JP2836150B2 - 発電装置 - Google Patents
発電装置Info
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- JP2836150B2 JP2836150B2 JP1341001A JP34100189A JP2836150B2 JP 2836150 B2 JP2836150 B2 JP 2836150B2 JP 1341001 A JP1341001 A JP 1341001A JP 34100189 A JP34100189 A JP 34100189A JP 2836150 B2 JP2836150 B2 JP 2836150B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関の排気ガスエネルギーを回収利用で
きる発電装置に関する。
きる発電装置に関する。
（従来の技術） 例えば、自動車用内燃機関の排気ガスエネルギーを実
トルクまたは動力に変換して回収する方法として、排気
ガスエネルギーによって排気タービンを回転させ、その
回転力を歯車列を介して内燃機関のクランク軸に回収す
ることが試みられている。
トルクまたは動力に変換して回収する方法として、排気
ガスエネルギーによって排気タービンを回転させ、その
回転力を歯車列を介して内燃機関のクランク軸に回収す
ることが試みられている。
しかしながら、このような排気ガスエネルギーの回収
方法では、回転変動に対する追従性が悪かったり、ま
た、排気タービンの回転速度が非常に高いために、これ
の減速するための減速装置を実用化することが、構成複
雑化や動力伝達効率悪化等を招くという理由により困難
であり、実用段階に至っていない。
方法では、回転変動に対する追従性が悪かったり、ま
た、排気タービンの回転速度が非常に高いために、これ
の減速するための減速装置を実用化することが、構成複
雑化や動力伝達効率悪化等を招くという理由により困難
であり、実用段階に至っていない。
一方、発電機は発電機ロータの回転速度が高いほど発
電容量が大きく、したがって、排気エネルギーによって
高速回転する排気タービンにより発電機を駆動すること
は、排気エネルギーを効率的に利用する最も有効な手段
といえる。
電容量が大きく、したがって、排気エネルギーによって
高速回転する排気タービンにより発電機を駆動すること
は、排気エネルギーを効率的に利用する最も有効な手段
といえる。
ところが、例えば、排気タービンにより同期発電機を
駆動して回生エネルギーを内燃機関に供給する場合に、
その誘起電圧を回転子巻線からブラシを介して取り出し
たり、あるいは永久磁石のロータの周囲に配した固定子
巻線から得るのが一般的であり、通常の発電機のように
ロータスピードが3000回転前後ならともかく、20000回
転以上の高速では、フリクションの増大、摩擦あるいは
摺動ショックによる破損を免れ得ない。
駆動して回生エネルギーを内燃機関に供給する場合に、
その誘起電圧を回転子巻線からブラシを介して取り出し
たり、あるいは永久磁石のロータの周囲に配した固定子
巻線から得るのが一般的であり、通常の発電機のように
ロータスピードが3000回転前後ならともかく、20000回
転以上の高速では、フリクションの増大、摩擦あるいは
摺動ショックによる破損を免れ得ない。
そこで、永久磁石からなるロータの外周部にチタン合
金等のスリーブを嵌合し、高速回転に伴なう遠心力によ
りロータが破壊することを防止するものが提案されてお
り、例えば、本願出願人により提案された特開昭62−25
4649号公報に記載されている。
金等のスリーブを嵌合し、高速回転に伴なう遠心力によ
りロータが破壊することを防止するものが提案されてお
り、例えば、本願出願人により提案された特開昭62−25
4649号公報に記載されている。
また、永久磁石からなるロータの外周部に炭素繊維を
捲着し、同様に、高速回転に伴なう遠心力によりロータ
が破壊することを防止するものが提案されており、例え
ば、本願出願人により提案された特開昭60−197144号公
報に記載されている。
捲着し、同様に、高速回転に伴なう遠心力によりロータ
が破壊することを防止するものが提案されており、例え
ば、本願出願人により提案された特開昭60−197144号公
報に記載されている。
（発明が解決しようとする課題） ところが、上記公報に記載されているように、金属材
料からスリーブや炭素繊維をロータに用いると、該スリ
ーブ及び炭素繊維の熱伝導率が大であるため、ロータを
構成する永久磁石が高温度となり、減磁されてしまうと
いう問題がある。
料からスリーブや炭素繊維をロータに用いると、該スリ
ーブ及び炭素繊維の熱伝導率が大であるため、ロータを
構成する永久磁石が高温度となり、減磁されてしまうと
いう問題がある。
本発明はかかる従来の欠点に鑑みなされたもので、永
久磁石からなるロータを外部から断熱すると共に、遠心
力による破壊を防止する発電装置を提供することを目的
とする。
久磁石からなるロータを外部から断熱すると共に、遠心
力による破壊を防止する発電装置を提供することを目的
とする。
（課題を解決するための手段） 本発明によると、内燃機関の排気ガスエネルギーによ
って駆動されるタービンに連結した発電装置であって、
ロータ軸の外周に、低熱伝導率であるチタン系無機繊維
を樹脂と共に円周方向に捲着した層と、同じく樹脂と共
に軸方向に捲着した層とにより被覆された希土類磁石ロ
ータを有することを特徴とする発電装置を提供できる。
って駆動されるタービンに連結した発電装置であって、
ロータ軸の外周に、低熱伝導率であるチタン系無機繊維
を樹脂と共に円周方向に捲着した層と、同じく樹脂と共
に軸方向に捲着した層とにより被覆された希土類磁石ロ
ータを有することを特徴とする発電装置を提供できる。
（作用） 本発明の発電装置では、チンタ系無機繊維を円周方向
に捲着した層により、ロータを遠心力により破壊から防
護し、軸方向に捲着した層によりロータを外部に対して
断熱する。
に捲着した層により、ロータを遠心力により破壊から防
護し、軸方向に捲着した層によりロータを外部に対して
断熱する。
（実施例） 次に、本発明にかかる発電装置の一実施例を図面を用
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
第１図は、本願発明による発電装置が配設されている
ターボチャージャの断面図である。
ターボチャージャの断面図である。
第１図において、１はターボチャージャであり、11
は、該ターボチャージャ１の内部に配設されている排気
タービンである。
は、該ターボチャージャ１の内部に配設されている排気
タービンである。
12は、スクロール部を有するタービンハウジングであ
り、スクロール部を内燃機関の排気管に接続し、該スク
ロール部に導入される排気ガスのエネルギーによって、
排気タービン11が回転し、排気ガスは軸方向に設けられ
た排気出口13から図示しない排気管を介して排出され
る。
り、スクロール部を内燃機関の排気管に接続し、該スク
ロール部に導入される排気ガスのエネルギーによって、
排気タービン11が回転し、排気ガスは軸方向に設けられ
た排気出口13から図示しない排気管を介して排出され
る。
上記排気タービン11は発電機15のロータ軸14とともに
セラミック材によって一体形成されている。
セラミック材によって一体形成されている。
ここで、ロータ軸14は高速時にアンバランス質量によ
って遠心力変形の発生を防止する、サーメット等のヤン
グ率の大きいセラミック材によって構成される。
って遠心力変形の発生を防止する、サーメット等のヤン
グ率の大きいセラミック材によって構成される。
発電機15はロータ軸14と、このロータ軸14に嵌合結合
した磁力の強い希土類の磁石ロータ２と、該磁石ロータ
２の外側に対向配置されたステータコイル16およびスタ
ータコア17とによって構成されている。
した磁力の強い希土類の磁石ロータ２と、該磁石ロータ
２の外側に対向配置されたステータコイル16およびスタ
ータコア17とによって構成されている。
また、ロータ軸14の他方端には吸気コンプレッサ18が
接続されており、吸入口19からの吸気を圧縮し、エンジ
ンの吸気口に圧送する。
接続されており、吸入口19からの吸気を圧縮し、エンジ
ンの吸気口に圧送する。
次に、本発明による発電装置について説明する。
第２図は、ロータ及びその周辺部の断面図である。
２は上述のごとく磁石ロータであり、サマリウム−コ
バルト系の希土類磁性体から構成されている。
バルト系の希土類磁性体から構成されている。
よって、磁力が通常の磁石に比較して格段に強く、磁
石として最適であるが、抗折力、抗張力は極めて小さ
く、遠心力を大きく受ける高速発電機の磁石ロータとし
て、このまま使うことができない。
石として最適であるが、抗折力、抗張力は極めて小さ
く、遠心力を大きく受ける高速発電機の磁石ロータとし
て、このまま使うことができない。
このため、磁石ロータ２の外周には、エポキシ樹脂に
侵漬し、表面が該エポキシ樹脂により被覆されているチ
タン系無機繊維を円周方向に捲着した破壊防止層３が形
成されている。
侵漬し、表面が該エポキシ樹脂により被覆されているチ
タン系無機繊維を円周方向に捲着した破壊防止層３が形
成されている。
ところで、該チンタ系無機繊維とは、Si−Ti−Ｃ−Ｏ
からなる無為の長繊維であり、商品名がチラノ繊維（宇
部興産製）として知られているものと同等のものであ
る。
からなる無為の長繊維であり、商品名がチラノ繊維（宇
部興産製）として知られているものと同等のものであ
る。
また、上記破壊防止層３の外周部及び磁石ロータ２と
ロータ軸14との間には、上記破壊防止層３と同様にエポ
キシ樹脂に侵漬し、表面が該エポキシ樹脂により被覆さ
れているチタン系無機繊維を軸方向に捲着した断熱層４
が形成されている。
ロータ軸14との間には、上記破壊防止層３と同様にエポ
キシ樹脂に侵漬し、表面が該エポキシ樹脂により被覆さ
れているチタン系無機繊維を軸方向に捲着した断熱層４
が形成されている。
該チタン系無機繊維は低熱伝導率（約0.003cal/cm・s
ec・℃）であるため、磁石ロータ２をロータ軸14及び外
部から断熱することができる。
ec・℃）であるため、磁石ロータ２をロータ軸14及び外
部から断熱することができる。
本発明の効果を確認するため、チタン系無機繊維の代
わりに炭素繊維を用いたものを作成し、両者の破壊回転
数を確認する実験を行なった。
わりに炭素繊維を用いたものを作成し、両者の破壊回転
数を確認する実験を行なった。
該実験結果を以下の表に示す。
本表から明らかなように、本発明によるものは、炭素
繊維を使用したものより、耐破壊性に優れている。
繊維を使用したものより、耐破壊性に優れている。
これは、エポキシ樹脂とチタン系無機繊維との濡れ性
が、エポキシ樹脂と炭素繊維の濡れ性より大であること
に起因しているものと考えられる。
が、エポキシ樹脂と炭素繊維の濡れ性より大であること
に起因しているものと考えられる。
また、本発明の場合及び比較例の場合共に、ロータ軸
温度が上昇すると、強度が低下するのは、マトリクスで
あるエポキシ樹脂の温度上昇に伴なう強度低下によるも
のと考えられる。
温度が上昇すると、強度が低下するのは、マトリクスで
あるエポキシ樹脂の温度上昇に伴なう強度低下によるも
のと考えられる。
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本
発明の精神から逸れないかぎりで、種々の異なる実施例
は容易に構成でき、よって、本発明は前記特許請求の範
囲において記載した限定以外、特定の実施例に制約され
るものではない。
発明の精神から逸れないかぎりで、種々の異なる実施例
は容易に構成でき、よって、本発明は前記特許請求の範
囲において記載した限定以外、特定の実施例に制約され
るものではない。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、チタン系無機
繊維を円周方向に捲着した層により、ロータを遠心力に
よる破壊から防護し、軸方向に捲着した層によりロータ
を外部に対して断熱するので、永久磁石からなるロータ
を外部から断熱すると共に、遠心力による破壊を防止す
る発電装置を提供できる。
繊維を円周方向に捲着した層により、ロータを遠心力に
よる破壊から防護し、軸方向に捲着した層によりロータ
を外部に対して断熱するので、永久磁石からなるロータ
を外部から断熱すると共に、遠心力による破壊を防止す
る発電装置を提供できる。
第１図は、本願発明による発電装置が配設されているタ
ーボチャージャの断面図、第２図は、ロータ及びその周
辺部の断面図である。 １……ターボチャージャ、２……磁石ロータ、３……破
壊防止層、４……断熱層、11……排気タービン、14……
ロータ軸、15……発電機、16……ステータコイル、17…
…ステータコア。
ーボチャージャの断面図、第２図は、ロータ及びその周
辺部の断面図である。 １……ターボチャージャ、２……磁石ロータ、３……破
壊防止層、４……断熱層、11……排気タービン、14……
ロータ軸、15……発電機、16……ステータコイル、17…
…ステータコア。
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の排気ガスエネルギーによって駆
動されるタービンに連結した発電装置であって、ロータ
軸の外周に、低熱伝導率であるチタン系無機繊維を樹脂
と共に円周方向に捲着した層と、同じく樹脂と共に軸方
向に捲着した層とにより被覆された希土類磁石ロータを
有することを特徴とする発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341001A JP2836150B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341001A JP2836150B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03203540A JPH03203540A (ja) | 1991-09-05 |
| JP2836150B2 true JP2836150B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=18342287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1341001A Expired - Fee Related JP2836150B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2836150B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0854558A3 (en) * | 1997-01-21 | 2000-07-12 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Structure of a rotor for generators and method of manufacturing the same rotor |
| JP2006217740A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Kofu Meidensha:Kk | 超高速回転用ブラシレスモータ |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP1341001A patent/JP2836150B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03203540A (ja) | 1991-09-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |