft and is driven by the rotation of the output shaft.
  • a package-type power generator in which the expander and the generator are housed and installed in a single storage box is known (for example, see Patent Document 1).
  • the present invention provides a power generator that can efficiently cool an expander, a generator, and a controller even outdoors.
  • an expander driven by steam, a generator driven by being connected to an output shaft of the expander, and a control device are placed on a pedestal and stored in a storage box, and the storage
  • the box has a partition member, the partition member is erected from the pedestal, the control device is stored on one side partitioned by the partition member, and the expander and the generator are stored on the other side.
  • the pedestal is provided with a ventilation path for taking outside air into the storage box, and a ceiling plate of the storage box is provided with a mesh plate and above and around the mesh plate.
  • a protective roof provided at a predetermined interval is provided so that air can be discharged to the outside, and the expander and the generator are fixed to a frame standing on the pedestal, and the expander and the The generator is separated from the pedestal.
  • the partition member is provided with a blower for sending air from the control device side to the expander side.
  • the generator is disposed below an expander, the expander has an output shaft protruding in a horizontal direction, the generator has an input shaft protruding in a horizontal direction, The output shaft and the input shaft are connected by a belt.
  • the attachment portion of the expander in the frame is provided with an adjustment portion that can be moved by a certain distance in the vertical direction.
  • the air flows from the bottom to the top due to the chimney effect, so that the expander, the generator, and the control device can be efficiently cooled. Moreover, since the passage through which the air flows is widened by separating the expander and the generator from the pedestal, the expander, the generator, and the control device can be efficiently cooled. Further, by separating the expander and the generator from the base, a space for maintaining the expander and the generator is created, and the maintenance can be performed efficiently. Further, foreign matters such as rain can be prevented from entering from above, and durability can be improved and maintenance work can be omitted.
  • the expander, the generator, and the control device can be cooled more efficiently.
  • the present invention by separating the expander and the generator from the base, a space for maintaining the expander and the generator is created, and the maintenance can be performed efficiently. Further, since tension is generated in the belt by the dead weight of the generator, the work of adjusting the tension of the belt can be simplified.
  • the present invention by separating the expander and the generator from the base, a space for maintaining the expander and the generator is created, and the maintenance can be performed efficiently. Further, by moving the expander or the generator up and down and fixing them, the work of adjusting the tension of the belt can be performed, and the work can be simplified.
  • the block diagram which showed the whole structure of the electric power generating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention The side surface partial sectional view which showed the structure of the storage box.
  • Side surface partial sectional drawing which showed the structure of the expander and the generator.
  • Side surface partial sectional drawing which showed the structure of the expander and the generator.
  • the storage box 22 defines the direction of arrow A as the front.
  • the power generation device 1 includes an expander 2 driven by steam, a generator 3 driven by being connected to an output shaft 43 of the expander 2, a steam generator 4, a working medium supply pump 6, and a condenser 8. And a control device 50.
  • the expander 2 is a scroll-type fluid machine, and high-temperature and high-pressure steam is supplied as a working medium from the steam generator 4 through the working medium passage 12.
  • the expander 2 generates power by driving the generator 3 using the supplied steam as a working medium.
  • the steam generator 4 is supplied with water from the working medium supply pump 6 through the working medium passage 15.
  • the working medium supply pump 6 sucks water generated by condensing steam by the condenser 8 through the working medium passage 17, the working medium tank 25, and the working medium passage 18.
  • the condenser 8 is supplied with the steam discharged from the expander 2 through the working medium passage 19.
  • the expander 2 drives the generator 3 by converting the energy of the high-temperature and high-pressure steam generated by the steam generator 4 into rotational force.
  • the steam discharged from the expander 2 is condensed into water by the condenser 8 and then supplied again to the expander 2 as high-temperature and high-pressure steam by the steam generator 4.
  • the control device 50 includes a CPU and storage means.
  • the CPU is a central processing unit
  • the storage means is a ROM that stores a control program, a map, and the like, and a RAM that stores input data and the like.
  • the control device 50 adjusts the amount of high-temperature and high-pressure steam by switching the flow path of the valve 12 a provided in the working medium passage 12.
  • the control apparatus 50 adjusts the quantity which attracts
  • the expander 2, the generator 3, and the control device 50 that constitute the power generation device 1 are placed on the base 21 and stored in the storage box 22.
  • the storage box 22 is a rectangular parallelepiped box, and stores the expander 2, the generator 3, the control device 50, the working medium tank 25 for storing the working medium that has become liquid, and the working medium supply pump 6. To do.
  • the lower surface of the storage box 22 is open and provided above the pedestal 21.
  • the pedestal 21 is a member for installation on a base such as the ground, and a plurality of steel materials 21a in a cross-sectional view “U” shape or square pipe shape generally called a grooved steel or a square steel pipe are provided in the front-rear direction and the left-right direction. They are arranged one by one and fixed in a frame shape, and a plate-like member 21b is provided on the upper surface. As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the pedestal 21 is provided with a ventilation path 21 c for taking outside air into the storage box 22.
  • the air passage 21c is composed of a long hole 21d provided in the side surface of the steel material 21a and a long hole 21e provided in a part of the plate-like member 21b.
  • the long holes 21d provided in the plate-like member 21b are provided below the space where the control device 50 is arranged in the storage box 22 and below the space where the expander 2 and the generator 3 are arranged in the storage box 22. Yes. As shown by the arrow in FIG. 4, the air that has passed through the long hole 21d passes through the space inside the base 21, and is sent upward through the long hole 21e.
  • the storage box 22 has a plurality of frames 27 therein.
  • the frame 27 includes a vertical frame 27a erected on the pedestal 21 and a plurality of horizontal frames 27b connecting the upper end and the middle part of the vertical frame 27a.
  • four vertical frames 27 a are provided, and the lower ends thereof are erected on the upper surface of the base 21.
  • the four vertical frames 27a are arranged so as to be positioned at the vertices of the rectangle in plan view, and the horizontal frames 27b are horizontally provided on the sides of the rectangle connecting the vertices.
  • the horizontal frame 27b is provided in parallel with the horizontal direction, and is arranged so as to connect the upper end and the upper end of the vertical frame 27a and the midway part and the midway part.
  • the storage box 22 has a partition member 30, and the partition member 30 is erected from the pedestal 21.
  • the controller 50 is stored on one side partitioned by the partition member 30, and the expander 2 is mounted on the other side. And the generator 3 are stored.
  • a ceiling 31 of the storage box 22 is provided with a mesh plate 31 and a protective roof 32 provided above and around the mesh plate 31 with a predetermined interval so that air can be discharged to the outside.
  • the mesh plate 31 is provided so as to cover the ventilation hole opened in the ceiling portion above the expander 2 in the storage box 22.
  • the outer periphery of the mesh plate 31 is fixed inside the rectangular ventilation hole that is slightly smaller than the ceiling. The net 31 prevents foreign matter such as dust and insects from entering.
  • the protective roof 32 is provided so as to cover the upper portion of the mesh plate 31 and the periphery thereof, and the outer periphery of the protective roof 32 is provided with an edge portion formed by bending downward, covering the ceiling portion of the storage box 22, The edge portion is extended below the gap between the ceiling portion and the protective roof 32 so that rain or the like does not enter from the side. A gap is also provided between the inner surface of the edge and the outer surface of the storage box 22.
  • the storage box 22 has a partition member 30 on the side where the control device 50 is stored (hereinafter referred to as the control device 50 side), the side where the expander 2 and the generator 3 are stored (hereinafter referred to as the expander 2 side). And is divided into two spaces. That is, the partition member 30 is erected upward from the front and rear midway part of the base 21, the storage box 22 is partitioned into two front and rear spaces by a plate body, the front side serves as the storage chamber of the control device 50, and the rear side serves as the expander 2. The storage room of the generator 3 is used.
  • the control device 50 is disposed on the upper side of the storage box 22 on the control device 50 side.
  • a vent hole 33 is provided below the control device 50, and an opening is formed on the surface of the partition member 30 facing the control device 50, and the opening is inflated from the control device 50 side.
  • a blower 35 is provided for sending air to the machine 2 side.
  • the vent hole 33 is provided above the long hole 21e provided in the pedestal 21, and the air that has passed through the vent passage 21c of the pedestal 21 is sent to the space on the control device 50 side through the vent hole 33.
  • the control device 50 is cooled.
  • the blower 35 is a device that sends air sent through the vent hole 33 from the control device 50 side to the expander 2 side, and is configured by, for example, a propeller fan or a sirocco fan.
  • the generator 3 is arranged on the lower side of the expander 2 side of the storage box 22 and on the control device 50 side.
  • the generator 3 has an input shaft 41, and the input shaft 41 protrudes in a horizontal direction and a direction orthogonal to the front-rear direction.
  • the generator 3 is fixed to a frame 27 erected on the pedestal 21. More specifically, the generator 3 has a mounting plate 3a projecting toward the frame 27 side.
  • the mounting plate 3 a is provided so as to project upward and downward from the front side of the central portion of the generator 3.
  • the mounting plate 3a has a screw hole at its end.
  • a generator mounting plate 27 c is horizontally provided between the two vertical frames 27 a of the frame 27.
  • the generator mounting plate 27c is provided with a long hole 27d as an adjusting portion.
  • the long hole 27d is provided so that the vertical direction is the longitudinal direction.
  • the frame 27 and the generator 3 are fixed by inserting and fastening screws into the screw holes and the long holes 27d of the mounting plate 3a. Even when a screw is fastened to the lower end of the long hole 27d, the long hole 27d is arranged so that the generator 3 is fixed in a state of being separated above the base 21. Thereby, the generator 3 can be fixed in a state of being separated from the base 21. Further, by moving the position of the screw up and down within the range of the vertical length of the long hole 27d, the vertical position of the generator 3 can be adjusted, and the tension of the belt 48 described later can be adjusted.
  • an input pulley 42 is provided on the input shaft 41 of the generator 3.
  • the input pulley 42 is provided at the end of the input shaft 41, and a belt 48 is wound around an output pulley 47 described later.
  • a working medium tank 25 and a working medium supply pump 6 are arranged at the lower part of the storage box 22 on the expander 2 side and behind the generator 3. Both the working medium tank 25 and the working medium supply pump 6 are fixed to the base 21.
  • the working medium tank 25 is a tank for temporarily storing water that has been condensed by the condenser 8 to become liquid.
  • the expander 2 is disposed above the generator 3.
  • the expander 2 has an output shaft 43 for taking out rotational force.
  • Two output shafts 43 are provided vertically.
  • Sprockets 45 are respectively provided in the middle of the upper and lower output shafts 43.
  • a chain 46 is wound between the sprockets 45 so that the two output shafts 43 are rotated in synchronization. Yes.
  • the axial direction of the output shaft 43 is arranged so as to be parallel to the axial direction of the input shaft 41 of the generator 3.
  • the expander 2 is fixed to a frame 27 erected on the pedestal 21. More specifically, the expander 2 has a mounting plate 2a projecting toward the frame 27 side. The mounting plate 2a protrudes upward and downward from the front side of the central portion of the expander 2. The mounting plate 2a has a screw hole at its end. Further, a long hole 27e as an adjusting portion is provided on the rear surface of the horizontal frame 27b. The long hole 27e is provided so that the vertical direction is the longitudinal direction. The frame 27 and the expander 2 are fixed by inserting and fastening screws into the screw holes and the long holes 27e of the mounting plate 2a.
  • the long hole 27e is arranged so that the expander 2 is fixed in a state of being separated above the generator 3. Thereby, the expander 2 can be fixed in a state of being separated from the base 21 and the generator 3. Further, by moving the position of the screw up and down within the range of the vertical length of the long hole 27e, the vertical position of the expander 2 can be adjusted, and the tension of the belt 48 can be adjusted.
  • An output pulley 47 is provided on the lower output shaft 43 of the expander 2, and a belt 48 is wound and connected between the output pulley 47 and the input pulley 42 of the generator 3.
  • a condenser 8 is disposed above the working medium tank 25 and behind the expander 2.
  • the working medium passage 12 for supplying high-temperature and high-pressure steam from the steam generator 4 provided outside the storage box 22 to the expander 2 is arranged from the upper side of the storage box 22 to the space on the expander 2 side. One end of which is connected to the expander 2.
  • the working medium passage 19 for sending steam from the expander 2 to the condenser 8 is provided in the space on the expander 2 side of the storage box 22, one end is connected to the expander 2, and one end is Connected to the condenser 8.
  • the working medium passage 17 for supplying water generated by condensing the steam by the condenser 8 is provided in the space on the expander 2 side of the storage box 22, one end being operated by the condenser 8 and the other end being operated. Connected to the medium tank 25.
  • the working medium passage 18 for sucking the water stored in the working medium tank 25 is provided in the space on the expander 2 side of the storage box 22, and one end is connected to the working medium tank 25.
  • the other end is branched, one end is connected to the working medium supply pump 6, and the other end is connected to the high-pressure liquid supply passage 51.
  • the other end of the high pressure liquid supply passage 51 is connected to the central portion of the expander 2.
  • the high-pressure liquid is supplied from the central portion of the expander 2 to the inside and is used as a lubricant for the expander 2.
  • a pipe (not shown) is provided at the front end of the working medium supply pump 6, and the pipe communicates with an external working medium passage 15.
  • the upper part of the storage box 22 becomes relatively warmer than the lower part. Therefore, the air in the upper part of the storage box 22 having a high temperature and a low density further rises and is discharged to the outside from the net 31 of the ceiling part, and a negative pressure is applied to the lower part of the storage box 22 having a low temperature, An air flow utilizing a so-called chimney effect in which a fluid flows from the air passage 21c is created.
  • the air blower 35 for sending air to the expander 2 side from the control apparatus 50 side of the storage box 22 is provided, the temperature of the control apparatus 50 side whose temperature is lower than the expander 2 side by the above-mentioned chimney effect. Since negative pressure also acts in the space, an air flow due to the chimney effect is generated in addition to the air blown by the blower 35, so that the blower 35 can be configured with a smaller size than usual.
  • the expander 2 is fixed to the horizontal frame 27b at the lowermost end of the long hole 27e, and the belt 48 is wound between the output pulley 47 and the input pulley 42.
  • the screw fixing the expander 2 is loosened and the screw is moved to the uppermost position of the long hole 27 e to move the expander 2 upward.
  • the tension of the belt 48 is increased.
  • the screw is tightened again at the place where the expander 2 is moved and fixed to the horizontal frame 27b. With this configuration, the tension of the belt 48 can be easily adjusted.
  • the generator 3 is fixed to the frame 27 at the uppermost end of the long hole 27 d, and a belt 48 is wound between the output pulley 47 and the input pulley 42.
  • the screw which fixes the generator 3 is loosened, the screw is moved to the lowermost part of the long hole 27d, and the generator 3 is moved downward. Thereby, the tension of the belt 48 is increased.
  • the screw is tightened again at the place where the generator 3 is moved and fixed to the frame 27. With this configuration, the tension of the belt 48 can be easily adjusted.
  • the generator 3 is fixed by moving a screw in the middle of the long hole 27d, the generator 3 moves downward due to the weight of the generator 3, so that tension is generated in the belt 48. Thereby, the operation
  • the horizontal frame 27b is provided with screw holes for fixing the expander take-out rail member 61.
  • the expander take-out rail member 61 is removed, and when the expander 2 is taken out for maintenance or the like, the expander take-out rail member 61 is fixed to the lateral frame 27b with screws.
  • the expander take-out rail 61 is made of H-shaped steel, and is attached so that the horizontal direction of the storage box 22 and the direction parallel to the left-right direction is the longitudinal direction when attached to the horizontal frame 27b. Further, the tip of the expander take-out rail member 61 at the time of attachment protrudes from the storage box 22 to the side, so that the expander 2 can be carried out to the storage box 22.
  • rail pulleys 62 can be attached to both ends of the output shaft 43 on the upper side of the expander 2.
  • the rail pulley 62 has a fixing portion 62a for fixing to the output shaft 43, and rollers 62b provided on both sides so as to sandwich the expander take-out rail material 61.
  • the fixing portion 62a has a screw portion 62c, and the position can be adjusted in the vertical direction by rotating the screw portion 62c.
  • the rail pulley 62 can slide along the expander take-out rail member 61 by placing the roller 62b on the overhanging portion provided on the lower side of the expander take-out rail member 61 and turning it. .
  • the expander take-out rail member 61 is fixed to the horizontal frame 27 b with screws, and the rail pulley 62 is taken out from the end of the expander take-out rail member 61. Sliding along the rail material 61 for use. Then, the fixing portions 62a of the rail pulley 62 are fixed to both ends of the output shaft 43 of the expander 2, respectively.
  • the expander 2 is supported in a state of being suspended from the expander take-out rail member 61 via the rail pulley 62.
  • the expander 2 moves to the outside of the storage box 22 in a suspended state by sliding the rail pulley 62 to the outside of the storage box 22. With this configuration, the expander 2 can be easily moved to the outside of the storage box 22, so that the expander 2 can be efficiently maintained.
  • the power generator 1 includes the expander 2 driven by steam, the generator 3 connected to the output shaft 43 of the expander 2, and the control device 50 mounted on the pedestal 21.
  • the storage box 22 has a partition member 30, the partition member 30 is erected from the base 21, and the controller 50 is stored on one side partitioned by the partition member 30, On the other side, the power generator 1 in which the expander 2 and the generator 3 are stored.
  • the pedestal 21 is provided with a ventilation path 21 c for taking outside air into the storage box 22.
  • the ceiling portion of the slab is provided with a mesh plate 31 and a protective roof 32 provided above and around the mesh plate 31 at a predetermined interval so that air can be discharged to the outside.
  • the expander 2 and the generator 3 Is fixed to a frame 27 erected on the base 21 and expanded And 2 and a generator 3 is obtained is separated from the base 21. With this configuration, the air flows from the bottom to the top due to the chimney effect, so that the expander 2, the generator 3, and the control device 50 can be efficiently cooled. Further, since the expander 2 and the generator 3 are separated from the pedestal 21, a passage through which air flows is widened, so that the expander 2, the generator 3, and the control device 50 can be efficiently cooled. Further, by separating the expander 2 and the generator 3 from the base 21, a space for maintaining the expander 2 and the generator 3 is created, and the maintenance can be performed efficiently. Further, foreign matters such as rain can be prevented from entering from above, and durability can be improved and maintenance work can be omitted.
  • the partition member 30 is provided with a blower 35 for sending air from the control device 50 side to the expander 2 side.
  • a blower 35 for sending air from the control device 50 side to the expander 2 side.
  • the generator 3 is disposed below the expander 2, and the expander 2 has an output shaft 43 that protrudes in the horizontal direction.
  • the generator 3 has an input shaft 41 that protrudes in the horizontal direction.
  • the output shaft 43 and the input shaft 41 are connected by a belt 48.
  • the attachment portion of the expander 2 in the frame 27 is provided with a long hole 27e that can be moved by a certain distance in the vertical direction.
  • the number and shape of the long holes 21d and 21e of the base 21 are not limited to this. For example, it is possible to provide three or more long holes 21d, and it is also possible to provide two or four or more long holes 21e.
  • the adjusting part for adjusting the vertical position of the expander 2 and the generator 3 is not limited to the long holes 27d and 27e.
  • blowers 35 are not limited to this.
  • two or more blowers can be provided in the partition member 30.
  • the present invention is applicable to a power generator having an expander driven by steam, a generator driven by being connected to an output shaft of the expander, a control device, a pedestal, and a storage box.

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Description

発電装置
　本発明は、発電装置の技術に関し、特に、蒸気により駆動される膨張機と、前記膨張機の出力軸に連結されて駆動される発電機と、制御装置と、台座と、格納箱とを有する発電装置の技術に関する。
　従来、作動媒体を水とする膨張機と、前記膨張機の出力軸に連結されて駆動される発電機と、を有する発電装置が公知となっている。膨張機は、固定スクロールと揺動スクロールとで形成される膨張室で高温高圧の気相である水（以下、単に「蒸気」と記す）を膨張させることで出力軸を回転させる。発電機は前記出力軸に連結されており、出力軸の回転により駆動する。
　また、前記膨張機及び発電機を単一の格納箱内に収納設置したパッケージ型の発電装置が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
　また、スクロール型流体機械を格納箱に収納設置したユニット装置であって、前記スクロール型流体機械の下部に空冷用通風ダクトを設け空冷用ファンの吸気側に接続した装置が公知となっている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００７－７４８９４号公報 特開２０００－１１０７６７号公報
　しかし、従来のパッケージ型の発電装置に前記ユニット装置のような空冷用のダクトやファンを設けた場合、空気の通路が収納箱の上下方向中央部に設けられていると、空気を循環させるために大型のファンが必要であった。また、膨張機が床に載置されていた場合、膨張機下部周辺が狭く、空気が通りにくく、充分に冷却することができなかった。また、前記パッケージ型の装置は、屋外に配置した場合、収納箱に設けた吸気孔及び排気孔から雨などの異物が入り込むことがあった。
　そこで、本発明は係る課題に鑑み、屋外においても、膨張機、発電機、及び制御装置を効率よく冷却することができる発電装置を提供する。
　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
　本発明は、蒸気により駆動される膨張機と、前記膨張機の出力軸に連結されて駆動される発電機と、制御装置とが台座の上に載置されて格納箱に収納され、前記格納箱は仕切り部材を有し、該仕切り部材は台座から立設され、該仕切り部材によって仕切られた一側には前記制御装置が格納され、他側には前記膨張機と、発電機とが格納される発電装置であって、前記台座には、外気を前記格納箱内部へ取り入れるための通気路が設けられ、前記格納箱の天井部には、網板と、該網板の上方及び周囲に所定の間隔をあけて設けられる防護屋根とが設けられて空気を外部へ排出可能とし、前記膨張機及び前記発電機は、前記台座上に立設したフレームに固設され、前記膨張機と前記発電機とを台座から離間させるものである。
　本発明は、前記仕切り部材には、前記制御装置側から前記膨張機側へ空気を送り込むための送風機が設けられるものである。
　本発明は、前記発電機は、膨張機の下方に配置され、前記膨張機は、水平方向に突出した出力軸を有し、前記発電機は、水平方向に突出した入力軸を有し、前記出力軸と前記入力軸とがベルトで連結されるものである。
　本発明は、前記フレームにおける膨張機の取付部には、上下方向に一定距離だけ移動させることができる調整部が設けられるものである。
　本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
　本発明によれば、煙突効果により、下から上へ向けて空気が流れるため、膨張機、発電機、及び制御装置を効率よく冷却することができる。また、膨張機及び発電機を台座から離間させたことにより、空気が流れる通路が広くなるため、膨張機、発電機、及び制御装置を効率よく冷却することができる。また、膨張機及び発電機を台座から離間させたことにより、膨張機及び発電機をメンテナンスする際の空間が生まれ、メンテナンスを効率よく行うことができる。また、上方から雨などの異物が入り込むのを防止し、耐久性を向上させて、メンテナンス作業を省くことができる。
　本発明によれば、煙突効果の薄い制御装置側においても下から上へ向けて空気が流れやすくなるため、膨張機、発電機、及び制御装置を更に効率よく冷却することができる。
　本発明によれば、膨張機及び発電機を台座から離間させたことにより、膨張機及び発電機をメンテナンスする際の空間が生まれ、メンテナンスを効率よく行うことができる。また、発電機の自重によってベルトに張力が生まれるため、ベルトの張力を調整する作業を簡易化することができる。
　本発明によれば、膨張機及び発電機を台座から離間させたことにより、膨張機及び発電機をメンテナンスする際の空間が生まれ、メンテナンスを効率よく行うことができる。また、膨張機または発電機を上下に移動させて固定することによって、ベルトの張力を調整する作業をすることができ、作業を簡易化することができる。
本発明の一実施形態に係る発電装置の全体的な構成を示したブロック図。 格納箱の構成を示した側面一部断面図。 格納箱の構成を示した背面一部断面図。 台座の構成を示した平面図。 膨張機及び発電機の構成を示した側面一部断面図。 膨張機及び発電機の構成を示した側面一部断面図。 膨張機を搬出する際の格納箱及び膨張機の構成を示した側面一部断面図。
　次に、発明の実施の形態を説明する。
　ここで、図２に示すように、格納箱２２は、矢印Ａの方向を前方として定義する。
　まず、発電装置１の構成について図１のブロック図を用いて説明する。
　発電装置１は、蒸気により駆動される膨張機２と、膨張機２の出力軸４３に連結されて駆動される発電機３と、蒸気発生器４と、作動媒体供給ポンプ６と、凝縮器８と、制御装置５０と、を有する。
　膨張機２は、スクロール形の流体機械であり、作動媒体通路１２を介して蒸気発生器４から作動媒体として高温高圧の蒸気が供給される。膨張機２は、供給された蒸気を作動媒体として発電機３を駆動して発電を行う。蒸気発生器４は、作動媒体通路１５を介して作動媒体供給ポンプ６から水が供給される。作動媒体供給ポンプ６は、作動媒体通路１７、作動媒体タンク２５、及び作動媒体通路１８を介して凝縮器８によって蒸気を凝縮させて生じた水を吸引する。凝縮器８は、作動媒体通路１９を介して膨張機２から排出された蒸気が供給される。
　このような構成の発電装置１において、膨張機２は、蒸気発生器４によって発生された高温高圧の蒸気のエネルギーを回転力に変換して発電機３を駆動する。膨張機２から排出された蒸気は、凝縮器８によって水に凝縮された後に蒸気発生器４によって再び高温高圧の蒸気として膨張機２に供給される。
　また、制御装置５０は、ＣＰＵや記憶手段からなり、ＣＰＵは中央演算処理装置であり、記憶手段は制御プログラムやマップ等を記憶したＲＯＭや入力したデータ等を記憶するＲＡＭである。制御装置５０は、作動媒体通路１２に設けられた弁１２ａの流路切り換えを行うことにより、高温高圧の蒸気の量を調節する。また、制御装置５０は、作動媒体供給ポンプ６の駆動量を調節することにより、凝縮器８によって蒸気を凝縮させて生じた水を吸引する量を調節する。これにより、膨張機２内の蒸気の圧力を調節することができる。
　次に、発電装置１の配置について図２及び図３を用いて説明する。
　発電装置１を構成する膨張機２、発電機３、及び制御装置５０は、台座２１の上に載置されて格納箱２２に収納される。
　格納箱２２は、直方体の箱であり、膨張機２と、発電機３と、制御装置５０と、液体となった作動媒体を貯溜するための作動媒体タンク２５と、作動媒体供給ポンプ６を格納する。格納箱２２の下面は開放されており台座２１の上方に設けられている。
　台座２１は、地面等の土台に設置するための部材であり、一般的に溝形鋼または角形鋼管と呼ばれる断面視「コ」状または角パイプ状の鋼材２１ａを前後方向及び左右方向に複数本ずつ並べて枠状に固定し、その上面に板状部材２１ｂを設けたものである。台座２１には、図２、図３及び図４に示すように、外気を格納箱２２内部へ取り入れるための通気路２１ｃが設けられる。通気路２１ｃは鋼材２１ａの側面に設けられた長孔２１ｄと、板状部材２１ｂの一部分に設けられた長孔２１ｅと、によって構成されている。板状部材２１ｂに設けられた長孔２１ｄは、格納箱２２において制御装置５０を配置する空間の下方と、格納箱２２において膨張機２及び発電機３を配置する空間の下方都に設けられている。長孔２１ｄを通過した空気は、図４の矢印で示すように、台座２１内部の空間を通過し、長孔２１ｅを通って上方へと送られる。
　格納箱２２はその内部に複数本のフレーム２７を有する。
　フレーム２７は、台座２１に立設された縦フレーム２７ａと、縦フレーム２７ａの上端及び中途部を接続する複数本の横フレーム２７ｂとから構成される。本実施形態においては、縦フレーム２７ａは四本設けられており、それぞれの下端が台座２１の上面に立設されている。四本の縦フレーム２７ａは平面視で長方形の頂点に位置するよう配置されており、それぞれの頂点を結ぶ長方形の辺上に横フレーム２７ｂが横設されている。横フレーム２７ｂは、水平方向と平行に横設されており、縦フレーム２７ａの上端と上端及び中途部と中途部とを接続するように配置されている。
　また、格納箱２２は仕切り部材３０を有し、仕切り部材３０は台座２１から立設され、該仕切り部材３０によって仕切られた一側には制御装置５０が格納され、他側には膨張機２と、発電機３とが格納される。
　格納箱２２の天井部には、網板３１と、網板３１の上方及び周囲に所定の間隔をあけて設けられる防護屋根３２とが設けられて空気を外部へ排出可能としている。
　網板３１は、格納箱２２において膨張機２の上方の天井部に開口された通気用孔を覆うように設けられている。本実施形態では天井よりも一回り小さい四角形状の通気用孔の内側に網板３１の外周が固設されている。この網板３１によりゴミや虫等の異物が侵入するのを防止する。
　防護屋根３２は、網板３１の上方及びその周囲を覆うように設けられており、防護屋根３２の外周は下方に折り曲げ形成された縁部が設けられ、格納箱２２の天井部を覆うとともに、前記縁部は天井部と防護屋根３２との間の隙間よりも下方に延設されて、側方より雨等が浸入しないように構成されている。なお、縁部の内側面と格納箱２２の外側面との間にも隙間が設けられている。
　次に格納箱２２内の各種装置の配置について説明する。
　格納箱２２は、仕切り部材３０によって、制御装置５０が格納される側（以下、制御装置５０側）と、膨張機２と、発電機３とが格納される側（以下、膨張機２側）と、の二つの空間に仕切られる。即ち、仕切り部材３０は台座２１の前後中途部から上方に立設され、格納箱２２を板体により前後二つの空間に仕切り、前側を制御装置５０の格納室とし、後側を膨張機２と発電機３の格納室としている。
　格納箱２２の制御装置５０側上部には、制御装置５０が配置されている。また、制御装置５０の下方には、通気孔３３が設けられており、仕切り部材３０の制御装置５０と対向する面には、開口部が形成されて、その開口部に制御装置５０側から膨張機２側へと空気を送りこむための送風機３５が設けられている。
　通気孔３３は、台座２１に設けられた長孔２１ｅの上方に設けられており、台座２１の通気路２１ｃを通過した空気は、通気孔３３を通って制御装置５０側の空間へと送り、制御装置５０が冷却される。送風機３５は、通気孔３３を通って送られた空気を制御装置５０側から膨張機２側へと空気を送りこむ装置であり、例えば、プロペラファンやシロッコファンなどによって構成されている。
　格納箱２２の膨張機２側下部であって、制御装置５０側には発電機３が配置されている。発電機３は、入力軸４１を有しており、入力軸４１は、水平方向であって前後方向と直交する方向に突出している。発電機３は、台座２１上に立設したフレーム２７に固設されている。より詳細には、発電機３はフレーム２７側へ突設した取付板３ａを有している。取付板３ａは、発電機３の中央部前側から上方及び下方に向かって突設されている。取付板３ａはその端部に螺子孔を有している。また、フレーム２７の二本の縦フレーム２７ａの間に発電機取付板２７ｃが横設されている。発電機取付板２７ｃには、調整部としての長孔２７ｄが設けられている。長孔２７ｄは上下方向が長手方向となるように設けられている。取付板３ａの螺子孔及び長孔２７ｄに螺子を挿入し締結することによりフレーム２７と発電機３とを固定する。長孔２７ｄの下端に螺子を締結した場合であっても、発電機３が台座２１の上方に離間した状態で固定されるように長孔２７ｄを配置している。
　これにより、発電機３を台座２１から離間させた状態で固定させることができる。また、螺子の位置を長孔２７ｄの上下長さの範囲内で上下させることにより、発電機３の上下位置を調整させることが可能となり、後述するベルト４８の張りを調節できる。
　また、発電機３の入力軸４１には入力プーリ４２が設けられている。入力プーリ４２は入力軸４１の端部に設けられており、後述する出力プーリ４７との間にベルト４８が巻回される。
　格納箱２２の膨張機２側下部であって発電機３の後方には、作動媒体タンク２５及び作動媒体供給ポンプ６が配置されている。作動媒体タンク２５及び作動媒体供給ポンプ６は、ともに台座２１に固設されている。
　作動媒体タンク２５は、凝縮器８によって凝縮され液体となった水を一時的に貯溜するためのタンクである。
　発電機３の上方には、膨張機２が配置されている。膨張機２は回転力を取り出すための出力軸４３を有している。出力軸４３は上下に二つ設けられている。上下の出力軸４３の中途部にはそれぞれスプロケット４５が設けられており、スプロケット４５の間にはチェーン４６が巻回されており、二つの出力軸４３が同期して回転するように構成されている。出力軸４３の軸方向は、発電機３の入力軸４１の軸方向と平行になるように配置されている。
　膨張機２は、台座２１上に立設したフレーム２７に固設されている。より詳細には、膨張機２はフレーム２７側へ突設した取付板２ａを有している。取付板２ａは、膨張機２の中央部前側から上方及び下方に向かって突設されている。取付板２ａはその端部に螺子孔を有している。また、横フレーム２７ｂの後面には調整部としての長孔２７ｅが設けられている。長孔２７ｅは上下方向が長手方向となるように設けられている。取付板２ａの螺子孔及び長孔２７ｅに螺子を挿入し締結することによりフレーム２７と膨張機２とを固定する。長孔２７ｅの下端に螺子を締結した場合であっても、膨張機２が発電機３の上方に離間した状態で固定されるように長孔２７ｅを配置している。これにより、膨張機２を台座２１及び発電機３から離間させた状態で固定させることができる。また、螺子の位置を長孔２７ｅの上下長さの範囲内で上下させることにより、膨張機２の上下位置を調整させることが可能となり、ベルト４８の張りを調節できる。
　膨張機２の下側の出力軸４３には出力プーリ４７が設けられており、出力プーリ４７と発電機３の入力プーリ４２との間にはベルト４８が巻回されて連結されている。
　作動媒体タンク２５の上方であって膨張機２の後方には凝縮器８が配置されている。
　また格納箱２２外に設けられた蒸気発生器４から膨張機２へ高温高圧の蒸気を供給するための作動媒体通路１２は、格納箱２２の側面上部から膨張機２側の空間にかけて配置されており、その一端が膨張機２に連結されている。
　また、膨張機２から凝縮器８へ蒸気を送るための作動媒体通路１９は、格納箱２２の膨張機２側の空間に設けられており、一端が膨張機２に接続されており、一端が凝縮器８に接続されている。
　また、凝縮器８によって蒸気を凝縮させて生じた水を供給する作動媒体通路１７は、格納箱２２の膨張機２側の空間に設けられており、一端が凝縮器８に、他端が作動媒体タンク２５に接続されている。
　作動媒体タンク２５内に貯められた水を吸引するための作動媒体通路１８は、格納箱２２の膨張機２側の空間に設けられており、一端が作動媒体タンク２５に接続されている。他端は枝分かれしており、一方の端部は作動媒体供給ポンプ６に接続されており、もう他方の端部は高圧液体供給通路５１へと繋がっている。高圧液体供給通路５１の他端は膨張機２の中央部に接続されている。高圧液体は膨張機２の中央部から内部へと供給され、膨張機２の潤滑材として用いられる。
　作動媒体供給ポンプ６の前端には、図示せぬパイプが設けられており、前記パイプは外部の作動媒体通路１５へと連通している。
　このように膨張機２を格納箱２２の上方に配置したことにより、格納箱２２の上部が下部より比較的暖かくなる。そのため、温度が高く密度の低い格納箱２２の上部の空気は更に上昇して天井部の網板３１から外部へと放出され、温度が低い格納箱２２の下部では負圧が働いて台座２１の通気路２１ｃから流体が流入するといういわゆる煙突効果を利用した空気の流れが生まれる。
　また、格納箱２２の制御装置５０側から膨張機２側へと空気を送りこむための送風機３５が設けられているが、前述の煙突効果により膨張機２側よりも温度が低い制御装置５０側の空間にも負圧が働くため、送風機３５の送風に加えて煙突効果による空気の流れも生まれることから、送風機３５を通常より小型のもので構成することができる。
　次に、膨張機２の出力プーリ４７と発電機３の入力プーリ４２とを繋ぐベルト４８の張力調節を行う方法について説明する。
　まず、膨張機２を長孔２７ｅの一番下端で横フレーム２７ｂに固定し、出力プーリ４７と入力プーリ４２との間にベルト４８を巻回する。次に、図５の二点鎖線で示すように、膨張機２を固定している螺子を緩め長孔２７ｅの一番上方に螺子を移動させて膨張機２を上方へ移動させる。これにより、ベルト４８の張力が高まる。次に膨張機２を移動させた場所で再び螺子を締めて横フレーム２７ｂに固定する。このように構成することにより、ベルト４８の張力調節が容易となる。
　また、同様に図６に示すように、発電機３を長孔２７ｄの一番上端でフレーム２７に固定し、出力プーリ４７と入力プーリ４２との間にベルト４８を巻回する。次に、発電機３を固定している螺子を緩め長孔２７ｄの一番下方に螺子を移動させて発電機３を下方へ移動させる。これにより、ベルト４８の張力が高まる。次に発電機３を移動させた場所で再び螺子を締めてフレーム２７に固定する。このように構成することにより、ベルト４８の張力調節が容易となる。
　また、長孔２７ｄの中途部に螺子を移動させて発電機３を固定した場合には、発電機３の自重により発電機３が下方へ移動するため、ベルト４８に張力が生まれる。これにより、ベルト４８の張力を調整する作業を簡易化することができる。
　また、横フレーム２７ｂには膨張機取出用レール材６１を固定するための螺子孔が設けられている。通常運転時には膨張機取出用レール材６１は取り外されており、メンテナンス等で膨張機２を取り出す場合に膨張機取出用レール材６１を横フレーム２７ｂに螺子によって固定する。
　膨張機取出用レール材６１はＨ型鋼で構成されており、横フレーム２７ｂに取り付ける際には格納箱２２の水平方向であって左右方向と平行な方向が長手方向となるように取り付けられる。また、取付時の膨張機取出用レール材６１の先端は格納箱２２から側方へ突出しており、膨張機２を格納箱２２へ搬出することが可能となっている。
　また、膨張機２の上側の出力軸４３両端にはレール用滑車６２を取り付けることができる。レール用滑車６２は出力軸４３に固定するための固定部６２ａと、膨張機取出用レール材６１を挟むように両側に設けられたローラ６２ｂとを有する。固定部６２ａは、螺子部６２ｃを有しており、螺子部６２ｃを回転させることにより、上下方向に位置調整が可能となっている。膨張機取出用レール材６１の下側に設けられた張り出し部にローラ６２ｂを乗せて回動させることによりレール用滑車６２は膨張機取出用レール材６１に沿って摺動することが可能となる。
　膨張機２を格納箱２２から搬出する際には、膨張機取出用レール材６１を横フレーム２７ｂに螺子で固定し、膨張機取出用レール材６１の端部からレール用滑車６２を膨張機取出用レール材６１に沿って摺動移動させる。そして、レール用滑車６２の固定部６２ａを膨張機２の出力軸４３両端にそれぞれ固定する。フレーム２７と膨張機２とを固定する螺子を緩めることにより、膨張機２はレール用滑車６２を介して膨張機取出用レール材６１に吊られた状態で支持されることとなる。レール用滑車６２を格納箱２２外側へ摺動移動させることで膨張機２は吊られた状態で格納箱２２外側へ移動する。
　このように構成することにより、膨張機２を容易に格納箱２２の外側へ移動させることができるので、効率よく膨張機２のメンテナンスを行うことが可能となる。
　以上のように、発電装置１は、蒸気により駆動される膨張機２と、膨張機２の出力軸４３に連結されて駆動される発電機３と、制御装置５０とが台座２１の上に載置されて格納箱２２に収納され、格納箱２２は仕切り部材３０を有し、仕切り部材３０は台座２１から立設され、仕切り部材３０によって仕切られた一側には制御装置５０が格納され、他側には膨張機２と、発電機３とが格納される発電装置１であって、台座２１には、外気を前記格納箱２２内部へ取り入れるための通気路２１ｃが設けられ、格納箱２２の天井部には、網板３１と、網板３１の上方及び周囲に所定の間隔をあけて設けられる防護屋根３２とが設けられて空気を外部へ排出可能とし、膨張機２及び発電機３は、台座２１上に立設したフレーム２７に固設され、膨張機２と発電機３とを台座２１から離間させたものである。
　このように構成することにより、煙突効果により、下から上へ向けて空気が流れるため、膨張機２、発電機３、及び制御装置５０を効率よく冷却することができる。また、膨張機２及び発電機３を台座２１から離間させたことにより、空気が流れる通路が広くなるため、膨張機２、発電機３、及び制御装置５０を効率よく冷却することができる。また、膨張機２及び発電機３を台座２１から離間させたことにより、膨張機２及び発電機３をメンテナンスする際の空間が生まれ、メンテナンスを効率よく行うことができる。また、上方から雨などの異物が入り込むのを防止し、耐久性を向上させて、メンテナンス作業を省くことができる。
　また、仕切り部材３０には、制御装置５０側から膨張機２側へ空気を送り込むための送風機３５が設けられたものである。
　このように構成することにより、煙突効果の薄い制御装置５０側においても下から上へ向けて空気が流れやすくなるため、膨張機２、発電機３、及び制御装置５０を更に効率よく冷却することができる。
　また、発電機３は、膨張機２の下方に配置され、膨張機２は、水平方向に突出した出力軸４３を有し、発電機３は、水平方向に突出した入力軸４１を有し、出力軸４３と入力軸４１とがベルト４８で連結されたものである。
　このように構成することにより、膨張機２及び発電機３を台座２１から離間させたことにより、膨張機２及び発電機３をメンテナンスする際の空間が生まれ、メンテナンスを効率よく行うことができる。また、発電機３の自重によってベルト４８に張力が生まれるため、ベルト４８の張力を調整する作業を簡易化することができる。
　また、フレーム２７における膨張機２の取付部には、上下方向に一定距離だけ移動させることができる長孔２７ｅが設けられたものである。
　このように構成することにより、膨張機２及び発電機３を台座２１から離間させたことにより、膨張機２及び発電機３をメンテナンスする際の空間が生まれ、メンテナンスを効率よく行うことができる。また、膨張機２を上下に移動させて固定することによって、ベルト４８の張力を調整する作業をすることができ、作業を簡易化することができる。
　以上に本発明の実施形態を説明したが、上記の構成は更に以下のように変更することができる。
　台座２１の長孔２１ｄ及び２１ｅの数及び形状はこれに限定するものではない。例えば、三個以上の長孔２１ｄを設けることも可能であるし、二個または四個以上の長孔２１ｅを設けることも可能である。
　膨張機２及び発電機３の上下方向位置を調整する調整部は長孔２７ｄ、２７ｅに限定するものではない。例えば、膨張機２及び発電機３の取付板２ａ、３ａに長孔を設けることも可能である。
　送風機３５の配置及び個数はこれに限定するものではない。例えば、二個以上の送風機を仕切り部材３０に設けることも可能である。
　本発明は、蒸気により駆動される膨張機と、前記膨張機の出力軸に連結されて駆動される発電機と、制御装置と、台座と、格納箱とを有する発電装置に利用可能である。
　１　　発電装置
　２　　膨張機
　３　　発電機
　２１　　台座
　２１ｃ　　通気路
　２２　　格納箱
　２７　　フレーム
　２７ｅ　　長孔（調整部）
　３０　　仕切り部材
　３１　　網板
　３２　　防護屋根
　３５　　送風機
　４１　　入力軸
　４３　　出力軸
　４８　　ベルト
　５０　　制御装置

Claims (4)

  1. 　蒸気により駆動される膨張機と、前記膨張機の出力軸に連結されて駆動される発電機と、制御装置とが台座の上に載置されて格納箱に収納され、
    　前記格納箱は仕切り部材を有し、該仕切り部材は台座から立設され、該仕切り部材によって仕切られた一側には前記制御装置が格納され、他側には前記膨張機と、発電機とが格納される発電装置であって、
    　前記台座には、外気を前記格納箱内部へ取り入れるための通気路が設けられ、
    　前記格納箱の天井部には、網板と、該網板の上方及び周囲に所定の間隔をあけて設けられる防護屋根とが設けられて空気を外部へ排出可能とし、
    　前記膨張機及び前記発電機は、前記台座上に立設したフレームに固設され、
    　前記膨張機と前記発電機とを台座から離間させたことを特徴とする発電装置。
  2. 　前記仕切り部材には、前記制御装置側から前記膨張機側へ空気を送り込むための送風機が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
  3. 　前記発電機は、膨張機の下方に配置され、
    　前記膨張機は、水平方向に突出した出力軸を有し、
    　前記発電機は、水平方向に突出した入力軸を有し、
    　前記出力軸と前記入力軸とがベルトで連結されたことを特徴とする請求項１または２に記載の発電装置。
  4. 　前記フレームにおける膨張機の取付部には、上下方向に一定距離だけ移動させることができる調整部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
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