JPS61286598A - タ−ビンコンプレツサ - Google Patents
タ−ビンコンプレツサInfo
- Publication number
- JPS61286598A JPS61286598A JP13027685A JP13027685A JPS61286598A JP S61286598 A JPS61286598 A JP S61286598A JP 13027685 A JP13027685 A JP 13027685A JP 13027685 A JP13027685 A JP 13027685A JP S61286598 A JPS61286598 A JP S61286598A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- stage
- compressor
- shaft
- stage compression
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、燃料電池の空気供給装置等に利用されるター
ビンコンプレッサに関するものである。
ビンコンプレッサに関するものである。
従来、燃料電池に使用されている空気供給装置は、第３
図に示すように２台の単段タービンコンプレッサを使用
して二輪二段圧縮二段膨張型としたもの、あるいは第４
図に示すように１台の単段タービンコンプレッサを使用
した一軸一段圧縮一段膨張型のものが用いられている。
図に示すように２台の単段タービンコンプレッサを使用
して二輪二段圧縮二段膨張型としたもの、あるいは第４
図に示すように１台の単段タービンコンプレッサを使用
した一軸一段圧縮一段膨張型のものが用いられている。
第３図においては、２台の単段タービンコンプレッサ２
０と３０が並設されており、それぞれコンプレッサ２１
・３１とタービン２２・３２が軸２３・３３で連結され
ている。コンプレフサ２１で圧縮された空気はコンプレ
フサ３１に供給されて二段圧縮して送り出され、一方、
これらコンプレフサの動力源である排ガスはタービン３
２に通した後タービン２２に供給するように構成されて
いる。かかる構成では、排ガスを動力源としながらも二
段圧縮によって燃料電池に必要な約５〜７ＡＴＡの供給
空気を効率良く得ることができるが、２台のタービンコ
ンプレッサを制御する必要があるため制御系統が非常に
複雑になり、また軸受の数が増加するため機械的ロスが
大きくなり、効率が低下するという問題がある。
０と３０が並設されており、それぞれコンプレッサ２１
・３１とタービン２２・３２が軸２３・３３で連結され
ている。コンプレフサ２１で圧縮された空気はコンプレ
フサ３１に供給されて二段圧縮して送り出され、一方、
これらコンプレフサの動力源である排ガスはタービン３
２に通した後タービン２２に供給するように構成されて
いる。かかる構成では、排ガスを動力源としながらも二
段圧縮によって燃料電池に必要な約５〜７ＡＴＡの供給
空気を効率良く得ることができるが、２台のタービンコ
ンプレッサを制御する必要があるため制御系統が非常に
複雑になり、また軸受の数が増加するため機械的ロスが
大きくなり、効率が低下するという問題がある。
一方、第４図においては１台の単段タービンコンプレッ
サ４０が用いられ、そのコンプレフサ４１とタービン４
２が軸４３で連結されており、排ガスを動力源とするタ
ービン４２で駆動される一段のコンプレッサ４１で空気
を所定の圧力まで圧縮して送り出すように構成されてい
る。しかし、この場合、一段圧縮で上記のような供給圧
としなければならないため、コンプレッサ４１が高圧力
比となり、インペラの強度上無理を生じ、機械的安定性
が悪く、かつ高級材質にする必要性に起因してコスト高
になるという問題がある。
サ４０が用いられ、そのコンプレフサ４１とタービン４
２が軸４３で連結されており、排ガスを動力源とするタ
ービン４２で駆動される一段のコンプレッサ４１で空気
を所定の圧力まで圧縮して送り出すように構成されてい
る。しかし、この場合、一段圧縮で上記のような供給圧
としなければならないため、コンプレッサ４１が高圧力
比となり、インペラの強度上無理を生じ、機械的安定性
が悪く、かつ高級材質にする必要性に起因してコスト高
になるという問題がある。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
ものであって、効率が高く、かつ構成が簡単であって強
度的にも無理がなく、制御系統についても簡単になるタ
ービンコンプレフサの提供を目的とするものである。
ものであって、効率が高く、かつ構成が簡単であって強
度的にも無理がなく、制御系統についても簡単になるタ
ービンコンプレフサの提供を目的とするものである。
本発明のタービンコンプレッサは、一軸上に２枚のイン
ペラと１枚のタービンランナを取り付けて一軸二段圧縮
一段膨張型に構成したものであり、二段圧縮のためイン
ペラ強度上に無理がなく安定性が良く、しかも−軸であ
るため構成及び制御系統が簡単であり、軸受数も少なく
機械的ロスが少なくてすみ、効率も良くなるようにした
ことを特徴とするものである。
ペラと１枚のタービンランナを取り付けて一軸二段圧縮
一段膨張型に構成したものであり、二段圧縮のためイン
ペラ強度上に無理がなく安定性が良く、しかも−軸であ
るため構成及び制御系統が簡単であり、軸受数も少なく
機械的ロスが少なくてすみ、効率も良くなるようにした
ことを特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
説明する。第１図は全体構成の模式図であって、第１段
コンプレッサ１と第２段コンプレッサ２とタービン３が
単一の軸４上に連結して配置されている。前記軸４は、
第１段コンプレフサ１の外側位置と第２段コンプレッサ
２とタービン３の間の位置の２箇所で１対の軸受５ａ・
５ｂにて回転自在に支持されている。第１段コンプレッ
サ１の吸入口１ａが空気取入口となり、その吐出口１ｂ
は途中に冷却器６を配置された連通管７を介して第２段
コンプレッサ２の吸入口２ａに接続され、その吐出口２
ｂから図示しない燃料電池に圧縮空気を送り出すように
構成されている。また、前記タービン３には燃料電池か
ら排出された高温高圧の排ガスが供給され、そのエネル
ギーをこのタービン３で回収して第１段及び第２段のコ
ンプレッサト２を駆動し、規定量の空気を所要の圧力ま
で昇圧するように構成されている。
説明する。第１図は全体構成の模式図であって、第１段
コンプレッサ１と第２段コンプレッサ２とタービン３が
単一の軸４上に連結して配置されている。前記軸４は、
第１段コンプレフサ１の外側位置と第２段コンプレッサ
２とタービン３の間の位置の２箇所で１対の軸受５ａ・
５ｂにて回転自在に支持されている。第１段コンプレッ
サ１の吸入口１ａが空気取入口となり、その吐出口１ｂ
は途中に冷却器６を配置された連通管７を介して第２段
コンプレッサ２の吸入口２ａに接続され、その吐出口２
ｂから図示しない燃料電池に圧縮空気を送り出すように
構成されている。また、前記タービン３には燃料電池か
ら排出された高温高圧の排ガスが供給され、そのエネル
ギーをこのタービン３で回収して第１段及び第２段のコ
ンプレッサト２を駆動し、規定量の空気を所要の圧力ま
で昇圧するように構成されている。
第２図に示す本体部の具体構成例において、第１段コン
プレッサ１はケーシング８内にインペラ１１を配置して
構成され、第２段コンプレッサ２はケーシング９内にイ
ンペラ１２を配置して構成され、タービン３はケーシン
グ１０内にランナ１３を配置して構成されており、各ケ
ーシング８・９・１０は仕切板１４・１５を介して一体
的に結合されている。前記軸４は、その一端部が軸受５
ａを介して前記ケーシング８にて支持され、他端から適
当な距離だけ離れた位置が軸受５ｂを介してケーシング
９にて支持されており、この軸４の中間部に前記インペ
ラ１１・１２が取付けられ、軸４の他端に前記ランナ１
３が取付けられている。
プレッサ１はケーシング８内にインペラ１１を配置して
構成され、第２段コンプレッサ２はケーシング９内にイ
ンペラ１２を配置して構成され、タービン３はケーシン
グ１０内にランナ１３を配置して構成されており、各ケ
ーシング８・９・１０は仕切板１４・１５を介して一体
的に結合されている。前記軸４は、その一端部が軸受５
ａを介して前記ケーシング８にて支持され、他端から適
当な距離だけ離れた位置が軸受５ｂを介してケーシング
９にて支持されており、この軸４の中間部に前記インペ
ラ１１・１２が取付けられ、軸４の他端に前記ランナ１
３が取付けられている。
上記の構成において、図示しない燃料電池から排出され
た高温高圧の排ガスをタービン３の供給口３ａに供給す
ると、ランナ１３を回転せしめたのち排気口３ｂから放
出される。ランナ１３の回転によって軸４が回転し、コ
ンプレッサ１及び２のインペラ１１及び１２が回転する
。その結果、コンプレフサ１の吸入口１ａから空気（大
気）が吸入され、第１段圧縮されて吐出口１ｂから吐出
されるとともに、その圧縮空気が連通管７を通って冷却
器６で冷却された後、コンプレッサ２の吸入口２ａに供
給され、このコンプレッサ２によってさらに第２段圧縮
されて吐出口２ｂから吐出される。こうして二段圧縮さ
れた圧縮空気は、図示しない燃料電池に送り込まれるの
である。このように第１段圧縮の後、中間冷却して第２
段圧縮するように構成することによって、１段圧縮に比
べて約２％程度の効率を向上させることができる。
た高温高圧の排ガスをタービン３の供給口３ａに供給す
ると、ランナ１３を回転せしめたのち排気口３ｂから放
出される。ランナ１３の回転によって軸４が回転し、コ
ンプレッサ１及び２のインペラ１１及び１２が回転する
。その結果、コンプレフサ１の吸入口１ａから空気（大
気）が吸入され、第１段圧縮されて吐出口１ｂから吐出
されるとともに、その圧縮空気が連通管７を通って冷却
器６で冷却された後、コンプレッサ２の吸入口２ａに供
給され、このコンプレッサ２によってさらに第２段圧縮
されて吐出口２ｂから吐出される。こうして二段圧縮さ
れた圧縮空気は、図示しない燃料電池に送り込まれるの
である。このように第１段圧縮の後、中間冷却して第２
段圧縮するように構成することによって、１段圧縮に比
べて約２％程度の効率を向上させることができる。
このように二段圧縮するものであっても一軸に二段のコ
ンプレフサと単段の駆動用のタービンを設けた構成であ
るから、その制御は主としてタービン３の速度制御と第
２段コンプレッサ２の吐出口２ｂからの圧縮空気量の制
御を行えばよいので、制御系統が非常に簡単になる。
ンプレフサと単段の駆動用のタービンを設けた構成であ
るから、その制御は主としてタービン３の速度制御と第
２段コンプレッサ２の吐出口２ｂからの圧縮空気量の制
御を行えばよいので、制御系統が非常に簡単になる。
本発明のタービンコンプレフサは、上記実施例に示した
燃料電池に対する空気供給装置に限らず、例えば各種排
ガスを利用して空気などのガスを圧送するのにも適用す
ることができる。
燃料電池に対する空気供給装置に限らず、例えば各種排
ガスを利用して空気などのガスを圧送するのにも適用す
ることができる。
本発明のタービンコンプレッサによれば、以上のように
一軸上に２枚のインペラと１枚のタービンランナを取り
付けて一軸二段圧縮一段膨張型に構成したものであり、
二段圧縮の場合、従来は２台のタービンコンプレッサを
必要としていたのが１台で済むとともに、制御系統も簡
単になる。また二段圧縮するためインペラの材質を低下
しても強度面で問題がないため、全体としてコストを大
幅に低減できる。また制御系統が簡単になるため安定し
た運転が可能であるとともに、二段圧縮でインペラの応
力を低減できるので機械的安定性も向上する。しかも−
軸であるため軸受数が少なく、これにより機械的ロスが
少なくて済み効率が高くなる等の効果を奏するものであ
る。
一軸上に２枚のインペラと１枚のタービンランナを取り
付けて一軸二段圧縮一段膨張型に構成したものであり、
二段圧縮の場合、従来は２台のタービンコンプレッサを
必要としていたのが１台で済むとともに、制御系統も簡
単になる。また二段圧縮するためインペラの材質を低下
しても強度面で問題がないため、全体としてコストを大
幅に低減できる。また制御系統が簡単になるため安定し
た運転が可能であるとともに、二段圧縮でインペラの応
力を低減できるので機械的安定性も向上する。しかも−
軸であるため軸受数が少なく、これにより機械的ロスが
少なくて済み効率が高くなる等の効果を奏するものであ
る。
第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す模式図、第
２図は本体部の縦断正面図、第３図及び第４図は従来例
の模式図である。 １は第１段コンプレッサ、２は第２段コンプレフサ、３
はタービン、４は軸、５ａ・５ｂは軸受１１・１２はイ
ンペラ、１３はランナである。
２図は本体部の縦断正面図、第３図及び第４図は従来例
の模式図である。 １は第１段コンプレッサ、２は第２段コンプレフサ、３
はタービン、４は軸、５ａ・５ｂは軸受１１・１２はイ
ンペラ、１３はランナである。
Claims (1)
- １、一軸上に２枚のインペラと１枚のタービンランナを
取り付けて一軸二段圧縮一段膨張型に形成したことを特
徴とするタービンコンプレッサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13027685A JPS61286598A (ja) | 1985-06-14 | 1985-06-14 | タ−ビンコンプレツサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13027685A JPS61286598A (ja) | 1985-06-14 | 1985-06-14 | タ−ビンコンプレツサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61286598A true JPS61286598A (ja) | 1986-12-17 |
Family
ID=15030432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13027685A Pending JPS61286598A (ja) | 1985-06-14 | 1985-06-14 | タ−ビンコンプレツサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61286598A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2704022A1 (fr) * | 1993-04-13 | 1994-10-21 | Daimler Benz Ag | Turbocompresseur à gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne suralimenté. |
| JP2015168424A (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅＢｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | エネルギーを航空機エンジンから取り出すターボコンプレッサシステム及び方法 |
-
1985
- 1985-06-14 JP JP13027685A patent/JPS61286598A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2704022A1 (fr) * | 1993-04-13 | 1994-10-21 | Daimler Benz Ag | Turbocompresseur à gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne suralimenté. |
| JP2015168424A (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅＢｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | エネルギーを航空機エンジンから取り出すターボコンプレッサシステム及び方法 |
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