[发明专利]备有若干发电机的废热发电装置

说明书

本发明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，例如有日本实用新型公报实开平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。

本发明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。

本发明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。