备有若干发电机的废热发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种备有若干发电机的废热发电装置，该废热发电装置利用设在发动机上的飞轮并安装着若干小型发电机，系统本身结构紧凑。该废热发电装置中，飞轮２设在发动机１上，在飞轮２的外周形成齿部２５，带齿环状皮带５与该齿部２５啮合，由带齿环状皮带５通过增速齿轮６、７、８驱动若干个发电机３发电。发电机３发出的电力由变压装置１０合成并变压，经过整流二极管１１和变频器１３由负荷１４消费。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种关于发动机备有若干发电机的废热发电装置。现有技术中，由发动机驱动的大型发电机多由感应起电机构成，发电机采用感应起电机时，通过控制投入的励磁电力，即使转动频率发生变化也容易使产生的电压恒定，所以这种发电装置通常由感应起电机构成。另外，将永磁铁作为转子的发电机或发动机，由于功率高及构造简单，最近多用于工业机器。但是，发电机的转动频率上升时，电压也升高，所以，要使其电压为恒定是较困难的，需要复杂的控制装置。另外，随着电压和电流的增加、转子的转动频率上升时，在转子上产生大的离心力，因此，发电机中的转子必须能经受住该离心力。为此，通常是用加强环等对构成转子的永磁铁的外周加强，将转子做成能承受离心力的构造。用永磁铁作为转子的发电机，例如有日本技术公报实开平2-146975号揭示的小型发电机、实开昭60-162977号公报揭示的电动发电机、日本专利公报特开昭62-272850号揭示的永磁铁式旋转机等。例如，实开平2-146975号公报揭示的小型发电机，是用通过由一对连杆支承的调速机构将调速配重与主轴和转子连接，根据主轴转动频率，通过离心力使调速配重离开主轴，缩小连杆间的角度，使转子朝着脱出定子的方向移动。特开平7-236260号揭示的高功率交流发电机，是根据旋转速度控制磁通密度，恰当地控制发电量，将控制环可相对旋转地配置于转子与定子之间，并且在控制环上设有可接合及脱离的导磁性体。通常，在制作圆筒形永磁铁时，是将含有铁、钕、钐、钴等元素的合金粉末充填到非磁性体构成的圆筒形成形模内，用高温度将该合金粉末压缩成形并固化，用高频加热瞬间烧结该成形体，在成形体的烧结时赋与NS极即磁力，使合金中的磁力线排齐。接着，从烧结模中取出圆筒形的永久磁石烧结体，对该烧结体的外周面、内周面研磨加工，制成永磁石的烧结体。另外，将长碳纤维卷起制成薄壁外筒，将该薄壁外筒作为加强烧结体的加强件。用压力机把永磁石的烧结体压入嵌合到薄壁外筒内，便完成了转子。用永磁石作为转子的发电机，其发电力是转子旋转速度与磁场强度的积，所以，转子的旋转速度越快，其发电力越大。但是，用永磁石构成大径的转子时，提高其周速度增大发电电力是困难的，所以，用永磁石作为转子时，不容易实现大功率的发电。但是，如果用设在发动机输出端的飞轮作为旋转轴，在其外周配置永磁石而构成转子时，永磁石本身变大，定子部直径也变大，发电机本身大型化，整体直径过分大，在有些场所不能设置该发电机。另外，用陶瓷隔热形的活塞-涡轮组合式航空发动机供给高效率的电力时，作为都市的电源虽然是极有效的系统，但设置该系统时，必须考虑设置在建筑物的屋顶或地下等场所，这样，由于设置空间的要求严格，要求系统本身紧凑化，而且要求系统低噪音。另外，用永磁石构成高速旋转的转子的发电机中，为了制作作为转子的磁石，要烧结铁-钕合金粉末，将该烧结体加工成预定的形状和精度。在发电机中，转子高速旋转时，由于作用大的离心力，所以永磁石要具有不被该离心力击碎的强度，而且转子越大型，越要提高永磁石的强度，这样，发电机的成本提高，存在着如何减低制造成本的课题。本专利技术的目的是提供一种备有若干发电机的废热发电装置，该发电装置中，用铁或钕等的粉末烧结成的永磁石制作转子，使该永磁石旋转而可使构造小型化，使备有该转子的发电机小型化且降低制造成本，并且，将设在发动机上的飞轮作为驱动轮，使飞轮的外周速度加大，借助该外周速度使若干发电机的旋转轴等速度旋转，高效率地发电，系统的结构紧凑并降低制造成本，即使在都市中空间被限制的场所也能容易设置，而且，由于使发电机小型化，还可减低噪音。本专利技术提供的备有若干发电机的废热发电装置，其特征在于，由设在发动机上的飞轮、与飞轮外周面接合并旋转的驱动机构、被该驱动机构驱动旋转的增速轮、通过该增速轮而旋转的若干发电机的旋转轴、将发电机发出的电力合成并整流的整流装置、将合成了的电力的频率变换的变频器构成。该废热发电装置中，上述驱动机构由齿轮驱动机构构成，上述增速轮由增速齿轮构成，上述齿轮驱动机构的齿轮与飞轮及增速轮啮合，上述增速齿轮被飞轮驱动旋转。或者，该发电机的废热发电装置中，上述驱动机构由皮带驱动机构构成，该皮带驱动机构由带齿环状皮带构成，上述增速轮由增速齿轮构成，上述带齿环状皮带与形成在飞轮外周上的齿部啮合，上述增速齿轮被带齿环状皮带驱动旋转。另外，在带齿环状皮带与增速齿轮的啮合侧相反侧的带齿环状皮带的背面侧，配置着与带齿环状皮带接合的空转辊。上述整流装置是把若干输出端部呈线圈状卷绕在铁芯上，构成电感线圈，实施整流且变压。该备有若干发电机的废热发电装置，具有控制器，该控制器能根据负荷控制上述各发电机的开、关。上述整流装置，是将线圈卷绕在铁芯上构成的，对设在发动机上的能量回收装置的发电机发出的电力进行合成、整流和变压。上述发电机具有转子和定子，转子由安装在上述旋转轴上的永磁石构成，定子配置在转子外周并固定在上述壳体上；转子由圆筒形部件和配置在该圆筒形部件外周的加强部件构成，圆筒形部件由永磁石构成，加强部件由对圆筒形部件加强的非磁性材料构成。组装在该废热发电装置中的发电机，可采用各种型式的发电机，例如，该发电机具有转子和定子，转子由安装在上述旋转轴上的永磁石构成，定子配置在转子外周并固定在上述壳体上；转子由圆筒形部件和配置在该圆筒形部件外周的加强部件构成，圆筒形部件由永磁石构成，加强部件由对圆筒形部件加强的非磁性材料构成。该废热发电装置，利用飞轮的大直径，将设在飞轮外周上的齿部作为驱动装置，通过增速装置设置若干个小型发电机，所以，系统本身可紧凑化，可提高发电效率。通过带齿环状皮带等机构用飞轮的驱动力驱动发电机的旋转轴时，例如，对于齿轮之间的啮合不要求高精度，可减低造价。本专利技术的备有若干发电机的废热发电装置，由于具有上述构造，可利用设在发动机上的飞轮的圆周速度驱动若干个发电机，使系统本身紧凑化，并且由于利用飞轮的高速的圆周速度，可加大发电量。而且，由于发电机本身能小型化，所以可减低制造成本，减低产生的离心力，防止磁石的破坏，并能减低噪音。另外，该废热发电装置，由于结构紧凑，所以能容易地设置在城区或大街、建筑物屋顶或地下等处，即使狭窄的场所也能容易地设置。图1是表示本专利技术备有若干发电机的废热发电装置一实施例的正面图。图2是图1所示废热发电装置的局部断面的侧面图。图3是表示组装入图1所示废热发电装置内的发电机的断面图。图4是表示图3所示发电机转子的断面图。下面，参照附图说明本专利技术的备有若干发电机的废热发电装置的实施例。本专利技术的备有若干发电机的废热发电装置，是通过飞轮2将发动机1的旋转力传递给若干发电机3的旋转轴9，由发电机3发出电能。本实施例中，设有3个发电机3。发动机1例如可采用以轻油、重油或以天然气等为燃料的柴油发动机。发动机1主要有飞轮2，该飞轮2作为与输出轴4连接的大直径驱动轴。还备有涡轮充电器16和能量回收装置18。涡轮充电器16被从发动机1通过排气管15排出的排气驱动。能量回收装置18被从涡轮充电器16的排气管17出来的排气驱动。能量回收装置18备有涡轮和发电机26，可将排气能量变换为电力。从能量回收装置18排出的气体以热能被充分回收了的状态通过排气管29排出到外部。该废热发电装置，主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种备有若干发电机的废热发电装置，其特征在于，由设在发动机上的飞轮、与飞轮外周面接合并被飞轮旋转的驱动机构、被该驱动机构驱动旋转的增速轮、通过该增速轮而旋转的若干发电机的旋转轴、将发电机发出的电力合成并整流的整流装置、将合成了的电力的频率变换的变频器构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：河村英男，
申请(专利权)人：株式会社五十铃硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]