動(dòng)力產(chǎn)生裝置及該裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種動(dòng)力產(chǎn)生裝置。在能夠?qū)⒂蔁釞C(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力與和該熱機(jī)另外設(shè)置的驅(qū)動(dòng)源的動(dòng)力組合利用的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中，為了避免在裝置的起動(dòng)時(shí)、停止時(shí)發(fā)生的問題，本發(fā)明的裝置由旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源以及熱機(jī)構(gòu)成，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，所述熱機(jī)構(gòu)成為與上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源協(xié)同作用而驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械；上述熱機(jī)具備膨脹機(jī)，所述膨脹機(jī)使氣化的動(dòng)作介質(zhì)膨脹而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力；在上述膨脹機(jī)上設(shè)有旁通配管，所述旁通配管將上述膨脹機(jī)的動(dòng)作介質(zhì)入口與動(dòng)作介質(zhì)出口連通；在上述旁通配管上具備開閉閥，所述開閉閥將上述旁通配管開閉。
【專利說明】動(dòng)力產(chǎn)生裝置及該裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠?qū)⒂蔁釞C(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力與和該熱機(jī)另外設(shè)置的驅(qū)動(dòng)源的動(dòng)力組合利用的動(dòng)力產(chǎn)生裝置及該裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]二元循環(huán)機(jī)那樣的熱機(jī)為通過由蘭肯循環(huán)等熱力學(xué)循環(huán)將氨、戊烷、氟利昂、替代氟利昂等低沸點(diǎn)介質(zhì)等動(dòng)作介質(zhì)膨脹、冷凝、將熱變換為動(dòng)力(將熱能變換為動(dòng)能)的結(jié)構(gòu)。
[0003]這樣的熱機(jī)具備使液體的動(dòng)作介質(zhì)氣化的蒸發(fā)器、使動(dòng)作介質(zhì)的蒸汽膨脹的膨脹機(jī)、使由膨脹機(jī)使用過的氣體的動(dòng)作介質(zhì)冷凝為液體的冷凝器、和將冷凝后的動(dòng)作介質(zhì)壓縮并使其循環(huán)的循環(huán)泵。此外，通過該膨脹機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)得到的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸被取出到收容有膨脹機(jī)的殼體之外，為了使連接在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸上的旋轉(zhuǎn)機(jī)械(例如發(fā)電機(jī)等)旋轉(zhuǎn)而使用。
[0004]作為使這樣的熱機(jī)平順地起動(dòng)的方法，已知有例如日本.特開2008 - 175402號(hào)中公開那樣的方法。該先行技術(shù)的冷凍循環(huán)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法具備依次連接以使制冷劑循環(huán)的壓縮機(jī)、散熱器、膨脹機(jī)和蒸發(fā)器，還具有控制上述散熱器的能力的散熱器能力控制機(jī)構(gòu)或控制上述蒸發(fā)器的能力的蒸發(fā)器能力控制機(jī)構(gòu)，具有在上述壓縮機(jī)的起動(dòng)時(shí)將上述散熱器能力控制機(jī)構(gòu)或上述蒸發(fā)器能力控制機(jī)構(gòu)的能力在某個(gè)時(shí)間中控制為比通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)低的起動(dòng)步驟、和通常運(yùn)轉(zhuǎn)步驟。
[0005]可是，在上述先行技術(shù)的熱機(jī)(冷凍循環(huán)裝置)中具備的發(fā)電機(jī)是直接受到熱機(jī)的膨脹機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力而進(jìn)行發(fā)電的結(jié)構(gòu)，即“從動(dòng)型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械”，當(dāng)然，在不能從膨脹機(jī)得到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的情況下，發(fā)電機(jī)是停止的原狀。
[0006]另一方面，提出了由二元循環(huán)機(jī)那樣的熱機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力、利用得到的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力作為用來“補(bǔ)償與熱機(jī)另外設(shè)置的驅(qū)動(dòng)源的動(dòng)力”的輔助動(dòng)力的技術(shù)。例如，設(shè)想由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的氣體壓縮機(jī)。該氣體壓縮機(jī)是能夠通過自己自身起動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)的“主動(dòng)型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械”，考慮對(duì)該氣體壓縮機(jī)輔助地施加熱機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的系統(tǒng)。
[0007]在此情況下，可以想到在該系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí)例如發(fā)生以下所述那樣的不良狀況。
[0008]S卩，使主動(dòng)型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械即氣體壓縮機(jī)的馬達(dá)起動(dòng)、并且也使熱機(jī)起動(dòng)。此時(shí)，由于熱機(jī)不是穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以不僅不能將來自膨脹機(jī)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力作為輔助動(dòng)力對(duì)馬達(dá)施力口，相反氣體壓縮機(jī)的馬達(dá)使膨脹機(jī)旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)整體的啟動(dòng)有可能變得非常慢。此外，在此狀況下，向膨脹機(jī)流入的動(dòng)作介質(zhì)是液體，膨脹機(jī)的旋轉(zhuǎn)負(fù)荷變得過大，有可能導(dǎo)致膨脹機(jī)的損壞。
[0009]這樣的不良狀況是非常重大的問題，通過上述先行技術(shù)也不能解決。
[0010]這是因?yàn)?，上述先行技術(shù)的熱機(jī)不產(chǎn)生用來輔助與該熱機(jī)另外設(shè)置的驅(qū)動(dòng)源的動(dòng)力的輔助動(dòng)力，而原本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同。除此以外，其運(yùn)轉(zhuǎn)方法是解決“在膨脹機(jī)不驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)下循環(huán)泵(記載為壓縮機(jī))持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，循環(huán)泵的負(fù)荷變大”等“在熱機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的不良狀況”的方法，不是解決本申請(qǐng)發(fā)明作為問題的由熱機(jī)和連結(jié)在其上的主動(dòng)型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械構(gòu)成的 系統(tǒng)中的起動(dòng)時(shí)的問題的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]所以，本發(fā)明鑒于上述問題，關(guān)于能夠?qū)⒂蔁釞C(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力和與該熱機(jī)另外設(shè)置的驅(qū)動(dòng)源的動(dòng)力組合利用的動(dòng)力產(chǎn)生裝置，目的是提供一種能夠可靠地避免在裝置的起動(dòng)時(shí)、停止時(shí)等發(fā)生的問題的動(dòng)力產(chǎn)生裝置及該裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
[0012]為了達(dá)到上述目的，在本發(fā)明中采用以下的技術(shù)手段。
[0013]本發(fā)明的動(dòng)力產(chǎn)生裝置由旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源以及熱機(jī)構(gòu)成，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，所述熱機(jī)構(gòu)成為與上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源協(xié)同作用而驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械；這里，上述熱機(jī)具備膨脹機(jī)，所述膨脹機(jī)使氣化的動(dòng)作介質(zhì)膨脹而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力；在上述膨脹機(jī)上設(shè)有旁通配管，所述旁通配管將上述膨脹機(jī)的動(dòng)作介質(zhì)入口與動(dòng)作介質(zhì)出口連通；在上述旁通配管上具備開閉閥，所述開閉閥將上述旁通配管開閉。
[0014]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的起動(dòng)時(shí)或停止時(shí)等將上述開閉閥暫時(shí)打開，能夠可靠地避免在裝置的起動(dòng)時(shí)或停止時(shí)等發(fā)生的問題。
[0015]在上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中，可以是，上述動(dòng)力產(chǎn)生裝置具備控制裝置，所述控制裝置控制上述開閉閥的開閉；上述控制裝置在將上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源及上述熱機(jī)起動(dòng)時(shí)進(jìn)行控制，以在將上述開閉閥打開而使動(dòng)作介質(zhì)向上述旁通配管流入后，使上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源起動(dòng)，在判斷為向上述膨脹機(jī)流入的動(dòng)作介質(zhì)被氣化時(shí)將上述開閉閥關(guān)閉。
[0016]在上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中，也可以是，上述動(dòng)力產(chǎn)生裝置具備吸入壓力檢測(cè)器，所述吸入壓力檢測(cè)器檢測(cè)上述膨脹機(jī)的吸入壓力；上述控制裝置當(dāng)由上述吸入壓力檢測(cè)器檢測(cè)出的壓力值為規(guī)定的壓力值以上時(shí)，判斷為向上述膨脹機(jī)流入的動(dòng)作介質(zhì)被氣化。
[0017]或者，在上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中，也可以是，上述動(dòng)力產(chǎn)生裝置具備吸入壓力檢測(cè)器以及吐出壓力檢測(cè)器，所述吸入壓力檢測(cè)器檢測(cè)上述膨脹機(jī)的吸入壓力，所述吐出壓力檢測(cè)器檢測(cè)上述膨脹機(jī)的吐出壓力；上述控制裝置當(dāng)由上述吸入壓力檢測(cè)器檢測(cè)出的壓力值與由上述吐出壓力檢測(cè)器檢測(cè)出的壓力值的差成為規(guī)定的值以上時(shí)，判斷為向上述膨脹機(jī)流入的動(dòng)作介質(zhì)被氣化。
[0018]或者，在上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中，也可以是，上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械是氣體壓縮機(jī)；上述動(dòng)力產(chǎn)生裝置具備溫度檢測(cè)器，所述溫度檢測(cè)器檢測(cè)上述氣體壓縮機(jī)的排出氣體溫度；上述控制裝置當(dāng)由上述溫度檢測(cè)器檢測(cè)出的溫度值成為規(guī)定的溫度值以上時(shí)，判斷為向上述膨脹機(jī)流入的動(dòng)作介質(zhì)被氣化。
[0019]或者，在上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中，上述控制裝置具備時(shí)間測(cè)量器，所述時(shí)間測(cè)量器測(cè)量從上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源被起動(dòng)起的經(jīng)過時(shí)間；上述控制裝置當(dāng)由上述時(shí)間測(cè)量器檢測(cè)出的經(jīng)過時(shí)間成為規(guī)定的時(shí)間以上時(shí)，判斷為向上述膨脹機(jī)流入的動(dòng)作介質(zhì)被氣化。
[0020]此外，在上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中，可以是，上述動(dòng)力產(chǎn)生裝置具備控制裝置，所述控制裝置控制上述開閉閥的開閉；上述控制裝置當(dāng)將上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源及上述熱機(jī)停止時(shí)，進(jìn)行控制，以將上述開閉閥打開，使動(dòng)作介質(zhì)向上述旁通配管流入，使上述膨脹機(jī)的驅(qū)動(dòng)停止。
[0021]此外，在上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中，可以是，上述動(dòng)力產(chǎn)生裝置具備控制裝置，所述控制裝置控制上述開閉閥的開閉；上述控制裝置在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源及上述熱機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況下，當(dāng)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源停止時(shí)，進(jìn)行控制，以將上述開閉閥打開，使動(dòng)作介質(zhì)向上述旁通配管流入，使上述膨脹機(jī)的驅(qū)動(dòng)停止。
[0022]此外，在上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中，也可以是，上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械是將被供給的氣體壓縮為高壓的壓縮機(jī)，上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源是馬達(dá)；使用由上述壓縮機(jī)生成的高壓氣體具有的熱作為上述熱機(jī)的蒸發(fā)器中的向動(dòng)作介質(zhì)的熱源。
[0023]此外，在上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中，也可以是，上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源是第2膨脹機(jī)，所述第2膨脹機(jī)通過由蒸汽構(gòu)成的加熱介質(zhì)膨脹而產(chǎn)生動(dòng)力；上述熱機(jī)的蒸發(fā)器用由上述第2膨脹機(jī)膨脹后的加熱介質(zhì)將上述動(dòng)作介質(zhì)加熱，使其氣化。
[0024]在該方式中，向蒸發(fā)器導(dǎo)入前的加熱介質(zhì)在第2膨脹機(jī)中膨脹，所以向蒸發(fā)器導(dǎo)入時(shí)的加熱介質(zhì)的加壓與以往的結(jié)構(gòu)相比變低。因此，能夠降低在蒸發(fā)器的構(gòu)成部件中發(fā)生的應(yīng)變，能夠減輕蒸發(fā)器的負(fù)擔(dān)。并且，由于第2膨脹機(jī)連接在設(shè)有旋轉(zhuǎn)機(jī)的轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)軸上，所以在第2膨脹機(jī)中，能夠?qū)⒓訜峤橘|(zhì)的能量作為轉(zhuǎn)子部的驅(qū)動(dòng)能量取出。因而，能夠?qū)⒓訜峤橘|(zhì)的能量沒有浪費(fèi)地利用，所以能夠提高作為旋轉(zhuǎn)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能。即，成為在第2膨脹機(jī)中利用加熱介質(zhì)的壓力、而在蒸發(fā)器中利用壓力被降低的加熱介質(zhì)的溫度的結(jié)構(gòu)，因而，能夠?qū)⒓訜峤橘|(zhì)具有的能量比以往更高效率地利用。
[0025]此外，在上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中，也可以是，具有:連接在上述熱機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上的第I軸部、連接在上述第2膨脹機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上的第2軸部、和將上述第I軸部與上述第2軸部結(jié)合以傳遞驅(qū)動(dòng)力的結(jié)合部；上述結(jié)合部由在上述第I軸部與上述第2軸部之間變換轉(zhuǎn)速的增減速機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
[0026]此外，在上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中，也可以是，對(duì)上述第2膨脹機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的軸承，作為潤滑劑而供給在上述熱機(jī)的冷凝器中使用過的水、或者在上述熱機(jī)的蒸發(fā)器中從上述蒸汽冷凝的水。
[0027]此外，在上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中，也可以是，具有:連接在上述熱機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上的第I軸部、連接在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源的旋轉(zhuǎn)軸上的第2軸部、和將上述第I軸部與上述第2軸部結(jié)合以傳遞驅(qū)動(dòng)力的結(jié)合部；上述第I軸部及上述第2軸部的至少一方被收容在密閉體內(nèi)；上述結(jié)合部由將上述第I軸部與上述第2軸部磁結(jié)合的磁耦合器構(gòu)成。
[0028]進(jìn)而，本發(fā)明是上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，在將上述熱機(jī)及上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源起動(dòng)時(shí)，在將上述開閉閥打開而使上述動(dòng)作介質(zhì)向上述旁通配管流入后，使上述熱機(jī)及上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源起動(dòng)，如果判斷為向上述膨脹機(jī)流入的動(dòng)作介質(zhì)被氣化，則將上述旁通配管的開閉閥關(guān)閉；當(dāng)將上述熱機(jī)及上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源停止時(shí)，將上述開閉閥打開，使上述動(dòng)作介質(zhì)向上述旁通配管流入，將上述膨脹機(jī)的驅(qū)動(dòng)停止。
[0029]或者，在上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源進(jìn)行穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況下，當(dāng)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源停止時(shí)，將上述開閉閥打開，使上述動(dòng)作介質(zhì)向上述旁通配管流入，將上述膨脹機(jī)的驅(qū)動(dòng)停止。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是概略地表示有關(guān)本發(fā)明的第I實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0031]圖2是表示設(shè)在第I實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中的磁耦合器的立體圖。[0032]圖3是表示第I實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的流程圖。
[0033]圖4是概略地表示有關(guān)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0034]圖5是概略地表示有關(guān)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0035]圖6是概略地表示有關(guān)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0036]圖7是概略地表示有關(guān)本發(fā)明的第5實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0037]圖8是概略地表示有關(guān)本發(fā)明的第6實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0038]圖9是概略地表示有關(guān)本發(fā)明的第7實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039][第I實(shí)施方式]
以下，基于【專利附圖】

【附圖說明】有關(guān)本發(fā)明的動(dòng)力產(chǎn)生裝置100的第I實(shí)施方式。
[0040]如圖1所示，第I實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置100具有輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I和驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械11的馬達(dá)53這兩個(gè)動(dòng)力產(chǎn)生源。輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I具有熱機(jī)4和動(dòng)力傳遞軸6，所述熱機(jī)4具備具有通過動(dòng)作介質(zhì)T的蒸汽的膨脹旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部2 (在本實(shí)施方式中是螺桿轉(zhuǎn)子2)的膨脹機(jī)3，所述動(dòng)力傳遞軸6將由該膨脹機(jī)3產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向收容著膨脹機(jī)3的殼體5的外部取出。
[0041]該殼體5在由隔壁7包圍的內(nèi)部收容有膨脹機(jī)3的驅(qū)動(dòng)部2。動(dòng)力傳遞軸6中間隔著隔壁7而被分割為位于殼體5內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軸8和位于殼體5外的從動(dòng)軸9。此外,在分割后的動(dòng)力傳遞軸6、即驅(qū)動(dòng)軸8和從動(dòng)軸9上，為了將膨脹機(jī)3的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向殼體5的外部傳遞而設(shè)有磁稱合器10。
[0042]這樣，輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I通過由驅(qū)動(dòng)軸8及從動(dòng)軸9形成的動(dòng)力傳遞軸6和磁耦合器10構(gòu)成，為通過動(dòng)力傳遞軸6將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向殼體5的外部傳遞并向與熱機(jī)4另外設(shè)置的旋轉(zhuǎn)機(jī)械11傳送、作為該旋轉(zhuǎn)機(jī)械11的輔助動(dòng)力利用的結(jié)構(gòu)。
[0043]本發(fā)明是關(guān)于能夠避免在將上述輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I起動(dòng)或停止時(shí)發(fā)生的問題的技術(shù)的，在此之前，對(duì)輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置1、該輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I動(dòng)力輔助的旋轉(zhuǎn)機(jī)械11進(jìn)行說明。
[0044]首先，對(duì)動(dòng)力產(chǎn)生裝置I供給輔助動(dòng)力的對(duì)象即旋轉(zhuǎn)機(jī)械11詳細(xì)地說明。
[0045]作為第I實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)機(jī)械11，采用將被供給的氣體V壓縮為高壓的“氣體壓縮機(jī)”。
[0046]如圖1所示，氣體壓縮機(jī)50是無油式的多級(jí)氣體壓縮機(jī)，所述無油式的多級(jí)氣體壓縮機(jī)具備軸串聯(lián)連接的多個(gè)壓縮機(jī)構(gòu)(第一級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)51、第二級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)52)、和驅(qū)動(dòng)該多個(gè)壓縮機(jī)構(gòu)的馬達(dá)53，并且不使用潤滑油。產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá)53是電動(dòng)馬達(dá)。在這樣的氣體壓縮機(jī)50中，從外部導(dǎo)入的氣體V被第一級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)絕熱壓縮而成為高壓的氣體V，被向第二級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)輸送。被輸送的高壓的氣體V被第二級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)進(jìn)一步絕熱壓縮而成為高壓的氣體V。此時(shí)，生成的氣體V被升溫而具有大量的熱。將這樣生成的高壓的氣體V通過冷卻器54等冷卻裝置根據(jù)使用目的冷卻到需要的溫度。
[0047]以上所述的氣體壓縮機(jī)50 (旋轉(zhuǎn)機(jī)械11)是作為一個(gè)組件向用戶提供的，具有馬達(dá)53，能夠以其單體工作(主動(dòng)型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械)。本實(shí)施方式的輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I對(duì)該氣體壓縮機(jī)50附加地安裝，對(duì)氣體壓縮機(jī)50進(jìn)行動(dòng)力輔助。[0048]另一方面，詳細(xì)地說明在第I實(shí)施方式的輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I中具備的熱機(jī)4。
[0049]作為在第I實(shí)施方式的輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I中具備的熱機(jī)4，例示二元循環(huán)機(jī)。
[0050]如圖1所示，二元循環(huán)機(jī)4裝備在循環(huán)配管上，所述循環(huán)配管將使液體的動(dòng)作介質(zhì)T蒸發(fā)的蒸發(fā)器13、使由該蒸發(fā)器13蒸發(fā)的動(dòng)作介質(zhì)T的蒸汽膨脹而使驅(qū)動(dòng)部2 (例如后述的螺桿轉(zhuǎn)子2)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的膨脹機(jī)3 ;使由該膨脹機(jī)3膨脹后的動(dòng)作介質(zhì)T的蒸汽冷凝而變化為液體的動(dòng)作介質(zhì)T的冷凝器12、和通過將由該冷凝器12冷凝后的液體的動(dòng)作介質(zhì)T向蒸發(fā)器13壓送而使動(dòng)作介質(zhì)T循環(huán)的介質(zhì)循環(huán)泵14以閉環(huán)狀連接而成。
[0051]膨脹機(jī)3具有利用膨脹前后的蒸汽的壓力差旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的螺桿轉(zhuǎn)子2 (驅(qū)動(dòng)部2)。螺桿轉(zhuǎn)子2以驅(qū)動(dòng)軸8為中心旋轉(zhuǎn)自如，能夠?qū)a(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸8向連接在該驅(qū)動(dòng)軸8上的磁耦合器10傳遞。
[0052]在膨脹機(jī)3的螺桿轉(zhuǎn)子(驅(qū)動(dòng)部)2的周圍設(shè)有殼體5 (隔壁7)，通過該殼體5能夠?qū)?nèi)部和外部氣密地隔尚。在該被氣密地隔尚的殼體5的內(nèi)部,與螺桿轉(zhuǎn)子2 —起收容有由二元循環(huán)機(jī)4使用的低沸點(diǎn)介質(zhì)的動(dòng)作介質(zhì)T。
[0053]在上述膨脹機(jī)3與氣體壓縮機(jī)50之間，配設(shè)有將由膨脹機(jī)3的螺桿轉(zhuǎn)子2產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向氣體壓縮機(jī)50傳遞的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)。
[0054]動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)具備中間隔著隔壁7被分割為驅(qū)動(dòng)軸8和從動(dòng)軸9的動(dòng)力傳遞軸6、還有將隔著隔壁7被劃分到殼體5的內(nèi)外的這兩軸磁連結(jié)的磁耦合器10 (參照?qǐng)D2)，具備具有這些動(dòng)力傳遞軸6和磁耦合器10的動(dòng)力傳遞路徑15。
[0055]并且，將經(jīng)由磁耦合器10取出的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向由與上述二元循環(huán)機(jī)4另外設(shè)置的驅(qū)動(dòng)源16的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的氣體壓縮機(jī)50傳送，用在用來驅(qū)動(dòng)該氣體壓縮機(jī)50的輔助動(dòng)力中。
[0056]此外，在經(jīng)由磁耦合器10取出的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力被傳遞的動(dòng)力傳遞路徑15中，設(shè)有將動(dòng)力傳遞軸6的旋轉(zhuǎn)速度變速并將輔助動(dòng)力向下游側(cè)傳遞的變速器17、和控制向氣體壓縮機(jī)50的輔助動(dòng)力的傳遞狀態(tài)的離合器機(jī)構(gòu)18。
[0057]接著，對(duì)構(gòu)成輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I的動(dòng)力傳遞軸6、磁耦合器10進(jìn)行說明。
[0058]如圖1所示，動(dòng)力傳遞軸6隔著殼體5的隔壁7被分割為驅(qū)動(dòng)軸8和從動(dòng)軸9。作為動(dòng)力傳遞軸6之一的驅(qū)動(dòng)軸8是沿著膨脹機(jī)3的螺桿轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)軸心配備的旋轉(zhuǎn)軸。驅(qū)動(dòng)軸8的一端(圖1的右側(cè))連結(jié)在作為膨脹機(jī)3的驅(qū)動(dòng)部2的螺桿轉(zhuǎn)子2上，另一端(圖1的左側(cè))伸長到隔壁7的附近，在該另一端側(cè)的前端上設(shè)有安裝著驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵的磁耦合器10的外筒體20。
[0059]另一方面，作為動(dòng)力傳遞軸6之一的從動(dòng)軸9是沿著與驅(qū)動(dòng)軸8同軸的方向配備的能夠旋轉(zhuǎn)的軸。從動(dòng)軸9的一端(圖1的右側(cè))朝向膨脹機(jī)3側(cè)伸長，在該一端上設(shè)有安裝著從動(dòng)側(cè)磁鐵的內(nèi)插體22，另一端(圖1的左側(cè))連接在后述的變速器17上。
[0060]如圖1、圖2所示，磁耦合器10由設(shè)在驅(qū)動(dòng)軸8上的外筒體20、和設(shè)在從動(dòng)軸9上的內(nèi)插體22構(gòu)成。
[0061 ] 外筒體20是朝向氣體壓縮機(jī)50側(cè)(與螺桿轉(zhuǎn)子2側(cè)相反側(cè))開口的有底圓筒狀的部件，由非磁性體形成。在外筒體20上以同軸狀連結(jié)著驅(qū)動(dòng)軸8，此外，在其形成為圓筒狀的部分上，以相互對(duì)置的方式設(shè)有在周向上離開配備的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵。
[0062]內(nèi)插體22是圓柱體，外筒體20同樣由非磁性體形成。內(nèi)插體22能夠松動(dòng)嵌插在外筒體20的內(nèi)側(cè)，在內(nèi)插體22的外周面(插入在外筒體20的內(nèi)側(cè)的部分的外周面)上安裝有與驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵25對(duì)應(yīng)的數(shù)量的從動(dòng)側(cè)磁鐵26。此外,磁稱合器的驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵25及從動(dòng)側(cè)磁鐵26各自的磁鐵的數(shù)量并不限定于兩個(gè)，也可以是其以上。
[0063]這些驅(qū)動(dòng)側(cè)磁鐵25和從動(dòng)側(cè)磁鐵26相互使不同的磁極面對(duì)而配備，在兩磁鐵25、26之間透過隔壁7而引起磁引力，能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)軸8的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向從動(dòng)軸9傳遞。
[0064]對(duì)本發(fā)明的輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I的結(jié)構(gòu)依次進(jìn)行了說明，接著對(duì)在二元循環(huán)機(jī)4中具備的蒸發(fā)器13進(jìn)行說明。
[0065]在第I實(shí)施方式的二元循環(huán)機(jī)4中具備的蒸發(fā)器13為了能夠利用由氣體壓縮機(jī)50產(chǎn)生的熱量作為使動(dòng)作介質(zhì)T氣化的熱源，在介質(zhì)循環(huán)泵14的下游側(cè)具備兩個(gè)以上(在圖1中是第I蒸發(fā)器56、第2蒸發(fā)器57)。
[0066]這些第I蒸發(fā)器56及第2蒸發(fā)器57并列地配備在循環(huán)配管55上。在第I蒸發(fā)器56、第2蒸發(fā)器57的入側(cè)，分別連接著從連接在介質(zhì)循環(huán)泵14的下游側(cè)的循環(huán)配管55并列地分支的配管。從第I蒸發(fā)器56、第2蒸發(fā)器57的出側(cè)延伸的配管分別連接在膨脹機(jī)3的上游側(cè)的循環(huán)配管55上。
[0067]在第I蒸發(fā)器56中，由氣體壓縮機(jī)50的第一級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)51絕熱壓縮后的高壓的氣體V流入，高壓的氣體V的熱量與動(dòng)作介質(zhì)T熱交換。將熱交換后的高壓的氣體V向第二級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)52輸送。
[0068]在第2蒸發(fā)器57中，由第二級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)52絕熱壓縮后的高壓的氣體V流入，高壓的氣體V的熱量與動(dòng)作介質(zhì)T熱交換。熱交換后的高壓的氣體V被向冷卻器54 (冷卻裝置)輸送，根據(jù)使用目的而被冷卻到需要的溫度。
[0069]這樣生成的氣體的動(dòng)作介質(zhì)T經(jīng)過連接在第I蒸發(fā)器56及第2蒸發(fā)器57的出側(cè)的循環(huán)配管55被向膨脹機(jī)3輸送。
[0070]可是，在連接在第I蒸發(fā)器56及第2蒸發(fā)器57的出側(cè)的循環(huán)配管55與膨脹機(jī)3之間，配設(shè)有旁通配管63 (迂回流路)。
[0071]該旁通配管63配設(shè)為，將膨脹機(jī)3的入口與膨脹機(jī)3的出口連通。在該旁通配管63上，具備切換該旁通配管63內(nèi)的流通狀態(tài)的開閉閥64。根據(jù)輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，開閉閥64開啟、關(guān)閉，能夠進(jìn)行動(dòng)作介質(zhì)T的流通、或?qū)?dòng)作介質(zhì)T的流通切斷。
[0072]通過利用該旁通配管63，能夠避免在將輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I起動(dòng)或停止時(shí)發(fā)生的問題，但其詳細(xì)情況后述。
[0073]以下，參照附圖，關(guān)于有關(guān)第I實(shí)施方式的輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I的動(dòng)作方式、特別是穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0074]如圖1所示，在第I蒸發(fā)器56中，利用由第一級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)51生成的高壓的氣體V的熱量(熱交換)，使液體的動(dòng)作介質(zhì)T氣化，生成蒸汽的動(dòng)作介質(zhì)T。此外，在第2蒸發(fā)器57中，與第I蒸發(fā)器56同樣,利用由第二級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)52生成的高壓的氣體V的熱量(熱交換)，使液體的動(dòng)作介質(zhì)T氣化，生成蒸汽的動(dòng)作介質(zhì)T。這樣生成的蒸汽的動(dòng)作介質(zhì)T經(jīng)過連接在第I蒸發(fā)器56及第2蒸發(fā)器57的出側(cè)的循環(huán)配管55被向膨脹機(jī)3輸送。
[0075]在膨脹機(jī)3中，由第I蒸發(fā)器56及第2蒸發(fā)器57生成的動(dòng)作介質(zhì)T的蒸汽膨脹，利用膨脹前后的動(dòng)作介質(zhì)T的壓力差，驅(qū)動(dòng)部2旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0076]在膨脹機(jī)3中使用的低壓的動(dòng)作介質(zhì)T的蒸汽經(jīng)過膨脹機(jī)3的出側(cè)的循環(huán)配管55被向冷凝器12送出。在冷凝器12中，從膨脹機(jī)3送出來的動(dòng)作介質(zhì)T的蒸汽與冷卻水W熱交換，被冷凝為液體的動(dòng)作介質(zhì)T。
[0077]在冷凝器中成為液體的動(dòng)作介質(zhì)T被向介質(zhì)循環(huán)泵14送出。該液體的動(dòng)作介質(zhì)T被介質(zhì)循環(huán)泵14升壓，經(jīng)過循環(huán)配管55被向兩蒸發(fā)器56、57再次壓送。
[0078]另一方面，由膨脹機(jī)3產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由磁耦合器10被取出到殼體5的外部的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由連結(jié)在磁耦合器10上的從動(dòng)軸9最初被傳遞給變速器17。
[0079]由變速器17變速為最適合驅(qū)動(dòng)氣體壓縮機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度后，將變速后的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由離合器機(jī)構(gòu)18向氣體壓縮機(jī)50的馬達(dá)53傳遞，進(jìn)行動(dòng)力輔助。
[0080]但是，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I時(shí)，可以想到以下這樣的問題。
[0081]例如，在對(duì)停止?fàn)顟B(tài)的氣體壓縮機(jī)50供給電力、再次啟動(dòng)(起動(dòng))時(shí)，有可能發(fā)生以下這樣的不良狀況。
[0082]如果對(duì)停止?fàn)顟B(tài)的氣體壓縮機(jī)50供給電力而馬達(dá)53開始旋轉(zhuǎn)，則馬達(dá)53驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)51、52。此時(shí)，在輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I即二元循環(huán)中，用來驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)3的熱量沒有被供給給蒸發(fā)器13，液體的動(dòng)作介質(zhì)T在循環(huán)配管55內(nèi)循環(huán)。液體的動(dòng)作介質(zhì)T不僅不能驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)3，而且發(fā)生氣體壓縮機(jī)50的馬達(dá)53使液體的動(dòng)作介質(zhì)T流入的膨脹機(jī)3 (作為負(fù)荷作用)旋轉(zhuǎn)的狀況。即，氣體壓縮機(jī)50的馬達(dá)53要使壓縮機(jī)構(gòu)51、52和膨脹機(jī)3的兩者旋轉(zhuǎn)，對(duì)該馬達(dá)53附加很大的負(fù)荷，裝置整體的啟動(dòng)變慢。
[0083]但是，在本實(shí)施方式中，通過采用圖3那樣的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，避免了該問題。
[0084]S卩，在有關(guān)第I實(shí)施方式的輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I中，在氣體壓縮機(jī)50的起動(dòng)時(shí)將開閉閥64打開(圖3的S101、S102)。通過這樣能夠在旁通配管63中流通，使液體狀態(tài)的動(dòng)作介質(zhì)T在膨脹機(jī)3的入側(cè)跟前分支，幾乎不向膨脹機(jī)3流入。于是，膨脹機(jī)3成為可空轉(zhuǎn)狀態(tài)，避免了上述不良狀況。
[0085]然后，氣體壓縮機(jī)50成為穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，將高壓氣體V排出。該高壓氣體V具有的熱量經(jīng)由蒸發(fā)器13使動(dòng)作介質(zhì)T蒸發(fā)。測(cè)量膨脹機(jī)3的吸入壓力或膨脹機(jī)3的吸入側(cè)與吐出側(cè)的壓力差、或者氣體壓縮機(jī)50的排熱溫度，如果確認(rèn)該測(cè)量值是規(guī)定的值以上(圖3的S103),則將旁通配管63的開閉閥64關(guān)閉(圖3的S104)。氣化的全部的動(dòng)作介質(zhì)流入到膨脹機(jī)3中，輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I成為穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，在S103中，也可以判斷氣體壓縮機(jī)50的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間是否成為一定時(shí)間以上，如果成為一定時(shí)間以上，則向S104前進(jìn)。這里，上述規(guī)定的值及一定時(shí)間設(shè)定為可看作向膨脹機(jī)流入的動(dòng)作介質(zhì)成為氣化的狀態(tài)的值。
[0086]如圖1所示，作為用來實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)轉(zhuǎn)方法的裝置結(jié)構(gòu)，有關(guān)第I實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置100具有控制裝置70。進(jìn)而，在S103中使用膨脹機(jī)3的吸入壓力的情況下設(shè)置吸入壓力檢測(cè)器Ps，在S103中使用膨脹機(jī)3的吸入側(cè)與吐出側(cè)的壓力差的情況下設(shè)置吸入壓力檢測(cè)器Ps及吐出壓力檢測(cè)器Pd，在S103中使用氣體壓縮機(jī)50的排熱溫度的情況下設(shè)置溫度檢測(cè)器T。在圖1的形態(tài)中，測(cè)量氣體壓縮機(jī)50的第一級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)51的吐出氣體溫度，但也可以代之而測(cè)量第二級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)52的吐出氣體溫度。
[0087]在以在氣體壓縮機(jī)50的起動(dòng)時(shí)自動(dòng)將開閉閥64打開、在一定時(shí)間后自動(dòng)將開閉閥64關(guān)閉的方式運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，控制裝置70具有測(cè)量從氣體壓縮機(jī)50被起動(dòng)起的經(jīng)過時(shí)間的時(shí)間測(cè)量器71而構(gòu)成。
[0088]S103中的判別也可以僅使用上述4個(gè)判別方法中的一個(gè)?；蛘?，也可以將多個(gè)判別方法組合，當(dāng)使用的判別方法的全部成為將開閉閥64打開的條件時(shí)進(jìn)行控制以將開閉閥64打開。
[0089]開閉閥64的開閉也可以不使用控制裝置70，而通過操作者的手動(dòng)操作進(jìn)行。
[0090]接著，對(duì)氣體壓縮機(jī)50的停止時(shí)的輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行說明。在氣體壓縮機(jī)50的剛停止后，蒸汽的動(dòng)作介質(zhì)T經(jīng)過循環(huán)配管55向輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I的膨脹機(jī)3持續(xù)流入。在此狀態(tài)下，膨脹機(jī)3除了氣體壓縮機(jī)50的壓縮機(jī)構(gòu)51、52以外連馬達(dá)53也驅(qū)動(dòng)，成為過負(fù)荷狀態(tài)。在過負(fù)荷變得很大的情況下，存在于膨脹機(jī)3與馬達(dá)53之間的磁耦合器10不能傳遞動(dòng)力而成為空轉(zhuǎn)狀態(tài)，相反，膨脹機(jī)3還有可能無負(fù)荷而過量旋轉(zhuǎn)。
[0091]但是，有關(guān)第I實(shí)施方式的輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I在這樣的停止時(shí)，通過將開閉閥64打開(圖3的S201)而使旁通配管63能夠流通，抑制動(dòng)作介質(zhì)向膨脹機(jī)3的流入。結(jié)果，膨脹機(jī)3的驅(qū)動(dòng)停止。然后，氣體壓縮機(jī)50的馬達(dá)53的驅(qū)動(dòng)停止，并且壓縮機(jī)構(gòu)51、52的驅(qū)動(dòng)也停止(圖3的S202)。于是，可靠地避免上述不良狀況。另外，將開閉閥64打開的動(dòng)作及將馬達(dá)53的驅(qū)動(dòng)停止的動(dòng)作也可以同時(shí)進(jìn)行。關(guān)于以下的停電時(shí)的輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I的運(yùn)轉(zhuǎn)也是同樣的。
[0092]在氣體壓縮機(jī)50中，有因突然的停電等而在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不再供給電力的情況。在輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I的膨脹機(jī)3中，由于蒸汽的動(dòng)作介質(zhì)T經(jīng)過循環(huán)配管55持續(xù)流入，所以膨脹機(jī)3連通過停電而停止的氣體壓縮機(jī)50的壓縮機(jī)構(gòu)51、52及馬達(dá)53都驅(qū)動(dòng)，成為過負(fù)荷狀態(tài)。在過負(fù)荷變得很大的情況下，存在于膨脹機(jī)3與馬達(dá)53之間的磁耦合器10不能傳遞動(dòng)力而成為空轉(zhuǎn)狀態(tài)，相反，膨脹機(jī)3還有可能無負(fù)荷而過量旋轉(zhuǎn)。
[0093]但是，有關(guān)第I實(shí)施方式的輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I在這樣的停電時(shí)，通過將開閉閥64打開(圖3的S201)而使旁通配管63成為流通狀態(tài)，抑制動(dòng)作介質(zhì)向膨脹機(jī)3的流入，膨脹機(jī)3的驅(qū)動(dòng)停止。然后，氣體壓縮機(jī)50的馬達(dá)53的驅(qū)動(dòng)停止，并且壓縮機(jī)構(gòu)51、52的驅(qū)動(dòng)也停止(圖3的S202)。于是，可靠地避免上述不良狀況。
[0094]在將上述開閉閥64開閉時(shí)，也可以通過操作者的手動(dòng)操作進(jìn)行，但也可以自動(dòng)檢測(cè)停電，在檢測(cè)到停電時(shí)自動(dòng)將開閉閥64打開。
[0095][第2實(shí)施方式]
接著，基于附圖對(duì)本發(fā)明的動(dòng)力產(chǎn)生裝置100的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0096]如圖4所示，有關(guān)第2實(shí)施方式的輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I的結(jié)構(gòu)在以下的點(diǎn)上與第I實(shí)施方式不同。
[0097]即，在第2實(shí)施方式的二元循環(huán)機(jī)4中，使動(dòng)作介質(zhì)T氣化的熱源被從外部供給這一點(diǎn)不同。換言之，不將由旋轉(zhuǎn)機(jī)械11產(chǎn)生的熱量作為使動(dòng)作介質(zhì)T氣化的熱源利用(回收)。這樣，第2實(shí)施方式的輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I具備簡單的裝置結(jié)構(gòu)的二元循環(huán)機(jī)4。另夕卜，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械11中，也可以使用馬達(dá)或壓縮機(jī)等各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械。
[0098]但是，配設(shè)將膨脹機(jī)3的入口與出口連通的旁通配管63、在該旁通配管63上具備將動(dòng)作介質(zhì)T的流通開啟、關(guān)閉的開閉閥64這一點(diǎn)與第I實(shí)施方式大致相同。
[0099]在該輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置1、即二元循環(huán)機(jī)4中，也有在第I實(shí)施方式中敘述那樣的起動(dòng)時(shí)或停止時(shí)發(fā)生不良狀況的情況。
[0100]如果是該情況，也通過使用將膨脹機(jī)3的入側(cè)與膨脹機(jī)3的出側(cè)連結(jié)的旁通配管63、基于圖3那樣的流程圖進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，即使是第2實(shí)施方式的裝置，也能夠可靠地避免在起動(dòng)時(shí)、停止時(shí)等發(fā)生的問題。
[0101]另外，由于第2實(shí)施方式的其他結(jié)構(gòu)、起到的作用效果與第I實(shí)施方式大致相同，所以其說明省略。另外，在圖4中，控制裝置及各種檢測(cè)器的圖示省略。
[0102][變形例]
在以上所述的第I實(shí)施方式、第2實(shí)施方式的裝置100中，可以如以下這樣使結(jié)構(gòu)變形。
[0103]例如，在第I實(shí)施方式中，使用由氣體壓縮機(jī)50生成的高壓氣體V具有的熱量作為二元循環(huán)機(jī)4的熱源，但在旋轉(zhuǎn)機(jī)械11中采用水冷式的發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))的情況下，作為二元循環(huán)機(jī)4的熱源也可以使用將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的冷卻水。
[0104]此外，通過作為在輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I中配備的離合器機(jī)構(gòu)18而采用空氣離合器，也能夠避免停電時(shí)或起動(dòng)時(shí)的不良狀況。
[0105]即，也可以在離合器機(jī)構(gòu)18中使用空氣離合器，將由氣體壓縮機(jī)50壓縮后的氣體V的一部分向空氣離合器引導(dǎo)。
[0106]例如，在因突然的停電等而穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)中的氣體壓縮機(jī)50停止的情況下，不再供給高壓的氣體V (僅為低壓的氣體V)，空氣離合器成為非動(dòng)作，輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I的膨脹機(jī)3和氣體壓縮機(jī)50的馬達(dá)53自動(dòng)地成為非連動(dòng)。因此，能夠可靠地避免上述停電時(shí)的不良狀況的發(fā)生。在氣體壓縮機(jī)50的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于被供給高壓的氣體V,所以空氣離合器成為動(dòng)作狀態(tài)。
[0107]這樣的空氣離合器的動(dòng)作在將氣體壓縮機(jī)50啟動(dòng)時(shí)也同樣發(fā)生。S卩，在起動(dòng)時(shí)，沒有被從氣體壓縮機(jī)50供給高壓的氣體V (僅為低壓的氣體V)，空氣離合器成為非動(dòng)作，輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置I的膨脹機(jī)3和氣體壓縮機(jī)50的馬達(dá)53自動(dòng)地在一定時(shí)間中成為非連動(dòng)。因此，能夠可靠地避免上述起動(dòng)時(shí)的不良狀況的發(fā)生。
[0108][第3實(shí)施方式]
圖5表示第3實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)。具體而言，該動(dòng)力產(chǎn)生裝置具備作為動(dòng)作介質(zhì)循環(huán)的二元循環(huán)機(jī)的循環(huán)回路110、作為旋轉(zhuǎn)機(jī)的發(fā)電機(jī)120、加熱介質(zhì)回路130、和進(jìn)行各種控制的控制部150。另外，在循環(huán)回路110內(nèi)，比水沸點(diǎn)低的動(dòng)作介質(zhì)(例如HFC245fa)循環(huán)。
[0109]循環(huán)回路110是串聯(lián)連接著使動(dòng)作介質(zhì)氣化的蒸發(fā)器111、使處于氣體狀態(tài)的動(dòng)作介質(zhì)膨脹的第I膨脹機(jī)113、使由第I膨脹機(jī)113膨脹后的動(dòng)作介質(zhì)冷凝的冷凝器114、和將由冷凝器114冷凝后的動(dòng)作介質(zhì)向蒸發(fā)器111輸送的動(dòng)作介質(zhì)泵115的閉回路。
[0110]蒸發(fā)器111使液態(tài)的動(dòng)作介質(zhì)氣化。蒸發(fā)器111具有動(dòng)作介質(zhì)流動(dòng)的動(dòng)作介質(zhì)流路11 la、和加熱介質(zhì)流動(dòng)的加熱介質(zhì)流路111b。加熱介質(zhì)流路Illb如后述那樣連接在加熱介質(zhì)回路130上，加熱介質(zhì)流動(dòng)。在動(dòng)作介質(zhì)流路Illa中流動(dòng)的動(dòng)作介質(zhì)與在加熱介質(zhì)流路Illb中流動(dòng)的加熱介質(zhì)熱交換而蒸發(fā)。
[0111]第I膨脹機(jī)113設(shè)在循環(huán)回路110中的蒸發(fā)器111的下游側(cè)，通過使由蒸發(fā)器111蒸發(fā)后的動(dòng)作介質(zhì)膨脹，從該動(dòng)作介質(zhì)取出動(dòng)能。在本實(shí)施方式中，作為第I膨脹機(jī)113而使用螺桿膨脹機(jī)。在螺桿膨脹機(jī)中，在形成在第I膨脹機(jī)113的殼體113a內(nèi)的轉(zhuǎn)子室(未圖示)中收容著陰陽一對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子113b。在該螺桿膨脹機(jī)中，通過從形成在殼體113a上的吸氣口供給到上述轉(zhuǎn)子室中的動(dòng)作介質(zhì)的膨脹力，螺桿轉(zhuǎn)子113b旋轉(zhuǎn)。然后，通過在上述轉(zhuǎn)子室內(nèi)膨脹而壓力下降后的動(dòng)作介質(zhì)被從形成在殼體113a上的排出口排出。另外，第I膨脹機(jī)113并不限定于螺桿膨脹機(jī)，也可以由渦輪型的膨脹機(jī)等、其他的膨脹機(jī)構(gòu)成。
[0112]冷凝器114使從第I膨脹機(jī)113排出的氣態(tài)的動(dòng)作介質(zhì)冷凝而成為液態(tài)的動(dòng)作介質(zhì)。冷凝器114具有氣態(tài)的動(dòng)作介質(zhì)流動(dòng)的動(dòng)作介質(zhì)流路114a、和冷卻介質(zhì)流動(dòng)的冷卻介質(zhì)流路114b。冷卻介質(zhì)流路114b連接在冷卻介質(zhì)回路117上，在該冷卻介質(zhì)回路117中，從外部供給的冷卻介質(zhì)流動(dòng)。作為冷卻介質(zhì)，可以舉出例如由冷卻塔冷卻后的冷卻水。在動(dòng)作介質(zhì)流路114a中流動(dòng)的動(dòng)作介質(zhì)通過與在冷卻介質(zhì)流路114b中流動(dòng)的冷卻介質(zhì)熱交換而冷凝。
[0113]動(dòng)作介質(zhì)泵115用來在循環(huán)回路110內(nèi)使動(dòng)作介質(zhì)循環(huán)，設(shè)在循環(huán)回路110中的冷凝器114的下游側(cè)(蒸發(fā)器111與冷凝器114之間)。該動(dòng)作介質(zhì)泵115將由冷凝器114冷凝后的液態(tài)的動(dòng)作介質(zhì)加壓到規(guī)定的壓力，向蒸發(fā)器111送出。作為動(dòng)作介質(zhì)泵115，使用具備葉輪作為轉(zhuǎn)子的離心泵、或轉(zhuǎn)子由一對(duì)齒輪構(gòu)成的齒輪泵等。該動(dòng)作介質(zhì)泵115能夠以任意的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)。
[0114]發(fā)電機(jī)120具有轉(zhuǎn)子部120a，該轉(zhuǎn)子部120a設(shè)在連接在第I膨脹機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)子113b中的一方上的旋轉(zhuǎn)軸123的中間部。如果通過動(dòng)作介質(zhì)在第I膨脹機(jī)113內(nèi)膨脹而驅(qū)動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)子113b，則旋轉(zhuǎn)軸123旋轉(zhuǎn)。隨之，轉(zhuǎn)子部120a旋轉(zhuǎn)。通過轉(zhuǎn)子部120a隨著旋轉(zhuǎn)軸123的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)120產(chǎn)生電力。在本實(shí)施方式中，作為發(fā)電機(jī)120而使用IPM發(fā)電機(jī)(永久磁鐵同步發(fā)電機(jī))。發(fā)電機(jī)120能夠通過圖示省略的逆變器進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)整?？刂撇?50向圖示省略的逆變器輸出轉(zhuǎn)速調(diào)整信號(hào)，以調(diào)整發(fā)電機(jī)120的轉(zhuǎn)速，以使發(fā)電機(jī)120的發(fā)電效率盡可能變高。另外，發(fā)電機(jī)120并不限定于IPM發(fā)電機(jī)，也可以是例如感應(yīng)發(fā)電機(jī)等其他類型的發(fā)電機(jī)。
[0115]在循環(huán)回路110上設(shè)有旁通通路125。在旁通通路125上,設(shè)有由開閉閥構(gòu)成的旁通閥125a,旁通通路125通過將旁通閥125a開放,動(dòng)作介質(zhì)在循環(huán)回路110中繞過第I膨脹機(jī)113而流動(dòng)。旁通通路125的一端部連接在循環(huán)回路110中的蒸發(fā)器111與第I膨脹機(jī)113之間的配管上，旁通通路125的另一端部連接在循環(huán)回路110中的第I膨脹機(jī)113與冷凝器114之間的配管上。
[0116]加熱介質(zhì)回路130能夠連接到外部的介質(zhì)通路135而構(gòu)成，在加熱介質(zhì)回路130中，被從該外部的介質(zhì)通路135導(dǎo)入加熱介質(zhì)。在加熱介質(zhì)回路130的一端部(上游端部)上設(shè)有第2膨脹機(jī)140。在第2膨脹機(jī)140中，被導(dǎo)入經(jīng)過外部的介質(zhì)通路135供給的加熱介質(zhì)，第2膨脹機(jī)140通過使該加熱介質(zhì)膨脹，從該加熱介質(zhì)取出動(dòng)能。在本實(shí)施方式中，作為第2膨脹機(jī)140而使用螺桿膨脹機(jī)，但也可以使用渦輪型的膨脹機(jī)等其他形式的膨脹機(jī)。
[0117]作為向加熱介質(zhì)回路130供給的加熱介質(zhì)，除了例如從坑井(蒸汽井)采取的蒸汽、從工廠等排出的蒸汽以外，還可以舉出通過以太陽能為熱源的集熱器生成的蒸汽、或從發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)等的排熱生成的蒸汽、從以生物物質(zhì)或化石燃料為熱源的鍋爐生成的蒸汽等。向第2膨脹機(jī)140導(dǎo)入的加熱介質(zhì)例如是120°C?250°C。
[0118]第2膨脹機(jī)140連接在上述旋轉(zhuǎn)軸123上。即，在第2膨脹機(jī)140的螺桿轉(zhuǎn)子140a中的一方上連接著旋轉(zhuǎn)軸123。如果通過加熱介質(zhì)在第2膨脹機(jī)140內(nèi)膨脹而驅(qū)動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)子140a，則旋轉(zhuǎn)軸123旋轉(zhuǎn)。[0119]在加熱介質(zhì)回路130上連接著蒸發(fā)器111的加熱介質(zhì)流路111b。因而，在蒸發(fā)器111的加熱介質(zhì)流路Illb中，由第2膨脹機(jī)140膨脹后的加熱介質(zhì)流動(dòng)。
[0120]在循環(huán)回路110中，設(shè)有入側(cè)壓力傳感器Ps和背壓傳感器Pd。入側(cè)壓力傳感器Ps設(shè)在構(gòu)成循環(huán)回路110的配管中的蒸發(fā)器111與第I膨脹機(jī)113之間的配管上。背壓傳感器Pd設(shè)在構(gòu)成循環(huán)回路110的配管中的第I膨脹機(jī)113與冷凝器114之間的配管上。
[0121]控制部150具備ROM、RAM、CPU等，通過執(zhí)行存儲(chǔ)在ROM中的程序，發(fā)揮規(guī)定的功能。在該控制部150的功能中，包括泵控制部151和開閉控制部152。
[0122]泵控制部151進(jìn)行動(dòng)作介質(zhì)泵115的轉(zhuǎn)速控制。動(dòng)作介質(zhì)泵115為受圖示省略的逆變器進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的結(jié)構(gòu)，所以泵控制部151通過向逆變器發(fā)送控制信號(hào)而進(jìn)行動(dòng)作介質(zhì)泵115的轉(zhuǎn)速控制。
[0123]開閉控制部152當(dāng)比第I膨脹機(jī)113被動(dòng)作介質(zhì)驅(qū)動(dòng)之前第2膨脹機(jī)140被驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行將旁通閥125a開放的控制。例如，在起動(dòng)時(shí)，在第I膨脹機(jī)113被動(dòng)作介質(zhì)驅(qū)動(dòng)之前，通過加熱介質(zhì)開始第2膨脹機(jī)140的驅(qū)動(dòng)。S卩，在蒸發(fā)器111中，為通過在加熱介質(zhì)流路Illb中流動(dòng)的加熱介質(zhì)將在動(dòng)作介質(zhì)流路Illa中流動(dòng)的動(dòng)作介質(zhì)加熱而使其蒸發(fā)的結(jié)構(gòu)。因此，從成為加熱介質(zhì)在加熱介質(zhì)回路130中流動(dòng)的狀態(tài)起到經(jīng)過某種程度的時(shí)間為止，在第I膨脹機(jī)113中不一定被導(dǎo)入成為蒸汽的動(dòng)作介質(zhì)。此時(shí)，到?jīng)]有變濕的蒸汽被開始向第I膨脹機(jī)113導(dǎo)入為止，通過第2膨脹機(jī)140驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)120和第I膨脹機(jī)113。因此，如果在第I膨脹機(jī)113中被導(dǎo)入液態(tài)的動(dòng)作介質(zhì)，則第2膨脹機(jī)140的負(fù)荷增大。所以，通過在起動(dòng)時(shí)等將旁通閥125a開放，使第I膨脹機(jī)113的螺桿轉(zhuǎn)子113b成為可空轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
[0124]開閉控制部152如果接收到動(dòng)作介質(zhì)泵115的起動(dòng)指令，則進(jìn)行將旁通閥125a開放的控制，然后，如果根據(jù)入側(cè)壓力傳感器Ps的檢測(cè)值和背壓傳感器Pd的檢測(cè)值得到的壓力差達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值，則進(jìn)行將旁通閥125a關(guān)閉的控制。該壓力差的閾值設(shè)定為在蒸發(fā)器111中動(dòng)作介質(zhì)充分蒸發(fā)、能夠判斷為能夠驅(qū)動(dòng)第I膨脹機(jī)113的狀態(tài)那樣的壓力。
[0125]另外，旁通閥125a的開閉控制并不限定于此。例如，也可以將背壓傳感器Pd省略，開閉控制部152如果接收到動(dòng)作介質(zhì)泵115的起動(dòng)指令則進(jìn)行將旁通閥125a開放的控制，然后，如果入側(cè)壓力傳感器Ps的檢測(cè)值達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值，則進(jìn)行將旁通閥125a關(guān)閉的控制。此外，也可以在第2膨脹機(jī)140的入側(cè)和出側(cè)分別設(shè)置壓力傳感器(第2入側(cè)壓力傳感器及第2背壓傳感器)，當(dāng)從第2入側(cè)壓力傳感器及第2背壓傳感器得到的壓力差是預(yù)先設(shè)定的閾值以上、并且從入側(cè)壓力傳感器Ps及背壓傳感器Pd得到的壓力差不到預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，進(jìn)行將旁通閥125a開放的控制，然后，如果從入側(cè)壓力傳感器Ps及背壓傳感器Pd得到的壓力差達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值以上，則進(jìn)行將旁通閥125a關(guān)閉的控制。此外，也可以將入側(cè)壓力傳感器Ps及背壓傳感器Pd省略，如果在接收到動(dòng)作介質(zhì)泵115的起動(dòng)指令后經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的時(shí)間，則進(jìn)行將旁通閥125a關(guān)閉的控制。
[0126]接著，對(duì)有關(guān)本實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的起動(dòng)時(shí)的動(dòng)作控制方法進(jìn)行說明。基本流程與圖3所示的第I實(shí)施方式的流程是同樣的。但是，在本實(shí)施方式中，采用了使用膨脹機(jī)的吸入側(cè)與吐出側(cè)的壓力差的方法。
[0127]在將動(dòng)力產(chǎn)生裝置起動(dòng)的情況下，首先控制部150接收起動(dòng)指令?？刂撇?50如果接受了起動(dòng)指令，則執(zhí)行將旁通閥125a打開的控制。此時(shí)，在加熱介質(zhì)回路130中，被從外部的介質(zhì)通路135導(dǎo)入了加熱介質(zhì)。該加熱介質(zhì)被導(dǎo)入到第2膨脹機(jī)140中而膨脹，由此驅(qū)動(dòng)第2膨脹機(jī)140。通過第2膨脹機(jī)140的驅(qū)動(dòng)，發(fā)電機(jī)120的轉(zhuǎn)子部120a旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)120開始發(fā)電。通過由第2膨脹機(jī)140膨脹而減壓后的加熱介質(zhì)向蒸發(fā)器111的加熱介質(zhì)流路Illb流入。
[0128]另一方面，在循環(huán)回路110中，通過接收起動(dòng)指令而動(dòng)作介質(zhì)泵115起動(dòng)，由此動(dòng)作介質(zhì)開始流動(dòng)。在蒸發(fā)器111中，加熱介質(zhì)流路Illb的加熱介質(zhì)將動(dòng)作介質(zhì)流路Illa的動(dòng)作介質(zhì)加熱。在蒸發(fā)器111中，在起動(dòng)時(shí)，動(dòng)作介質(zhì)不一定充分蒸發(fā)，而僅至少一部分蒸發(fā)。因此，液態(tài)的動(dòng)作介質(zhì)也從蒸發(fā)器111流出，但由于旁通閥125a被開放，所以動(dòng)作介質(zhì)不是向第I膨脹機(jī)113流入，而是繞過第I膨脹機(jī)113被向冷凝器114導(dǎo)入。此時(shí)，第I膨脹機(jī)113的螺桿轉(zhuǎn)子113b通過旋轉(zhuǎn)軸123的旋轉(zhuǎn)而空轉(zhuǎn)。
[0129]然后，如果根據(jù)入側(cè)壓力傳感器Ps的檢測(cè)值和背壓傳感器Pd的檢測(cè)值得到的壓力差達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值，則開閉控制部152進(jìn)行將旁通閥125a關(guān)閉的控制。由此，由蒸發(fā)器111氣化后的動(dòng)作介質(zhì)被向第I膨脹機(jī)113導(dǎo)入，第I膨脹機(jī)113被動(dòng)作介質(zhì)驅(qū)動(dòng)。由此，通過第I膨脹機(jī)及第2膨脹機(jī)140的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)120的轉(zhuǎn)子部120a。這以后成為通常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0130]如以上說明，在第I實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置中，由于被向蒸發(fā)器111導(dǎo)入前的加熱介質(zhì)在第2膨脹機(jī)140中膨脹，所以被向蒸發(fā)器111導(dǎo)入時(shí)的加熱介質(zhì)的壓力與以往的結(jié)構(gòu)相比變低。因此，能夠降低在蒸發(fā)器111的構(gòu)成部件中發(fā)生的應(yīng)變，能夠減輕蒸發(fā)器111的負(fù)擔(dān)。并且，由于第2膨脹機(jī)140連接在設(shè)有發(fā)電機(jī)120的轉(zhuǎn)子部120a的旋轉(zhuǎn)軸123上，所以在第2膨脹機(jī)140中，能夠?qū)⒓訜峤橘|(zhì)的能量作為轉(zhuǎn)子部120a的驅(qū)動(dòng)能量取出。因而，能夠?qū)⒓訜峤橘|(zhì)的能量沒有浪費(fèi)地利用，所以能夠提高作為動(dòng)力產(chǎn)生裝置的性能。即，成為在第2膨脹機(jī)140中利用加熱介質(zhì)的壓力、而在蒸發(fā)器111中利用壓力被降低后的加熱介質(zhì)的溫度的結(jié)構(gòu)。因而，能夠?qū)⒓訜峤橘|(zhì)具有的能量比以往更高效率地利用。
[0131]此外，在第3實(shí)施方式中，在比第I膨脹機(jī)113被動(dòng)作介質(zhì)驅(qū)動(dòng)之前第2膨脹機(jī)140被驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)時(shí)，將旁通閥25a開放。由此，第I膨脹機(jī)113的螺桿轉(zhuǎn)子113b成為可空轉(zhuǎn)的狀態(tài)。因而，在連接在發(fā)電機(jī)120上的第I膨脹機(jī)113及第2膨脹機(jī)140中的僅第2膨脹機(jī)140被驅(qū)動(dòng)的情況下，能夠使第I膨脹機(jī)113不成為負(fù)荷，在第2膨脹機(jī)140中能夠有效率地將加熱介質(zhì)的能量取出。
[0132][第4實(shí)施方式]
圖6表示有關(guān)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。另外，這里對(duì)與第3實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素賦予相同的附圖標(biāo)記，省略其詳細(xì)的說明。
[0133]在第3實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)軸123由一根軸部件構(gòu)成。相對(duì)于此，在該第4實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)軸123為被分割為第I軸部123a和第2軸部123b、并且具有將這些第I軸部123a及第2軸部123b以傳遞驅(qū)動(dòng)力的方式結(jié)合的結(jié)合部123c的結(jié)構(gòu)。
[0134]結(jié)合部123c由在第I軸部123a與第2軸部123b之間變換轉(zhuǎn)速的增減速機(jī)構(gòu)161構(gòu)成。增減速機(jī)構(gòu)161具有連接在第I軸部123a上的第I齒輪161a、和連接在第2軸部123b上并嚙合在第I齒輪161a上的第2齒輪161b。在圖例中，為第I齒輪161a的齒數(shù)比第2齒輪161b的齒數(shù)多的結(jié)構(gòu)，但可以替代地采用其相反的結(jié)構(gòu)。此外，在圖例中，為在第I軸部123a上設(shè)置發(fā)電機(jī)120的結(jié)構(gòu)，但也可以替代地米用在第2軸部123b上設(shè)置發(fā)電機(jī)120的結(jié)構(gòu)。
[0135]第I軸部123a在一端部連接在第I膨脹機(jī)113上。在第I軸部123a的另一端部上結(jié)合著第I齒輪161a。第2軸部123b在一端部上連接在第2膨脹機(jī)140上。在第2軸部123b的另一端部上結(jié)合著第2齒輪161b。
[0136]在第4實(shí)施方式中，在第I膨脹機(jī)113的轉(zhuǎn)速與第2膨脹機(jī)140的轉(zhuǎn)速不同的情況下，能夠容易地應(yīng)對(duì)。即，在第I膨脹機(jī)113及第2膨脹機(jī)140由相互不同的形式的膨脹機(jī)構(gòu)成那樣的情況、額定轉(zhuǎn)速不同的情況下，通過在第I軸部123a與第2軸部123b之間設(shè)置增減速機(jī)構(gòu)161，能夠容易地對(duì)應(yīng)兩者的轉(zhuǎn)速差。
[0137]另外，其他結(jié)構(gòu)、作用及效果省略其說明，但與上述第3實(shí)施方式是同樣的。
[0138][第5實(shí)施方式]
圖7表示有關(guān)本發(fā)明的第5實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置。另外，這里對(duì)與第3實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素賦予相同的附圖標(biāo)記，省略其詳細(xì)的說明。
[0139]在第4實(shí)施方式中，結(jié)合部123c由增減速機(jī)構(gòu)161構(gòu)成。相對(duì)于此，在第5實(shí)施方式中，結(jié)合部123c由將第I軸部123a與第2軸部123b磁結(jié)合的磁I禹合器165構(gòu)成。磁耦合器165的結(jié)構(gòu)與圖2所示的第I實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)是同樣的，所以詳細(xì)的說明省略。
[0140]在第5實(shí)施方式中，收容在殼體113a內(nèi)的第I軸部123a在殼體113a內(nèi)受軸承軸支承，所以能夠防止?jié)櫥?、?dòng)作介質(zhì)等流體經(jīng)過該軸承向外部泄漏，并且能夠通過磁耦合器165將第I軸部123a與第2軸部123b驅(qū)動(dòng)連結(jié)。
[0141]另外，在第5實(shí)施方式中，沒有做成第2軸部123b及內(nèi)插體165b收容在密閉體內(nèi)的結(jié)構(gòu)，但也可以做成第2軸部123b及內(nèi)插體165b也收容在密閉體內(nèi)的結(jié)構(gòu)。
[0142]此外，在第5實(shí)施方式中，做成了磁耦合器165的外筒體165a為驅(qū)動(dòng)側(cè)、內(nèi)插體165b為從動(dòng)側(cè)的結(jié)構(gòu)，但也可以做成內(nèi)插體165b為驅(qū)動(dòng)側(cè)、外筒體165a為從動(dòng)側(cè)的結(jié)構(gòu)。
[0143]其他結(jié)構(gòu)、作用及效果省略其說明，但與上述第4實(shí)施方式是同樣的。
[0144][第6實(shí)施方式]
圖8表示有關(guān)本發(fā)明的第6實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置。另外，這里對(duì)與第3實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素賦予相同的附圖標(biāo)記，省略其詳細(xì)的說明。
[0145]在第6實(shí)施方式中，對(duì)旋轉(zhuǎn)軸123的軸承170，作為潤滑劑而供給在冷凝器114中使用的水。即，在冷卻介質(zhì)回路117中，冷凝器114的下游側(cè)的流路連接在旋轉(zhuǎn)軸123的軸承170上。因而，在冷凝器114的冷卻介質(zhì)流路114b中被用于動(dòng)作介質(zhì)的冷卻后的冷卻介質(zhì)也被作為軸承170的潤滑劑利用。在圖例中，表示了向配置在第2膨脹機(jī)140內(nèi)的軸承170導(dǎo)入冷卻介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，但軸承170也可以不配置在第2膨脹機(jī)140內(nèi)。
[0146]在第6實(shí)施方式中，不需要使用潤滑油，在將潤滑劑(水)廢棄時(shí)也不花費(fèi)工夫。
[0147]另外，其他結(jié)構(gòu)、作用及效果省略其說明，但與上述第3實(shí)施方式是同樣的。
[0148][第7實(shí)施方式]
圖9表示有關(guān)本發(fā)明的第7實(shí)施方式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置。另外，這里對(duì)與第3實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素賦予相同的附圖標(biāo)記，省略其詳細(xì)的說明。
[0149]在第7實(shí)施方式中，在旋轉(zhuǎn)軸123上連接著馬達(dá)200的轉(zhuǎn)子部。S卩，在第2膨脹機(jī)140的螺桿轉(zhuǎn)子140a中，在連接在與第I膨脹機(jī)113相反側(cè)(圖9中的右側(cè))的端部上的軸部件、即作為旋轉(zhuǎn)軸123的一部分的軸部件上，連接著馬達(dá)200的轉(zhuǎn)子部。例示馬達(dá)200作為旋轉(zhuǎn)機(jī)。馬達(dá)200的軸201連接在壓縮機(jī)190上，通過馬達(dá)200的旋轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)190驅(qū)動(dòng)。其他結(jié)構(gòu)與第3實(shí)施方式是同樣的。在壓縮機(jī)190的驅(qū)動(dòng)時(shí)，第I及第2膨脹機(jī)113、140的動(dòng)力經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸123及連接在旋轉(zhuǎn)軸123上的軸201被向壓縮機(jī)190傳遞。結(jié)果，與僅用馬達(dá)200驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)190的情況相比能夠降低馬達(dá)200的耗電。
[0150][其他實(shí)施方式]
另外，第3?第7實(shí)施方式的本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更、改良等。例如，蒸發(fā)器111也可以為具有將動(dòng)作介質(zhì)加熱到飽和溫度左右而使其蒸發(fā)的蒸發(fā)部、和使由該蒸發(fā)部加熱為飽和溫度左右的動(dòng)作介質(zhì)成為過熱狀態(tài)的過熱部的結(jié)構(gòu)。在此情況下，也可以將蒸發(fā)部與過熱部單獨(dú)地構(gòu)成，或者也可以一體地構(gòu)成。在第6實(shí)施方式中，也可以利用在蒸發(fā)器111中從蒸汽冷凝的水作為旋轉(zhuǎn)軸123的軸承170的潤滑劑。在第7實(shí)施方式中，也可以在旋轉(zhuǎn)軸123上設(shè)置壓縮機(jī)190、將該壓縮機(jī)190通過旋轉(zhuǎn)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接驅(qū)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于， 由旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源以及熱機(jī)構(gòu)成，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，所述熱機(jī)構(gòu)成為與上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源協(xié)同作用而驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械； 這里，上述熱機(jī)具備膨脹機(jī)，所述膨脹機(jī)使氣化的動(dòng)作介質(zhì)膨脹而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力； 在上述膨脹機(jī)上設(shè)有旁通配管，所述旁通配管將上述膨脹機(jī)的動(dòng)作介質(zhì)入口與動(dòng)作介質(zhì)出口連通； 在上述旁通配管上具備開閉閥，所述開閉閥將上述旁通配管開閉。
2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于， 上述動(dòng)力產(chǎn)生裝置具備控制裝置，所述控制裝置控制上述開閉閥的開閉； 上述控制裝置在將上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源及上述熱機(jī)起動(dòng)時(shí)進(jìn)行控制，以在將上述開閉閥打開而使動(dòng)作介質(zhì)向上述旁通配管流入后，使上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源起動(dòng)，在判斷為向上述膨脹機(jī)流入的動(dòng)作介質(zhì)被氣化時(shí)將上述開閉閥關(guān)閉。
3.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于， 上述動(dòng)力產(chǎn)生裝置具備吸入壓力 檢測(cè)器，所述吸入壓力檢測(cè)器檢測(cè)上述膨脹機(jī)的吸入壓力； 上述控制裝置當(dāng)由上述吸入壓力檢測(cè)器檢測(cè)出的壓力值為規(guī)定的壓力值以上時(shí)，判斷為向上述膨脹機(jī)流入的動(dòng)作介質(zhì)被氣化。
4.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于， 上述動(dòng)力產(chǎn)生裝置具備吸入壓力檢測(cè)器以及吐出壓力檢測(cè)器，所述吸入壓力檢測(cè)器檢測(cè)上述膨脹機(jī)的吸入壓力，所述吐出壓力檢測(cè)器檢測(cè)上述膨脹機(jī)的吐出壓力； 上述控制裝置當(dāng)由上述吸入壓力檢測(cè)器檢測(cè)出的壓力值與由上述吐出壓力檢測(cè)器檢測(cè)出的壓力值的差成為規(guī)定的值以上時(shí)，判斷為向上述膨脹機(jī)流入的動(dòng)作介質(zhì)被氣化。
5.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于， 上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械是氣體壓縮機(jī)； 上述動(dòng)力產(chǎn)生裝置具備溫度檢測(cè)器，所述溫度檢測(cè)器檢測(cè)上述氣體壓縮機(jī)的排出氣體溫度; 上述控制裝置當(dāng)由上述溫度檢測(cè)器檢測(cè)出的溫度值成為規(guī)定的溫度值以上時(shí)，判斷為向上述膨脹機(jī)流入的動(dòng)作介質(zhì)被氣化。
6.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于， 上述控制裝置具備時(shí)間測(cè)量器，所述時(shí)間測(cè)量器測(cè)量從上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源被起動(dòng)起的經(jīng)過時(shí)間； 上述控制裝置當(dāng)由上述時(shí)間測(cè)量器檢測(cè)出的經(jīng)過時(shí)間成為規(guī)定的時(shí)間以上時(shí)，判斷為向上述膨脹機(jī)流入的動(dòng)作介質(zhì)被氣化。
7.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于， 上述動(dòng)力產(chǎn)生裝置具備控制裝置，所述控制裝置控制上述開閉閥的開閉； 上述控制裝置當(dāng)將上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源及上述熱機(jī)停止時(shí)，進(jìn)行控制，以將上述開閉閥打開，使動(dòng)作介質(zhì)向上述旁通配管流入，使上述膨脹機(jī)的驅(qū)動(dòng)停止。
8.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于， 上述動(dòng)力產(chǎn)生裝置具備控制裝置，所述控制裝置控制上述開閉閥的開閉；上述控制裝置在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源及上述熱機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況下，當(dāng)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源停止時(shí)，進(jìn)行控制，以將上述開閉閥打開，使動(dòng)作介質(zhì)向上述旁通配管流入，使上述膨脹機(jī)的驅(qū)動(dòng)停止。
9.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于， 上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械是將被供給的氣體壓縮為高壓的壓縮機(jī)，上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源是馬達(dá)； 使用由上述壓縮機(jī)生成的高壓氣體具有的熱作為上述熱機(jī)的蒸發(fā)器中的向動(dòng)作介質(zhì)的熱源。
10.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于， 上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源是第2膨脹機(jī)，所述第2膨脹機(jī)通過由蒸汽構(gòu)成的加熱介質(zhì)膨脹而產(chǎn)生動(dòng)力； 上述熱機(jī)的蒸發(fā)器用由上述第2膨脹機(jī)膨脹后的加熱介質(zhì)將上述動(dòng)作介質(zhì)加熱，使其氣化。
11.如權(quán)利要求10所述的動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于， 具有:連接在上述熱機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上的第I軸部、連接在上述第2膨脹機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上的第2軸部、和將上述第I軸部與上述第2軸部結(jié)合以傳遞驅(qū)動(dòng)力的結(jié)合部； 上述結(jié)合部由在上述第I軸部與上述第2軸部之間變換轉(zhuǎn)速的增減速機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求10所述的動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于， 對(duì)上述第2膨脹機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的軸承，作為潤滑劑而供給在上述熱機(jī)的冷凝器中使用過的水、或者在上述熱機(jī)的蒸發(fā)器中`從上述蒸汽冷凝的水。
13.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于， 具有:連接在上述熱機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上的第I軸部、連接在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源的旋轉(zhuǎn)軸上的第2軸部、和將上述第I軸部與上述第2軸部結(jié)合以傳遞驅(qū)動(dòng)力的結(jié)合部； 上述第I軸部及上述第2軸部的至少一方被收容在密閉體內(nèi)； 上述結(jié)合部由將上述第I軸部與上述第2軸部磁結(jié)合的磁耦合器構(gòu)成。
14.一種動(dòng)力產(chǎn)生裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，是如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 在將上述熱機(jī)及上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源起動(dòng)時(shí)，在將上述開閉閥打開而使上述動(dòng)作介質(zhì)向上述旁通配管流入后，使上述熱機(jī)及上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源起動(dòng)，如果判斷為向上述膨脹機(jī)流入的動(dòng)作介質(zhì)被氣化，則將上述旁通配管的開閉閥關(guān)閉； 當(dāng)將上述熱機(jī)及上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源停止時(shí)，將上述開閉閥打開，使上述動(dòng)作介質(zhì)向上述旁通配管流入，將上述膨脹機(jī)的驅(qū)動(dòng)停止。
15.一種動(dòng)力產(chǎn)生裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，是如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源進(jìn)行穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況下，當(dāng)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)源停止時(shí)，將上述開閉閥打開，使上述動(dòng)作介質(zhì)向上述旁通配管流入，將上述膨脹機(jī)的驅(qū)動(dòng)停止。
【文檔編號(hào)】F01K25/08GK103670553SQ201310416974
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月14日
【發(fā)明者】足立成人, 松村昌義, 成川裕 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所