特許ウォッチ

公開番号2024057758
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022164632
出願日2022-10-13
発明の名称冷熱発電装置、及び冷熱発電システム
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類F01K 25/10 20060101AFI20240418BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】スラスト軸受における風損(ロス)を低減させることで、発電機性能の低下を抑制することができる冷熱発電装置を提供すること。
【解決手段】内側ケーシングの内周側において第1ジャーナル軸受装置よりもロータシャフトの軸方向における一方側に配置されたスラスト軸受装置と、を備え、前記内側ケーシングの他方側の端面である他方側端面とディスク部との間には、熱媒体流路に接続される径方向隙間が画成され、前記内側ケーシングには、前記内側ケーシングの内部における前記第1ジャーナル軸受装置よりも一方側の第1空間と、前記径方向隙間と、を連通する少なくとも1つの均圧流路が形成される冷熱発電装置を提供する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
液化ガスを加熱するための熱媒体を循環させるように構成された熱媒体循環ラインに設けられた冷熱発電装置であって、
ロータシャフトと、
前記ロータシャフトの外周面に支持されるモータロータと、前記モータロータに対向して配置されるモータステータと、を含む発電機と、
前記発電機を収容する内側ケーシングと、
前記内側ケーシングの外周側に配置され、前記内側ケーシングとの間に熱媒体流路を画定する外側ケーシングと、
前記熱媒体流路に配置され、前記発電機よりも前記ロータシャフトの軸方向における一方側に配置された第１段タービン装置と、
前記熱媒体流路に配置され、前記発電機よりも前記ロータシャフトの軸方向における他方側に配置された第２段タービン装置と、
前記内側ケーシングの内周側において、前記発電機よりも前記他方側に配置されたジャーナル軸受装置と、
前記内側ケーシングの内周側において、前記ジャーナル軸受装置よりも前記一方側に配置されたスラスト軸受装置と、を備え、
前記第２段タービン装置は、第２段静翼と、前記第２段静翼よりも前記他方側に設けられた第２段動翼と、を含み、
前記ロータシャフトは、径方向に沿って延在し前記第２段タービン装置の前記第２段動翼を支持するディスク部を含み、
前記内側ケーシングの前記他方側の端面である他方側端面と前記ディスク部との間には、前記第２段静翼よりも前記他方側の前記熱媒体流路に接続される径方向隙間が画成され、
前記内側ケーシングには、前記内側ケーシングの内部における前記ジャーナル軸受装置よりも前記一方側の第１空間と前記径方向隙間とを連通する少なくとも１つの均圧流路が形成される、
冷熱発電装置。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記スラスト軸受装置は、前記発電機よりも前記他方側に配置される、
請求項１に記載の冷熱発電装置。
【請求項３】
前記第１空間は、前記スラスト軸受装置よりも前記他方側に画成される、
請求項２に記載の冷熱発電装置。
【請求項４】
前記ジャーナル軸受装置は、主軸受と、補助軸受を含む、
請求項３に記載の冷熱発電装置。
【請求項５】
前記ディスク部は、前記ロータシャフトの軸方向に貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の冷熱発電装置。
【請求項６】
前記第１段タービン装置より前記他方側、且つ、前記発電機より前記一方側において、前記ロータシャフトと前記内側ケーシングとの間をシールするシール部をさらに備える、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の冷熱発電装置。
【請求項７】
前記内側ケーシングの内部における前記発電機よりも前記他方側において、前記ロータシャフトと前記内側ケーシングとの間をシールする部材は備えられていない、
請求項６に記載の冷熱発電装置。
【請求項８】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の冷熱発電装置を備える冷熱発電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、冷熱発電装置、及び冷熱発電システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
液化ガス（例えば、液化天然ガス）は、輸送や貯蔵を目的として液化され、都市ガスや火力発電などの供給先に供給するに際して、海水などの熱媒体で昇温して気化させることが行われる。液化ガスを気化させる際に、冷熱エネルギーを海水に捨てるのではなく電力として回収する冷熱発電がある。
【０００３】
液化天然ガスを用いた冷熱発電サイクルとしては、ＯＲＣ（ＯｒｇａｎｉｃＲａｎｋｉｎｅＣｙｃｌｅ）が知られている。ＯＲＣは、クローズドループ内を循環する、水よりも沸点の低い低温の作動流体を、凝縮器（復水器）にて液化天然ガスで冷却、凝縮させた後に、ポンプにより昇圧し、蒸発器にて海水などを熱源として加熱して蒸発させ、この蒸気を冷熱発電用タービンに導入して動力を得るサイクルプロセスである。
【０００４】
特許文献１には、冷熱発電装置の小型化のために、同一ケーシング内にタービンと発電機を同軸上に配置した冷熱発電装置が開示されている。この冷熱発電装置では、軸の中央部に発電機が配置され、発電機よりも一方側にタービン、およびスラスト軸受が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
中国実用新案第２１０６６０２２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示す従来の構成では、スラスト軸受は、ケーシングの内部における発電機よりも上流側に配置され、スラスト軸受が配置される場所は高圧となる。そのため、冷熱用発電タービンは、スラスト軸受において回転による風損（ロス）が生じ、発電機性能が低下する虞がある。
【０００７】
本開示は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、スラスト軸受における風損（ロス）を低減させることで、発電機性能の低下を抑制することができる冷熱発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本開示に係る冷熱発電装置は、液化ガスを加熱するための熱媒体を循環させるように構成された熱媒体循環ラインに設けられた冷熱発電装置であって、ロータシャフトと、前記ロータシャフトの外周面に支持されるモータロータと、前記モータロータに対向して配置されるモータステータと、を含む発電機と、前記発電機を収容する内側ケーシングと、前記内側ケーシングの外周側に配置され、前記内側ケーシングとの間に熱媒体流路を画定する外側ケーシングと、前記熱媒体流路に配置され、前記発電機よりも前記ロータシャフトの軸方向における一方側に配置された第１段タービン装置と、前記熱媒体流路に配置され、前記発電機よりも前記ロータシャフトの軸方向における他方側に配置された第２段タービン装置と、前記内側ケーシングの内周側において、前記発電機よりも前記他方側に配置されたジャーナル軸受装置と、前記内側ケーシングの内周面において、前記ジャーナル軸受装置よりも前記一方側に配置されたスラスト軸受装置と、を備え、前記第２段タービン装置は、第２段静翼と、前記第２段静翼よりも前記他方側に設けられた第２段動翼と、を含み、前記ロータシャフトは、径方向に沿って延在し前記第２段タービン装置の第２段動翼を支持するディスク部を含み、前記内側ケーシングの前記他方側の端面である他方側端面と前記ディスク部との間には、前記第２段静翼よりも前記他方側の前記熱媒体流路に接続される径方向隙間が画成され、前記内側ケーシングには、前記内側ケーシングの内部における前記ジャーナル軸受装置よりも前記一方側の第１空間と前記径方向隙間とを連通する少なくとも１つの均圧流路が形成される。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の冷熱発電装置によれば、スラスト軸受装置が配置される位置の内側ケーシング内部の圧力を下げることができ、スラスト軸受装置による風損（ロス）を低減させることで、発電機性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の一実施形態にかかる冷熱発電装置を備える冷熱発電システムの全体構成を概略的に示す概略構成図である。
本開示の一実施形態にかかる冷熱発電装置の概略断面図である。
本開示の一実施形態にかかる冷熱発電装置の第２段タービンまわりの拡大断面図である。
図２に示した冷熱発電装置のＡ－Ａ断面の概略図である。
図２に示した冷熱発電装置のＢ－Ｂ断面の概略図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許