CN106246533A - 液体用泵和兰金循环装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种液体用泵和兰金循环装置。本公开的液体用泵具备压力容器、轴、第一轴承、第二轴承、泵机构和推力轴承。压力容器的内部空间被划分为高压侧空间和低压侧空间。轴具有推力被支承面，轴的两端中的一端配置于高压侧空间，且轴的两端中的另一端配置于低压侧空间。泵机构配置于第一轴承和第二轴承之间，通过轴的旋转而压送液体。推力轴承配置为在第一轴承和第二轴承之间与推力被支承面对置。

Description

液体用泵和兰金循环装置

技术领域

本公开涉及液体用泵和兰金循环(Rankine Cycle，朗肯循环)装置。

背景技术

最近，利用太阳光等自然能源或各种废热(排热)的能源系统受到关注。作为这样的能源系统之一，有具有兰金循环的系统。具有兰金循环的系统一般利用高温高压的工作流体使膨胀机工作，通过由膨胀机从工作流体取出的动力来进行发电。高温高压的工作流体由泵和热源(太阳热、地热、汽车的废热等热源)生成。因此，在具有兰金循环的系统中使用液体用泵。

如图5所示，专利文献1中记载了输送液态制冷剂的制冷剂泵300，该制冷剂泵300不是在具有兰金循环的系统中所使用的液体用泵，而是被用于房间空气调节器等。制冷剂泵300具备密闭容器310、无刷直流电动机311和泵机构部312。无刷直流电动机311由定子311a和转子311b构成。定子311a安装于密闭容器310的外侧，转子311b配置于密闭容器310的内侧。在转子311b的最外周部贴有磁体305。驱动轴313被压入转子311b的中心部。驱动轴313传输由无刷直流电动机311产生的旋转力。泵机构部312具备内转子325和外转子324。外转子324与内转子325相互啮合而形成泵室。内转子325和外转子324收纳于缸体(cylinder)315内，被前面板316和后面板314夹持。在前面板316的中心部配置有支承驱动轴313的第1轴承327。在前面板316上形成有吸入口322。在后面板314上形成有排出口323。密闭容器10的内部由后面板314分为吸入压力空间和排出压力空间。

当在泵机构部312中产生泵作用时，则液态制冷剂被从吸入管321吸入而进入密闭容器310的内部。进入到密闭容器310的内部的液态制冷剂的一部分，经过吸入口322进入泵室。液态制冷剂在泵室中升压后，通过排出口323、孔317和排出管320，向密闭容器310的外侧排出。

在先技术文献

专利文献1：日本特开平3-179187号公报

发明内容

专利文献1中记载的制冷剂泵300具有提高可靠性的余地。因此，本公开提供一种具有高的可靠性的液体用泵。

本公开提供一种液体用泵，所述液体用泵具备：

压力容器，该压力容器的内部空间被划分为高压侧空间和低压侧空间；

在所述压力容器的所述内部空间配置的轴，该轴具有在其半径方向上延伸的推力被支承面，该轴的轴线方向的两端中的一端配置于所述高压侧空间，且所述两端中的另一端配置于所述低压侧空间；

第一轴承，其配置于比所述两端中的所述另一端靠所述高压侧空间一侧，在所述轴的半径方向上支承所述轴；

第二轴承，其配置于比所述第一轴承靠所述低压侧空间一侧，在所述轴的半径方向上支承所述轴；

泵机构，其在所述轴的轴线方向上配置于所述第一轴承和所述第二轴承之间，通过所述轴的旋转而压送液体；以及

推力轴承，其配置为在所述轴的轴线方向上在所述第一轴承和所述第二轴承之间与所述推力被支承面对置，支承所述轴的轴线方向的载荷。

上述的液体用泵具有高的可靠性。

附图说明

图1是表示本公开的实施方式涉及的液体用泵的纵截面图。

图2是沿着图1的II-II线的液体用泵的横截面图。

图3是将图1所示的液体用泵的主要部分放大的截面图。

图4是本公开的实施方式涉及的兰金循环装置的结构图。

图5是表示以往的制冷剂泵的截面图。

标号说明

1 液体用泵

10 压力容器

12 泵机构

13 轴

13c 推力被支承面

18 高压侧空间

19 低压侧空间

25 旋转部件(内齿轮)

27 第二轴承

29 第一轴承

30 推力轴承

31 微小流路

100 兰金循环装置

具体实施方式

专利文献1所记载的技术中，没有设想在驱动轴313产生轴线方向的推力，制冷剂泵300不具备支承驱动轴313的轴线方向的载荷的推力轴承。在转子311b的最外周部贴有磁体305。如果对无刷直流电动机311供给电力，则转子311b在驱动轴313的轴向方向上、转子311b的磁中心(magneticcenter)与定子311a的磁中心一致的特定的位置旋转。如果在驱动轴313的轴线方向上预先将转子311b定位为转子311b的磁中心与定子311a的磁中心一致，则在转子311b旋转时，驱动轴313几乎不产生轴线方向的推力。也是由于这样的情况，会认为制冷剂泵300可以不具备支承驱动轴318的轴线方向的载荷的推力轴承。

例如，在兰金循环装置中所使用的液体用泵，有时液体用泵的排出压力和吸入压力之差会变大。该情况下，在液体用泵所使用的轴上，由于液体用泵的排出压力和吸入压力之差，有可能在轴的轴线方向上产生推力。这样的情况下，如果使用制冷剂泵300作为液体用泵，则随着在驱动轴313的轴线方向上产生推力，会产生部件彼此的摩擦，有可能损伤部件。这样，有可能产生部件的异常磨耗，会使液体用泵的可靠性降低。例如，当内转子325被固定于驱动轴313时，则由于作用于驱动轴313的推力而导致内转子325被压在前面板316上，会使得内转子325发生摩耗。其结果，存在制冷剂泵300的产品寿命变短，泵效率降低，可靠性降低的可能性。

本公开的第1技术方案提供一种液体用泵，所述液体用泵具备：

压力容器，该压力容器的内部空间被划分为高压侧空间和低压侧空间；

在所述压力容器的所述内部空间配置的轴，该轴具有在其半径方向上延伸的推力被支承面，该轴的轴线方向的两端中的一端配置于所述高压侧空间，且所述两端中的另一端配置于所述低压侧空间；

第一轴承，其配置于比所述两端中的所述另一端靠所述高压侧空间一侧，在所述轴的半径方向上支承所述轴；

第二轴承，其配置于比所述第一轴承靠所述低压侧空间一侧，在所述轴的半径方向上支承所述轴；

泵机构，其在所述轴的轴线方向上配置于所述第一轴承和所述第二轴承之间，通过所述轴的旋转而压送液体；以及

推力轴承，其配置为在所述轴的轴线方向上在所述第一轴承和所述第二轴承之间与所述推力被支承面对置，支承所述轴的轴线方向的载荷。

根据第1技术方案，能够由推力轴承承受轴的轴线方向的载荷。因此，即使高压侧空间的压力与低压侧空间的压力之差变大，轴的轴线方向的载荷变大，也能够稳定地支承轴。由此，液体用泵具有高的可靠性。另外，推力轴承配置为在轴的轴线方向上在第一轴承和第二轴承之间与推力被支承面对置，因此对于轴的轴线方向的载荷的反作用力比较大。因此，推力轴承具有高的负荷容量。由此，能够延长液体用泵的产品寿命，能够抑制泵效率的降低。其结果，液体用泵具有高的可靠性。

本公开的第2技术方案提供一种液体用泵，在第1技术方案的基础上，在所述轴的外周形成有从所述高压侧空间起以所述第一轴承、所述推力轴承和所述第二轴承的顺序经由所述第一轴承、所述推力轴承和所述第二轴承而延伸到所述低压侧空间的供液体流动的微小流路。根据第2技术方案，液体从高压侧空间起通过微小流路稳定地被供给到推力轴承，因此推力轴承的液体的压力稳定。由此，能够抑制推力轴承的发热和局部的压力变化导致的气蚀(cavitation)的发生。因此，除了液体用泵稳定运行时以外，即使是由液体用泵的瞬态运行导致高压侧空间或低压侧空间的压力变动时，也能够延长液体用泵的产品寿命，能够抑制泵效率的降低。其结果，液体用泵具有高的可靠性。

本公开的第3技术方案提供一种液体用泵，在第1技术方案或第2技术方案的基础上，所述泵机构具备旋转部件，所述旋转部件以在所述轴的旋转方向上相对于所述轴而固定、并且在所述轴的轴线方向上相对于所述轴能够移动的方式安装于所述轴。根据第3技术方案，即使由于高压侧空间或低压侧空间的压力的变动或者泵转速的变动导致在泵机构产生轴的轴线方向的压力变动或振动，轴也不会受到其影响，推力轴承所承受的载荷的大小也几乎不变化。这是由于轴在轴的轴线方向上相对于泵机构的旋转部件能够移动。由此，能够延长液体用泵的产品寿命，能够抑制泵效率的降低。其结果，液体用泵具有高的可靠性。

本公开的第4技术方案提供一种液体用泵，在第1技术方案～第3技术方案中任一技术方案的基础上，所述轴的被所述第二轴承支承的部分的直径小于所述轴的被所述第一轴承支承的部分的直径，并且所述第二轴承的内径小于所述第一轴承的内径。根据第4技术方案，轴的被第二轴承支承的部分的直径小于轴的被第一轴承支承的部分的直径，因此轴的推力被支承面容易具有大的面积。由此，能够增大推力轴承的负荷容量，从而在高压侧空间的压力和低压侧空间的压力之差变大的情况下，能够延长液体用泵的产品寿命，能够抑制泵效率的降低。其结果，液体用泵具有高的可靠性。

本公开的第5技术方案提供一种兰金循环装置，所述兰金循环装置具备：

第1技术方案～第4技术方案中任一技术方案的液体用泵；

对工作流体进行加热的加热器；

用于使由所述加热器加热的所述工作流体膨胀的膨胀机；和

使通过所述膨胀机而膨胀的所述工作流体所具有的热散热的散热器，

所述液体用泵通过所述泵机构，吸入通过了所述散热器的液体状态的所述工作流体作为所述液体，并且将所述液体向所述加热器压送。

为提高兰金循环的效率，期望在兰金循环中，增大循环的高压与低压之差。该情况下，在液体用泵中，高压侧空间的压力与低压侧空间的压力之差变大，轴的轴线方向的载荷变大。根据第5技术方案，即使液体用泵在这样的条件下运行，由于推力轴承的负荷容量大，从而也能够防止部件的损伤。因此，即使是以高的效率的运行兰金循环装置的情况，也能够延长液体用泵的产品寿命，能够抑制泵效率的降低。其结果，液体用泵、进而兰金循环装置具有高的信赖性。

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。再者，以下的说明只涉及本发明的一例，本发明并不限定于此。

＜液体用泵＞

如图1所示，液体用泵1具备压力容器10、轴13、第一轴承29、第二轴承27、泵机构12和推力轴承30。压力容器10的内部空间被划分为高压侧空间18和低压侧空间19。轴13配置于压力容器10的内部空间，具有在轴13的半径方向上延伸的推力被支承面13c。轴13的轴线方向的两端中的一端配置于高压侧空间18，且轴13的轴线方向的两端中的另一端配置于低压侧空间19。轴13例如在重力方向上延伸。第一轴承29配置于比在低压侧空间19配置的轴13的轴线方向的两端中的另一端靠高压侧空间18一侧，在轴的半径方向上支承轴13。第二轴承27配置于比第一轴承29靠低压侧空间19一侧，在轴13的半径方向上支承轴13。泵机构12在轴13的轴线方向上配置于第一轴承29和第二轴承27之间，通过轴13的旋转而压送液体。换言之，第一轴承29配置于比泵机构12靠高压侧空间18一侧，第二轴承27配置于比泵机构12靠低压侧空间19一侧。推力轴承30配置为在轴13的轴线方向上在第一轴承29和第二轴承27之间与推力被支承面13c对置，支承轴13的轴线方向的载荷。第一轴承29、第二轴承27和推力轴承30分别是例如在轴承的轴承面与轴的被支承面之间形成润滑剂的膜的滑动轴承。

如图3所示，例如在轴13的外周形成有供液体流动的微小流路31。微小流路31从高压侧空间18起以第一轴承29、推力轴承30和第二轴承27的顺序经由第一轴承29、推力轴承30和第二轴承27而延伸到低压侧空间19。例如，微小流路31的至少一部分是由轴13的外周与第一轴承29、推力轴承30和第二轴承27的微小的间隙形成的。例如，在轴13的外周面与第一轴承29或第二轴承27之间形成有圆筒状的微小的间隙。该情况下，该微小的间隙在轴13的半径方向上的最小的尺寸例如为5～15μm。例如，由第一轴承29和轴13的外周面形成的微小流路31的一部分与高压侧空间18接触。另外，由第二轴承27和轴13的外周面形成的微小流路31的一部分与低压侧空间19接触。

例如，轴13的被第二轴承27支承的部分的直径小于轴13的被第一轴承29支承的部分的直径，并且第二轴承27的内径小于第一轴承29的内径。例如图1所示，轴13具有大径部13a和小径部13b。大径部13a具有较大的直径，大径部13a的至少一部分被第一轴承29支承。小径部13b具有较小的直径，小径部13b的至少一部分被第二轴承27支承。推力被支承面13c例如在轴13的轴线方向上形成于大径部13a和小径部13b之间。

如图1所示，液体用泵1例如还具备电动机11、端子17、吸入管21和排出管20。液体用泵1例如为密闭型的泵。压力容器10是具有耐压性的密闭容器，压力容器10的内部空间仅通过吸入管21或排出管20而与压力容器10的外部连通。在压力容器10的内部，电动机11配置于轴13的轴线方向的一侧的端部，泵机构12配置于轴13的轴线方向的另一侧的端部。

电动机11具备定子11a和转子11b。电动机11和泵机构12通过轴13连结，以使泵机构12工作。定子11a固定于压力容器10的内周面，转子11b固定于轴13。端子17安装于压力容器10的上部。端子17与电动机11电连接，通过端子17与电源连接而向电动机11供给电力。如果向电动机11供给电力，则轴13与转子11b一起旋转，泵机构12进行工作。

吸入管21和排出管20分别以贯通压力容器10的容器壁的方式安装于压力容器10。应被泵机构12吸入的液体，通过吸入管21供给到压力容器10的内部。应从泵机构12排出而排出到压力容器10的外部的液体，通过排出管20排出到压力容器10的外部。

如图1所示，液体用泵1例如具备上轴承部件14和下轴承部件16。上轴承部件14和下轴承部件16分别为板状的部件，可旋转地支承轴13。在上轴承部件14的中央部分形成贯通孔，轴13贯通上轴承部件14的中央部分。通过将形成于上轴承部件14的中央部分的贯通孔界定的面，形成第一轴承29的轴承面。在下轴承部件16的中央部分形成贯通孔，轴13贯通下轴承部件16的中央部分。通过将形成于下轴承部件16的中央部分的贯通孔界定的面，形成第二轴承27的轴承面。下轴承部件16的中央部分的上面的一部分，与轴13的推力被支承面13c相对，通过该部分形成推力轴承30的轴承面。下轴承部件16具有吸入孔22，上轴承部件14具有排出孔23。吸入孔22例如是在比下轴承部件16的中央部分的贯通孔靠半径方向外侧，在厚度方向上贯通下轴承部件16的贯通孔。排出孔23例如是在比上轴承部件14的中央部分的贯通孔靠半径方向外侧，在厚度方向上贯通上轴承部件14的贯通孔。

上轴承部件14的周缘部与压力容器10的内周面焊接。由此，泵机构12被固定于压力容器10。压力容器10的内部空间由上轴承部件14分为高压侧空间18和低压侧空间19。吸入管21在轴13的轴线方向上，在比上轴承部件14靠近吸入孔22的位置安装于压力容器10。排出管20在比上轴承部件14靠上方安装于压力容器10。再者，也可以通过下轴承部件16的周缘部或泵壳15的周缘部与压力容器10的内周面焊接，从而使泵机构12固定于压力容器10。该情况下，压力容器10的内部空间由下轴承部件16或泵壳15分为高压侧空间18和低压侧空间19。

如图2所示，泵机构12具备旋转部件25。旋转部件25以在轴13的旋转方向上相对于轴13固定、且在轴13的轴线方向上相对于轴13能够移动的方式安装于轴13。泵机构12例如为内接式的齿轮泵。泵机构12例如具备泵壳15、外齿轮24和内齿轮25。该情况下，内齿轮25相当于旋转部件25。外齿轮24和内齿轮25配置于泵壳15的内侧。外齿轮24配置为在内齿轮25的外侧环绕内齿轮25。泵壳15、外齿轮24和内齿轮25分别配置为被上轴承部件14和下轴承部件16夹持。内齿轮25安装于轴13。如图1和图2所示，例如轴13具有平坦部13d。平坦部13d在轴13的安装内齿轮25的部分，形成与轴13的轴线平行且平坦的外周面。另外，在内齿轮25的中央部分具有由内周面形成的贯通孔，所述内周面的形状适合于轴13的安装内齿轮15的部分的形状。该贯通孔被形成为具有比轴13的安装内齿轮25的部分的轮廓稍大的尺寸。因此，内齿轮25以在轴13的旋转方向上相对于轴13固定、且在轴13的轴线方向上相对于轴13能够移动的方式安装于轴13。其结果，如果轴13旋转，则内齿轮25与轴13一起旋转。

如图2所示，外齿轮24的轮齿和内齿轮25的轮齿以它们能够相互啮合的方式形成。内齿轮15的旋转轴心与轴13的旋转轴心一致。另一方面，外齿轮24配置为外齿轮24的旋转轴心从轴13的旋转轴心偏移。如果内齿轮25与轴13一起旋转，则外齿轮24被内齿轮25的轮齿推动从而与内齿轮25一起旋转。

如图1所示，由内齿轮25的外周面、外齿轮24的内周面、上轴承部件14的下表面和下轴承部件16的上表面形成泵机构12的工作室26。通过外齿轮24和内齿轮25随着轴13的旋转而旋转，泵机构12一边反复进行吸入工序和排出工序、一边工作。即，通过外齿轮24和内齿轮25的旋转，工作室26从吸入室26a的状态向排出室26c的状态转变，或者从排出室26c的状态向吸入室26a的状态转变。在此，吸入室26a是与吸入孔22连通的状态的工作室26的部分，排出室26c是与排出孔23连通的状态的工作室26的部分。在吸入工序中，吸入室26a的容积随着轴13的旋转而扩大，如果吸入室26a与吸入孔22的连通结束，则吸入工序结束。如果通过轴13进一步旋转，吸入工序结束后的工作室26与排出孔23连通，则转移为排出室26c。排出室26c的容积随着轴13的旋转而减少。如果排出室26c与排出孔23c的连通结束，则排出工序结束。像这样，通过轴13的旋转，液体通过吸入孔22供给到泵机构12，并且通过排出孔23从泵机构12排出液体。

在液体用泵1中，液体通过吸入管21吸入压力容器10的内部。被吸入压力容器10的液体，暂时积存于低压侧空间19，通过吸入孔22供给到泵机构12。供给到泵机构12的液体被压送，通过排出孔23排出到形成于压力容器10的内部的高压侧空间18之后，通过排出管20排出到压力容器10的外部。在低压侧空间19积存有由泵机构12压送之前的低压的液体，在高压侧空间18积存有由泵机构12压送了的高压的液体。因此，在轴13的高压侧空间18侧的端部受到高的压力，在轴13的低压侧空间19侧的端部受到低的压力。由此，轴13从高压侧空间18向低压侧空间19产生轴线方向的载荷(推力)。另外，轴13在重力方向上延伸的情况下，通过轴13和转子11b的自重，也从高压侧空间18向低压侧空间19产生轴13的轴线方向的载荷。推力轴承30能够承受这样的载荷。其结果，即使是高压侧空间18的液体的压力与低压侧空间19的液体的压力之差大的情况，也能够防止因轴13的轴线方向的载荷而由部件彼此的摩擦导致的损伤。另外，推力轴承30能够适当地支承轴13的轴线方向的载荷，因此能够延长液体用泵1的产品寿命，能够抑制泵效率的降低。因此，液体用泵1具有高的可靠性。

在微小流路31的高压侧空间18侧的端部，通过积存于高压侧空间18的高压的液体而受到较高的压力。另一方面，在微小流路31的低压侧空间19侧的端部，通过积存于低压侧空间19的低压的液体而受到较低的压力。因此，如图3所示，预定量的液体从高压侧空间18通过微小流路31流向低压侧空间19。图3的微小流路31中的箭头表示液体的流动方向。由此，始终向推力轴承30引导预定的量的液体，因此推力轴承30的压力稳定。通过使推力轴承30的压力稳定，能够抑制推力轴承的发热和局部的液体的压力变化导致的气蚀的发生。由此，除了液体用泵1稳定运行时以外，即使是由于液体用泵1的瞬态运行而使高压侧空间18或低压侧空间19的压力变动时，也能够延长液体用泵1的产品寿命，能够抑制泵效率的降低。因此，液体用泵1具有高的可靠性。

通过在微小流路31中流动的液体，能够将第一轴承29、推力轴承30和第二轴承27润滑并冷却。另外，通过微小流路31中的液体的流动，能够便于排出存在于第一轴承29、推力轴承30或第二轴承27的内部的异物。其结果，能够防止轴承的损伤。因此，能够延长液体用泵的产品寿命，能够抑制泵效率的降低。由此，液体用泵1具有高的可靠性。

第一轴承29和第二轴承27分别在轴13的轴线方向上相互不同的位置支承轴13。第一轴承29位于高压侧空间18的附近，第二轴承27位于低压侧空间19的附近。推力轴承30在轴13的轴线方向上配置于第一轴承29与第二轴承27之间。微小流路31之中由第一轴承29和轴13的外周面形成的部分与高压侧空间18接触。因此，第一轴承29的内部的压力接近高压侧空间18的压力。由第二轴承27和轴13的外周面形成的部分接触低压侧空间19。因此，第二轴承27的内部的压力接近低压侧空间19的压力。第一轴承29的内部的空间与第二轴承27的内部的空间不被密封地相连通。因此，推力轴承27的附近的压力成为第一轴承29的内部的压力与第二轴承27的内部的压力的中间的压力。由此，轴13的推力被支承面13c受到中间压力，从而能够减少从高压侧空间18向低压侧空间19施加的轴13的轴线方向的载荷。其结果，可减少推力轴承30受到的载荷。由此，能够延长液体用泵1的产品寿命，能够抑制泵效率的降低。其结果，液体用泵1具有高的可靠性。

在高压侧空间18的压力或低压侧空间19的压力变动的情况或泵转速变动的情况下，内齿轮25在轴13的轴线方向上有可能产生压力变动或振动。即使是这样的情况，由于内齿轮25在轴13的轴线方向上相对于轴13能够移动，所以几乎不会受到泵机构12的影响。因此，推力轴承30受到的载荷几乎不会变动。其结果，能够延长液体用泵1的产品寿命，能够抑制泵效率的降低。由此，液体用泵1具有高的可靠性。

如上所述，轴13的被第二轴承27支承的部分的直径小于轴13的被第一轴承29支承的部分的直径，并且第二轴承27的内径小于第一轴承29的内径。由此，能够增大推力被支承面13c，从而使推力轴承30的负荷容量变大。另外，由于推力被支承面13c的面积大，相对于因高压侧空间18的压力而在轴线方向上施加于轴13的载荷的反作用力变大。因此，能够减少轴13的轴线方向上施加的载荷，能够减少推力轴承30受到的载荷。由此，特别是高压侧空间18的液体的压力与低压侧空间19的液体的压力之差大的情况下，也能够延长液体用泵1的产品寿命，能够抑制泵效率的降低。其结果，液体用泵1具有高的可靠性。

泵机构12可以是除了内接式的齿轮泵以外的齿轮泵、叶片泵和旋转泵等容积型泵、离心泵、混流泵和轴流泵等速度型泵、或螺旋泵。

在轴13的外周面、将形成于上轴承部件14的中央部分的贯通孔界定的面、或将形成于下轴承部件16的中央部分的贯通孔界定的面上，可以形成在轴13的轴线方向上延伸的槽。该情况下，由这些槽的任一个形成微小流路31的至少一部分。

＜兰金循环装置＞

下面，对具备液体用泵1的兰金循环装置100进行说明。如图4所示，兰金循环装置100具备液体用泵1、加热器2、膨胀机3和散热器4。兰金循环装置100具备流路6a、流路6b、流路6c和流路6d。通过流路6a、流路6b、流路6c和流路6d，液体用泵1、加热器2、膨胀机3和散热器4以该循序呈环状连接。流路6a将液体用泵1的出口和加热器2的入口连接。排出管20形成流路6a的至少一部分。流路6b将加热器2的出口和膨胀机3的入口连接。流路6c将膨胀机3的出口和散热器4的入口连接。流路6d将散热器4的出口和液体用泵1的入口连接。吸入管21形成流路6d的至少一部分。

对于兰金循环装置100的工作流体不特别限制，例如可以优选使用有机工作流体。有机工作流体例如为卤代烃、烃或醇等有机化合物。卤代烃例如为R-123、R365mfc或R-245fa。烃例如为丙烷、丁烷、戊烷或异戊烷等烷烃。醇例如为乙醇。这些有机工作流体既可以单独使用，也可以将这些有机工作流体的两种以上混合使用。另外，作为工作流体，也可以使用水、二氧化碳和铵等无机工作流体。

加热器2对兰金循环的工作流体进行加热。加热器2例如从通过地热而得到的温水、锅炉或燃烧炉的燃烧气体或其排气等热介质吸收热能，利用该吸收的热能对工作流体加热而使其蒸发。如图4所示，加热器2与热介质的流路2a连接。热介质为温水等液体的情况下，作为加热器2，优选使用板式热交换器或双管式热交换器。另外，热介质为燃烧气体或排气等气体的情况下，作为加热器2，优选使用翅片管热交换器。在图4中，实线的箭头表示工作流体的流动方向，虚线的箭头表示热介质的流动方向。

膨胀机3是用于使由加热器2加热了的工作流体膨胀的流体机械。兰金循环装置100还具备发电机5。发电机5与膨胀机3连接。通过膨胀机3中的工作流体的膨胀，膨胀机3得到旋转动力。该旋转动力由发电机5转换为电。膨胀机3例如为容积型或速度型的膨胀机。作为容积型的膨胀机的机型，可举出旋转型、螺旋型、往复型和涡旋型。作为速度型的膨胀机的机型，可举出离心型或轴流型。

散热器4使通过膨胀机3而膨胀了的工作流体所具有的热散热。具体而言，在散热器4中，通过工作流体与冷却介质进行热交换，工作流体被冷却，冷却介质被加热。散热器4与冷却介质的流路4a连接。在图4中，一点划线的箭头表示冷却介质的流动的方向。作为散热器4，可以使用板式热交换器、双管式热交换器和翅片热交换器等公知的热交换器。散热器4的种类可根据冷却介质的种类而适当选择。冷却介质为水等液体的情况下，优选使用板式热交换器或双管式热交换器。另外，冷却介质为空气等气体的情况下，优选使用翅片热交换器。

从散热器4流出的工作流体为液体状态。即，从散热器4流出的液体状态的工作流体通过吸入管21被导入压力容器10的内部。液体用泵1通过泵机构12，吸入通过了散热器4的液体状态的工作流体作为上述的液体，并且将该液体向加热器2压送。工作液体被液体用泵1加压，加压后的工作流体通过流路6d被供给到加热器2。为了提高兰金循环的效率，优选在兰金循环中，增大循环的高低压力差。该情况下，液体用泵1的高压侧空间18的压力与低压侧空间19的压力之差变大，向推力轴承30的轴13的轴线方向的载荷变大。如果使用液体用泵1，则即使在这样的条件下运行液体用泵1，由于推力轴承30的负荷容量大，从而也能够防止推力轴承30等部件的损伤。因此，即使是以高效率运行兰金循环装置100的情况，也能够延长液体用泵1的产品寿命，能够抑制泵效率的降低。由此，液体用泵1具有高的可靠性。

Claims (5)

1.一种液体用泵，具备：

压力容器，该压力容器的内部空间被划分为高压侧空间和低压侧空间；

在所述压力容器的所述内部空间配置的轴，该轴具有在其半径方向上延伸的推力被支承面，该轴的轴线方向的两端中的一端配置于所述高压侧空间，且所述两端中的另一端配置于所述低压侧空间；

第一轴承，其配置于比所述两端中的所述另一端靠所述高压侧空间一侧，在所述轴的半径方向上支承所述轴；

第二轴承，其配置于比所述第一轴承靠所述低压侧空间一侧，在所述轴的半径方向上支承所述轴；

泵机构，其在所述轴的轴线方向上配置于所述第一轴承和所述第二轴承之间，通过所述轴的旋转而压送液体；以及

推力轴承，其配置为在所述轴的轴线方向上在所述第一轴承和所述第二轴承之间与所述推力被支承面对置，支承所述轴的轴线方向的载荷。

2.根据权利要求1所述的液体用泵，

在所述轴的外周形成有从所述高压侧空间起以所述第一轴承、所述推力轴承和所述第二轴承的顺序经由所述第一轴承、所述推力轴承和所述第二轴承而延伸到所述低压侧空间的供液体流动的微小流路。

3.根据权利要求1或2所述的液体用泵，

所述泵机构具备旋转部件，所述旋转部件以在所述轴的旋转方向上相对于所述轴而固定、并且在所述轴的轴线方向上相对于所述轴能够移动的方式安装于所述轴。

4.根据权利要求1所述的液体用泵，

所述轴的被所述第二轴承支承的部分的直径小于所述轴的被所述第一轴承支承的部分的直径，并且所述第二轴承的内径小于所述第一轴承的内径。

5.一种兰金循环装置，具备：

权利要求1所述的液体用泵；

对工作流体进行加热的加热器；

用于使由所述加热器加热的所述工作流体膨胀的膨胀机；和

使通过所述膨胀机而膨胀的所述工作流体所具有的热散热的散热器，

所述液体用泵通过所述泵机构，吸入通过了所述散热器的液体状态的所述工作流体作为所述液体，并且将所述液体向所述加热器压送。