膨脹的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種膨脹機。為了抑制膨脹機的軸承的損傷以及壽命的降低，并且實現(xiàn)膨脹機的構(gòu)成的簡化以及制造成本的降低，本發(fā)明的膨脹機具備：膨脹機轉(zhuǎn)子，通過從導(dǎo)入至膨脹室的動作介質(zhì)的蒸汽接受膨脹力，被驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)；和第一軸承，在蒸汽入口側(cè)支承膨脹機轉(zhuǎn)子的第一旋轉(zhuǎn)軸，在殼體內(nèi)設(shè)有第一軸承室，所述第一軸承室與蒸汽入口相比為低壓并收容第一軸承，在第一軸承室中比第一軸承的最下部靠上方的位置處，連接有通路，所述通路將潤滑油向比第一軸承室低壓的低壓部引導(dǎo)。
【專利說明】膨脹機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及膨脹機。
【背景技術(shù)】
[0002]日本?特許第4684882號中公開的發(fā)電裝置具備從下向上按順序配置并且一體化的膨脹機、發(fā)電機以及制冷劑泵。
[0003]該膨脹機具有利用流入動作室的蒸汽制冷劑的膨脹來進行回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)渦旋件。發(fā)電機具有經(jīng)由軸桿與回轉(zhuǎn)渦旋件連接的馬達軸、和被安裝于馬達軸的轉(zhuǎn)子。在發(fā)電機中，通過回轉(zhuǎn)渦旋件的回轉(zhuǎn)運動經(jīng)由軸桿傳遞，使馬達軸以及轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，來進行發(fā)電。在發(fā)電機的殼內(nèi)設(shè)有支承馬達軸的軸承。
[0004]含有潤滑油的蒸汽制冷劑被導(dǎo)入至動作室。使回轉(zhuǎn)渦旋件回轉(zhuǎn)后的蒸汽制冷劑經(jīng)過在發(fā)電機的殼形成的吐氣通路流向發(fā)電機的上部，流入到殼內(nèi)。此時，蒸汽制冷劑的流速伴隨著流路的擴大而降低，結(jié)果，潤滑油從制冷劑中分離。分離出來的潤滑油在殼內(nèi)的空間落下，供給至軸承等，并進一步流落而積存在殼與回轉(zhuǎn)渦旋件之間的油積存部。積存在油積存部的潤滑油經(jīng)過在軸桿內(nèi)形成的軸桿通路被向制冷劑泵側(cè)吸上，將各部潤滑并且溶入到液態(tài)制冷劑中而與液態(tài)制冷劑一同被排出。
[0005]在上述以往的膨脹機中，由于潤滑油從軸承向油積存部流落，所以存在當(dāng)膨脹機起動時發(fā)生軸承斷油的情況，存在對軸承造成損傷等、軸承的壽命降低之虞。此外，由于在殼與回轉(zhuǎn)渦旋件之間設(shè)置油積存部，并且設(shè)有將潤滑后的潤滑油與制冷劑排出的制冷劑泵，所以膨脹機的構(gòu)成復(fù)雜化且制造成本增大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明為了解決上述課題而提出，其目的在于，抑制膨脹機的軸承的損傷以及壽命的降低，并且實現(xiàn)膨脹機的構(gòu)成的簡化以及制造成本的降低。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的膨脹機由下述部件構(gòu)成:殼體，在內(nèi)部設(shè)有膨脹室，所述膨脹室被導(dǎo)入動作介質(zhì)的蒸汽和潤滑油；膨脹機轉(zhuǎn)子，通過從導(dǎo)入至上述膨脹室的動作介質(zhì)的蒸汽接受膨脹力，被驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)；第一軸承，在上述膨脹室的動作介質(zhì)的導(dǎo)入口側(cè)支承上述膨脹機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸，以使上述膨脹機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)自如；第二軸承，在上述膨脹室的動作介質(zhì)的導(dǎo)出口側(cè)支承上述膨脹機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸，以使上述膨脹機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)自如；第一軸承室，被設(shè)在上述殼體內(nèi)，收容上述第一軸承，上述第一軸承室的內(nèi)部比上述膨脹室的上述導(dǎo)入口低壓；以及潤滑油通路，將上述第一軸承室的比上述第一軸承的最下部靠上方的位置與比上述第一軸承室低壓的低壓部連接。
[0008]在該膨脹機中，通過第一軸承室與膨脹室的導(dǎo)入口相比為低壓，使得經(jīng)由導(dǎo)入口導(dǎo)入至膨脹室的動作介質(zhì)與潤滑油的一部分流入第一軸承室。而且，由于從第一軸承室向低壓部引導(dǎo)潤滑油的通路在比第一軸承的最下部靠上方的位置與第一軸承室連接，所以即使從第一軸承室內(nèi)經(jīng)過通路排出潤滑油，也在第一軸承的最下部殘留潤滑油。因此，能夠在膨脹機起動時防止第一軸承斷油，可抑制第一軸承的損傷以及壽命的降低。此外，在該膨脹機中，由于對第一軸承進行潤滑后的潤滑油基于壓力差從第一軸承室經(jīng)過通路向比第一軸承室低壓的低壓部排出，所以不需要在殼體內(nèi)設(shè)置積存潤滑油的油積存部，并且不需要設(shè)置用于排出潤滑油的泵。因此，能夠簡化膨脹機的構(gòu)成并且降低制造成本。
[0009]在上述膨脹機中，優(yōu)選的是，在上述殼體內(nèi)的上述第一軸承室與上述膨脹室之間的位置，設(shè)有將上述旋轉(zhuǎn)軸的外周密封的軸封，上述潤滑油通路的端部的下端位于比上述軸封的最下部靠下方的位置。
[0010]根據(jù)該構(gòu)成，即使在第一軸承室積存潤滑油，也能夠防止?jié)櫥头e存到軸封的最下部以上。因此，能夠抑制因為在第一軸承室中積存潤滑油的量過多而在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時攪拌潤滑油所產(chǎn)生的動力的損耗。
[0011]該情況下，優(yōu)選的是，上述潤滑油通路的端部與上述第一軸承室的側(cè)部連接。
[0012]在上述膨脹機中，也可以是，上述膨脹室具有中間部，所述中間部位于動作介質(zhì)對于該膨脹室的導(dǎo)入口與動作介質(zhì)從上述膨脹室的導(dǎo)出口之間，并具有上述導(dǎo)入口與上述導(dǎo)出口的中間的壓力，上述低壓部是上述中間部。
[0013]根據(jù)該構(gòu)成，能夠使對第一軸承進行潤滑后的潤滑油從第一軸承室經(jīng)過潤滑油通路返回到膨脹室的中間部。由此，可將返回到中間部的潤滑油用于膨脹機轉(zhuǎn)子的潤滑。
[0014]在上述膨脹機中，也可以是，在上述殼體內(nèi)設(shè)有第二軸承室，所述第二軸承室比上述第一軸承室低壓且收容上述第二軸承，上述低壓部是上述第二軸承室。
[0015]根據(jù)該構(gòu)成，能夠?qū)Φ谝惠S承進行潤滑后的潤滑油從第一軸承室經(jīng)過潤滑油通路向第二軸承室供給而用于第二軸承的潤滑。
[0016]在上述膨脹機中，也可以是，在上述殼體上設(shè)有排出口，所述排出口比上述第一軸承室低壓且將從上述膨脹室的上述導(dǎo)出口排出的動作介質(zhì)向該殼體的外部排出，上述低壓部是上述排出口。
[0017]根據(jù)該構(gòu)成，能夠?qū)Φ谝惠S承進行潤滑后的潤滑油從第一軸承室經(jīng)由潤滑油通路與來自膨脹室的動作介質(zhì)一同向殼體的外部排出。
[0018]優(yōu)選的是，上述膨脹機具備包括上述膨脹機轉(zhuǎn)子的一對膨脹機轉(zhuǎn)子，并且，具備一對上述第一軸承，所述一對第一軸承分別支承上述一對膨脹機轉(zhuǎn)子的上述旋轉(zhuǎn)軸，在上述殼體內(nèi)設(shè)有一對上述第一軸承室和使上述一對第一軸承室彼此連通的連通路，所述一對第一軸承室分別收容上述一對第一軸承，上述連通路位于比上述各第一軸承的最下部靠上方的位置。
[0019]根據(jù)該構(gòu)成，能夠在具備一對膨脹機轉(zhuǎn)子的膨脹機起動時防止一對第一軸承產(chǎn)生斷油，可抑制一對第一軸承的損傷以及壽命的降低。
[0020]如以上說明那樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制膨脹機的軸承的損傷以及壽命的降低，并且可實現(xiàn)膨脹機的構(gòu)成的簡化以及制造成本的降低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是表示使用了本發(fā)明的一個實施方式涉及的膨脹機的發(fā)電系統(tǒng)的概略圖。
[0022]圖2是從圖1中的箭頭II方向觀察將蓋部從膨脹機殼體取下的狀態(tài)的圖。
[0023]圖3是沿著圖1中的III 一 III線的膨脹機的剖面圖。
[0024]圖4是表示使用了本發(fā)明的第一變形例涉及的膨脹機的發(fā)電裝置的構(gòu)成的概略圖。
[0025]圖5是表示使用了本發(fā)明的第二變形例涉及的膨脹機的發(fā)電裝置的構(gòu)成的概略圖。
[0026]圖6是局部表示使用了本發(fā)明的第三變形例涉及的膨脹機的發(fā)電裝置的構(gòu)成的概略圖。
【具體實施方式】
[0027]以下，參照附圖對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。
[0028]圖1中表示了使用本實施方式的膨脹機的發(fā)電系統(tǒng)。發(fā)電系統(tǒng)是采用了蘭肯循環(huán)的發(fā)電系統(tǒng)，是利用沸點低的動作介質(zhì)從低溫的排熱回收動力的二元發(fā)電方式的發(fā)電系統(tǒng)。作為動作介質(zhì)，例如可使用R245fa (1，1，1，3，3—五氟丙烷)等制冷劑。發(fā)電系統(tǒng)如圖1所示，具備發(fā)電裝置2、循環(huán)流路4、冷凝器6、循環(huán)泵8、和蒸發(fā)器10。
[0029]關(guān)于發(fā)電裝置2的詳細構(gòu)造將在后面敘述，發(fā)電裝置2具備螺旋式的膨脹機14和發(fā)電機16。在發(fā)電裝置2中，膨脹機14的后述的膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b被動作介質(zhì)的蒸汽的膨脹力驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，并且，發(fā)電機16的后述的發(fā)電機轉(zhuǎn)子38伴隨著膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)來進行發(fā)電。
[0030]循環(huán)流路4使發(fā)電裝置2的后述的排出口 44b與流入口 44a連通。從發(fā)電裝置2的排出口 44b排出在發(fā)電中被利用后的動作介質(zhì)的蒸汽和潤滑油。循環(huán)流路4將從排出口44b排出的動作介質(zhì)的蒸汽與潤滑油的混合流體導(dǎo)向流入口 44a。
[0031]冷凝器6被設(shè)于循環(huán)流路4。冷凝器6通過與低溫的冷卻水的熱交換來冷卻從排出口 44b排出至循環(huán)流路4并流入該冷凝器6的混合流體，使混合流體中的動作介質(zhì)的蒸汽冷凝。由此，從冷凝器6排出的混合流體成為混合有液態(tài)的動作介質(zhì)和潤滑油的流體。
[0032]循環(huán)泵8在循環(huán)流路4中被設(shè)在冷凝器6的下游側(cè)的位置。循環(huán)泵8將從冷凝器6排出的混合流體向下游側(cè)壓送。
[0033]蒸發(fā)器10在循環(huán)流路4中被設(shè)在循環(huán)泵8的下游側(cè)的位置。蒸發(fā)器10通過使供給至該蒸發(fā)器10的加熱介質(zhì)與從循環(huán)泵8壓送的混合流體熱交換，來使混合流體中的動作介質(zhì)蒸發(fā)。另外，作為加熱介質(zhì)，可利用車輛等的排氣、溫水或水蒸汽等。由此，從蒸發(fā)器10排出并向發(fā)電裝置2的流入口 44a供給的混合流體成為混合有動作介質(zhì)的蒸汽與液態(tài)的潤滑油的流體。
[0034]在發(fā)電系統(tǒng)中，構(gòu)成下述循環(huán)回路:動作介質(zhì)經(jīng)過循環(huán)流路4從蒸發(fā)器10向發(fā)電裝置2供給，并且從發(fā)電裝置2排出至循環(huán)流路4的動作介質(zhì)被向冷凝器6供給，供給至冷凝器6的動作介質(zhì)經(jīng)由循環(huán)泵8返回到蒸發(fā)器10。動作介質(zhì)在發(fā)電系統(tǒng)的循環(huán)回路中循環(huán)，由此由排熱生成電能。
[0035]接下來，對本實施方式的發(fā)電裝置2的構(gòu)成詳細進行說明。
[0036]發(fā)電裝置2如圖1所不,具有殼體12、膨脹機14、發(fā)電機16、多個第一軸承18、和多個第二軸承20。
[0037]殼體12構(gòu)成發(fā)電裝置2的外表面，被以沿水平方向延伸的狀態(tài)設(shè)置。殼體12具有:在內(nèi)部收容膨脹機14的膨脹機殼體30、和在內(nèi)部收容發(fā)電機16的發(fā)電機殼體31。膨脹機殼體30與發(fā)電機殼體31通過相互連結(jié)而形成殼體12。
[0038]膨脹機殼體30具有膨脹機殼體主體41、膨脹機殼體入口側(cè)部42、和蓋部43。發(fā)電機殼體31、膨脹機殼體主體41和膨脹機殼體入口側(cè)部42在水平方向按順序排列配置。膨脹機殼體主體41被連結(jié)于發(fā)電機殼體31,膨脹機殼體入口側(cè)部42被連結(jié)于膨脹機殼體主體41。蓋部43被安裝在膨脹機殼體入口側(cè)部42的與膨脹機殼體主體41相反側(cè)的端部。蓋部43對在膨脹機殼體入口側(cè)部42的端部形成的開口進行密封。
[0039]在膨脹機殼體入口側(cè)部42的上部，如圖1所示，設(shè)有動作介質(zhì)的蒸汽與潤滑油的混合流體流入的流入口 44a。在膨脹機殼體主體41的下部設(shè)有向下方開口的排出口 44b。排出口 44b將驅(qū)動膨脹機14的后述的膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b而使其旋轉(zhuǎn)之后的動作介質(zhì)的蒸汽、和潤滑油向膨脹機殼體30的外部排出。
[0040]此外，在膨脹機殼體主體41內(nèi)設(shè)有與流入口 44a連通的蒸汽入口 45a、和與排出口44b連通的蒸汽出口 45b。蒸汽入口 45a是動作介質(zhì)的蒸汽向后述的膨脹室51的導(dǎo)入口，蒸汽出口 45b是動作介質(zhì)的蒸汽從膨脹室51的導(dǎo)出口。蒸汽入口 45a被設(shè)在膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b的距離發(fā)電機16較遠側(cè)的端部附近，蒸汽出口 45b被設(shè)在膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b的距離發(fā)電機16較近側(cè)的端部附近。膨脹機殼體主體41具有設(shè)在排出口 44b與發(fā)電機16側(cè)的空間之間的隔壁50。在隔壁50上形成有使排出口 44b內(nèi)的空間與發(fā)電機16側(cè)的空間連通的連通口 50a。
[0041]圖2是從圖1中的箭頭II方向觀察將蓋部43從發(fā)電裝置2的膨脹機殼體30取下后的狀態(tài)的圖，圖3是沿著圖1中的II1-1II線的發(fā)電裝置2的剖面圖。
[0042]膨脹機14如圖3所示，具備相互嚙合且繞各自的軸旋轉(zhuǎn)的一對膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b。膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b是螺旋式轉(zhuǎn)子。如圖1所示，在一個膨脹機轉(zhuǎn)子32a上設(shè)有:從該膨脹機轉(zhuǎn)子32a的軸向的一端突出并延伸的第一旋轉(zhuǎn)軸34a、和從該膨脹機轉(zhuǎn)子32a的軸向的另一端突出并延伸的第二旋轉(zhuǎn)軸35a。與膨脹機轉(zhuǎn)子32a同樣，在另一個膨脹機轉(zhuǎn)子32b上設(shè)有第一旋轉(zhuǎn)軸34b (參照圖2)和省略圖示的第二旋轉(zhuǎn)軸。一對膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b在膨脹機殼體30內(nèi)被配置成它們的軸向與殼體12的延伸方向即水平方向一致，并且被并列配置。
[0043]在各膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b的外周部形成有螺旋形的齒。如圖3所示，通過一對膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b的齒相互嚙合而在一對膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b的齒彼此之間形成膨脹室51。經(jīng)過流入口 44a流入到膨脹機殼體30內(nèi)的混合流體經(jīng)過蒸汽入口 45a被導(dǎo)入膨脹室51。通過被導(dǎo)入至膨脹室51的混合流體中的動作介質(zhì)的蒸汽的膨脹力，一對膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b繞各自的軸旋轉(zhuǎn)以使膨脹室51擴大。伴隨著膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b的旋轉(zhuǎn)，膨脹室51向發(fā)電機16側(cè)移動而與蒸汽出口 45b連通。由此，膨脹室51內(nèi)的動作介質(zhì)的蒸汽經(jīng)過蒸汽出口 45b向排出口 44b排出。
[0044]發(fā)電機16如圖1所示，具有與一個膨脹機轉(zhuǎn)子32a連結(jié)的發(fā)電機轉(zhuǎn)子38、和以包圍發(fā)電機轉(zhuǎn)子38的周圍的方式被配置在發(fā)電機轉(zhuǎn)子38的徑向外側(cè)的定子40。發(fā)電機轉(zhuǎn)子38被配置成與膨脹機轉(zhuǎn)子32a同軸，經(jīng)由第二旋轉(zhuǎn)軸35a與該膨脹機轉(zhuǎn)子32a連結(jié)。發(fā)電機轉(zhuǎn)子38與膨脹機轉(zhuǎn)子32a —體旋轉(zhuǎn)。通過發(fā)電機轉(zhuǎn)子38進行旋轉(zhuǎn)，在該發(fā)電機轉(zhuǎn)子38與定子40之間進行發(fā)電。
[0045]多個第一軸承18被設(shè)在膨脹機殼體入口側(cè)部42內(nèi)。如圖2所示，多個第一軸承18包括支承一個膨脹機轉(zhuǎn)子32a的第一旋轉(zhuǎn)軸34a的第一軸承18a、和支承另一個膨脹機轉(zhuǎn)子32b的第一旋轉(zhuǎn)軸34b的第一軸承18b。
[0046]第一軸承18a在蒸汽入口 45a側(cè)支承第一旋轉(zhuǎn)軸34a以使膨脹機轉(zhuǎn)子32a旋轉(zhuǎn)自如，第一軸承18b在蒸汽入口 45a側(cè)支承第一旋轉(zhuǎn)軸34b以使膨脹機轉(zhuǎn)子32b旋轉(zhuǎn)自如。各第一軸承18a、18b為滾珠軸承。如圖2所示，第一軸承18a具有作為滾動體的多個滾珠18d，第一軸承18b具有作為滾動體的多個滾珠18f。
[0047]多個第二軸承20如圖1所示那樣設(shè)在膨脹機殼體主體41內(nèi)。多個第二軸承20中包括支承一個膨脹機轉(zhuǎn)子32a的第二旋轉(zhuǎn)軸35a的第二軸承20a、和支承另一個膨脹機轉(zhuǎn)子32b的省略圖示的第二旋轉(zhuǎn)軸的省略圖示的第二軸承。
[0048]如圖1所示，第二軸承20a在蒸汽出口 45b側(cè)支承第二旋轉(zhuǎn)軸35a以使膨脹機轉(zhuǎn)子32a旋轉(zhuǎn)自如，省略圖示的第二軸承在蒸汽出口 45b側(cè)支承省略圖示的第二旋轉(zhuǎn)軸以使膨脹機轉(zhuǎn)子32b (參照圖3 )旋轉(zhuǎn)自如。
[0049]如圖1以及圖2所示，在膨脹機殼體入口側(cè)部42內(nèi)，在流入口 44a的下方設(shè)有分別收容第一軸承18a和第一軸承18b的一對第一軸承室46a、46b。一對第一軸承室46a、46b被并列配置。各第一軸承室46a、46b內(nèi)與蒸汽入口 45a以及位于蒸汽入口 45a側(cè)的膨脹室51相比為低壓。此外，在膨脹機殼體入口側(cè)部42內(nèi)，在一對第一軸承室46a、46b與膨脹室51之間設(shè)有一對第一軸封室47a、47b。各第一軸封室47a、47b收容將對應(yīng)的第一旋轉(zhuǎn)軸34a、34b的外周密封的第一軸封52a、52b。
[0050]如圖1所示，在膨脹機殼體主體41內(nèi)，并列設(shè)置有:收容第二軸承20a的第二軸承室48a、和收容省略圖示的第二軸承的省略圖示的第二軸承室。此外，在第二軸承室48a與膨脹室51之間設(shè)有第二軸封室49a，在第二軸承室與膨脹室51之間設(shè)有省略圖示的第二軸封室。第二軸封室49a收容將第二旋轉(zhuǎn)軸35a的外周密封的第二軸封54a，第二軸封室收容將第二旋轉(zhuǎn)軸的外周密封的省略圖示的第二軸封。
[0051]如圖2所示，在第一軸承室46a上，連接有將潤滑油導(dǎo)向比該第一軸承室46a低壓的低壓部的通路56。通路56的一端部56a在比第一軸承18a的最下部18c靠上方的位置與第一軸承室46a的側(cè)部連接。詳細而言，通路56的一端部56a在比第一軸承18a的最下部18c的滾珠18d的下端靠上方的位置與第一軸承室46a的側(cè)部連接。通路56的一端部56a的下端56b位于比第一軸承18a的最下部18c靠上方的位置,并且，位于比第一軸封52a的最下部52c換言之比第一軸封室47a的最下部靠下方的位置。
[0052]如圖1所示，通路56的另一端部56c與作為低壓部的膨脹室51的中間部51a連接。膨脹室51的中間部51a位于蒸汽入口 45a與蒸汽出口 45b之間。膨脹室51的中間部51a的壓力是蒸汽入口 45a與蒸汽出口 45b的中間的壓力且比第一軸承室46a、46b低的壓力。
[0053]如圖2所示，在膨脹機殼體入口側(cè)部42內(nèi)的一對第一軸承室46a、46b間設(shè)有使一對第一軸承室46a、46b彼此連通的連通路58。連通路58是將一對第一軸承室46a、46b彼此連接的孔，將第一軸承室46b內(nèi)的潤滑油導(dǎo)向通路56所連接的第一軸承室46a側(cè)。
[0054]連通路58位于比各第一軸承18a、18b的最下部18c、18e靠上方的位置。具體而言，連通路58的一端在比第一軸承18a的最下部18c的滾珠18d的下端靠上方的位置與第一軸承室46a連接，連通路58的另一端在比第一軸承18b的最下部18e的滾珠18f的下端靠上方的位置與第一軸承室46b連接。此外，連通路58的下端位于比第一軸封52a、52b的最下部52c、52d換言之比第一軸封室47a、47b的最下部靠下方的位置。
[0055]在本實施方式中，從蒸汽入口 45a (參照圖1)導(dǎo)入至膨脹室51 (參照圖3)的混合流體中的動作介質(zhì)以及潤滑油的一部分基于膨脹室51與第一軸承室46a、46b (參照圖2)的壓力差，經(jīng)過第一軸封室47a、47b流入第一軸承室46a、46b。流入第一軸承室46a并對第一軸承18a進行潤滑后的潤滑油基于第一軸承室46a與膨脹室51的中間部51a的壓力差，經(jīng)過通路56流向膨脹室51的中間部51a。在第一軸承室46b中對第一軸承18b進行潤滑后的潤滑油基于第一軸承室46a、46b與膨脹室51的中間部51a的壓力差，經(jīng)過連通路58流向第一軸承室46a并且經(jīng)過通路56流向膨脹室51的中間部51a。
[0056]由于通路56的一端部56a在比第一軸承18a的最下部18c靠上方的位置與第一軸承室46a連接，所以即使?jié)櫥蛷牡谝惠S承室46a經(jīng)過通路56流向膨脹室51的中間部51a，也在第一軸承18a的最下部18c殘留潤滑油。詳細而言，位于第一軸承18a的最下部18c的滾珠18d的下端部被維持浸在潤滑油中的狀態(tài)。此外，由于使一對第一軸承室46a、46b彼此連通的連通路58位于比各第一軸承18a、18b的最下部18c、18e靠上方的位置,所以即使?jié)櫥蛷牡谝惠S承室46b經(jīng)過連通路58流向第一軸承室46a,也在第一軸承18b的最下部18e殘留潤滑油。詳細而言，位于第一軸承18b的最下部18e的滾珠18f的下端部被維持浸在潤滑油中的狀態(tài)。綜上所述，能夠在發(fā)電裝置2起動時防止第一軸承18a、18b斷油，可抑制第一軸承18a、18b的損傷以及壽命的降低。
[0057]此外，在本實施方式中，由于對第一軸承18a、18b進行潤滑后的潤滑油基于壓力差從第一軸承室46a、46b向比第一軸承室46a、46b低壓的膨脹室51的中間部51a排出，所以不需要在殼體12內(nèi)設(shè)置積存潤滑油的油積存部，并且也不需要設(shè)置用于排出潤滑油的泵。因此，能夠簡化發(fā)電裝置2的構(gòu)成并且降低制造成本。
[0058]此外，在本實施方式中，由于與第一軸承室46a連接的通路56的一端部56a的下端56b位于比第一軸封52a的最下部52c靠下方的位置，所以即使?jié)櫥头e存于第一軸承室46a，也能夠防止?jié)櫥头e存到第一軸封52a的最下部52c以上的情況。此外，由于與第一軸承室46b連接的連通路58的端部的下端位于比第一軸封52b的最下部52d靠下方的位置，所以即使?jié)櫥头e存于第一軸承室46b，也能夠防止?jié)櫥头e存到第一軸封52b的最下部52d以上的情況。因此，能夠抑制因為在第一軸承室46a、46b中積存潤滑油的量過多而在膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b旋轉(zhuǎn)時攪拌潤滑油所產(chǎn)生的動力損耗。
[0059]此外，在本實施方式中，由于通路56所連接的低壓部是膨脹室51的中間部51a，所以可以使對第一軸承18a、18b進行潤滑后的潤滑油經(jīng)過通路56返回到膨脹室51的中間部51a。由此，能夠?qū)⒎祷刂林虚g部51a的潤滑油用于膨脹機轉(zhuǎn)子32a、32b的潤滑。
[0060]此外，這次公開的實施方式在所有的方面都是例示，不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書表示而不是由上述的實施方式的說明表示，還包括與權(quán)利要求書等同的意思以及范圍內(nèi)的全部變更。
[0061]例如，也可以如圖4所示的第一變形例那樣，從第一軸承室46a引導(dǎo)潤滑油的通路56的另一端部56c與第二軸承室48a以及省略圖示的第二軸承室連接。第二軸承室48a以及第二軸承室由于經(jīng)過發(fā)電機16側(cè)的空間以及連通口 50a與排出口 44b連通，所以成為與排出口 44b內(nèi)近似相等的壓力。因此,第二軸承室48a以及第二軸承室與第一軸承室46a相比成為低壓，第一軸承室46a內(nèi)的潤滑油基于壓力差而經(jīng)過通路56被導(dǎo)向第二軸承室48a以及第二軸承室。導(dǎo)入至第二軸承室48a的潤滑油對第二軸承20a進行潤滑，導(dǎo)入至第二軸承室的潤滑油對第二軸承進行潤滑。潤滑后的潤滑油經(jīng)過發(fā)電機16側(cè)的空間以及連通口 50a向排出口 44b排出。根據(jù)該第一變形例，能夠?qū)Φ谝惠S承18a、18b進行潤滑后的潤滑油用于第二軸承20的潤滑。
[0062]此外，也可以如圖5所示的第二變形例那樣，從第一軸承室46a引導(dǎo)潤滑油的通路56的另一端部56c與排出口 44b連接。由于排出口 44b與第一軸承室46a相比為低壓，所以第一軸承室46a內(nèi)的潤滑油基于第一軸承室46a與排出口 44b的壓力差而經(jīng)過通路56導(dǎo)向排出口 44b。被引導(dǎo)至排出口 44b的潤滑油與從膨脹室51的蒸汽出口 45b向排出口 44b排出的動作介質(zhì)以及潤滑油一同排出到殼體12的外部。
[0063]此外，也可以如圖6所示的第三變形例那樣，通路56與第一軸承室46a的下表面連接。具體而言，第一軸承室46a的下表面具有部位46d，所述部位46d位于比第一軸承18a的最下部18c靠上方且比第一軸封52a的最下部52c靠下方的位置,通路56的一端部56a與該部位46d連接。在該第三變形例中，在潤滑油從第一軸承室46a經(jīng)過通路56排出的情況下也在第一軸承18a的最下部18c殘留潤滑油。因此，能夠在發(fā)電裝置2起動時防止第一軸承18a斷油，可抑制第一軸承18a的損傷以及壽命的降低。
[0064]本發(fā)明除了能夠應(yīng)用于具有兩個轉(zhuǎn)子的膨脹機之外，還能夠應(yīng)用于具有單一轉(zhuǎn)子的膨脹機。例如，還能夠應(yīng)用于渦旋膨脹機、渦輪膨脹機。
【權(quán)利要求】
1.一種膨脹機，其特征在于，由下述部件構(gòu)成: 殼體，在內(nèi)部設(shè)有膨脹室，所述膨脹室被導(dǎo)入動作介質(zhì)的蒸汽和潤滑油； 膨脹機轉(zhuǎn)子，通過從導(dǎo)入至上述膨脹室的動作介質(zhì)的蒸汽接受膨脹力，被驅(qū)動而旋轉(zhuǎn); 第一軸承，在上述膨脹室的動作介質(zhì)的導(dǎo)入口側(cè)支承上述膨脹機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸，以使上述膨脹機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)自如； 第二軸承，在上述膨脹室的動作介質(zhì)的導(dǎo)出口側(cè)支承上述膨脹機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸，以使上述膨脹機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)自如； 第一軸承室，被設(shè)在上述殼體內(nèi)，收容上述第一軸承，上述第一軸承室的內(nèi)部比上述膨脹室的上述導(dǎo)入口低壓；以及 潤滑油通路，將上述第一軸承室的比上述第一軸承的最下部靠上方的位置與比上述第一軸承室低壓的低壓部連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹機，其特征在于， 在上述殼體內(nèi)的上述第一軸承室與上述膨脹室之間的位置，設(shè)有將上述旋轉(zhuǎn)軸的外周密封的軸封， 上述潤滑油通路的端部的下端位于比上述軸封的最下部靠下方的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膨脹機，其特征在于， 上述潤滑油通路的端部與上述第一軸承室的側(cè)部連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹機，其特征在于， 上述膨脹室具有中間部，所述中間部位于動作介質(zhì)對于上述膨脹室的導(dǎo)入口與動作介質(zhì)從上述膨脹室的導(dǎo)出口之間，并具有上述導(dǎo)入口與上述導(dǎo)出口的中間的壓力， 上述低壓部是上述中間部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹機，其特征在于， 在上述殼體內(nèi)設(shè)有第二軸承室，所述第二軸承室比上述第一軸承室低壓且收容上述第二軸承， 上述低壓部是上述第二軸承室。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹機，其特征在于， 在上述殼體上設(shè)有排出口，所述排出口比上述第一軸承室低壓且將從上述膨脹室的上述導(dǎo)出口排出的動作介質(zhì)向上述殼體的外部排出， 上述低壓部是上述排出口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹機，其特征在于， 具備包括上述膨脹機轉(zhuǎn)子的一對膨脹機轉(zhuǎn)子，并且，具備一對上述第一軸承，所述一對第一軸承分別支承上述一對膨脹機轉(zhuǎn)子的上述旋轉(zhuǎn)軸， 在上述殼體內(nèi)設(shè)有一對上述第一軸承室和使上述一對第一軸承室彼此連通的連通路，所述一對第一軸承室分別收容上述一對第一軸承， 上述連通路位于比上述各第一軸承的最下部靠上方的位置。
【文檔編號】F01C21/04GK104213940SQ201410236620
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月31日
【發(fā)明者】壺井升 申請人:株式會社神戶制鋼所