JP2016153640A - Power generation device using steam and compressor drive device - Google Patents
Power generation device using steam and compressor drive device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016153640A JP2016153640A JP2015085768A JP2015085768A JP2016153640A JP 2016153640 A JP2016153640 A JP 2016153640A JP 2015085768 A JP2015085768 A JP 2015085768A JP 2015085768 A JP2015085768 A JP 2015085768A JP 2016153640 A JP2016153640 A JP 2016153640A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steam
- roots
- type blower
- generator
- bearing portion
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
- Y02P80/15—On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
この発明は、送気用として使用されている従来のルーツ式ブロワに蒸気を供給することによって駆動力を発生し、その回転軸に発電機を連結することで電力を得る蒸気発電装置、及び回転軸にコンプレッサーを連結したコンプレッサー駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a steam generator that generates driving force by supplying steam to a conventional roots-type blower that is used for air supply, and that obtains electric power by connecting a generator to its rotating shaft, and the rotation The present invention relates to a compressor driving device in which a compressor is connected to a shaft.
一般に蒸気発電装置は、高圧かつ多量の蒸気を大型タービンに導入して発生する回転力により発電機を回転駆動して電力を得ている。 In general, a steam power generator obtains electric power by rotationally driving a generator by a rotational force generated by introducing a large amount of steam into a large turbine.
工場や事業所等においては、ボイラーにより生成した蒸気を使用している場合があるが、その使用後や余剰となった蒸気は、概して低圧、少量であることから大型タービンによる発電は困難となっている。一方、中低圧の蒸気に対応可能な小型蒸気発電装置として、特許文献1〜特許文献3に記載された以下の発電装置が知られている。
In factories and offices, steam generated by boilers may be used, but after use and surplus steam is generally low pressure and small amount, it is difficult to generate power with large turbines. ing. On the other hand, the following power generators described in
しかしながら、特許文献1〜特許文献3に記載された発電機の駆動用として用いられるスクリュ膨張機は、その高効率な特長を生かすために一定以上の圧力と蒸気量が必要である。そのために特に特許文献2記載の「蒸気発電装置およびプラント」では、スクリュ膨張機へ導入する前の蒸気をスクリュ圧縮機で加圧する過程が付加されている。
However, the screw expander used for driving the generator described in
また、特許文献1に記載される「発電装置」の場合には、スクリュ膨張機が数万〜数十万rpmもの高速回転を行うために、回転軸や発電機の冷却に伴う複雑化など、高速回転対応のための補助装置が必要となっている。
そして、このように蒸気を加圧したり、高速回転対応のための補助装置は、余剰蒸気の圧力や体積が小さいほど、エネルギーロスを顕在化する原因となる。
In addition, in the case of the “power generation device” described in
And the auxiliary | assistant apparatus for pressurizing a vapor | steam in this way or corresponding to a high-speed rotation becomes a cause which reveals an energy loss, so that the pressure and volume of surplus steam are small.
一方、特許文献4に記載されている「ルーツ式ブロワ」では、該ブロワによって送気される気体、あるいはこのブロワに導入される気体の体積は、その気体の圧力変化にほとんど影響されることなく該ブロワの内容積と駆動軸の回転数の積にほぼ比例する特性を有していることが知られている。 On the other hand, in the “Roots type blower” described in Patent Document 4, the volume of the gas supplied by the blower or the gas introduced into the blower is hardly affected by the pressure change of the gas. It is known that the blower has a characteristic approximately proportional to the product of the internal volume of the blower and the rotational speed of the drive shaft.
このように、従来から小型の蒸気発電装置は色々知られている。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、小規模な工場や事業場で発生しうる低圧、少量の余剰蒸気によっても有効な発電を行うことが出来ると共に、複雑な機構を必要としない簡易な構造の蒸気発電装置を提供する。
一方、発電装置ではなくコンプレッサーを駆動するコンプレッサー駆動装置を提供する。
As described above, various types of small-sized steam power generators are conventionally known. The problems to be solved by the present invention are these problems, and it is possible to effectively generate power even with a low pressure and a small amount of surplus steam that can be generated in a small factory or business place, and a complicated mechanism is required. Provided is a steam generator with a simple structure that does not.
On the other hand, a compressor driving device that drives a compressor instead of a power generation device is provided.
本発明に係る蒸気発電装置は、ルーツ式ブロワと発電機を有し、前記ルーツ式ブロワは対を成して同一速度で回転するロータを有し、出力回転軸は発電機と連結している。そこで、ルーツ式ブロワに蒸気を供給することでロータが回転し、このロータの回転力により発電機が回転して発電するように構成している。 A steam power generation apparatus according to the present invention includes a Roots-type blower and a generator, the Roots-type blowers have a pair of rotors that rotate at the same speed, and an output rotating shaft is connected to the generator. . Therefore, the rotor is rotated by supplying steam to the Roots-type blower, and the generator is rotated by the rotational force of the rotor to generate power.
したがって、圧力の変化による送風量の変化が小さい該ブロワの特性を生かして、低圧な蒸気に対しても有効な駆動力を得ることにより、効率的に発電を行うことができる。
この場合、使用する蒸気量の範囲に応じて該ブロワの容積を選択することにより、少量の蒸気量であっても効率的な蒸気発電が可能となる。
Therefore, it is possible to efficiently generate power by obtaining an effective driving force even for low-pressure steam by making use of the characteristics of the blower, which has a small change in the amount of blown air due to a change in pressure.
In this case, by selecting the volume of the blower according to the range of the amount of steam used, efficient steam power generation is possible even with a small amount of steam.
また、本発明の蒸気発電装置は、該ブロワの回転軸及び軸受部において、回転軸に鉢巻き状の外周溝として形成した通気溝を有し、またケーシングには大気中へ通じる通気管を設け、該通気管は前記通気溝と連通している。そこで、該軸受部と回転軸の間隙に蒸気及びその凝縮水が侵入した場合、これらを外部大気へ放出するように機能することが出来る。 Further, the steam power generation device of the present invention has a ventilation groove formed as a headband-shaped outer peripheral groove on the rotation shaft in the rotation shaft and the bearing portion of the blower, and the casing is provided with a ventilation pipe leading to the atmosphere. The vent pipe communicates with the vent groove. Therefore, when steam and its condensed water enter the gap between the bearing portion and the rotating shaft, they can function to release them to the outside atmosphere.
したがって、該ブロワ内部から軸受部と回転軸の間隙に侵入した蒸気及びその凝縮水は、回転軸の通気溝に一旦保留され、軸受部に設けた通気管より外部へ放出される。
前記通気管は、軸受1箇所に複数本設けることもあり、この場合、そのうちの1本を圧縮気体で加圧すれば、残りの通気管より効率よく侵入蒸気及びその凝縮水を排出することが出来る。
Therefore, the steam and its condensed water that have entered the gap between the bearing portion and the rotating shaft from the inside of the blower are temporarily retained in the ventilation groove of the rotating shaft, and are discharged to the outside from the vent pipe provided in the bearing portion.
A plurality of the vent pipes may be provided at one location of the bearing. In this case, if one of them is pressurized with compressed gas, the intruding steam and its condensed water can be discharged more efficiently than the remaining vent pipes. I can do it.
そして、本発明の蒸気発電装置は、該ブロワの回転軸の軸受部に圧縮気体を注入し、その圧縮気体の押し出し力により該ブロワ内部の蒸気が前記軸受部より該ブロワ外部へ漏洩することを抑制するようにしている。
したがって、該ブロワの軸受部の回転軸との摺動部が圧縮気体により加圧されることによって、軸受部への蒸気の侵入を抑制すると共に該ブロワ外部への漏洩を抑制することが可能となる。
In the steam power generation device of the present invention, the compressed gas is injected into the bearing portion of the rotary shaft of the blower, and the steam inside the blower leaks from the bearing portion to the outside of the blower due to the pushing force of the compressed gas. I try to suppress it.
Therefore, the sliding portion of the blower bearing portion with respect to the rotating shaft is pressurized by compressed gas, thereby suppressing the intrusion of steam into the bearing portion and the leakage to the outside of the blower. Become.
一方、この蒸気発電装置は、該ブロワの回転軸の軸受部に開口部を設け、前記回転軸の通気溝により、該ブロワより漏洩した蒸気また水分を該開口部において放出することが出来るようにしている。
したがって、万一、該ブロワの軸受部より蒸気の漏洩が発生した場合には、蒸気は大気中へ拡散し、該ブロワの回転軸に取付けた同期歯車部分に侵入することを防止することが可能となる。
On the other hand, this steam power generator is provided with an opening in the bearing portion of the rotating shaft of the blower, and the steam or moisture leaked from the blower can be discharged through the opening through the ventilation groove of the rotating shaft. ing.
Therefore, in the unlikely event that steam leaks from the bearing part of the blower, it is possible to prevent the steam from diffusing into the atmosphere and entering the synchronous gear portion attached to the rotating shaft of the blower. It becomes.
このとき、該開口部の位置において回転軸の外周に円周状の溝又は帯状突起を付加することにより、漏洩蒸気から生成する凝縮水が回転軸を伝ってきた場合であっても、この溝又は帯状突起の部分において回転軸の遠心力により回転軸から離脱させることが出来るので、漏洩蒸気の凝縮水がそれ以上回転軸を伝って先端部に到達することが防止できる。
一方、ブロワの出力回転軸にコンプレッサーを連結することも出来る。そこで、ルーツ式ブロワに蒸気を供給することでロータが回転し、このロータの回転力によりコンプレッサーが回転するように構成している。
At this time, by adding a circumferential groove or band-like protrusion to the outer periphery of the rotating shaft at the position of the opening, even if condensed water generated from the leaked steam is transmitted through the rotating shaft, the groove Or since it can be made to detach | leave from a rotating shaft by the centrifugal force of a rotating shaft in the part of a strip | belt-shaped protrusion, it can prevent that the condensed water of leaking steam reaches | attains a front-end | tip part further along a rotating shaft.
On the other hand, a compressor can be connected to the output rotation shaft of the blower. Therefore, the rotor is rotated by supplying steam to the Roots blower, and the compressor is rotated by the rotational force of the rotor.
このように本発明に係る蒸気発電装置及び蒸気コンプレッサーは、少量で低圧な蒸気であっても発電を行うことが可能となり、またコンプレッサーを駆動することが出来、小型ボイラーを設置する小規模な工場や事業所においても余剰蒸気の有効活用が出来る。
そして、ブロワに供給された蒸気が軸受部と回転軸の隙間から漏れないように抑制すると共に該ブロワ外部への漏洩を抑制しており、供給される蒸気の効率を向上することが出来る。
一方、前記隙間から漏れる蒸気が回転軸に沿って先端部まで侵入しないように、軸受部には開口部が設けられ、そして回転軸外周には水切溝や水切帯を設けており、その為に本発明に係る蒸気発電装置及びコンプレッサーの寿命は向上する。
As described above, the steam power generation apparatus and the steam compressor according to the present invention can generate power even with a small amount of low-pressure steam, can drive the compressor, and is a small factory where a small boiler is installed. Surplus steam can also be used effectively at offices and offices.
And it suppresses that the vapor | steam supplied to the blower does not leak from the clearance gap between a bearing part and a rotating shaft, and also suppresses the leak to this blower exterior, and can improve the efficiency of the supplied vapor | steam.
On the other hand, the bearing portion is provided with an opening so that steam leaking from the gap does not enter the tip portion along the rotating shaft, and a draining groove or a draining belt is provided on the outer periphery of the rotating shaft. The lifetime of the steam power generation apparatus and the compressor according to the present invention is improved.
図1は、本発明に係る蒸気発電装置の全体概略図であり、ルーツ式ブロワ1の出力軸3に発電機2が連結されている状態を示している。
このとき、入口蒸気4としてルーツ式ブロワに吸入された蒸気は、出力軸3に回転力を発生したのち出口蒸気5として吐出される。この結果、該出力軸3に連結している発電機2が回転して発電電力8が発生する。
FIG. 1 is an overall schematic view of a steam power generator according to the present invention, and shows a state in which a
At this time, the steam sucked into the roots-type blower as the inlet steam 4 generates a rotational force on the
発電電力8は、電力回生用コンバータ6によって商用電源7と同じ周波数の回生電力9に変換され、商用電源7に回生される。すなわち、蒸気で生成した電力が商用電源との系統連系により有効に活用出来ることになる。
ここで、商用電源との系統連系を行わない場合は、電力回生用コンバータ6は不要である。また、発電機の具体例として、例えば誘導モーターや自動車用オルタネータなどを使用することも可能であり、その発生電力の利用形態に合わせてインバータ機器等を組み合わせることもできる。
The generated
Here, when grid connection with a commercial power source is not performed, the power regeneration converter 6 is unnecessary. In addition, as a specific example of the generator, for example, an induction motor or an automobile alternator can be used, and an inverter device or the like can be combined in accordance with the usage form of the generated power.
図2〜図4はルーツ式ブロワ1に蒸気が供給され、回転力を生じる状態を示したものである。
ここで、ロータA11およびロータB12は、それぞれ回転軸A13および回転軸B14を中心に回転し、これらの回転軸13,14の片端には互いに噛み合う同期歯車が取着され、その為にロータA11およびロータB12の回転角度は常に等しい。そして、ロータA11およびロータB12は、互いに衝突や干渉をすることなく最接近の状態を維持しながらスムーズに回転を行うことができる。
2 to 4 show a state in which steam is supplied to the
Here, the rotor A11 and the rotor B12 rotate around the rotation shaft A13 and the rotation shaft B14, respectively, and synchronous gears that mesh with each other are attached to one end of the
まず、図2において、吸入口15からケーシング10内部の吸気室17に流入した入口蒸気4は、流入する体積の増加に伴ってロータA11およびロータB12に回転力を与え、図3の状態へ移行する。
First, in FIG. 2, the inlet steam 4 that has flowed into the
図3において、ケーシング10とロータA11、あるいはロータB12に完全に囲まれている中間室18では蒸気の体積変化は無いので、温度変化が無い条件下では圧力が一定のまま回転する。
そして、図4の状態へ移行する過程において、ロータA11の回転に伴って掃気室19の容積が減少するので、吐出口16から出口蒸気5が吐き出される。一方、ロータB12では、中間室18の1つが新たな掃気室19に移行する。
このように、図2〜図4に示すこれらの過程の繰り返しにより、ロータA11およびロータB12は、吸入口15から蒸気が流入して吐出口16から流出する限り回転を続けることが出来る。
In FIG. 3, since there is no change in the volume of the steam in the
In the process of shifting to the state of FIG. 4, the volume of the scavenging
Thus, by repeating these processes shown in FIGS. 2 to 4, the rotor A <b> 11 and the rotor B <b> 12 can continue to rotate as long as steam flows from the
図5は、本発明に係る蒸気発電装置の使用形態としての一例を示したものである。
蒸気ボイラー21で生成された蒸気は、蒸気配管22および蒸気弁a24を経由して蒸気ヘッダー管23に流入している。このとき、蒸気の圧力は蒸気ボイラーでの生成直後であるから高圧である。そして、蒸気弁b25により分岐されたのち、蒸気負荷機器30に適応する圧力に減圧するために減圧弁28を経由している。
FIG. 5 shows an example of a usage pattern of the steam power generator according to the present invention.
The steam generated by the
高圧の蒸気は、単位重量あたりの体積が小さいため蒸気配管22の口径は小さくできる利点がある。一方、低圧の蒸気は、高圧の蒸気に比べて潜熱量が大きいため、例えば蒸気負荷機器30として乾燥機に蒸気が使用される場合、蒸気の熱量を有効に使用するためには減圧を行う必要がある。
High-pressure steam has an advantage that the diameter of the
この場合、蒸気弁b25を絞り、蒸気弁c26および蒸気弁d27を開いて、本発明による蒸気発電装置20に蒸気を分岐導入すれば、減圧弁28と同様に蒸気を減圧しながら、発電を行うことができる。
蒸気発電による蒸気の減圧に伴って生成した凝縮水は、汽水分離器29により蒸気と分離されて排出される。
なお、蒸気発電装置20の能力や台数は、蒸気の供給能力および蒸気負荷機器の使用量に合わせて選定することができる。
In this case, if the steam valve b25 is throttled, the steam valve c26 and the steam valve d27 are opened, and steam is branched into the steam
Condensed water generated as the steam is depressurized by steam power generation is separated from the steam by the
The capacity and the number of the steam
また、蒸気の減圧によって蒸気の体積が増加すると配管内部の蒸気流速が増加するため、蒸気発電装置20の蒸気配管22は、入口蒸気側の口径よりも出口蒸気側の口径を太くしておく方が望ましい。
Further, when the volume of the steam increases due to the depressurization of the steam, the steam flow velocity inside the pipe increases, so that the
図6は、2台の蒸気発電装置20、20を直列接続して使用する場合の例を示したものである。
蒸気ボイラー21の圧力が特に大きい場合や、蒸気負荷機器30の適応圧力が特に小さい場合など、蒸気の減圧幅を大きくしなければならないときであっても、本発明による蒸気発電装置20は対応可能である。
なお、この場合も蒸気圧力と体積の関係から、それぞれの蒸気発電装置20のルーツ式ブロワの内部体積に関しては、蒸気の上流側よりも下流側を大きくすることが望ましい。
FIG. 6 shows an example in which two steam
Even when the pressure of the
In this case as well, it is desirable that the downstream side of the root volume type blower of each steam
図7は、複数の蒸気ボイラーがある場合において、蒸気圧力が他の蒸気ボイラーと比較して高圧である蒸気ボイラーの蒸気によって蒸気発電装置20を使用する場合の例を示したものである。
ここで、高圧蒸気ボイラー42が吐出する蒸気圧力は、他の蒸気ボイラー21に比べ高く設定されている。
FIG. 7 shows an example in which the steam
Here, the steam pressure discharged from the high-pressure steam boiler 42 is set higher than that of the
このとき、高圧蒸気ボイラー42の吐出蒸気をそのまま蒸気ヘッダー管23に流入させると、その高圧な蒸気が蒸気弁a24を通って他の蒸気ボイラー21へ逆流し、不具合を生じさせる虞がある。
そこで、高圧蒸気ボイラー42の蒸気のみを蒸気発電装置20に通過させることにより、その高い蒸気圧力を他の蒸気ボイラー21と同等の圧力に下げることができると同時に、その差圧を利用して効率的な発電を行うことができる。
At this time, if the discharge steam of the high-pressure steam boiler 42 flows into the
Therefore, by passing only the steam of the high-pressure steam boiler 42 through the
図8および図9は、ルーツ式ブロワ1の回転軸A13および回転軸B14と軸受部31との隙間から、ケーシング10内部の蒸気が漏洩することを抑制するための対策を示したものである。
ケーシング10の内部の蒸気は、一般的に大気圧より高いため、回転軸13,14と軸受部31とのわずかな隙間からも漏洩が発生する、また、この漏洩蒸気は温度低下とともに凝縮し液体の水となる。
8 and 9 show countermeasures for suppressing the leakage of steam inside the
Since the steam inside the
ルーツ式ブロワ1は、回転軸A13および回転軸B14の端にベアリング34を有し、さらにこれら2本の回転軸の片端は、油室37内に設けられて互いに噛み合う同期歯車A35および同期歯車B36により連結されている。
ベアリング34及び油室37に、蒸気由来の水分が混入すると不具合発生の原因となりうるため、蒸気発電装置20の長寿命化を図るためには、軸受部31の蒸気漏対策が必要である。
The Roots-
If moisture derived from steam is mixed into the
図8に示されるように、該ブロワ1の軸受部31の内部の回転軸A13および回転軸B14の外周には鉢巻き状の通気溝33が形成され、そこから外部大気へ貫通する通気管32が前記通気溝33と連通して設けられている。
このとき、ケーシング10の内部より回転軸と軸受部の間隙から染み出た漏洩蒸気およびその凝縮水は、通気溝33に保留された後、通気管32を通って外部へ排出される。
As shown in FIG. 8, a bowl-shaped ventilation groove 33 is formed on the outer periphery of the rotation shaft A13 and the rotation shaft B14 inside the bearing
At this time, the leaked steam and its condensed water that ooze out from the inside of the
漏洩蒸気が多くて円滑な排出が困難な場合は、軸受部1箇所あたりの通気管を2本以上設置し、大気あるいは圧縮気体を流入させる通気管と、蒸気およびその凝縮水を排出する通気管を別個に独立させれば、漏洩蒸気およびその凝縮水の円滑な排出が可能である。
さらに、漏洩蒸気および凝縮水がベアリング34などに達する恐れがある場合には、図9に示されるように軸受部31に開口部38を設け、その同一箇所において回転軸A13および回転軸B14の外周部に水切溝39あるいは水切帯40またはその両方を付加する。
If there is a lot of leaked steam and smooth discharge is difficult, install two or more vent pipes per bearing section, vent pipes that allow air or compressed gas to flow in, and vent pipes that discharge steam and its condensed water If they are made independent of each other, it is possible to smoothly discharge the leaked steam and its condensed water.
Further, when there is a possibility that leaked steam and condensed water may reach the
このとき、回転軸A13および回転軸B14に沿って侵入してきた漏洩蒸気の凝縮水は、水切溝39において保留あるいは水切帯40により遮断されたのち、回転軸の遠心力により水切溝39または水切帯40から離脱し、漏洩蒸気ともに開口部38より排出されることになる。
At this time, the condensed water of the leaked steam that has entered along the rotation axis A13 and the rotation axis B14 is retained in the draining groove 39 or blocked by the draining
水切帯40を回転軸A13および回転軸B14に付加する場合、通常は軸受部31を分割しなければならないためにケーシング10には接合部41が必要になる。但し、軸受部の組み立て時に開口部38より回転軸A13および回転軸B14と同一口径のゴム製Oリングを該回転軸13,14に通し、それを水切帯40とすれば前記接合部41は不要である。
When the draining
以上、図8および図9において説明した構造によって、軸受部の漏洩蒸気およびその凝縮水は抑制できるので、本発明にかかる蒸気発電装置20は長寿命化が図られる。
As described above, the structure described with reference to FIGS. 8 and 9 can suppress the leaked steam and its condensed water in the bearing portion, so that the life of the
図10は、本発明による蒸気発電装置20の使用形態において、蒸気流入量と発電電力量の相間関係を実測した例を示したものである。
ここで、ルーツ式ブロワ1として株式会社アンレット製(形式BSS−32GSK、口径32ミリ)、および発電機2として株式会社安川電機製(形式SSGX−25P5AFN、出力5.5kW)を使用している。また、電力回生コンバータ6として株式会社安川電機製(形式CEPT−G1AA25P5AMA)を使用し電力変換と電力量の計測を行っている。
FIG. 10 shows an example in which the interrelationship between the amount of steam inflow and the amount of generated power is measured in the usage pattern of the
Here, Anlet Corporation (model BSS-32GSK, caliber 32 mm) is used as the
図10から分かるように、約331kg/時の少量な蒸気量であっても約4kWの発電電力が得られており、単位蒸気量当りの出力は、約12kW/tonに達している。
また図11は、本発明による蒸気発電装置20の使用形態において、蒸気圧力と発電電力量の相間関係を実測した例を示す説明図である。
As can be seen from FIG. 10, even with a small amount of steam of about 331 kg / hour, a generated power of about 4 kW is obtained, and the output per unit amount of steam reaches about 12 kW / ton.
Moreover, FIG. 11 is explanatory drawing which shows the example which measured the correlation between steam pressure and generated electric energy in the usage pattern of the
図11から分かるように、入口蒸気の圧力が約0.26MPaから0.35MPaの範囲において、単位蒸気量あたりの発電出力は約11.5kW/tonから15.5kW/tonに達していることがわかる。
なお、図10および図11において全般的に示されるように、本発明にかかる蒸気発電装置20は、従来の大型蒸気タービン等では対応困難であった1ton/時以下の少量な蒸気量および0.5MPa以下の低い圧力においても発電効率として30〜40%が得られており、本発明の実用性が明らかである。
As can be seen from FIG. 11, when the pressure of the inlet steam is in the range of about 0.26 MPa to 0.35 MPa, the power generation output per unit steam amount reaches about 11.5 kW / ton to 15.5 kW / ton. Recognize.
As generally shown in FIGS. 10 and 11, the steam
図12は、本発明に係るルーツ式ブロワ1の出力軸3に連結切替器A48と発電兼用電動機43を連結し、その発電兼用電動機43の外部駆動軸45に連結切替器B49およびコンプレッサー44を連結している実施例である。
同図に示す装置では、連結切替器A48および連結切替器B49を連結したり切離すことで、コンプレッサー44を駆動したりあるいは発電兼用電動機43を駆動することが出来る。またはコンプレッサー44と発電兼用電動機43の両方を同時に駆動することが出来る。
FIG. 12 shows the connection switch A48 and the generator / motor 43 connected to the
In the apparatus shown in the figure, the compressor 44 can be driven or the generator / motor 43 can be driven by connecting or disconnecting the connection switch A48 and the connection switch B49. Alternatively, both the compressor 44 and the generator / motor 43 can be driven simultaneously.
ここで、蒸気が十分あるとき、すなわち該ブロワ1の駆動力が十分なときは、発電兼用電動機43による発電およびコンプレッサー44による吸排気を同時に行うことができる。
蒸気量が少ない場合には、連結切替器B49の連結または切り離しを行うことにより、該ブロワ1によって発電のみを行うか、あるいはコンプレッサー44の駆動のみを行うかを選択することが出来る。
Here, when the steam is sufficient, that is, when the driving force of the
When the amount of steam is small, it is possible to select whether to generate power only by the
または、連結切替器B49を連結し、かつ発電兼用電動機43に電力を投入することにより、該ブロワ1の駆動力と該発電兼用発動機43の駆動力を組み合わせることが可能となり、蒸気量の増減に関わらず安定してコンプレッサー44の回転駆動を行うことが出来る。
Alternatively, it is possible to combine the driving force of the
このように、本発明による蒸気発電装置20のルーツ式ブルワ1は、蒸気のエネルギーを有効に活用して、発電に限らずコンプレッサー44を直接駆動する動力源として利用することも可能である。
なお、蒸気量が0の場合であっても、連結切替器A48で切離しを行うことにより、該発電兼用電動機43のみでコンプレッサー44を回転駆動することは可能である。
Thus, the
Even when the amount of steam is 0, the compressor 44 can be rotationally driven only by the electric generator-combined motor 43 by disconnecting with the connection switch A48.
図12に示した実施例では、ルーツ式ブロワ1に連結切替器A48と連結切替器B49を介して発電兼用発動機43とコンプレッサー44を連結した構造としているが、連結切替器を使用することなくコンプレッサー44のみをルーツ式ブロワ1の出力軸3に連結する場合もある。
ここで、上記コンプレッサー44は外部回転機器の一例であり、回転力によって動力される機器であれば、この例と同じように他の機器を駆動する為に適用することが可能である。
In the embodiment shown in FIG. 12, the generator / generator 43 and the compressor 44 are connected to the
Here, the compressor 44 is an example of an external rotating device, and can be applied to drive other devices in the same manner as this example as long as the device is powered by a rotational force.
1 ルーツ式ブロワ
2 発電機
3 出力軸
4 入口蒸気
5 出口蒸気
6 電力回生コンバータ
7 商用電源
8 発電電力
9 回生電力
10 ケーシング
11 ロータA
12 ロータB
13 回転軸A
14 回転軸B
15 吸入口
16 吐出口
17 吸気室
18 中間室
19 掃気室
20 蒸気発電装置
21 蒸気ボイラー
22 蒸気配管
23 蒸気ヘッダー管
24 蒸気弁a
25 蒸気弁b
26 蒸気弁c
27 蒸気弁d
28 減圧弁
29 気水分離器
30 蒸気負荷機器
31 軸受部
32 通気管
33 通気溝
34 ベアリング
35 同期歯車A
36 同期歯車B
37 油室
38 開口部
39 水切溝
40 水切帯
41 接合部
42 高圧蒸気ボイラー
43 発電兼用発動機
44 コンプレッサー
48 連結切替器A
49 連結切替器B
DESCRIPTION OF
10 Casing
11 Rotor A
12 Rotor B
13 Rotating axis A
14 Rotating axis B
15 Suction port
16 Discharge port
17 Air intake chamber
18 Intermediate room
19 Scavenging chamber
20 Steam generator
21 Steam boiler
22 Steam piping
23 Steam header pipe
24 Steam valve a
25 Steam valve b
26 Steam valve c
27 Steam valve d
28 Pressure reducing valve
29 Air-water separator
30 Steam load equipment
31 Bearing
32 Vent pipe
33 Ventilation groove
34 Bearing
35 Synchronous gear A
36 Synchronous gear B
37 Oil chamber
38 opening
39 Ditcher
40 drainage belt
41 joints
42 high pressure steam boiler
43 Generator combined use
44 Compressor
48 Connection switcher A
49 Connection selector B
Claims (12)
An opening is provided in the bearing portion of the rotating shaft of the Roots-type blower, and a water draining groove and / or a draining zone is provided on the outer periphery of the rotating shaft of the opening portion. The generator / motor and compressor driving device according to claim 9, wherein condensed water is discharged from the opening.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015029374 | 2015-02-18 | ||
JP2015029374 | 2015-02-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016153640A true JP2016153640A (en) | 2016-08-25 |
JP6601752B2 JP6601752B2 (en) | 2019-11-06 |
Family
ID=56760618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015085768A Active JP6601752B2 (en) | 2015-02-18 | 2015-04-20 | Power generation device using steam and compressor drive device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6601752B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108590771A (en) * | 2018-04-18 | 2018-09-28 | 中国人民解放军海军工程大学 | A kind of fuel cell system high pressure ratio compressor and energy regenerating turbine apparatus |
CN111271217A (en) * | 2020-04-04 | 2020-06-12 | 赵学清 | Device for generating power by using return oil pressure of hydraulic system |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4920105U (en) * | 1972-05-19 | 1974-02-20 | ||
JPS57184866A (en) * | 1981-05-08 | 1982-11-13 | Hitachi Ltd | Rankine engine driving refrigerator |
JPH10266982A (en) * | 1997-03-21 | 1998-10-06 | Tochigi Fuji Ind Co Ltd | Roots type fluid machine |
JP2000065071A (en) * | 1998-08-18 | 2000-03-03 | Kawasaki Steel Corp | Lubricating structure of rolling bearing |
JP2011185192A (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Sasakura Engineering Co Ltd | Shaft seal structure and shaft seal method of roots blower for vacuum evaporator, and vacuum evaporation device |
JP2014505826A (en) * | 2011-01-17 | 2014-03-06 | オーカン エナジー ゲーエムベーハー | Lubrication of volume expansion equipment |
JP2014517189A (en) * | 2011-05-06 | 2014-07-17 | エヴァンス グリン | Hot air engine |
-
2015
- 2015-04-20 JP JP2015085768A patent/JP6601752B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4920105U (en) * | 1972-05-19 | 1974-02-20 | ||
JPS57184866A (en) * | 1981-05-08 | 1982-11-13 | Hitachi Ltd | Rankine engine driving refrigerator |
JPH10266982A (en) * | 1997-03-21 | 1998-10-06 | Tochigi Fuji Ind Co Ltd | Roots type fluid machine |
JP2000065071A (en) * | 1998-08-18 | 2000-03-03 | Kawasaki Steel Corp | Lubricating structure of rolling bearing |
JP2011185192A (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Sasakura Engineering Co Ltd | Shaft seal structure and shaft seal method of roots blower for vacuum evaporator, and vacuum evaporation device |
JP2014505826A (en) * | 2011-01-17 | 2014-03-06 | オーカン エナジー ゲーエムベーハー | Lubrication of volume expansion equipment |
JP2014517189A (en) * | 2011-05-06 | 2014-07-17 | エヴァンス グリン | Hot air engine |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108590771A (en) * | 2018-04-18 | 2018-09-28 | 中国人民解放军海军工程大学 | A kind of fuel cell system high pressure ratio compressor and energy regenerating turbine apparatus |
CN111271217A (en) * | 2020-04-04 | 2020-06-12 | 赵学清 | Device for generating power by using return oil pressure of hydraulic system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6601752B2 (en) | 2019-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2498090C2 (en) | Systems to cool component of steam pipe | |
JPWO2009040919A1 (en) | Sludge drying system | |
RU2584365C2 (en) | Air bleed system for axial turbine machine | |
RU2011118724A (en) | POWER PLANT FOR OPERATION (OPTIONS) AND TURBO DETAINER | |
CN107438704A (en) | Turbine expander generator unit and the method for producing electric power | |
RU2554367C2 (en) | Gas turbine engine and method of its operation | |
CN104481620A (en) | Organic working medium radial inflow turbine power generation device | |
JP6601752B2 (en) | Power generation device using steam and compressor drive device | |
US10247450B2 (en) | Device and method for converting thermal energy | |
KR20130066537A (en) | Steam turbine, blade, and method | |
US11359520B2 (en) | Steam turbine facility and combined cycle plant | |
JP5523940B2 (en) | Mixing hot and cold steam for introduction into downstream turbines. | |
JP2009216083A (en) | Turbine system for power generation | |
JP6228377B2 (en) | Shaft seal system for steam turbine | |
JP6637455B2 (en) | Steam turbine | |
US11352912B2 (en) | Steam turbine facility and combined cycle plant | |
KR20180124229A (en) | Waste heat recovery expander apparatus and waste heat recovery system | |
JP6239844B2 (en) | Shaft seal system for steam turbine | |
RU2422734C1 (en) | Expander-generator set | |
JP2015523496A (en) | Low pressure turbine | |
CN203847174U (en) | Stator steam inlet structure of radial-flow turbine | |
JP2015048718A (en) | Apparatus of reusing low pressure steam | |
CN103452606B (en) | Novel steam turbine | |
KR101375595B1 (en) | Low-pressure turbine generator | |
AU2019290849B9 (en) | Venting system for bearing sump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AA64 | Notification of invalidation of claim of internal priority (with term) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764 Effective date: 20150616 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150702 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150826 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20161128 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20161128 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170213 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180420 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20180420 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180426 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180614 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180629 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180810 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190131 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190219 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190415 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190903 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20190927 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190927 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6601752 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |