CN112105801A

CN112105801A - 朗肯循环装置及其控制方法

Info

Publication number: CN112105801A
Application number: CN201980031455.0A
Authority: CN
Inventors: 仓本哲英; 本间雅也
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2020-12-18
Also published as: US20210115807A1; JP2020094580A

Abstract

朗肯循环装置具备传感器、泵、蒸发器、膨胀机以及冷凝器，设置有供工作流体流动的流体回路，所述流体回路包括循环回路，在所述循环回路中，按所述泵、所述蒸发器、所述膨胀机、所述冷凝器的顺序将这些构件排列，所述传感器对(I)所述工作流体的压力、(II)所述工作流体的温度、或者(III)应该在所述冷凝器中与所述工作流体进行热交换的冷却介质的温度进行检测，在所述传感器的检测值比第1阈值低时，开始第1控制，所述第1控制是通过所述泵使所述工作流体经由所述蒸发器以及/或者加热器进行循环的控制。

Description

朗肯循环装置及其控制方法

技术领域

本公开涉及朗肯循环装置及其控制方法。

背景技术

以往以来，研究了各种朗肯循环装置。专利文献1记载了朗肯循环装置的一个例子。

图8中表示专利文献1涉及的朗肯循环装置100。在朗肯循环装置100中，泵101、蒸发器102、膨胀机103、冷凝器104连接为环状。在朗肯循环装置100中设置有旁通流路110。旁通流路110绕过膨胀机103。在旁通流路110设置有阀105。阀105对旁通流路110中的工作流体的流量进行调整。

现有技术文献

专利文献1:日本特许第6179736号

发明内容

发明要解决的问题

本公开提供适于确保朗肯循环装置的可靠性的技术。

用于解决问题的技术方案

本公开提供一种朗肯循环装置，

具备传感器、泵、蒸发器、膨胀机以及冷凝器，

设置有供工作流体流动的流体回路，所述流体回路包括循环回路，

在所述循环回路中，按所述泵、所述蒸发器、所述膨胀机、所述冷凝器的顺序将这些构件排列，

所述传感器对(I)所述工作流体的压力、(II)所述工作流体的温度、或者(III)应该在所述冷凝器中与所述工作流体进行热交换的冷却介质的温度进行检测，

在所述传感器的检测值比第1阈值低时，开始第1控制，

所述第1控制是通过所述泵使所述工作流体经由所述蒸发器以及/或者加热器进行循环的控制。

发明的效果

本公开涉及的技术适于确保朗肯循环装置的可靠性。

附图说明

图1是实施方式1中的朗肯循环装置的结构图。

图2是一个例子涉及的工作流体的状态图。

图3示出对实施方式1中的控制进行表示的流程图。

图4是实施方式2中的朗肯循环装置的结构图。

图5示出对实施方式2中的控制进行表示的流程图。

图6是实施方式3中的朗肯循环装置的结构图。

图7示出对实施方式4中的控制进行表示的流程图。

图8是现有技术涉及的朗肯循环装置的结构图。

具体实施方式

(成为本公开的基础的见解)

在工作流体的压力为负压的情况下，有可能在流动工作流体的流路内混入大气中的空气、水分等。抑制这样的混入有利于确保朗肯循环装置的可靠性。

(本公开涉及的一技术方案的概要)

本公开的第1技术方案涉及的朗肯循环装置，

具备传感器、泵、蒸发器、膨胀机以及冷凝器，

在所述传感器的检测值比第1阈值低时，开始第1控制，

第1技术方案涉及的技术适于防止工作流体的压力成为负压。这有利于确保朗肯循环装置的可靠性。

在本公开的第2技术方案中，例如在第1技术方案涉及的朗肯循环装置中，

(i)所述传感器也可以对所述工作流体的压力进行检测，所述第1阈值也可以为大气压以上的压力，

(ii)所述传感器也可以对所述工作流体的温度进行检测，所述第1阈值也可以为大气压下的所述工作流体的沸点以上的温度，或者，

(iii)所述传感器也可以对应该在所述冷凝器中与所述工作流体进行热交换的冷却介质的温度进行检测，所述第1阈值也可以为大气压下的所述工作流体的沸点以上的温度。

第2技术方案的(i)、(ii)以及(iii)适于防止工作流体的压力成为负压。

在本公开的第3技术方案中，例如在第1技术方案或者第2技术方案涉及的朗肯循环装置中，

所述传感器也可以对所述循环回路中的比所述膨胀机靠下游侧且比所述泵靠上游侧的部分中的所述工作流体的压力进行检测。

第3技术方案适于防止工作流体的压力成为负压。

在本公开的第4技术方案中，例如在第1技术方案～第3技术方案中的任一技术方案涉及的朗肯循环装置中，

所述流体回路也可以包括旁通回路，所述旁通回路将所述循环回路中的比所述蒸发器靠下游侧且比所述膨胀机靠上游侧的部分和所述循环回路中的比所述膨胀机靠下游侧且比所述冷凝器靠上游侧的部分相连接，

在所述第1控制中，也可以使所述工作流体经由所述旁通回路进行循环。

在第4技术方案的第1控制中，工作流体能够通过旁通回路绕过膨胀机来进行循环。通过这样，在第1控制中，工作流体能够顺畅地进行循环。

在本公开的第5技术方案中，例如在第4技术方案涉及的朗肯循环装置中，

在所述旁通回路中也可以设置有阀，

在所述第1控制中，也可以将所述旁通回路的所述阀的开度设定为50％以上且100％以下。

在第5技术方案中，在第1控制中，将旁通回路的阀的开度设定为50％以上且100％以下。当这样设定开度时，容易在第1控制中使工作流体顺畅地进行循环。

在本公开的第6技术方案中，例如在第1技术方案～第5技术方案中的任一技术方案涉及的朗肯循环装置中，

在所述流体回路中也可以设置有所述加热器，

在所述第1控制中，也可以通过所述泵使所述工作流体经由所述蒸发器进行循环，

也可以在所述检测值小于第2阈值、且从开始所述第1控制起的经过时间为阈值时间以上时，开始所述加热器的发热。

根据第6技术方案，即使是在通过第1控制无法充分地抑制工作流体的压力成为负压的风险的情况下，也能够使用加热器来抑制上述风险。

在本公开的第7技术方案中，例如在第1技术方案～第6技术方案中的任一技术方案涉及的朗肯循环装置中，

也可以在所述检测值为第2阈值以上时，使所述泵的驱动停止。

根据第7技术方案，能够避免泵的不必要的电力消耗。

在本公开的第8技术方案中，例如在第1技术方案～第7技术方案中的任一技术方案涉及的朗肯循环装置中，

所述工作流体的大气压下的沸点也可以为0℃以上且50℃以下。

在工作流体的沸点高到第8技术方案所规定的程度的情况下，工作流体的压力容易成为负压。因此，在该情况下，防止工作流体的压力成为负压的技术容易发挥其效果。

在本公开的第9技术方案中，例如在第1技术方案～第8技术方案中的任一技术方案涉及的朗肯循环装置中，

也可以具备利用所述膨胀机的旋转转矩来进行发电的发电机。

根据第9技术方案，能够通过膨胀机和发电机进行发电。

本公开的第10技术方案涉及的控制方法是工作流体按泵、蒸发器、膨胀机、冷凝器的顺序在这些构件中进行循环的朗肯循环装置的控制方法，包括：

通过传感器对(I)所述工作流体的压力、(II)所述工作流体的温度、或者(III)应该在所述冷凝器中与所述工作流体进行热交换的冷却介质的温度进行检测；

在所述传感器的检测值比第1阈值低时，开始第1循环，所述第1循环是通过所述泵使处于正被加热的状态的所述工作流体进行循环的循环。

第10技术方案涉及的技术适于防止工作流体的压力成为负压。这有利于确保朗肯循环装置的可靠性。

在本公开的第11技术方案中，例如在第10技术方案涉及的控制方法中，

第11技术方案的(i)、(ii)以及(iii)适于防止工作流体的压力成为负压。

在本公开的第12技术方案中，例如在第10技术方案或者第11技术方案涉及的控制方法中，

在所述朗肯循环装置中，也可以设置有按所述泵、所述蒸发器、所述膨胀机、所述冷凝器的顺序将这些构件排列的循环回路，

第12技术方案适于防止工作流体的压力成为负压。

在本公开的第13技术方案中，例如在第10技术方案～第12技术方案中的任一技术方案涉及的控制方法中，

在所述朗肯循环装置中也可以设置有循环回路和旁通回路，

所述循环回路中，按所述泵、所述蒸发器、所述膨胀机、所述冷凝器的顺序将这些构件排列，

所述旁通回路将所述循环回路中的比所述蒸发器靠下游侧且比所述膨胀机靠上游侧的部分和所述循环回路中的比所述膨胀机靠下游侧且比所述冷凝器靠上游侧的部分连接，

在所述第1循环中，所述工作流体也可以经过所述旁通回路。

在第13技术方案的第1循环中，工作流体能够通过旁通回路绕过膨胀机进行循环。通过这样，在第1循环中，工作流体能够顺畅地进行循环。

在本公开的第14技术方案中，例如在第13技术方案涉及的控制方法中，

在所述旁通回路中也可以设置有阀，

在所述第1循环中，也可以将所述旁通回路的所述阀的开度设定为50％以上且100％以下。

在第14技术方案中，在第1循环中，将旁通回路的阀的开度设定为50％以上且100％以下。当这样设定开度时，容易在第1循环中使工作流体顺畅地进行循环。

在本公开的第15技术方案中，例如在第10技术方案～第14技术方案中的任一技术方案涉及的控制方法中，

也可以在所述第1循环中，通过所述蒸发器以及/或者加热器对所述工作流体进行加热。

蒸发器和加热器是对工作流体进行加热的设备的一个具体例。

在本公开的第16技术方案中，例如在第10技术方案～第15技术方案中的任一技术方案涉及的控制方法中，

在所述第1循环中，也可以通过所述蒸发器对所述工作流体进行加热，

所述控制方法也可以还包括：在所述检测值小于第2阈值、且从开始所述第1循环起的经过时间为阈值时间以上时，开始所述工作流体的通过加热器进行的加热。

根据第16技术方案，即使是在通过第1循环无法充分地抑制工作流体的压力成为负压的风险的情况下，也能够使用加热器来抑制上述风险。

在本公开的第17技术方案中，例如在第10技术方案～第16技术方案中的任一技术方案涉及的控制方法中，

也可以还包括：在所述检测值为第2阈值以上时，使所述泵的驱动停止。

根据第17技术方案，能够避免泵的不必要的电力消耗。

在本公开的第18技术方案中，例如在第10技术方案～第17技术方案中的任一技术方案涉及的控制方法中，

在工作流体的沸点高到第18技术方案所规定的程度的情况下，工作流体的压力容易成为负压。因此，在该情况下，防止工作流体的压力成为负压的技术容易发挥其效果。

本公开的第19技术方案涉及的朗肯循环装置，

具备传感器、泵、蒸发器、膨胀机以及冷凝器，

在所述传感器的检测值比第1阈值低时，开始第1控制，所述第1控制是通过所述泵使处于正被加热的状态的所述工作流体进行循环的控制。

本公开的第20技术方案涉及的控制方法是工作流体按泵、蒸发器、膨胀机、冷凝器的顺序在这些构件中进行循环的朗肯循环装置的控制方法，包括：

在所述传感器的检测值比第1阈值低时，开始第1循环，

所述第1循环是所述工作流体的通过所述泵进行的、经由所述蒸发器以及/或者加热器的循环。

在以下的实施方式中，有时使用“回路”这一术语。如根据附图等可理解的那样，“回路”不一定意味着闭合的路径，可以适当地改变说法为“流路”。

以下，参照附图对实施方式进行说明。不通过实施方式限定本公开。

(实施方式1)

图1中表示实施方式1中的朗肯循环装置21的结构图。

在朗肯循环装置21中设置有流体回路14。在流体回路14中流动工作流体。流体回路14包括循环回路15和旁通回路16。

工作流体的种类不被特别地限定。工作流体的大气压下的沸点例如为0℃以上且50℃以下。在此，大气压指1标准气压。工作流体的具体例为氢氟烯烃(HFO)类的工作流体。在此，HFO类的工作流体指包含HFO的工作流体。工作流体中的HFO的含有率例如为50质量％以上，也可以为80质量％以上。更具体而言，作为工作流体，可以采用HFO1336mzz(Z)、HFO1336mzz(E)、HFO1336mzz(Z)以及HFO1336mzz(E)的混合流体等。包含HFO的工作流体既可以是混合流体，也可以是单一种类的工作流体。作为工作流体，也可以采用不含HFO的公知的流体。

流体回路14使用多个配管来构成。以下，有时将多个配管一并称为配管部。

在朗肯循环装置21中构成了朗肯循环。具体而言，在朗肯循环装置21中构成了有机朗肯循环(ORC)。

朗肯循环装置21具备泵1、蒸发器2、膨胀机3以及冷凝器4。在循环回路15中，按泵1、蒸发器2、膨胀机3、冷凝器4的顺序将这些构件排列。泵1、蒸发器2、膨胀机3以及冷凝器4使用多个配管相连接。

朗肯循环装置21包括再热器6。在再热器6中，在循环回路15的互不相同的部分中流动的工作流体之间进行热交换。

旁通回路16将循环回路15中的比蒸发器2靠下游侧且比膨胀机3靠上游侧的部分和循环回路15中的比膨胀机3靠下游侧且比冷凝器4靠上游侧的部分相连接。

朗肯循环装置21包括阀5。阀5设置于旁通回路16。以下，有时将阀5称为旁通阀5。在本实施方式中，旁通阀5为流量调整阀。在此，流量调整阀是不仅能够采用0％和100％的开度、也能够采用比0％大且比100％小的开度的阀。

朗肯循环装置21具备发电机18。发电机18连接于膨胀机3。

以下，对朗肯循环装置21进行发电运转时的泵1、蒸发器2、膨胀机3、冷凝器4、旁通阀5、再热器6以及发电机18的动作进行说明。在此，朗肯循环装置21的发电运转指发电机18进行发电的运转。

泵1输送工作流体。

蒸发器2使工作流体蒸发。具体而言，蒸发器2对加热介质的热进行回收来使工作流体蒸发。在本实施方式中，加热介质为热源气体。具体而言，在本实施方式中，加热介质是来自工厂的设备等的热源的排气(排放气体)。蒸发器2例如由翅片管热交换器构成。

膨胀机3使工作流体膨胀。具体而言，膨胀机3使在蒸发器2中成为了高温蒸气的工作流体膨胀。

冷凝器4使在膨胀机3膨胀后的工作流体冷凝。具体而言，冷凝器4通过利用冷却介质夺走工作流体的热，从而使工作流体冷凝。在本实施方式中，冷却介质为气体，具体而言为大气中的空气。但是，冷却介质也可以是水等的液体。在本实施方式中，冷凝器4具备风扇7。冷凝器4使用风扇7来使工作流体冷凝。但是，风扇7不是必需的。冷凝器4例如由翅片管热交换器、板式热交换器或者双重管式热交换器构成。在一个具体例中，冷却介质为空气，冷凝器4为翅片管热交换器，冷凝器4具备风扇7。在其他的具体例中，冷却介质为水，冷凝器4为板式热交换器或者双重管式热交换器，冷凝器4不具备风扇7。

旁通阀5对在膨胀机3中流动的工作流体的流量和在旁通回路16中流动的工作流体的流量进行调整。具体而言，通过旁通阀5的开度被进行调整，从而这些流量被进行调整。

再热器6包括循环回路15中的比泵1靠下游侧且比蒸发器2靠上游侧的第1部分6a、和循环回路15中的比膨胀机3靠下游侧且比冷凝器4靠上游侧的第2部分6b。在再热器6中，在这些两部分中流动的工作流体之间进行热交换。通过该热交换，在第1部分6a中流动的工作流体的温度上升，在第2部分6b中流动的工作流体的温度降低。

发电机18利用膨胀机3的旋转转矩进行发电。

进一步，朗肯循环装置21包括第1压力传感器8a、第2压力传感器8b、第1温度传感器9a、第2温度传感器9b、第3温度传感器9c以及第4温度传感器9d。

第1压力传感器8a对第1回路15a中的工作流体的压力进行检测。第2压力传感器8b对第2回路15b中的工作流体的压力进行检测。在此，第1回路15a是循环回路15中的比泵1靠下游侧且比膨胀机3靠上游侧的部分。第2回路15b是循环回路15中的比膨胀机3靠下游侧且比泵1靠上游侧的部分。

在本实施方式中，第1压力传感器8a设置于第1回路15a。具体而言，在本实施方式中，第1压力传感器8a设置于循环回路15中的比蒸发器2靠下游侧且比膨胀机3靠上游侧的部分。但是，第1压力传感器8a也可以设置于循环回路15中的比泵1靠下游侧且比蒸发器2靠上游侧的部分。第1压力传感器8a对朗肯循环装置21中的朗肯循环的高压侧的压力进行检测。可以将第1压力传感器8a称为高压传感器8a。

第1压力传感器8a也可以设置于旁通回路16中的比旁通阀5靠上游侧的部分。设置于旁通回路16中的比旁通阀5靠上游侧的部分的第1压力传感器8a也能够对第1回路15a中的工作流体的压力进行检测。

在本实施方式中，第2压力传感器8b设置于第2回路15b。具体而言，在本实施方式中，第2压力传感器8b设置于循环回路15中的比冷凝器4靠下游侧且比泵1靠上游侧的部分。如后所述，该部分对应于第3回路15c。但是，第2压力传感器8b也可以设置于循环回路15中的比膨胀机3靠下游侧且比冷凝器4靠上游侧的部分。第2压力传感器8b对朗肯循环装置21中的朗肯循环的低压侧的压力进行检测。可以将第2压力传感器8b称为低压传感器8b。

第2压力传感器8b也可以设置于旁通回路16中的比旁通阀5靠下游侧的部分。设置于旁通回路16中的比旁通阀5靠下游侧的部分的第2压力传感器8b也能够对第2回路15b中的工作流体的压力进行检测。

第1温度传感器9a设置于循环回路15中的比蒸发器2靠下游侧且比膨胀机3靠上游侧的部分。第1温度传感器9a对该部分中的工作流体的温度进行检测。根据第1温度传感器9a，能够掌握膨胀机3的入口的工作流体的温度。可以将第1温度传感器9a称为膨胀机入口温度传感器9a。

第2温度传感器9b设置于第3回路15c。在此，第3回路15c是循环回路15中的比冷凝器4靠下游侧且比泵1靠上游侧的部分。第2温度传感器9b对第3回路15c中的工作流体的温度进行检测。根据第2温度传感器9b，能够掌握冷凝器4的出口的工作流体的温度。可以将第2温度传感器9b称为冷凝器出口温度传感器9b。

第3温度传感器9c设置于冷凝器4中的冷却介质的吸入部分。第3温度传感器9c对冷却介质的温度进行检测。在本实施方式中，冷却介质是大气中的空气，第3温度传感器9c对外部气体温度进行检测。在本实施方式中，可以将第3温度传感器9c称为外部气体温度传感器9c。

第4温度传感器9d对要被吸入到蒸发器2的加热介质的温度进行检测。如上述的那样，在本实施方式中，加热介质为热源气体。在本实施方式中，可以将第4温度传感器9d称为热源气体温度传感器9d。

进一步，朗肯循环装置21包括控制装置19。控制装置19对朗肯循环装置21的构成要素进行控制。

以下，对流体回路14中的工作流体的压力进行说明。

在朗肯循环装置21进行发电运转时，在蒸发器2中，加热介质的热被回收，工作流体通过该热被进行加热。并且，通过泵1，被加热后的工作流体在流体回路14中流动。因此，流体回路14中的工作流体的压力被保持为正压。在此，正压是比大气压高的压力。

另一方面，在朗肯循环装置21停止、泵1停止时，工作流体不在流体回路14中流动。在该情况下，即使被供给至蒸发器2的加热介质的温度高，流体回路14中的工作流体的压力有时也会受到外部气体温度的影响，会成为接近工作流体的外部气体温度下的饱和压力的压力。

在一个具体例中，泵1、膨胀机3以及冷凝器4容纳于一个壳体，该壳体和蒸发器2相距5m以上。在相距距离大到该程度的情况下，相比于加热介质的温度的影响，存在于壳体内的流体回路14中的工作流体的压力更容易强烈地受到外部气体温度的影响，容易成为接近工作流体的外部气体温度下的饱和压力的压力。

对使用大气压下的饱和温度高的工作流体的情况进行考虑。在该情况下，当外部气体温度比工作流体的沸点低时，工作流体的压力有可能成为负压。在此，饱和温度指沸点。负压指比大气压低的压力。

参照图2，说明下述状况：在工作流体的温度在流体回路14的各部处于大致平衡状态、且外部气体温度比工作流体的沸点低的情况下，受到外部气体温度的影响而工作流体的压力成为负压。此外，典型地，在泵1刚停止之后，在流体回路14的各部，工作流体具有温度差。在从泵1的停止起经过了足够的时间之后，工作流体的温度能够在流体回路14的各部成为大致平衡状态。图2是工作流体的状态图。此外，在图2中省略了熔解曲线和升华曲线。

在状态A下，工作流体处于气液二相状态。工作流体的压力为正压。工作流体的温度比大气压下的沸点高。

当外部气体温度变化时，工作流体的温度也受到外部气体温度的影响而变化。特别是在处于热平衡状态的情况下，冷凝器4内部的工作流体的温度会成为与外部气体温度大致相同的温度。例如，当外部气体温度降低时，工作流体的温度也降低。当工作流体的温度降低时，工作流体的压力沿着蒸汽压曲线降低。具体而言，在该例子中，工作流体的状态从状态A经过状态B变化为状态C。

在状态B下，工作流体处于气液二相状态。工作流体的压力为大气压。工作流体的温度为大气压下的沸点。

在状态C下，工作流体处于气液二相状态。工作流体的温度为外部气体温度。工作流体的压力为负压。

在图2中，在蒸汽压曲线中的状态B与状态C之间的状态下，工作流体的压力也为负压。如据此可理解的那样，即使工作流体的温度不彻底下降到外部气体温度，工作流体的压力也会成为负压。

此外，图2是说明用的图，不应该理解为用于对实施方式进行限定性解释。例如，工作流体的状态图的曲线不限定于图2的形状。另外，不处于气液二相状态的工作流体的压力也有可能成为负压。

具体而言，对使用HFO1336mzz(Z)来作为工作流体的情况进行考虑。HFO1336mzz(Z)的沸点为33℃。因此，在该情况下，若在外部气体温度小于33℃时泵1停止，则工作流体的压力有可能成为负压。

另外，对使用HFO1336mzz(E)来作为工作流体的情况进行考虑。HFO1336mzz(E)的沸点为8℃。因此，在该情况下，若在外部气体温度小于8℃时泵1停止，则工作流体的压力有可能成为负压。

在配管部中，会在焊接部位、螺纹连接部分等产生间隙。既有时会因焊接不良、螺纹连接时的紧固转矩不足等的施工不良而产生该间隙，也有时会因运转中的振动等所导致的螺纹连接部的松脱、经年劣化等而产生该间隙。在工作流体的压力为正压的情况下，当万一在配管部产生了间隙时，会从配管部的内部向外部泄漏工作流体。在该情况下，若对配管部进行修理以消除间隙、并再填充工作流体，则能够使朗肯循环装置21恢复为工作流体泄漏前的状态。另外，当从配管部泄漏工作流体时，会出现由于工作流体不足而无法实现基于泵1的工作流体的循环等的、暗示朗肯循环装置的不良的具体症状。因此，从配管部泄漏工作流体是容易被识别的。因此，能够从工作流体发生泄漏起比较早期地实施配管部的修理和工作流体的再填充。

另一方面，当在工作流体的压力为负压时在配管部产生了间隙的情况下，大气中的空气、水分等有可能混入到配管部内。当发生那样的混入时，工作流体或者润滑油有可能水解。当润滑油水解时，在泵1、膨胀机3等的设备中，部件的滑动部的润滑性会恶化，会成为设备故障的原因。快速地对空气、水分等向配管部内的混入进行识别不一定容易。因此，也会有下述问题：在注意到了产生了不良时，不良的程度已经较大。因此，在发觉了不良的时间点，设备的故障发展到了严重的状态，即使修补间隙、对工作流体进行再填充，也难以恢复到原来的状态。

为了避免由于在配管部产生了间隙的情况下工作流体的压力成为负压而产生的上述不良，可考虑消除配管部中的间隙的产生自身。但是，完全消除间隙的产生不一定容易。

具体而言，如上所述，流体回路14有时包括焊接部位、螺纹连接部等。完全消除焊接部位、螺纹连接部等中的间隙的产生并不容易。

通过采用在备齐了制造装置的工厂中完成朗肯循环装置21、并使该完成品移动到设置场所这一设置方式、即排除朗肯循环装置21在设置现场的焊接作业，能够降低在焊接部位产生间隙的产生概率。但是，并不是总是能采用那样的设置方式。在向蒸发器2供给热源气体的热源为固定于土地的设备的情况下，有时也在该设备所在的现场对朗肯循环装置21进行施工。在现场进行焊接的情况下，完全地防止焊接部位的间隙的产生不一定容易。

另外，即使在设置朗肯循环装置21时没有问题，也有时会由于朗肯循环装置21运转时的振动而在配管部产生间隙。完全地避免伴随着运转的间隙的产生也不一定容易。

于是，本发明人为了抑制在配管部产生了间隙的情况下由于工作流体的压力成为负压而产生的上述不良的产生，对抑制朗肯循环装置21的配管部内的负压产生这一点进行了研究。

根据本发明人的研究，通过在工作流体的压力低的情况下使处于停止状态的泵1进行驱动，能够抑制负压的产生。具体而言，通过使泵1进行驱动，能够一边在流体回路14中流动工作流体一边在蒸发器2中对工作流体进行加热，能够将工作流体的压力保持为正压。本发明人进一步进行研究，想到了以下说明的控制。

以下，参照图3的流程图，对朗肯循环装置21的控制进行说明。此外，在以下的说明中设为：在流程开始前，旁通阀5关闭。

在步骤S1中，控制装置19判断是否泵1停止、且第2压力传感器8b的检测压力小于第1阈值压力Pth1。在泵1停止、且第2压力传感器8b的检测压力小于第1阈值压力Pth1的情况下，进入步骤S2。在泵1被驱动的情况下以及/或者在第2压力传感器8b的检测压力为第1阈值压力Pth1以上的情况下，再次执行步骤S1。“泵1被驱动的情况以及/或者第2压力传感器8b的检测压力为第1阈值压力Pth1以上的情况”意味着泵1被驱动这一条件和第2压力传感器8b的检测压力为第1阈值压力Pth1以上这一条件中的至少一方成立的情况。

第1阈值压力Pth1可以为大气压以上的压力。第1阈值压力Pth1可以为发电运转时的第2压力传感器8b的检测压力以下的压力、具体而言为比该检测压力低的压力。在该上下文中，“发电运转时的第2压力传感器8b的检测压力”不是指处于过渡状态的压力的检测值，而是指处于稳定状态的压力的检测值。第1阈值压力Pth1例如为0.01MPa以上且0.2MPa以下。在一个具体例中，第1阈值压力Pth1为0.05MPa。

在该例子中，以最初从步骤S1进入到S2的定时为起点，满足步骤S1的条件的经过时间被进行计时。以下，有时将该经过时间称为待机时间。

在步骤S2中，控制装置19判断待机时间是否为阈值待机时间Twth以上。在待机时间为阈值待机时间Twth以上的情况下进入步骤S3。在待机时间小于阈值待机时间Twth的情况下进入步骤S1。

阈值待机时间Twth例如为0.1分钟以上且5分钟以下。阈值待机时间Twth的具体例为1分钟。

在步骤S3中，控制装置19增大旁通阀5的开度。另外，在步骤S3中，控制装置19开始泵1的驱动。在步骤S3之后，进入步骤S4。

在实施步骤S3之后，工作流体按泵1、蒸发器2、旁通阀5、冷凝器4的顺序在这些构件中进行循环。在蒸发器2中，供给至蒸发器2的加热介质的热被回收，工作流体利用该热被进行加热。通过该加热，工作流体的压力上升。

如上述的那样，被供给至蒸发器2的加热介质可以为热源气体。在一个具体例中，热源气体是来自干燥炉、熔炉等的热容量大的设备的排气。在该情况下，即使停止设备的工作，排气的温度也不会立刻降低到外部气体温度附近。因此，在从停止工作起的短暂的期间中，蒸发器2及其周围温度维持比外部气体温度高的状态，因此，能够通过使泵1进行驱动，在蒸发器2中对工作流体进行加热来使其压力上升。

在步骤S3中，也可以使旁通阀5为全开。在执行步骤S3之前旁通阀5的开度不为零的情况下，例如该开度为50％以上时等，也可以在步骤S3中不一定增大旁通阀5的开度。也可以根据情况，在步骤S3的前后将旁通阀5的开度维持为零。

在步骤S3中，泵1的转速例如被设定为100rpm以上且5000rpm以下。在一个具体例中，在步骤S3中，泵1的转速被设定为1000rpm。但是，根据泵的规格，其运转转速范围是各种各样的，因此，所设定的转速并不限定于上述的例子。

能够将步骤S3的动作认为是防止负压的控制。可以将步骤S3的控制称为第1负压防止控制。

第2压力传感器8b设置于第2回路15b。第2回路15b中的工作流体的压力容易成为负压。因此，当基于第2压力传感器8b的检测值来进行负压防止控制时，容易得到对工作流体成为负压这一情况进行抑制的效果。具体而言，第2压力传感器8b设置于第3回路15c。

在步骤S4中，控制装置19判断第2压力传感器8b的检测压力是否为第2阈值压力Pth2以上。在第2压力传感器8b的检测压力为第2阈值压力Pth2以上的情况下，进入步骤S5。在第2压力传感器8b的检测压力小于第2阈值压力Pth2的情况下，再次执行步骤S4。

第2阈值压力Pth2可以是大气压以上的压力、具体而言为比大气压高的压力。第2阈值压力Pth2可以是发电运转时的第2压力传感器8b的检测压力以下的压力、具体而言为比该检测压力低的压力。在本实施方式中，第2阈值压力Pth2比第1阈值压力Pth1高。第2阈值压力Pth2例如为0.01MPa以上且0.2MPa以下。在一个具体例中，第2阈值压力Pth2为0.15MPa。

在步骤S5中，控制装置19停止泵1。由此，步骤S3的负压防止控制结束。

也可以在基于图3的流程图的控制结束之后，重新开始该控制。例如，也可以在从基于图3的流程图的控制结束起经过预定期间之后，重新开始该控制。这一点关于后述的实施方式的控制也是同样的。

以下，对其他几个实施方式进行说明。以下，对已经说明过的实施方式和之后说明的实施方式中共同的要素标记相同的参照标号，有时省略那些的说明。关于流程图，也是同样的。对于与各实施方式有关的说明，只要在技术上不矛盾，就能够被相互地进行应用。只要在技术上不矛盾，各实施方式也可以相互组合。

(实施方式2)

图4中表示实施方式2中的朗肯循环装置22的结构图。

朗肯循环装置22具备加热器10。加热器10例如为电阻加热加热器。

加热器10设置于流体回路14。加热器10对在流体回路14中流动的工作流体进行加热。在图4的例子中，加热器10设置于循环回路15。

具体而言，加热器10设置于循环回路15中的比泵1靠下游侧且比冷凝器4靠上游侧的部分。换言之，加热器10设置于循环回路15中的比冷凝器4靠下游侧且比泵1靠上游侧的部分以外的部分。这样，通过加热器10的加热，难以导致流入到泵1的工作流体成为气液二相状态的事态，难以在通过泵1进行的工作流体的输送中产生不良。

更具体而言，加热器10设置于循环回路15中的比泵1靠下游侧且比蒸发器2靠上游侧的部分。进一步具体而言，加热器10设置于循环回路15中的比泵1靠下游侧且比再热器6靠上游侧的部分。

在一个例子中，加热器10具有线状形状。加热器10与循环回路15中的配管紧贴。配管的长度方向和加热器10的长度方向一致。

在其他例子中，加热器10具有带状形状。加热器10卷附于循环回路15中的配管的外壁。

控制装置19对加热器10进行控制。在本实施方式中，控制装置19对向加热器10的通电进行控制。在进行向加热器10的通电时，加热器10进行发热。在未进行向加热器10的通电时，加热器10不发热。

以下，参照图5的流程图，对朗肯循环装置22的控制进行说明。

在实施方式2中，从步骤S3中的泵1的驱动开始起的经过时间被进行计时。以下，将该经过时间称为泵运转时间。

在实施方式2中，在步骤S4中，在第2压力传感器8b的检测压力小于第2阈值压力Pth2的情况下，进入步骤S6。

在步骤S6中，控制装置19判断泵运转时间是否为阈值时间Tth以上。在泵运转时间为阈值时间Tth以上的情况下，进入步骤S7。在泵运转时间小于阈值时间Tth的情况下，进入步骤S4。

阈值时间Tth例如为1分钟以上且10分钟以下。阈值时间Tth的具体例为5分钟。

在步骤S7中，通过控制装置19开始向加热器10的通电。通过步骤S7中的向加热器10的通电开始，开始通过加热器10进行的工作流体的加热。步骤S7之后，进入步骤S8。

对热源为工厂设备、工厂设备长期间停止的情况进行考虑。在该情况下，工厂设备被周围的空气冷却，因此，有时热源气体的温度与外部气体温度之差小。当该差小时，即使通过步骤3使泵1进行驱动，有时在蒸发器2中也无法充分地对工作流体进行加热，工作流体的压力不会充分地上升。对于这一点，在本实施方式中，在步骤S7中通过加热器10加热工作流体。由此，能够使工作流体的压力充分地上升。

可以将步骤S7的动作认为是防止负压的控制。可以将步骤S7的控制称为第2负压防止控制。

在步骤S8中，控制装置19判断第2压力传感器8b的检测压力是否为第2阈值压力Pth2以上。在第2压力传感器8b的检测压力为第2阈值压力Pth2以上的情况下，进入步骤S9。在第2压力传感器8b的检测压力小于第2阈值压力Pth2的情况下，再次执行步骤S8。

在步骤S9中，通过控制装置19结束向加热器10的通电。通过步骤S9的向加热器10的通电结束，结束通过加热器10进行的工作流体的加热。由此，步骤S7的第2负压防止控制结束。

在步骤S9中，控制装置19也可以使向加热器10的通电结束，并且，停止泵1。

(实施方式3)

图6中表示实施方式3中的朗肯循环装置23的结构图。

在朗肯循环装置23中，流体回路14包括捷径(short cut，直通)回路17。

朗肯循环装置23包括阀11。阀11设置于捷径回路17。在以下中，将阀11称为捷径(short cut，直通)阀11。在本实施方式中，捷径阀11为流量调整阀。

对实施方式3可以应用基于图5的流程图的控制。在实施方式3中，在执行图5的步骤S7时，控制装置19增大捷径阀11的开度。由此，工作流体按泵1、捷径阀11、冷凝器4的顺序在这些构件中进行循环。在该循环中，工作流体也经过加热器10。工作流体在加热器10中被加热。由此，能够使工作流体的压力上升。

按泵1、捷径阀11、冷凝器4的顺序在这些构件中经过的工作流体的循环路径比按泵1、蒸发器2、旁通阀5、冷凝器4的顺序在这些构件中经过的工作流体的循环路径短，因此，能够迅速地实施通过泵1实现的工作流体的循环。这样的循环路径的短度能够容易用加热器10使工作流体的压力上升。

也可以在执行图5的步骤S7时使捷径阀11为全开。在执行步骤S7之前、捷径阀11的开度不为零的情况下，例如当该开度为50％以上时等，也可以在执行步骤S7时不一定增大捷径阀11的开度。也可以根据情况，在步骤S7的前后，将捷径阀11的开度维持为零。

(实施方式4)

以下，参照图7对实施方式4的控制进行说明。实施方式4的控制例如可以使用实施方式2的朗肯循环装置22来执行。

如图7所示，在实施方式4中，在步骤S2中，待机时间为阈值待机时间Twth以上的情况下，进入步骤S10。

在步骤S10中，控制装置19增大旁通阀5的开度。在步骤S10中，通过控制装置19开始向加热器10的通电。通过步骤S10中的向加热器10的通电开始，开始通过加热器10进行的工作流体的加热。另外，在步骤S10中，控制装置19开始泵1的驱动。在步骤S10之后，进入步骤S4。

在实施步骤S10之后，工作流体按泵1、加热器10、蒸发器2、旁通阀5、冷凝器4的顺序在这些构件中进行循环。在加热器10中，工作流体被加热。在蒸发器2中，工作流体也能够被加热。

也可以在步骤S10中使旁通阀5为全开。在执行步骤S10之前、旁通阀5的开度不为零的情况下，例如在该开度为50％以上的情况下等，也可以在步骤S10中不增大旁通阀5的开度。也可以根据情况，在步骤S10的前后，将旁通阀5的开度维持为零。

也可以根据情况，从步骤S10之前起通过控制装置19进行向加热器10的通电。例如，也可以在待机时间成为了第1阈值时间时，通过控制装置19开始向加热器10的通电，在待机时间成为了阈值待机时间Twth时，通过控制装置19开始泵1的驱动。在此，第1阈值时间比阈值待机时间Twth短。

或者，也可以从步骤S10之前起通过控制装置19使泵1进行驱动。例如，也可以在待机时间成为了第2阈值时间时，通过控制装置19开始泵1的驱动，在待机时间成为了阈值待机时间Twth时，通过控制装置19开始向加热器10的通电。在此，第2阈值时间比阈值待机时间Twth短。

在步骤S10中，泵1的转速例如被设定为100rpm以上且5000rpm以下。在一个具体例中，在步骤S10中，泵1的转速被设定为1000rpm。但是，根据泵的规格，其运转转速范围是各种各样的，因此，所设定的转速并不限定于上述的例子。

可以将步骤S10的动作认为是防止负压的控制。能够将步骤S10的控制称为第3负压防止控制。

在实施方式4中，在步骤S4中第2压力传感器8b的检测压力为第2阈值压力Pth2以上的情况下，进入步骤S11。

在步骤S11中，通过控制装置19结束向加热器10的通电。在步骤S11中，控制装置19停止泵1。通过步骤S11，步骤S10的负压防止控制结束。

在热源为工厂设备、工厂设备长期间停止的情况下，有时热源气体的温度与外部气体温度实质上没有差异。在该情况下，即使使泵1进行驱动，在蒸发器2中，工作流体也实质上不被加热。因此，蒸发器2实质上无助于工作流体的压力上升。

对于这一点，根据实施方式4，即使是蒸发器2无助于工作流体的温度上升和压力上升的情况下，也能够通过加热器10来使工作流体的温度和压力上升。

(实施方式5)

也可以使用实施方式3的朗肯循环23来进行实施方式4的控制。将使用实施方式3的朗肯循环23进行实施方式4的控制的方式称为实施方式5。

在实施方式5中，在执行图7的步骤S10时，既可以增大捷径阀11的开度，也可以使捷径阀11的开度为全开。在执行步骤S10之前、捷径阀11的开度不为零的情况下，例如在该开度为50％以上等的情况下，也可以在执行步骤S10时不增大捷径阀11的开度。也可以根据情况，在步骤S10的前后，将捷径阀11的开度维持为零。

在实施方式5中，也可以采用如下方式：在图7的步骤S10以后，捷径阀11的开度为非零，且旁通阀5的开度为零。当这样时，在实施步骤S10之后，工作流体按泵1、加热器10、捷径阀11、冷凝器4的顺序在这些构件中进行循环。在加热器10中，工作流体被加热。通过该加热，工作流体的压力上升。

(可以应用于实施方式1～5的技术)

在上述的例子中，在实施方式1～5的步骤S1中，判断第2压力传感器8b的检测压力是否小于第1阈值压力Pth1。但是，也可以代替进行该判断，而判断第2温度传感器9b的检测温度是否小于第1阈值温度。另外，也可以代替进行该判断，而判断第3温度传感器9c的检测温度是否小于第2阈值温度。这是由于第2温度传感器9b的检测温度和第3温度传感器9c的检测温度可以成为用于防止工作流体的压力成为负压的有效的指标。

在实施方式1～5的步骤S1中使用的第2压力传感器8b的检测压力为朗肯循环的低压侧的检测压力。也可以在步骤S1中使用朗肯循环的高压侧的检测压力。具体而言，也可以在步骤S1中判断第1压力传感器8a的检测压力是否小于第3阈值压力。这是由于高压侧的检测压力也可以成为用于防止工作流体的压力成为负压的有效的指标。在泵1停止时，低压侧的压力和高压侧的压力有时也会成为接近的值。

另外，也可以在步骤S1中使用朗肯循环的高压侧的检测温度。具体而言，也可以在步骤S1中判断第1温度传感器9a的检测温度是否小于第3阈值温度。这是由于高压侧的检测温度也可以成为用于防止工作流体的压力成为负压的有效的指标。在泵1停止时，低压侧的温度和高压侧的温度有时也会成为接近的值。

具体而言，在一变形例涉及的步骤S1中，控制装置19判断是否泵1停止、且第2温度传感器9b的检测温度小于第1阈值温度。在泵1停止、且第2温度传感器9b的检测温度小于第1阈值温度的情况下，进入步骤S2。在泵1被驱动的情况下以及/或者第2温度传感器9b的检测温度为第1阈值温度以上的情况下，再次执行步骤S1。第1阈值温度可以是大气压下的工作流体的沸点以上的温度、具体而言为比该沸点高的温度。第1阈值温度可以是发电运转时的第2温度传感器9b的检测温度以下的温度、具体而言为比该检测温度低的温度。第1阈值温度例如是对大气压下的工作流体的沸点加上余裕而得到的值。余裕例如为0℃以上且5℃以下。

在一个变形例涉及的步骤S1中，控制装置19判断是否泵1停止、且第3温度传感器9c的检测温度小于第2阈值温度。在泵1停止、且第3温度传感器9c的检测温度小于第2阈值温度的情况下，进入步骤S2。在泵1被驱动的情况下以及/或者第3温度传感器9c的检测温度为第2阈值温度以上的情况下，再次执行步骤S1。第2阈值温度可以是大气压下的工作流体的沸点以上的温度、具体而言为比该沸点高的温度。第2阈值温度例如是对大气压下的工作流体的沸点加上余裕而得到的值。余裕例如为0℃以上且5℃以下。

在一个变形例涉及的步骤S1中，控制装置19判断是否泵1停止、且第1压力传感器8a的检测压力小于第3阈值压力。在泵1停止、且第1压力传感器8a的检测压力小于第3阈值压力的情况下，进入步骤S2。在泵1被驱动的情况下以及/或者第1压力传感器8a的检测压力为第3阈值压力以上的情况下，再次执行步骤S1。第3阈值压力可以是大气压以上的压力、具体而言为比大气压高的压力。第3阈值压力可以是发电运转时的第1压力传感器8a的检测压力以下的压力、具体而言为比该检测压力低的压力。作为第3阈值压力，能够采用与第1阈值压力相同的值。

在一个变形例涉及的步骤S1中，控制装置19判断是否泵1停止、且第1温度传感器9a的检测温度小于第3阈值温度。在泵1停止、且第1温度传感器9a的检测温度小于第3阈值温度的情况下，进入步骤S2。在泵1被驱动的情况下以及/或者第1温度传感器9a的检测温度为第3阈值温度以上的情况下，再次执行步骤S1。第3阈值温度可以是大气压下的工作流体的沸点以上的温度、具体而言为比该沸点高的温度。第3阈值温度可以是发电运转时的第1温度传感器9a的检测温度以下的温度、具体而言是比该检测温度低的温度。第3阈值温度例如是对大气压下的工作流体的沸点加上余裕而得到的值。余裕例如为0℃以上且5℃以下的范围的值。

在上述的例子中，在实施方式1～5的步骤S4中，判断第2压力传感器8b的检测压力是否为第2阈值压力Pth2以上。但是，也可以代替进行该判断，而判断第2温度传感器9b的检测温度是否为第4阈值温度以上。也可以代替进行该判断，而判断第1温度传感器9a的检测温度是否为第5阈值温度以上。

具体而言，在一个变形例涉及的步骤S4中，控制装置19判断第2温度传感器9b的检测温度是否为第4阈值温度以上。在第2温度传感器9b的检测温度为第4阈值温度以上的情况下，进入步骤S5或者步骤S11。在第2温度传感器9b的检测温度小于第4阈值温度的情况下，再次执行步骤S4，或者进入步骤S6。第4阈值温度可以是大气压下的工作流体的沸点以上的温度、具体而言为比该沸点高的温度。第4阈值温度可以是发电运转时的第2温度传感器9b的检测温度以下的温度、具体而言为比该检测温度低的温度。第4阈值温度可以是比第1阈值温度高的温度。第4阈值温度例如是对大气压下的工作流体的沸点加上余裕而得到的值。余裕例如是0℃以上且5℃以下的范围的值。

在一个变形例涉及的步骤S4中，控制装置19判断第1温度传感器9a的检测温度是否为第5阈值温度以上。在第1温度传感器9a的检测温度为第5阈值温度以上的情况下，进入步骤S5或者步骤S11。在第1温度传感器9a的检测温度小于第5阈值温度的情况下，再次执行步骤S4，或者进入步骤S6。第5阈值温度可以是大气压下的工作流体的沸点以上的温度、具体而言为比该沸点高的温度。第5阈值温度可以是发电运转时的第1温度传感器9a的检测温度以下的温度、具体而言为比该检测温度低的温度。第5阈值温度可以是比第2阈值温度高的温度。第5阈值温度例如是对大气压下的工作流体的沸点加上余裕而得到的值。余裕例如是0℃以上且5℃以下的范围的值。

在上述的例子中，在步骤S6中，控制装置19判断泵运转时间是否为阈值时间Tth以上。也可以将基于泵运转时间的判断应用于实施方式1、4以及5的步骤S4。

具体而言，在实施方式1的一个变形例涉及的步骤S4中，控制装置19判断泵运转时间是否为阈值时间Tth以上。在泵运转时间为阈值时间Tth以上的情况下，进入步骤S5。在泵运转时间小于阈值时间Tth的情况下，再次执行步骤S4。

在实施方式4和5的一个变形例涉及的步骤S4中，控制装置19判断泵运转时间是否为阈值时间Tth以上。在泵运转时间为阈值时间Tth以上的情况下，进入步骤S11。在泵运转时间小于阈值时间Tth的情况下，再次执行步骤S4。

在上述的例子中，在实施方式2和3的步骤S8中，判断第2压力传感器8b的检测压力是否为第2阈值压力Pth2以上。但是，也可以代替进行该判断，而判断第2温度传感器9b的检测温度是否为第4阈值温度以上。也可以代替进行该判断，而判断第1温度传感器9a的检测温度是否为第5阈值温度以上。

具体而言，在一个变形例涉及的步骤S8中，控制装置19判断第2温度传感器9b的检测温度是否为第4阈值温度以上。在第2温度传感器9b的检测温度为第4阈值温度以上的情况下，进入步骤S9。在第2温度传感器9b的检测温度小于第4阈值温度的情况下，再次执行步骤S8。

在一个变形例涉及的步骤S8中，控制装置19判断第1温度传感器9a的检测温度是否为第5阈值温度以上。在第1温度传感器9a的检测温度为第5阈值温度以上的情况下，进入步骤S9。在第1温度传感器9a的检测温度小于第5阈值温度的情况下，再次执行步骤S8。

在上述的例子中，在实施方式1～3的步骤S1中，控制装置19判断是否泵1停止、且第2压力传感器8b的检测压力小于第1阈值压力Pth1。但是，在步骤S1中，控制装置19也可以判断是否泵1停止、第2压力传感器8b的检测压力小于第1阈值压力Pth1、且第4温度传感器9d的检测温度比第3温度传感器9c的检测温度高。通过判断第4温度传感器9d的检测温度是否比第3温度传感器9c的检测温度高，能够确认是否能在执行步骤S3时用蒸发器2对工作流体进行加热。也可以设置对蒸发器2的温度(具体而言为构成蒸发器2的结构部的温度)进行检测的温度传感器，使用该温度传感器的检测温度来代替第4温度传感器9d的检测温度。此外，同样的改变也可以应用于实施方式4和5。

具体而言，在一个变形例涉及的步骤S1中，控制装置19在实施方式1～3的步骤S1的条件之外，还判断第4温度传感器9d的检测温度是否比第3温度传感器9c的检测温度高。在实施方式1～3的步骤S1的条件成立、且第4温度传感器9d的检测温度比第3温度传感器9c的检测温度高的情况下，进入步骤S2。在实施方式1～3的步骤S1的条件不成立以及/或者第4温度传感器9d的检测温度为第3温度传感器9c的检测温度以下的情况下，再次执行步骤S1。此外，同样的改变也可以应用于实施方式4和5。进一步，同样的改变也可以应用于上述的变形例。

在上述的例子中，旁通阀5和捷径阀11为流量可变型的阀。但是，旁通阀5和捷径阀11也可以是如电磁阀那样的开闭阀。开闭阀指的是开度被设定为0％和100％的2值中的任一个的阀。

作为旁通阀5以及/或者捷径阀11，可以采用电动球阀。电动球阀在阀的部分和阀前后的配管处，流路截面积的变化小。因此，根据电动球阀，能够减小使工作流体循环时的流路阻力。

在朗肯循环装置的发电运转中，工作流体经由膨胀机3进行循环。这使得通过膨胀机3和发电机18进行的发电成为可能。

另一方面，在朗肯循环装置未进行发电时，工作流体并不是必须经由膨胀机3进行循环。在一个具体例中，在图3和图5的步骤S3以及图7的步骤S10之后，工作流体在泵1和蒸发器2之外还经由旁通回路16进行循环。由此，工作流体能够顺畅地流动。在步骤S3和步骤S10之后，旁通阀5的开度既可以为100％，也可以小于100％。

从使经由泵1、蒸发器2以及旁通回路16的工作流体的流动顺畅的观点来看，步骤S3和步骤S10之后的旁通阀5的开度为100％是有利的。在该情况下，容易通过蒸发器2对工作流体进行加热。

另一方面，从使流入到冷凝器4的工作流体的温度降低的观点来看，与开度为100％的情况相比，步骤S3和步骤S10之后的旁通阀5的开度小于100％是有利的。在该情况下，工作流体容易在冷凝器4中冷凝，气液二相的工作流体难以流入到泵1，难以在泵1中产生不良。

通过在步骤S3和步骤S10之后对膨胀机3的转速进行控制，也可以抑制工作流体向膨胀机3流入。在上述的例子中，膨胀机3的旋转轴和发电机18的旋转轴相连结。因此，对于膨胀机3的转速的控制，能够通过对发电机18的转速进行控制来实现。对于发电机18的转速的控制，例如能够通过控制装置19来实现。在一个具体例中，未图示的PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)变换器连接于发电机18。并且，控制装置19使用PWM变换器来对发电机18的转速进行PWM控制。此外，在发电运转时，通过PWM控制来对发电机18的转速进行控制，由此也可以对发电量进行控制。

如上述的那样，在循环回路15中的比蒸发器2靠下游侧且比膨胀机3靠上游侧的部分连接有旁通回路16。也可以在循环回路15中的比上述连接部靠下游侧且比膨胀机3靠上游侧的部分设置阀。根据这样，通过将阀关闭，能够防止工作流体流入膨胀机3。例如，能够在步骤S3和步骤S10中将阀关闭。

也可以在进行第1负压防止控制、第2负压防止控制以及第3负压防止控制时使冷凝器4的风扇7停止。由此，工作流体难以受到外部气体温度的影响，工作流体的压力容易上升或者难以降低。

也可以在进行第1负压防止控制、第2负压防止控制以及第3负压防止控制时使风扇7进行动作。由此，气液二相的工作流体难以流入到泵1。例如，能够在流入到冷凝器4的工作流体的温度高、应该提高使工作流体冷凝的能力的情况下，使风扇7进行动作。

也可以使用传感器来对风扇7进行控制。在一个例子中，风扇7被基于第2压力传感器8b的检测值和第2温度传感器9b的检测值来进行控制。在一个具体例中，基于第2压力传感器8b的检测值和第2温度传感器9b的检测值，计算工作流体的过冷却度，基于该过冷却度来控制风扇7。风扇7被进行控制是指：包括控制风扇7的转速的方式和控制风扇7使其驱动或者停止的方式这两方的表述。

(上述的说明涉及的技术)

如根据以上的说明可理解的那样，上述的说明涉及的朗肯循环装置21～23在传感器的检测值比第1阈值低时开始第1控制。第1控制是如下控制：通过泵1使工作流体经由蒸发器2以及/或者加热器10进行循环。这样的朗肯循环装置适于防止工作流体的压力成为负压。这有利于确保朗肯循环装置的可靠性。具体而言，第1控制是如下控制：通过泵1使工作流体经由蒸发器2以及/或者处于发热状态的加热器10进行循环。在一个具体例中，第1控制是如下控制：通过泵1使工作流体经由处于能够对工作流体进行加热的状态的蒸发器2以及/或者处于发热状态的加热器10进行循环。

在此，开始第1控制是指：包括泵1的驱动开始为加热器10的发热开始之前的方式、泵1的驱动开始与加热器10的发热开始为同时的方式、以及泵1的驱动开始在加热器10的发热开始之后的方式的概念。在典型例中，第1控制的开始和泵1的驱动开始是同时的。

另外，“通过泵1使工作流体经由蒸发器2以及/或者加热器10进行循环”这一表述不意味着必须存在加热器10。如根据第1实施方式可理解的那样，即使没有加热器10，也能够执行第1控制。

在一个具体例中，上述的说明涉及的朗肯循环装置21～23在泵1停止、且第1条件成立时开始第1控制，该第1控制为通过开始泵1的驱动来使工作流体经由泵1和蒸发器2进行循环的控制。在此，第1条件是传感器的检测值比第1阈值低这一条件。

上述的说明涉及的控制方法包括通过传感器进行检测的步骤。另外，控制方法包括如下步骤：在传感器的检测值比第1阈值低时，开始通过泵1使处于正被加热的状态的工作流体进行循环的第1循环。

在此，对“开始通过泵1使处于正被加热的状态的工作流体进行循环的第1循环”这一表述进行说明。该表述是：包括泵1的驱动开始为工作流体的加热开始之前的方式、泵1的驱动开始与工作流体的加热开始为同时的方式、以及泵1的驱动开始为工作流体的加热开始之后的方式的概念。在典型例中，第1循环的开始和泵1的驱动开始是同时的。

具体而言，控制方法也可以说包括进行工作流体的加热的步骤。

在第1循环中，例如通过蒸发器2以及/或者加热器10，工作流体可以被进行加热。对于进行工作流体的加热的步骤，例如可以通过蒸发器2以及/或者加热器10来进行。

上述传感器也可以是对工作流体的压力进行检测的传感器。在该情况下，第1条件是工作流体的压力比第1阈值低这一条件。在该情况下，第1阈值可以是大气压以上的压力、具体而言为比大气压高的压力。具体而言，在该情况下，能够使用第2压力传感器8b来作为上述传感器，并使用上述的第1阈值压力Pth1来作为第1阈值。另外，在该情况下，能够使用第1压力传感器8a来作为上述传感器，并使用上述的第3阈值压力来作为第1阈值。

上述传感器也可以是对工作流体的温度进行检测的传感器。在该情况下，第1条件是工作流体的温度比第1阈值低这一条件。在该情况下，第1阈值可以是大气压下的工作流体的沸点以上的温度、具体而言为比该沸点高的温度。具体而言，在该情况下，能够使用第2温度传感器9b来作为上述传感器，并使用上述的第1阈值温度来作为第1阈值。另外，在该情况下，能够使用第1温度传感器9a来作为上述传感器，并使用上述的第3阈值温度来作为第1阈值。

上述传感器也可以是对应该在冷凝器4中与工作流体进行热交换的冷却介质的温度进行检测的传感器。在该情况下，第1条件是冷却介质的温度比第1阈值低这一条件。在该情况下，第1阈值可以是大气压下的工作流体的沸点以上的温度、具体而言为比该沸点高的温度。具体而言，在该情况下，能够使用第3温度传感器9c来作为上述传感器，使用上述的第2阈值温度来作为第1阈值。此外，“应该在冷凝器4中与工作流体进行热交换的冷却介质的温度”指的是在冷凝器4中与工作流体进行热交换之前的冷却介质的温度。

在一个具体例中，传感器对循环回路15中的比膨胀机3靠下游侧且比泵1靠上游侧的部分(也即是第2回路15b)中的工作流体的压力进行检测。该部分中的工作流体的压力容易成为负压。因此，传感器对该部分的工作流体的压力进行检测，这适于防止工作流体的压力成为负压。

在更具体的例子中，传感器对循环回路15中的比冷凝器4靠下游侧且比泵1靠上游侧的部分(也即是第3回路15c)中的工作流体的压力进行检测。

在第1控制中，也可以使工作流体经由旁通回路16进行循环。通过这样，工作流体能够利用旁通回路16来绕过膨胀机3进行循环。通过这样，工作流体能够顺畅地进行循环。

在一个具体例中，在第1控制中，使工作流体经由泵1、蒸发器2以及旁通回路16进行循环。通过这样，在第1控制中，工作流体能够经由泵1和蒸发器2来顺畅地进行循环。

同样地，在第1循环中，工作流体也可以经过旁通回路16。具体而言，在第1循环中，工作流体也可以经过泵1、蒸发器2以及旁通回路16。

虽未特别地限定，但在第1控制中，能够将旁通回路16的阀5的开度设定为50％以上且100％以下。当这样设定开度时，在第1控制中，容易使工作流体经由泵1和蒸发器2顺畅地进行循环。在第1控制中，也可以将旁通回路16的阀5的开度设定为75％以上且100％以下。

同样地，也可以在旁通回路16的阀5的开度被设定为了50％以上且100％以下的状态下进行第1循环。也可以在旁通回路16的阀5的开度被设定为了75％以上且100％以下的状态下进行第1循环。

在一个例子中，在第1控制中，通过泵1使工作流体经由蒸发器2进行循环。在传感器的检测值小于第2阈值、且从开始第1控制起的经过时间为阈值时间以上时，开始加热器10的发热。通过这样，即使是通过第1控制无法充分地抑制工作流体的压力成为负压的风险的情况下，也能够使用加热器10来抑制上述风险。在典型例中，第2阈值比第1阈值高。

在一个具体例中，在第2条件不成立且泵运转时间为阈值时间以上时开始第2控制，该第2控制是在使加热器10发热的同时使工作流体经由泵1和加热器10进行循环的控制。在此，第2条件是上述检测值为第2阈值以上这一条件。第2阈值是比第1阈值高的阈值。泵运转时间是从通过第1控制开始泵的驱动起的经过时间。通过这样，即使是通过第1控制无法充分地抑制工作流体的压力成为负压的风险的情况下，也能够通过使用了加热器10的第2控制来抑制上述风险。

同样地，在一个例子中，在第1循环中，通过蒸发器2对工作流体进行加热。控制方法包括如下步骤：在传感器的检测值小于第2阈值、且从开始第1循环起的经过时间为阈值时间以上时，开始工作流体的通过加热器10进行的加热。在一个具体例中，控制方法包括如下步骤：在第2条件不成立、且泵运转时间为阈值时间以上时开始第2循环，该第2循环是在使加热器10发热的同时使工作流体经由泵1和加热器10进行循环的循环。在典型例中，第2阈值比第1阈值高。

朗肯循环装置也可以是在检测值为第2阈值以上时使泵1的驱动停止的装置。通过这样，能够避免泵的不必要的电力消耗。

同样地，控制方法也可以还包括：在传感器的检测值为第2阈值以上时使泵1的驱动停止的步骤。

如上述的那样，上述传感器也可以是对工作流体的压力进行检测的传感器。在该情况下，第2条件是工作流体的压力为第2阈值以上这一条件。在该情况下，第2阈值可以是大气压以上的压力、具体而言为比大气压高的压力。具体而言，能够使用第2压力传感器8b来作为上述传感器，使用上述第2阈值压力Pth2作为第2阈值。在上述传感器为对工作流体的压力进行检测的传感器的情况下，能将第1阈值称为第1阈值压力，将第2阈值称为第2阈值压力。在典型例中，第2阈值压力比第1阈值压力高。

如上述的那样，上述传感器也可以是对工作流体的温度进行检测的传感器。在该情况下，第2条件是工作流体的温度为第2阈值以上这一条件。在该情况下，第2阈值可以是大气压下的工作流体的沸点以上的温度、具体而言为比该沸点高的温度。具体而言，在该情况下，能够使用第2温度传感器9b来作为上述传感器，使用上述的第4阈值温度来作为第2阈值。另外，在该情况下，能够使用第1温度传感器9a来作为上述传感器，使用上述的第5阈值温度来作为第2阈值。

在一个具体例中，在第2控制中，使工作流体经由泵1、加热器10以及旁通回路16进行循环。虽未特别地限定，但在第2控制中，能够将旁通回路16的阀5的开度例如设定为50％以上且100％以下。也可以在第2控制中，将旁通回路16的阀5的开度设定为75％以上且100％以下。

同样地，在一个具体例中，在第2循环中，使工作流体经由泵1、加热器10以及旁通回路16进行循环。虽未特别地限定，但能够在第2循环中将旁通回路16的阀5的开度例如设定为50％以上且100％以下。也可以在第2循环中，将旁通回路16的阀5的开度设定为75％以上且100％以下。

流体回路14也可以包括上述的捷径回路17。在第2控制中，也可以使工作流体经由泵1、加热器10以及捷径回路17进行循环。虽未特别地限定，但在第2控制中，能够将捷径回路17的阀11的开度例如设定为50％以上且100％以下。也可以在第2控制中将捷径回路17的阀11的开度设定为75％以上且100％以下。

同样地，在第2循环中，也可以使工作流体经由泵1、加热器10以及捷径回路17进行循环。虽未特别地限定，但在第2循环中，能够将捷径回路17的阀11的开度例如设定为50％以上且100％以下。也可以在第2循环中将捷径回路17的阀11的开度设定为75％以上且100％以下。

在一个具体例中，泵1、膨胀机3以及冷凝器4容纳于一个壳体。通过容纳于壳体，泵1、膨胀机3以及冷凝器4难以与外部气体进行热交换，温度难以因外部气体而降低。因此，壳体可以实现对工作流体成为负压这一情况进行抑制的效果。

产业上的可利用性

本公开涉及的朗肯循环装置能够应用于蒸发器直接与热源气体接触的直接接触型朗肯循环。另外，本公开涉及的朗肯循环装置也能够应用于在热源气体与蒸发器之间具有水制冷剂等的循环的双循环(binary)式朗肯循环。

标号说明

1 泵

2 蒸发器

3 膨胀机

4 冷凝器

5 旁通阀

6 再热器

7 风扇

8a 第1压力传感器

8b 第2压力传感器

9a 第1温度传感器

9b 第2温度传感器

9c 第3温度传感器

9d 第4温度传感器

10 加热器

11 捷径阀

14 流体回路

15 循环回路

16 旁通回路

17 捷径回路

18 发电机

19 控制装置

21、22、23 朗肯循环装置

Claims

1.一种朗肯循环装置，

具备传感器、泵、蒸发器、膨胀机以及冷凝器，

在所述传感器的检测值比第1阈值低时，开始第1控制，

2.根据权利要求1所述的朗肯循环装置，

(i)所述传感器对所述工作流体的压力进行检测，所述第1阈值为大气压以上的压力，

(ii)所述传感器对所述工作流体的温度进行检测，所述第1阈值为大气压下的所述工作流体的沸点以上的温度，或者，

(iii)所述传感器对应该在所述冷凝器中与所述工作流体进行热交换的冷却介质的温度进行检测，所述第1阈值为大气压下的所述工作流体的沸点以上的温度。

3.根据权利要求1或者2所述的朗肯循环装置，

所述传感器对所述循环回路中的比所述膨胀机靠下游侧且比所述泵靠上游侧的部分中的所述工作流体的压力进行检测。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的朗肯循环装置，

所述流体回路包括旁通回路，所述旁通回路将所述循环回路中的比所述蒸发器靠下游侧且比所述膨胀机靠上游侧的部分和所述循环回路中的比所述膨胀机靠下游侧且比所述冷凝器靠上游侧的部分连接，

在所述第1控制中，使所述工作流体经由所述旁通回路进行循环。

5.根据权利要求4所述的朗肯循环装置，

在所述旁通回路中设置有阀，

在所述第1控制中，将所述旁通回路的所述阀的开度设定为50％以上且100％以下。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的朗肯循环装置，

在所述流体回路中设置有所述加热器，

在所述第1控制中，通过所述泵使所述工作流体经由所述蒸发器进行循环，

在所述检测值小于第2阈值、且从开始所述第1控制起的经过时间为阈值时间以上时，开始所述加热器的发热。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的朗肯循环装置，

在所述检测值为第2阈值以上时，使所述泵的驱动停止。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的朗肯循环装置，

所述工作流体的大气压下的沸点为0℃以上且50℃以下。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的朗肯循环装置，

具备利用所述膨胀机的旋转转矩来进行发电的发电机。

10.一种控制方法，是工作流体按泵、蒸发器、膨胀机、冷凝器的顺序在这些构件中进行循环的朗肯循环装置的控制方法，包括：

11.根据权利要求10所述的控制方法，

12.根据权利要求10或者11所述的控制方法，

在所述朗肯循环装置中，设置有按所述泵、所述蒸发器、所述膨胀机、所述冷凝器的顺序将这些构件排列而成的循环回路，

13.根据权利要求10～12中任一项所述的控制方法，

在所述朗肯循环装置中设置有循环回路和旁通回路，

在所述第1循环中，所述工作流体经过所述旁通回路。

14.根据权利要求13所述的控制方法，

在所述旁通回路中设置有阀，

在所述第1循环中，将所述旁通回路的所述阀的开度设定为50％以上且100％以下。

15.根据权利要求10～14中任一项所述的控制方法，

在所述第1循环中，通过所述蒸发器以及/或者加热器对所述工作流体进行加热。

16.根据权利要求10～15中任一项所述的控制方法，

在所述第1循环中，通过所述蒸发器对所述工作流体进行加热，

所述控制方法还包括：在所述检测值小于第2阈值、且从开始所述第1循环起的经过时间为阈值时间以上时，开始所述工作流体的通过加热器进行的加热。

17.根据权利要求10～16中任一项所述的控制方法，

所述控制方法还包括：在所述检测值为第2阈值以上时，使所述泵的驱动停止。

18.根据权利要求10～17中任一项所述的控制方法，

所述工作流体的大气压下的沸点为0℃以上且50℃以下。