JPS6078139A - エンジンによる発電方式 - Google Patents

エンジンによる発電方式

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JPS6078139A
JPS6078139A JP58185154A JP18515483A JPS6078139A JP S6078139 A JPS6078139 A JP S6078139A JP 58185154 A JP58185154 A JP 58185154A JP 18515483 A JP18515483 A JP 18515483A JP S6078139 A JPS6078139 A JP S6078139A
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JP
Japan
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power
speed
rotation speed
power generation
planetary gear
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JP58185154A
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English (en)
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Takashi Takahashi
崇 高橋
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/04Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/04Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
    • F02B63/042Rotating electric generators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Structure Of Transmissions (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】 本発明はエンジンによる発電方式に関し、さらに詳しく
は船舶等の主機エンジンのように回転数が変動するエン
ジンから動力を取り出して発電を行う場合に好適な発電
方式に関するものである。
船舶における発電方式としては、推進器駆動用の主機エ
ンジンとは別に発電用の補助エンジンを装備して発電す
るのが一般的である。しかし、この補助エンジンはロン
グストロークで低速回転の主機エンジンに比べると小型
高速回転であり、かつ良質のA重油を使用することにな
り、遥かに燃費が大きくなる。このため燃費に優れる主
機エンジンを運転中は、その主機エンジンから動力を取
り出して発電することができれば最も効率的、経済的で
あり、発電用補助エンジンは主機エンジンが運転できな
い非常の場合とか、停泊時に運転するようにすることが
望ましい。
ところが、主機エンジンの回転数は船舶の運航状況に応
じて一定ではなく、絶えず変動する特殊性を有している
ため、定周波数の発電を行うには発電機の回転数を常に
一定範囲の回転数に維持する工夫をしなければならない
。従来はこの一定の定格回転をうるため、小容量発電の
場合には渦電流方式、滑りクラッチ方式又はサイリスク
一方式などが採用されて実用化されてきた。しかし、こ
れらは低効率であるか、高価になるという欠点があった
本発明の目的は、小容量の自動多段変速機を以って大容
量の許容範囲内の変動を含む定周波発電を行うことがで
きる高効率で廉価な発電方式を提供せんとすることにあ
る。
上記目的を達成する本発明は、回転数が変動する主機エ
ンジンから動力を取り出し、この動力により主発電機を
定格回転数で駆動し発電する発電方式において、前記主
機エンジンから取り出した動力を歯車を介して2系列に
分離し、一方はそのまま遊星歯車機構に入力し、他方は
発電に使用する最高回転数から最低回転数を差し引いた
回転数と前記最高回転数との比率を主機発電機の発電容
量に乗じた容量に若干の余裕を付加した容量を有する自
動多段変速機を介して変速制御し、その出力を前記遊星
歯車機構に入力合体させ、その合体出力により前記主発
電機を定格回転数で駆動することを特徴とするものであ
る。
第1図は本発明の発電方式を実施するための船舶用装置
の概略を示すものである。
1は図示しない主機エンジンから動力を取り出す動力取
出軸(PTO軸)である。この動力取出軸1に取り出さ
れた動力は歯車2,3を介して2系列に分離され、一方
はそのまま伝動軸4を介して後述する構成の遊星歯車機
構5に入力される。また他方は歯車3を介して詳細を後
述する自動多段変速機100で変速制御され、その出力
を歯車9を介し上記遊星歯車機構5に入力する。遊星歯
車機構5で再び合体された動力は一定の許容範囲内で変
動する回転数で主発電機10を駆動し、実用上は実質的
な定周波発電となる。上記自動多段変速ta100は、
発電に使用する最高回転数から最低回転数を差し引いた
回転数と前記最高回転数との比率を主機発電機100の
発電容量に乗じた容量に若干の余裕を付加した容量を有
する設計になっている。
上記遊星歯車機構5は、遊星歯車12を支持するキャリ
ヤ11が入力側となって上記伝動軸4の動力を入力し、
かつ遊星歯車12に噛合する太陽歯車13が出力側とな
って主発電機lOを駆動する。遊星歯車12の外側に配
置された環状歯車14は内外両面にそれぞれ同歯数の内
歯車14i と外歯車14oとを有しており、内歯車1
4iが上記遊星歯車12と噛合し、また外歯車140が
上記自動多段変速機100の出・刃側の歯車9と噛合し
、その自動多段変速機100の出力を人力するようにな
っている。
上記自動多段変速機100は、第3図及び第4図に示す
ように遊星歯車機構を多段(図では3段)に内設した機
構になっている。21は入力軸、22は出力軸である。
出力軸22には、それぞれ歯数の異なる3個の太陽歯車
23A。
23B、23Cが軸方向に並んで固定され、この各太陽
歯車23A、23B、23Cにそれぞれ歯数の異なる遊
星歯車24A、24B、24Cが噛合している。各遊星
歯車24A、24B。
24Cは軸方向に並び、一つの軸25に同一半径の位置
で回動自在に軸支されている。この軸25は一端を入力
軸21のアーム26に固定され、また他端を出力軸22
に回動自在に軸支さレタアーム27に固定されている。
上述のように軸支された各遊星歯車24A、24B’、
24Cの外側にはそれぞれ歯数の異なる内歯歯車28A
、28B、28Cが噛合している。
上記内歯歯車28A、28B、28Cは、各遊星歯車2
4A、24B、24C(7)上ニソれぞれ載るだけのフ
リー状態にしてあり、かっこの状態で横ずれしないよう
に、両側面がハウジングケース29に設けた摺動面29
aにガイドされている。また、ハウジングケース29内
には各内歯歯車28A、28B、28C4)摺動面29
aに対応して、各内歯歯車と同心状にしたリング状のシ
リンダ30A、30B、30Cと、このシリンダ30A
、30B、30cにM嵌ずるリング状のピストン31A
、31B、31Cからなる制動手段が設けられている。
各ピストンは作動油の作用により内歯歯車28A、28
B、28Cの側面に対し垂直に、即ち回転軸方向に作用
して内歯歯車を摺動面29aとの間に挟圧制動するよう
にし、その制動された内歯歯車に対応する遊星歯車群の
みが入力軸21の動力を出力軸22へ変速伝達する。
上記各シリンダ30A、30B、30Cは、油管102
とソレノイドバルブボックス104を介して油圧源10
5に連結されている。ソレノイドバルブボックス104
は、コントローラ106の指令信号により切換バルブを
切り換え油圧源105の作動油をシリンダ30A、30
B、30Cのいずれかに選択的に供給し、作動油を供給
したシリンダのピストンを作動して対応する内歯歯車を
制動し、また作動油を供給しない他の二つの内歯歯車を
フリー状態にする。
このときのコントローラ106の指令信号はセンサ10
7が入力軸21から検出した回転数又はトルクに基づい
て行われ、自動制御が行われるようになっている。
なお、上記ピストンとシリンダからなる油圧機構は、こ
れを伸縮自在なベローズの機構に置き換えてもよい。
次に、上述した装置により発電を行う場合について説明
する。
いま、第2図において遊星歯車機構5において合体動力
を出力する太陽歯車13の回転数をN、歯数をZsとす
ると、Nは主発電機1oの定格回転数として一定値であ
る。また、自動多段変速機100の動力を入力する環状
歯車14の回転数をNx、歯数をZa、またキャリヤ1
1に入力される(動力取出軸1)伝動軸4の回転数をN
oとすると、上記太陽歯車13の定格回転数Nは次の式
で与えられる。(ただしNxはN、Noと方向反対) N−No (Za +Zs )/Zs 十Nx −Za/Zs ここで、Za/Zs=rとおいて、上記式から環状歯車
14が回転すべき回転数Nxをめると、 Nx = 1/ r (N−No (r +1 ) )
 −・・・■となる。すなわち、上記環状歯車17の回
転が上記0式を満足するように自動多段変速機100の
回転が制御されなければならない。
−例として主発電機10の定格発電容量を1000ki
vとし、その主発電talOを6極とすればN= 12
0 Or、p、m、、また上記r=3.主機エンジンの
使用変速域を25%、主機エンジンよりの動力取出軸1
の回転数NOを290rJ。
m、とすれば、変速域が25%であるから動力取出軸1
の下限回転数No’ は、NO” −290x O,7
5= 217. 5r、p、m、である。
したがって、上記0式より環状歯車14を制御すべき回
転数の範囲は、下限のNxがNx=1/3・ (120
0−290X4)= 13. 3r、p、m・ また上限のNx″が Nx’ =1/3・ (1200217,5x4) =
 110r、p、m。
となる。
このように環状歯車14を13.3〜110r、p、l
i、の回転数範囲に制御することは、自動多段変速機1
00によって容易に行うことができ、この制御によって
主発電機1oは雷に定格回転の1.200r、p、m、
に維持される。
次に環状歯車14の最大必要動力をw kwとすれば、
回転数の最大が110r、p、m、であるから、 w=rX110/1200X1000 kw=275 
k朽 である。
したがって、自動多段変速機100に対する負荷は最大
で275kwであり、11000kに見合う大容量の自
動多段変速機を装備することは不要であるため、廉価な
発電設備にすることができる。
なお、上述した実施例では船舶におりる主機エンジンを
利用する場7合について説明したが、本発明は船舶のみ
に限らず、回転数が変動する同様の主機エンジンを設け
た装置に対しても有効に適用することができる。
また、実施例では自動多段変速機100と遊星歯車機構
5が増速機構の場合について説明したが、動力取出軸1
の回転が高速の場合は減速機構に置き換えれるとよい。
上述したように本発明は、回転数が変動する主機エンジ
ンから動力を取り出し、この動力により主発電機を定格
回転数で駆動し発電する発電方式において、前記主機エ
ンジンから取り出した動力を歯車を介して2系列に分離
し、一方はそのまま遊星歯車機構に入力し、他方は発電
に使用する最高回転数から最低回転数を差し引いた回転
数と前記最高回転数との比率を主機発電機の発電容量に
乗じた容量に若干の余裕を付加した容量を有する自動多
段変速機を介して変速制御し、その出力を前記遊星歯車
機構に入力合体させ、その合体出力により前記主発電機
を定格回転数で駆動する方式としたので、主機エンジン
の動力の一部だけを制御するようにした小容量の自動多
段変速機により大容量の発電を可能にする。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する装置を示す概略図、第2図は
同装置における遊星歯車機構部分の説明図、第3図は同
装置に使用する自動多段変速機を示す断面図、第4図は
第3図のIV−IV矢視図である。 1・・・動力取出軸、 2.3・・・歯車、 5・・・
遊星歯車機構、 10・・・主発電機、100・・・自
動多段変速機。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士斎下和彦 手続補正書 1.事件の表示 昭和 58年 特 許 願 第 185154 号2、
発明の名称 エンジンによる発電方式 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 イ1−所(居11斤) 氏 名(名称) 高 橋 崇 4、代 理 人 11 所 〒コロ5東工;(都港区西新橋3丁目3番3
);ペリカンビル小川・野1−1国F7特許事務所内(
電話431−5361)(1)特許請求の範囲を別紙の
通り補正する。 (2)明細書第3頁17行の「最高回転数」を「主機エ
ンジンの最高回転数」と補正する。 (3)同第5頁1行のrlooJをr’lOJと補正す
る。 (4)同第7頁20行〜第8頁1行の「又はトルク」を
削除する。 (5)同第10頁7行の11200r、p、m、に維持
される。」をr 1200r、p、m、±5%以内に維
持することができる。」と補正する。 (6)同第11頁15行の「最高回転数」を「主機エン
ジンの最高回転数」と補正する。 (別紙) 特許請求の範囲 回転数が変動する主機エンジンから動力を取り出し、こ
の動力により主発電機を定格回転数で駆動し発電する発
電方式において、前記主機エンジンから取り出した動力
を歯車を介して2系列に背高In、一方はそのまま遊星
歯車機構に入力し、他方は発電に使用するユ」【互ン」
ζ49−最高回転数から最低回転数を差し引いた回転数
と前記最高回転数との比率を主機発電機の発電容量に乗
じた容量に若干の余裕を付加した容4量を有する自動多
段変速機を介して変速制御し、その出力を前記遊星歯車
機構に入力合体させ、その合体出力により前記主発電機
を定格回転数で駆動することを特徴とするエンジンによ
る発電方式。 手続補正書 昭和59年11 月6■ 1、事件の表示 昭和58年 特 許 願 第 185154 号2、発
明の名称 エンジンによる発電方式 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所(居所) 氏 名(名称) 高 橋 崇 4、代 理 人 住 所 〒105東京都港区西新橋3丁目3番3号ペリ
カンビル小川・野1コ国際特許事務所内(電話431−
5361)昭和5)3年11月10日付手続補正書の「
補正の内容」の欄の第(6)項で補正した、明細書第1
1頁15行の補正を、元の明細書の記載に戻し、改めて
明細書第11頁14行の「最高回転数」を、[主機エン
ジンの最高回転数]と補正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 回転数が変動する主機エンジンから動力を取り出し、こ
    の動力により主発電機を定格回転数で駆動し発電する発
    電方式において、前記主機エンジンから取り出した動力
    を歯車を介して2系列に分離し、一方はそのまま遊星歯
    車機構に入力し、他方は発電に使用する最高回転数から
    最低回転数を差し引いた回転数と前記最高回転数との比
    率を主機発電機の発電容量に乗じた容量に若干の余裕を
    付加した容量を有する自動多段変速機を介して変速制御
    し、その出力を前記遊星歯車機構に人力合体させ、その
    合体出力により前記主発電機を定格回転数で駆動するこ
    とを特徴とするエンジンによる発電方式。
JP58185154A 1983-10-05 1983-10-05 エンジンによる発電方式 Pending JPS6078139A (ja)

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JP58185154A JPS6078139A (ja) 1983-10-05 1983-10-05 エンジンによる発電方式

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JP58185154A JPS6078139A (ja) 1983-10-05 1983-10-05 エンジンによる発電方式

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013513753A (ja) * 2009-12-10 2013-04-22 ルノー・トラックス 乗り物の補機のための駆動アレンジメント

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5249273U (ja) * 1975-10-02 1977-04-07
JPS52124573A (en) * 1976-04-10 1977-10-19 Kubota Ltd Non-stage speed change gear
JPS5370264A (en) * 1976-12-02 1978-06-22 Kubota Ltd Non-stage speed change gear

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