JPH01208526A - ターボコンプレッサ起動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は燃料電池発電プラント等において使用されるタ
ーボコンプレッサ起動装置に関するものである。

（従来の技術） −ｆｆｉに、燃料電池発電システムは第５図のように構
成されている。

同図において、燃ｆｌｆ池１の反応物質として水素と空
気が使用されているが、この水素は天然ガス（メタン）
またはナフサを燃料改質器２により水素、−ａ化炭素、
二酸化炭素に改質することにより得ている。燃料改質器
２における燃料改質には燃料と水蒸気を約９００°Ｃの
温度で反応させることが必要であり、そのなめ、燃料改
質器２には燃焼器３が組込まれ、燃料改質器２を加熱す
るようになっている。

一方、燃焼器３からの排ガスは燃料電池１へ圧縮空気を
供給するターボコンプレッサの駆動用熱源として利用さ
れる。圧縮空気の供給量の調整はターボコンプレッサの
出力を調整することによって行われるが、そのターボコ
ンプレッサの上流側には補助燃焼器５が設けられ、ター
ボコンプレッサ４のタービン入口温度制御と空気供給系
起動時の燃焼器の働きを行っている。

前述のようにターボコンプレッサ４は起動時には補助燃
焼器５の燃焼ガスにより駆動されるが、起動開始時には
補助燃焼器５からの燃焼ガスが供給されないため、ター
ボコンプレッサを起動させるための装置が別に必要であ
る。すなわち、補助燃焼器５からの燃焼ガスがターボコ
ンプレッサ４を駆動できる状態になるまで、ターボコン
プレッサ４の回転数を上昇させることのできるターボコ
ンプレッサ起動装置が必要である。

従来のターボコンプレッサ起動装置は、第６図に示すよ
うに、ケーシング６の外周部に設けた小室７に配管８を
介して高圧空気９を空気人口１１より導入し、ケーシン
グ６の内面に設けた複数の空気噴射孔１０よりインペラ
１２に向けて噴射用空気１３を噴射させてロータ１４を
回転させるよう構成されており、このターボコンプレッ
サ起動装置によりターボコンプレッサ４が補助燃焼器５
の燃焼ガスによって駆動されるようになるまでターボコ
ンプレッサを昇速させる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、空気噴射孔１０からの空気噴射は前述のよう
に、ターボコンプレッサ４が補助燃焼器５の燃焼ガスで
駆動されるようになれば中止されるが、圧縮空気の通路
に複数の空気噴射孔１０が開口しているために、空気の
流れが空気噴射孔１０と共振し、ロータ１４やケーシン
グ６等の各部に振動現象が発生することがある。

この振動が過大となった場合には、ターボコンプレッサ
４は緊急停止させなければならない、また、インペラ１
２の破損や軸受けの損傷など、発電プラント運用に重大
な支障を発生させるおそれがある。

従って、空気噴射終了後（起動完了後）の通常運転時に
おいて、運転に支障が出るような共振を生じさせないタ
ーボコンプレッサ起動装置が必要である。

本発明は上述した従来技術の欠点を改善すべくなされた
もので、通常運転時に、コンプレッサのインペラ部の近
傍を流れる空気が空気噴射孔と共振してターボコンプレ
ッサに振動が発生することを防止したターボコンプレッ
サ起動装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のターボコンプレッサは、コンプレッサケーシン
グの内面に設けた複数の空気噴射孔よりインペラに高圧
空気を噴射して起動させるターボコンプレッサにおいて
、前記空気噴射孔に仕切りを設け、ターボコンプレッサ
の起動中には前記仕切りが開き、起動完了後には前記仕
切りが閉じるように構成したことを特徴とするものであ
る。

（作用） 上述のように構成した本発明装置において、空気噴射孔
に設けた仕切りはターボコンプレッサの起動時には開い
て、インペラに空気を噴射しているが、起動完了後に空
気噴射が中止されると仕切りは閉じる。

従って、通常運転時にコンプレッサのインペラ部を流れ
る空気が空気噴射孔と共振してターボコンプレッサに振
動が発生することは防止される。

（実施例） 次に、第１図ないし第４図を参照して本発明装置の実施
例を説明する。なお、これらの図において、第６図にお
けると同一部分には同一符号を付し、相違点のみを説明
する。

本発明装置においては、第１図に示すようにケーシング
６の外周面に設けた小室７の一端に開けられた空気噴射
孔１０に、仕切り１５が可動的に取付けられている。こ
の仕切り１５は、第２図に示すように、ケーシング６に
設けた出入孔１６内に後退できるよう、連結機構１７を
介して駆動装！（図示せず）に連結されている。なお、
仕切り１５は後退時には出入孔１６を閉塞し、前進時（
第２図の１５′の状態）には、ケーシング６との間に段
差が生じないよう仕切りの外面はケーシング６の内周面
と同一曲面に成型されている。

このような構成の本発明装置においては、ターボコンプ
レッサ４を起動する際、外部から配管８を通して高圧空
気９を空気人口１１より小室７に導入し、空気噴射孔１
０よりイ゛ンペラ１２へ向けて噴射する。この場合、仕
切り１５は空気噴射する前にモータ等の駆動装置によっ
て出入孔１６内に後退し、噴射用空気１３の噴射を妨害
しない。

一方、起動完了時には、空気の噴射が中止されると、仕
切り１５は駆動装置により１５′の位置まで前進し、空
気噴射孔１０を閉じる。

このように本発明装置においては、ターボコンプレッサ
４の起動完了後には、仕切り１５を閉じることによって
ターボコンプレッサ４の吐出空気流れが共振するような
開口部がケーシングの内壁面には存在しなくなり、空気
流の共振に基づくターボコンプレッサの振動発生を防止
できる。

第３図と第４図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例では、仕切り２０はバネ２１、連結棒２２、
支持体２３を介して小室７の出口内壁に取付けられてい
る。

仕切り２０はターボコンプレッサ４が停止中、及び通常
運転時には、第３図に示すように、バネ２１によりケー
シング６に押付けられ、空気噴射孔１０を閉ざしている
。また起動時には、第４図に示すように、噴射用空気１
３の圧力がバネ２１の力に打ち勝つと、仕切り２０を押
し開き、噴射用空気を噴射する。起動が完了し、噴射用
空気の噴射が中止されると、バネ２１の力で仕切り２０
は再び閉じる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明のターボコンプレッサ起動装
置においては、空気噴射孔に設けた仕切りをターボコン
プレッサの起動完了後に閉じるようにしたので、コンプ
レッサの吐出空気の流れが空気噴射孔と共振することが
なくなる。従って、ターボコンプレッサの振動や騒音を
防止でき、またプラントの信頼性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は第１図
の部分拡大図、第３図及び第４図は本発明の他の実施例
を示す部分拡大図、第５図は燃料電池発電プラントの概
略系統図、第６図は従来のターボコンプレッサ起動装置
を例示する部分拡大図である。 ４１・・・・・・・・・燃料電池 ２・・・・・・・・・燃料改質器 ３・・・・・・・・・燃焼器 ４・・・・・・・・・ターボコンプレッサ５・・・・・
・・・・補助燃焼器 ６・・・・・・・・・ケーシング ア・・・・・・・・・小室 ８・・・・・・・・・配管 ９・・・・・・・・・高圧空気 １０・・・・・・・・・空気噴射孔 １１・・・・・・・・・空気入口 １２・・・・・・・・・インペラ １３・・・・・・・・・噴射用空気 １４・・・・・・・・・ロータ １５．２０・・・・・・・・・仕切り １６・・・・・・・・・出入孔 １７・・・・・・・・・連結機構 ２１・・・・・・・・・バネ ２２・・・・・・・・・連結棒 ２３・・・・・・・・・支持体 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　第子丸　　健 第１０ 第４： 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンプレッサケーシングの内面に設けた複数の空
   気噴射孔よりインペラに高圧空気を噴射して起動させる
   ターボコンプレッサにおいて、前記空気噴射孔に仕切り
   を設け、ターボコンプレッサの起動中には前記仕切りが
   開き、起動完了後には前記仕切りが閉じるように構成し
   たことを特徴とするターボコンプレッサ起動装置。