(57)【要約】【課題】内燃機関のターボチャージャの熱伸びに追従して常に回転機械を一定の力で支持し、ターボチャージャと回転機械を常に安定して運転することができる回転機械の支持構造を提供する。【解決手段】設置床１に第１の支持部材１２により固定された内燃機関のターボチャージャ２に対し同軸に連結した回転機械７の支持構造において、設置床１と回転機械７との間に、回転機械７を回転機械７の重量に相当した一定の力で押圧し上下移動可能に支持する第２の支持部材１３を設けた。【選択図】図１ａ
2011140892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置床に第１の支持部材により固定された内燃機関のターボチャージャに対し同軸に連結した回転機械の支持構造において、
前記設置床と前記回転機械との間に、前記回転機械を前記回転機械の重量に相当した一定の力で押圧し上下移動可能に支持する第２の支持部材を設けたことを特徴とする回転機械の支持構造。
【請求項２】
前記第２の支持部材は、流体により作動されるピストンとシリンダからなることを特徴とする請求項１に記載の回転機械の支持構造。
【請求項３】
前記回転機械に前記第２の支持部材と係合するレール部を設け、前記回転機械を軸方向にスライド可能としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転機械の支持構造。
【請求項４】
前記設置床と前記回転機械との間に、前記回転機械の振動を減衰するダンパを垂直方向に取付けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の回転機械の支持構造。
【請求項５】
前記設置床と前記回転機械との間に、前記回転機械の振動を減衰する一対のダンパを傾斜させて取付けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の回転機械の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のターボチャージャに対して同軸に連結した回転機械の支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ターボチャージャを備えた内燃機関があるが、このターボチャージャは、内燃機関の排ガスエネルギによって駆動されるタービンと、上記タービンによって駆動され、圧縮空気を送るコンプレッサを有する。その際、ターボチャージャに対し、そのコンプレッサ側軸端に回転機械が連結されている装置が知られている（特許文献１）。回転機械は、発電機又は電動機として運転される。
【０００３】
図５は、特許文献１に開示されている従来の回転機械の支持構造を示す構成図である。
図５において、矢印Ｘは軸方向、Ｙは水平方向、Ｚは垂直方向を表す。ターボチャージャ２は、ターボチャージャ２に具備された固定脚１２によって内燃機関上の設置床１に設置されている。ターボチャージャ２と回転機械７との間に吸気サイレンサ６が配置される。ターボチャージャ２は、コンプレッサ３とタービン４を有し、回転機械７は、回転子８、回転機械フレーム（以下、「フレーム」）９を有する。フレーム９は、ターボチャージャ２の吸気サイレンサ６の同芯位置にオーバハングしてフランジ部１０で結合され、回転子８は、いずれか一方にスプラインを有する中間軸１１を介してターボチャージャ回転軸５と連結されるか、又は伸縮可能な継手で連結される。
【０００４】
このような構成により、運転時において、高温の排ガスでタービン４が駆動されるターボチャージャ２に、固定脚１２を基点として軸方向Ｘと垂直方向Ｚへの熱伸びが発生する。しかしながら、フレーム９は、ターボチャージャ２の吸気サイレンサ６の同芯位置にオーバハングしてフランジ部１０で結合され、内燃機関上の設置床１には固定されていないので、フレーム９は、ターボチャージャ２に追従して軸方向と垂直方向に移動することができ、回転機械７は、ターボチャージャ２の熱伸びによる影響を受けない支持構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６２６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の回転機械７の支持構造は、回転機械７の重量によっては固定部である吸気サイレンサ６が変形し、ターボチャージャ２の軸芯と回転機械７の軸芯にずれが生じ、振動等の発生により、安定した運転ができなくなる可能性がある。また、吸気サイレンサ６の変形によりフランジ部１０に過大な応力が発生し、やはり安定した運転ができなくなる可能性がある。また、内燃機関上の設置床１の振動により吸気サイレンサ６及び回転機械７の振動が大きくなることがあり、吸気サイレンサ６及び回転機械７の取付け部が破損する危険がある。
【０００７】
本発明の目的は、内燃機関のターボチャージャの熱伸びに追従するように常に回転機械をその重量に相当する一定の力で支持し、ターボチャージャと回転機械を常に安定して運転することができる回転機械の支持構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の回転機械の支持構造は、設置床に第１の支持部材により固定された内燃機関のターボチャージャに対し同軸に連結した回転機械の支持構造において、前記設置床と前記回転機械との間に、前記回転機械を前記回転機械の重量に相当した一定の力で押圧し上下移動可能に支持する第２の支持部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明より、回転機械と設置床の間に、回転機械の重量を支える支持部材を設けることにより、内燃機関のターボチャージャの熱伸びに追従し、ターボチャージャと回転機械を常に安定して運転することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１ａ】本発明の実施形態１における回転機械の支持構造を示す図。
【図１ｂ】同実施形態１における支持部材付近を水平方向Ｙから見た詳細図。
【図２ａ】本発明の実施形態２における回転機械の支持構造を示す。
【図２ｂ】同実施形態２における支持部材付近を水平方向Ｙから見た詳細図。
【図２ｃ】同実施形態２における支持部材付近を軸方向Ｘから見た詳細図。
【図３ａ】本発明の実施形態３における回転機械の支持構造を示す図。
【図３ｂ】同実施形態３における支持部材付近を水平方向Ｙから見た詳細図。
【図４ａ】本発明の実施形態４における回転機械の支持構造を示す図。
【図４ｂ】同実施形態４における回転機械を軸方向Ｘから見た詳細図。
【図５】従来の回転機械の支持構造を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。従来の技術と同一の構成部分には同一符号を付け、説明を省略する。
【００１２】
（実施形態１）
図１ａは、本実施形態における回転機械の支持構造を示した図であり、図１ｂは、支持部材付近を水平方向Ｙから見た詳細図である。  
図１ａにおいて、従来の技術と同様に、ターボチャージャ２は、第１の支持部材である固定脚１２によって内燃機関上の設置床１に設置されている。回転機械７は、ターボチャージャ２に同軸で連結されている。フレーム９は、ターボチャージャ２の吸気サイレンサ６の同芯位置にフランジ部１０により結合される。回転子８は、中間軸１１を介してターボチャージャ回転軸５と連結される。
【００１３】
本実施形態では、回転機械７は、内燃機関上の設置床１に第２の支持部材（以下、「支持部材」）１３により垂直方向Ｚに支持されている。図１ｂにおいて、支持部材１３は、流体により作動されるピストンとシリンダにより構成される。このように構成された支持部材１３は、流体供給装置１６から流体をシリンダ１４内に供給し、ピストン１５を垂直方向Ｚ、すなわち、回転機械７を下方から上方に押し上げる機構を有している。回転機械７の重量をピストン１５で支えるためには、ピストン１５の断面積をＳ、回転機械７の重量をＭ、流体供給装置１６からの流体の圧力をＰとすると、次式の関係を満足させればよい。
Ｍ＝Ｐ×Ｓ
【００１４】
すなわち、流体供給装置１６から流体を常に一定の圧力Ｐとなるように供給することで、回転機械７が上下方向に移動した場合においても、ピストン１５は、常に回転機械７の重量を支えながら垂直方向に追従して動くことが可能となる。
【００１５】
このような構成により、ターボチャージャ２の運転時に、ターボチャージャ２に熱伸びが発生した場合においても、回転機械７は、支持部材１３によって重量を支えられながら、垂直方向Ｚの熱伸びに追従することができる。吸気サイレンサ６の強度に関係なくターボチャージャ２と回転機械７の軸芯は常に同芯に保たれ、安定した運転が可能となる。また、吸気サイレンサ１６と回転機械７の取付け部に過大な応力が発生することがなく、安定した運転が可能となる。図１ａでは、回転機械として発電機を図示しているが、電動機、減速機等としてもよい。
【００１６】
（実施形態２）
図２ａは、本実施形態における回転機械を連結したターボチャージャの支持構造を示す図であり、図２ｂは、支持部材付近を水平方向Ｙから見た詳細図、図２ｃは、支持部材付近を軸方向Ｘから見た詳細図である。
【００１７】
図２ａにおいて、実施形態１に記載の支持構造に加えて、回転機械７の下部に取付けたレール状部材１７に支持部材１３のピストン１５を接触させて回転機械７を支持する。図２ｂ、図２ｃにおいて、支持部材１３のピストン１５の先端が、回転機械７に取付けたレール状部材１７の凹部に嵌り、回転機械７の軸方向Ｘにスライドできる機構としている。ピストン１５の先端は半球状にすると接触抵抗が小さくなり、より効果的であるが、形状を限定するものではない。また、レール状部材１７をフレーム９に固定した別部材とせず、直接フレーム９に形成してもよい。
【００１８】
このような構成により、ターボチャージャ２の運転時に、回転機械７は、支持部材１３によって重量を支えられながら垂直方向Ｚに加え軸方向Ｘの熱伸びにも追従することができ、吸気サイレンサ６の強度に関係なく、ターボチャージャ２と回転機械７の軸芯は常に同芯に保たれ、安定した運転が可能となる。また、吸気サイレンサ６と回転機械７の取付け部に過大な応力が発生することなく、安定した運転が可能となる。
【００１９】
（実施形態３）
図３ａは、本実施形態における回転機械を連結したターボチャージャの支持構造を示した図であり、図３ｂは、支持部材付近を水平方向Ｙから見た詳細図である。  
図３ａ、図３ｂにおいて、実施形態２における支持構造に加えて、空気のような流体を内在させたダンパ１８を内燃機関上の設置床１と回転機械７との間で垂直方向Ｚに取付け、両端を固定或いは図示しない自在継手等を介して設置する。なお、実施形態２における回転機械の支持構造に適用した例を示しているが、実施形態１における回転機械の支持構造に適用してもよい。
【００２０】
このような構成により、実施形態１又は２の効果に加え、ターボチャージャ２の運転時に、回転機械７の垂直方向Ｚの振動をダンパ１８によって減衰させることができるので、更に安定した運転が可能となる。
【００２１】
（実施形態４）
図４ａは、本実施形態における回転機械を連結したターボチャージャの支持構造を示した図であり、図４ｂは、回転機械を軸方向Ｘから見た詳細図である。  
図４ａ、図４ｂにおいて、実施形態２における支持構造に加えて、内燃機関上の設置床１と回転機械７の間で、一対のダンパ１８ａ，１８ｂを、軸方向直角面内で設置床１に向けて傾斜するように取付け、両端を固定或いは図示しない自在継手等を介して設置する。すなわち、一対のダンパ１８ａ，１８ｂの各々は、水平方向Ｙに対して角度θ傾斜して取付けられる。なお、実施形態２における支持構造に適用した例を示したが、実施形態１における支持構造に適用してもよい。
【００２２】
このような構成により、機械装置の運転時において実施形態１又は２の効果に加え、垂直方向Ｚの振動に加え水平方向Ｙの振動も減衰させることができるので、更に安定した運転が可能となる。取付け角度θは垂直方向Ｚと水平方向Ｙの振動モードを勘案し、任意に設定すればよい。
【符号の説明】
【００２３】
１…内燃機関上の設置床、２…ターボチャージャ、３…コンプレッサ、４…タービン、５…ターボチャージャ回転軸、６…吸気サイレンサ、７…回転機械、８…回転子、９…フレーム、１０…フランジ、１１…中間軸、１２…固定脚（第１の支持部材）、１３…第２の支持部材、１４…シリンダ、１５…ピストン、１６…流体供給装置、１７…レール状部材、１８，１８ａ，１８ｂ…ダンパ。
【図１ａ】
2011140892.tif 000003
【図１ｂ】
2011140892.tif 000004
【図２ａ】
2011140892.tif 000005
【図２ｂ】
2011140892.tif 000006
【図２ｃ】
2011140892.tif 000007
【図３ａ】
2011140892.tif 000008
【図３ｂ】
2011140892.tif 000009
【図４ａ】
2011140892.tif 000010
【図４ｂ】
2011140892.tif 000011
【図５】
2011140892.tif 000012