WO2008072722A1 - 運動変換装置、発電機および発電装置 - Google Patents

運動変換装置、発電機および発電装置 Download PDF

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Mineo Takahashi
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A & A Corporation
Richstone Limited
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    • F01C17/00—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F01C1/0207—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04C23/008—Hermetic pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0042—Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/005—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C29/0057—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions for eccentric movement
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • H02K7/075—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa using crankshafts or eccentrics

Definitions

  • the present invention relates to a motion conversion device that converts an eccentric swivel motion into a rotary motion, a generator, and a
  • the present invention relates to a power generator having the generator.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a motion conversion device having good motion conversion efficiency, and a small and inexpensive generator and power generation device having good power generation efficiency. With the goal. Disclosure of the invention
  • a casing a rotating shaft that is rotatably supported by the casing, and a swivel shaft that is rotatably supported eccentrically with respect to the rotating shaft.
  • a casing In the generator, a casing, a stator fixed to the casing, a rotating shaft rotatably supported by the casing, a rotor fixed to the rotating shaft, and the rotating shaft A pivot shaft that is eccentrically and rotatably supported is provided.
  • a turning shaft that is rotatably supported, and an anti-rotation device that allows eccentric turning of the turning shaft and prevents rotation of the turning shaft are provided.
  • a fixed scroll fixed to the casing and a turning scroll attached to the turning shaft are provided.
  • the swivel shaft is rotatably supported, and the center of gravity is the center line of the swivel shaft.
  • a weight plate that is located on a straight line connecting the center line of the rotary shaft and the center of gravity is located closer to the center line of the rotary shaft than the center line of the pivot shaft.
  • the weight plate body is connected to the rotating shaft.
  • the rotation preventing device is provided with a revolving plate, a moment vector perpendicular to the rotation axis of the weight plate body, a moment vector perpendicular to the rotation axis of the orbiting scroll, and a right angle to the rotation axis of the revolving plate.
  • the sum of the moment vectors is the zero vector.
  • the reverse rotation torque is transmitted to the rotation shaft via the turning shaft, and therefore the motion conversion efficiency is good.
  • the reverse torque is transmitted to the rotating shaft via the rotating shaft, so that the power generation efficiency is good and the electrical frequency is not extremely high, so the inverter is small and inexpensive. It becomes.
  • the reverse torque is transmitted from the scroll-type positive displacement expander having the fixed scroll and the orbiting scroll to the rotating shaft via the orbiting shaft. Since the frequency is not extremely high, the inverter is small and inexpensive, so it is small and inexpensive.
  • the vibration of the turning shaft can be suppressed, so that the power generation efficiency can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing a power generator having a generator (motion converter) according to the present invention.
  • Fig. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in Fig. 1.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a power generation device having a generator (motion conversion device) according to the present invention, that is, a power generation device according to the present invention, and FIG.
  • the stage 2 is fixed to the casing 1
  • the bearing supports 3 and 4 are fixed to the casing 1
  • the rotary shaft 7 is rotatable to the bearing supports 3 and 4 via the bearings 5 and 6. It is supported by. That is, the rotating shaft 7 is rotatably supported by the casing 1.
  • the rotor 8 is fixed to the rotary shaft 7, and the rotary shaft 11 is rotatably supported by the rotary shaft 7 through bearings 9 and 10.
  • the center line of the rotary shaft 7 and the center line of the rotary shaft 11 are Is biased.
  • the turning shaft 11 is eccentrically supported by the rotating shaft 7 and is rotatably supported.
  • the revolving plate 1 2 is fixed to one end of the revolving shaft 1 1, that is, the end opposite to the end to which the revolving scroll 2 3 (described later) is attached, and the bearing support 4 (casing 1) and the revolving plate
  • Three pin cranks 1 3 are provided between 1 and 2.
  • the crank body 14 of the pin crank 1 3 is provided with shafts 15 and 16, and the center line of the shaft 15 and the center line of the shaft 16 are eccentric. Equal to the amount of eccentricity between the center line and the center line of the swivel axis 1 1.
  • the shaft 15 of Pink Rank 1 3 is rotatably supported by a bearing support 4 via a bearing (not shown), and the shaft 16 of Pink Rank 1 3 is supported by a rotating plate 1 2 (not shown). It is rotatably supported through The rotation plate 1 2, pink rank 1 3, etc. constitute a rotation prevention device that allows the rotation of the rotation axis 11 1 and prevents the rotation of the rotation axis 11.
  • a weight plate body 1 7 is supported on the swivel shaft 1 1 through a bearing 1 8 so as to be rotatable.
  • a pin 19 is attached to one end surface of the rotary shaft 7, an engagement groove 20 is provided in the weight plate body 17, a pin 19 is inserted into the engagement groove 20, and the pin 19 and the engagement groove 2
  • the center line of the pin 17 and the center of gravity of the weight plate body 17 are located on the line connecting the center line of the rotating shaft 7 and the center line of the turning shaft 11.
  • the weight plate body 17 is rotatably supported by the turning shaft 11, and the weight rod body 17 is connected to the rotation shaft 7, and the center of gravity of the weight plate body 17 is rotated with the center line of the turning shaft 11. It is located on the straight line connecting the center line of the shaft 7 (the straight line perpendicular to the center line of the rotating shaft 1 1 and the rotating shaft 7), and the center of gravity of the weight plate body 1 7 is the center of the rotating shaft 1 1 It is located on the center line side of the rotating shaft 7 from the center line.
  • the vibration plate means 17 and the pins 19 and the like constitute vibration suppressing means for suppressing the vibration of the turning shaft 11, and the rotating shaft 7, the turning shaft 11, the rotation prevention device, the vibration suppressing means, etc.
  • a motion conversion device that converts the eccentric swivel motion of the swivel shaft 1 1 into the rotation motion of the rotation shaft 7 is configured, and the stator 2, the rotation shaft 7, the rotor 8, the swivel shaft 1 1, the rotation prevention device, vibration suppression means, etc.
  • the generator 21 is configured.
  • the product of the distance from the center line of the rotating shaft 7 to the center of gravity of the weight plate body 17 and the weight of the weight plate body 17 is made large, and the distance from the center line of the rotating shaft 7 to the center of gravity of the weight plate body 1 ⁇
  • the vector whose direction is the direction is the moment vector perpendicular to the rotation axis of the weight plate body 7, the distance from the center line of the rotation axis 7 to the center of gravity of the orbiting scroll 2 3 and the weight of the orbiting scroll 2 3
  • a vector whose size is the product and the direction from the center line of the rotating shaft 7 to the center of gravity of the orbiting scroll 2 3 is the moment vector perpendicular to the rotating axis of the orbiting scroll 2 3 and the center of the rotating shaft 7 Swivel the vector with the product of the distance from the line to the center of gravity of the swivel plate 1 2 and the weight of the swivel plate 1 2 and the direction from the center line of the rotating shaft 7 to the center of gravity of the s
  • a fixed scroll 2 2 is fixed to the casing 1, and the fixed scroll 2 2 is provided with a spiral wrap.
  • the orbiting scroll 1 is attached to the orbiting shaft 1 1, the wrap having the same shape as the lap of the fixed scroll 2 2 is provided on the orbiting scroll 2 3, and the wrapping of the orbiting scroll 2 3 and the fixed scroll 2
  • the two laps overlap each other, and a plurality of expansion chambers 2 4 are formed between the fixed scroll 2 2 and the orbiting scroll 2 3, and an introduction pipe 2 5 is provided in the fixed scroll 2 2.
  • 2 2 is provided with an exhaust pipe 26, and the introduction pipe 25 and the exhaust pipe 26 communicate with the expansion chamber 24.
  • a scroll-type volumetric expander which is an eccentric orbiting drive device that eccentrically orbits the orbiting shaft 1 1 by the fixed scroll 2 2, the orbiting scroll 2 3, etc., is configured, and the generator 2 1, the volumetric expansion
  • a power generator is constituted by a machine or the like.
  • the rotation prevention device consisting of Pink Rank 1 3 etc. is provided. Therefore, the turning shaft 1 1 and the turning scroll 2 3 do not rotate. 1. Orbiting scroll 2 3 rotates eccentrically without rotating relative to casing 1 and fixed scroll 2 2. Therefore, when the gas to be expanded in the expansion chamber 24, such as high-pressure gas, is introduced from the introduction pipe 25 into the expansion chamber 24, the expansion chamber 24 is gradually expanded by the introduced gas, and the expansion chamber 24 The gas expanded inside is exhausted from the exhaust pipe 26, and the rotating shaft 1 1 rotates eccentrically with respect to the casing 1. For this reason, the rotating shaft 7 and the mouth / portion 8 rotate, and the generator 21 generates power. Regardless of the rotation angle of the rotating shaft 7, the center line of the rotating shaft 11 and the center of gravity of the weight plate body 17 are located on both sides of the center line of the rotating shaft 7.
  • the reverse torque is rotated via the swivel axis 11. Since it is transmitted to the rotary shaft 7, the motion conversion efficiency is good. In addition, in the generator and power generator, the reverse torque is transmitted to the rotating shaft 7 via the turning shaft 11. Therefore, the power generation efficiency is good, and the electrical frequency is not extremely high. And it becomes inexpensive.
  • the orbiting scroll is attached to the crankshaft via a bearing, so that the diameter of the crankshaft cannot be increased. 1. In the generator and generator shown in Fig. 2, the rotating scroll 2 3 is directly attached to the orbiting shaft 1 1, so the diameter of the orbiting shaft 1 1 can be increased. Can be good.
  • the rotation of the weight plate body 17 is equal to the sum of the moment vectors, and the direction of the moment vector perpendicular to the rotation axis of the weight plate body 17 is the opposite direction of the sum vector. Therefore, the vibration of the rotating shaft 11 can be reliably suppressed, and the power generation efficiency can be further improved. Further, since the rotation prevention device having the pin crank 13 is used, the vibration of the rotating shaft 11 1 can be reduced, so that the power generation efficiency can be improved.
  • the eccentric turning drive device is a scroll-type volumetric expander
  • the generator 21 may be driven by another eccentric turning drive device.
  • the weight plate body 17 is Although the mating groove 18 is provided, an engaging groove to be engaged with a pin attached to the weight plate body may be provided on the rotating shaft. In this case, a slight gap is provided between the pin and the engaging groove so that the weight plate body can move in the direction of the line connecting the center line of the rotation axis and the center line of the swivel axis with respect to the rotation axis.
  • the pin 19 is attached to one end surface of the rotary shaft 7, the engagement groove 20 is provided in the weight plate body 17, and the pin 19 is inserted into the engagement groove 20.
  • the weight plate body 17 is connected to the rotating shaft 7, but a recess may be provided in the weight plate body, and the end of the rotating shaft may be engaged in the recess, and a groove may be formed in the weight plate body.
  • the engaging plate may be fixed to the rotating shaft, and the engaging plate may be engaged with the groove.
  • the weight plate body 17 is connected to the rotating shaft 7, but the weight plate body may be connected to the casing.
  • the casing is provided with a first circular ring-shaped member centering on the center line of the rotation axis
  • the weight plate body is provided with a second circular ring-shaped member
  • the first circular ring-shaped member and the second circular ring-shaped member are provided. You may engage so that a circular ring-shaped member may rotate relatively.
  • the anti-rotation device constituted by the swivel plates 12 and the pink rank 13 is used, but other anti-rotation devices may be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

ケーシング1にステータ2が固定され、ケーシング1に回転軸7が回転可能に支持され、回転軸7にロータ8が固定され、回転軸7に旋回軸11が偏心して回転可能に支持され、旋回軸11の端部に旋回板12が固定され、軸受支え4と旋回板12との間に3個のピンクランク13が設けられ、ケーシング1に固定スクロール22が固定され、旋回軸11に旋回スクロール23が取り付けられ、旋回軸11に軸受18を介して回転可能に錘板体17が支持され、回転軸7の端面にピン19が取り付けられ、錘板体17に係合溝20が設けられ、ピン19が係合溝20に挿入されている。

Description

運動変換装置、 発電機および発電装置
技術分野 本発明は偏心旋回運動を回転運動に変換する運動変換装置、 発電機および 明
その発電機を有する発電装置に関するものである。
背景技術 書
現在の発電装置としては発電出力が 3 5 k W以上のものがほとんどである が、 商店、 飲食店等において使用するために、 発電出力が 1 0 k W程度の発 電装置が求められている。
このような発電出力が 1 0 k W程度の従来の発電装置としては、 マイクロ ガスタービンを有するものがある。
また、 発電出力が 1 0 k W程度の従来の他の発電装置としては、 スクロー ル式の容積型膨張機を有するものがある。 この発電装置においては、 特開
2 0 0 6 - 9 8 0 6号公報に示されるように、 発電機のケーシングに固定さ れた容積型膨張機の固定スクロールと、 発電機の口一夕が固定された回転軸 と、 回転軸に固定されかつ中心線が回転軸の中心線と平行でかつ偏心したク ランク軸と、 クランク軸にベアリングを介して取り付けられた容積型膨張機 の旋回スクロールと、 旋回スクロールの偏心旋回を許容しかつ旋回スクロー ルの自転を防止する自転防止装置とが設けられている。 しかし、 マイクロガスタービンを有する発電装置においては、 発電出力に 応じてマイクロガスタービンの回転数を低下させているから、 発電効率が極 端に悪く、 また電気周波数が極端 fc高いから、 インパー夕が非常に大きくな りかつ高価となる。
また、 スクロール式の容積型膨張機を有する発電装置においては、 逆転ト ルクが容積型膨張機からクランク軸を介して回転軸に伝達されるから、 運動 変換効率が良好ではなく、 発電効率が悪い。
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、 運動変換効率が良 好である運動変換装置を提供すること、 発電効率が良く、 小型で安価な発電 機、 発電装置を提供することを目的とする。 発明の開示
上記目的を達成するため、 本発明においては、 運動変換装置において、 ケ 一シングと、 上記ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、 上記回転軸 に偏心して回転可能に支持された旋回軸とを設ける。
また、 発電機において、 ケーシングと、 上記ケーシングに固定されたステ 一夕と、 上記ケ一シングに回転可能に支持された回転軸と、 上記回転軸に固 定されたロータと、 上記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸とを 設ける。
また、 発電機において、 ケーシングと、 上記ケーシングに固定されたステ 一夕と、 上記ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、 上記回転軸に固 定されたロータと、 上記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、 上記旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記旋回軸の自転を防止する自転防止装 置とを設ける。
また、 上記の発電機を有する発電装置において、 上記ケ一シングに固定さ れた固定スクロールと、 上記旋回軸に取り付けられた旋回スクロールとを設 ける。
この場合、 上記旋回軸に回転可能に支持され、 重心が上記旋回軸の中心線 と上記回転軸の中心線とを結ぶ直線上に位置しており、 かつ上記重心が上記 旋回軸の中心線よりも上記回転軸の中心線側に位置している錘板体を設ける。
この場合、 上記錘板体を上記回転軸と連結させる。
これらの場合、 上記自転防止装置に旋回板を設け、 上記錘板体の回転軸に 直角なモーメントベクトル、 上記旋回スクロールの回転軸に直角なモーメン トべクトルおよび上記旋回板の回転軸に直角なモーメントべクトルの和を零 べクトルとする。
本発明に係る運動変換装置においては、 逆転トルクが旋回軸を介して回転 軸に伝達されるから、 運動変換効率が良好である。
また、 本発明に係る発電機においては、 逆転トルクが旋回軸を介して回転 軸に伝達されるから、 発電効率が良く、 また電気周波数が極端に高くないか ら、 インバー夕が小型となりかつ安価となる。
また、 本発明に係る発電装置においては、 逆転トルクが固定スクロール、 旋回スクロールを有するスクロール式の容積型膨張機から旋回軸を介して回 転軸に伝達されるから、 発電効率が良く、 また電気周波数が極端に高くない から、 インバー夕が小型となりかつ安価となるから、 小型で安価である。
また、 錘板体を設けたときには、 旋回軸の振動を抑制することができるの で、 発電効率を良好にすることができる。
また、 自転防止装置に旋回板を設け、 錘板体の回転軸に直角なモーメント ベクトル、 旋回スクロールの回転軸に直角なモーメントベクトルおよび旋回 板の回転軸に直角なモーメントべクトルの和を零べクトルとしたときには、 旋回軸の振動を確実に抑制することができるから、 発電効率をさらに良好に することができる。 図面の簡単な説明 図 1は本発明に係る発電機 （運動変換装置） を有する発電装置を示す概略 断面図である。
図 2は図 1の A— A拡大断面図である。 発明を実施するための最良の形態
図 1は本発明に係る発電機 （運動変換装置） を有する発電装置すなわち本 発明に係る発電装置を示す概略断面図、 図 2は図 1の A— A拡大断面図であ る。 図に示すように、 ケーシング 1にステ一夕 2が固定され、 ケ一シング 1 に軸受支え 3、 4が固定され、 軸受支え 3、 4に軸受 5、 6を介して回転軸 7が回転可能に支持されている。 すなわち、 ケ一シング 1に回転軸 7が回転 可能に支持されている。 また、 回転軸 7にロータ 8が固定され、 回転軸 7に 軸受 9、 1 0を介して旋回軸 1 1が回転可能に支持され、 回転軸 7の中心線 と旋回軸 1 1の中心線とは偏っている。 すなわち、 旋回軸 1 1は回転軸 7に 偏心して回転可能に支持されている。 また、 旋回軸 1 1の一方端部すなわち 旋回スクロール 2 3 (説明後述） が取り付けられる端部とは反対側の端部に 旋回板 1 2が固定され、 軸受支え 4 (ケーシング 1 ) と旋回板 1 2との間に 3個のピンクランク 1 3が設けられている。 このピンクランク 1 3のクラン ク本体 1 4には軸 1 5、 1 6が設けられ、 軸 1 5の中心線と軸 1 6の中心線 とは偏心しており、 この偏心量は回転軸 7の中心線と旋回軸 1 1の中心線と の偏心量と等しい。 また、 ピンクランク 1 3の軸 1 5は軸受支え 4に軸受（図 示せず） を介して回転可能に支持され、 ピンクランク 1 3の軸 1 6は旋回板 1 2に軸受 （図示せず） を介して回転可能に支持されている。 そして、 旋回 板 1 2、 ピンクランク 1 3等により旋回軸 1 1の偏心旋回を許容しかつ旋回 軸 1 1の自転を防止する自転防止装置が構成されている。
また、 旋回軸 1 1に軸受 1 8を介して回転可能に錘板体 1 7が支持され、 回転軸 7の一方端面にピン 1 9が取り付けられ、 錘板体 1 7に係合溝 2 0が 設けられ、 ピン 1 9が係合溝 2 0に挿入され、 ピン 1 9と係合溝 2 0との間 にはわずかな隙間が設けられており、 錘板体 1 7は回転軸 7に対して回転軸 7の中心線と旋回軸 1 1の中心線とを結ぶ線の方向に移動可能であって、 回 転軸 7の中心線と旋回軸 1 1の中心線とを結ぶ線上にピン 1 7の中心線、 錘 板体 1 7の重心が位置している。 すなわち、 錘板体 1 7は旋回軸 1 1に回転 可能に支持され、 また錘扳体 1 7は回転軸 7と連結され、 錘板体 1 7の重心 は旋回軸 1 1の中心線と回転軸 7の中心線とを結ぶ直線 （旋回軸 1 1の中心 線および回転軸 7の中心線と直角な直線） 上に位置しており、 かつ錘板体 1 7の重心は旋回軸 1 1の中心線よりも回転軸 7の中心線側に位置している。 そして、 錘板体 1 7、 ピン 1 9等により旋回軸 1 1の振動を抑制する振動抑 制手段が構成され、 また回転軸 7、 旋回軸 1 1、 自転防止装置、 振動抑制手 段等により旋回軸 1 1の偏心旋回運動を回転軸 7の回転運動に変換する運動 変換装置が構成され、 ステ一タ 2、 回転軸 7、 ロータ 8、 旋回軸 1 1、 自転 防止装置、 振動抑制手段等により発電機 2 1が構成されている。
また、 回転軸 7の中心線から錘板体 1 7の重心までの距離と錘板体 1 7の 重量との積を大きさとしかつ回転軸 7の中心線から錘板体 1 Ίの重心までの 方向を方向とするべクトルを錘板体 1 7の回転軸に直角なモーメントべクト ル、 回転軸 7の中心線から旋回スクロール 2 3の重心までの距離と旋回スク ロール 2 3の重量との積を大きさとしかつ回転軸 7の中心線から旋回スクロ ール 2 3の重心までの方向を方向とするべクトルを旋回スクロール 2 3の回 転軸に直角なモーメントべクトル、 回転軸 7の中心線から旋回板 1 2の重心 までの距離と旋回板 1 2の重量との積を大きさとしかつ回転軸 7の中心線か ら旋回板 1 2の重心までの方向を方向とするべクトルを旋回板 1 2の回転軸 に直角なモーメントベクトルとすると、 錘板体 1 7の回転軸に直角なモーメ ントべクトル、 旋回スクロール 2 3の回転軸に直角なモーメントべクトルお よび旋回板 1 2の回転軸に直角なモーメントべクトルの和は零べクトルであ る。
また、 ケーシング 1に固定スクロール 2 2が固定され、 固定スクロール 2 2には渦巻状のラップが設けられている。 また、 旋回軸 1 1に旋回スクロ ール 2 3が取り付けられ、 旋回スクロール 2 3には固定スクロール 2 2のラ ップと同一形状のラップが設けられ、 旋回スクロール 2 3のラップと固定ス クロール 2 2のラップとが重なり合つており、 固定スクロール 2 2と旋回ス クロール 2 3との間に複数の膨張室 2 4が形成され、 固定スクロール 2 2に 導入管 2 5が設けられ、 固定スクロール 2 2に排気管 2 6が設けられ、 導入 管 2 5、 排気管 2 6は膨張室 2 4に連通している。 そして、 固定スクロール 2 2、 旋回スクロール 2 3等により旋回軸 1 1を偏心旋回させる偏心旋回駆 動装置であるスクロール式の容積型膨張機が構成されており、 また発電機 2 1、 容積型膨張機等により発電装置が構成されている。
図 1、 図 2に示した発電装置においては、 ピンクランク 1 3等からなる自 転防止装置が設けられているから、 旋回軸 1 1、 旋回スクロ一ル 2 3は自転 せず、 旋回軸 1 1、 旋回スクロール 2 3がケーシング 1、 固定スクロール 2 2に対して回転せずに偏心旋回する。 したがって、 高圧気体等の膨張室 2 4内で膨張すべき気体を導入管 2 5から膨張室 2 4内に導入すると、 導入 された気体によって膨張室 2 4が徐々に拡張され、 膨張室 2 4内で膨張した 気体は排気管 2 6から排気され、 旋回軸 1 1がケ一シング 1に対して偏心旋 回する。 このため、 回転軸 7、 口一夕 8が回転し、 発電機 2 1が発電する。 また、 回転軸 7の回転角度にかかわらず、 旋回軸 1 1の中心線と錘板体 1 7 の重心とは回転軸 7の中心線の両側に位置する。
このような運動変換装置においては、 逆転トルクが旋回軸 1 1を介して回 転軸 7に伝達されるから、 運動変換効率が良好である。 また、 発電機、 発電 装置においては、 逆転トルクが旋回軸 1 1を介して回転軸 7に伝達されるか ら、 発電効率が良く、 また電気周波数が極端に高くないから、 インバー夕が 小型となりかつ安価となる。 また、 従来のスクロール式の容積型膨張機を有 する発電装置においては、 クランク軸にベアリングを介して旋回スクロール を取り付けているから、 クランク軸の直径を大きくすることができないのに 対して、 図 1、 図 2に示した発電機、 発電装置においては、 旋回軸 1 1に旋 回スクロール 2 3を直接取り付けているから、 旋回軸 1 1の直径を大きくす ることができるので、 発電効率を良好にすることができる。 また、 旋回軸 1 1の中心線と錘板体 1 7の重心とは回転軸 7の中心線の両側に位置するか ら、 旋回軸 1 1の振動を抑制することができるので、 発電効率を良好にする ことができる。 また、 錘板体 1 7の回転軸に直角なモーメントベクトル、 旋 回スクロール 2 3の回転軸に直角なモーメントべクトルおよび旋回板 1 2の 回転軸に直角なモーメントべクトルの和を零としているから、 すなわち旋回 スクロール 2 3の回転軸に直角なモーメントべクトルおよび旋回板 1 2の回 転軸に直角なモ一メントべクトルの和を和べクトルとしたとき、 錘板体 1 7 の回転軸に直角なモ一メントべクトルの大きさを和べクトルの大きさと等し くしかつ錘板体 1 7の回転軸に直角なモーメントべクトルの方向を和べクト ルの方向と反対方向としているから、 旋回軸 1 1の振動を確実に抑制するこ とができるので、 発電効率をさらに良好にすることができる。 また、 自転防 止装置としてピンクランク 1 3を有するものを用いているから、 旋回軸 1 1 の振動を小さくすることができるので、 発電効率を良好にすることができる。 なお、 上述実施の形態においては、 偏心旋回駆動装置がスクロール式の容 積型膨張機の場合について説明したが、 他の偏心旋回駆動装置により発電機 2 1を駆動してもよい。 また、 上述実施の形態においては、 錘板体 1 7に係 合溝 1 8を設けたが、 錘板体に取り付けられたピンが係合すべき係合溝を回 転軸に設けてもよい。この場合、ピンと係合溝との間にわずかな隙間を設け、 錘板体を回転軸に対して回転軸の中心線と旋回軸の中心線とを結ぶ線の方向 に移動可能にして、 錘板体の回転軸に対する回転軸の中心線と旋回軸の中心 線とを結ぶ線の方向の移動を許容するようにする。 また、 上述実施の形態に おいては、 回転軸 7の一方端面にピン 1 9を取り付け、 錘板体 1 7に係合溝 2 0を設け、 ピン 1 9を係合溝 2 0に揷入することにより、 錘板体 1 7を回 転軸 7と連結したが、 錘板体に凹所を設け、 凹所に回転軸の端部を係合して もよく、 また錘板体に溝を設け、 回転軸に係合板を固定し、 溝に係合板を係 合してもよい。 また、 上述実施の形態においては、 錘板体 1 7を回転軸 7と 連結したが、 錘板体をケーシングに連結してもよい。 この場合、 ケーシング に回転軸の中心線を中心線とする第 1の円形リング状部材を設け、 錘板体に 第 2の円形リング状部材を設け、 第 1の円形リング状部材と第 2の円形リン グ状部材とを相対的に回転するように係合してもよい。 また、 上述実施の形 態においては、 旋回板 1 2、 ピンクランク 1 3等により構成された自転防止 装置を用いたが、 他の自転防止装置を用いてもよい。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . ケーシングと、 上記ケ一シングに回転可能に支持された回転軸と、 上記 回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸とを具備したことを特徴とす る運動変換装置。
2 . ケーシングと、 上記ケ一シングに固定されたステ一夕と、 上記ケ一シン グに回転可能に支持された回転軸と、 上記回転軸に固定された口一夕と、 上 記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸とを具備したことを特徴と する発電機。
3 . ケーシングと、 上記ケーシングに固定されたステ一夕と、 上記ケ一シン グに回転可能に支持された回転軸と、 上記回転軸に固定された口一夕と、 上 記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、 上記旋回軸の偏心旋回 を許容しかつ上記旋回軸の自転を防止する自転防止装置とを具備したことを 特徴とする発電機。
4 . 請求項 3に記載の発電機を有する発電装置において、 上記ケーシングに 固定された固定スクロールと、 上記旋回軸に取り付けられた旋回スクロール とを具備したことを特徴とする発電装置。
5 . 上記旋回軸に回転可能に支持され、 重心が上記旋回軸の中心線と上記回 転軸の中心線とを結ぶ直線上に位置しており、 かつ上記重心が上記旋回軸の 中心線よりも上記回転軸の中心線側に位置している錘板体を具備したことを 特徴とする請求の範囲第 4項に記載の発電装置。
6 . 上記錘板体が上記回転軸と連結されたことを特徴とする請求の範囲第 5 項に記載の発電装置。
7 . 上記自転防止装置に旋回板を設け、 上記錘板体の回転軸に直角なモ一メ ントべクトル、 上記旋回スクロールの回転軸に直角なモーメントべクトルお よび上記旋回板の回転軸に直角なモーメントべクトルの和を零べクトルとし たことを特徴とする請求の範囲第 5項または第 6項に記載の発電装置。
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