專利名稱：動(dòng)力發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將由熱機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力向該熱機(jī)的外部取出的動(dòng)力發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
在熱機(jī)中，外燃機(jī)為通過使水、氨、戊烷、氟利昂等低沸點(diǎn)介質(zhì)(沸點(diǎn)比水低的介質(zhì))等動(dòng)作介質(zhì)(也稱作動(dòng)作流體)用蘭肯循環(huán)等熱力學(xué)循環(huán)膨脹或收縮、將熱變換為動(dòng)力(將熱能變換為動(dòng)能)的結(jié)構(gòu)。這樣的熱機(jī)具備使動(dòng)作介質(zhì)的蒸汽膨脹的膨脹機(jī)，膨脹機(jī)收容在從外部以氣密狀隔離的殼體的內(nèi)部。將由該膨脹機(jī)得到的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由軸取出到收容著膨脹機(jī)的殼體外，為了使壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、泵、發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)而使用。例如，在日本 特開2009 - 185772號(hào)中，公開了在具備通過動(dòng)作流體的膨脹產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的膨脹機(jī)構(gòu)、受膨脹機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)力驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)、和受膨脹機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)力驅(qū)動(dòng)的泵 機(jī)構(gòu)的流體機(jī)械中、其特征在于將上述泵機(jī)構(gòu)可容量改變地構(gòu)成的流體機(jī)械。此外，在美國(guó)專利第7249459號(hào)中，公開了具備將蘭肯循環(huán)的熱能向旋轉(zhuǎn)動(dòng)力變換的膨脹機(jī)、受旋轉(zhuǎn)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)而提高蘭肯循環(huán)的壓力的供液泵、和產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá)、它們共有旋轉(zhuǎn)軸的流體機(jī)械。這些裝置(流體機(jī)械)都是將作為熱機(jī)的一部分的膨脹機(jī)、和發(fā)電機(jī)或泵等旋轉(zhuǎn)機(jī)械等一起收容在I個(gè)殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)?？墒?，在上述各先行技術(shù)的裝置(流體機(jī)械)中，為了防止動(dòng)作介質(zhì)的泄漏，在收容膨脹機(jī)的殼體上設(shè)置密封是必要不可缺的。這里，如日本 特開2009 - 185772號(hào)、或美國(guó)專利第7249459號(hào)的圖I所記載那樣，在將膨脹機(jī)、和發(fā)電機(jī)或泵等旋轉(zhuǎn)機(jī)械一起收容在I個(gè)殼體內(nèi)的情況下，有能夠不需要將膨脹機(jī)與旋轉(zhuǎn)機(jī)械相連的軸的軸密封的情況。但是，作為殼體及旋轉(zhuǎn)機(jī)械，需要專用品，有不能使用通用品的問題。此外，容易與動(dòng)力發(fā)生裝置及使用它的發(fā)電設(shè)備的初始成本關(guān)聯(lián)。另一方面，如美國(guó)專利第7249459號(hào)的圖19及圖20所記載那樣，在用于動(dòng)力傳遞的旋轉(zhuǎn)軸將殼體貫通而突出到外部的情況下，特別在將不宜釋放到大氣中那樣的低沸點(diǎn)介質(zhì)用作動(dòng)作介質(zhì)的二元發(fā)電等中，軸的密封是重要的。在其圖19及圖20的設(shè)備中，采用在旋轉(zhuǎn)機(jī)(馬達(dá)9)與膨脹機(jī)之間設(shè)置軸密封、動(dòng)作介質(zhì)不向旋轉(zhuǎn)機(jī)側(cè)泄漏的構(gòu)造。但是，即使采用這樣的軸密封，也難以可靠地防止動(dòng)作介質(zhì)的泄漏，此外需要繁雜的軸密封的維護(hù)。此夕卜，容易與動(dòng)力發(fā)生裝置及使用它的發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行成本上升關(guān)聯(lián)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，目的是提供一種即使不進(jìn)行在一個(gè)殼體內(nèi)一起收容熱機(jī)和旋轉(zhuǎn)機(jī)、或在傳遞動(dòng)力的軸上采用軸密封機(jī)構(gòu)等措施、也能夠在防止動(dòng)作介質(zhì)的泄漏的同時(shí)將由膨脹機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向收容膨脹機(jī)的殼體的外部效率良好地傳遞的動(dòng)力發(fā)生裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的動(dòng)力發(fā)生裝置采用以下的技術(shù)手段。即，本發(fā)明是一種動(dòng)力發(fā)生裝置，由以下部分構(gòu)成熱機(jī)，具備膨脹機(jī)；殼體，收容上述膨脹機(jī)；以及，動(dòng)力傳遞軸，將由上述膨脹機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向收容著上述膨脹機(jī)的驅(qū)動(dòng)部的殼體的外部取出；上述殼體具有隔壁；上述膨脹機(jī)收容在由上述隔壁包圍的內(nèi)部；上述動(dòng)力傳遞軸隔著上述隔壁被分成上述殼體內(nèi)的部分和上述殼體外的部分，并且具備用來(lái)將上述膨脹機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向上述殼體的外部傳遞的磁稱合器。也可以是，在上述殼體外部的動(dòng)力傳遞軸上，連接著使用傳遞到上述殼體外的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電機(jī)。優(yōu)選的是，上述磁耦合器具備被傳遞上述膨脹機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力而在上述殼體的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵、和配備在上述殼體的外部且隨著上述驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行從動(dòng)旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)側(cè)磁鐵；上述驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵和從動(dòng)側(cè)磁鐵以使相互不同的磁極相面對(duì)的方式隔著上述隔壁配備。 也可以是，從上述膨脹機(jī)的驅(qū)動(dòng)部到上述驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵在動(dòng)力傳遞路徑上，設(shè)有將由上述驅(qū)動(dòng)部輸出的旋轉(zhuǎn)減速后向磁耦合器傳遞的減速器。也可以是，上述驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵以包圍從動(dòng)側(cè)磁鐵的外周的方式隔開距離配備；上述驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵及從動(dòng)側(cè)磁鐵分別設(shè)有兩個(gè)以上。也可以是，設(shè)有將兩個(gè)以上的上述驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵磁連結(jié)的第I磁路形成部件，上述第I磁路形成部件配備為在磁耦合器的徑向外側(cè)與上述驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵接觸。也可以是，設(shè)有將兩個(gè)以上的上述從動(dòng)側(cè)磁鐵磁連結(jié)的第2磁路形成部件，上述第2磁路形成部件配備為在磁耦合器的徑向內(nèi)側(cè)與上述從動(dòng)側(cè)磁鐵接觸。也可以是，上述隔壁至少設(shè)在被分成上述殼體內(nèi)的部分和上述殼體外的部分的動(dòng)力傳遞軸之間，將上述磁耦合器在該殼體的內(nèi)外隔開的部分是非磁性體。也可以是，上述熱機(jī)在循環(huán)流路上使用，循環(huán)流路通過將使液體的動(dòng)作介質(zhì)蒸發(fā)的蒸發(fā)器、使由上述蒸發(fā)器蒸發(fā)的動(dòng)作介質(zhì)的蒸汽膨脹而使驅(qū)動(dòng)部旋轉(zhuǎn)的膨脹機(jī)、使由上述膨脹機(jī)膨脹后的動(dòng)作介質(zhì)的蒸汽冷凝而變化為液體的動(dòng)作介質(zhì)的冷凝器、和通過將由上述冷凝器冷凝后的液體的動(dòng)作介質(zhì)向蒸發(fā)器壓送而使動(dòng)作介質(zhì)循環(huán)的循環(huán)泵閉環(huán)狀地連接而成。根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力發(fā)生裝置，即使不使用一體型的殼體或軸密封機(jī)構(gòu)，也能夠在防止向殼體外部的動(dòng)作流體的泄漏的同時(shí)、將由膨脹機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向收容著膨脹機(jī)的驅(qū)動(dòng)部的殼體的外部取出。


圖I是表示第I實(shí)施方式的動(dòng)力發(fā)生裝置的圖。圖2是設(shè)在第I實(shí)施方式的動(dòng)力發(fā)生裝置中的磁耦合器的立體圖。圖3 Ca)是第I實(shí)施方式的磁耦合器的剖視圖，圖3 (b)是表示該磁耦合器中的磁力線的發(fā)生狀態(tài)的圖。圖4是表示第2實(shí)施方式的動(dòng)力發(fā)生裝置的圖。圖5 (a)是第3實(shí)施方式的磁稱合器的剖視圖，圖5 (b)是表不該磁稱合器中的磁力線的發(fā)生狀態(tài)的圖。
圖6 (a)是第4實(shí)施方式的磁耦合器的剖視圖，圖6 (b)是表示該磁耦合器中的磁力線的發(fā)生狀態(tài)的圖。圖7 (a)是第5實(shí)施方式的磁稱合器的剖視圖，圖7 (b)是表不該磁稱合器中的磁力線的發(fā)生狀態(tài)的圖。圖8 Ca)是第6實(shí)施方式的磁耦合器的剖視圖，圖8 (b)是表示該磁耦合器中的磁力線的發(fā)生狀態(tài)的圖。圖9 Ca)是第7實(shí)施方式的磁耦合器的剖視圖，圖9 (b)是表示該磁耦合器中的磁力線的發(fā)生狀態(tài)的圖。圖10是表示第8實(shí)施方式的動(dòng)力發(fā)生裝置的主要部的圖。
具體實(shí)施方式

[第I實(shí)施方式]
以下，基于

有關(guān)本發(fā)明的動(dòng)力發(fā)生裝置I的第I實(shí)施方式。如圖I所示，第I實(shí)施方式的動(dòng)力發(fā)生裝置I是具有具備膨脹機(jī)2的熱機(jī)3、和將由該膨脹機(jī)2產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向收容膨脹機(jī)2的驅(qū)動(dòng)部10的殼體4的外部取出的動(dòng)力傳遞軸的結(jié)構(gòu)，所述膨脹機(jī)2具有通過動(dòng)作流體的蒸汽的膨脹而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部(在本實(shí)施方式中是螺桿轉(zhuǎn)子10)。該殼體4在由其隔壁5包圍的內(nèi)部收容有膨脹機(jī)2的驅(qū)動(dòng)部
10。動(dòng)力傳遞軸中間夾著隔壁5而被分?jǐn)酁槲挥跉んw內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軸11和位于殼體外的從動(dòng)軸13。此外，在分?jǐn)嗟膭?dòng)力傳遞軸、即驅(qū)動(dòng)軸11和從動(dòng)軸13上，為了將膨脹機(jī)2的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向殼體4的外部傳遞而設(shè)有磁耦合器6。這樣，動(dòng)力發(fā)生裝置I具備由通過驅(qū)動(dòng)軸11及從動(dòng)軸13形成的動(dòng)力傳遞軸和磁耦合器6構(gòu)成的動(dòng)力傳遞裝置。另外，在第I實(shí)施方式中，作為熱機(jī)3而例示二元循環(huán)。雖說如此，但作為熱機(jī)3，只要是將熱變換為動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)，怎樣的發(fā)動(dòng)機(jī)都包括。在利用二元循環(huán)那樣的蘭肯循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)以外，還包括例如蒸汽機(jī)、蒸汽渦輪、斯特林循環(huán)那樣的外燃機(jī)、或者燃?xì)鉁u輪那樣的內(nèi)燃機(jī)。如圖I所示，二元循環(huán)在以閉環(huán)狀連接的循環(huán)流路上具備使液體的動(dòng)作介質(zhì)T蒸發(fā)的蒸發(fā)器7、使由該蒸發(fā)器7蒸發(fā)的動(dòng)作介質(zhì)T的蒸汽膨脹而使驅(qū)動(dòng)部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的膨脹機(jī)
2、使由該膨脹機(jī)2膨脹的動(dòng)作介質(zhì)T的蒸汽冷凝而變化為液體的動(dòng)作介質(zhì)T的冷凝器8、和通過將由該冷凝器8冷凝后的液體的動(dòng)作介質(zhì)T向蒸發(fā)器7壓送而使動(dòng)作介質(zhì)T循環(huán)的介質(zhì)循環(huán)泵9。膨脹機(jī)2具有利用膨脹前后的蒸汽的壓力差旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的螺桿轉(zhuǎn)子10(驅(qū)動(dòng)部)。螺桿轉(zhuǎn)子10以驅(qū)動(dòng)軸11為中心旋轉(zhuǎn)自如，能夠?qū)a(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸11傳遞。在膨脹機(jī)2的螺桿轉(zhuǎn)子10 (驅(qū)動(dòng)部)的周圍設(shè)有殼體4 (隔壁5)，能夠通過該殼體4將內(nèi)部與外部氣密地隔離。在該氣密地隔離的殼體4的內(nèi)部，與螺桿轉(zhuǎn)子10 —起收容有在二元循環(huán)中使用的低沸點(diǎn)介質(zhì)的動(dòng)作介質(zhì)T。在將由上述膨脹機(jī)2的螺桿轉(zhuǎn)子10產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向旋轉(zhuǎn)機(jī)械12 (壓縮機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)等)傳遞的情況下，通常必須在膨脹機(jī)2與旋轉(zhuǎn)機(jī)械12之間設(shè)置能夠傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)。以往，在作為這樣的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)而采用設(shè)置為將膨脹機(jī)的殼體的內(nèi)外貫通的旋轉(zhuǎn)軸的情況下，抑制動(dòng)作介質(zhì)從該旋轉(zhuǎn)軸與殼體之間泄漏的軸密封為必要不可缺的。如果設(shè)置這樣的軸密封，則裝置的維護(hù)變得繁雜，與運(yùn)行成本的上升關(guān)聯(lián)，或者還有可能有收容的動(dòng)作介質(zhì)T的漏出，所以并不理想。為了解決該問題，以往還進(jìn)行在一個(gè)殼體內(nèi)一起收容膨脹機(jī)和旋轉(zhuǎn)機(jī)械來(lái)防止動(dòng)作介質(zhì)T的漏出的對(duì)策。如果將這樣的膨脹機(jī)和旋轉(zhuǎn)機(jī)械收容到一體型的殼體中，則有不需要兩者間的軸密封的情況，但作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械而需要專用品，與初始成本的上升關(guān)聯(lián)，或者不能使用通用品，所以并不理想。所以，在本發(fā)明的動(dòng)力發(fā)生裝置I中，具有經(jīng)由隔壁5將膨脹機(jī)2的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向殼體4外傳遞的磁耦合器6。即，動(dòng)力發(fā)生裝置I為了能夠在膨脹機(jī)2與旋轉(zhuǎn)機(jī)械12之間傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力而具備動(dòng)力傳遞裝置，所述動(dòng)力傳遞裝置由中間夾著隔壁而被分?jǐn)酁轵?qū)動(dòng)軸11和從動(dòng)軸13的動(dòng)力傳遞軸、和進(jìn)而將經(jīng)由隔壁劃分在殼體的內(nèi)外的這兩個(gè)軸磁連結(jié)的磁稱合器6構(gòu)成。以下，對(duì)動(dòng)力傳遞裝置的詳細(xì)情況進(jìn)行敘述。
如圖I及圖2所示，驅(qū)動(dòng)軸11是沿著膨脹機(jī)2的螺桿轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)軸心配備的旋轉(zhuǎn)軸。驅(qū)動(dòng)軸11的一端(圖I的左側(cè))連結(jié)在作為膨脹機(jī)2的驅(qū)動(dòng)部的螺桿轉(zhuǎn)子10上，另一端(圖I的右側(cè))延伸到隔壁5的附近，在該另一端側(cè)的前端上設(shè)有安裝著驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的磁耦合器6的外筒體15。外筒體15是朝向旋轉(zhuǎn)機(jī)械12側(cè)(反螺桿轉(zhuǎn)子10側(cè))開口的有底圓筒狀的部件，由非磁性體形成。在外筒體15上以同軸狀連結(jié)著驅(qū)動(dòng)軸11，此外，在該形成為圓筒狀的部分上，設(shè)有在周向上離開配備以使其相互對(duì)置的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14。另一方面，從動(dòng)軸13是沿著與驅(qū)動(dòng)軸11同軸的方向配備的能夠旋轉(zhuǎn)的軸。從動(dòng)軸13的一端(圖I的左側(cè))朝向膨脹機(jī)2側(cè)延伸,在該一端上設(shè)有安裝從動(dòng)側(cè)磁鐵16的內(nèi)插體17，另一端(圖I的右側(cè))連結(jié)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械12上。內(nèi)插體17是圓柱體，與外筒體15同樣由非磁性體形成。內(nèi)插體17能夠松動(dòng)嵌插在外筒體15的內(nèi)側(cè)，在內(nèi)插體17的外周面(插入在外筒體15的內(nèi)側(cè)的部分的外周面)上安裝著從動(dòng)側(cè)磁鐵16。在這些外筒體15與內(nèi)插體17之間、換言之在驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14與從動(dòng)側(cè)磁鐵16之間存在隔壁5。在殼體4上，在與設(shè)置內(nèi)插體17的從動(dòng)軸13的一端對(duì)應(yīng)的位置上，形成有朝向外部開口、朝向膨脹機(jī)2內(nèi)側(cè)陷入的凹部18，該凹部18為上述隔壁5。g卩，內(nèi)插體17從外部旋轉(zhuǎn)自如地嵌入到該凹狀的隔壁5 (凹部18)之中。此外，凹狀的隔壁5從殼體4的內(nèi)部觀察為朝向內(nèi)部突出的圓柱狀的凸部，外筒體15嵌入在該圓柱狀的凸部上。外筒體15的內(nèi)徑比作為圓柱狀的凸部的隔壁5的外徑大，所以外筒體15不會(huì)碰到隔壁5而旋轉(zhuǎn)自如。另外，驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14及從動(dòng)側(cè)磁鐵16在圖例中是釹磁鐵或釤鈷磁鐵那樣的永久磁鐵，但也可以使用電磁鐵。此外，夾著外筒體15及內(nèi)插體17的軸心分別在周向上設(shè)有兩個(gè)的驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14及從動(dòng)側(cè)磁鐵16以外筒體15的旋轉(zhuǎn)軸心為基準(zhǔn)安裝以使徑外側(cè)的表面和徑內(nèi)側(cè)的表面成為N極或S極，以朝向徑外側(cè)或徑內(nèi)側(cè)釋放磁力線。驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14和從動(dòng)側(cè)磁鐵16使相互不同的磁極面對(duì)而配備，在兩磁鐵之間透過隔壁5而誘起磁引力。
更具體地講，哪個(gè)磁鐵都是位于圖2的上側(cè)的磁極為S極，此外位于圖2的下側(cè)的磁極為N極，磁力線在從上向下穿過磁鐵內(nèi)后，被從最下側(cè)的磁鐵的N極(在圖例的情況下是驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的N極)向徑外側(cè)釋放，通過磁鐵的外側(cè)朝向上方，從徑外側(cè)向最上側(cè)的磁鐵的S極(圖例的情況下是驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的S極)集中。在該沿周向離開配備的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的外周側(cè)，設(shè)有將通過磁鐵的外側(cè)的磁力線朝向上方不泄漏地導(dǎo)引的第I磁路形成部件19。如圖3 Ca)所示，將驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14彼此磁連結(jié)的第I磁路形成部件19是能夠?qū)⑼馔搀w15從外周側(cè)遍及整周覆蓋的由電磁軟鐵板形成為短尺寸圓筒狀的磁軛。第I磁路形成部件(以下稱作外側(cè)磁軛)19以面狀態(tài)接觸在上述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的外周面(磁極)。這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的一個(gè)外周面是N極，另一個(gè)外周面是S極。并且，外側(cè)磁軛19具備通過將從兩個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的N極透入的磁力線向另一個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的S極導(dǎo)引、盡可能抑制磁力線的泄漏而提高驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的磁力、進(jìn)而提高從驅(qū) 動(dòng)側(cè)磁鐵14向從動(dòng)側(cè)磁鐵16傳遞的轉(zhuǎn)矩的作用。如果使用上述那樣的動(dòng)力傳遞裝置(動(dòng)力傳遞軸及磁耦合器6)，則能夠在驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14與從動(dòng)側(cè)磁鐵16之間存在隔壁5的狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力(動(dòng)力)的傳遞。因此，不需要采用在以往的裝置中采用那樣的具有各種課題的手段、即在一個(gè)殼體內(nèi)不僅是膨脹機(jī)、還一起收容由該膨脹機(jī)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的手段、或者設(shè)置動(dòng)力傳遞用的軸以將殼體的內(nèi)外貫通、在該軸上設(shè)置軸密封的手段等。因此，即使不采用上述那樣的手段，也能夠在防止動(dòng)作介質(zhì)的泄漏的同時(shí)將由膨脹機(jī)2產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向收容著膨脹機(jī)2的驅(qū)動(dòng)部的殼體4的外部效率良好地取出(傳遞)。另外，如果不采用上述那樣的手段，則不會(huì)使裝置的維護(hù)繁雜化，此外還能夠?qū)⒊杀疽种频幂^低。進(jìn)而，如圖3 (b)所示，通過設(shè)置外側(cè)磁軛19，將從一個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14釋放的磁力線通過外側(cè)磁軛19的內(nèi)部向另一個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14導(dǎo)引。即，磁力線具有如果使磁力線透入到磁路形成部件(例如外側(cè)磁軛19)那樣的磁性體中則匯集到作為磁性體的磁路形成部件的端部的性質(zhì)。所以，如果利用該磁力線的性質(zhì)，則能夠使用磁路形成部件盡可能抑制磁力線的泄漏而提高驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的磁力、使驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14與從動(dòng)側(cè)磁鐵16之間的磁引力增大，進(jìn)而能夠提高從驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14向從動(dòng)側(cè)磁鐵16傳遞的轉(zhuǎn)矩而將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力效率地傳遞。另外，如果這樣使用第I磁路形成部件(外側(cè)磁軛19)增加驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14及從動(dòng)偵_鐵16的數(shù)量而提高磁力，則在隔壁5 (殼體4)為金屬制的情況下在隔壁5中發(fā)生較大的渦電流損失。但是，如果如上述那樣將驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14及從動(dòng)側(cè)磁鐵16的設(shè)置數(shù)分別限定為兩個(gè)，則能夠使渦電流損失對(duì)應(yīng)于在磁耦合器6中使用的磁鐵數(shù)而減少，所以也能夠?qū)u電流損失抑制得較小。[第2實(shí)施方式]
接著，說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的動(dòng)力發(fā)生裝置I。如圖4所示，第2實(shí)施方式的動(dòng)力發(fā)生裝置I在進(jìn)行發(fā)電的二元循環(huán)(二元發(fā)電系統(tǒng))中使用。即，動(dòng)力發(fā)生裝置I通過具備在殼體內(nèi)外分?jǐn)嗟尿?qū)動(dòng)傳遞軸(驅(qū)動(dòng)軸11及從動(dòng)軸13)和磁耦合器6的動(dòng)力傳遞裝置，向膨脹機(jī)2的殼體4外傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，使用該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力使發(fā)電機(jī)20旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行發(fā)電。在第I實(shí)施方式中，考慮動(dòng)力傳遞率而公開了對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械直接傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的方法，但根據(jù)設(shè)備布局，也有在膨脹機(jī)2的附近難以確保配備泵等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的空間的情況，在這樣的情況下，如第2實(shí)施方式所示，優(yōu)選的是，使用傳遞到殼體4外的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力由發(fā)電機(jī)20進(jìn)行發(fā)電，暫且先由發(fā)電機(jī)20將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力變換為電力后，用電力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械12。在本實(shí)施方式中，也不需要在以往的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)中采用的密封機(jī)構(gòu)等，能夠在防止動(dòng)作介質(zhì)的漏出的同時(shí)將由膨脹機(jī)2產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力向收容著膨脹機(jī)2的殼體4的外部效率地取出。此外，不會(huì)使裝置的維護(hù)繁雜化，還能夠?qū)⑦\(yùn)行成本抑制得較低。[第3實(shí)施方式]
接著，說明本發(fā)明的第3實(shí)施方式的動(dòng)力發(fā)生裝置I。 第I實(shí)施方式的動(dòng)力發(fā)生裝置I是在動(dòng)力傳遞裝置的磁耦合器中使用由電磁軟鐵板形成的短尺寸圓筒狀的部件(外側(cè)磁軛)作為第I磁路形成部件19的例子。另一方面，在第3實(shí)施方式中，使第I磁路形成部件19為“將多個(gè)板磁鐵21 (使長(zhǎng)度方向的兩端分別為N極或S極的板狀的磁鐵)沿著外筒體15的外周以圓弧狀排列、以使其磁連接的結(jié)構(gòu)”。具體而言，如圖5 (a)所示，第3實(shí)施方式的第I磁路形成部件19是將多個(gè)(在圖例中是16片)板磁鐵21沿著外筒體15的外周面在周向上排列的結(jié)構(gòu)。該板磁鐵21沿著外筒體15的外周面以圓弧狀彎曲。對(duì)于兩個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14中的、圖5 (a)、圖5 (b)的上側(cè)的驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的S極，左右配備有兩個(gè)板磁鐵21，以使其接觸在該S極的表面上。這些板磁鐵21相互將N極彼此相面對(duì)而配備，在周向上隔開距離配備以使其相互接觸。另一方面，對(duì)于圖5 (a)、圖5 (b)的下側(cè)的驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的N極，也在左右配備有兩個(gè)板磁鐵21，以使其接觸在該N極的表面上。這些板磁鐵21相互將S極彼此相面對(duì)且相互隔開距離配備。并且，上述板磁鐵21在左側(cè)配備有8片、在右側(cè)配備有8片，以使其分別內(nèi)插在配備為接觸在上側(cè)的驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14上的兩個(gè)板磁鐵21、與配備為接觸在下側(cè)的驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14上的兩個(gè)板磁鐵21之間。相鄰的板磁鐵21分別配備為，使相互不同的磁極彼此相面對(duì)。如圖5 (b)所示，即使代替由電磁軟鐵板構(gòu)成的外側(cè)磁軛而使用組合了多個(gè)板磁鐵21的磁路形成部件19，多個(gè)板磁鐵21也能夠形成磁力線的路徑(磁回路)，依次通過其內(nèi)部傳遞磁力線，所以能夠提高驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的磁力，進(jìn)而能夠提高從驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸向從動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸傳遞的轉(zhuǎn)矩而效率地傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。[第4實(shí)施方式]
接著，說明本發(fā)明的第4實(shí)施方式的動(dòng)力發(fā)生裝置I。如圖6 Ca)所示，第4實(shí)施方式的動(dòng)力發(fā)生裝置I在動(dòng)力傳遞裝置的磁耦合器中使用將上述第I實(shí)施方式的第I磁路形成部件(外側(cè)磁軛)19與驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14 一體化的結(jié)構(gòu)。換言之，具備兼具備驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14和第I磁路形成部件19的功能那樣的磁鐵(以后，稱作一體磁鐵22)。一體磁鐵22為將外筒體15的外周面遍及整周覆蓋的圓筒狀，是設(shè)有相當(dāng)于第3實(shí)施方式中的驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的朝向徑內(nèi)側(cè)突出那樣的突起部23、使一個(gè)(圖6 (a)的下側(cè))的突起部23的端部為N極、使另一個(gè)(圖6 (a)的上側(cè))的突起部23的端部為S極的結(jié)構(gòu)。
如圖6 (b)所示，如果使用兼具備第I磁路形成部件19和驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的功能的一體磁鐵22，由于磁力線通過一體磁鐵22的內(nèi)部從N極向S極傳遞，所以也能夠提高驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的磁力，進(jìn)而能夠提高從驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸向從動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸傳遞的轉(zhuǎn)矩而將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力效率地傳遞。[第5實(shí)施方式]
接著，對(duì)本發(fā)明的第5實(shí)施方式的動(dòng)力發(fā)生裝置I進(jìn)行說明。本實(shí)施方式具有在動(dòng)力傳遞裝置的內(nèi)插體17 (從動(dòng)軸13的前端)上設(shè)置由電磁軟鐵板、多個(gè)板磁鐵21或一體磁鐵22構(gòu)成的第2磁路形成部件24、將從動(dòng)側(cè)磁鐵16彼此連結(jié)的結(jié)構(gòu)，其他結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式大致是同樣的。詳細(xì)地講，如圖7 (a)所示，第5實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置是設(shè)有將兩個(gè)以上的從動(dòng)側(cè)磁鐵16彼此磁連結(jié)的第2磁路形成部件24的結(jié)構(gòu)。該第2磁路形成部件24配備在 設(shè)置為將內(nèi)插體17 (從動(dòng)軸13)在軸向上交叉而貫通的孔或槽中。具體而言，在內(nèi)插體17的外周面上，夾著內(nèi)插體17的旋轉(zhuǎn)軸心，在圖7 (a)、圖7(b)的上側(cè)和下側(cè)的兩處設(shè)有從動(dòng)側(cè)磁鐵16。并且，在這些上下兩個(gè)從動(dòng)側(cè)磁鐵16之間，配備有將兩個(gè)從動(dòng)側(cè)磁鐵16磁連結(jié)的第2磁路形成部件24。該第2磁路形成部件24與作為第I磁路形成部件19的磁軛同樣，是由電磁軟鐵板形成的磁軛。第2磁路形成部件24收容在將內(nèi)插體17上下(沿軸垂直方向)貫通的貫通孔25中，其上表面接觸在上側(cè)的從動(dòng)側(cè)磁鐵16的N極上，下表面接觸在下側(cè)的從動(dòng)側(cè)磁鐵16的S極上。因此，如圖7 (b)所示，通過第2磁路形成部件24的內(nèi)部，從上側(cè)的從動(dòng)側(cè)磁鐵16的N極向下側(cè)的從動(dòng)側(cè)磁鐵16的S極形成磁力線，泄漏到外部的磁力線減少，所以能夠提高從動(dòng)側(cè)磁鐵16的磁力，進(jìn)而能夠提高從驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14向從動(dòng)側(cè)磁鐵16傳遞的轉(zhuǎn)矩而將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力效率地傳遞。[第6實(shí)施方式][第7實(shí)施方式]
另外，與為了提高驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14的磁力而使用的上述其他實(shí)施方式的第I磁路形成部件19的情況同樣，也可以將第2磁路形成部件24做成將多個(gè)板磁鐵26組合的結(jié)構(gòu)、或做成將從動(dòng)側(cè)磁鐵16與第2磁路形成部件24 —體化的一體磁鐵27。例如，如圖8 (a)所示，本發(fā)明的第6實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置是作為第2磁路形成部件24、代替電磁軟鐵板而層疊了多個(gè)板磁鐵26的結(jié)構(gòu)。使用該圖8 (a)的第2磁路形成部件24，也能夠如圖8 (b)所示那樣通過多個(gè)板磁鐵26 (第2磁路形成部件24)的內(nèi)部而提高從動(dòng)側(cè)磁鐵16的磁力。此外，如圖9 (a)所示，本發(fā)明的第7實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置是使用將第2磁路形成部件24與上下兩個(gè)從動(dòng)側(cè)磁鐵16做成一體的一體磁鐵27的結(jié)構(gòu)。使用該圖9 (a)的一體磁鐵27 (第2磁路形成部件24)，也能夠如圖9 (b)所示那樣通過一體磁鐵27 (第2磁路形成部件24)的內(nèi)部而提高從動(dòng)側(cè)磁鐵16的磁力，能夠提高從驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14向從動(dòng)側(cè)磁鐵16傳遞的轉(zhuǎn)矩而效率地傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。另外，雖然沒有圖示，但以上所述的第5實(shí)施方式到第7實(shí)施方式的第2磁路形成部件24的結(jié)構(gòu)不是僅相對(duì)于在第I實(shí)施方式中敘述的第I磁路形成部件19設(shè)置的。將第5實(shí)施方式到第7實(shí)施方式的第2磁路形成部件24的結(jié)構(gòu)與第2實(shí)施方式到第4實(shí)施方式的某種第I磁路形成部件19組合，也沒有任何問題。
[第8實(shí)施方式]
接著，對(duì)本發(fā)明的第8實(shí)施方式的動(dòng)力發(fā)生裝置I進(jìn)行說明。如圖10所示，第8實(shí)施方式的動(dòng)力發(fā)生裝置I是從膨脹機(jī)2到驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14、在動(dòng)力傳遞路徑上設(shè)有將膨脹機(jī)2的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力減速而向磁耦合器6傳遞的減速器28的結(jié)構(gòu)。該減速器28是設(shè)在殼體4的內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)軸11，設(shè)在膨脹機(jī)2的驅(qū)動(dòng)部與外筒體15 (驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14)之間。減速器28能夠?qū)⒂膳蛎洐C(jī)2產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)速度減速而向磁耦合器6側(cè)傳遞，由此，能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)軸11的轉(zhuǎn)速預(yù)先調(diào)整為與例如泵或壓縮機(jī)這種旋轉(zhuǎn)機(jī)械12的使用領(lǐng)域匹配的轉(zhuǎn)速。
另外，此次公開的實(shí)施方式在全部的方面都是例示而不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。特別是，在此次公開的實(shí)施方式中，沒有明示地公開的事項(xiàng)、例如運(yùn)轉(zhuǎn)條件及操作條件、各種參數(shù)、構(gòu)成物的尺寸、重量、體積等不脫離本領(lǐng)域的技術(shù)人員通常實(shí)施的范圍，采用如果是通常的本領(lǐng)域的技術(shù)人員則能夠容易地設(shè)想的值。另外，在上述第I實(shí)施方式到第8實(shí)施方式中，舉出了在設(shè)在驅(qū)動(dòng)軸11上的外筒體15的內(nèi)側(cè)插入設(shè)在從動(dòng)軸13上的內(nèi)插體17的構(gòu)造的磁I禹合器6,但可以任意地選擇將外筒體15及內(nèi)插體17的哪個(gè)作為驅(qū)動(dòng)側(cè)(從動(dòng)側(cè))。例如，也可以使用將設(shè)在驅(qū)動(dòng)軸11上的內(nèi)插體17插入到設(shè)在從動(dòng)軸13上的外筒體15的內(nèi)側(cè)的構(gòu)造的磁耦合器6。另外，在上述第I實(shí)施方式到第8實(shí)施方式中，舉出了為了減小渦電流損失而設(shè)有各兩個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14及從動(dòng)側(cè)磁鐵16的例子，但磁鐵的數(shù)量并不限定于兩個(gè)。例如，也可以使用將驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14及從動(dòng)側(cè)磁鐵16各設(shè)置4個(gè) 8個(gè)的結(jié)構(gòu)。此外，作為殼體4的隔壁5的材質(zhì)，可以使用陶瓷、玻璃、玻璃纖維、碳纖維等非磁性體。在此情況下，由于不需要考慮渦電流損失，所以驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14及從動(dòng)側(cè)磁鐵16的設(shè)置個(gè)數(shù)也可以分別為兩個(gè)以上，但在使隔壁的厚度較厚的情況下(驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵14與從動(dòng)側(cè)磁鐵16的距離稍稍打開的情況下)，優(yōu)選的是分別設(shè)為兩個(gè)。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力發(fā)生裝置，其特征在于， 由以下部分構(gòu)成 熱機(jī)，具備膨脹機(jī)； 殼體，收容上述膨脹機(jī)；以及， 動(dòng)力傳遞軸，將由上述膨脹機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向收容著上述膨脹機(jī)的驅(qū)動(dòng)部的殼體的外部取出； 上述殼體具有隔壁； 上述膨脹機(jī)收容在由上述隔壁包圍的內(nèi)部； 上述動(dòng)力傳遞軸隔著上述隔壁被分成上述殼體內(nèi)的部分和上述殼體外的部分，并且具備用來(lái)將上述膨脹機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向上述殼體的外部傳遞的磁耦合器。
2.如權(quán)利要求I所述的動(dòng)力發(fā)生裝置，其特征在于，在上述殼體外部的動(dòng)力傳遞軸上，連接著使用傳遞到上述殼體的外部的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電機(jī)。
3.如權(quán)利要求I所述的動(dòng)力發(fā)生裝置，其特征在于，上述磁耦合器具備被傳遞上述膨脹機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力而在上述殼體的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵、和配備在上述殼體的外部且隨著上述驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行從動(dòng)旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)側(cè)磁鐵； 上述驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵和從動(dòng)側(cè)磁鐵以使相互不同的磁極相面對(duì)的方式隔著上述隔壁配備。
4.如權(quán)利要求3所述的動(dòng)力發(fā)生裝置，其特征在于，在從上述膨脹機(jī)的驅(qū)動(dòng)部到上述驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵的動(dòng)力傳遞路徑上，設(shè)有將由上述驅(qū)動(dòng)部輸出的旋轉(zhuǎn)減速后向磁耦合器傳遞的減速器。
5.如權(quán)利要求3所述的動(dòng)力發(fā)生裝置，其特征在于，上述驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵以包圍從動(dòng)側(cè)磁鐵的外周的方式隔開距離配備； 上述驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵及從動(dòng)側(cè)磁鐵分別設(shè)有兩個(gè)以上。
6.如權(quán)利要求5所述的動(dòng)力發(fā)生裝置，其特征在于，設(shè)有將兩個(gè)以上的上述驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵磁連結(jié)的第I磁路形成部件，上述第I磁路形成部件配備為在磁耦合器的徑向外側(cè)與上述驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵接觸。
7.如權(quán)利要求5所述的動(dòng)力發(fā)生裝置，其特征在于，設(shè)有將兩個(gè)以上的上述從動(dòng)側(cè)磁鐵磁連結(jié)的第2磁路形成部件，上述第2磁路形成部件配備為在磁耦合器的徑向內(nèi)側(cè)與上述從動(dòng)側(cè)磁鐵接觸。
8.如權(quán)利要求I所述的動(dòng)力發(fā)生裝置，其特征在于，上述隔壁至少設(shè)在被分成上述殼體內(nèi)的部分和上述殼體外的部分的動(dòng)力傳遞軸之間，將上述磁耦合器在上述殼體的內(nèi)外隔開的部分是非磁性體。
9.如權(quán)利要求I所述的動(dòng)力發(fā)生裝置，其特征在于，上述熱機(jī)在循環(huán)流路上使用，循環(huán)流路通過將使液體的動(dòng)作流體蒸發(fā)的蒸發(fā)器、使由上述蒸發(fā)器蒸發(fā)的動(dòng)作流體的蒸汽膨脹而使驅(qū)動(dòng)部旋轉(zhuǎn)的膨脹機(jī)、使由上述膨脹機(jī)膨脹后的動(dòng)作流體的蒸汽冷凝而變化為液體的動(dòng)作流體的冷凝器、和通過將由上述冷凝器冷凝后的液體的動(dòng)作流體向蒸發(fā)器壓送而使動(dòng)作流體循環(huán)的循環(huán)泵閉環(huán)狀地連接而成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種動(dòng)力發(fā)生裝置。在動(dòng)力發(fā)生裝置中，為了在防止動(dòng)作介質(zhì)的泄漏的同時(shí)、將由膨脹機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向收容有膨脹機(jī)的殼體的外部效率良好地取出，本發(fā)明的動(dòng)力發(fā)生裝置具備在由隔壁包圍的內(nèi)部收容有膨脹機(jī)的驅(qū)動(dòng)部的殼體、和隔著該隔壁而被分成殼體內(nèi)的部分和殼體外的部分并用來(lái)將膨脹機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向殼體的外部傳遞的磁耦合器。
文檔編號(hào)F01C13/00GK102966378SQ20121031150
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者足立成人, 松村昌義, 成川裕, 高橋和雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所