CN104145090A - 发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使在室外也能有效地冷却膨胀机、发电机以及控制装置的发电装置。在发电装置(1)中，由蒸汽驱动的膨胀机(2)、与膨胀机(2)的输出轴(43)连结而被驱动的发电机(3)、以及控制装置(50)载置于底座(21)上并容纳于容纳箱(22)，容纳箱(22)具有分隔构件(30)，分隔构件(30)自底座(21)竖直设置，在由分隔构件(30)分隔的一侧容纳有控制装置(50)，在另一侧容纳有膨胀机(2)和发电机(3)，其中，在底座(21)设有用于将外部空气导入所述容纳箱(22)内部的通风通道(21c)，在容纳箱(22)的箱顶部设有网板(31)、以及在网板(31)的上方以及周围空出规定间隔而设置的防护顶盖(32)，并设成能将空气向外部排出，膨胀机(2)以及发电机(3)固定设置于底座(21)上竖直设置的框架(27)上，使膨胀机(2)与发电机(3)从底座(21)分离。

Description

发电装置
技术领域
本发明涉及发电装置的技术，特别涉及具有由蒸汽驱动的膨胀机、与所述膨胀机的输出轴连结而被驱动的发电机、控制装置、底座、以及容纳箱的发电装置的技术。
背景技术
以往，公知有一种发电装置，其具有以水为工作介质的膨胀机、以及与所述膨胀机的输出轴连结而被驱动的发电机。膨胀机通过由固定涡旋件和摇动涡旋件形成的膨胀室，使高温高压的作为汽相的水(以下仅记为“蒸汽”)膨胀从而使输出轴旋转。发电机与所述输出轴连结，通过输出轴的旋转而驱动。
另外，公知有一种将所述膨胀机以及发电机容纳于单一的容纳箱内的成套式发电装置(例如参照专利文献1)。
另外，公知有一种将涡旋式流体机械容纳设置于容纳箱的组件装置，其中，在所述涡旋式流体机械的下部设有气冷用通风管并将其连接到气冷用风扇的吸气侧(例如参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-74894号公报
专利文献2：日本特开2000-110767号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在以往的成套式发电装置中设有所述组件装置那样的气冷用管道和风扇的情况下，若空气通道设置于容纳箱的上下方向中央部，为了使空气循环就需要大型的风扇。另外，在膨胀机载置于地板上的情况下，膨胀机的下部周边狭小，难以流通空气，无法充分进行冷却。另外，在所述成套式装置配置于室外的情况下，有时会从设置于容纳箱的吸气孔以及排气孔进入雨等异物。
因此，本发明鉴于该课题，提供一种即使在室外也能有效地冷却膨胀机、发电机以及控制装置的发电装置。
用于解决问题的方案
本发明要解决的课题如上所述，接着，就用于解决该课题的方案进行说明。
本发明是一种发电装置，由蒸汽驱动的膨胀机、与所述膨胀机的输出轴连结而被驱动的发电机、以及控制装置载置于底座上并容纳于容纳箱，所述容纳箱具有分隔构件，该分隔构件自底座竖直设置，在由该分隔构件分隔的一侧容纳有所述控制装置，在另一侧容纳有所述膨胀机和发电机，其中，在所述底座设有用于将外部空气导入所述容纳箱内部的通风通道，在所述容纳箱的箱顶部设有网板、以及在该网板的上方以及周围空出规定间隔而设置的防护顶盖，并设成能将空气向外部排出，所述膨胀机以及所述发电机固定设置于所述底座上竖直设置的框架上，使所述膨胀机和所述发电机从底座分离。
本发明是在所述分隔构件设有用于从所述控制装置侧向所述膨胀机侧送入空气的鼓风机。
本发明是所述发电机配置于膨胀机的下方，所述膨胀机具有在水平方向上突出的输出轴，所述发电机具有在水平方向上突出的输入轴，所述输出轴与所述输入轴通过传动带连结。
本发明是在所述框架中的膨胀机的安装部，设有能在上下方向上移动一定距离的调整部。
发明效果
作为本发明的效果，会起到如下所示那样的效果。
根据本发明，由于通过烟囱效应，空气从下向上流动，因此能有效地冷却膨胀机、发电机以及控制装置。另外，由于通过使膨胀机以及发电机从底座分离，从而空气流动的通道变宽，因此能有效地冷却膨胀机、发电机以及控制装置。另外，通过使膨胀机以及发电机从底座分离，从而会产生维护膨胀机以及发电机时的空间，能有效地进行维护。另外，能防止从上方进入雨等异物，能提高耐久性，能减少维护作业。
根据本发明，由于即使在烟囱效应差的控制装置侧，空气也变得容易从下向上流动，因此能有效地冷却膨胀机、发电机、以及控制装置。
根据本发明，通过使膨胀机以及发电机从底座分离，从而会产生维护膨胀机以及发电机时的空间，能有效地进行维护。另外，由于通过发电机的自重使传动带产生张力，因此能简化调整传动带的张力的作业。
根据本发明，通过使膨胀机以及发电机从底座分离，从而会产生维护膨胀机以及发电机时的空间，能有效地进行维护。另外，通过使膨胀机或发电机上下移动并固定，从而能进行调整传动带的张力的作业并能简化作业。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的发电装置的整体结构的框图。
图2是表示容纳箱的结构的侧面局剖图。
图3是表示容纳箱的结构的背面局剖图。
图4是表示底座的结构的俯视图。
图5是表示膨胀机以及发电机的结构的侧面局剖图。
图6是表示膨胀机以及发电机的结构的侧面局剖图。
图7是表示搬出膨胀机时的容纳箱以及膨胀机的结构的侧面局剖图。
具体实施方式
接着，说明本发明的实施方式。
在此，如图2所示，容纳箱22将箭头A的方向定义为前方。
首先，就发电装置1的结构用图1的框图进行说明。
发电装置1具有由蒸汽驱动的膨胀机2、与膨胀机2的输出轴43连结而被驱动的发电机3、蒸汽发生器4、工作介质供应泵6、冷凝器8以及控制装置50。
膨胀机2是涡轮式流体机械，经由工作介质通道12从蒸汽发生器4被供应高温高压的蒸汽作为工作介质。膨胀机2以被供应的蒸汽作为工作介质来驱动发电机3进行发电。蒸汽发生器4经由工作介质通道15从工作介质供应泵6被供应水。工作介质供应泵6经由工作介质通道17、工作介质罐25、以及工作介质通道18吸引由冷凝器8使蒸汽冷凝而生成的水。冷凝器8经由工作介质通道19被供应从膨胀机2排出的蒸汽。
在这样的结构的发电装置1中，膨胀机2将由蒸汽发生器4产生的高温高压蒸汽的能量转换为旋转力以驱动发电机3。从膨胀机2排出的蒸汽由冷凝器8冷凝为水之后通过蒸汽发生器4再次作为高温高压的蒸汽供应给膨胀机2。
另外，控制装置50由CPU和存储单元构成，CPU为中央运算处理装置，存储单元为存储了控制程序或图等的ROM或存储输入的数据等的RAM。控制装置50通过进行设置于工作介质通道12的阀12a的流路切换，从而调节高温高压蒸汽的量。另外，控制装置50通过调节工作介质供应泵6的驱动量，从而调节吸引由冷凝器8使蒸汽冷凝产生的水的量。由此，能调节膨胀机2内的蒸汽压力。
接着，就发电装置1的配置用图2以及图3进行说明。
构成发电装置1的膨胀机2、发电机3、以及控制装置50载置于底座21上并容纳于容纳箱22。
容纳箱22为长方体的箱，容纳膨胀机2、发电机3、控制装置50、用于贮存成为液体的工作介质的工作介质罐25、以及工作介质供应泵6。容纳箱22的下表面打开并设置于底座21的上方。
底座21是用于在地面等地基上设置的构件，一般是将被称为槽型钢或角型钢管的剖视呈“コ”状或角管状的钢材21a在前后向以及左右向各并排多根并固定成框状，在其上表面设置板状构件21b。在底座21如图2、图3、以及图4所示设有用于将外部空气导入容纳箱22内部的通风通道21c。通风通道21c由设置于钢材21a侧面的长孔21d、以及设置于板状构件21b的一部分的长孔21e构成。设置于板状构件21b的长孔21d设置于在容纳箱22内配置控制装置50的空间的下方、以及在容纳箱22内配置膨胀机2以及发电机3的空间的下方。穿过长孔21d的空气如图4的箭头所示，穿过底座21内部的空间并穿过长孔21e被送往上方。
容纳箱22在其内部具有多根框架27。
框架27由竖直设置于底座21的纵框架27a、以及连接纵框架27a的上端以及中途部的多根横框架27b构成。在本实施方式中，设有四根纵框架27a，各自的下端竖直设置于底座21的上表面。四根纵框架27a配置成俯视时位于长方形的顶点，在连接各个顶点的长方形的边上横设有横框架27b。横框架27b与水平方向平行地横向设置，并配置成连接纵框架27a的上端与上端以及中途部与中途部。
另外，容纳箱22具有分隔构件30，分隔构件30自底座21竖直设置，在由该分隔构件30分隔的一侧容纳有控制装置50，在另一侧容纳有膨胀机2以及发电机3。
在容纳箱22的箱顶部设有网板31、以及在网板31的上方以及周围空出规定间隔而设置的防护顶盖32，并设成能将空气向外部排出。
网板31设置成覆盖在容纳箱22内于膨胀机2的上方的箱顶部开口的通风用孔。在本实施方式中比箱顶小一圈的四角形通风用孔的内侧固定设置有网板31的外周。通过该网板31防止尘土或虫子等异物侵入。
防护顶盖32设置成覆盖网板31的上方以及其周围，防护顶盖32的外周构成为：设有向下方弯曲形成的缘部，覆盖容纳箱22的箱顶部，并且所述缘部延伸设置到比箱顶部与防护顶盖32之间的空隙更下方，使得从侧向不会侵入雨等。此外，在缘部的内侧面与容纳箱22的外侧面之间也设有空隙。
接着，就容纳箱22内的各种装置的配置进行说明。
容纳箱22通过分隔构件30分隔成容纳控制装置50的一侧(以下称控制装置50侧)、以及容纳膨胀机2、发电机3的一侧(以下称膨胀机2侧)两个空间。即，分隔构件30自底座21的前后中途部朝上方竖直设置，容纳箱22通过板体分隔成前后两个空间，将前侧设为控制装置50的容纳室，将后侧设为膨胀机2和发电机3的容纳室。
在容纳箱22的控制装置50侧上部配置有控制装置50。另外，在控制装置50的下方设有通风孔33，在分隔构件30的与控制装置50对置的面上形成有开口部，在该开口部设有用于从控制装置50侧向膨胀机2侧送入空气的鼓风机35。
通风孔33在设置于底座21的长孔21e的上方设置，穿过底座21的通风通道21c的空气穿过通风孔33送往控制装置50侧的空间，以冷却控制装置50。鼓风机35是将穿过通风孔33而送来的空气从控制装置50侧送入到膨胀机2侧的装置，由例如螺旋桨式风扇或多叶片式风扇等构成。
在容纳箱22的膨胀机2侧下部且在控制装置50侧配置有发电机3。发电机3具有输入轴41，输入轴41朝水平方向且与前后方向正交的方向突出。发电机3固定设置于在底座21上竖直设置的框架27。更详细的是，发电机3具有朝框架27侧突出设置的安装板3a。安装板3a从发电机3的中央部前侧向上方以及下方突出设置。安装板3a在其端部具有螺孔。另外，在框架27的两根纵框架27a之间横向设置有发电机安装板27c。在发电机安装板27c设有作为调整部的长孔27d。长孔27d设置成以上下方向为长尺寸方向。通过在安装板3a的螺孔以及长孔27d插入螺钉紧固而将框架27与发电机3固定。即使在长孔27d的下端紧固了螺钉的情况下，长孔27d也配置成使发电机3以在底座21的上方分离的状态固定。
由此，能使发电机3以从底座21分离的状态固定。另外，通过使螺钉的位置在长孔27d的上下长度范围内上下设置，从而能调整发电机3的上下位置，能调节后述的传动带48的张力。
另外，在发电机3的输入轴41设有输入带轮42。输入带轮42设置于输入轴41的端部，在与后述的输出带轮47之间卷绕传动带48。
在容纳箱22的膨胀机2侧下部且在发电机3的后方，配置有工作介质罐25以及工作介质供应泵6。工作介质罐25以及工作介质供应泵6都固定设置于底座21。
工作介质罐25是用于暂时贮存由冷凝器8冷凝的成为液体的水的罐。
在发电机3的上方配置有膨胀机2。膨胀机2具有用于输出旋转力的输出轴43。输出轴43设有上下两个。在上下输出轴43的中途部分别设有链齿轮45，在链齿轮45之间卷绕链条46，两个输出轴43以同步旋转的方式构成。输出轴43的轴向配置成与发电机3的输入轴41的轴向平行。
膨胀机2固定设置于在底座21上竖直设置的框架27。更详细的是，膨胀机2具有朝框架27一侧突出设置的安装板2a。安装板2a从膨胀机2的中央部前侧朝上方以及下方突出设置。安装板2a在其端部具有螺孔。另外，在框架27b的后表面设有作为调整部的长孔27e。长孔27e设置成以上下方向为长尺寸方向。通过在安装板2a的螺孔以及长孔27e插入螺钉紧固而将框架27与膨胀机2固定。即使在长孔27e的下端紧固了螺钉的情况下，长孔27e也配置成使膨胀机2以在发电机3的上方分离的状态固定。由此，能使膨胀机2以从底座21以及发电机3分离的状态固定。另外，通过使螺钉的位置在长孔27e的上下长度范围内上下动，从而能使膨胀机2的上下位置得到调整，能调节传动带48的张力。
在膨胀机2下侧的输出轴43设有输出带轮47，在输出带轮47与发电机3的输入带轮42之间卷绕连结有传动带48。
在工作介质罐25的上方且在膨胀机2的后方配置有冷凝器8。
此外用于从设置于容纳箱22外的蒸汽发生器4向膨胀室2供应高温高压蒸汽的工作介质通道12，从容纳箱22的侧面上部配置到膨胀机2侧的空间，其一端与膨胀机2连结。
另外，用于从膨胀机2向冷凝器8输送蒸汽的工作介质通道19设置于容纳箱22的膨胀机2侧的空间，一端与膨胀机2连接，一端与冷凝器8连接。
另外，供应由冷凝器8使蒸汽冷凝而产生的水的工作介质通道17设置于容纳箱22的膨胀机2侧的空间。一端与冷凝器8、另一端与工作介质罐25连接。
用于吸引贮存于工作介质罐25内的水的工作介质通道18设置于容纳箱22的膨胀机2侧的空间，一端与工作介质罐25连接。另一端分叉，一个端部与工作介质供应泵6连接，另一个端部连往高压液体供应通道51。高压液体供应通道51的另一端与膨胀机2的中央部连接。高压液体自膨胀机2的中央部供应向内部，被用作膨胀机2的润滑材料。
在工作介质供应泵6的前端设有未图示的管路，所述管路连通向外部的工作介质通道15。
通过如此将膨胀机2配置在容纳箱22的上方，从而使容纳箱22的上部比下部变得更暖。因此，温度高而密度低的容纳箱22上部的空气进一步上升并从箱顶部的网板31排出到外部，在温度低的容纳箱22下部产生负压而产生利用从底座21的通风通道21c流入流体的所谓烟囱效应的空气流。
另外，虽然设有用于将空气从容纳箱22的控制装置50侧送入到膨胀机2侧的鼓风机35，但是由于通过所述的烟囱效应使在比膨胀机2侧温度更低的控制装置50侧的空间也产生负压，因此除了鼓风机35的送风之外也会产生基于烟囱效应的空气流，由此能用比普通小型的构件构成鼓风机35。
接着，就进行将膨胀机2的输出带轮47和发电机3的输入带轮42相连的传动带48的张力调节的方法进行说明。
首先，将膨胀机2在长孔27e的最下端固定于横框架27b，在输出带轮47和输入带轮42之间卷绕传动带48。接着，如图5的双点划线所示，松动固定着膨胀机2的螺钉并使螺钉移动到长孔27e的最上方以使膨胀机2向上方移动。由此，会提高传动带48的张力。接着在使膨胀机2移动后的位置再紧固螺钉而固定于横框架27b。通过这样的结构，使传动带48的张力调节变得容易。
另外，同样如图6所示，将发电机3在长孔27d的最上端固定于框架27，在输出带轮47和输入带轮42之间卷绕传动带48。接着，松动固定着发电机3的螺钉并使螺钉移动到长孔27d的最下方以使发电机3向下方移动。由此，会提高传动带48的张力。接着在使发电机3移动后的位置再紧固螺钉而固定于框架27。通过这样的结构，使传动带48的张力调节变得容易。
另外，在使螺钉移动到长孔27d的中途部而固定了发电机3的情况下，由于发电机3因发电机3的自重而向下方移动，因此对传动带48产生张力。由此，能简化调整传动带48的张力的作业。
另外，在横框架27b设有用于固定膨胀机取出用轨道材料61的螺孔。在通常运转时膨胀机取出用轨道材料61被卸下，在因维护等而取出膨胀机2的情况下将膨胀机取出用轨道材料61通过螺钉固定于横框架27b。
膨胀机取出用轨道材料61由H型钢构成，在安装于横框架27b时安装成使容纳箱22的水平方向且是与左右方向平行的方向为长尺寸方向。另外，安装时的膨胀机取出用轨道材料61的前端从容纳箱22往侧向突出，能将膨胀机2向容纳箱22搬出。
另外，能在膨胀机2上侧的输出轴43两端安装轨道用滑轮62。轨道用滑轮62具有用于固定于输出轴43的固定部62a、以及以夹着膨胀机取出用轨道材料61的方式在两侧设置的滚轮62b。固定部62a具有螺钉部62c，能通过使螺钉部62c旋转而在上下方向调整位置。在设置于膨胀机取出用轨道材料61的下侧的突出部装载滚轮62b并使其转动，由此轨道用滑轮62能沿着膨胀机取出用轨道材料61滑动。
在将膨胀机2从容纳箱22搬出时，将膨胀机取出用轨道材料61用螺钉固定于横框架27b，从膨胀机取出用轨道材料61的端部使轨道用滑轮62沿着膨胀机取出用轨道材料61滑动移动。而且，轨道用滑轮62的固定部62a分别固定于膨胀机2的输出轴43的两端。通过将固定框架27和膨胀机2的螺钉松开，从而使得膨胀机2经由轨道用滑轮62在悬挂于膨胀机取出用轨道材料61的状态下被支承。通过使轨道用滑轮62向容纳箱22的外侧滑动移动，膨胀机2在悬挂的状态下向容纳箱22的外侧移动。
因为通过设成如此结构，能使膨胀机2容易地向容纳箱22的外侧移动，所以能有效地进行膨胀机2的维护。
如以上那样，在发电装置1中，由蒸汽驱动的膨胀机2、与膨胀机2的输出轴43连结而被驱动的发电机3、以及控制装置50载置于底座21上并容纳于容纳箱22，容纳箱22具有分隔构件30，分隔构件30自底座21竖直设置，在由分隔构件30分隔的一侧容纳有控制装置50，在另一侧容纳有膨胀机2和发电机3，其中，在底座21设有用于将外部空气导入所述容纳箱22内部的通风通道21c，在容纳箱22的箱顶部设有网板31、以及在网板31的上方以及周围空出规定间隔而设置的防护顶盖32，并设成能将空气向外部排出，膨胀机2以及发电机3固定设置于底座21上竖直设置的框架27上，使膨胀机2与发电机3从底座21分离。
通过设成这样的结构，由于通过烟囱效应，空气从下向上流动，因此能有效地冷却膨胀机2、发电机3以及控制装置50。另外，由于通过使膨胀机2以及发电机3从底座21分离，从而使空气流动的通道变宽，因此能有效地冷却膨胀机2、发电机3以及控制装置50。另外，通过使膨胀机2以及发电机3从底座21分离，从而会产生维护膨胀机2以及发电机3时的空间，能有效地进行维护。另外，能防止从上方进入雨等异物，能提高耐久性，能减少维护作业。
另外，在分隔构件30处设有用于从控制装置50侧向膨胀机2侧送入空气的鼓风机35。
通过设成这样的结构，由于即使在烟囱效应差的控制装置50侧，空气也变得容易从下向上流动，因此能更有效地冷却膨胀机2、发电机3以及控制装置50。
另外，发电机3配置于膨胀机2的下方，膨胀机2具有在水平方向上突出的输出轴43，发电机3具有在水平方向上突出的输入轴41，输出轴43和输入轴41由传动带48连结。
通过设成这样的结构，通过使膨胀机2以及发电机3从底座21分离，从而会产生维护膨胀机2以及发电机3时的空间，能有效地进行维护。另外，由于通过发电机3的自重使传动带48产生张力，因此能简化调整传动带48的张力的作业。
另外，在框架27中的膨胀机2的安装部设有能在上下方向上移动一定距离的长孔27e。
通过设成这样的结构，通过使膨胀机2以及发电机3从底座21分离，从而会产生维护膨胀机2以及发电机3时的空间，能有效地进行维护。另外，通过使膨胀机2上下移动并固定，从而能进行调整传动带48的张力的作业并能简化作业。
以上虽然说明了本发明的实施方式，但上述的结构还可以变更为以下的方式。
底座21的长孔21d以及21e的数目和形状不限于此。例如，也可以设置三个以上的长孔21d，还可以设置两个或四个以上的长孔21e。
调整膨胀机2以及发电机3的上下方向位置的调整部并不限于长孔27d、27e。例如，也可以在膨胀机2以及发电机3的安装板2a、3a处设置长孔。
鼓风机35的配置以及个数不限于此。例如，也可以在分隔构件30设置两个以上的鼓风机。
产业上的可利用性
本发明可利用于具有由蒸汽驱动的膨胀机、与所述膨胀机的输出轴连结而被驱动的发电机、控制装置、底座、以及容纳箱的发电装置。
附图标记说明
1：发电装置；2：膨胀机；3：发电机；21：底座；21c：通风通道；22：容纳箱；27：框架；27e：长孔(调整部)；30：分隔构件；31：网板；32：防护顶盖；35：鼓风机；41：输入轴；43：输出轴；48：传动带；50：控制装置。

Claims (4)

1.一种发电装置，
由蒸汽驱动的膨胀机、与所述膨胀机的输出轴连结而被驱动的发电机、以及控制装置载置于底座上并容纳于容纳箱，
所述容纳箱具有分隔构件，该分隔构件自底座竖直设置，在由该分隔构件分隔的一侧容纳有所述控制装置，在另一侧容纳有所述膨胀机和发电机，
所述发电装置的特征在于，
在所述底座设有用于将外部空气导入所述容纳箱内部的通风通道，
在所述容纳箱的箱顶部设有网板、以及在该网板的上方以及周围空出规定间隔而设置的防护顶盖，并设成能将空气向外部排出，
所述膨胀机以及所述发电机固定设置于所述底座上竖直设置的框架上，
使所述膨胀机和所述发电机从底座分离。
2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，
在所述分隔构件设有用于从所述控制装置侧向所述膨胀机侧送入空气的鼓风机。
3.根据权利要求1或2所述的发电装置，其特征在于，
所述发电机配置于膨胀机的下方，
所述膨胀机具有在水平方向上突出的输出轴，
所述发电机具有在水平方向上突出的输入轴，
所述输出轴与所述输入轴通过传动带连结。
4.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，
在所述框架中的膨胀机的安装部，设有能在上下方向上移动一定距离的调整部。
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