(57)【要約】【課題】  高温高圧の流体からステータコイルを保護することができる発電機の提供。【解決手段】  高温高圧の流体を吸入口から流入させて吐出口から流出させるように形成したケーシング１０の内部に羽根車１３が設けられ、この羽根車を流体の流動圧によって回転させるようにした駆動部１と、ロータ３とステータコイル４とで構成される発電部Ｇと、一端に羽根車が取り付けられると共に、他端にロータが取り付けられた駆動軸２とを備え、羽根車によって駆動軸を介してロータを回転させることにより発電部で発電させるように形成された発電機であって、内部に形成したロータ収容室５０にロータを収容した状態で、このロータとステータコイルとの間を密閉状に区画する隔壁５を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温高圧の流体を吸入口から流入させて吐出口から流出させるように形成したケーシングの内部に羽根車が設けられ、この羽根車を流体の流動圧によって回転させるようにした駆動部と
ロータとステータコイルとで構成される発電部と、
一端に前記羽根車が取り付けられると共に、他端に前記ロータが取り付けられた駆動軸とを備え、
前記羽根車によって前記駆動軸を介してロータを回転させることにより発電部で発電させるように形成された発電機であって、
内部に形成したロータ収容室に前記ロータを収容した状態で、このロータとステータコイルとの間を密閉状に区画する隔壁を備えていることを特徴とする発電機。
【請求項２】
請求項１記載の発電機において、前記ロータの外周面が耐蝕表面処理又は離型表面処理又は耐蝕・離型表面処理されている発電機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の発電機において、前記ロータ収容室からケーシングの内部に至るゴミ排出路と、前記ロータに付着したゴミを前記ゴミ排出路に向けて送出させるゴミ送出手段とを備えている発電機。
【請求項４】
請求項３記載の発電機において、前記ゴミ送出手段が前記ロータの外周面に形成した斜状溝であり、ロータの回転によりゴミを前記ゴミ排出路に向けて送出するように形成されている発電機。
【請求項５】
請求項３記載の発電機において、前記ゴミ送出手段が前記ロータ収容室に連通したタンクであり、駆動部の作動に伴い前記ゴミ排出路を通してタンク内に蓄圧した圧力が駆動部の停止に伴い放圧されることによって、ゴミが前記ゴミ排出路に向けて送出するように形成されている発電機。
【請求項６】
請求項３記載の発電機において、前記ゴミ送出手段が前記ロータ収容室に連通した流体供給装置であり、この流体供給装置によって前記ロータ収容室に流体が強制的に供給されることによって、ゴミが前記ゴミ排出路に向けて送出するように形成されている発電機。
【請求項７】
請求項３記載の発電機において、前記ゴミ送出手段が、前記ロータの外周面に形成した斜状溝、前記ロータ収容室に連通したタンク、前記ロータ収容室に連通した流体供給装置の中から選択したいずれか一つの手段又は複数の手段の組み合わせである発電機。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれかに記載の発電機において、前記ロータの外周面が耐蝕表面処理又は離型表面処理又は耐蝕・離型表面処理されている発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温高圧の流体（蒸気、気体、液体、これらの混合流体）を移送させるための配管系に配設して使用する発電機に関し、特に、高温高圧下で好適に使用できる特殊発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的な発電機として、流体によって回転する羽根車と、この羽根車と一体回転する回転軸と、この回転軸に固定されたロータと、このロータを囲むように配置されたステータコイルとを備え、前記ロータの回転により発電するようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、タイヤ加硫機に代表されるように、温水や高温蒸気や高温ガス等の高温高圧の流体を使用する加熱機器に発電機を配設させる場合、高温高圧の流体によるステータコイルへの影響を回避することが必要となる。
しかしながら、従来の発電機において、このような高温高圧の流体からステータコイルを保護するための構造を備えたものは見受けられない。
【０００４】
なお、流体送り装置として、ロータとステータコイルとが隔壁（キャン）によって密閉状に区画された電動モータを備え、この電動モータにより羽根車を回転させて、吸入口から吸入した流体を吐出口から吐出させるように構成したものが知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
この流体送り装置は、隔壁によってステータコイルを密閉状に区画させるため、このステータコイルが流体から隔離され、高温高圧の流体による影響を回避できるが、この流体送り装置は、あくまでも電動モータにより羽根車を回転させて、流体を送出させる流体送り装置であり、本発明の発電機とは異なる。
【０００６】
また、ロータが高温高圧の環境にさらされる発電機では、このロータの外周面が腐蝕（錆）したり、発生した錆による鉄粉等がゴミとなってロータの外周面に付着したりすることがある。
この結果、ロータの寿命が短命になるし、付着したゴミによりロータの回転がロックしてしまうという問題が発生する。
【特許文献１】特許公開平９−６５６２８号公報
【特許文献２】特開２００６−２２６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような従来の問題を解決するためになされたもので、高温高圧の流体からステータコイルを保護することができる発電機を提供することを課題としている。
【０００８】
加えて、ロータの外周面に錆等の腐蝕が発生しないようにさせ、また、ロータの外周面に錆による鉄粉等のゴミが付着した場合に、そのゴミを除去することができる発電機を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明（請求項１）の発電機は、
高温高圧の流体を吸入口から流入させて吐出口から流出させるように形成したケーシングの内部に羽根車が設けられ、この羽根車を流体の流動圧によって回転させるようにした駆動部と
ロータとステータコイルとで構成される発電部と、
一端に前記羽根車が取り付けられると共に、他端に前記ロータが取り付けられた駆動軸とを備え、
前記羽根車によって前記駆動軸を介してロータを回転させることにより発電部で発電させるように形成された発電機であって、
内部に形成したロータ収容室に前記ロータを収容した状態で、このロータとステータコイルとの間を密閉状に区画する隔壁を備えている構成とした。
【００１０】
又、本発明（請求項２）の発電機は、
請求項１記載の発電機において、前記ロータの外周面が耐蝕表面処理又は離型表面処理又は耐蝕・離型表面処理されている構成とした。
【００１１】
又、本発明（請求項３）の発電機は、
請求項１又は２記載の発電機において、前記ロータ収容室からケーシングの内部に至るゴミ排出路と、前記ロータに付着したゴミを前記ゴミ排出路に向けて送出させるゴミ送出手段とを備えている構成とした。
【００１２】
又、本発明（請求項４）の発電機は、
請求項３記載の発電機において、前記ゴミ送出手段が前記ロータの外周面に形成した斜状溝であり、ロータの回転によりゴミを前記ゴミ排出路に向けて送出するように形成されている構成とした。
【００１３】
又、本発明（請求項５）の発電機は、
請求項３記載の発電機において、前記ゴミ送出手段が前記ロータ収容室に連通したタンクであり、駆動部の作動に伴い前記ゴミ排出路を通してタンク内に蓄圧した圧力が駆動部の停止に伴い放圧されることによって、ゴミが前記ゴミ排出路に向けて送出するように形成されている構成とした。
【００１４】
又、本発明（請求項６）の発電機は、
請求項３記載の発電機において、前記ゴミ送出手段が前記ロータ収容室に連通した流体供給装置であり、この流体供給装置によって前記ロータ収容室に流体が強制的に供給されることによって、ゴミが前記ゴミ排出路に向けて送出するように形成されている構成とした。
【００１５】
又、本発明（請求項７）の発電機は、
請求項３記載の発電機において、前記ゴミ送出手段が、前記ロータの外周面に形成した斜状溝、前記ロータ収容室に連通したタンク、前記ロータ収容室に連通した流体供給装置の中から選択したいずれか一つの手段又は複数の手段の組み合わせである構成とした。
【００１６】
又、本発明（請求項８）の発電機は、
請求項３〜７のいずれかに記載の発電機において、前記ロータの外周面が耐蝕表面処理又は離型表面処理又は耐蝕・離型表面処理されている構成とした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明（請求項１）の発電機は、ロータとステータコイルとの間を密閉状に区画する隔壁を備えている構成に特徴がある。
この隔壁によってステータコイルが高温高圧の流体から隔離される。
これによりステータコイルが高温高圧の流体にさらされることがなく、流体の影響によるトラブルを回避することができる。
【００１８】
本発明（請求項２）の発電機は、ロータの外周面が耐蝕表面処理又は離型表面処理又は耐蝕・離型表面処理されている構成に特徴がある。
この場合の耐蝕表面処理とは、金属溶射、メッキ処理、フッ素樹脂（テフロン：商標）焼付処理、電着塗装、そのほか加熱媒体（例えば、蒸気やチッソガス等）による腐蝕に対して耐蝕性（防錆性）が認められる耐熱塗装など、全ての耐蝕表面処理を含むものとする。
このように、ロータの外周面が耐蝕表面処理されているため、ロータが腐蝕することがなく、錆の発生等を防止して、錆による鉄粉等のゴミを原因としたトラブルを防止できる。
又、離型表面処理とは、ゴミ等が付着しにくく、付着したとしても剥れ易いようにした表面処理である。
又、耐蝕・離型表面処理とは、耐蝕性と離型の両方を備えた表面処理である。
【００１９】
本発明（請求項３）の発電機は、ロータ収容室からケーシングに至るゴミ排出路と、ロータに付着したゴミをゴミ排出路に向けて送出させるゴミ送出手段とを備えている構成に特徴がある。
従って、ロータの外周面に付着したゴミは、ゴミ送出手段によりゴミ排出路に向けて送出され、このゴミ排出路からケーシングの内部において流体中に排出される。
このように、ロータの外周面に付着したゴミを除去することができるため、付着ゴミによりロータの回転がロックするなどのトラブルを防止できる。
【００２０】
この場合、ゴミ送出手段をロータの外周面に形成した斜状溝で形成させると（請求項４）、ロータの外周面に付着したゴミを、ロータの回転による遠心力と軸方向分力によってゴミ排出路に向けて送出することができる。
【００２１】
又、ゴミ送出手段をロータ収容室に連通したタンクで形成させると（請求項５）、ロータの外周面に付着したゴミを、駆動部の作動に伴いゴミ排出路から逆流してタンク内に蓄圧した圧力が駆動部の停止に伴い放圧されることによって、ゴミ排出路に向けて送出することができる。
【００２２】
又、ゴミ送出手段をロータ収容室に連通した流体供給装置で形成させると（請求項６）、ロータの外周面に付着したゴミを、この流体供給装置によりロータ収容室に流体が強制的に供給されることによって、ゴミ排出路に向けて送出することができる。
この場合、必要に応じて流体供給装置によりロータ収容室に流体を供給することができるので、駆動部が停止した始業前や終業後、それに休業明けのセッティング作業と平行してゴミ除去作業を行うことができる。
【００２３】
又、ゴミ送出手段を、前記斜状溝（請求項４）、前記タンク（請求項５）、前記流体供給装置（請求項６）の中から選択した複数手段の組み合わせで形成させると（請求項７）、ゴミの送出能力を向上させることができる。
【００２４】
又、ロータの外周面に付着したゴミを、ゴミ送出手段によってゴミ排出路に向けて送出させる構成に加えて、ロータの外周面を耐蝕表面処理させると（請求項８）、ロータの腐蝕を防止できると共に、付着ゴミを除去することができ、ゴミ発生の防止効果と、発生したゴミの除去効果との複合効果によってゴミを原因としたトラブルを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明の発電機の実施例を示す断面図、図２はこの発電機を配設したタイヤ加硫機の実施例を示す概略断面図である。
【００２６】
図２に示すタイヤ加硫装置Ｂは、上下の金型８，８と、加熱流体の供給・排出によって拡縮するブラダー８０を備え、前記金型８，８の内部にセットした生タイヤＴの内面に、高温高圧の流体（蒸気）の供給によって膨張したブラダー８０を押し付けることで、生タイヤＴを保持させながら加硫成形するようになっている。
【００２７】
前記ブラダー８０には、流体を移送させるための配管系が接続されている。
この場合、ブラダー８０の内部に、開閉弁９０を設けた流体供給管９ａと、開閉弁９１を設けた流体排出管９ｂが接続され、前記開閉弁９０，９１よりもブラダー８０側寄り位置において流体供給管９ａと流体排出管９ｂが連通管９ｃで接続された配管系に形成されている。
そして、この連通管９ｃと、前記流体供給管９ａと、流体排出管９ｂと、前記ブラダー８０の内部とで循環閉回路９が形成されると共に、この循環閉回路９上に流体送り装置Ｃが配設されている。
この実施例では、流体送り装置Ｃを前記連通管９ｃの途中に配設しているが、流体排出管９ｂの途中に設けてもよいし、流体供給管９ａの途中に設けてもよい。
なお、連通管９ｃにも開閉弁９２が設けられている。
【００２８】
従って、金型８，８の内部に生タイヤＴをセットした状態で開閉弁９０，９１を開放し、流体供給管９ａから高温高圧の流体（蒸気）を供給すると、ブラダー８０の内部に流体が流入していき、この流体でブラダー８０の内部が充満した状態で前記開閉弁９０，９１を閉鎖させる。
【００２９】
上記のようにしてブラダー８０の内部に流体を充満させたのち、連通管９ｃの開閉弁９２を開放させて循環閉回路９を開通させる。
この状態で流体送り装置Ｃを作動させて、流体を循環閉回路９内で循環させるもので、この流体が循環することによりブラダー８０内を均一な温度に維持させることができる。
【００３０】
上記のようにして、流体を循環閉回路９内で循環させながら生タイヤＴを加硫成形していくもので、この加硫成形が終了したのちは、前記開閉弁９１，９２を開放すると共に、開閉弁９０を閉鎖して流体送り装置Ｃを作動させ、これによりブラダー８０の内部に充満した流体を流体排出管９ｂから一気に排出させることができる。
【００３１】
そして、この実施例では、前記配管系における流体排出管９ｂの途中に発電機Ａが配設されており、この発電機Ａの構成を図１により説明する。
【００３２】
図１において、１は駆動部で、流体排出管９ｂの上流側に接続する吸入口１１が中央部分に形成されると共に、流体排出管９ｂの下流側に接続する吐出口１２が外周に形成されたケーシング１０の内部に羽根車１３が配設されている。
そして、前記吸入口１１から流入して吐出口１２から流出する高温高圧の流体（蒸気）の流動圧によって前記回転羽根車１３が回転するように形成されている。
【００３３】
前記羽根車１３は、駆動軸２の下端に取り付けられ、この駆動軸２の上端にロータ３が取り付けられている。
前記駆動軸２は、ベアリング２１ａ，２１ｂにより軸支されている。
【００３４】
前記ロータ３は、このロータ３の周りに設けたステータコイル４と対をなすことで発電部Ｇを形成するもので、このロータ３の回転により発電するようになっている。
なお、この実施例では、前記発電部Ｇによって発電した電力を、前記タイヤ加硫装置Ｂの補助電力として用いている。
なお、前記ステータコイル４は、コイル用カバー４０によって覆われている。
【００３５】
前記ロータ３とステータコイル４との間は隔壁（キャン）５によって密閉状に区画され、この隔壁５にロータ３を収容するためのロータ収容室５０が形成されている。
【００３６】
上記のように、ロータ３とステータコイル４との間を密閉状に区画する隔壁５を備えているため、この隔壁５によってステータコイル４が高温高圧の流体（蒸気）から隔離される。
これによりステータコイル４が流体にさらされることがなく、流体の影響によるトラブルを回避することができる。
【００３７】
なお、前記ロータ３は、ケイ素鋼板、鉄板、ケイ素鋼板とアルミ板の複合材等により形成されている。
又、隔壁５は、非磁性体（チタン、ステンレス、プラスチック、アルミ、セラミック等、又はこれを含む複合材）又は弱磁性体（チタン、ステンレス、プラスチック、アルミ、セラミック等、又はこれを含む複合材）によって形成されている。
【００３８】
そして、前記ロータ収容室５０の内周面とロータ３の外周面との間には隙Ｓ１が形成され、この隙Ｓ１は前記ケーシング１０の肉厚内を貫通して形成された連通穴Ｓ２を介してケーシング１０の内部に連通している。
従って、隙Ｓ１と連通穴Ｓ２とが一連に連通してケーシング１０の内部に至るゴミ排出路Ｓが形成されている。
【００３９】
前記ロータ３の外周面はアルミ溶射による耐蝕表面処理が施され、この耐蝕表面処理によって、錆の発生を抑制するようにしている。
なお、ロータ３の外周面に、離型表面処理又は耐蝕・離型表面処理を行うようにしてもよい。
【００４０】
又、ロータ３の外周面には、その外周面に付着したゴミを前記ゴミ排出路Ｓに向けて送出させるゴミ送出手段として斜状溝３０が形成されている。
この斜状溝３０は、上端が回転方向Ａに向いて前方に傾斜するように形成されることで、ロータ３の回転による遠心力と軸方向の分力によって、ゴミが前記ゴミ排出路Ｓ（下方）に向けて送出するように形成されている。
従って、この斜状溝３０を用いると、ロータ３の外周面に溝を形成するだけの簡単な加工でゴミ送出手段を形成でき、構造が簡単になるし、コストを低減させることができる。
【００４１】
又、実施例では、ゴミ送出手段として、前記斜状溝３０に加えて、タンク６と、流体供給装置７を備えている。
【００４２】
前記タンク６は、前記ロータ収容室５０の上端に連通路６０を介して連通されている。
従って、駆動部１が作動すると、ケーシング１０内の流体の一部が前記ゴミ排出路Ｓから逆流して（連通穴Ｓ２→隙Ｓ１）タンク６内に蓄圧される。
そして、作業の停止に伴い駆動部１が停止すると、蓄圧された圧力が一気に放圧され、その勢いによってロータ３に付着したゴミを前記ゴミ排出路Ｓに向けて送出させ、このゴミ排出路を経て（隙Ｓ１→連通穴Ｓ２）ケーシング１０の内部において流体中に排出される。
【００４３】
前記流体供給装置７は、前記ロータ収容室５０内に流体を強制的に供給するためのもので、この実施例では、前記タンク６の上端に供給配管７０を介して接続され、この供給配管７０の途中に開閉弁７１が設けられている。
従って、前記駆動部１が停止した状態で、前記開閉弁７１を開放させると、流体供給装置７から供給配管７０及びタンク６を通してロータ収容室５０内に流体が強制的に供給され、その勢いによってロータ３に付着したゴミを前記ゴミ排出路に向けて送出させることができる。
【００４４】
なお、流体供給装置７を用いる場合、前記タンク６を取り付けずに、供給配管７０をロータ収容室５０内に直接に接続させてもよい。
又、流体供給装置７で供給させる流体は、駆動部１を流動する流体と同一の流体を利用するのが、異種流体の混合を防止できると共に、配管系から供給用の流体を取り込むことができる点で好ましい。
【００４５】
実施例では、ゴミ送出手段として、斜状溝３０と、タンク６と、流体供給装置７との三つの手段を組み合わせているが、これらの中の一つの手段だけを用いてもよいし、選択した複数の手段を組み合わせて用いてもよい。
【００４６】
又、本発明の発電機は、必ずしも上記したようなタイヤ加硫機におけるブラダーへの配管系に配設する必要はなく、各種産業機器において、高温高圧の流体を移送させる配管系に配設させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例である発電機を示す断面図である。
【図２】発電機を配設したタイヤ加硫機の実施例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  駆動部
１０  ケーシング
１１  吸入口
１２  吐出口
１３  羽根車
２  駆動軸
２１ａ  ベアリング
２１ｂ  ベアリング
３  ロータ
３０  斜状溝（ゴミ送出手段）
４  ステータコイル
４０  コイル用カバー
５  隔壁
５０  ロータ収容室
６  タンク（ゴミ送出手段）
６０  連通路
７  流体供給装置（ゴミ送出手段）
７０  供給配管
７１  開閉弁
Ａ  発電機
Ｇ  発電部
Ｓ  ゴミ排出路
Ｓ１  隙
Ｓ２  連通穴
８  金型
８０  ブラダー
９  循環閉回路
９ａ  流体供給管
９ｂ  流体排出管
９ｃ  連通管
９０  開閉弁
９１  開閉弁
９２  開閉弁
Ｂ  タイヤ加硫装置
Ｃ  流体送り装置
Ｔ  生タイヤ
【図１】
2008125272.tif 000003
【図２】
2008125272.tif 000004