JPH09112207A - 一体型タービン発電機 - Google Patents
一体型タービン発電機Info
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- JPH09112207A JPH09112207A JP26989895A JP26989895A JPH09112207A JP H09112207 A JPH09112207 A JP H09112207A JP 26989895 A JP26989895 A JP 26989895A JP 26989895 A JP26989895 A JP 26989895A JP H09112207 A JPH09112207 A JP H09112207A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 タービン翼と発電機が一体となったタービン
発電機において、蒸気圧による回転軸方向の力を低減
し、スラスト磁気軸受の出力を軽減すること。 【解決手段】 発電機（３）の回転軸（８）の両端に一
対のタービン翼（４ａ），（４ｂ）を対称に取付けると
ともに、各蒸気入口配管（１ａ），（１ｂ）の圧力損失
が分岐部から各タービン翼（４ａ），（４ｂ）の入口ま
で互いに等しく、また各蒸気出口配管（２ａ），（２
ｂ）の圧力損失が各タービン翼（４ａ），（４ｂ）の出
口から合流部まで互いに等しくなるように製作する。
発電機において、蒸気圧による回転軸方向の力を低減
し、スラスト磁気軸受の出力を軽減すること。 【解決手段】 発電機（３）の回転軸（８）の両端に一
対のタービン翼（４ａ），（４ｂ）を対称に取付けると
ともに、各蒸気入口配管（１ａ），（１ｂ）の圧力損失
が分岐部から各タービン翼（４ａ），（４ｂ）の入口ま
で互いに等しく、また各蒸気出口配管（２ａ），（２
ｂ）の圧力損失が各タービン翼（４ａ），（４ｂ）の出
口から合流部まで互いに等しくなるように製作する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低温排熱回収用等
に用いられるタービン翼と発電機が一体となったタービ
ン発電機に関する。
に用いられるタービン翼と発電機が一体となったタービ
ン発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の一体型タービン発電機の一
例を示す構成図である。ケーシング（７）内には、回転
軸（８）の一端にタービン翼（４）が取付けられ、ま
た、回転軸（８）の中央部には発電機（３）が取付けら
れている。更に発電機（３）の両側にはラジアル磁気軸
受（５）が取付けられている。そして、タービン翼
（４）の反対側にはスラスト磁気軸受（６）が設けられ
ている。
例を示す構成図である。ケーシング（７）内には、回転
軸（８）の一端にタービン翼（４）が取付けられ、ま
た、回転軸（８）の中央部には発電機（３）が取付けら
れている。更に発電機（３）の両側にはラジアル磁気軸
受（５）が取付けられている。そして、タービン翼
（４）の反対側にはスラスト磁気軸受（６）が設けられ
ている。
【０００３】このような一体型タービン発電機では、蒸
気入口配管（１）から流入した蒸気がタービン翼（４）
を駆動し、同軸の発電機（３）を回転させて発電してい
る。
気入口配管（１）から流入した蒸気がタービン翼（４）
を駆動し、同軸の発電機（３）を回転させて発電してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の一体型ター
ビン発電機では、タービン翼（４）に加わる蒸気圧によ
って生じる軸方向の大きな力が、すべてスラスト磁気軸
受（６）に加わる。したがって、軸方向の変位を制御す
るため、スラスト磁気軸受（６）は、その大きな軸方向
の力以上の反力を出力するものでなければならなかっ
た。
ビン発電機では、タービン翼（４）に加わる蒸気圧によ
って生じる軸方向の大きな力が、すべてスラスト磁気軸
受（６）に加わる。したがって、軸方向の変位を制御す
るため、スラスト磁気軸受（６）は、その大きな軸方向
の力以上の反力を出力するものでなければならなかっ
た。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記従来の
課題を解決するために、軸線に直交する平面に対して互
いに面対称で、回転軸の両端にそれぞれ片持ち状に取付
けられた一対のタービン翼と、上記回転軸の中央部に回
転子が取付けられた発電機と、蒸気供給管から互いに分
岐して上記タービン翼の入口にそれぞれ接続し、圧力損
失が互いに等しい一対の蒸気入口配管と、上記タービン
翼の出口にそれぞれ接続して下流で互いに合流し、圧力
損失が互いに等しい一対の蒸気出口配管とを備えたこと
を特徴とする一体型タービン発電機を提案するものであ
る。
課題を解決するために、軸線に直交する平面に対して互
いに面対称で、回転軸の両端にそれぞれ片持ち状に取付
けられた一対のタービン翼と、上記回転軸の中央部に回
転子が取付けられた発電機と、蒸気供給管から互いに分
岐して上記タービン翼の入口にそれぞれ接続し、圧力損
失が互いに等しい一対の蒸気入口配管と、上記タービン
翼の出口にそれぞれ接続して下流で互いに合流し、圧力
損失が互いに等しい一対の蒸気出口配管とを備えたこと
を特徴とする一体型タービン発電機を提案するものであ
る。
【０００６】本発明は上記のとおり構成され、一対のタ
ービン翼の形状を面対称とすることによりタービン特性
を同じとし、更に蒸気入口配管分岐部から両タービン翼
入口までの配管圧力損失と両タービン翼の出口から蒸気
出口配管合流部までの配管圧力損失をいずれも互いに等
しくすることにより、２つのタービン翼に加わる蒸気圧
力により生じる軸方向の力が打ち消し合うことになる。
したがって、スラスト軸受の出力が軽減される。
ービン翼の形状を面対称とすることによりタービン特性
を同じとし、更に蒸気入口配管分岐部から両タービン翼
入口までの配管圧力損失と両タービン翼の出口から蒸気
出口配管合流部までの配管圧力損失をいずれも互いに等
しくすることにより、２つのタービン翼に加わる蒸気圧
力により生じる軸方向の力が打ち消し合うことになる。
したがって、スラスト軸受の出力が軽減される。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の第１形態を
示す構成図である。図中（４ａ）、（４ｂ）は一対のタ
ービン翼であって、軸線に直交する平面に対して互いに
面対称で、かつ回転軸（８）の両端にそれぞれ片持ち状
に取付けられている。（３）は発電機であって、その回
転子が上記回転軸（８）の中央部に取付けられている。
（１ａ）、（１ｂ）は一対の蒸気入口配管であって蒸気
供給管（１１）から互いに分岐して上記タービン翼（４
ａ）、（４ｂ）の入口にそれぞれ接続している。また
（２ａ）、（２ｂ）は一対の蒸気出口配管であって、上
記タービン翼（４ａ）、（４ｂ）の出口にそれぞれ接続
し、下流端で互いに合流して蒸気排出管（１２）に接続
している。タービン翼（４ａ）、（４ｂ）と発電機
（３）を取付けて一体化した回転軸（８）は、ラジアル
磁気軸受（５）とスラスト磁気軸受（６）で支持されて
いる。
示す構成図である。図中（４ａ）、（４ｂ）は一対のタ
ービン翼であって、軸線に直交する平面に対して互いに
面対称で、かつ回転軸（８）の両端にそれぞれ片持ち状
に取付けられている。（３）は発電機であって、その回
転子が上記回転軸（８）の中央部に取付けられている。
（１ａ）、（１ｂ）は一対の蒸気入口配管であって蒸気
供給管（１１）から互いに分岐して上記タービン翼（４
ａ）、（４ｂ）の入口にそれぞれ接続している。また
（２ａ）、（２ｂ）は一対の蒸気出口配管であって、上
記タービン翼（４ａ）、（４ｂ）の出口にそれぞれ接続
し、下流端で互いに合流して蒸気排出管（１２）に接続
している。タービン翼（４ａ）、（４ｂ）と発電機
（３）を取付けて一体化した回転軸（８）は、ラジアル
磁気軸受（５）とスラスト磁気軸受（６）で支持されて
いる。
【０００８】上記蒸気入口配管（１ａ）、（１ｂ）は、
分岐部からタービン翼（４ａ）、（４ｂ）入口までの圧
力損失が等しくなるように対称に製作する。また、蒸気
出口配管（２ａ）、（２ｂ）もタービン翼（４ａ）、
（４ｂ）の出口から合流までの圧力損失が等しくなるよ
うに対称に製作する。ここで対称とするのは、圧力損失
が等しくなるようにするためであり、他の方法例えば配
管長、配管の曲りの数などを同じとすれば非対称でもよ
い。
分岐部からタービン翼（４ａ）、（４ｂ）入口までの圧
力損失が等しくなるように対称に製作する。また、蒸気
出口配管（２ａ）、（２ｂ）もタービン翼（４ａ）、
（４ｂ）の出口から合流までの圧力損失が等しくなるよ
うに対称に製作する。ここで対称とするのは、圧力損失
が等しくなるようにするためであり、他の方法例えば配
管長、配管の曲りの数などを同じとすれば非対称でもよ
い。
【０００９】蒸気供給管（１１）から流入した蒸気は、
一対の蒸気入口配管（１ａ）、（１ｂ）に分岐し、ケー
シング（７）内の一対のタービン翼（４ａ）、（４ｂ）
を駆動し、同軸の発電機（３）を回転させて発電する。
タービン翼（４ａ）、（４ｂ）を駆動した後の蒸気は蒸
気出口配管（２ａ）、（２ｂ）を経て蒸気排出管（１
２）に合流し、流出する。
一対の蒸気入口配管（１ａ）、（１ｂ）に分岐し、ケー
シング（７）内の一対のタービン翼（４ａ）、（４ｂ）
を駆動し、同軸の発電機（３）を回転させて発電する。
タービン翼（４ａ）、（４ｂ）を駆動した後の蒸気は蒸
気出口配管（２ａ）、（２ｂ）を経て蒸気排出管（１
２）に合流し、流出する。
【００１０】本実施形態では、タービン翼（４ａ）、
（４ｂ）が回転軸線に直交する平面に対して互いに面対
称であり、かつ蒸気入口配管（１ａ）、（１ｂ）の分岐
部からタービン翼（４ａ）、（４ｂ）入口までの圧力損
失とタービン翼（４ａ）、（４ｂ）の出口から蒸気出口
配管（２ａ）、（２ｂ）の合流部までの圧力損失とがい
ずれも互いに等しいので、タービン翼（４ａ）、（４
ｂ）で蒸気圧により生じる軸方向の力は、大きさは同じ
で方向が反対となり、回転軸（８）において打ち消しあ
うことになる。したがってスラスト磁気軸受（６）で制
御する際の出力（力）が軽減される。なおスラスト磁気
軸受（６）は、ラジアル磁気軸受（５）とタービン翼
（４ａ）の間でなく、ラジアル磁気軸受（５）と発電機
（３）の間にあってもよい。
（４ｂ）が回転軸線に直交する平面に対して互いに面対
称であり、かつ蒸気入口配管（１ａ）、（１ｂ）の分岐
部からタービン翼（４ａ）、（４ｂ）入口までの圧力損
失とタービン翼（４ａ）、（４ｂ）の出口から蒸気出口
配管（２ａ）、（２ｂ）の合流部までの圧力損失とがい
ずれも互いに等しいので、タービン翼（４ａ）、（４
ｂ）で蒸気圧により生じる軸方向の力は、大きさは同じ
で方向が反対となり、回転軸（８）において打ち消しあ
うことになる。したがってスラスト磁気軸受（６）で制
御する際の出力（力）が軽減される。なおスラスト磁気
軸受（６）は、ラジアル磁気軸受（５）とタービン翼
（４ａ）の間でなく、ラジアル磁気軸受（５）と発電機
（３）の間にあってもよい。
【００１１】図２は本発明の実施の第２形態を示す構成
図である。本実施形態でもタービン翼（４ａ）、（４
ｂ）を駆動するための流れは前記第１の実施形態と同じ
であるが、本実施形態では発電機（３）まわりの風損を
少なくするために、その部分の圧力と蒸気排出管の部分
の圧力が等しくなるよう、均圧管（９）を設ける。なお
図２では、均圧管（９）を蒸気出口配管（２ａ）、（２
ｂ）の合流部（１０）に接続しているが、タービン出口
（４ａ）、（４ｂ）と合流部（１０）との間の圧力損失
を同じとする意味からは、合流部（１０）よりも下流側
で接続するのであればどの位置でもよい。
図である。本実施形態でもタービン翼（４ａ）、（４
ｂ）を駆動するための流れは前記第１の実施形態と同じ
であるが、本実施形態では発電機（３）まわりの風損を
少なくするために、その部分の圧力と蒸気排出管の部分
の圧力が等しくなるよう、均圧管（９）を設ける。なお
図２では、均圧管（９）を蒸気出口配管（２ａ）、（２
ｂ）の合流部（１０）に接続しているが、タービン出口
（４ａ）、（４ｂ）と合流部（１０）との間の圧力損失
を同じとする意味からは、合流部（１０）よりも下流側
で接続するのであればどの位置でもよい。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、発電機を配した回転軸
の両端に片持ち状に取付けられた一対のタービン翼を駆
動したときに各タービン翼に生じる軸方向の力が回転軸
をとおして、互いに打ち消し合うので、スラスト磁気軸
受で制御する際の磁気軸受の出力が原理的に零となり、
実際上も大幅に軽減される。
の両端に片持ち状に取付けられた一対のタービン翼を駆
動したときに各タービン翼に生じる軸方向の力が回転軸
をとおして、互いに打ち消し合うので、スラスト磁気軸
受で制御する際の磁気軸受の出力が原理的に零となり、
実際上も大幅に軽減される。
【図１】図１は本発明の実施の第１形態を示す構成図で
ある。
ある。
【図２】図２は本発明の実施の第２形態を示す構成図で
ある。
ある。
【図３】図３は従来の一体型タービン発電機の一例を示
す構成図である。
す構成図である。
（1)、(1a)、(1b) 蒸気入口配管 （2)、(2a)、(2b) 蒸気出口配管 （３） 発電機 （4)、(4a)、(4b) タービン翼 （５） ラジアル磁気軸受 （６） スラスト磁気軸受 （７） ケーシング （８） 回転軸 （９） 均圧管 （１０） 合流部 （１１） 蒸気供給管 （１２） 蒸気排出管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉村 敬二 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱 重工業株式会社広島製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 軸線に直交する平面に対して互いに面対
称で、回転軸の両端にそれぞれ片持ち状に取付けられた
一対のタービン翼と、上記回転軸の中央部に回転子が取
付けられた発電機と、蒸気供給管から互いに分岐して上
記タービン翼の入口にそれぞれ接続し、圧力損失が互い
に等しい一対の蒸気入口配管と、上記タービン翼の出口
にそれぞれ接続して下流で互いに合流し、圧力損失が互
いに等しい一対の蒸気出口配管とを備えたことを特徴と
する一体型タービン発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26989895A JP3281773B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | 一体型タービン発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26989895A JP3281773B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | 一体型タービン発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09112207A true JPH09112207A (ja) | 1997-04-28 |
| JP3281773B2 JP3281773B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=17478762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26989895A Expired - Fee Related JP3281773B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | 一体型タービン発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3281773B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008090628A1 (ja) * | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Hitachi, Ltd. | 蒸気タービン発電設備及びその運転方法 |
| WO2011021482A1 (ja) * | 2009-08-19 | 2011-02-24 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 機械ユニットの配置システム |
| WO2011149916A1 (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | General Electric International, Inc | Generating energy from fluid expansion |
| US8400005B2 (en) | 2010-05-19 | 2013-03-19 | General Electric Company | Generating energy from fluid expansion |
| CN105257345A (zh) * | 2015-08-11 | 2016-01-20 | 苏州西达低温设备有限公司 | 无轴承的透平膨胀机直连发电机能量转化装置 |
| CN105804807A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-07-27 | 杭州汽轮动力集团有限公司 | 半封闭式有机朗肯循环透平膨胀机 |
| WO2017059495A1 (en) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | The University Of Queensland | A turbine |
| CN111561365A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-08-21 | 江阴弘旭环保电力科技有限公司 | 一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统 |
| WO2022014333A1 (ja) * | 2020-07-14 | 2022-01-20 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | 冷熱発電用のタービン |
| CN114867931A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-08-05 | 三菱重工船用机械株式会社 | 冷能发电用涡轮和具备冷能发电用涡轮的冷能发电动系统 |
| KR20230060787A (ko) * | 2021-10-28 | 2023-05-08 | 한국생산기술연구원 | 냉각계통과 회선계통 간섭을 방지할 수 있는 분기형 터빈 발전기 |
| KR20230060785A (ko) * | 2021-10-28 | 2023-05-08 | 한국생산기술연구원 | 편심 회수로가 구비되는 분기형 터빈 발전기 |
| KR20230080574A (ko) * | 2021-11-30 | 2023-06-07 | 한국생산기술연구원 | 냉각계통과 회선계통 간섭을 방지할 수 있는 분기형 터빈 발전기 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110374684B (zh) * | 2019-07-18 | 2022-05-17 | 北京动力机械研究所 | 一种基于电磁轴承的闭式循环涡轮发电系统转子 |
| CN110374691B (zh) * | 2019-07-18 | 2022-05-13 | 北京动力机械研究所 | 一种径流涡轮发电系统气体润滑转子结构 |
| CN110318813B (zh) * | 2019-07-18 | 2022-05-13 | 北京动力机械研究所 | 一种闭式循环径流涡轮发电系统磁悬浮转子结构 |
| CN110374693B (zh) * | 2019-07-18 | 2022-05-17 | 北京动力机械研究所 | 一种可拆卸式径流涡轮发电系统转子结构与工艺 |
| CN110374692B (zh) * | 2019-07-18 | 2022-05-13 | 北京动力机械研究所 | 一种径流式涡轮发电系统一体化转子结构 |
| CN110318812B (zh) * | 2019-07-18 | 2022-05-17 | 北京动力机械研究所 | 一种径流式涡轮发电系统气体润滑陶瓷转子及其制造方法 |
-
1995
- 1995-10-18 JP JP26989895A patent/JP3281773B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPWO2008090628A1 (ja) * | 2007-01-26 | 2010-05-13 | 株式会社日立製作所 | 蒸気タービン発電設備及びその運転方法 |
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| WO2011021482A1 (ja) * | 2009-08-19 | 2011-02-24 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 機械ユニットの配置システム |
| JP2011043071A (ja) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp | 機械ユニットの配置システム |
| CN102421993A (zh) * | 2009-08-19 | 2012-04-18 | 三菱重工压缩机有限公司 | 机器单元配置系统 |
| RU2495257C2 (ru) * | 2009-08-19 | 2013-10-10 | Мицубиси Хэви Индастриз Компрессор Корпорейшн | Система компоновки узлов машины |
| US9127570B2 (en) | 2009-08-19 | 2015-09-08 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Machine unit layout system |
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| WO2017059495A1 (en) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | The University Of Queensland | A turbine |
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| CN111561365A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-08-21 | 江阴弘旭环保电力科技有限公司 | 一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统 |
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| CN114867931A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-08-05 | 三菱重工船用机械株式会社 | 冷能发电用涡轮和具备冷能发电用涡轮的冷能发电动系统 |
| WO2023084619A1 (ja) * | 2021-11-09 | 2023-05-19 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | 冷熱発電用タービン及び冷熱発電用タービンを備える冷熱発電動システム |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3281773B2 (ja) | 2002-05-13 |
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