CN101387241A - 废热利用装置 - Google Patents

Abstract

提供一种废热利用装置，其具有：兰金循环(20)，该兰金循环具有用发热仪器(10)的废热对工作流体进行加热的加热器(22)、将从加热器(22)流出的工作流体的膨胀能量变换为机械能的膨胀机(23)、使膨胀后的工作流体进行凝结液化的凝结器(24)、对膨胀机(23)的入口侧的工作流体温度进行检测的温度检测器(206)、对膨胀机(23)的入口侧压力(Pex_in)进行检测的入口侧压力检测器(207)、对膨胀机(23)的出口侧压力(Pex_out)进行检测的出口侧压力检测器(208)及控制装置(30、32)。控制装置基于由工作流体温度和入口侧压力得到的在膨胀机入口的过热度信息(SH)和考虑出口侧压力(Pex_out)的压力信息(P)，对膨胀机(23)的指示转速(N_id)进行控制。

Description

废热利用装置

技术领域

本发明涉及一种废热利用装置，该废热利用装置利用例如车辆用的内燃机这样的发热机器的废热来回收动力。

背景技术

一直以来，公知的是利用内燃机的废热来回收动力的废热利用装置。废热利用装置具有兰金循环，该兰金循环包括：利用内燃机的废热对工作流体进行加热的加热器；使加热了的工作流体膨胀并产生旋转驱动力的膨胀机(涡轮机)以及使膨胀了的工作流体凝结的凝结器。

例如，在日本专利公报特开2004-60462号所述的兰金循环中，为了使流入膨胀机的制冷剂的高压侧压力(入口侧压力)与目标压力一致，控制膨胀机的转速。

考虑膨胀机的高压侧压力，抑制流入膨胀机的制冷剂的气液二相化，对确保兰金循环的构成机器(例如膨胀机的滑动部)所需要的润滑油的适当粘度(适度的油膜厚度)有效。但是，当从膨胀机流出的制冷剂的低压侧压力(出口侧压力)过高时，不能充分地确保与高压侧压力的压差，从而有可能引起过膨胀的顾虑。即，当膨胀机不能工作以使制冷剂适当地膨胀时，稳定且有效率的兰金循环的运行变得困难。

在日本专利公报特开2004-108220所示的兰金循环中，将泵及发电机连结在膨胀机的主轴上并将其一体化。

向加热器供给加热用液体或者气体(燃气轮机或发动机的排气等)。由泵输送的工作流体在加热器中变为过热蒸气，并流入膨胀机，通过在膨胀机内进行绝热膨胀，对膨胀机产生驱动力。然后，在该驱动力的作用下，连结在膨胀机上的泵及发电机工作，继续兰金循环的工作，并且排气热能作为电能被积蓄。并且，膨胀后的工作流体，在凝结器内通过冷却空气等冷却凝结，并被吸入泵中。

在兰金循环的起动时，当工作流体由加热用热交换器流入膨胀机时，在膨胀机的入口出口之间产生急剧的压力差，相对应地，大的力作用在膨胀机的滑动部上，从而受到影响导致耐久性降低。由此，稳定的兰金循环的起动很难。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的第一目的在于提供一种废热利用装置，其可以利用内燃机的废热稳定且有效地回收动力。本发明的第二目的在于提供一种废热利用装置，其具有将泵、膨胀机和发动机直接结合的兰金循环，并可以进行稳定的起动。

根据本发明的第一方式，废热利用装置具有：兰金循环、对流入所述膨胀机的工作流体的温度进行检测的温度检测器、检测所述膨胀机的入口侧压力的入口侧压力检测器、检测所述膨胀机的出口侧压力的出口侧压力检测器以及控制装置，其中，兰金循环具有：使工作流体循环的泵、通过废热对工作流体进行加热的加热器、将加热了的所述工作流体的膨胀能量变换为机械能的膨胀机以及使膨胀后的所述工作流体凝结液化的凝结器。

控制装置基于在所述膨胀机入口的过热度信息和压力信息对所述膨胀机的指示转速进行控制，其中，过热度信息基于由所述温度检测器检测出的工作流体温度和由所述入口侧压力检测器检测出的入口侧压力得到，压力信息考虑了由所述出口侧压力检测器得到的出口侧压力。

根据本构成，通过考虑过热度信息，能够确保兰金循环的构成机器(例如膨胀机的滑动部)所必要的润滑油的适当粘度。此外，通过考虑含有出口侧压力的压力信息，能够充分地确保与成为高压侧的膨胀机的入口侧压力之间的压差，因此能够抑制膨胀机的过膨胀。即，通过考虑高压侧条件(过热度信息)和低压侧条件(压力信息)，能够使膨胀机适当地工作，可以进行稳定且有效率的兰金循环的运行。

根据本发明的第二方式，废热利用装置具有：兰金循环；具备电动机及发电机两种功能，并与泵及膨胀机同轴连接的旋转电机；控制旋转电机工作的控制装置；使膨胀机旁通的支路流路；通过控制装置进行控制，并对支路流路进行开闭的开闭部；检测出膨胀机的入口侧的气相工作流体的温度的温度检测器以及检测出膨胀机的入口出口之间的压力差的压力差检测机构，其中兰金循环具有：压送液相工作流体的泵；通过发热机器的废热将由泵压送的液相工作流体加热并使其变为气相工作流体的加热器；将从加热器流出的气相工作流体的膨胀能量变换为机械能的膨胀机以及使从膨胀机流出的膨胀后的气相工作流体凝结液化且流出到泵的凝结器。

控制装置在起动兰金循环时，打开开闭部，使旋转电机作为电动机并以规定转速工作，并且当通过温度检测器得到的气相工作流体的温度变为规定温度以上时，关闭开闭部，在通过压力差检测机构得到的压力差达到规定压力差之前的期间，使旋转电机的工作转速相对于规定转速增加。

在此作用下，首先，通过打开开闭部并将旋转电机作为电动机而以规定转速工作，泵及膨胀机工作。工作流体虽然流入膨胀机侧，但是主要流入支路流路。因此，在膨胀机的入口出口之间不产生压力差，工作流体进行兰金循环。

并且，当膨胀机入口侧的工作流体的温度变为规定温度以上时，能够确认工作流体处于充分的过热状态，处于通过工作流体的膨胀可以驱动膨胀机的状态。

在该阶段下通过关闭开闭部，能够使工作流体从支路流路侧流入膨胀机侧，从而通过工作流体的膨胀能够使膨胀机工作。

此时，在膨胀机的入口出口之间产生压力差，但通过对应于该压力差使旋转电机的工作转速相对于规定转速增加，由此膨胀机的工作转速提高，从而能够使膨胀机的喷出能力依次增加，因此能够使压力差的上升特性(压力差相对于时间的增加比例)平缓。

由此，抑制膨胀机的急剧的压力差的产生，从而可以进行稳定的兰金循环的起动。

附图说明

图1是表示第一实施方式的具有兰金循环的废热利用装置的系统整体的模式图；

图2是表示与第一实施方式的兰金循环的工作控制相关的主流程的流程图；

图3是表示第一实施方式的兰金运转判定控制的流程图；

图4是表示第一实施方式的兰金起动控制的流程图；

图5是表示与第一实施方式的兰金起动控制连续执行的兰金起动判定控制的流程图；

图6是表示第一实施方式的兰金运行控制的流程图；

图7是表示第一实施方式的高压侧条件和膨胀机的转速(最高转速、最低转速)之间的对应的特性图；

图8是表示第一实施方式的低压侧条件和膨胀机的转速(最高转速、最低转速)之间的对应的特性图；

图9是表示第一实施方式的蓄电池电压和指示转速之间的对应的特性图；

图10是表示第一实施方式的兰金停止控制的流程图；

图11是表示第一实施方式的兰金停止判定控制的流程图；

图12是表示第二实施方式的兰金运行控制的流程图；

图13是表示基于第二实施方式中的过热度和压力比的、膨胀机的最高转速的增减的图；

图14是表示第一实施方式的变形例的低压侧条件和膨胀机的转速(最高转速、最低转速)之间的对应的特性图；

图15是表示第一、第二实施方式的变形例的蓄电池电压和指示转速之间的对应的特性图；

图16是表示第一、第二实施方式的变形例的具有兰金循环的废热利用装置的系统整体的模式图；

图17是表示第三实施方式的具有兰金循环的废热利用装置的系统整体的模式图；

图18是表示第三实施方式的兰金起动控制的流程图；

图19是表示第三实施方式的从兰金循环起动时到通常控制的膨胀机压差及泵膨胀机转速的时间图；

图20A-20C是表示第三实施方式的兰金循环起动时的各部位的制冷剂流量的模式图；

图21A-21B是表示第三实施方式的变形例的从兰金循环起动时到通常控制的膨胀机压差及泵膨胀机转速的时间图；

图22是表示第四实施方式的具有兰金循环的废热利用装置的系统整体的模式图；

图23是表示第四实施方式的兰金起动控制的流程图；

图24是表示第四实施方式的从兰金循环起动时到通常控制的膨胀机压差及泵膨胀机转速的时间图；

图25是表示第四实施方式的变形例的从兰金循环起动时到通常控制的膨胀机压差及泵膨胀机转速的时间图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，关于本发明的第一实施方式，参照图1～图11进行说明。

图1是表示具有兰金循环20的废热利用装置1的系统整体的模式图。如图1所示，本实施方式的废热利用装置1，例如，适用于将发动机10作为驱动源的车辆。

发动机10为水冷式的内燃机。发动机设置有通过发动机冷却水的循环对发动机10进行冷却的冷却器回路11以及将冷却水(温水)作为热源而对空调空气进行加热的加热器电路12。

在冷却器回路11中设置冷却器13。冷却器13通过使在温水泵14的作用下循环的冷却水与外气进行热交换而对其进行冷却。温水泵14可以是电动式的泵，或者也可以是机械式的泵。在发动机10的出口侧的流路上配置有后述的兰金循环20的加热器22，从而冷却水在该加热器22内流通。

在冷却器回路11中，设置有绕过冷却器13使冷却水流通的冷却器支路流路15。进而，在冷却器回路11中设置有恒温器16，其调整流通在冷却器13中的冷却水量和流通在冷却器支路流路15中的冷却水量。

在加热器电路12中设置有加热器芯17，通过上述的温水泵14使冷却水(温水)循环。加热器芯17配设在空调单元的空调壳内(图示略)，在通过送风机(图示略)送风的空调空气与温水的热交换的作用下进行加热。在空调壳内设置空气混合门(图示略)，通过该空气混合门的开闭，流通在加热器芯17中的空调空气量可变。

在加热器电路12中形成有使加热器芯17旁通的加热器用流路19。兰金循环20的加热器22配设在加热器用流路19上，从而冷却水在加热器22内流通。在加热器22的上游侧设置滑阀18，通过该滑阀18的开闭控制，能够适当地调节是否使冷却水流通到加热器22侧。

兰金循环20回收在发动机10产生的废热能量(冷却水的热)，并且将该废热能量变换为机械能(后述的膨胀机23的驱动力)，进而变换为电能(后述的发电机25的发电量)来加以利用。以下，对兰金循环20进行说明。

兰金循环20具有泵21、加热器22、膨胀机23及凝结器24，它们环状连接而形成闭回路。进而，在加热器22和凝结器24之间，设置绕过膨胀机23的支路流路26，在该支路流路26上设置支路阀(开闭部)27。支路阀27例如为电磁式的阀，通过后述的通电控制电路30控制阀体的开闭工作。

泵21将在通电控制电路30的作用下而工作的发电机25作为驱动源，是使兰金循环20内的制冷剂(工作流体，以下，称为“RA制冷剂”)循环的电动式的泵。在本实施方式中，例如，泵21与膨胀机23的驱动轴同轴。

加热器22是通过在由泵21输送的RA制冷剂和在冷却器回路11中流通的高温的冷却水之间进行热交换而对RA制冷剂进行加热并使其成为过热蒸气制冷剂(气相工作流体)的热交换器。

膨胀机23是通过在加热器22中被加热的RA制冷剂的膨胀而产生旋转驱动力的流体机器。在膨胀机23的驱动轴上连接发电机25。并且，通过膨胀机23的驱动力使发电机25工作，由发电机25发电的电力通过构成后述的通电控制电路30的逆变器31从而为蓄电池33充电。从膨胀机23流出的RA制冷剂到达凝结器24。

凝结器24与膨胀机23的喷出侧连接，通过与由轴流式的所谓吸入式的送风风扇28送风的冷却空气进行热交换。使膨胀后的过热蒸气制冷剂凝结液化而形成液相制冷剂的热交换器。从凝结器24流出的液相制冷剂到达泵21。

发电机25是具有电动机及发电机两功能的旋转机器，通过通电控制电路30进行控制。在发电机25的一端侧的轴上连接泵21，在另一端侧的轴上连接膨胀机23。

通电控制电路30是用于控制废热利用装置1内的各种仪器的工作的控制装置。通电控制电路30具有逆变器31和控制机器32(ECU)。逆变器31控制与膨胀机23连接的发电机25的工作。逆变器31通过将来自蓄电池33的电力供给到发电机25，从而使发电机25作为电动机来工作，并驱动泵21及膨胀机23。此外，逆变器31在发电机25通过膨胀机23的驱动力而作为发电机工作时，将发电的电力充电给蓄电池33。通电控制电路30具有公知的定时器功能。

另外，在兰金循环20上配设以下各种传感器：对流入加热器22的冷却水的温度Tw进行检测的冷却水温度传感器201，对在加热器22中流通的冷却水量Gw进行检测的流量传感器202，对凝结器24的前面(上游)的风速(前面风速)Va进行检测的风速传感器203，对凝结器24的前面(上游)的空气温度(前面风温度)Ta进行检测的凝结器温度传感器204，对用于得到泵21的入口过冷却度(subcool)的入口制冷剂温度进行检测的泵温度传感器205(过冷却度检测器)，用于对流入膨胀机23的制冷剂的温度(入口侧制冷剂温度)Tex进行检测的膨胀机温度传感器206(温度检测器)，用于对膨胀机23的入口侧压力Pex_in进行检测的入口侧压力传感器207(入口侧压力检测器)，以及用于对膨胀机23的出口侧压力Pex_out进行检测的出口侧压力传感器208(出口侧压力检测器)。

并且，基于来自这些各种传感器201、202、203、204、205、206、207、208等的检测信号，控制机器32控制逆变器31的工作，并且一并控制滑阀18，送风风扇28，发电机25(泵21及膨胀机23)等。

(工作)

(主流程)

下面，对基于上述构成的工作及其作用效果进行说明。图2是表示与本实施方式的兰金循环20的工作控制相关的主流程的流程图。

如图2所示，主流程具有：兰金运转判定控制(S1)；兰金起动控制&起动判定控制(S2、S3)；兰金运行控制(S4)；兰金停止控制(S5)；兰金停止判定控制(S6)；异常应对处置(S7)。

在步骤S1的兰金运转判定控制中，判断是否有兰金运转指示。在有运转指示的情况下(S1：是)，进入步骤S2、S3的兰金起动控制&起动判定控制。在没有运转指示的情况下(S1：否)，反复进行步骤S1。

在步骤S2、S3的兰金起动控制&起动判定控制中，判断兰金循环20是否正常起动。在正常起动的情况下(S2、S3：是)，进入步骤S4的兰金运行控制。

在步骤S4的兰金运行控制中，判断是否应该停止兰金循环20的运行。在有应该停止的指示的情况下(S4：是)，进入步骤S5的兰金停止控制。在没有应该停止的指示的情况下(S4：否)，反复进行步骤S4。在步骤S2、S3中，在兰金循环20非正常起动的情况下(S2、S3：否)，不经由步骤S4而进入步骤S5的兰金停止控制。

步骤S5的兰金停止控制之后，进入步骤S6的兰金停止判定控制。

在步骤S6的兰金停止判定控制中，判断兰金循环20是否正常停止。在正常停止的情况下(S6：是)，返回步骤S1的兰金运转判定控制，之后，反复进行该主流程。

在步骤S6的兰金停止判定控制中，在兰金循环20非正常停止的情况下(S6：否)，即，在异常停止的情况下，进入步骤S7，从而进行异常应对处置。

以下，对各控制步骤S1～S7的详细的控制内容顺次进行说明。

(S1兰金运转判定控制)

图3是对步骤S1的兰金运转判定控制的详细进行说明的流程图。如图3所示，首先，在步骤S11中，判断由冷却水温度传感器201检测出的冷却水温度Tw是否比预先规定的规定值Twc大。在冷却水温度Tw比规定值Twc大的情况下(S11：是)，进入步骤S12，并判断由流量传感器202检测出的冷却水流量Gw是否比预先规定的规定值Gwc大。在步骤S11中，在冷却水温度Tw为规定值Twc以下的情况下(S11：否)，反复进行步骤S11的处理。

在步骤S12中，在冷却水流量Gw比规定值Gwc大的情况下(S12：是)，进入步骤S13，并判断由配置在凝结器24前面的风速传感器203检测出的凝结器前面风速Va是否比预先规定的规定值Vac大。在步骤S12中，在冷却水流量Gw为规定值Gwc以下的情况下(S12：否)，再次返回步骤S11。

在步骤S13中，在凝结器前面风速Va比规定值Vac大的情况下(S13：是)，进入步骤S14，并判断由凝结器温度传感器204检测出的凝结器前面温度Ta是否比预先规定的规定值Tac低。在步骤S13中，在凝结器前面风速Va为规定值Vac以下的情况下(S13：否)，再次返回步骤S11。

在步骤S14中，在凝结器前面温度Ta比规定值Tac低的情况下(S14：是)，进入步骤S15，并判断蓄电池电压值Eb是否比预先规定的规定值Ebc小。在步骤S14中，在凝结器前面温度Ta为规定值Tac以上的情况下(S14：否)，再次返回步骤S11。

在步骤S15中，在蓄电池电压值Eb比规定值Ebc低的情况下(S15：是)，在步骤S16中发出兰金运转指示，其后，进入兰金起动控制&起动判定控制(S2、S3)。在蓄电池电压值Eb为规定值Ebc以上的情况下(S15：否)，再次返回步骤S11。

并且，规定值Twc、Gwc、Vac、Tac、Ebc的各数值，在起动兰金循环20的情况下，分别设定为可再生基于膨胀机23、进而发电机25的能量的程度的边界值。

如以上，在各步骤S11～S15中，仅在冷却水温度、冷却水流量、凝结器前面风速、凝结器前面温度、蓄电池电压这全部的条件明确的情况下发出兰金运转指示，即使在任一项条件未满足的情况下也不发出兰金运转指示而维持停止状态，并反复进行本控制程序(步骤S1)。

通过本控制程序(步骤S1)，兰金循环20仅在变成能够充分地再生能量的条件时才可以运行。

(S2、S3兰金起动控制&起动判定控制)

图4是对步骤S2的兰金起动控制的详细进行说明的流程图，图5是对与步骤S2连续进行的步骤S3的兰金起动判定控制的详细进行说明的流程图。

如图4所示，在步骤S21中，判断支路阀27是否打开。在支路阀27打开的情况下(S21：是)，在步骤S22中指示膨胀机的最低转速。该最低转速例如可设定为2000rpm。通过该指示，将发电机25作为电动机驱动，从而使泵21及膨胀机23驱动。

在步骤S21中，在支路阀27关闭的情况下(S21：否)，在步骤S23中将支路阀27控制为开状态。

在打开支路阀27的状态下即使驱动膨胀机23，在膨胀机23的入口和出口也不产生压差△P。在该步骤S21～S23中，在驱动膨胀机23及泵21时，首先通过将支路阀27控制为打开状态，使在膨胀机23压力不会急剧产生，避开各滑动部件间的抵接滑动，从而防止RA制冷剂与循环的润滑油在兰金循环20内到处遍布的贫润滑状态下的各滑动部件的磨损等。

在驱动膨胀机23及泵21后，在步骤S24中起动定时器，并进入步骤S25。在步骤S25中，判断基于由泵温度传感器205检测出的温度而得到的过冷却度(subcool)SCp是否比预先规定的规定值SCpc大，且，判断由膨胀机温度传感器206得到的膨胀机入口制冷剂温度Tex是否比预先规定的规定值Texc大。

在过冷却度SCp比规定值SCpc大，且，膨胀机入口制冷剂温度Tex比规定值Texc大的情况下(S25：是)，在步骤S26中停止定时器，并在步骤S28中将支路阀27控制为闭状态。

在步骤S25中，在不管过冷却度SCp或者膨胀机入口制冷剂温度Tex的哪一项在规定值SCpc、Texc以下而不满足条件的情况下(S25：否)，在步骤S27中，判断是否经过了规定时间Tic1。并且，在未经过规定时间Tic1的情况下(S27：否)，再次返回步骤S25，并判断是否满足规定条件。

即，在规定时间内只要满足过冷却度及膨胀机入口制冷剂温度这两条件，进入下面的兰金起动判定控制(步骤S3，参照图5)。与此相对，在任一方不满足条件的情况下，不进入兰金起动判定控制，而进入兰金停止控制(S5)。

并且，在上述步骤S28中将支路阀27控制为闭状态后，如图5所示，在步骤S31中使定时器起动。其次，在步骤S32中，判断兰金再生量Rpg是否比0大，且，判断膨胀机23的入口侧压力Pex_in和出口侧压力Pex_out的压差△P是否比预先规定的规定值△Pc1大。

在兰金再生量Rpg比0大，且膨胀机23的压差△P比规定值△Pc1大的情况下(S32：是)，在步骤S33中停止定时器，在步骤S35中判断为兰金运转状态。其后，进入兰金运行控制(S4，参照图6)。

另一方面，在步骤S32中，在兰金再生量Rpg为0，或者膨胀机23的压差△P为规定值△Pc1以下的情况下(S32：否)，在步骤S34中，判断是否经过了规定时间Tic2。并且，在未经过规定时间的情况下(S34：否)，再次返回步骤S32，并判断是否满足规定条件。

即，只要在规定时间内满足兰金再生量Rpg及膨胀机23的压差△P这两条件，进入下面的兰金运行控制(S4)，但在任一方不满足条件的情况下，不进入兰金运行控制，而进入兰金停止控制(S5)。

根据以上详述的本控制程序(S2、S3)，在起动兰金循环20时，检查作为起动的前提的条件(过冷却度SCp，膨胀机入口制冷剂温度Tex)及起动初期的条件(兰金再生量Rpg，膨胀机23的压差△P)，确认适当，因此可以进行稳定的起动。此外，由于利用定时器功能，设定直到满足各条件的容许时间，因此在时间内没有成为适当值的情况下通过向停止控制移行，能够限制起动需要的浪费的电力。

(S4兰金运行控制)

图6是对本实施方式的特征部分即步骤S4的兰金运行控制的详细进行说明的流程图。图7是表示高压侧条件和转速(最高转速、最低转速)之间的对应的控制特性图，图8是表示低压侧条件和转速(最高转速、最低转速)之间的对应的控制特性图，图9是表示蓄电池电压和指示转速N_id之间的对应的控制特性图。

如图6所示，首先，在步骤S41中，基于图7，通过高压侧条件决定膨胀机23的最高转速(第一最高转速)Nmax1、最低转速(第一最低转速)Nmin1。因此，高压侧条件是基于由膨胀机温度传感器206检测出的膨胀机23的入口侧制冷剂温度Tex和制冷剂压力(入口侧压力Pex_in)而得到的在膨胀机23的入口的过热度SH(过热度信息)。

其次，在步骤S42中，基于图8，通过低压侧条件决定膨胀机23的最高转速(第二最高转速)Nmax2、最低转速(第二最低转速)Nmin2。在此，低压侧条件是由出口侧压力传感器208检测出的膨胀机23的出口侧压力Pex_out(压力信息P)。

在步骤S43中，比较最高转速Nmax1、Nmax2、最低转速Nmin1、Nmin2，将各自的小值决定为最高转速Nmax_s、最低转速Nmin_s。

然后，在步骤S44中，基于图9，通过蓄电池电压决定膨胀机23的指示转速N_id。如图9所示，大体上在蓄电池电压低的情况下设定大的指示转速N_id(例如，E_low以下的情况，指示转速N_id＝Nmax)，在蓄电池电压高的情况下，设定小的指示转速N_id。这样，在决定膨胀机23的指示转速N_id时，通过考虑蓄电池电压，能够防止蓄电池33变为过充电状态。

在决定膨胀机23的指示转速N_id后，在步骤S45中，判断其指示转速N_id是否为零。在不为零的情况下(S45：否)，在步骤S47中指示膨胀机23的指示转速N_id，并以该指示转速N_id使膨胀机23及泵21驱动，从而返回步骤S41的处理。

另一方面，在步骤S44中决定的指示转速N_id为零的情况下(S45：是)，在步骤S46中定时器打开(程序第一次)之后，在步骤S48中，判断是否经过了规定时间Tic3。在未经过规定时间Tic3的情况下(S48：否)，再次返回步骤S41，在处理至步骤S45之后，在指示转速N_id仍为零的情况下(S45：是)，在步骤S46中继续定时器计数(程序第二次以后)。并且，在步骤S48中再次判断是否经过了规定时间Tic3，在经过了规定时间Tic3的情况下(S48：是)，进入兰金停止控制(S5)。

即，直到步骤S45～S48(停止延期步骤)的处理，在指示转速N_id为零的情况下，不是立即停止兰金循环20，在规定时间的期间继续，仅在指示转速N_id为零的情况下停止兰金循环20。换言之，将兰金循环20的停止处理延期规定时间。由此，能够抑制兰金循环20的再起动时需要的电力的消耗。

其次，关于上述步骤S41～S43(最高最低转速决定步骤)的效果进行说明。首先，对于膨胀机23的转速和过热度SH的关系进行简单说明。首先，当增大膨胀机23的转速时，由于流通更多制冷剂，所以赶不上在加热器22的蒸发，从而在膨胀机23入口的过热度SH变小。预先将过热度SH充分置大，这在充分确保在加热器22的蒸发度并防止流入膨胀机23的RA制冷剂的二相化上是必要的，此外在确保在兰金循环20循环的润滑油的粘度上也很重要。

因此，当过热度SH大时能够增大转速，但当过热度SH小时，优选减小转速，以得到适当的过热度SH、进而适当的润滑油粘度。

对膨胀机23的转速和出口侧压力Pex_out之间的关系进行说明，当增大将转速时，出口侧压力Pex_out变大。相反，如果减小转速，出口侧压力Pex_out变小。并且，入口侧压力Pex_in的值由泵21和膨胀机23的容积比决定。

在出口侧压力Pex_out大的情况下(压差△P小的情况)，由于可能产生过膨胀，因此在出口侧压力Pex_out小的情况下(压差△P大的情况)能够增大转速，但在出口侧压力Pex_out大的情况下优选小的转速。

根据以上的关系，例如，当过热度SH足够大时，能够增大转速，但当增大转速时，出口侧压力Pex_out变大，并出现过膨胀的顾虑。

当出口侧压力Pex_out足够小且压差△P足够从而不存在变成过膨胀的顾虑时，能够增大转速，但当转速变大时，出现过热度SH变得过小的顾虑。因此，在分别基于过热度SH和出口侧压力Pex_out而得到的最高转速Nmax1、Nmax2及最低转速Nmin1、Nmin2之中，如果采用低者，则能够抑制膨胀机23的过膨胀，且能够确保充分的过热度SH。

这样，作为高压侧条件通过考虑过热度SH，能够防止流入膨胀机23的制冷剂的气液二相化，且，能够充分确保润滑膨胀机23的润滑油的粘度。

此外，作为低压侧条件通过考虑膨胀机23的出口侧压力Pex_out，可以充分确保与入口侧压力Pex_in的压差△P，从而能够抑制膨胀机23的过膨胀。即，可以进行稳定的兰金循环20的运行。

(S5兰金停止控制)

图10是对步骤S5的兰金停止控制的详细进行说明的流程图。

如图10所示，首先，在步骤S51中，指示膨胀机最低转速，在步骤S52中，将支路阀27控制为打开状态。其后，在步骤S53中指示膨胀机零旋转，从而使膨胀机23、泵21停止，向下面的兰金停止判定控制(S6)转移。并且，此处所谓“膨胀机最低转速”，与如上述图6所示的在步骤S43中得到的最低转速Nmin_s不同，是预先规定的规定值。

根据本控制程序(S5)，当停止兰金循环20时，将膨胀机23降低为规定的转速，之后打开支路阀27，其后，变为零旋转指示。这样，通过打开支路阀27将膨胀机23的压差△P消除，之后停止，因此抑制膨胀机23的失控，从而可以进行稳定的兰金循环20的停止。

(S6兰金停止判定控制)

图11是对步骤S6的兰金停止判定控制的详细进行说明的流程图。

如图11所示，首先，在步骤S61中，判断膨胀机23的压差△P是否比预先规定的规定值△Pc2低。并且，在压差△P比规定值△Pc2低的情况下(S61：是)，在步骤S62中，判断兰金循环20为正常停止，返回兰金运转判定控制(S1)，并反复进行主流程(图2)的控制。

在压差△P为规定值△Pc2以上的情况下(S61：否)，在步骤S63中，判断兰金循环20为异常停止，进入异常应对处理(S7，图12)。

根据本控制程序(S6)，将膨胀机23的压差△P作为判断基准而使用，在兰金循环20为异常停止的情况下不反复进行主流程。由此，能够形成可靠性高的兰金循环20。

(S7异常应对处置)

在兰金循环20为异常停止的情况下，进行异常应对处置。具体地，例如，将滑阀18控制为闭状态。在该情况下，由于冷却水不向加热器22中流入，因此能够强制中止兰金循环20的运行。

(第二实施方式)

下面，关于本发明的第二实施方式，参照图12、图13进行说明。并且，在本实施方式中，在与第一实施方式共同的步骤中用与第一实施方式相同的符号表示，以下，着眼于与第一实施方式不同的部分进行说明。

图12是对本实施方式的兰金运行控制(S4)的详细情况进行说明的流程图。在本实施方式中，该兰金运行控制(S4)的最高最低转速设定步骤(S411)与上述第一实施方式不同，其他的装置构成及控制相同。因此，对最高最低转速设定步骤(S411)进行详述，关于其他的说明省略。

如图12所示，在步骤S411中，按照在膨胀机23入口的过热度SH和膨胀机23的压力比Pr(本实施方式的压力信息P)的值，决定膨胀机23的最高转速Nmax_s的增减。最低转速Nmin_s为一定值。在此，膨胀机23的压力比Pr由入口侧压力Pex_in和出口侧压力Pex_out的比(Pr＝Pex_in/Pex_out)来表示。

图13是表示基于过热度SH和压力比Pr的、膨胀机23的最高转速Nmax_s的增减的图。在此，最低转速Nmin_s的一定值及最高转速Nmax_s的初期值，可分别设定为规定值。最高转速Nmax_s的“增减”的基准，程序第一次为预先规定的初期值，程序第二次以后为之前的程序后的最高转速Nmax_s。此外，在图13中，预先设定在使最高转速Nmax_s增加的情况下的界限值，对最高转速Nmax_s进行控制以使其不超过该界限值。进而，在使最高转速Nmax_s降低的情况下的界限值被设定为最低转速Nmin_s的值(一定值)，且仅在压力比Pr及过热度SH都处于最低区域(Pr<Pr_min、SH<SH_min)的情况下，最低转速Nmin_s的值为零。

在图13中，在用圆点网表示的“无变化”的部分中，此时的最高转速Nmax_s值的过热度SH及压力比Pr的值适当，很好地维持这样不变的最高转速Nmax_s，因此意味着无增减(增减值＝零)且不使最高转速Nmax_s变化。

例如，考虑从压力比Pr及过热度SH都在适当范围的区域Q1(Pr_low<Pr<Pr_high、SH_min<SH<SH_low)，因车辆条件的变化，压力比Pr降低且转移到区域Q2(Pr_min<Pr<Pr_low、SH_min<SH<SH_low)之后的情况。

此时，所谓压力比Pr降低，即，意味着出口侧压力Pex_out变大。此时，当出口侧压力Pex_out继续变大时，可能产生过膨胀，所以增减选择“降低”(增减值为负值)，并进行控制以使最高转速Nmax_s降低。

另外，例如，考虑从区域Q1，因车辆条件的变化，过热度SH降低而转移到区域Q3(Pr_low<Pr<Pr_high、SH<SH_min)的情况。

此时，由于过热度SH为适当值以下，所以增减选择“降低”(增减值为负值)，并进行控制，使得通过使最高转速Nmax_s降低来确保过热度SH。

进而，例如，考虑从压力比Pr及过热度SH都在适当范围的区域Q4(Pr_low<Pr<Pr_high、SH>SH_high)，因车辆条件的变化，压力比Pr上升而转移到区域Q5(Pr>Pr_high、SH>SH_high)之后的情况。

此时，压力比Pr及过热度SH都为适当且足够的值，所以增减选择“增加”(增减值为正值)，通过使最高转速Nmax_s增加，从而进行控制使得能够有效地最大限再生对蓄电池33的电能(使再生量变大)。

根据上述详述的本实施方式，例如，如果很小地设定“增加”中的增加量，由于车辆条件的变化，在成为压力比Pr及过热度SH的条件相当于区域Q5的情况下，且在该条件(Pr>Pr_high、SH>SH_high)继续的情况下，进行控制使得转速(最高转速Nmax，指示转速N_id)逐渐增加。

这样，通过适当地设定增减值的大小，在车辆条件(发动机的运行条件，对加热器22的冷却水流入量的增加等)的急剧变化时，不用使指示转速N_id立即变大，而可以使其缓慢变化，所以可以进行更平滑细致的控制。

(第一·第二实施方式的变形例)

在上述第一实施方式中，作为低压侧条件的压力信息P，为膨胀机23的出口侧压力Pex_out，但取而代之，例如，也可以为膨胀机23的入口侧压力Pex_in和出口侧压力Pex_out间的压差△P(入口侧压力Pex_in—出口侧压力Pex_out)。在此情况下，相对于图8说明的特性图，能够使用如图14所示的特性图，从而能够实现与上述第一实施方式相同的效果。

在上述第一·第二实施方式中，在考虑步骤S44(参照图6、图12)的蓄电池电压的特性图(图9)中，也可以使指示转速N_id的阶段性的转移连续。在此情况下，可使用如图15所示的特性图，尤其通过使蓄电池电压值处于E_low和E_high之间时的指示转速N_id连续，膨胀机23的指示转速N_id可采用的值的变化扩大，能够进行更细致的控制。

在上述第一·第二实施方式中，泵21和膨胀机23都是同轴驱动，但如图16所示，也可以为非同轴驱动的类型(在专用的电动机(图示略)中驱动泵21的类型)。

(第三实施方式)

以下，对于本发明的第三实施方式，参照图17—20C进行说明。

图17是表示本实施方式的具有兰金循环20的废热利用装置1的系统整体的模式图。图18是表示本实施方式的特征部分即兰金循环20起动时的控制(兰金起动控制S2a)的流程图，图19是表示从兰金循环20起动时到通常控制的膨胀机压差及泵膨胀机转速的时间图，图20A—20C是表示兰金循环20起动时的各部位的制冷剂流量的模式图。

在本实施方式中，泵21通过相同的驱动轴与发电机25及膨胀机23连接。以下，对于与第一实施方式相同的部分标注相同的符号表示，并省略它们的具体说明。

(S2a兰金起动控制)

通电控制电路30在使兰金循环20起动时，打开滑阀18，还使送风风扇28工作。然后，如图18所示，在步骤S100中打开支路阀27，在步骤S110中将发电机25作为电动机并使其以规定转速(图19中的膨胀机转速规定值MGS1)工作。这里的所谓规定转速，是作为可以由逆变器31控制的最小侧的转速(例如1500rpm)而预先规定的转速。

通过发电机25工作，泵21及膨胀机23工作，从而兰金循环20内的RA制冷剂循环。此时，由于支路阀27打开，所以RA制冷剂在膨胀机23和支路流路26中，主要在支路流路26内流动(图20A)，同时也在膨胀机23内流动。由于RA制冷剂主要在支路流路26内流动，所以不产生膨胀机23的入口出口间的压力差(以下，称为膨胀机压差)(图19中的期间P1：MG起动～支路阀关闭的期间)。

并且，RA制冷剂通过在兰金循环20内循环，由此在RA制冷剂中含有的润滑油在泵21及膨胀机23的各滑动部到处遍布，从而泵21及膨胀机23变为润滑状态。

其次，在步骤S120中判定由膨胀机温度传感器206得到的膨胀机入口制冷剂温度Tex是否为规定温度Texc2以上，当在规定温度Texc2以上时，在步骤S130中关闭支路阀27。在步骤S120中当判定为膨胀机入口制冷剂温度Tex比规定温度Texc2小时，继续步骤S110。

这里所谓的规定温度Texc2是作为通过流入膨胀机23的过热蒸气制冷剂的膨胀而能够充分驱动膨胀机23的制冷剂温度(制冷剂过热度)而预先规定的温度。规定温度，例如可决定成比发动机冷却水温度(80～90℃)低20℃的值(60～70℃)。

通过关闭支路阀27，支路流路26侧的制冷剂流被遮断，RA制冷剂全都在膨胀机23侧流动(图20B)。此时，膨胀机23变为阻碍并产生膨胀机压差△P(图19中的期间P2：支路阀关闭～循环起动结束的期间)。通电控制电路30将该膨胀机压差作为由入口侧压力传感器207得到的入口侧制冷剂压力和由出口侧压力传感器208得到的出口侧制冷剂压力的差而算出。

并且，通电控制电路30通过步骤S140和步骤S150的反复，在膨胀机压差△P达到规定压差(规定压力差)△Pc3之前的期间，使发电机25的转速增加。这里所谓规定压差，是根据膨胀机23的容积和压力的关系而预先规定，使得进行适当膨胀工作(不进行过膨胀工作或者不足膨胀工作)的压差。此外，控制发电机25的转速，使得从规定值MGS1到MGS2进行连续的单调增加(直线式的增加)(图19中的期间P3：支路阀关闭～循环起动控制结束的期间)。

并且，在步骤S150中当判定了膨胀机压差达到规定压差△Pc3时，在步骤S160中向发电机25的通常控制转移，结束兰金起动控制。

(兰金通常控制)

在上述兰金起动控制之后，通电控制电路30对发电机25的转速、进而对送风风扇28的转速进行控制，使得膨胀机压差变为规定压差，从而将发动机10的废热能量变换为基于膨胀机23的机械能，及基于发电机25的电能。

即，在兰金通常控制中，通过来自加热器22的过热蒸气制冷剂的膨胀来驱动膨胀机23。并且，通过膨胀机23的驱动力来驱动泵21，继续兰金循环20内的制冷剂的循环。

并且，当膨胀机23的驱动力超过用于驱动泵21的驱动力时，发电机25作为发电机工作，控制机器32将由发电机25发电的电力经由逆变器31对蓄电池33充电。对蓄电池33充电的电力被供给到车辆的各种辅助仪器(補機)。

(兰金停止控制)

在蓄电池33的充电量超过规定值的情况下，或者，在无法充分得到发动机10的废热(膨胀机入口制冷剂的过热度)的情况下，通电控制电路30停止兰金循环20的工作。当兰金循环20的工作停止时，使发电机25的转速降低到最小侧转速，进而，打开支路阀27，确认了膨胀机压差变得充分小，通过停止发电机25的工作，使泵21及膨胀机23停止。并且，使送风风扇28停止。

并且，在兰金循环20的工作中产生了某种异常等的情况下，通电控制电路30关闭滑阀18，阻止发动机冷却水流入加热器22，并强制性地使兰金循环20的工作停止。

如以上所述，在本实施方式中，在兰金循环20的起动时，因为进行如图18所示的兰金起动控制S2a，所以，首先通过打开支路阀27并将发电机25作为发电机在规定转速下使其工作，能够使泵21及膨胀机23工作。此时的制冷剂虽然在膨胀机23侧流通，但是因为主要在支路流路26中流通，所以不产生膨胀机压差，制冷剂在兰金循环20中进行循环，从而为泵21及膨胀机23内的各滑动部供给制冷剂中含有的润滑油。即，在起动初期阶段，可以使泵21及膨胀机23形成润滑状态而准备。

并且，当膨胀机入口制冷剂温度(过热度)为规定温度以上时，制冷剂为充分的过热状态，可以确认到通过该制冷剂(过热蒸气制冷剂)的膨胀，处于可以驱动膨胀机23的状态。

通过在该阶段关闭支路阀27，能够使制冷剂从支路流路26侧流入膨胀机23侧，通过制冷剂的膨胀能够使膨胀机23工作。

此时，虽然产生膨胀机压差，但通过对应于该膨胀机压差使发电机25的工作转速相对于规定转速增加，膨胀机23的工作转速提高，能够使膨胀机23的喷出能力顺次增加，因此能够使膨胀机压差的上升特性(压力差相对于时间的增加比例)平缓。即，如图20C所示，例如泵21以规定转速(例如1500rpm)喷出流量3的制冷剂，如果发电机25的转速增加(例如1500rpm→2000rpm)，该制冷剂流入膨胀机23时，膨胀机23的转速已经上升(2000rpm)，相对于流量3的制冷剂可以喷出流量4的制冷剂而进行膨胀工作，以下通过反复该关系，能够使膨胀机压差的上升程度平缓。

因此，抑制急剧的膨胀机压差的产生，可以进行稳定的兰金循环20的起动。

(第三实施方式的变形例)

在上述第三实施方式中，进行控制使得伴随膨胀机压差的上升使发电机25的转速(泵21及膨胀机23的转速)连续单调增加(直线式的增加)，但如图21A所示，也可以进行控制使得上升率随着时间经过而变小。

进而，如图21B所示，也可以进行控制使得发电机25的转速(泵21及膨胀机23的转速)阶梯状地增加。

这些情况也与图19的情况相同，能够可靠地抑制膨胀机23的急剧的压力差的产生。

(第四实施方式)

本发明的第四实施方式如图22～24所示。第四实施方式的废热利用装置1，相对于上述第三实施方式，追加泵温度传感器205，并且在兰金起动控制中最初使发电机25工作时的转速控制分为二个阶段进行。

如图22所示，在废热利用装置1的泵21的入口侧(凝结器24和泵21之间)，设有用于得到泵21的入口制冷剂过冷却度(subcool)的检测入口侧制冷剂温度的泵温度传感器(过冷却度检测器)205。来自泵温度传感器205的检测信号向控制机器32输出。

第四实施方式的兰金起动控制S2b，如图23所示，相对于第三实施方式将步骤S110变更为步骤S101、S102、S111。

即，在兰金起动控制S2b中，通电控制电路30在步骤S100中打开支路阀27后，在步骤S101中使发电机25以作为规定转速的第一规定转速工作。该第一规定转速，是作为可以通过逆变器31控制的比较高旋转侧的转速(图24中的期间P1a：MG起动～制冷剂循环量确保结束的期间)而设定的转速。

发电机25通过在第一规定转速下工作，泵21在高旋转侧工作，兰金循环20内的制冷剂以高于上述第三实施方式的情况的流量循环。

并且，在步骤S102中判定由泵温度传感器205得到的入口侧制冷剂温度(入口制冷剂过冷却度)TP是否为规定过冷却度TPc以上，当判定为在规定过冷却度以上时，在步骤S111中将发电机25的转速切换为比第一规定转速低的第二规定转速而使其工作。这里所谓规定过冷却度，是作为从凝结器24流出的制冷剂能够可靠地变成液相制冷剂的制冷剂温度而预先规定的过冷却度。此外，所谓第二规定转速，与上述第三实施方式相同，是作为可以通过逆变器31控制的最小侧的转速(图24中的期间P1b：制冷剂循环量确保结束～支路阀关闭的期间)而预先规定的转速。即，在步骤S102中当判定为否时，继续步骤S101。

并且，在步骤S120中判定由膨胀机温度传感器206得到的膨胀机入口制冷剂温度Tex是否为规定温度Texc2以上，当在规定温度Texc2以上时，与上述第三实施方式同样执行步骤S130～步骤S160，当判定为否时，继续步骤S110。

在第四实施方式中，因为将使最初的发电机25工作时的规定转速作为高旋转侧的第一规定转速，所以使泵21的喷出量增加，能够使制冷剂在短时间内在兰金循环20内循环。因此，相对于上述第三实施方式，缩短了在关闭支路阀27之前的时间，从而可以进行稳定的兰金循环20的起动。

而且，当泵21的入口侧的制冷剂的过冷却度在规定过冷却度以上时，能够确认制冷剂为充分的过冷却状态，不卷入气相制冷剂，处于通过泵21可进行充分的制冷剂的循环的状态，因此能够决定从第一规定转速向第二规定转速的适当的切换时机。

(第四实施方式的变形例)

在上述第四实施方式中，在最初的发电机25的工作中，制冷剂过冷却度Tp为规定过冷却度Tpc以上时，将转速从第一规定转速向第二规定转速简单地切换，但如图25所示，也可以使其连续地单调减少。或者，也可以使其阶梯状地减少(图示省略)。由此，可以进行合理的平滑的兰金循环20的工作。

(其他的实施方式)

在上述各实施方式中，膨胀机23的膨胀机压差由入口侧压力传感器207、出口侧压力传感器208得到，但不仅限于此，也可以由与制冷剂压力相关的制冷剂温度算出膨胀机压差。

此外，在上述实施方式中，作为伴随废热的发热机器设为车辆用的发动机10(发动机冷却水)，但不仅限于此，例如，如外燃机、燃料电池车辆的燃料电池堆、各种发动机、逆变器等只要在工作时伴随废热，为了温度控制而舍弃其热量的一部分(产生废热)的机器，就能够广泛适用。

此外，对将本废热利用装置1适用于车辆的情况进行了说明，但不仅限于此，也可以将其作为定置用的装置。

进而，本发明也可以将上述实施例适当组合来实施。例如，也可以在图2所示的主流程中进行图18或者图23所示的兰金起动控制S2a、S2b。

其他的优点和改进将对其技术产生作用。该发明有广泛的应用，不会局限于某个细节、代表性的仪器和被展示的示例上。

Claims (21)

1.一种废热利用装置，其利用发热机器(10)的废热，所述废热利用装置的特征在于，具有：

兰金循环(20)，其具有：使工作流体循环的泵(21)、通过废热对工作流体进行加热的加热器(22)、将加热了的所述工作流体的膨胀能量变换为机械能的膨胀机(23)以及对膨胀后的所述工作流体进行凝结液化的凝结器(24)；

对流入所述膨胀机(23)的工作流体的温度(Tex)进行检测的温度检测器(206)；

对所述膨胀机(23)的入口侧的压力(Pex_in)进行检测的入口侧压力检测器(207)；

对所述膨胀机(23)的出口侧的压力(Pex_out)进行检测的出口侧压力检测器(208)；

兰金运行控制机构(30、32、S4)，其基于在所述膨胀机入口的过热度信息(SH)和压力信息(P)对所述膨胀机(23)的指示转速(N_id)进行控制，其中，过热度信息(SH)基于由所述温度检测器(206)检测出的工作流体温度(Tex)和由所述入口侧压力检测器(207)检测出的入口侧压力(Pex_in)得到，压力信息(P)考虑了由所述出口侧压力检测器(208)得到的出口侧压力(Pex_out)。

2.如权利要求1所述的废热利用装置，其特征在于，

所述兰金运行控制机构(S4)具有最高最低转速设定机构(S41～S43、S411)，在导出所述指示转速(N_id)时，所述最高最低转速设定机构(S41～S43、S411)基于所述过热度信息(SH)及所述压力信息(P)对最高转速(Nmax_s)和最低转速(Nmin_s)进行设定。

3.如权利要求2所述的废热利用装置，其特征在于，

所述压力信息(P)是所述出口侧压力(Pex_out)，或者是所述入口侧压力(Pex_in)和所述出口侧压力(Pex_out)的压差(△P)，

所述最高最低转速设定机构(S41～S43)，

基于所述过热度信息(SH)算出所述膨胀机(23)的第一最高转速(Nmax1)和第一最低转速(Nmin1)，

基于所述压力信息(P)算出所述膨胀机(23)的第二最高转速(Nmax2)和第二最低转速(Nmin2)，

设定第一最高转速(Nmax1)和第二最高转速(Nmax2)的任一方小者为所述最高转速(Nmax_s)，

设定第一最低转速(Nmin1)和第二最低转速(Nmin2)的任一方小者为所述最低转速(Nmin_s)。

4.如权利要求2所述的废热利用装置，其特征在于，

所述压力信息(P)是所述入口侧压力(Pex_in)和所述出口侧压力(Pex_out)的压力比Pr(Pr＝Pex_in/Pex_out)，

所述最高最低转速设定机构(S411)将所述最低转速(Nmin_s)设定为预先规定的规定值，并且加上基于所述膨胀机(23)的过热度信息(SH)和所述压力比(Pr)而预先规定的增减值来设定所述最高转速(Nmax_s)。

5.如权利要求4所述的废热利用装置，其特征在于，

所述过热度信息(SH)及所述压力比(Pr)都大的情况下的所述增减值设定得大于所述过热度信息(SH)及所述压力比(Pr)小的情况下的所述增减值。

6.如权利要求2所述的废热利用装置，其特征在于，

所述兰金运行控制机构(S4)具有指示转速决定机构(S44)，所述指示转速决定机构(S44)基于将所述机械能变换为电能并储存的蓄电池(33)的蓄电池电压来决定所述指示转速(N_id)。

7.如权利要求1或者权利要求2所述的废热利用装置，其特征在于，

所述兰金运行控制机构(S4)具有停止延期机构(S45～S48)，停止延期机构(S45～S48)仅在所述膨胀机(23)的指示转速(N_id)为零的情况下，且即使经过了规定时间(Tic3)之后所述指示转速(N_id)为零的情况下，转向使所述膨胀机(23)停止的控制。

8.如权利要求1或者权利要求2所述的废热利用装置，其特征在于，

所述废热利用装置还具有兰金运转判定控制机构(30、32、S1)，兰金运转判定控制机构(30、32、S1)判定在所述兰金循环(20)的运转初期在满足运转条件的情况下是否有输出的运转指示。

9.如权利要求1或者权利要求2所述的废热利用装置，其特征在于，

所述废热利用装置还具有兰金起动控制机构及兰金起动判定控制机构(30、32、S2、S3)，在通过兰金运行控制机构(S4)对所述膨胀机(23)的指示转速(N_id)进行控制之前，判定所述兰金循环(20)是否正常起动。

10.如权利要求1或者权利要求2所述的废热利用装置，其特征在于，

所述废热利用装置还具有兰金停止控制机构(30、32、S5)，在使所述膨胀机(23)降到规定的转速之后，兰金停止控制机构(30、32、S5)将膨胀机(23)的指示转速(N_id)指示为零。

11.如权利要求1或者权利要求2所述的废热利用装置，其特征在于，

所述废热利用装置还具有判定所述兰金循环(20)是否正常停止的兰金停止判定控制机构(30、32、S6)。

12.如权利要求1或者权利要求2所述的废热利用装置，其特征在于，所述废热利用装置还具有：

具备电动机及发电机两种功能，并与所述泵(21)及所述膨胀机(23)同轴连接的旋转电机(25)；

使所述膨胀机(23)旁通的支路流路(26)；

对所述支路流路(26)进行开闭的开闭部(27)；

在使所述兰金循环(20)起动时，兰金起动控制机构(S2a、S2b)打开所述开闭部(27)，使所述旋转电机(25)作为电动机以规定转速工作，并且当通过所述温度检测器(206)得到的所述气相工作流体的温度(Tex)变为规定温度(Texc2)以上时，关闭所述开闭部(27)，在由入口侧压力检测器(207)和所述出口侧压力检测器(208)得到的入口侧和出口侧压力的压力差(△P)达到规定压力差(△Pc3)之前的期间，使所述旋转电机(25)的工作转速相对于所述规定转速增加。

13.如权利要求12所述的废热利用装置，其特征在于，

所述兰金起动控制机构(S2a、S2b)使所述旋转电机(25)的工作转速相对于所述规定转速连续单调增加。

14.如权利要求12所述的废热利用装置，其特征在于，

所述兰金起动控制机构(S2a、S2b)使所述旋转电机(25)的工作转速相对于所述规定转速阶梯状地增加。

15.如权利要求12所述的废热利用装置，其特征在于，

所述废热利用装置还具有检测所述泵(21)的入口侧的所述工作流体的过冷却度(Tp)的过冷却度检测器(205)，

所述兰金起动控制机构(S2b)在使所述旋转电机(25)作为电动机工作时，作为所述规定转速，首先，以第一规定转速使其工作，并且当通过所述过冷却度检测器(205)得到的过冷却度(Tp)在规定过冷却度(Tpc)以上时，以比所述第一规定转速低的第二规定转速使其工作。

16.如权利要求15所述的废热利用装置，其特征在于，

所述兰金起动控制机构(S2b)在使所述旋转电机(25)以所述第二规定转速工作时，使其从所述第一规定转速向所述第二规定转速连续单调减少、或者阶梯状地减少。

17.一种废热利用装置，其特征在于，具有：

兰金循环(20)，其具有：压送液相工作流体的泵(21)、利用发热机器(10)的废热将由所述泵(21)压送的所述液相工作流体加热并使其变为气相工作流体的加热器(22)、将从所述加热器(22)流出的所述气相工作流体的膨胀能量变换为机械能的膨胀机(23)以及使从所述膨胀机(23)流出的膨胀后的气相工作流体凝结液化并流出到所述泵(21)的凝结器(24)；

旋转电机(25)，其具备电动机及发电机两种功能，并与所述泵(21)及所述膨胀机(23)同轴连接；

控制所述旋转电机(25)的工作的控制装置(30、32、S2a、S2b)；

使所述膨胀机(23)旁通的支路流路(26)；

开闭部(27)，其通过所述控制装置(30、32、S2a、S2b)控制，对所述支路流路(26)进行开闭；

对所述膨胀机(23)的入口侧的所述气相工作流体的温度(Tex)进行检测的温度检测器(206)；

对所述膨胀机(23)的入口出口之间的压力差进行检测的压力差检测机构(207、208)，

其中，在使所述兰金循环(20)起动时，所述控制装置(30、32、S2a、S2b)打开所述开闭部(27)，使所述旋转电机(25)作为电动机以规定转速工作，并且当通过所述温度检测器(206)得到的所述气相工作流体的温度(Tex)在规定温度(Texc2)以上时，关闭所述开闭部(27)，在由所述压力差检测机构(207、208)得到的压力差(△P)达到规定压力差(△Pc3)之前的期间，使所述旋转电机(25)的工作转速相对于所述规定转速增加。

18.如权利要求17所述的废热利用装置，其特征在于，

所述控制装置(30、32、S2a、S2b)使所述旋转电机(25)的工作转速相对于所述规定转速连续单调增加。

19.如权利要求17所述的废热利用装置，其特征在于，

所述控制装置(30、32、S2a、S2b)使所述旋转电机(25)的工作转速相对于所述规定转速阶梯状地增加。

20.如权利要求17～权利要求19中的任一项所述的废热利用装置，其特征在于，

所述废热利用装置还具有检测所述泵(21)的入口侧的所述工作流体的过冷却度的过冷却度检测器(205)，

所述控制装置(30、32、S2b)在使所述旋转电机(25)作为电动机工作时，作为所述规定转速，首先，以第一规定转速使其工作，并且当通过所述过冷却度检测器(205)得到的过冷却度(Tp)在规定过冷却度(Tpc)以上时，以比所述第一规定转速低的第二规定转速使其工作。

21.如权利要求20所述的废热利用装置，其特征在于，

所述控制装置(30、32、S2b)在使所述旋转电机(25)以所述第二规定转速工作时，使其从所述第一规定转速向所述第二规定转速连续单调减少，或者阶梯状地减少。

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