JP2003097209A - Rotary fluid machine - Google Patents

Rotary fluid machine

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JP2003097209A
JP2003097209A JP2001289385A JP2001289385A JP2003097209A JP 2003097209 A JP2003097209 A JP 2003097209A JP 2001289385 A JP2001289385 A JP 2001289385A JP 2001289385 A JP2001289385 A JP 2001289385A JP 2003097209 A JP2003097209 A JP 2003097209A
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fixed shaft
sleeve
shaft
fixed
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Yasushige Kimura
安成 木村
Tsuneo Endo
恒雄 遠藤
Hiroshi Ichikawa
浩 市川
Tsutomu Takahashi
勤 高橋
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize the fluctuation of clearances between sliding surfaces of a fixed shaft and a rotary shaft in a rotary fluid machine caused by thermal expansion. SOLUTION: The rotary fluid machine comprises a rotor rotatably accommodated in a casing, the hollow rotary shaft 113 rotated together with the rotor, and the fixed shaft 102 relatively rotatably engaged with an inner periphery of the rotary shaft 113. The rotary shaft 113 is structured in such a manner that an outside sleeve 21 made of metal is shrinkage-fitted to an outer periphery of an inside sleeve 85 made of ceramic or the like having a lower coefficient of thermal expansion relative to metal, and the fixed shaft 102 is structured in such a manner that an outside sleeve 88 made of metal is shrinkage-fitted to an outer periphery of an inside sleeve 87 made of ceramic or the like having a lower coefficient of thermal expansion relative to metal. By tensile residual stress of the outside sleeves 21, 88 engaged with the outer peripheries of the inside sleeves 85, 87, the thermal expansion of the outside sleeves 21, 88 is prevented, and a state of close contact between the outside sleeves 21, 88 and the inside sleeves 85, 87 is thus maintained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、気相作動媒体の圧
力エネルギーとロータの回転エネルギーとを相互に変換
する回転流体機械に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary fluid machine for mutually converting pressure energy of a vapor phase working medium and rotation energy of a rotor.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開2000−320543号公報に開
示された回転流体機械はベーンおよびピストンを複合し
たベーンピストンユニットを備えており、ロータに半径
方向に設けられたシリンダに摺動自在に嵌合するピスト
ンが、環状溝とローラとで構成された動力変換装置を介
して気相作動媒体の圧力エネルギーとロータの回転エネ
ルギーとを相互に変換し、かつロータに半径方向摺動自
在に支持されたベーンが気相作動媒体の圧力エネルギー
とロータの回転エネルギーとを相互に変換するようにな
っている。
2. Description of the Related Art A rotary fluid machine disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-320543 is equipped with a vane piston unit having a combination of vanes and pistons, and is slidably fitted to a cylinder radially provided on a rotor. A piston for converting the pressure energy of the vapor-phase working medium and the rotation energy of the rotor to each other via a power conversion device composed of an annular groove and a roller, and supported by the rotor so as to be slidable in the radial direction. The vanes are adapted to mutually convert the pressure energy of the vapor working medium and the rotational energy of the rotor.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる回転
流体機械では、ケーシングに固定した固定軸を覆う固定
軸の外周にロータと一体に回転する中空の回転軸を嵌合
させて回転自在に支持することで、固定軸の外周面およ
び回転軸の内周面間に高温の気相作動媒体を供給・排出
するための回転バルブを構成している。
By the way, in such a rotary fluid machine, a hollow rotary shaft which rotates integrally with the rotor is fitted and rotatably supported on the outer periphery of the fixed shaft which covers the fixed shaft fixed to the casing. Thus, a rotary valve for supplying / discharging the high temperature vapor-phase working medium is configured between the outer peripheral surface of the fixed shaft and the inner peripheral surface of the rotary shaft.

【0004】回転バルブのシール性をシール部材によっ
て確保しようとすると、高温の気相作動媒体に晒される
シール部材の耐久性が低下する問題があり、また潤滑油
によりシール性を確保することは、作動媒体に潤滑油が
混入することから好ましくない。そのため、回転バルブ
のシール性は、ケーシングに固定した固定軸の外周とロ
ータに固定した回転軸の内周とのクリアランスを管理す
ることで確保する必要がある。しかしながら、回転バル
ブは熱間時と冷間時との温度差が極めて大きいため、熱
膨張により前記クリアランスが変動して異常摩耗やリー
クが発生する可能性がある。
Attempting to secure the sealing performance of the rotary valve by means of the sealing member poses a problem that the durability of the sealing member exposed to the high temperature gas-phase working medium deteriorates. Lubricating oil is mixed in the working medium, which is not preferable. Therefore, the sealing property of the rotary valve needs to be ensured by managing the clearance between the outer circumference of the fixed shaft fixed to the casing and the inner circumference of the rotary shaft fixed to the rotor. However, since the rotary valve has an extremely large temperature difference between hot and cold, the clearance may change due to thermal expansion and abnormal wear or leakage may occur.

【0005】即ち、冷間時に固定軸の内部を通して回転
バルブに高温の気相作動媒体を供給すると、先ず内側の
固定軸が熱膨張して外側の回転軸が遅れて熱膨張するた
め、両者のクリアランスが減少して接触による異常摩耗
が発生してしまう。そして熱間時に内側の固定軸および
外側の回転軸が共に熱膨張すると、前記異常摩耗が発生
した部分のクリアランスが他の部分に比べて大きくなる
ため、その部分での蒸気のリーク量が増加してしまう。
That is, when a high temperature vapor-phase working medium is supplied to the rotary valve through the inside of the fixed shaft during cold, first, the inner fixed shaft thermally expands and the outer rotary shaft delays thermal expansion. Clearance decreases and abnormal wear occurs due to contact. When both the inner fixed shaft and the outer rotary shaft thermally expand during hot, the clearance in the portion where the abnormal wear occurs becomes larger than in other portions, and the amount of steam leakage in that portion increases. Will end up.

【0006】これを回避するために、固定軸および回転
軸の両方に熱膨張率が小さいセラミックのような材料を
使用することが考えられるが、同種の材料どうしの摺動
面は摺動特性が悪く、フリクションの増加や焼き付きの
発生が懸念される。また摺動特性を改善すべく低摩擦材
のコーティング加工を施そうとしても、セラミックはコ
ーティング加工が難しいという問題がある。
To avoid this, it is conceivable to use a material such as ceramics having a small coefficient of thermal expansion for both the fixed shaft and the rotating shaft, but sliding surfaces of the same kind of materials have sliding characteristics. Poorly, there is a concern that friction may increase and seizure may occur. Further, even if an attempt is made to coat a low-friction material in order to improve the sliding characteristics, it is difficult to coat the ceramic.

【0007】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、回転流体機械の固定軸および回転軸の摺動面のクリ
アランスが熱膨張により変動するのを最小限に抑えるこ
とで、リークの増大および異常摩耗の発生を抑制するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and increases the leak by minimizing the fluctuation of the clearances of the fixed shaft of the rotary fluid machine and the sliding surfaces of the rotary shaft due to thermal expansion. It is also intended to suppress the occurrence of abnormal wear.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載された発明によれば、ケーシング内
に回転自在に収容したロータと、ロータと一体に回転す
る中空の回転軸と、ケーシングに固定した固定軸と、固
定軸および回転軸の摺動面に形成されて高温の気相作動
媒体の供給・排出を制御する回転バルブとを備えた回転
流体機械において、回転軸の少なくとも内周部を、金属
よりも低熱膨張率の材料で形成した内側スリーブの外周
に金属製の外側スリーブを焼き嵌めして構成したことを
特徴とする回転流体機械が提案される。
In order to achieve the above object, according to the invention described in claim 1, a rotor rotatably housed in a casing and a hollow rotary shaft which rotates integrally with the rotor. In a rotary fluid machine including a fixed shaft fixed to a casing, and a rotary valve formed on a sliding surface of the fixed shaft and the rotary shaft to control supply and discharge of a high temperature gas-phase working medium, A rotary fluid machine is proposed in which at least an inner peripheral portion is formed by shrink-fitting an outer sleeve made of metal on an outer periphery of an inner sleeve formed of a material having a coefficient of thermal expansion lower than that of metal.

【0009】上記構成によれば、ロータと一体に設けら
れて固定軸に摺動面を気密状態に接触させて回転自在に
支持された回転軸の少なくとも内周部が、金属よりも低
熱膨張率の材料で形成した内側スリーブの外周に金属製
の外側スリーブを焼き嵌めして構成されるので、高温の
気相作動媒体により回転軸が膨張しようとしても、内側
スリーブの外周に焼き嵌めされた金属製の外側スリーブ
の引っ張り残留応力により該外側スリーブの熱膨張が抑
制されるため、外側スリーブと内側スリーブとの間の密
着状態が維持される。その結果、回転軸全体の熱膨張
は、低熱膨張率の材料で形成した内側スリーブの熱膨張
に依存することになり、回転軸の内径の変化を抑制して
固定軸との間の摺動面のクリアランスを安定させること
ができる。
According to the above construction, at least the inner peripheral portion of the rotary shaft, which is provided integrally with the rotor and is rotatably supported by bringing the sliding surface into contact with the fixed shaft in an airtight state, has a coefficient of thermal expansion lower than that of metal. Since the outer sleeve made of metal is shrink-fitted to the outer circumference of the inner sleeve made of the above material, even if the rotary shaft expands due to the high temperature gas-phase working medium, the metal shrink-fitted to the outer circumference of the inner sleeve. The thermal expansion of the outer sleeve is suppressed by the tensile residual stress of the outer sleeve made of steel, so that the close contact between the outer sleeve and the inner sleeve is maintained. As a result, the thermal expansion of the entire rotating shaft depends on the thermal expansion of the inner sleeve made of a material having a low coefficient of thermal expansion, which suppresses the change in the inner diameter of the rotating shaft and reduces the sliding surface between the fixed shaft and the sliding surface. The clearance can be stabilized.

【0010】また請求項2に記載された発明によれば、
ケーシング内に回転自在に収容したロータと、ロータと
一体に回転する中空の回転軸と、ケーシングに固定した
固定軸と、固定軸および回転軸の摺動面に形成されて高
温の気相作動媒体の供給・排出を制御する回転バルブと
を備えた回転流体機械において、固定軸の少なくとも外
周部を、金属よりも低熱膨張率の材料で形成した内側ス
リーブの外周に金属製の外側スリーブを焼き嵌めして構
成したことを特徴とする回転流体機械が提案される。
According to the invention described in claim 2,
A rotor that is rotatably housed in a casing, a hollow rotating shaft that rotates integrally with the rotor, a fixed shaft that is fixed to the casing, and a high temperature gas-phase working medium that is formed on the fixed shaft and the sliding surface of the rotating shaft. In a rotary fluid machine equipped with a rotary valve for controlling supply and discharge of a metal, an outer sleeve made of metal is shrink-fitted onto at least an outer peripheral portion of a fixed shaft and an outer periphery of an inner sleeve made of a material having a coefficient of thermal expansion lower than that of metal. A rotary fluid machine characterized by being configured as above is proposed.

【0011】上記構成によれば、ケーシングに固定され
て摺動面を気密状態に接触させて回転軸を回転自在に支
持する固定軸の少なくとも外周部が、金属よりも低熱膨
張率の材料で形成した内側スリーブの外周に金属製の外
側スリーブを焼き嵌めして構成されるので、高温の気相
作動媒体により固定軸が膨張しようとしても、内側スリ
ーブの外周に焼き嵌めされた金属製の外側スリーブの引
っ張り残留応力により該外側スリーブの熱膨張が抑制さ
れるため、外側スリーブと内側スリーブとの間の密着状
態が維持される。その結果、固定軸全体の熱膨張は、低
熱膨張率の材料で形成した内側スリーブの熱膨張に依存
することになり、固定軸の外径の変化を抑制して回転軸
との間の摺動面のクリアランスを安定させることができ
る。
According to the above construction, at least the outer peripheral portion of the fixed shaft, which is fixed to the casing and rotatably supports the rotating shaft by contacting the sliding surface in an airtight state, is formed of a material having a coefficient of thermal expansion lower than that of metal. Since the outer sleeve made of metal is shrink-fitted onto the outer circumference of the inner sleeve, the outer sleeve made of metal shrink-fitted onto the outer circumference of the inner sleeve even if the fixed shaft is expanded by the high temperature working medium. Since the thermal expansion of the outer sleeve is suppressed by the tensile residual stress of 1, the close contact between the outer sleeve and the inner sleeve is maintained. As a result, the thermal expansion of the fixed shaft as a whole depends on the thermal expansion of the inner sleeve made of a material having a low coefficient of thermal expansion, which suppresses the change in the outer diameter of the fixed shaft and slides between it and the rotating shaft. The surface clearance can be stabilized.

【0012】また請求項3に記載された発明によれば、
ケーシング内に回転自在に収容したロータと、ロータと
一体に回転する中空の回転軸と、ケーシングに固定した
固定軸と、固定軸および回転軸の摺動面に形成されて高
温の気相作動媒体の供給・排出を制御する回転バルブと
を備えた回転流体機械において、回転軸の少なくとも内
周部を、金属よりも低熱膨張率の材料で形成した内側ス
リーブの外周に金属製の外側スリーブ焼き嵌めして構成
するとともに、固定軸の少なくとも外周部を、金属より
も低熱膨張率の材料で形成した内側スリーブの外周に金
属製の外側スリーブを焼き嵌めして構成したことを特徴
とする回転流体機械が提案される。
According to the invention described in claim 3,
A rotor that is rotatably housed in a casing, a hollow rotating shaft that rotates integrally with the rotor, a fixed shaft that is fixed to the casing, and a high temperature gas-phase working medium that is formed on the fixed shaft and the sliding surface of the rotating shaft. In a rotary fluid machine equipped with a rotary valve for controlling supply / discharge of a metal, an outer sleeve made of metal is shrink-fitted to the outer circumference of an inner sleeve formed of a material having a coefficient of thermal expansion lower than that of metal at least on the inner periphery of the rotary shaft. A rotary fluid machine characterized in that at least the outer peripheral portion of the fixed shaft is formed by shrink-fitting an outer sleeve made of metal on the outer periphery of an inner sleeve formed of a material having a coefficient of thermal expansion lower than that of metal. Is proposed.

【0013】上記構成によれば、ロータと一体に設けら
れて固定軸に摺動面を気密状態に接触させて回転自在に
支持された回転軸の少なくとも内周部が、金属よりも低
熱膨張率の材料で形成した内側スリーブの外周に金属製
の外側スリーブを焼き嵌めして構成されるので、高温の
気相作動媒体により回転軸が膨張しようとしても、内側
スリーブの外周に焼き嵌めされた金属製の外側スリーブ
の引っ張り残留応力により該外側スリーブの熱膨張が抑
制されるため、外側スリーブと内側スリーブとの間の密
着状態が維持される。更に、ケーシングに固定されて摺
動面を気密状態に接触させて回転軸を回転自在に支持す
る固定軸の少なくとも外周部が、金属よりも低熱膨張率
の材料で形成した内側スリーブの外周に金属製の外側ス
リーブを焼き嵌めして構成されるので、高温の気相作動
媒体により固定軸が膨張しようとしても、内側スリーブ
の外周に焼き嵌めされた金属製の外側スリーブの引っ張
り残留応力により該外側スリーブの熱膨張が抑制される
ため、外側スリーブと内側スリーブとの間の密着状態が
維持される。その結果、回転軸全体の熱膨張は、低熱膨
張率の材料で形成した内側スリーブの熱膨張に依存して
回転軸の内径の変化が抑制され、かつ固定軸全体の熱膨
張は、低熱膨張率の材料で形成した内側スリーブの熱膨
張に依存して固定軸の外径の変化が抑制され、その相乗
効果で回転軸および固定軸間の摺動面のクリアランスを
安定させることができる。
According to the above construction, at least the inner peripheral portion of the rotary shaft, which is provided integrally with the rotor and is rotatably supported by bringing the sliding surface into contact with the fixed shaft in an airtight state, has a coefficient of thermal expansion lower than that of metal. Since the outer sleeve made of metal is shrink-fitted to the outer circumference of the inner sleeve made of the above material, even if the rotary shaft expands due to the high temperature gas-phase working medium, the metal shrink-fitted to the outer circumference of the inner sleeve. The thermal expansion of the outer sleeve is suppressed by the tensile residual stress of the outer sleeve made of steel, so that the close contact between the outer sleeve and the inner sleeve is maintained. Further, at least the outer peripheral portion of the fixed shaft, which is fixed to the casing and contacts the sliding surface in an airtight state so as to rotatably support the rotating shaft, has a metal on the outer periphery of the inner sleeve formed of a material having a thermal expansion coefficient lower than that of the metal. Since the outer shaft made of metal is shrink-fitted, even if the fixed shaft expands due to the high-temperature working medium, the tensile residual stress of the metal outer sleeve shrink-fitted to the outer periphery of the inner sleeve causes the outer Since the thermal expansion of the sleeve is suppressed, the close contact between the outer sleeve and the inner sleeve is maintained. As a result, the thermal expansion of the entire rotating shaft depends on the thermal expansion of the inner sleeve formed of a material having a low thermal expansion coefficient, and the change of the inner diameter of the rotating shaft is suppressed, and the thermal expansion of the entire fixed shaft has a low thermal expansion coefficient. The change in the outer diameter of the fixed shaft is suppressed depending on the thermal expansion of the inner sleeve formed of the material, and the synergistic effect can stabilize the clearance of the sliding surface between the rotary shaft and the fixed shaft.

【0014】また請求項4に記載された発明によれば、
請求項2または請求項3の構成に加えて、固定軸の金属
製の外側スリーブの外周に低摩擦材のコーティング加工
を施したことを特徴とする回転流体機械が提案される。
According to the invention described in claim 4,
In addition to the configuration of claim 2 or claim 3, there is proposed a rotary fluid machine characterized in that a metal outer sleeve of a fixed shaft is coated with a low-friction material on the outer circumference.

【0015】上記構成によれば、固定軸の金属製の外側
スリーブに、セラミック等の低膨張率の材料に施すこと
が難しい低摩擦材のコーティングを施したので、回転軸
との摺動面の摩擦抵抗を一層低減することができる。
According to the above construction, the metal outer sleeve of the fixed shaft is coated with a low friction material which is difficult to apply to a material having a low coefficient of expansion such as ceramics. The frictional resistance can be further reduced.

【0016】尚、実施例の蒸気は本発明の気相作動媒体
に対応する。
The steam of the examples corresponds to the vapor-phase working medium of the present invention.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1〜図21は本発明の一実施例
を示すもので、図1は内燃機関の廃熱回収装置の概略
図、図2は図4の2−2線断面図に相当する膨張機の縦
断面図、図3は図2の軸線周りの拡大断面図、図4は図
2の4−4線断面図、図5は図2の5−5線断面図、図
6は図2の6−6線断面図、図7は図5の7−7線断面
図、図8は図5の8−8線断面図、図9は図8の9−9
線断面図、図10は図3の10−10線断面図、図11
はロータの分解斜視図、図12はロータの潤滑水分配部
の分解斜視図、図13はロータチャンバおよびロータの
断面形状を示す模式図、図14は回転バルブおよび固定
軸支持ばねを示す、図3の要部拡大図、図15は固定軸
の外周面を示す、図2の要部拡大図、図16は図14の
16−16線断面図、図17は第1固定軸の要部拡大
図、図18はノズル部材の拡大図、図19は図14の1
9−19線断面図、図20は固定スリーブを焼き嵌めし
た場合の作用を説明する図、図21は固定軸および回転
軸の熱膨張の関係を示すグラフである。
1 to 21 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic view of a waste heat recovery system for an internal combustion engine, and FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an expander corresponding to FIG. 3, FIG. 3 is an enlarged sectional view around the axis of FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG. 2, and FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG. 2, FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. 5, FIG. 8 is a sectional view taken along line 8-8 of FIG. 5, and FIG. 9 is sectional view 9-9 of FIG.
11 is a sectional view taken along line 10-10 of FIG.
FIG. 12 is an exploded perspective view of a rotor, FIG. 12 is an exploded perspective view of a lubricating water distributor of the rotor, FIG. 13 is a schematic view showing a cross-sectional shape of a rotor chamber and a rotor, and FIG. 14 is a rotary valve and a fixed shaft support spring. 3 is an enlarged view of an essential part of FIG. 3, FIG. 15 is an enlarged view of an essential part of FIG. 2, showing an outer peripheral surface of the fixed shaft, FIG. 16 is a sectional view taken along line 16-16 of FIG. 14, and FIG. FIG. 18 is an enlarged view of the nozzle member, and FIG. 19 is 1 of FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line 9-19, FIG. 20 is a diagram for explaining the operation when the fixed sleeve is shrink-fitted, and FIG. 21 is a graph showing the relationship between thermal expansion of the fixed shaft and the rotary shaft.

【0018】図1において、内燃機関1の廃熱回収装置
2は、内燃機関1の廃熱(例えば排気ガス)を熱源とし
て、高圧状態の液体(例えば水)を気化させた高温高圧
状態の蒸気を発生する蒸発器3と、その蒸気の膨張によ
って出力を発生する膨張機4と、その膨張機4において
圧力エネルギーを機械エネルギーに変換して温度および
圧力が降下した蒸気を液化する凝縮器5と、凝縮器5か
らの液体(例えば水)を加圧して再度蒸発器3に供給す
る供給ポンプ6とを有する。
In FIG. 1, a waste heat recovery device 2 for an internal combustion engine 1 uses a waste heat (for example, exhaust gas) of the internal combustion engine 1 as a heat source to vaporize a high-pressure liquid (for example, water) in a high-temperature and high-pressure state. And an expander 4 that generates an output by expansion of the vapor, and a condenser 5 that converts pressure energy into mechanical energy in the expander 4 to liquefy vapor whose temperature and pressure have dropped. , A supply pump 6 that pressurizes the liquid (for example, water) from the condenser 5 and supplies it to the evaporator 3 again.

【0019】図2および図3に示すように、膨張機4の
ケーシング11は金属製の第1、第2ケーシング半体1
2,13より構成される。第1、第2ケーシング半体1
2,13は、協働してロータチャンバ14を構成する本
体部12a,13aと、それら本体部12a,13aの
外周に一体に連なる円形フランジ12b,13bとより
なり、両円形フランジ12b,13bが金属ガスケット
15を介して結合される。第1ケーシング半体12の外
面は深い鉢形をなす中継チャンバ外壁16により覆われ
ており、その外周に一体に連なる円形フランジ16aが
第1ケーシング半体12の円形フランジ12bの左側面
に重ね合わされる。第2ケーシング半体13の外面は、
膨張機4の出力を外部に伝達するマグネットカップリン
グ(図示せず)を収納する排気チャンバ外壁17により
覆われており、その外周に一体に連なる円形フランジ1
7aが第2ケーシング半体13の円形フランジ13bの
右側面に重ね合わされる。そして前記4個の円形フラン
ジ12b,13b,16a,17aは、円周方向に配置
された複数本のボルト18…で共締めされる。中継チャ
ンバ外壁16および第1ケーシング半体12間に中継チ
ャンバ19が区画され、排気チャンバ外壁17および第
2ケーシング半体13間に排気チャンバ20が区画され
る。排気チャンバ外壁17には,膨張機4で仕事を終え
た降温降圧蒸気を凝縮器5に導く排出口(図示せず)が
設けられる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the casing 11 of the expander 4 is made of metal first and second casing halves 1.
It is composed of 2 and 13. First and second casing halves 1
2 and 13 are composed of main body portions 12a and 13a that cooperate with each other to form the rotor chamber 14, and circular flanges 12b and 13b that are integrally connected to the outer peripheries of the main body portions 12a and 13a. It is connected via the metal gasket 15. The outer surface of the first casing half body 12 is covered with a deep pot-shaped outer wall 16 of the relay chamber, and a circular flange 16a integrally connected to the outer periphery of the first casing half body 12 is superposed on the left side surface of the circular flange 12b of the first casing half body 12. . The outer surface of the second casing half 13 is
A circular flange 1 that is covered with an outer wall 17 of an exhaust chamber that houses a magnetic coupling (not shown) that transmits the output of the expander 4 to the outside, and is integrally connected to the outer periphery thereof.
7a is superposed on the right side surface of the circular flange 13b of the second casing half body 13. The four circular flanges 12b, 13b, 16a, 17a are fastened together by a plurality of bolts 18 arranged in the circumferential direction. The relay chamber 19 is partitioned between the relay chamber outer wall 16 and the first casing half body 12, and the exhaust chamber 20 is partitioned between the exhaust chamber outer wall 17 and the second casing half body 13. The exhaust chamber outer wall 17 is provided with an exhaust port (not shown) that guides the temperature-lowered step-down steam that has finished work in the expander 4 to the condenser 5.

【0020】両ケーシング半体12,13の本体部12
a,13aは左右外方へ突出する中空軸受筒12c,1
3cを有しており、それら中空軸受筒12c,13c
に、中空部21aを有する外側スリーブ21が一対の軸
受部材22,23を介して回転可能に支持される。これ
により、外側スリーブ21の軸線Lは略楕円形をなすロ
ータチャンバ14における長径と短径との交点を通る。
尚、金属製の外側スリーブ21は後述するセラミック製
の内側スリーブ85と協働して回転軸113を構成す
る。
Body portion 12 of both casing halves 12, 13.
a and 13a are hollow bearing cylinders 12c and 1 that protrude outward to the left and right.
3c, and these hollow bearing cylinders 12c, 13c
The outer sleeve 21 having the hollow portion 21a is rotatably supported by the pair of bearing members 22 and 23. As a result, the axis L of the outer sleeve 21 passes through the intersection of the major axis and the minor axis in the rotor chamber 14 having a substantially elliptical shape.
The outer sleeve 21 made of metal cooperates with an inner sleeve 85 made of ceramic, which will be described later, to form the rotary shaft 113.

【0021】第2ケーシング半体13の右端に螺合する
潤滑水導入部材24の内部にシールブロック25が収納
されてナット26で固定される。シールブロック25の
内部に外側スリーブ21の右端の小径部21bが支持さ
れており、シールブロック25および小径部21b間に
一対のシール部材27,27が配置され、シールブロッ
ク25および潤滑水導入部材24間に一対のシール部材
28,28が配置され、更に潤滑水導入部材24および
第2ケーシング半体13間にシール部材29が配置され
る。また第2ケーシング半体13の中空軸受筒13cの
外周に形成された凹部にフィルター30が嵌合し、第2
ケーシング半体13に螺合するフィルターキャップ31
により抜け止めされる。フィルターキャップ31および
第2ケーシング半体13間に一対のシール部材32,3
3が設けられる。
A seal block 25 is housed inside a lubricating water introducing member 24 that is screwed into the right end of the second casing half 13 and is fixed by a nut 26. The small diameter portion 21b at the right end of the outer sleeve 21 is supported inside the seal block 25, and the pair of seal members 27, 27 are arranged between the seal block 25 and the small diameter portion 21b. A pair of seal members 28, 28 are arranged between them, and further, a seal member 29 is arranged between the lubricating water introducing member 24 and the second casing half body 13. Further, the filter 30 is fitted in the recess formed on the outer periphery of the hollow bearing cylinder 13c of the second casing half body 13,
Filter cap 31 screwed to the casing half 13
To prevent it from coming off. A pair of seal members 32, 3 between the filter cap 31 and the second casing half 13
3 is provided.

【0022】図4および図13から明らかなように、疑
似楕円状を成すロータチャンバ14の内部に、円形を成
すロータ41が回転自在に収納される。ロータ41は外
側スリーブ21の外周に嵌合して一体に結合されてお
り、外側スリーブ21の軸線Lに対してロータ41の軸
線およびロータチャンバ14の軸線は一致している。軸
線L方向に見たロータチャンバ14の形状は4つの頂点
を丸めた菱形に類似した疑似楕円状であり、その長径D
Lと短径DSとを備える。軸線L方向に見たロータ41
の形状は真円であり、ロータチャンバ14の短径DSよ
りも僅かに小さい直径DRを備える。
As is clear from FIGS. 4 and 13, the rotor 41 having a circular shape is rotatably housed inside the rotor chamber 14 having a pseudo elliptical shape. The rotor 41 is fitted into the outer circumference of the outer sleeve 21 and is integrally coupled, and the axis of the rotor 41 and the axis of the rotor chamber 14 are aligned with the axis L of the outer sleeve 21. The shape of the rotor chamber 14 when viewed in the direction of the axis L is a pseudo ellipse similar to a rhombus with four vertices rounded, and its major axis D
Equipped with L and short diameter DS. The rotor 41 viewed in the direction of the axis L
Is a perfect circle and has a diameter DR slightly smaller than the minor axis DS of the rotor chamber 14.

【0023】軸線Lと直交する方向に見たロータチャン
バ14およびロータ41の断面形状は何れも陸上競技の
トラック状を成している。即ち、ロータチャンバ14の
断面形状は、距離dを存して平行に延びる一対の平坦面
14a,14aと、これら平坦面14a,14aの外周
を滑らかに接続する中心角180°の円弧面14bとか
ら構成され、同様にロータ41の断面形状は、距離dを
存して平行に延びる一対の平坦面41a,41aと、こ
れら平坦面41a,41aの外周を滑らかに接続する中
心角180°の円弧面41bとから構成される。従っ
て、ロータチャンバ14の平坦面14a,14aとロー
タ41の平坦面41a,41aとは相互に接触し、ロー
タチャンバ14内周面とロータ41外周面との間には三
日月形を成す一対の空間(図4参照)が形成される。
The cross-sectional shapes of the rotor chamber 14 and the rotor 41 as viewed in the direction orthogonal to the axis L are track-like for athletics. That is, the cross-sectional shape of the rotor chamber 14 includes a pair of flat surfaces 14a, 14a extending in parallel at a distance d, and an arc surface 14b having a central angle of 180 ° that smoothly connects the outer circumferences of the flat surfaces 14a, 14a. Similarly, the rotor 41 has a sectional shape of a pair of flat surfaces 41a, 41a extending in parallel at a distance d, and an arc having a central angle of 180 ° for smoothly connecting the outer circumferences of the flat surfaces 41a, 41a. And a surface 41b. Therefore, the flat surfaces 14a, 14a of the rotor chamber 14 and the flat surfaces 41a, 41a of the rotor 41 are in contact with each other, and a pair of crescent-shaped spaces are formed between the inner peripheral surface of the rotor chamber 14 and the outer peripheral surface of the rotor 41. (See FIG. 4) is formed.

【0024】次に、図3〜図6および図11を参照して
ロータ41の構造を詳細に説明する。
Next, the structure of the rotor 41 will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6 and FIG.

【0025】ロータ41は外側スリーブ21の外周に一
体に形成されたロータコア42と、ロータコア42の周
囲を覆うように固定されてロータ41の外郭を構成する
12個のロータセグメント43…とから構成される。ロ
ータコア42にセラミック(またはカーボン)製の12
本のシリンダ44…が30°間隔で放射状に装着されて
クリップ45…で抜け止めされる。各々のシリンダ44
の内端には小径部44aが突設されており、小径部44
aの基端はCシール46を介して内側スリーブ85との
間をシールされる。小径部44aの先端は中空の内側ス
リーブ85の外周面に嵌合しており、シリンダボア44
bは小径部44aおよび回転軸113を貫通する12個
の第3蒸気通路S3…を介して固定軸102の内部の第
1、第2蒸気通路S1;S2,S2に連通する。各々の
シリンダ44の内部にはセラミック製のピストン47が
摺動自在に嵌合する。ピストン47が最も半径方向内側
に移動するとシリンダボア44bの内部に完全に退没
し、最も半径方向外側に移動すると全長の約半分がシリ
ンダボア44bの外部に突出する。
The rotor 41 is composed of a rotor core 42 integrally formed on the outer circumference of the outer sleeve 21, and twelve rotor segments 43 ... Which are fixed so as to cover the periphery of the rotor core 42 and form the outer shell of the rotor 41. It The rotor core 42 is made of ceramic (or carbon) 12
The cylinders 44 of the book are radially attached at intervals of 30 ° and are prevented from coming off by the clips 45. Each cylinder 44
A small-diameter portion 44a is provided on the inner end of the small-diameter portion 44a.
The base end of a is sealed between the inner sleeve 85 and the C-seal 46. The tip of the small diameter portion 44a is fitted to the outer peripheral surface of the hollow inner sleeve 85, and
b communicates with the first and second steam passages S1; S2, S2 inside the fixed shaft 102 through twelve third steam passages S3 ... Which penetrate the small diameter portion 44a and the rotary shaft 113. A ceramic piston 47 is slidably fitted inside each cylinder 44. When the piston 47 moves to the innermost side in the radial direction, it completely retracts inside the cylinder bore 44b, and when it moves to the outermost side in the radial direction, about half of its entire length projects to the outside of the cylinder bore 44b.

【0026】各々のロータセグメント43は30°の中
心角を有する中空の楔状部材であって、ロータチャンバ
14の一対の平坦面14a,14aに対向する面には軸
線Lを中心として円弧状に延びる2本のリセス43a,
43bが形成されており、このリセス43a,43bの
中央に潤滑水噴出口43c,43dが開口する。またロ
ータセグメント43の端面、つまり後述するベーン48
に対向する面には4個の潤滑水噴出口43e,43e;
43f,43fが開口する。
Each rotor segment 43 is a hollow wedge-shaped member having a central angle of 30 °, and extends in an arc shape around the axis L on the surface of the rotor chamber 14 facing the pair of flat surfaces 14a, 14a. Two recesses 43a,
43b is formed, and the lubricating water jet ports 43c and 43d are opened at the centers of the recesses 43a and 43b. In addition, the end surface of the rotor segment 43, that is, the vane 48 described later.
The four lubricating water jets 43e, 43e on the surface facing
43f and 43f open.

【0027】ロータ41の組み立ては次のようにして行
なわれる。予めシリンダ44…、クリップ45…および
Cシール46…組み付けたロータコア42の外周に12
個のロータセグメント43…を嵌合させ、隣接するロー
タセグメント43…間に形成された12個のベーン溝4
9…にベーン48…を嵌合させる。このとき、ベーン4
8…およびロータセグメント43…間に所定のクリアラ
ンスを形成すべく、ベーン48…の両面に所定厚さのシ
ムを介在させておく。この状態で、治具を用いてロータ
セグメント43…およびベーン48…をロータコア42
に向けて半径方向内向きに締めつけ、ロータコア42に
対してロータセグメント43…を精密に位置決めした
後、各々のロータセグメント43…を仮止めボルト50
…(図8参照)でロータコア42に仮り止めする。続い
て各々のロータセグメント43にロータコア42を貫通
する2個のノックピン孔51,51を共加工し、それら
ノックピン孔51,51に4本のノックピン52…を圧
入してロータコア42にロータセグメント43…を結合
する。
The rotor 41 is assembled in the following manner. The cylinder 44, the clip 45, and the C-seal 46 are attached to the outer periphery of the rotor core 42 in advance.
12 rotor vanes 4 formed between adjacent rotor segments 43 ... by fitting the rotor segments 43 ...
Fit the vanes 48 ... to 9 ... At this time, vane 4
In order to form a predetermined clearance between 8 and the rotor segments 43, shims having a predetermined thickness are provided on both sides of the vanes 48. In this state, a jig is used to attach the rotor segments 43 and the vanes 48 to the rotor core 42.
To the rotor core 42, the rotor segments 43 ... Are precisely positioned with respect to the rotor core 42, and then the rotor segments 43 ...
... (see FIG. 8) to temporarily fix the rotor core 42. Subsequently, two knock pin holes 51, 51 penetrating the rotor core 42 are co-machined in each rotor segment 43, and four knock pins 52 ... Are press-fitted into these knock pin holes 51, 51 to press the rotor segment 43 into the rotor segment 43. To join.

【0028】図8、図9および図12から明らかなよう
に、ロータセグメント43およびロータコア42を貫通
する貫通孔53が2個のノックピン孔51,51の間に
形成されており、この貫通孔53の両端にそれぞれ凹部
54,54が形成される。貫通孔53の内部には2本の
パイプ部材55,56がシール部材57〜60を介して
嵌合するとともに、各々の凹部54内にオリフィス形成
プレート61および潤滑水分配部材62が嵌合してナッ
ト63で固定される。オリフィス形成プレート61およ
び潤滑水分配部材62は、オリフィス形成プレート61
のノックピン孔61a,61aを貫通して潤滑水分配部
材62のノックピン孔62a,62aに嵌合する2本の
ノックピン64,64でロータセグメント43に対して
回り止めされ、かつ潤滑水分配部材62およびナット6
3間はOリング65によりシールされる。
As is apparent from FIGS. 8, 9 and 12, a through hole 53 penetrating the rotor segment 43 and the rotor core 42 is formed between the two knock pin holes 51, 51, and the through hole 53 is formed. Concave portions 54, 54 are formed at both ends of, respectively. Two pipe members 55 and 56 are fitted inside the through hole 53 via seal members 57 to 60, and an orifice forming plate 61 and a lubricating water distribution member 62 are fitted in the respective recesses 54. It is fixed with a nut 63. The orifice forming plate 61 and the lubricating water distribution member 62 are
Of the knocking pin holes 61a, 61a of the lubricating water distributing member 62 fitted into the knocking pin holes 62a, 62a of the lubricating water distributing member 62 are prevented from rotating with respect to the rotor segment 43, and the lubricating water distributing member 62 and Nut 6
An O-ring 65 seals between the three.

【0029】一方のパイプ部材55の外端部に形成され
た小径部55aは貫通孔55bを介してパイプ部材55
の内部の第6水通路W6に連通し、かつ小径部55aは
潤滑水分配部材62の一側面に形成した放射状の分配溝
62bに連通する。潤滑水分配部材62の分配溝62b
は6つの方向に延びており、その先端がオリフィス形成
プレート61の6個のオリフィス61b,61b;61
c,61c;61d,61dに連通する。他方のパイプ
部材56の外端部に設けらられたオリフィス形成プレー
ト61、潤滑水分配部材62およびナット63の構造
は、前述したオリフィス形成プレート61、潤滑水分配
部材62およびナット63の構造と同一である。
The small diameter portion 55a formed on the outer end portion of the one pipe member 55 is provided with the pipe member 55 through the through hole 55b.
The small diameter portion 55a communicates with the sixth water passage W6 in the inside, and communicates with a radial distribution groove 62b formed on one side surface of the lubricating water distribution member 62. Distribution groove 62b of the lubricating water distribution member 62
Extend in six directions, and the tips of the six orifices 61b, 61b of the orifice forming plate 61;
c, 61c; communicates with 61d, 61d. The structures of the orifice forming plate 61, the lubricating water distribution member 62, and the nut 63 provided at the outer end portion of the other pipe member 56 are the same as the structures of the orifice forming plate 61, the lubricating water distribution member 62, and the nut 63 described above. Is.

【0030】そしてオリフィス形成プレート61の2個
のオリフィス61b,61bの下流側は、ロータセグメ
ント43の内部に形成した第7水通路W7,W7を介し
て、ベーン48に対向するように開口する前記2個の潤
滑水噴出口43e,43eに連通し、他の2個のオリフ
ィス61c,61cの下流側は、ロータセグメント43
の内部に形成した第8水通路W8,W8を介して、ベー
ン48に対向するように開口する前記2個の潤滑水噴出
口43f,43fに連通し、更に他の2個のオリフィス
61d,61dの下流側は、ロータセグメント43の内
部に形成した第9水通路W9,W9を介して、ロータチ
ャンバ14に対向するように開口する前記2個の潤滑水
噴出口43c,43dに連通する。
The downstream side of the two orifices 61b, 61b of the orifice forming plate 61 is opened so as to face the vane 48 via the seventh water passages W7, W7 formed inside the rotor segment 43. The rotor segment 43 is connected to the two lubricating water jet ports 43e and 43e, and the downstream side of the other two orifices 61c and 61c is the rotor segment 43.
Via the eighth water passages W8, W8 formed inside of the above, communicating with the two lubricating water jet openings 43f, 43f opening so as to face the vanes 48, and further two other orifices 61d, 61d. The downstream side of the above is communicated with the two lubricating water jet outlets 43c and 43d opened so as to face the rotor chamber 14 via the ninth water passages W9 and W9 formed inside the rotor segment 43.

【0031】図5を併せて参照すると明らかなように、
シリンダ44の外周に一対のOリング66,66で区画
された環状溝67が形成されており、一方のパイプ部材
55の内部に形成した第6水通路W6は、そのパイプ部
材55を貫通する4個の貫通孔55c…およびロータコ
ア42の内部に形成した第10水通路W10を介して前
記環状溝67に連通する。そして環状溝67はオリフィ
ス44cを介してシリンダボア44bおよびピストン4
7の摺動面に連通する。シリンダ44のオリフィス44
cの位置は、ピストン47が上死点および下死点間を移
動するときに、そのピストン47の摺動面から外れない
位置に設定されている。
As is clear from referring to FIG. 5 together,
An annular groove 67 defined by a pair of O-rings 66, 66 is formed on the outer periphery of the cylinder 44, and a sixth water passage W6 formed inside one of the pipe members 55 penetrates the pipe member 55. The individual through holes 55c and the tenth water passage W10 formed inside the rotor core 42 communicate with the annular groove 67. Then, the annular groove 67 is connected to the cylinder bore 44b and the piston 4 via the orifice 44c.
It communicates with the sliding surface of 7. Orifice 44 of cylinder 44
The position of c is set to a position that does not come off from the sliding surface of the piston 47 when the piston 47 moves between the top dead center and the bottom dead center.

【0032】図3および図9から明らかなように、潤滑
水導入部材24に形成した第1水通路W1は、シールブ
ロック25に形成した第2水通路W2、外側スリーブ2
1の小径部21bに形成した第3水通路W3…、外側ス
リーブ21の中心に嵌合する水通路形成部材68の外周
に形成した環状溝68a、外側スリーブ21に形成した
第4水通路W4、ロータコア42およびロータセグメン
ト43に跨がるパイプ部材69およびロータセグメント
43の半径方向内側のノックピン52を迂回するように
形成した第5水通路W5,W5を介して、前記一方のパ
イプ部材55の小径部55aに連通する。
As is apparent from FIGS. 3 and 9, the first water passage W1 formed in the lubricating water introducing member 24 is the second water passage W2 formed in the seal block 25 and the outer sleeve 2.
The third water passage W3 formed in the small diameter portion 21b of No. 1, the annular groove 68a formed in the outer periphery of the water passage forming member 68 fitted in the center of the outer sleeve 21, the fourth water passage W4 formed in the outer sleeve 21, A small diameter of the one pipe member 55 is provided via a pipe member 69 that straddles the rotor core 42 and the rotor segment 43 and a fifth water passage W5, W5 formed so as to bypass the knock pin 52 on the radially inner side of the rotor segment 43. It communicates with the part 55a.

【0033】図7、図9および図11に示すように、ロ
ータ41の隣接するロータセグメント43…間に放射方
向に延びる12個のベーン溝49…が形成されており、
これらベーン溝49…に板状のベーン48…がそれぞれ
摺動自在に嵌合する。各々のベーン48はロータチャン
バ14の平行面14a,14aに沿う平行面48a,4
8aと、ロータチャンバ14の円弧面14bに沿う円弧
面48bと、両平行面48a,48a間に位置する切欠
48cとを備えて概略U字状に形成されており、両平行
面48a,48aから突出する一対の支軸48d,48
dにローラベアリング構造のローラ71,71が回転自
在に支持される。
As shown in FIGS. 7, 9 and 11, twelve vane grooves 49 extending radially are formed between the adjacent rotor segments 43 of the rotor 41.
The plate-shaped vanes 48 are slidably fitted in the vane grooves 49. Each vane 48 has parallel surfaces 48 a, 4 along the parallel surfaces 14 a, 14 a of the rotor chamber 14.
8a, a circular arc surface 48b along the circular arc surface 14b of the rotor chamber 14, and a notch 48c located between the parallel surfaces 48a, 48a, and is formed in a substantially U-shape from the parallel surfaces 48a, 48a. A pair of protruding support shafts 48d, 48
The rollers 71, 71 having a roller bearing structure are rotatably supported by d.

【0034】ベーン48の円弧面48bにはU字状に形
成された合成樹脂製のシール部材72が保持されてお
り、このシール部材72の先端はベーン48の円弧面4
8bから僅かに突出してロータチャンバ14の円弧面1
4bに摺接する。ベーン48の両側面には各々2個のリ
セス48e,48eが形成されており、これらリセス4
8e,48eは、ロータセグメント43の端面に開口す
る半径方向内側の2個の潤滑水噴出口43e,43eに
対向する。ベーン48の切欠48cの中央に半径方向内
向きに突設したピストン受け部材73が、ピストン47
の半径方向外端に当接する。
A U-shaped seal member 72 made of synthetic resin is held on the arc surface 48b of the vane 48, and the tip of the seal member 72 has an arc surface 4 of the vane 48.
8b slightly projecting from the circular arc surface 1 of the rotor chamber 14
Sliding contact with 4b. Two recesses 48e and 48e are formed on both side surfaces of the vane 48, respectively.
8e and 48e are opposed to the two lubricating water jet outlets 43e and 43e on the inner side in the radial direction, which are open at the end surface of the rotor segment 43. A piston receiving member 73 protruding inward in the radial direction is provided at the center of the notch 48 c of the vane 48, and
Abuts on the radially outer end of the.

【0035】図4から明らかなように、第1、第2ケー
シング半体12,13により区画されるロータチャンバ
14の平坦面14a,14aには、4つの頂点を丸めた
菱形に類似した疑似楕円状の環状溝74,74が凹設さ
れており、両環状溝74,74に各々のベーン48の一
対のローラ71,71が転動自在に係合する。これら環
状溝74,74およびロータチャンバ14の円弧面14
b間の距離は全周に亘り一定である。従って、ロータ4
1が回転するとローラ71,71を環状溝74,74に
案内されたベーン48がベーン溝49内を半径方向に往
復動し、ベーン48の円弧面48bに装着したシール部
材72が一定量だけ圧縮された状態でロータチャンバ1
4の円弧面14bに沿って摺動する。これにより、ロー
タチャンバ14およびベーン48…が直接固体接触する
のを防止し、摺動抵抗の増加や摩耗の発生を防止しなが
ら、隣接するベーン48…間に区画されるベーン室75
…を確実にシールすることができる。
As is apparent from FIG. 4, the flat surfaces 14a, 14a of the rotor chamber 14 defined by the first and second casing halves 12, 13 have a pseudo ellipse similar to a rhombus with four vertices rounded. Annular grooves 74, 74 are recessed, and the pair of rollers 71, 71 of each vane 48 are rotatably engaged with both annular grooves 74, 74. These circular grooves 74, 74 and the circular arc surface 14 of the rotor chamber 14.
The distance between b is constant over the entire circumference. Therefore, the rotor 4
When 1 rotates, the vanes 48 guided by the rollers 71, 71 in the annular grooves 74, 74 reciprocate in the vane groove 49 in the radial direction, and the sealing member 72 mounted on the arc surface 48b of the vane 48 is compressed by a certain amount. Rotor chamber 1
It slides along the circular arc surface 14b. This prevents the rotor chambers 14 and the vanes 48 from coming into direct solid contact with each other, and prevents the increase of sliding resistance and the occurrence of wear, while the vane chambers 75 partitioned between the adjacent vanes 48.
Can reliably seal ...

【0036】図2から明らかなように、ロータチャンバ
14の平坦面14a,14aには、前記環状溝74,7
4の外側を囲むように一対の円形シール溝76,76が
形成される。各々の円形シール溝76には2個のOリン
グ77,78を備えた一対のリングシール79が摺動自
在に嵌合しており、そのシール面は各々のロータセグメ
ント43に形成したリセス43a,43b(図4参照)
に対向している。一対のリングシール79,79は、そ
れぞれノックピン80,80で第1、第2ケーシング半
体12,13に対して回り止めされる。
As is clear from FIG. 2, the annular grooves 74, 7 are formed in the flat surfaces 14a, 14a of the rotor chamber 14.
A pair of circular seal grooves 76, 76 are formed so as to surround the outer side of 4. A pair of ring seals 79 having two O-rings 77 and 78 are slidably fitted in the respective circular seal grooves 76, and the sealing surfaces thereof are recesses 43a formed in the respective rotor segments 43, 43b (see FIG. 4)
Is facing. The pair of ring seals 79, 79 are prevented from rotating with respect to the first and second casing halves 12, 13 by knock pins 80, 80, respectively.

【0037】図2、図3、図10および図14から明ら
かなように、中継チャンバ外壁16の中心に開口16b
が形成されており、軸線L上に配置されたばね支持部材
81のボス部81aおよび固定スリーブ支持部材82の
ボス部82aが前記開口16bの内面に複数のボルト8
3…で共締めされ、かつ固定スリーブ支持部材82はナ
ット84で第1ケーシング半体12に固定される。金属
製の外側スリーブ21の中空部21aにはセラミックよ
うな熱膨張率が小さい材料で円筒状に形成した内側スリ
ーブ85が焼き嵌めにより固定されており、この内側ス
リーブ85の内周面に固定スリーブ86が相対回転自在
に嵌合する。固定スリーブ86はセラミックのような熱
膨張率が小さい材料で構成された内側スリーブ87と、
その外周に焼き嵌めにより一体化された金属製の外側ス
リーブ88とから成るもので、その左端は半径方向の相
対移動を許容するオルダム継ぎ手89を介して固定スリ
ーブ支持部材82に支持される。オルダム継ぎ手89に
近い位置で、固定スリーブ86は第1ケーシング半体1
2との間をシール部材90によりシールされる。
As is apparent from FIGS. 2, 3, 10 and 14, the opening 16b is formed in the center of the outer wall 16 of the relay chamber.
And the boss portion 81a of the spring support member 81 and the boss portion 82a of the fixed sleeve support member 82 arranged on the axis L are arranged on the inner surface of the opening 16b.
3, and the fixed sleeve support member 82 is fixed to the first casing half body 12 by the nut 84. A cylindrical inner sleeve 85 made of a material having a small coefficient of thermal expansion, such as ceramic, is fixed to the hollow portion 21a of the metal outer sleeve 21 by shrink fitting, and the inner sleeve 85 has an inner peripheral surface fixed to the inner sleeve 85. 86 is fitted so that relative rotation is possible. The fixed sleeve 86 includes an inner sleeve 87 made of a material having a small coefficient of thermal expansion such as ceramic,
The outer end of the outer sleeve 88 is made of a metal, which is integrally formed by shrink fitting on the outer periphery of the outer sleeve 88. The left end of the outer sleeve 88 is supported by the fixed sleeve support member 82 via an Oldham joint 89 that allows relative movement in the radial direction. At a position close to the Oldham's joint 89, the fixing sleeve 86 has the first casing half 1
The space between the two is sealed by the seal member 90.

【0038】中空の固定スリーブ86の内部には蒸気供
給パイプ91、第1固定軸92、第2固定軸93、第3
固定軸94および固定軸支持ばね95が配置される。軸
線L上に配置された蒸気供給パイプ91は、ばね支持部
材81のボス部81aを貫通してナット97で固定され
る。第1固定軸92は右端が閉塞されたパイプ状の部材
であって、その左端開口部に蒸気供給パイプ91の右端
が嵌合する。固定スリーブ86の内側スリーブ87は半
径方向内側に突出する厚肉部87aを有しており、この
厚肉部87aの内周と第1固定軸92の外周との間に、
中央部が閉塞されたパイプ状の部材である第2固定軸9
3が挟持され、内側スリーブ87の厚肉部87aと第2
固定軸93との間にシール部材98,99が配置され
る。第2固定軸93の右端のねじ部が、右端が閉塞され
たパイプ状の部材である第3固定軸94の内周面に螺合
し、第3固定軸94の右端に設けられた2個のシール部
材100,101が、それぞれ固定スリーブ86の内側
スリーブ87の内周面および回転軸113の外側スリー
ブ21の内周面に当接する。
Inside the hollow stationary sleeve 86, the steam supply pipe 91, the first stationary shaft 92, the second stationary shaft 93, and the third stationary shaft 93 are provided.
A fixed shaft 94 and a fixed shaft support spring 95 are arranged. The steam supply pipe 91 arranged on the axis L penetrates the boss 81 a of the spring support member 81 and is fixed by the nut 97. The first fixed shaft 92 is a pipe-shaped member whose right end is closed, and the right end of the steam supply pipe 91 is fitted into the left end opening thereof. The inner sleeve 87 of the fixed sleeve 86 has a thick portion 87a protruding inward in the radial direction, and between the inner periphery of the thick portion 87a and the outer periphery of the first fixed shaft 92,
The second fixed shaft 9 which is a pipe-shaped member whose central portion is closed
3 is sandwiched between the thick portion 87a of the inner sleeve 87 and the second portion
Sealing members 98 and 99 are arranged between the fixed shaft 93 and the fixed shaft 93. The screw part at the right end of the second fixed shaft 93 is screwed onto the inner peripheral surface of the third fixed shaft 94, which is a pipe-shaped member with the right end closed, and two screws are provided at the right end of the third fixed shaft 94. The sealing members 100 and 101 of the above contact the inner peripheral surface of the inner sleeve 87 of the fixed sleeve 86 and the inner peripheral surface of the outer sleeve 21 of the rotating shaft 113, respectively.

【0039】上記固定スリーブ86、第1固定軸92、
第2固定軸93および第3固定軸94は本発明の固定軸
102を構成する。
The fixed sleeve 86, the first fixed shaft 92,
The second fixed shaft 93 and the third fixed shaft 94 form the fixed shaft 102 of the present invention.

【0040】図14および図19に最も良く示されるよ
うに、蒸気供給パイプ91の外周に配置される固定軸支
持ばね95は、ばね支持部材81のボス部81aから右
側に延びる多重円筒支持部を構成する円筒ばね部81b
と、第2固定軸93の中央部から左側に延びる同じく多
重円筒支持部を構成する円筒ばね部93aとを接続す
る。即ち、固定軸支持ばね95は軸線Lを中心として同
心に配置された7個の円筒ばね103a,103b,1
03c;104a,104b,104c;105からな
り、ばね支持部材81の円筒ばね部81bの外周に隙間
を存して嵌合する3個の円筒ばね103a,103b,
103cが端部において交互に溶接されるとともに、第
2固定軸93の円筒ばね部93aの外周に隙間を存して
嵌合する3個の円筒ばね104a,104b,104c
が端部において交互に溶接され、更に最外周の円筒ばね
105の両端がその内側の円筒ばね103c,104c
に溶接される。
As best shown in FIGS. 14 and 19, the fixed shaft support spring 95 arranged on the outer periphery of the steam supply pipe 91 has a multiple cylindrical support portion extending rightward from the boss portion 81 a of the spring support member 81. Constituting cylindrical spring portion 81b
And a cylindrical spring portion 93a that also extends to the left from the central portion of the second fixed shaft 93 and that also constitutes a multiple cylindrical support portion. That is, the fixed shaft support spring 95 includes seven cylindrical springs 103a, 103b, 1 arranged concentrically around the axis L.
03c; 104a, 104b, 104c; 105, and three cylindrical springs 103a, 103b, which are fitted to the outer periphery of the cylindrical spring portion 81b of the spring supporting member 81 with a gap.
Three cylindrical springs 104a, 104b, 104c, 103c of which are alternately welded at their ends and which are fitted around the cylindrical spring portion 93a of the second fixed shaft 93 with a gap.
Are alternately welded at the ends, and both ends of the outermost peripheral cylindrical spring 105 are connected to the inner cylindrical springs 103c and 104c.
Be welded to.

【0041】図10および図14から明らかなように、
第1固定軸92および内側スリーブ87に挟まれた第2
固定軸93に2個のカラー106,106が嵌合すると
ともに、内側スリーブ87の厚肉部87aに2個のノズ
ル部材107,107が嵌合する。第1固定軸92の中
心には蒸気供給パイプ91に連なる第1蒸気通路S1が
軸方向に形成され、また第1固定軸92、第2固定軸9
3および固定スリーブ86には、前記カラー106,1
06およびノズル部材107,107の内部を通る2本
の第2蒸気通路S2,S2が180°の位相差をもって
半径方向に貫通する。前述したように、回転軸113に
固定したロータ41に30°間隔で保持された12個の
シリンダ44…の小径部44a…および回転軸113の
内側スリーブ85を12本の第3蒸気通路S3…が貫通
しており、これらの第3蒸気通路S3…の半径方向内端
部は、前記第2蒸気通路S2,S2の半径方向外端部に
連通可能に対向する。
As is apparent from FIGS. 10 and 14,
The second pinched by the first fixed shaft 92 and the inner sleeve 87
The two collars 106, 106 are fitted to the fixed shaft 93, and the two nozzle members 107, 107 are fitted to the thick portion 87a of the inner sleeve 87. A first steam passage S1 connected to the steam supply pipe 91 is axially formed in the center of the first fixed shaft 92, and the first fixed shaft 92 and the second fixed shaft 9 are formed.
3 and the fixing sleeve 86 include the collars 106, 1
06 and the nozzle members 107, two second steam passages S2, S2 passing through the inside are radially penetrated with a phase difference of 180 °. As described above, the small diameter portions 44a of the twelve cylinders 44 held by the rotor 41 fixed to the rotary shaft 113 at 30 ° intervals and the inner sleeve 85 of the rotary shaft 113 include the twelve third steam passages S3. The inner ends of the third steam passages S3 ... In the radial direction oppose the outer ends of the second steam passages S2, S2 in the radial direction so that they can communicate with each other.

【0042】固定スリーブ86の厚肉部87aの外周面
には一対の切欠86a,86aが180°の位相差をも
って形成されており、これら切欠86a,86aは前記
第3蒸気通路S3…に連通可能である。切欠86a,8
6aと中継チャンバ19とは、固定スリーブ86に軸方
向に形成した4本の第4蒸気通路S4…と、固定スリー
ブ86および固定スリーブ支持部材82の内部に形成し
た第5蒸気通路S5と、固定スリーブ支持部材82のボ
ス部82a外周に開口する通孔82b…とを介して相互
に連通する。
A pair of notches 86a, 86a are formed on the outer peripheral surface of the thick portion 87a of the fixed sleeve 86 with a phase difference of 180 °, and these notches 86a, 86a can communicate with the third steam passages S3. Is. Notches 86a, 8
6a and the relay chamber 19 are fixed to the four fourth steam passages S4 formed in the fixed sleeve 86 in the axial direction, the fifth steam passage S5 formed inside the fixed sleeve 86 and the fixed sleeve support member 82, and fixed. The sleeve support member 82 communicates with each other through through holes 82b ... Opening to the outer periphery of the boss portion 82a.

【0043】図2および図4に示すように、第1ケーシ
ング半体12および第2ケーシング半体13には、ロー
タチャンバ14の短径方向を基準にしてロータ41の回
転方向Rの進み側15°の位置に、放射方向に整列した
複数の吸気ポート108…が形成される。この吸気ポー
ト108…により、ロータチャンバ14の内部空間が中
継チャンバ19に連通する。また第2ケーシング半体1
3には、ロータチャンバ14の短径方向を基準にしてロ
ータ41の回転方向Rの遅れ側15°〜75°の位置
に、複数の排気ポート109…が形成される。この排気
ポート109…により、ロータチャンバ14の内部空間
が排気チャンバ20に連通する。ベーン48…のシール
部材72…が排気ポート109…のエッジで傷付かない
ように、それら排気ポート109…は第2ケーシング半
体13の内部に形成した浅い凹部13d,13dに開口
する。
As shown in FIGS. 2 and 4, the first casing half 12 and the second casing half 13 have a lead side 15 in the rotational direction R of the rotor 41 with reference to the minor axis direction of the rotor chamber 14. A plurality of intake ports 108 ... Which are aligned in the radial direction are formed at the position of °. The intake port 108 allows the internal space of the rotor chamber 14 to communicate with the relay chamber 19. The second casing half 1
3, a plurality of exhaust ports 109 are formed at positions of 15 ° to 75 ° on the delay side of the rotation direction R of the rotor 41 with respect to the minor axis direction of the rotor chamber 14. The exhaust port 109 allows the internal space of the rotor chamber 14 to communicate with the exhaust chamber 20. The exhaust ports 109 ... Open into the shallow recesses 13d, 13d formed inside the second casing half 13 so that the sealing members 72 of the vanes 48 ... Are not damaged at the edges of the exhaust ports 109.

【0044】第2蒸気通路S2,S2および第3蒸気通
路S3…、並びに固定スリーブ86の切欠86a,86
aおよび第3蒸気通路S3…は、固定軸102および回
転軸113の相対回転により周期的に連通する回転バル
ブVを構成する(図10参照)。
The second steam passages S2, S2, the third steam passage S3, ... And the notches 86a, 86 of the fixed sleeve 86.
The a and the third steam passages S3 ... Configure a rotary valve V that periodically communicates with the fixed shaft 102 and the rotary shaft 113 (see FIG. 10).

【0045】図17から明らかなように、第1固定軸9
2の左端外周部には複数の切欠92a…が形成されてお
り、これらの切欠92a…間に形成された凸部92b…
が固定軸支持ばね95の円筒ばね93aに当接する。内
部を高温高圧蒸気が通過する第1固定軸92が温度上昇
しても、その凸部92b…のみを円筒ばね93aに当接
させることで、固定軸支持ばね95に伝達される熱を最
小限に抑えることができる。
As is apparent from FIG. 17, the first fixed shaft 9
A plurality of notches 92a are formed in the outer peripheral portion of the left end of 2, and the convex portions 92b formed between these notches 92a.
Contacts the cylindrical spring 93a of the fixed shaft support spring 95. Even if the temperature of the first fixed shaft 92, through which the high-temperature high-pressure steam passes, rises, the heat transferred to the fixed-shaft support spring 95 is minimized by bringing only the convex portions 92b ... Abutting the cylindrical spring 93a. Can be suppressed to

【0046】図18から明らかなように、内側スリーブ
87に嵌合するノズル部材107の外周に環状溝107
aが形成されており、更にその端部に複数の切欠107
b…が形成されている。これにより、内部を高温高圧蒸
気が通過するノズル部材107の熱が内側スリーブ87
に伝達されるのを最小限に抑えることができる。
As is apparent from FIG. 18, an annular groove 107 is formed on the outer circumference of the nozzle member 107 fitted in the inner sleeve 87.
a is formed, and further, a plurality of notches 107 are formed at the end thereof.
b ... is formed. As a result, the heat of the nozzle member 107, through which the high-temperature and high-pressure steam passes through, heats the inner sleeve 87.
Can be minimized.

【0047】図14〜図16から明らかなように、外側
スリーブ88の回転バルブVを挟む2個所において環状
に配置された複数個(実施例では12個)ポート孔88
d…が形成され、内側スリーブ87には前記ポート孔8
8d…に連通する2個のポート溝87d,87dが環状
に形成される。ポート孔88d…およびポート溝87
d,87dは、内側スリーブ87および外側スリーブ8
8の結合面に軸線L方向に形成された2本の通路87
b,87bと、内側スリーブ87に形成した環状溝87
cと、外側スリーブ88に形成した通孔88aとを介し
て中継チャンバ19に連通する。外側スリーブ88の外
周面の2列のポート孔88d…の軸方向外側に、複数に
分割されて螺旋状に延びる螺旋溝88b…が形成され
る。2列のポート孔88d…の両側において、螺旋溝8
8b…の傾斜方向は相互に逆方向になる。また外側スリ
ーブ88の外周面の2列のポート孔88d…の軸方向内
側は、2本の摩耗粉補集溝88c,88cが形成され
る。
As is apparent from FIGS. 14 to 16, a plurality of (12 in the embodiment) port holes 88 are arranged in an annular shape at two positions of the outer sleeve 88 that sandwich the rotary valve V.
d are formed, and the port hole 8 is formed in the inner sleeve 87.
Two port grooves 87d, 87d communicating with 8d ... Are formed in an annular shape. Port hole 88d ... and port groove 87
d, 87d are the inner sleeve 87 and the outer sleeve 8
Two passages 87 formed in the connecting surface 8 in the direction of the axis L
b, 87b and an annular groove 87 formed in the inner sleeve 87
c and a through hole 88a formed in the outer sleeve 88 to communicate with the relay chamber 19. A plurality of spiral grooves 88b extending in a spiral shape are formed on the outer peripheral surface of the outer sleeve 88 on the axially outer sides of the two rows of port holes 88d. The spiral groove 8 is provided on both sides of the two rows of port holes 88d.
The inclination directions of 8b ... Are opposite to each other. Further, two abrasion powder collecting grooves 88c, 88c are formed on the outer peripheral surface of the outer sleeve 88 on the inner side in the axial direction of the two rows of port holes 88d.

【0048】図2から明らかなように、第1、第2ケー
シング半体12,13の円形シール溝76,76に嵌合
するリングシール79,79の背面に圧力室110,1
10が形成されており、第1、第2ケーシング半体1
2,13に形成された第11水通路W11は、パイプよ
りなる第12水通路W12および第13水通路W13を
介して両圧力室110,110に連通し、両圧力室11
0,110に加わった水圧でリングシール79,79は
ロータ41の側面に向けて付勢される。
As is apparent from FIG. 2, the pressure chambers 110, 1 are formed on the back surfaces of the ring seals 79, 79 fitted in the circular seal grooves 76, 76 of the first and second casing halves 12, 13.
10 is formed, and the first and second casing halves 1 are formed.
The eleventh water passage W11 formed in Nos. 2 and 13 communicates with both pressure chambers 110, 110 via a twelfth water passage W12 and a thirteenth water passage W13, which are pipes.
The ring seals 79, 79 are urged toward the side surface of the rotor 41 by the water pressure applied to 0, 110.

【0049】第11水通路W11は、パイプよりなる第
14水通路W14を介して環状のフィルター30の外周
面に連通し、フィルター30の内周面は第2ケーシング
半体13に形成した第15水通路W15を介して第2ケ
ーシング半体13に形成した第16水通路W16に連通
する。第16水通路W16に供給された水は固定軸10
2の外側スリーブ88および回転軸113の内側スリー
ブ85の摺動面を潤滑する。またフィルター30の内周
面から第17水通路W17を介して軸受部材23の外周
に供給された水は、軸受部材23を貫通するオリフィス
を通して回転軸113の外側スリーブ21の外周面を潤
滑するとともに、静圧軸受けを構成して浮動状態で支持
することで摩擦力を低減して焼き付きを防止する。一
方、第11水通路W11からパイプよりなる第18水通
路W18を介して軸受部材22の外周に供給された水
は、軸受部材22を貫通するオリフィスを通して回転軸
113の外側スリーブ21の外周面を潤滑するととも
に、固定軸102の外側スリーブ88および回転軸11
3の内側スリーブ85の摺動面を潤滑する。
The eleventh water passage W11 communicates with the outer peripheral surface of the ring-shaped filter 30 through the fourteenth water passage W14 formed of a pipe, and the inner peripheral surface of the filter 30 is formed in the second casing half 13 in the fifteenth portion. The 16th water passage W16 formed in the 2nd casing half body 13 is open for free passage via water passage W15. The water supplied to the 16th water passage W16 is fixed shaft 10
The sliding surfaces of the second outer sleeve 88 and the inner sleeve 85 of the rotary shaft 113 are lubricated. Further, the water supplied from the inner peripheral surface of the filter 30 to the outer peripheral surface of the bearing member 23 via the seventeenth water passage W17 lubricates the outer peripheral surface of the outer sleeve 21 of the rotating shaft 113 through the orifice penetrating the bearing member 23. By constructing a hydrostatic bearing and supporting it in a floating state, the frictional force is reduced and seizure is prevented. On the other hand, the water supplied from the eleventh water passage W11 to the outer circumference of the bearing member 22 via the eighteenth water passage W18 made of a pipe passes through an orifice penetrating the bearing member 22 and flows onto the outer circumferential surface of the outer sleeve 21 of the rotating shaft 113. The outer sleeve 88 of the fixed shaft 102 and the rotating shaft 11 are lubricated.
The sliding surface of the inner sleeve 85 of No. 3 is lubricated.

【0050】次に、上記構成を備えた本実施例の作用に
ついて説明する。
Next, the operation of this embodiment having the above structure will be described.

【0051】先ず、膨張機4の作動について説明する。
図3において、蒸発器3からの高温高圧蒸気は蒸気供給
パイプ91、固定軸102の中心を通る第1蒸気通路S
1、固定軸102を半径方向に貫通する一対の第2蒸気
通路S2,S2に供給される。図10において、ロータ
41および外側スリーブ21と一体に矢印R方向に回転
する内側スリーブ85が固定軸102に対して所定の位
相に達すると、ロータチャンバ14の短径位置からロー
タ41の回転方向Rの進み側に在る一対の第3蒸気通路
S3,S3が一対の第2蒸気通路S2,S2に連通し、
第2蒸気通路S2,S2の高温高圧蒸気が前記第3蒸気
通路S3,S3を経て一対のシリンダ44,44の内部
に供給され、ピストン47,47を半径方向外側に押圧
する。図4において、これらピストン47,47に押圧
されたベーン48,48が半径方向外側に移動すると、
ベーン48,48に設けた一対のローラ71,71と環
状溝74,74との係合により、ピストン47,47の
前進運動がロータ41の回転運動に変換される。
First, the operation of the expander 4 will be described.
In FIG. 3, the high-temperature high-pressure steam from the evaporator 3 has a first steam passage S passing through the center of the steam supply pipe 91 and the fixed shaft 102.
1, is supplied to the pair of second steam passages S2, S2 that penetrate the fixed shaft 102 in the radial direction. In FIG. 10, when the inner sleeve 85 that rotates integrally with the rotor 41 and the outer sleeve 21 in the direction of arrow R reaches a predetermined phase with respect to the fixed shaft 102, the rotational direction R of the rotor 41 from the minor axis position of the rotor chamber 14. The pair of third steam passages S3, S3 existing on the advancing side of No. 2 communicate with the pair of second steam passages S2, S2,
The high-temperature high-pressure steam in the second steam passages S2, S2 is supplied to the inside of the pair of cylinders 44, 44 via the third steam passages S3, S3, and presses the pistons 47, 47 radially outward. In FIG. 4, when the vanes 48, 48 pressed by these pistons 47, 47 move outward in the radial direction,
The forward movement of the pistons 47, 47 is converted into the rotational movement of the rotor 41 by the engagement of the pair of rollers 71, 71 provided on the vanes 48, 48 with the annular grooves 74, 74.

【0052】ロータ41の回転に伴って第2蒸気通路S
2,S2と前記第3蒸気通路S3,S3との連通が遮断
された後も、シリンダ44,44内の高温高圧蒸気が更
に膨張を続けることによりピストン47,47をなおも
前進させ、これによりロータ41の回転が続行される。
ベーン48,48がロータチャンバ14の長径位置に達
すると、対応するシリンダ44,44に連なる第3蒸気
通路S3,S3が固定スリーブ86の外周面に形成した
一対の切欠86a,86aに連通し、ローラ71,71
を環状溝74,74に案内されたベーン48,48に押
圧されたピストン47,47が半径方向内側に移動する
ことにより、シリンダ44,44内の蒸気は第3蒸気通
路S3,S3、切欠86a,86a、第4蒸気通路S
4,S4、第5蒸気通路S5および通孔82b…を通
り、第1の降温降圧蒸気となって中継チャンバ19に供
給される。第1の降温降圧蒸気は、蒸気供給パイプ91
から供給された高温高圧蒸気がピストン47,47を駆
動する仕事を終えて温度および圧力が低下したものであ
る。第1の降温降圧蒸気の持つ熱エネルギーおよび圧力
エネルギーは高温高圧蒸気に比べて低下しているが、依
然としてベーン48…を駆動するのに充分な熱エネルギ
ーおよび圧力エネルギーを有している。
As the rotor 41 rotates, the second steam passage S
Even after the communication between S2 and S2 and the third steam passages S3 and S3 is cut off, the high temperature and high pressure steam in the cylinders 44 and 44 continues to expand, so that the pistons 47 and 47 are further advanced. The rotation of the rotor 41 is continued.
When the vanes 48, 48 reach the major axis position of the rotor chamber 14, the third steam passages S3, S3 connected to the corresponding cylinders 44, 44 communicate with the pair of notches 86a, 86a formed on the outer peripheral surface of the fixed sleeve 86, Rollers 71, 71
The pistons 47, 47 pressed by the vanes 48, 48 guided by the annular grooves 74, 74 move inward in the radial direction, so that the steam in the cylinders 44, 44 has the third steam passages S3, S3 and the notches 86a. , 86a, fourth steam passage S
4, S4, the fifth steam passage S5, and the through holes 82b ... The first temperature-falling step-down steam is the steam supply pipe 91.
The high-temperature and high-pressure steam supplied from the above has finished the work of driving the pistons 47, 47, and the temperature and pressure have dropped. Although the thermal energy and pressure energy of the first temperature-falling step-down steam are lower than those of the high-temperature high-pressure steam, they still have sufficient thermal energy and pressure energy to drive the vanes 48 ...

【0053】中継チャンバ19内の第1の降温降圧蒸気
は第1、第2ケーシング半体12,13の吸気ポート1
08…からロータチャンバ14内のベーン室75…に供
給され、そこで更に膨張することによりベーン48…を
押圧してロータ41を回転させる。そして仕事を終えて
更に温度および圧力が低下した第2の降温降圧蒸気は、
第2ケーシング半体13の排気ポート109…から排気
チャンバ20に排出され、そこから凝縮器5に供給され
る。
The first temperature-decreasing depressurized steam in the relay chamber 19 is the intake port 1 of the first and second casing halves 12 and 13.
08 is supplied to the vane chambers 75 in the rotor chamber 14 and further expanded there to press the vanes 48 to rotate the rotor 41. And the second temperature-decreasing step-down steam, whose temperature and pressure have further decreased after finishing the work,
From the exhaust port 109 of the second casing half body 13, the gas is discharged into the exhaust chamber 20, and then supplied to the condenser 5.

【0054】このように、高温高圧蒸気の膨張により1
2個のピストン47…を次々に作動させてローラ71,
71および環状溝74,74を介しロータ41を回転さ
せ、また高温高圧蒸気が降温降圧した第1の降温降圧蒸
気の膨張によりベーン48…を介しロータ41を回転さ
せることによって回転軸113より出力が得られる。
Thus, the expansion of the high-temperature high-pressure steam causes 1
The two pistons 47 ...
71, the rotor 41 is rotated through the annular grooves 74, 74, and the output of the rotary shaft 113 is output by rotating the rotor 41 through the vanes 48 by the expansion of the first temperature-reduced step-down steam in which the high-temperature high-pressure steam has cooled and reduced. can get.

【0055】次に、前記膨張機4のベーン48…および
ピストン47…の水による潤滑について説明する。
Next, the lubrication of the vanes 48 and the pistons 47 of the expander 4 with water will be described.

【0056】潤滑用の水の供給は凝縮器5からの水を蒸
発器3に加圧供給する供給ポンプ6(図1参照)を利用
して行われるもので、供給ポンプ6が吐出する水の一部
が潤滑用としてケーシング11の第1水通路W1に供給
される。このように供給ポンプ6を膨張機4の各部の静
圧軸受けへの水の供給に利用することにより、特別のポ
ンプが不要になって部品点数が削減される。
The water for lubrication is supplied by using the supply pump 6 (see FIG. 1) for supplying water from the condenser 5 to the evaporator 3 under pressure, and the water discharged by the supply pump 6 is supplied. A part is supplied to the first water passage W1 of the casing 11 for lubrication. By using the supply pump 6 for supplying water to the hydrostatic bearings of each part of the expander 4 in this way, a special pump is not required and the number of parts is reduced.

【0057】図3および図8において、潤滑水導入部材
24の第1水通路W1に供給された水は、シールブロッ
ク25の第2水通路W2…、外側スリーブ21の第3水
通路W3…、水通路形成部材68の環状溝68a、外側
スリーブ21の第4水通路W4、パイプ部材69および
ロータセグメント43に形成した第5水通路W5,W5
を経て一方のパイプ部材55の小径部55aに流入し、
また前記小径部55aに流入した水は一方のパイプ部材
55の貫通孔55b、両パイプ部材55,56に形成し
た第6水通路W6および他方のパイプ部材56に形成し
た貫通孔56bを経て、該他方のパイプ部材56の小径
部56aに流入する。
In FIGS. 3 and 8, the water supplied to the first water passage W1 of the lubricating water introducing member 24 is the second water passage W2 of the seal block 25, the third water passage W3 of the outer sleeve 21 ,. The annular groove 68a of the water passage forming member 68, the fourth water passage W4 of the outer sleeve 21, the pipe member 69, and the fifth water passages W5, W5 formed in the rotor segment 43.
Through the small diameter portion 55a of the one pipe member 55,
The water flowing into the small diameter portion 55a passes through the through hole 55b of one pipe member 55, the sixth water passage W6 formed in both pipe members 55 and 56 and the through hole 56b formed in the other pipe member 56, and It flows into the small diameter portion 56a of the other pipe member 56.

【0058】各々のパイプ部材55,56の小径部55
a,56aから各々の潤滑水分配部材62の分配溝62
bを経てオリフィス形成プレート61の6個のオリフィ
ス61b,61b;61c,61c;61d,61dを
通過した水の一部は、ロータセグメント43の端面に開
口する4個の潤滑水噴出口43e,43e;43f,4
3fから噴出し、他の一部はロータセグメント43の側
面に形成した円弧状のリセス43a,43b内の潤滑水
噴出口43c,43dから噴出する。
Small diameter portion 55 of each pipe member 55, 56
a, 56a to the distribution groove 62 of each lubricating water distribution member 62
Part of the water that has passed through the six orifices 61b, 61b; 61c, 61c; 61d, 61d of the orifice forming plate 61 via b, and has four lubricating water jet ports 43e, 43e opening to the end surface of the rotor segment 43. 43f, 4
3f, and the other part is ejected from the lubricating water ejection ports 43c and 43d in the arc-shaped recesses 43a and 43b formed on the side surface of the rotor segment 43.

【0059】而して、各々のロータセグメント43の端
面の潤滑水噴出口43e,43e;43f,43fから
ベーン溝49内に噴出した水は、ベーン溝49に摺動自
在に嵌合するベーン48との間に静圧軸受けを構成して
該ベーン48を浮動状態で支持し、ロータセグメント4
3の端面とベーン48との固体接触を防止して焼き付き
および摩耗の発生を防止する。このように、ベーン48
の摺動面を潤滑する水をロータ41の内部に放射状に設
けた水通路を介して供給することにより、水を遠心力で
加圧することができるだけでなく、ロータ41周辺の温
度を安定させて熱膨張による影響を少なくし、設定した
クリアランスを維持して蒸気のリークを最小限に抑える
ことができる。
Thus, the water jetted into the vane groove 49 from the lubricating water jet ports 43e, 43e; 43f, 43f on the end surface of each rotor segment 43 is a vane 48 slidably fitted in the vane groove 49. To form a hydrostatic bearing to support the vane 48 in a floating state.
The solid contact between the end face of 3 and the vane 48 is prevented to prevent seizure and abrasion. Like this, vane 48
By supplying water that lubricates the sliding surface of the rotor 41 through the water passage radially provided inside the rotor 41, not only the water can be pressurized by centrifugal force but also the temperature around the rotor 41 can be stabilized. The influence of thermal expansion can be reduced and the set clearance can be maintained to minimize steam leakage.

【0060】またベーン48の両面に各2個ずつ形成さ
れたリセス48e,48eに水が保持されるため、この
リセス48e,48eが圧力溜まりとなって水のリーク
による圧力低下を抑制する。その結果、一対のロータセ
グメント43,43の端面に挟まれたベーン48が水に
よって浮動状態になり、摺動抵抗を効果的に低減するこ
とが可能になる。またベーン48が往復運動するとロー
タ41に対するベーン48の半径方向の相対位置が変化
するが、前記リセス48e,48eはロータセグメント
43側でなくベーン48側に設けられており、かつベー
ン48に最も荷重の掛かるローラ71,71の近傍に設
けられているため、往復運動するベーン48を常に浮動
状態に保持して摺動抵抗を効果的に低減することが可能
となる。
Further, since water is retained in the recesses 48e, 48e formed in two pieces on each side of the vane 48, the recesses 48e, 48e serve as pressure reservoirs and suppress the pressure drop due to water leakage. As a result, the vanes 48 sandwiched between the end surfaces of the pair of rotor segments 43, 43 are floated by the water, and the sliding resistance can be effectively reduced. Further, when the vane 48 reciprocates, the relative position of the vane 48 in the radial direction with respect to the rotor 41 changes, but the recesses 48e and 48e are provided not on the rotor segment 43 side but on the vane 48 side, and the vane 48 is most loaded. Since it is provided in the vicinity of the rollers 71, 71 on which the sliding motion is applied, it is possible to effectively keep the reciprocating vane 48 in a floating state and effectively reduce the sliding resistance.

【0061】尚、ロータセグメント43に対するベーン
48の摺動面を潤滑した水は遠心力で半径方向外側に移
動し、ベーン48の円弧面48bに設けたシール部材7
2とロータチャンバ14の円弧面14bとの摺動部を潤
滑する。そして潤滑を終えた水は、ロータチャンバ14
から排気ポート109…を介して排出される。
The water that lubricates the sliding surface of the vane 48 with respect to the rotor segment 43 moves outward in the radial direction by the centrifugal force, and the sealing member 7 provided on the arc surface 48b of the vane 48.
2 lubricates the sliding portion between the circular arc surface 14b of the rotor chamber 14 and the rotor 2. The water that has been lubricated is stored in the rotor chamber 14
From the exhaust port 109.

【0062】図2において、第1ケーシング半体12お
よび第2ケーシング半体13の円形シール溝76,76
の底部の圧力室110,110に水を供給してリングシ
ール79,79をロータ41の側面に向けて付勢し、か
つ各々のロータセグメント43のリセス43a,43b
の内部に形成した潤滑水噴出口43c,43dから水を
噴出してロータチャンバ14の平坦面14a,14aと
の摺動面に静圧軸受けを構成することにより、円形シー
ル溝76,76の内部で浮動状態にあるリングシール7
9,79でロータ41の平坦面41a,41aをシール
することができ、その結果ロータチャンバ14内の蒸気
がロータ41との隙間を通ってリークするのを防止する
ことができる。このとき、リングシール79,79とロ
ータ41とは潤滑水噴出口43c,43dから供給され
た水膜で隔絶されて固体接触することがなく、またロー
タ41が傾いても、それに追従して円形シール溝76,
76内のリングシール79,79が傾くダンパー効果に
より、摩擦力を最小限に抑えながら安定したシール性能
を確保することができる。
In FIG. 2, the circular seal grooves 76, 76 of the first casing half 12 and the second casing half 13 are shown.
Water is supplied to the pressure chambers 110, 110 at the bottom of the rotors 41 to urge the ring seals 79, 79 toward the side surfaces of the rotor 41 and the recesses 43a, 43b of the rotor segments 43, respectively.
Inside the circular seal grooves 76, 76 by jetting water from the lubricating water outlets 43c, 43d formed in the inside of the rotor to form a hydrostatic bearing on the sliding surface with the flat surfaces 14a, 14a of the rotor chamber 14. Ring seal 7 floating in
The flat surfaces 41a, 41a of the rotor 41 can be sealed with 9, 79, and as a result, steam in the rotor chamber 14 can be prevented from leaking through the gap with the rotor 41. At this time, the ring seals 79, 79 and the rotor 41 are not separated from each other by the water film supplied from the lubricating water jets 43c, 43d and do not come into solid contact with each other, and even if the rotor 41 tilts, it follows the circular shape. Seal groove 76,
Due to the damper effect in which the ring seals 79, 79 in 76 tilt, it is possible to secure stable sealing performance while minimizing the frictional force.

【0063】尚、リングシール79,79とロータ41
との摺動部を潤滑した水は、遠心力でロータチャンバ1
4に供給され、そこから排気ポート109…を経てケー
シング11の外部に排出される。
The ring seals 79, 79 and the rotor 41 are
The water that lubricates the sliding parts of the
4 and is discharged from the casing 11 through the exhaust port 109.

【0064】更に、図5において、パイプ部材55の内
部の第6水通路W6からロータセグメント43の内部の
第10水通路W10およびシリンダ44の外周の環状溝
67を経てシリンダ44およびピストン47の摺動面に
供給された水は、その摺動面に形成される水膜の粘性に
よりシール機能を発揮し、シリンダ44に供給された高
温高圧蒸気がピストン47との摺動面を通ってリークす
るのを効果的に防止する。このとき、高温状態にある膨
張機4の内部を通ってシリンダ44およびピストン47
の摺動面に供給された水は加温されているため、その水
によってシリンダ44に供給された高温高圧蒸気が冷却
されて膨張機4の出力が低下するのを最小限に抑えるこ
とができる。
Further, in FIG. 5, the cylinder 44 and the piston 47 slide from the sixth water passage W6 inside the pipe member 55 through the tenth water passage W10 inside the rotor segment 43 and the annular groove 67 on the outer periphery of the cylinder 44. The water supplied to the moving surface exhibits a sealing function due to the viscosity of the water film formed on the sliding surface, and the high-temperature high-pressure steam supplied to the cylinder 44 leaks through the sliding surface with the piston 47. Effectively prevent At this time, the cylinder 44 and the piston 47 pass through the inside of the expander 4 in the high temperature state.
Since the water supplied to the sliding surface of is heated, it is possible to minimize the decrease in the output of the expander 4 due to the cooling of the high-temperature high-pressure steam supplied to the cylinder 44 by the water. .

【0065】しかもシール用の媒体として蒸気と同一物
質である水を用いたことにより、蒸気に水が混入しても
何ら問題はない。仮に、シリンダ44およびピストン4
7の摺動面をオイルでシールした場合には、水あるいは
蒸気にオイルが混入するのが避けられないため、オイル
を分離する特別のフィルター装置が必要となってしま
う。またベーン48およびベーン溝49の摺動面を潤滑
する水の一部を兼用してバイパスさせることでシリンダ
44およびピストン47の摺動面をシールするので、そ
の水を前記摺動面に導く水通路を別途特別に設ける必要
をなくして構造を簡素化することができる。
Moreover, since water, which is the same substance as steam, is used as the sealing medium, there is no problem even if water is mixed into the steam. For example, the cylinder 44 and the piston 4
When the sliding surface of 7 is sealed with oil, it is unavoidable that oil mixes with water or steam, so a special filter device for separating the oil is required. Further, the sliding surfaces of the cylinder 44 and the piston 47 are sealed by partially bypassing the water that lubricates the sliding surfaces of the vanes 48 and the vane grooves 49, so that the water that guides the water to the sliding surfaces is sealed. The structure can be simplified by eliminating the need to separately provide a passage.

【0066】ところで、回転バルブVにおける蒸気のシ
ール性を確保するには、回転軸113および固定軸10
2の摺動面のクリアランスを精密に管理する必要があ
る。膨張機4の冷間時に回転バルブVの近傍において、
高温の蒸気が通過する固定軸102が先行して熱膨張
し、回転軸113が遅れて熱膨張するため、その熱膨張
量の差によって固定軸102の外周面が摩耗する。この
とき、固定軸102がケーシング11に強固に固定され
ていると、ロータ41の回転振れによって固定軸102
の外周面が不均一に接触して偏摩耗するために、回転バ
ルブVにおける蒸気のシール性の低下、摺動抵抗の増
加、ロータ41の回転挙動の悪化等の不具合が発生する
問題がある。
By the way, in order to secure the steam sealing property in the rotary valve V, the rotary shaft 113 and the fixed shaft 10 are secured.
It is necessary to precisely control the clearance of the sliding surface of No. 2. When the expander 4 is cold, in the vicinity of the rotary valve V,
The fixed shaft 102, through which the high-temperature steam passes, thermally expands first, and the rotary shaft 113 delays and thermally expands. Therefore, the outer peripheral surface of the fixed shaft 102 wears due to the difference in the amount of thermal expansion. At this time, if the fixed shaft 102 is firmly fixed to the casing 11, rotation of the rotor 41 causes the fixed shaft 102 to rotate.
Since the outer peripheral surface of the rotor contacts unevenly and wears unevenly, there are problems that the sealing performance of steam in the rotary valve V is reduced, the sliding resistance is increased, the rotational behavior of the rotor 41 is deteriorated, and the like.

【0067】しかしながら、本実施例によれば、固定軸
102が固定軸支持ばね95でケーシング11に対して
フローティング支持されているので、ロータ41の回転
振れが回転軸113を介して固定軸102に伝達された
ときに、固定軸支持ばね95のダンパー効果で発揮され
る追従作用による調芯作用でロータ41の回転振れを抑
制し、固定軸102および回転軸113の摺動部におけ
る摩擦抵抗の増加や異常摩耗の発生を効果的に回避する
ことができる。このように、固定軸支持ばね95の作用
で固定軸102の外周面が均一に摩耗すれば、膨張機4
の熱間時に固定軸102の前記均一に摩耗した部分のク
リアランスが均一に狭まり、回転バルブVのシール性が
確保される。尚、固定軸102の左端はオルダム継ぎ手
89を介して回転不能かつ半径方向移動可能に支持され
ているため、固定軸支持ばね95のダンパー効果で発揮
される追従作用による固定軸102の調芯作用を支障な
く発揮させることができる。
However, according to this embodiment, since the fixed shaft 102 is floatingly supported by the fixed shaft support spring 95 with respect to the casing 11, the rotational runout of the rotor 41 is transferred to the fixed shaft 102 via the rotary shaft 113. When transmitted, the follow-up effect exerted by the damper effect of the fixed shaft support spring 95 suppresses the rotational runout of the rotor 41 by the aligning action and increases the frictional resistance in the sliding portions of the fixed shaft 102 and the rotary shaft 113. It is possible to effectively avoid the occurrence of abnormal wear. In this way, if the outer peripheral surface of the fixed shaft 102 is uniformly worn by the action of the fixed shaft support spring 95, the expander 4
The clearance of the uniformly worn portion of the fixed shaft 102 during the hot state is uniformly narrowed, and the sealing property of the rotary valve V is secured. Since the left end of the fixed shaft 102 is supported via the Oldham's joint 89 so as to be non-rotatable and movable in the radial direction, the centering action of the fixed shaft 102 by the follow-up action exerted by the damper effect of the fixed shaft support spring 95. Can be exhibited without any hindrance.

【0068】また蒸気の熱による固定軸102の熱膨張
量を小さく抑えれば、回転バルブVの近傍における固定
軸102の外周面の摩耗を更に減少させることができ
る。そのために、本実施例では熱膨張率が小さいセラミ
ック等で形成した内側スリーブ87の外周に金属製の外
側スリーブ88を焼き嵌めして固定スリーブ86を構成
している。
Further, if the amount of thermal expansion of the fixed shaft 102 due to the heat of the steam is suppressed to be small, the wear of the outer peripheral surface of the fixed shaft 102 in the vicinity of the rotary valve V can be further reduced. Therefore, in the present embodiment, the fixed sleeve 86 is formed by shrink-fitting the outer sleeve 88 made of metal on the outer circumference of the inner sleeve 87 formed of ceramic or the like having a small coefficient of thermal expansion.

【0069】即ち、図20(A)に示すように、常温時
において内側スリーブ87の外径Doは外側スリーブ8
8の内径Diよりも大きくなっており、図20(B)に
示すように、金属製の外側スリーブ88を加熱して熱膨
張させることにより、その内径Di′を内側スリーブ8
7の外径Doよりも大きくした状態で、内側スリーブ8
7の外周に外側スリーブ88を嵌合させる。この状態か
ら外側スリーブ88を冷却して収縮させると、図20
(C)に示すように、外側スリーブ88の内周面が内側
スリーブ87の外周面に密着して焼き嵌めが完了する。
焼き嵌めが完了した状態では、本来ならば内径がDiま
で減少するはずの外側スリーブ88(鎖線参照)は、内
側スリーブ87に阻止されて内径が前記Diよりも大き
い内径D″までしか収縮できず(Di<Di″<
D′)、外側スリーブ88に引張方向の内部応力が作用
した状態となる。
That is, as shown in FIG. 20A, the outer diameter Do of the inner sleeve 87 is equal to the outer sleeve 8 at room temperature.
20 is larger than the inner diameter Di of the inner sleeve 8. As shown in FIG. 20 (B), the outer sleeve 88 made of metal is heated and thermally expanded, so that the inner diameter Di 'is increased.
7 is larger than the outer diameter Do of the inner sleeve 8
An outer sleeve 88 is fitted around the outer circumference of 7. When the outer sleeve 88 is cooled and contracted from this state, FIG.
As shown in (C), the inner peripheral surface of the outer sleeve 88 comes into close contact with the outer peripheral surface of the inner sleeve 87, and the shrink fitting is completed.
In the state where the shrink fitting is completed, the outer sleeve 88 (see the chain line), whose inner diameter should originally decrease to Di, is blocked by the inner sleeve 87 and can shrink only to the inner diameter D ″ which is larger than Di. (Di <Di ″ <
D ′), the internal stress in the tensile direction acts on the outer sleeve 88.

【0070】従って、図20(D)に示すように、外側
スリーブ88および内側スリーブ87が蒸気により加熱
されたとき、その外側スリーブ88の熱膨張は前記引張
方向の内部応力によりキャンセルされ、外側スリーブ8
8の外径は実質的に増加しない。実際には、外側スリー
ブ88の外径は、熱膨張率が小さいセラミック等で形成
した内側スリーブ87の僅かな熱膨張量に支配され、そ
の内側スリーブ87に押し広げられて僅かながら増加す
る。このようにして、回転軸113の内側スリーブ85
に対して摺動する延び易い金属製のカラーである外側ス
リーブ88を有する固定スリーブ86の熱膨張による外
径の変化を焼き嵌めにより抑制することができるので、
固定スリーブ86の外周面の摩耗を最小限に抑えて回転
バルブVからの蒸気のリークを防止することができる。
Therefore, as shown in FIG. 20D, when the outer sleeve 88 and the inner sleeve 87 are heated by steam, the thermal expansion of the outer sleeve 88 is canceled by the internal stress in the pulling direction, and the outer sleeve is 8
The outer diameter of 8 does not increase substantially. Actually, the outer diameter of the outer sleeve 88 is dominated by the small amount of thermal expansion of the inner sleeve 87 formed of ceramic or the like having a small coefficient of thermal expansion, and is expanded by the inner sleeve 87 to slightly increase. In this way, the inner sleeve 85 of the rotary shaft 113 is
Since a change in the outer diameter of the fixed sleeve 86 having the outer sleeve 88, which is a metal collar that easily slides with respect to the outside, due to thermal expansion can be suppressed by shrink fitting.
It is possible to minimize the wear of the outer peripheral surface of the fixed sleeve 86 and prevent the steam from leaking from the rotary valve V.

【0071】尚、固定スリーブ86の外側スリーブ88
を金属製としたことにより、セラミック製のスリーブに
施すことが困難な低摩擦材のコーティングを外側スリー
ブ88に施すことを可能にし、回転軸113側の焼き嵌
め構造と相俟って内側スリーブ85との間の摩擦抵抗を
一層低減するとともに、クリアランスの増大を抑制して
蒸気のリークを低減することができる。
The outer sleeve 88 of the fixed sleeve 86
Since the outer sleeve 88 is made of metal, the outer sleeve 88 can be coated with a low-friction material, which is difficult to apply to the ceramic sleeve, and the inner sleeve 85 is coupled with the shrink fitting structure on the rotating shaft 113 side. It is possible to further reduce the frictional resistance between and, and to suppress the increase of the clearance to reduce the leak of steam.

【0072】上述した固定軸102の固定スリーブ86
と同様に、回転軸113もセラミック製の内側スリーブ
85の外周に金属製の外側スリーブ21を焼き嵌めによ
り一体化して構成されており、外側スリーブ21には引
張方向の内部応力が作用した状態となる。
The fixed sleeve 86 of the fixed shaft 102 described above.
Similarly, the rotating shaft 113 is also formed by integrally fitting the outer sleeve 21 made of metal to the outer circumference of the inner sleeve 85 made of ceramic by shrink fitting, and the outer sleeve 21 is in a state where internal stress in the tensile direction acts. Become.

【0073】次に、上記焼き嵌めによる効果を図21に
基づいて説明する。
Next, the effect of the shrink fitting will be described with reference to FIG.

【0074】図21(D)は、回転軸113および固定
軸102を共に金属製とした従来例に対応するももであ
り、冷間時に固定軸102の内部を通して高温の蒸気を
回転バルブVに供給すると、先ず固定軸102側が大き
く熱膨張して回転軸113の内周面に接触し、a点およ
びb点間で摺動面の摩耗が発生する。尚、この摩耗は組
立て後の膨張機4の最初の運転時にのみ発生するもので
ある。時間が経過して固定軸102および回転軸113
の温度が共に充分に上昇した熱間時になると、回転軸1
13の膨張量が固定軸102の膨張量よりも大きくな
り、両者間のクリアランスが次第に拡大する。このよう
に、従来のものは固定軸102および回転軸113が共
に熱膨張することで、摺動面の摩耗と熱間時のクリアラ
ンスの増加とが発生してしまう。
FIG. 21D corresponds to a conventional example in which both the rotary shaft 113 and the fixed shaft 102 are made of metal, and when the cold state, the high temperature steam is passed through the fixed shaft 102 to the rotary valve V. When supplied, first, the fixed shaft 102 side largely thermally expands and comes into contact with the inner peripheral surface of the rotating shaft 113, and wear of the sliding surface occurs between points a and b. It should be noted that this wear occurs only during the first operation of the expander 4 after assembly. Fixed shaft 102 and rotating shaft 113
When the temperature of both is sufficiently hot, the rotating shaft 1
The expansion amount of 13 becomes larger than the expansion amount of the fixed shaft 102, and the clearance between the two gradually increases. As described above, in the conventional case, the fixed shaft 102 and the rotary shaft 113 both thermally expand, causing wear of the sliding surface and an increase in the clearance during hot.

【0075】一方、図21(A)は、回転軸113およ
び固定軸102の両方に焼き嵌めを採用した本実施例の
特性を示すもので、冷間時から熱間時にかけて回転軸1
13および固定軸102の半径は殆ど変化せず、両者の
摺動面のクリアランスは常に略一定に保持される。
On the other hand, FIG. 21 (A) shows the characteristics of the present embodiment in which both the rotary shaft 113 and the fixed shaft 102 are shrink-fitted, and the rotary shaft 1 from cold to hot.
The radii of the fixed shaft 13 and the fixed shaft 102 hardly change, and the clearance between the sliding surfaces of the fixed shaft 102 and the fixed shaft 102 is always kept substantially constant.

【0076】図21(B)は、回転軸113側だけに焼
き嵌めを採用した場合の特性を示すもので、蒸気の供給
開始に伴って固定軸102側が熱膨張し、殆ど熱膨張し
ない回転軸113の内周面に接触して固定軸102の外
周面に摩耗が発生する。この摩耗は組立て後の膨張機4
の最初の運転時にのみ発生するものであり、一旦摩耗に
よる擦り合わせが完了すると、次回からの運転では両者
の摺動面のクリアランスは常に略一定に保持される。
FIG. 21B shows the characteristics when shrink fitting is adopted only on the rotating shaft 113 side. The fixed shaft 102 side thermally expands with the start of steam supply, and the rotating shaft hardly thermally expands. The outer peripheral surface of the fixed shaft 102 is worn by coming into contact with the inner peripheral surface of 113. This wear is caused by the expander 4 after assembly.
This occurs only during the first operation, and once the rubbing due to wear is completed, the clearance between the two sliding surfaces is always kept substantially constant in the subsequent operation.

【0077】図21(C)は、固定軸102側だけに焼
き嵌めを採用した場合の特性を示すもので、蒸気の供給
開始に伴って回転軸113側が熱膨張し、殆ど熱膨張し
ない回転軸113との間のクリアランスが次第に増加す
るが、固定軸102および回転軸113の接触が回避さ
れるために摩耗は発生せず、両者間の摺動抵抗を最小限
に抑えることができる。
FIG. 21C shows the characteristics when shrink fitting is adopted only on the fixed shaft 102 side. The rotary shaft 113 side thermally expands with the start of the supply of steam, and the rotary shaft almost does not thermally expand. Although the clearance between the fixed shaft 102 and the rotating shaft 113 gradually increases, the contact between the fixed shaft 102 and the rotating shaft 113 is avoided, so that no wear occurs and the sliding resistance between the two can be minimized.

【0078】以上のように、回転軸113および固定軸
102の両方に焼き嵌めを採用した場合に最大の効果が
発揮されるが、回転軸113および固定軸102の一方
だけに焼き嵌めを採用した場合にも、所定の効果を得る
ことができる。
As described above, the maximum effect is exhibited when the shrink fitting is adopted for both the rotary shaft 113 and the fixed shaft 102, but the shrink fitting is adopted for only one of the rotary shaft 113 and the fixed shaft 102. Even in this case, a predetermined effect can be obtained.

【0079】上述のようにして回転バルブVからの蒸気
のリーク防止を図っても、若干の蒸気が回転軸113お
よび固定軸102の摺動面にリークするのは避けられな
い。そのリークした蒸気は固定スリーブ86の外周面に
環状に形成したポート孔88d…およびポート溝87
d,87dに捕捉され、そこから内側スリーブ87およ
び外側スリーブ88の結合面に形成された2本の通路8
7b,87bと、内側スリーブ87に形成した環状溝8
7cと、外側スリーブ88に形成した通孔88aとを介
して中継チャンバ19に供給される。中継チャンバ19
に供給された蒸気は、ピストン47…の駆動を終えた第
1の降温降圧蒸気と合流してベーン48…の駆動に供さ
れる。このように、回転バルブVからリークした蒸気を
ポート孔88d…およびポート溝87d,87dに捕捉
して再利用することにより、膨張機4全体としてのエネ
ルギー効率の向上に寄与することができる。
Even if the leak of steam from the rotary valve V is prevented as described above, it is inevitable that some steam leaks to the sliding surfaces of the rotary shaft 113 and the fixed shaft 102. The leaked vapor is formed in an annular shape on the outer peripheral surface of the fixed sleeve 86 by the port holes 88d ... And the port groove 87.
d, 87d, from which two passages 8 are formed in the mating surfaces of the inner sleeve 87 and the outer sleeve 88.
7b, 87b and the annular groove 8 formed in the inner sleeve 87
7c and the through hole 88a formed in the outer sleeve 88, and is supplied to the relay chamber 19. Relay chamber 19
Is supplied to the vanes 48 by being combined with the first temperature-lowering step-down steam that has finished driving the pistons 47. As described above, by capturing the steam leaking from the rotary valve V in the port holes 88d ... And the port grooves 87d, 87d and reusing it, it is possible to contribute to the improvement of the energy efficiency of the expander 4 as a whole.

【0080】また固定スリーブ86の金属製の外側スリ
ーブ88が回転軸113のセラミック製の内側スリーブ
85との摺動により摩耗したとき、その摩耗粉は外側ス
リーブ88の外周面に形成した摩耗粉補集溝88c,8
8cに補集され、固定スリーブ86および回転軸113
の内側スリーブ85の摺動面に堆積することが防止され
る。これにより、前記摺動面における摩擦抵抗の増加や
焼き付きの発生を回避することができる。
When the metallic outer sleeve 88 of the fixed sleeve 86 is worn by sliding with the ceramic inner sleeve 85 of the rotary shaft 113, the abrasion powder is supplemented by the abrasion powder formed on the outer peripheral surface of the outer sleeve 88. Collection grooves 88c, 8
8c, fixed sleeve 86 and rotating shaft 113
Of the inner sleeve 85 is prevented from accumulating on the sliding surface. As a result, it is possible to avoid an increase in frictional resistance and the occurrence of seizure on the sliding surface.

【0081】また第16水通路W16から供給されて固
定スリーブ86および回転軸113の内側スリーブ85
の摺動面を潤滑した水と、軸受部材22,23を貫通す
るオリフィスを通して回転軸113の外周面を潤滑する
とともに固定スリーブ86および回転軸113の内側ス
リーブ85の摺動面を潤滑した水とが、固定スリーブ8
6の外周に形成したポート孔88d…およびポート溝8
7d,87dを経て中継チャンバー19に流入すると、
中継チャンバー19内の第1の降温降圧蒸気が冷やされ
てしまい、膨張機4の出力が低下する虞がある。
The stationary sleeve 86 and the inner sleeve 85 of the rotary shaft 113 are supplied from the sixteenth water passage W16.
Water that lubricates the sliding surfaces of the rotating shaft 113 and the water that lubricates the outer peripheral surface of the rotating shaft 113 through the orifices penetrating the bearing members 22 and 23 and the sliding surfaces of the fixed sleeve 86 and the inner sleeve 85 of the rotating shaft 113. But the fixed sleeve 8
Port holes 88d formed on the outer periphery of 6 and port groove 8
When flowing into the relay chamber 19 via 7d and 87d,
There is a possibility that the output of the expander 4 may decrease because the first temperature-falling pressure-reduced steam in the relay chamber 19 is cooled.

【0082】しかしながら、本実施例によれば、固定ス
リーブ86および回転軸113の内側スリーブ85の摺
動面を潤滑する水が固定スリーブ86の両端側から中央
のポート孔88d…およびポート溝87d,87dに向
かって流れるとき、外側スリーブ88の外周に形成した
螺旋溝88b…の作用で潤滑水をポート孔88d…およ
びポート溝87d,87dから離反するように押し戻す
圧力を発生させることができる。即ち、回転軸113の
内側スリーブ85と固定スリーブ86との相対回転によ
り、螺旋溝88b…に保持された潤滑水がねじポンプの
作用で加圧され、ポート孔88d…およびポート溝87
d,87dから離反するように押し戻されるのである。
However, according to this embodiment, water that lubricates the sliding surfaces of the fixed sleeve 86 and the inner sleeve 85 of the rotary shaft 113 is supplied with water from both ends of the fixed sleeve 86 to the central port holes 88d ... And the port grooves 87d. When flowing toward 87d, by the action of the spiral grooves 88b formed on the outer circumference of the outer sleeve 88, it is possible to generate a pressure that pushes back the lubricating water so as to separate it from the port holes 88d and the port grooves 87d, 87d. That is, the relative rotation between the inner sleeve 85 and the fixed sleeve 86 of the rotary shaft 113 pressurizes the lubricating water retained in the spiral grooves 88b by the action of the screw pump, and the port holes 88d and the port grooves 87.
It is pushed back so as to separate from d and 87d.

【0083】尚、螺旋溝88b…を短く分断せずにポー
ト孔88d…およびポート溝87d,87dに連通させ
ると、高圧の潤滑水が螺旋溝88b…の内部を素通りし
て低圧のポート孔88d…およびポート溝87d,87
dに流入する虞があるが、螺旋溝88b…を短く分断し
たことにより上記問題が解消される。
When the spiral grooves 88b ... Are connected to the port holes 88d ... And the port grooves 87d, 87d without being divided into short pieces, the high pressure lubricating water passes through the inside of the spiral grooves 88b. ... and port grooves 87d, 87
Although there is a possibility that it will flow into d, the above problem is solved by shortly dividing the spiral grooves 88b.

【0084】また第1水通路W1と第11水通路W11
とは独立しており、各々の潤滑部において必要とする圧
力で水を供給している。具体的には、第1水通路W1か
ら供給される水は、前述したように主にベーン48…や
ロータ41を静圧軸受けで浮動状態に支持するものであ
るため、荷重変動に拮抗し得る高圧が必要とされる。そ
れに対して、第11水通路W11から供給される水は、
主に固定軸102まわりと軸受け部材22,23とを水
潤滑するとともに静圧軸受けを構成し、第3蒸気通路S
3,S3から固定軸102の外周にリークする高温高圧
蒸気を封止して固定軸102、回転軸113、ロータ4
1等の熱膨張の影響を低減するものであるため、少なく
とも中継チャンバー19の圧力よりも高い圧力であれば
良い。
The first water passage W1 and the eleventh water passage W11
, And supplies water at the required pressure in each lubrication section. Specifically, since the water supplied from the first water passage W1 mainly supports the vanes 48 ... And the rotor 41 in a floating state by the static pressure bearings as described above, it can oppose the load fluctuation. High pressure is required. On the other hand, the water supplied from the eleventh water passage W11 is
Mainly, the circumference of the fixed shaft 102 and the bearing members 22 and 23 are water-lubricated, and a static pressure bearing is formed.
3, the fixed shaft 102, the rotary shaft 113, and the rotor 4 are sealed by sealing high-temperature high-pressure steam leaking from the S3 to the outer periphery of the fixed shaft 102.
Since the effect of thermal expansion such as 1 is reduced, the pressure may be at least higher than the pressure in the relay chamber 19.

【0085】このように、高圧の水を供給する第1水通
路W1と、それよりも低圧の水を供給する第11水通路
W11との二つの水供給系統を設けたので、高圧の水を
供給する一つの水供給系統だけを設けた場合の不具合を
解消することができる。つまり固定軸102まわりに過
剰な圧力の水が供給されて中継チャンバー19への水の
流出量が増加したり、固定軸102、回転軸113、ロ
ータ41等が過冷却されて蒸気温度が低下したりする不
具合を防止することができ、水の供給量を削減しながら
膨張機4の出力を増加させることができる。
As described above, since the two water supply systems of the first water passage W1 for supplying high-pressure water and the eleventh water passage W11 for supplying water of lower pressure than that are provided, the high-pressure water is supplied. It is possible to solve the problem when only one water supply system for supplying is provided. That is, excessive pressure water is supplied around the fixed shaft 102 to increase the outflow amount of water to the relay chamber 19, or the fixed shaft 102, the rotary shaft 113, the rotor 41, etc. are supercooled to lower the steam temperature. It is possible to prevent such troubles, and it is possible to increase the output of the expander 4 while reducing the water supply amount.

【0086】以上説明した実施例以外にも、ピストン4
7…の前進運動をロータ41の回転運動に変換する動力
変換装置の構成として、ベーン48…を介さず、ピスト
ン47…の前進運動を直接ローラ71…で受け、環状溝
74,74との係合で回転運動に変換することもでき
る。またベーン48…もローラ71…と環状溝74,7
4との協働により、前述の如くロータチャンバ14の内
周面から略一定間隔で常時離間していればよく、ピスト
ン47…およびローラ71…が、またベーン48…およ
びローラ71…が、各々独立して環状溝74,74と協
働しても良い。
In addition to the embodiments described above, the piston 4
As a structure of a power conversion device for converting the forward motion of 7 ... into the rotary motion of the rotor 41, the forward motion of the piston 47 is directly received by the rollers 71, not through the vanes 48, and the engagement with the annular grooves 74, 74 is performed. It can also be converted into rotary motion. Further, the vanes 48 ... Also the rollers 71 ... And the annular grooves 74, 7
As described above, the pistons 47 and the rollers 71, and the vanes 48 and the rollers 71 are respectively separated from each other by a constant distance from the inner peripheral surface of the rotor chamber 14 in cooperation with each other. It may independently cooperate with the annular grooves 74, 74.

【0087】前記膨張機4を圧縮機として使用する場合
には、回転軸113によりロータ41を図4の反矢印R
方向に回転させて、外気をベーン48…により排気ポー
ト109…からロータチャンバ14内に吸い込んで圧縮
し、このようにして得られた低圧縮空気を吸気ポート1
08…から中継チャンバ19、通孔82b…、第5蒸気
通路S5、第4蒸気通路S4,S4、固定軸102の切
欠86a,86aおよび第3蒸気通路S3…を経てシリ
ンダ44…内に吸入し、そこでピストン47…により圧
縮して高圧縮空気とする。このようにして得られた高圧
縮空気は、シリンダ44…から第3蒸気通路S3…、第
2蒸気通路S2,S2、第1蒸気通路S1および蒸気供
給パイプ91を経て排出される。尚、膨張機4を圧縮機
として使用する場合には、前記蒸気通路S1〜S5およ
び蒸気供給パイプ91は、それぞれ空気通路S1〜S5
および空気供給パイプ91と読み変えるものとする。
When the expander 4 is used as a compressor, the rotor 41 is rotated by the rotary shaft 113 in the direction of arrow R in FIG.
Direction, the outside air is sucked into the rotor chamber 14 from the exhaust ports 109 by the vanes 48, and compressed, and the low compressed air thus obtained is sucked in by the intake port 1.
08 through the relay chamber 19, the through hole 82b, the fifth steam passage S5, the fourth steam passages S4, S4, the notches 86a and 86a of the fixed shaft 102, and the third steam passage S3. Then, it is compressed by the pistons 47 ... The highly compressed air obtained in this manner is discharged from the cylinders 44 through the third steam passages S3, the second steam passages S2 and S2, the first steam passage S1 and the steam supply pipe 91. When the expander 4 is used as a compressor, the steam passages S1 to S5 and the steam supply pipe 91 have air passages S1 to S5, respectively.
And the air supply pipe 91.

【0088】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention can be modified in various ways without departing from the scope of the invention.

【0089】例えば、実施例では回転流体機械として膨
張機4を例示したが、本発明は圧縮機としても適用する
ことができる。
For example, although the expander 4 is illustrated as a rotary fluid machine in the embodiments, the present invention can also be applied as a compressor.

【0090】また実施例では気相作動媒体および液相作
動媒体として蒸気および水を用いているが、他の適宜の
作動媒体を用いることができる。
Although steam and water are used as the vapor-phase working medium and the liquid-phase working medium in the embodiments, other suitable working mediums can be used.

【0091】また実施例では回転軸113の内側スリー
ブ85に外側スリーブ21を焼き嵌めし、かつ固定軸1
02の内側スリーブ87に外側スリーブ88を焼き嵌め
しているが、回転軸113および固定軸102の何れか
一方だけに焼き嵌めを採用することができる。
In the embodiment, the outer sleeve 21 is shrink-fitted to the inner sleeve 85 of the rotary shaft 113, and the fixed shaft 1
Although the outer sleeve 88 is shrink-fitted to the inner sleeve 87 of No. 02, the shrink fit can be adopted to only one of the rotary shaft 113 and the fixed shaft 102.

【0092】[0092]

【発明の効果】以上のように請求項1に記載された発明
によれば、ロータと一体に設けられて固定軸に摺動面を
気密状態に接触させて回転自在に支持された回転軸の少
なくとも内周部が、金属よりも低熱膨張率の材料で形成
した内側スリーブの外周に金属製の外側スリーブを焼き
嵌めして構成されるので、高温の気相作動媒体により回
転軸が膨張しようとしても、内側スリーブの外周に焼き
嵌めされた金属製の外側スリーブの引っ張り残留応力に
より該外側スリーブの熱膨張が抑制されるため、外側ス
リーブと内側スリーブとの間の密着状態が維持される。
その結果、回転軸全体の熱膨張は、低熱膨張率の材料で
形成した内側スリーブの熱膨張に依存することになり、
回転軸の内径の変化を抑制して固定軸との間の摺動面の
クリアランスを安定させることができる。
As described above, according to the invention described in claim 1, the rotary shaft is provided integrally with the rotor and rotatably supported by contacting the fixed shaft with the sliding surface in an airtight state. Since at least the inner peripheral portion is formed by shrink-fitting the outer sleeve made of metal on the outer periphery of the inner sleeve formed of a material having a coefficient of thermal expansion lower than that of metal, the rotating shaft is about to expand due to the high temperature gas working medium. However, thermal expansion of the outer sleeve is suppressed by the tensile residual stress of the metal outer sleeve that is shrink-fitted to the outer periphery of the inner sleeve, so that the close contact between the outer sleeve and the inner sleeve is maintained.
As a result, the thermal expansion of the entire rotary shaft depends on the thermal expansion of the inner sleeve formed of the material having a low coefficient of thermal expansion,
It is possible to suppress the change in the inner diameter of the rotating shaft and stabilize the clearance of the sliding surface between the rotating shaft and the fixed shaft.

【0093】また請求項2に記載された発明によれば、
ケーシングに固定されて摺動面を気密状態に接触させて
回転軸を回転自在に支持する固定軸の少なくとも外周部
が、金属よりも低熱膨張率の材料で形成した内側スリー
ブの外周に金属製の外側スリーブを焼き嵌めして構成さ
れるので、高温の気相作動媒体により固定軸が膨張しよ
うとしても、内側スリーブの外周に焼き嵌めされた金属
製の外側スリーブの引っ張り残留応力により該外側スリ
ーブの熱膨張が抑制されるため、外側スリーブと内側ス
リーブとの間の密着状態が維持される。その結果、固定
軸全体の熱膨張は、低熱膨張率の材料で形成した内側ス
リーブの熱膨張に依存することになり、固定軸の外径の
変化を抑制して回転軸との間の摺動面のクリアランスを
安定させることができる。
According to the invention described in claim 2,
At least the outer periphery of the fixed shaft, which is fixed to the casing and supports the rotating shaft rotatably by bringing the sliding surface into contact with the airtight state, has at least the outer periphery of the inner sleeve formed of a material having a thermal expansion coefficient lower than that of the metal. Since the outer sleeve is shrink-fitted, even if the fixed shaft expands due to the high temperature working medium, the tensile residual stress of the metal outer sleeve shrink-fitted to the outer circumference of the inner sleeve causes the outer sleeve to shrink. Since the thermal expansion is suppressed, the close contact state between the outer sleeve and the inner sleeve is maintained. As a result, the thermal expansion of the fixed shaft as a whole depends on the thermal expansion of the inner sleeve made of a material having a low coefficient of thermal expansion, which suppresses the change in the outer diameter of the fixed shaft and slides between it and the rotating shaft. The surface clearance can be stabilized.

【0094】また請求項3に記載された発明によれば、
ロータと一体に設けられて固定軸に摺動面を気密状態に
接触させて回転自在に支持された回転軸の少なくとも内
周部が、金属よりも低熱膨張率の材料で形成した内側ス
リーブの外周に金属製の外側スリーブを焼き嵌めして構
成されるので、高温の気相作動媒体により回転軸が膨張
しようとしても、内側スリーブの外周に焼き嵌めされた
金属製の外側スリーブの引っ張り残留応力により該外側
スリーブの熱膨張が抑制されるため、外側スリーブと内
側スリーブとの間の密着状態が維持される。更に、ケー
シングに固定されて摺動面を気密状態に接触させて回転
軸を回転自在に支持する固定軸の少なくとも外周部が、
金属よりも低熱膨張率の材料で形成した内側スリーブの
外周に金属製の外側スリーブを焼き嵌めして構成される
ので、高温の気相作動媒体により固定軸が膨張しようと
しても、内側スリーブの外周に焼き嵌めされた金属製の
外側スリーブの引っ張り残留応力により該外側スリーブ
の熱膨張が抑制されるため、外側スリーブと内側スリー
ブとの間の密着状態が維持される。その結果、回転軸全
体の熱膨張は、低熱膨張率の材料で形成した内側スリー
ブの熱膨張に依存して回転軸の内径の変化が抑制され、
かつ固定軸全体の熱膨張は、低熱膨張率の材料で形成し
た内側スリーブの熱膨張に依存して固定軸の外径の変化
が抑制され、その相乗効果で回転軸および固定軸間の摺
動面のクリアランスを安定させることができる。
According to the invention described in claim 3,
The outer circumference of the inner sleeve, which is formed integrally with the rotor and is rotatably supported by bringing the sliding surface into contact with the fixed shaft in an airtight state so that at least the inner peripheral portion is made of a material having a thermal expansion coefficient lower than that of metal Since the outer sleeve made of metal is shrink-fitted to the inner side of the inner sleeve, the tensile residual stress of the outer sleeve made of metal that is shrink-fitted to the outer circumference of the inner sleeve causes the rotating shaft to expand due to the high temperature working medium. Since the thermal expansion of the outer sleeve is suppressed, the close contact between the outer sleeve and the inner sleeve is maintained. Further, at least the outer peripheral portion of the fixed shaft, which is fixed to the casing and rotatably supports the rotating shaft by bringing the sliding surface into contact with the airtight state,
Since the outer sleeve made of metal is shrink-fitted onto the outer circumference of the inner sleeve made of a material having a coefficient of thermal expansion lower than that of metal, even if the fixed shaft tries to expand due to the high temperature vapor working medium, the outer circumference of the inner sleeve The thermal expansion of the outer sleeve is suppressed by the tensile residual stress of the metal outer sleeve that is shrink-fitted to the outer sleeve, so that the close contact between the outer sleeve and the inner sleeve is maintained. As a result, the thermal expansion of the entire rotary shaft depends on the thermal expansion of the inner sleeve formed of a material having a low coefficient of thermal expansion to suppress the change in the inner diameter of the rotary shaft,
In addition, the thermal expansion of the entire fixed shaft depends on the thermal expansion of the inner sleeve made of a material with a low coefficient of thermal expansion, and the change in the outer diameter of the fixed shaft is suppressed. The surface clearance can be stabilized.

【0095】また請求項4に記載された発明によれば、
固定軸の金属製の外側スリーブに、セラミック等の低膨
張率の材料に施すことが難しい低摩擦材のコーティング
を施したので、回転軸との摺動面の摩擦抵抗を一層低減
することができる。
According to the invention described in claim 4,
Since the metal outer sleeve of the fixed shaft is coated with a low-friction material that is difficult to apply to a material with a low coefficient of expansion such as ceramics, it is possible to further reduce the frictional resistance of the sliding surface with the rotating shaft. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】内燃機関の廃熱回収装置の概略図FIG. 1 is a schematic diagram of a waste heat recovery device for an internal combustion engine.

【図2】図4の2−2線断面図に相当する膨張機の縦断
面図
2 is a vertical cross-sectional view of an expander corresponding to the cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG.

【図3】図2の軸線周りの拡大断面図FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view around the axis of FIG.

【図4】図2の4−4線断面図FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG.

【図5】図2の5−5線断面図5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG.

【図6】図2の6−6線断面図6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG.

【図7】図5の7−7線断面図7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG.

【図8】図5の8−8線断面図8 is a sectional view taken along line 8-8 of FIG.

【図9】図8の9−9線断面図9 is a sectional view taken along line 9-9 of FIG.

【図10】図3の10−10線断面図10 is a sectional view taken along line 10-10 of FIG.

【図11】ロータの分解斜視図FIG. 11 is an exploded perspective view of a rotor

【図12】ロータの潤滑水分配部の分解斜視図FIG. 12 is an exploded perspective view of a lubricating water distributor of the rotor.

【図13】ロータチャンバおよびロータの断面形状を示
す模式図
FIG. 13 is a schematic diagram showing a cross-sectional shape of a rotor chamber and a rotor.

【図14】回転バルブおよび固定軸支持ばねを示す、図
3の要部拡大図
14 is an enlarged view of a main part of FIG. 3, showing a rotary valve and a fixed shaft support spring.

【図15】固定軸の外周面を示す、図2の要部拡大図FIG. 15 is an enlarged view of a main part of FIG. 2, showing an outer peripheral surface of a fixed shaft.

【図16】図14の16−16線断面図16 is a sectional view taken along line 16-16 of FIG.

【図17】第1固定軸の要部拡大図FIG. 17 is an enlarged view of a main part of the first fixed shaft.

【図18】ノズル部材の拡大図FIG. 18 is an enlarged view of a nozzle member.

【図19】図14の19−19線断面図FIG. 19 is a sectional view taken along line 19-19 of FIG.

【図20】固定スリーブを焼き嵌めした場合の作用を説
明する図
FIG. 20 is a view for explaining the operation when the fixed sleeve is shrink-fitted.

【図21】固定軸および回転軸の熱膨張の関係を示すグ
ラフ図
FIG. 21 is a graph showing the relationship of thermal expansion between a fixed shaft and a rotating shaft.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ケーシング 21 外側スリーブ 41 ロータ 85 内側スリーブ 87 内側スリーブ 88 外側スリーブ 102 固定軸 113 回転軸 V 回転バルブ 11 casing 21 Outer sleeve 41 rotor 85 Inner sleeve 87 Inner sleeve 88 outer sleeve 102 fixed axis 113 rotation axis V rotary valve

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01L 15/08 F01L 15/08 (72)発明者 市川 浩 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 高橋 勤 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 3G081 BA06 BB00 BC07 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01L 15/08 F01L 15/08 (72) Inventor Hiroshi Ichikawa 1-4-1 Chuo Wako-shi, Saitama Stock Company Honda Inside Technical Research Institute (72) Inventor Tsutomu Takahashi 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Stock Company Honda Technical Research Institute F-term (reference) 3G081 BA06 BB00 BC07

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ケーシング(11)内に回転自在に収容
したロータ(41)と、ロータ(41)と一体に回転す
る中空の回転軸(113)と、ケーシング(11)に固
定した固定軸(102)と、固定軸(102)および回
転軸(113)の摺動面に形成されて高温の気相作動媒
体の供給・排出を制御する回転バルブ(V)とを備えた
回転流体機械において、 回転軸(113)の少なくとも内周部を、金属よりも低
熱膨張率の材料で形成した内側スリーブ(85)の外周
に金属製の外側スリーブ(21)を焼き嵌めして構成し
たことを特徴とする回転流体機械。
1. A rotor (41) rotatably housed in a casing (11), a hollow rotary shaft (113) which rotates integrally with the rotor (41), and a fixed shaft (fixed) fixed to the casing (11). 102) and a rotary valve (V) which is formed on the sliding surfaces of the fixed shaft (102) and the rotary shaft (113) and controls the supply and discharge of the high-temperature working medium in a gas phase, At least the inner peripheral portion of the rotating shaft (113) is configured by shrink-fitting a metal outer sleeve (21) on the outer periphery of an inner sleeve (85) formed of a material having a coefficient of thermal expansion lower than that of metal. Rotating fluid machinery.
【請求項2】 ケーシング(11)内に回転自在に収容
したロータ(41)と、ロータ(41)と一体に回転す
る中空の回転軸(113)と、ケーシング(11)に固
定した固定軸(102)と、固定軸(102)および回
転軸(113)の摺動面に形成されて高温の気相作動媒
体の供給・排出を制御する回転バルブ(V)とを備えた
回転流体機械において、 固定軸(102)の少なくとも外周部を、金属よりも低
熱膨張率の材料で形成した内側スリーブ(87)の外周
に金属製の外側スリーブ(88)を焼き嵌めして構成し
たことを特徴とする回転流体機械。
2. A rotor (41) rotatably housed in a casing (11), a hollow rotating shaft (113) which rotates integrally with the rotor (41), and a fixed shaft fixed to the casing (11). 102) and a rotary valve (V) which is formed on the sliding surfaces of the fixed shaft (102) and the rotary shaft (113) and controls the supply and discharge of the high-temperature working medium in a gas phase, At least the outer peripheral portion of the fixed shaft (102) is characterized in that a metal outer sleeve (88) is shrink-fitted to the outer periphery of an inner sleeve (87) formed of a material having a coefficient of thermal expansion lower than that of metal. Rotating fluid machinery.
【請求項3】 ケーシング(11)内に回転自在に収容
したロータ(41)と、ロータ(41)と一体に回転す
る中空の回転軸(113)と、ケーシング(11)に固
定した固定軸(102)と、固定軸(102)および回
転軸(113)の摺動面に形成されて高温の気相作動媒
体の供給・排出を制御する回転バルブ(V)とを備えた
回転流体機械において、 回転軸(113)の少なくとも内周部を、金属よりも低
熱膨張率の材料で形成した内側スリーブ(85)の外周
に金属製の外側スリーブ(21)を焼き嵌めして構成す
るとともに、固定軸(102)の少なくとも外周部を、
金属よりも低熱膨張率の材料で形成した内側スリーブ
(87)の外周に金属製の外側スリーブ(88)を焼き
嵌めして構成したことを特徴とする回転流体機械。
3. A rotor (41) rotatably housed in a casing (11), a hollow rotary shaft (113) which rotates integrally with the rotor (41), and a fixed shaft fixed to the casing (11). 102) and a rotary valve (V) which is formed on the sliding surfaces of the fixed shaft (102) and the rotary shaft (113) and controls the supply and discharge of the high-temperature working medium in a gas phase, At least the inner peripheral portion of the rotating shaft (113) is configured by shrink-fitting a metal outer sleeve (21) on the outer periphery of an inner sleeve (85) formed of a material having a coefficient of thermal expansion lower than that of a metal, and a fixed shaft. At least the outer peripheral portion of (102)
A rotary fluid machine comprising an inner sleeve (87) made of a material having a coefficient of thermal expansion lower than that of a metal, and an outer sleeve (88) made of metal, which is shrink-fitted to the outer periphery of the inner sleeve (87).
【請求項4】 固定軸(102)の金属製の外側スリー
ブ(88)の外周に低摩擦材のコーティング加工を施し
たことを特徴とする、請求項2または請求項3に記載の
回転流体機械。
4. The rotary fluid machine according to claim 2, wherein the outer circumference of the metal outer sleeve (88) of the fixed shaft (102) is coated with a low friction material. .
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